DE2108875B2 - Verfahren zum faerben von mischungen aus cellulose- und polyamidfasern - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß sich Textilmaterialien aus Cellulosefasern mit Reaktivfarbstoffen färben lassen, indem man diese Farbstoffe unter alkalischen Bedingungen mit den Hydroxylgruppen der Cellulosefasern zur Umsetzung bringt. Besondere Bedeutung auf diesem Gebiet kommen Klotzfärbemethoden zu, weil sie sich auf vollkontinuierlichem oder halbkontinuierlichem Wege durchführen lassen. Eine im Hinblick auf ihre Wirtschaftlichkeit wichtige Färbetechnik zur Fixierung der obengenannten Farbstoffe auf Cellulosefaser-Geweben stellt das Klotz-Aufdock-Verfahren dar, bei welchem Farbstoff sowie Alkali gemeinsam auf die Faser gebracht werden und die Fixierung auf der Docke während einer bestimmten Verweilzeit bei Raumtemperatur erfolgt (SVF-Fachorgan 16, [1961], Seiten 320-340). Beim Färben von Mischgeweben aus Cellulose- und Polyamidfasern konnte man diese Applikationsmethode bisher nur für den Cellulosefaseranteil des Textilguts einsetzen, wobei die Farbgebung der Polyamidfaserkomponente im Anschluß an die Nachbehandlung der Reaktivfärbung diskontinuierlich mit Säure-, Metallkomplex- oder Dispersionsfarbstoffe aus saurem oder neutralem Medium bei Kochtemperatur oder höheren Temperaturen durch Überfärbung besorgt werden mußte. Diese zweibadige Arbeitsweise besitzt somit den Nachteil, daß sie in ihrer Handhabung sehr umständlich ist und keinen kontinuierlichen Ablauf gestattet.

Dagegen ist man in der Lage, Mischgewebe aus

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nativen bzw. regenerierten Cellulosefasern und synthetischen Polyamidfasern kontinuierlich mit Dispersionsund Reaktivfarbstoffen nach dem Thermosol-Prozeß zu färben und zu bedrucken. Gemäß dieser einbadigen Verfahrenstechnik wird auf das Textilmaterial eine wäßrige Zubereitung aufgebracht, die neben Dispersions- und Reaktivfarbstoffen noch Alkali sowie gegebenenfalls weitere Zusätze, wie Netz- und Verdikkungsmittel, enthält, anschließend das Gewebe getrocknet und danach einer Hitzebehandlung bei etwa 175°—22O⁰C während 30-60 Sekunden unterworfen. Durch die Thermosolierung wird der Polyamidfaseranteil des Mischgewebes fixiert und erhält damit seine optimalen textiltechnologischen Eigenschaften. Gleichzeitig erfolgt eine Fixierung der Dispersionsfarbstoffe in der Polyamidfaser und der Reaktivfarbstoffe auf der Cellulosefaser. Dieses Verfahren ist jedoch auf Grund der eingesetzten Farbstoffe sehr teuer, und die Echtheitseigenschaften, insbesondere die Naßechtheiten der Färbungen, fassen oft zu wünschen übrig.

Entsprechend den Darlegungen in Melliand Textilberichte, 11/1967, S. 1370 ff., ist es außerdem möglich, 1 : 1-Metallkomplex- und 1 :2-Metallkomplexfarbstoffe für das Färben von Polyamidfasern, vorzugsweise Wolle, nach dem Ciba-phasol-Kaltlagerverfahren einzusetzen. Die Klotzflotte wird hierbei immer mit Hilfe von Säure, vorzugsweise Ameisensäure, sauer eingestellt. Hieraus geht hervor, daß Vorurteile gegen eine Fixierung von Metallkomplexfarbstoffen aus alkalischem Medium bestanden haben und daß speziell eine Fixierung nach einem Verweilprozeß unter alkalischen Bedingungen als nicht durchführbar angesehen worden ist.

