DE1794143A1

DE1794143A1 - Verfahren zum Faerben textiler Fasern

Info

Publication number: DE1794143A1
Application number: DE19681794143
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Daeuble; Helmut Degen; Wilhelm Dr Ruettiger; Ernst Dr Siepmann
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1968-09-14
Filing date: 1968-09-14
Publication date: 1971-10-21
Also published as: GB1270988A; FR2018134A7

Description

Λ τη Q / Λ I "5

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG ' ■

Unser Zeichen; 0.Z. 25 776 Bg/O Ludwigshafen/Rhein, d. 12.9.1968

Verfahren zum Färben textiler Fasern

Nach den bekannten Methoden zum Bad-Färben textiler Fasern wird das mit Farbstoff, Hilfsmittel und Textilgut beschickte Färbebad langsam auf Kochtemperatur erhitzt und das Textil- ^ material bei dieser Temperatur gefärbt. Da die Färbegeschwin-.digkeit (definiert durch den Differentialquotienten aus der auf die Faser aufgezogenen Farbstoffmenge und der Zeit) stark temperaturabhängig ist, ist es notwendig, Temperaturdifferenzen im Färbebad zu vermeiden, um egale Färbungen zu erhalten. Während der Aufheizphase des Färbevorgangs ist die Gefahr, Temperaturdifferenzen zu erhalten, besonders groß. Es sind darum Methoden entwickelt worden, die es leichter möglich machen, egale Färbungen zu erhalten; z.B. wird das Färben bei konstanter

- m

Temperatur empfohlen, um von Temperaturdifferenzen beim Auf- ^ heizen unabhängig zu sein. Nach dieser Methode wird der Farbstoff bei einer Temperatur T, die sich nach der Menge des eingesetzten Farbstoffes richtet, zugegeben, dann wird bei dieser Temperatur gefärbt. Diese Methode berücksichtigt jedoch nicht das individuelle Aufziehverhalten der einzelnen Farbstoffe, das je nach Konstitution des Farbstoffes sehr verschieden sein kann. Es berücksichtigt fernerhin- auch nicht die besonderen Eigenschaften der verschiedenen Fasern und ist darum in der Praxis nur sehr beschränkt anwendbar.

10*843/17*2 - 2 -

1794H3

- 2 - O.Z. 25 776

Besondere Bedeutung kommt der Tatsache zu, daß das färberische Verhalten einer bestimmten Faser stark von der Provenienz abhängt, d.h., daß eine bestimmte synthetische Faser, je nachdem, von welchem Hersteller sie stammt, ganz verschiedene färberische Eigenschaften haben kann. Insbesondere bei Fasern, die als sogenanntes "Namenloses Material", d. h. ohne Angabe des Herstellers, auf den Markt kommen, müssen die für das Färben nach den bekannten Methoden notwendigen Daten erst erarbeitet werden. Auch kann z.B. eine Vorwäsche die Aufziehcharakteristik einer Faser bereits so stark ändern, daß Fehlfärbungen resultieren.

Es stellte sich dalier die Aufgabe, ein Verfahren zum Färben textiler Fasern zu, entwickeln, das Vorversuche überflüssig macht und es ermöglicht, unabhängig von den färberischen Eigenschaften des Textilmaterial immer zu egalen Färbungen zu gelangen.

Es wurde nun gefunden, daß man textile Fasern mit in der Färbeflotte gelösten oder dispergierten Farbstoffen sehr gut färben kann, wenn man eine Zeit vorgibt, in der das Bad erschöpft sein soll,wenn man die Konzentration des Farbstoffs im Färbebad kontinuierlich misst und kontinuierlich mit einer programmierten Konzentration vergleicht und wenn man gegebenenfalls Abweichungen von der programmierten Konzentration kontinuierlich durch Änderung der Färbetemperatur ausgleicht.

Als textile Fasern kommen solche aus Polyestern, Polyamiden, Polypropylen, Wolle, Baumwolle und Celluloseregeneraten und ins-

109843/1782 - 3 -

-.3 - ο.ζ.' 25 776

besondere Acrylnitrilpolymerisaten in Betracht.

Gleichermaßen können so modifizierte Pasern, Copolymerisatfasern oder Fasermischungen gefärbt werden.

Als Farbstoffe seien Säurefarbstoffe, basische Farbstoffe, Dispersions- oder Substantivfarbstoffe genannt.

Als Färbeaggregate eignen sich alle bekannten Färbeapparate, wie Haspelkufen, Flockenfärbeapparate, Stranggarnfärbeapparate, Kreuzspulfärbeapparate oder Stückbaumfärbeapparate, sofern sie mit einer Vorrichtung zur Messung der Farbstoffkonzentration im Bad ausgestattet werden.

Die Konzentration des Farbstoffs im Färbebad ist zeitabhängig. Die zeitliche Abnahme der relativen Farbstoffkonzentration im Färbebad, d.h. die sogenannte Baderschöpfungsgeschwindigkeit, ist als

C
ο

dt

definiert, wobei

C_t die Konzentration des Farbstoffes im Bad zur Zeit t, C_Q die Konzentration des Farbstoffes im Bad zu Beginn der

Färbung und
t die Zeit bedeuten.

