DE2057154C3

DE2057154C3 - Verfahren zum unregelmäßigen Färben von Cellulosefaser^

Info

Publication number: DE2057154C3
Application number: DE2057154A
Authority: DE
Inventors: Hans-Ulrich Von Der Dipl.Chem. Dr. 6000 Frankfurt Eltz; Doris-Jutta 6230 Frankfurt-Hoechst Fink
Original assignee: Farbwerke Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1970-11-20
Filing date: 1970-11-20
Publication date: 1974-02-14
Also published as: DE2057120A1; BE775574R; FR2115277A2; CH554709A; AU3586771A; DE2057205B2; CH1671171A4; DE2057154B2; CH562356A; DE2057205C3; FR2115275B1; ZA717754B; ES397023A1; AU3586671A; FR2115276B2; DE2057154A1; IT998043B; SE365007B; FR2115277B2; ZA717755B

Description

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 Reaktivfarbstofflösung 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 alkalischen 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 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.

Gegenstand des Hauptpatents 2 (157 205 ist ein Verfahren zum unregelmäßigen Färben von cellulosehaltigem Garn oder Kurdenband mit Reaktivfarbstoffen durch Injektion von FärbefHissigkeit 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

ίο neutrale bis schwach saure wäßrige Lösungen von Reaktivfarbstoffen einspritzt und anschließend die so hehandelte Ware zur Fixierung der Farbstoffe verweilen läßt,

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

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 abschließen läßt, so daß gegenüber den langen Verweilzeiten gemäß der Arbeitsweise nach der deutschen Patentschrift 1 244 104 eine Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit gegeben ist. wenn man — an Stelle durch Verweilen — die Fixierung der Farbstoffe hier durch Dämpfen vornimmt.

Als weiterer Vorteil außer der Erhöhung der Produktionsgeschwindigkeit ist die Tatsache zu nennen, daß nach dem beanspruchten Verfahren alle Reaktivfarbstoffe, auch die ausgesprochen reaktionsträgen Farbstoffe, verwendet werden können. Diese Reaktiv-Farbstoffe, z. B. vom Typ des Monochlortriazins oder des Trichlorpyrimidins, wie auch Reaktivfarbstoffe, welche sich vom Phthalocyanin ableiten und daher immer reaktionsträger als die übrigen Vertreter der jeweiligen Gruppe sind, können dadurch ohne weiteres mit reaktionsfreudigeren Farbstoffen kombiniert werden. Die durch das Dämpfen zugeführte Energie ermöglicht eine ziemlich rasche Fixierung. Größere Kreuzspulen, auch solche, die härter gewickelt sind, können mit einer Dampfbehandlung fixiert werden, was durch Verweilen allein nicht immer möglich gewesen ist.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Vorbehandlung der aufgespu^'.en Garne mit den Alkali enthaltenden Imprägnierungsflotten vorteilhaft in einem Färbeapparat, z. B. einer Kreuzspulenfärbevorrichtung. Dadurch erreicht man, daß eine große Anzahl von Spulen gleichzeitig grundiert wird weshalb dieser Verfahrensschritt praktisch kein« Herabsetzung der Produktionsgeschwindigkeit bedeutet, insbesondere da die zweite Partie schon imprägniert werden kann, während die Garnwickel dei ersten Partie mit der Reaktivfarbstofflösung injizier werden, Außerdem ist man in der Lage, einen Vorra von mit Alkali vorbehandelten Wickelkörpern zu er stellen, von dem jederzeit eine beliebige Menge abbe rufen werden kann, weil die grundierten Spulen nacl dem Trocknen praktisch unbegrenzt lagerstabil sind sofern man für eine den Zutritt von Feuchtigkeit aus schließende Aufbewahrung Sorge trägt. Darübe hinaus kann jedoch auch bei der üblichen Vorreini gung der Garnwickel mit heißen, wasch- und/ode netzmittelhaltigen Bädern diesen Reinigungsflottei bereits das Alkali zugesetzt werden, wobei es im Hin

