DE2049344A1 - Verfahren zur Behandlung von cellulose haltigen Materialien - Google Patents

Description

1-3176/Ma 1420 '

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann Dr. R. Koenigsberger - Dipl. Phya. R. Holzbauer

Dr. F. Zumstein jun.

Patentanwälte

8 Mönchen 2, Bräuhausstraße 4/III

Verfahren zur Behandlung von cellulosehaltigen Materialien

Die Erfindung betrifft das Behandeln, insbesondere das Färben, von cellulosehaltigen Materialien in flüssigem Ammoniak sowie die Behandlung von cellulosehaltigen Materialien mit optischen Aufhellern.

Das Färben von cellulosehaltigen Materialien wird im allgemeinen in einem wässrigen Färbebad durchgeführt, entweder mittels eines Substantiven Färbeverfahrens, bei dem der Farbstoff während einer bestimmten Zeit auf die Faser aufgebracht wird, oder mittels eines Foulardierverfahrens, bei dem der Farbstoff mechanisch auf die Faser aufgebracht und anschliessend durch eine weitere Behandlung fixiert wird.

Lösungsmittel, die das Färben erleichtern, oder Lösungsmittel zum Färben, haben bei der Anwendung bestimmter Farbstoffe auf Textilfasern besonderes Interesse gefunden, wobei bei derartigen Verfahren bestimmte Vorteile vorhanden sind.

Es ist bekannt, Textilmaterialien mit flüssigem Ammoniak zu behandeln, um ihren Glanz zu erhöhen, indem man beispielsweise das Material einige Minuten in flüssiges Ammoniak taucht. In der britischen Patentschrift 1.136.417 ist ein Verfahren zum Behandeln von cellulosehaltigen Textilmaterialien beschrieben, das darin besteht, dass man zunächst das Material mit flüssigem Ammoniak behandelt und das Material anschliessend einer Ammoniakentfernungsbehandlung unterwirft, wobei während der Behandlung, bei der das Ammoniak.entfernt wird, das Material einer Dehnwirkung unterworfen wird, wodurch man eine Dehnung des Materials von bis 307, erreicht, berechnet auf die Länge des Materials unmittel-

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bar nach der Behandlung mit flüssigem Ammoniak. Es scheint daher, dass flüssiges Ammoniak auf cellulosehaltiges Textilmaterial keinen zerstörenden Einfluss zeigt.

Ueberraschenderweise wurde nun gefunden, dass trotz der niedrigen Temperaturen, die verwendet werden, flüssiges Ammoniak auch insofern gute Ergebnisse liefert, wenn man es als Lösungsmittel beim Färben von cellulosehaltigen Materialien mit direkten Farbstoffen oder für die Behandlung von cellulosehaltigen Materialien mit optischen Aufhellern verwendet. Dagegen zeigt es bei der Behandlung von Polyester-, Polyamid- oder Polyacrylnitrilmaterialien keinen so günstigen Einfluss. Es kann angenommen werden, dass das flüssige Ammoniak ein Aufquellen der Cellulosefasern bewirkt und dadurch den Einbau von Farbstoff und optischen Aufheilern erleichtert! dieses Aufquellen scheint bei Polyester-, Polyamid-, WoIl- oder Polyacrylnitrilmaterial nicht zu erfolgen. Erfindungsgemäss werden direkte Farbstoffe öder optische Aufheller auf cellulosehaltigen Materialien aufgebracht, indem man dieses Material mit einer Lösung des Direktfarbstoffs oder des optischen Aufhellers in flüssigem Ammoniak während einer bestimmten Zeit behandelt und durch geeignete Massnahmen zurückbleibendes Ammoniak aus dem Material entfernt. Anschliessend wird das Material wie üblich gespült und getrocknet.

Von den cellulosehaltigen Materialien sind Baumwolle und Viskose für das erfindungsgemässe Verfahren besonders geeignet.

Von den vielen Farbstoffklassen sind nur Direktfarbstoffe für die vorliegende Erfindung geeignet. Reaktivfarbstoffe zeigen unter den erfindungsgemässen Bedingungen keine Affinität für Cellulosematerial, wahrscheinlich weil die Temperatur so niedrig ist.

Die Konzentration des verwendeten Farbstoffes im flüssigen Ammoniak hängt von seiner Löslichkeit ab und sofern durch die Löslichkeit keine Grenzen gegeben¹ sind, können Lösungen für das Foulardierverfahren in üblicher Konzentration verwendet werden, d.h. bis ungefähr .150 g/l.

