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Dokumentenidentifikation DE69007682T2 29.09.1994
EP-Veröffentlichungsnummer 0402163
Titel Verfahren zur Herstellung von färbbaren poly(paraphenylen-terephtalamid) Fasern mit kationischen Farbstoffen.
Anmelder E.I. du Pont de Nemours & Co., Wilmington, Del., US
Erfinder Hartzler, Jon David, Midlothian, Virginia 23113, US
Vertreter Abitz, W., Dipl.-Ing.Dr.-Ing.; Morf, D., Dr.; Gritschneder, M., Dipl.-Phys.; Frhr. von Wittgenstein, A., Dipl.-Chem. Dr.phil.nat.; Morf, J., Dipl.-Chem.Univ. Dr.rer.nat., Pat.-Anwälte, 81679 München
DE-Aktenzeichen 69007682
Vertragsstaaten DE, DK, ES, FR, GB, IT, NL
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 08.06.1990
EP-Aktenzeichen 903062545
EP-Offenlegungsdatum 12.12.1990
EP date of grant 30.03.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.09.1994
IPC-Hauptklasse D06P 3/24
IPC-Nebenklasse D06P 3/04   D06P 5/22   

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Poly(paraphenylenterephthalamid)-Fasern, die mit kationischen Farbstoffen färbbar sind, und die daraus hergestellten gefärbten Fasern.

Beschreibung des Technikstandes

Fasern aus Poly(paraphenylenterephthalamid) bieten gute Gebrauchseigenschaften, wie Flammbeständigkeit, eine sehr hohe Reißfestigkeit und einen sehr hohen Modul, Festigkeitsretention bei erhöhten Temperaturen und eine gute Dauerbiegefestigkeit. Demgemäß haben Fasern aus Poly(paraphenylenterephthalamid) bei verschiedenen Anwendungen, wie Schutzkleidung, flammfestem Stoff, Polstern und Teppichen, Verwendung gefunden. Für solche Anwendungen des Endverbrauchers ist es oft wünschenswert, daß die Poly(paraphenylenterephthalamid)-Fasern gefärbt sind. Bekanntlich erschweren die molekularen Eigenschaften hohe Kristallinität, starre Molekülkette, hohe Bindungskräfte zwischen den Ketten und dergleichen, die zu den hervorragenden Eigenschaften der Poly(paraphenylenterephthalamid)-Fasern beitragen, das Färben dieser Fasern.

Verschiedene Verfahren wurden zum Färben von Poly(paraphenylenterephthalamid)-Fasern vorgeschlagen. Der Farbstoff kann beispielsweise in die Lösung eingearbeitet werden, aus der die Poly(paraphenylenterephthalamid)-Fasern ersponnen werden, siehe beispielsweise US-A-3 888 821 und GB-A-1 438 067. Jedoch erfordert die Herstellung von Poly(paraphenylenterephthalamid)-Fasern die Anwendung extremer Spinnbedingungen, die den Farbstoff zersetzen können. Dieser Weg der Spinnfärbung bringt weitere Probleme mit sich, wie eine Wechselwirkung mit der Faserbildung und eine Verunreinigung der Apparatur. Ferner ist es oft nicht wirtschaftlich, für jede Farbe von Interesse getrennte Faservorräte herzustellen und aufzubewahren.

Die GB-A-1 438 067, Moulds und Vance, beschreibt das Einziehen eines Imprägniermittels in niemals getrockneten Fasern, indem die niemals getrockneten Fasern vor dem Färben ein Wasserbad passieren, das das Imprägniermittel enthält. Das Imprägniermittel dient als "struktureller Halt", der ein Zusammenfallen der wassergequollenen Fasern beim Trocknen verhindert. Vorzugsweise ist das Imprägniermittel ein Material, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Antioxidantien, UV-Schutzmitteln, Farbstoffen, antistatischen Mitteln und Flammverzögerern, wie Tetrakis(hydroxymethyl)-phosphoniumchlorid oder -oxid. Die getrockneten imprägnierten Fasern können anschließend in einem wäßrigen Färbebad gefärbt werden, während entsprechende Fasern, die ohne Imprägniermittel getrocknet worden sind, nur unter viel schärferen Bedingungen gefärbt werden können, die die Verwendung von Färbebeschleunigern, wie Acetophenon, einschließen.

