DE2700153C2

DE2700153C2 - Verfahren zum Färben von Textilmaterial und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2700153C2
Application number: DE2700153A
Authority: DE
Inventors: Roland Dr. Böckten Bauhofer; Hermann Ing.(grad.) 7858 Weil Flensberg; Hans Dr. Binningen Scheidegger
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1976-01-06
Filing date: 1977-01-04
Publication date: 1982-11-04
Also published as: US4350494A; CH612562B; CH612562GA3; BE850093A; CA1105655A; FR2337784A1; DE2700153A1; NL177614B; GB1574841A; FR2337784B1; GB1574842A; IT1111351B; NL177614C; NL7700037A

Description

außerdem der Sauerstoffbedarf der Abwasser bei der biologischen Klärung vermindern. Es resultiert also eine erhebliche Einsparung an Wasser, Farbstoffen und anderen Hilfschemikalien sowie an Energie, da die ausgezogenen Färbebäder bei nochmaliger Verwendung nicht jeweils erneut von Raumtemperatur auf die Färbetemperatur erhitzt werden müssen. Lediglich die Abkühlung, die während des Wechsels der Ware, auch unter Einsatz einer Vorrichtung zum heißen Ausfahren, eintritt, muß ausgeglichen werden.

Ferner besitzt das erfindungsgemäße Verfahren den besonderen Vorzug, daß man Färbungen erhält, welche auch bei nochmaliger Verwendung des Bades in bezug auf Farbstärke und Nuance sehr gut reproduzierbar sind, und außerdem lassen sich die Ergebnisse aus Kleinversuchen (Laborfärbungen) ausgezeichnet auf Praxisfärbungen übertragen.

In vielen Fällen ist ferner infolge des hohen Ausziehgrades der Farbstoffe kein Spülprozeß erforderlich, was eine weitere Rationalisierung bedeutet

Die vorliegende Erfindung betrifft somit ein Verfahren zum egalen, rationellen, sicheren und umweltfreundlichen Färben von Textilmaterial aus synthetischem Polyamid, mit Salzen metallfreier Mono-, Dis- oder Polyazofarbstoffe, Formazan-, Anthrachinon-, Nitro-, Triphenylmethan- oder Phthalocyaninfarbstoffen nach der Ausziehmethode, bei dem die Färbung bei einem pH-Wert zwischen 6 und 12 begonnen und bei einem pH-Wert zwischen 3 und 7 beendet wird, das dadurch gekennzeichnet ist daß während der Färbung der pH-Wert durch allmähliche Zudosierung von Schwefelsäure um mindestens 1 pH-Wert-Einheit erniedrigt wird und daß im Anschluß an die Färbung das ausgezogene Bad nach Zugabe von Alkali, Farbstoff, sowie gegebenenfalls weiteren Hilfsmitteln, gegebenenfalls erneut zum Färben verwendet wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß die Färbung bei einem pH-Wert von 7,0 bis 10,0 begonnen und bei einem pH-Wert von 3,5 bis 6 beendet wird. Der anzuwendende pH-Wert hängt im wesentlichen von der Art und Konzentration der Farbstoffe, vom Substrat sowie von der Art des Färbeaggregates, ab. Diese pH-Werte sind bekannt oder leicht bestimmbar.

Anschließend werden dem Färbebad dann Alkali, gegebenenfalls Hilfsmittel und Farbstoffe zugesetzt und das Färbebad wird erneut zum Färben verwendet Als Alkali kommen Salze starker Basen mit schwachen Säuren, wie z. B.. Ammonium-, Natrium- oder Kaliumcarbonat oder -hydrogencarbonat sowie vorzugsweise so starke Basen wie NaOH oder KOH in Betracht Vorteilhaft handelt es sich um Laugen mit einem pKs-Wert, der bei 20⁰C über 9,2 liegt Die Lauge wird gegebenenfalls in einem Mal, portionsweise oder vorzugsweise dosiert zugegeben.

Die pH-Wert Erniedrigung während des Färbens wird durch Zugabe von Schwefelsäure erreicht

Die Schwefelsäure wird dem Färbebad vorzugsweise nach Erreichung der Färbetemperatur so zugegeben, daß eine egale Färbung resultiert

Die Säurezugabe kann beispielsweise innerhalb von 5 bis 90 Minuten in 5 bis 15 gleichen Anteilen, oder kontinuierlich, z. B. mit konstanter Zuflußgeschwindigkeit, erfolgen. Man kann die Säure auch in 2 oder mehr Phasen mit jeweils konstanter, aber voneinander verschiedener Zuflußgeschwindigkeiten, zudosieren, wobei auch Pausen, während denen keine Säurezugabe erfolgt zwischengeschaltet sein können. Vorteilhaft ist es aber, durch eine geeignete Regel- und/oder Steuereinrichtung die Säurezugabe durchzuführen, z. B. so, daß sich eine vorgegebene pH-Änderung bezogen, auf die Zeit und/oder Temperatur ergibt Diese pH-Änderung kann mit einem oder mehreren linearen und/oder nicht-linearen Gradienten erfolgen.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich hauptsächlich Textilmaterialien aus mit anionischen Farbstoffen anfärbbarem synthetischem Polyamid färben. Solche synthetischen Polyamide sind z. R Polymerisate von e-Caprolactam (Polyamid 6), Kondensationsprodukte aus Hexamethylendiamin und Adipinsäure (Polyamid 6,6) oder Sebacinsäure (Polyamid 6,10) oder Mischkondensationsprodukte z. B. aus Hexamethylendiamin, Adipinsäure und ε-Caprolactam (Polyamid 6,6/6), ferner die Polymerisationsprodukte aus ε-Caprolacjam oder aus ω-Aminoundecansäure (Polyamid 11) und modifizierte Polyamid-Typen.

Auch Gemische aus diesen Fasern, sowie Gemische aus synthetischen Polyamiden, von denen ein Teil mit anionischen Farbstoffen und ein anderer Teil mit kationischen und/oder Dispersionsfarbstoffen angefärbt werden kann, sind verwendbar.

Die Aufmachungsform dieser Fasermaterialien kann sehr vielseitig sein; beispielsweise kommen in Betracht: loses Material Garn in allen Aufmachungsformen, Gewebe, Gewirke, Gestricke, Faservliesstoffe und insbesondet e Teppiche.

Erfindungsgemäß verwendbare Farbstoffe sind vorzugsweise anionisch, wasserlöslich oder mindestens in Wasser dispergierbar. Sie können reaktiv oder vorzugsweise nichtreaktiv sein, d.h. sie können mit dem Fasermaterial eine kovalentc Bindung eingehen oder nicht und den verschiedenen genannten Farbstoffklassen angehören. Der anionische Charakter dieser Farbstoffe kann durch saure salzbildende Substituenten, wie Carbonsäuregruppen, Schwefelsäure- und Phosphorsäureestergruppen, Phosphorsäuregruppen oder Sulfonsäuregruppen, bedingt sein.

Für das Färben von z. B. »differential-dyeing^-Polyamid-Teppichmaterial kann das Färbebad auch noch Dispersionsfarbstoffe und/oder kationische Farbstoffe enthalten. Alle diese Farbstoffe müssen in dem während der Färbung vorliegenden pH-Bereich im wesentlichen stabil sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren weist folgende wesentliche technische Vorteile auf:

Da bekanntlich die für die Flächenegalität verantwortliche Migration der Farbstoffe sowie der Differenzierungseffekt sehr stark pH-Wert abhängig sind und für diese beiden Vorgänge auch unterschiedliche pH-Werte optimal sind, ist man im bislang angewandten Verfahren durch die Auswahl der zur Verfügung stehenden Puffersysteme in der Wahl des pH-Wertes sehr eingeschränkt Auch sind gewisse Puffersysteme z. B. (Phosphate, Essigsäure/Natriumacetat) ökologisch bedenklich.

Es wurde nun gefunden, daß mit dem vorliegenden Verfahren, das eine kontrollierte Führung des pH-Wertes von einem höheren zu einem stabilen tieferen Endwert erlaubt, eine deutlich bessere Sicherheit in bezug auf Flächenegalität, Reproduzierbarkeit in Farbton, Farbstärke und Differenzierungsgrad erreicht werden kann. Dies hat eine bedeutende Verminderung der effektiven mittleren Färbezeit zur Folge, das Verfahren wird vereinfacht. Außerdem kann man den End-pH-Wert frei wählen und konstant halten und ist dadurch sehr viel flexibler in bezug auf Farbstoffaus-

- wahl.

