DE2758871B1

DE2758871B1 - Verfahren zum Faerben von Cellulosefasern oder deren Mischungen mit Synthesefasern mit Kuepenfarbstoffen

Info

Publication number: DE2758871B1
Application number: DE19772758871
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Eltz Hans-Ulr Der
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1977-12-30
Filing date: 1977-12-30
Publication date: 1979-05-17
Also published as: DE2758871C2; BE873276A

Description

Erfindungsgegenstand ist daher ein Verfahren zum Färben von Cellulosefasern oder deren Mischungen mit Synthesefasern, vorzugsweise Polyesterfasern, in Form eines strangförmigen nicht ausgebreiteten Textilmaterials nach der Ausziehmethode mit Küpenfarbstoffen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Textilmaterial in einen Warenspeicher mittels einer heißen wäßrigen Lösung, enthaltend mindestens einen Küpenfarbstoff in reduzierter Form sowie einen Zusatz von Natronlauge, Natriumdithionit und gegebenenfalls noch Elektrolyt, einspült, wobei das Textilmaterial bei Temperaturen zwischen 600 und 100" C, vorzugsweise 80" bis 98" C, für 5 Sekunden bis 10 Minuten, vorzugsweise 1 bis 5 Minuten, unter Ausschluß einer Einwirkung der Luftatmosphäre behandelt wird, und anschließend zur Bildung des wasserun-Iöslichen Küpenfarbstoffes der üblichen Reoxydation sowie einer Nachbehandlung unterwirft.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren richtet sich die Behandlungszeit nach der Temperatur und der durch die eingesetzte Anlage bedingten Einflüsse. Während dieser Zeit bleibt das zu färbende Material mit der Flotte in Berührung, wobei dafür gesorgt wird, daß Flotte und Textilgut in gleicher Geschwindigkeit weiterbewegt werden. Das Flottenverhältnis kann bei dieser neuartigen Applikation zwischen 1:3 bis 1:20 variiert werden.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Färbeverfahrens wird die Farbstofflösung z. B. in einem in der Apparatefärberei üblichen Ansatzbehälter zubereitet und bei einer Temperatur von 20 bis 40° C bereitgehalten. Mit Hilfe einer Umwälzpumpe wird nun die Flotte über Wärmeaustauscher geführt und bei der vorgeschriebenen Temperatur zusammen mit dem Warenstrang in einen Trichter oder mittels einer Ringdüse bzw. Venturidüse beispielsweise nach den Verfahren gemäß DE-PS 2539336 bzw. DE-PS 2539350, in einen Warenspeicher eingespült. Während dieser Maßnahme prallt die heiße Flotte auf das zu färbende Textilgut, so daß Ware und Behandlungsbad mit gleicher Geschwindigkeit im Warenspeicher fortbewegt werden. Dieser ist so konstruiert, daß das Textilgut und das Behandlungsbad erst dann voneinander getrennt werden, wenn der Behandlungs- oder Färbeprozeß beendet ist.
Zum Einsatz beim erfindungsgemäßen Färbeverfahren eignet sich z. B. auch eine kontinuierlich arbeitende Jet-Färbeanlage, bei der der Warenstrang mittels einer Düse nach Ablauf der Behandlungszeit jeweils in den nächsten Warenspeicher geführt wird.
Der Antrieb erfolgt in diesem Falle bereits mit der Flüssigkeit des nächsten Behandlungsbades. Im vorliegenden Verfahren wäre das zunächst kaltes Wasser und anschließend das Oxydationsbad.
Am Warenauslauf kann der Strang teilentwässert werden. Die rückgewonnene Flotte kann mit Farbstoff und Chemikalien aufgestärkt wieder der Ansatzflotte beigemischt werden; dadurch ergeben sich Einsparungen sowohl für Farbstoffe als auch Hilfsmittel. Die Abwasserbelastung wird verfahrensgemäß ebenfalls stark vermindert, weil der größere Teil der Färbeflotte in einem Recycling-System geführt wird und mengenmäßig gesehen zur Gesamtmenge des Farbgutes, niedrig gehalten werden kann, selbst bei Arbeitsflottenverhältnissen von über 1:10. Er fällt am Ende des Färbevorganges nur einmal als Abwasser an.