Es wurde nun gefunden, daß man die vorstehend erläuterten Schwierigkeiten sowie Nachteile vermeiden kann und sich die Färbung eines mit einer gleichzeitig Reaktiv- und nicht reaktive Metallkomplexfarbstoffe enthaltenden Klotzflotte geklotzten, aus Cellulose- und synthetischen Polyamidfasern besiehenden Textilmaterials dadurch fixieren läßt, daß das mit der alkalischen Klotzflotte imprägnierte Textilmaterial bei Raumtemperatur bzw. mäßig erhöhter Temperatur verweilen gelassen wird.

Das vorliegende Verfahren gestattet es, Kombinationen aus einem oder mehreren Reaktivfarbstoffen und einem oder mehreren Metallkomplexfarbstoffen gleichzeitig auf den Fasermischungen zu fixieren, wobei der Reaktivfarbstoff vorwiegend den Cellulosefaseranteil der Ware und der Metallkomplexfarbstoff sowie unter Umständen weitere Anteile des Reaktivfarbstoffes die Polyamidkomponente anfärben. Dieses Ergebnis war für den Fachmann keineswegs naheliegend, und es ist daher außerordentlich überraschend zu bezeichnen, daß die Fixierung von Metallkomplexfarbstoffen in wasserlöslicher oder dispergierter Form auf Polyamiden — vor allem aus alkalischem Milieu — bereits durch Verweilen bei Raumtemperatur gelingt, zumal das Klotz-Verweil-Verfahren die Erzielung von reproduzierbaren sowie egalen Färbungen mit für Polyamidfasern geeigneten Farbstoffen, besonders Säure- und Dispersionsfarbstoffen, bei Raumtemperatur ansonsten nicht zuläßt. In dieser Hinsicht ist ein Vorui ieil zu überwinden gewesen, daß man unter den genannten Bedingungen die Polyamidfaser echt mit Metallkomplexfarbstoffen färben kann, d. h., die Kombination von bekannter Reaktivfarbstoffixierur.g mit der bisher »unmöglichen« alkalischen Fixierung von Metallkomplexfarbstoffen führt zu einem fortschrittlichen Färbeverfahren für

Mischgewebe aus Cellulosefaser!! und Polyamidfasern.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Textilmaterial auf einem Färbefoulard mit einer wäßrigen Klotzflotte von 20° bis 25° C imprägniert, die den gelösten Reaktivfarbstoff, den gelösten S bzw. dispergierten Metallkomplexfarbstoff, alkalisch wirkende Substanzen sowie gegebenenfalls weitere Hilfsmittelzusätze enthält, und sodann vom Flüssigkeitsüberschuß abgequetscht

Die Fixierung der so applizierten Farbstoff gemische geschieht nunmehr in der Weise, duß man die gleichzeitig mit den Farbstoffkombinationen und Alkali geklotzten Mischgewebe aufrollt und das Fasermaterial im feuchten Zustand bei Raumtemperatur oder mäßig erhöhter Temperatur zwischen 30° und 6O⁰C auf einer Docke 2 bis 24 Stunden, vorzugsweise 8 bis H Stunden, verweilen läßt (Einband-Klotz-Aufdock-Verfahren bzw. Klotz-Kurzverweil-Verfahren). Diese halbkontinuierliche Verfahrenstechnik ist gekennzeichnet durch hohe Wirtschaftlichkeit infolge Energieeinsparung und benötigt keine kostspieligen Zwischentrocknungs- und Fixieraggregate.

Nach dem Färben wird die Ware gespült, geseift und wie üblich fertiggestellt. Bei Einhaltung der erläuterten Arbeitsbedingungen zeigt es sich, daß der Metallkomplex-Farbstoff keine oder nur eine geringfügige Anschmutzung des Celluloseanteils verursacht. Für die Färbungen mit dem Reaktivfarbstoff ist es wichtig, daß während des Waschprozesses die wäßrigen Bäder nicht mir Essigsäure neutralisiert werden, da sonst ein Teil des Reaktivfarbstoffes auf dem Polyamidfaseranteil der Ware fixiert und dadurch eine Nuancenverschiebung hervorgerufen wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Färben von Textilien, die aus Mischungen von Cellulose- und Polyamidfasern bestehen, weist gegenüber dem für diesen Zweck bekannten Einbad-Färbeverfahren den Vorteil auf, daß wesentlich bessere Echtheitseigenschaften erhältlich sind. Dies kommt besonders im Hinblick auf die Naßechtheit zum Ausdruck. So wird beispielsweise eine Schweißechtheit der Färbungen mit der Note 5 erzielt, welche auf andsrem Wege, insbesondere bei dem genannten einbadigen Färben, bisher nicht bewerkstelligt werden konnte. Gegenüber den zweibadigen Verfahrensweisen zum Färben der genannten Fasermischung besteht die Überlegenheit des neuen Verfahrens in einer beachtlichen Arbeitsvereinfachung und Kostensenkung.

