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Verfahren zum Färben von Polyester-und Cellulosetriacetatfasern Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Färben von Polyesterfasern, z. B. solchen
aus Polyäthylen:tarephthala:t oder Cellulosetriaceta.t.
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Fasern der obigen Art sind wegen ihrer hy drophoben Natur gewöhnlich
schwierig zu färben:. So wurde zwar festgestellt, daß Dispersionsfarbstoffe, die
ursprünglich für Cellulose-21/2-aceta,t entwickelt worden waren, eine gewisse Affinität
zu Polyesterfasern besitzen, da.ß aber die letztgenannten gegen das Auffärben solcher
Farbstoffe, viel beständiger als Cellulose-21/2-acetat sind. Unter normalen Färbebedingungen
wird von der Polyesterfaser praktisch keine Dispersionsfarbe absorbiert. Beim Sieden
färben einige Acetatfarbstoffe das Gewebe etwas, dringen aber nur sehr schlecht
ein. Es sind zwei Methoden bekannt, um das Eindringen des dispergierten Farbstoffes
in die Polvesterfaser zu verbessern: a.) Hochtemperaturfärbung bei erhöhtem Druck
und b) Verwendung eines Carriers beim Siedepunkt oder in der Nähe desselben.
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Der Carrier ist ein chemisches Hilfsmittel von begrenzten Wasserlöslichkeit,
das aber die Absorption und das Eindringen des Farbstoffes in das Gewebe unterstützt.
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Es stehen verschiedene solcher Substanzen zur Verfügung, die das Anfärben
der Polyesterfaser mit Dispersionsfarbstoffen unterstützen. Zum Beispiel hat man
hierfür Benzolsäure und Sa.licylsäure verwendet. Orthopherlylphenol ist eine andere
Substanz, die gewöhnlich verwendet wird, wenn kräftige Tönungen von Dispersionsfarbstoffen
auf Polyesterfasern erwünscht sind. Bei Verwendung der zur Zeit verfügbaren Verbindungen
treten jedoch verschiedene Probleme auf, da sie alle in vielerlei Hinsicht mangelhaft
sind. z. B. hinsichtlich. der Wirtschaftlichkeit, der Toxizität, des Geruchs, der
leichten Entfe:rnba:rkeit aus dem Gewebe, der Fähigkeit, eine Übertragung von Farbstoffen
(gleichmäßige Tönung) zu fördern, oder ihrer Verfügbarkeit. Die bisher üblicherweise
verwendeten Carrier beeinträchtigen ferner im allgetnein@en. diie Lichtechtheit
der, verwendeten Dispersionsfarbstoffe und neigen, da sie unter Färbebedingungen
flüssig sind, zur Fleckenbildung auf dem Gewebe.
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Die Erfindung zielt auf die Entwicklung eines Verfahrens zur Färbung
von Polyesterfasern mit Dispersionsfarbstoffen ah, durch welche gleichmäßige, kräftige
Tönungen, von, guter Lichtechtheit erzielt werden können, ohne daß eine Fleckenbildung
auftritt.
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Unter »Dispersionsfarbstoffen« sind hier wasserunlösliche organische
Farbstoffe zu verstehen, die auf die Faser aus einer fast kolloidalen wäßrigen Dispersion
aufgebracht werden. Solche. Farbstoffe, wurden bisher im allgemeinen als Acetatreyon
Dispersionsfarhstoffe bezeichnet (vgl. »The Chemistry of Synthetic Dyes and Pigments«,
herausgegeben von H. A. Luhs [Reinhold Publishing Corp., 1955], S. 167 bis 174).
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Die Erfindung bezweckt ferner die Entwicklung eines Färbeverfahrens,
bei welchem eine Substanz verwendet wird., die weder toxisch noch übelriechend,
ist. Weitere Vorteile und Zweckangaben der Erfindung gehen aus der nachfolgenden:
Beschreibung hervor.
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Die obigen Ziele werden. gemäß der Erfindung verwirklicht, indem man
Polyesterfa,se-rn mit Dispersionsfarbstoffen in wäßrige:n Systemen bei etwa 100°
C unter Verwendung eines Gemisches von Dimethylterephthala:t und Benzanilid im Gewichtsverhältnis
von 1 : 3 bis 3 : 1 färbt, wobei zumindest 2 Teile des Gemisches auf je 1000 Teile
Flotte in gelöster Form anwesend sein sollen.
