DE2409727C3

DE2409727C3 - Verfahren zum Färben von synthetische Fasern enthaltenden textlien Wickelkörpern

Info

Publication number: DE2409727C3
Application number: DE19742409727
Authority: DE
Inventors: Hans-Ulrich von der Dipl.-Chem. Dr. 6000 Frankfurt; Reuther Albert 6231 Schwalbach; Wassmuth Hans-Joachim 6234 Hattersheim Eltz
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Filing date: 1974-03-01
Publication date: 1977-05-12

Description

Verfahren zum Färben von Synthesefasern nach Ausziehprozessen unter Hochtemperatur-(HT-)Bedinluftfreien Heißdampfatmosphäre gleichzeitig von innen und außen i.i die Wickelkörper eingeleitet wird.

Es bestand jedoch das Bedürfnis, dieses Hochdruckausziehverfahren auch auf das Färben von Synthesefasern mit Entwicklungsschwarzmarken auf Basis der Diazo- und Oxydationsfärbetechnik zu übertragen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Rahmen des Verfahrens der nicht vorveröffentlichten DT-OS 23 31 669 als Farbstoffe Entwicklungsschwarzmarken auf Basis der Diazo- und Oxydationsfärbetechnik verwendet werden, daß die Färbetemperaturen zwischen 105° und 135"C liegen, und daß die Entwicklung zum Farbstoff unter den genannten Druck-

gungen mit Entwicklungsschwarzmarken auf Basis der 45 und Temperaturbedingungen in einern neuen Bad nach

Diazo· und Oxydationstechnik sind in zahlreichen Varianten hinlänglich bekannt. Als großer Nachteil von allen herkömmlichen Arbeitsweisen dieser Art wird die sehr lange Färbezeit (4'/2 Stunden) bemängelt.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Färben von synthetische Fasern enthaltenden textlien Wickelkörpern mit wasserunlöslichen Farbstoffen nach der Ausziehmethode bei Temperaturen über 105^cC, bei welchem die Wickelkörper in einem Färbebehälter vor dem Färben erhitzt und entlüftet und unmittelbar im Anschluß daran mit der in einem Ansatzbehälter separat auf etwa Färbetemperatur erhitzten und mit einem relativen Überdruck von 4.9 bis 9.8 bar gesetzten gesamten Färbeflotte in Kontakt gebracht werden, wobei die Färbeflotte aus dem Ansatzhehalter in den Färbebehäher überführt wird, worauf die Färbebehandhini; durch Zirkulation der Färbeflotte fortgeführt wird

Ein derartiges Verfahren isi in der DT-OS 17 85 278 und der DT-OS 22 03 40 beschrieben. Entsprechend diesem Stand der Technik ist die Entlüftung des Behandlungsbehälters und des textlien Materials durch Vakuum charakteristisch. Dies geschieht in der Absicht, dem gleichen Prinzip durchgeführt wird.

Das Prinzip der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß in einem HT-Behälter eine Färbeflotte mit den gewählten Druck- und Temperaiurbedingungen ange-

setzt und von dort mittels Druck (Druckdampf, Preßluft, Pumpendruck) in einen anderen, dampfgefüllten sowie mit den Wickelkörpern aus Synthesefasern, z. B. aufgespulten Fäden oder Stückwarenwickeln auf Färbebäumen, beschickten Autoklav übergeleitet wird.

Dies geschieht derartig, daß man über entsprechend groß dimensionierte Rohrleitungen, Pumpen und ein Verteilerventil die Flotte gleichzeitig sowohl von innen als auch von außen in die Wickelkörper einpreßt. Auf diese Weise gelingt es, selbst bei texturierten Synthesefäden ohne Deformation von Wickel und Fäden die Flotte in extrem kurzer Zeit gleichmäßig im Farbegut zu verteilen. Bs werden dafür im allgemeinen Zeiten von weniger als 60 Sekunden, meistens sogar weniger als 30 Sekunden in Anspruch genommen. Dieses schnelle »Einschießen« der Färbeflotte erreicht man durch einen hohen Preßdruck auf der Seite des Ansatzbehälters (Druckdifferenz 5—10 bar). Der Färbebehälter wird durch Druckdampf vorher entlüftet und gleichzeitig die

Ware vorgewärmt. Das textile Material kann trocken oder vorgewaschen sein, was sich im Färbebehälter selbst durchführen läßt.