Ein weiteres Verfahren zum Färben von Poly(paraphenylenterephthalamid)-Fasern wird in der japanischen Patentschrift mit der Kokai-Nr. Sho 52(1977)-37882, vorgeschlagen. Die aromatischen Polyamidfasern werden von einer Schwefelsäurelösung durchdrungen und anschließend in einem Bad behandelt, das 5 Gew.-% oder mehr einer wasserlöslichen Verbindung enthält, deren Schmelzpunkt 100 ºC oder mehr beträgt. Die Fasern können getrocknet und anschließend gefärbt werden.

Zusammenfassung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung von Poly(paraphenylenterephthalamid)-Fasern bereitgestellt, die mit kationischen Farbstoffen färbbar sind, welches umfaßt

a) Einweichen der Poly(paraphenylenterephthalamid)-Fasern in einer 80-90%igen Schwefelsäurelösung für mindestens 2 Sekunden bei einer Temperatur im Bereich von 10- 50 ºC,

b) Waschen der säureeingeweichten Fasern mit Wasser, bis im wesentlichen die gesamte Säure entfernt worden ist,

C) Zusammenbringen der Fasern mit einer wäßrigen Lösung, umfassend 1-25 Gew.-% der Lösung von wenigstens einer Färbebeschleunigerspezies, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Tetramethylensulfon, Tetramethylensulfoxid, 1-Methyl-2-pyridon, Propylencarbonat, 1-Methyl-2-pyrrolidinon, Dimethylsulfoxid, 1-Ethyl-2- pyrrolidinon, 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, Glycerin, Tetramethylharnstoff und 1,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2(1H)-pyrimidinon.

Außerdem wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung von Poly(paraphenylenterephthalamid)-Fasern bereitgestellt, die mit kationischen Farbstoffen färbbar sind, umfassend:

a) Zusammenbringen von niemals getrockneten Poly(paraphenylenterephthalamid)-Fasern, die, bezogen auf das trockene Garn, einen Feuchtigkeitsgehalt nicht unter 25 Gew.-% aufweisen, mit einer wäßrigen Lösung, umfassend 1-25 Gew.-% der Lösung aus wenigstens einer von einer Färbebeschleunigerspezies, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Tetramethylensulfon, Tetramethylensulfoxid, 1-Methyl-2-pyridon, Propylencarbonat, 1-Methyl-2-pyrrolidinon, Dimethylsulfoxid, 1-Ethyl-2-pyrrolidinon, 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, Glycerin, Tetramethylharnstoff und 1,3-Dimethyl- 3,4,5,6-tetrahydro-2(1H)-pyrimidinon.

Die Fasern, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt werden, können getrocknet und anschließend in einem wäßrigen Färbebad gefärbt werden, das einen aufgelösten wasserlöslichen kationischen Farbstoff umfaßt.

Erfindungsgemäß werden ferner Poly(paraphenylenterephthalamid)-Fasern, die mit kationischen Farbstoffen färbbar sind, und die gefärbten Fasern, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt werden, bereitgestellt.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Poly(paraphenylenterephthalamid) (im folgenden als "PPD-T" bezeichnet)-Fasern, die zur erfindungsgemäßen Verwendung geeignet sind, werden durch das allgemeine Verfahren von Blades, US-A-3 869 429 beschrieben. Die US-A-3 869 429 ist hiermit als Referenz angegeben.

Die Bezeichnung "Poly(paraphenylenterephthalamid)", wie hier verwendet, bezieht sich auf das Homopolymere, das aus einer Mol-für-Mol-Polymerisation von Paraphenylendiamin und Terephthaloylchlorid resultiert, und auch auf Copolymere, die aus der Einarbeitung von kleinen Mengen weiterer aromatischer Diamine in das Paraphenylendiamin und kleinen Mengen weiterer aromatischer Disäurechloride in das Terephthaloylchlorid hervorgehen.