Desgleichen ist eine mehrmals aufeinanderfolgende Behandlung in hintereinander geschalteten Warenspeichern möglich.
Die neue Arbeitsweise hat gegenüber dem Stand der Technik den großen Vorteil, daß kein Anfärben von Foulardwalzen mehr eintritt. Fernerhin ist die Konstruktion der Wärmeaustauscher in der Apparatefärberei allgemein bekannt und stellt somit kein Verfahrensrisiko dar.
Auf Grund des außerordentlich hohen Aufziehvermögens des verküpten Farbstoffes bei dieser Färbetemperatur wurde bisher eine Strangbehandlung aus Egalitätsgründen schlechthin für unmöglich gehalten.
Es war daher nicht nur außerordentlich überraschend, daß die erhaltene Farbegalität sehr gut war, sondern daß man mit Hilfe dieses Färbeverfahrens die bestehenden Probleme sogar bei mefcerisierter Baumwolle beheben kann. Es war weiterhin nicht zu erwarten, daß man dieses Färbeverfahren sowohl mit vorgenetzter als auch mit trockener Ware durchführen kann.
Grundsätzlich ist es auch möglich, die erfindungsgemäße Arbeitsweise auch auf Rohmaterial durchzuführen, wenn man diesem Umstand bezüglich der Behandlungstemperatur Rechnung trägt und dem heißen Färbebad zusätzlich die Farbstoff-Fixierung begünstigende und die Faserbenetzung fördernde Hilfsmittel zufügt.
Es ergibt sich demnach mit Hilfe des neuen Färbeverfahrens eine äußerst wirtschaftliche Arbeitsweise, die dem Verlangen nach einer Kurzflottentechnik und einem Schnellfärbeverfahren und somit dem Sparen von Energie, Wasser und Kosten besonders entgegenkommt.
Durch das neue Verfahren wird eine Zwischentrocknung unnötig, und ein Dämpfprozeß mit all seinen Gefahren bezüglich der Einwirkung des Luftsauerstoffes auf die reduzierten Farbstoffe ist nicht erforderlich.
Als Farbstoffe kommen verfahrensgemäß die üblichen Handelsmarken der Küpenfarbstoffe in Pulverform oder in flüssiger Einstellung zur Anwendung.
Hierbei handelt es sich um Küpenfarbstoffe, wie sie im Colour Index, 3. Auflage (1971) unter der Klassenbezeichnung »Vat Dyes< beschrieben sind.
Außerdem sind auch die Schwefelküpenfarbstoffe, auch als »Vat Dyes< bezeichnet, einsetzbar.
Zur Stabilisierung des Reduktionsstandes der Küpen kann den Färbeflotten Glukose in Mengen von 5 bis 10 g/l zugesetzt werden.
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gegenüber dem Stand der Technik lauten: 1. Einfaches und wirtschaftliches Einbad- und Schnellfärbeverfahren für Strangmaterial.
2. Zeit- und Energieersparnis, da kein Zwischentrocknen und Dämpfen bei guter Durchfärbung des Stranges und Egalität der Färbung.
3. Keine Haltbarkeitsprobleme für die Klotzflotten und kein Anfärben von Walzenbelägen.
4. Keine Oxydationsgefahr für den verküpten Farbstoff durch den Luftsauerstoff.
5. Anpassungsmöglichkeit der Färbetemperatur an die Warenqualität und ihre Vorbehandlung.
Nach der vorliegenden Erfindung wird das Textilmaterial in Form von endlosen Strängen, Scharen aus Kammzügen, Kardenbändern bzw. Lunten, Kabeln oder Garnen gefärbt. Als Strang zusammengefaßt kommt verfahrensgemäß insbesondere bahnförmiges Textilgut in Form von Web- bzw. Maschenware oder in ungebundener Form als Vlies zur Anwendung.
Beispiel 1 300 kg eines vorbehandelten, gut saugfähigen Bawnwolltrikots in Schlauchform mit einem lfm-Gewicht von 250 g sollen gefärbt werden.
