DE3520922A1 - Verfahren zum faerben von textilmaterialien aus polycapronamid (nylon 6) - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zum Färben von Textilmaterialien aus Polycapronamid oder Nylon 6 (ein Polymer von Caprolactam). Insbesondere betrifft die Erfindung das Färben von Kurzfasern oder Stapelfasern aus Nylon 6 mit Säurefarbstoffen, insbesondere das Färben von aus solchen Materialien hergestellten Teppichen, ganz besonders jedoch das Färben mittels dem sogenannten "Haspelkufen-Färbeverfahren" (reel vat dyeing) bzw. Färben in Haspelkufen.

Als allgemeine Regel gilt, daß Polyamid-Stapelfasern aus Nylon 6 eine angemessen hohe Färbegeschwindigkeit ermögliehen, welche mittels einer nachstehend beschriebenen Standardprüfung ermittelt werden kann. Im Falle, daß bestimmte Nylon 6-Stapelfasern diese Prüfung nicht bestehen, können die Ergebnisse bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf diese besonderen Stapelfasern ungenügend, in keinem Fall optimal sein. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher in besonderer Weise auf Nylon 6-Stapelfasern, welche den Erfordernissen der hierin beschriebenen Prüfung erfüllen und auf Gegenstände, insbesondere Teppiche, die aus solchen Stapeln bzw. Fasern

25 hergestellt sind, anwendbar.

Die erwähnte Prüfung wird wie folgt ausgeführt:

5 g der zu prüfenden Fasern werden abgewogen und das

Färben unter folgenden Bedinungen ausgeführt: 30

- ein Färbebad wird hergestellt bei 20° C mit

C.I.-Säureblau 280, wie bei einer Standardintensität von 1/1 (beispielsweise 2 % Blue Nylosan N-5GL 200 %;

Sandoz) angewandt;

pH = 6, gepuffert (beispielsweise etwa 2,5 g/l Monona-

triumphosphat und 0,5 g/l Dinatriumphosphat);

B.R. = 1:60 unter Verwendung von entmineralisiertem

1 Wasser;

B.R. bedeutet das Bad- bzw. Flottenverhältnis, d.h. das Verhältnis der Menge in g des zu färbenden Materials zu der Menge, in cm³, des Färbebads (beispielsweise B.R. = 1:60 bedeutet 5 g Fasern und 300 cm³ Färbebad);

- das zu färbende Material wird in das so hergestellte Bad eingebracht und dort unter konstantem Rühren 10

Minuten bei 20° C gelassen;

danach wird das Färbebad langsam und stufenweise innerhalb 40 Minuten auf 60° C erwärmt (Temperaturgradient beim Erwärmen 1° C /min) und 60 Minuten bei einer gleichbleibenden Temperatur von 60° C gehalten.

Geeignet sind diejenigen Fasern, die, wenn sie der beschriebenen Prüfung unterzogen werden, nahezu vollständig das Färbebad erschöpfen, d.h. eine Endkonzentration des Farbstoffs im verbrauchten Färbebad erzeugen, die

10 % der ursprünglichen Konzentration nicht übersteigt. 20

In der gesamten nachfolgenden Beschreibung wird auf das Färben von Teppichen mittels dem sogenannten Haspelkufen-Färbeverfahren Bezug genommenw erden, wobei jedoch das

erfindungsgemäße Verfahren hierauf nicht beschränkt ist; 25

dieses Verfahren stellt lediglich eine typische und besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar und betrifft ein Anwendungsgebiet, für das das erfindungsgemäße Verfahren besonders geeignet ist.

Das Färben der genannten Materialien ist bisher auf Schwierigkeiten zahlreicher Art gestoßen. Einerseits werden sehr leicht Färbefehler bzw. -störungen erzeugt, etwa daß beim Färben in Haspelkufen Schlieren bzw. Streifen, als "striping" bezeichnet, auftreten. Andererseits

kommt es leicht vor, daß die Farbe ungleichmäßig aufgetragen wird, möglicherweise daher, daß bei der industriellen Handhabung das Färben an großformatigen Stoffen bzw.

Erzeugnisse durchgeführt wird und weil es nicht allgemein möglich ist, innerhalb der gesamten Färbevorrichtung streng einheitliche Bedingungen aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus sind die derzeit angewandten Färbeverfahren bezüglieh Energieverbrauch kostspielig, da im allgemeinen bei Temperaturen von bis zu 100° C und darüber gearbeitet wird. Schließlich wird natürlich das Färben der vorgenannten Materialien durch die gleichen Probleme beeinträchtigt, die im allgemeinen in der Färbetechnik anzutreffen sind, wie etwa vollständige Erschöpfung der Bäder, die Verwendung leichtverfügbarer und verhältnismäßig billiger Farbstoffe oder die Erzielung der erwünschten Farbwirkungen.

Als eine beachtliche Weiterentwicklung auf diesem speziellen Gebiet ist die italienische Patentanmeldung Nr. 20782 A/80 anzusehen, die ein Färbeverfahren offenbart, das ein Arbeiten bei Maximaltemperaturen, die wesentlich niedriger als die bislang angewandten sind, beispielsweise bei etwa 60° C, ermöglicht. Bei der Durchführung dieses Verfahrens werden bekannte Farbstoffkombinationen eingesetzt, wobei es als erforderlich angesehen wird, daß die Farbstoffkomponenten - in Übereinstimmung mit dem, was in der Technik als unerlässlich gilt - ähnliche Eigenschaften bezüglich Aufnahme und Migration durch die Faser besitzen, um so mit der Faser selbst bis zu einem einheitlichen Ausmaß eine Verbindung einzugehen unter Erhalt des aus der Kombination von Farben der Grundfarbstoffe abgeleiteten, erwünschten Endfarbtons bzw. Endfärbegrads.

