DE2406257C3

DE2406257C3 - Verfahren zum kontinuierlichen Färben von bahnförmigem Textilgut aus Cellulosefasern mit Reaktivfarbstoffen

Info

Publication number: DE2406257C3
Application number: DE19742406257
Authority: DE
Inventors: Hans-Ulrich von der Dipl.-Chem. Dr 6000 Frankfurt Eltz
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Filing date: 1974-02-09
Publication date: 1977-09-01

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Färben von bahnförmigem Textilgut aus Cellulosefasern und deren Mischungen mit synthetischen Fasermaterialien mit Reaktivfarbstoffen.

Die Vorteile des Klotz-Kurzverweil-Verfahrens zum Färben von Cellulosefasern mit Reaktivfarbstoffe!! sind weltweit anerkannt. Dennoch wird als ein Nachteil dieser Färbeweise immer wieder der diskontinuierliche bzw. halbkontinuierliche Ablauf des Färbeprozesses angesehen: Dieses für die Fixierung von Reaktivfarbsloffen bisher wichtigste Verfahren erfolgt bekannterweise durch Klotzen der alkalihahigen Farbstofflösungen auf das Textilgut und Verweilen des so behandelten Gutes bei Raumtemperatur für mindestens 90 Minuten, normalerweise 2 bis 4 Stunden, oder sogar über Nacht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bahnförmiges Textilgut aus Cellulosefasern und deren Mischungen mit synthetischen Fasermaterialien in wesentlich kürzerer Zeit als bisher mit Reaktivfarbstoffen zu färben.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine wäßrige Lösung von mindestens einem Reaktivfarbstoff zusammen mit einer Fixiermittel-Mischung aus einem flüssigen Alkaliwasserglas der Grädigkeit von 37 bis 6O⁰Be und einer Alkalilauge von 30 bis 45° Be im Verhältnis 1 :0,2 bis 1 :0,4 auf das Textilgut appliziert und das so behandelte Gut sodann zur Farbstoff-Fixierung durch Verweilen in einen Warenspeicher eingebracht, dort im abgetafelten Zustand bei 20 bis 8O⁰C für 5 bis 30 Minuten der Einwirkung von feuchter Wärme ausgesetzt und schließlich dem Warenspeicher wieder kontinuierlich entnommen wird.

Nach den zuvor beschriebenen Verfahren werden bei wesentlich verkürzter Verweildauer Färbungen mit voller Farbstoffausbeute erzielt. Dieses Ergebnis isi nur möglich, wenn man statt der bisher verwendeten Alkalilauge ein Gemisch aus Wasserglas und Alkaülau-Alkalikonzentrationen erlauben wegen des hohen Gehaltes an Wasserglas dennoch ein betriebssicheres Arbeiten.

}c gc (eventuell noch Sodazusatz) als Fixiermittel für die verwendeten Reaktivfarbstoffe einsetzt. Die zur Erzielung einer genügend schnellen Fixierung erforderlicher Das Aufbringen der Färbeflotte erfolgt mit Flilfe eines bekannten Klotz-Aggregates, durch Aufsprühen oder durch Aufschäumen. Zur Erhöhung der Fixiergeschwindigkeit wird das Textilgut verfahrensgemäß bei 20 bis 80⁰C, vorzugsweise 30 bis 60⁰C, geklotzt. Die? kann man dadurch erreichen, daß die Klotzflotten vorgewärmt dem Foulard zugeführt oder in einer

ac beheizbaren Chassis aufgebracht werden, oder das Textilgut schon vorgeheizt das Flottenauftragsgeräi passiert. Auch kann die Imprägnierung selbst innerhalb der vorbeheizten Verweilkammer erfolgen.

