DE1906840C3

DE1906840C3 - Verfahren und Vorrichtung zum unregelmäßigen Färben von Polyesterbzw. Polyamid-Fasern oder Fädenmaterial

Info

Publication number: DE1906840C3
Application number: DE1906840A
Authority: DE
Inventors: Hans-Ulrich Von Der Dipl.Chem.Dr. 6000 Frankfurt Eltz; Richard Dipl.-Chem.Dr. 8000 Muenchen Gross
Original assignee: Farbwerke Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1969-02-12
Filing date: 1969-02-12
Publication date: 1974-01-24
Also published as: FR2030433B1; GB1270222A; CH530232A; CH189670A4; US3724997A; AT302944B; FR2030433A1; SE349338B; DE1906840B2; DE1906840A1; BE745874A

Description

Das USA.-Patent 3 120422 beschreibt ein Verfahren, wonach man aufgespultes Cellulosegarn mittels Injektion wäßriger Lösungen von Reaktivfarbsltoffen mehrfarbig in der Weise färben kann, daß nach dem Verweben oder Verwirken der so behandelten Ware kein Rapport auf dem fertigen Textilmaterial auftritt. Für die Durchführbarkeit dieser Arbeitsweise, welche in der Praxis als »Space-Dyeing« bezeichnet wird, ist es besonders wichtig, daß die injizierten Farbstofflösungen sich gleichmäßig und möglichst weitgehend in der Spule verteilen. Mit Rücksicht darauf, daß unter anderem die Fixierung der applizierten Reaktivfarbstoffe durch Verweilen bei Raumtemperatur viel Zeit in Anspruch nimmt, besitzt das hier erläuterte Verfahren eine geringe Produktionsgeschwindigkeit.

Es ist ferner bekannt, daß sich Textilien aus Polyester- bzw. Polyamid-Fasern oder -Fäden mit Dispersionsfarbstoffen färben lassen, indem man wäßrige Dispersionen solcher Farbstoffe auf diese Synthesefasermaterialien aufbringt und anschließend durch Einwirkung von heißer Luft oder von Dampf unter Druck die Farbstoffe auf dem Substrat fixiert. Will man jedoch aufgespulte Polyester- bzw. Polyamid-Fasern oder »Fäden nach der sogenannten Space· Dyeing-Methcdi; färben, so zeigt sich, daß dile injizierten wäßrigen Farbstoffdispersionen sich dabei nicht gleichmäßig in dem Wickelkörper verteilen. Ferner müsse» die zur Farbstofi-Fixierung erforderlichen Maßnahmen in einem gesonderten Apparat erfolgein, wodurch die Produktionsgeschwindigkeit der vorgeschlagenen Arbeitsweise viel zu wünschen übrigläßt.

Es wurde nun gefunden, daß man zu einem praktisch kontinuierlichen Verfahren zum unregelmäßigen Färben von Polyester- bzw. Polyamid-Fasern oder Fädenmaterial mittels Injektion von Dispersionsfarbstoffen und/oder organischen Pigmentfarbstoffen sowie Farbstoff-Fixierung bei erhöhter Temperatur mit sehr gleichmäßiger Farbausbeute und zugleich hoher Produktionsgeschwindigkeit gelangen kann, wenn man den auf einer beheizten Fördervorriphtung, z. B. Förderband, befindlichen Spulen gegebenenfalls an verschiedenen Stellen die in einem organischen Lösungs-

