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Verfahren zum Färben von Textilien mit Küpenfarbstoffen Zum kontinuierlichen
Färben von Textilien mit Küpen=@ farbstoffen sind verschiedene Verfahren bekannt.
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So wird z. B. eine Textilbahn zuerst mit dem Farbstoff in unreduzierter
Form behandelt und darauf mit einer alkalischen reduzierenden Lösung, mit oder ohne
zwischenzeitlichem Trocknen. In dem reduzierenden Bad oder nach Durchgang durch
dieses Bad wird der Farbstoff in die Leukoform umgewandelt und auf der Faser fixiert.
Dieses Umwandeln in die Leukoform und das Fixieren kann z. B. mittels einer Dampfbehandlung
erfolgen oder indem man die Gewebebahn mit einem nicht mit Wasser mischbaren Öl
in Berührung bringt. Schließlich wird die Leukoform wieder in die oxydierte Form
umgewandelt.
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Der Nachteil dieses Verfahrens ist, daß in der Anlaufperiode keine
vorherzusagenden Resultate erzielt werden, so daß man sie nur wirtschaftlich für
sehr große, viele Kilometer lange Partien verwenden kann. Die Ursache ist, daß erst
nach einiger Zeit ein Gleichgewichtszustand zwischen der mit den Textilien zu dem
Reduktionsbad zugeführten Farbstoffmenge und dem in der Leukoform von den Textilien
hieraus aufgenommenen Farbstoff eintritt.
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Versuche, mit einem einzigen Bad, das den Farbstoff in der Leukoform
enthält, kontinuierlich zu färben, führten nicht immer zu einem praktischen Erfolg.
Auch bei diesen Verfahren kann für das Fixieren Dampf oder heißes Öl verwendet werden,
jedoch mit denselben, schon genannten Nachteilen.
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Es wurde gefunden, daß man diesen Nachteilen beim kontinuierlichen
Färben begegnen kann.
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Gemäß der Erfindung führt man eine Textilbahn bei normaler Temperatur
durch ein Bad, das den Farbstoff in unreduziertem Zustande enthält und in dem ein
Reduktionsmittel, wie Hydrosulfit, enthalten ist. Das Bad ist durch Zusatz von einem
unten näher angegebenen Überschuß von Aldehyd stabilisiert und enthält außerdem
mindestens 1 Grammol je Liter Alkalihydroxyd. Darauf unterwirft man die Textilbahn
z. B. einer Dampfbehandlung, wodurch der Farbstoff schnell reduziert wird und die
Faser durchdringt. Schließlich oxydiert man den Farbstoff in der Faser auf die übliche
Weise. Von Anfang an erhält man ein gleichmäßig gefärbtes Produkt, so daß auch kleinere
Partien kontinuierlich gefärbt werden können.
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Es war nicht bekannt, daß ein Bad, das einen nicht reduzierten Küpenfarbstoff
enthält, wie auch mindestens 1 Grammol je Liter Alkalihydroxyd und ein Reduktionsmittel,
wie Hydrosulfit, durch den Aldehyd so stabilisiert werden konnte, daß keine Verküpung
auftritt. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß man Bäder mit Alkalihydroxyd,
ein Reduktionsmittel, wie Eydrosulfit, und einem Aldehyd zusammensetzen kann, von
denen der absolute Wert des Potentials bei Zimmertemperatur kleiner, bei 100°C jedoch
größer ist als das Leukopotential des Farbstoffes bei der verwendeten Farbstoffkonzentration,
so daß es möglich ist, daß das Farbstoffbad bei Zimmertemperatur stabil ist und
doch bei einer späteren Dampfbehandlung der Farbstoff sehr schnell in die Leukoform
umgewandelt wird. Für das Messen des Leukopotentials bzw. des Badpotentials sei
verwiesen auf J. Soc. Dyers Colorists, 69, S. 583 bis 595 (1953). Als Aldehyd kommt
besonders Formaldehyd in Betracht.