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blick aur den ReinigungselTekt vorteilhaft ist. erst dom tuenten in Reaktivfarbstoffen kommen solche in

letzten Spulbad das erforderliche Alkali zuzufügen, Frage, die leicht abspaltbar sind und einen elektro-

damit tine zur Fixierung der Reaktivfarbstoffe aus- philen Rest hinterlassen. Als Beispiele derartiger Sub-

reichende Menge davon auf der Faser verbleibt Diese stituenten seien genannt Halogenatome an folgenden

Art von Vorbehandlung ist bei weitern die günstmste 5 RingsystemenrChinoxalin.Triazin.Pyrimidin.Phthal-

sowie auch bequemste. ~ _{azijl und} j>_yrjd_azon. Darüber hinaus können auch

Nach der Grundierung werden die Garnwickel ab- Farbstoffe eingesetzt werden, deren reaktionsfähiger

geschleudert oder abgesaugt, und dieselben können Rest eine ₍-i-(2,2,3,3-Tetrafluor-cyclobutyl)-acryloyi-

in nasser Form unmittelbar der Injektionsoperation amino-Gruppe oder eine /H2,2,3,3-Tetrufiuor-4-alkyl-

zugeführt werden. Eine Zwischentrocknung der vor- io cyclobutyD-acryloylamino-Gruppe darstellt,

präparierten Ware ist an sich nicht erforderlich, er- Aus der vorstehenden Zusammenstellung verschie-

gibt allerdings bei der nachfolgenden Injektion eine denartiger Typen von Reaktivfarbstoffen haben sich

höhere Flottenaufnahme, weil das Fasermaterial in zum Zwecke der »rfindungsgemäßen Herstellung von

trockenem Zustand besser saugfähig ist. unregelmäßigen Garnfärbungen als besonders brauch-

AIs Alkali läßt sich verfahrensgemäß jede zur Fixie- 15 bar diejenigen Reaktivfarbstoffe erwiesen, welche rung der Reaktivfarbstoffe übliche anorganische, alka- über eine Vinylsulfon-Gruppierung mit der Celluloselisch wirkende Substanz verwenden; vorzugsweise faser reagieren. Bei diesen Farbstoffen tritt die Vorteilwird jedoch Natronlauge, und zwar — in Abhängig- haftigkeit des beanspruchten Verfahrens gegenüber keit von der Farbstoffkonzentration — im allge- der Färbemethode aus der deutschen Patentschrift meinen in Mengen von 10 bis 100 ecm, insbesondere 20 1 244 104 am deutlichsten auf.

von 30 bis 50 ecm NaOH von 38^Ü Be je Liter der wäßri- Zur Durchführung der Färbungen nach der Ergen Grundierungsflotte eingesetzt. Hierbei ist über- findung wird die Färbeflotte unter Druck an minderaschenderweise festgestellt worden, daß nach der stens einer Stelle in den mit Alkali vorbehandeltcn beanspruchten Arbeitsweise auch bei der Injektion Wickelkörper gespritzt. Hierbei breitet sich die Farbgeringer Farbstoffmengen. für die beispielsweise 25 stofflösung längs der Einspritzzone begrenzt aus, so 50 ecm NaOH von 38° Be bereits einen relativ hohen daß in dem aufgespulten Material gefärbte und unge-Alkaliüberschuß darstellen, kein durch die eingangs färbte Bereiche verschiedener Länge und völlig unerwähnte Nebenreaktion hervorgerufener Farbaus- regelmäßiger Anordnung erzeugt werden. Selbstverbeuteverlust verursacht wird. Den alkalischen Im- ständlich kann die Menge des eingespritzten Farbprägnierung'-flotten können zur besseren Durchdrin- 30 stoffes variiert werden. Sie hängt von dem gewünschten gung des Garns noch handelsübliche, nichtionogene Verhältnis von gefärbtem zu ungefärbtem Garn ab. Das oder anionische Netzmittel, . B. auf Basis der Um- Einspritzen der Färbeflotte kann einzeln oder an Setzungsprodukte von /lkyleroxyden mit Alkylphe- mehreren getrennten Stellen zugleich erfolgen, wobei nolen, von Gemischen aus höusren Oxalkylaten von zur Erzielungeines bestimmten Musters die Einspritz-Alkanolen bzw. Alkylphenolen und Alkylschwefel- 35 stellen natürlich in bestimmter Weise gewählt werden säureestern von Alkan- bzw. Alkylarylsulfonsäuren, müssen. Ebenso können erfindungsgemäß zur Heroder von Naphthalinsulfonsäurederivaten, zugefügt stellung eines mehrfarbig gefleckten Fadens nebeneinwerden. ander Färbeflüssigkeiten verschiedener Nuance sepa-

