Verfahren zum Färben von Polyesterfasern enthaltendem oder aus solchen bestehendem Textilmaterial Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Färben von Polyesterfasern enthaltendem Textilmaterial, wie Mischgewebe, oder von aus Polyestern bestehendem Textilmaterial.
Die Polyesterfasern bestehen aus Makromolekülen, die durch starke intermolekulare Bindungskräfte zusam mengehalten werden. Sie weisen ausserdem eine kristal line, dicht gepackte Struktur auf, so dass die für die Diffusion von Farbstoffen notwendigen amorphen Be reiche sehr klein und relativ gering sind. Auch fehlt es dieser Faser an solchen chemischen Gruppen, die sich mit dem Farbstoff verbinden. Aus diesem Grunde wer den die Fasern beim Färben vor allem bei Tempera turen bis 100 C mit sogenannten Carriern behandelt, wobei nachgewiesenerweise die Wirkung der Carrier auf die Faser erfolgt.
Erst so ist eine zufriedenstellende Färbung möglich.
In der Praxis erfolgt die Carrierbehandlung während des Färbevorganges. Als Carrier dienen organische Ver bindungen unterschiedlicher Konstitution; im wesent lichen sind es aromatische Kohlenwasserstoffe, Phenole, aromatische Chlorkohlenwasserstoffe, aromatische Car- bonsäuren bzw. ihre Ester und aromatische Äther.
Die Carrier weisen mehrere Nachteile auf. Sie ver teuern das Färbeverfahren, sind teilweise toxisch und geruchsbelästigend und lassen sich nur schwer aus den Fasern auswaschen. Ausserdem kann bei ihrer Anwen dung in Mengen von durchschnittlich 2 bis 6 g/1 und mehr die Lichtechtheit der Färbung verschlechtert wer den, und es besteht die Gefahr der Bildung von so genannten Carrierflecken auf dem Färbegut.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zum Fär ben von Polyesterfasern bzw. deren Mischgeweben, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man höchstens 3<B>0</B> eines Carriers und zur Verstärkung der Wirkung des Carriers 1 bis 4 gss einer Polyphosphorsäure oder Ultra- phosphorsäure oder eines Salzes davon oder deren Ge mische verwendet.
In der schweizerischen Patentschrift Nr.<B>351939</B> werden farbstoffaffine Egalisiermittel beschrieben, deren Wirkung durch den Zusatz von Polyphosphaten verbessert werden kann. Im Gegensatz hierzu handelt es sich erfindungsgemäss darum, die Wirkung der Carrier, die das Aufziehen der Farbstoffe auf der Faser beschleunigen sollen, zu verstärken, was gleichbedeu tend mit einer Reduzierung der Carriermenge bei glei cher Farbstoffausbeute ist.
Nach der deutschen Patentschrift Nr. 1 113 922 werden Äthylen- bzw. Propylencarbonat zur Verbesse rung wenig wirksamer Färbebeschleuniger eingesetzt. Es handelt sich also hier um chemisch völlig andere Indi viduen, nämlich um organische Verbindungen. Ausser dem wird hierbei die Menge des Färbebeschleunigers nicht reduziert, so dass also diese organischen Verbin dungen zusätzlich zu den üblichen Mengen der Färbe beschleuniger eingesetzt werden müssen.
Bei der Durchführung des erfindungsgemässen Ver fahrens benötigt man im allgemeinen also zur Erzielung von Färbungen gleicher Intensität meist die Hälfte oder noch weniger der üblichen Mengen, z. B. 0,2 bis 3 g/1. Dadurch werden die geschilderten Nachteile der Carrier weitestgehend vermieden. Besonders gut haben sich Polyphosphate, z.<B>B.</B> Dinatriumdiphosphat, Graham- salz und auch die sogenannten Ultraphosphate, deren Me20 : P205-Verhältnis kleiner als 1 ist, für den erfin dungsgemässen Zweck bewährt.