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Die stabilisierten Bäder gemäß der Erfindung sind besonders für das
kontinuierliche Färben von Textilien geeignet. Trotzdem aber kann ein derartiges
Bad, eben weil es stabilisiert ist, auch mit Vorteil in Färbereien verwendet werden,
welche sich nicht mit dem kontinuierlichen Färben beschäftigen. Man kann dann eine
Partie mit dem Bad gemäß der Erfindung behandeln und erst nach einiger Zeit, z.
B. nach mehreren Stunden, die 'Wärmebehandlung zur Reduktion und Fixierung des Farbstoffes
ausführen.
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Man kannte schon stabile Gemische, welche einen Küpenfarbstoff in
nicht reduziertem Zustande, ein Reduktionsmittel und ein Aldehyd enthalten. Sie
enthalten jedoch kein oder wenig Alkalihydroxyd, sondern nurAlkalicarbonat,gegebenenfalls
zusammen mitAminen, wie Mono- oder Triäthanolamin als basische Komponente. Demzufolge
kann der Farbstoff auf mit diesen
Mischungen bedruckten Textilien
nur durch eine Dampfbehandlung von mehreren Minuten in die Leukoform umgewandelt
und auf der Faser fixiert werden, wodurch diese Gemische ungeeignet für kontinuierliches
Färben sind. Ersetzen der Carbonate bzw. Amine durch Alkalihydroxyd ergibt eine
beträchtliche Verkürzung der Reduktion und Fixierung beim Dämpfen und dadurch die
Möglichkeit, kontinuierlich zu färben; abhängig von der Zusammensetzung des Bades
dauert die Dampfbehandlung dann 1i2 bis 21/2 Minuten.
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Das Verfahren zum Färben von Textilien, bei dem ein Küpenfarbstoff
in nicht reduziertem Zustande, ein alkalischer Stoff und ein Reduktionsmittel, wie
Hydrosulfit, angewendet werden, und bei dem der Farbstoff auf der Faser bei wenigstens
100°C reduziert und fixiert wird, z. B. durch Dämpfen, und der Farbstoff oxydiert
wird, ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Textilien bei Zimmertemperatur
mit einem Bad behandelt werden, das außer dem nicht reduzierten Farbstoff mindestens
1 Grammol je Liter Alkalihydroxyd enthält und auch eine solche Menge Aldehyd, daß
der absolute Wert des Badpotentials bei Zimmertemperatur kleiner, bei 100°C jedoch
größer ist als das Leukopotential des Farbstoffes bei der verwendeten Farbstoffkonzentration,
worauf entweder unmittelbar oder nach einiger Zeit der Farbstoff reduziert, fixiert
und oxydiert wird.
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Besonders die anthrachinoiden Farbstoffe geben Bäder, die bei Zimmertemperatur
genügend stabil sind, und sie gehen bei Dämpfen schnell in die Leukoform über.
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Wie bekannt, sind die Dämpfzeiten abhängig von der Teilchengröße des
Farbstoffpigments; obengenannte Zeiten von 1/2 bis 21/2 Minuten gelten für Qualitäten
wie Plv. f. f. F. (Pulverfein für Färben).
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Verwendet man Formaldehyd, so darf man mit Rücksicht auf die Gefahr
einer Cannizzaro-Reaktion den Formaldehyd und das Hydroxyd nicht in das Bad bringen,
wenn es noch kein Reduktionsmittel enthält. Der Farbstoff wird gewöhnlich als letzter
in das Bad gebracht, jedenfalls bei einem derartig zusammengesetzten Bad, damit
der Farbstoff bei normaler Temperatur nicht reduziert wird.
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Statt Hydrosulfit kann man auch Natriumformaldehydsulfoxylat verwenden.
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Die gegebene Vorschrift in bezug auf das Badpotential bei normaler
Temperatur und bei 100°C im Vergleich zu dem Leukopotential ist sinnvoll, weil sich
das Leukopotential viel weniger als das Badpotential mit der Temperatur ändert.
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Mit der Platinelektrode gemessen erreicht das Badpotential bei Zimmertemperatur
nach '[,Stunde einen konstanten Wert; dieser ist in den anliegenden graphischen
Darstellungen als Wert bei 20°C angegeben worden.