Neben den Farbstoffen kann das Färbebad noch weitere die Eigenschaften des Textilmaterial beeinflussende Zusätze enthalten, z. B. Egalisiermittel, Weichmachungsmittel, Antistatika, Antioxidantien, antimikrobiel- Ie Mittel, Zusätze zum Flammfestausrüsten oder zur Erhöhung der Hydrophilie, schmutz-, wasser- und ölabweisende Mittel, Zusätze zur Erhöhung der Naßechtheit sowie Entschäumer.

Das erfindungsgemäße Färbeverfahren ist Vorzugs- to weise bei erhöhter Temperatur, insbesondere bei 65 bis 100°C, durchführbar. Man kann aber auch in druckfesten Apparaturen bei einer Temperatur bis zu 140⁰C, vorzugsweise bei 100° bis 120° C, färben.

Allgemein sind auch Zirkulationsfärbeapparate oder -maschinen, wie z. B. ;ettärbeapparate, Zirkuiationsapparate für Garn oder Wickelkörper, Baumfärbeapparate, Packfärbeapparate, Haspelkufen oder auch Färbeaggregate, bei denen eigens zu diesem Zweck eine externe Zirkulationseinrichtung angebaut wird, für das erfindungsgemäße Verfahren verwendbar.

Man geht z. B. so vor, daß man Farbstoffe und gegebenenfalls ein anionisches Hilfsmittel dem kalten Bad zugibt und mittels der Dosierungsanlage Alkali bis zum Erreichen des gewünschten Anfangs-pH-Wertes (6 bis 12) zufließen läßt, das Textilmaterial einfährt und auf die Färbetemperatur, vorzugsweise 90 bis 100° C, aufheizt Man kann auch umgekehrt vorgehen, indem man zuerst das alkalische Färbebad zusammen mit dem zu färbenden Textilmaterial in den Färbeapparat einfüllt und dann Farbstoffe sowie gegebenenfalls Hilfsmittel zugibt

Während der Aufziehperiode kann z. B. der pH-Wert mittels der Dosiereinrichtung konstant gehalten werden.

Nach Erreichen der Färbetemperatur wird 5 bis 60 Minuten, bevorzugt etwa 30 Minuten, gefärbt

Dann wird mittels Dosiereinrichtung Schwefelsäure zugegeben und der pH-Wert auf den End-pH-Wert (7 bis 3) innerhalb von 5-90 Minuten gesenkt Die Farbstoffe sind nahezu vollständig, d. h. bis zu über 99%. auf das Textilmaterial aufgezogen.

Man fährt das Färbegut, z. B. nach dem Abkühlen, bevorzugt aber bei der Färbetemperatur, aus dem Färbeapparat und stellt es, z. B. ohne zu spülen, durch Zentrifugieren, Absaugen oder Trocknen fertig.

In die gebrauchte, vorzugsweise heiße Färbeflotte, gibt man nun Farbstoffe, gegebenenfalls Hilfsmittel und mittels der Dosiereinrichtung, Alkali zu. Nach Erreichen des gewünschten Anfangs-pH-Wertes wiederholt man den oben beschriebenen Färbevorgang mit einer neuen Charge Textilmaterial.

Im Prinzip läßt sich die Flotte auf diese Art beliebig oft verwenden. Vorzugsweise wird sie jedoch nach 2- bis 6maligem Gebrauch verworfen, da evtl., z.B. durch Ablösen von Schlichte- oder Avivagemitteln, Signierfarbstoffen oder Verunreinigungen von dem Textilmaterial oder durch das Anfallen von Flusen, Schwierigkeiten auftreten können.

Dank des fast vollständigen Aufziehens der Farbstoffe kann man bei der zweiten Verwendung der Flotte andere Farbstoffe als bei der ersten Färbung verwenden. Vorzugsweise wird man dann jedoch mit den jeweils hellsten Färbungen beginnen.

Die vorliegende Erfindung betrifft neben dem Färbeverfahren auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Diese besteht aus einem geeigneten Färbeaggregat, an dem Anordnungen angebracht sind, die es gestatten, den pH-Wert der Färbeflotte zu messen, sowie mindestens eine Dosiereinrichtung, durch die der Färbeflotte Zusätze, wie insbesondere die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderliche Säure und Alkali, zugesetzt werden können. Sowohl pH-Meßstellen als auch die Dosiereinrichtungen sind an ein externes Flottenumwälzsystem angeschlossen, wobei sich mindestens eine pH-Meßstelle in Fließrichtung zweckmäßig vor einer Dosiereinrichtung befindet

Eine bevorzugt verwendete Ausführungsform der Vorrichtung besteht darin, daß das externe Flottenumwälzsystem aus mehreren getrennten Leitungen besteht, die vor der Einmündung in den Färbeapparat vereinigt werden, und daß die Impfstelle, an der die Dosiereinrichtung an das Fiottenumwäizsysiem angeschlossen ist, sich an der Stelle befindet, an der die einzelnen Leitungen zusammentreffen, und daß diese Dosiervorrichtung so ausgeführt ist, daß mittels einer geregelten Pumpe durch Dosieren einer starken Lauge ein Anfangs-pH-Wert eingestellt werden kann und anschließend mittels einer geführten (gesteuerten Regelung) Pumpe durch Dosieren einer starken Säure der pH-Wert nach einer vorausbestimmbaren Zeitfunktion auf einen Endwert gesenkt werden kann. Dabei wird der pH-Wert als Funktion der Zeit z.B. durch einen mittels eines Sollwertgebers geführten Regler geregelt wobei der Sollwertgeber vorzugsweise als elektronischer Integrator ausgeführt wird. Ferner werden für die Erhöhung bzw. Absenkung des pH-Wertes vorzugsweise separate Regeleinrichtungen, bestehend aus Meßeinrichtung, Regler und Dosierpumpe, verwendet

Es ist selbstverständlich, daß die beschriebenen Vorrichtungen lediglich Ausführungsbeispiele darstellen und daß das erfindungsgemäße Färbeverfahren auch mit anderen Arten von Vorrichtungen durchführbar ist

Die folgenden Beispiele dienen der Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens, ohne dieses darauf zu beschränken. Die Mengenangaben bei den Farbstoffen und Hilfsmitteln beziehen sich auf handelsübliche Ware und die Temperaturen sind in Grad Celsius angegeben.

Beispiel 1

Eine Laborhaspelkufe mit einer Arbeitsbreite von 55 cm und einem Fassungsvermögen von 500 Litern ist mit externem Flottenumwälzsystem bestückt Die Flotte wird am Kufenboden abgezogen und durch eine Pumpe über eine Rohrleitung, die mit einem Durchflußmesser ausgerüstet ist auf der Vorderseite in die Haspelkufe zurückgeführt. Zwischen der Abzugssiclle und der Pumpe sind in die Rohrleitung drei Bohrungen angebracht. Durch die in der Fließrichtung erste Bohrung wird eine kombinierte Glaselektrode eingeführt Die zweite Bohrung ist über einen Schlauch direkt mit einer Dosierpumpe verbunden, und auf die dritte Bohrung ist ein Zusatzbehälter mit Hahn aufgesetzt, durch welchen Farbstoff und Chemikalienlösungen eingegeben werden können.

Die Haspelkufe wird mit einem Stück Polyamid-6-Velours-Teppich von 50 cm Breite, 23 πι Länge und einem Gewicht von 6,45 kg sowie mit 240 Liter kaltem enthärtetem Wasser beschickt Die Umziehgeschwindigkeit des Teppichmateriäls beträgt 12 Meter pro Minute, die Förderleistung der Pumpe für die externe Flottenzirkulation wird auf 3600 Liter pro Stunde eingestellt

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Aus dem Behälter werden der Flotte, während sie mit Dampf direkt auf 80 bis 85° aufgeheizt wird, 500 m! ln-Natronlauge und anschließend 96,75 g des oberflächenaktiven Mittels der Formel

(SO₃Na)₂

gelöst in 11 Wasser zugesetzt Der pH-Wert betrügt hiernach 10,5.

