DE3914381A1

DE3914381A1 - Verfahren zum nachbehandeln von faerbungen mit reaktivfarbstoffen auf textilen materialien aus cellulosefasern

Info

Publication number: DE3914381A1
Application number: DE19893914381
Authority: DE
Inventors: Peter Dr Freyberg; Matthias Dr Kummer; Werner Dr Streit
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1989-04-29
Filing date: 1989-04-29
Publication date: 1990-10-31
Also published as: WO1990013704A1

Description

Cellulosefasern enthaltende Fasermaterialien, die mit Reaktivfarbstoffen gefärbt sind, werden in der Praxis meistens einer kochenden alkalischen Wäsche in Gegenwart von Tensiden unterworfen, um den nicht auf dem Gewebe fixierten Farbstoff zu entfernen. Mit Hilfe dieser Verfahrensweise erhält man gefärbte Cellulosefasermaterialien, die bezüglich der Naßechtheiten, insbesondere der Waschechtheit, der Wasserechtheit schwer und auch der Bügelechtheit verbesserungsbedürftig sind.

Aus der DE-OS 27 47 358 ist ein Verfahren zur Nachbehandlung von Cellulosefasermaterialien bekannt, die mit Reaktivfarbstoffen gefärbt sind, bei dem man die Fasermaterialien mit einer wäßrigen Lösung von sekundärer und/oder tertiärer Aminogruppen enthaltenden Polyaminen, Polyamiden, Polyurethanen und/oder Polyharnstoffen behandelt.

Aus der EP-PS 02 23 064 ist ein Verfahren zur Nachbehandlung von Reaktivfärbungen auf Cellulosefasern enthaltenden textilen Materialien durch Einwirkung wäßriger Lösungen von benzylierten Harzen bekannt, die durch Kondensation von Methylamin und Epichlorhydrin oder durch Erhitzen von Triethanolamin und/oder Triisopropanolamin in Gegenwart von sauren Katalysatoren erhältlich sind, und die jeweils, bezogen auf ein Mol Amin im Kondensationsprodukt, mit 0,25 bis 1 Mol Benzylchlorid umgesetzt sind. Die nach diesem Verfahren behandelten textilen Materialien zeichnen sich durch hohe Naßechtheiten aus.

Aus der DE-PS 29 26 098 ist bekannt, mit Reaktivfarbstoffen gefärbte oder bedruckte cellulosehaltige Textilmaterialien mit wäßrigen Lösungen von Polycarbonsäuren bzw. deren Salzen nachzubehandeln. Aus der JP-Anmeldung 85/1 19 283 ist u. a. bekannt, die Farb- und Lichtechtheiten von Färbungen auf Fasermischungen aus Polyester und Baumwolle mit Farbstoffmischungen aus Dispersions- und Reaktivfarbstoffen dadurch zu verbessern, daß man die gefärbten textilen Materialien mit wäßrigen Flotten von Hydroxyalkandiphosphonsäuren nachbehandelt. Mit Hilfe der bekannten Nachbehandlungsverfahren ist es möglich, die Echtheiten von Reaktivfärbungen auf Cellulosefasermaterialien zu verbessern. Sämtliche bekannten Nachbehandlungsmittel sind jedoch biologisch nicht abbaubar bzw. nicht am Klärschlamm einer biologischen Kläranlage eliminierbar.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Verfahren zum Nachbehandeln von Färbungen mit Reaktivfarbstoffen auf textilen Materialien aus Cellulosefasern oder Mischungen aus Cellulosefasern und Synthesefasern Nachbehandlungsmittel zur Verfügung zu stellen, die die Echtheit der nachbehandelten Färbungen zumindest in dem Maße verbessern wie die bekannten Nachbehandlungsmittel, die darüber hinaus jedoch noch aus dem Abwasser am Schlamm einer biologischen Kläranlage eliminierbar sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem Verfahren zum Nachbehandeln von Färbungen mit Reaktivfarbstoffen auf textilen Materialien aus Cellulosefasern oder Mischungen aus Cellulosefasern und Synthesefasern durch Einwirkung wäßriger Flotten, die ein Hilfsmittel gelöst enthalten, auf die gefärbten Materialien, wenn man als Hilfsmittel Verbindungen der Formel

einsetzt, in der R = C₆- bis C₁₈-Alkyl und X = H, Na, K oder NR¹R²R³R⁴ ist, wobei R¹, R², R³ und R⁴ = H, C₁- bis C₄-Alkyl oder -CH₂-CH₂-OH bedeuten.