Die Bezeichnung "niemals getrocknet" bezieht sich auf diejenigen PPD-T-Fasern, die gemäß dem allgemein Verfahren von Blades, US-A-3 869 429 ersponnen worden sind, und mittels kaustischer Wäsche neutralisiert und auf eine Spule aufgewickelt worden sind, jedoch noch nicht getrocknet worden sind. Der Feuchtigkeitsgehalt dieses Garns ist, bezogen auf das trockene Garn, typischerweise größer als 75 Gew.-%. Der Feuchtigkeitsgehalt des niemals getrockneten Garns kann, bezogen auf das getrocknete Garn, nicht unter etwa 25 Gew.-% fallen, um das erfindungsgemäße verfahren, wie es auf niemals getrocknete Fasern angewendet wird, durchzuführen.

Im allgemeinen sind die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Fasern keine niemals getrocknete Fasern. Im allgemeinen sind die Fasern relativ trocken, wie Fasern, die einen Feuchtigkeitsgehalt von etwa 3,5 bis 7 % Wasser aufweisen. Zur Herstellung solcher PPD-T-Fasern durch das erfindungsgemäße verfahren werden die Fasern in einem Schwefelsäurebad im Bereich von 80-90 % Schwefelsäure eingeweicht. Bei Schwefelsäurekonzentrationen oberhalb dieses Bereichs ist die Lösekraft zu hoch, wodurch es zu einer Schädigung der Fasern kommt. Bei Schwefelsäurekonzentrationen unterhalb dieses Bereichs wird die Behandlungszeit verlängert und ist nicht mehr praktisch.

Die Temperatur des Schwefelsäurebades liegt im Bereich von 10-50 ºC. Die obere Grenze der Temperatur wird durch die nachteilige Wirkung auf die Zugfestigkeitseigenschaften der Faser und durch eine Filamentverschmelzung gesteuert.

Die Fasern werden mindestens 2 Sekunden lang in der Schwefelsäurelösung eingeweicht. Bei sehr kurzen Expositionszeiten wird es schließlich schwierig, eine zufriedenstellende Farbtiefe zu erzielen. Längere Expositionszeiten erzeugen in den Filamenten eine sehr starke Rißbildung und führen zu einem Verlust der Zugfestigkeitseigenschaften. Die Expositionszeit gegenüber der Säure kann verringert werden, indem die Temperatur und/oder die Säurekonzentrationen vergrößert werden. Eine wirksame Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfordert eine ausgewogene Kombination von Säurekonzentration, Temperatur und Einweichzeit.

Die säureeingeweichten PPD-T-Fasern werden gut mit Wasser gewaschen, um im wesentlichen die gesamte Schwefelsäure zu entfernen. Die Waschbedingungen sind nicht kritisch.

Gegebenenfalls kann die Faser mit einer Base, wie Natriumbicarbonatlösung, neutralisiert werden, die zu dem Waschwasser hinzugegeben, oder in einer getrennten anschließenden Stufe verwendet werden kann.

Niemals getrocknete PPD-T-Fasern erfordern nicht die hier beschriebene Säurebehandlung und werden der wäßrigen Lösung, die den Farbstoffpromotor enthält, direkt im wassergequollenen Zustand zugeführt.

Die säurebehandelten Fasern oder die niemals getrockneten Fasern werden anschließend ohne Trocknen mit einer wäßrigen Lösung aus 1-25 Gew.-% von wenigstens einer von einer Färbebeschleunigerspezies zusammengebracht. Die erfindungsgemäßen Färbebeschleuniger sind wasserlösliche niedermolekulare Flüssigkeiten, die bei oder unterhalb von 27 ºC schmelzen, und werden im allgemeinen als nicht zu der Klasse von Materialien gehörig betrachtet, die als Antioxidantien, UV-Schutzmittel, Farbstoffe, Flammverzögerer und Antistatika beschrieben sind. Die Färbebeschleuniger werden ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Tetramethylensulfon, Tetramethylensulfoxid, 1-Methyl-2-pyridon, Propylencarbonat, 1-Methyl-2-pyrrolidinon, Dimethylsulfoxid, 1-Ethyl-2-pyrrolidinon, 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, Glycerin, Tetramethylharnstoff und 1,3-Dimethyl-3,4,5,6- tetrahydro-2(1H)-pyrimidinon. Ohne Zusammenbringen der Fasern mit der Lösung der Färbebeschleunigerspezies lassen sich die säurebehandelten Fasern oder die niemals getrockneten Fasern, wenn ein Trocknen ermöglicht wird, nur bis zu einer schwachen Farbe färben. Die Fasern werden mit der Lösung, die die Färbebeschleunigerspezies enthält, für eine Zeitdauer zusammengebracht, die zur Diffusion der Färbebeschleunigerspezies in die Faseroberfläche ausreicht. Eine Zeit im Bereich von 2 Sekunden bis 30 Minuten wurde gezeigt. Die Färbebeschleunigerspezies diffundiert in das innere Volumenelement der Fasern, die durch die Säurebehandlung modifiziert worden sind. In niemals getrockneten Fasern durchdringt die Färbebeschleunigerspezies den gesamten Faserquerschnitt. Nach dem Trocknen der Faser wird die Färbebeschleunigerspezies von der Faser zurückgehalten und verhindert ein Zusammenfallen der Faserstruktur.