Darauf werden 4,84 g des gelben Farbstoffes der Formel I

HO₃S

OCH₃

und 1,61 g des blauen Farbstoffes der Formel Π
O NH₂

Nach weiteren 10 Minuten werden mittels der Dosierpumpe mit einer Geschwindigkeit von 20 ml pro Minute 570 ml In Schwefelsäure zudosiert. Der pH-Wert der Flotte beträgt nach dem Abstellen der Dosierpumpe 3,9, erhöht sich aber während der nächsten 10 Minuten auf 4,25. Die Farbstoffe sind zu über 99% auf das Teppichmaterial aufgezogen. Die Flotte wird auf 65° abgekühlt, das Teppichmaterial aus der Haspelkufe gezogen und, ohne zu spülen, zentrifugiert und getrocknet. Es ist gleichmäßig hellgrün gefärbt und läßt sich in Farbstärke und Nuance nicht vom zuerst gefärbten unterscheiden.

In die bereits zweimal verwendete Flotte werden 5,94 kg (0,5 χ 18 m) eines Schlingenflorteppichmaterials eingeführt, dessen Schlingen ein 50:50 Gemisch aus basisch färbbarem Polyamid und »deep-dyeing« Polyamid darstellen. Bei 60° werden 59,4 g eines nichtionischen farbstoffaffinen Egalisiermittels (Alkylaminpoly-(T) glykoläther), gelöst in 1 Liter Wasser, innerhalb von 5

Minuten durch den Zusatzbehälter zugesetzt, wobei die Umziehgeschwindigkeit des Teppichs 12 m pro Minute und die Zirkulationsgeschwindigkeit der Flotte 4800 Liter pro Stunde betragen.
Es wird innerhalb von 15 Minuten auf 93° bis 96° aufgeheizt und bei dieser Temperatur belassen.

Während des Aufheizens werden 500 ml 1 η Natronlauge zugesetzt und nach dem Erreichen der Endtemperatur 20,79 g des Farbstoffes der Formel I, 8,91 g des Farbstoffes der Formel H, sowie 3,56 g des roten Farbstoffes der Formel III

SO₂NHCH₂CH₂OH

beide gelöst in 1,51 Wasser, vom Zusatzbehälter innerhalb von 10 Minuten zufließen gelassen. Gleichzeitig wird die Temperatur der Flotte mittels Direkt- und Indirektdampf auf 93 bis 96° erhöht und anschließend auf dieser Höhe gehalten.

10 Minuten nachdem diese Temperatur erreicht und die Farbstoffe eingegeben sind, werden mittels der Dosierpumpe mit einer Geschwindigkeit von 50 ml/pro Minute 1200 ml In-Schwefelsäure zudosiert Der pH-Wert der Flotte beträgt danach 3,9. Der pH-Wert erhöht sich während der nächsten 10 Minuten noch auf 4,4. Die Flotte ist nahezu erschöpft, & h. die Farbstoffe sind zu über 99% aufgezogen. Die Heizung wird abgestellt und das Bad durch öffnen der Haspelkufe und indirekte Kühlung auf 60° abgekühlt.

Das Teppichmaterial wird aus der Haspelkufe herausgezogen und ohne Spülen zentrifugiert und getrocknet Es ist gleichmäßig hellgrün gefärbt

In diese gebrauchte Flotte, die eine Temperatur von 58° aufweist, bei welcher durch das Direktdampfkondensat der Rottenverlust ungefähr ausgeglichen wurde, werden nach Zugabe von 500 ml In Natronlauge und 98,25 g eines anionischen faseraffinen Egalisiermittel 6,55kg (0,5χ23m) desselben Teppichmaterials eingeführt Der pH-Wert der Flotte beträgt 11,2. Die Umziehgeschwindigkeit des Teppichmaterials beträgt wiederum 12 Meter pro Minute, die Flottenzirkulationsgeschwindigkeit wird auf 4800 Liter pro Stunde eingestellt

Man heizt nun innerhalb von 10 Minuten auf 93° bis 96° auf, läßt hierauf durch den Zusatzbehälter innerhalb von 6 Minuten eine Lösung von 4,91 g des Farbstoffs der Formel I und 1,64 g des Farbstoffes der Formel II in 1,5 Liter Wasser zulaufen. Die Temperatur der Flotte wird auf 93 bis 96° gehalten.

30

35

40

H₂N

gelöst in 1 Liter warmem Wasser, innerhalb von 8 Minuten über den Zusatzbehälter zugesetzt
Anschließend werden 65,34 g des gelben Farbstoffes der Formel IV

OH

CH₃CONH-

-N=N

55

60

65

0,71 g des roten Farbstoffes der Formel V
O NH₂

OCH₂CH₂OH

(V)

O OH

und 2,67 g des blauen Farbstoffes der Formel VI

O NHCH₃

O NHCH₂CHjOH

in Form ihrer Dispersionen, verdünnt in 1 Liter Wasser über den Zusatzbehälter zugesetzt.

10 Minuten danach werden mittels der Dosierpumpe mit einer Geschwindigkeit von 20 ml pro Minute 580 ml in Schwefelsäure zudosiert

Der pH-Wert der Flotte beträgt 10 Minuten nach dem Ende der Säurezugabe 4,1.

Nach dem Abkühlen der Flotte auf 60°, wird die Flotte abgelassen und das Teppichmaterial in der Haspelkufe mit 200 Liter Wasser von 50° während 15 Minuten gespült Das Teppichmaterial wird aus der Haspelkufe gezogen, zentrifugiert und getrocknet Es resultiert eine gleichmäßige Differentialfärbung mit Oliv- und Goldgelb-Nuance.

Beispiel 2

Ein Baumfärbeapparat (Labor-Stückfärbeapparat) besteht in seinen Hauptteilen aus dem liegenden Färbekessel mit Kühlmantel, der mit dem Nebenkessel mit einer Spezial-Umkehrpumpe zu einem Zirkulationssystem verbunden ist

In diesen Färbeapparat wird ein Warenbaum eingeführt der mit einer Polyamid-6 Schlingenflor-Teppichware von 50 cm Breite, 135 cm Länge und einem (Vl) Gewicht von 380 g bestückt wurde. In den Nebenkessel

wurden 6 Liter enthärtetes Wasser eingefüllt und 60 ml 2n Natronlauge zugegeben. Durch öffnen der entsprechenden Ventile (Nebenkessel bzw. Verbindungsleitungen, Pumpe/Färbekessel) strömt die Flotte aus dem Nebenkessel mit eigenem Gefälle in den Färbekessel, dabei fließt die verdrängte Luft durch die Entlüftungsleitung in den Nebenkessel ab. Nach Füllung des Färbeapparates bleibt im Nebenkessel ein Flottenrest von ca. 5 cm Höhe, danach wird die Umwälzpumpe eingeschaltet Zur Kontrolle des pH-Wertes wurde in die Rohrleitung zwischen Färbe- und Nebenkessel (Fließrichtung) eine Bohrung angebracht und eine kombinierte Glaselektrode eingeführt Die Färbeflotte zirkuliert während des gesamten Färbeprozesses von innen nach außen, dabei beträgt das Druckgefälle 0,1 bis 0,2 Bar, die Förderleistung der Pumpe ca. 6 Liter pro Minute. Die Flotte wird auf 98° erhitzt und 7,6 g eines anionischen faseraffinen Egalisiermittels, gelöst in 100 ml Wasser, innerhalb von 5 Minuten in den Nebenkessel zugegeben.

Die Färbetemperatur wird auf 97-98° eingestellt der pH-Wert beträgt 10,7. Der pH-Wert einer entnommenen, auf 20° abgekühlten Probe beträgt 11,9. Nun werden 2,28 g des gelben Farbstoffes der Formel VII

OSO₂-

(VlD

NO₂ CH₃

und 1,52 g des blauen Farbstoffes der Formel VIII CH₃

(vm)

CH₂NH-COCH=CH₂

SO₃H

beide gelöst in 200 m! heißem Wasser innerhalb von 10 Minuten aus einer-i Tropftrichter in den Nebenkessel zulaufen gelassen. Nach 30 Minuten werden mittels einer Kolbenbürette während 10 Minuten mit einer Geschwindigkeit von 5,5 ml pro Minute und während weiterer 20 Minuten mit einer Geschwindigkeit von 2,25 ml pro Minute, insgesamt 100 ml In Schwefelsäure zudosiert