Die Verbindungen der Formel I sind in den wäßrigen Flotten in Mengen von 0,1 bis 10 g/l enthalten. Die Nachbehandlung der mit Reaktivfarbstoffen gefärbten textilen Materialien wird im allgemeinen bei Temperaturen von 20 bis 100°C durchgeführt. Die Verbindungen der Formel I, die in den verbrauchten Nachbehandlungsflotten enthalten sind, sind beispielsweise im Gegensatz zu Hydroxyethylendiphosphonsäure aus dem Abwasser am Schlamm einer biologischen Kläranlage eliminierbar.

Die textilen Materialien bestehen aus Cellulosefasern oder enthalten Cellulosefasern in Mischung mit anderen Fasern. Sie können in jedem Verarbeitungszustand vorliegen, z. B. als Flocke, Kardenband, Garn, Strang, Gewebe- oder Wirkware. Bei den Cellulosefasern kann es sich um natürliche oder um regenerierte Cellulose, wie Zellwolle oder Polynosic-Fasern handeln. Synthesefasern, die in Mischung mit Cellulosefasern in den textilen Materialien vorliegen, sind beispielsweise Polyesterfasern oder synthetische Polyamidfasern. Die Cellulosefasern werden mit Reaktivfarbstoffen gefärbt. Die Färbungen können nach den bekannten Verfahren vorgenommen werden, z. B. diskontinuierlich nach dem Ausziehverfahren, halbkontinuierlich nach dem Klotz-Kaltverweil-Verfahren oder auch kontinuierlich nach dem Pad-Steam-Verfahren. Diese Verfahrensvarianten werden beispielsweise in der DE-OS 28 43 645 beschrieben.

Außerdem können auch mit Reaktivfarbstoffen bedruckte Cellulosefasermaterialien der erfindungsgemäßen Nachbehandlung unterworfen werden. Unter Reaktivfarbstoffen sind diejenigen Farbstoffe zu verstehen, die beim Färben mit der Cellulose eine chemische Bindung eingehen. Sie enthalten beispielsweise folgene Reaktivanker: Monochlortriazin-, Dichlortriazin-, Monofluortriazin-, Dichlorchinoxalin- oder Vinylsulfon-Gruppen. Reaktivfarbstoffe sind gängige Handelsprodukte. Sie werden beispielsweise im Color-Index, 3. Auflage, Band 3, Seiten 3391-3560 (1971) beschrieben. Das Färben mit Reaktivfarbstoffen erfolgt üblicherweise bei Temperaturen von 30 bis 90°C. Im Anschluß an das Färben wird das gefärbte textile Material üblicherweise mit Wasser gespült und ggf. mit einer netzmittelhaltigen Flotte geseift und danach wahlweise noch einmal oder mehrmals mit Wasser gespült.

Um gefärbte Cellulosefasermaterialien mit besonders hohen Echtheiten zu erhalten, werden die gefärbten und mit Wasser gespülten textilen Materialien mit einer wäßrigen Flotte behandelt, die Verbindungen der Formel

enthält, in der R = C₆- bis C₁₈-Alkyl und X = H, Na, K oder NR¹R²R³R⁴ ist, wobei R¹, R², R³ und R⁴ = H, C₁- bis C₄-Alkyl oder -CH₂-CH₂-OH bedeuten.

Die Verbindungen der Formel I sind in den wäßrigen Flotten in Mengen von 0,1 bis 10, vorzugsweise 0,2 bis 5 g/l enthalten. Die Verbindungen der Formel I sind bekannt, z. B. US-PS 38 55 284, GB-PS 14 69 894 und GB-PS 11 82 483. Sie sind beispielsweise durch Umsetzung von Carbonsäuren mit Phosphortrichlorid erhältlich. Als Carbonsäuren können z. B. eingesetzt werden: Heptan-, Capryl-, Pelargon-, Caprin-, Laurin-, Myristin-, Palmitin-, Stearin-, Talgfett- und Ölsäue. Insbesondere kommen für das erfindungsgemäße Verfahren diejenigen Verbindungen der Formel I in Betracht, bei denen der Substituent R C₇- bis C₁₂-Alkyl bedeutet.