Eine vorteilhafte Ausfuhrungsform des erfindungsgemässen

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Verfahrens besteht darin, dass man das cellulosehaltige Material in eine Lösung des direkten Farbstoffs oder des optischen Aufhellers in flüssigem Ammoniak im Bereich des Siedepunktes, d.h. bei -33°C, während einer bestimmten Zeit, beispielsweise 10 Minuten, eintaucht, das Material anschliessend aus der Lösung entfernt und das auf dem Material zurückgebliebene Ammoniak in einem warmen Luftstrom während etwa 5 Minuten verdampft. Andere Verfahren zur Entfernung des Ammoniaks sind beispielsweise Erwärmen des Materials durch Infrarot, Behandeln mit Dampf, Eintauchen in ein wässriges Bad oder dielektrisches Erwärmen.

Geeignete Eintauchzeiten beim Färben von Cellulosematerial mit Direktfarbstoffen aus flüssigem Ammoniak hängen von der Farbstoffkonzentration und der Farbnuance ab. Die zum Färben am besten geeigneten Eintauchzeiten können leicht bestimmt werden und liegen im allgemeinen zwischen 5 Sekunden und 10 Minuten. In der Praxis ergeben nur die helleren Farbnuancen adäquate Resultate bei Eintauchzeiten von weniger als 60 Sekunden,· deshalb wird die Verwendung von Farbstoffen gemäss der vorliegenden Erfindung bei kontinuierlichen Verfahren weitgehend auf helle Farbtöne beschränkt sein.

Gemäss einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das cellulosehaltige Material mit einer Lösung des Farbstoffes oder optischen Aufhellers in flüssigem Ammoniak nach einem kontinuierlichen Foulardierverfahren behandelt werden. Das restliche Ammoniak wird dann wie zuvor beschrieben anschliessend abgedampft.

Obwohl, wie eingangs erläutert, das flüssige Ammoniak die Cellulosefasern aufzuquellen scheint, scheint das Ammoniak selbst die Fasern in keiner Weise zu strecken. Andererseits kann das erfindungsgemässe Verfahren, sofern erwünscht, jederzeit mit einem Verfahren kombiniert werden, welches das Cellulosematerial während der Behandlung mit Ammoniak oder während der Entfernung von Ammoniak einer Dehnung unterwirft.

In der britischen Patentschrift 1.0Jk5.612 ist ferner ein Verfahren zur mechanischen und chemischen Behandlung von gewebten

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Textilien oder Strickwaren, die natürliche oder regenerierte Cellulosefasern enthalten, beschrieben, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das Material um einen kombinierten Effekt von (a) bügelfreier Qualität, (b) Schrumpffestigkeit und/oder (c) erhöhte Dehnbarkeit zu erreichen, mit flüssigem Ammoniak mit weniger als 10 Gewichtsprozent Wasser behandelt wird, wobei die Fasern aufgequollen werden und das Ammoniak anschliessend abgedampft wird. Während des Quellprozesses und/oder während des Verdampfens- des Ammoniaks wird das Fasermaterial

A) unter einer gewissen Spannung gehalten,welche wenigstens so gross ist, dass das Material nach der Behandlung glatt ist, um ein bügelfreies Material zu erhalten,-

B) unter einer Spannung gehalten, welche unterhalb der Spannung liegt, die eine Waschschrumpfung von möhr als 1% ausmacht, um ein schrumpf festes Material zu erhalten,· un,d;, ;.

C) um die grösstrnögliche Dehnbarkeit in Kette und Schuss zu erhalten, gleichzeitig unter einer Spannung gehalten, die so niedrig wie möglich in diesen Richtungen ist, oder die Spannung ist so niedrig wie möglich in der Richtung, in der die höchstmögliche Dehnbarkeit erreicht werden soll und hat in der anderen Richtung einen Wert, der wenigstens so gross ist, dass die Querzusammenziehung unter weiterer Spannung aufhört. Wenn diese drei Spannungsbedingungen während der Ammoniakbehandlung kombiniert werden, ist es möglich, ein oder zwei davon wegzulassen, je nach dem Aufbau des unbehandelten Materials und den Eigenschaften, die vom fertigen Material gewünscht werden.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung, ohne sie jedoch darauf zu beschränken.

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Beispiel

An Baumwolle und Viskose wurden je Färbeversuche in jeweils drei Gruppen für jeden der Farbstoffe

VS—N = N ■-</ V>—N = N

V-N =

SO₃H

und

SO₃H

NHCO

bei Konzentrationen von 3 g/l und 30 g/l durchgeführt. In diesen Vergleichsversuchen würde erstens jedes Material in eine wässrige Lösung des Farbstoffs bei Zimmertemperatur (20⁰C) während Minuten eingetaucht, dann entfernt, gespült'und getrocknet. Zweitens wurde jedes Material in eine Lösung des Farbstoffes in flüssigem Ammoniak während 10 Minuten eingetaucht, das Material entfernt und das zurückbleibende Ammoniak auf dem Material in

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warmer Luft während 5 Minuten abgedampft und das Material anschliessend gespült und getrocknet. Drittens wurde mittels des üblichen Färbeverfahrens während 90 Minuten bei 95⁰C in Gegenwart von 20 g/l Glaubersalz gefärbt.

