DE1619578C2 - Verfahren zum Farben von Fasermatenal in organischen Losungsmitteln - Google Patents

Verfahren zum Farben von Fasermatenal in organischen Losungsmitteln

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Description

Die Erfindung betrifft das Färben \nn Fasermaterial in organischen Lösungsmitteln mit wasserlöslichen 'ider in Wasser dispergierbaren Farbstoffen.
ί blicherweise werden TeMilmaterialien aus natürlichen oder synthetischen Faserstoffen in wäßrigen Flotten mit Hilfe von wasserlöslichen oder in Wasser dispergierbaren Texiiifarbsioffen gefärbt. Das Verfahren erfordert jedoch zur Erhöhung des Aufziehvermogens der Farbstoffe, der Egalität usw. im allgemeinen die Milverwendung von Hilfsmitteln, wie Säuren. Salze. Carrier. Egalisiermittel u.dgl. sowie die Anwendung erhöhter Temperaturen. Trotzdem läßt sich eine tiefe und gleichmäßige Anfärbung sowie eine gute Floiienaiisnutzung nicht immer erreichen. Zudem können wasserlösliche oder wasseremplindliche Faserstoffe, wie Alginatfaserii. Papier usw. aus wäßriger flotte nicht gefärbt werden. Das Färheergebnis kann weiterhin durch fettige Verunreinigungen der Fasern, beispielsweise Reste von Spinn- und Spulölen oder A\i\age:i. beeinträcht'gt werden, weshalb eine sorgfältige \ orwäsche des Fasermaterials meist erforderlich i^'.. Schließlich verursachen die verbrauchten Färbeflotten erhebliche Abwasserprobleme, deren Beseitigung größere Unkosten erfordern kann.
Man hat auch bereits sei sucht. Textilmaterialien mit in HrUaHi1CIiCn Lösungsmitteln gelösten Farbstoffen /u färben. Für ein derartiges Verfahren kommt jedoch lediglich eine begrenzte Auswahl an Farbstoffen, die eine ausreichende Löslichkeit in den organischen Lösungsmitteln besitzen, in Retracht. Außerdem lassen sich mit diesem Verfahren Im allgemeinen keine tieferen Farbtöne erzielen, und auch die Ausnutzung der Färbebäder ist meist schlecht.
Der Erlinder hat sich die Aufgabe gestellt. Fasermaterialien aus natürlichen oder synthetischen Faserstoffen mit den üblichen wasserlöslichen oder in Wasser clisperjicrbaren Textilfarbstoffen aus organischen Lösungsmitteln zu färben unter weitgehender oder praktisch vollständiger Ausnutzung der eingesetzten Farbstoffe und unter weitgehender Vermeidung der Nachteile der bekannten Färbeverfahren.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man eine Färbeflotte aus
a) organischen, mit Wasser nicht mischbaren Lösungsmitteln,
b) wäßrigen Lösungen oder Dispersionen von Farbstoffen, die in den Lösungsmitteln schwer- oder unlöslich sind, und
c) grenzflächenaktiven Dispergiermitteln
verwendet, wobei die wäßrigen Farbstofflösungen oder Dispersionen in den Lösungsmitteln dispergiert sind und der Wassergehalt der Färbeflotte 0.5 bis 3 Gewichtsprozent beträgt.
ünerraschendcrwcisc hat sich gezeigt, daß die wäßrige Farbstoffdispersion praktisch vollständig von den zu färbenden Fasermateriulien aufgenommen wird. Dadurch werden die durch mangelhafte Farbstoffafl'inität. ungenügende Flottenausnutzung, Abwasserprobleme ti. dgl. hervorgerufenen Schwierigkeiten der bekannten Färbeverfahren vermieden. Darüber hinaus ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren auch das Färben von Fascrmaterialien, die keine ausreichende Affinität gegenüber den betreffenden Farbstoffen besitzen, sowie das Färben von Fasergemischcn unterschiedlicher Farbstoffaffinität. Aus dem gleichen Grurd.· wird das Färben mit Farbstoffgemischen unterschiedlicher Substantiv)'tat ermöglicht.