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Um die Bedeutung der letztgenannten Bedingung zu zeigen, sei darauf
hingewiesen, daß Dimethylterephthalat fest und in kaltem Wasser im wesentlichen
unlöslich ist. Bei höheren Temperaturen kann es etwas in Lösung gehen, aber die
Lösegeschwindigkeit ist so gering, daß selbst eine. Konzentration von 0,2 Gewichtsprozent
in Gegenwart eines Dispersionsfarbstoffes nicht in einer wirtschaftlich tragbaren
Zeit erzielt werden kann.
Gemäß der Erfindung wird jedoch das Gemisch
von Dimethylterephthalat und Benzanilid der Färbeflotte in feinzerteilter Form von
einer Teilchengröße von höchstens 0.15 mm zugesetzt. Eine solche feine Zerteilung
kann z. B. erzielt werden, indem man das Gemisch in üblicher Weise trocken in einer
Kugelmiihle oder Kolloidmühle mahlt. Man kann auch eine wäßrige Dispersion des Gemisches
in einer geeigneten Vorrichtung mahlen und dann zur Trockne eindampfen, z. B. durch
Zerstäubungstrocknung. In jedem Falle können der Substanz während der Mahlung anionische,
kationische oder nichtionische Dispergiermittel einverleibt werden. Bei dieser Arbeitsweise
stellt das Produkt ein, frei fließendes weißes Pulver dar, das in Wasser unter Bildung
einer gesättigten Lösung von einer Konzentration in der Größenordnung von 2 Gewichtsprozent
löslich ist. Wie bereits ausgeführt, betragen die Anteile jedes Bestandteils in
dem erfindungsgemäßen binären Carriergemisch nicht weniger als 25 und nicht mehr
als 75 Gewichtsprozent. Bevorzugt werden diejenigen Gemische, in welchen die beiden
Bestandteile in etwa gleichen Gewichtsteilen enthalten sind.
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Unter diesen Bedingungen geht das Gemisch rasch zu mindestens 0,2
Gewichtsprozent in Lösung. Diese Konzentration stellt das Minimum dar, um gute Färbungen
auf Polyesterfasern mit Dispersionsfarbstoffen zu erzielen. Wäßrige Flotten, in
denen die Menge des Gemisches, die tatsächlich gelöst ist, weit unterhalb dieses
Wertes liegt, ergeben im allgemeinen schlechte Ergebnisse.
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Oberhalb dieses Grenzwertes kann. die Konzentration bis zum Sättigungspunkt
gehen und diesen sogar überschreiten.
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Da das Färben bei etwa 100° C erfolgen soll, kann ein offenes Gefäß
verwendet werden. Im übrigen kann das Färben in üblicher Weise durchgeführt werden:
die Flotte kann z. B. Dispergiermittel, wie langkettige Alkoholsulfate, oder andere
anionische. kationische oder nichtionische oberflächenaktive Mittel enthalten.
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ach dein erfindungsgemäßen Verfahren können Färbungen von kräftiger
Tönung erzielt werden, die sich durch große Gleichmäßigkeit und ausgezeichnete Lichtechtheit
auszeichnen. Außer zur Färbung homogener Fasern kann das erfindungsgemäße Verfahren
auch auf die Färbung von Gemischen, d. h. von Geweben. die aus mehreren Materialien
bestehen, z. B. aus Polyesterfasern und einer Polyamidfaser, mit Erfolg angewendet
werden. Nach den bisherigen Verfahren wurde der Dispersionsfarbstoff beim Färben
solcher Mischgewebe vorwiegend von der Polyamidfaser aufgenommen, da die Lösegeschwindigkeit
des Dispersionsfarbstoffes in der Polyamidfaser beträchtlich größer als jene in
der Polyesterfaser ist. Merraschenderweise verändert die Verwendung des erfindungsgemäßen
Carriergemisches in wirksamer Weise die Lösegeschwindigkeit des Dispe.rsionsfarbstoffes
in der Polyesterfaser.
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Dementsprechend können durch Verwendung des oben beschriebenen Gemisches
von Dimethylterephtha.lat und Benzanilid als Zusatz gleichmäßige Färbungen solcher
Mischgewebe erzielt werden. Dies kann z. B. erfolgen, indem man das Mischgewebe
zuerst unter Verwendung des erfindungsgemäßen Gemisches färbt, wodurch der Dispersionsfarbstoff
vorwiegend auf die Polyesterfaser aufzieht, worauf man in einer zweiten Stufe in
Abwesenheit des erfindungsgemäßen Gemisches mit einem Polya,midfarbstoff färbt,
damit die Polyamidfaser die Tönung der Polyesterfaser erreicht. Man kann auch die
beiden Fasern gleichzeitig aus einer einzigen Flotte anfärben, indem man der Flotte
außer dem Dispersionsfarbstoff und dem erfindungsgemäßen Gemisch einen anionischen
Polyainidfarbstoff zusetzt.
