DE2542472A1 - Verfahren zum faerben von fasermaterial - Google Patents

Verfahren zum faerben von fasermaterial

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DE2542472A1 DE19752542472 DE2542472A DE2542472A1 DE 2542472 A1 DE2542472 A1 DE 2542472A1 DE 19752542472 DE19752542472 DE 19752542472 DE 2542472 A DE2542472 A DE 2542472A DE 2542472 A1 DE2542472 A1 DE 2542472A1
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Description

BASF Aktiengesellschaft
Unser Zeichens 0.Z0 31 531 Noe/Wil 6700 Ludwigshafen, 22.9-1975
Verfahren zum Färben von Fasermaterial
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Färben von synthetischen Fasern, Cellulose-2 1/2-Aeetat und/oder Cellulosetriacetat enthaltendem Fasermaterial.
Synthetische Fasern, vor allem Fasern aus linearen Polyestern und Polyamid, sowie Cellulose-2 1/2-Acetat und Cellulosetriacetat werden bekanntlich in großem Umfang mit Dispersionsfarbstoffen nach dem Ausziehverfahren oder nach dem Klotz-Fixier-Verfahren gefärbt. Beim Arbeiten nach dem Ausziehverfahren färbt man das Fasermaterial üblicherweise in einer wäßrigen Dispersion der Farbstoffe bei einer Temperatur, bei der sie genügend rasch in das Fasermaterial diffundieren. Beim Klotz-Fixier-Verfahren imprägniert (klotzt) man das Fasermaterial zunächst kontinuierlich mit der wäßrigen Farbstoffdispersion und fixiert die Farbstoffe anschließend diskontinuierlich oder kontinuierlich in Sattdampf oder - nach einer Zwischentrocknung - in überhitztem Dampf, heißer Luft oder auf heißen Metallflächen.
Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit, die genannten Fasern in Lösungen der schwer wasserlöslichen Farbstoffe in organischen Lösungsmitteln oder in Emulsionen, die Lösungsmittel, Wasser und Farbstoff enthalten, zu färben»
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren zu entwickeln, nach dem synthetische Fasern im trockenen Zustand gefärbt werden können.
Es wurde gefunden, daß man synthetische Fasern, Cellulose-2 1/2-Acetat, Cellulosetriacetat oder Gemische davon enthaltendes Fasermaterial mit wasserunlöslichen Farbstoffen in der Wärme im trockenen Zustand färben kann, wenn man das Fasermaterial mit einer homogenen, pulverförmlgen Mischung aus einem oder mehreren Dispersionsfarbstoffen und einer oder mehreren anorganischen
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inerten festen Verbindungen bei Temperaturen zwischen 100 und 24O°C in innige Berührung bringt (behandelt).
Nach dem Verfahren erhält man gleichmäßig gefärbte Fasermaterialien. Das erfindungsgemäße Verfahren ist technisch sicher zu handhaben.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren diffundiert der im pulverförmigen Gemisch enthaltene Dispersionsfarbstoff in das Fasermaterial. Dabei übernehmen die anorganischen inerten festen Verbindungen, die im folgenden auch als Trägermaterial oder Träger bezeichnet werden, sowohl die Rolle des Farbstoffträgers als auch des Wärmeüberträgers. Diese Rollen haben bei den Färbeverfahren des Standes der Technik das Wasser und/oder das Lösungsmittel.
Als inerte anorganische feste Verbindungen kommen anorganische inerte Salze, feste Oxide von Elementen der Gruppen II, III und IV der
3. und 4. Periode des periodischen Systems und Silikate in Betracht.
Als feste Oxide der Elemente aus den Gruppen II bis IV sind z.B. Siliciumdioxid in Form von feinem Sand, der Silikate enthalten kann, Aluminiumoxid, wie Tonerde, Magnesiumoxid, Zinkoxid, Titandioxid und ferner Calciumoxid zu nennen.
Als Silikate kommen z.B. Kieselgur, Magnesium- und/oder Aluminiumsilikate, wie sie z.B. als Träger für Katalysatoren verwendet werden, in Betracht.
Von den genannten Verbindungen ist Siliciumdioxid in Form von feinem Sand, Kieselgur und Tonerde bevorzugt. Entscheidend für die Verwendung ist, daß die festen anorganischen Verbindungen unter den Färbebedingungen pulverförmig bleiben und weder den Farbstoff noch das Fasermaterial angreifen.