Wie durch theoretische Untersuchungen bekannt ist, wird die

109843/1782 - - 4 -

_ßA0

17941 A3

- 4 - O.Z. 25 776

Färbegeschwindigkeit textiler Pasern weitgehend durch die Geschwindigkeit der Diffusion der Farbstoffmoleküle in die Faser bestimmt. Die Konzentration des Farbstoffes im Färbebad ist dabei annähernd der^/t proportional, d. h.

PUr eine Anfangskonzentration C_Q und die vorgegebene Färbezeit , nach der das Bad erschöpft sein soll, gilt:

^vt -j/t '

O *" ■ .

In Figur 1 ist dieser Zusammenhang graphisch dargestellt.

Die sich aus dieser Gleichung ergebenden Konzentrationswerte C. werden in ein Steuergerät einprogrammiert und kontinuierlich mit den gemessenen Werten verglichen. Wenn Abweichungen des gemessenen Wertes vom einprogrammierten Wert auftreten, gleicht das Steuergerät diese Abweichungen durch Temperaturänderung aus.

Die in der Gleichung auftretende Zeit L kann je nach Typ und Flottenzirkulation des Apparates gewählt werden. Sie beträgt z.B. 20, 30 oder 40 Minuten bei Apparaten mit hohem Flottendurchsatz (> 15-20 l.kg" . min ) und 60, 8o oder 120 Minuten bei Apparaten mit geringeremFlottendurchsatζ.

Die Baderschöpfungsgeschwindigkeit ergibt sich durch Differen-

109843/178 2 " ⁵ ~

179A143

- 5 - O.Z. 25 776

zieren der Gleichung nach t:

^ct

dt V]I? ~j Τ"¹

Sie ist proportional —- .

Wird eine konstante Baderschöpfungsgeschwindigkeit bei vorge gebenem L gewünscht, so kann der Färbevorgang nach folgender Funktion geregelt werden:

= Konst.

Die Messung der Farbstoffkonzentration im Bad erfolgt beispielsweise durch Titration oder vorzugsweise Photometric. Bei der photometrischen Messung ist es zweckmäßig, einen geringen Teil der Färbeflotte durch eine Meßküvette laufen zu lassen, wobei der für das Meßinstrument zugängliche Konzentrationsbereich durch Verdünnung der Färbeflotte mit Wasser bzw. Lösungsmittel eingestellt wird. Die gemessene Konzentration wird mit dem Sollwert verglichen und gegebenenfalls durch Temperaturänderung daran angeglichen.

Die Vorrichtung zur Regelung des Färbevorganges besteht im wesentlichen aus einer automatisch arbeitenden Verdünnungsstation,

9843/17*^ "⁶ "

O.Z. 25 776

einer Meßeinrichtung und einer elektronischen Steuervorrichtung. Abweichungen von den Konzentrations-Soll-Werten werden in dieser Apparatur in Befehle zur Temperaturänderung umgewandelt.

Bei Anwendung von Farbstoffen, die· nicht kombinierbar sind (Farbstoffe ziehen nicht gleich schnell auf die Faser), wird zur photometrischen Messung die Wellenlänge des Absorptionsmaximums desjenigen Farbstoffes verwendet, der am schnellsten aufzieht.

Angaben über Teile und Prozente in den folgenden Beispielen beziehen sich auf· das Gewicht.

Beispiel 1

Material:
Funktion;

Messung!

Anionisch modifiziertes Polyacrylnitril

bei 450 m/u

CH,

0,5$ des Farbstoffes der Formel

CH₃.
N-N=CH-^

0,12$ des Farbstoffes "

10 9 8 4 3/1782

- 7 - O.Z. 25 776

CH, CH des Farbstoffes der Formel /C^^

0gQ (5)

und 3% 30jiiger Essigsäure wurden dem Bad bei 80°C zugegeben. Nach 40 Minuten war das Bad erschöpft. Anschließend wurde in 5 Minuten auf 1OO°C erhitzt und 20 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Danach wurde die Färbung wie üblich fertiggestellt. Es resultierte eine Orangefärbung von guter Egalität.

Die Diskrepanz zwischen vorgegebener Zeit L und der Zelt, die von der Zugabe des Farbstoffs bis zur Erschöpfung des Bades vergeht, kommt dadurch zustande, daß die Zeit t erst ab dem Zeitpunkt gerechnet wird, ab dem C^ wird.

Beispiel 2

Anionisch modifiziertes Polyacrylnitril

Ϊ 40

Funktion: — = -\l ττ- + 1
^Co

Messung: bei 420 m

0,2# des Farbstoffes der Formel

108843/1782 " ⁸ "

- 8 - O.Z. 25 776

'des Farbstoffes der Formel (2) , O,Oj5#des Farbstoffes der Formel

CH,

CH,

0,5$ eines kationischen Retarders

und 3 % j50#iger Essigsäure werden dem Bad bei 75⁰C zugegeben. Nach 50 Minuten ist das Bad erschöpft. Es wird auf 1OO⁰C erhitzt und 15 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Danach wird die Färbung wie üblich fertiggestellt. Man erhält eine vorzüglich egale Beige-Färbung.

