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Verfahren zum Färben von synthetischen Fasermaterialien
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Gegenstand der Erfindung ist ein diskontinuierliches Verfahren zum
Färben von synthetischen hydrophoben Fasermaterialien.
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Bekanntlich werden derartige Fasern normalerweise mit Dispersionsfarbstoffen
in sehr fein verteilter Form gefärbt.
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Um eine genügende Feinverteilung der überwiegend wasserunlöslichen
Farbstoffteilchen zu erhalten, müssen die Farbstoffe häufig mehrfach gemahlen und
mit großen Mengen an Dispergiermitteln versetzt werden. Die eingesetzten Dispergiermittel
sollen den Farbstoff bis zu seinem Aufziehen auf das Fasermaterial in Schwebe halten
und ein Agglomerieren der Farbstoffpartikel verhindern.
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Die Herstellung solcher formierter Farbstoffpräparate ist eine relativ
aufwendige, kostenintensive Operation. Zudem können die Dispergiermittel auf die
verschiedenen Farbstofftypen unterschiedlich ansprechen und es werden daher verschiedentlich
Spezialformierungen notwendig.
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Häufig wird auch empfohlen, neben der Dispergiermittelmenge des formierten
Farbstoffpräparates zusätzliche Dispergiermittel dem Färbebad zuzusetzen, um Farbstoffausfällungen
und dadurch bedingte Farbstoff-Ablagerungen und Unegalitäten zu vermeiden.
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Neben dem beträchtlichen Arbeitsaufwand, den die Farbstoff-Formierunq
verursacht, sowie den entstehenden Kosten, stellen die Dispergiermittel, die immerhin
meist über 50 Gew.-% der Farbstoffpräparate ausmachen und zusätzlich in Konzentration
von ca. 1 g/l dem Färbebad zugesetzt werden, eine erhebliche Belastung des Abwassers
dar.
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Um diese Nachteile zu beseitigen, ist bereits vorgeschlagen worden
(vgl. DT-OS 2 317 946, 2 317 947 und 2 338 816), die Formierung der Dispersionsfarbstoffe
dadurch einzusparen, daß man ein wasserlösliches Salz eines carboxylgruppenhaltigen
Farbstoffes in wässriger Flotte löst und den Farbstoff vor dem Färbeprozeß durch
Zusatz von Säuren in der Färbeflotte ausfällt.
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Diese Verfahrensweise erleichtert zwar die Herstellung der Farbstoffpräparate,
da das Auflösen und Wiederausfällen des Farbstoffs keine aufwendigen Operationen
darstellen,
jedoch führt diese Färbemethode zu erheblichen Problemen,
wenn im Augenblick des Ansäuerns des Färbebades, das bis dahin gelöste Farbsalz
schlagartig als unlöslicher Dispersionsfarbstoff ausfällt.
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Neigt der ausgefallene Farbstoff zudem noch zur Agglomeriation , so
kann dies, besonders beim Färben von Kreuzspulen oder dicht gepacktem Material,
sehr leicht zu Ablagerungen und Unegalitäten führen.
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Es wurde nun gefunden, daß man diese Farbstoffausfällungen verhindern
kann, wenn man der Flotte säurespendende Mittel zusetzt, die erst im jeweiligen
Aufziehbereich des Farbstoffes auf die entsprechende Faser wirksam werden und sukzessiv
das Farbstoffsalz in den, freie Carboxylgruppen enthaltenden, Dispersionsfarbstoff
überführen.
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Da das "Freisetzen" des Farbstoffes in die färbbare Form relativ langsam
erfolgt und das Aufziehen desselben auf die Faser parallel dazu verläuft, sowie
der freie carboxylgruppenhaltige Dispersions-Farbstoff bei höheren Temperaturen
(70-1400C) eine gewisse Löslichkeit besitzt, liegt während des gesamten Färbevorganges
eine quasi klare Farbflotte vor. Folglich kommt es bei dieser Verfahrensweise weder
zu Ausfällungen noch zu Unegalitäten durch Ablagerungen von Farbstoffagglomeraten.
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Das vorliegende Verfahren ist zudem im Vergleich zur herkömmlichen
Färberei mit Dispersionsfarbstoffen relativ unkompliziert, da es weniger empfindlich
auf Schwankungen in der Temperatursteuerung bzw. auf zu rasches Durchlaufen der
Aufheizphase reagiert. Der Zusatz der Säurespender kann vor, während oder nach der
Zugabe der Fasermaterialien erfolgen.
