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Verfahren zur Fixierung von Küpenfarbstoffen auf Zellulosegeweben
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fixierung von Küpenfarbstoffen auf Zellulosegeweben, z. B.
Baumwolle, Leinen oder Viskose.
Küpenfarbstoffe werden gewöhnlich auf Zellulosegeweben gemäss einem Druckverfahren aufgebracht, nach welchem das Gewebe ungefähr 5 - 20 min hindurch Dampf ausgesetzt wird. Derzeit wird jedoch
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dämpft wird ; ein solches Verfahren ist natürlich sowohl hinsichtlich der Zeitersparnis als auch des Dampfverbrauches wirtschaftlich.
Im wesentlichen besteht das"Flash-age"-Verfahren darin, dass auf das Gewebe eine dicke Druckpaste, die eine Dispersion des Küpenfarbstoffs enthält, und ein Verdickungsmittel, das nach Behandlung mit Alkali oder einem Elektrolyten bzw. durch Wärmeeinwirkung koaguliert, aufgedruckt werden, wonach das Gewebe mit einem Reduktionsmittel und Alkali behandelt und sodann ohne Zwischentrocknung ungefähr 20 - 40 sec gedämpft wird. Beispielsweise wird gemäss der brit. Patentschrift Nr. 304, 787 als Verdickungsmittel ein Oxyderivat von Cellulose verwendet, das nach Behandlung mit Alkali koaguliert. Dieses Verfahren wurde jedoch, obwohl schon seit längerer Zeit bekannt, erst kürzlich von praktischem Wert, da zuvor geeignete Dampfvorrichtungen nicht erhältlich waren.
Bei dem"Flash-age"-Verfahren muss einReduktionmittel verwendetwerden, dassehrschnell reagiert, weshalb als Reduktionsmittel bei diesem Verfahren meist Natriumdithionit (auch als Natriumhydrosulfit bekannt) verwendet wird. Das Dithionit ist sehr wenig stabil und oxydiert, wenn das Gewebe nach dem Klotzen auch nur einigen Sekunden Luft ausgesetzt wird. Die Dampfvorrichtung muss daher in der Nähe der Klotzmangel angeordnet sein, so dass diese erhitzt wird, die Temperatur der Klotzflotte allmählich ansteigt und das Dithionit sich sehr rasch zersetzt. Bei dem"Flash-age"-Verfahren können auch andere Reduktionsmittel, z. B. Acetaldehydsulfoxylate (Hydroxyalkylsulfonsäuren) eingesetzt werden. Diese Verbindungen sind stabiler als das Dithionit, jedoch auch viel kostspieliger.
Natriumsulfoxylatformaldehyd wurde bisher bei dem"Flash-age"-Verfahren als Reduktionsmittel nicht mit Erfolg verwendet, da es mit den Küpenfarbstoffen nicht rasch genug reagiert.
Es ist seit langem bekannt, dass zur Steigerung der Umsetzungsgeschwindigkeit des Natriumsulfoxylatformaldehyds mit Küpenfarbstoffen Katalysatoren verwendet werden können, bei deren Verwendung ungefähr 3 - 8 min mit Dampf behandelt werden muss. Nunmehr wurden Mittel gefunden, mittels welcher die Umsetzungsgeschwindigkeit des Formaldehysulfoxylats mit Küpenfarbstoffen hinreichend erhöht werden kann, um die Verwendung von Formaldehydsulfoxylat als Reduktionsmittel bei dem"Flash-age"-Verfah- ren zu ermöglichen. Bei Anwendung dieser Mittel werden bei dem"Flash-age"-Verfahren auch dann Verbesserungen erzielt, wenn andere Reduktionsmittel für den Küpenfarbstoff, insbesondere Natriumdithionit und Acetaldehydsulfoxylat, eingesetzt werden.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fixierung von Küpenfarbstoffen auf Zellulosegeweben, wobei ein Zellulosegewebe höchstens 2 min gedämpft wird, nachdem auf dieses eine dicke Küpenfarbstoffdispersion, ein Alkali, ein Reduktionsmittel für den Küpenfarbstoff und ein Reduktionskatalysator aufgetragen
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worden war, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man als Reduktionskatalysator einen Kobaltkomplex eines ss-Hydroxyanthrachinons verwendet.