Die US-PS 3 980 428 beschreibt ein Färbeverfahren für Polyamide, das in einigen Fällen bei einer niedrigen Temperatur von 20° C in Gegenwart eines Laktons, das den pH der Lösung vom basischen zum sauren (pH = 5 - 6) bringt, durchgeführt werden kann. Zwar werden in dieser Patentschrift Farbstoffixierzeiten im Bereich von 5-48 Stunden genannt, tatsächlich kann jedoch ein zufriedenstellendes Färben nur mit den längeren Zeiten erhalten

werden. Darüber hinaus ist dieses Verfahren für die industrielle Anwendung ungeeignet, da es fehlerhafte und ungleichmäßige Farbtönungen bzw. -grade ergiebt und die Farbstofferschöpfung schlecht ist. Es ist nicht bekannt, daß dieses Verfahren jemals zur industriellen Anwendung gekommen ist.

Ein weiterer Schritt nach vorne ist mit der noch anhängigen italienischen Patentanmeldung Nr. 21857 A/82, gemäß der ein Arbeiten bei Temperaturen unterhalb 60° C mit industriel'l annehmbaren Färbegeschwindigkeiten möglich ist, erreicht worden. Diese Patentanmeldung beschreibt ein Färbeverfahren, bei dem zwei Gruppen aus je drei Säurefarbstoffen verwendet werden. Die erste Gruppe besitzt ein langsames kinetisches Verhalten, während die letztere diesbezüglich ein mäßiges bis schnelles Verhalten zeigt. Die Verwendung zweier Gruppen von je drei Farbstoffen mit unterschiedlichen kinetischen Charakteristika ist jedoch für die praktische Durchführung des Verfahrens ziemlich kompliziert, sowohl bezüglich der Arten von zu kombinierenden Farbstoffen und aufgrund des Erfordernisses, die Mengen der dem Bad zuzusetzenden Farbstoffe für ein solches Zweifachsystem auszuwiegen.

Es hat sich nun überraschenderweise gezeigt, daß Textilmaterialien aus Polycapronamid, insbesondere Nylon 6-Stapelfasern, in Teppichform, gefärbt werden können, insbesondere mittels dem Haspelkufen-Färbeverfahren, bei wesentlich niedrigeren Temperaturen als den in der obengenannten, italienischen Patentanmeldung 20782 A/80 beschriebenen, insbesondere von Raumtemperatur (ungefähr 20° C) bis zu 40° C innerhalb Verfahrenszeiträumen, welche die in der Technik üblichen nicht überschreiten, sondern eher kürzer sind (beispielsweise 120 bis 150 Minuten), mittels der Verwendung einer einzigen Kombination von Farbstoffen, wobei unter industriellen Bedingungen und demzufolge durch die Verwendung in der Technik herkömmlicher Anlagen und Verfahrensweisen eine äußerst einheit-

liehe bzw. gleichmäßige Färbung erzielt wird. Gegenstand der Erfindung ist demnach ein Färbeverfahren, das gekennzeichnet ist durch:

(a) die Verwendung einer Kombination von Säurefarbstoffen, welche den Farbton (H ) und die Helligkeit (L) des gefärbten Textilmaterial bestimmt, wobei die erste Abweichung (ΔΗ_Τ) des Absolutwertes dieses Farbtons, gemessen zwischen einer bei Verfahrensende genommenen Probe und einer 20 Minuten nach Verfahrensbeginn gemessenen Probe, weniger als 3 beträgt und wobei 95 % der Helligkeitsveränderung (AL) zwischen dem Wert der Endprobe und dem Anfangswert des rohen Textilmaterials innerhalb eines Färbezeitraums (T) von mehr als 50 Minuten erreicht werden,

(b) die kontrollierte Beibehaltung eines alkalischen pH des Färbebads während des gesamten Färbeverfahrens, wobei der pH stufenweise von Anfangswerten im Be-

reich von 9,5 bis 11 bis herab zu Endwerten im Bereich von 7 bis 9 abnimmt,

(c) die Beibehaltung während der verschiedenen Stufen des Verfahrens einer Maximaltemperatur unterhalb

25 oder gleich 40° C und

(d) eine Zeitdauer von oder weniger als 150 Minuten.

Das erfindungsgemäße Verfahren verleiht den gefärbten Gegenständen eine Lichtechtheit und Naßbeständigkeit bzw. -echtheit,

die denen mit herkömmlichen Färbeverfahren erzielten völlig gleichwertig sind. Darüber hinaus werden zusätzlich zu den energetischen Vorteilen, die mit der sehr niedrigen Temperatur, bei der das Verfahren durchge-

führt wird, in Verbindung stehen, qualitative Vorteile ob

bezüglich dem Aussehen und "Griff" der Gegenstände (insbesondere keine Streifenbildung bei Teppichen), Vorteile hinsichtlich der Sicherheit der Arbeitsumgebung, da die

niedrige Temperatur der Färbebäder bei der industriellen Durchführung keine Verbrennungsgefahren hervorruft und schließlich Vorteile hinsichtlich der Färbekosten aufgrund der kürzeren Zeitdauer des erfindungsgemäßen Verfahrens, welche die Auslastung der Anlagen verbessert, erhalten.

Die folgenden Erläuterungen dienen zum besseren Verständnis der obengenannten Merkmale und Maßnahmen.

10

Das Färben wird üblicherweise durchgeführt mit Kombinationen aus zwei oder drei, vorzugsweise drei Säurefarbstoffen oder Ternen (Kombination aus drei Farbstoffen), die durch ihren "Farbindex" ("color index"; abgekürzt als CI.) charakterisiert werden können, bei dem es sich um einen anerkannten Index zur Klassifizierung der Farbstoffe in völlig homogene Gruppen, unter anderem bezüglich deren Verhalten während dem Färben, handelt. Dieses Verhalten ist eine Funktion aus verschiedenen Charakteristika oder Verhaltensweisen und Phänomenen, die nicht immer exakt abgeschätzt bzw. ermittelt werden können, wie etwa der Geschwindigkeit, mit der die Farbe vom Textilmaterial aufgenommen wird, die Migrationsgeschwindigkeit durch die Faser oder der Geschwindigkeit, mit welcher sie fixiert wird. All diese Charakteristika ergeben für eine vorgegebene, zu behandelnde Faser ein Verhalten, das für jeden Farbstoff beim Färbeverfahren typisch ist und eine Ausbalancierung, die aus der Verteilung des Farbstoffs zwischen dem Textilmaterial und dem Bad resultiert, von der natürlich

gO die mehr oder weniger vollständige Ausnutzung des Farbstoffs unter den verschiedenen Färbebedingungen herrührt. Die Gesamtheit dieser Phänomene und Einzelheiten des Verhaltens ergibt das, was allgemein als "kinetisches Verhalten" des Farbstoffs beim Färben bezeichnet werden kann.