Besonders bevorzugt ist als Substituent R ein 2,4,4-Trimethylpentyl- oder ein 1-Ethylpentyl-Rest. Die zur Nachbehandlung verwendete wäßrige Flotte kann außer einer oder mehrerer Verbindungen der Formel I noch Netzmittel enthalten, z. B. in Mengen von 0,2 bis 2 g/l. Der pH-Wert der Nachbehandlungsflotte liegt in dem Bereich von 6 bis 10, vorzugsweise 7 bis 9. Das mit Reaktivfarbstoffen gefärbte textile Material wird zur Nachbehandlung üblicherweise zunächst mit der kalten Nachbehandlungsflotte in Kontakt gebracht. Die Flotte wird danach allmählich auf eine Temperatur bis zu 100, vorzugsweise 50 bis 100°C erwärmt. Das gefärbte und einmal mit Wasser gespülte textile Material kann auch direkt in eine Auswaschflotte eingebracht werden, die bereits auf eine höhere Temperatur erhitzt worden ist, z. B. auf eine Temperatur in dem Bereich von 60 bis 70°C. Im allgemeinen ist es völlig ausreichend, wenn man die Nachbehandlung bei Raumtemperatur beginnt und die Flotte mit dem darin befindlichen gefärbten textilen Material innerhalb von 30 Min auf 100 erhitzt und etwa 10 Min bei dieser Temperatur beläßt. Nach dieser Behandlung des gefärbten textilen Materials läßt man entweder die Flotte ab oder entnimmt das gefärbte und nachbehandelte Material der Nachbehandlungsflotte und spült es einmal oder mehrmals mit heißem oder kaltem Wasser.

Die Angaben in Prozent sind Gewichtsprozent. Die Wasserechtheit schwer wurde nach DIN 54006 bestimmt, die Waschechtheit nach DIN 54011, Prüfung 4, bei 95°C.

Die biologische Eliminierbarkeit der Verbindungen wurde bestimmt nach einer modifizierten Prüfung der biologischen Abbaubarkeit, vgl. R. Zahn und H. Wellens, Z. Wasser, Abwasser, Forschung Band 13, Nr. 1, 1-7 (1980), Standversuch gemäß DIN 38 412, Teil 25. Bei Werten von mehr als 80% liegt eine gute Eliminierbarkeit am Klärschlamm einer biologischen Kläranlage vor.

Beispiel 1

100 Teile eines auf Kreuzspulen gewickelten Baumwollgarns werden in einem Zirkulationsapparat (Kreuzspulfärbeapparat) bei einem Flottenverhältnis von 1 : 10 in einem Färbebad gefärbt, das 5 g/l kalzinierte Soda, 80 g/l Glaubersalz und 2 ml/l Natronlauge 38° B´ sowie 4 Gew.-Teile des gelben Reaktivfarbstoffs der Color Index Nummer 13 245 enthält. Die Flottentemperatur wird innerhalb von 30 Min auf 80°C gesteigert und bei dieser Temperatur 75 Min gehalten. Danach wird die Auswaschprozedur für den nicht fixierten Reaktivfarbstoff folgendermaßen durchgeführt:
Die Färbeflotte wird vollständig abgelassen. Das gefärbte Garn wird jeweils 10 Min bei einem Flottenverhältnis von 1 : 10 zunächst bei 60°C und dann kalt gespült. Das so behandelte gefärbte textile Material wird anschließend 20 Min bei Kochtemperatur mit einer wäßrigen Flotte behandelt, die 2 g/L der Verbindung

in der R = 1-Ethylpentyl bedeutet (Verbindung der Formel II), gelöst enthält. Die Nachbehandlungsflotte wird dann abgelassen und das nachbehandelte gefärbte Garn jeweils 10 Min bei einem Flottenverhältnis 1 : 10, zunächst bei 60°C und danach kalt gespült und anschließend getrocknet. Man erhält eine gelbe Färbung mit einer guten Wasserechtheit schwer.

