DD149681A1 - Verfahren zum spinnfaerben von acrylfaserstoffen - Google Patents

Abstract

Verfahren zum Spinnfaerben von Acrylfaserstoffen im Zuge des Naszspinnverfahrens unter Verwendung kationischer Farbstoffe. Das Ziel der Erfindung besteht darin, das Ausbluten der loeslichen kationischen Farbstoffe in die loesungsmittelhaltigen waeszrigen Spinnbaeder zu vermindern. Hierzu war eine technische Masznahme zu finden, die geeignet ist, den Farbstoff weitgehend im koagulierenden Faden festzuhalten. Dies wird dadurch erreicht, dasz bei der Bereitung des Farbstoff-Stammansatzes, der eine relativ konzentrierte Farbstoffloesung in einer Loesung des Polymeren darstellt, neben dem kationischen Farbstoff eine gesaettigte organische Saeure mit ein bis zwei Carboxyl- oder Sulfogruppen im Molekuel in Loesung gebracht wird. Die Menge der Saeure soll etwa 5 bis 50% der Masse des kationischen Farbstoffes betragen. Die Erfindung ist anwendbar bei der Herstellung gefaerbter Acrylfaserstoffe.

Description

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Titel der Erfindung

Verfahren zum Spinnfärben von Acrylfaserstoffen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Spinnmassefärben von nach dem Naßspinnverfahren ersponnenen Acrylfaserstoffen unter Verwendung kationischer Farbstoffe

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Das sogenannte Spinnfärben oder Massefärben ist eine häufig angewandte Methode, um Chemiefaserstoffen bereits während ihrer Erspinnung eine bestimmte Farbe zu erteilen und damit den sonst in der Textilindustrie erforderlichen Aufwand für die Färberei einzusparen. Bei den aus Polymerlösungen ersponnenen Acrylfaserstoffen wird der jeweils gewünschte Farbstoff oder auch die Färbstoffmischung der Polymerlösung bei ihrer Herstellung oder auf ihrem Wege zur Spinndüse zudosiert. Hierfür können sowohl Pigmentfarbstoffe als auch lösliche kationische Farbstoffe verwendet werden. Beide Farbstoffgruppen bereiten allerdings bestimmte Schwierigkeiten. Bei der Einspinnung anorganischer oder organischer Pigmente stehen Fragen der Dispergibilität, eventueller Verstopfungen der feinen Spinndüsenöffnungen sowie des Mattcharakters der auf der Faser erzielten Färbung im Vordergrund. Diese Probleme werden beim Einsatz löslicher Farbstoffe zwar umgangen, jedoch tritt hier das Problem des sogenannten "Ausblutens" des Farbstoffs aus dem Faden in Erscheinung. Besonders akut wird diese Gefahr natürlich bei den zur Erspinnung von Acrylfaserstoffen häufig angewendeten Naßspinnverfahren. Der durch die Spinndüsenöffnung gepreßte Spinnlösungsstrahl tritt zur Fadenbildung in ein wäßriges Spinnbad ein, in welchem im Verlaufe des Koagulationsvorgange3 eine intensive Diffusion des Polymer-

ei.': C-

lösungsmittels in das Spinnbad stattfindet. Mit dem Lösungsmittel gelangen mehr oder weniger große Anteile des gelösten Farbstoffes in das Spinnbad, welches binnen kurzem mit dem Farbstoff verunreinigt wird. Neben Ungleichmäßigkeiten der Färbung der Faser führt dies darüber hinaus dazu, daß das Spinnbad bei Farbumstellungen oder bei Erspinnung weißer, ungefärbter Fasern nicht mehr verwendbar ist, so daß es in ökonomisch unvorteilhafter Weise häufig ausgewechselt

[0 und entsprechenden Reinigungs- und Aufarbeitungsprozessen zugeführt werden muß.

Es hat nicht an Versuchen gefehlt, das Ausbluten der kationischen Farbstoffe aus der Acrylfaser zu vermindern. So konnte z. B. festgestellt werden, daß kationische Färbstoffe, die llitrat-Anionen enthalten, in den Koagulationsbädern weniger stark zum Ausbluten neigen (DE - OS 25 04 997)· Es wurde ferner eine Reihe von basischen Farbstoffen mit dem Ziel entwickelt, sie zwar in organischen Lösungsmitteln löslich, in Wasser jedoch unlöslich oder zumindest schwer-

Ό löslich zu machen (DD - PS 114 428, DD - PS 119 621, DD - PS 120 666, DE - OS 24 33 233). Die Affinität der Farbstoffe zu den sauren Gruppierungen des Polymermoleküls einerseits sowie ihre Schwerlöslichkeit in Wasser andererseits führen zu hervorragenden Echtheiten der Färbung und ermöglichen auch ihren Einsatz für das Naßspinnverfahren von Acrylfaserstoffen.