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Verfahren auf Zellulosegewebe aufgedruckt werden. Alle Küpenfarbstoffe, die zum Bedrucken nach dem bekannten"Flash-age"-Verfahren verwendbar sind, können auch in Ausführung des Verfahrens gemäss Erfindung eingesetzt werden.
Solche Farbstoffe sind in der Tabelle auf S. 316 und 341 von "Textile Printing with Caledon Durindone and Soledon Dyes", veröffentlicht. 1961, von Imperial Chemical Industries Limited, angegeben. Insbesondere werden sehr gute Resultate mit den folgenden Farbstoffen erzielt :
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<tb>
<tb> Caledon <SEP> Yellow <SEP> 4 <SEP> GL <SEP> (C. <SEP> I. <SEP> Vat <SEP> Yellow <SEP> 13) <SEP>
<tb> Caledon <SEP> Gold <SEP> Orange <SEP> 3 <SEP> G <SEP> (C. <SEP> I. <SEP> Vat <SEP> Orange <SEP> 15)
<tb> Caledon <SEP> Brown <SEP> R <SEP> (C. <SEP> I. <SEP> Vat <SEP> Brown <SEP> 3) <SEP>
<tb> Caledon <SEP> Brilliant <SEP> Red <SEP> 5B <SEP> (C. <SEP> I. <SEP> Vat <SEP> Red <SEP> 31)
<tb> Durindone <SEP> Pink <SEP> FF <SEP> (C. <SEP> I. <SEP> Vat <SEP> Red <SEP> 1)
<tb> Durindone <SEP> Red <SEP> 3 <SEP> BP <SEP> (C. <SEP> I.
<SEP> Vat <SEP> Violet <SEP> 2)
<tb> Caledon <SEP> Brilliant <SEP> Purple <SEP> 4R <SEP> (C. <SEP> 1. <SEP> Vat <SEP> Violet <SEP> 1)
<tb> Caledon <SEP> Blue <SEP> XRC <SEP> (C. <SEP> I. <SEP> Vat <SEP> Blue <SEP> 6)
<tb> Caledon <SEP> Jade <SEP> Green <SEP> XBN <SEP> (C. <SEP> I. <SEP> Vat <SEP> Green <SEP> 1)
<tb> Caledon <SEP> Olive <SEP> OMW <SEP> (C. <SEP> I. <SEP> Vat <SEP> Green <SEP> 26)
<tb> Caledon <SEP> Grey <SEP> B <SEP> (C. <SEP> I. <SEP> Vat <SEP> Black <SEP> 16)
<tb>
Die Abkürzung"C. I. "bezieht sich auf den von der Society ofDyers and Colourists und der American Association of Textile Chemists and Colorists gemeinsam veröffentlichten"Colour Index" (2. Ausgabe).
Die Küpenfarbstoffdispersion kann mit jedem beliebigen Verdickungsmittel verdickt werden, z. B.
Stärke, modifizierten Stärken, modifizierten Zellulosen, beispielsweise Methyl- oder Carboxymethylzellulose, Dextrin, Pektingummi oder Alginaten. Um scharf gezeichnete Drucke zu erhalten, wird vorgezogen, ein Verdickungsmittel zu verwenden, das zumindest einen Bestandteil enthält, der nach Behandlung mit Alkali oder einem Elektrolyten bzw. durch Wärmebehandlung, wie z. B. Pektingummi oder ein Alginat, koaguliert. Geeignete Verdickungsmittel sind auf den S. 136 und 137 von "Textile Printing with Caledon, Durindone and Soledon Dyes"beschrieben ; besonders gute Resultate werden mit dem Verdickungsmittel erhalten, das vor den Beispielen angegeben ist.
Als Beispiele für Alkali, die bei Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens verwendet werden können, seien die Natrium- und Kaliumkarbonate und -hydroxyde genannt. Es ist bekannt, dass gewisse Küpenfarbstoffe das Vorhandensein von Natrium- oder Kaliumhydroxyd erforderlich machen, wogegen andere mit einem milderen Alkali, z. B. einem Karbonat, fixiert werden können.
