DE1619491B

DE1619491B - Verfahren zum kontinuierlichen Farben von Viskosefasern mit Reaküvfarbstoffen

Info

Publication number: DE1619491B
Authority: DE
Inventors: Dr Schulze Braucks Manfred 6000 Frankfurt Eltz Hans Ulrich von der
Original assignee: Farbwerke Hoechst AG, vormals Mei ster Lucius & Bruning, 6000 Frankfurt

Description

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Es ist bekannt, daß man Viskosefasern entweder bereits in der Spinnmasse oder nach der Herstellung, beispielsweise in Form von Flocke, Garn oder Gewebe färben kann. Für das Spinnfärben werden im allgemeinen Pigmentdispersionen eingesetzt, die jedoch keine transparenten Färbungen ergeben. Es ist deshalb schon vorgeschlagen worden, Reaktivoder Direktfarbstoffe der Spinnmasse zuzusetzen. Bei der Verwendung von Reaktivfarbstoffen wird jedoch hierbei durch das stark alkalische Milieu der Viskose die Reaktion dieser Farbstoffe mit dem Wasser begünstigt, so daß die Farbausbeute und die Reproduzierbarkeit des Farbtones herabgesetzt wird. Ferner werden bei der Anwendung von Reaktiv- und Direktfarbstoffen durch deren leichte Löslichkeit sowohl die Spinnbäder als auch weitere Nachbehandlungsbäder stark angetönt. Ein weiterer Nachteil des Spinnfärbens liegt darin, daß kleine Chargen wegen der langwierigen Umstellung von Farbton zu Farbton nur sehr unwirtschaftlich zu färben sind. Das rührt daher, daß man den Spinnprozeß nicht unterbrechen kann und bei einer Farbtonumstellung so lange einen Mischton produziert, bis der Vorratsbehälter bzw. die Zuleitungen zur Spinndüse keine Reste der alten Farbe mehr enthalten. Die in der Zwischenzeit im unerwünschten, meist ungleichmäßigen Mischton produzierte Zellwolle muß entweder nachträglich umgefärbt werden oder stellt Abfall dar.

Das nachträgliche Färben der fertigen Regeneratfaser, beispielsweise in Form von Flocke, Garn oder Gewebe, erfolgt in einer separaten Färberei, was eine gesonderte Handhabung (wie beispielsweise Transport) erforderlich macht und durch zusätzliche Arbeitsgänge beim Färben aufwendig ist.

Es wurde nun gefunden, daß man hochbrillante und/oder transparente Färbungen von Viskosefasern kontinuierlich herstellen kann, indem man die Viskosefaser im Rahmen ihres Herstellungsprozesses, zweckmäßig nach dem Bleichen und vor dem Avivieren, in Form des nassen Zellwoll-Vlises mit Reaktivfarbstoffen klotzt, besprüht oder bedruckt und anschließend zur Fixierung der Farbstoffe dämpft, hitzebehandelt oder verweilen läßt.

Nach dem vorliegenden Verfahren wird das im Rahmen des Herstellungsganges der Viskosefaser angefallene nasse Vlies mittels geeigneter Vorrichtungen, wie beispielsweise Quetschwerken oder Absaugvorrichtungen, so weit entwässert, daß eine genügende Farbstoffaufnahme erfolgen kann. Anschließend wird das Vlies mit einer wäßrigen Lösung der Reaktivfarbstoffe geklotzt. Nach dem Klotzen erfolgt die Farbstoff-Fixierung entweder durch Dämpfen, Hitzebehandlung oder Verweilen des Textilmaterials. Anschließend wird gespült und geseift und danach das gefärbte Vlies den üblichen Avivagebädern zugeführt. /

Erfolgt die Fixierung der Farbstoffe durch Dämpfen, so wird das nasse, geklotzte Vlies mittels eines Bandes durch einen Dämpfer geführt.