Dazu bereitet man ein Färbebad von 40° C aus 65001 Wasser und beschickt dieses mit 1,5 g/l (= 9,75 kg) des Farbstoffes Vat Orange 11 mit der C.I.-Nr. 70805, 5 g/l Formaldehyd-Sulfoxylat-Natrium, 10 cm3/l Natronlauge 32,5%ig und 2 cm3/l eines Hilfsmittels bestehend aus 28Gew.-% Natriumsalz von sulfoniertem Ölsäurebutylamid, 18 Gew.-% Ölsäuresulfonat, 56 Gew.-% Wasser und Salze, Der Farbstoff wird vorher wie folgt verküpt: Man schlämmt das Farbstoffpulver in ca. 501 Wasser von 60° C auf und verdünnt diesen Ansatz mit weiteren 4501 Wasser von 60° C. Der Farbstoffaufschlämmung werden nun 151 Natronlauge 32,5%ig und danach 4,5 kg Natriumdithionit zugesetzt. Nach ca. 10 Minuten ist die Verküpung beendet.
Sodann fügt man diese Stammküpe der mit den anderen obenerwähnten Hilfsmitteln beschickten Flotte zu.
Mit der so hergestellten Flotte wird nun der Trikotschlauch im Flottenverhältnis 1 :20 imprägniert. Dazu werden für jeden Meter des Schlauchs 5 1 der Flotte' von einer Pumpe angesaugt, in einem Wärmeaustauscher auf 95° C erhitzt und über die Ringdüse einer Vorrichtung entsprechend der DE-PS 2539336 auf den Warenstrang gspült. Gleichzeitig befördert der so erzeugte Flüssigkeitsstrom den Textilstrang in den Warenspeicher, wo Ware und Färbeflotte 4 Minuten in Kontakt bleiben. Dann wird der Warenstrang über die Haspel einer zweiten Vorrichtungseinheit abgezoP gen und dabei auf ca. 300% Flottenaufnahme (vom Gewicht) entwässert. Die zurückgewonnene Flotte (4,25 I/lfm) wird dem Flottenkreislauf wieder zugefügt.
Anschließend wird der Warenstrang in den weiteren Vorrichtungseinheiten intensiv mit Wasser gespült, zur Oxydation der Leukoverbindung mit einer wäßrigen Flotte, enthaltend 3 cm3/l Wasserstoffperoxid, behandelt und sodann mit 5 cm3/l Essigsaure 60%ig aufweisendem frischen, wäßrigen Bad neutralisiert.
Das Seifen der Färbung erfolgt in zwei Einheiten der Vorrichtung bei 98° C mit einem wäßgen Bad unter Zusatz von 5 g/l Soda kalz. und 1 g/l Oleylmethyltaurin.
Danach wird der gefärbte Schlauch auf einem aapot mit Wasser gespült.
Man erhält eine vollständig gleichmäßige, und völlig durchgefärbte Ware in einem stumpfen Gelbton.
Beispiel 2 Eine Baumwollkette mit 120 m Länge und einem Gewicht von 42 kg soll gefärbt werden. Dazu wird das Material der Kette zu einem Strang aus den einzelnen Kettfäden zusammengefaßt.
Die benötigte Färbeflotte wird mit 1501 warmem Wasser von 600 C wie folgt angesetzt: 1,26 kg des Farbstoffes Vat Orange 7 mit der Cl.-Nr. 71105 werden mit 201 Wasser und 3 g/l (750 g) eines Hilfsmitels bestehend aus 28 Gew.-% Schwefelsäurehalbester von Ölsäurebutylamid, 16 Gew.-% Ölsäuresulfonat, 56 Gew.-% Wasser und Salze angeschlämmt und in die mit 7,5 l Natronlauge 32,5%ig, 1,5 kg Hydrosulfit (Natriumdithionit) sowie 450 g Natrium-Formaldehyd-Sulfoxylat beschickte Flotte gegeben. Nach ca. 10 Minuten ist die Verküpung beendet.
Zum Färben wird diese Flotte auf 95°C erhitzt und in einem Verhältnis von 1 Gewichtsteil Ware:3 Gewichtsteilen Flotte miteinander in innigen Kontakt gebracht (siehe Beispiel 1). Nach einer Behandlungszeit von 3 Minuten wird der Strang aus der heißen Färbeflotte ausgefahren und mit Wasser gespült. Die Oxydation aufgebrachter Leukoverbindung erfolgt durch Behandlung des Stranges mit einer wäßrigen Flotte enditend 3 cm4 Wasserstoffperoxid 33%ig.
Danach wird die Ware mit einem frischen, wäßrigen Bad unter Zusatz von 5 cm3/l Ess-ure 60%ig * und wie in Beispiel 1 geseift.