Die erforderliche Temperatur für den Kontakt der Fasern mit der Färbebeschleuniger-Einweichlösung ist nicht kritisch und liegt im allgemeinen im Bereich von 10 bis 60 ºC.

Die Fasern werden anschließend ohne Ausspülen getrocknet. Durch Ausspülen der Fasern kann im wesentlichen die gesamte Färbebeschleunigerspezies entfernt werden und, wenn sie einmal trocken sind, sind die ausgespülten Fasern nicht mehr bis zu einer satten Farbtiefe färbbar.

Die PPD-T-Fasern, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt werden, werden leicht mit einem kationischen Farbstoff oder mit einem basischen Farbstoff gefärbt. Beispiele für geeignete kationische Farbstoffe sind "Maxilon" Rot GRL und Blau GRLA 100. "Maxilon"-Farbstoffe sind ein Produkt von Ciba Geigy Corp., Greensboro, N.C.

Das erfindungsgemäße verfahren zum Färben der PPD-T-Fasern kann jedes herkömmliche Eintauchen, kontinuierliche Färben oder eine Textildrucktechnik sein, die einen wasserlöslichen Farbstoff einsetzen.

Testverfahren Zugeigenschaften

Reißfestigkeit (Bruchfestigkeit), Dehnung (Bruchdehnung) und Modul werden durch Zerreißtest-Filamente oder -Garne auf einem Instron Testgerät (Instron Engineering Corp., Canton, Mass.) bestimmt.

Die Reißfestigkeit wird angegeben als Reißfestigkeit eines Filaments dividiert durch die ursprüngliche lineare Dichte der Filamentprobe. Der Modul wird als Steigung der ursprünglichen Zugdehnungskurve von 0,1 bis 0,4 % Dehnung angegeben und wird in denselben Einheiten wie die Reißfestigkeit angegeben. Die Dehnung ist der Prozentsatz der Mengenzunahme beim Reißen (sowohl Reißfestigkeit als auch Modul werden zuerst in den Einheiten g/denier berechnet, aus denen sich durch Multiplikation mit 0,8826 die Einheiten dN/tex ergeben).

Garne werden zu einer Drahtzahl (TM) von 1,1 verdreht, worin TM = [tpi(denier)exp1/2]/73 und anschließend bei 50 ± 2 ºC 3 ± 0,2 Stunden lang vorkonditioniert. Das Garn wird anschließend bei 75 ± 2 ºF (23,9 ± 1,1 ºC), 55 ± 2 % RH wenigstens 14 Stunden lang konditioniert und anschließend zu einer abgemessenen Länge von 10 in. (25,4 cm) gebrochen. Alle Proben werden mit konstanter Dehngeschwindigkeit (50 %/min) gedehnt, bis die Probe bricht.

Lineare Dichte

Das Denier oder die lineare Dichte eines Garns wird bestimmt, indem ein Garn von bekannter Länge gewogen wird. Denier wird definiert als das Gewicht in Gramm von 9000 m Garn.

Bei dieser Durchführung werden das gemessene Denier einer Probe, die Testbedingungen und die Probenidentifikation in einen Computer eingespeist, bevor der Test beginnt. Der Computer zeichnet die Last-Dehnungskurve der Probe bis zum Bruch auf und errechnet anschließend die Eigenschaften.