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In den nachfolgenden Beispielen sind Teile Gewichtsteile. Die Prototypnunimern
beziehen sich auf das in dem »Technical Manual and Year Book of the American Association
of Textile Chemists and Colorists« angegebene System (vgl. zum Beispiel S. 246 bis
264 des Jahrbuches 1954). Der am Schluß der Beschreibung angegebene Hinweis auf
»Lul>s« bezieht sich auf das eingangs genannte Buch »The Chemistry of Synthetic
Dyes and Pigments« dieses Verfassers.
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Beispiel 1 A: 200 Teile Dimethylterephthalat und 50 Teile eines Magnesiumlignosulfonatdispergiermittels
werden in einer Hammermühle auf eine Teilchengröße von 0,074 mm gemahlen.
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B: 200 Teile Benza,nilid und 50 Teile eines Magnesiumlignosulfonatdispergiermittels
werden in einer Harnmermiihle auf eine Feinheit von 0,074 min gemahlen.
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Die Produkte A und B werden dann vereinigt und 2 Stunden in einer
Walzenmühle bearbeitet. Das entstehende Gemisch stellt ein gelbliches, frei fließendes
Pulver dar.
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Beispiel 2 Ein Gemisch von 6500 Teilen Dimethylterephtha.lat, 6500
Teilen Benzanilid und 65 Teilen des Natriumsalzes der Alkoholsulfate, die aus einem
Gemisch von C12- bis C18-Alkoholen gewonnen wurden, wird auf eine Feinheit von 0,074
inne gemahlen. Das entstehende weiße Pulver wird dann 2 Stunden auf einer Walzenmühle
bearbeitet, um eine gründliche Durchmischung zu erzielen.
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Beispiel 3 Man stellt eine Flotte aus 0,05 Teilen eines roten Dispersionsfarbstoffes
(Disperse Red dye, Prototype Nr. 238), 0,1 Teilen eines handelsüblichen langkettigen
Alkylsulfatgemisches (C14 bis C16), 0,8 Teilen eines Gemisches gleicher Gewichtsteile
Diinethyltereplithalat und Benzanilid. das zuerst auf eine Teilchengröße von weniger
als 0,149 mm zerkleinert wurde, und 200 Teilen Wasser her. In dieser Flotte wird
ein Stück gesponnenes Polyätllylenterepllthalat (5 Gewichtsteile) 2 Stunden zum
Sieden erhitzt. Die entstehende Färbung ist hell, gleichmäßig und hervorragend lichtecht.
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Wenn in dieser Flotte Cellulosetriacetat unter entsprechend.en. Bedingungen
gefärbt wird, erhält inan ähnliche Ergebnisse.
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Wenn das obige Verfahren wiederholt wird, jedoch mit der Ausnahme.,
daß das Carriergemisch eine anfängliche Teilchengröße von 2 mm hat, sind die eiltstehenden
Färbungen viel schwächer.
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Beispiel 4 Mit einer Flotte aus 0,05 Teilen eines roten Dispersionsfarbstofffes
(Disperse Red dye Protype Nr. 370), 0,1 Teilen eines laiigkettigen Alkoholsulfates
(das gleiche wie im Beispiel 3), 0,8 Teilen eines Gemisches gleicher Gewichtsteile
Dimethylterephthalat und Benzanilid (Teilchengröße weniger als 0,149 mm) und 200
Teilen Wasser färbt man wie im Beispiel 3 eine Probe von 5 Teilen gesponnenem
Terephthalat.
Man erzielt ein. leuchtendes, gleichmäßiges Rot, welches eine ausgezeichnete Echtheit
gegen die Einwirkung von Licht und von Feuchtigkeit hat.
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Wenn Cellulosetria,ceta,t aus der gleichen Flotte gefärbt wird. erzielt
man ähnliche Ergebnisse.
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Wenn man mit Flotten arbeitet, die als Zusatz ein Gemisch von. 0,2
Teilen Benzanilid und 0,6 Teilen Dimethylterephthalat oder ein Gemisch von 0,6 Teilen
Benzanilid und 0,2 Teilen Dimethylterephtha.lat enthalten, werden im wesentlichen
die gleichen Ergebnisse erzielt.