Nach dem Färben wurden die Materialien je bei 50⁰C während 30 Hinuten mit Seife gewaschen.

Sowohl bei 3 g/l Farbstoff als auch bei 30 g/l waren der Wechsel des Farbtons und die Färbung,die man nach dem Seifen , der Materialien erhielt,unter Verwendung von flüssigem Ammoniak den Färbungen nach bekannten Verfahren gleich oder nicht viel schlechter.

Diese Versuche zeigen, dass man beim Färben von cellulosehaltigen Materialien mit Direktfarbstoffen aus flüssigem Ammoniak Ergebnisse erreichen kann, die mindestens genauso gut sind, \<rxe solche, die man nach bekannten Färbeverfahren erhält. Zudem erreicht man eine bis sechsfache Zunahme der Färbegeschwindigkeit und es bietet sich die Möglichkeit, ohne Erwärmen des Färbebades auszukommen.

Beispiel 2

Weitere Tests wurdenmit optischen Aufhellern der Formeln

NH

SOoH N _ ^VJ>-

und

/Λ-ΝΗ

■Ν.
CH₉CH₉OH

/Λ

/°3^H

CH=CH

SO₃H

CH=CH

(CH₂CH₂OH)-

-J/

N-CH

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ausgeführt.

In Vergleichsversuchen wurden auch hier erstens Baumwoll- und Viskoseprobem in wässrige Lösungen der optischen Aufheller bei Zimmertemperatur (20^cC) während 10 Minuten bei einem Flüssigkeitsverhältnis von 10:1 eingetaucht. Zweitens wurden Proben von jedem Material in eine Lösung der optischen Aufheller beim Siedepunkt des flüssigen Ammoniaks während 10 Minuten bei einem Flüssigkeitsverhältnis von 10:1 eingetaucht und drittens wurden Proben von jedem Material nach üblichen Verfahren behandelt, indem man sie 20 Minuten in eine Lösung von 40°C, die 20 g/l Glaubersalz und optischen Aufheller enthält, bei einem Flüssigkeitsverhältnis von 50:1 eintaucht.

Die jeweiligen Ergebnisse wurden visuell ausgewertet. Dabei ist festzustellen, dass die Ergebnisse bei den Zimmertemperatur-Vergleichsversuchen nicht brauchbar waren, im Gegensatz zu solchen, die man durch Behandlung mit flüssigem Ammoniak erreicht hatte, welche ebenbürtig oder nicht viel schlechter sind, als diejenigen, die man durch bekannte Behandlung erhielt. Aus den Versuchen ist ferner zudem ersichtlich, dass die Behandlungsgeschwindigkeit mit optischen Aufhellern in flüssigem Ammoniak doppelt so hoch ist, verglichen mit bekannten Verfahren, und dass man ohne Erwärmen des Behandlungsbades auskommt.

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Claims (1)

1. ⁸ " 20Α934Λ

   Patentansprüche

   1. Verfahren zum Färben von .Cellulosematerial, dadurch gekennzeichnet, dass ein Direktfarbstoff oder ein optischer Aufheller auf Cellulosematerial durch Behandeln dieses Material mit einer Lösung eines direkten Farbstoffes oder eines optischen Aufhellers in flüssigem Ammoniak während einer geeigneten Zeit aufgebracht und anschliessend jeglicher Ammoniak vom Material entfernt wird.

   2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Cellulosematerial Baumwolle oder Viskose ist.

   3. Verfahren gemäss Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Cellulosematerial· in einer Lösung des direkten Farbstoffes oder des optischen Aufhellers beim Siedepunkt des flüssigen Ammoniaks behandelt wird.

   4. Verfahren gemäss Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Eintauchzeit des Cellulosematerials im flüssigen Ammoniak zwischen 5 Sekunden und iO Minuten liegt.

   5. Verfahren gemäss Arispruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Cellulosematerial mit einer Lösung des Direktfarbstoffes oder des optischen Aufhebers in flüssigem Ammoniak mittels eines kontinuierlichen Foulardierverfahrens behandelt wird, unter anschliessendem Entfernen von zurückbleibendem Ammoniak auf dem Material.

   6. Verfahren gemäss Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das zurückgebliebene Ammoniak aus dem Material durch Erhitzen des Materials in einem warmen Luftstrom, durch Erwärmen mittels Infrarot, Behandeln mit Dampf, Eintauchen des Materials in ein wässriges Bad oder dielektrisches Erwärmen entfernt wird.

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   7. Verfahren gemass den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Material während der Behandlung mit Ammoniak oder wahrend dem Entfernen des Ammoniaks einer Dehnung unterworfen wird.

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