35

Die Komponenten jeder der verwendeten Farbstoffkombinationen müssen ein ähnliches kinetisches Verhalten besitzen, so daß die Farbtöne, welche sie getrennt vonein-

ander dem zu färbenden Material verleihen, im Gleichgewicht zueinander stehen können und die erwünschte Farbwirkung erreicht werden kann. Wie erwähnt, entspricht jeder CI. einem genau definierten, kinetischen Verhalten, so daß Farbstoffe mit dem gleichen Farbton und CI. als austauschbar angesehen werden können, unabhängig von deren Handelsbezeichnungen sowie deren Herstellern. Dahingegen zeigen Farbstoffe mit unterschiedlichen Farbtönen im allgemeinen einen unterschiedlichen CI., auch wenn deren kinetisches Verhalten das gleiche ist. Der CI. zahlreicher Farbstoffe ist in einer Veröffentlichung der S.D.C.-AATCC (Society of Dyers and Colourists - American Association of Textile Chemists and Colorists) spezifiziert.
15

Die einen Satz von drei Farben (gelb - rot - blau) aufbauenden Säurefarbstoffe sollten während des für dieses Verfahren beschriebenen Färbeverlaufs innerhalb eines Zeitraums von nicht mehr als zwei Stunden erschöpft sein.

In der Praxis wird es im allgemeinen toleriert, insbesondere bei sehr intensiven Farbtönen, daß das Bad bis zu einem Restgehalt von 10 % der Farbe zurückbleibt; dies kann durch einfache colorimetrische Messungen ermittelt werden, basierend auf den Ablesungen der Konzentrationsunterschiede zwischen dem Ausgangsbad und dem Endbad.

Die für dieses Verfahren in Betracht kommende Säurefarbstoffe sind die dem Fachmann bestens bekannten Monosulfonat-Säurefarbstoffe. Diese Säurefarbstoffe sollten in homogener Weise auf die zu prüfende Faser aufziehen, d.h., sie sollten innerhalb des für dieses Färbeverfahren festgelegten Zeitraums keine sichtbaren Unterschiede im "Farbton", sondern lediglich Unterschiede in der "Intensität" der Farbe ergeben. Dies sind völlig grundlegende und dem Fachmann leicht verständliche Vor-

35 Stellungen.

Eine einfache Prüfung - gut bekannt und vom Fachmann viel verwendet - die das Vorangehende in Einzelheiten

1 erläutert, wird wie folgt durchgeführt:

1. 10 Proben mit einem Gewicht von jeweils 10 g werden

- aus dem zu prüfenden, rohen Nylonteppich hergestellt;

2. 2 000 cm³ einer Lösung werden hergestellt, enthaltend die notwendige Menge an Natriumhydroxid bzw. Ätznatron, die vorgesehenen Mengen an Hilfsmitteln und Farbstoffen (die letzteren werden vorher in wenig heißem Wasser gelöst). Hierbei ist es notwendig, kaltes, gereinigtes Wasser zu verwenden.

3. Die Färbevorrichtung umfaßt ein gewöhnliches Wasserbad mit mindestens 5 Metall- oder Glasbehältern und ist mit einer mechanischen Rühreinrichtung für die Proben ausgerüstet (beispielsweise Ahilsa-Vorrichtung).

Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es natürlich notwendig, ständig bei Raumtemperatur (ungefähr 20° C) oder höchstens bei 40° C, falls dies für dunkle oder

sehr dunkle Farbtöne erforderlich ist, zu arbeiten. 20

4. n.5 Bäder werden in den Behältern der Vorrichtung hergestellt (bei Raumtemperatur, wie erwähnt; erforderlichenfalls wird indirekt gekühlt) mit 400 cm³ der unter Absatz (2) beschriebenen Originallösung, so daß

ein konstantes Verhältnis von 1:40 Material/Bad erhalten wird.

5. Die gemäß Absatz (1) hergestellten, entsprechenden Teppichproben werden gleichzeitig in die 5 Bäder ein-

30 gebracht und das Färben begonnen.

6. 20 Minuten nach Beginn wird die entsprechende Probe aus dem ersten Behälter herausgenommen, die Probe abgequetscht, so daß der Badüberschuß im Behälter selbst

zurückbleibt. Danach wird die Probe in kaltem Wasser 35

gespült, zentrifugiert und getrocknet.

7. 20 Minuten nach Beginn werden die Behälter Nr. 2, 3, 4 und 5 mit 1/3 der angewandten Gesamtmenge an Aramo-

ΰ ■■■-■-■

niumsulfat versetzt. Das Färben wird weitere 20 Minuten fortgesetzt (insgesamt ^O Minuten seit Beginn) und danach die Probe herausgenommen und anschließend wie in Absatz (6) beschrieben behandelt.

8. 60 Minuten nach Beginn wird die im Behälter Nr. 3 befindliche Probe herausgenommen, abgequetscht und, wie unter Absatz (6) beschrieben, weiterbehandelt.

9. 60 Minuten nach Beginn werden 2/3 der angewandten Gesamtmenge an Ammoniumsulfat in die Behälter Nr. H und eingegeben. Das Färben wird für weitere 20 Minuten fortgesetzt (insgesamt 80 Minuten seit Beginn) und danach die Probe herausgenommen und,wie unter Absatz

(6) beschrieben, behandelt. 15

10. 100 Minuten nach Beginn wird die in Behälter 5 befindliche Probe herausgenommen, abgequetscht und, wie unter Absatz (6) beschrieben, weiterbehandelt.

11. In den restlichen 5 Bädern, die aus den obenbeschrie-20

benen Behandlungen resultieren, werden,wie in Absatz

(1) angegeben, 5 Proben aus Rohteppich eingebracht.