Der pH-Wert beträgt nach weiteren 10 Minuten 3,8. Das Färbebad ist erschöpft d. h. die Farbstoffe sind zu über 99% auf das Färbegut aufgezogen. Die Beheizung wird abgestellt und mit Hilfe der indirekten Kühlung der Färbeflotte auf 60° gekühlt Während dieser Zeit erhöht sich der pH-Wert auf 3,9. Die fast wasserklare Flotte wird in den Nebenkessel zurückgepumpt und der Warenbaum herausgenommen. Das Teppichmaterial wird abgewickelt, zentrifugiert und getrocknet Die Polyamid-6-Schlingen-Teppichware ist flächenegal, grün gefärbt Die gebrauchte Flotte, die eine Temperatur von 55° aufweist, wird mit 600 ml enthärtetem Wasser wieder auf 6 Liter aufgefüllt und so der Flottenverlust ausgeglichen. Der Warenbaum wird bewickelt mit 380 g (50 χ 135 cm) derselben Polyamid-6-Schlingenflor-Teppichware und in den Färbeapparat eingeführt Nach

eo Zugabe von 63 ml 1 η Natronlauge zur Flotte beträgt der pH-Wert 11,0. Anschließend wird die Flotte wie bei der vorigen Färbung in den Färbekessel überführt und in gleicher Weise die gleiche Menge des Egalisiermittels zugesetzt

Die Färbetemperatur wird auf 97 bis 98° eingestellt der pH-Wert beträgt 1OZ

Nun werden 2^8 g des Farbstoffes der Formel VIl und 1,52 g des Farbstoffes der Formel VIII, beide gelöst

in 200 ml heißem Wasser, innerhalb von 10 Minuten aus einem Tropftrichter in den Nebenkessel zulaufen gelassen. Nach weiteren 30 Minuten werden mittels einer Kolbenbürette während 10 Minuten mit einer Geschwindigkeit von 5,5 ml pro Minute und während weiterer 20 Minuten mit einer Geschwindigkeit von 1,4 ml pro Minute, insgesamt 73 ml In Schwefelsäure zudosiert

Der pH-Wert beträgt nach weiteren 10 Minuten 3,9. Durch die zwischen Färbe- und Nebenkessel eingebaute yombinierte Glaselektrode wird der pH-Wert ständig kontrolliert

Das Färbebad ist erschöpft, d. h. die Farbstoffe sind zu über 99% auf das Färbegut aufgezogen.

Die Beheizung wird abgestellt und mit Hilfe der indirekten Kühlung die Färbeflotte auf 60° gekühlt während dieser Zeit erhöht sich der pH-Wert auf 4,0 Die praktisch erschöpfte Flotte wird in den Nebenkessel zurückgepumpt und der Warenbaum herausgenommen. Das Teppichmaterial wird abgewickelt und, ohne zu spülen, zentrifugiert und getrocknet Die Polyamid-6-Schlingen-Teppichware ist flächenegal, grün gefärbt und unterscheidet sich hinsichtlich Farbstärke und Nuance nicht von der zuerst gefärbten Teppichware.

Entsprechend dieser zweiten Färbung werden auf demselben Polyamid-6-Teppichmaterial noch zwei weitere Färbungen durchgeführt wobei kleine Gewichtsunterschiede bei der Farbstoff- und Hilfsmitteleinwaage berücksichtigt werden. Die verwendeten Mengen an In Natronlauge sowie die Dosiergeschwindigkeiten der Kolbenbürette, die wiederum In Schwefelsäure enthält werden beibehalten. Es resultieren egale Färbungen, die sich in der Nuance und Farbstärke von den beiden ersten Färbungen nicht unterscheiden.

Beispiel 3

Der Warenbaum des Baumfärbeapparates (siehe Beispiel 2) wird mit einem Polyamid-6,6-Serge-Filamentgewebe, fixiert und gebleicht von 20 χ 0,5 m und einem Gewicht von 670 g bewickelt Dieser Warenbaum wird in den Färbekessel eingesetzt In den Nebenkessel werden 6 Liter kaltes enthärtetes Wasser eingefüllt und 12 ml In Natronlauge zugegeben. Eine kombinierte Glaselektrode (siehe Beispiel 2) dient zur Kontrolle des pH-Wertes.

Anschließend wird die Flotte wie bei den Färbungen in Beispiel 2 beschrieben in den Färbekessel überführt und 6,7 g des gleichen Egalisiermittels zugesetzt Die Färbetemperatur wird auf 97 bis 98° eingestellt, der pH-Wert beträgt 9,4.

Nun werden 5,36 g des Farbstoffes der Formel I. £28 g des Farbstoffes der Formel II und 2^8 g des Farbstoffes der Formel III gemäß Beispiel 1, zusammen gelöst in 200 ml heißem Wasser, innerhalb von 10 Minuten aus einem Tropftrichter in den Nebenkessel zulaufen gelassen. Nach 15 Minuten werden mittels einer Kolbenbürette mit einer Geschwindigkeit von £5 ml pro Minute während 20 Minuten 50 ml In Schwefelsäure zudosiert

Der pH-Wert beträgt nach weiteren 10 Minuten 4,2. Das Färbebad ist erschöpft, d. h. die Farbstoffe sind zu über 99% auf das Färbegut aufgezogen. Die Beheizung wird abgestellt und mit Hilfe der indirekten Kühlung die Färbeflotte auf 60° gekühlt Die fast wasserklare Flotte wird in den Nebenkessel zurückgepumpt und der Warenbaum herausgenommen. Das Filamentgewebe wird abgewickelt durch Abquetschen entwässert und getrocknet Das Gewebe ist gleichmäßig in einer Braun-Nuance gefärbt

Die gebrauchte Flotte, die eine Temperatur von 55° aufweist wird mit 900 ml enthärtetem Wasser wieder auf 6 Liter aufgefüllt und so der Flottenverlust ausgeglichen. Der Warenbaum wird bewickelt mit 670 g (20 χ 0,5 m) desselben Polyzmid-e.e-Serge-Filamentgewebes und in den Färbeapparat eingeführt. Anschließend wird die Flotte wie bei der vorigen Färbung dieses

ίο Beispiels in den Färbekessel überführt und danach die gleiche Menge des Egalisiermittels zugesetzt. Die Färbetemperatur wird auf 97 bis 98° eingestellt

Nun werden 536 g des Farbstoffes der Formel I, 2,28 g des Farbstoffes der Formel II und 2,28 g des Farbstoffes der Formel III, zusammen gelöst in 200 ml heißem Wasser, innerhalb von 10 Minuten aus einem Tropftrichter in den Nebenkessel zulaufen gelassen. Nach weiteren 15 Minuten werden mittels einer Kolbenbürette während 25 Minuten mit einer Geschwindigkeit von 1,4 ml pro Minute, insgesamt 35 ml In Schwefelsäure zudosiert Der pH-Wert beträgt nach weiteren 10 Minuten 4,1. Durch die im Zirkulationssystem eingebaute kombinierte Glaselektrode wird der pH-Wert ständig kontrolliert.

Das Färbebad ist erschöpft d. h. die Farbstoffe sind zu über 99% auf das Färbegut aufgezogen. Die Beheizung wird abgestellt und mit Hilfe der indirekten Kühlung die Färbeflotte auf 60° gekühlt Die praktisch farblose Flotte wird in den Nebenkessel zurückgepumpt und der Warenbaum herausgenommen. Das Filamentgewebe wird abgewickelt durch Abquetschen entwässert und getrocknet

Das Polyamidgewebe ist gleichmäßig gefärbt und unterscheidet sich hinsichtlich Farbstärke und Nuance nicht von der zuerst durchgeführten Färbung.

Beispiel 4

Die in Zeichnung 1 dargestellte Vorrichtung umfaßt eine Teppichhaspelkufe (Fassungsvermögen max. 25,4 m³, Arbeitsbreite 5 m), welche mit einem externen Flottenumwälzsystem bestückt ist Aus dem Färbeaggregat 1 wird die Flotte über die Ansaugleitung 2 mit Hilfe der Umwälzpumpen 3 durch die Leitungen 4 gepumpt und wieder dem Färbeaggregat zugeführt, wobei ein Flottenverteiler mit Benetzungsrinne 5 dafür sorgt daß die Flotte beim Wiedereintritt in das Färbeaggregat möglichst gleichmäßig auf die Warenbahn verteilt wird. In die Leitungen 4 sind Wärmeaustauscher 6, eine pH-Meßstelle 7 — bestehend aus Bezugselektrode Typ 8423 und Glaselektrode Typ 8403 vorgängig geeicht bei 20° mittels Pufferlösungen bei den Werten 4,00, 7,00 und 10,00 — sowie eine Dosiereinrichtung 8 eingebaut Diese besteht wie aus Zeichnung 2 ersichtlich ist, aus einem Vorratsbehälter 9, welcher über ein Absperrventil 10, eine Pumpe 11, ein Rückschlagventil 12, ein weiteres Absperrventil 13 und eine Impfstelle 14' an die Leitung 4 angeschlossen ist Außerdem ist die Dosiereinrichtung noch mit einem Sicherheitsventil 15 ausgestattet

