DE2627149C3 - Verfahren zur Verbesserung der Anfärbbarkeit von Cellulosefasern mit Dispersionsfarbstoffen - Google Patents
Verfahren zur Verbesserung der Anfärbbarkeit von Cellulosefasern mit DispersionsfarbstoffenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Anfärbbarkeit von Cellulosefasem mit
Dispersionsfarbstoffen bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung des weichen Griffs der Fasern.
Im allgemeinen haben Dispersionsfarbstoffe eine ausgezeichnete Farbaffinität zu synthetischen Fasern,
insbesondere Polyesterfasern, haben jedoch eine schlechte Affinität Für Cellulosefasem. Deshalb ist es
nicht möglich, ein Produkt, beispielsweise ein Mischgarn oder ein vereinigtes Gewebe, das aus Cellulose und
synthetischen Fasern zusammengesetzt ist, mit Dispersionsfarbstoffen zu färben. Derartige Produkte können
nach einem Verfahren gefärbt werden, wobei der Dispersionsfarbstoff in Kombination mit einem Direktfarbstoff,
reaktiven Farbstoff, löslichen Küpenfarbstoff oder Küpenfarbstoff verwendet wird; die synthetischen
Faserteile werden zunächst mit dem Dispersionsfarbstoff gefärbt und dann werden die Cellulosefaserteile
mit dem Direktfarbstoff, reaktiven Farbstoff, löslichen Küpenfarbstoff oder Küpenfarbstoff gefärbt. Das
Verfahren hat jedoch Nachteile, da es kompliziert ist, zeitraubend ist und ein Produkt mit schlechter
Farbechtheit ergibt.
Das vorstehend erwähnte Produkt kann auch durch ein Pigmentfärbungsverfahren sowie durch ein Verfahren,
worin Dyblen-Farbstoffe verwendet werden, gefärbt werden. Das Pigmentfärbungsverfahren hat die
Vorteile, daß ein gleichzeitiger Druck durchgeführt werden kann und die Arbeitsgänge einfach sind, hat
jedoch die Nachteile, daß es ein Produkt mit schlechter Farbechtheit beim Reiben und mit einem rauhen,
groben Griff ergibt Das Dyblen-Färbungsverfahren hat den Vorteil, daß ein gleichzeitiger Druck ebenfalls
durchgeführt werden kann, hat jedoch den Nachteil, daß ίο es ein Produkt mit schlechter Farbechtheit ergibL Somit
liefert keines der üblichen Verfahren eine gute Farbechtheit für ein Produkt in der Form von
Mischgarnen oder vereinigten Geweben sowohl aus Cellulosefasem als auch synthetischen Polyesterfasern.
is Es ist bekannt, daß Cellulosefasem unter Bildung
eines Produktes modifiziert werden können, welches eine gute Affinität für Dispersionsfarbstoffe besitzt und
welches durch Dispersionsfarbstoffe gefärbt werden kann, wenn die Cellulosefasem entweder verestert oder
veräthert sind. Das auf diese Weise veresterte oder verätherte Produkt verliert jedoch üblicherweise seinen
weichen Griff und wird steif und ist infolgedessen von keinem praktischen Gebrauch, da es eine wesentliche
Eigenschaft der Fasern verloren hat Wenn beispielsweise die Cellulosefasem durch eine Fettsäure, wie
Essigsäure, Propionsäure oder Buttersäure aeyliert werden, können die erhaltenen Fasen; leicht mit
Dispersicnsfarbstoffen gefärbt werden, jedoch sind die erhaltenen Fasern von keiner guten Farbechtheit und
jo insbesondere werden sie hinsichtlich der Farbechtheit beim Waschen verschlechtert, obwohl die erhaltenen
Fasern eine mehr oder weniger verbesserte Farbaffinität besitzen. Um die Farbechtheit der erhaltenen Fasern
zu verbessern, ist es erforderlich, ein Fixiermittel zum J5 Zeitpunkt der Färbung einzusetzen. Falls jedoch die
Cellulosefasem hoch aeyliert sind oder ein Fixiermittel eingesetzt wird, verlieren die erhaltenen Fasern ihren
charakteristischen Griff. Die üblichen acyclischen Cellulosefasem kamen deshalb nicht in praktischen
Gebrauch.
Wenn eine Benzoylierung von Cellulosefasem ausgeführt wird, indem die Cellulosefasem zunächst mit einer
alkalischen Lösung und dann mit Benzoylchlorid behandelt werden oder indem die Cellulosefasem mit
Benzoylchlorid in Gegenwart eines basischen Mediums, wie Pyridin, Chinolin oder Dimethylanilin umgesetzt
werden, zeigen die erhaltenen Fasern jedoch einen Verlust des weichen und schmiegsamen Griffes, wie er
für Cellulosefasem charakteristisch ist und werden so infolgedessen steif und grob.
In der GB-PS 10 60 902 ist ein Verfahren zur Verbesserung der Scheuerfestigkeit und/oder der
Wasch-und-Abnutzungseigenschaften von Textilien aus Cellulosefasem beschrieben, bei dem in erster Stufe
Cellulose mit einem Säureester von 1,3-Dihalogenpropanol-2
imprägniert und dann in zweiter Stufe in eine wäßrige, mehr als lO°/oige Alkalihydroxidlösung eingetaucht
wird. Ein Hinweis, wie eine bessere Anfärbbarkeit mit Dispersionsfarbstoffen erhalten werden könnte,
wird jedoch nicht gegeben.
