DE2057154A1

DE2057154A1 - Verfahren zum unregelmäßigen Färben von Cellulosefasern

Info

Publication number: DE2057154A1
Application number: DE19702057154
Authority: DE
Inventors: Hans-Ulrich von der Dipl.-Chem. Dr. 6000 Frankfurt; Fink Doris-Jutta 6230 Frankfurt-Höchst. P Eltz
Original assignee: Farbwerke Hoechst AG, vormals Meister Lucius & Brüning, 6000 Frankfurt
Priority date: 1970-11-20
Filing date: 1970-11-20
Publication date: 1972-06-08
Also published as: SE365007B; DE2057154C3; DE2057120C3; DE2057120A1; CH1671271A4; GB1349412A; ZA717754B; FR2115275A1; NL7115646A; NL7115676A; CH1671371A4; IT940679B; GB1349411A; DE2057154B2; CH562356A; AU3586671A; DE2057205A1; FR2115276A2; FR2115277A2; DE2057120B2

Description

FAEBViERKE HOECHST AG,, vormals Meister Lucius -& Brüifi0g5 ' 154

Aktenzeichen: HOE 7O/F 236

Datum: 19. November 1970

Verfahren zum unregelmäßigen Färben von Cellulosefasern

Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P = HOE 70/F*g4)

Aus der deutschen Patentschrift 1 244 104 ist es bekannt, cellulosehaltiges Garn mit Reaktivfarbstoffen unregelmäßig in der Weise zu färben, daß nach dem Verweben oder Verwirken der gefärbten Ware kein Farbrapport auf den daraus gefertigten Textilien erscheint. Gemäß dieser Färbetechnik, welche die Praxis als "Space-Dyeing" bezeichnet, wird in das aufgespulte Fasermaterial an verschiedenen Stellen eine alkalische Reaktivifarbstofflösung eingespritzt und danach wird der Garnwickel sich selbst so lange überlassen, bis der Farbstoff chemisch mit der Cellulose reagiert hat.

Das bekannte Verfahren besitzt allerdings den Nachteil, daß die" im alkalisehen Medium gelösten Reaktivfarbstoffe nur eine begrenzte Zeitdauer haltbar sind, weil als Nebenreaktion zur Farbstoff-Faser-Verknüpfung zugleich eine Umsetzung des reaktiven Bestandteils dieser Farbstoffe mit den Hydroxylionen der wäßrigen

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Färbeflotte stattfindet. Die dabei entstehenden Hydrolysenprodukte können dann aber nicht mehr mit der Cellulose eine kovalente Bindung eingehen, .wodurch ein deutlicher Verlust an Farbausbeute resultiert. Aus gleichem Grund darf ferner die im Vorratsgefäß verbleibende Restflotte nicht längere Zeit ungenutzt bleiben, sondern muß vor jeder Injektion frisch angesetzt werden.

Einen weiteren Nachteil bedeuten die langen Verweilzeiten, die nach dem erläuterten Stand der Technik zur Fixierung der Farbstoffe auf der Faser erforderlich sind.

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Gegenstand des Patentes (Patentanmeldung P « HOE7O/F 234 ) ist ein Verfahren zum unregelmäßigen Färben von cellulosehaltigen! Garn oder Kardenband mit Reaktivfarbstoffen durch Injektion von Färbeflüssigkeit an mindestens einer ausgewählten Stelle in das aufgewickelte Fasermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wickelkörper aus dem Textilgut zuerst mit einer alkalisch wirkende Substanzen enthaltenden wäßrigen Flotte imprägniert, dann eine oder mehrere, neutrale bis schwach saure wäßrige Lösungen von Reaktivfarbstoffen einspritzt, und anschließend die so behandelte Ware zur Fixierung der Farbstoffe verweilen läßt.

Im Zuge der Maßnahmen des zuvor beschriebenen Verfahrens v/ird erreicht, daß die zur Verwendung gelangenden Farbstofflösungen praktisch unbegrenzt stabil sind, ein Verlust an Farbausbeute tritt daher nicht ein.