Einschränkend muß jedoch festgestellt werden, daß auch bei Verwendung schwer wasserlöslicher Farbstoffe das Ausbluten in den Bädern keineswegs gänzlich verhindert werden kann.

Bekanntermaßen enthalten die Koagulationsbäder immer noch etwa 50 % des im Verfahren verwendeten organischen Polymer-.lösungsmittel, diq anschließenden Verstreckbäder, die zudem bei einer erhöhten Temperatur von etwa 100 ⁰C betrieben werden, bestehen meist zu etwa 40 % aus organischemLösungsmittel. Unter diesen Bedingungen ist es .verständlich, daß auch

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schwer wasserlösliche, aber in organischen Lösungsmitteln gut lösliche Farbstoffe aus den sich bildenden Fäden ausbluten und die verwendeten Bäder stark verunreinigen.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung verfolgt das Ziel, das Ausbluten der kationischen Farbstoffe bei der Spinnfärbung naßersponnener Acrylfaserstoffe wesentlich zu vermindern.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Spinnlösung oder den Spinnvorgang durch eine geeignete Maßnahme -so zu beeinflussen, ,daß der eingebrachte kationische Farbstoff weitestgehend im koagulierenden Faden festgehalten wird.

Erfindungegemäß wird bei der Bereitung eines Farbstoff-Stammansatzes neben dem kationischen Farbstoff eine ge~ sättigte organische Säure mit einer bis zwei Carboxyl- oder Sulfogruppen· im Molekül in Lösung gebracht. Gemäß der bei der Spinnfärbung allgemein üblichen Verfahrensweise stellt der Farbstoff-Stammansatz eine relativ konzentrierte Lösung des Farbstoffes (meistens etwa 0,05 bis 5 Masse-%) in einem kleineren Anteil der Polymerlösung dar, die vor Eintritt der Gesamtmasse der Spinnlösung in das Spinnaggregat mit derselben innig vermischt wird und dabei der Spinnlösung die gewünschte Färbung erteilt.

Zur Bereitung des Farbstoff-Stammansatzes wird der verwen-. dete kationische Farbstoff - gegebenenfalls auch eine Mischung mehrerer Farbstoffe - zunächst im organischen Polymerlösungsmittel, beispielsweise in Dimethylformamid, aufgelöst. Diese Färbstofflösung wird anschließend mit Polymerlösung vermischt und homogenisiert.

Als Polymere kommen die übliühen Copolymeren des Acrylnitrils

in Präge, "wie sie für die Faserer spinnung bekannt sind, vorzugsweise solche, die saure Gruppen, beispielsweise SuIfonatgruppen, im Polymermolekül enthalten. Die Polymer-· lösungen werden durch Auflösen entsprechender Polymerisate in einem geeigneten organischen Lösungsmittel, beispielsweise in Dimethylformamid, oder auch durch Aufkonzentrieren von durch Lösungspolymerisation gewonnenen Lösungen erhalten. Als kationische Farbstoffe kommen solche in Betracht, die eine gute Löslichkeit im organischen Lösungsmittel aufweisen. Vorzugsweise werden solche verwendet, die dabei in Wasser schwer löslich sind. Entsprechende Farbstoffe

wurden beispielsweise in den DDR-Patentschriften 114 428, 119 621 und 120 666 beschrieben.

"10 lieben dem Farbstoff wird eine gesättigte organische Säure mit einer bis zwei Carboxylgruppen oder mit einer bis zwei Sulfogruppen im Stammansatz aufgelöst. Hierfür kommen aliphatische und aromatische Mono- und Dicarbonsäuren und aliphatische und 'aromatische Mono- und Disulfonsäuren in Betracht, wie beispielsweise Ameisensäure, Essigsäure, Benzoesäure, Oxalsäure, Malonsäure, Bersteinsäure, Äthansulfonsäure, Benzolsulfonsäure, m-Benzoldisulfonsäure. Die Menge an organischer Säure wird dabei so gewählt, daß sie etwa 5 bis 50 % der Masse des verwendeten kationischen Farbstoffes beträgt.

Die weitere Verarbeitung des so präparierten Farbstoff-Stammansatzes, d. h. also seine Einspeisung in den Strom der zu verspinnenden Lösung des Acrylpolymeren und die Erspinnung von Fäden in wäßrigen Bädern, erfolgt in der für das Naß spinnverfahren bekannten V/eise. Dabei ergibt sich überraschend,daß das Ausbluten des kationischen Farbstoffes aus den mit den erfindungsgemäß präparierten Stammansätzen gefärbten koagulierenden Spinnlösungsstrahlen stark surück-'gedrängt wird. Es muß hierbei darauf aufmerksam gemacht werden, daß dieser Effekt in keiner Weise eintritt, falls die betreffende organische Säure - auch in gleicher oder noch größerer Menge - der Gesamtmasse der Spinnlösung oder

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des Polymerlösungsmittels vorher oder an anderer Stelle einverleibt wird, also vielleicht bei der Spinnlösungsherstellung selbst. Für die Verminderung des Ausblutens ist vielmehr erforderlich, daß die entsprechende Säure während der Herstellung des Stammansatzes neben dem Farbstoff gegenwärtig ist und in demselben vorliegt, wie das bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise der Fall ist.