is mittel gelösten bzw. dispergierten Farbstoff- bei einer Temperatur von 160 bis 230° C einspritzt und auf das Textilgut zur Farbstoff-Fixierung anschließend 15 bis 180 Sekunden, vorteilhaftenveise 30 bis 90 Sekunden bei dieser Temperatur einwirken läßt Hierbei werden für die höheren Temperaturen die kürzeren Fixierungszeiten oder entsprechend umgekehrt benötigt. Die Geschwindigkeit bzw. die Länge des Förderbandes richtet sich nach der jeweiligen Verweilzeit
Die zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens dienende Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Injektionsmechanismus zur Übertragung der Färbeflotte in den Wickelkörper sowie aus mindestens einem Trägerelement für die Aufnahme der aufgespulten Ware. Während der Injektionsmechanismus in feststehender Position angeordnet ist, sind die Spulenträger auf eine Fördereinrichtung, ζ. Β. Förderband, montiert, welches mit Hilfe eines Motors in Bewegung gesetzt werden kann. Sowohl Injektionsmechanismus als auch Förderband befinden sich in einem langgestreckten, beheizbaren Schacht. Innerhalb dieses Schachtes, der nur an den beiderseitigen Enden mit Einlaß- bzw. Auslaßöffnungen für die Ware versehen ist, sind an der Decke sowie gegebenenfalls an der Seitenflächen für die Erzeugung der erforderlichen Fixierungstemperaturen geeignete Heizelemente, wie z. B. Infrarot-Strahler oder Hochfrequenztrocknen eingebaut bzw. der Schacht ist mit Zuleitungsrohren für Heißluft oder erhitzten Dampf verbunden. Der Standort der Heizelemente im Schacht muß so eingerichtet sein, daß die ausgestrahlte Hitze gleichmäßig von allen Seiten auf die Ware zur Einwirkung kommt. Die Anlage ist fernerhin mit geeigneten Steuerungselementen ausgerüstet, die während der Injektion der Färbeflotte den Stillstand des Färbeso bandes bewirken. Der Injektionsmechanismus enthält als hauptsächlichsten Bestandteil eine hohle Einstechnadel, deren Schaft radial perforiert ist. Die Länge dieser Nadel entspricht der Dicke der zu behandelnden Spulen wicklung. Mittels eines mechanischen Impulses, der durch die Schaltung der zuvor beschriebenen Kontaktpaare ausgelöst wird, läßt sich der Injektionsnadelträger in seiner Stellung derart verändern, daß die Einstechnadel mit ihrer Spitze den Wickelkörper von der äußeren Garnlage her bis zur innersten Garnlage hin durchdringt und der Durchfluß der Färbeflotte einsetzt. Durch rückläufige Bewegung des Nadelträgers wird der Farbstoffzufluß wieder unterbunden. Die beschriebene Anlage kann gegebenenfalls mit mehreren Injektiunsvorrichtungen be-

6s s'ückisein.

Beim Arbeiten mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Spulen auf ein laufendes Förderband gebracht, welches, um Temperaturverlust zu

vermeiden, durch einen Schacht läuft, in dem die entsprechenden Temperaturen erzeugt werden. Erreicht das aufgespulte Textilmaterial die Injektionssielle, so wird mittels eines Kontakes, z. B. eines mechanischen oder optischen Kontakts, das Förderband zum Stillstand gebracht und die Injektion mit der heißen Färbeflotte vorgenommen. Nach dem Heben des Injektionsmechanismus wird das Förderband durch einen mechanischen Kontakt erneut in Bewegung gesetzt.

Entsprechend den Maßnahmen zur Durchführung der Erfindung wird die heiße Färbeflotte unter Druck an mindestens einer Stelle in den vorgeheizten Wickelkörper gespritzt. Hierbei breitet sich die Farbstofflösung bzw. Dispersion längs der Einspritzzone begrenzt aus, so daß in dem aufgespulten Material gefärbte und ungefärbte Bereiche verschiedener Länge und völlig unregelmäßiger Anordnung erzeugt werden. Selbstverständlich kann die Menge des eingespritzten Farbstoffes variiert werden. Sie hängt von dem gewünschten Verhältnis von gefärbtem zu ungefärbtem Garn ab. Das Einspritzen der Färbeflotte kann einzeln oder an mehreren Stellen zugleich erfolgen, wobei zur Erzielung eines bestimmten Musters die Einspritzstellen natürlich in bestimmter Weise gewählt werden müssen. Ebenso können erfindungsgemäß zur Herstellung nnes mehrfarbig gefleckten Fadens untereinander Färbeflüssigkeiten verschiedener Nuance einzeln oder gleichzeitig in d .· Wicklung gepreßt werden.