Die Alkalibehandlung wird während 15 bis 40 Mi- rat oder gleichzeitig in die Wicklung gepreßt werden,

nuten, vorzugsweise 20 Minuten, bei Temperaturen 40 Der Injektionsmechanismus enthält als hauptsäch-

von 20 bis 90° C, vorzugsweise 30 bis 5O⁰C, vorge- Iichsten Bestandteil eine hohle Einstechnadel, deren

nommen. Schaft perforiert ist (weitere Einzelheiten s. Firmen-

Die für die Anwendung nach der vorliegenden Er- schrift »Astrodyed Technical Manual«, Astro Dye

findung in Betracht zu ziehenden Reaktivfarbstoffe Works, Inc. Calhoun, Georgia 30 701/USA, S. 12,

sind unter dieser Bezeichnung hinlänglich bekannt. 45 Fig. 14). Die Länge dieser Nadel entspricht etwa der

Hierbei handelt es sich um organische Verbindungen, Dicke der zu behandelnden Spulenwicklung. Der

die mindestens eine mit der Cellulosefaser reaktions- Injektionsnadelträger läßt sich in seiner Stellung derart

fähige Gruppe, eine Vorstufe hierfür oder einen mit verändern, daß die Einstechnadel mit ihrer Spitze

der Cellulosefaser reaktionsfähigen Substituenten auf- den Wickelkörper von der äußeren Garnlage her bis

weisen. Die Grundkörper dieser Farbstoffe· können 50 zur gewünschten Position im Inneren der Wicklung

unterschiedlichen Verbindungsklassen angehören; es hin durchdringt und der Durchfluß der Färbeflotte

eignen sich besonders Produkte aus der Reihe der einsetzt. Durch rückläufige Bewegung des Nadelträ-

Anthrachinon-, Azo- und Phthalocyaninfarbstoffe, gers wird der Farbstoffzufluß wieder unterbunden,

wobei die Azo- und Phthalocyaninfarbstoffe sowohl Im allgemeinen werden nach dem neuen Verfahren

metallfrei als auch metallhaltig sein können. Als 55 neutrale, wäßrige Lösungen der Reaktivfarbstoffe in

reaktionsfähige Gruppen und Vorstufen, die im alka- das aufgewickelte Fasermaterial injiziert. Aus Grün-

lischen Medium solche reaktionsfähige Gruppen den der Vorsicht, damit eine durch den Einfluß des

bilden, sind im Rahmen dieser Farbstoffe z. B. Epoxy- Alkalis während der Injektion begünstigte Inakti-

gruppen, die Äthylenimidgruppe, die Vinylgruppe vierung des Farbstoffes infolge Hydrolyse unterdrückt

innerhalb des Vinylsulfon- oder des Acrylsäurerestes, 6° wird, können jedoch diese Lösungen schwach sauer,

ferner die /f-Sulfatoäthylsulfonylgruppe, die /y-Chlor- d. h. auf einen pH-Wert von 6 bis 7, mittels dafür be-