Ausführungsbeispiel

10 g Remastralgelb RR werden unter Rühren bei 50 ⁰C in 140 g Dimethylformamid gelöst. Diese Lösung wird halbiert: Teil A wird in bisher üblicher Weise weiterverarbeitet, in den Teil B werden erfindungsgemäß 1,5g ρ - Äthylbenzolsulfonsäure eingetragen und gelöst, entsprechend einer Menge von 30 %, bezogen auf den verwendeten kationischen Farbstoff. Die weitere Verarbeitung der beiden Lösungen erfolgt getrennt, jedoch in genau gleicher Weise.

Die beiden Teile der Farbstofflösung werden mit jeweils 225 g einer Polymerlösung versetzt, die 22 Masse-% eines Polymeren, in Dimethylformamid gelöst, enthält und durch Lösungspolymerisation von Acrylnitril, Methylacrylat und Natr'iurnallylsulfonat gewonnen wurde. Durch intesives Verrühren der beiden Komponenten werden die Färbstoff-Stammansätze fertiggestellt.

140 g des Farbstoff-Stammansatzes werden nun bei 50 ⁰C in 2000 g Spinnlösung eingetragen. Bei der Spinnlösung handelt es sich um die gleiche Polymerlösung, wie sie zur Stammansatzherstellung verwendet worden war. Die gefärbte Spinnlösung wird zu Fäden der Feinheit 0,34 tex i60mit einem Farbstoffgehalt von 0,5 % unter Verwendung einer 600-Lochdüse ausgesponnen. Die Koagulation erfolgt in einem Bad aus 50 % Wasser/50 % Dimethylformamid bei 23 ⁰C. Die Fäden werden mit einer Geschwindigkeit von 8,15 m/rain von der Düse abgezogen und in einem Bad aus 50 % Wasser/ 50 % Dimethylformamid bei 100 ⁰C im Verhältnis 1 : 6,5

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gereckt. Fäll- und Reckbad sind ruhende Bäder, die 12 bzw. 8 dm wäßrige Dirnethylformamidlösung enthalten. Während des Spinn- und Reckprozesses "blutet" Farbstoff 170in die Bäder aus. Die ermittelten Farbstoffkonzentrationen in den Bädern in Abhängigkeit von der Spinndauer zeigt die Tabelle 1. Hierbei zeigt sich die Überlegenheit des erfindungsgemäß präparierten Färbstoffansätzes B.

Tabelle 1 Parbstoffkonzentrationen in rag/l

Spinndauer	Fällbad	Ansatz A	Fällbad	Ansatz B
min	0,28	Reckbad	0,08	Reckbad
15	0,46	0,45	0,17	0,12
30	0,65	0,70	0,29	0,23
45	0,74	0,84	0,32	0,34
60	1,08	0,40

Claims (4)

-τ- 219659 Erfindungsanspruch

1. Verfahren zum Spinnfärben von Acrylfaserstoffen durch Einbringen eines löslichen kationischen Farbstoffes in einen Stammansatz, der ein Acrylpolymeres in einer Konzentration von 10 bis 25 I.Iasse-% und den kationischen Farbstoff in einer Konzentration von 0,05 bis 5 Masse-% in einem organischen Polymerlösungsmittel gelöst enthält, Einspeisen dieses Farbstoff-Stammansatze3 in einen der Spinneinrichtung zugeführten Spinnlösungsstrom und Verspinnen der vereinigten Spinnlösung nach einem Naßspinnverfahren unter Verwendung wäßriger Spinnbäder, die neben Wasser noch wesentliche Anteile des verwendeten organischen Polymerlösungsmittels enthalten, gekennzeichnet dadurch, daß bei der Bereitung des Farbstoff-Stammansatzes neben dem kationischen Farbstoff eine gesättigte organische Säure mit ein bis zwei Carboxyl· oder Sulfogruppen im Molekül in Lösung gebracht wird.

2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß neben dem kationischen Farbstoff eine gesättigte aliphatische oder aromatische Mono- oder Dicarbonsäure in Lösung gebracht wird.

3· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß neben dem kationischen Farbstoff eine gesättigte aliphatische oder aromatische Mono~ oder Di3ulfonsäure in Lösung gebracht wird.

4. Verfahren nach Punkt 1 bi3 3, gekennzeichnet dadurch daß die gesättigte organische Säure in einer Menge verwendet wird, die etwa 5 bis 50 % der Masse des kationiechen Farbstoffes beträgt.