Als Lösungs- bzw. Dispergiermittel für die Farbstoffe kommen entsprechend dem beanspruchten Verfahren oxalkylierte aliphatische, alkylierte aromatische, aromatische und cycloaliphatische Verbindungen in Betracht, die mindestens eine endständige freie Hydroxyl-Gruppe besitzen. Geeignete Verbindungen dieser Art sind die Oxalkylierungsprodukte von Fettsäuren, Fettsäureamiden, Fettaminen, Fettalkoholen und alkylierten Phenolen. Die Polyätherketten in diesen Verbindungen sind im allgemeinen aus Äthylenoxyd-Einheiten aufgebaut, doch haben sich verfahrensgemäß auch Produkte mit Kettengliedern aus höheren Oxalkylverbindungen, z. B. Propylenoxyd oder Butylenoxyd bzw. aus Mischungen der genannten Alkylcnoxyde als brauchbar erwiesen. Ferner haben als Behandlungsmedium für die Farbstoffe im Rahmen der Erfindung auch Polyglykoläther, hauptsächlich Polyäthylenglykole, mit einem mittleren Molekulargewicht von 100 bis 200, bevorzugt von 200 bis 1500, besonderes Interesse. Es ist selbstverständlich, daß diese Stoffe unter den Verfahrensbedingungen flüssig sein müssen und sich bei der Behandlungstemperatur nicht zersetzen dürfen.

Aus der Reihe von derartigen Oxalkylierungsprodukten seien beispielsweise genannt; Pentaäthylcnglykol, Hexaäihylenglykol, Nonylphenole mit 4 bis 20, bevorzugt 6 bis 10 Äthylenoxydgruppierungen, ferner Fettsäuren, Fettsäureamide, Fettamine und Fettalkohole mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen in Form hydrophober Ketten und einem Oxäthylierungsgrad entsprechend 2 bis 30, vorteilhaft 4 bis 15 Mol Äthylenoxyd. Es ist auch ohne weiteres möglich, Mischungen der genannten Lösungsmittel einzusetzen. Bei der Herstellung der Färbungen nach der beschriebenen Methode wird der Farbstoff von den erhitzten Lösungsmitteln teilweise in Lösung gebracht. Ein Anteil, der von Farbstoff zu Farbstoff unterschiedlich ist, verbleibt jedoch in dispergierter Form. Es kann jedoch nicht gesagt werden, ob der gelöste oder der dispergierte Farbstoff bevorzugt auf die Faser aufzieht. Der pH-Wert der Färbeflotten soll möglichst unter pH 7, vorteilhaft im Bereich zwischen pH 5 und 6 liegen.

Die für die Anwendung nach dem erfindurgsgemäßen Verfahren in Betracht zu ziehenden Dispersionsfarbstoffe sind hinlänglich bekannt und gehören im allgemeinen zur Reihe der wasserunlöslichen Azo-,

ίο Anthrachinon- und Phthalocyanin-Farbstoffe. Es ist jedoch auch ohne weiteres möglich, bei diesem Verfahren organische Pigmentfarbstoffe einzusetzen, die noch »ungefinisht« sind. Da gerade das »Finishen« der Dispersionsfarbstoffe eine schwierige und meist teure Maßnahme darstellt, ist die Möglichkeit des unmittelbaren Einsatzes >/ungefinishter« Produkte ein weiterer großer Vorteil des beanspruchten Verfahrens.
Ein zusätzlicher Vorteil des neuen Verfahrens besteht noch darin, daß im allgemeinen die eingesetzten Lösungsmittel die Funktion eines Waschmittels übernehmen können und dadurch beim abschließenden Seifen der Färbungen der Zusatz eines separaten Waschmittels sich erübrigt.

Die nachstehend genannten Beispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutern, ohne es jedoch in irgendeiner Weise darauf zu beschränken.