12. 30 Minuten nach dem Eintauchen bei Raumtemperatur wird 1 cmyi 35 %ige Essigsäure eingebracht, um die Er-

schöpfung der Bäder zu vervollständigen. Das Färben wird weitere 30 Minuten fortgeführt und die Proben schließlich herausgenommen, in kaltem Wasser gespült, zentrifugiert und getrocknet.

Die Bewertung der Farbstoffkombinationen, um deren Eignung oder Nichteignung für das beschriebene Färbeverfahren zu ermitteln, wurde mittels kolorimetrischer Messungen der gemäß dem obenbeschriebenen Verfahren erhaltenen Proben durchgeführt. Insbesondere wurden die nach 20, 40 und 120 Minuten erhaltenen Proben in Betracht gezogen sowie die Bezugsprobe, die im letzten, restlichen Färbebad gefärbt wird, bis eine Erschöpfung von nicht weniger als 90 % in dem Restbad erhalten

wird (dies ist sowohl qualitativ als auch quantitativ relevant bezüglich dem, was in dem Bad am Ende des Färbens zurückbleibt).

Die in Betracht gezogenen Paramter sind der Farbton bzw. die Farbtiefe (durch Messungen von H ) und die Intensitätszunahme der gefärbten Proben, wie durch den Verlust an Helligkeit (L) gemessen.

Die Werte für H und L wurden auf instrumentellem Wege erhalten, unter Verwendung des Spektrophotometers Micro-Match von ICS und mittels Durchführung der Messungen unter Verwendung der Gleichungen des CIELAB-Systems, wie beispielsweise in der Zeitschrift Journal Society of Dyeing Colourist, September 1976, beschrieben. Die angestellten Betrachtungen, um die Eignung einer Farbstoffkombination für das erfindungsgemäße Verfahren festzulegen, sind folgende: Während des dem Färben entsprechenden Zeitraums sollten auf der Probe lediglich Färbeintensitätsänderungen ^und minimale Farbtonabweichungen auftreten. Insbesondere zwischen dem Beginn und dem Ende der Färbung sollte die der ersten Farbtonabweichung (AHj entsprechende, instrumentelle Messung den Wert 3 nicht überschreiten und vorzugsweise weniger als 2 betragen. Es hat sich gezeigt, daß vorzugsweise die erste Farbtonabweichung ( AH„) während des Zeitraums der ersten Probennahme (20 Minuten nach Verfahrensbeginn) und irgendeiner anderen, während dem Färbeverfahren gezogenen Zwischenprobe, weniger als 3 betragen sollte; selbst bei Zwischenzeiten sollten keine übermäßigen Abweichungen solcher Werte auftreten.

Die Figuren 1 und 2 zeigen die erste Abweichung AH„ während des Verlaufs des Verfahrens von der ersten Probenähme nach 20 Minuten bis zur letzten Probe nach 120 Minuten.

Fig. 1 zeigt Werte von ΔΗ^ , die für das erfindungsge-

mäße Verfahren geeignet sind, wohingegen Fig. 2 Werte von ' größer 3 zeigt, die eine ungeeignete Farbstoffkom

bination anzeigen.

Zum Ende der Färbung sollte das Bad erschöpft sein, in unterschiedlichem Ausmaß, entsprechend der erwünschten Farbintensität, verbleibt jedoch immer ein Teil der Farbstoffe im Bad. Daher ist es zweckmäßig, daß im Bad das Verhältnis zwischen den Farbstoffen dem der Farbstoffe, die auf die Faser aufziehen, entspricht, um so auf der Faser nur eine geringe Abweichung der Intensität und nicht des Farbtons, im Vergleich zum Erwünschten, zu erhalten. Dieser Parameter wird ermittelt durch Vergleichen des Farbtons einer gefärbten Endprobe mit einer Bezugsprobe, die durch Erschöpfung der Endprobe im Restbad erhalten wird. Solch ein Parameter, der zur Beurteilung der Eignung einer Farbstoffkombination geeignet ist, ist wiederum eine Farbtonabweichung, die hierin mit Δ" angegeben und als zweite Farbtonabweichung bezeichnet wird.

Diese zweite Farbtonabweichung gibt den Farbtonunterschied zwischen der Endprobe am Ende des Färbeverfahrens und einer anderen Bezugsprobe, die in dem nach Verfahrensbeendigung des Färbens der Endprobe zurückbleibenden Färbebad gefärbt wird, an.

Die zweite Farbtonabweichung (AHn,,„) bezüglich der gerade gefärbten Probe und der entsprechenden, im Restbad gefärbten Bezugsprobe sollte minimal sein. In der Praxis hat sich gezeigt, daß die industriell annehmbaren Farbstoffkombinationen für die zweite Farbtonabweichung ) Werte unter 10, vorzugsweise unter 6, festlegen.

Die Figuren 3 und 4 zeigen als durchgezogene Linie die Farbtonabweichung H mit der Zeit (T) der ersten Probe und als gestrichelte Linie den Farbtonwert der Bezugsprobe, wie bei verschiedenen Abnahmen nach 20, 40 und

120 Minuten erhalten. Die zweite Abweichung ΔΗ^,ρ wird lediglich im Verhältnis zur Endprobenahme ermittelt.

Um ein zufriedenstellendes und homogenes Färben sicherzustellen, ist es zweckmäßig, daß das Aufziehen der Farbstoffe auf die Faser langsam erfolgt. Dieses Phänomen konnte gefolgert werden durch Ermittlung des Helligkeitsverlustes der Probenzeit aufgrund der Aufnahme des Farbstoffs mit Bezug auf eine Rohprobe. Die zur Erreichung eines Helligkeitsverlustes von 95 % des Gesamtwertes erforderliche Zeit wurde ermittelt, wobei sich gezeigt hat, daß eine Kombination dann für das genannte Verfahren geeignet ist, wenn diese Zeit nicht kürzer als 50 Minuten, vorzugsweise nicht kürzer als 70 Minuten, ist.