Beispiel 3

Material: Anionisch modifiziertes Polyacrylnitril

Funktions -£=-// -5_ + 1

C₀ / 30 ·;,..·.

Messung: bei 420 m/U

5,0^ des Farbstoffes der Formel
2,2^ des Farbstoffes der Formel
1,0$ des Farbstoffes der Formel (5)

und 3 $> 30#iger Essigsäure werden dem Bad bei 85⁰C zugegeben. Nach 50 Minuten ist das Bad erschöpft. Es wird auf 100⁰C erhitzt und 20 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Danach wird die Färbung wie üblich fertiggestellt. Man erhält eine

1 0 98 4 3/1782

- 9■■-■■■■ O.Z. 25

vorzüglich egale Braun-Färbung.

Beispiel 4 Material; Anionisch modifizierter Polyester

Punktion t -£=-]/ — + ι

C₀ f 30

Messung? bei 420 m/u

0,56$ des Farbstoffes der Formel

des Farbstoffes der Formel (2). 0,06^ des Farbstoffes der Formel (5) und 3 # 30^iger Essigsäure werden dem Bad bei 70⁰C zugegeben. Nach 45 Minuten ist das Bad erschöpft. Es wird auf 100°C erhitzt und 15 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Danach wird die Färbung wie üblich fertiggestellt. Man erhält eine vorzüglich egale01iv-Färbung.

Beispiel 5

Materials Polyester

10984 3/17 6 2 .- ¹⁰ -

1794H3

- ίο -

ο.Ζ. 25 776

Funktion: -zr - -

+

Messung:

bei 4^5 m/U in Aceton/Wasser

des Farbstoffes CI. 12 790 j 1# des Farbstoffes CI. 61 115 , 5 g/l eines Carriers »

Ο»5 g/l eines anionischen Dispergiermittels
und 0,5 ccib/1 30^iger Essigsäure werden dem Bad bei 80°C zugegeben. Nach 60 Minuten ist das Bad fast erschöpft. Es wird noch 20 Minuten bei Kochtemperatur gehalten. Danach wird die Färbung wie üblich fertiggestellt. Es resultiert eine Grünfärbung von guter Egalität.

Beispiel 6

Material: Funktion:

Messung:

Baumwolle

f c_o ■ /

bei 490m/U

0,5% des Farbstoffes der Formel

OHN= N -K Λ-NH - CO - NH-

(7)

OH

- 11 -

109843/1782

17941A3

- 11 - ο.ζ. 25 776

und 10# Glaubersalz werden dem Bad bei 40°C zugegeben. Nach 80 Minuten ist der Färbevorgang beendet. Die Färbung wird wie üblich fertiggestellt. Es resultiert eine Scharlach-Färbung von guter Egalität.

Beispiel 7

Materials Wolle

Funktion: _t _ 1/ t ' ^
C₀" V 40

Messung; bei 410 m/U

0,35$ des Farbstoffes der Formel

J ? CH

H₂N

0,5% des Farbstoffes der Formel CI. 61 570
2% Natriumacetat

und 3# 30?iiger Essigsäure werden dem Bad bei 50⁰C zugegeben. Nach 45 Minuten ist das Bad fast erschöpft. Es wird auf Kochtenroeratur aufgeheizt und das Bad 20 Minuten bei dieser Temperatur belassen. Danach wird die Färbung wie üblich fertig-

109843/1782 " ¹² "

- 12 - O. Z. 25

gestellt. Man erhält eine egale Grünfärbung.

Beispiel 8

Material: Nylon 6.6

Funktion: __Jl ₌ J]/

C₀ V 50

Messung: bei 450 nyu in Aceton/H₂0

0,2$ des Farbstoffes der Formel·

1:2 -Kobaltkomplex des Farbstoffes

^0H HO-C-CH,

Il -?

CONH O^

und 1,2Ji des Farbstoffes der Formelf

1:2 -Chromkomplex des Farbstoffes OH

- 13 -109843/1782

- 13 - O.Z. 25 776

werden dem Bad bei 50^ zugegeben. Nach 60 Minuten ist das Bad fast erschöpft. Es wird noch 20 Minuten bei 100⁰C gehalten, und die Färbung dann wie üblich fertiggestellt. Man erhält eine vorzüglich egale Rotfärbung.

109843/1782

Claims

- 14 - ο.ζ. 25 776 Patentansprüche

1. Verfahren zum Färben textiler Fasern mit in der Färbeflotte gelösten oder dispergierten Farbstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Zeit vorgibt, in der das Bad erschöpft sein soll, daß man die Konzentration des Farbstoffes im Färbebad kontinuierlich misst und kontinuierlich mit einer programmierten Konzentration vergleicht und daß man gegebenenfalls Abweichungen von der programmierten Konzentration kontinuierlich durch Änderung der Färbetemperatur ausgleicht.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man

die Konzentrationsmessung gegebenenfalls nach Verdünnung der Färbeflotte mit Wasser und/oder Lösungsmittel photoraetrisch vornimmt.

Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG

109643/1782