Für das erfindungsgemäße Verfahren finden bevorzugt solche Reaktivfarbstoffe Verwendung, die als reaktiven Bestandteil mindestens eine Vinylgruppe besitzen oder mindestens eine Gruppe aufweisen, die bei der Einwirkung der alkalischen Mittel während des Färbens eine Vinylsulfongruppe bildet. Dabei spielt es keine Rolle, ob die genannten Reste unmittelbar oder über ein Zwischenglied,besonders — NH — oder — NR — (R = niederes Alkyl), an das Farbstoffmolekül gebunden sind. Aus der Klasse von Gruppierungen, die sich durch alkalische Substanzen in eine reaktionsfähige Vinylsulfongruppe überführen lassen, sollen als Beispie- 0>o le ß-Sulfatoäthylsulfon-, jS-Thiosulfatoäthylsulfon-, 0-Phosphatoäthylsulfon-, 0-Chloräthylsulfon-, jS-Dialkylaminoäthylsulfon-Gruppen, wie auch die entsprechenden Sulfonylaminogruppen, besonders der Äthionylaminorest genannt werden. Jedoch auch alle anderen hinlänglich bekannten Reaktivfarbstoffe, besonders aber solche, die als reaktionsfähigen Rest mindestens eine j3-(2,2,3,3-Tetrafluorcyclobutyl)-acryloylamino- oder ß-(2^,3,3-Tetrafluor-4-alkyl-cyclobutyl)-acryloylamino-Gruppe enthalten, sind für die neue Färbemethode brauchbar. Als Grundkörper dieser Farbstoffe eignen sich besonders solche aus der Reihe der Anthrachinone Azo- und Phthalocyanin-Farbstoffe, wobei die Azo- und Phthalocyanin-Farbstoffe sowohl metallfrei als auch metallhaltig sein können.

Als nichtreaktive Meta'lkomplexfarbstoffe werden beim vorliegenden Verfahren 1 :2-Chrom- oder Kobaltkomplexverbindungen von Azofarbstoffen, insbesondere Monoazofarbstoffen, verwendet, d. h. Komplexe in denen 2 Moleküle eines Azofarbstoffes oder je 1 Molekül zweier voneinander verschiedener Azofarbstoffe komplex an ein Chrom- oder Kobaltatom gebunden sind. Der Komplex kann z. B. einen Disazofarbstoff und einen Monoazofarbstoff oder vorzugsweise zwei gleiche oder verschiedene Monoazofarbstoffmoleküle enthalten. Weiterhin kommen wasserlösliche, metallisierte Azofarbstoffe in Frage, welche pro Farbstoffmolekül nur ein komplexgebundenes Metallatom (1 : 1-Metallkomplexverbindungen), vor allem Kupfer, ferner Chrom oder Kobalt aufweisen. Als mdallkomplexbildende Gruppen enthalten diese Azofarbstoffe vorzugsweise ο,ο'-Dihydroxyazogruppierungen.

Nach dem beschriebenen Verfahren können in den Klotzf'iOtten grundsätzlich alle anorganischen, alkalisch reagierenden Substanzen, wie Soda, Natriumbicarbonat, Trinatriumphosphat, Dinatriumphosphat, Natriumhydroxyd, Natriumsilikate,die entsprechenden Kaliumverbindungen oder Mischungen dieser Alkalien, angewendet werden, und zwar in Mengen von 3 —30 g, vorzugsweise 5 bis 20 g, je Liter der Klotzflotte, wobei sich der Alkaligehalt einmal nach den eingesetzten Farbstoffmengen und zum anderen nach dem Wirkungsgrad der Energiezufuhr bei der Fixierung richtet. Der pH-Wert des Färbebades bewegt sich im allgemeinen im Bereich zwischen 8 und 13.