Aufgabe der Erfindung ist somit die Schaffung eines Verfahrens, wodurch Celluloseesterfasern mit Dispersionsfarbstoffen
gefärbt werden können und sich ein Produkt mit guter Farbechtheit ergibt, während der
gute Griff der Cellulosefasem beibehalten wird.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt gemäß der Erfindung durch die Schaffung eines Verfahrens zur
Verbesserung der Anfärbbarkeit von Cellulosefasem
mit Dispersionsfarbstoffen bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung des weichen Griffs der Fasern, das dadurch
gekennzeichnet ist, daß in einer ersten Stufe die Cellulosefasern mit einem aromatischen Acylhalogenid
bei Temperaturen von 0 bis 60° C imprägniert werden und die imprägnierten Fasern bis zu einem Abquetschverhältnis
von 10 bis 120% abgequetscht werden und daß dann in einer zweiten Stufe die imprägnierten
Fasern bei einer Temperatur von 5 bis 50° C in eine wäßrige Lösung, die mehr als 10 Gew.-% eines
Alkalihydroxide enthält, eingetaucht werden.
Vorteilhafterweise werden die Cellulosefasern in Form von Garnen, Tüchern oder Geweben eingesetzt
und kontinuierlich durch die Behandlungsstufen gefördert. Das Material wird bei der in erster Stufe
durchgeführten Imprägnierung mit dem aromatischen Acylhalogenid ständig und bei der in zweiter Stufe
durchgeführten Eintauchung in die wäßrige Alkalilösung zumindest zu Beginn der Eintauchung in
gestrecktem Zustand gehalten.
Gemäß einer Abwandlung dieser Verfahrensweise wird die in zweiter Stufe durchzuführende Alkalibehandlung
in zwei Schritten vorgenommen, wobei das Garn, Tuch oder Gewebe in eine erste wäßrige Lösung
mit einem Gehalt von mehr als 10 Gew.-% Alkalihydroxid während einer Dauer zwischen 15 see und 3 min
eingetaucht und dort in gestrecktem Zustand gehalten wird, und anschließend in eine zweite wäßrige Lösung
mit einem Gehalt von mehr als 10 Gew.-% Alkalihydroxid
während einer Dauer zwischen 45 see und 10 min eingetaucht und dabei in losem Zustand gehalten wird.
Gemäß der Erfindung werden also Cellulosefasern in Produkte ohne Verschlechterung sowohl des Griffes als
auch der hygroskopischen Eigenschaften der Fasern umgewandelt, welche mit Dispersionsfarbstoffen in
lebhafter Farbe und mit guter Farbechtheit gefärbt werden können, falls die Cellulosefasern durch eine
aromatische Säure lediglich an der Oberfläche derselben acyliert werden, so daß sie einen geeigneten Wert
des Substitutionsgrades der Acylgruppe besitzen.
Wenn die Cellulosefasern in der vorstehend aufgeführten Reihenfolge benzoyliert werden, erfolgt die
Benzoylierung unter Verbrauch lediglich einer geringen Menge des Acylierungsmittels und anderer Materialien,
und es ist keine spezifische Apparatur zur Ausführung der Benzoylierung notwendig, so daß dieses Verfahren
vorteilhaft ist.
Falls die alkalische Lösung zu verdünnt ist, kann die Benzoylierungsreaktion nicht zu dem gewünschten
Ausmaß durchgeführt werden, während, falls die alkalische Lösung mehr als 10 Gew.-°/o Alkalihydroxid
enthält, die Benzoylierung in der gewünschten Weise erfolgreich ausgeführt werden kann.
In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Durchführung eines kontinuierlichen Verfahrens gemäß der
Erfindung gezeigt
Die erfindungsgemäß in Betracht kommenden Celiulosefasern
können natürliche Fasern, wie Baumwollfasern, sein oder können regenerierte Cellulosefasern, wie
Viskoserayon sein. Weiterhin können die Cellulosefasern in Form von Cellulosefasern allein vorliegen oder
können in Form von Mischgarnen oder vereinigten Tüchern oder Geweben, die aus Cellulosefasern und
anderen synthetischen Fasern aufgebaut sind, vorliegen. Weiterhin können die hier in Betracht kommenden
Cellulosefasern noch nicht zu einem Garn durch Spinnen verarbeitet sein oder sie können in Form von
Garnen vorliegen oder sie können in Form von Tüchern
oder Geweben vorliegen, die dutch Weben oder Wirken bzw. Stricken der Garne hergestellt wurden. Unter
diesen möglichen Formen der Cellulosefasern bringt die vorliegende Erfindung beträchtliche Effekte hervor,
wenn die Cellulosefasern in Form von Mischgarnen oder vereinigten Tüchern oder Geweben zusammen mit
Polyesterfasern vorliegen.