Die Figuren 5 und 6 zeigen die Helligkeitsveränderung bzw. -abweichung gegenüber der Zeit T sowie den Punkt, bei dem eine Helligkeitsabnahme von gleich 95 % der Gesamtabnahme AL erreicht ist, jeweils für eine ungeeigne-

20 te und für eine geeignete Farbstoffkombination.

Der pH sollte, wie erwähnt, so reguliert werden, daß dieser Wert während dem Färben abnimmt, jedoch immer noch alkalisch bleibt oder - im Extremfall - den Neutralbereich erreicht. Eine äußerst bequeme und erfindungsgemäß bevorzugte Art, diese Regulierung zu bewirken, besteht in der Verwendung von Additiven, umfassend ein oder mehrere Alkali, vorzugsweise der stärkeren Art, um den anfänglichen, alkalischen pH vorzusehen, sowie einen oder mehrere Säuredonatoren, die zur Erzeugung von Säuren bei den Verfahrenstemperaturen fähig sind. Die bereits genannten, noch anhängigen Patentanmeldungen beschreiben Paare von Additiven, bei denen der Säuredonator ein Salz einer flüchtigen Base, insbesondere ein Aramoniumsalz, ist. Solche Salze werden durch Zersetzung und Verdampfung von Ammoniak bei einer Temperatur von 60° C, wie als letzte Behandlungstemperatur vorgesehen, oder bei höheren Temperaturen zu Säuredonatoren. Unerwarteterweise

hat sich gezeigt, daß sogar bei Temperaturen unterhalb 60° C offensichtlich eine ausreichende Dissoziation des Ammoniumsalzes eintritt, um die erwünschte pH-Abnahme innerhalb der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlichen Grenzen zu bewirken. Aufgrund der niedrigen Temperaturen und insbesonders dann, wenn bei Raumtemperatur gearbeitet werden muß oder wenn besonders intensive Farbtönungen erzielt werden sollen, kann es jedoch vorteilhaft sein, vorzugsweise gegen Ende des Färbens eine schwache Säure, wie etwa Borsäure oder insbesondere eine organische Säure, wie etwa Essig-, Zitronen-, Weinoder Maleinsäure, zuzusetzen. Die besonders bevorzugten Temperaturen für das erfindungsgemäße Verfahren liegen im Bereich von Raumtemperatur bis 40° C.

In jedem Fall liegt der anfängliche pH des Färbebads im Bereich von 9,5 bis 11 und fällt im allgemeinen während dem Färben um 1,5 Einheiten nach unten zu Endwerten im Bereich von 7 bis 9. Wird die gesamte Färbung nicht bei Raumtemperatur ausgeführt, so wird eine erste Verweilstufe oder Einfärbstufe bei Raumtemperatur eingehalten, bei der das zu färbende Material, insbesondere ein Teppich, in dem Bad, das den Farbstoff, ein anionisches Hilfsmittel und die den pH regulierenden Additive enthält, für einige 10 Minuten, beispielsweise 20 Minuten, gehalten wird, danach wird in einer Zwischenstufe mit einer Dauer von 20 bis 50 Minuten die Temperatur auf den Endwert, der 40° C erreichen kann, erhöht und der Färbezyklus in einer weiteren Verweilstufe bei dieser Temperatür während eines Zeitraums, der im allgemeinen von 60 Minuten bis 1 1/2 Stunden variieren kann, vervollständigt, wobei, falls erforderlich, zu einem oder mehreren Zwischenzeitpunkten der Färbestufen eine weitere Menge eines Säuredonators oder einer schwachen Säure zugesetzt wird.

35

Die Zeitdauer jeder Stufe des Färbezyklus wird so gewählt, daß die Gesamtdauer des Zyklus im Bereich von 110 bis 160 Minuten liegt.

ir

Die anionischen Hilfsmittel, die zweckmäßigerweise verwendet werden können, dienen der Ausgleichung bzw. Egalisierung, wie etwa die folgenden: Matexil LA-NS von I.C.I., Univadina 4332 von Ciba-Geigy und Sandogene CN von Sandoz (bei diesen Handelsbezeichnungen dieser Hilfsmittel handelt es sich um Warenzeichen der genannten Firmen). Diese Hilfsmittel werden in Mengen von etwa 1,5 % für helle Farben, 1 % für mittlere Farben und 0,5 % für dunkle Farben verwendet.

Typische Beispiele für Farbstoffkombinationen, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingesetzt werden können, sind folgende (für jede Kombination sind der Hersteller und die vorgeschlagenen Hilfsmittel ange-

15 geben):

Farbe Sandoz-Warenzeichen CI.

orange Nylosan-C-GNS 156

rot C-BNL

blau C-BRL 288

orange Nylosan C-GNS 156

rot C-BLC

blau C-GLC

Für die Farbstoffkombinationen von Sandoz werden die folgenden Hilfsmittel verwendet:

- Sandogene CN (Warenzeichen von Sandoz)

- Sandogene PAK (Warenzeichen von Sandoz). 30

Farbe Ciba-Geigy-Warenzeichen CI.

gelb Tectilan 4R 219

rot Tectilan 2B

35 ^{blaU G}

4ß

Für die Farbstoffkombinationen von Ciba-Geigy werden die folgenden Hilfsmittel verwendet:

- Univadine 4332 (Warenzeichen von Ciba-Geigy)

- Sandogene PAK (Warenzeichen von Sandoz) 5

Farbe I. C. I.-Warenzeichen CI.

gelb Nylomine AR

rot A-23 266

blau B-3G 40

Für die Farbstoffkombinationen von I.C.I, werden die folgenden Hilfsmittel verwendet:

¹⁵ - Matexil LA-NS (Warenzeichen von I.C.I.) - Sandogene PAK (Warenzeichen von Sandoz).