Beispiele Beispiel A

Um die Wirkung der Säurestärke auf die anschließende Färbbarkeit der Fasern zu zeigen, wurden Stränge von 1 Yard (0,9 m) aus imprägnierungsfreiem PPD-T-Garn von 1500 Denier in Schwefelsäurelösungen mit den in Tabelle I gezeigten Konzentrationen eingetaucht. Die Lösungen wurden durch Vermischen geeigneter Mengen konzentrierter Schwefelsäure (96,5 %) mit Wasser hergestellt. Nach dem Einweichen für 15 Sekunden wurden die Stränge entnommen und sorgfältig mit Wasser ausgespült, um restliche Säure zu entfernen. Die Stränge wurden ohne zu färben in ein Färbebad übergeführt und wurden anschließend 30 Minuten lang in einer Lösung aus dem GRL-Farbstoff "Maxilon" Rot (0,024 g/500 ml), die mit Eisessig auf einen pH-Wert von 3,5 eingestellt worden war, am Siedepunkt erhitzt. Eine Schwefelsäurekonzentration von ≥ 80 % ist erforderlich, um die strukturellen Änderungen zu erzeugen, die das Garn mit einem kationischen Farbstoff färbbar machen.

TABELLE I
Garn-Nr. Farbe konz. H&sub2;SO&sub4; (96,5 %), ml H&sub2;0, ml H&sub2;SO&sub4; konz., % ml Gold Pink Rot

Beispiel B

Um die Wirkung auf die anschließende Färbbarkeit der Fasern zu zeigen, wurde ein Strang aus imprägnierungsfreiem PPD-T- Garn von 1500 Denier für verschieden lange Zeiträume, wie in Tabelle II gezeigt, in 85%ige Schwefelsäurelösung eingetaucht. Die säurebehandelten Stränge wurden anschließend gut mit Wasser ausgespült und dann unter Anwendung des Färbeverfahrens von Beispiel A gefärbt. Eine gute Farbtiefe wird nach der Säurebehandlung beim Färben für einen Zeitraum von so kurz wie 2 Sekunden erzielt.

TABELLE II
Artikel Einweichdauer, sec. Farbe Rot Gold

Beispiel C

Um die Wirkung der Säurebehandlung auf die Fasereigenschaften zu zeigen, wurde PPD-T-Garn auf eine Glasspule (28 Wicklungen/Spule) gewickelt. Die Spule wurde in 85%ige Schwefelsäure, wie in Tabelle III gezeigt, unterschiedlich lang eingetaucht. Die Spule wurde aus dem Säurebad genommen und für die Zeitdauer von 15 Sekunden in ein Becherglas mit deionisiertem Wasser gegeben. Die Spule wurde anschließend in ein zweites Becherglas mit Wasser gegeben und 5 Minuten lang unter fließendem Wasser ausgespült. Das Garn wurde mit einem Papiertuch trockengetupft, während es sich noch auf der Spule befand und anschließend für den Test entfernt. Die Ergebnisse stellen den Durchschnitt von 5 Versuchen von 10-inch (25,4 cm)-Fädenbrüchen mit einer Drahtzahl von 1,1 dar. Ein Kontrollgarn wurde gleichermaßen behandelt, außer daß anstelle von 85%iger Schwefelsäure Wasser verwendet wurde. Die Reißfestigkeit und der Modul wurden auf der Grundlage eines Deniers von 1427 für ein sehr trockenes Garn berechnet.

TABELLE III
Artikel Säureexpositionsdauer, sec Reißfestigkeit, GPD Dehnung, % Modul, GPD

Beispiel Nr. 1

Um die Farbretention in den Fasern zu zeigen, die mit Färbebeschleuniger behandelt worden waren, wurden Stränge von 1 m aus imprägnierungsfreiem PPD-T-Garn von 1500 Denier in 85%ige Schwefelsäure 10 Minuten lang eingetaucht. Die Stränge wurden anschließend gut mit Wasser ausgespült, in 0,5%iger Natriumbicarbonatlösung eingeweicht und erneut mit Wasser ausgespült. Nach den in Tabelle IV zusammengefaßten Behandlungen wurden die Stränge 30 Minuten lang in einer Lösung aus dem GRL-Farbstoff "Maxilon" Rot (0,025 g/1000 ml Wasser) zum Sieden erhitzt. Das säurebehandelte Garn, das nicht mit der Färbebeschleunigerspezies behandelt wird, kann nur bis zu einem blaßen Pink gefärbt werden, wenn vor dem Färben ein Trocknen ermöglicht wird. In Gegenwart der Färbebeschleunigerspezies wird beim Färben eine kräftige rote Färbung erzielt, sogar nachdem die Fasern an der Luft oder in einem Ofen getrocknet worden sind.