Wenn gemäß der Erfindung die Cellulosefasern mit dem aromatischen Acylhalogenid imprägniert werden,
kann das aromatische Acylhalogenid allein oder zusammen mit einem oder mehreren organischen
Lösungsmitteln, durch die es verdünnt wird, verwendet werden. In der Praxis werden die geeigneten Lösungsmittel
oder Lösungsmittelgemische aus organischen Verbindungen gewählt, die mit dem aromatischen
Acylhalogenid nicht reaktionsfähig oder höchstens schwach reaktionsfähig sind und welche mit dem
aromalischen Acylhalogenid mischbar sind. Geeignete Lösungsmittel sind beispielsweise Toluol, Benzol,
Petroläther, Kerosin, Trichloräthan, Trichlorethylen,
Dichlormeihan, Äthyläther, Aceton und Tetrahydrofuran. Vorzugsweise wird das Lösungsmittel, falls
verwendet, in geringer Menge eingesetzt
Die aromatischen Acylhalogenide, die gemäß der Erfindung verwendet werden können, sind solche, worin
das aromatische Acylhalogenid der folgenden allgemeinen Formel
X,
Hai
entspricht, worin Xi, X2, Yi, Y2 und Z Wasserstoff,
Halogen, Alkyl-, Nitro-, Methoxy-, Phenylazo- oder Aminogruppen und Hai ein Halogenatom, vorzugsweise
Chlor oder Brom, bedeuten. Benzoylchlorid ist ein typisches gemäß der Erfindung brauchbares aromatisches
Acylhalogenid. Andere Beispiele für aromatische Acylhalogenide sind Benzoylbromid, p-Chloibenzoylchlorid,
o-Brombenzoylchlorid, p-Brombenzoylchlorid,
o-Nitrobenzoylchlorid, m-Nitrobenzoylchlorid, p-Nitrobenzoylchlorid,
2,4-DinitrobenzoylchIorid, 3,5-D;nitrobenzoylchlorid,
2,4,6-Trinitrobenzoylchlorid, 3,4,5-Trijodbenzoylchlorid
und p-Methoxybenzoylchlorid.
Verschiedene Verfahren können in der Stufe der Imprägnierung der Cellulosefasern mit dem aromatischen
Acylhalogenid angewandt werden. Beispielsweise Eintauchung, Polsteraufbringung, Sprühaufbringung
können angewandt werden. Diese Imprägnierung kann bei Temperaturen innerhalb des Bereiches von 0 bis
60° C ausgeführt werden. Es ist nicht erforderlich, die Imprägnierung während eines langen Zeitraumes
durchzuführen. Die Imprägnierung wird während eines ausreichenden Zeitraumes innerhalb des Bereiches von
einigen Sekunden bis einigen Stunden durchgeführt. Unmittelbar nach der Imprägnierung werden die
Cellulosefasern auf ein geeignetes Abquetschverhältnis (bezogen auf das Gewicht der Ausgangscellulosefasern),
üblicherweise 10 bis 120% abgequetscht, so daß eine geeignete Menge des aromatischen Acylhalogenides in
den Cellulosefasern zurückgehalten wird.
Typische Beispiele für Alkalihydroxide, die erfindungsgemäß
verwendet werden können, sind Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid. Andere Beispiele sind
Rubidiumhydroxid, Cäsiumhydroxid, Lithiumhydroxid,
Strontiumhydroxid und Bariumhydroxid. Das Alkalihydroxid kann auch aus einem Gemisch hiervon bestehen.
Das Alkalihydroxid wird nachfolgend einfach als »Alkali« bezeichnet. Das Alkali muß in Form einer
konzentrierten Lösung verwendet werden. Falls das Alkali in Form einer konzentrierten Lösung verwendet
wird, ist die Reaktionsgeschwindigkeit, womit die Cellulosefasern verestert werden, größer als dip
Reaktionsgeschwindigkeit, womit die auf diese Weise gebildeten veresterten Fasern hydrolysiert werden, so
daß die Cellulosefasern leicht acyliert werden. Falls jedoch das Alkali in Form einer verdünnten Lösung
eingesetzt wird, ist die Reaktionsgeschwindigkeit, womit die Cellulosefasern verestert werden, geringer
als die Reaktionsgeschwindigkeit, womit die veresterten Fasern hydrolysiert werden, so daß es schwierig wird,
die Cellulosefasern zu acylieren. Die hier angegebene konzentrierte Lösung ist eine Lösung mit einem Gehalt
von mehr als 10 Gew.-% Alkali. Es wird bevorzugt, eine Lösung mit einem Gehalt von 10 bis 30 Gew.-% Alkali
einzusetzen.
Während des Zeitraumes, wo die mit dem aromatischen Acylhalogenid imprägnierten Cellulosefasern in
der Alkalilösung eingetaucht sind, d. h. des zur Acylierung ausreichenden Zeitraumes, wird die Lösung
gut gerührt. Während des Eintauchens wird die Lösung
bei einer Temperatur zwischen 5 und 50° C, vorzugsweise bei gewöhnlicher Temperatur, d. h. Raumtemperatur,
oder einer Temperatur geringfügig niedriger als Raumtemperatur gehalten. Bei diesen Temperaturen
beschleunigt das Alkali in der konzentrierten Lösung die durch das aromatische Acylhalogenid bewirkte Veresterung
der Cellulosefasern und die an den Oberflächenteilen des Garnes, Tuches oder Gewebes liegende
Ceiiulosesubstanz wird durch chemische Reaktion in ein Cellulosederivat, d. h. eine durch die aromatische Säure
acylierte Cellulose umgewandelt. Somit wird das Cellulosederivat lediglich auf den Oberflächenteilen des
Garnes, Tuches oder Gewebes gebildet. Die aromatische Acylierung ist, wenn auch abhängig von der
Temperatur, typischerweise innerhalb 1 Minute bis 9 Minuten beendet.
Gemäß der Erfindung wird das aromatische Acylhalogenid anfangs in den Cellulosefasern absorbiert und
dann wird die Alkalilösung absorbiert. Die aromatische Acylierung erfolgt lediglich an den Oberflächenteilen
des Garnes oder Tuches. Dies ist auf die Tatsache zurückzuführen, daß, falls die Cellulosefasern zunächst
in die Alkalilösung eingetaucht werden, dann die 35
Cellulosefasern durch die Alkalilösung gequollen werden, so daß die Alkalilösung in die inneren Teile der
Cellulosefasern eindringt. Falls jedoch die Cellulosefasern in die Alkalilösung eingetaucht werden, nachdem
sie zunächst in das aromatische Acylhalogenid eingetaucht wurden, werden die Cellulosefasern kaum durch
die Alkalilösung gequollen. Das Verfahren gemäß der Erfindung ergibt somit ein Garn oder Tuch oder
Gewebe, welches lediglich am Oberflächenteil acyliert ist und welches einen inneren Teil besitzt, der nicht
acyliert ist. Das Garn, Tuch oder Gewebe, das erfindungsgemäß erhalten wurde, behält deshalb das
ausgezeichnete Gefühl eines schmiegsamen Griffes, wie er Cellulosefasern eigen ist, bei und wird hinsichtlich der
Oberflächeneigenschaften desselben verbessert.