Diese Haspelkufe wird zu 80% mit Betriebswasser gefüllt Die Wassertemperatur in der Kufe beträgt 18°. In die Kufe werden 21 Entschäumer und anschließend hintereinander 4,41 Natronlauge vom 38° Baume und 7,1 kg eines anionischen Hilfsmittels, je mit ca. 1001 Wasser verdünnt, einlaufen gelassen. Hierauf werden 64 g des Farbstoffes der Formel 1,32 g des Farbstoffes der Formel ΠΙ und 48 g des Farbstoffes der Formel II

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gemäß Beispiel I in 3001 Heißwasser, das 30 g Enthärtungsmittel gelöst enthält, unter Rühren gelöst und quantitativ der Haspelkufe zugeleitet Nachdem Farbstoffe, Hilfsmittel iod Chemikalien innerhalb von 5 Minuten gut verteilt sind, werden 220 Laufmeter Polyamid-e.e-Velours-Teppichmaterial von 5 ro Breite (Trägermaterial: Polypropylen-Bändchen) von 710 kg Totalgewicht in die Haspelkufe eingeführt. Die Haspelgeschwindigkeit wird auf 70—75 Meter pro Minute eingestellt, die Zirkulationsgeschwindigkeit der Flotte beträgt zwischen 6 und 7 Kubikmeter pro Minute.

Die Haspelkufe wird während 10 Minuten ohne Heizung laufen gelassen. Dann wird innerhalb von 30 Minuten auf 90° aufgeheizt und während weiterer 30 Minuten bei 90° gefärbt, um eine egale Verteilung der Farbstoffe zu gewährleisten.

Der pH-Wert der Flotte beträgt 9,0, der Ausziehgrad der Farbstoffe ca. 70%. Mittels der Dosierpumpe wird mit einer Geschwindigkeit von 1,9 Liter pro Minute während 18 Minuten Im Schwefelsäure zudosiert, wobei hiernach der pH-Wert 6,7 beträgt, jedoch in den nächsten 10 Minuten auf ca. 7,5 steigt Nach 10 Minuten wird gemustert und dabei keine Leistigkeit (Unterschied rechte Seite-Mitte-linke Seite) festgestellt Dieser Test dauert 9 Minuten. Hiernach werden während 10 Minuten mit einer Geschwindigkeit von 0,95 Liter pro Minute, dann während 5 Minuten mit einer solchen von 1,6 Liter pro Minute und zum Schluß 5 Minuten mit 2,5 Liter pro Minute Im Schwefelsäure bis zu einem pH-Wert der Flotte von 4,2 zudosiert Nach weiteren 5 Minuten werden wiederum 3 Muster ausgeschnitten, welche im Farbton und -stärke dem Produktions-Urmuster entsprechen. Die Flotte ist praktisch vollständig ausgezogen.

Nun wird die Flotte mittels indirekter Kühlung auf 55 bis 60° abgekühlt und hierauf durch Zusatz von 20% Frischwasser auf 43° abgekühlt.

Das Teppichmaterial wird ausgefahren, abgetafelt und direkt dem Trockner zugeführt. Das getrocknete Teppichmaterial erweist sich als gleichmäßig hellbeige gefärbt.

Durch Herausnehmen des Teppichmaterials geht ca. 1/5 der Flottenmenge mit dem Teppich verloren.

Es werden der 43° warmen Flotte 2 Liter Entschäumer zugesetzt und 4,91 Natronlauge von 38° Baume zulaufen gelassen, aber die gleiche Menge an anionischem Hilfsmittel und Farbstoffen zugesetzt Die Abmessungen, Art und Gewicht des Teppichmaterials sind die gleichen wie bei der ersten Färbung.

Es wird im wesentlichen gleich verfahren wie bei der ersten Färbung, wobei die Aufheizzeit und die Dosierzeiten unwesentlich kürzer sind. Das gleichmäßig gefärbte Teppichmaterial hat die gleiche Farbtiefe und -nuance wie die erste Partie.

Wiederum werden 2 Liter Entschäumer, 4,9 Liter Natronlauge 38° Baume und diesmal 10,5 kg anionisches Hilfsmittel in die jetzt 44° warme gebrauchte Flotte gegeben.

Dazu kommen 604 g des Farbstoffes der Formel I, 270 g des Farbstoffes der Formel UI und 380 g des Farbstoffes der Formel II, gelöst in ca. 300 Liter heißem Wasser, das 30 g Enthärtungsmittel enthält, in die Haspelkufe. Das darauf eingefahrene gleiche Teppichmaterial wiegt 712 g. Es wird im wesentlichen wie in der beschriebenen ersten Beige-Partie vorgegangen.

Das getrocknete Teppichmaterial ist gleichmäßig in einem helleren Braun gefärbt.

Die bei diesen drei Färbungen in der Haspelkufe

verbrauchte Wassermenge beträgt (ohne das Kühlwasser für die indirekte Flottenabkühlung gerechnet) weniger als die Hälfte der für die gleichen Teppichfärbungen einzusetzenden Wassermenge, wenn nach konventionellen Verfahren vorgegangen wird. Des weiteren ist auch der Gehalt an organischen Stoffen im Abwasser sehr klein.

Es versteht sich von selbst, daß diese Verfahrensweise ohne Automatik im Sinne einer Regelung/Steuerung für die Produktionspraxis kaum zumutbar ist da während des Ablaufes eine ständige Überwachung des pH-Wertes, der Dosiergeschwindigkeit etc notwendig ist

Beispiel 5

Die in Zeichnung 1 dargestellte Vorrichtung umfaßt eine Teppichhaspelkufe (Fassungsvermögen max.

21,4 m³, Arbeitsbreite 4 m), welche mit einem externen Flottenumwälzsystem bestückt ist Aus dem Färbeaggregat 1 wird die Flotte über die Ansaugleitung 2 mit Hilfe der Umwälzpumpen 3 durch die Leitungen 4 gepumpt und wieder dem Färbeaggregat zugeführt wobei ein Flotter verteiler mit Benetzungsrinne 5 dafür sorgt daß die Flotte beim Wiedereintritt in das Färbeaggregat möglichst gleichmäßig auf die Warenbahn verteilt wird. In die Leitungen 4 sind Wärmeaustauscher 6, eine pH-Meßstelle 7 — bestehend aus Bezugselektrode Typ 8423 und Glaselektrode Typ 8403, vorgängig geeicht bei 20° mittels Pufferlösungen bei den Werten 4,00, 7,00 und 10,00 — sowie eine Dosiereinrichtung 8 eingebaut Diese besteht wie aus Zeichnung 3 ersichtlich ist aus einem Vorratsbehälter für Säure 9, welcher über ein Absperrventil 10, eine

Pumpe 11, ein Rückschlagventil 12, ein weiteres Absperrventil 13 und eine Impfstelle 14 an die Leitung 4

angeschlossen ist

Am Vorratsbehälter für Natronlauge 23 ist eine

Zirkulationsleitung mit Absperrventil 24, Pumpe 25, und Reduzierventil 26 montiert Aus dem zirkulierenden Laugenstrom wird mittels eines vom Laugenregler 28 angesteuerten Magnetventils 27 die zur Erreichung des Anfangs-pH-Wertes erforderliche Menge Lauge dem Flottenumwälzsystem in die Leitung 4 zudosiert Der Laugenregler erhält den Sollwert für den Anfangs-pH-Wert aus dem Sollwertgeber 22 und den Istwert des pH-Wertes von den in der Leitung 4 montierten Elektroden 16 über den Meßwertumformer 17.

so Der Istwert des pH-Wertes kann auf dem Meßinstrument 18 beobachtet werden. Der Sollwert des pH-Wertes kann auf dem Sollwertgeber 22 eingestellt und auch abgelesen werden. Die Regelung der Säurepumpe U erfolgt durch den Regler 19 mittels eines Verstellmotors 20, welcher bei konstanter Hubfrequenz, den Hub kontinuierlich zwischen 0 und 100% einstellt. Dieser Regler erhält den Sollwert für den mit zunehmender Zeit fallenden pH-Wert vom Sollwertgeber 22, den Istwert für den pH-Wert von den Elektroden 16 über den Meßwertumformer 17 und den Istwert der Pumpenhubstellung vom Rückmeldepotentiometer 21. Der jeweilige Istwert des pH-Wertes kann auf dem Meßinstrument 18 beobachtet werden. Der jeweilige Sollwert des pH-Wertes kann auf dem

Sollwertgeber 22 abgelesen werden.