Die Kobaltkomplexe der Anthrachinon-ss-hydroxy-verbindungen sind sehr wirksame Reduktionskatalysatoren, insbesondere sind die Kobaltkomplexe der Anthraflavinsäure, der Isoanthraflavinsäure (2, 7-Dihydroxyanthrachinon) und 2-Hydroxyanthrachinon von besonderem Wert, da schon sehr kleine Mengen dieser Katalysatoren eine Steigerung der Reaktionsgeschwindigkeit zwischen Küpenfarbstoff und Reduktionsmittel bewirken.
Die Kobaltkomplexe der Anthrachinon-ss-hydroxy-verbindungen sind neue Verbindungen.
Die Kobaltkomplexe der ss-Hydroxyanthrachinon-verbindungen können hergestellt werden, indem das
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Wasser, das die theoretische Menge an Ätzkali enthält, aufgelöst wird. Die Komplexverbindung wird ausgefällt und kann abfiltriert und durch Waschen von den löslichen Kobaltsalzen befreit werden.
Es können wasserlösliche Katalysatoren als wässerige Lösungen und wasserunlösliche Katalysatoren in
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lungen keinen nachteiligen Einfluss ausüben.
Gemäss einer Ausführungsform der Erfindung ist der Reduktionskatalysator in der Druckpaste enthalten, wobei das Gewebe nach Auftragen der Druckpaste in einer alkalischen Lösung eines Reduktionsmittels geklotzt und dann gedämpft wird.
Gemäss einer zweiten Ausführungsweise der Erfindung enthält die Druckpaste ein Reduktionsmittel und wird das Gewebe nach Auftragen der Druckpaste und Trocknen mit einer ein Reduktionsmittel enthalten-
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den alkalischen Lösung geklotzt und dann mit Dampf behandelt. Wenn gewünscht, kann dieses Verfahren zum Aufdrucken von Küpenfarbstoffen auf zuvor mit einem für den Ätzdruck verwendbaren Farbstoff auf- gefärbtes Gewebe verwendet werden, so dass ein farbiger Ätzdruck auf einem gefärbten Hintergrund erhal- ten wird."Direkt"-Farbstoffe können auch eingesetzt werden. Wenn solche Farbstoffe verwendet werden, so dient die alkalische Klotzflotte auch dazu, die Umsetzung zwischen Farbstoff und Zellulosefasern zu beschleunigen.
Erfindungsgemäss wird vorzugsweise Natriumsulfoxylatformaldehyd als Reduktionsmittel verwendet, weil dieses Mittel billig ist und weil, wenn es verwendet wird, das Gewebe nach Auftragung der Druck- paste eine beträchtliche Zeit hindurch aufbewahrt werden kann (unbeschränkt, wenn gemäss der ersten
Ausführungsweise der Erfindung gearbeitet wird). Selbst nach dem Klotzen besteht keine nennenswerte
Tendenz zur Luftoxydation des Reduktionsmittels. Ausserdem ist die Klotzflüssigkeit auch dann stabil, wenn sie erwärmt wird, z. B. durch die in der Nähe befindliche Dampfvorrichtung. Drucke, die unter Verwen- dung von Natriumsulfoxylatformaldehyd gemäss vorliegendem Verfahren erhalten werden, sind mit Bezug auf ihre Stärke Drucken zumindest gleichwertig, die unter Verwendung von Natriumdithionit unter gleichen
Bedingungen, jedoch ohne Katalysator erhalten werden.
Wenn das erfindungsgemässe Verfahren unter Verwendung von Acetaldehydsulfoxylat oder Natriumdithionit als Reduktionsmittel vorgenommen wird, geht die Fixierung des Küpenfarbstoffs auf dem Gewebe schneller vor sich als dies bei Nichtverwendung des Katalysators der Fall ist. Infolgedessen wird mittels des erfindungsgemässen Verfahrens eine verbesserte Durchdringung und Fixierung des Farbstoffs dadurch erhalten, dass dem reduzierten Farbstoff bessere Möglichkeiten gegeben werden, während der kurzen Behandlungszeit mit Dampf in das Gewebe einzudringen. Diese Wirkung tritt besonders dann auf, wenn ein schweres Gewebe bedruckt wird. Die Kobaltkomplexe der 8-Hydroxyanthrachinone, z.