Es besteht ferner die Möglichkeit, für das Dämpfen ein praktisch luftdicht abgeschlossenes Gehäuse einzusetzen, in dem das auf Sieben aufliegende Textilmaterial in der Weise dem durchströmenden Dampf ausgesetzt wird, daß das Material auf die Siebe gepreßt wird. Hierfür kommen vorzugsweise perforierte Bänder (Siebbänder) oder perforierte Trommeln (Siebtrommeln) zur Anwendung, deren Inneres unter Saugzug steht oder auf die von außen ein überdruck einwirkt, wobei der Dampf durch das Textilmaterial in das Innere der Siebe gesaugt oder gedrückt und von dort aus stirnseitig mit Hilfe von Ventilatoren abgeführt wird. Um ein eventuelles Abzeichnen der Perforation der Siebe auf dem Textilmaterial zu verhindern, kann man die Perforation sehr fein gestalten. Es ist jedoch auch möglich und in vielen Fällen vorteilhaft, die perforierten Bänder oder Trommeln mit einem vorzugsweise nahtlosen, engmaschigen Siebgewebe zu beziehen, auf dem dann das Textilmaterial aufliegt. Es können hierbei auch mehrere Lagen Siebgewebe verwendet werden. Bei Verwendung

von perforierten Trommeln kann zweckmäßig der Strom des Dampfes durch geeignete Vorrichtungen, beispielsweise durch im Innern der Trommeln feststehend angebrachte Abdeckbleche, auf die vom Textilmaterial bedeckte Fläche der Trommeln beschränkt werden.

Zum Dämpfen werden im allgemeinen Temperaturen von etwa 101 bis 110⁰C, vorzugsweise von etwa 103 bis 105⁰C, benötigt. Die Dämpfzeit kann, je nach Art und Menge der eingesetzten Reaktivfarbstoffe, der eingesetzten alkalisch wirkenden Verbindung und der Beschaffenheit des Vlieses in weiten Grenzen schwanken. Im allgemeinen dämpft man etwa 3 bis etwa 30 Minuten, in der Regel etwa 5 bis etwa 20 Minuten.

Erfolgt verfahrensgemäß die Fixierung der Farbstoffe durch eine Hitzebehandlung, so kann diese entweder mit Heißluft oder mit überhitztem Dampf vorgenommen werden. Für die Hitzebehandlung wird das Textilmaterial entweder bei etwa 80 bis etwa 140⁰C vorgetrocknet und dann der Hitzebehandlung unterworfen, oder es wird ohne Zwischentrocknung in die für die Hitzebehandlung erforderliche Maschine geführt.

Die Hitzebehandlung, die zwischen etwa 140 und etwa 200⁰C vorgenommen wird, wobei die Fixierzeit etwa 10 Sekunden bis etwa 15 Minuten beträgt, ist neben der Art und Menge der verwendeten Farbstoffe und der alkalisch wirkenden Verbindung noch stark von der Fixiertemperatur abhängig, wobei für die hohen Fixiertemperaturen die niedrigen Fixierzeiten in Frage kommen und umgekehrt.

Zur Hitzebehandlung läuft das Textilmaterial entweder durch eine Kammer, in der mittels Heißluft oder überhitztem Dampf die Hitzeübertragung erfolgt. Vorteilhaft wird die Hitzebehandlung in der oben für das Dämpfen beschriebenen Kammer mit Siebbändern oder Siebtrommeln, die unter Saugzug oder überdruck stehen, ausgeführt. An Stelle des Dampfes wird bei der Hitzebehandlung heiße Luft oder überhitzter Dampf durch das Textilmaterial in das Innere der Siebe gesaugt und von dort mittels Ventilatoren stirnseitig entfernt, über Heizregister geleitet und erneut den Sieben zugeführt. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Fixierung der Farbstoffe auf dem geklotzten Vlies auch durch ein Verweilen erfolgen. Zum Verweilen werden, je nach Art und Menge des Farbstoffs und der alkalisch wirkenden Verbindung, im allgemeinen 30 Minuten bis 6 Stunden benötigt.