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Als feste inerte anorganische Verbindung sind anorganische Salze, vor allem wasserlösliche Salze wie Natriumchlorid, Natriumsulfat, Kaliumchlorid, Kaliumsulfat oder deren Gemische bevorzugt, da nach dem Färben Reste der Salze leicht aus dem Fasermaterial entfernt werden können.
Von den genannten Verbindungen sind vor allem Natriumchlorid und/oder Natriumsulfat, ferner noch sehr feinkörniger Sand, Tonerde und Kieselgur aus wirtschaftlichen Gründen bevorzugt.
Als Farbstoffe kommen alle Dispersionsfarbstoffe, d.h. in Wasser unlösliche bis schwerlösliche Farbstoffe, in Betracht, welche in den betreffenden Fasermaterialien löslich sind und diese durch Diffusion anfärben, z.B. Dispersionsfarbstoffe, die sich vom Azobenzol, vom Antrachinon, vom Chinophthalon, Benzopyran und Benzimidazol ableiten, sowie schwer wasserlösliche Methin-, Azlakton- und Aminoketon-Farbstoffe.
Vorzugsweise wendet man die Farbstoffe in Form eines feinen Pulvers an.
Das Verhältnis von Farbstoff zu den anorganischen inerten festen Verbindungen kann innerhalb weiter Grenzen variiert werden. Das Verhältnis richtet sich zweckmäßigerweise nach der Farbtiefe, die auf dem Fasermaterial erreicht werden soll. Jedoch kann man auch in Mischungen mit geringem Gehalt an Farbstoff tiefere Färbungen herstellen, wenn der Gehalt an Farbstoff im Gemisch konstant gehalten wird. Jedoch dauert in diesen Fällen der Färbevorgang bis
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zum Erreichen der gewünschten Farbtiefe langer als bei einer Mischung, die einen höheren Gehalt an Farbstoff aufweist. Entsprechend kann man auch helle Farbtöne mit Mischungen herstellen, die einen höheren Anteil an Farbstoffen aufweisen, wenn man eine genügend kurze Behandlungszeit einhält. Zweckmäßigerweise wird man Jedoch den Farbstoffgehalt in der pulverförmigen Mischung in etwa an die auf dem Fasermaterial gewünschte Farbtiefe anpassen, da man in diesen Fällen besonders egale Färbungen erhält.
Die Dauer der Behandlung ist bei gegebener Temperatur vom Sublimationsvermögen der Farbstoffe abhängig.
Die obere Temperaturgrenze wird durch die Temperaturbeständigkeit des Fasermaterials und/oder der Farbstoffe bestimmt. Man wird das Verfahren vorteilhafterweise bei Temperaturen durchführen, bei der Farbstoffe möglichst rasch in die Faser diffundieren und das Fasermaterial durch die thermische Beanspruchung nicht oder noch nicht nennenswert geschädigt wird. In der Regel liegen die Färbetemperaturen zwischen 125 und 2500C, je nachdem, wie das Verfahren durchgeführt wird.
Das Verfahren kann kontinuierlich oder diskontinuierlich durchgeführt werden. Die diskontinuierliche Arbeitsweise ist vorzugsweise für Fasermaterial aus linearen Polyestern geeignet. Hierbei wird das Fasermaterial mit dem pulverförmigen Gemisch z. B. in einer rotierenden Trommel gemischt, oder das Fasermaterial mit hoher Geschwindigkeit durch die pulverförmige Mischung geführt. Vorteilhafterweise wird dabei das Gemisch aus Farbstoff und Trägermaterial während des Färbens durchmischt, z. B. durch Einblasen von warmer Luft oder warmem Inertgas. Hierdurch wird neben einer guten Verteilung des Farbstoffs auch erreicht, daß der Wärmeverlust ausgeglichen wird« Beim Färben von flächigem Fasermaterial, z. B. Gewebebahnen, kann eine gleichmäßige übertragung von Wärme und Farbstoff auch mit Hilfe rotierender Bürstenwalzen oder Schneckenwalzen erreicht werden. Die Anfangs- und Endtemperatur hängen beim Färben vom Farbstoff, vom Fasermaterial und von den verwendeten Apparaten ab. Vorzugsweise wird man das diskontinuierliche Verfahren bei Temperaturen zwischen 125 und 1650C durchführen.