Die Verbindung der Formel II ist zu 92% aus dem Abwasser biologisch eliminierbar.

Beispiel 2

100 Teile eines Baumwollgewebes werden in einer Haspelkufe bei einem Flottenverhältnis von 1 : 20 in einem Färbebad gefärbt, das 5 g/l kalzinierte Soda, 70 g/l Kochsalz, 2 ml/l Natronlauge 38° B´ sowie 3 Gew.-Teile des blauen Reaktivfarbstoffs der Color Index Nummer C. I. 61 211 enthält. Die Flottentemperatur wird innerhalb von 30 Min von 20 auf 80°C gesteigert und bei dieser Temperatur dann 60 Min lang gehalten. Das Nachbehandeln des mit Reaktivfarbstoff gefärbten Baumwollgewebes erfolgt in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise, jedoch mit Ausnahmen, daß das gefärbte Material jeweils im Flottenverhältnis von 1 : 20 gespült wird und daß als Hilfsmittel für die Nachbehandlung die Verbindung der Formel III:

in der R = n-Heptyl bedeutet, eingesetzt wird. Man erhält eine blaue Färbung mit einer guten Waschechtheit. Die Verbindung der Formel III ist zu 87% aus dem Abwasser biologisch eliminierbar.

Vergleichsbeispiel 1

Beispiel 2 wird mit der einzigen Ausnahme wiederholt, daß Hydroxyethandiphosphonsäure (R = Methyl in Formel I) eingesetzt wird. Man erhält eine blaue Färbung mit vergleichbar guter Waschechtheit. Die als Nachbehandlungsmittel eingesetzte Hydroxyethandiphosphonsäure ist jedoch biologisch nicht abbaubar und wird auch nicht ausreichend am Klärschlamm eliminiert.

Beispiel 3

Ein entschlichtetes und wie üblich vorbehandeltes Baumwoll-Gewebe wird auf einem Foulard bei einer Flottenaufnahme von ca. 80% (bezogen auf das Gewicht der trockenen Ware) mit einer Flotte von Raumtemperatur geklotzt, die folgende Stoffe enthält:

30 g/l des Reaktivfarbstoffs der Color Index Nummer C. I. 61 205 : 1
30 g/l Glaubersalz calc. und
10 g/l eines Polyacrylates als Verdickungsmittel.

Nach dem Zwischentrocknen auf einer Hotflue bei 120°C wird das Gewebe kontinuierlich auf einer Pad-Steam-Anlage entwickelt, wobei es zunächst auf dem Foulard mit einer Chemikalienflotte von Raumtemperatur bei einer Flottenaufnahme von ca. 80% geklotzt wird. Die wäßrige Flotte enthält 250 g/l Glaubersalz calc. und 40 ml/l Natronlauge 30°B´.

Die Ware läuft während 60 Sekunden bei 102-105°C durch einen Dämpfer, anschließend durch das Wasserschloß des Dämpfers, in dem kaltes Wasser im Überlauf fließt (als erster Spülprozeß) und dann zum Auswaschen des nicht fixierten Reaktivfarbstoffs durch die Waschmaschine, die aus 6 Abteilen besteht:

1. Kaltes Wasser im Überlauf,
2. Heißes, fast kochendes Wasser,
3. Waschbad mit 2 g/l der Verbindung der Formel II (vgl. Beispiel 1), pH = 5 (Essigsäure), 50°C,
4. Abteil: Waschbad mit 2 g/l der Verbindung der Formel II, wie im 3. Abteil, kochend,
5. Abteil: Heißes, fast kochendes Wasser und
6. Abteil: Kaltes Wasser im Überlauf.

Es resultiert eine blaue Färbung mit einer guten Waschechtheit. Die Verbindung der Formel II ist in einer biologischen Kläranlage an Klärschlamm zu 92% eliminierbar.