Der Färbebehälter ist druckdicht, gut isoliert und mit einem Wärmeaustauscher von hoher Kapazität versehen, um die Färbetemperatur konstant halten zu können. Die Flotte selbst wird im Ansatzbehälter auf etwa 135° C erhitzt, und sodann in den dampfgefüllten Färbebehälter eingepreßt. Im Rahmen dieses Vorganges kann der Färbebehälter, sofern der entsprechende Differenzdruck herrscht, auch bei geschlossenem Ventil vollständig gefüllt werden, da mit steigendem Druck der vorher vorhandene Dampf kondensiert

Eine Abwandlung dieses Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der mit Druckdampf gefüllte Färbebehälter an eine absperrbare Kondensationsanlage angeschlossen wird. Dadurch bildet sich ebenfalls eine relative Druckdifferenz aus, wodurch es wiederum möglich ist, bei geschlossenem Entlüftungsventil den Färbebehälter ganz mit der Farbstoffzubereitung zu füllen. Es ist außerdem möglich, durch ein Teilvakuum im Färbebehälter nach der Dampfentlüftung aus einer absperrbaren Vakuumleitung einen relativen Unterdruck herzustellen. Es gibt also mehrere Verfahrensmöglichkeiten für die erfindungsgemäße Erzeugung des Druckgefälles. Eine restlose Evakuierung des Färbebehälters ist bei dem erfindungsgemaßen Verfahren jedoch nicht notwendig.

Nachdem sich die gesamte Färbeflotte im Färbebehälter befindet, also nach abgeschlossenem Einschießen, wird mit Hilfe einer Zirkulationspumpe das Färbebad abwechselnd von innen nach außen und von außen nach innen durch den Materialwickel gepumpt, wobei bereits das Anlaufen der Zirkulationspumpe während der Füllphase beginnen kann. Die gewählte Färbeiemperatür wird dabei aufrecht erhalten. Nunmehr erfolgt in kurzer Zeil das endgültige Fixieren des Farbstoffes. Von Vorteil ist es, unter diesen Temperaturbedingungen mit genügend hohen Förderleistungen der Pumpe zu arbeiten. Oberhalb von 60 l/kg min ergeben sich gute Färbeergebnisse.

Durch das Kennzeichen der Zuführung der gesamten Färbeflotte in das Färbegefäß mit großer Geschwindigkeit auf und in das mehr oder weniger trockene Material in Form von Wickelkörpern unterscheidet sich das Verfahren von den bisher durchgeführten HT-Färbeprozessen, die einschließlich ihrer Verfahrensvarianten in der Literatur ausgiebig diskutiert worden sind. Es wird also erfindungsgemäß nicht etwa nur ein Teil der Färbeflotte oder eine konzentrierte Farbstoffdispersion in den Färbebehälter eingebracht, sondern die gesamte Färbeflotte nahezu schlagartig eingepreßt. Das unter diesen Bedingungen egale Färbungen zu erzielen sind, ist nicht voraussehbar gewesen, da Dispersions-Diazo-Schwarzmarken bei diesen Temperaturen ein hohes Ziehvermögen besitzen.

Es konnte außerdem nicht erwartet werden, daß die Farbstoffdispersionen bei so hohen Temperaturen, Druckdifferenzen und möglichen Turbulenzen noch für das Eindringen in Wickelkörper geeignet sind. Ferner ist es überraschend, daß die Farbstoffdispersionen unter diesen erschwerten apparativen Bedingungen stabil bleiben und nicht zu Agglomerationen neigen.