Ferner kann gemäß der Erfindung die durch die aromatische Säure lediglich am Oberflächenteil derselben
acylierte Cellulosefaser leicht mit einem ausgezeichneten Griff und dem gewünschten Substitutionsgrad erhalten werden. Der Ausdruck »leicht« bezeichnet
hierbei, daß Temperaturen und Konzentrationen leicht während der Reaktion gesteuert werden können,
da die aromatische Acylierung während der Eintauchung in die wäßrige Alkalilösung ausgeführt wird,
wobei eine große Menge der Alkalilösung angewandt werden kann, und daß die aromatische Acylierung
innerhalb weniger Minuten selbst bei Temperaturen unterhalb von Raumtemperatur beendet werden kann.
Der Ausdruck »leicht« bezeichnet ferner, daß keine große Menge eines organischen Lösungsmittels erforderlich
ist. Der Ausdruck »gewünschter Substitutionsgrad« bedeutet, daß acylierte Fasern mit beliebigen
Substitutionsgraden, ganz gleich ob hoch oder niedrig, in der gewünschten Weise durch Variierung der Menge
des in den Cellulosefasern enthaltenen aromatischen Acylhalogenides erhalten werden können. Das erfindungsgemäße
Verfahren zeichnet sich ferner dadurch aus, daß die Cellulosefasern in vorteilhafter Weise durch
aromatische Säuren im technischen Maßstab acyliert werden können.
Mit »Substitutionsgrad« wird der Mittelwert der Anzahl der durch aromatische Acylgruppen in den drei
in einer Glucoseeinheit der Cellulosefasern enthaltenen Hydroxylgruppen substituierten Hydroxylgruppen verstanden.
Falls Benzoylchlorid als aromatisches Acylhalogenid angewandt wird, wird der Substitutionsgrad
tatsächlich nach einem Gewichtsverfahren in folgender Weise berechnet:
Substitutionsgrad =
Fasergewicht Fasergewicht
nach der - vor der
Behandlung Behandlung
nach der - vor der
Behandlung Behandlung
Fasergewicht \
vor der
\ Behandlung /
vor der
\ Behandlung /
162,08
(105,12 - 1,01)
worin 162,08 das Molekulargewicht einer Glucoseeinheit
105,12 das Molekulargewicht eines Benzoylgruppe
und 1,01 das Atomgewicht von Wasserstoff darstellen.
Der beträchtlichste Vorteil der Erfindung liegt darin,
daß ein Cellulcsegarn oder -tuch erhalten werden kann, das einen ausgezeichneten Griff besitzt. Wenn deshalb
ein Garn oder Tuch aus Cellulosefasern nach einem üblichen Verfahren acyliert wird, wird das erhaltene
Garn oder Tuch steif und verliert seinen weichen Griff. Wenn jedoch ein derartiges Garn oder Tuch nach dem
erfindungsgemäßen Verfahren acyliert wird, verliert das erhaltene Garn oder Tuch nicht seinen schmiegsamen
Griff. Dieser Vorteil der Erfindung läßt sich durch Bestimmung und Vergleich der Werte von Dehnbarkeit
Flexibilität Scherspannung und Komprimierbarkeit des erhaltenen Garnes belegen.
Damit im allgemeinen das Garn seinen schmiegsamen Griff beibehalten kann, muß das Garn so niedrige Werte
wie möglich hinsichtlich Dehnbarkeit, Flexibilität und Scherspannung besitzen und muß einen möglichst
großen Wert hinsichtlich der Komprimierbarkeit besitzen. Nach dem üblichen Verfahren, wobei das
Cellulosefasergarn zunächst in die Alkalilösung eingetaucht wird und dann mit Benzoylchlorid zur Bildung
eines benzoylierten Garnes behandelt wird, hat das benzoylierte Garn ziemlich erhöhte Werte hinsichtlich
Dehnbarkeit, Flexibilität und Scherspannung, jedoch eine verminderte Komprimierbarkeit. Hingegen hat
gemäß der Erfindung das erhaltene benzoylierte Garn Werte der Dehnung, Flexibilität, Scherspannung und
Komprimierbarkeit, welche ähnliche zu den Werten vom unbehandelten Cellulosefasern sind, wie aus der
folgenden Tabelle (I) ersichtlich. Dadurch wird bestätigt, daß das benzoylierte Garn gemäß der Erfindung
hinsichtlich des Griffes den üblichen benzoylierten Garnen überlegen ist.