Beim Fixieren durch Verweilen beträgt die Verweiltemperatur etwa 20 bis etwa 90⁰C, wobei für die niedrigeren Temperaturen im allgemeinen die längeren Verweilzeiten benötigt werden. Für das Verweilen ist ein sogenannter »Stiefel«, wie er von der Bleicherei her bekannt ist, besonders geeignet. Das Verweilenlassen kann beispielsweise in einer Luft- und/oder Wasserdampfatmosphäre, vorzugsweise an der Luft, erfolgen.

Als Reaktivfarbstoffe kommen für das vorliegende Verfahren die unter diesem Begriff bekannten organischen Farbstoffe in Betracht. Es handelt sich hierbei vorwiegend um solche Farbstoffe, die mindestens eine mit Polyhydroxylfasern reaktionsfähige Gruppe, eine Vorstufe hierfür oder einen mit der Polyhydroxylfaser reaktionsfähigen Substituenten enthalten. Als Grundkörper der organischen Farbstoffe eignen sich besonders solche aus der Reihe der Anthrachinon-, Azo- und Phthalocyaninfarbstoffe, wobei die Azo- und Phthalocyanin-Farbstoffe sowohl metallfrei als auch metallhaltig sein können. Als reaktionsfähige Gruppen und Vorstufen, die im alkalischen Medium solche reaktionsfähige Gruppen bilden, seien beispielsweise Epoxygruppen, die Äthylenimidgruppe, die Vinylgruppe in einer Vinylsulfongruppe oder im Acrylsäurerest, ferner die /J-Sulfatoäthylsulfonylgruppe oder die /J-Alkoxyäthylsulfonylgruppe genannt. Es können auch solche Farbstoffe eingesetzt werden,

ίο deren reaktionsfähige Gruppe, wie beispielsweise die Vinylgruppe, durch Einwirkung alkalisch wirkender Verbindung zur Hydroxygruppe umgesetzt wurde. Als reaktionsfähige Substituenten in Reaktivfarbstoffen kommen solche in Betracht, die leicht abspaltbar sind und einen elektrophilen Rest hinterlassen. Als Beispiele derartiger Substituenten seien genannt Halogenatome an folgenden Ringsystemen: Chinoxalin, Triazin, Pyrimidin, Phthalazin und Pyridazon.

Die zur Fixierung benötigten alkalisch wirkenden Verbindungen können in den beim Färben mit Reaktivfarbstoffen üblichen Mengen, meist etwa 5 bis 120 g pro Liter Klotzflotte, zur Anwendung kommen. Als alkalisch wirkende Verbindungen kommen zweckmäßig anorganische Verbindungen, wie Natriumcarbonat, Natriumbicarbonat, Trinatriumphosphat, Natriumhydroxyd, Natriumsilikate, die entsprechenden Kaliumverbindungen oder Mischungen dieser Verbindungen in Frage. Bevorzugt kommen Natronlauge, Natriumcarbonat, Trinatriumphosphat oder Wasserglas zur Anwendung.

Bei dem vorliegenden Verfahren kann das nasse Vlies, statt geklotzt zu werden, auch mit der Farbstofflösung besprüht werden. Ferner können die . Farbstoffe in Pastenform aufgedruckt werden, wobei die Druckpasten unter Verwendung bekannter Verdickungsmittel hergestellt werden. Es ist ferner möglich, den Klotzflotten bzw. Druckpasten noch weitere Hilfsmittel, wie beispielsweise Netzmittel oder Elektrolyte, zuzusetzen.