Beispiel 1

800 g aufgespultes Polyesterfasergarn werden auf ein in einem auf 19O⁰C vorgeheizten Infrarotschacht befindliches Förderband gebracht, das mit einer Geschwindigkeit von 1 bis 15 m/Min, durch die Anlage läuft. Nach 10 Sekunden hat das Garn die entsprechende Anlagentemperatur angenommen und erreicht die Injektionsstelle, wobei das Förderband mittels eines optischen Kontaktes zum Stillstand gebracht und der gelöste bzw. dispergierte Farbstoff mit Hilfe einer Injektionsnadel in den Garnwickel injiziert wird. Danach wird das Förderband durch einen mechanischen Kontakt (ausgelöst durch den zurückgehenden Injektionsnadelträger) wieder in Bewegung gesetzt und der Wickelkörper für 30 Sekunden auf dem beheizten Förderband belassen. Die vorstehend benutzte Färbeflotte, von der 200 ml in den Garnwickel eingespritzt werden, enthält im Liter des Umsetzungsproduktes von 1 Mol Nonylphenol mit etwa 10 Mol Äthylenoxyd 40 g des Farbstoffes der Formel

H₂N O OH

HO O NH₂

in handelsüblicher Form und Beschaffenheit. Sodann wird die gefärbte Ware gespült, mit 98⁰C heißem Wasser behandelt und schließlich getrocknet. Man erhält eine Spule, bei der etwa V3 des Garnes in einem tiefen Blauton gefärbt ist.

Beispiel 2

Beim Einsatz der im Beispiel 1 beschriebenen Anlage werden in 800 g aufgespultes Polyesterfädengarn nach Aufheizen des Wickelkörpers auf 170° C 200 ml einer 170° C heißen Farbstoffdispersion injiziert, die im Liter

des Umsetzungsproduktes von 1 Mol Stearylalkohol mit 5 Mol Äthylenoxyd 30 g des Farbstoffes der

^Formel O NH₂

O OH
in handelsüblicher Form und Beschaffenheit enthält.

Anschließend wird die Spule 2 M.nuten bei 170 C verweilen lassen und danach, wie im Be.spie 1 beschrieben, nachbehandelt. Man erhalt eine Spule, bei der etwa V₃ des Garnes in einem brillanten Rotton gefärbt ist. Beispiel 3

Entsprechend den Angaben im Beispiel 1 werden in 800 g aufgespultes Polyesterfasergarn jeweils 200 ml der folgenden drei Färbeflotten injiziert:

a) eine Dispersion, die 20 g des FarbstolTes der Formel

NC

CO\ CO' N - CH₂ - CH₂ - CH₂ - OCH₃

in handelsüblicher Form und Beschaffenheit, pro Liter

des Umsetzungsproduktes von 1 Mol Nonylphenol Formel

mit 10 Mol Äthylenoxyd enthält und auf 100° C erhitzt

b) eine Dispersion, die 20 g des Farbstoffes der Formel

c) eine Dispersion, die 40 g des Farbstoffes der HO O OH

NH₂

OH

H₂N Ö NH-CH₂OH in handelsüblicher Form und Beschaffenheit, pro

Liter des Umsetzungsproduktes von 1 Mol Stearyl-

S-CH₃ amin mit 5 Mol Äthylenoxyd enthält und auf 200⁰C

30 erhitzt ist.