Man erhält eine absolut egale Orangefärbung der Einzelfäden des Kettmaterials, die nunmehr nach dem Trocknen auf einen Kettbaum aufgewickelt werden.
Die so erzeugte Färbung entspricht eine 3%igen Färbung nach dem Verfahren IN spezial im Flottenverhältnis 1:15.
Beispiel 3 Eine Kette von 120 m aus Baumwollgarnen mit einem Gewicht von 38 kg soll gefärbt werden. Dazu wird die Kette zu einem Strang aus den Einnelfäden Man bestellt ein Färbebad aus 2001 warmem Wasser von 600C und beschickt dieses mit 14 cm3/l Natronlauge 32,5%ig, 12 g/l Natriumdithionit und 5 g/l Glukose.
Der Farbstoff 10 g/l (= 2 kg) Vat Blue 43 mit der C.I.-Nr. 53630 wird mit 101 Wasser von 60° C und 2 g/l(= 400 g) einer 50 gew.-%igen, wäßrigen Hilfsmitteleimsteilung aus 60 Gew.-% Natriumsalz des Schwefelsäurehalbcsters von Obt-rnid sowie 40 Gew.-% Ölsäuresulfonat aufgeschlämmt, und diese Aufschlämmung wird sodann dem Färbe bad zugesetzt.
Im übrigen verfährt man bei der Durchführung der Färbung wie in Beispiel 2, verwendet jedoch hier pro 1 Gewitseel Ware 6 Gewichtsteile Flotte zum Einschwemmen des Fadenstranges in den Warenspeicher.
Die Kontaktzeit der Flotte mit der Ware beträgt 10 Minuten, wobei die eingesetzte Anlage entsprechend der DE-PS 2539350 voll in Betrieb ist, d. h. es wird auch die Flotte während des Warendurchlaufs abge-und und wieder eil--aLaiL Die nachfolgende Behandlung zur Oxydation, zum Absäuren, Seifen und Spülen entspricht genau der des Beispiels 2.
Man erhält eine vollkommenegale Blaufärbung der Kette.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zum Färben von Cellulosefasern oder deren Mischungen mit Synthesefasern in Form eines strangförmigen nicht ausgebreiteten Textilmaterials nach der Ausziehmethode mit Küpenfarbstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man das Textilmaterial in einen Warenspeicher mittels einer heißen wäßrigen Lösung, enthaltend mindestens einen Küpenfarbstoff in reduzierter Form sowie einen Zusatz von Natronlauge, Natriumdithionit und gegebenenfalls noch Elektrolyt, einspült, wobei das Textilmaterial betTemperaturen zwischen 60° und 100°C für 5 Sekunden bis 10 Minuten unter Ausschluß einer Einwirkung der Luftatmosphäre behandelt wird, und anschließend zur Bildung des wasserunlodichen Küpenfarbstoffes der üblichen Reoxydation sowie einer Nachbehandlung unterwirft.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der heißen Behandlungsflotte 80° bis 980 C beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung des Textilmaterials mit der heißen Flotte während 1 bis 5 Minuten erfolgt.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung des Textilmaterials mit der heißen Flotte in dem Warenspeicher unter hoher Flottenumwidzung erfolgt.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung des Textilmaterials mit der heißen Flotte kontinuierlich erfolgt.
6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlung des Textilmaterials mit der heißen Flotte halbkontinuierlich erfolgt.
7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der heißen Behandlungsflotte zusätzlich die Farbstoffixicrung begünstigende und die Faserbenetzung fördernde Hilfsmittel enthalten sind.
8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Textilmaterial in Form von endlosen Strängen, Scharen aus Kammzügen, Kardenbändern bzw. Lunten, Kabeln oder Garnen gefärbt wird.
9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Strang zusammengefaßt bahnförmiges Textilgut in Form von Web- bzw.