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Beim kontinuierlichen Färben wird das Fasermaterial durch das auf Färbetemperatur erwärmte Gemisch aus Farbstoff und Träger geführt. Dabei wird das pulverförmige Gemisch durch Mischen, z. B. durch Einblasen von warmer Luft oder Inertgas oder durch mechanisches Mischen homogen gehalten. Das Gemisch aus Farbstoff und Träger wird auf einer Temperatur gehalten, bei der der Farbstoff rasch in die Faser eindiffundiert und das Fasermaterial durch die thermische Beanspruchung nicht oder nicht nennenswert geschädigt wird. Die Färbetemperaturen liegen je nach dem Fasermaterial im allgemeinen zwischen I50 und 25O0C. Die Färbedauer (Kontaktzeit) hängt vom Farbstoff und vom Fasermaterial ab. So werden Fasern aus linearen Polyestern bei Temperaturen zwischen I50 und 250, vorzugsweise zwischen I60 und 2350C gefärbt. Fasermaterial aus Polyamid, Cellulose-2 1/2-Acetat und Cellulosetriacetat färbt man vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 17Ο und 2100C0
Beim kontinuierlichen Färben wird ständig ein Teil des Gemisches aus Farbstoff und Träger dem Färbeaggregat kontinuierlich entnommen und nach der Zugabe (= Aufstärken) von Farbstoff wieder zurückgeführt. Auf diese Weise wird die Färbung bei konstanter Farbstoffkonzentration in der pulverförmigen Mischung durchgeführt. Vorteilhafterweise erfolgt die Rückführung der aufgestärkten Mischung nach dem Gegenstromprinzip· Das Durchmischen der Mischung erfolgt vorteilhafterweise durch Einblasen von warmer Luft oder warmem Inertgas. Auf diese Weise kann beim Durchmischen gleichzeitig auch der Verlust an Wärme im Färbeaggregat ersetzt ■ und so die Färbung bei konstanter Temperatur durchgeführt werden. Nach dieser Variante erzielt man daher besonders egale Färbungen.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat gegenüber den üblichen Färbeverfahren folgende Vorteile:
a) Für das Färben von Polyesterfasern und Triacetat werden weder druckfeste Färbeanlagen noch als Carrier bezeichnete Färbehilfsmittel benötigt.
b) Für das Färben selbst werden weder Wasser noch die üblichen Pärbereihilfsmittel benötigt. Damit fallen vor allem Probleme und Kosten der Abwasserreinigung weg.
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c) Mit der Anwendung der Farbstoffe in dem trockenen Medium entfallen Schwierigkeiten, die zwangsläufig an das Färben in wäßrigen Dispersionen gebunden sind und die die Reproduzierbarkeit der Färbungen beeinträchtigen wie pH-Empfindlichkeit der Farbstoffe, Neigung zum sogenannten "Verkochen" der Farbstoffe, d. h. chemischer Abbau z. B. durch Hydrolyse oder Reduktion im Färbebad oder Vergrößerung der Färbstoffdispersion durch Rekristallisation von Farbstoffen oder Agglomeration oder Aggregation dispergierter Farbstoffteilchen.
d) Die zu verwendenden Farbstoffe benötigen einen weniger aufwendigen Finish als Farbstoffe, die für das Färben in wäßrigem Medium anwendet werden,
e) Die Färbung erfolgt einstufig, während das Fasermaterial bei den kontinuierlichen Färbeverfahren eine Reihe von Stufen durchläuft: Imprägnieren mit der wäßrigen Farbstoff dispersion, Zwischentrocknen, Fixieren der Farbstoffe„ Hierdurch wird beim erfindungsgemäßen Verfahren Energie und ein erheblicher maschineller Aufwand gespart.
f) Unegalitäten, wie sie durch ungleichmäßiges Imprägnieren oder durch ungleichmäßiges Trocknen bei den Verfahren des Standes der Technik immer wieder vorkommen, fallen beim neuen Verfahren weg.