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Die Fig. 1 bis 4 beziehen sich auf Bäder mit jeweils 80 g Na, S204
je Liter. Die Mengen des Formaldehyds sind für jede Figur höher als für die vorige
Figur: Fig. 1: 35 cm3 Formaldehyd (4011/11) je Liter; Fig. 2: 52,5 cm3; Fig. 3:
70 cm3 und Fig. 4: 87,5 cm3 FormaIdehyd (40°/11) je Liter. In jeder Figur stellen
die ausgezogenen Linien das Potential eines Bades mit 53 g Nag C 03 j e Liter, die
punktierten Linien das Potential eines Bades mit 1 Grammol NaOH je Liter und die
gestrichelten Linien das Potential eines Bades mit 2 Grammol NaOH j e Liter dar.
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Man sieht deutlich, daß Küpenfarbstoffe, deren Leukopotential bei
der verwendeten Konzentration 900 bis 1100 mV beträgt, ausschließlich schnell und
kontinuierlich mit einem Bad gefärbt werden können, wenn dieses Bad eine Zusammensetzung
gemäß der Erfindung hat. Denn nur dann bleibt der absolute Wert des Badpotentials
bei Zimmertemperatur unter dem Wert des Leukopotentials und überschreitet diesen
Wert bei 100°C. Es gibt einige Indigofarbstoffe, die ein niedrigeres Leukopotential
haben und daher vielleicht in einem Bad mit weniger als 1 Grammol je Liter Alkalihydroxyd
verwendet «erden können, aber diese finden in der Praxis weniger Anwendung.
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Die mit diesem kontinuierlichen Farbverfahren erhaltenen Farben sind
überraschenderweise oft viel brillanter als die mit demselben Farbstoff in einer
normalen Küpe erhaltenen Farben.
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Es wird bemerkt, daß bei diesem Verfahren zu dem Bad keine reduzierenden
Verdickungsmittel, wie Dextrine, zugefügt werden dürfen, die bei üblicher Temperatur
das Potential des Bades auf einen Wert, größer als der absolute Wert des Leukopotentials
des Farbstoffes, bringen würden, da das Bad dann bei normaler Temperatur nicht mehr
stabil ist. Zusätze, die das Potential des Bades nicht in unerwünschter Weise beeinflussen,
können jedoch verwendet «erden.
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In den Beispielen werden einige Farbstoffe genannt. In F. Weiß - Die
Küpenfarbstoffe und ihre Verwendung in der Färberei und Zeugdruck - Wien, Springer
Verlag 1953, werden folgende Farbstoffe genannt:
| Indanthrenolive T . . . . . . . . . Weiß, S. 109, Nr. 117; |
| Caledondunkelblau GS ..... Weiß, S. 105, Nr. 105; |
| Indanthrenbraun R ........ Weiß, S. 66, Nr. 29; |
| Indanthren Goldorange G .. Weiß, S. 94, Nr. 84. |
Der Farbstoff Indanthren Scharlach G. G. wird genannt in Schultz, Farbstofftabellen,
Erster Ergänzungsband, S. 107. Beispiel I Ein Farbbad wird aus folgenden Komponenten
hergestellt: 120 g Indanthrenoliv T Plv. f. f. F., 200 g Glycerin, 320 g Natriumhydroxyd,
320 g Natriumhydrosulfit (8011/11), 276 g Formaldehyd (4011J11), mit enthärtetem
Wasser bis 4 Liter aufgefüllt.
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Das Potential des blinden Bades, also ohne Farbstoff, beträgt - 885
mV bei 20°C; unmittelbar nach Zufügen des Farbstoffes beträgt es etwa - 790 mV.
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Das Leukopotential des Farbstoffes ist - 905 mV bei einer Konzentration
von 5 - 10-4 molar bei 60°C; bei der im Bad verwendeten Konzentration beträgt dieses
etwa - 1000 mV.
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Diese Flüssigkeit wird mittels Foulardieren auf gebleichtes Kattungewebe
gebracht, so daß eine 311%ige Ausfärbung erhalten wird.
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Darauf wird während 72 Sekunden gedämpft, mit einem Perborat enthaltendem
Bad oxydiert, geseift und getrocknet.