Da durch das organische Lösungsmittel gleichzeitig eine Entfettung des Fasermaterials erfolgt, kann auf eine besonder·- Vorreinigung im allgemeinen verzichtei werden.
Für eine gute Farbstoffausnutzung ist es von Bedeutung, daß der Farbstoff eine möglichst geringe Löslichkeit in dem betreffenden Lösungsmittel besitzt. Sofern der Farbstoff in dem zur Verwendung kommenden Lösungsmittel eine gewisse Löslichkeit aufweist, muß
ίο das Verteikingsgleichgewichi möglichst weit auf der Seite des Wassers liegen, da andernfalls mehr oder weniger große Farbstoffverluste auftreten.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Farbtlotten geht man von mit Wasser nicht mischbaren
organischen Lösungsmitteln aus. inshesondcie sol.'hen. wie :,ie in der chemischen Reinigung ger-räuchlich -sind. Vorzugsweise verwendet man flüssige Kohlenwasserstoffe, wie Benzinfraktionen bestimmter Siedeintersalle, beispielsweise \on SO bis 1 K) C oder von 145 bis
200 C. Benzol. Toluol usw.. flüssige halogeniert Kohlenwasserstoffe, wie Tetrachlorkohlenstoff. Tnchloräthvlen. Tetrachlorethylen. Tnfluortrichloräthan und andere, sowie Gemische dieser Lösungsmittel.
Für das Verfahren kommen vorzugsweise die gleichen Farbstoffe in »Betracht, wie sie üblicherweise in der Textilfärberei aus wäßriger Flotte angewendet werden. Wasserunlösliche Farbstoffe können in bekannter Weise durch geeignete Maßnahmen, wie Verküpen. wasserlöslich gemacht werden. Dispersionsfarbstoffe komrr.en in Form ihrer wäßrigen Dispersionen zum Einsatz.
Die zu verwendenden Farbstoffe können den verschiedensten Farbstoffklasse 1 angehören. Als Beispiel seien genannt: substantive Ccllulosefarbstoffe. Säurefarbstoffe, basis-he Farbstoffe. Küpenfarbstoffe. Dispersionsfarbstoffe Li. a. Derartige Farbstoffe werden in großer Zahl im Handel angeboten. Sie sind grundsätzlich für eine erf ndungsgemäfie Verwendung geeignet.
wenn sie in dem zur Verwendung kommenden Lösungsmittel wenig leslich oder unlöslich sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich auch in hervorragender Weise zum Weißtönen ungefärbter Textilien mittels sogenannter optischer Aufheller, z. B.
aus der Klasse der Stilbenderivate.
Die Farbstoffe werden den Lösungsmitteln in Form ihrer mehr oder weniger konzentrierten wäßrigen Lösungen oder Dispersionen in Gegenwart von grenzflächenaktiven Dispergiermitteln zugesetzt. Der Gehalt der wäßrigen Lösungen oder Dispersionen an Farbstoff richtet sich im wesentlichen nach der zu erzielenden Farbtiefe. Im allgemeinen liegt die Konzentration bei etwa 1 bis 10 Gewichtsprozent.
Die Mitverwendung eines grenzflächenaktiven Dispergiermittels hat den Zweck, die wäßrige Farbstofflösung oder Dispersion in dem organischen Lösungsmittel fein zu verteilen. Hierdurch erhält die Farbflotte. je nach der Feinheit der Verteilungsgrades, den Charakter einer Emulsion oder einer kolloidalen
Lösung.
Als Dispergiermittel im Sinne der Erfindung eignen sich grundsätzlich alle emulgierend wirkenden grenzflächenaktiven anionischen, nichtionogenen. kationischen und ampholytischen Verbindungen. Bei der Auswahl des zu verwendenden Dispergiermittels muß die Art des zu dispergicrcnden Farbstoffes berücksichtigt werden. Beispielsweise wird man zur Dispergierung von Säurefarbstoffen anionaktive oder nicht
ionone Dispergiermittel verwenden, während sich für basische Farbstoffe kationaktive \ 'erbind u η nc η eignen.