Als wesentlicher Vorteil wirkt sich bei dem beanspruchten Verfahren die Tatsache aus, daß bei den angewandten hohen Temperaturen das Ziehvermögen der Dispersions-Diazo-Schwarzmarken voll ausgenutzt werden kann.

Für die Durchführung des beanspruchten Verfahrens sind Faserarten synthetischer Herkunft in jeder Verarbeitungsform geeignet, die nach der HT-Färbemethode gefärbt werden können. Vorzugsweise wird das neue Verfahren jedoch für texturierte Fäden aus Polyester sowie Fäden und Fasern aus Triacetat angewendet.

Beim Färben sind außer Dispergiermitteln und den Chemikalien zur pH-Einstellung sowie zur Diazotierung bzw. Reinigung des Fasermaterials keine weiteren Zusätze erforderlich. Eine pH-Konstanz des Färbebades von pH 6 ermöglicht die Reproduzierbarkeit der Färbungen, die durch bekannte geeignete Puffersysteme erreicht wird. Es kann sowohl trockenes als auch nasses Material behandelt werden.

Der ausschlaggebende Unterschied des Prinzips der vorliegenden Erfindung gegenüber dem durch die DT-OS 17 85 278 bzw. die DT-OS 22 03 401 gegebenen Stand der Technik besteht nun darin, daß der Behandlungsbehälter nicht evakuiert, sondern mit Hochdruck-Sattdampf (etwa von der gleichen Temperatur wie der nachfolgend vorzunehmende Färbeprozeß) gefüllt wird, bis die Temperatur ausgeglichen ist. Der Behandlungsbehälter enthält also stets eine Dampfatmosphäre. Bei der raschen Überleitung der ebenfalls unter Hochdruck stehenden Färbeflotte aus dem Ansatz- in den Behandlungsbehälter wird dort der Dampf durch den angelegten Differenzdruck restlos kondensiert, wobei sogar noch die Kondensationswärme frei wird. Eine Temperaturerniedrigung findet also nicht statt, die wie oben beschrieben stören könnte.

Außer dem Vordämpfen des Materials zum Aufheizen des Wickelkörpers auf Färbcicmperatur hat sich beim erfindungsgemäßen Verfahren aber auch das gleichzeitige Einschießen der vorerhitzten Flotte von Innen und von Außen in das Farbgut als wesentlich erwiesen, einmal für die Cleichmäßigkeit der Färbung, zum anderen für die Schonung des Materialblocks. Nur auf diese Weise ist ein isothermisches Schnellfärben auf Wickelkörper aus Synthesefasern mit egalem Farbausfall erst möglich.

Im Gegensatz dazu ist bei dem bekannten Prozeß die Strömungsrichtung der einschießenden Flotte im Warenblock lediglich von innen nach außen durch das angelegte Vakuum vorgegeben und erfolgt einseitig entsprechend den Gegebenheiten in der Dichte der Wicklung unterschiedlich unter gleichzeitiger ebenfalls unterschiedlicher Abkühlung und ebensolcher Verarmung der Flotte an Farbstoff. Das Resultat ist eine nicht mehr zu beseitigende Unegalität der Färbung, vor allem bei hellen Nuancen. Sehr helle Farbtöne lassen sich erfahrungsgemäß nach der Vakuummethode überhaupt nicht einwandfrei färben. Ein weilerer nachweisbarer Nachteil der Vakuumtechnik ist die unkontrollierbare Deformation der Wickelkörper und die Beanspruchung vor allem hochempfindlichen, texturierten Farbgutes.

