DE3417937A1 - Verfahren zum faerben von cellulosehaltigen fasermaterialien nach dem klotzkaltverweil- oder klotzdaempfverfahren - Google Patents

Verfahren zum faerben von cellulosehaltigen fasermaterialien nach dem klotzkaltverweil- oder klotzdaempfverfahren

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DE3417937A1 DE19843417937 DE3417937A DE3417937A1 DE 3417937 A1 DE3417937 A1 DE 3417937A1 DE 19843417937 DE19843417937 DE 19843417937 DE 3417937 A DE3417937 A DE 3417937A DE 3417937 A1 DE3417937 A1 DE 3417937A1
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    • Y10S8/916—Natural fiber dyeing
    • Y10S8/918—Cellulose textile

Description

BAYER AKTIENGESELLSCHAFT 5090 Leverkusen, Bayerwerk Konzernverwaltung RP
Patentabteilung Mi/Lö-c "j L
Verfahren zum Färben von cellulosehaltigen Fasermaterialien nach dem Klotzkaltverweil- oder Klotzdämpfverfahren
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Färben von Textilien aus Cellulosefasern oder aus Cellulosefasern enthaltenden Fasergemischen, vorzugsweise in Form von Schlauchgewirken, mit Reaktivfarbstoffen nach dem Klotzkaltverweil- oder Klotzdämpfverfahren. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß die Textilien mit wäßrigen Farbstoff-Flotten geklotzt werden, die wasserlösliche Umsetzungsprodukte von Copolymerisaten aus Maleinsäureanhydrid und Ethylen, Propylen, Isobutylen, Diisobutylen und insbesondere Styrol mit Ammoniak oder Aminen der Formel
NH I,
in der
R1 und R2 für Wasserstoff, Cj-C^-Alkyl oder Hydroxyalkyl stehen,
enthalten.
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Geeignete Umsetzungsprodukte enthalten wiederkehrende Einheiten der Formeln
CH0-CH CH CH-
Γ»
~~— CHn-C CH
I I
R5 C(
R2
und insbesondere der Formel
CH2-CH CH-
IV
in denen
R3 für Wasserstoff, Methyl oder -CH3-C(CH3) und
K^+' für Wasserstoff, ein Alkali-Ion, z.B. ein Natriumoder Kalium-Ion oder ein Ammonium-Ion der Formel
Le A 23 064
-vT-
stehen, und
1 2
R und R die in der Formel I angegebene Bedeutung haben.
Das Molekulargewicht der wasserlöslichen Umsetzungsprodukte, die wiederkehrende Einheiten der Formeln II, III oder IV enthalten, beträgt 0,5 * 105 bis 9,0 * 106, vorzugsweise 1,0 * 10 bis 8,0 * 10 .
Zur Herstellung der wasserlöslichen Umsetzungsprodukte werden die Copolymerisate, vorzugsweise in wäßrigem Medium mit Ammoniak oder Aminen der Formel I und gegebenenfalls Alkal!hydroxiden, -carbonaten oder -bicarbonaten bei Temperaturen von 150C bis 800C umgesetzt. Die erhaltenen wäßrigen Lösungen werden bevorzugt als solche den Klotzflotten zugesetzt. Die Umsetzungsprodukte können auch nach bekannten Methoden aus der Reaktionslösung isoliert werden.
In den Copolymerisaten können Maleinsäureanhydrid einerseits und Ethylen, Propylen, Isobutylen oder Styrol andererseits in wechselnden Mengen eingesetzt werden, bevorzugt werden die beiden Komponenten jedoch in äquimolaren Mengenverhältnissen eingesetzt, besonders bevorzugt sind Copolymerisate aus Maleinsäureanhydrid und Styrol im äquimolaren Mengenverhältnis.
Das Molverhältnis von Maleinsäureanhydrid zu Ammoniak bzw. Amin liegt z.B. bei 1:1-2.