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Sehr gute Ergebnisse werden ebenfalls erhalten, wenn die Färbeflotte
vorgeheizt und das Farbstoffpräparat mit dem Säurespender erst bei der Färbeendtemneratur
zugegeben wird.
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Als säureabspaltende Mittel werden Derivate organischer oder anorganischer
Säuren eingesetzt, die spezifisch erst unter den Bedingungen, wie sie im Verlauf
des jeweiligen von der Faser und vom Farbstoff abhängigen Aufziehbereichs im Färbebad
vorliegen, saure Gruppen freisetzen und damit den pH-Wert des zu Beginn neutral
bzw. alkalisch reagierenden Färbebades in den sauren Bereich (vorzuqsweise etwa
pH 4,5) verschieben.
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Geeignete Mittel sind beispielsweise; Ester, vorzugsweise C1-C4-Alkylester
der Phosphorsäure oder phosphorigen Säure, C1-C4-Alkylester von Phosphon-und Phosphinsäuren,
wie z.B. Trimethylphosphat, Triäthylphosphat, Tris- (hydroxyäthyl ) -phosphat, Dimethylphosphit,
Diäthylphosphit, Dipropylphosphit, Di-isopropylphosphit, Dibutylphoshit, Methanphosphonsäuredimethylester,
Äthanphosphonsäurediäthylester, Phosphonopropionsäuretrimethylester, Cyanäthanphosphonsouredimethylester,
Cyanmethanphonsäuredimethylester, Hydroxyäthan- und Hydroxymethanthosphonsäuredimethylesters
2-Chloräthanphosphonsäuredimethylester,2-Chloräthanphosponsäurediäthylester, Acetylpilosphonsäuredimethyle
stzr und Acetylphosphonsäurerediäthylester.
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Geeignet sind ferner Chloracetamid< die Alkali- und Erdalkalisalze
der Mono- und Dichloressigsäure, vorzugsweise das Natriumsalz der Monochloressigsäure.
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Häufig ist es angebracht, zur gleichmäßigen Benetzung des Textilmaterials
und zur Stabilisierung der Farbstofflösung ein handelsübliches Netzmittel der Färbeflotte
zuzusetzen.
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Besonders vorteilhaft wirkt sich hierhei der Einsatz von Fettalkoholsulfaten,
vorzugsweise Laurylsulfat, in Mengen von 0,5 - 4 g/l aus.
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Geeignete synthetische Fasermaterialien, die nach dem neuen Verfahren
gefärbt werden können, sind beispielsweise (in Klammern sind die Temperaturbereiche
angegeben, in denen die Farbstoffe aufziehen): Cellulose-2 l/2-acetat ( 70- 850C>
Polyamide ( 80-100°C) Cellulosetriacetat und aromatische Polyester ( 90-1400C) Auch
Mischungen dieser Fasern sowie Mischungen mit hydrophilen natürlichen Fasern, wie
Cellulose, kommen in Betracht.
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Die carboxylgruppenhaltigen Farbstoffe können den verschiedensten
Stoffklassen angehören, bevorzugt sind Azoanthrachinon- und Chinophthalonfarbstoffe.
Geeignete Farbstoffe sind beispielsweise in den o.g. Patentschriften, sowie in GB-PS
489 698, 901 621, 963 816, in DT-OS 2 139 449, in DT-PS 1 266 272 und 1 469 732
beschrieben.
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Geeignete alkalische Mittel, mit denen die Farbstoff-Carbonsäuren
in die wasserlöslichen Salze übergeführt oder die bei der Nachbehandlung der Färbungen
zur Entfernung von unfixiertem Farbstoff von der Oberfläche des Fasermaterials verwendet
werden können, sind Metallhydroxide, wie z.B. Natrium- und Kaliumhydroxid, Alkalimetallcarbonate,
wie z.B. Natrium- und Kaliumcarbonat und -bicarbonat, Alkalisalze von anorganischen
Säuren, wie z.B Natriumborat, Natriumsilicat und Trinatriumphosphat, Ammoniak, organische
Amine, wie Triäthanolamin, quaternäre Ammoniumhydroxide und heterocyclische Basen,
die durch Alkoxylösung (z.B. Umsetzung mit Äthylenoxid) hydrophiler gemacht werden
können.
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Die Farbstoffe können in Form ihrer definierten Salze, z.B.
