DE2534562C3 - Verfahren zum isothermischen Hochtemperaturfärben von Textilgut aus hydrophoben synthetischen Fasern - Google Patents

Verfahren zum isothermischen Hochtemperaturfärben von Textilgut aus hydrophoben synthetischen Fasern

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Description

45
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum isothermischen Hochtemperaturfärben von Textilgut aus hydrophoben synthetischen Fasern in einem geschlossenen Färbesystem mit wasserunlöslichen Dispersionsfarbstoffen unter Einsatz einer durch das Textilgut zirkulierenden Flotte nach der Ausziehmethode, wobei der in Wasser von 40 bis 6O0C vordispergierte Dispersionsfarbstoff in die bereits zirkulierende, zusammen mit dem Textilgut auf Färbetemperatur zwischen 115 und 1400C. vorzugsweise 120 bis I35°C. erhitzte sowie auf einen pH-Wert von 4—6 eingestellte, wäßrige Färbeflotte eingeschleust wird.
Aus der deutschen Auslegeschrift 22 35 110 ist ein derartiges Verfahren zum Hochtemperalurfärben bekannt, bei dem zunächst das lediglich aus auf pH 4—6 r« eingestelltem Wasser bestehende Färbebad zusammen mit der Ware auf die vorgesehene Fäfbetemperatür zwischen 115°C Und 1400G aufgeheizt wird. Hierbei wird in einem separaten Ansatzgefäß der Farbstoff Vordispergief t, und dann Wird diese Dispersion in einer fij einzigen Charge über eine sogenannte Züsatztasche oder einen Injektor in das heiße Färbebad eingeschleust. Die deutsche Offenlegungsschrift 22 56 116 hat ebenfalls das isothermische Färben von Textilmaterial aus Polyesterfasern mit Dispersionsfarbstoffen zum Gegenstand, wobei die Farbstoffe erst bei Färbetemperatur in das Färbebad eingebracht werden. Auch dieses bekannte Verfahren setzt eine vorhergehende Dispergierung der verwendeten Farbstoffe in dem jeweiligen Färbemedium voraus.
Noch ein Verfahren zum isothermischen Färbefi von hydrophobem organischen Polyestermaterial unter Einsatz einer durch die Ware zirkulierenden Flotte ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 23 30 622 bekannt Hierzu werden die dispergiermittelfreien oder -armen Farbstoffe in 90—950C heißem Wasser aufgeschlämmt. Noch vom Farbesystem getrennt, wird die Suspension auf die Färbetemperatur erhitzt und dann ebenfalls in das vorgeheizte Färbesystem aus Färbeflotte und Ware eingeschleust Nach der Beschreibung ist also auch hier eine Vorbereitung des Farbstoffes, die einem Vordispergieren gleichkommt vonnöten.
Alle diese zuvor besprochenen Methoden gemäß Stand der Technik bringen den vordispergierten oder anderweitig zubereiteten Farbstoff in einem einmaligen Zusatz in das auf Färbetemperatur erhitzte Färbesystem ein. Aus diesem Vorgehen ergeben sich für die Sicherheit des Verlahrens und die Egalität der Färbung Nachteile, die vor allem auf folgendem Sachverhalt begründet sind.
Es ist aus der Erfahrung bekannt daß bei optimalem Flottendurchsatz durch das Färbegut und konstanter Färbetemperatur bei einmaliger Flottenumwälzung, d. h. der Zeit, in der die gesamte zur Verfugung stehende Färbeflotte einmal durch das Färbegut gepumpt wird, höchstens bis zu 2% des in dieser Färbeflotte enthaltenen Farbstoff s auf das Färbegut aufziehen. In der Regel sind also etwa 50 Flottenumwälzungen notwendig, bis der Farbstoff aus dem Färbebad völlig ausgezogen ist. Daraus folgt auch, daß z. B. bei einer Flottenumwälzung je Minute, 50 Minuten benötigt werden, um das Färbebad zu erschöpfen. Bei vier Umwälzungen/min ziehen in einer Minute ca. 4 χ 2% oder 8% des zur Verfügung stehenden Farbstoffes aus. der gesamte Ausziehvorgang nimmi unter diesen Bedingungen nur noch etwa 13 Minuten in Anspruch.