Das vorliegende Färbeverfahren hat gegenüber dem bekannten Spinnfärbeverfahren, dessen Nachteile eingangs bereits dargelegt wurden, folgende technischen Vorteile: Bereits kleine Chargen können

45. verfahrensgemäß wirtschaftlich transparent und oft sehr brillant gefärbt werden. Ferner ist es bei einem beabsichtigten Farbwechsel beim Färben im Rahmen des kontinuierlichen Herstellungsprozesses der Viskosefasern möglich, das Zellwoll-Vlies in ungefärbter Form mittels einer Umleitung an der Farbvorrichtung vorbeizuführen und nach Reinigung des Aggregats sofort wieder den vorgesehenen neuen Farbton zu produzieren. Für die Dauer der. Reinigung fällt also nur weiße Zellwolle an, die ohnehin immer benötigt wird, also keinen Abfall bedeutet. Wird jedoch ohne Umleitungsvorrichtung gearbeitet, so kann durch die Möglichkeit des schnellen Ablassens der Farbflotte erreicht werden, daß nur ein unbedeutender Anteil an im Farbton abweichender Zellwoll-Vliesfärbung anfällt. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die Anlaufgeschwindigkeit des Zellwoll-Vlieses zum Färbebad so weit herabzusetzen, daß während der benötigten kurzen Zeit zur Reinigung bzw. Umstellung des Färbebades das Vlies sich vor dem Färbebad stapelt. Durch eine nachträglich erhöhte Abzugsgeschwindigkeit kann wieder eine einheitliche Produktionsgeschwindigkeit erhalten werden.

Die nachstehend genannten Beispiele sollen das vorliegende Verfahren erläutern, ohne es darauf zu beschränken. Für alle Beispiele wurde ein nasses Zellwoll-Vlies verwendet, wie es bei der Zellwoll-Produktion vor dem Avivieren anfällt. Das nasse Vlies wurde vor dem Klotzen auf eine Restfeuchtigkeit von 140% abgequetscht. Beim Klotzen mit der Farbstofflösung wurde so weit abgequetscht, daß sich eine 80%ige Flottenaufnahme ergab.

Stoffs 30 g des Reaktivfarbstoffes der Formel
O NH₂

S O, Na

IO

Beispiel.1

— CH₂ — CH₂ — SSO₃Na

Ein Zellwoll-Vlies wird mit einer Flotte geklotzt, eingesetzt und unter den gleichen Bedingungen gedie im Liter Wasser 30 g des Reaktivfarbstoffes der 15 färbt, so erhält man ebenfalls eine brillante Blau-

Formel

NH,

SO₃Na

20

SO₂-CH₂-CH₂-O-SO₃Na

30

in handelsüblicher Form und Beschaffenheit, 10 g Trinatriumphosphat und 100 g Harnstoff enthält.

Anschließend wird das Material 20 Minuten bei 105° C gedämpft, danach gespült und wie üblich geseift. Man erhält eine brillante Blaufärbung.

Werden an Stelle des vorstehend genannten Farb-

färbung. _ . . , „

Beispiel 2

Ein Zellwoll-Vlies wird mit einer Flotte geklotzt, die im Liter Wasser 50 g des Reaktivfarbstoffes der Formel

[CuPc^SO₂-I
(SO₃H)_m

(CuPc bedeutet den Kupferphthalocyaninrest,
m die Zahl 1 oder 2)

in handelsüblicher Form und Beschaffenheit, ferner 20 g Natriumcarbonat und 100 g Harnstoff enthält.

Anschließend wird 5 Minuten bei 100° C getrocknet. Dann wird das Textilmaterial einer Hitzebehandlung von 10 Minuten bei 140° C unterworfen. Abschließend wird wie üblich gespült und geseift. Man erhält eine brillante Türkisfärbung.

Wird an Stelle des vorstehend genannten Farbstoffes ein Reaktivfarbstoff der Formel

SO, -CH₇-CH,- CO -NH

COOH

NH

eingesetzt, so erhält man eine brillante Gelbfärbung.