Nach dem Farbstoffauftrag wird das bahnförmige Textilgut vorteilhafterweise im schräg abgetafelter Zustand (Warenspeicher) auf ein Siebband abgelegt und verweilen lassen. Dieses kontinuierlich umlaufende Siebband kann horizontal oder geneigt angeordnet sein Es ist ferner möglich, ein einziges langes Band oder auch mehrere Bänder, die übereinander angeordnet sind einzusetzen. Dieses Band oder diese unterteilten Bänder befinden sich in einer geschlossenen Anlage, derer Gesamtfassiingsvermögen 200 bis 1000 m, vorzugsweise etwa 400 bis 800 tn Textilbahn beträgt. In dieser Anlage sind bei Betrieb Warengeschwindigkeiten von 10 bis 80 m/Minute möglich.

Die Temperatursteuerung im Warenspeicher, in dem wie schon erwähnt das Gut auf Temperaturen bis zi 80 C aufgeheizt wird, erfolgt bei dem nicht zu hoher

ho Energiebedarf mit Infrarotstrahlern bei gleichzeitige! Dampfinjektion. Dadurch ist eine exakte Feuchtigkeitskonstanz aiii dem Gut gegeben. Auch kann eine Durchsaugung des Guts mit Hilfe von feuchter, warmer Luft vorgenommen werden. Die Sicbbandunlage eignet

<'5 sich für alle Durchsaugungs- und Injektioir.vorgängc sehr gut. da das Gm auf dem Siebband entweder ir gestauchter oder abgetafelter Form, oder auch vollkommen glatt aufliegt. Auch isi es möglich, das Gut auf dem

Siebband, wo es glatt aufliegt, mit Dampf durchströmen /u kissen.

Hei Temperaturen von im allgemeinen 20 bis 80 C im Warenspeicher brauchen Fleckenbildungen durch Kondenswasserbildung nicht befürchtet zu weiden, da die Temperatur- und Feuelnigkeiissteuerung in diesen Hereichen sehr genau erfolgen kann.

In der Ausbildung dieses Verfahrens liegt die Verwirklichung eines lange gehegten technischen Wunsches. Überraschenderweise gelingt es, die Schwierigkeiten bei der Fixierung von Reaktivfarbstoffe!! im Verweilpro/eß durch die Alkalimischung zu überwinden. Hierbei verhindert das Wasserglas trotz des C'OvGehaltcs der Luft in der Verweilkammer, daß sich die Alkalitiil wahrend des Fixierprozesses ständig abschwächt und dadurch eine ungenügende Fixierung der Farbstoffe erfolgt. Darüber hinaus können sich Temperaturabweiehungen nach oben nicht nachteilig auf das Färbeergebnis itti.swirken. Ebenso wird durch den Feuchtigkeitsgehalt im Innern des Aggregates ein Austrocknen der Färbungen vermieden. Durch die leicht angehobene Temperatur — im Zusammenwirken mit der Alkalimischung — ergeben sich brauchbare Fixierzeiten. Außerdem läßt sich dieser erforderliche Temperaturbereich sehr gut steuern. Extrem hohe Laugenmengen sind nicht erforderlich.

In bezug auf die praktische Durchführbarkeit des beanspruchten Verfahrens ist es auch nicht voraussehbar gewesen, daß die durch das Aufstauchen der feuchten Ware normalerweise zu erwartenden Unegalitäten nicht auftretcin.

Gegenüber den bisher bekannten Naß-Dänipf-Vcrfahren ist infolge der verfahrensgemäß eingesetzten Alkalimischung eine wesentlich geringere Hydrolyseneigung der Reaktivfarbstoffe vorhanden. Dadurch können Ausbeutesteigerungen, besonders bei tiefen Farbtönen, festgestellt werden.