Dieser F.rfahrunüswert von 2% ist weitgehend unabhängig davon, ob helle oder liefe Färbungen, also solche mit geringem oder hohem Farbstoffeinsat/ hergestellt werden.
Bei einer Färbung mit z. B. 3% Farbstoff, bezogen auf das Warengewicht, sind nach einer Hottenumwälzung 2% dieser Farbsioffmenge, also 0.06% Farbstoff vom Warengewicht ausgezogen.
Erlauben die Zirkulationspumpe und die Packungs dichte des Materials 4 Flottenumwälzungen/min, so sind nach diesen 4 Umwälzungen oder nach einer Minute 8% des Farbstoffangebotes oder 0,24% Farbstoff vom Warcngewicht auf die Faser gezogen.
Bei einer Färbung mit nur 1% Farbstoff vom Warengewicht bleibt der Badauszug von etwa 2% per Umwälzung erhalten. Nach einer Umwälzung sind dann 0,02% Farbstoff vom Warengewicht aufgezogen. Für 4 Umwälzungen ergeben sich dann wieder 8% Vom Gesamtfarbstoff oder 0,08% vom Warengewicht aufgezogener Farbstoffi
Daraus läßt sich ableiten, daß die Zeit zum Aufziehen des Farbstoffes mit def Erhöhung der Zahl der Flottetiümwälzungen in der Zeiteinheitj also des Wertes Umwälzungen/min, Verkürzt Werden kann, Das läßt sich
durch Steigerung der Pumpenleistung erreichen. Wird auf diese Weise z, B. die Anzahl der Flottenumwälzungen/min verdreifacht, so kann die zum Aufziehen des Farbstoffes benötigte Zeit auf V3 verkürzt werden. Es muß jedoch immer noch eine bestimmte Zeit weitergefärbt werden, um die Farbstoffdiffusion in der Faser, die für die Qualität der Färbung ebenfalls entscheidend ist, zu ermöglichen. Aus der verkürzten Aufziehzeit und der ebenfalls verkürzten Aufheizzeit ergeben sich die Grundzüge der vorangestellten Verfahren gemäß Stand der Technik. Jedoch haben diese noch schwerwiegende Nachteile.
Wird nämlich entsprechend den oben diskutierten Verfahren der gesamte Farbstoff in einer einzigen Charge in das Färbebad eingeschleust, so muß er für einen Zeitraum von — je nach Flottendurchsatz — 15—30 oder mehr Minuten in stabiler Dispersion gehalten werden. Nun ist aber bei den bereits erreichten hohen Färbetemperaturen die Neigung zum Brechen der Dispersion erhöht Ebenso störend ist die Kristall!- sationsneigung der Dispersionsfarbstoffe unter diesen Bedingungen. Hat diese Farbstofrkrisiaiiisation erst einmal eingesetzt, so führt sie unweigerlich und rasch zu Abfiltrationen des auskrislallisierten Farbstoffes auf dem Fasermatenal und zu unegalen, reibunechten Färbungen.
Beim Einsatz von Farbstoffkombinationen mit Komponenten, die coloristisch nicht völlig übereinstimmen, kann es beim Färben zu Unegalitäten dann kommen, wenn die gesamte Farbstoffdispersion auf einmal bei Färbetemperatur eingeschleust wird.