Eigenschaften | Unbchandeltes | Gestricktes Tuch, | Gestricktes Tuch, |
gestricktes Tuch | benzoylierl durch | benzoylierl nach | |
das Verfahren gemäß | dem üblichen Ver | ||
der Erfindung | fahren (Substitu | ||
(Substitulionsgrad | tionsgrad 0,25) | ||
0,25) | |||
Dehnung | |||
Young-Modul (net) (g/cnr) X !(T | W 0,49 | 0,49 | 0,52 |
C 0,71 | 0,73 | 0,80 | |
Maximale Dehnung (g/cm) X 10' | W 0,16 | 0,16 | 0,18 |
C 0,20 | 0,21 | 0,23 |
Komprimierbarkeit
Kompressionsverhältnis (%)
Kompressionsverhältnis (%)
Flexibilität
Maximales Biegungsmoment (g · cm/cm)
Maximales Biegungsmoment (g · cm/cm)
Biegungssteifheit (g · cnr/cm)
Scherungseigenschaften
Maximale Scherkraft (g/cm) X 10
Maximale Scherkraft (g/cm) X 10
Scherungssteifheit (g/cm) X 10 ~2
61,2
61,0
60,8
W | 3,41 | 3,45 | 3,95 |
C | 1,51 | 1,52 | 1,60 |
W | 3,22 | 3,25 | 3,43 |
C | 0,97 | 0,99 | 1,12 |
W | 0,51 | 0,53 | 0,60 |
C | 0,63 | 0,64 | 0,68 |
W | 8,73 | 8,76 | 8,97 |
C | 10,1 | 10,5 | 11,3 |
Gemäß Tabelle I wurde ein gestricktes Tuch, das nach einem üblichen Verfahren benzoyliert worden war,
durch Imprägnierung eines gestrickten Tuches aus Celluiosefasern mit Natriumhydroxid und anschließende
Behandlung der erhaltenen Fasern mit Benzoylchlorid hergestellt: W bedeutet die Stäbchennchtung, C die
Laufrichtung; Flexibilität und Schereigenschaft sind in Werten je Einheitsbreite des Tuches angegeben, die
Dehnbarkeit wurde gemäß JIS (Japanese Industrial Standard) L-1018, 5-21 (1962), die Komprimierbarkek
gemäß JIS L-1018, 5-22 (1962), die Flexibilität nach dem Verfahren gemäß J. D. Owen, J. TexL Insu 57,435 (1966)
und die Schereigenschaft nach dem Verfahren gemäß S. M. Spivak, J. Text Res, 36,1046 (1966) bestimmt
Die acylierten Garne oder Tücher, die gemäß der Erfindung erhalten werden, besitzen den Vorteil, daß sie
mittels eines Übertragungsdruckverfahrens unter Anwendung eines sublimierbaren Dispersfarbstoffes bedruckt
werden können. Der Übertragungsdruck ist ein Verfahren, wobei ein sublimierbarer Dispersfarbstoff
zunächst auf einen Träger, wie Papier oder eine Folie, gedruckt wird, der Träger auf das Tuch mit der
bedruckten Oberfläche benachbart zum Tuch aufge-
sn bracht wird, der Träger zur Sublimation des Farbstoffes
erhitzt wird, so daß der Farbstoff auf das Tuch übertragen wird. Auf diese Weise wird der Druck
durchgeführt.
Um in wirksamer Weise den Übertragungsdruck auszuführen, wird es bevorzugt, den Substitutionsgrad
der aromatischen Acylgruppe bei einem Wert zwischen etwa 0,10 und 0,50 zu halten. Falls beispielsweise
Benzoylchlorid als aromatisches Acylhalogenid verwendet
wird, kann der Substitutionsgrad bei einem
bo bevorzugten Wert in der vorstehend geschilderten Weise gehalten werden. Die Cellulosefasern werden
zunächst unmittelbar in Benzoylchlorid eingetaucht, ausreichend abgequetscht und anschließend bei Raumtemperatur
in eine wäßrige Lösung mit einem Gehalt von mehr als 10 Gew.-% Natriumhydroxid eingetaucht.
Alternativ können die Cellulosefasern zunächst in eine Benzoylchloridlösung, welche durch Verdünnung
eines Benzoylchlorids mit einer gleichen Gewichtsmen-
ge eines organischen Lösungsmittels hergestellt wurde, Abquetschung auf ein Quetschverhältnis von 100% und
anschließende Eintauchung in eine wäßrige Lösung mit einem Gehalt von mehr als 10 Gew-% Natriumhydroxid
hergestellt werden. In jedem Fall können benzoylierte Cellulosefasern mit einem Substitutionsgrad von
mehr als 0,2 bei etwa 4 Minuten Eintauchung in wäßrige Natriumhydroxidlösung erhalten werden. Falls die
Fasern in die wäßrige Natriumhydroxidlösung während eines längeren Zeitraumes eingetaucht werden, werden
die darin gebildeten benzoylierten Cellulosefasern durch die Natriumhydroxidlösung hydrolisiert.
Die in der wäßrigen Alkalilösung gebildeten benzoylierten Cellulosefasern werden zur Entfernung des
Alkalis und des organischen Lösungsmittels gewaschen. Das Waschen wird vorzugsweise zunächst mit kaltem
Wasser, dann mit heißem Wasser und anschließend mit wäßriger, alkalischer Lösung ausgeführt. Falls das
Waschen unvollständig ist, hat das erhaltene Produkt eine verschlechterte Farbechtheit, wenn ein Übertragungsdruck
mit dem Produkt ausgeführt wird.
Es wird bevorzugt, daß das erfindungsgemäße Verfahren kontinuierlich durchgeführt wird, falls das
Verfahren in industriellem Gebrauch genommen wird. Um die Acylierungsreaktion kontinuierlich auszuführen,
wurde angenommen, daß eine Apparatur mit einem verlängerten Durchgang eingerichtet werden muß. Der
Grund hierfür liegt darin, daß das erfindungsgemäß zu behandelnde Material, d. h. Garne oder Tücher, in einem
gestreckten Zustand während der Eintauchung sowohl im Acyiierungsmittel als auch in der Alkalilösung
gehalten werden müssen, da es schwierig ist, die Acylierungsreaktion gleichmäßig und einheitlich auf
Grund der ungleichmäßigen Absorption dieser Flüssigkeiten durchzuführen, wenn die Garne oder Tücher
nicht im gestreckten Zustand gehalten werden. Deshalb wurde angenommen, daß die Garne oder Tücher im
gestreckten Zustand durch Walzen während des gesamten kontinuierlichen Verfahrens gehalten werden
müssen.