Für das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich auch langsamer fixierende Farbstoffkombinationen einsetzen. In diesen Fällen kann die Farbsloffixierung durch einen sich an die Verweiloperation anschließenden Dämpfprozeß, z. B. bei 103^uC, oder durch ein Eintauchen der von der Verweiloperation kommenden Ware in heiße Wasserglaslösung abgeschlossen werden. Wiederum ist es die Mischung aus Alkalilaugc und Wasserglas, die hier jegliche zu erwartende Schwierigkeit ausschließt. Die Temperatur dieser Nachbehandlungsprozesse muß nicht ganz genau eingehalten werden, es ist auch nicht erforderlich, daß der Dämpfer aDsolut luftfrei ist und eine eventuelle Überschreitung der Dämpfzeit bringt keinerlei Nachteile. Auch kann eine abschließende Passage durch eine heiße Lösung aus Wasserglas und Alkalilauge eine sofortige Fixierung erzwingen. Für das erfindungemäße Verfahren gilt als Vorteil, daß die Farbausbeuten bei der beschriebenen Kombination von Verweilzone und heißer Nachfixierung deutlich höher sind als wenn ohne die beschriebene Verweilstrecke gearbeitet wird, was sowohl durch den Abspüleffekt als auch die höhere Hydrolysereaktion erklärt, werden kann.

Das Verfahren kann auf Geweben ausCellulosefasern und deren Mischungen mit Synthesefasern wie auch auf Maschenware und vor allem auf Rundstuhlwaren, Frottierwaren, sowie auf allen Velour- und Samtqualitäten eingesetzt werden.

Das sogenannte Vcrweil-Fixier-Verl'ahren kann auch mit gutem Erfolg für das Färben von Polyester/Cellulosefaser-Mischgewcben eingesetzt werden. Hierbei wird der l'olyesterl'aseranleil zuerst mit Dispersionslaibstoll'en nach dem Thermosol-Verfahren und anschließend die C'ellulosefaserkomponentj nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefärbt. Ls kann aber auch beim f> Einsatz von hydrolysebesiändigen Reaktivfarbstoffe!! /unächsi die Cellulosefaser gefärbt werden. Während des Aufenthaltes im Warenspeicher, während des Auswaschprozesses und während der anschließenden Thermofixierung kann bei geeignetem l'asermaterial

ίο jedesmal eine Hauscheniwicklung stattfinden. Auch ist es möglich, anschließend die Polyesterfaser auf einer lei-Färbeanlagc zu färben.

Als Reaktivfarbstoffe kommen für das vorliegende Verfahren die unter diesem Hegriff bekannten organi-

is sehen Farbstoffe in Betracht. Es handelt sich hierbei vorwiegend um solche Farbstoffe, die mindestens eine mit Polyhydroxylfasern reaktionsfähige Gruppe, eine Vorstufe hierfür oder einen mit der Polyhydroxyll'ascr reaktionsfähige» Sub.sliiuenten erhalten. Als Grundkörper Der organischen Farbstoffe eignen sich besonders solche aus der Reihe der Azo-, Anthrachinon- und Phthalocyaninfarbstoffe, wobei die Azo- und Phthalocyanin-Farbstoffe sowohl metallfrei als auch metallhaltig sein können. Als reaktionsfähige Gruppen und Vorstufen, die im alkalischen Medium solche reaktionsfähige Gruppen bilden, seien beispielsweise Epoxygruppen, die Äthylenimidgruppe, die Vinylgruppe in einer Vinylsulfongruppe oder im Acrylsäurerest, ferner die ß-Sulfatoäthyisulfongruppe oder die /i-Chloräthylsul-

w fongruppe genannt. Außerdem kommen für diese Verfahren Derivate der Tetrafluorcyclobutyl-Reihe, z. B. derjenige der Tetrafluoreyclobutykicrylsäure in Frage. Als reaktionsfähige Substituenten in Reaktivfarbstoffen dienen solche, die leicht abspaltbar sinu und einen elektrophilen Rest hinterlassen. Als Substituenten kommen beispielsweise Halogenatome an folgenden Ringsystemui in Betracht: Chinoxalin, Triazin, Pyrimidin, Phthalazin und Pyridazon. Es können auch Farbstoffe mit mehreren Reaktivgruppen unierschiedli-

-)o eher Art verwendet werden.

Die zur Fixierung benötigten Alkalilaugen können in den beim Färben mit Reaklivfarbstoffen üblichen Mengen, meist etwa 5 bis 150 g pro Liter Klotzflotte, zur Anwendung kommen. Als solche alkalische Verbindungen kommen zweckmäßig wäßrige Lösungen von vorzugsweise Natriumhydroxyd, fernerhin von Kaliumhydroxyd, entsprechend einer Alkalistärke zwischen 30 und 45" Be in Frage.