Die vorliegende Erfindung hat es sich nunmehr zur Aufgabe gestellt, das eingangs eriäu'Tte Verfahren zum isothermischen Hochtemperaturfärben von Textilgut aus hydrophoben synthetischen Fasern in einem geschlossenen Färbesystem mit wasserunlöslichen Dispersionsfarbstoffen nach der Ausziehmethode so /u verbessern, daß alle diese beschriebenen Störfaktoren ausgeschaltet sind und außerdem die Egalität der Färbungen günstig beeinflußt wird. Mit diesem neuen Verfahren sollen sich auch äußerst schwierig /u färbende Farbtöne, z. B. Braun- oder Graunuancen (die üblicherweise mit Kombinationen aus solchen Farbstoffen gefärbt werden müssen, die ein unterschiedliches färberisches Verhalten aufweisen) einwandfrei egal färben lassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anzahl der Flottenumwälzungen pro Minute und die je Flottenumwälzung auf die Fasern aufgezogene Farbstoffmenge durch Messung ermittelt und der vordispergierte Dispersionsfarbstoff in Abhängigkeit der ermittelten Werte dosiert in die Färbeflotte eingebracht wird. Das bedeutet also, daß erfindungsgemäß nur die Menge zudosiert wird, die je Flottenumwälzung tatsächlich auszieht. Dieser Richtsat/ kann dermaßen eingehalten werden, daß man den gesamten einzusetzenden Farbstoff nur in (vom Flottendurchfluß abhängenden) Teilmengen in einem vorgegebenen Rhythmus (Takt) zudosiert oder aber den Farbstoffzusatz kontinuierlich über einen längeren Zeitraum, d. h. über eine größere Anzahl Flottenumwälzungen hinweg, vornimmt, so daß der Farbstoffzüsatz in Übereinstimmung mildem ermittelten Meßwert (Flottenümwälzüngen/min) erfolgt, Die Dosierung kann also diskontinuierlich oder kontinuierlich erfolgen und kann elektronisch geregelt werden.
Ais besonders geeignet für das erfindungsgemäße Verfahren haben sich die Voraussetzungen nach der DE-AS 22 35 110 erwiesen. Im einzelnen verläuft das Verfahren wie folgt:
Der gesamte Dispersionsfarbstoff wird in einer
bestimmten Menge Wasser von 40—60pC dispergiert Es liegt damit eine vorgegebene Konzentration der Vordispersion vor. Unter Vordispersion wird also die Vorbereilungsform des Farbstoffes verstanden, die den Farbstoff zum Zusetzen in das Färbebad geeignet macht. Ihre Menge kann rein mengenmäßig oder aber
ίο auf eine bestimmte Konzentration des Farbstoffes abgestellt sein. Im ersten Fall wird unabhängig von der eingesetzten Farbstoffmenge immer dasselbe Volumen Vordispersion bereitet, im zweiten Fall wird immer die gleiche Farbstoffkonzentration eingestellt, dadurch ergibt sich bei großer Farbstoffmenge ein großes Volumen Vordispersion, bei geringerer Farbstoffmenge aber ein kleineres Volumen Vordispersion.
Für das Verfahren ist es günstig, die mengenmäßige Einstellung der Vordispersion zu wählen, da dann die Dosiervorrichtung nur einmal für diese ständig gleichbleibende Menge eingestellt zu werden braucht und die Dosierung über eine reine Volumenmessung erfolgt. Außerdem kann die Färbeflotte beim Ansatz so bemessen werden, daß die Aufnahme des zusätzlichen Volumens der Vordispersion in den Färbeapparat berücksichtigt wird.
Dispersionen von 40—6O0C sind außerordentlich stabil und zeigen keine Neigung zum Kristallisieren des Farbstoffes. Werden die Vordispersionen bei Färbetemperatur, also bei 115—1400C. angesetzt oder nach dem Ansetzen auf diese aufgeheizt, so ist diese Gefahr bereits gegeben.
Außerdem werden zum Ansetzen solcher Vordispersionen druckdichte Ansatzgefäße benötigt. Das ist nicht nötig, wenn die Vordispersion bei 40 —60°C hergestellt wird.