Gemäß der Erfindung wurde jedoch festgestellt, daß es möglich ist, den Durchgang in der Apparatur zur
Ausführung der kontinuierlichen Acylierungsreaktion abzukürzen. Es wurde festgestellt, daß eine ungleichmäßige
Acylierung nicht erfolgt, falls die Garne oder Tücher im ungestreckten Zustand gehalten werden,
nachdem sie in die Alkalilösung im gestreckten Zustand während eines kurzen Zeitraumes eingetaucht wurden,
sofern die Garne oder Tücher im gestreckten Zustand bis zur Anfangsstufe der Eintauchung in die Alkalilösung
gehalten werden. Das nachfolgend geschilderte kontinuierliche Acylierverfahren wurde auf der Basis
dieser Feststellung entwickelt
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ergibt sich deshalb ein kontinuierliches Verfahren zur
Verbesserung eines Cellulosefasergarnes oder -tuches, welches die kontinuierliche Förderung eines Garnes
oder Tuches, das Celhilosefasern enthält, die Eintauchung
des geführten Garnes oder Tuches in eine Küpe, die ein aromatisches Acylhalogenid enthält, während
das Garn oder Tuch im dichten oder flachen oder gestreckten Zustand gehalten wird, die Eintauchung des
Garnes oder Tuches noch im dichten oder flachen oder gestreckten Zustand in eine erste Küpe einer wäßrigen
Lösung, die mehr als 10 Gew.-% eines Alkalihydroxids enthält, und die anschließende Eintauchung des Garnes
oder Tuches im ungestreckten oder entspannten Zustand in eine zweite Küpe der wäßrigen Lösung, die
mehr als 10 Gew.-% des Alkalihydroxide enthält, umfaßt, wodurch die aromatische Acylierung lediglich
am Oberflächenteil des Garnes oder Tuches ausgeführt wird.
j Insbesondere kann das kontinuierliche Acylierungsverfahren
beispielsweise in folgender Weise durchgeführt werden. Das Garn oder Tuch wird zunächst in die
Küpe, die das aromatische Acylhalogenid enthält, eingetaucht und vollständig mit dem Acylhalogenid
ίο imprägniert, während es im dichten oder gestreckten
Zustand gehalten wird. Das Garn oder Tuch wird dann im dichten oder gestreckten Zustand abgequetscht.
Anschließend wird das Garn oder Tuch in die wäßrige Alkalilösung eingetaucht. Die wäßrige Alkalilösung ist
r, in zwei Anteile unterteilt, von denen jeder in einer
getrennten Küpe enthalten ist. Das Garn oder Tuch wird durch die erste Küpe während eines kurzen
Zeitraumes, d. h. innerhalb des Bereiches von 15 Sekunden
bis 3 Minuten geführt, während es im dichten oder gestreckten oder im gespannten Zustand ist und wird
dann durch die zweite Küpe während eines längeren Zeitraumes, d. h. innerhalb des Bereiches von 45 Sekunden
bis 10 Minuten geführt, während es im ungestreckten oder losen Zustand gehalten wird. Nachdem es
durch die zweite Küpe gelaufen ist, wird das Garn oder Tuch mit Wasser gewaschen und erforderlichenfalls
getrocknet und abgenommen.
Nach dem kontinuierlichen Acylierverfahren wird das Garn oder Tuch im ungestreckten Zustand im letzteren
jo Teil der Stufe gehalten, wo das Garn oder Tuch in der Alkalilösung eingetaucht ist und dadurch kann das
gestreckte Garn oder Tuch in eine Küpe von einem verhältnismäßig kleinen Volumen in diesem Zustand
gebracht werden, daß das Garn oder Tuch in Zick-Zack-Form nahe zu einer gefalteten oder überlappten
Form liegt. Das kontinuierliche Verfahren erfordert deshalb keine Apparatur mit einem verlängerten
Durchgang. Da weiterhin beim kontinuierlichen Verfahren das Garn oder Tuch im dichten oder
gestreckten Zustand zumindest in den Stufen gehalten wird, wo das Garn oder Tuch in das aromatische
Acylhalogenid und in die erste Küpe der Alkalilösung eingetaucht ist, ergibt sich kein ungleichmäßig acyliertes
Garn oder Tuch, selbst wenn das Garn oder Tuch anschließend im losen Zustand gehalten wird.
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung.
B e i s ρ i e 1 1
In diesem Beispiel wurde als Benzoylierangsmittel ein
Gemisch aus 500 Gewichtsteilen Benzoylchlorid und 500 Gewichtsteilen weißem Kerosin verwendet. Ein
Tuch aus 100% Baumwolle wurde in das Gemisch bei 200C und während eines ausreichenden Zeitraumes zum
Imprägnierung des Tuches mit dem Benzoylierungsinittel
eingetaucht und anschließend -wurde zu einem
Abquetschverhältnis von 100% abgequetscht
ω Eine wäßrige Lösung wurde mit einem Gehalt von 25
Gew.-% Natriumhydroxid hergestellt Das Tuch wurde in eine große Menge der Lösung während 4 Minuten bei
200C gegeben, während die Lösung gerührt wurde. Auf
diese Weise wurde die Benzoylierung in der Cellulosefaser
lediglich auf der Oberfläche des Tuches durchgeführt
Das Tuch wurde anschließend aus der Lösung entnommen, mit kaltem Wasser und dann mit heißem
Wasser von 9O0C gewaschen und während 3 Minuten
bei 120°C getrocknet. Dadurch wurde ein benzoyliertes Baumwolltuch mit einem Substitutionsgrad von 0,23
erhalten. Das benzoylierte Tuch hatte die Eigenschaft, daß es mit Dispersfarbstoffen gefärbt werden konnte
und leicht mittels des Übertragungsdruckverfahrens bedruckt werden konnte. Weiterhin vermittelte das
benzoylierte Tuch ein ausgezeichnetes Gefühl eines schmiegsamen Griffes.