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in Form des Natriumsalzes, vorliegen, Dann genügt theoretisch die
stöchiometrische Menge an Säurespender (bezogen auf die Zahl der Carboxylgruppen.
Praktisch empfielt es sich jedoch, einen Überschuß von 10-20 % Säurespender zu verwenden.
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Man kann die Farbsalzlösung aber auch in der Weise herstellen, daß
man die Farbstoffcarbonsäure mit vorzugsweise überschüssigen (10-100%) alkalischen
Mitteln in Lösung bringt, muß dann aber eine entsprechend qrößere Menge an Säurespender
einsetzen, so daß sich am Ende der Färbung ein pH-Wert unterhalb 7, vorzugsweise
4,5 einstellt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren sei anhand der folgenden Beispiele
näher erläutert, wobei "Teile" Gewichtsteile bedeuten.
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Beispiel 1 10 Teile des carboxylgruppenhaltigen Anthrachinon-Farbstoffes
(gemäß DOS 1 932 828, S. 7) werden mit 35 Teilen eines Produktes umgesetzt, welches
aus 1 Mol Triäthanolamin mit 3 Molen Äthylenoxid hergestellt wird. Von dem mit 55
Teilen Äthyldiglykol auf 100 Teile aufgefüllten Farbstoffpräparat werden 5 %, bezogen
auf das Gewicht des zu färbenden Polvestergewebes, zusammen mit 2 g/l Laurylsulfat
ins Färbebad gegeben.
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Als säurespendendes Mittel werden 3 Gew.-% Trimethylphosphat dem Färbebad
zugesetzt. Gefärbt wird bei einem Flottenverhältnis von 1 : 20.
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In dem HT-Färbeapparat, in dem eine ständige Bewegung des Polyestermaterials
oder/und eine genügend hohe Umwälzung der Färbeflotte gewährleistet sein muß, wird
die Flotte mit einer Aufheizrate bis zu 100C/min auf 12OOC aufgeheizt und 30 Minuten
bei dieser Temperatur gefärbt. Nach dem Färben wird bei ca. 600C gewaschen und getrocknet,
wobei der Waschflotte geringe Mengen Soda (ca. 2 g/l) zugesetzt werden können.
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Man erhält eine blaue Färbung, die slch bei quten Allgemeinechtheiten
durch hervorragende EgalitSt und Durchfärbung auszeichnet.
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Anstelle des im obigen Beispiel eingesetzten Trimethylphosphat kann
auch 4% des Natriumsalzes der Chloressigsäure eingesetzt werden.
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Beispiel 2 Ein Farbstoffpräparat wird hergestellt aus 20 Teilen des
folgenden Diphenylaminfarbstoffes
(gemäß DOS 1 932 828, S. 27) 35 Teilen einer Aminverbindung aus 1 Mol Triäthanolamin
und 3 Mol Xthylenoxid und 55 Teilen Äthyldiglykol.
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In einem HT-Färbeapparat der eine Vorrichtung enthält, die es ermöglicht,
bei Färbetemperatur Zusätze ins Färbebad einzuschleusen, wird Polyestergewebe in
einem Flottenverhältnis von 1 : 20 derart gefärbt, daß die wässrige Flotte, die
lediglich 2 g/l Laurylsulfat enthält, im Färbebehälter beliebig schnell auf 1300C
aufgeheizt wird und bei dieser Temperatur 6 Gew.-% des oben beschriebenen Farbstoffpräparates,sowie
5 Gew.- Trimethylphosphat zugesetzt werden.
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Es wird 30 Minuten bei 1300C unter ausreichender Bewegung des Polyestermaterials
oder/und genügend großer Flottenzirkulation gefärbt, anschließend die Flotte abgelassen
und auf frischem Bad bei 600C gewaschen sowie getrocknet.
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Es resultiert eine kräftig gelbe Färbung, die sich neben einer sehr
guten Lichtechtheit durch gute Egalität und Durchfärbung auszeichnet.
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Gleiche Resultate erhält man, wenn anstelle des Trimethylphosphates
die gleiche Menge Chloracetamid oder
eingesetzt werden.
