Verfahren zum Färben oder Hedrucken von Cellulose textilmaterialien mit Schwefelfarbstoffen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Färben oder bedrucken von lellulosetextilmateria- lien mit Schwefelfarbstoffen.
Schwefelfarbstoffe werden meistens durch Umsetzung von Natriumsulfid oder elementarem Schwefel mit nitro- oder aminosubstituierten aromatischen Kohlenwasserstoffen, wie benzol und Naphthalin, hergestellt. Die genaue chemische Struktur von vielen Schwefelfarbstoffen ist derzeit noch nicht bekannt. in ihrem ursprünglichen Zustand sind sie unlisllch in Wasser und sie können in eine wasserlösliche Form umgewandelt werden.
Die Umwandlung der unlös- lichten Form in die wasserlisliche Form macht den Farbstoff gegebenenfalls noch nicht substantiv oder direktziehend
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für Cellulosefasern, und die wasserlosliche aber nicht-substantive Form kann eine Reduktion zu der substantiven Form erfordern Die angegebenen Umwandlungen erfolgen durch Reduktion mit Natriumsulfid (Na2S) oder Natriumsulfhydrat (NahS) in alkalischem Medium. Es sind auch andere bekannte wasserlösliche, aber nicht-direktziehende Formen von Schwefelfarbstoffen erhältlich, z.B. die Bisulfitaddukte.
Der Schwefel farbstoff kann in wasserunlös- licher Form oder in wasserluslicher, nicht direkt auf Cellulose ziehender Form auf das cellulosische Tex til material aufgebracht werden, worauf er in eine auf Cellulose direktziehende Forr reduziert wird.
Schtesslich wird der Farbstoff auf dem Textilmaterial in seine unlösliche Form zurückoxydiert.
Diese Methode weist gewisse BeschrÅankungen auf, deren Vorringerung oder Ueberwindung die Verwendung von Schwefelfarbstoffen bedeutend verbessern würde. Beispielsweise führt die herkömmliche Reduk- tion von Schwefel fd rbsto f fen in die substantive Form zu einem Unterschied der Farbstoffaufnahme bei damit gefärbtem Tuch oder Gewebe, z.B. zwischen dem Flor oder den Noppen und dem Rest des gefärbten Gewebes.
Weiterhin besteht bei der herkömmlichen Färbung mit Schwefelfarbstoffen die Neigung, während der nacll- folgenden Oxydationsstufe bei Verwendung eines chrom- haltigen Oxydationsmittels damit unlösliche Komplexe zu bilden. Diese Komplexe neigen dazu, das Tuch oder Gewebe hart oder rauh und schwer wiederdurchfeucht- bar zu machen, so dass Schwieriykeiten bei der Fertigstellung des gewebes oder bei der nochmaligen Ver- arbeitung von Gewebe, welches un zufriedenstellend yefärbt worden ist, auftreten.
Gemäss der Erfinduny erfolgt nun das Färhen oder Bedrucken von Cellulosetextilmaterial mit Scl,we- felfarbstoffen, wobei der Farbstoff mit Natriumsulfid oder Natriumsulfhydrat in alkalischem Medium in Berührung gebracht wird, dadurch, dass der Farbstoff in gegenwart eines Alkaliborhydrids mit dem Natriumsul fid oder Natriumsulfhydrat in Berührung gebracht wird.
Die Verwendung von L3ornydriden bei der Reduktion von küpenfarbstoffen war bereits bekannt (vergl. die deutschen Auslegeschriften 1,041,462 und 1,091,9@1 sowie den Artikel von Wade in der zeit- schrift "American Textile Reporter", 73, 59-61 [1959]).
Durch das Verfahren g emä. ss der Erfindung kann der Schwefelfarbstoff von der wasserunlosllchen und auf Cellulose nicht-direktziehenden Form in die wasserlösliche und auf Cellulose direktziehende Form reduziert werden oder der Farbstoff kann einfach von der wasserlöslichen und auf Cellulose nicht-direkt- ziehenden Form zu der wasserlöslichen und auf Cellulose direktziehenden Form reduziert werden, und zwar indem man z.B. den Schwefelfarbstoff in wasserunlöslicher Form oder in wasserloslicher und auf Cellulose nicht-direktziehender Form auf das celluloslsche Textilmaterial aufbringt und den Farbstoff dann in Uebereinstimmung mit der Erfindung in die auf Cellulose direktziehende Form reduziert.
Die Reduktion kann also auch im Färbebad vor dem Färben erfolgen.