Ans eier (iruppe der anionakiiven λ erbindungen werden vorzugsweise verwendet: Schwefelsäureester u-,n höl-ermolekularen Feitalkohnlen der Kettenlängen C. bis C.,„ oder von Alkylenoxidaddukte!, an entsprechende höhermolekular!: Feiialkohole oder Fetisäureamide sowie an Alkylphenole mit Mkvlketien von 8 bis 12 Kohlenstoffatomen, weiterhin höheiTiolekulare aliphaüsehe oder aliphaiisch-aromatische Reste enthaltende Sulfonate. beispielsweise Alkylsulfonate der Keltenlänge C„ bis C';,. Alkylarvlsulfonaii: mil S tis 12 Kohlenstoffatomen im Alkyl rest. AlkyK..!^bernsteinsäureester mit Alkv !resten' ·. m is S hi-· 2(i Kohlen,offatomen sowie SliIt\;t!eriiiiü^pr^>(jukic ungesättigter heile und Öle. weiterhin höherniolel· i.iare Reste mil S bis 20 Kohlenstoffatomen enthaltL-:iJen Alkvlphosphorsäureester. ferner 1 ettsäureseiier. Die amonaktiven Verbindungen hegen üblicherv.eis. ii"i I orm ihrer wasserlöslichen Alkali-. Ammonium- oder Aminsalze vor.
AK mchlionogene Verbindungen mit guter Γιηιιΐ-gierwirkung sind beispielsweise zu nennen: AlkvlenoxviKitidukte, insbesondere Äthylenoxyd- b/w. Äihvlenoxvd-Propylen nvdadduktc ar. höhermolekulare Fettalkoluile. Fettsäuren oder Fettamine der Keiienlängen (\ bis C:o sowie ertsprec! :nde Alkyleno.xydaddukie an Alkylphenole mit K bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylrest. ferner Fei'.säure-imide und -alkanolamine. Polvalkohol- oder Zuckerfeitsäureester mit Alkylresten von S bis 20 Kohlenstoffatomen sowie deren Alkylem x>daddukten. ferner Äihvlenoxvdaddukte an Polypropvlenglykole der Molgewichte 500 bis 2000. - - - . ^
(ieeignete kationaktne Verbindungen sind /. B. liöhermolekuiare lipophile Reste enthaltende Alkylaniinc sowie Ammonium- oder Sulfoniumgruppcn enthaltende Verbindungen mit Alkyl- oder Alkylarylresten mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen. Weiterhin 4η kennen auch amulgierend wirkende höhermolekulare Alk>l- bzw. Alkylarylrestc enthaltende bctainartige Verbindungen, die Ammonium- oder Sulfoniumgruppen sowie Carboxyl-. Schwefelsäureester-. Sulfonsäure- oder Phoshphorsäureestcrgruppen einhalten. verwendet werden.
Bei der Herstellung der Färbeflotten geht man zweckmäßigerweise von wäßrigen Farbstofflösungen oder Farbstoffdispersionen aus. die bereits einen Zusatz des betreffenden Dispergiermittels enthalten. Man kann jedoch das Dispergiermittel der Färbeflotte auch als konzentrierte wäßrige Lösung oder als solches vor. während oder nach der Zugabe der Farbstofflösungen zusetzen. Die Menge an Dispergiermittel richtet sich im wesentlichen nach dem Wassergehalt der Färbeflotte und beträgt 10 bis 200 Gewichtsprozent, bezogen auf den Wasseranteil. Soweit die Farbstoffe bereits vom Hersteller mit einem Zusatz an emulgicrcnd wirkenden grenzflächenaktiven Verbindungen versehen sind, erniedrigt sich der Dispergiermittelzusatz bei der Herstellung der Färbeflotte entsprechend.