Die folgenden Ausführungsbeispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren weiter erläuterno Die im folgenden genannten Teile beziehen sich auf das Gewichte
Beispiel 1
Ein Gewebe aus Cellulose-2 1/2-Acetat-Filament wird in einer mit mehreren Umlenkwalzen versehenen Kammer bei 18O°C so durch ein feinteiliges, homogenes Gemisch aus 100 Teilen fein gemahlenem Kochsalz und 2 Teilen feinteiligem Disperse Blue 3, C.I. Nr. 61 505 geführt, daß es 3 Minuten mit dem Gemisch in Kontakt ist. Das Gemisch wird dabei durch Einblasen von Luft aufgewirbelt und gleichmäßig verteilt. Gleichzeitig wird ständig ein Teil des Gemisches abgeführt und durch Zufuhr der entsprechenden mit Farbstoff aufgestärkten Menge Gemisch im Gegenstromprin-
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zip ersetzt. Anschließend wird zur Entfernung von anhaftendem Salz und nicht echt fixiertem Farbstoff kontinuierlich in Wasser von 40 bis 500C mit Hilfe eines nichtionogenen Waschmittels gespült. Man erhält eine Blaufärbung, deren Farbton und Echtheiten den nach üblichen Verfahren erhaltenen Färbungen mit Disperse Blue 3* CoI. Nr. 61 505 entsprechen.
Beispiel 2
Ein Gewebe aus Celiulosetriacetat-Filamentgarn wird mit einem feinteiligen, homogenen Gemisch aus 100 Teilen Kochsalz und 1 Teil feinteiligem -Farbstoff der Formel
OC2H4-CH-CH3 OH
60 Minuten bei I90 C analog Beispiel 1 gefärbt. Man erhält eine Rotfärbung mit guten Echtheiten.
Beispiel 3
In einen abgedeckten Jigger gibt man 100 Teile eines homogenen Gemisches aus 98 Teilen feinkörnigem Sand (Siliciumdioxid) und 2 Teilen feinteiligem Disperse Blue 3, C0I. Nr0 öl 505 und färbtdarin 200 Teile eines Gewebes aus Nylon-6.6 20 Minuten bei l60°C. Die Temperatur wird rasch auf 12O0C und von dieser Temperatur stufenweise auf l60°C erhöhte Durch Schneckenwalzen am Boden des Jiggertroges wird für eine gleichmäßige Wärme- und Farbstoffübertragung gesorgt. Die Ware wird anschließend in einer Waschmaschine bei 4O0C gewaschen. Man erhält eine brillante Blaufärbung.
Der im Jigger verbliebene Sand kann mit Farbstoff aufgestärkt und für eine weitere Färbung verwendet werden.
Das gleiche Ergebnis erhält man, wenn man den Sand durch Tonerde oder Kieselgur ersetzt.
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In einem Jigger werden 100 Teile eines Gewebes aus Polyester-Filament bei l65°C in einem feinteiligen, homogenen Gemisch aus 100 Teilen Natriumchlorid und 1 Teil des feinteiligen Farbstoffes der Formel
gefärbt, wobei man mit Hilfe von rotierenden Bürstenwalzen für gleichmäßige Wärme- und FarbstoffÜbertragung sorgt. Nach 8 Passagen wird das Material in eine Waschmaschine überführt und anhaftendes Salz sowie nicht echtfixierter Farbstoff mit Hilfe eines nichtionogenen Hilfsmittels bei 700C ausgewaschen.
Man erhält eine Gelbfärbung mit guten Echtheiten. Das im Jigger verbliebene Salz kann mit Farbstoff aufgestärkt und für weitere Färbungen verwendet werden.
Beispiel 5
Ein Mischgewebe aus 65 Teilen Polyesterstapelfaser und 35 Teilen Baumwolle wird in einer mit mehreren Umlenkwalzen versehenen Kammer bei 2000C so durch ein feinteiliges, homogenes Gemisch aus 20 Teilen Natriumchlorid und 1 Teil des feinteiligen Farbstoffs der Formel
HO
OH
und 1 Teil des in Beispiel 4 beschriebenen Farbstoffs geführt,. daß das Mischgewebe 40 Sekunden mit dem Gemisch in Kontakt ist. Durch Einblasen von Luft wird das Gemisch aufgewirbelt und gleichmäßig verteilt. Man erhält auf dem Polyesterfaseranteil eine Grünfärbung mit guten Echtheiten. Die Farbstoffkonzentration des Gemisches wird wie im Beispiel 1 beschrieben konstant gehalten.