äthylsulfonylgruppe, die /f-Thiosulfatoäthylsulfonyl- kannter Puffergemische bzw. schwacher Säuren, vor-

gruppe, die /J-Phosphatoäthylsulfonylgruppe zu nen- wiegend Essigsäure, eingestellt werden. Mitunter ist

nen. Dabei spielt es keine Rolle, ob die zuvor genannten es auch vorteilhaft, den Injektionslösungen noch han-

Reste unmittelbar oder über ein Zwischenglied, be- ⁶5 delsübliche, nichtionogene oder anionische Netz-

sonders — NH — oder—NR-(R == niederes Alkyl), mittel, z.B. auf Basis der Umsetzungsprodukte von

an das Farbstoffmolekül gebunden sind, wie z. B. Alkylenoxyden mit Alkylphenolen, von Gemischen

beim Äthionylaminorest. Als reaktionsfähige Substi- höherer Oxalkylatc von Alkanolen bzw. Alkyloheno-

len und Alkylschwefelsüureestern von Alkan- bzw. Alkylarylsulfonsäuren, oder von Naphthalinsulfonsiiuredcrivatcn, zuzusetzen. In den meisten Fällen werden Injektionslösungen von etwa Raumtemperatur angewendet.

Nach der Injektion der Farbstofflösungen wird die Ware zur Fixierung der Reaktivfarbstoffe kontinuierlich oder diskontinuierlich 5 bis 10 Minuten bei 102 bis 105⁰C 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 textilen 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 DurchTiilirung des beanspruchten Verfahrens näher erläutern, ohne es jedoch in irgendeiner Hinsicht auf die dort gezeigten Bedingungen zu beschränken.

Beispiel I

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

ic 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:

Injektionsstelie

SO₃H

SO₂-CH₂-CH₂-O-SO₃H

COOH

Injektionsstelle 2

SO₂
CH₂
CH₂

Q-SO₃H

HO₃S

HO NH-CO-CH₃

SO₃H

Injektionsstelle 3

OCH₃

N=N-C C-CH₃

Injcktionsslcllc 4
Cu

SO, H

γ V-N-N--' y-N=N-~ii w

ιΐ i ! ^! P

SO, H

Die Flottenaufnahmc durch das Fasermaterial beträgt jeweils etwa 150%. bezogen auf das Gewicht der trockenen Ware.

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

SO₂-CH₂-CH₂-O-SO₃H

is 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 im Beispiel 1 angegebenen Vor- die im Liter Wasser jeweils die Lösung von 30 g eines

schrift werden in eine mit Alkali vorbehandclte Spule 25 Reaktivfarbstoffes der nachstehenden Formeln in

aus aufgewickeltem Cellulosegarn an vier verschiede- handelsüblicher Einstellung enthalten: nen Stellen neutrale Färbeflüssigkeiten eingespritzt.

Injektionsstelle 1
Cu

HO,S —0-CH₂-CH₂-SO,-

OCH₃ HO₃S

SO₃H

Injektionsstelle 2
Cu

HO₁S-O-CH₂-CH₂-SO₂-/

O NH-CO-CH₃

	HO₃S	SO₃H	\ / N
	Injektionsstelle 3		X
/v__NH Il I	-^C0^O^{N N} 9	r"¹ rnnii	T
Y	Il HO-C	π	SO₃H
I SO₂		Il N
L₁
CH₁
0-SO₃H

9 10

Injeklioiisstelle 4

OH

J. HO₁S-O-CH, (TI, -SO_{1 x} ^;—Ν--==Ν—··'''V^A\—NH-CO — CH,

λ K/

H Ο., S

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

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

Claims

Patentansprüche:

1. Weitere Ausbildung des Verfahrens zum unregelmäßigen Färben von cellulosehaltigen! Ga.n oder Kardenband mit Reaktivfarbstoffen durch Injektion von Färbeflüssigkeit an mindestens einer ausgewählten Stelle in das aufgewickelte Fasermaterial nach Haupipataii 2 1)57 21)5, indem 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 Farbstoffe auf der so behandelten Ware fixiert, dadurch gekennzeichnet, daß man 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 Anspruch 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.

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