Weitere Charakteristika und Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den folgenden Bei-

*® spielen, die Färbeprüfungen im industriellen Maßstab darstellen, wobei am Ende sämtliche der qualitativen Prüfungen, die auf dem Gebiet der Teppichfärbung in Betracht kommen, durchgeführt wurden (Bewertung der Farbechtheit, Ermittlung der Gleichmäßigkeit des Aussehens

*° und der Farbe, insbesondere an den kritischen Stellen, beispielsweise durch enges Zusammenstellen von Proben des zu prüfenden Teppichs, genommen von der Mitte und von den entsprechenden Seiten des Teppichs, unter visueller Ablesung und spektrophotometrischer Ablesung der Farb-

30 unterschiede dieser Proben).

Jedes Beispiel wird darüber hinaus durch spektrophotometrische, charakteristische Daten, welche die Eignung oder Nichteignung der verwendeten Farbstoffkombination bestimmen, vervollständigt.

Sämtliche Färbungen wurden durchgeführt mit dem Färbeverfahren durch weitgehendste Erschöpfung in einer Haspel-

kufe vom Brueckner-Typ und mit Tufting-

Velourteppich, hergestellt aus 100 % Nylon 6-Polyamid-Stapelfasern von Snia Fibre S.p.A. mit den jeweils angegebenen Denier-Werten und Gewichten, durchgeführt.

Das Material/Bad-Verhältnis betrug jeweils 1:40, bezogen auf das Gewicht.

Sämtliche Färbungen wurden mit gereinigtem Wasser (0° French) durchgeführt.

Beispiel 1

Das zu färbende Material besteht aus einem zu 100 % aus Nylon 6-Polyamid-Stapelfasern bestehenden Teppich von Snia Fibre S.p.A. der folgenden Zusammensetzung:

100 % Nylon 6- Stapel 6,7 dtex/150 mm Glanz mit Querschnittsprofil Typ 347, Gewicht des Teppichs (nur

20

Plüsch) 580 g/m² - Gesamtgewicht (nur Plüsch) des zu färbenden Teppichs 464 kg; 200 m Teppich - gesamt 800 m²

Badvolumen 18 500 1.

25

Farbe: hellbeige

Das erforderliche Badvolumen wird unter Verwendung von gereinigtem Wasser bei Raumtemperatur (20° C) hergestellt.

30

Danach werden die Pumpen, die eine Zirkulation des Bades verursachen, in Betrieb genommen, danach direkt in die Filter verdünntes Natriumhydroxid (um eine Gesamtkonzentration im Bad von 0,5 g/l zur Erzielung eines pH von 11 zu erreichen), danach als Hilfsmittel Sandogene CN und Sandogene PAK (letzteres wurde vorher im heißen Wasser gelöst) zugegeben.

Schließlich werden die in dem speziellen Behälter gelösten Farbstoffe zugegeben und die Lösung rasch in den Färbekessel eingeleitet. Man läßt das Bad wenige Minuten zirkulieren und prüft dann den Anfangs-pH, der dem einge-

5 stellten (pH = 11) entsprechen sollte.

Danach wird der rohe Teppich rasch in den Kessel eingebracht und die zwei Enden schnell zusammengenäht.

Der Teppich wird bei der Höchstgeschwindigkeit 20 Minuten gedreht. Zu diesem Zeitpunkt werden dem Bad 1/3 des Gesamtvolumens der in der Rezeptur vorgesehenen und getrennt im Spezialbehälter hergestellten Ammoniumsulfatlösung zugegeben.

Das Färben wird weitere 40 Minuten fortgesetzt (60 Minuten insgesamt seit Färbebeginn) und zu diesem Zeitpunkt wird der restliche Teil (2/3) der Ammoniumsulfatlösung zugesetzt.

Das Färben wird weitere 40 Minuten fortgesetzt (1 Stunde und 40 Minuten insgesamt seit Beginn) und am Ende der pH geprüft und eine Teppichprobe genommen.

Schließlich wird das Bad abgelassen und wie üblich mit Wasser gespült.

Rezeptur für das Beispiel 1 - Farbe: hellbeige

0,050 % Nylosan C-GNS orange Sandoz

³⁰ 0,017 % Nylosan C-BNL rot "

0,023 % Nylosan C-BRL blau "

1,50 % Sandogene CN "

0,50 % Sandogene PAK "

Natriumhydroxid für Anfangs-pH =11 ³⁵ 0,50 g/l Ammoniumsulfat

Beispiel 2

Bei diesem Beispiel wurde die industrielle Prüfung mit der gleichen Teppichart und den gleichen Mengen sowie den gleichen Behandlungen wie in Beispiel 1 unter Erhalt der gleichen hellbeigen Farbe durchgeführt. Die Rezeptur hierfür war wie folgt zusammengesetzt:

0,050 % Nylosan C-GNS orange Sandoz

0,0264 % Nylosan C-BLC rot "

0,0252 % Nylosan C-GLC blau "

1 ,50 % Sandogene CN "

0,5 % Sandogene PAK " Natriumhydroxid für Anfangs-pH = 11

0,50 g/l Ammoniumsulfat

Beispiel 3

Bei diesem Beispiel wurde die gleiche industrielle Prüfung,wie in Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt. Zur 20 Erzielung der gleichen hellbeigen Farbe wurde folgende Rezeptur verwendet:

0,063 % Tectilon 200 % gelb Ciba-Geigy

0,033 % Tectilon 2 B rot "

0,008 % Tectilon G 200 % blau "

1,50 % Sandogene CN Sandoz

0,50 % Sandogene PAK ·' Natriumhydroxid für Anfangs-pH = 11
0,50 g/l Ammoniumsulfat

Beispiel 4

■Bei diesem Beispiel wurde die gleiche industrielle Prüfung,wie in Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt. Zur Erzielung der gleichen hellbeigen Farbe wurde folgende Re-35

zeptur verwendet:

0,044 % Nylanthrene B3RK 250 % gelb Althouse Tertre 0,026 % Nylanthrene B-2BSA rot "

1 0,010 % Nylanthrene LGGL 200 % blau Althouse Tertre 1,50 % Sandogene CN Sandoz

0,50 % Sandogene PAK "

Natriumhydroxid für Anfangs-pH = 11 0,50 g/l Ammoniumsulfat

Beispiel 5

Bei diesem Beispiel erfolgte die industrielle Prüfung mit ¹^ einem zu 100 % aus Nylon 6-Polyamid-Stapelfasern bestehenden Teppich von Snia Fibre der folgenden Zusammensetzung:

80 % Nylon 6-Stapel 6,7 dtex/120 mm

Glanz mit Querschnittsprofil Typ 347 20 % Nylon 6-Stapel 9,4 dtex/120 mm

Halbglanz mit Querschnittsprofil Typ 347, Gewicht des Teppichs (nur Plüsch) 550 g/m², Gesamtgewicht (nur Plüsch) des zu färbenden Teppichs

484 kg, 200 m Teppich, ins-20

gesamt 880 m²,

Badvolumen 19 400 1.