Es handelt sich hierbei um eine völlig neue Wirkung der Polyphosphate, die aus ihren bisher bekannten Eigenschaften nicht abzuleiten war.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann sowohl zur Behandlung reiner Polyesterfasern als auch deren Mi schungen mit Wolle, Baumwolle und Chemiefasern an gewandt werden. Bei Polyestermischgeweben werden bei der Verwendung von üblichen Carriern zusammen mit Polyphosphaten ohne reduktive Zwischenreinigung beim Zweibadfärbeverfahren ausreichende bis gute Fa- brikations- und Gebrauchsechtheiten erreicht. Im Ein badverfahren ist unter anderem die Wolle durch ober flächlich anhaftenden Dispersionsfarbstoff weniger an geschmutzt.
Das Verfahren kann noch verbessert werden, wenn man die Behandlung mit der herabgesetzten Carrier- menge vor dem Färben bei Kochtemperaturen durch führt, während der Zusatz der Polyphosphorsäuren bzw. deren Salze im Färbebad selbst erfolgt. Es ist auch möglich, einen Teil der zu verwendenden Polyphosphate gleichzeitig mit dem Carrier in der Vorbehandlung zu zugeben und den Rest im eigentlichen Färbebad einzu setzen. Zur Durchführung dieser Methode eignen sich durchweg alle üblichen und bekannten Waschaggregate; besonders vorteilhaft sind jedoch für stark toxische Carrier geschlossene Waschaggregate, wie z.
B. die Rotowa -Schleuderwaschmaschine der Firma Heber fein & Co., Wattwil/Schweiz, zur Carrierbehandlung zu verwenden.
Der Vorteil dieser Arbeitsweise liegt darin, dass man während des Färbevorganges die teilweise toxischen Carrier und ihre unerwünschten Nebenwirkungen, wie Geruchsbelästigung, ausschalten kann, ohne dass die Wirkung der Carrier herabgesetzt wird.
Die Durchführung erfolgt am zweckmässigsten so, dass man das Polyestergewebe 30 Minuten bei Koch temperatur in einer Flotte behandelt, welche die erfor derliche Carriermenge enthält. Ohne zu spülen, wird anschliessend bei 110 C getrocknet. Beim anschliessen den Färbeprozess wird die Färbeflotte auf den erfor derlichen pH-Wert eingestellt, der Dispersionsfarbstoff zugegeben und in Gegenwart von Polyphosphaten 1 bis 11/2 Stunden gefärbt.
Um die überlegenheit des erfindungsgemässen Ver fahrens zu beweisen, wurden folgende Versuche durch geführt: a) Bei Kochtemperatur wird ein Polyestergewebe 30 Minuten lang mit 4 g/1 Trichlorbenzol vorbehandelt und anschliessend in einem Bad (weiches Wasser, Flottenverhältnis 1 : 30), das 2 g11 Ultraphosphat mit einem Naz0 : P205-Verhältnis von 0,98: 1 und 3 eines handelsüblichen Dispersionsfarbstoffes der nach stehenden Konstitution:
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enthält, eine Stunde bei Kochtemperatur und bei pH 5 (mit 30%iger Essigsäure eingestellt) eingefärbt, an-
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in kochender Flotte und bei demselben Flottenverhältnis und demselben pH-Wert wie bei der Polyesterfärbung schliessend warm und kalt gespült und an der Luft ge trocknet. Man erhält so eine Färbung in einem tiefen blauen Farbton.
b) Um bei demselben Polyestergewebe in einer Normal-Carrierf'ärbung mit demselben Farbstoff und derselben Farbstoffmenge wie unter a) dieselbe Farb- tiefe ohne Vorbehandlung und ohne Polyphosphate zu erreichen, muss man dem Färbebad 14 g/1 Chlorbenzol äther als Carrier zusetzen.
c) Bei Verwendung eines Carriers auf der Basis von Trichlorbenzol sind 8 g/1 erforderlich, um dieselbe Farbtiefe wie unter a) bei einer normalen Carrier- färbung zu erreichen.
