DE102004045861A1 - Verfahren zur Ringfärbung von textilen Flächengebilden aus cellulosischen Fasern und Mischmaterialien enthaltend cellulosische Fasern - Google Patents

Verfahren zur Ringfärbung von textilen Flächengebilden aus cellulosischen Fasern und Mischmaterialien enthaltend cellulosische Fasern Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer reproduzierbaren Ringfärbung auf textilen Flächengebilden aus cellulosischen Fasern und Mischmaterialien, enthaltend cellulosische Fasern mit Direktfarbstoffen oder Reaktivfarbstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass nach Farbstoffauftrag im Foulard der Farbstoff direkt in einem kontinuierlichen Prozess auf dem textilen Flächengebilde mit kationischen Nachbehandlungsmitteln fixiert und anschließend überschüssiger Farbstoff und überschüssiges Nachbehandlungsmittel direkt im kontinuierlichen Prozess ausgewaschen und dann das gefärbte Gewebe getrocknet wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen und semikontinuierlichen Herstellung von Ringfärbungen auf textilen Flächengebilden wie Gestricken, Gewirken, Vliesen und insbesondere Geweben aus cellulosischen Fasern und Mischmaterialien enthaltend cellulosische Fasern.
  • Der modische Trend verlangt mehr und mehr nach Artikeln, die bei brillanten Farben einen wash-down Effekt bzw. unter Ausnutzung dieses Effektes erzielte Modifikationen aufweisen. Dieser Effekt kann über eine sogenannte Ringfärbung erhalten werden, d.h. die Faser ist nur an der Oberfläche angefärbt, wogegen das Innere der Faser, der Kern, ungefärbt bleibt. Der Kern kann ungefärbt oder aber durch Vorbehandlungsschritte bereits eingefärbt sein. Die Ringfärbung erlaubt es, cellulosischen Fasern und Mischmaterialien enthaltend cellulosische Fasern, in besonderen Wasch- und/oder Bleichverfahren ein kontrastreiches Aussehen zu geben, in dem eine Abtragung oder Aufhellung der anfänglichen Ringfärbung erzielt wird.
    •
  • Es besteht somit Bedarf nach einem einfachen Verfahren zur Herstellung von reproduzierbaren brillanten Ringfärbungen auf textilen Flächengebilden aus cellulosischen Fasern und Mischmaterialien enthaltend cellulosische Fasern Mit vorliegender Erfindung wird nun ein solches Verfahren zur Verfügung gestellt.
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer reproduzierbaren Ringfärbung auf textilen Flächengebilden aus cellulosischen Fasern und Mischmaterialien enthaltend cellulosische Fasern mit Direktfarbstoffen oder Reaktivfarbstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass nach Farbstoffauftrag im Foulard der Farbstoff direkt in einem kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Prozess auf der textilen Fläche mit kationischen Nachbehandlungsmitteln fixiert wird.
  • Anschließend wird überschüssiger Farbstoff und überschüssiges Nachbehandlungsmittel direkt im kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Prozess ausgewaschen und die gefärbte textile Fläche wird getrocknet konfektioniert und ggf. einer Wash-down Behandlung unterzogen.
  • Der Prozess kann kontinuierlich oder semi-kontinuierlich durchgeführt werden. Beim kontinuierlichen Prozess wird das mit Farbstoff applizierte Flächengebilde direkt kontinuierlich nachbehandelt und gewaschen. Beim semi-kontinuierlichen Prozess wird zunächst der Farbstoff appliziert und anschließend aufgewickelt. Danach wird das Flächengebilde in einem weiteren Prozess erst nachbehandelt und dann gewaschen.
  • Die Verfahrensschritte sind im Einzelnen:
    • 1. Konventionelle Vorbehandlung
    • 2. Färben mit Direkt- oder Reaktivfarbstoffen im Foulardprozess
    • 3. Kationische Nachbehandlung
    • 4. Spülen mit warmem Weichwasser
    • 5. Spülen mit kaltem Hartwasser
    • 6. Trocknen
    • 7. Konfektion
    • 8. Wash down Prozesse
  • Nachdem das textile Flächengebilde aus cellulosischen Fasern oder ein Mischmaterial enthaltend cellulosische Fasern vorbehandelt, d. h. gewaschen, gebleicht und ggf. entschlichtet wurde, wird es getrocknet und auf eine sogenannte Kaule, ein mobiles Wickelgestell für textile Flächen, gewickelt. Die textile Fläche wird durch den Foulardtrog geführt, dort in den flüssigen Farbstoff getaucht und durch ein anschließendes Quetschwerk mit gummierten Walzen abgequetscht. Die Temperatur des flüssigen Farbstoffansatzes beträgt 15 bis 80°C, bevorzugt 40 bis 65°C. Entscheidend ist die Löslichkeitsgrenze, Lösungsbeständigkeit und das Saugverhalten der textilen Fläche. Durch die Temperaturerhöhung beim Färben wird die Löslichkeitsgrenze heraufgesetzt und es kann mit höheren Farbstoffkonzentrationen gefärbt werden, was letztendlich zu tieferen Färbungen führt.