In Abhängigkeit von der Art der Fixierungsmethode können die Klotzflotten zweckmäßig noch Elektrolyte, besonders kristallisiertes Natriumsulfat oder gereinigtes Natriumchlorid, in Mengen von 10 bis 40 g, vorzugsweise etwa 30 g, pro Liter Klotzflotte enthalten.

Den zur Anwendung gelangenden Färbebädern kann man noch handelsübliche Netz- und Verdickungsmittel zufügen, wobei insbesondere die Verwendung eines kapillaraktiven Gemisches, enthaltend verzweigte aliphatische Carbonsäureester, gegebenenfalls teilweise verseifte Phosphorsäureester aliphatischer Alkohole mittleren Molekulargewichtes, kleine Mengen Fettsäuren oder Seifen und als Netzmittel bekannte höhere Oxalkylate von aliphatischen oder von aliphatisch-aromatischen Sulfonsäuren, zu empfehlen ist, da dadurch die Farbtiefe und Egalität vorteilhaft beeinflußt werden. Ähnlich gute Effekte im Hinblick auf die Farbausbeute bzw. die Egalität liefern Alkalimetallsalze der m-Nitrobenzolsulfonsäure und Polyalkylenglykoje, bevorzugt Polyäthylenglykole, mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von ca. 400 bis 800. Diese vorgenannten Hilfsmittel werden in Mengen von 5 bis 20 g/l, vorzugsweise 10 bis 15 g/l, der Färbezubereitung zugesetzt.

Das gemäß dem beanspruchten Verfahren zu färbende Textilmaterial, das aus Mischungen von nativen oder regenerierten Cellulosefasern und synthetischen Polyamiden im Verhältnis von 50 : 50 bis 85 :15 besteht, liegt bezüglich seines Verarbeitungszustandes als Flächengebilde, z. B. Gewebe oder Gewirke, vor.

Beispiel 1

15 g des Reaktivfarbstoffes der Formel
SO₃Na

auf 1 Liter aufgefüllt. Außerdem werden dem so zubereiteten Färbebad noch 5 g eines kapillaraktiven Gemisches, enthaltend

Fettsäuren mit 6-12 niedrigmolekuiaren, se-

Alkoholen mit 4-8

SO₂-CH₂-CH₂-O-SO₃Na

werden in der 2- bis 4fachen Menge heißen Wassers gelöst und diese Lösung wird Jurch Zugabe von kaltem Wasser auf ca. 50⁰C abgekühlt. Eine auf dieselbe Art hergestellte wäßrige Farbstofflösung, bei der man 17 g der 1 :2-Chromkomplexverbindung aus den Farbstoffen oder Formeln

OH HO Cl

HO₁S

N=N-

und

OH

N=N-

y\	ι	J
Λ/	I
HO
ν
y
K/
Cl
Cl

Cl

eingesetzt hat, wird zu der Lösung des Reaktivfarbstoffes gegossen und die Mischung wird mit kaltem Wasser

Tabelle

Beispiel Farbstofflcombination

SO₃Na

Ester aus verzweigten
Kohlenstoffatomen und
kundären Alkanolen,
Phosphorsäureester von
Kohlenstoffatomen,

kleine Mengen von Fettsäuren mit 12 — 18 Kohlenstoffatomen bzw. deren Salze und
Alkansulfonsäuren mit 10-20 Kohlenstoffatomen,

16 ecm Natronlauge von 38° Be und 30 g kristallisiertes Natriumsulfat zugegeben.