B. 2-Hydroxy- anthrachinon, Anthraflavinsäure und Isoanthraflavinsäure, verbessern die Durchdringung und Fixierung, die erhalten wird, wenn Acetaldehydsulfoxylat oder Natriumdithionit als Reduktionsmittel verwendet werden, in besonders wirksamer Weise.
Nach Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens können die Drucke in bekannter Weise weiterbehandelt werden, z. B. durch Spülen mit Wasser, nötigenfalls Oxydieren in einer verdünnten Bichromatlösung und schliesslich durch Behandlung mit Seife.
Die Erfindung wird an Hand folgender Beispiele ohne Einschränkung auf dieselben erläutert. Die angegebenen Teile sind Gewichtsteile.
Das in diesen Beispielen verwendete Verdickungsmittel wird wie folgt hergestellt :
Teil I : 880 Teile Carragheen-Moos werden in 12 000 Teilen Wasser 16h weichen gelassen. 388 Teile Weizenstärke werden mit 4000 Teilen Wasser zu einer Paste verrührt, die dem Carragheen-Moos zugesetzt wird. Die Mischung wird 15 min gekocht, dann gekühlt und mit 20 000 Teilen Wasser verdünnt.
Teil II : 186 Teile Methylcelluloseäther werden 3 750 Teilen kochendem Wasser zugesetzt und diese Mischung sodann gekühlt und auf 4000 Teile verdünnt.
Teile Iund II werden miteinander vermischt.
In allen Beispielen kann dieses Verdickungsmittel durch beliebige andere Verdickungsmittel ersetzt werden, die im Textildruck üblicherweise verwendet werden. Im allgemeinen wird eine gute Fixierung des Farbstoffs mit beliebigen Verdickungsmitteln erreicht, wobei jedoch scharf begrenzte Drucke manchmal nicht erhalten werden, wenn das Verdickungsmittel nicht einen Bestandteil enthält, der durch Behandlung mit Alkali oder einem Elektrolyten bzw. durch Wärmebehandlung koaguliert.
In den Beispielen 1 - 4 kann zwischen dem Klotzen und der Dampfbehandlung, ohne hiedurch die angegebenen Resultate zu beeinflussen, Luft während höchstens 1 min durchgeleitet werden.
Beispiel l : Es wird eine Katalysatordispersion wie folgt hergestellt :
100 Teile einer 25% eigen Dispersion von Anthraflavin- säure in Wasser werden mit 200 Teilen Wasser verdünnt und auf 600C erwärmt ;
20 Teile einer wässerigen Natronlauge (d = 1, 34) werden sodann hinzugefügt, wonach 58 Teile Kobaltsulfatheptahydrat in Form einer 1 : 2 wässerigen Lösung zugesetzt werden. Der erhaltene Niederschlag wird abfiltriert, mit kochendem Wasser gewaschen und nochmals filtriert.
Der Rückstand wird dann mit 2,5 Teilen eines sulfonierten Naphthalinformaldehydkondensats und soviel Wasser, dass insgesamt 250 Teile erhalten werden, in einer Kugelmühle vermahlen.
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Caledon Jade Green XBN (C. 1. Vat Green 1)
40 Teile der oben beschriebenen Katalysatordispersion
160 Teile Wasser
700 Teile Verdickungsmittel.
Nach Bedrucken und Trocknen wird der Druck in einer Flüssigkeit geklotzt, die enthält :
80 Teile Natriumfomaldehydsulfoxylat
100 Teile wässeriges Natriumhydroxyd (d = 1, 34)
820 Teile Wasser
Das noch feuchte Gewebe wird 20 sec einer luftfreien Dampfatmosphäre ohne Druck ausgesetzt.