<I>Beispiel 1</I> a) Es wird ein Mischgewebe, das aus 45 % Wolle und 55 % Polyester (Kondensationsprodukt aus Glykol und Terephthalsäure) besteht, im Zweibadverfahren wie folgt gefärbt: Polyesteranteil:
Das Bad (weiches Wasser, Flottenverhältnis 1<B>:30),</B> welches das Mischgewebe enthält, wird auf 50 C vor geheizt. 2 g/1 des kochend gelösten Carriers vom Typ eines Chlorbenzoläthers und 0,5 g/1 Dinaphthylmethan- sulfonat als Dispergiermittel werden hinzugefügt und anschliessend die Flotte mit Essigsäure, 30%ig, auf pH 5,5 eingestellt.
In dieser Flotte lässt man 15 Minuten vorlaufen und setzt dann einen handelsüblichen Dispersionsfarbstoff der nachstehenden Konstitution:
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zu. Nach weiteren 10 Minuten wird innerhalb 30 Mi nuten zum Kochen getrieben. Bei Kochtemperatur wird 120 Minuten gefärbt, anschliessend kalt gespült und reduktiv 30 Minuten bei 50 C in einem Bad zwischen gespült, das im Liter 1 cms NH4OH 25 % ig, 2 g Nasse01, 0,5 g Levapon CA (Lexikon Textilveredlung und Grenzgebiete, C.-H.-Fischer-Bobsien, Ausgabe 1960, S.
1141) enthält. Schliesslich wird warm und kalt gespült und an der Luft getrocknet.
Wollanteil: Dieser wird mit 1 % handelsüblichem Wollfarbstoff der nachstehenden Konstitution: 60 Minuten gefärbt. Anschliessend wird warm und kalt mit Wasser gespült und an der Luft getrocknet. Der Polyesteranteil erfährt im Verlaufe der reduk- tiven Zwischenreinigung und des Färbeprozesses im Wollfärbebad eine Aufhellung.
Die Färbung besitzt folgende Echtheiten: Lichtechtheit: 4-5 Reibechtheit: trocken: 5 nass: 4 Wasserechtheit: Abbluten auf Baumwolle: 3-4 Abbluten auf Wolle: 3 Abbluten auf Polyester: 3-4 b) Es wird wie unter a) gearbeitet, jedoch nur noch 0,2 g/1 des organischen Carriers zusammen mit 1 g/1 Dinatriumdiphosphat ohne Dispergiermittel zu gegeben.
Die so erhaltene Ausfärbung ist farbtiefer als die nach Beispiel 1 a. Die Aufhellung während der Woll- färbung ist ebenfalls geringer.
Lichtechtheit: 5 Reibechtheit: trocken: 5 nass: 3-4 Wasserechtheit: Abbluten auf Baumwolle: 3-4. Abbluten auf Wolle: 3 Abbluten auf Polyester: 3 c) Die Arbeitsweise ist hier die gleiche wie unter a) im Beispiel 1. Als Carrier werden 0,5 g/1 des aroma tischen Äthers nach a) und 1 g/1 Grahamsalz verwendet.
Diese Ausfärbung übertrifft an Farbtiefe Beispiel 1 a und 1 b. Während der Wollfärbung ist kaum noch eine Aufhellung der Polyesterfasern festzustellen. Lichtechtheit: 5-6 Reibechtheit: trocken: 4-5 nass: 3-4. Wasserechtheit: Abbluten auf Baumwolle: 4 Abbluten auf Wolle: 3-4 Abbluten auf Polyester:
4 d) Es wird unter sonst gleichen Bedingungen wie unter 1 a bis 1 c gearbeitet und der unter 1 a verwen dete Carrier in einer Menge von 0,2, g/1 zusammen mit 0,5 g/1 Dispergiermittel nach 1 a eingesetzt.