Von den flüssigen Alkaliwassergläsern, die nach dem

so vorliegenden Verfahren den Klotzbädern zugesetzt werden, kommen zweckmäßigerweise auf dem Markt befindliche Natronwassergläser in Betracht. Bevorzugt werden Natronwassergläser der Grädigkeit von etwa 37° bis etwa 60° Be, entsprechend einem SiOi-Gehalt der wäßrigen Lösung von etwa 27,2 bis etwa 38,2 Gewichtsprozent verwendet. Die Einsatzmenge hängt von der Grädigkeit des verwendeten Alkaliwasserglases, von der Farbstoffkonzentration und von der Art des Farbstoffes ab und beträgt im allgemeinen etwa 25 g bis

(η) etwa 35Og, bevorzugt etwa 50 g bis 200 g, pro Liter Klotzflotie.

Beispiel 1

Ein Gewebe aus Zellwollstapelfasern wird mit einer wäßrigen Flotte, die im Liter 50g des Farbstoffes der

ιίικΊ

j'"' O

Ci I₁

I *
C)-SO₃Na

Ν- N-C

C (Ί!.,

HOC N

SO., N a

und außerdem

100 g/l Natronwasserglas von 49" Be

20 cm Vl Natronlauge von 38" Bo (32.5 Gew.-%)

bei einer Temperatur von 35"C und einer Flottenaul· nalime von 70% (bezogen auf das Gewicht der trockenen Ware) geklotzt und anschließend in abgeia feilem Zustand bei 40^üC verweilen lassen. Nach einer Verweilzeit von 10 Minuten und tier üblichen Nachbehandlung der Färbung wird praktisch die gleiche Ausbeute an fixiertem Farbstoff erzielt, als wenn diese Klotzung bei Raumtemperatur (21"C) erfolgt wäre und die Verweilzeit nach der bekannten Kaltverweil-Methotle 2 Stunden (ebenfalls bei Raumtemperatur) betragen hätte.

Der farbmetrische Farbstarke-Vergleich tier beiden Färbungen betrug 97 : 100.

Diese Messungen sind mil einem Hardy-Spektrophotomctcr vorgenommen worden.

deutlich larbsehwacliere Färbungen erhallen. Dr I arbslärke beirägl dann nach einer Dämpfzeil vm

IO.Sekunden 7t, : 100
30 Sekunden 84 : 100
hl) Sekunden 84 : IOD

Beispiel i 30 g/l des Farbstofles der Formel

O (u ---O NH CO CH,

N-

OCH., IK)₃S

SO₁II

O₂S -

ClA₂
OSO,I I

werden zusammen mit

100 g/l Natronwasserglas von 4M Be und 20 cmVI Natronlauge von 38' He

in Form einer wäßrigen I⁷IoIte auf mehrere Zellwollgewebe bei 40 C sowie mit 70 Gew.-% I lottenauluahme geklotzt und bei tier gleichen Temperatur 10 bzw. 20 Minuten verweilen lassen. Die nach der Nachbehandlung dieser Färbungen erzielte Ausbeute entsprach derjenigen, wie sie nach dem bekannten Klotz-Kurzverweil-Vcrfahren erzielt werden kann. Auch eine weitere Verlängerung der Verweilzeit der Färbung bei 40 C aiii 40 Minuten brachte keine Veränderung der Nuance in Farbton und -tiefe.

B e i s ρ i e

•i"

Fin Gewebe aus mcrcerisierter Baumwolle wird mit einer wäßrigen Flotte, die den gleichen Farbstoff wie in Beispiel 1 und mit der gleichen FarbsiolTkonzentration a> in Gegenwart von

100 g/l Natronwasserglas von 44 Be und
30 cm Vl Natronlauge von 38° Be

so

enthält, bei einer Temperatur von 18°C sowie 70 Gew.-% Flottenaufnahme geklotzt und 5 Minuten bei der gleichen Temperatur verweilen lassen. Anschließend erfolgt eine Behandlung der geklotzten Ware während 10 Sekunden mit Wasserglas-Lösung bei 95° C.