Der in der Zeichnung 4 dargestellte Bedienungsteil des Sollwertgebers besteht aus folgenden Bedienungselementen, die folgende Funktionen erfüllen:

27 OO 153

Bezeichnung	„pH-Anfang"	3«
Drehknopf mit Anzeige	„Start-Lauge"	31
Druckknopf	„Stop-Lauge"	32
Druckknopf	J)H-ISt"	33
Anzeige	„pH-Soll"	34
Anzeige	.Gl"	35
Drehknopf mit Anzeige	„pH-Mitte"	36
Drehknopf mit Anzeige	„G2"	37
Drehknopf mit Anzeige	„pH-Ende"	38
Drehknopf mit Anzeige	„Start-Säure"	3t
Druckknopf	„StopSäure"	4·
Druckknopf

Funktion

Einstellen des pH-Wertes am Anfang der Färbung Starten der Laugendosierung Anhalten der Laugendosierung Anzeige des momentanen pH-Wertes in der Färbeflotte Anzeige des pH-Sollwertes Einstellen des pH-Gradienten I (pH HMmin-i) Einstellen des pH-Wertes, bei welchem auf „G 2"

geschaltet wird

Einstellen des pH-Gradienten 2 (pH KHmin-i) Einstellen des pH-Wertes am Ende der Färbung Starten der Säuredosiereinrichtung Anhalten der Säuredosiereinrichtung

In den Druckknöpfen eingebaute und neben den Drehknöpfen angebrachte Kontrollampen zeigen den momentanen Status der Funktionen des Sollwertgebers an.

Mit diesem Führ- und Regelgerät wurden analog zum Beispiel 4 Färbungen durchgeführt Im folgenden werden nur noch diejenigen Details beschrieben, welche sich auf die Führ- und Regeleinrichtung beziehen. Die Art und Mengen der Farbstoffe, Hilfsmittel und Teppichmaterial sind analog zum Beispiel 4.

Die Kufe wird mit kaltem Wasser, Hilfsmittel und Farbstoffen beschickt, 5 Minuten die Zirkulationspumpen laufen gelassen, dann die Laugendosierung eingeschaltet, 10 Minuten ohne Heizung laufen gelassen und anschließend das Teppichmaterial eingefahren und die Heizung eingeschaltet

Nach 15 Minuten wird der am Knopf 30 zuvor eingestellte Anfangs-pH-Wert von 8,5 erreicht Nach weiteren 25 Minuten ist die Färbetemperatur von 95° erreicht, und die Laugendosierung wird abgestellt. Nach einer anschließenden Migrationsphase von 20 Minuten wird gemustert und dann die Säuredosierung, mit einem am Knopf 35 eingestellten Wert von 0,075 pH min-' gestartet Nach weiteren 40 Minuten ist der pH-Mitte von 5^ erreicht und der Sollwertgeber schaltet auf die raschere Dosiergeschwindigkeit G2 (Knopf 37) von 0,1 pH min-¹ um. Der am Knopf 38 eingestellte End-pH-Wert von 33 wird nach 20 Minuten erreicht und wird gehalten bis nach dem Mustern. Nach Abschalten der Dosiereinrichtung wird der Teppich aus der heißen Flotte ausgefahren und wie üblich fertiggestellt Das Resultat ist eine gleichmäßige Färbung. Die Flotte ist praktisch völlig ausgezogen. Wie in Beispiel 4 kann die Färbeflotte nochmals wiederverwendet werden. In weiteren Färbungen nach dieser Verfahrensweise wurden die Gradienten Gl und G2 von 0,05 bis 0,2 pH min-' variiert und damit die effektiven Färbezeiten zwischen 13 Stunden und 3,5 Stunden variiert

Gegenüber der im Beispiel 4 verwendeten Dosierein-

richtung hat die oben beschriebene Ausführungsform die Vorteile, daß die Bedienung wesentlich vereinfacht ist und daß eine saubere Führung des pH-Wertes von

Störeinflüssen, wie wechselnde Wasserqualität Säure-

resp. Laugenkonzentration und ähnliches, deutlich weniger beeinflußt wird.

Beispiel 6

Die Haspelkufe (Fassungsvermögen max. 21,4 m³) wird zu 80% mit Betriebswasser gefüllt Die Wassertemperatur beträgt 18°. In die Kufe werden 21 Entschäumer und anschließend 5,75 kg eines nichtionischen Hilfsmittels (Alkylaminpolyglykoläther), mit 1001 Was ser verdünnt, einlaufen gelassen. Hierauf werden

1344 g des Farbstoffes der Formel I, 422 g des Farbstoffes der Formel II, 721 g des Farbstoffes der Formel 111.

46,1 g des Farbstoffes der Formel IX CH₃

ZnCIf

(IX)

12,7 g des Farbstoffes der Formel X

Cl CH₃O₃S

Cl·⁹

(X)

und 12,7 g des Farbstoffes der Formel XI

CH,

O NH(CH₂Ji-N-CH,

CH,

SO₄CHf

(XD

in 3001 Heißwasser ur,ter Rohren gelöst und quantitativ der Haspelkufe zugeleitet Gleichzeitig wird ein pH-Wert von 8 durch Dosierung (Vorrichtung siehe Beispiel 5) von 2 η Natronlauge eingestellt

Nachdem Farbstoffe, Hilfsmittel und Chemikalien innerhalb von 5 Minuten gut verteilt sind, werden 260 Laufmeter Polyamid-ö.e-Schlingenflor-Teppichmaterial von 4 Meter Breite und einem Totalgewicht von 575 kg (Trägermaterial: Polypropylen-Bändchen), dessen Schiingenflor ein 50:50 Gemisch aus basisch färbbarem Polyamid und »deep-dyeing« Polyamid, darstellen, in die Haspelkufe eingefahren.

Die Umlaufgeschwindigkeit wird auf 70-75 Meter pro Minute eingestellt Die Flottenumwälzung beträgt 6 bis 7 Kubikmeter pro Minute. Die Haspelkufe wird während 5 Minuten ohne Heizung laufen gelassen. Dann wird innerhalb von 35 Minuten auf 94° C aufgeheizt und während dieser Zeit der pH-Wert von 8 (bei der jeweiligen Temperatur gemessen) durch Zudosierung von 2 η-Natronlauge konstant gehalten. Nach Erreichen der Endtemperatur wird die Dosierung abgeschaltet und anschließend 30 Minuten bei dieser Temperatur (94° C) gefärbt, um eine gute Flächenegalität zu gewährleisten. Am Ende dieser Phase werden zur Kontrolle der Leistigkeit (Unterschied: rechte Seite-Mitte-linke Seite) 3 Muster entnommen. Es werden keine Nuancenunterschiede festgestellt.

Mittels der Dosiervorrichtung (siehe Beispiel 5) wird mit 1 η-Schwefelsäure der pH-Wert linear von 8 bis 6 innerhalb von 40 Minuten und von 6 bis 3,5 innerhalb von 15 Minuten gesenkt Nach 10 Minuten pH-Stabilisierung wird gemustert Der Farbton (Rotbraun/Beige), die Farbtiefe und der Differenzierungseffekt entsprechen genau dem Produktionsurmuster. Das Färbebad ist praktisch vollständig ausgezogen. Nun wird das Teppichmaterial heiß ausgefahren, abgetafelt und direkt dem Trockner zugeführt. Die Teppichware zeigt eine einwandfreie Flächenegalität

Wiederverwendung

Durch Herausnehmen der Teppichware geht ca. 15 bis 20% der Flottenmenge mit dem Teppich verloren. Dieser Verlust wird durch Frischwasser wieder kompensiert Es werden der 75⁰C warmen Flotte wiederum 21 Entschäumer und anschließend 6,2 kg des nichtionischen Hilfsmittels (Alkylaminpolyglykoläther), verdünnt mit ca. 1001 Wasser, zugegeben.

Hierauf werden

2439 g des Farbstoffes der Formel (I)
1045 g des Farbstoffes der Formel (11)
418 g des Farbstoffes der Formel (III)
7667 g des Farbstoffes der Formel (I V)

83 g des Farbstoffes der Formel (V)
313 g des Farbstoffes der Formel (VI)

in 3001 Heißwasser unter Rühren gelöst bzw. disper-S giert, quantitativ der Haspelkufe zugeleitet und gleicnzeitig mittels der Dosierung von 2 n-Natronlauge der pH-Wert 8 eingestellt

Nachdem Farbstoffe, Hilfsmittel und Chemikalien innerhalb von 5 Minuten gut verteilt sind, werden 285 Laufmeter Polyamid-e.e-Schtingenflor-Teppichware von 4 Meter Breite und einem Totalgewicht von 620 kg (gleiche Qualität wie bei Färbung 1) in die Haspelkufe eingefahren.