Mit dieser Klotzflotte wird nun bei 20° bis 25°C ein Mischgewebe aus gleichen Anteilen von Baumwolle und synthetischen Polyamidfasern auf einem Foulard imprägniert, abgepreßt und danach im feuchten Zustand aufgerollt. Zum Schutz gegen ein ungleichmäßiges Austrocknen der geklotzten Ware wird das aufgerollte Textilmaterial in eine Plastikfolie eingehüllt und in diesem Zustand zur Farbstoff-Fixierung 12 Stunden bei Raumtemperatur verweilen gelassen. Hierauf wird das in dieser Weise gefärbte Gewebe zunächst mit neutralem kaltem Wasser und dann mit heißem Wasser von etwa 8O⁰C gründlich gespült sowie mit einer Lösung, die im Liter Wasser 1 g des Kondensationsproduktes aus Ölsäure und N-Meihyltaurin als Natriumsalz enthält, 5 Minuten lang bei Kochtemperatur geseift. Nach nochmaligem kaltem und warmem Spülen erhält man eine Färbung, bei welcher der Baumwollfascranteil des Mischgewebes gelb und der Polyamidfaseranteil blau angefärbt ist.

Die unten angeführte Tabdle gibt Auskunft über entsprechend Beispiel 1 zum Färben von Cellulose-ZPolyamid-Fasermischungen anwendbare Farbstoffkombinationen, wobei diese Zusammenstellung Angaben über die jeweils einzusetzenden Farbstoffmengen sowie die auf dem Mischgewebe in dieser Weise herstellbaren Nuancen enthält:

Menge Farbton

15g

Cellulosefaser:
Gelb

O₂N

Cl H₃C-NH-O₂S
1 :2-Chromkomplexverbindung

SO₂-CH₂-CH₂-O-SO₃Na OH

SO₂-NH-CH₃

12 g

Polyamidfaser:
Blau

Zl Uö Ö /O

Fortsct/uni!

Beispiel Farbstofikombination

// V

[₂ — NH-/ ^-SO₂-CH₂-CH₂-O-

CuPc

[SO₂H]₂ _3

(CuPc = Kupfeφhthalocyanin) SO₂-NH₂

\~\~ N=N-C—-—C-CH₃ OH ^H°-K } o—so₃h1

J 1-2

Cl

Cl

1:2-Chromkomplexverbindung

^\- SO₂-CH₂-CH₂-O- SO₃h1

OH

OH OH

T
SO₃K

NiPc

[SO₃H]₂

(NiPc = Nickelphthalocyanin) OH

und

ei V/

1:1-ChromkomplexVerbindung (Mischchromierung) OH OH

CH₃ N-SO₂-CH₂-CH₂-O-SO₃K

SO₃K
SO₂-NH₂

SO₃K

fS^N=N—C C-CH₃

:2-Koba]tkomplexverbindong

Menge Farbton

g Cellulosefaser: Türkisblau

g Polyamidfaser: dunkles Orangi

g Cellulosefaser: Türkisblau

g Polyamidfaser: Schwarz

g

Cellulosefaser: Bordeaux

Polyamidfaser: Rotviolett

609550,

569

Claims (5)

Patentansprüche: 21

1. Verfahren zum Fixieren der Färbung eines mit einer gleichzeitig Reaktiv- und nicht reaktive Metallkomplexfarbstoffe enthaltenden Klotzflotte geklotzten, aus Cellulose- und synthetischen Polyamidfasern bestehenden Textilmaterials, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der alkalischen Klotzflotte imprägnierte Textilmaterial bei Raumtemperatur bzw. mäßig erhöhter Temperatur verweilen gelassen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Klotzflotten als Hilfsmittel ein kapillaraktives Gemisch, enthaltend verzweigte aliphatische Carbonsäureester, gegebenenfalls teilweise verseifte Phosphorsäureester aliphatischer Alkohole mittleren Molekulargewichts, kleine Mengen Fettsäuren oder Seifen und als Netzmittel bekannte höhere OxalkyJate von aliphatischen oder von aliphatisch-aromatischen Sulfonsäuren zusetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man Klotzflotten als Hilfsmittel Alkalimetallsalze der m-Nitrobenzolsulfonsäure zusetzt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Klotzflotten als Hilfsmittel Polyalkylenglykole mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von ca. 400 bis 800 zusetzt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man in den Klotzflotten solche Reaktivfarbstoffe verwendet, die als reaktiven Bestandteil mindestens eine Vinylsulfongruppe besitzen oder mindestens eine Gruppe aufweisen, die im alkalischen Medium die Vinylsulfongruppe bildet.