191748. lajstromszámú szabadalom • Eljárás akril-nitril-alapú szálak folyamatos festésére
1 191.748 2 A találmány tárgya eljárás akril-nitril-alapú szálak folyamatos, azaz a szálgyártási folyamattal egyidőben történő festésére. Pontosabban, a találmány nedvesen font, főleg akrilsav- vagy módosított akrilsav-alapú szálak olyan festési eljárására vonatkozik, amelynél a szálakat gélállapotban, tehát a koagulálási és szárítási műveletek közötti fázisban festjük. A találmány szerinti eljárás elsősorban nedvesfonású, nagy fajlagos felületű (80—100 m2/g) mikropórusos rostszerkezetű akril-szálak festésénél alkalmazzuk, mivel ezek apszorpciós képessége nagy, és a savcsoportok jelenléte biztosítja, hogy a szálak a bázikus színezékeket gyorsan megkötik. A szálgyártási folyamat közben történő festési eljárás már régóta ismert, és ugyancsak ismert a gélállapotban végzett festés is. A 44 274 számú lengyel szabadalmi leírás szerint a szálat koagulálják, mossák, majd 0,1—30 g/l koncentrációjú festékfürdőbe vezetve, a festék által megkívánt hőmérsékleten festik. A 986114 számú nagy-britanniai szabadalmi leírás akril-nitril homopolimerek vagy kopolimerek festési eljárását ismerteti, amelynél 15—35 t% polimer tartalmú oldatból húzzák a szálat és a festést előzetes szárítás nélkül végzik. A 3111357 számú Egyesült Államok-beli szálat a szabadalmi leírás szerint az akril-nitril vizes gél formájában kb. 1,5-szeresre nyújtott állapotban festik a kívánt festékfürdőbe vezetve. A 3242243 számú Egyesült Államok beli szabadalom eljárása szerint akril-nitril szálat oly módon festik, hogy az extrudált szálat, festéket is tartalmazó fürdőben koaguláltatják. A 3113827 számú Egyesült Államok beli szabadalmi leírásban ismertetett eljárás szerint a koagulálás és a mosás után mechanikus úton csökkentik a gélállapotú szálak nedvességtartalmát 100—200 t%-ra, majd vizes festékfürdőben való festés után a felesleges festéket ismét mechanikus úton távolítják el. A 12801/65 számú japán szabadalom szerinti eljárásnál a nedves-fonású akril-nitril szálat nyomás alatt koagulálják, és a festés előtt, a festékfürdő hőmérsékleténél magasabb hőmérsékleten mossák. A szálnak a festékfürdőben való tartózkodási ideje min. 10 perc. A technika állása szerint ismert eljárások azonban — különösen, ha nő a szálkötegek finomsága — nem mindig képesek a piaci igényeket kielégíteni, és/vagy gazdasági vagy technológiai szempontból nem megfelelőek. Az egyenletes színezékfelvétel érdekében ugyanis a szálköteget a fürdőben kellőképpen szét kell teríteni, majd ismét össze kell fogni, amely nagyobb finomságok esetén már jelentős sérülésekkel járhat és bonyolult berendezést kíván. A mechanikus úton való víztelenítés finomabb szálkötegek esetében ugyancsak növeli a sérülés veszélyét. Az egyenletes színezékfelvételt elősegíti a festékfürdőben való megnövelt tartózkodási idő (vagy a haladási sebesség lecsökkentésével vagy a festékfürdő térfogatának vagy hosszának a növelésével) ez azonban nyilvánvalóan gazdasági hátrányokkal jár, de technológiai nehézségeket is felvethet, elsősorban 8 fürdötérfogat növelésével. Meylepetésszerűen azt találtuk, hogy ha a nedvesen font, főleg akrilsav-vagy módosított akrilsav-alapú, gélállapotú szálkötegen vezetjük keresztül a színezéklürdőt, meghatározott feltételek mellett, lehetségessé válik a fentiekben említett nehézségek csökkentése, & 2 az egyenletes színezékfelvétel biztosítása és egyszerű technológia alkalmazásával a nagyfinomságú szálkötegek jó minőségű festésének megoldása. Ennek megfelelően találmányunk célja olyan eljárás biztosítása, amellyel megvalósítható a főleg akrilsav-vagy módosított akrilsav-alapú szálak gélállapotban való festése különösen nagy-finomságú szálkötegek esetén is, és amely eljárással jó mechanikai tulajdonságú, egyenletesen festett szálak állíthatók elő, kis fürdőtérfogat és rövid benttartózkodási idő mellett. A találmány szerinti eljárás egyszerű berendezésben megvalósítható, mivel nem igényli a szálkötegek gélállapotban való szétterítését, majd ezt követően a szálak összefogását. A találmány tehát eljárás nagyfinomságú akrilsavvagy módosított akrilsav-alapú szálak gélállapotban való festésére, max. 5 másodperces festési idő mellett, amely eljárásnál a szálképző folyadékot koaguláló fürdőben extrudáljuk, a kapott szálat nyújtjuk, az oldószert mosással eltávolítjuk, azzal jellemezve, hogy a szálkötegen legalább 4 cm 3/sec/cm 2, a szálköteg felületére számított átlagos áramlási sebességgel keresztüláramoltatjuk a színezékfürdőt, amely áramlási sebességet többször, a szálköteg haladási irányára merőleges oda-vissza irányuló áramoltatással biztosítunk, majd az így festett szálköteget ismert módon hőkezeljük, mossuk, kikészítjük, szárítjuk. A színezékfürdő áramlási sebessége előnyösen 4—10cm3/sec/cm2 közötti érték, a szálköteg felületére számítva. A színezékfürdő keresztirányú irányváltoztatásainak száma előnyösen 10—100 ciklus másodpercenként. A találmány szerinti eljárás jellemzője, hogy lehetővé teszi a szálkötegek gélállapotban történő kifogástalan festését nagy fürdőáramlási sebességek mellett, anélkül, hogy ez a sebesség az érzékeny szálak bármilyen károsodását okozná, kiküszöbölve ezáltal az eddig ismert eljárások hátrányait. A találmány szerinti eljárás különösen előnyös nagy finomságú (800 000—1 200 000 den) szálkötegek festésére, amelyekben az egyes szálak finomsága 3 den, és ennek megfelelően a szálkötegek centiméterenkénti sűrűsége szélességirányban 10 000—20 000 szál/cm. Mint már említettük, a találmány szerinti eljárás előnyösen alkalmazható nedvesen font szálak, különösebb akril-nitril-alapú szálak folyamatos festésére, de lényegében bármilyen típusú akril-nitril-alapú polimer esetében alkalmazható (tehát akrilsav- vagy módosított akrilsav polimereknél is), amelyek szulfonsav vagy karbonsavcsoportokat tartalmaznak. A polimert szerves oldószerben, mint például dimetilformaidban, dimetil-acetamidban vagy dimetil-szulfoxamidban vagy szervetlen oldószerben, mint például nátrium-szulfo-cianid vagy cink-klorid vizes oldatában oldva nyerjük a szálképző folyadékot. E szálképző folyadékot ezután átnyomatjuk egy koaguláló fürdőn majd a kapott szálakat ismert módon nyújtjuk. A festést 20 °C és a fürdő forráspontja közötti hőmérsékleten végezzük, világos színek esetében általában alacsonyabb, sötétebb színek esetében magasabb hőmérsékletet alkalmazva. A találmány szerinti eljárás lehetővé teszi igen sok vízben oldódó kationos színezék, így például a trifenil-metán származékok, azo- és metin-szfnezékek alkalmazását. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
