DE2708789C2 - Spinnfärben von Polyester- oder Polyamidfasern - Google Patents
Spinnfärben von Polyester- oder PolyamidfasernInfo
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Description
Gesättigte Polyester, z. B. auf der Basis von Polyäthylenglykolterephthalat, oder Polyamide, z. B. auf
der Basis eines Hexamethylendiamin-Adipinsäure-Polykondensats
oder aus Polycaprolactam, werden in großem Umfange zu Kunststoffasern verarbeitet Die
Verspinnung findet dabei im allgemeinen aus der Schmelze der Fasermasse oder nach dem Extrusionsverfahren
statt. Die hohe Dichte der Struktur der Polyester macht verhältnismäßig aufwendige besondere
Maßnahmen beim Einfärben erforderlich. Um eine gute Verteilung des Farbstoffs (Pigments) in der Fasermasse
zu erreichen, gibt man den Farbstoff vielfach schon während der Polykondensation zu. Dadurch wird beim
Farbstoffwechsel eine Reinigung der für die Polykondensation eingesetzten Gefäße notwendig, was einen
verhältnismäßig großen Arbeitsaufwand mit sich bringt In der Praxis ist es kaum möglich, so viele Polykondensationsgefäße
bereitzuhalten wie Farbstoffe zum Einsatz kommen.
Ähnliche Schwierigkeiten wie beim Einfärben von Polyesterfasern können auch bei der Einfärbung von
Polyamidfasern auftreten.
An sich böte sich für die Einfärbung der Fasermassen
auf Polyester- oder Polyamidbasis das von der Einfärbung anderer thermoplastischer Kunststoffe her
bekannte sogenannte Masterbatch-Verfahren an. Hierbei wird ein bei verhältnismäßig niedriger Temperatur
aufschmelzbares bzw. plastifizierbares Farbkörpergranulat, in welchem das Farbmittel (Pigment oder löslicher
Farbstoff) in einem hochmolekularen Produkt (Träger) verteilt ist, wobei gegebenenfalls noch auf den
Verwendungszweck abgestimmte Additive zugegeben werden, in den einzufärbenden Kunststoff während
dessen Plastifizierung für die anschließende Formgebung eingearbeitet Um eine gute Verteilung des
Farbkörpergranulats und des in diesem enthaltenen Farbstoffs zu gewährleisten, liegt der Erweichungsbereich
des Granulats deutlich niedriger als die des einzufärbenden Materials. Dem beim Masterbatch-Verfahren
eingesetzten Farbkörpergranulat fällt somit die
ίο Rolle einer Vordispergierung des Farbpigments zu.
Der Anwendung der sauber, d. h. ohne stärkere Verschmutzung der Verarbeitungsmaschinen durchführbaren
Masterbatch-Einfärbung stellen sich bei gewissen Kunststoffen, so z. B. bei Polystyrol und auch
bei Polyestern und Polyamiden, gewisse Schwierigkeiten entgegen, die dazu führen, daß in dem eingefärbten
Material Schlieren oder Trübungen auftreten.
Für Polystyrol hat man diese Schwierigkeiten
dadurch ausräumen können, daß das Farbkörpergranulat
aus einer Mischung hergestellt wird, die neben dem Farbstoff und Polystyrol als weitere hochmolekulare
Substanz einen hydrierten Kolophonium-Glycerin-Ester enthält, so daß der Schmelzpunkt des Farbkörpergruanulats
zwischen 130 und 2000C zu liegen kommt.
Ein solches Farbkörpergranulat zum Einfärben von Polystyrol ist in dem deutschen Patent 22 23 969
beschrieben.