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Es wird ein vollkommen gleichmäßig graugefärbtes Gewebe erhalten,
dessen Farbe etwas tiefer ist als die Farbe eines in üblicher Weise in der Küpe
ausgefärbten Gewebes. Beispiel II Ein Bad wird hergestellt aus 180 g Indanthren
Scharlach G. G. Plv. f. f. F., 225 g Glycerin, 180 g Natriumhydroxyd, 360 g Natriumhydrosulfit
(8011/11), 155 g Formaldehyd (4011/11). Diese Bestandteile werden mit enthärtetem
Wasser bis 41;2 Liter angefüllt.
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Das Potential des blinden Bades ist - 910 mV, unmittelbar nach Zusatz
des Farbstoffes - 800 mV. Das Leukopotential, gemessen bei 60°C und einer Farbstoffkonzentration
von 5 - 10-4 molar, ist - 880 mV und von dem Farbbad also etwa - 980 mV.
Diese
Badflüssigkeit wird mittels Foulardieren auf gebleichtes Kattungewebe gebracht,
und zwar derart, daß eine 4°/oige Ausfärbung erhalten wird. Darauf wird 72 Sekunden
gedämpft, mit einem Perborat enthaltendem Bad oxydiert, geseift und getrocknet.
Die erhaltene Farbe ist etwas brillanter als die Farbe eines mit demselben Farbstoff
in üblicher Weise gefärbten Gewebes. Beispiel III Ein Bad wird hergestellt aus 200
g Caledon (dunkelblau) dark Blue Gspwd fine, 200 g Glycerin, 160 g Natriumhydroxyd,
320 g Natriumhydrosulfit (800/0), 172 g Formaldehyd (40 °/o) und aufgefüllt mit
enthärtetem Wasser bis 4 Liter.
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Das Potential des blinden Bades ist - 910 mV, unmittelbar nach Zusatz
des Farbstoffes - 765 mV, während das Leukopotential des Farbstoffes bei 60°C und
einer Konzentration von 5 -10-4 molar - 810 mV ist.
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Mit diesem Bad wird ein Kattungewebe foulardiert, so daß eine 21/2°/oige
Ausfärbung erhalten wird; im übrigen wird es auf die im Beispiel II angegebene Weise
behandelt; das erhaltene Gewebe hat eine vollkommen gleichmäßige blaue Farbe. Beispiel
IV Ein Bad wird zusammengestellt mit 120 g Indanthrenbraun R Plv. f. f. F., 200
g Glycerin, 160 g Natriumhydroxyd, 320 g Natriumhydrosulfit (80 O/o), 212 g Formaldehyd
(40°%). Diese Bestandteile werden mit enthärtetem Wasser bis 4 Liter aufgefüllt.
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Das Potential des blinden Bades ist - 890 mV, unmittelbar nach Zusatz
des Farbstoffes - 810 mV. Das Leukopotential des Farbstoffes ist - 860 mV bei 50°C
und einer Konzentration von 5. 10-4 molar. Diese Flüssigkeit wird mittels Foulardieren
auf ein Kattungewebe gebracht, derart, daß eine 3°/oige Ausfärbung erhalten wird;
darauf wird weiterbehandelt wie nach Beispiel I.
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Das Gewebe hat nach dieser Behandlung eine gleichmäßige helle, braune
Farbe.
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Beispiel V Ein Bad wird hergestellt aus 120g Indanthren goldorange
G Plv. f. f. F., 200 g Glycerin, 160 g Natriumhydroxyd, 320 g Natriumhydrosuifit
(80"/,), 156 g Formaldehyd (400/0). Diese Bestandteile werden mit enthärtetem Wasser
bis 4 Liter aufgefüllt.
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Das Potential des blinden Bades beträgt - 910 mV, unmittelbar nach
Zusatz des Farbstoffes - 780 mV. Das Leukopotential des Farbstoffes ist bei 60°C
und einer Konzentration von 5 - 10-4 molar - 890 mV.
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Wenn ein Kattungewebe mit diesem Farbbad in der im Beispiel I angegebenen
Weise behandelt wird, erhält man eine glatte und sehr brillante orangene Farbe.