Es wird im wesentlichen gleich verfahren wie bei der ersten Färbung, wobei aber die Aufheizzeit auf ca. 10 Minuten reduziert werden kann. Der End-pH-Wert der Färbung wird auf 4,1 eingestellt und nach 10 Minuten pH-Stabiüsierung gemustert Das Muster stimmt im Farbton — Oliv/Goldgelb —, in der Farbtiefe und im Differenzierungseffekt genau mit dem Produktionsmuster Qberein.

Als Folge der relativ hohen Einsatzmengen von Dispersionsfarbstoffen ist in diesem Falle kein vollständiges Ausziehen der Farbstoffe möglich, deshalb wird auf die Wiederverwendung verzichtet Die Teppichware zeigt eine einwandfreie Flächenegalität

Der Warenbaum eines Pretema-Multicolor Laborfärbeapparate!: wird mit einem Vorläufer aus Polypropylen und einem Polyamid-6,6-Filamentgewebe, gebleicht und Fixiert, von 12,6 χ 188 cm und einem Gewicht von 15 g bewickelt Nach dem Einschrauben des Warenbaums in die Färbeapparatur werden 150 mg des anionischen Hilfsmittels von Beispiel 1, verdünnt mit Wasser, 75 mg des Farbstoffes der Formel (I), 30 mg des Farbstoffes der Formel (II) und 24 mg des Farbstoffes der Formel (III), gelöst in enthärtetem Wasser, zugegeben. Die Flottenmenge beträgt 320 ml. Der pH-Wert der Flotte wird mit ca. 11 mi H₂SO₄ 0,05 N auf 6 gestellt Innerhalb von 14 Minuten wird die Temperatur auf 70⁰C erhöht und während weiteren 10 Minuten wird bei dieser Temperatur weitergefärbt Aus einer Bürette werden im Verlaufe von 45 Minuten 20 ml 0,05 N H₂SO₄ zugetropft, nach dieser Zeit beträgt der pH-Wert der Flotte 3,1. Nach weiteren 10 Minuten Färben bei 70° wird die farblose Flotte in ein Becherglas abgelassen. Sie kann nach einer Korrektur des pH-Wertes mit Natronlauge zum Färben wiederverwendet werden. Die Färbung wird ungespült getrocknet. Das Filamentgewebe ist gleichmäßig beige-oliv gefärbt

Beispiele

Zur Anwendung kommen dieselbe Färbeapparatur und das gleiche Polyamidmaterial wie in Beispiel 7. Zur Flotte aus enthärtetem Wasser werden 1873 mg des Farbstoffes der Formel (VII) und 67,5 mg des Farbstoffes der Formel (VIII) zugegeben und gelöst Der pH-Wert wird mit 12 ml H₂SO₄ 0,05 N auf 6 gestellt Das Volumen beträgt 330 ml. Nun wird der mit 25 ml H₂SO₄ 0,05 N gefüllte Nuancieraufsatz aufgeschraubt und die Temperatur innerhalb 22 Minuten auf 130⁰C erhöht Nach 10 Minuten bei dieser Temperatur wird innerhalb von 45 Minuten die Säure aus dem Nuancieraufsatz portionenweise der Flotte zugesetzt. Nach weiteren 10 Minuten wird durch indirekte Kühlung die Temperatur auf 70⁰C abgesenkt und die Flotte in ein Becherglas abgelassen. Sie hat einen pH-Wert von 3, ist ganz leicht gelblich und kann nach einer entsprechenden Korrektur des pH-Wertes mittels Natronlauge zu einer weiteren

27 OO 153

Färbung verwendet werden. Das Polyamid-6,6 FiIamentgewebe wird ohne zu spülen getrocknet Es ist gleichmäßig und streifenfrei grün gefärbt

Beispiel 9

Zur Anwendung gelangen dieselbe Färbeapparatur und 12 g desselben Polyamidmaterials, wiederum mit einem Vorläufer aus Polypropylen, wie in Beispiel 7

SO₃H

CH₃

beschrieben. Die Flotte aus enthärtetem Wasser enthält 120 mg eines anionischen Egalisiermittels und 36 mg eines Entlüftungs- und Penetrationsmittels. Sie wird mit ca. 8 ml H₂SO₄ O₁IN auf pH 6,0-6,1 gestellt Ihr Volumen beträgt 310 ml. Für das Aufheizen auf 40° und das Behändem bei dieser Temperatur werden 30 Minuten eingesetzt Nun werden 12 mg des gelben Reaktivfarbstoffes der Formel XII,

(ΧΠ)

SO₃H

CH₃

SO₂CH₂Ch₂NCH₂CH₂SO₃H 21 mg des roten Reaktivfarbstoffes der Formel XIII

SO₃H

HO₃S

HO NHCONH

SO₃H

(ΧΠ0

und 60 mg des blauen Reaktivfarbstoffes der Formel XIV

O NH₂

SO₃H

(XTV)

SO₂CH^CH₂OSO₃H

zusammen gelöst in 25 ml Wasser zugesetzt Das Färbegefäß wird mit dem Nuancieraufsatz, der 22 ml 0,05 N H₂SO4 enthält, verschlossen. Die Temperatur wird innerhalb von 20 Minuten auf 130° erhöht Nach weiteren 10 Minuten Färbezeit wird innerhalb von 50 Minuten die Säure in kleinen Portionen der Flotte zugesetzt Nach weiteren 10 Minuten Färbezeit wird indirekt auf ca. 60° gekühlt und die Flotte in ein Auffanggefäß abgelassen. Sie hat einen pH-Wert von 3 und ist praktisch farblos. Das Polyamidmaterial wird kurz kalt gespult und getrocknet. Es ist gleichmäßig violett gefärbt

Färbungen, die — ohne Zudosierung von Säure — im übrigen jedoch gleich durchgeführt werden, können wegen mangelndem Badauszug (falls bei pH 6 gefärbt wird) oder Unegalitäten (falls bei pH 3 gefärbt wird) nicht befriedigen.

Die Restflotte wird nach einer Korrektur des pH-Wertes auf 6 mit Natronlauge für eine weitere, gleiche Färbung verwendet, Diese unterscheidet sich hinsichtlich Farbstärke und Nuance nicht von der zuerst so durchgeführten.

Beispiel 10

Eine Laborfärbeapparatur, wie in der DE-OS 22 08 117 beschrieben, wird mit 325 ml entkalktem Wasser von 30°C beschickt. Dazu werden 2 nil einer Lösung von 36 g/l eines Netz- und Entlüftungsmittel gegeben. Nun wird ein Materialträger für loses Material in die Färbeapparatur eingeschraubt, der 25 g gepreßten, fixierten PoIyamid-6-K.ammzug in einer Material- dichte von 470 g/l enthält Der Färbeapparat wird nun mit einer kombinierten Glasselektrode bestückt und das pH der Flotte mittels 6 ml H₂SO₄ 0,1 N auf einen Wert von 6,0 gestellt. Nun werden 10 ml einer Farbstofflösung, enthaltend 12,5 mg des Farbstoffes der Formel XII, 1,25 mg des Farbstoffes der Formel XIII und 12,5 mg des Farbstoffes der Formel XIV der Flotte zugesetzt. Innert 40 Minuten wird auf 70° aufgeheizt, der pH-Wert beträgt dabei weiterhin 6,0. Nun wird der

10

pH-Wert innerhalb von 20 Minuten durch Zutropfen von 8,7 ml H2SO4 1 N auf 3,0 gesenkt, wodurch die Flotte farblos ausgezogen wird. Der Materialträger wird herausgenommen, der Kammzug gespült und getrocknet. Er ist gleichmäßig hellgrün gefärbt.

Die Restflotte wird nach einem Zusatz von 25 ml Frischwasser mit 6 ml NaOH 1 N auf pH 6 gestellt und für eine gleiche Färbung wiederverwendet. Die beiden Färbungen sind gleich.