Nach der üblichen Nachbehandlung der Färbung erhält man ein farbmetrisches Ausbeuteverhältnis von 97 : 100, im Vergleich zu einer Färbung mit der üblichen Ausbeute nach dem bewährten Klot/kui/verweil- Verfahren bei einer Verweil/eil von 2 Stunden bei <«> Raumtemperatur.

Wird nach einer Verweil/cii von "1 Minuten bei Raumtemperatur die dien hergestellte Färbung anschließend noch IO Sekunden hei 103—105 Cgedämplt. so erhall man eine gleichiiele Färbung (4" 100). Arbeitet man im vorliegenden Fall dagegen ohne die Verw eilstrecke und dampft this (lew ehe unmittelbar nach dem Klotzen Ivi 10! 105 ('. dann werden

Beispiel 4

Mercerisiertes Baumwollgewcbe wurde mit einei wäßrigen FIt)He von 20 g/l des Farbstoffes der l'ormel

NH CO-NH

Cl

HO₃S--<

N N -

•—NU-/'

SO₃H

N N

100 g/l Natronwasserglas von 49' He und 3OcHi' Natronlauge von 38 Be bei 2! C imprägniert und bei dieser Temperatur 5 Minuten in abgetafelier Form verweilen lassen. Analog dazu wurde eine zweite Klotzung nach einer Verweilzeil von 5 Minuten während 10 Sekunden mit Sattdampf bei 105 ( behandeli. Die nach dei Nachbehandlung (gründliches Spulen und I internen des unimerien Farbsiol'fanteiles) erziehen l-arbaiisbeuten der beiden Färbungen wurden miteinander verglichen und dabei gleiche Farbiiele beobachtet

Beispiel Eine wäßrige Flotte, die 50 g/l des Farbstoffes der Formel

SO₂ —

-^f' X-SO₂-CH₂-CH₂-OSOjH

Cu-Pc

[SO₃H]₂
(Cu—Pc— = Kupferphthalocyanin)

100 g/l Wasserglas von 49° Be und 30 cmVI Natronlauge von 38° Be enthält, wird bei 22°C sowie 70 Gew.-% Flottenaufnahme auf mercerisicrtes Baumwollgewebe geklotzt. Im Anschluß an eine Verweilzeit der Klotzung von 10 Minuten wird die Ware 10 Sekunden bei 103- 105⁰C gedämpft. Nach der üblichen Nachbehandlung wird eine Farbausbeute der so erzeugten Färbung von 97 :100 im Vergleich mit einer entsprechend dem Klotz-Verweil-Verfahren über Nacht bei Raumtemperatur gelagerten Färbung erzielt.

Läßt man die zuvor hergestellte Klotzung 10 Minuten bei Raumtemperatur verweilen und taucht diese anschließend für 10 Sekunden in eine Wasserglas-Lösung von 95°C, dann erhält man eine gleichtiefe Färbung. Durch eine Verlängerung der Verweilzeit bei Raumtemperatur auf 20 Minuten kann die Ausbeute dieser Färbung noch um 5% gesteigert werden.

Würde man die Ware jedoch mit dem gleichen Farbstoff und den angegebenen Chemikalien klotzen und diese Klotzung unmittelbar ohne Verweilen dämpfen, also nach dem Naßdämpfverfahren arbeiten, dann werden selbst nach 30 Sekunden Dämpfzeit deutlich farbschwächerc Färbungen erhalten.
Die Farbstärken ergeben
nach 10 Sekunden Dämpfzeit 44 : 100
nach 30 Sekunden Dämpfzeit 76 :100.