Verwendet man an Stelle des obengenannten Farbstoffs den Farbstoff der Formel

Cl

OH

NH

SO,H

und verfährt im übrigen wie oben beschrieben, so erhält man eine brillante Scharlachfärbung.

m !1 Zwi Dar

Beispiel 3
Ein Zellwoll-Vlies wird mit einer Flotte geklotzt, die im Liter Wasser 40 g des Reaktivfarbstoffes der Formel

HO₃SO-CH₂-CH₂-O₂J

N=N-HO-

COOH

SO₃H

in handelsüblicher Form und Beschaffenheit und 20 g Natriumcarbonat enthält.

Das geklotzte Textilmaterial läßt man 2 Stunden bei 80° C verweilen, anschließend wird wie üblich gespült und geseift. Man erhält eine brillante Gelbfärbung.

COOH

Cl

SO₃H
eingesetzt und im übrigen wie vorstehend beschrieben gefärbt, so erhält man ebenfalls eine brillante Gelbfärbung.

B e i s ρ i e 1 4
Ein Zellwoll-Vlies wird mit einer Flotte geklotzt, die im Liter Wasser 60 g des Farbstoffes der Formel

S0,H

OH

NH

SO₃H ^C0

CH = CH-CH-CH₂

CF₂-CF₂

in handelsüblicher Form und Beschaffenheit und 100 g Natron wasserglas enthält. "·■■'■

Anschließend wird 15 Minuten bei 105⁰C gedämpft und dann wie üblich gespült und geseift. Man erhält eine brillante Orangefärbung.

Beispiel 5
Ein Zellwoll-Vlies wird mit einer Flotte geklotzt, die im Liter Wasser 20 g des Farbstoffes der Formel

OH

HO,S

CH₃ N-SO₂-CH₂-CH₂-OSO₃H

S0,H

in handelsüblicher Form und Beschaffenheit und 10 cm³ Natronlauge 38° Be enthält. Anschließend wird ohne Zwischentrocknung das geklotzte Textilmaterial einer Hitzebehandlung von 10 Minuten bei 15O⁰C unterworfen. Danach wird wie üblich gespült und geseift. Man erhält eine brillante Scharlachfärbung.

ίο

B e i s ρ i e 1 6
Ein Zellwoll-Vlies wird mit einer Flotte geklotzt, die im Liter Wasser 10 g des Farbstoffes der Formel

HOOC-

N=N "

¹—η—r-ii—

O—Cu- O

AH₅

SO₇-CH₂-CH₂-N

QH₅

SO₃H

in handelsüblicher Form und Beschaffenheit, 20 g Natriumcarbonat und 100 g/l Harnstoff enthält.

Anschließend wird 15 Minuten bei 103° C gedämpft und dann wie üblich gespült und geseift. Man erhält eine Braunfärbung.

Beispiel 7
Ein Zellwoll'Vlies wird mit einer Flotte geklotzt, die im Liter Wasser 30 g des Farbstoffes der Formel

SO₃H

CH₇ OSOiH

in handelsüblicher Form und Beschaffenheit und 10 cm³ Natronlauge 38° Be enthält.

Anschließend wird 10 Minuten bei 105° C gedämpft. Dann wird wie üblich gespült und geseift. Man erhält eine brillante Scharlachfärbung.

Beispiel 8
Ein Zellwoll-Vlies wird mit einer Flotte geklotzt, die im Liter Wasser 30 g des Farbstoffes der Formel

OH

H,C—CO—NH

Cl

N N
NH-L_xJ-NH

SO₃H

in handelsüblicher Form und Beschaffenheit und 20 g Trinatriumphosphat enthält.

Anschließend wird 15 Minuten bei 105° C gedämpft. Danach wird wie üblich gespült und geseift. Man erhält eine brillante Scharlachfärbung.