Die erfindungsgemäß zu verwendenden wasserlöslichen Umsetzüngsprodukte sind an sich bekannt. Sie werden bei-
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spielsweise in Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie (1963), Band 14, Teil 2, Seiten 713 ff.f in der Britischen Patentschrift 1.082.122 sowie in der Europäischen Patentanmeldung 0 057 331 beschrieben.
Die Wasserlöslichkeit der Umsetzungsprodukte kann im breiten Bereich liegen. Die Konzentration der wäßrigen Lösungen, die den Klotzflotten zugesetzt werden, wird vorzugsweise so gewählt, daß viskose, noch gut gießbare Lösungen entstehen. Insbesondere liegt die Konzentration bei 2-30 Gew.-%.
Die wasserlöslichen Umsetzungsprodukte werden den Klotzflotten in Mengen 0,1-5 g/l, vorzugsweise von 0,4-1,0 g/l zugesetzt. Die Umsetzungsprodukte können auch in Kombination mit epsilon-Caprolactam oder Harnstoff im Gewichts verhältnis von etwa 1:0,5 bis 1:2 den Klotzflotten zugesetzt werden.
Die Klotzflotten enthalten neben den erfindungsgemäß zu verwendenden wasserlöslichen Umsetzungsprodukten und den Reaktivfarbstoffen die zur Fixierung der Farbstoffe erforderlichen säurebindenden Mitteln wie Alkalien und gegebenenfalls weitere übliche Hilfsmittel wie Netzmittel.
Als Reaktivfarbstoffe sind alle Farbstoffe zu verwenden, die in Klotzfärbeverfahren von Cellulosematerialien einsetzbar sind. Geeignete Reaktivfarbstoffe sind insbesondere solche, die mindestens einen reaktiven Substituenten an einen 5- oder 6-gliedrigen, aromatisch-heterocyclischen Ring gebunden enthalten, z.B. an einen Pyridin-,
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Pyrimidin-, Pyridazin-, Pyrazin-, Thiazin-, Oxazin oder asymmetrischen oder symmetrischen Triazinring, oder an ein derartiges Ringsystem, welches einen oder mehrere ankondensierte aromatisch-carbocycliche Ringe aufweist, wie ein Chinolin-, Phthalazin-, Chinnolin-, Chinazolin-, Chinoxalin-, Acridin-, Phenazin- und Phenanthridin-Ring System. Als reaktive Substituenten am Heterocyclus sind beispielsweise zu erwähnen: Halogen (Cl, Br oder F), Ammonium einschließlich Hydrazinium, Sulfonium, Sulfonyl, Azido-(N3), Rhodanido, Thio, Thiolether, Oxyether, SuI-finsäure und Sulfonsäure. Geeignete Farbstoffe sind z.B. in Colour Index, 3. Aufl. (1971), Band 3, Seite 3391-3560, und in K. Venkataraman "The Chemistry of Synthetic Dyes" Vol. VI (1972) beschrieben.
Das Klotzfärbeverfahren wird nach bekannten Methoden durchgeführt. Die bahnförmigen Textilien werden auf einem Foulard zunächst mit der Klotzflotte bei Temperaturen zwischen 5°C und 400C imprägniert. Beim Kaltverweilverfahren wird zur Fixierung der Farbstoffe anschließend aufgedockt oder abgetafelt und zwischen 6 und 48 Stunden bei Temperaturen von 20-300C gelagert. Beim Klotzdämpfverfahren wird nach der Imprägnierung die Fixierung der Farbstoffe durch eine Behandlung mit Dampf bei 102-1050C während 1-2 Min. vorgenommen. Geeignete Verfahren sind z.B. in "Der Textilbetrieb", 1976, Heft 7-8, Seiten 43-45 beschrieben.
Für das erfindungsgemäße Verfahren sind bahnförmige Gewebe und Gewirke, die aus Cellulose bestehen oder diese enthalten, geeignet, insbesondere jedoch Schlauchgewirke.