Diese zuvor geschilderten Nachteile werden im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vermieden. Durch das Vordämpfen des Materials wird die Ware nicht nur entlüftet, sondern vor allem auf Färbetemperatur aufgeheizt. Letzteres gilt auch für die Apparatur. Damit werden die beim Einfließen erhitzer Färbeflüssigkeiten nach der Vakuumtechnik auftretenden Temperaturdifferenzen, welche vor allem in den Bereichen über 100⁰C sich sehr rasch in großen Affinitätsunterschieden auswirken, ausgeschaltet. Die Farbflotte trifft nach der beanspruchten Methode überall gleiche Temperaturbedingungen an und kühlt selbst nicht örtlich ab.

Den Zufälligkeiten im Zuge der Strömung bei der auf 135"C erhitzt Durch Öffnen eines Sperrventils in

Vakuummethode wird nach der vorliegenden Erfindung einer geeigneten Verteilerleitung läßt man die erhitzte

bewußt das Eindrücken des Färbebades gleichzeitig von Flotte in den Färbebehälter innerhalb von 7 -10 Sekun-

innen und außen entgegengesetzt, wozu noch kommt, den sowohl von innen als auch von außen in die

daß auch die Umwälzpumpe, noch während des 5 Wickelkörper eintreten. Es stellt sich dann nach dem

Eindrückens der Flotte in das Farbgut, in Gang gesetzt Beginn der Flottenzirkulation eine Mischtemperatur um

wird. Das Farbgut ist somit nur der Strömungsdruckdif- 125°C ein. Bei wechselseitiger Flottenzirkulation wird

ferenz, nicht aber zusätzlich den hohen Druckdifferen- nunmehr die Badtemperatur auf 135°C erhöht und die

zen zwischen Ansatzbehälter und Vakuum ausgesetzt Ware 20 Minuten bei dieser Temperatur gefärbt. Es

Der Druck im Färbegefäß ist allein durch die io erfolgt ein Entleeren des Färbeapparates mittels

Temperatur der Flotte bestimmt. Die Druckdifferenz ist HT-(Hochtemperatur-)Ablaß.

lediglich durch das Maß des Überdrucks auf dem Nach erfolgter Grundierung wird die Ware mit einer

Ansatzgefäß über den durch die Flottentemperatur heißen wäßrigen Flotte unter wechselseitiger Zirkula-

gegebenen Dampfdruck gegeben. Da diese Druckdiffe- tion gespült und sodann bei einem Sattdampfdruck von

renz sowohl von innen nach außen als auch umgekehrt 15 1.5 barfür5 Minuten zwischengedämpft.

auf das Farbgut wirkt, ist eine Deformation des Zwischenzeitlich wird im Druckansatzgefäß ein

Warenwickels nicht zu befürchten. wäßriges Entwicklungsbad bei 110°C angesetzt und

. ι, nach Überlagerung mit Preßluft unter den bekannten

^e ' ^{s p}' ^e Konditionen in den Färbekessel eingebracht. Es stellt

Wickelkörper aus linearen, texturierten Polyesterfä- 20 sich eine Mischtemperatur von 110°C ein und das

den werden in einen Färbebehälter, geeignet für Material wird 15 Minuten bei 110⁰C bei wechselseitiger

Hochtemperatur- (HT-)Färbungen, eingebracht; dieser Flottenzirkulation behandelt Nach üblicher Fertigstel-

Behälter wird daraufhin durch Sattdampf von 2 bar lungerhält man eine egale und sehr echte Färbung
entlüftet und mit der Ware vorgewärmt. Gleichzeitig

wird in einem Ansatzbehälter die gesamte für die 25 Beispiel -

Färbung notwendige Flottenmenge vorbereitet, weiche Maschenware aus Triacetatfasern wird in einem

das lOfache des Warengewichtes beträgt und eine in HT-Stückbaumfärbeapparat in aufgewickeltem Zustand

Wasser dispergierte Mischung aus einem wasserunlösli- eingebracht. Dieser Behälter wird daraufhin durch

chen. diazotierbaren aromatischen Amin und einer Sattdampf von 1,4 bar entlüftet und mit der Ware