Beispiel 11

In einer Laborfärbeapparatur AHIBA wird eine Färbeflotte zubereitet, die 4 mg des gelben kationischen Farbstoffes der Formel IX, 2 mg des blauen kationischen Farbstoffes der Formel XI, 3 mg des gelben Dispersionsfarbstoffe' der Formel IV, 1 mg des roten Dispersionsfarbstoffes der Formel V, 7,5 mg des gelben Säurefarbstoffes der Formel VII und 30 mg eines Alkylaminpolyglykoläthers enthält. Der pH-Wert der Flotte wird durch einen Zusatz von 2,3 ml NaOH 1 N auf 12,0 gestellt Das Flottenvolumen beträgt 230 ml, die Temperatur ca. 20⁰C Nun wird ein 10 g Stück Schlingenflor-Teppichmaterial aus Polyamid, getuffted auf Bändchen aus Polypropylen, in die Flotte eingeführt und bewegt Das Schlingen-Polmaterial besteht zu je einem Drittel aus »Deep-«, »Low-« und »Cationic dyeable« PoIyamide-6,6.

Innerhalb von 20 Minuten wird die Temperatur der Flotte auf 7O⁰C erhöht Nach halbstündiger Färbung bei 70⁰C, werden über einem Zeitraum von 40 Minuten 22,7 ml H₂SO* 0,1 N zugetropft Der pH-Wert der Flotte beträgt danach 6,6, gemessen bei 70⁰C und 7,0 gemessen bei 20⁰C Nach weiteren 20 Minuten Färbung bei 70⁰C wird das Teppichmaterial herausgenommen, gespült und getrocknet Der Farbton (Goldgelb/Beige/Hellgrün), Farbtiefe und Differenzierung entsprechen einer bei pH 7 hergestellten Vorlage. Die Färbung ist egal.

Der ausgezogenen Restflotte von 70° werden die gleichen Mengen dieser Farbstoffe zugesetzt Das Volumen wird auf 230 ml und der pH-Wert mit ca. 2 ml NaOH 1 N auf 12,0 gestellt (gemessen bei 20⁰C). Nach dem Einbringen des Teppichmaterials wird bei entfallender Aufheizzeit sonst wie bei der ersten Färbung verfahren. Diese zweite Färbung entspricht der ersten vollständig.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

27 OO 153 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Färben von Textilmaterial aus synthetischem Polyamid mit Salzen metallfreier Mono-, Dis- oder Polyazofarbstoffe, Formazan-, Anthrachinone Nitro-, Triphenylmethan- oder Phthalocyaninfarbstoffen nach der Ausziehmethode, bei dem die Färbung bei einem pH-Wert zwischen 6 und 12 begonnen und bei einem pH-Wert zwischen 3 und 7 beendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß während der Färbung der pH-Wert durch allmähliche Zudosierung von Schwefelsäure um mindestens 1 pH-Wert-Einheit erniedrigt wird und daß im Anschluß an die Färbung das ausgezogene Bad nach Zugabe von Alkali, Farbstoff sowie gegebenenfalls weiteren Hilfsmitteln gegebenenfalls erneut zum Färben verwendet wird.

2. Verfahren gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säure kontinuierlich, mit konstanter oder unterschiedlichen Geschwindigkeiten zudosiert wird.

3. Verfahren gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säurezudosierung zeitweise unterbrochen wird.

4. Verfahren gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säure so zugegeben wird, daß eine Änderung des pH-Wertes, bezogen auf die Zeit und/oder Temperatur, mit einem oder mehreren linearen und/oder nichtlinearen Gradienten erfolgt

5. Verfahren gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu Beginn der Färbung durch Zudosierung einer Lage, deren pKs-Wert bei 20⁰C über 9,2 liegt, der pH-Wert auf den Anfangswert gebracht wird.

6. Verfahren gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bad zwei- bis sechsmal verwendet wird.

7. Anwendung des Verfahrens gemäß Patentanspruch 1 zum Färben von Teppichen.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Färbeaggregat mit einem externen Flottenumwälzsystem besteht, an welches mindestens eine pH-Meßstelle sowie mindestens eine Dosiereinrichtung angeschlossen sind, wobei sich mindestens eine pH-Meßstelle in Fließrichtung vor einer Dosiereinrichtung befindet

9. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet daß das externe Flottenumwälzsystem aus mehreren getrennten Leitungen besteht, die vor der Einmündung in den Färbeapparat vereinigt werden, und daß die Impfstelle, an der die Dosiereinrichtung an das Flottenumwälzsystem angeschlossen ist, sich an der Stelle befindet, an der die einzelnen Leitungen zusammentreffen.

10. Vorrichtung nach Patentanspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der pH-Wert als Funktion der Zeit durch einen mittels eines Sollwertgebers geführten Regler geregelt wird, wobei der Sollwertgeber vorzugsweise als elektronischer Integrator ausgeführt wird.

11. Vorrichtung nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß für die Erhöhung bzw. Absenkung des pH-Wertes separate Regeleinrichtungen bestehend aus Meßeinrichtung, Regler und Dosierpumpe verwendet werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum

egalen, rationellen, sicheren und umweltfreundlichen

Färben von Textilmaterial aus synthetischem Polyamid

nach der Ausziehmethode, sowie eine Vorrichtung zur

Durchführung des Verfahrens.

Textilmaterial aus synthetischem Polyamid wird normalerweise mit anionischen Farbstoffen aus mehr oder weniger gepuffertem, schwach alkalischem, neutralem oder schwach saurem Bad gefärbt Zuweilen wird to gegen Ende der Färbung eine organische Säure, wie z. B. Essigsäure, zugesetzt Dadurch wird zwar der Ausziehgrad verbessert, es treten jedoch häufig Probleme hinsichtlich der Egalität der Färbungen auf.

Von der Verwendung von Schwefelsäure wird

is abgeraten, obwohl zwar der Ausziehgrad weiter verbessert wird. Aufgrund von Blockierungseffekten ist aber die Gefahr, unegale Färbungen zu erhalten, besonders groß (siehe H. U. Schmidlin: Vorbehandlung und Färben von synthetischen Faserstoffen, Verlag:

Schweizerische Vereinigung von Färbereifachleuten,

Basel 1966).

Aus der DE-OS 2354 728 ist ein Verfahren zum Färben von Wolle und Polyamid bekannt in welchem die Färbung iiei einem pH-Wert von 7,5 bis 11 begonnen und bei einem pH-Wert von 4 bis 65 beendet wird. Die pH-Änderung wird durch Zusatz von Lactonen als Säurespender erreicht welche während des Färbevorganges laufend hydrolysiert werden. In dieser Offenlegungsschrift wird von der Verwendung von freien Säuren anstelle der Lactone abgeraten, da dadurch die Egalität besonders bei hellen Färbungen verschlechtert werden würde.

Diese bekannten Verfahren besitzen jedoch den

großen Nachteil, daß nach jeder Färbung große

Mengen an Abwasser anfallen, welche von Farbstoffen

und gegebenenfalls Textilhilfsmitteln befreit werden müssen.

Eine Wiederverwendung des Färbebades ist nur schwierig möglich, da nach dem Färben noch zuviel Farbstoffe, Hilfsmittel und auch unverbrauchte Säurespender im Bad verbleiben. Zudem würde im Färbebad durch die schwache organische Säure in Verbindung mit dem zur Erzielung des Anfangs-pH-Wertes erforderlichen Alkali ein Puffersystem aufgebaut werden, so daß beim erneuten Ansäuern der End-pH-Wert nur durch Zusatz wesentlich größerer Mengen Säurespender erreicht werden könnte.

Es wurde nun gefunden, daß es ohne färberischen oder analytischen Aufwand unter Erhalt von sehr gut so reproduzierbaren Färbungen möglich ist, das Färbebad mehrmals zu verwenden, wenn man dafür sorgt, daß die Farbstoffe möglichst vollständig auf das Textilmaterial aufziehen. Dies wird dadurch erreicht daß der pH-Wert des Färbebades im Verlauf der Färbung durch Zusatz von Schwefelsäure abgesenkt wird. Überraschenderweise lassen sich Schwierigkeiten hinsichtlich der Egalität der Färbungen dadurch vermeiden, daß die Säurezugabe allmählich erfolgt

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet einen erhebliehen technischen Fortschritt Durch die mehrmalige Verwendung des Färbebades wird die Abwassermenge stark reduziert. Zudem enthalten die Abwässer infolge des besseren Ausziehgrades bedeutend weniger Farbstoff als die nach den bisher üblichen Verfahren anfallenden Bäder und es werden keine Puffersysteme benötigt, welche Phosphate oder Borate enthalten, die ökologisch bedenklich sind. Durch die Verwendung von Schwefelsäure anstelle von organischen Säuren läßt sich