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Durch die Mitverwendung der vorgenannten wasserlöslichen Umsetzungsprodukte in der Klotzflotte wird die Flottenaufnahme bei gleichem Foulardwalzendruck vergleichsweise zu einer Klotzflotte ohne ein derartiges Produkt deutlich erhöht. Die Flottenaufnahme steigt in etwa proportional mit der Einsatzkonzentration der vorgenannten Produkte innerhalb der zuvor genannten Anwendungsmengen von 0,1-5 g/l.
Proportional mit der Flottenaufnahme steigt ebenfalls die Farbtiefe der Färbung. Es tritt keine Behinderung der Farbstoffixierung auf.
Besonders beim Färben von Trikot-Schlauchware wirkt sich die erhöhte Flottenaufnahme günstig auf das Färbeergebnis aus. Auch bei Einsatz von Spezialfoulards für Schlauchware treten immer wieder Egalitätsprobleme auf. Besonders bei sogenannter stuhlroher, nicht vorbehandelter Ware ergibt sich das Problem der meist ungleichmäßig und heller angefärbten Innenseite des Schlauches (mangelnde Durchfärbung) und das deutliche Markieren der Quetschkanten des Schlauches in Form von Längsstreifen. Insgesamt weist die Färbung auch meist eine unzureichende Flächenegalität auf.
Werden dagegen der Klotzflotte die vorgenannten wasserlöslichen Umsetzungsprodukte beigefügt, so lassen sich die zuvor genannten Mangel beheben.
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Die durch den Zusatz erreichbare höhere Flottenaufnahme führt zu einer verstärkten Diffusion, d.h. Wandern des Farbstoffes von Stellen höherer Konzentration zu Stellen niedriger Konzentration. In der Verweilphase können also Ungleichmäßigkeiten beim Farbstoffauftrag (z.B. beeinflußt durch ungleichmäßiges Netzen des Färbegutes oder unterschiedlichen Flottenauftrag im Quetschkantenbereich) nachträglich ausgeglichen werden.
Durch die Verwendung der wasserlöslichen Umsetzungsprodukte wird weiterhin das Flottentragevermögen der zu färbenden Ware deutlich erhöht, das heißt, die Klotzflotte auf der aufgedockten Ware neigt beim Verweilen ohne Rotation oder beim Abtafeln nur wenig zum Absinken in den unteren Teil der Ware. Unegaler Ausfall der Färbung wird dadurch vermieden.
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- z-
Herstellungsbeispiel 1:
200 Teile Ammoniakwasser mit einem Ammoniakgehalt von 21,4 % werden mit 4 000 Teilen Wasser vermischt. Bei 45-550C werden langsam portionsweise 150 Teile eines Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymerisats (Molverhältnis 1:1, Viskositätszahl (jßj = 5,16 dl/g) eingestreut und bei gleicher Temperatur bis zur vollständigen Lösung gerührt. Anschließend wurden aus der hochviskosen Lösung im Vakuum bei 40-500C ca. 300 Teile Wasser/Ammoniak abdestilliert, um überschüssiges Ammoniak zu entfernen. Die entgaste Lösung wird dann durch Wasserzusatz auf einen Feststoffgehalt von 4,5 % eingestellt.
Herstellungsbeispiel 2;
50 Teile einer wäßrigen Methylamin-Lösung mit einem Methylamin-Gehalt von 30 % werden mit 800 Teilen Wasser vermischt. Bei Raumtemperatur werden 30 Teile eines Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymerisats (Molverhältnis 1:1, Viskositätszahl ßfl - 4,86 dl/g) eingestreut und bei 50-60° bis zur Auflösung gerührt. Anschließend werden aus der hochviskosen Lösung unter vermindertem Druck bei 40-50° ca. 170 Teile eines Wasser-Methylamin-Gemischs abdestilliert. Man erhält eine hochviskose Lösung mit einem Feststoffgehalt von 5,6 %.
Herstellungsbeispiel 3:
105 Teile eines Diisobutylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymers (Molverhältnis 1:1, Viskositätszahl ßkj =0,20 dl/g) werden in eine Mischung aus 200 Teilen Ammoniak-
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Ver"
wasser und 200 Teilen Wasser eingetragen und bei 40-50° bis zur Lösung gerührt, überschüssiges Ammoniak wird durch Eindampfen im Vakuum entfernt.