Es wurde die gleiche Behandlung, wie in Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt. Farbe: hellgrau mit folgender

Rezeptur:

0,0276 % Nylosan C-GNS orange Sandoz

0,0208 % Nylosan C-BNL rot "

0,0852 % Nylosan C-BRL blau "

¹>⁵⁰ °/° Sandogene CN "

0,50 % Sandogene PAK " Natriumhydroxid für Anfangs-pH = 10,5 1,0 g/l Ammoniumsulfat

Beispiel 6

Die Prüfung wurde mit dem gleichen Material, den gleichen Mengen und der gleichen Farbe - hellgrau - wie in Beispiel

5 beschrieben, durchgeführt.

Folgende Rezeptur wurde verwendet:

0,024 % Nylosan C-GNS orange Sandoz

0,0328 % Nylosan C-BLC rot "

0,0823 % Nylosan C-GLC blau "

1 ,50 % Sandogene CN »

0,50 % Sandogene PAK " Natriumhydroxid für Anfangs-pH = 10,50
1,0 g/l Ammoniumsulfat

Beispiel 7

_._ Die industrielle Prüfung wurde mit dem gleichen Material, Io

den gleichen Mengen und der gleichen Farbe - hellgrau wie in Beispiel 5 beschrieben, durchgeführt.

Folgende Rezeptur wurde verwendet:

20 0,0176 % Nylanthrene B-4RK 250 % gelb Althouse Tertre

0,0270 % Nylanthrene B-2BSA rot »

0,0346 % Nylanthrene LGGL 200 % blau » 1,50 % Sandogene CN Sandoz

0,50 % Sandogene PAK "

Natriumhydroxid für Anfangs-pH = 10,50
1 g/l Ammoniumsulfat

Beispiel 8

^Q Bei diesem Beispiel wurde die industrielle Prüfung mit einem zu 100 % aus Nylon 6-Polyamid-Stapelfasern bestehenden, getufteten Velourteppich der folgenden Zusammensetzung durchgeführt:

100 % Nylon 6-Stapel 6,7 dtex/150 mm 35

Glanz mit Querschnittsprofil Typ 347, Gewicht des Teppichs

(nur Plüsch) 530 g/m², Gesamtgewicht (nur Plüsch) des

1 zu färbenden Teppichs 509 kg,

240 m Teppich - insgesamt 960 m²,

Badvolumen 20 400 1.

Farbe: braun

Das Vorgehen war wie in Beispiel 1 angegeben.

10 Für die braune Farbe wurde folgende Rezeptur verwendet:

0,240 % Nylosan C-GNS orange Sandoz

0,200 % Nylosan C-GNS rot "

0,221 % Nylosan C-BRL blau "

0,50 % Sandogene CN "

0,3 % Sandogene PAK " Natriumhydroxid für Anfangs-pH = 10

1,5 g/l Ammoniumsulfat

Beispiel 9

Die Prüfung wurde mit dem gleichen Material, den gleichen Mengen und der gleichen Farbe - braun - wie in Beispiel 8 beschrieben, durchgeführt.

Folgende Rezeptur wurde verwendet:

0,230 % Nylosan C-GNS orange Sandoz

0,230 % Nylosan C-BLC rot »

0,230 % Nylosan C-GLC blau »

0,50 % Sandogene CN "

0,30 % Sandogene PAK " Natriumhydroxid für Anfangs-pH = 10
1,5 g/l Ammoniumsulfat

Beispiel 10

Die Prüfung wurde mit dem gleichen Material, den gleichen Mengen und der gleichen Farbe - braun - wie in

Beispiel 8 beschrieben, durchgeführt.

Folgende Rezeptur wurde verwendet:

0,240 % Tectilon 4R-200 % gelb Ciba-Geigy

0,300 % Tectilon 2B rot "

0,100 % Tectilon G-200 % blau "

0,50 % Sandogene CN Sandoz

0,30 % Sandogene PAK " Natriumhydroxid für Anfangs-pH = 10
1,50 g/l Ammoniumsulfat

Beispiel 11

Die Prüfung wurde mit dem gleichen Material, den gleichen 15

Mengen und der gleichen Farbe - braun - wie in Beispiel

8 beschrieben, durchgeführt.

Folgende Rezeptur wurde verwendet:

20 0,130 % Nylanthrene B-4RK 250 % gelb Althouse Tertre

0,186 % Nylanthrene B-2BSA rot "

0,0816 % Nylanthrene LGGL 200 % blau "

0,50 % Sandogene CN Sandoz

0,30 % Sandogene PAK " Natriumhydroxid für Anfangs-pH = 10

1,50 g/l Ammoniumsulfat

In der folgenden Tabelle sind die instrumenteilen Bewertungen sowie einige Bemerkungen bezüglich dem Färben gO iⁿ ^^en Beispielen aufgeführt.

co ο

to ο

CJI

Tabelle

	Beispiel	Δητ	5,09	T (min)	I Bemerkungen
	1	0,Κ6	2,97 7,61	78	geeignete Korabination
	2 3	2,65 0,31	11,78	87 58	Il Il Il Il
beige	14	3,01	1 ,66	37	ungeeingnete Kombination wegen Δη°, Δη°/ε, Τ
	5	0,2	0,6Κ	75	geeignete Kombination
	6	1,29	1,17	70	Il Il
jrau	7	3,30	6,116	36	ungeeignete Kombination wegen Δη°, Τ
	8	1,32	1 ,06 8,17	87	geeignete Kombination
	9 10	1,80 0,6Κ	13,8'4	69 814	Il Il Il Il
braun	11	5,09	38	ungeeignete Kombination wegen Δη°, Δη°/ε, Τ