Kupplungskomponente samt anionischem Dispergier- 30 vorgewärmt. Die Grundierung des Textilmaterials

mittel und pH-regulierenden Substanzen enthält. Über erfolgt sodann, wie in Beispiel 1 beschrieben, jedoch bei

dem Flottenniveau wird ein Preßluftdruck von 5,5 bar einer Temperatur von 110°C. Danach schließen sich

eingestellt. analog Beispiel 1 Zwischenreinigung und Diazotierung

Der unter Druck stehende Flottenansatz wird jetzt an. Man erhält eine egale Färbung.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Färben von synthetische Fasern enthaltenden textUen Wickelkörpern mit wasserunlöslichen Farbstoffen nach der Ausziehmethode bei Temperaturen über 105° C, bei welchem die Wickelkörper in einem Färbebehäher vor dem Färben durch Behandeln mit einer etwa Färbetemperatur aufweisenden Heißdampfatmosphäre erhitzt und entlüftet und unmittelbar im Anschluß daran mit der in einem Ansatzbehälter separat auf etwa Färbetemperatur erhitzten und mit einem relativen Überdruck von 4.9 bis 9.8 bar gesetzten gesamten Färbeflotte in Kontakt gebracht werden, wobei die Färbeflotte aus dem Ansatzbehälter in den Färbebehälter gegen den Druck der luftfreien Heißdampfatmosphäre bei gleichzeitigem Einleiten von innen und außen in die Wickelkörper überführt wird, worauf die Färbebehandlung durch Zirkulation der Färbeflotte fortgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Farbstoffe Entwicklungsschwarzmarken auf Basis der Diazo- und Oxydationsfärbetechnik verwendet werden, daß die Färbetemperaturen zwischen 105° und 135°C liegen und daß die Entwicklung zum Farbstoff unter den genannten Druck- und Temperaturbedingungen in einem neuen Bad nach dem gleichen Prinzip durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der relative Überdruck zur Überführung der Färbeflotte durch Druckluft erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelkörper einer Sattdampfatmosphäre ausgesetzt werden, und der Färbebehälter zur Vergrößerung des relativen Überdruckes an eine absperrbare Kondensationsleitung angeschlossen ist.

die heiße Behandlungsflotte möglichst widerstandslos und schnell aus dem Ansatzbehälter in den Behandlunesbehälter überführen zu können. Da man in technischen Anlagen der Praxis-Größenordnung mit Hilfe von Vakuumpumpen nur ein partielles Vakuum erzeugen kann, verbleibt immer noch ein Restdruck, der einen gewissen Widerstand leistet. Das Vakuum führt außerdem zwangläufig zu einer starken Abkühlung des gesamten Systems durch die Expansion der Luft bzw.

,o Verdunstung von Feuchtigkeit, sei es aus dem Material oder aus anhaftender Flotte. Dies ist auch dann der Fall, wenn das System (Apparat+ textiles Material) vor dem Evakuieren (z. B. durch Dampf) vorgewärmt wurde. Es entsteht ein erhebliches Temperaturgefälle zwischen

Ware und Färbeflotte, was bei dem raschen Kontakt zu starken Unegalitäten Anlaß gibt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das oben bezeichneie Hochdruckausziehverfahren so zu verbessern daß sich besonders egale Färbungen auf den

synthetischen Fasermaterialien auch mit wasserunlöslichen Entwicklungsschwarzmarken auf Basis der Diazo- und Oxydationsfärbetechnik sowie bei gleichzeitiger wesentlicher Färbezeitverkürzung erzielen lassen.
Was das Färben von textlien Wickelkörpern aus Synthesefasern mit wasserunlöslichen Dispersionsfarbstoffen anbetrifft, so wurde aus diesem Anlaß in der DT-OS 23 31 669 bereits eine Arbeitsweise vorgeschlagen gemäß der die Wickelkörper unmittelbar vor der Überführung der Färbeflotte einer die Färbetemperatur