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In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens des Hauptpatents wurde nun gefunden, daß sich im Rahmen des dortigen Verfahrens zum unregelmäßigen Färben von cellulosehaltigen! Garn oder Kardenband die Fixierung der Farbstoffe innerhalb weniger Minuten ab-

über
schließen läßt, so daß gegen/ den langen Verweilzeiten gemäß der Arbeitsweise nach der deutschen Patentschrift 1 244 104 eine Erhöhung der Prqduktionsgeschwindigkeit gegeben ist, wenn man - anstelle durch Verweilen - die Fixierung der Farbstoffe hier durch Dämpfen vornimmt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Vorbehandlung der aufgespulten Garne mit den Alkali enthaltenden Imprägnierungsflotten vorteilhaft in einem Färbepräpparat, z.B. einer Kreuzspulenfärbevorrichtung. Dadurch erreicht man, daß eine große, Anzahl von Spulen gleichzeitig grundiert wird, weshalb dieser Verfahrensschritt praktisch keine Herabsetzung der Produktionsgeschwindigkeit bedeutet, insbesondere da die zweite Partie schon imprägniert werden kann, während die Garnwickel der ersten Partie mit der Reaktivfarbstofflösung injiziert werden. Außerdem ist man in der Lage, einen Vorrat von mit Alkali vorbehandelten ff.ickelkörpern zu erstellen, von dem jederzeit eine beliebige Menge abberufen werden kann, weil die grundierten Spulen nach dem Trocknen praktisch unbegrenzt lagerstabil sind, sofern man für eine den Zutritt von Feuchtigkeit ausschließende Aufbewahrung Sorge trägt. Darüber hinaus kann jedoch auch bei der üblichen Vorreiningung der Garnwickel mit heißen, wasch- und/oder netzmittelhaltigen Bädern diesen Reinigungsflotten bereits das Alkali zuge-

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setzt werden, wobei es im Hinblick auf den Reinigungseffekt vorteilhaft ist, erst dem letzten Spülbad das erforderliche Alkali zuzufügen, damit eine zur Fixierung der Reaktivfarbstoffe aus~ reichende Menge davon auf der Faser verbleibt. Diese Art von Vorbehandlung ist bei weitem die günstigste sowie auch bequemste.

Nach der Grundierung werden die Garnwickel abgeschleudert oder abgesaugt und dieselben können in nasser Form unmittelbar der Injektionsoperation zugeführt werden. Eine Zwischentrocknung der vorpräparierten Ware ist an sich nicht erforderlich, ergibt aller*- dings bei der nachfolgenden Injektion eine höhere Flottenaufnahme, veil das Fasermaterial in trockenem Zustand besser saugfähig ist.

Als Alkali läßt sich verfahrensgemäß jede zur Fixierung der Reaktivfarbstoffe übliche anorganische, alkalisch wirkende Substanz verwenden; vorzugsweise wird jedoch Natronlauge und zwar - in Abhängigkeit von der Farbstoffkonzentration - im allgemeinen in Mengen von IO - 100 ecm, insbesondere von 30 - 50ccn NaOH von 38°Be je Liter der wäßrigen Grundierungsflotte eingesetzt. Hierbei ist überraschenderweise festgestellt worden, daß nach der beanspruchten Arbeitsweise auch bei der Injektion geringer Farbstoffmengen, für die beispielsweise 50 ecm NaOH von 38°Bfe bereits einen relativ hohen Alkaliüberschuß darstellen, kein durch die eingangs erwähnte Nebenreaktion hervorgerufener Farbausbeuteverlust verursacht wird. Den alkalischen Imprägnierungsflotten können zu besseren Durchdringung des Garns noch handelsübliche,

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nichtionogene oder anionische Netzmittel, z.B. auf Basis der Uinsetzungsprodükte von Alkylenoxyden mit Alkylphenolen, von Gemischen aus höheren Oxalkylaten von Alkanolen bzw. Alkylphenolen und Alkylsehwefelsäureestern von Alkan-bzw. Alkylarylsulfonsäuren, oder von Naphthalinsulfonsäurederivaten, zugefügt werden.