Zu Weiterverarbeitung des Druckes wird das Gewebe 2 min mit kaltem Fliesswasser behandelt, in einer kalten wässerigen Lösung, die 1 Teil Natriumbichromat und 1 Teil tige Essigsäure in 1000 Teilen Wasser enthält, oxydiert, dann gespült, mit Seife behandelt, wieder gespült und getrocknet.
Es wird ein leuchtend grüner Druck auf einem weissen Hintergrund erhalten, der zumindest so stark ist wie ein Druck, der unter ähnlichen Bedingungen bei Verwendung einer Klotzflotte von Natriumhydroxyd und Natriumdithionit erhalten wird, und der wesentlich stärker ist als ein Druck, der unter in diesem Beispiel angegebenen Bedingungen, jedoch bei Weglassung des Katalysators aus der Druckpaste, erhalten wird.
Beispiel 2 : Ein Baumwollgewebe wird in der folgenden Lösung geklotzt :
30 Teile Procion Yellow HAS (C. I. Reactive Yellow 3)
50 Teile Harnstoff
10 Teile Natrium-m-nitrobenzolsulfonat
910 Teile Wasser.
Nach dem Klotzen wird das Gewebe getrocknet und dann mit folgender Druckpaste bedruckt :
100 Teile einer 60/0 wässerigen Dispersion von
Caledon Brilliant Red 5B (C. I. Vat Red 31)
120 Teile Natriumformaldehydsulfoxylat (C. I. Reduktionsmittel 2)
180 Teile Wasser
600 Teile Verdickungsmittel.
Nach dem Bedrucken und Trocknen wird das Gewebe in einer Flüssigkeit folgender Zusammensetzung geklotzt :
40 Teile der Katalysatordispersion nach Beispiel 1
100 Teile einer wässerigen Natronlauge (d = 1, 34)
860 Teile Wasser.
Das noch feuchte Gewebe wird 20 sec einer luftfreien Dampfatmosphäre ohne Anwendung eines überschüssigen Druckes ausgesetzt.
Zur Weiterverarbeitung des Druckes wird das Gewebe 2 min mit kaltem Fliesswasser behandelt, in einer kalten wässerigen Lösung, die 1 Teil Natriumbichromat und 1 Teil tige Essigsäure in 1000 Teilen Wasser enthält, oxydiert, dann gespült, mit Seife behandelt, wieder gespült und getrocknet.
Es wird ein tief bläulich-roter Druck auf einem gelben Hintergrund erhalten, dessen Rotfärbung stärker ist als jene, die bei sonst gleichen Bedingungen erhalten wird, wenn der Katalysator aus der Klotzflotte weggelassen wird.
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Beispiel 3 : 60 Teile ss-Hydroxyanthrachinon werden in 2000 Teilen Wasser bei 700C gerührt, bis eine einheitliche Paste erhalten wird. Sodann wird eine Lösung von 10,7 Teilen Natriumhydroxyd in 100 Teilen Wasser zugesetzt, wonach zu der so erhaltenen tiefroten Lösung eine Lösung von 41,2 Teilen Kobaltsulfatheptahydrat in 150 Teilen Wasser hinzugefügt wird. Nach ungefähr 30 sec beginnt sich ein glänzender Niederschlag zu bilden ; es wird eine weitere Stunde gerührt. Der Niederschlag wird filtriert,
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Die so erhaltene Dispersion wird bei Durchführung des Druckverfahrens für Küpenfarbstoffe nach der im zweiten Teil des Beispiels 1 angegebenen Weise eingesetzt.
Beispiel 4 : Es wird wie in Beispiel 1 verfahren, wobei jedoch Isoanthraflavinsäure an Stelle der
Anthraflavinsäure verwendet wird.