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Beispiel 6
Ein Mischgewebe aus 70 Teilen Polyesterstapelfaser und 50 Teilen Viscose wird in einer mit mehreren Umlenkwalzen versehenen Kammer bei 2100C kontinuierlich durch ein Gemisch aus 50 Teilen Natriumsulfat und 1 Teil des feinteiligen Farbstoffs der Formel
CH2-CH2-CN
und 0,5 Teilen des im Beispiel 5 genannten Farbstoffs geführt, so daß es 30 Sekunden mit dem Gemisch in Kontakt ist. Durch Einblasen von Luft wird das Gemisch aufgewirbelt und gleichmäßig verteilt. Man erhält dabei auf dem Polyesteranteil eine Graufärbung mit guten Echtheiten«, Die Farbstoffkonzentration des Gemisches wird wie in Beispiel 1 beschrieben konstant gehalten.
Beispiel 7
Ein Gewebe aus texturierten Polyesterfäden wird möglichst spannungsarm, z. B. mit Hilfe von Spannketten in einer mit mehreren Umlenkwalzen versehenen Kammer kontinuierlich bei 1950C so durch ein feinteiliges, homogenes Gemisch aus 10 Teilen Natriumchlorid und 1 Teil des feinteiligen Farbstoffs der Formel
OH
geführt, daß das Gewebe 90 Sekunden mit dem Gemisch in Kontakt ist. Durch Einblasen von Luft wird das Gemisch aufgewirbelt und gleichzeitig für eine gleichmäßige übertragung von Wärme und Farbstoff auf das Gewebe gesorgt. Anschließend werden in einer Waschmaschine Salze und nicht echt fixierter Farbstoff entfernt. Man erhält eine Rotfärbung mit guten Echtheiten.
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Beispiel 8
Teilkonfektionierte Strickstücke aus texturierten Polyesterfäden werden in einer rotierenden Trommel 60 Minuten bei 135°C mit einem Gemisch aus 10 Teilen Natriumsulfat und 2 Teilen des feihtelligen Farbstoffs der Formel
OH
gefärbt. Nach Absieben des verbleibenden Gemisches werden restliches Natriumsulfat und nicht echt fixierter Farbstoff durch heißes Spülen entfernt. Man erhält eine brillante Rotfärbung mit guten Echtheiten, Das abgesiebte Gemisch wird mit Farbstoff aufgestärkt und für weitere Färbungen verwendet.
Beispiel 9
Bänder aus Polyesterfilamentfäden werden kontinuierlich bei 2JO0C durch einen U-förmig gebogenen Schacht geführt, in dem sich ein Gemisch aus 20 Teilen Kochsalz und Je 1 Teil der feinteiligen, in den Beispielen 2, 4 und 5 beschriebenen Farbstoffe befindet.. Die Geschwindigkeit wird so eingestellt, daß sich eine Kontaktzeit von 30 Sekunden ergibt. Die Farbstoff konzentration wird analog Beispiel 1 konstant gehalten. Anschließend werden anhaftendes Salz und nicht fixierter Farbstoff bei 700C mit Hilfe eines nichtlonogenen Waschmittels ausgewaschen. Man erhält eine Dunkelgraufärbung mit guten Echtheiten.
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Claims (3)

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1. Verfahren zum Färben von synthetischen Fasern, Cellulose-
2 1/2-Acetat, Cellulosetriacetat oder diese Fasern enthaltenden Fasergemischen mit wasserunlöslichen Farbstoffen in der Wärme, dadurch gekennzeichnet, daß man das Fasermaterial mit einer homogenen pulverförmigen Mischung aus einem oder mehreren Dispersionsfärbstoffen und einer oder mehreren anorganischen inerten festen Verbindungen bei Temperaturen zwischen 100 und 24O°C in innige Berührung bringt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als inerte anorganische Verbindungen wasserlösliche anorganische Salze verwendet.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man durch Einblasen von warmen Gasen die pulverförmige Mischung homogenisiert und die Temperatur aufrechterhält und die pulverförmige Mischung mit dem Fasermaterial in innige Berührung bringt.
k. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gleichmäßige Übertragung der Wärme und des Dispersionsfarbstoffes auf das Fasermaterial mit Hilfe von Bürsten-. walzen und/oder Schneckenwalzen erfolgt.
BASF Aktiengesellschaft^-^
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