In diesem Beispiel wurde ein Tuch aus 100% Baumwolle verwendet, welches nach einem kontinuier- r,
liehen Verfahren acyliert wurde.
Die Zeichnung zeigt eine schematische Ansicht des Verfahrens zusammen mit der Apparatur, teilweise im
Schnitt, die in dem Beispiel verwendet wurde.
In der Figur enthält die Kammer (1) eine Anzahl von :o
Walzen (2), eine Mangel (3), eine Küpe für das Acylierungsmittel (4), eine erste Küpe für die Alkalilösung
(5) und eine zweite Küpe (6) für die Alkalilösung. Die Kammer (1) ist durch die Wände (9) und (10) mit
Schlitzen (7) und (8) ausgerüstet, von denen jeder eine ?-,
gerade ausreichend große Abmessung zum Durchgang des zu behandelnden Tuches hat. Somit ist die Kammer
(1) in drei Unterkammern [XA), (XB) und (IQ unterteilt.
Die Kammer (1) ist mit einem Einlaß (11) und einem Auslaß (12) ausgerüstet, worin in jedem ein oder jo
mehrere Sätze von paarweisen Walzen angebracht sind. Insbesondere sind zwei Sätze von paarweisen Walzen
(13/4; und (13S; im Einlaß (11) und zwei Sätze von
paarweisen Walzen (14Aj und (145,) im Auslaß (14) angebracht. Die paarweisen Walzen (13Aj und (13ßj π
stehen in enger Nachbarschaft zueinander und zu dem praktisch geschlossenen Einlaß (11), der einen Spalt zum
Durchgang der Garne oder des Tuches läßt. Die paarweisen Walzen (14Aj und (14ßj sind in gleicher
Weise im Auslaß (12) angeordnet. Garne oder Tücher (15) werden zunächst durch die paarweisen Walzen
(13/4; ergriffen und in die Kammer (1) eingeführt; die
Garne oder das Tuch (15) werden schließlich durch die paarweisen Walzen (14Aj ergriffen und aus der
Kammer (1) entfernt Die Kammer (1) ist weiterhin mit ■»■>
einer beliebigen Anzahl von Luftöffnungen (16) ausgestattet, von denen jede mit einem Entladungsgebläse
(17) ausgerüstet ist
An die Kammer (1) schließt sich mindestens eine Wascheinrichtung an, die eine Anzahl Walzen (18), eine 5<i
Mangel (19) und ein Bad (20) enthält Gewünschtenfalls
kanr eine Trocknungseinrichtung anschließend an die
Wascheinrichtung angebracht werden.
In dieser Vorrichtung werden sowohl der Eintritt als auch der Austritt zum Durchgang der Garne oder des
Tuches praktisch durch die paarweisen Walzen (13) und (14), die im Einlaß (11) und im Auslaß (12) der Kammer
(1) angebracht sind, und der Dampf in der Kammer wird
durch das Gebläse (17) abgeführt Das Innere der Kammer hat deshalb einen etwas verringerten Druck
und ein stimulatives Gas wird aus der Kammer nicht ausgetragen. Somit ist die Vorrichtung zur Durchführung
des kontinuierlichen Verfahrens sehr günstig.
Benzoylchlorid wurde als Acylierungsmittel verwendet und in die Küpe (4) eingebracht Eine Natriumhydroxidlösung
mit 20 Gew.-% wurde in die beiden Küpen (5) und (6) eingebracht Das Innere der Kammer wurde bei
200C gehalten. Durch den Betrieb von drei Gebläsen
(17) wurde die Luft aus den Ventilen (16) ausgetragen und in einen Absorbierturm (nicht gezeigt) zur
Entfernung des stimulativen Gases eingeführt Andererseits kann frische Luft in (in den Zeichnungen nicht
gezeigte) Einlasse eingeführt werden.
Das Tuch (15) wurde durch ein Paar Walzen (13AJ
ergriffen und in die Unterkammer (IAj in der Kammer (1) durch den Einlaß (11) eingeführt. Das auf diese Weise
eingeführte Tuch wurde durch eine Anzahl Walzen (2) im flachen oder dichten Zustand gehalten und geführt
und in das in der Küpe (4) enthaltende Acylierungsmittel eingetaucht und mit einer ausreichenden Menge des
Acylierungsmittels imprägniert. Dann wurde das Tuch durch eine Mangel (3) zu einem Quetschverhältnis von
60% abgequetscht und anschließend in die Unterkammer (ISj durch einen Schlitz (7), der an der Wand (9)
angebracht ist, eingeführt. In der Unterkammer (Ißj wurde das Tuch in gleicher Weise im flachen oder
dichten Zustand durch eine Anzahl von Walzen (2) gehalten und geführt, die in Zick-Zack-Form, wie aus
der Zeichnung ersichtlich, angeordnet waren, und es wurde dadurch in die wäßrige Alkalilösung (Natriumhydroxid),
die in der Küpe (5) enthalten war, wahrend etwa 1 Minute eingetaucht. Anschließend wurde das Tuch in
die Unterkammer (IQ durch den Schlitz (8), der in der Wand (10) ausgebildet ist, eingeführt und wurde darin
aus dem gestreckten Zustand freigesetzt und im ungestreckten Zustand gehalten. Somit wurde das Tuch
in einem Zustand nahe zu einer gefalteten und in Zick-Zack-Form gelegten Bahn gehalten. Infolgedessen
wurde das Tuch in die Alkalilösung in der Küpe (6) während etwa 3 Minuten eingetaucht. Die Küpe (6)
hatte einen ausreichend verhältnismäßig kurzen Durchgang, da die Küpe (6) etwa die 40fache Länge des
Tuches enthalten muß, die im flachen oder dichten Zustand gehalten wurde. Beim Durchgang durch die
Unterkammer (J Qwurde das Tuch acyliert.