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Beispiel 5 N-lan wiederholt Beispiel 4 unter Verwendung einer Gewebeprobe,
die aus gleichen Gewichtsteilen Po@lyäthylenterephtha,latfäden und Polyamidfäden
besteht. Nach 2stündiger Behandlung in kochender Flotte ist der Polyäthy lentereplitlialaxanteil
kräftig und leuchtend rot gefärbt, während das Polyamid lediglich Hellrosa, gefärbt
ist.
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Wenn man den Versuch ohne Verwendung eines Carrier wiederholt, wird
die Polyesterfaser nicht merklich ange.färb@t, während die Po@lyamidfaser eine kräftige.
Tönung zeigt.
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Bei Verwendung von o-Phenylphenol a.ls Ca.rrier zieht beträchtlich
mehr als die Hälfte des Farbstoffes auf das Polyamid auf, und dieses weist eine
viel kräftigere Tönung als die Polyesterfaser auf.
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Beispiel 6 5 Gewichtsteile eines Gewebestückes, das aus gleichen Gewichtsteilen
Polyäthylenterephthalatfas.er und Cellulose-21/2-a.cetatfaser besteht, wird 2 Stunden
unter Sieden in einer Flotte gefärbt, die folgende Zusammensetzung hat:
| Teile |
| Wasser .......................... 200 |
| Gelber Dispersionsfarbstoff |
| (Disperse Yellow dye., |
| Prototype Nr. 534) ............. 0,05 |
| Langkettiges |
| Alkoholsulfat (C14 bis C16) ...... 0,1 |
| Gemisch gleicher Teile Dime;th.yltere- |
| phth.alat und Benzanilid. (Teilchen- |
| größe kleiner als 0,149 mm) ..... 0,8 |
Der Polyäthylenterephtha.latanteil des Gewebes hat eine kräftige, leuchtende, gelbe
Tönung, während die Cellulose-21/2-acetatfaser viel schwächer gelb gefärbt ist.
Diese bevorzugte Anfärbung der Polyäthylenterephthala,tfaser ermöglicht die. einheitliche
Färbung von Mischgeweben, aus Polyäthylenterephtha,la,t und Cellulose-21/2-acetat
durch anschließende Färbung der Acetatfaser mit geeigneten Farbstoffen bei Temperaturen
unterhalb 88° C, da unter dieser Bedingung die Tönung des angefärbten Polyäthylenterephthala,tes
sich nicht merklich verändert. Beispiel 7 5 Gewichtsteile eines Gewebestückes, das
aus gleichen Gewichtsteilen Polyäthylenterephtha,latfaser, Polyamidfaser und Cellulose.-21/2-a,cetatfaser
besteht, wird 2 Stunden beim Sieden in einer Flotte von folgender Zusammensetzung
gefärbt:
| Teile |
| Wasser .......................... 200 |
| Roter Dispersionsfarbstoff |
| (Disperse Red dye, |
| Prototype Nr.370) ............. 0,05 |
| Langkettiges |
| Alkoholsulfat (C14 bis C16) ...... 0,1 |
| Gemisch gleicher Teile Dimethyl- |
| terephthahat und Benzanilid |
| (Feinheit unterhalb 0,149 mm) . . 0,8 |
Der Polyäthylenterephthalatanteil des Gewebes ist kräftig rot gefärbt, das Acetat
viel schwächer rot gefärbt und das Nylon hellrosa getönt.
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Die in den obigen Beispielen angegebenen, Einzelmaßnahmen können,
wie dem Fachmann. bekannt ist. abgeändert werden; z. B. kann man an Stelle der in
den Beispielen angegebenen Farbstoffe andere Dispersionsfarbstoffe verwenden, z.
B. Azofarbstoffe wie
| Prototyp N r. 242 - gelb |
| Prototyp Nr. 245 - grünstichiggelb |
| Prototyp Nr. 43 - orange: |
| Prototyp Nr. 244 - rot |
| Prototyp Nr. 236 - rot |
| Disazofarbstoffe wie |
| SRA Golden Yellos XIII - (Lubs, S. 171) |
| SRA Golden Orange I - (Lub s, S. 171) |
Azomethinfarbstoffe, Anthrachinonfa,rbstoffe oder sonstige Dispeirsionsfarbstoffe,
die in dem oben zitierten Buch von L u b s auf S. 167 ff. genannt sind.