Man erhält eine hochviskose wäßrige Lösung mit einem Feststoffgehalt von 26 %.
Herstellungsbeispiel 4;
In gleicher Weise wie in Herstellungsbeispiel 3 wird aus 150 Teilen Ammoniakwasser und 77 Teilen eines Isobutylen-Maleinsäureanhydrid-Copolymers (Molverhältnis 1:1, Viskositätszahl β/Π = 0,351 dl/g) eine hochviskose Lösung mit einem Feststoffgehalt von 26 % hergestellt.
Herstellungsbeispiel 5:
21 Teile n-Propylamin werden mit 1 900 Teilen Wasser vermischt. Bei 40-500C werden langsam portionsweise 72 Teile eines Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymerisats (Molverhältnis 1:1, Viskositätszahl βJ = 5,16 dl/g) eingestreut und bei gleicher Temperatur bis zur vollständigen Lösung gerührt. Es wird eine hochviskose Lösung mit 4,7 % Feststoffgehalt erhalten.
Herstellungsbeispiel 6:
26 Teile n-Butylamin werden in eine Lösung von 180 Teilen £-Caprolactam in 1 720 Teilen Wasser eingerührt. Bei 40-50°C werden langsam portionsweise 72 Teile eines
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Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymerisats (Molverhältnis 1:1, Viskositätszahl (Jp 7 = 5,16 dl/g) eingestreut und bei 70-800C bis zur vollständigen Lösung gerührt. Es wird eine hochviskose Lösung mit 13,9 % Feststoffgehalt erhalten.
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- /13 ■ Beispiel 1
Unbehandelter Baumwolltrikot (1/1 Ripp) wird auf einem Trikot-Foulard bei einem Walzenabquetschdruck von 3 bar bei Raumtemperatur mit einer Flotte geklotzt, die im Liter Klotzflotte enthält:
25 g des blauen Reaktivfarbstoffes der GB-PS 1 014 055, Beispiel 2
10 g eines handelsüblichen anionischen
Netzmittels
8g des im Herstellungsbeispiel 1 be
schriebenen Produktes in Form seiner 4,5 gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung
20 g Soda wasserfrei 2,5 cm Natronlauge 32,5 gewichtsprozentig.
Das Fixieralkali (Soda/Natronlauge) wird in Form einer wäßrigen Lösung mittels einer Dosierpumpe in das Chasis eindosiert. Die Flottenaufnahme beträgt 150 %.
Die geklotzte Ware wird kantengleich aufgedockt, luftdicht verpackt und langsam rotierend über Nacht verweilt. Anschließend wird in gleicher Weise durch Spülen und kochendes Seifen die Färbung fertiggestellt. Man erhält eine brillante Blaufärbung mit für unbehandelte Ware ungewöhnlicher Egalität.
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Unterbleibt in der vorstehend beschriebenen Rezeptur der Zusatz des im Herstellungsbeispiel 1 beschriebenen Produktes, so erhält man bei gleicher Arbeitsweise und gleichem Abquetschdruck der Walzen nur eine Flottenaufnähme von 110 %. Entsprechend der geringeren Flottenaufnahme ist die Farbtiefe der Färbung 25 % geringer (über Farbmessung ermittelt).
Die Echtheitseigenschaften der tieferen Färbung sind vergleichbar mit denen der helleren Färbung.
Beispiel 2
Unbehandeltes rohes Schlauchgewirk aus Baumwolle wird auf einem Trikot-Foulard bei einem Walzenabquetschdruck von 3 bar bei Raumtemperatur mit einer Flotte geklotzt, die im Liter Klotzflotte enthält:
20 g des gelben Reaktivfarbstoffes der DE-A-
1 191 059, 1. Farbstoff der Tabelle, Spalten 19/20
und
30 g des roten Reaktivfarbstoffes der DE-A-2 264 698, Beispiel 3
10 g eines handelsüblichen anionischen Netzmittels
8 g der 4,5 %igen Lösung des in Herstellungsbeispiel 1 beschriebenen Produktes, 20 g Soda wasserfrei und
4 cm Natronlauge 32,5 gewichtsprozentig.