Vergleichsbeispiel 2

Beispiel 3 wird mit der Ausnahme wiederholt, daß anstelle des dort eingesetzten Nachbehandlungsmittels 2 g/l einer Polyacrylsäure eines mittleren Molekulargewichts von ca. 30 000 verwendet wird, so resultiert eine Färbung mit einer deutlich schlechteren Waschechtheit. Die Polyacrylsäure ist aus dem Abwasser nur zu 39% eliminierbar.

Beispiel 4

100 Teile eines auf den Stückbaum gewickelten Polyester/Baumwolle (67/33)-Mischgewebes werden in einem Zirkulationsapparat bei einem Flottenverhältnis von 1 : 20 in einem Färbebad gefärbt, das

0,5 ml/l Essigsäure 60%,
1,0 g/l eines Kondensationsproduktes aus β-Naphthalinsulfonsäure und Formaldehyd,
1,5 Teile des Dispersionsfarbstoffes der C. I. Nr. 60 756,
0,4 Teile des Dispersionsfarbstoffes mit der C. I. Nr. 26 080 und
0,2 Teile des Dispersionsfarbstoffes mit der C. I. Nr. 61 115

enthält.

Man steigert die Temperatur in ca. 30 Minuten von 50 auf 130°C und hält 60 Minuten bei dieser Temperatur.

Anschließend färbt man den Baumwoll-Anteil bei einem Flottenverhältnis 1 : 20 in einem frischen Bad, das

5 g/l Soda calc.,
2 ml/l Natronlauge 38°B´,
1 g/l Polyphosphat,
1 g/l m-Nitrobenzolsulfosaures Natrium,
30 g/l Kochsalz und
3 Gewichtsteile des Reaktivfarbstoffes der Formel

enthält, indem man die Temperatur in 30 Minuten von 20°C auf 80°C steigert und dann 60 Minuten bei dieser Temperatur beläßt.

Danach wird der Auswaschprozeß, wie in Beispiel 1 beschrieben, durchgeführt, wobei im Nachbehandlungsbad 3 g/l der Verbindung der Formel II eingesetzt werden. Man erhält eine braune Färbung mit guter Waschechtheit. Die Verbindung der Formel II ist zu 92% aus dem Abwasser biologisch eliminierbar.

Beispiel 5

Ein entschlichtetes und wie üblich vorbehandeltes Baumwoll-Gewebe wird auf einem Foulard bei einer Flottenaufnahme von ca. 80% (bezogen auf das Gewicht der trockenen Ware) mit einer Flotte von Raumtemperatur geklotzt, die im Liter Wasser

40 g/l des Reaktivfarbstoffes der Color Index Nr. C. I. 61 200,
16 ml/l Natronlauge 38°C B´ und
30 g/l Glaubersalz enthält.

Die Ware wird ohne Zwischentrocknung auf eine Decke gewickelt und unter Rotation während 24 Stunden verweilen lassen. Anschließend wird die Ware gemäß der im Beispiel 3 beschriebenen Verfahrensweise auf einer Waschmaschine nachbehandelt, um die nicht fixierten Anteile des Reaktivfarbstoffs irreversibel abzulösen. Man erhält eine blaue Färbung mit guter Waschechtheit.

Claims

1. Verfahren zum Nachbehandeln von Färbungen mit Reaktivfarbstoffen auf textilen Materialien aus Cellulosefasern oder Mischungen aus Cellulosefasern und Synthesefasern durch Einwirkung wäßriger Flotten, die ein Hilfsmittel gelöst enthalten, auf die gefärbten textilen Materialien, dadurch gekennzeichnet, daß man als Hilfsmittel Verbindungen der Formel einsetzt, in der R = C₆- bis C₁₈-Alkyl und X = H, Na, K oder NR¹R²R³R⁴ ist, wobei R¹, R², R³ und R⁴ = H, C₁- bis C₄-Alkyl oder -CH₂-CH₂-OH bedeuten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrigen Flotten 0,1 bis 10 g/l an Verbindungen der Formel I enthalten.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachbehandlung bei Temperaturen von 20 bis 100°C durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß R in Formel I C₇ bis C₁₂-Alkyl bedeutet.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß R in Formel I n-Heptyl, 2,4,4-Trimethylpentyl oder 1-Ethylpentyl ist.