Das erhaltene acylierte Tuch wurde durch Walzen (2) zum Auslaß (12) der Unterkammer (IQ getragen und
transportiert, worin das Tuch ergriffen und durch die paarweisen Walzen (14) abgenommen wurden. Anschließend
wurde das Tuch durch eine Anzahl Walzen
(18) gehalten und gefördert und in das Wasser im Bad (20) zur Wäsche eingetaucht. Nachdem die Wäsche
wiederholt wurde, wurde das Tuch inittels einer Mangel
(19) abgequetscht und getrocknet, so daß ein gleichmäßig benzoy'iiertes Tuch erhalten wurde.
Das benzoylierte Tuch hatte einen Substitutionsgrad von 0,25 und einen schmiegsamen Griff ähnlich den
Eigenschaften wie aus Tabelle (I) ersichtlich. Das benzoylierte Tuch war zur Durchführung eines Übertragungsdruckes
geeignet
Der Obertragungsdruck wurde in folgender Weise ausgeführt: Die Druckfarbe bestand aus einem wäßrigen
Gemisch aus 25 g je Liter Carboxymethylcellulose und 35 g je Liter eines Dispersfarbstoffes (wie aus
Tabelle [Π] ersichtlich), der sublimierbar ist und bei
erhöhter Temperatur übertragen werden konnte. Die Druckfarbe wurde auf ein Papier mittels einer
Siebdruckmaschine zur Herstellung eines Übertragungspapiers aufgetragen. Das Übertragungspapier
wurde auf das benzoylierte Baumwolltuch aufgebracht wobei dessen bedruckte Oberfläche benachbart zum
Tuch war. Sie wurden bei 2000C während 30 Sekunden von der Oberseite des Papieres erhitzt und gepreßt
Infolgedessen wurde die Druckfarbe auf dem Papier auf das Baumwolltuch unter Bildung eines gefärbten Tuches
übertragen, welches eine tiefe, klare Farbe hatte.
Hinsichtlich des gefärbten Tuches wurden sowohl die Farbechtheit gegenüber Wäsche!]IS L-1045 MCA) und
die Farbechtheit gegenüber Sonnenlicht (JlS L-1044,
bestrahlt während 40 Smnden) bestimmt. Die Ergebnis-
14
se sind in Tabelle (II) enthalten. I bestätigt, daß das Tuch eine ausgezi
heit hatte.
Bezeichnung des | Farbechtheit beim | Farbecht |
sublimierbaren | Waschen | heit gegen |
DispersfarbstofTes | über Son | |
Abgeschä'lz- Ausbluten | nenlicht | |
te Änderung | ||
der Farbe | ||
C. I. Disperse | 5 5 | 6 |
Red 60 | ||
C. I. Disperse | 4 5 | 7 |
Jellow42 | ||
(Colour Index | ||
10338) | ||
C. 1. Disperse | 4 4 | 5 |
Blue 56 | ||
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen |
Claims (3)
1. Verfahren zur Verbesserung der Anfärbbarkeit von Cellulosefasem mit Dispersionsfarbstoffen bei
gleichzeitiger Aufrechterhaltung des weichen Griffs der Fasern, dadurch gekennzeichnet, daß
in einer ersten Stufe die Cellulosefasem mit einem aromatischen Aeylhalogenid bei Temperaturen von
0 bis 600C imprägniert werden und die imprägnierten Fasern bis zu einem Abquetschverhältnis von 10
bis 120% abgequetscht werden und daß dann in einer zweiten Stufe die imprägnierten Fasern bei
einer Temperatur von 5 bis 500C in eine wäßrige Lösung, die mehr als 10 Gew.-% eines Alkalihydroxyds
enthält, eingetaucht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Cellulosefasem in Form von
Garnen, Tüchern oder Geweben eingesetzt werden und kontinuierlich durch die Behandlungsstufen
gefördert werden, und daß das Material bei der in erster Stufe durchgeführten Imprägnierung mit dem
aromatischen Aeylhalogenid ständig und bei der in zweiter Stufe durchgeführten Eintauchung in die
wäßrige Alkalilösung zumindest zu Beginn der Eintauchung in gestrecktem Zustand gehalten wird.
3. Abwandlung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in zweiter Stufe
durchzuführende Alkalibehandlung in zwei Schritten vorgenommen wird, wobei das Garn, Tuch oder
Gewebe in eine erste wäßrige Lösung mit einem Gehalt von mehr als 10 Gew.-°/o Alkalihydroxyd
während einer Dauer zwischen 15 see und 3 min eingetaucht und dort in gestrecktem Zustand
gehalten wird, und anschließend in eine zweite wäßrige Lösung mit einem Gehalt von mehr als 10
Gew.-% Alkalihydroxyd während einer Dauer zwischen 45 see und 10 min eingetaucht und dabei in
losem Zustand gehalten wird.
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