CD CJD NJ N3

- : Farbtonabweichung zwischen dem Beginn und dem Ende der Färbung auf der gefärbten Probe (sollte <[ 3 sein)

ΔΗ_τ/ρ : Farbtonabweichung zwischen dem Färben und der ο ι / n

Erschöpfung auf den Endproben (sollte <10 sein)

T : Färbezeit, die zur Erzielung von 95 % des Gesamtverlustes an Helligkeit notwendig ist (sollte ^> 50 min sein)

Der Vergleich der verschiedenen Kombinationen wurde so vorgenommen, daß sich miteinander vergleichbare Endproben ¹^ innerhalb jedes Farbtons ergaben, insbesondere bezüglich den Parametern H (Farbton), C (Farbstärke oder Farbensättigung) und L (Helligkeit).

Die kolorimetrischen Charakteristika dieser Proben waren wie folgt:

HCL

	grau	40 -	140	1,0	- 1,5	51	- 53
	beige	68 -	71	25	- 27	57	- 60
25	braun	105 -	130	26	- 30	39	- 42

Claims (1)

1. Patentansprüche

   Verfahren zum Färben von Textilmaterialien aus -PoIycapronamid (Nylon 6), gekennzeichnet durch die Kombination folgender Maßnahmen:

   (a) die Verwendung einer Kombination von Säurefarbstoffen, welche den Farbton (H ) und die Helligkeit (L) des gefärbten Textilmaterial bestimmt, wobei die erste Abweichung (Ah„) des Absolutwertes dieses Farbtons, gemessen zwischen einer bei Verfahrensende genommenen Probe und einer 20 Minuten nach Verfahrensbeginn gemessenen Probe, weniger als 3 beträgt und wobei 95 % der Helligkeitsveränderung (AL) zwischen dem Wert der Endprobe und dem Anfangswert des rohen Textilmaterial innerhalb eines Färbezeitraums (T) von mehr als

   50 Minuten erreicht werden,

   (b) die kontrollierte Beibehaltung eines alkalischen

   pH des Färbebads während des gesamten Färbeverfahrens, wobei der pH stufenweise von Anfangswerten im Bereich von 9,5 bis 11 bis herab zu Endwerten im Bereich von 7 bis 9 abnimmt,

   (c) die Beibehaltung während der verschiedenen Stufen

   des Verfahrens einer Maximaltemperatur unterhalb oder gleich 40° C und

   (d) eine Zeitdauer von oder weniger als 150 Minuten. 10

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die erste Abweichung (Δη~) weniger als 2 beträgt.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die zweite Farbtonabweichung

   (AH„_/r,) weniger als 10, vorzugsweise weniger als 6, beiz ti

   trägt.

   2j. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß (ΔΗ_Τ) für jedes Probepaar, unabhängig von der Art der Probenahme, zu jedem Zeitintervall innerhalb 20 bis 150 Minuten nach Verfahrensbeginn weniger als 3 beträgt.

   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß T mehr als 70 Minuten beträgt.

   6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η -

   zeichnet, daß (Δη_τ) weniger als 3, vorzugsweise weniger als 2, (ΔΗ_Τ/Ε) weniger als 10, vorzugsweise weniger als 6, (ΔΗ_Τ), gemessen zwischen irgendeinem Probepaar, unabhängig von der Art der Probenahme, zu jedem Zeitintervall innerhalb 20 bis 150 Minuten nach Verfahrensbeginn, weniger als 3 und (T) mehr als 50 Minuten, vorzugsweise mehr als 70 Minuten beträgt.

   7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6,

   dadurch gekennzeichnet , daß die Maximaltemperatur innerhalb des Bereichs von Raumtemperatur bis 40° C liegt.

   8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Maximaltemperatur Raumtemperatur ist.

   9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß zur Regulierung des pH Additive, umfassend mindestens ein Alkali und mindestens einen Säuredonator, verwendet werden.

   10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch g e k e η η -

   zeichnet, daß der Säuredonator ein Salz, vorzugsweise ein Ammoniumsalz und das Alkali Natriumhydroxid bzw. Ätznatron ist.

   11. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß vorzugsweise gegen Färbeende eine schwache Säure zugegeben wird.

   12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch g e k e η η -

   zeichnet, daß die schwache Säure gewählt wird aus der Gruppe Essigsäure, Zitronensäure, Weinsäure, Borsäure und Maleinsäure.

   13- Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, QO dadurch gekennzeichnet , daß der Färbezyklus eine erste Verweilstufe bei etwa Raumtemperatur, eine Zwischenstufe bei Temperaturen von nicht über 40° C und eine weitere Verweilstufe bei der Maximaltemperatur umfaßt.

   14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß die Zwischenstufe das Erwärmen von der Raumtemperatur der ersten Verweilstufe bis zu

   einer 40° C nicht überschreitenden Maximaltemperatur umfaßt.

   15. Verfahren nach Anspruch 13 und/oder 14, dadurch

   gekennzeichnet, daß die erste Verweilstufe eine Zeitdauer im Bereich von 20 bis 70 Minuten, die Zwischenstufe eine Zeitdauer im Bereich von 20 bis 50 Minuten und die weitere Verweilstufe eine Zeitdauer im Bereich von 60 bis 90 Minuten umfaßt, wobei die Gesamtverweilzeit des Färbezyklus im Bereich von 100 bis 150 Minuten liegt.

   16. Verfahren nach den Ansprüchen 9, 10 und 13, dadurch gekennzeichnet , daß das Alkali und ein Teil des Säuredonators dem Färbebad während der ersten Verweilstufe und der restliche Säuredonator während der weiteren Verweilstufe bei der Maximaltemperatur zugegeben werden.

   17. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Färben mittels dem sogenannten Haspelkufen-Färbeverfahren durchgeführt wird.

   18. Verfahren zum Färben von Textilmaterialien aus PoIycapronamid oder Nylon 6 nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß Teppiche gefärbt werden.

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