Während des Ansetzens der Vordispersion wird das Färbebad (aus mit Essigsäure auf pH 4 —6 eingestelltem Wasser) zusammen mit der Ware auf d'e Färbetemperatür /wischen 115—140° C aufgeheizt uu.,1 in Zirkulation versetzt. Mit einer Meßeinrichtung wird der Flottendurchsatz, d. h. die Anzahl der Flottenumwälzungen/min ermittelt, und über den mit der Meßeinrichtung gekoppelten Injektor wird dann nur eine vom erhaltenen Meßwert abhängige, errechnete Teilmenge der Vordispersion (und damit eine bestimmte Teilmenge des Gesamtfarbstoffes) in die Flottenzirkulation hineingepumpt. Da der Flottendurcbsatz direkt ermittelt wird, ist die Meßeinrichtung von der Packungsdichte und der Art des zu färbenden Materials sowie von eventuell schwankender Pumpenleistung unabhängig. Diese Faktoren, die die Anzahl der Flottenumwälzungen/min beeinflussen, sind durch die direkte Messung eliminiert.
Nach einer bestimmten, wählbaren und bei elektronischer Vorrichtung einstellbaren Zeit wird abermals eine zweite berechnete Teilmenge der Vordispersion ins
Färbebad eingeschleust. Dieser Vorgang wird so lange
wiederholt, bis die gesamte Vordispersion ins Färbebad eingebracht ist. Es wird also die Vo-dispersion in einem wählbaren Rhythmus (Takt), z. B. jeweils nach Ablauf einer halben, ganzen oder anderthalben usw Minute, in Teilmengen eingeschleust, wobei die Größe der
Teilmengen direkt von der ermittelten Anzahl der Flottenumwäizungen während eines Taktes abhängt
Und davon, daß Während einer einzigen Flottenumwäl·
zung etwa 2% des Gesamtfarbstoffes, das entspricht
auch 2% der Vordispersion, eingebracht werden sollen.
Der Zusammenhang zwischen Flottendurchsatz
(Flouenumwälzungen/min), wählbarem Einschleusrhythmus und der pro Einschleustakt einzuschleusenden Teilmenge Vordispersion in Prozent von deren Gesamtmenge geht aus folgender Tabelle hervor, In ihr sind Ferner Werte über die Dauer der Einschleusperiode und die Gesamtlarbedauer enthalten.
Flouenum- Einschleusrhythmus t min 1,5 min 2 min Dauer der Gesamt-
wälzungen 3 4 5 Einschluus- färbezeit
je Minute 8% 12% 16% periode
0,5 min 6% 9% 12% etwa min etwa min
Spalte 1 2 5% 7,5% 10% 6 7
4 4% 4% 6% 8% 13 25-40
3 3% 3% 4,5% 6% 17 30-50
2,5 2,5% 2% 3% 4% 20 30-50
2 2% 25 30-50
1,5 1,5% 35 40-60
1 1% 50 50-60
Die Angaben in den Spalten 2—5 geben die pro Einschleustakt in die Färbeflotte einzubringende Teilmenge Vordispersion in % von der Gesamtmenge an.
Diese Werte gelien auch für auf konstante Farbstoffkonzentration eingestellte Vordispersioi.en.
Da im allgemeinen die Durchflußrate im Laufe der Färbezeit sich kaum ändert, ist in der Regel eine einmalige Berechnung der Teilmenge aus dem Meßwert und dem gewünschten Einschleusrhythmus für die betreffende Färbung ausreichend. Es wird dann im vorgegebenen Takt immer die gleiche Teilmenge Vordispersion, bis zu deren Verbrauch ins Färbebad gepumpt
Nach Abschluß der Einschleusperiode muß noch 10—20 Minuten bei der Färbetemperatur weitergelärbt werden, um dem Farbstoff die Diffusion in die Faser zu ermöglichen. Das ist bei den Werten der Spalte 7 bereits berücksichtigt. Aus der Tabelle geht hervor, daß bei Durchsatzraten von nur einer oder anderthalb Flottenumwälzungen/min keine wesentliche Verkürzung der Färbedauer zu erwarten ist.