In der Farbtiefe liegt diese Färbung weit hinter den Ergebnissen von 1 a bis 1 c zurück. Auf Echtheits prüfungen wurde daher verzichtet.
e) Diese Färbung wurde unter sonst gleichen Be dingungen wie die vorangegangenen, jedoch ohne Carrierzusatz und nur in Gegenwart von 0,5 g/1 Disper- giermittel durchgeführt.
Da diese Färbung noch farbschwächer ist als die unter d) erhaltene, sind auch hier keine Echtheits- prüfungen vorgenommen worden.
<I>Beispiel 2</I> In dieser Versuchsreihe wird wie bei den Färbun gen im Beispiel 1 gearbeitet.
Ausgefärbt wird ein Mischgewebe Wolle/Polyester, das einen optischen Aufheller enthält, wie dies in der Praxis bei Umfärbern vorkommt. Ausserdem wird in dieser Versuchsreihe das Verhalten der Polyphosphate im Vergleich zu den üblichen Carriern bei den in der Praxis gebräuchlichen Zwischenreinigungsmethoden untersucht und zu diesem Zweck nach der Polyesterfär-. bung das Gewebe in drei Abschnitte aufgeteilt. Bei Abschnitt A wird ohne weitere Zwischenreini gung der Wollanteil gefärbt.
Bei Abschnitt B wird reduktiv zwischengereinigt wie unter 1 a, und bei Abschnitt C wird eine Wäsche mit einem Fettalkoholsulfonat bei pH 5 und 70 C 30 Mi nuten durchgeführt.
Die Abschnitte B und C werden anschliessend warm und kalt gespült und dann der Wollanteil eingefärbt.
1. A. Arbeitsweise nach Beispiel 1 a, jedoch ohne Zwi schenreinigung.
B. Arbeitsweise nach Beispiel 1 a mit reduktiver Zwi schenreinigung.
C. Analoge Arbeitsweise wie vorstehend, Zwischen reinigung mit 1 g/1 eines fettalkoholsulfonat-haltigen Waschmittels ( Dudipon 1100 konz. - Firma Diersch & Schröder, Chemische Fabrik, Bremen). 11.
A. Arbeitsweise nach Beispiel 1 a unter Verwendung von 0,2 g Carrier vom Typ eines Chlorbenzoläthers, 1,0 g/1 Grahamsalz, 3 % Farbstoff gemäss Beispiel 1 a. Auch hier wurde ohne Zwischenreinigung der Wollanteil gefärbt.
B. Es wurde wie unter I. B. reduktiv zwischengereinigt. C. Es wurde imt 1 g/1 Dudipon 1100 konz. zwischen gereinigt.
Die Färbungen dieser Serie bestätigen die Ergebnisse der Färbungen des Beispiels 1. Auch hier wird die Farbtiefe, wie sie mit 2 g/1 des bisher üblichen Carriers erzielt wurde, mit 0,2 g/1 des üblichen Carriers und 1 g/1 Grahamsalz erreicht. Die Echtheiten dieser Fär bungen auf dem 'Mischgewebe, das einen optischen Auf heller enthält, liegen auch unter Berücksichtigung der geprüften Zwischenreinigungsmethoden in der gleichen Grössenordnung.