Die Dispergierung der Farbstofflösungen in dem organischen Lösungsmittel erfolgt durch einfaches Verrühren, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme eines Schnellrührers od. dgl. DerWassergchalt der gebrauchsfertigen Färbeflotten beträgt 0,5 bis 3 Gewichtsprozent, 'las Färben der Textilmaterialien erfolgt mit Hilfe der üblichen Färbesvstemc bzw. Apparaturen, beispielsweise in Packapparaien. Slrangfärhemaschinen. JLigern. Ilaspeikufen oder auf dem Foulard. Die Färbung fertig konfektionierter Kleidungsstücke kann auch in den gebräuchlichen einmischen Keiaigiiiigs^nh'gjii durchgeführt werden. I*. lassen sich natürliche und sv nihehsche Faserstoffe, he-ispielsweiie au> r.iweil'. Cellulose. Celluloseestern. Polyamiden. Polyestern, l'.-'vacrvlniiril. Polyvinylalkohol. Polyvinylchlorid sowie gegebenenfalls nach entsprechender Vorhehand-'ung zur Verbesserung der Kirbsioffhafumg auch t-liis-. Asbest- und Metallfasern färben. Das Verfahren eignet sich besonders für solche lasei materialien, die ein relaliv hohes Wasseraufnahmevermögen besitzen, wie Wolle. Seide. Baumwolle. Leinen und Regeneratcellulose. Weiterhin Kissen sich auch wasserlösliche oder wasseremplindliche Fasermaterialien oder Textilien färbei!. beispielsweise Alginst- oder Polyvinylalkoholfa-ern sowie fertig konfektionierte Textilien. Papier u. dgl.
Der Fiirhev organe wird im allgemeinen bei normaler Raumtemperatur durchgeführt. Der Farbstoff zieht innerhalb kurzer Zeil gleichmäßig und vollständig auf das zu färbende Fa .ermalerial auf. Im Anschluß an Ller: 1 ärbevorgang wird das Färbenialerial in üblicher Weise abgeschleudert oder abgequetscht und durch eine Trockenvorrichtung, beispielsweise Trockenschrank ('der Spannrahmen, bei etwa 40 bis 120 C getrocknet.
In manchen hallen ist es zweckmäßig, die aufgebrachten Farbstoffe durch eine thermische ι der sonstige Nachbehandlung zu fixieren und dadurch die Feinheit der Färbungen /u verbessern. Dies geschieht in bekannter Weise durch Dämpfen mit Saltdampf oder durch Nachseifen u. dgl. Auch eine Nachbehandlung mit üblichen naßeclviheiisv ^bessernden Hilfsmitteln, wie Kaiionharzen, quaternärcn Ammoniumverbindungen und Aminderivaten kann durchgeführt werden. Die Hilfsmittel können in der ausgezogenen Färbeflotte unmittelbar im Anschluß an den Färbevorgang dispergicrt und so in besonders einfacher Weise auf das gefärbte Fasermaterial aufgebracht werden.
Die verbrauchten Färbeflotten lassen sich öhre Schwierigkeiten regenieren, indem man die Lösungsmittel durch Destillation od. dgl. abtrennt. Fs hintcrbleibcn nur geringe Mengen an Rückständen, die leicht zu beseitigen sind. Auch die bei der Trocknung des Fascrmaterials verdampfenden Lösungsmittelreste
können leicht, z. B. mittels Aktivkohle, zurückgewonnen werden.
Die in den folgenden Beispielen angegebenen Farbstoffnummern beziehen sich auf die Angaben in Colour Index Bd. !Ί, 2. Auflage 1956.
Beispiel 1
10 kg eines weißen Zellwoll-Wollgewebes (Verhältnis 70: 30) wurden auf einem Jigger mit 100 I Tetrachloräthylen unter Zusatz von 1 I einer 10°/0igcn Lösung des Farbstoffs C. I. Nr. 14 140 während 10 Minuten gefärbt.
Als Emulgator wurden der Flotte 0,5 kg eines Adduktes von 7 Mol Äthylenoxid in Nonylphcnol zugesetzt. Nach Beendigung des Färbevorgangs war der Farbstoff gleichmäßig und praktisch vollständig auf das Mischgewebe aufgezogen. Das Gewebe wurde abgeschleudert, getrocknet und zur Verbesserung der F.chthcitscigenschaften mit Sattdampf nachgedämpft.