Die Alkalibehandlung wird während 15 - 40 Minuten, vorzugsweise 20 Minuten, bei Temperaturen von 20 - 90⁰C, vorzugsweise 30 - 50°C, . vorgenommen.

. Die für die Anwendung nach der vorliegenden Erfindung in Betracht zu ziehenden Reaktivfarbstoffe sind unter dieser Bezeichnung hinlänglich bekannt. Hierbei handelt es sich um organische Verbindungen, die mindestens eine mit der Cellulosefaser reaktionsfähige Gruppe, eine Vorstufe hierfür oder einen mit der Cellulosefaser reaktionsfähigen Substituenten aufweisen. Die Grundkörper dieser Farbstoffe können unterschiedlichen Verbindungsklassen ange-

Produkte
hören; es eignen sich besonders^aus der Reihe der Anthrachinon-, Äzo- und Phthalocyaninfarbstoffe, wobei die Azo- und Phthalocyaninfarbstoffe sowohl metallfrei als auch metallhaltig sein können. Als reaktionsfähige Gruppen und Vorstufen, die im alkalischem Medium solche reaktionsfähige Gruppen bilden, sind im Rahmen dieser Farbstoffe z.B. Epoxygruppen, die Ä'thylenimidgruppe, die Vinylgruppe innerhalb des Vinylsulf on- oder des Acrylsäurerestes, ferner die ß-Sulfatoäthylsulfonylgruppe, die ß-ChloräthyIsulfony!gruppe, die ß-Thiosulfatoäthylsulfonylgruppe, die fr-PhosphatoäthyIsulfonylgruppe zu nenaen. Dabei spielt es keine

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Rolle, ob die zuvor genannten Reste unmittelbar oder über ein Zwischenglied, besonders -NH- oder -NR- (R = niederes Alkyl), an das Farbstoffmolekül gebunden sind, wie z.B. beim Äthionylarainorest. Als reaktionsfähige Substituenten in Reaktivfarbstoffen kommen solche in Frage, 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. Darüber hinaus können auch Farbstoffe eingesetzt werden, deren

amino reaktionsfähiger Rest eine ß-(2,2,3 ,3-Tetraf luor-cyclcfaitylj-aayloyl-Gruppe oder eine ß-(2,2,3,3-Tetrafluor-4-alkyl-cyclobutyl)-acryloylamino-Gruppe darstellt.

Aus der vorstehenden Zusammenstellung verschiedenartiger Typen von Reaktivfarbstoffen haben sich zum Zwecke der erfindungsgemäßen Herstellung von unregelmäßigen Garnfärbungen als besonders brauchbar diejenigen Reaktivfarbstoffe erwiesen, welche über eine Vinylsulfon-Gruppierung mit der Cellulosefaser reagieren. Bei diesen Farbstoffen tritt die Vorteilhaftigkeit des beanspruchten Verfahrens gegenüber der Färbemethode aus der deutschen Patentschrift 1 244 104 am deutlichsten auf.

Zur Durchführung der Färbungen nach der Erfindung wird die Färbeflotte unter Druck an mindestens einer Stelle in den mit Alkali vorbehandelten Wickelkörper gespritzt. Hierbei breitet sich die Farbstofflösung längs der Einspritzzone begrenzt aus, so daß in dem aufgespulten Material gefärbte und ungefärbte Bereiche

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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 getrennten Stellen zugleich erfolgen, wobei zur Erzielung eines bestimmten Musters die Einspritzstellen natürlich in bestimmter Y7eise gewählt werden müssen. Ebenso können erfindungsgemäß zur Herstellung eines mehrfarbig gefleckten Fadens nebeneinander Färbeflüssigkeiten verschiedener Nuance separat oder gleichzeitig in die Wicklung gepreßt werden. "