  • Nachdem der Farbstoff aufgetragen wurde ist der Foulardprozess abgeschlossen und die textile Fläche wird kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit von zwischen 5–150 m/min, bevorzugt 30–60 m/min in ein Waschabteil geführt und dort kationisch nachbehandelt. Die benötigten Kontaktzeiten betragen dabei üblicherweise 30 Sekunden bis 10 Minuten, bevorzugt zwischen 1 und 2 Minuten.
  • Durch die unmittelbar, d. h. ohne weitere Zwischenbehandlung, nach der Färbung durchgeführte kationische Nachbehandlung wird der Farbstoff an der Faseroberfläche der einzelnen Fasern der textilen Fläche gehalten und kann nicht in das Innere der Faser migrieren, so dass Ringfärbungen erreicht werden, die für wash down Effekte verwendet werden können. Die Wirkung der kationischen Nachbehandlungsmittel ist wie folgt:
    Direkt- oder Reaktivfarbstoffe besitzen Sulfogruppen (SO3 –), die dem Farbstoff seine wasserlösliche Eigenschaften geben. Diese Gruppen sind anionisch und verbinden sich mit den kationischen Gruppen der Nachbehandlungsmittel. Die ionische Bindung der kationischen Mittel mit dem Farbstoff bewirkt eine Molekülvergrößerung und das Farbstoffmolekül wird durch die Bindung um das Molekül des kationischen Mittels vergrößert. Idealerweise geht das kationische Mittel mehrere Bindungen mit verschiedenen Farbstoffmolekülen ein, was zu einer weiteren Vergrößerung des Moleküls führt. Je größer der Komplex zwischen Farbstoffmolekülen und kationischem Mittel ist, desto besser ist die Bindung auf der Faseroberfläche und desto geringer ist die Migration in das Innere der Faser. Der Farbstoff wird bei diesem Verfahren an der Faseroberfläche substantiv mit van der Waal'schen Kräften gebunden.
  • Je nach gewünschtem Wascheffekt werden kationische Mittel eingesetzt, die lediglich eine ionische Bindung mit dem Farbstoff oder zusätzlich noch eine Bindung über funktionelle Gruppen mit der Cellulose eingehen können.
  • Die kationische Nachbehandlung der textilen Fläche wird je nach Geschwindigkeit und Farbtiefe bei Temperaturen zwischen 30°C–70°C durchgeführt. Eine höhere Temperatur des Behandlungsprozesses beschleunigt die Reaktionsgeschwindigkeit birgt aber die Gefahr, dass mehr unfixierter Farbstoff von der textilen Fläche in das Fixierbad in Lösung geht und mit dem kationischen Mittel agglomeriert und damit gelartig ausfällt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird beispielsweise für eine 2%ige Färbung eine Applikation von 3% Nachbehandlungsmittel mit einer Verweildauer von 1,5 min im Waschabteil bei 60°C eingestellt. Die textile Fläche wird durch ein Zwischenquetschwerk abgequetscht und durchläuft danach ein Waschabteil gefüllt mit Weichwasser (enthärtetem Wasser) bei einer Temperatur von 20 bis 80° C, bevorzugt 40°C–60°C und einer Verweildauer von 30 Sekunden bis 10 Minuten, bevorzugt 1 bis 2 Minuten. Bei höherer Temperatur wird die Waschkinetik erhöht und die Verweilzeiten werden verkürzt.
  • Der Spülprozess dient dem Ausspülen des nicht gebundenen Farbstoffes und kationischen Nachbehandlungsmittel. Nach dem Spülprozess mit warmen Wasser durchläuft die textile Fläche nochmals ein Zwischenquetschwerk und anschließend ein Waschabteil gefüllt mit kaltem Hartwasser. Kaltes Wasser schließt die Faser. Die Härtebildner des Hartwasser sorgen aufgrund ihres ionischen Charakters zusätzlich für eine bessere Bindung der Farbstoffe auf der Faser.
  • Nach dem letzten Spülprozess wird die textile Fläche abgequetscht und getrocknet. Das Trocknen kann beispielsweise über beheizte Stahlwalzen (Zylindertrockner) oder auf einem Spannrahmen erfolgen, bei dem die textile Fläche an den Kanten auf eine Nadelleiste aufgenadelt und durch mit Heißluft beheizte Felder geführt wird. Die textile Fläche kann nach diesem Vorgang zu Weiterverarbeitung konfektioniert und anschließend mit wash out Effekten bearbeitet werden.