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-χ-
Das Fixieralkali (Soda/Natronlauge) wird in Form einer wäß rigen Lösung mittels einer Dosierpumpe in das Chassis eindosiert. Die Flottenaufnahme beträgt 155 %.
Die geklotzte Ware wird kantengleich luftdicht verpackt abgetafelt und über Nacht verweilt. Spülen und Seifen erfolgt in üblicher Form (s. Beispiel 1).
Man erhält eine volle brillante Rotfärbung mit guter Durchfärbung und Egalität.
Erfolgt der Zusatz des Produktes aus Herstellungsbeispiel 1 nicht, so sinkt die Flottenaufnahme bei gleichem Abquetschdruck auf 113 % ab. Proportional der Flottenaufnahme nimmt die Farbtiefe ab und die Färbung ist insgesamt unegal.
Beispiel 3
Unbehandelte (stuhlrohe) Schlauchwirkware aus 50 % Baumwolle und 50 % Polyester-Faser wird auf einem Foulard mit einem Walzenabquetschdruck von 3 bar bei Raumtemperatur mit einer Flotte geklotzt, die im Liter
20 g des blauen Reaktivfarbstoffs der US-A-4 043 997, Spalte 10, Zeilen 41 - 50 10 g eines handelsüblichen Netzmittels, 8 g der 4,5 %igen Lösung des in Herstellungsbeispiel 1 beschriebenen Produktes, und 20 g Soda wasserfrei
enthält.
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Das Fixieralkali (Soda) wird in Form einer wäßrigen Lösung mittels einer Dosierpumpe in das Chassis eindosiert Die Flottenaufnahme beträgt 130 %.
Die geklotzte Ware wird kantengleich luftdicht verpackt und langsam rotierend während 24 Stunden bei Raumtempera tur verweilt.
Die Nachbehandlung erfolgt wie in Beispiel 1 und 2. Der Baumwollanteil ist in einem vollen egalen Blauton gefärbt.
Ohne Zusatz des genannten Omsetzungsproduktes erhält man bei sonst gleicher Arbeitsweise nur eine Flottenaufnahme von 88 % und eine entsprechend hellere Ausfärbung.
Beispiel 4
Stuhlrohe Rundwirkware (Scherplüsch) aus 80 % Baumwollfaser und 20 % Polyamidfaser wird nach dem Aufschneiden des Schlauches in breitem Zustand auf einem Foulard bei einem Walzendruck von 2,5 bar bei Raumtemperatur mit einer Flotte geklotzt, die im Liter enthält:
15 g des orangefarbenen Reaktivfarbstoffes
der DE-A-1 644 171, Beispiel 80
55 g des roten Reaktivfarbstoffes der
DE-A-2 264 698, Beispiel 3
50 g Harnstoff (techn.)
7 g eines handelsüblichen anionischen Netz-
mittels
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3 g des im Herstellungsbeispiel 1 beschriebenen Produktes in Form seiner 4,5 gewichtsprozentigen wäßrigen Lösung 20 g Soda wasserfrei
8 cm Natronlauge 32,5 gewichtsprozentig
Das Fixieralkali (Soda/Natronlauge) wird in Form einer wäßrigen Lösung mittels einer Dosierpumpe in das Chassis eindosiert. Die Flottenaufnahme beträgt 110 %.
Die geklotzte Ware wird kantengleich aufgedockt, luftdicht verpackt und langsam rotierend über Nacht verweilt. Nach einem kurzen Zwischenspülen der Ware kann erforderlichenfalls der Polyamidanteil wie üblich auf Ausziehfärbeaggregaten nachgedeckt werden. Nach dem üblichen Spülen und Seifen erhält man auf dem Baumwollanteil eine volle Rotfärbung mit guter Egalität.
Unterbleibt der Zusatz des im Herstellungsbeispiel 1 beschriebenen Produktes, so erhält man bei gleicher Arbeits weise nur eine Flottenaufnahme von 95 %. Entsprechend ist die Farbtiefe geringer.