<I>Beispiel 3</I> Es werden im Einbadfärbeverfahren der Polyester und Wollanteil gleichzeitig eingefärbt und wie folgt ge arbeitet: a) Dem 50 C heissen Bad (weiches Wasser, Flotten verhältnis 1<B>:30),</B> das das zu färbende Gewebe enthält, wird Chlorbenzoläther als Carrier und Dinaphthyl-, methansulfonat zugegeben und ein pH-Wert von 5,
5 mit Essigsäure eingestellt. Anschliessend wird 30 Minu ten vorlaufen gelassen und der Dispersionsfarbstoff und Wollfarbstoff in analoger Weise wie in Beispiel 1 a dem Bad zugegeben. Nach 10 Minuten wird innerhalb 30 Minuten zum Kochen erhitzt und bei Kochtemperaturen 2 Stunden gefärbt; dann wird warm und kalt gespült, bei pH 5 mit dem Waschmittel nach Beispiel 2 bei 50 C nachgewaschen. Nach warmem und kaltem Spülen wird an der Luft getrocknet.
Die auf diese Weise erhaltene Färbung zeigt eine bessere Farbtiefe als die nach Beispiel 1 a, weist jedoch den Nachteil auf, dass die Echtheiten ungünstiger sind. Lichtechtheit: 4-5 Reibechtheit: trocken: 3-4 nass: 2-3 Wasserechtheit: Abbluten auf Baumwolle: 3 Abbluten auf Wolle: 3 Abbluten auf Polyester:
3 b) Es wird analog a) gearbeitet, jedoch die Menge des organischen Carriers auf 0,2 g/1 reduziert und 1,5 g/1 Dinatriumdiphosphat zugegeben.
Die nach diesem Beispiel erhaltene Färbung ist farbschwächer als die unter a). Der Farbton ist etwas gelber, jedoch sind die Echtheiten besser als unter a). Lichtechtheit: 6-7 Reibechtheit: trocken: 3-4 nass: 3-4 Wasserechtheit: Abbluten auf Baumwolle: 3--4 Abbluten auf Wolle: 3-4 Abbluten auf Polyester: 3-4.
c) Es wird wie unter b) gearbeitet, jedoch anstelle von 1,5 g/I Dinatriumdiphosphat 1 g/1 Grahamsalz ein gesetzt.
Bei etwas stumpferem Farbton wird die Farbtiefe von a) erreicht bzw. gering übertroffen. In den Echt- heiten liegt auch diese Färbung günstiger.
Lichtechtheit: 5-6 Reibechtheit: trocken: 3-4 nass: 2 Wasserechtheit: Abbluten auf Baumwolle: 3-4 Abbluten auf Wolle: 3-4 Abbluten auf Polyester:
3-4 <I>Beispiel 4</I> a) Es wird analog dem Besipiel 1 a gearbeitet, ein Carrier vom Typ eines Chlorbenzoläthers und Serilen- schwarzm BRL, Handelsprodukt der Firma The York- shire, Dyeware & Chem. Co.
Ltd., Leeds, England, als Farbstoff (4%) eingesetzt, wobei folgende Carrier- mengen zur Anwendung gelangen: 2 g/1 Chlorbenzoläther + 0,5 g/1 Dinaphthylmethansulfonat 4 g/1 Chlorbenzoläther + 0,5 g/1 Dinaphthylmethansulfonat 6 g/1 Chlorbenzoläther + 0,5 g/1 Dinaphthylmethansulfonat Mit 2 g/1 Chlorbenzoläther wird eine dunkelgraue Färbung erzielt.
Mit der Erhöhung der Carriermenge von 4 bis zu 6 g steigt die Farbtiefe, und man erhält letzten Endes einen blauschwarzen Farbton.
<B>b)</B> Es wird analog a) gearbeitet unter Verwendung von Trichlorbenzol und verschiedenen Polyphosphaten in folgenden Mengen: 0,2 g/1 Trichlorbenzol + 2 g/1 Ultraphosphat mit einem NaQ0 :
von 0,98 : 1 0,2 g/1 Trichlorbenzol + 2 g/1 Dinatriumdiphosphat 0,5 g/1 Trichl'orbenzol + 1 g/1 Ultraphosphat mit einem NaQ0 : P205-Verhältnis von 0,98:
1 0,5 g/1 Trichlorbenzol + 1 g/1 Dinatriumdiphosphat Ein Vergleich der nach a) und b) erhaltenen Resul tate ergibt, dass die Anfärbungen unter Verwendung von 0,2 g/1 Trichlbrbenzol + 2 g/1 Ultraphosphat bzw. 0,2 g/1 Trchlorbenzol + 2 g/1 Dinatriumdiphosphat bessere und deutlich intensivere Anfärbungen liefern als dies bei der Verwendung von 2 g/1 Carrier nach a) der Fall ist.