Verwendet man an Stelle des vorstehend genannten Farbstoffes 80 g des Farbstoffes der Formel

HO₃SO-CH₂-CH₇-O₂S

	HO I	NH₂	-N=N-/^	^-SO₂
vf=N-			-SO₃H	CH₂
HO₃S-	\/			CH₂
				OSO₃H

und verfährt im übrigen, wie vorstehend beschrieben, so erhält man eine tiefe Graufärbung·

11 12

Werden an Stelle des obengenannten Farbstoffes 30 g/l des Farbstoffes der Formel

SO₃H H,C

SO₃H
eingesetzt, so erhält man bei sonst gleicher Färbeweise eine brillante Gelbfärbung.

B e isp ie I 9

Ein Zellwoll-Vlies wird mit einer Flotte besprüht und abgesaugt, die im Liter Wasser 20 g des Farbstoffes der Formel

SO,H

in handelsüblicher Form und Beschaffenheit und 20 g Natriumcarbonat (kalz.) und 100 g Harnstoff enthält. Anschließend wird 30 Minuten bei 103° C gedämpft. Danach wird wie üblich gespült und geseift. Man erhält eine Rotfärbung.

Beispiel 10
Ein Zellwoll-Vlies wird mit einer Flotte geklotzt, die im Liter Wasser 40 g des Farbstoffes der Formel

HO₃S-O-CH₂-CH₂-SO₂- ™—r

NC-CH₂-CH₂

SO,H

sowie 10 g Trinatriumphosphat und 100 g Harnstoff enthält. Anschließend wird 20 Minuten bei 110° C gedämpft. Danach wird wie üblich gespült und geseift. Man erhält eine brillante Gelbfärbung.

Beispiel Π
Ein Zellwoll-Vlies wird mit einer Flotte geklotzt, die im Liter Wasser 40 g des Farbstoffes der Formel

SO₃H

in handelsüblicher Form und Beschaffenheit, 20 g Natriumcarbonat und 100 g Harnstoff enthält. Anschließend wird 20 Minuten bei 105° C gedämpft und danach wie üblich gespült und geseift, Man erhält eine leuchtende Rotfärbung,

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung hochbrillanter und/oder transparenter Färbungen auf Viskosefasern, dadurch gekennzeichnet, daß man die Viskosefasern im Rahmen ihres Herstellungsprozesses in Form des nassen Zellwoll-Vlieses mit einer alkalisch wirkende Verbindungen enthaltenden wäßrigen Lösung von Reaktivfarbstoffen klotzt, besprüht oder bedruckt und anschließend zur Fixierung der Farbstoffe dämpft, hitzebehandelt oder verweilen läßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Fixieren durch Dämpfen das geklotzte, besprühte oder bedruckte Zellwoll-Vlies bei Temperaturen zwischen etwa 101 und etwa 110° C dämpft.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Fixieren durch Hitzebehandlung das gegebenenfalls bei Temperaturen zwischen etwa 80 und etwa 140° C vorgetrocknete geklotzte, besprühte oder bedruckte Zellwoll-Vlies einer Hitzebehandlung bei Temperaturen zwischen etwa 140°C und etwa 200⁰C mittels Heißluft oder überhitztem Dampf unterwirft.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Fixieren durch Verweilenlassen das geklotzte, besprühte oder be- 30: druckte Zellwoll-Vlies bei Temperaturen zwischen etwa 20 und etwa 90° C verweilen läßt.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Fixieren durch Dämpfen auf Siebbändern oder Siebtrommeln vornimmt, über die das geklotzte, besprühte oder bedruckte Zellwoll-Vlies läuft und durch die der Dampf gesaugt oder gedrückt wird.

6. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß man beim Fixieren durch Hitzebehandlung ein erhitztes Gas durch das geklotzte, besprühte oder bedruckte und gegebenenfalls vorgetrocknete Zellwoll-Vlies hindurchleitet.

7. Verfahren nach Ansprüchen 1, 3 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß beim Fixieren durch Hitzebehandlung das Zellwoll-Vlies auf Siebbändern oder Siebtrommeln liegt, die als Trägerund Transportelement dienen, und das erhitzte Gas so durch das Zellwoll-Vlies geleitet wird, daß dieses auf die Siebe gedrückt wird.