Die Reduktion erfoigt in einem wässrigen Medium, in dem die Konzentration an Natriumsulfid oder Natriumsulfhydrat von dem Ausmass der R Reduk- du ktion und von der Konzentration an Farbstoff oder Farbstoffen abhängen kann ; diese können wiederum von der Stärke der gewünschten Färbung abhängen.
Die Temperatur des Reduktionsmediums kann von Umgebungs- oder Raumtemperatur bis zu erhöhten Tempera turen, selbst so hoch wie 1100C, variieren,und die genaue Temperatur kann von der im einzelnen anyewende- ten Färbetechnik bestimmt werden. Heispielsweise kann das Reduktionsmedium bei Raumtemperatur auf das farbstoffhaltige Textilmaterial aufgetragen werden, worauf das Material erhitzt werden kann, etwa durch Dämpfen. Wie an sich bekannt,wird das Medium, in dem die Reduktion stattfindet, alkalisch sein : gewöhnlich wird es einen pH-Wert von mindestens 9, 5 aufweisen.
Dies wird normalerweise durch Zugabe einer wasserlöslichen Base erreicht, gewöhnlich durch Zugabe eines Alkalisal es oder -hydroxyds, wie Natriumcarbonat oder Natriumhydroxyd.
Bei dem Borhydrid kann es sich um irgenneines der Alkaliborhydride handeln, insbesondere ein solches von Nat lum oder Kalium. Natriumbor- hydrid wird derzeit bevorzugt. Die Menge des anjewendeten Horhydrids kann in gewissen Bereichen ge ändert werden, je nach der in dem besonderen System angewendeten Menge an Schwefelfarbstoff und den Bedingungen, einschliesslich Zeit und Temperatur, die der reduzier te Schwefelfarbstoff einer Oxydation ausgesetzt wird z.B. durch Einwirkung von Luft. Bor hydridmengen zwischen etwa 0,01 A und etwa 1 vorzugsweise zwischen etwa 0,1 % und etwa 0,6 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Schwefelfarbstoffs, können Anwendung finden.
Wie bereits erwähnt wurde, kann die Reduktion vor der Färbebehandlung durchgefführt werden ; in einem solchen Falle kann das Borhy- drid zusammen mit dem schwefelhaltigen Reduktions- mittel einfach mit dem zu reduzierenden rachwefel- farbstoff gemischt werden. Die Vermischung erfolgt zweckmässig in Wasser, wobei genügend Lauge zugesetzt wird, um den gewürschten alkalisc en ph- Wert herbeizuführen. Der reduzierte Schwefelfarbstoff, der zweckmässig in wasserlWislicher substan- tiver Form vorliegt, wird nachfolgend auf das cellulosische Textilmaterial aufgebracht.
Wenn die Reduktion während der Färbebehand- lang stattfindet, wird das Cellulosetextilmaterial, das Schwefelfarbstoff in auf Cellulose nicht-direktziehender Form enthalt, mit dem Reduziermedium in erührung gebrahct um den Farbstoff zu der cellulosesubstantiven Form zu Ieduzieren. Der Schwefelfarbstoff kann also in wasserunlöslicher Form oder in wasserlöslicher, aber nicht-substantiver Form auf das Cellulosetextilmaterial aufgebracht und dann erfindungsgemäss in die substantive Form reduziert werden. Wie das bekannt ist, kann das Cellulosetextilmaterial zwischen der Auftragung des Schwefelfarbstoffes und der berünrung mit dem Reduzierme Medium getrocknet oder teilweise getrocknet werten; dies muss aber nicht erfolgen.
Wenn der Farbstoff in substantiver Form auf Textilmaterial aufgebracht und dieses dann einer Färbebehandlung unterworfen wird, kann ein Teil od ei all er Farb- stoff vor der Beruhrung mit dem Reduktionsmesium in die nicht-substantive Form zurükkehren. Ein deratiges Textilmaterial, das Schwefelfarbstoff in nicht-direktziehender Form enthält, kann in Ubereinstimmung mit der Erfindung behandelt werden, um die nicht-substantive Form des Schwefel farbstoffs tn · · s zu der substantiven Furm Zu reduzierf wenn einmal der Farbstoff in cellulosesubstantiver Form auf den cellulosischen Textilmaterial i kann die weitere Behandlung, wie Spülen, Oxydieren.
Spülen, Seifen, Spülen, Trocknen usw., in der herkömmlichen Weise erfolgen.
Das Schwefelfarbstoffbad kann die üblichen Additive enthalten, z.B. Glaubersalz, Verdickungsmittel, oberflächenktive Stoffe und dergleichen.