Maschenware oder in ungebundener Form als Vlies gefärbt wird.

Das Färben von Cellulosefasern mit Küpenfarbstoffen ist der Fachwelt seit langem bekannt. Im allgemeinen wird hierzu der verküpte Farbstoff in Form einer Lösung bei 30° bis 60° C nach der Ausziehoperation gefärbt oder das Küpenpigment wird mit Hilfe eines Foulards auf das Textilgut appliziert, in einem zweiten Bad auf der Faser verküpt und schließlich fixiert. Das zuvor genannte Ausziehverfahren wird praktisch auf allen üblichen Färbeeinrichtungen und auf Materialien in sämtlichen Verarbeitungsstadien auegeführi. Auch das Färben von strangförmig zusammenefin Geweben auf Haspelkufen wird in der Praxis ausgeübt Hierbei ist jedoch ein erhöhter Verbrauch von Reduktionsmittel zu beobachten, weil das Färbegutgemãlg diesem Applikationstyp zeitweise der oxydierenden Atmosphäre ausgesetzt wird. Das gibt auch Anlaß für Unegalitäten der Färbung, die nur durch eine längere Färbezeit ausgeglichen werden können, wie überhaupt bei einem solchen Verfahren die Affinität des verküpten Farbstoffes zur Faser sich erst bei längeren Färbeeiten auswirkt. Arbeitsweisen auf der beschriebenen Basis werden z. B. in A.Schaeffer, >Technologie der Färberei und Textilveredlung< Seiten 391 ff. erläutert. Das Färben von Webkette ist nach diesem Verfahren allerdings nur in Form eines Kettbaumes möglich.

Es sind in der Literatur aber auch schon Verfahren erwähnt, bei denen der verküpte Farbstoff aufgeklotzt wird fTbe Application of Vat Dyes, AATCC Monograph No. 2, 1953, bzw. Journ. Soc. of Dyers and Colorists 1958,S. 397-405). Diese Methoden haben sich jedoch bis beute in der Praxis nicht bewährt. Arbeitet man nämlich beim Klotzen mit verküpten Farbstoffen bei niedriger Temperatur, dann ist eine solche Technik nur auf helle Farbtöne beschränkt. In neuester Zeit wird auch eine Methode beschrieben (Vortrag C.

Duckwortb, A. J. Ridyard, L. M. Wrenall am 15.-17.9.1977 in Lancester), gemäß der der verküpte Farbstoff bei 90-95°C in einem Spezialfoulard geklotzt und nach einer Verweilzeit von 5-15 Sekunden wieder reoxydiert wird. Für die Durchführung dieser Arbeitswdse ist jedoch nicht nur ein Spezialfoulard erforderlich, sondern es hat sich hierbei auch als außeroich schwerwiegender Nachteil herausgestellt, daß die Foulardwaizen von der heißen Lösung der verküpten Farbstoffe sehr stark angefärbt werden.

Diese unerwünschte Beeinträchtigung macht sich vor allem bei Farbwechseln störend bemerkbar. Ein weiteres Hindernis beim Einsatz dieser bekannten Methode besteht darin, daß Gewebe aus mercerisierter Baumwolle nur schlecht durchgefärbt werden, wodurch ein ungleichmäßiges Warenbild entsteht. Darüber hinaus hat man zu beachten, daß die Stabilität des verküpten Farbstoffes bei so hohen Temperaturen sehr gering ist. Auch müssen bei dieser foulardmäßigen Imprägmerung des Textilgutes in breitem Zustand hohe Farbstoffkonzentrationen in verküpter Form angewendet werden. Aus diesem Grunde ist eine besondere Vorrichtung erforderlich, mit deren Hilfe der Klotzansatz kalt gelagert und auf kürzestem Wege zum Foulardchassis aufgeheizt wird. Dieser Erhitzungsvorgang ist in einem Foulardchassis selbst außerordentlich schwierig und führt in der Praxis leicht zu Kanten- und Endabläufen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Färben von Cellulosefasern oder deren Mischungen mit Synthesefasern mit Küpenfarbstoffen zu konzipieren, gemäß dem das völlig gleichmäßige Färben von Warensträngen im Ausziehprozeß mit sehr kurzen Färbezeiten und damit das kontinuierliche wie auch diskontinuierliche Strangfärben ermöglicht werden.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man das vorzugsweise trockene Textilgut direkt mit einem heißen Färbebad, das den Farbstoff in verküpter Form enthält, behandelt.