TABELLE IV
Artikel Behandlung Garnfarbe keine, wird naß in das Färbebad gegeben 60 Minuten lang luftgetrocknet 30 Minuten lang in 10%iger wäßriger Tetramethylensulfonlösung eingeweicht wie 3, anschließend 60 Minuten lang vor dem Färben an der Luft getrocknet wie 3, vor dem Färben in einem Ofen bei 120 ºC getrocknet Rot Pink

Beispiel Nr. 2

Um die Wirkung der Behandlungszeit in dem Farbbeschleunigerbad zu zeigen, wurden 1 m-Stränge von PPD-T-Garn von 1500 Denier 10 Sekunden lang in 85%iger Schwefelsäurelösung eingeweicht. Die Stränge wurden entfernt, gut mit Wasser ausgepült, 30 Minuten lang in 1 % Natriumbicarbonatlösung eingeweicht und anschließend erneut mit Wasser ausgespült. Die nassen Stränge wurden verschieden lang in eine 10%ige wäßrige Lösung aus Tetramethylensulfon, wie in Tabelle V gezeigt, gegeben. Die Stränge wurden 2 Stunden lang in einem Vakuumofen bei 120 ºC getrocknet und dann gemäß dem Verfahren aus Beispiel Nr. 1 gefärbt.

TABELLE V
Artikel Einweichzeit, sec Garnfarbe Rot Gold

Beispiel Nr. 3

Um eine Reihe von Färbebeschleunigern zu zeigen, wurden Stränge aus PPD-T-Garn mit wäßrigen Lösungen von verschiedenen Färbebeschleunigern behandelt. Stränge von 1 m aus PPD-T-Garn von 1500 Denier wurden 10 Sekunden lang in 85%ige Schwefelsäurelösung getaucht. Die Stränge wurden entnommen, gut mit Wasser ausgepült, 30 Minuten lang in 1 % Natriumbicarbonatlösung eingeweicht und anschließend erneut mit Wasser ausgespült. Die nassen Stränge wurden verschieden lange in eine 10%ige wäßrige Lösung von verschiedenen Färbebeschleunigern, wie in Tabelle VI gezeigt, gegeben. Die Stränge wurden bei 120 ºC 2 Stunden lang in einem Vakuumofen getrocknet und anschließend gemäß dem Verfahren aus Beispiel Nr. 1 gefärbt.

TABELLE VI
Artikel Färbebeschleuniger Einweichzeit, min Farbe 10 % Tetramethylensulfon 10 % Tetramethylensulfoxid 10 % 1-Methyl-2-pyridon 10 % 1-Methyl-pyrrolidinon 10 % Propylencarbonat 10 % Dimethylsulfoxid 10 % 1-Ethyl-2-pyrrolidinon 10 % 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon 10 % Glycerin 10 % Tetramethylharnstoff 10 % Tetramethylharnstoff 10 % 1,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2(1H)-pyrimidinon 10 % 1,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2(1H)-pyrimidinon kein Färbebeschleuniger Rot Hellrot Pfirsich

Beispiel D

Um die Wirkung einer Extraktion des Färbebeschleunigers aus den Fasern vor dem Färben zu zeigen, wurden Stränge von 1 m von imprägnierungsfreiem PPD-T-Garn von 1500 Denier 10 Sekunden lang in 85%ige Schwefelsäurelösung eingetaucht. Die Stränge wurden gut mit Wasser und 0,5 % Natriumbicarbonatlösung gespült, anschließend 30 Minuten lang in einer 10%igen wäßrigen Tetramethylensulfonlösung eingeweicht. Vor dem Färben, wie in Beispiel Nr. 1 beschrieben, wurden die Stränge A, B und C wie in Tabelle VII behandelt. Die Färbebeschleunigerspezies können durch sorgfältiges Ausspülen des Garns entfernt werden. Ist es einmal getrocknet, ist das ausgespülte Garn nicht mehr bis zu einer tiefen Farbe färbbar, was durch die Schattierung "Pfirsich" in Beispiel C gezeigt ist.