Als cellulosische Textilmaterialen kommen sowohl regenerierte Cellulose als auch Baumwolle in Betracht, und zwar in Form von Fasern, Fäden, Garnen oder Geweben, in denen das cellulosische Material das einzige anwesende Textilmaterial darstellen kann oder mit anderen nicht-cellulosischen Materialien vermischt ist.
Wie vorstehend erwähnt wurde, ist die chemische Formel von vielen Schwefelfarbstoffen noch unbekannt, jedoch werden diese durch Schmelzen von Schwefel oder Natriumsulfiden mit einem aromatischen Kohlenwasserstoff, gewöhnlich Benzol oder Naphthalin, der Amino- und/oder Nitrosubstituenten enthält, hergestellt. Uei einer wasserlöslichen und auf Cellulose nicht direkt aufziehenden Form dürfte es sich um ein Hisulfitaddukt der wasserunlöslichen Form handeln.
Die Schwefelfarbstoffe, entweder in wasserunlöslicher Form oder in wasser löslicher aber nicht direkt auf Cellulose aufziehender Form, sind im Colour-Index der American Association of Textile Chemists and Colorists, Lowell Technological Institute, Lowell, Masts. aufgeführt. Beispiele für Schwefelfarbstoffe in wasserunlöslicher Form sind ("C.I." bedeutet Color-Index)
C.I. 53040 - C.I. Schwefelgelb 1
C.I. 53160 - C.I. Schwefelgelb 4
C.I. 53235 - C.I. Schwefel'au 5 C.I. 53440 - C. T . Schwefelblau 7
C.I. 53571 - C.I. Schwefelgrün 2
C.I. 53055 - C.I. Schwefelbraun 10
C.I. 53246 - C.I.
Schwefelbraun 14
C.I. 53830 - C.I. Sohweielrot 5
C.I. 53185 - C.I. Schwefelschwaiz 1
Beispiele für Schwefelfarbstoffe in wasserlöslicher aber auf Cellulose nicht-direktziehender Form sind
C.I. S3120 - C.I. löslich gemachtes Schwefelgelb 2
C.I. 53225 - C.I. löslich gemachtes Schwefelgelb H
C.I. 53185 - C.I. löslich gemachtes Schwefelschwarz 1
C.I. 53000 - C.T. löslich gemachtes Schwefelbraun 1
C.I. 53440 - C.I. löslich gemachtes Schwefelblau 7
C.I. 53721 - C.I. löslich genachtes Schwefelbraun 12
C.I. 53270 - C.I. löslich gemachtes Schwefelbraun 15
C.I. 53771 - C.I. löslich genachtes Schwefelgrün 2
C.I. 53570 - C.I. löslich gemachtes Schwefelgrün 3
C.I. 53327 - C.I.
löslich gemachtes Schwefelbraun 51
C.I. 53005 - C.I. löslich gemachtes Schwefelgrün 9
C.I. 53470 - C.I. löslich gemachtes Schwefelblau 10
C.I. 53480 - C.I. löslich yemachtes Schwefelblau 2 C.I. 53055 - C.I. löslich gemachtes Schwefelbraun 10 Beispiel 1 :
In diesem Beispiel werden Schwefelfarbstoffe in wasserlöslicier und auf Cellulose nichtdirektziehender Form unter Anwendung von Natriumsulfid und einem Borhydrid zu cellulosesubstantiver Form reduziert, Die Reduktion erfolgt wahrend der Färbebehandlung, bei der insgesamt etwa 24 250 m Baumwollstoff in der nachstehenden Weise gefärbt werden
Meter Roh - Konstruktion
13750 120,5 cm 100/58 1,27 m/ky
4570 119 cm 136/60 1,30 m/kg
5930 119 cm 109/58 l,ld m/kg
Das Gewebe wird vorausgehend in herkömm- licher Weise behandelt, unter Einschluss von zeigen, Entschlichten, Kesselkochung, Mercerisieren, Bleichen (Hypochloritt) und Trocknen.
Der Schwefelfarbstoff wird dann in einer herkömmlichen Weise durch Klotzen aufgebracht. Das Färbebad besteht aus einer wässrigen Lüsung von 48 C. die aus den nachstehenden Bestandteilen bereitet ist 127,7 kg
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C.I. löslich gemachtes Schwefelbraun 1 58,4 kg
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C.I. löslich gemachte Schwefelbraun 12 8,0 kg
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L.I. löslich gemachtesSchwefelschwarz 1 Wasser zur Auffüllung auf 2840 1.