Der Injektionsmechanismus enthält als hauptsächlichsten Bestandteil eine hohle Einstechnadel, deren Schaft perforiert ist (Weitere Einzelheiten sjehe Astrodyed® Technical Manual, Astro Dye Works, Inc. Calhoun, Georgia 3Ö7O1/USA, Seite 12, Fig. 14). Die Länge dieser Nadel entspricht etwa der Dicke der zu behandelnden Spulenwicklung. Der Injektionsnadelträger läßt sich in seiner Stellung derart verändern,daß die Einstechnadel mit ihrer Spitze den Wickelkörper von der äußeren Garnlage her bis zur gewünschten Position im Inneren der Wicklung hin durchdringt, und der Durchfluß der Färbeflotte einsetzt. Durch rückläufige Bewegung des Nadelträgers wird der Farbstoffzufluß wieder unterbunden.

Im allgemeinen werden nach dem neuen Verfahren neutrale, wäßrige Lösungen der Reaktivfarbstoffe in das aufgewickelte Fasermaterial

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injiziert. Aus Gründen der Vorsicht, damit eine durch den Einfluß des Alkalis während der Injektion begünstigte Inaktivierung des Farbstoffes infolge Hydrolyse unterdrückt wird, können jedoch diese Lösungen schwach sauer, d.h. auf einen pH-Wort von 6 bis 7, mittels dafür bekannter Puffergemische bzw. schwacher Säuren, vorwiegend Essigsäure, eingestellt werden. Mitunter ist es auch vorteilhaft, den Injektionslösungen noch handelsübliche, nichtionogene oder anionische Netzmittel, z.B. auf Basis der Umsetzungsprodukte von Alkylenoxyden mit Alky!phenolen, von Gemischen höherer Oxalkylate von Alkanolen bzw. Alkylphenole!! und Alkylschwefelsäureestern von Alkan- bzw.- Alkylarylsulfonsäuren, oder von Naphthalinsulfonsäurederivaten, zuzusetzen. I_n den meisten Fällen

werden Injektionslösungen von etwa Raumtemperatur angewendet. _jNach der Injektion der Farbstofflösungen wird die Ware zur Fixierung der Reaktivfarbstoffe kontinuierlich oder diskontinuierlich 5-10 Minuten bei 102° - 1O5°C gedämpft. Abschließend werden die Spulen, wie bei Reaktivfarbstoffen üblich, nachbehandelt und getrocknet. Die erfindungsgemäß erzeugten Färbungen weisen die für Reaktivfarbstoffe typisch guten Echtheiten auf.

In den nach dem vorliegenden Verfahren gefärbten textlien Artikeln können die Cellulosefasern in nativer oder regenerierter Form vorliegen. Die für das Färben von Garn gemachten Aussagen treffen gleichermaßen für Kardenband zu.

Die nachstehend beschriebenen Beispiele sollen die Durchführung des beanspruchten Verfahrens näher erläutern, ohne es jedoch in

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irgendeiner Hinsicht auf die dort gezeigten Bedingungen zu beschränken.

Beispiel 1;

600 g aufgespultes Baumwollgarn werden in einem Färbeapparat im Flottenverhältnis von 1 : 30 sowie bei 35°C für 20 Minuten mit einer Flotte behandelt, die je Liter Wasser

50 ecm Natronlauge von 38 Be und

5 g eines Netzmittels auf Basis von Gemischen aus höheren Oxalkylaten von Alkanolen bzw. Alkylphenolen und Alkylschwefelsäureestern von Alkan— bzw. Alkylarylsulfonsäuren

enthält. Daraufhin wird der Wickelkörper abgesaugt und getrocknet.