  • Die Trocknung der textilen Fläche kann, je nach dessen Konstruktion beispielsweise Vlies, Gewirk, Gestrick, Gewebe, nach dem Färben, der kationischen Nachbehandlung und dem Spülen auf einem Zylindertrockner (mit beheizten Stahlwalzen), auf einem Spannrahmen (Material wird auf Nadelleisten gespannt und durch Felder mit Heißluft geführt) oder auf einem Siebbandtrockner (Material wird auf einem Siebband durch Felder mit Heißluft geführt) durchgeführt werden.
  • Die Farbstoffgammen der Direktfarbstoffe und der Reaktivfarbstoffe sind vielfältig und ermöglichen Ringfärbungen brillanter Farbtöne. Für das erfindungsgemäße Verfahren benötigt man Farbstoffe, die eine substantive Bindung an der Oberfläche cellulosischer Fasern eingehen und sich mit kationischen Nachbehandlungsmitteln komplexieren lassen. Sämtliche Direktfarbstoffe, deren Charakter immer durch große, Planare Moleküle gekennzeichnet ist und großmolekulare Reaktivfarbstoffe, die idealer weise auch Planaren Aufbau besitzen sind für das Verfahren geeignet.
  • Bei den Nachbehandlungsmitteln handelt es sich meist um Mittel auf Basis quartärer Ammoniumverbindungen, Polyammoniumverbindungen, Polyaminderivate, Methylolamidderivate, Dicyanodiamidverbindungen, sowie monofunktionelle oder polyfunktionelle Stickstoffderivate.
  • Darüber hinaus können geeignete Nachbehandlungsmittel weitere funktionelle Gruppen zum Eingehen kovalenter Bindungen aufweisen, die sich mit der Faser und der Cellulose verbinden und auf diese Weise den Farbstoff besser an die Oberfläche der Faser binden
  • Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird im Idealfall ein homogenes Produkt erhalten, das sich durch Entfernen des an der Faseroberfläche anhaftenden Farbstoffes und Freilegen des gefärbten oder ungefärbten Kernes entsprechend modifizieren lässt. Der Kern kann beispielsweise mit Reaktivfarbstoffen, mit Küpenfarbstoffen, mit Indigo, mit Schwefelfarbstoffen, Direktfarbstoffen, oder mit Naphtolfarbstoffen vorgefärbt sein.
  • Der „wash down"-Effekt der erfindungsgemäß gefärbten von textilen Flächengebilden aus cellulosischen Fasern und Mischmaterialien enthaltend cellulosische Fasern kann beispielsweise dadurch sichtbar gemacht werden, dass der äußere Ring des Garns durch Waschen oder sonstige mechanische und oder chemische Beanspruchung, wie beispielsweise Bleichen, Enzymwaschen, Stonen oder Kombinationen der vorgenannten Verfahren, abgetragen wird und dadurch der vorgefärbte oder ungefärbte Kern zum Vorschein kommt.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch sämtliche textile Flächengebilde (z.B. Gestricke Gewebe Gewirke, Vliese) oder deren konfektionierte Fertigteile wie z.B. Hosen, Hemden, T Shirts, Jacken, Vorhänge, Möbelbezugsstoffe etc die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefärbt wurden.
    •
  • Die nachstehenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung ohne sie auf die hier verwendeten Farbstoffe oder Hilfsmittel zu beschränken:
  • Beispiel 1: kontinuierliches Verfahren
    • Artikel: 100% Baumwollegewebe abgekocht und gebleicht
  • Färbung (Foulard)
    CI Direct Blue 199 40 g/l
    Netzmittel 2 ml/l
    Temperatur 60 °C
    Flottenaufnahme 70 %
    Geschwindigkeit 25 m/min
  • Kationische Nachbehandlung:
    Indosol E 50 fl 40 g/l
    (kationisches Nachbehandlungsmittel)
    NaCl 40 g/l
    Essigsäure pH 5,5
    Temperatur 60 °C
    Flottenmenge 1200 l
    Flottenaufnahme geschätzt 50 %
    Masch.typ Doppelschleifenrollenkufe
    Wareninhalt ca. 35 m
    Flottennachsatz 300 l/h
    Zwischenquetsche
  • Waschen mit Weichwasser:
    Temperatur 60 °C
    Flottenmenge 1200 l
    Maschinentyp: Doppelschleifenrollenkufe
    Wareninhalt ca. 35 m
    Zwischenquetsche
  • Waschen mit Hartwasser:
    Temperatur kalt (15 °C)
    Flottenmenge 50 l
    Endquetsche
    Trocknen auf dem Zylindertrockner bei ca 130°C
    • Ergebnis: türkis ringgefärbtes Baumwollgewebe, das einer mit wash down Verfahren behandelt werden kann.