Nach dem Aufbringen des Farbstoffes wicd das Gewebe in einem Hotfluetrockner getrocknet. Danach wird eine wässrige Lösung des nachstehend angegebenen Reduktionsmediums durch Klotzen bei 32 C
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in herkömmlicher Weise aufgebracht :
68,1 kg Natriumsulfid
45,4 kg Natriumcarbonat
0,852 kg Natriumborhydrid 2,95 kg Natriumhydroxyd wasser zur Auffüllung auf 2840 l.
Das Tuch oder Gewebe wird dann bei etwa 1U7 C 25 Sekunden lang gedämpft, gespült, mit Natriumbichromat und Essigsäure oxydiert, erneut gespült, mit Netzmittel und Natriumcarbonat geseift, wiederum gespült und getrocknet, alles In herkömmlicher Arbeitsweise.
Das gefärbte Gewebe ist äusserst yleich- mässig im Aussehen, es zeigt weniger dunkle Noppen und es weist eine verbesserte Wiederdurchfeucht- barkeit bei nachfolgender Harz-Fertigstellung auf, verglichen mit dem gleichen Material, das in der gleichen Weise aber unter Fortlassen des Borhydrids behandelt wurde. Das gefärbte Gewebe ist auch ausgeprägt frei von Bronzierung. Die Farbtoneinheitlichkeit des Laufes oder Durchsatzes ist ausgezeichnet und zeigt weniyer Unterschiede oder Variationen, als sie normalerweise auftreten und zu erwarten sind.
Beispiel 2
In diesem Beispiel werden Schwefelfarbstoffe in wasserlöslicher und auf Cellulose nicht direktziehender Form mit Natriumsulfhydrat und Horhydrid in die cellulosesubstantive Form reduziert.
Diese Reduktion erfolgt während des Färbens wie in Beispiel 1.
Eine Lösung von 22,5 g/l löslich yemachtem Schwefelbraun 51 (C.I.) und 7,5 g/l löslich gemachtem Schwefelgrün 9 (C.I.)in Wasser wird bei 600C auf 104 cm 78/78 1,74 m/kg Baumwollgewebe zu 70 % Aufnahme
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geklotzt. Der Stoff wird dann in einem Hotfluetrockner getrocknet.
Danach wird eine wässrige Lösung, die 2,4 Gew.-% Natriumsulfhydrat, 0,8 %Natriumcarbonat, 0,05 % Natriumborhydrid und 0,16 % Natriumhydroxyd enthält, bei 320C auf das Gewebe geklotzt. Das Gewebe wird dann bei etwa 1070C 30 Sekunden gedämpft, gespült, mit Natriumbichromat und Essigsäure oxydiert, gespült, geseift, gespült und getrocknet, alles in herkömmlicher Arbeitsweise. Die Ergebnisse sind mit jenen des Beispiels 1 vergleichbar.
Beispiel 3
In diesem Beispiel werden wasserunlösliche Schwefelfarbstoffe unter Verwendung von Natriumsulfid und Borhydrid zu der wasserlöslichen cellulosesubstantiven Form reduziert.
Eine Mischung von 45 g/l Schwefelbraun 37 (C.I.) und 15 g/l Schwefelgrün 16 (C.I.) in Wasser wird bei 60 C auf 104 cm 78/78 1,74 m/kg Haumwoll- gewebe zu 70 % Aufnahme geklotzt. Das Gewebe wird dann in einem Hotfluetrockner getrocknet.
Danach wird eine wässrige Lösung, die 2,4 Gew.-% Natriumsulfid, 0,8 % Natriumcarbonat, 0,05 % Natriumborhydrid und 0,16 % Natriumhydroxyd enthält, bei 38 C auf das Gewebe geklotzt. Das Gewebe wird bei etwa 1070C 30 Sekunden gedämpft, gespült, mit Natriumbichromat und Essigsäure oxydiert, gespült, geseift, gespiilt und getrocknet, alles in herkömmlicher Arbeitsweise. Die Ergebnisse sind mit jeden des beispiels 1 vergleichbar.
Beispiel 4
In diesem Heispiel werden wasserunlösliche Schwefel farbstoffe unter Verwendung vun Natriumsulf- hydrat und Borhydrid in die wasserlösllche cellulosesubstantive Form reduziert.
Es wird die Arbeitsweise gemäss Beispiel 3 angewendet, jedoch mit 2,4 ; Natriumsulfhydrat anstelle von Natriumsulfid in den Reduzierbad und Verwendung des nachstehenden Farbstoffgemisches :
120 g/l C.I. Schwefelgrün
54,7 g/l C.I. Schwefelgelb 4
Die Ergebnisse sind mit jenen vergleichbar, die im Beispiel 1 erhalten wurden.