Beispiel 6 Ks wird eine wäßrige Flotte, die im Liter 30 g des Farbstoffes der Formel

SOjH OH

SO₁H

F₂C-CF₂

NH-CO-CH-CH-C-C- CH,

H H

sowie 100 g Wasserglas von 48" Bc und 30 ein¹ Natronlauge (32,5%ig) enthält, bei 40"C sowie mit 70 (iew.-% Flottcnaufnahmc auf mercerisicrtes Baumwollgewcbc geklotzt, Nach einer Vcrwcilzeit von 10 Minuten bei 4O⁰C wird die Ware 10 Sekunden bei 10..J-IO5"C gedämpft. Die nach der Nachbehandlung erzielte Farbticfc wurde mil einer Färbung verglichen, -is die ohne Verweilung bei 40'¹C unmittelbar nach dem Klotzen .30 Sekunden bei 103- 105''C gedämpft wurde. Das Farbstarkeverhältnis ergab 100 : Hd /11 (itinslen des Verfahrens mit Verweilstreekc.

SCl

Beispiel 7

Mine Wirkware aus gebleichter Baumwolle wird bei Kaumtemperatur sowie 70 Clew.-'Vo Hotteiuuifiiiiliiiie mil einer wäßrigen Flotte geklotzt, die 50 g/l ties .s.s arbstoffes der Formel
SO,!!

so.,11

100 g/l Wasserglas von 4¹V Be und 40 cm Vl Natronlauge von 38" He enthält, Diese Klot/iing wird nun 2 Stunden bei Raumtemperatur verweilen lassen. In einem anderen Fall wird die geklotzte Ware nach cinei Verweil/eil von 5 Minuten bei 30-40"C IO Sekunden bei 103 105"C gedilmpft, Ks werden nach der üblichen Nachbehandlung gleichtiefe Färbungen erhalten,

Beispiel

50 g/l des FiirbMofics der Formel

SO₁H

-N N

HO₁S SO.,11

werden in Form einer wäßrigen Holte /.tiMimnien mit 100 g/l Wasserglas von 4^l)" Be und 10 cm Vl Natronlan

70S 135/242

ίο

von 38-' Bc bei 40 C auf mercerisiertes Baumwollge- werden nach der üblichen Nachbehandlung [-"arbstärken

be geklotzt und 10 Minuten bei 40 C verweilen von 100 : 9b erreicht. Taucht man dagegen die geklotzte

sen. Anschließend wird das Gewebe für 10 Sekunden Ware unmittelbar ohne Verweilzeit in heiße Wasser-

^5'"C heiße Wasserglas-Lösung getaucht. Führt man glas-l.ösung während 10 und 30 Sekunden, dann werden

vorliegenden Fall dagegen das Klotzen und 5 deutlich hellere Färbungen erzielt (68 : 100).
rweilen bei Raumtemperatur (21''C) aus. dann

UlV

Claims

';t t c η ι ii Iis pr üehe:

I. Verfahren zum kontinuierlichen Färben von bahnförmigem Textilgut aus Cellulosefasern und deren Mischungen mit synthetischen Fasermaterialien mit Reaktivfarbstoffe!!, d a d u r <: h g e k e η η /.e.chnet, daß eine wäßrige Lösung von mindestens einem Reakiivl'arbstoff zusammen mit einer Fixiermittel-Misehimg aus einem flüssigen Alkaliwasserglas der Grädigkeit von 37 bis bO" lie und einer Alkalilauge von JO bis 45 Be im Verhältnis I : 0,2 bis I : 0.4 auf das Textilgut appliziert und das so behandelte Gm sodann zur Farbstoff-Fixierung durch Verweilen in einen Warenspeicher eingebracht, dort im abgeial'elten Zustand bei 20 bis 80 ¹C für ) bis JO Minuten tier Einwirkung von feuchtei Wärme ausgesetzt und schließlich dem Warenspei eher wieder kontinuierlich entnommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß beim Einsatz, von langsam reagieren den Farbstoffen deren Fixierung durch einen kurzen sich an das Verweilen anschließenden Dämpfprozel abgeschlossen wird.
3. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekenn zeichnet, daß beim Einsatz von langsam reagieren den Farbstoffen deren Fixierung durch ein kurze· Eintauchen in eine heiße Wasserglaslösung abge schlossen wird.