Nach dem Injizieren der drei Farbstoffdispersionen in die auf 200⁰C vorgeheizte Spule und Verwüilenlassen derselben während 60 Sekunden bei 200⁰C wird die Nachbehandlung durch Spülen und Seifen

wie im Beispiel 1 vorgenommen. Man erhält nach dem Trocknen der Ware eine Spule, bei der etwa jeweils V₃ des Garnes in Gelb, leuchtendem Rot und tiefem Blau gefärbt ist.

in handelsüblicher Form und Beschaffenheit, pro Liter eines Polyäthylenglykols vom Molekulargewicht etwa 600 enthält und auf 200° C erhitzt ist, sowie

Beispiel 4

Unter Verwendung einer Färbeapparatur gemäß sion injiziert, die im Liter des im Beispiel 3 c) genannßeispiel 1 werden in 800 g aufgespultes Polyester- ten Lösungsmittels 10 g des Pigmentfarbstoffes der fasergatn nach Aufheizen des Wickelkörpers auf Formel
210⁰C 200 ml einer 210⁰C heißen Farbstoffdisper-

enthält. Nach Verweilen der Ware während 2 Minuten bei 21O⁰C und anschließender Nachbehandlung wird eine Spule erhalten, bei der etwa '/3 des Garnes in einem klaren Orangeton gefärbt ist.

Verwendet man bei der Färbung anstatt des obengenannten Farbstoffes 20 g des Farbstoffes der Formel

SO₂-NH-C₆H₅

QH₅

[Cu — Phthalocyanin]—SO₂-NH

SO₂-NH-C₆H₅

so erhält man eine Spule, bei der etwa V₃ des Garnes in einem klaren Blau ton gefärbt ist.

Beispiel 5

Setzt man zur Färbung des Wickelkörpers unter den im Beispiel 1 geschilderten Bedingungen als Farbstoff 20 g der Verbindung de; Formel

C = C

ein, so erhält man eine Spule, bei der etwa V₃ des Garnes in einem klaren Rotton gefärbt ist.

Beispiel 6

In analoger Weise, wie im Beispiel ] erläutert, werden in 800 g aufgespultes Polyesterfasergarn nach Aufheizen des Wickelkörpers auf 200° C 200 ml einer 200°C heißen Farbstoffdispersion injiziert, die im Liter des im Beispiel 3 b) genannten Lösungsmittels 20 g des Pigmentfarbstoffes der Formel

Cl

200 ml einer 190" C heißen Farbstoffdispersion injiziert, die im Liter eines Polyäthylenglykols vom Molekulargewicht etwa 200 20 g des Farbstoffes der Formel

CH₃

enthält. Nach Verweilen der Ware wahrend einer Minute bei 200" C und anschließender Nachbehandlung wird eine Spule erhalten, bei der etwa ' ₄ des Garnes in einem Violetton gefärbt ist.

β e 1 s p> 1 e I 7 enthält. Nach Verweilen der Ware während 30 Sekun

Entsprechend der im Beispiel 1 angegebenen Vor- den bei 19O⁰C und anschließender Nachbehandlunj

schrift werden in 800 g aufgespultes Polyesterfaser- 25 wird eine f„pule erhalten, bei der etwa '/3 des Garne;

garn nach Aufheizen des Wickelkörpers auf 190" C in einem tiefen Blauton gefärbt ist.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum unregelmäßigen Färben von aufgespulten Polyester- bzw. Polyamid-Fasern oder Fädenmaterial mittels Injektion von Dispersionsfarbstoffen und/oder organischen Pigmentfarbstoffen sowie Farbstoff-Fixierung bei erhöhter Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß man den auf einer bebeizten Fördereinrichtung befindlichen Spulen gegebenenfalls an verschiedenen Stellen die in einem organischen Lösungsmittel gelösten bzw. dispergierten Farbstoffe bei einer Temperatur von 160 bis 230⁰C einsipritzt und auf das Textilgut zur Farbstoff-Fixierung anschließend 15 bis 180 Sekunden bei dieser Temperatur einwirken läßt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Farbstoffe ungeflriishte organische Pigmentfarbstoffe einsetzt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 und 2, bestehend aus Injektionsmechanismus sowie aus mindestens einem Trägerelement für die Aufnahme der aufgespulten Ware, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenträger auf ein Förderband montiert sind, welches sich zusammen mit dem Injektionsmechanismus in einem beheizbaren Schacht befindet, und die Anlage mit geeigneten Steuerungselementen ausgerüstet ist, die während der Injektion den Stillstand des Förderbandes bewirken.