Trotzdem ist noch der Vorteil der verkürzten Aufheizen und die bessere Egalität der Färbungen gegeben. Bei diesen Flottendurchsatzraten braucht die an die Zusatzperiode anschließende Färbezeit für die Farbstoffdiffusion nur 5—10 Minuten betragen, da der Farbstoff schon während der Zusatzperiode genügend in die Faser diffundieren kann.
Bei der kontinuierlichen Arbeitsweise wird die Injektorpumpe, weiche die Vordispersion in das Färbebad pumpt, von der Durchflußmeßeinrichtung elektronisch so gesteuert, daß pro Flottenumwälzung 2% der Vordispersun in die Färbeflotte eingeschleust werden.
Es war überraschend, daß das Verfahren die Egalität der Färbungen zu verbessern in der Lage ist, denn es ist bisher bekanntgewesen, daß die Gefahr unegale Färbungen zu erhalten, bei hcilei Färbungen, also geringerem Farbstoffeinsatz, größer ist. Da nun zu Beginn der Einschleusperiode nur Teilmengen des Gesamtfarbstoffes ins Färbebad eingebracht werden, wa-en eher Unegalitäten zu befürchten, welche gleich zu Beginn der Färbung entstehen, solange noch wenig Farbstoff ins Färbebad eingebracht ist Ein weiterer Vorteil des Verfahrens liegt darin, daß gegenüber den bisherigen Verfahren durch den Zjsatz der Vordispersion keine starke Temperaturschwankung der erhitzten Färbeflotte auftritt. Bei einem nur einmaligen Zusatz der gesamten nur 40—60cC warmen Vordispersion ist diese Gefahr gegeben, die u. U. zum Brechen der Dispersion im Färbebad und so zu Fehlfärbungen führen kann. Bei Zuführung von nur Teilmengen der Vordispersion ins Färbebad, kann die daraus resultierende geringfügige Temperaturschwankung sofort ausgeglichen werden.
Während der gesamten Färbezeit wird der Wechsel der Flottenströmungsrichtung in üblichen Abständen vorgenommen.
Die praktische Durchführung des Verfahrens ist nicht von einer bestimmten Vorrichtung abhängig, sie kann auch rein manuell erfolgen, indem die Anzahl der Flottenumwälzungen pro Minute gemessen und durch Einschalten des Injektors in bestimmten Zeitabständen bestimmte, von der gemessenen Durchsatzrate abhängige Teilmengen Vordispersion in die Färbeflotte gepumpt werden. Vorzugsweise wird jedoch eine elektronische Steuerung angewendet, da sie Fehler auszuschließen in der Lage ist.

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum isothermischen Hochtemperaturfärben von Textilgut aus hydrophoben synthetisehen Fasern in einem geschlossenen Färbesystem mit wasserunlöslichen Dispersionsfarbstoffen unter Einsatz einer durch das Textilgut zirkulierenden Flotte nach der Ausziehmethode, wobei der in Wasser von 40 bis 600C vordispergierte Dispersions- ι ο farbstoff in die bereits zirkulierende, zusammen mit dem Textilgut auf Färbetemperatur zwischen 115 und "-00C, vorzugsweise 129 bis 1350C, erhitzte sowie auf einen pH-Wert von 4—6 eingestellte, wäßrige Färbeflotte eingeschleust wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Flottenumwälzungen pro Minute und die je Flottenumwälzung auf die Fasern aufgezogene Farbstoffmenge durch Messung ermittelt und der vordispergierte Dispersionsfarbstoff in Abhängigkeit der ermittelten Werte dosiert in die Färbeflotte eingebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vordispergierte Dispersionsfarbstoff auf ein vorgegebenes Volumen eingestellt wird und die Dosierung über eine Volumenmessung erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vordispergierte Dispersionsfarbstoff auf eine vorgegebene Farbstoffkonzentration eingestellt ist und die Dosierung über eine Volumenmessung erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zudosierung des vordispergierten Dispersionsfarbstoffs zur Färbeflotte kontinuierlich erfolgt.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, daß die Zudosierung des vordispergierten Dispersionsfarbstoffs zur Färbeflotte diskontinuierlich ei folgt.
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