Die erhaltene Färbung war gleichmäßig und besaß nuten unter Zusatz von 2 1 einer 5" „igen wäßrigen
;■ eine gute Reiheclitheii." "" Lösung des Farbstoffs L. 1. Nr. 19020 gefärbt. Die
Lösung enthielt als Emulgator 0.5 kg eines Kokosfeit-
^ Beispiel - säurediäthannlamidgemisches. das sich vor. F-It-
( 10 kü Kiipferzeilwoll-Strangware wurden in einem 5 säuren der Ketieulängen C1., his C18 ableitete. Nach Be-
I1 Pack-I ärbeapparat in 150 1 Sehwerhenzm (Siedehe- endigung des Färhevorganges war die Wolle gleich-
o reich 145 bis 200 C) 15 Minuten lang unter Zusatz mäßig gelb angefärbt bei gleichzeitiger Entfärbung
. · on 1 I einer 5" ,.igen wäßrigen Lösung des Farbstoffs der Flotte.
,, C. I. Nr. 40 215 gefärbt Als Fumigator wurden 0.7 kg Das Färbegut wird abzentrifugiert und in einem
^ Suifobernsteinsäiuediisooctvlester verwendet, die der io Trockenofen hei 45 C getrocknet. Die Abluft wurde
... Flotte gleichzeitig mit der Farbstofflösung zugefügt durch eine Aktiv kohlerückgewinnungsanlage geführt.
(l wurden. Die Färbeflotte war nach Beendigung des wodurch das Lösungsmittel zurückgewonnen werden
,, Färbevorgangs vollständig entfärbt, während gleich- konnte.
n zeitig das Filtermaterial stark und gleichmäßig auge- B e i s η i e I 6
( färbt war. 15
,, Nach dem Abschleudern wurde das Stranymaterial 20 kg Acetairevoniaft wurden ohne Vorreinigung
o im Trockenschrank bei 110 C gelrock nc. auf einem Jigger in 200 1 '■ xhloräihylcn unter Zusatz
I1 von 2 I einer K)" „igen Lösung des Farbstoffs C. I. Nr.
13 c ' s f" c ' - M) 710 während 15 Minuten gefärbt. Zur Emulgie-
,j 15 kg Viskosereyon-F'utterstoff wurden auf einem 2a rung der FarbstoffK'isung wurden der Flotte 0.5 kg
v Dreiwalzen-Foulard ohne Vorreinigung in 150 i Tetra- Stearinsäuremonoäthanolamid und 1kg Natrium-
il ehlorkohlensloff unter Zusatz von 1.5 1 einer 5" „igen dodeevlbenzolsulfonat zugeordnet. Das AcetalmatenJ
c wäßrigen Lösung des Farbstoffs C 1. Nr. 25 3S0 ge- zeigte nach Beendigung des Färl evorganges eine tief-
.·; färbt. Zum Emulgieren wurden der Färbeflotte gleicli- rote Färbung, während die Flotte fast vollständig ent-
zeitig mit dem Zusatz der Farbstofflösung 1.5 kg eines 25 färbt war. Anschließend wurde der Futterstoff in
Adduktes von 10 Mol Äthylenoxyd an ein Fettalkohol- üblicher Weise abgeschleudert und bei 60''C getrocknet. )( gemisch der Kettenlängen C12 bis C18 zugesetzt. Nach
u Beendigung des Färbevorganges war die Färbeflotte Beispiel 7
Cl praktisch vollkommen entfärbt, während der Futter-
l( stoff gleichmäßig und stark angefärbt war. 30 1(1 kg weißes Perlongewebe wurden ohne Vorreini-
,r In gleicher Weise wurden 15 kg eines ungeleimten gung auf einem Jigger in einem Lösungsmittelgemisch.