Beispiel 5
Stuhlrohes Baumwoll-Interlock-Gewirk in Schlauchform wird auf einem Trikot-Foulard bei einem Walzenabquetschdruck von 4 bar bei Raumtemperatur mit einer Flotte geklotzt, die im Liter enthält:
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30 g des blauen Reaktivfarbstoffes der
DE-A-1 644 171, Beispiel 2 10 g eines handelsüblichen Netzmittels 5 g des im Herstellungsbeispiel 1 beschriebenen Produktes in Form seiner 4,5 ge
wichtsprozentigen wäßrigen Lösung 10 g Neutralsalz (Natriumchlorid oder Natriumsulfat)
20 g/l Soda wasserfrei
Das Fixieralkali wird direkt in Form einer wäßrigen Lösung zur Farbstoff/Hilfsmittellösung gegeben.
Die Flottenaufnahme beträgt 130 %. Die Fixierung erfolgt durch Dämpfen mit Sattdampf bei 1030C während 2 Min. Nach dem üblichen Spülen und kochendem Seifen erhält man eine egale Blaufärbung mit sehr guten Echtheiten.
Unterbleibt der Zusatz des im Herstellungsbeispiel 1 beschriebenen Produktes, so erhält man bei gleicher Arbeitsweise nur eine Flottenaufnahme von 105 %. Die Farbtiefe der Färbung ist entsprechend geringer. Zudem ist die Egalität der Färbung unbefriedigend. Besonders bei Berücksichtigung der Verhältnisse auf einem Praxisdämpfer wird die Flotte durch Umlenkorgane (Walzen etc.) innerhalb des Dämpfers nachträglich auf der Ware umverlagert (verquetscht) und führt so zu einer unegalen Färbung. Das durch den Zusatz des im Herstellungsbeispiel 1 beschriebenen Produktes erreichbare höhere Flottentragevermögen der Ware führt dagegen zu einem guten Färberesultat.
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Claims (6)

Patentansprüche
1. Verfahren zum Färben von Cellulosefasern oder Cellulosefasern enthaltenden Fasergemischen nach einem Klotzkaltverweil- bzw. Klotzdämpf-Verfahren mit Reaktivfarbstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern mit wäßrigen Klotzflotten behandelt werden, die wasserlösliche Umsetzungsprodukte von Copolymer isaten aus Maleinsäureanhydrid und Ethylen, Propylen, Isobutylen, Diisobutylen oder Styrol mit Ammoniak oder Aminen der Formel
NH I,
in der
1 2
R und R für Wasserstoff, C..—C.-Alkyl oder
Cj—C.-Hydroxyalkyl stehen, enthalten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klotzflotten wasserlösliche Umsetzungsprodukte von Copolymerisaten aus Maleinsäureanhydrid und Styrol mit Ammoniak oder Aminen des Anspruchs enthalten.
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3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klotzflotte wasserlösliche Umsetzungsprodukte von Copolymerisaten aus Maleinsäureanhydrid und Styrol mit Ammoniak enthält.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendeten Copolymerisate Maleinsäureanhydrid und Styrol im Molverhältnis 1:1 enthalten und ein
sitzen.
und ein Molgewicht von 0#5 * 10-9,0 * 10 be-
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als bahnförmige Textilien Schlauchgewirke aus Cellulosefasern oder aus Cellulosefasern enthaltenden Fasergemischen eingesetzt werden.
6. Mittel zum Färben von Cellulosefasern oder Cellulosefasern enthaltenden Fasergemischen, dadurch gekennzeichnet, daß sie wasserlösliche Umsetzungsprodukte von Copolymerisaten aus Maleinsäureanhydrid und Ethylen, Propylen, Isobutylen, Diisobutylen oder Styrol mit Ammoniak oder Aminen der Formel
yHK
in der
R1 und R für Wasserstoff, C.-Q.-Alkyl oder
C1-C4-Hydroxyalkyl stehen, enthalten.
Le A 23 064
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