TABELLE VII
Verfahren Versuch A Versuch B Versuch C Ausspülen Trocknen im Ofen (2 Std. § 100 ºC) Lufttrocknen Farbe nein ja Pfirsich

Beispiel Nr. 4

Dieses Beispiel zeigt, daß niemals getrocknete Garne, die erfindungsgemäß mit einem Färbebeschleuniger behandelt worden sind, ebenfalls nach dem Trocknen färbbar sind.

Das PPD-T-Garn wurde, ohne zu trocknen, direkt aus der Spinnmaschine genommen (die restliche Feuchtigkeit belief sich auf ca. 100 Gew.-%, bezogen auf ein trockenes Garn), wie unten gezeigt, behandelt und anschließend durch 3ominütiges Erhitzen zum Sieden in einer wäßrigen Lösung aus dem GRL-Farbstoff Maxilon Rot (1000 ml Wassser, 0,1 g Farbstoff, 1 ml Essigsäure und 1,0 g Natriumacetat, pH ca. 4) gefärbt.

TABELLE VIII
Artikel Behandlung Farbe keine, gefärbt im Naßzustand eingeweicht 60 sec. in 10 % wäßriger Tetramethylensulfonlösung, über Nacht luftgetrocknet wie 2, jedoch in 10 % Glycerinlösung anstelle von Sulfon eingeweicht kein Beschleuniger, über Nacht an Luft getrocknet Rot Pfirsich

Beispiel 5

Die Färbung der Fasern bei niedrigen Konzentrationen an Färbebeschleunigerspezies und bei einer kurzen Expositionsdauer wurde in diesem Beispiel gezeigt. Stränge von 1 m PPD-T-Garn von 1500 Denier wurden 10 Sekunden lang in 85%ige Schwefelsäurelösung eingetaucht. Die Stränge wurden entfernt, gut mit Wasser gespült, 30 Minuten lang in 1 % Natriumbicarbonatlösung eingeweicht und anschließend erneut mit Wasser ausgepült. Die Stränge wurden unterschiedlich lange und bei einer Konzentration, wie in Tabelle IX gezeigt, in eine wäßrige Lösung aus 2,3-Dimethyl-2-imidazolidinon (DMI) gegeben. Die Stränge wurden über Nacht getrocknet. Die Stränge wurden in einer Lösung aus 1000 ml Wasser, 0,025 g GRL-Farbstoff "Maxilon" Rot, 1 ml Essigsäure und 1,0 g Natriumacetat 30 Minuten lang zum Sieden erhitzt. Der pH-Wert der Färbelösung betrug 3,8.

TABELLE IX
Expositionszeit, sec Garnfarbe bei verschiedenen DMI-Konzentrationen (Gew.-%) Pfirsich Rot

Beispiel E

Als Kontrolle wurde das Poly(metaphenylenisophthalamid)-Garn in 85%iger Schwefelsäure 5-10 Sekunden lang behandelt. Im Gegensetz zu PPD-T-Garn war dieses Garn auf eine relativ starre Masse mit vielen Filamenten, die mit einander verklebten und ihre einzelne Identität verloren, verringert. Um ein Verkleben der Filamente zu vermeiden, mußte das Garn in das Säurebad getaucht und schnell wieder herausgenommen werden. Das nur kurz auf diese Weise der Säure ausgesetzte Garn war stumpf und rosafarben, wenn es anschließend durch das Verfahren aus Beispiel A gefärbt wurde.


Anspruch[de]

1. Verfahren zur Herstellung von Poly(paraphenylenterephthalamid)-Fasern, die mit kationischen Farbstoffen färbbar sind, umfassend:

a) Einweichen der Poly(paraphenylenterephthalamid)- Fasern in einer 80- bis 90%igen Schwefelsäurelösung für mindestens 2 Sekunden bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 50 ºC;

b) Waschen der säureeingeweichten Fasern mit Wasser, bis im wesentlichen die gesamte Säure entfernt worden ist; und

c) Kontaktieren der Fasern mit einer wäßrigen Lösung, umfassend 1 bis 25 Gew.-% einer Lösung aus wenigstens einer von einer farbstoffördernden Spezies, ausgewählt aus Tetramethylensulfon, Tetramethylensulfoxid, 1-Methyl-2-pyridon, Propylencarbonat, 1-Methyl-2- pyrrolidinon, Dimethylsulfoxid, 1-Ethyl-2-pyrrolidinon, 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, Glycerin, Tetramethylharnstoff und 1,3-Dimethyl-3,4,5,6- tetrahydro-2(1H)-pyrimidinon.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Fasern nach der Faser-Kontaktstufe (c) in einer Stufe (d) getrocknet werden.