Die Färbungen mit 0,5 g/1 Trichlorbenzol + 1 g/1 Ultraphosphat bzw. 1 g/1 Dinatriumdiphosphat zeigen eine wesentlich bessere Farbtiefe als die Färbun gen mit 6 g/1 Carrier nach a).
Prüfungen des Faserquerschnittes haben. ergeben, dass bei Verwendung der<B>Polyphosphate</B> gemeinsam <B>mit</B> geringen Carriermengen gleichgute Durchfärbungen wie bei der Verwendung grösserer Mengen der üblichen organischen Carrier erzielt werden.
<I>Beispiel 5</I> a) Ein Polyestergewebe wird bei Kochtemperatur 30 Minuten in einem Bad bei einem Flottenverhältnis von 1 : 30 mit 0,2 g/1 Trichlorbenzol behandelt und an schliessend ohne zu spülen bei 110 C getrocknet. Das so vorbehandelte Polyestergewebe wird in ein Färbe bad (weiches Wasser, Flottenverhältnis 1 :
30), das 4 % eines handelsüblichen. Dispersionsfarbstoffes, wie er in Versuch a) verwendet wurde, 0,5 g/1 Dinaphtylmethan- sulfonat als Dispergiermirctel enthält <B>und</B> mit 30%iger Essigsäure auf einen pH-Wert von 5 eingestellt war,
eingebracht und eine Stunde bei Kochtemperatur einge- färbt. Anschliessend wird warm und kalt geIpült und an der Luft getrocknet.
b) Ein Polyestergewebe wird der gleichen Vor behandlung wie unter a) mit Trichlorbenzol unterworfen und anschliessend in gleicher Weise eingefärbt, wobei jedoch anstelle des Dinaphthylmethansulfonates 2 g/1 Grahamsalz eingesetzt werden.
Die Färbung nach b) ist merklich farbtiefer als die nach a).
<I>Beispiel 6</I> a) Es wird analog Beispiel 5 a gearbeitet, jedoch als Carrier werden 4 g/1 Chlorbenzoläther eingesetzt. b) Die Arbeitsweise ist analog a), jedoch erfolgt die Vorbehandlung nur mit 2 g/I Chlorbenzoläther und 2 g/1 Dinatriumdiphosphat. Die Ausfärbung erfolgte gemäss 1 a,
jedoch wurden anstelle von Dinaphthyl- methansulfonat 2 g/1 Grahamsalz eingesetzt.
Die nach 6 a erhaltene Ausfärbung, die im Vergleich zu 6 b die doppelte Carriermenge enthält, ist deutlich farbschwächer als<B>6b.</B>
<I>Beispiel 7</I> a) Es wird analog Beispiel 5 a gearbeitet, jedoch die Carriermenge von 0,2 g/1 auf 2 g/1 Trichlorbenzol erhöht. Man erhält durch die erhöhte Carriermenge eine bessere Farbtiefe gegenüber Beispiel 5 a.
b) Arbeitet man unter denselben Bedingungen wie unter a), führt jedoch die Ausfärbung in Gegenwart von 2 g/1 Ultraphosphat mit einem Nas0 : PQOs- Verhältnis von 0,98 : 1 anstelle des Dinaphthylmethansulfonates durch, so wird eine Ausfärbung erhalten, <B>die</B> wesentlich farbtiefer ist, als sie entsprechend der Arbeitsweise nach a) erzielt wird.