Beispiel 5 : Ein Baumwollgewebe wird mit der folgenden Druckpaste bedruckt :
100 Teile einer 18% gen wässerigen Dispersion von
Caledon Printing Blue XRNS (C. I. Vat Blue 4)
5 Teile der Katalysatordispersion (mit einem Gehalt von
12% an wirksamem Mittel), erhalten wie in
Beispiel 2
195 Teile Wasser
700 Teile Verdickungsmittel.
Nach dem Bedrucken und Trocknen wird der Druck in einer Flüssigkeit folgender Zusammensetzung geklotzt :
100 Teile Acetaldehydsulfoxylat (500/0) (C. I. Reduktions- mittel 13)
120 Teile einer wässerigen Natronlauge (d = 1, 34)
200 Teile 10% Tragacanthgummi-Lösung
580 Teile Wasser.
Das noch feuchte Gewebe wird 40 sec ohne Anwendung von überschüssigem Druck einer luftfreien Dampfatmosphäre ausgesetzt. Zur Vervollständigung des Verfahrens wird das Gewebe 2 min in kaltem Fliesswasser behandelt, in einer kalten wässerigen Lösung, die 1 Teil Natriumbichromat und 1 Teil 40'lige Essigsäure in 1000 Teilen Wasser enthält, oxydiert, sodann gespült, mit Seife behandelt, wieder gespült und getrocknet.
Es wird ein blauer Druck auf einem weissen Hintergrund erhalten, der merklich leuchtender und stärker ist als ein Druck, der erhalten wird, wenn das Verfahren dieses Beispiels wiederholt wird, wobei jedoch der Katalysator von der Druckpaste weggelassen wird.
Beispiel 6 : An Stelle der 100 Teile des in Beispiel 4 verwendeten Farbstoffs werden eingesetzt : a) 100 Teile einer 15% igen wässerigen Dispersion, die eine Mischung von gleichen Teilen von C. I. Vat Orange 5 und C. I. Vat Red 1 enthält. b) 150 Teile einer 10% gen wässerigen Dispersion von Caledon Brown RPS (C. I. Vat Brown 3) oder c) 100 Teile einer 14 oigen Dispersion von Caledon Printing
Orange 6 RS (C. I. Vat Orange 3).
Die erhaltenen Drucke sind stärker als jene Drucke, die erhalten werden, wenn der Katalysator von der Druckpaste weggelassen wird.
Beispiel 7 : Ein Leinengewebe, das 255, 1 g pro 0,8631 m wiegt, wird mit folgender Druckpaste Dedruckt :
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100 Teile einer ijzig wässerigen Dispersion, die eine
Mischung von gleichen Teilen von C. I. Vat
Orange 5 und C. I. Vat Red 2 enthält,
5 Teile der Katalysatordispersion (mit einem Gehalt von 120/0 an wirksamen Mittel), erhalten gemäss Beispiel 3
195 Teile Wasser
700 Teile Verdickungsmittel.
Nach dem Bedrucken und Trocknen wird der Druck in einer Flüssigkeit der folgenden Zusammensetzung geklotzt :
50 Teile Natriumdithionit
25 Teile Natriumkarbonat
100 Teile einer wässerigen Natronlauge (d = 1, 34)
825 Teile Wasser.
Das noch feuchte Gewebe wird ohne Anwendung eines überschüssigen Druckes 20 sec einer luftfreien Dampfatmosphäre ausgesetzt. Zur Vervollständigung des Verfahrens wird das Gewebe 2 min in kaltem Fliesswasser behandelt, in einer kalten wässerigen Lösung, die 1 Teil Natriumbichromat und 1 Teil 40% igue Essigsäure in 1000 Teilen Wasser enthält, gespült, mit Seife behandelt, wieder gespült und getrocknet.
Es wird ein roter Druck auf einem weissen Hintergrund erhalten, der stärker ist als der Druck, der erhalten wird, wenn wie in diesem Beispiel verfahren wird, jedoch der Katalysator von der Druckpaste weggelassen wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Fixierung von Küpenfarbstoffen auf Zellulosegeweben, wobei ein Zellulosegewebe höchstens 2 min gedämpft wird, nachdem auf dieses eine dicke Küpenfarbstoffdispersion, ein Alkali, ein Reduktionsmittel für den Küpenfarbstoff und ein Reduktionskatalysator aufgetragen worden war, dadurch gekennzeichnet, dassmanalsReduktionskatalysatoreinenKobaltkomplexeinesss-Hydroxyanthrachinons verwendet.
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