V1 Zellsloffpapiers in Bahnenform gefärbt. Das Papier bestellend aus 40 1 Sehwerbenzin (Siedeintervall 145
n war nach Beendigung des Färbevorgang;:* gleichmäßig bis 200 C) und 40 1 Trichlorethylen, während 20 Mi-
\ leuchtendrot gefärbt, während die Färbeflotte prak- nuten unter Zusatz von I I einer ln'oigen wäßrigen
tisch vollständig entfärbt wurde. 35 Lösung des Farbstoffs Cl. Nr. 64 505 gefärbt. Als
., η · · 1 1 Emuleator wurde I kg des Triäthanolaminsalzes eines
B c ι s π ι c 4 *■
;t ' ' Gemisches aus primären und sekundären Estern der
jj 6 kg Sporthosen aus weißer Baumwolle wurden in Orthophosphorsäure mit dem Addukt von 2 Mol
^1 einer chemischen Reinigungsanlage in 70 I Perchlor- Äthylenoxid an Oleylalkohol verwendet. Das Perlon-
jj. äthylen unter Zusatz von 1,2 1 einer 5° oigen wäßrigen 40 gewebe war nach Beendigung des Färbevorganges
sl Lösung des Farbstoffs C. I. Nr. 23 150 während 1 5 Mi- stark blau gefärbt, während die Flotte nur noch geringe
lc nuten gefärbt, abgeschleudert und in der Maschine gc- Mengen an Farbstoff enthielt. Anschließend wurde
trocknet. Als Emulgatoren wurden 0.5 kg eines An- wie üblich abgeschleudert und getrocknet,
j. lagerungsproduktes von 5 Mol Äthylenoxid an ein
Fettalkoholgemiach der Kettenlängen C12 bis Clt, ver- 45 Beispiels
wendet. Die Hosen wurden gleichmäßig blau gefärbt
bei gleichzeitiger Entfärbung der Flotte. 10 kg gebleichter ungefärbter Baumwollpopeline
R . 1-C wurden auf einem Jigger in 100 1 Perchloräthylen
elsPle ' während 15 Minuten unter Zusatz von 1 i einer
10 kg Wolle in Flockenform wurden in einem Pack- 50 0.2" „igen wäßrigen Lösung eines optischen Aufhellers
Apparat in 170 I Trifluortrichloräthan während 15 Mi- der Formel
Ü C- = CH- C U
N ■N
-CH
N-CH2 C-CH = CH-C CH2-N
Z. gefärbt. Als Emulgator wurden 0,5 kg Laurinsäurcdi- nuten unter Zusatz von 0,5 1 einer l°/oigen wäßrigen äthanolamid verwendet. 60 Lösung dts Faibstoffs C.I. Nr. 25 380 gefärbt. Zur
J Nach Beendigung des Färbevorganges war der Auf- Emulgierung der wäßrigen Farbstoff'ösung wurden
T heller paktisch vollständig auf das Baumwollgewcbe der Flotte SOO g des Adduktes von 5 Mol Äthylenoxyd
t aufgezogen. D'irch nachfolgendes Dämpfen konnte die an ein Kokosalkoholgemisch der Kettenlängen C12
1 Waschbeständigkeit des Aufhellers verbessert werden. bis Cu zugesetzt. Zur Verbesserung der Naßechtheit
' H ' ' · l q 6s c'cr färbung wurden nach Beendigung des Färbevor-
' 11 e 1 s ρ 1 e I J ganges der gleichen Flotte 0.5 I einer 10°/oigen wäßrigen
■ 5 kg Viskoscieyon in Strangform wurden in einem Lösung eines handelsüblichen cchtheitsverbcsserndcn
'· Pack-Ann;:rat in 75 I Trichlorethylen während 15 Mi- Miitcls zugegeben und 5 Minuten nachbehandelt. An-
.· ■: 11 i f ·: ΐ .· ·; ι < t vii-.ti1 :<:\\.\ \\\w.' ι tut in " ■ '."!λϋ!· .!''ii'.iiil: μ·: !ιΊν ' !;■:;■ '.1'.!1.U1!.
:.; ·:ι)ΐ··. ' ■ Ι:.Μ ιΐιίΗ1.:· Ul'. ill'. > :)· ΊΓ.;.·.ίΐ1Η·.Μ"Ί·.:ΐ· ίι',ίΐ',ϋνΐιΐι'. νι·' η ·:ιη·: -■ ;ϋ.ι;ι*!ΐ:.ιΐι·. um ::\u:·; :..m\i<::,<:n. '.ι··;ίι·!ιι·:ΐι'> in1, !ι'. ;':··ΜΙιΜ·"ί\:ΐ'"('.:ι UH'. '.'.'■ '. ·:πι·.Ν : ii''\i;i>Mt'i··; II·.:· ; -.ι· Ui'.!
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