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Beispiel 3 Polyestergewebe wird im Flottenverhältnis 1 : 10 unter
HT-Bedingungen diskontinuierlich gefärbt, und zwar wurden 12 Gew.-% eines Farbstoffpräparates
zusammengesetzt aus: 10 Teilen des folgenden carboxylgruppenhaltigen Anthrachinonfarbstoffes
(herstellbar gemäß DT-PS 8 447 773) 35 Teile der Aminverbindung der Beispiele 1
+ 2, 55 Teile Xthyldiglyko;
zusammen mit 1() Gew.^ des Natriumsalzes
der Chloressigsäure sowie 2 g/l Laurylsulfat dem Färbebad zugesetzt und dieses unter
ausreichender Bewegung des Polyestermaterials oder/und genügend großer Flottenzirkulation
auf 1200C aufgeheizt und 30 Minuten bei dieser Temperatur belassen.
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Anschließend wird die Flotte abgekühlt, abgelassen und bei 0 60 C
gespült, danach getrocknet.
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Man erhält auf diese Weise eine brillante rote Färbung, die sich neben
hervorragender Lichtechtheit durch gute Egalität und Durchfärbung auszeichnet.
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Ein gleiches Ergebnis wird erhalten, wenn anstelle des Natriumsalzes
der Chloressigsäure 6 Gew.-8 Trimethylphosphat dem Färbebad zugesetzt werden.
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Beispiel 4 0,2 Teile des folgenden Farbstoffes
(gemäß DT-PS 1 469 732, Spalte 23/24) werden in einem Bade von 500 Teilen Wasser,
welches 0,7 Teile der in Beispiel 1 beschriebenen Aminverbindung und 1 Teil Laurylsulfat
enthält, gelöst.
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Nach Zugabe von 1,3 Teilen
werden in dieser Flotte 50 Teile eines Gewebes aus 2 1/2 Acetat derart gefärbt,
daß unter ausreichender Bewegung des Gewebes oder/ und genügend großer Flottenzirkulation
das Färbebad auf 850C aufgeheizt und während 1 h bei dieser Temperatur gefärbt wird.
Anschließend wird gespült und getrocknet.
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Bei dunklen Tönen kann zwischen den Splbädern eine Be-0 handlung mit
1 Teil Soda und 500 Teilen Wasser bei 60 C erfolgen, um unfixierten Farbstoff von
der Warenoberfläche abzulösen.
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Man erhält eine egale rote Färbung mit guten Gebrauchsechtheiten und
guter Durchfärbung.
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Beispiel 5 0,3 Teile des folgenden Farbstoffes
(gemäß DT-PS 1 469 732, Spalte 23/24)
werden in einem Färbebad
von 500 Teilen Wasser, welches 1 Teil der in Beispiel 1 beschriebenen Aminverbinduna
und 1 Teil Laurylsulfat enthält, gelöst. Nach Zugabe von 2 Teilen Diäthylphosphit
und 2 Teilen o-Kreotinsäure-methylester emulgiert mit 0,2 Teilen Emulgator W, werden
in dieser Flotte 50 Teile eines Gewebes aus Triacetat in einem Färbeapparat unter
ausreichender Bewegung des zu färbenden Materials oder/und genügend großer Flottenzirkulation
auf 1000C aufgeheizt und während 1 h bei dieser Temperatur qefärbt.
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Anschließend wird gespült und getrocknet.
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Bei dunklen Tönen kann zwischen den Spülbädern eine Behandlung mit
1 Teil Soda und 500 Teilen Wasser bei 70-80°C erfolgen, um unfixierten Farbstoff
von der Warenoberfläche abzulösen.
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Man erhält eine gelbe Färbung mit guter Lichtechtheit und guten Gebrauchsechtheiten.
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Beispiel 6 0,6 Teile des folgenden carboxylgruppenhaltigen Dispersionsfarbstoffes
(herstellbar gemäß DT-PS 8 447 773)
werden im Färbebad von 500
Teilen Wasser, welches 2 Teile der im Beispiel 1 beschriebenen Aminverbindung un
1 Teil Laurylsulfat enthält, gelöst.
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Noch Zugabe von 3 Teilen Dimethylphosphit werden auf einem Laborfärbeapparat
50 g eines Gewebes aus Polyamid in dieser 0 Flotte langsam bei guter Flottenzirkulation
auf 100 C aufgeheizt und während 30 Minuten bei dieser Temperatur gefärbt.
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Anschließend wird gespült und getrocknet.
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Nan erhält eine brillante Rotfärbung, die sich bei ausreichenden Gebrauchsechtheiten
durch gute Durchfärbung und Egalität auszeichnet.