In den so imprägnierten Garnwickel werden nun an vier verschiedenen Stellen neutrale Lösungen injiziert, welche im Liter Wasser jeweils 30 g eines Reaktivfarbstoffes der folgenden Formeln, in handelsüblicher Beschaffenheit enthalten:

1:

0 NH

SO₂-CH-CH₂-O-SO₃H

COOH

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toiIp ο·

NH-CO

HO NH-

0-SO₃H

CO-CII₃

N=N

HO₃S SO₃H

Iniektionsstelle 3:

ss sst as s= ss es zn =s ^r ^z isssssss=ssss::s

OCH₃

N=N-C C-

0-S

O₃H

^0CH3 HO-C N \ /

SO₃

4:

N=N

SO₂-CH₂-CH₂-O-SO₃H

Die Flottenaufnahme durch das Fasermaterial beträgt jeweils etwa 150 %, bezogen auf das Gewicht der trockenen V7are«

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Das auf diese Weise gefärbte Textilmaterial wird sodann zur Farbstoff-Fixierung 7 Minuten bei 103 C gedämpft und anschließend wie üblich nachbehandelt.

Nach dem Trocknen erhält man eine Spule, deren Garn an der Injektionsstelle 1 in einem vollen Blauton, an der Injektionsstelle 2 in einem Rotton, an der Injektionsstelle 3 in einem Goldgelbton und an der Injektionsstelle 4 in' einem Braunton von jeweils sehr hoher Farbstärke gefärbt ist.·

Beispiel 2; "^

Entsprechend der in Beispiel 1 angegebenen Vorschrift werden in eine mit Alkali vorbehandelte Spule aus aufgewickeltem Cellulosegarn an vier verschiedenen Stellen neutrale Färbeflüssigkeiten eingespritzt, die im Liter Wasser jeweils die Lösung von 30 g eines Reaktivfarbstoffes der nachstehenden Formeln, in handelsüblicher Einstellung enthalten:

1:

	S-O-CH₂-CH₂-SO₂	-	o^y I	HO₃S	NH-CO-C
HO₃		JF	J-	rV
	Y OC	"3

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2:

NH-CO

f°2

HO-C

—COOH

SO₃H

iniektionsstelle 4:

HO₃S-O-CH₂-CH₂-SO₂

-CHL-SO^-A

NH-co-c:

^:H3

Nach Farbstoff-Fixierung durch Dämpfenanalog Beispiel 1 erhält man in der Spulenwicklung bei Injektionsstelle 1 eine Blaufärbung, bei Injektionsstelle 2 eine Violettfärbung, bei Injektionsstelle 3 eine Gelbfärbung und bei Injektionsstelle 4 eine Orangefärbung.

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Eatsprechende Ergebnisse wie in den vorhergehenden Beispielen lassen sich erzielen, wenn man anstelle von Garn bei den Färbungen cellulosehaltiges Kardenband einsetzt.

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Claims

Patentansprüche :

1J Weitere Ausbildung des Verfahrens zum unregelmäßigen Färben von cellulosehaltigen! Garn oder Kardenband mit Reaktivfarbstoffen durch Injektion von Färbeflüssigkeit an mindestens einer ausgewählten Stelle in das aufgewickelte Fasermaterial nach Patent (Patentanmeldung P HOE 7O/F 234 )> intern man die Wickelkörper aus dem Textilgut zuerst mit einer alkalisch wirkende Substanzen enthaltenden wäßrigen Flotte imprägniert, dann eine oder mehrere, neutrale bis schwach saure wäßrige Lösungen von Reaktivfarbstoffen einspritzt, und anschließend die so behandelte Ware zur Fixierung der Farbstoffe verweilen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß man - anstelle durch Verweilen - die Fixierung der Farbstoffe hier • durch Dämpfen vornimmt..
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man an verschiedenen Stellen der Wickelkörper Farbstofflösungen mit unterschiedlichem Farbton einspritzt.
3. Verfahren nach Ansrpüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zur Injektion Lösungen von solchen Reaktivfarbstoffen verwendet, die als reaktionsfähigen Bestandteil mindestens eine Vinylsulfongruppe besitzen oder mindestens eine Gruppe aufweisen, die im alkalischen Medium die Vinylsulfongruppe bildet.

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4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Imprägnierung der Wickelkörper mit der alkalischen Flotte gleichzeitig mit der Vorreinigung des Fasermaterials vornimmt.

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