3. Verfahren zur Herstellung gefärbter Poly(paraphenylenterephthalamid)-Fasern welches umfaßt:

a) Einweichen der Poly(paraphenylenterephthalamid)- Fasern in einer 80- bis 90%igen Schwefelsäurelösung für mindestens 2 Sekunden bei einer Temperatur im Bereich von 10 bis 50 ºC;

b) Waschen der säureeingeweichten Fasern mit Wasser, bis im wesentlichen die gesamte Säure entfernt worden ist; und

c) Kontaktieren der Fasern mit einer wäßrigen Lösung, umfassend 1 bis 25 Gew.-% einer Lösung von wenigstens einer von einer farbstoffördernden Spezies, ausgewählt aus Tetramethylensulfon, Tetramethylensulfoxid, 1-Methyl-2-pyridon, Propylencarbonat, 1-Methyl-2- pyrrolidinon, Dimethylsulfoxid, 1-Ethyl-2-pyrrolidinon, 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, Glycerin, Tetramethylharnstoff und 1,3-Dimethyl-3,4,5,6- tetrahydro-2(1H)-pyrimidinon; und

d) Färben der Fasern in einem wäßrigen Farbstoffbad, umfassend einen aufgelösten wasserlöslichen kationischen Farbstoff.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Fasern vor dem Färben der Fasern in Stufe (d) getrocknet werden.

5. Verfahren zur Herstellung von Poly(paraphenylenterephthalamid)-Fasern, die mit kationischen Farbstoffen färbbar sind, umfassend:

Kontaktieren nie trocken gewordener Poly(paraphenylenterephthalamid)-Fasern, die, bezogen auf das trockene Garn, einen Feuchtigkeitsgehalt nicht unter 25 Gew.-% aufweisen, mit einer wäßrigen Lösung, umfassend 1 bis 25 Gew.-% einer Lösung von wenigstens einer von einer farbstoffördernden Spezies, ausgewählt aus Tetramethylensulfon, Tetramethylensulfoxid, 1-Methyl-2- pyridon, Propylen-carbonat, 1-Methyl-2-pyrrolidinon, Dimethylsulfoxid, 1-Ethyl-2-pyrrolidinon, 1,3-Dimethyl- 2-imidazolidinon, Glycerin, Tetramethylharnstoff und 1,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2(1H)-pyrimidinon.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Faser nach der Kontaktierungsstufe (a) getrocknet wird.

7. Verfahren zur Herstellung gefärbter Poly(paraphenylenterephthalamid)-Fasern, welches umfaßt

a) Kontaktieren nie trocken gewordener Poly(paraphenylenterephthalamid)-Fasern, die, bezogen auf das trockene Garn, einen Feuchtigkeitsgehalt nicht unter 25 Gew.-% aufweisen, mit einer wäßrigen Lösung, umfassend 1 bis 25 Gew.-% einer Lösung aus wenigstens einer von einer farbstoffördernden Spezies, ausgewählt aus Tetramethylensulfon, Tetranethylensulfoxid, 1-Methyl-2-pyridon, Propylencarbonat, 1-Methyl-2-pyrrolidinon, Dimethylsulfoxid, 1-Ethyl-2-pyrrolidinon, 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon, Glycerin, Tetramethylharnstoff und 1,3-Dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2(1H)- pyrimidinon; und

b) Färben der Fasern in einem wäßrigen Farbstoffbad, umfassend einen aufgelösten wasserlöslichen kationischen Farbstoff.

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die Fasern nach Stufe (a) jedoch vor Stufe (b) getrocknet werden.

9. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, bei dem die Fasern mit der wäßrigen Lösung der farbstoffördernden Spezies 2 Sekunden bis 30 Minuten lang kontaktiert werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Fasern vor dem Kontaktieren mit der wäßrigen Lösung der farbstoffördernden Spezies mit einer Base neutralisiert werden.







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