Es sind auch schon mehrere Vorschläge für die Zusammensetzung einer Masterbatch-Grundmischung
zum Spinnfärben von Polyester- und Polyamidfasern bekanntgeworden. Die das Farbmittel aufnehmende
Grundmischung bestand dabei aus einem Polyester (DE-OS 19 65 379), Polyolefin (DE-OS 23 22 144),
Polybutylen (JA-72 33 257) oder einem Ähtylenvinylazetat-Copolymer
(JA-91 21 565). Bei der Anwendung dieser Zusammensetzungen für ein Masterbatch-Spinnfärben
von Polyester- oder Polyamidfasern zeigt sich jedoch, daß der Erweichungsbereich, der Schmelzindex
und die Viskosität der Grundmischung bzw. der aus dieser erhaltenen Schmelze nicht so auf die Schmelze
des Faserpolymers abgestimmt ist, daß eine ausreichend homogene Einfärbung der Fasermasse stattfindet. In
den bekannten Fällen sind einer solchen Abstimmung dadurch Grenzen gesetzt, daß die Grundmischung nur
«5 aus einer Polymerkomponente gebildet wird.
Es wurde nun gefunden, daß sich das vorerwähnte Farbkörpergranulat zum Einfärben von Polystyrol so
modifizieren läßt, daß es mit Erfolg zum Spinnfärben von Polyester- und Polyamidfasern verwendet werden
H kann. Bei dem erfindungsgemäß verwendeten Farbkörpergranulat
wird die Grundmischung, in welcher das Farbmittel verteilt ist, aus Polystyrol, hydriertem
Kolophonium-Glycerin-Ester und gesättigtem Polyester
(im Falle der Einfärbung von Polyesterfasern) oder
« Polyamid (im Falle der Einfärbung von Polyamidfasern)
gebildet, wobei der Polyester- bzw. Polyamidanteil chemisch mit dem einzuführenden Faserpolymer übereinstimmt
Bei der Grundmischung der erfindungsgemäßen Farbkörpergranulats handelt es sich also um ein
w Dreikomponenten-Polymersystem, das die Voraussetzung
für eine weitgehend optimale Abstimmung der Schmelzeigenschaften des Granulats auf diejenigen des
einzufärbenden Faserpolymers mit sich bringt Dadurch kann eine gleichmaßige schlieren- und trübungsfreie
h=> Einfärbung der Fasermasse erreicht werden.
Der Polyester- bzw. Polyamidanteil des erfindungsgemäß verwendeten Farbkörpefgranulats braucht nur
hinsichtlich der qualitativen Zusammensetzung mit der
einzufärbenden Fasermasse übereinzustimmen; das Molekulargewicht dieses Anteils kann also niedriger
liegen als dasjenige der Fasermasse.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbaren günstigen Einfärbeergebnisse bei Polyester- oder
Polyamidfasern konnten nicht erwartet werden, nachdem das Farbkörpergranulat einen im Vergleich zu
Polyester bzw. Polyamid artfremden Kunststoff wie Polystyrol enthält
Die aus Hochmolekularen bestehende Grundmischung des erfindungsgemäßen Farbkörpergranulats
kann 50 bis 70 Gew.-% hydrierten Kolophonium-Glycerin-Ester,
IO bis 30 Gew.-%Polystyrol und 10 bis 30 Gew.-% Polyester bzw. Polyamid enthalten. In diese
Grundmischung können bis zu 60 Gew.-% Farbmittel, bezogen auf die Gesamtmischung (Grundmischung und
Farbmittel), eingearbeitet werden. Als Farbstoffe kommen sowohl anorganische und organische Pigmente
als auch lösliche Farbstoffe in Betracht. Art und Menge des eingesetzten Farbmittels richten sich im
Einzelfall nach der gewünschten Farbe bzw. Farbnuance.
Für die Anwendung der Erfindung erweist es sich als zweckmäßig, wenn die Grundmischung des Farbkörpergranulats
einen maximal bei 200°C liegenden Erweichungsbereich besitzt. Dabei kann es für eine innige
Vermischung des Farbkörpergranulats mit der Fasermasse und damit auch für eine gleichmäßige Einfärbung
der Fasern von Vorteil sein, wenn die Grundmischung des verwendeten Farbkörpergranulals einen Schmelzpunkt
von 60 bis 1000C unterhalb des Schmelzpunktes
der einzufärbenden Faaermasse aufweist.