  • Beispiel 2: semikontinuierliches Verfahren
    • Artikel: 100% Baumwolle – Gabardine Gewebe abgekocht und gebleicht.
  • Färbung (Foulard)
    CI Direct Red 083:1 45 g/l
    Netzmittel 2 ml/l
    Temperatur 60 °C
    Flottenaufnahme 60 % Geschwindigkeit 25 m/min
  • Kationische Nachbehandlung:
    Indosol E 50 fl. 120 g/l
    (kationisches Nachbehandlungsmittel)
    NaCl 40 g/l
    Essigsäure pH 5,5
    Temperatur 40 °C
    Flottenaufnahme 75 %
    Geschwindigkeit 25 m/min
    Aufwickeln auf Kaule und ca. 1 Stunde verweilen
  • Waschen mit Weichwasser
    Temperatur 60 °C
    Flottenmenge 1200 l
    Maschinentyp Doppelschleifenrollenkufe
    Wareninhalt ca. 35 m
    Geschwindigkeit 35 m/min
    Zwischenquetsche
  • Waschen mit Hartwasser
    Temperatur 20°C
    Flottenmenge 1200 l
    Maschinentyp: Doppelschleifenrollenkufe
    Wareninhalt ca. 35 m
    Geschwindigkeit 35 m/min
    Endquetsche
    Trocknen auf dem Zylindertrockner bei ca. 130°C
    • Resultat: rotviolett ringgefärbtes Gabardine Gewebe, das mit wash down Verfahren behandelt werden kann.
  • Beispiel 3: semikontinuierliches Verfahren auf vorgefärbtem Denim
    • Artikel: mit Indigo kerngefärbter Denim (100% Baumwollgewebe)
  • Färbung (Foulard)
    CI Direct Yellow 086 45 g/l
    Netzmittel 2 ml/l
    Temperatur 35 °C
    Flottenaufnahme 50 %
    Geschwindigkeit 25 m/min
  • Kationische Nachbehandlung:
    Indosol E 50 fl. 120 g/l
    (kationisches Nachbehandlungsmittel)
    NaCl 40 g/l
    Essigsäure pH 5,5
    Temperatur 40 °C
    Flottenaufnahme 43 %
    Geschwindigkeit 25 m/min
    Aufwickeln auf Kaule und ca 1 Std. verweilen
  • Waschen mit Weichwasser:
    Temperatur 60 °C
    Flottenmenge 1200 l
    Maschinentyp: Doppelschleifenrollenkufe
    Wareninhalt ca. 35 m
    Geschwindigkeit 35 m/min
    Zwischenquetsche
  • Waschen mit Hartwasser
    Temperatur 20°C
    Flottenmenge 1200 l
    Maschinentyp Doppelschleifenrollenkufe
    Wareninhalt ca. 35 m
  • Geschwindigkeit 35 m/min
    Endquetsche
    Trocknen auf dem Zylindertrockner bei ca.130°C
    • Resultat: zweifarbiges ringefärbt gelbes/kerngefärbt blaues Jeansgewebe, das mit wash down Verfahren behandelt werden kann.

Claims (7)

  1. Verfahren zur Herstellung einer reproduzierbaren Ringfärbung auf Geweben aus cellulosischen Fasern und Mischgeweben enthaltend cellulosische Fasern mit Direktfarbstoffen oder Reaktivfarbstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass nach Farbstoffauftrag im Foulard der Farbstoff direkt in einem kontinuierlichen oder semikontinuierlichen Prozess auf dem Gewebe mit kationischen Nachbehandlungsmitteln fixiert wird.
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl eine ungefärbte, als auch eine mit Reaktivfarbstoffen, mit Küpenfarbstoffen, mit Indigo, mit Schwefelfarbstoffen, Direktfarbstoffen, oder mit Naphtolfarbstoffen vorgefärbte cellulosische Faser eingesetzt wird.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei als Direkt- oder Reaktivfarbstoffe solche Farbstoffe eingesetzt werden, die eine substantive Bindung zur Faseroberfläche eingehen können und mit kationischen Nachbehandlungsmitteln Ionenbindungen eingehen.
  4. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, wobei als kationische Nachbehandlungsmittel quartäre Ammoniumverbindungen, Polyammoniumverbindungen, Polyaminderivate, Methylolamidderivate, Dicyanodiamidverbindungen monofunktionelle oder polyfunktionelle Stickstoffderivate oder artverwandte kationische Mittel zum Einsatz kommen.
  5. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 wobei die kationische Nachbehandlung bei Temperaturen zwischen 30°C–70°C durchgeführt wird.
  6. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 wobei die Kontaktzeiten bei der kationischen Nachbehandlung 30 Sekunden bis 10 Minuten betragen.
  7. Textile Flächengebilde aus cellulosischen Fasern und Mischmaterialien enthaltend cellulosische Fasern, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 erhalten werden.
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