Das erfindungsgemäße Farbv.örper£.anulat kann in
fester Form dem ebenfalls granu!atförmigen Polyester oder Polyamid zugegeben werden, wonai ; das Gemisch
für die Verspinnung aufgeschmolzen bzw. plastifiziert wird. Vorzugsweise wird jedoch in der Weise vorgegangen,
daß das Farbkörpergranulat dem Extruder für die Verspinnung der Fasermasse in geschmolzener Form
zugeführt wird.
einem Granulat die Rede ist, so soll hierunter jede Art eines gröberen, teilchenförmigen Produktes verstanden
werden, beispielsweise auch ein schuppenförmiges
Produkt
60 Gewichtsteile hydrierter Kolophonium-Glycerin-Ester,
20 Gewichtsteile Polystyrol (hochschlagfeit,
lu naturfarben) und 20 Gewichtsteile gesättigter Polyester
auf der Basis von Polyethylenterephthalat werden in einem Kneter bei etwa 2800C so lange durchgeknetet
und miteinander vermischt bis eine homogene Masse entstanden ist Nach anschließender Abkühlung auf
etwa 200° C wird das Farbmittel (Pigmente oder lösliche Farbstoffe) zugegeben, deren Art und Menge sich im
Einzelfall nach der gewünschten Farbe bzw. Farbnuance der eingefärbten Faser richtet. Nach der Zugabe des
Farbmittels muß die gesamte Masse noch so lange
geknetet werden, bis die Farbmittel-Partikel auf 1 bis
2 μ zerkleinert sind. Die Masse wird dann in einen Behälter entleert und abgekühlt und dann zunächst in
einem mechanischen Brecher und nachfolgend in einer Schlagmühle zerkleinert
Die Verarbeitung des in dieser Weise erhaltenen Farbkörpergranulats (Masterbatch) kann dann in der
Weise erfolgen, daß es den granulatförmigen Polyester zugegeben und mit diesem dann zusammen für die
Verspinnung aufgeschmolzen bzw. plastifiziert wird. Im
«ι Falle einer Verspinnung nach dem Extruderverfahren kann es jedoch günstiger sein, das Farbkörpergranulat
dem Extruder über eine Dosierpumpe oder einen Dosierextruder bereits in geschmolzener Form zuzuführen.
r> Anstelle des Polyesters kann bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel auch ein Polyamid,
z. B. Polycaprolactam. zur Herstellung des Farbkörpergranulats (Masterbatch) eingesetzt werden. Dieses
Farbkörpergranulat wird dann zum Spinnfärben von
id Polyamidfasern verwendet
Claims (5)
1. Verwendung eines Farbkörpergranulats, bei welchem das Farbmittel in einer Grundmischung aus
Polystyrol, hydriertem Kolophonium-Glycerin-Ester und gesättigtem Polyester oder Polyamid
verteilt ist, zum Spinnfärben von Polyester- oder Polyamidfasern wobei sich der Einsatz von Polyester
oder Polyamid als Grundmischungsbestandteil danach richtet, ob Polyester- bzw. Polyamidfasern
einzufärben sind und der betreffende Grundmischungsbestandteil chemisch mit dem Faserpolymer
übereinstimmt
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundmischung einen
maximal bei 2000C liegenden Erweichungsbereich
aufweist
3. Verwendung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Grundmischung einen Schmelzpunkt von 60—1000C unterhalb des Schmelzpunktes der
einzufärbenden Fasermasse aufweist
4. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundmischung
10—30Gew.-% Polystryrol, 50—70Gew.-% hydrierten Kolophonium-Glycerin-Ester
und 10—30Gew.-% Polyester oder Polyamid enthält
5. Verwendung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Farbkörpergranulat
dem Extruder für die Verspinnung der Fasermasse in geschmolzener Form zugeführt wird.
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| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |