DE3938631B4

DE3938631B4 - Verfahren zum Färben von Polyester-haltigen Fasern in einem alkalischen Färbebad und Färbereihilfsmittel

Info

Publication number: DE3938631B4
Application number: DE3938631A
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Munakata Himeno; Kazuhisa Kitakyushu Konishi
Original assignee: Dystar Textilfarben GmbH and Co Deutschland KG
Current assignee: Dystar Textilfarben GmbH and Co Deutschland KG
Priority date: 1988-11-25
Filing date: 1989-11-21
Publication date: 2004-02-19
Anticipated expiration: 2009-11-22
Also published as: GB8926263D0; US5019133A; KR970011012B1; DE3938631A1; GB2226051A; KR900008106A; GB2226051B

Abstract

Verfahren zum Färben von Polyester-haltigen Fasern unter Verwendung eines Dispersionsfarbstoffes, dadurch gekennzeichnet, dass man das Färben in einem wässrigen Färbebad bei einem pH von 8 bis 11 und einer Färbetemperatur von 120 bis 140°C durchführt,wobei in dem Färbebad 0,02 bis 0,8 g/l Färbebad mindestens einer Aminosäure-Komponente anwesend ist, ausgewählt aus einer Aminosäure, einem Aminosäurederivat, bei dem mindestens ein Wasserstoffatom der Aminogruppe durch C_1–4-Alkyl, C_1–4-Hydroxyalkyl oder C_1–4-Alkoxy-C_1–4-alkyl ersetzt ist, und einem Alkalimetallsalz einer Aminosäure oder eines derartigen Aminosäurederivats.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Färben von Polyesterfasern mittels eines Dispersionsfarbstoffs unter Anwendung einer Erschöpfungs(exhaustion)-Methode. unter alkalischen Bedingungen in einem wäßrigen Medium, wobei die Faser mit guter Reproduzierbarkeit gefärbt wird und wobei eine Zersetzung des Dispersionsfarbstoffs vermieden wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Färbereihilfsmittel, das bei einem derartigen Färbeverfahren brauchbar ist.
Gebräuchlicherweise werden Polyesterfasern mittels eines Dispersionsfarbstoffes in einem schwach sauren Färbebad (pH 5 bis 7) bei einer Temperatur von 120 bis 140°C gefärbt (siehe beispielsweise Färbekarte „Samaron-Farbstoffe in der Färberei" der Hoechst AG/Cassella AG vom Juli 1985). Der Grund dafür ist, dass der Dispersionsfarbstoff in einem alkalischen Färbebad instabil ist und es unter alkalischen Bedingungen schwierig ist, Polyesterfasern mit einem konstanten Farbton mit guter Reproduzierbarkeit zu färben.
In jüngster Zeit ist es jedoch unter technischen Gesichtspunkten wünschenswert, das Färben von Polyesterfasern unter alkalischen Bedingungen von pH 8 bis 10 durchzuführen. Ein erster Grund für diesen Wunsch ist der, dass es dadurch möglich wird, die alkalische Spülbehandlung und die Färbebehandlung der Polyesterfaser gleichzeitig in einer einzigen Verfahrensstufe durchzuführen, wodurch das Färbeverfahren vereinfacht werden kann. Genauer gesagt, wird gebräuchlicherweise eine Alkalispülbehandlung durchgeführt, um ein Ölungsmittel oder ein Schlichtemittel, von den Polyesterfasern zu entfernen. Diese unter Verwendung eines Spülapparats als Vorbehandlungsstufe vor der Färbestufe durchgeführte Behandlung dient dazu, nachteilige Effekte zu eliminieren, die das Ölungsmittel oder das Schlichtemittel, die während einer Webe- oder Spinnverfahrensstufe eingesetzt wurden, bei dem Färbeverfahren haben würden. Das Ölungsmittel kann durch einfache Weise durch Waschen mit einem Surfaktans entfernt werden. Das Schlichtemittel (z.B. ein solches vom Polyacrylsäureester-Typ oder vom Polyvinylalkohol-Typ) kann jedoch nicht ohne Einsatz eines alkalischen Mittels entfernt werden. Man hat daher verschiedene Untersuchungen zur Entwicklung eines Ein-Bad-Spül- und Färbeverfahrens durchgeführt, bei dem die Spülbehandlung und die Färbebehandlung in dem gleichen Bad durchgeführt werden. Diese Untersuchungen eines vereinfachten Färbeverfahrens wurden vor allem unter dem Gesichtspunkt der Energieeinsparung und der Arbeitseinsparung durchgeführt.
Die Spülbehandlung erfordert jedoch im allgemeinen große Mengen einer Base. Genauer gesagt, sind große Alkalimengen erforderlich zur Entfernung des Schlichtmittels. Falls jedoch derartige Alkalimengen und ein Dispersionsfarbstoff im gleichen Bad nebeneinander vorliegen, wird der Dispersionsfarbstoff durch die Wirkung des alkalischen Mittels unter den Färbebedingungen nach der Reinigungsbehandlung, d.h. bei einer Temperatur von 120 bis 140°C, zersetzt, was dazu führt, daß das Färben nicht in befriedigender Weise durchgeführt werden kann.
Zur Vermeidung der Zersetzung des Dispersionsfarbstoffs hat man das im folgenden erwähnte Verfahren und ein dabei anwendbares Mittel vorgeschlagen. Danach wird ein Mittel mit der Fähigkeit, beim Erhitzen eine saure Substanz zu erzeugen, dem Färbebad einverleibt. Die Spülbehandlung wird unter alkalischen Bedingungen durchgeführt und zum Zeitpunkt des Färbens wird die Temperatur des Färbebads gesteigert. Dabei wird der pH des Färbebads zur sauren Seite hin verschoben, so daß das Färben durchgeführt werden kann, ohne den Dispersionsfarbstoff unter den Färbebedingungen zu zersetzen (siehe JA-OSen 224884/1985 und 17183/1985). Die obige pH-Verschiebungsmethode wurde bisher jedoch noch nicht praktisch angewandt, da bereits geringfügige Änderungen bei den praktischen Verfahrensbedingungen einen Einfluß auf die Dispersionsrate des Mittels mit der Fähigkeit zur Erzeugung der sauren Substanz haben und die Reproduzierbarkeit von Färbe- und Spüleffekt gering ist.
Ein zweiter Grund für den technischen Wunsch, das Anfärben unter alkalischen Bedingungen durchzuführen, ist der, dass es dadurch möglich wird, ein Fasergemisch von Polyesterfasern und Cellulosefasern oder stickstoffhaltigen Fasern (wie Nylonfasern) simultan anzufärben, und zwar mittels eines Dispersionsfarbstoffes und eines Reaktivfarbstoffes in einem alkalischen Medium. Genauer gesagt, werden Cellulosefasern oder stickstoffhaltige Fasern im allgemeinen unter Verwendung eines Reaktivfarbstoffes unter alkalischen Bedingungen von pH 12 bis 13 bei einer Temperatur von 60 bis 100°C gefärbt. Die Färbebedingungen für Polyesterfasern und Cellulosefasern unterscheiden sich somit eindeutig hinsichtlich pH und Temperatur. Falls ein Fasergemisch der beiden Fasern angefärbt werden soll, ist es daher erforderlich, das Färbeverfahren in zwei Stufen aufzuteilen und das Färben der jeweiligen Fasern gesondert bei unterschiedlichen Temperaturen mittels gesonderter Bäder, welche unterschiedliche pH-Bereiche aufweisen, durchzuführen.
In letzter Zeit hat es jedoch Versuche gegeben, die beiden Fasern simultan in einem einzigen Färbebad anzufärben, welches einen Dispersionsfarbstoff und einen Reaktivfarbstoff enthält (siehe beispielsweise Melliand Textilberichte 4/1983, Seite 290). Bei diesem Verfahren beträgt die Färbetemperatur 120 bis 140°C und der pH liegt zwischen 8 und 10, d.h. auf einem Zwischenniveau zwischen den optimalen pH-Bereichen für die jeweiligen Fasern. Es ist in diesem Fall erforderlich, unter den Dispersionsfarbstoffen diejenigen auszuwählen, die relativ stabil gegen Alkali sind, und unter den Reaktivfarbstoffen diejenigen auszuwählen, die selbst unter schwach alkalischen Bedingungen noch reaktiv sind und dennoch, selbst bei hoher Temperatur, stabil sind. Es ist jedoch selbst bei diesem Verfahren schwierig, die Zersetzung des Dispersionsfarbstoffes zu vermeiden und die Polyesterfasern mit guter Reproduzierbarkeit anzufärben.
Aus Chem.Abstr. 110, 9668 (1989) zu JP6306180 ist ein Verfahren zum Färben von Polyester mit Dispersionsfarbstoffen bekannt, das in Gegenwart von Polyaminopolycarboxylsäure-Verbindungen bzw. deren Salzen und Harnstoffen durchgeführt wird. Das Färben von Polyesterfaser-Strukturen mit einem Dispersionsfarbstoff aus einem eine Aminosäure enthaltenden Färbebad ist aus Derwent 86-222 128/34 zu JP 61 152883 A bekannt. Dabei werden dem Färbebad Aminosäuren in Mengen von 0,5 bis 10% zugesetzt.
Ausgehend von diesem Sachverhalt, haben die Erfinder umfangreiche Untersuchungen mit dem Ziel durchgeführt, ein Färbeverfahren und ein Färbereihilfsmittel zu entwickeln, mit dem die Zersetzung eines Dispersionsfarbstoffs während des Erschöpfungs-Färbens von Polyester-haltigen Fasern mittels eines Dispersionsfarbstoffes unter alkalischen Bedingungen in einem wäßrigen Medium verhindert werden kann und wobei das Färben mit guter Reproduzierbarkeit durchgeführt werden kann. Dabei wurde festgestellt, dass durch Zugabe einer Aminosäure und/oder eines bestimmten, speziellen Aminosäurederivats zu dem Färbebad der Dispersionsfarbstoff stabilisiert werden kann und das Färben in befriedigender Weise durchgeführt werden kann.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Färben von Polyester-haltigen Fasern unter Verwendung eines Dispersionsfarbstoffs geschaffen, wobei das Färben in einem wässrigen Färbebad bei einem pH von 8 bis 1 1 und einer Färbetemperatur von 120 bis 140°C durchführt wird, wobei in dem Färbebad 0,02 bis 0,8 g/l Färbebad mindestens einer Aminosäure-Komponente anwesend ist, ausgewählt aus einer Aminosäure, einem Aminosäurederivat, bei dem mindestens ein Wasserstoffatom der Aminogruppe durch C_1–4-Alkyl, C_1–4-Hydroxyalkyl oder C_1–4 Alkoxy-C_1–4-alkyl ersetzt ist, und einem Alkalimetallsalz einer Aminosäure oder eines derartigen Aminosäurederivats.
Erfindungsgemäß wird ferner ein Färbereihilfsmittel zum Färben von Polyester haltigen Fasern unter Verwendung eines Dispersionsfarbstoffes geschaffen, welches Wasser, 2 bis 50 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge des Färbereihilfsmittels, einer Aminosäure-Komponente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer Aminosäure, einem Aminosäurederivat, bei dem mindestens ein Wasserstoffatom der Aminogruppe durch C_1–4-Alkyl, C_1–4-Hydroxyalkyl oder C_1–4-Alkoxy- C_1–4-alkyl ersetzt ist, und einem Alkalimetallsalz einer Aminosäure oder eines derartigen Aminosäurederivats, und 0,5 bis 10 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge des Färbereihilfsmittels, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Natriumcarbonat oder Natriumhydrogencarbonat, enthält.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen näher erläutert.
Der bei der vorliegenden Erfindung zu verwendende Dispersionsfarbstoff unterliegt keinen speziellen Beschränkungen. Umfaßt sind Azo-Typ Dispersionsfarbstoffe, wie solche vom Monoazo-Typ und vom Disazo-Typ, sowie Dispersionsfarbstoffe, wie Anthrachinon-, Phthalocyanin- und Kupferformazan-Farbstoffe, welche in ihren Strukturen einen Substituenten aufweisen, der unter alkalischen Bedingungen leicht hydrolysierbar ist, wie eine Acetylaminogruppe oder eine Cyanogruppe oder eine – OCO-R-Gruppe (wobei R für eine C_1–3-Alkylgruppe oder eine Phenylgruppe steht), die als Substituenten an einem aromatischen Ring stehen. Besonders bevorzugt ist ein Azo-Typ Farbstoff. Speziell seien Dispersionsfarbstoffe mit den folgenden Strukturformeln erwähnt:
In der obigen Formel stehen X¹ bis X³ jeweils für ein Wasserstoffatom, eine Niederalkylgruppe, eine Nitro gruppe, eine Cyanogruppe oder ein Halogenatom; Y¹ bedeutet ein Wasserstoffatom, eine Niedrigalkoxygruppe oder eine Niedrigalkylgruppe; Y² steht für ein Wasserstoffatom oder eine Acylaminogruppe; jeder der Reste R¹ und R² ist ein Wasserstoffatom oder eine Niedrigalkylgruppe, welche substituiert sein kann durch eine Cyanogruppe, eine Hydroxylgruppe, ein Halogenatom, eine Alkylcarbonylgruppe, eine Niedrigalkylcarbonyloxygruppe, eine Phenylgruppe, eine Phenoxygruppe oder eine Benzoyloxygruppe.
In den Formeln (II) und (III) stehen X⁴ und X⁵ jeweils für ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom oder eine Nitrogruppe und Y¹, Y², R¹ und R² sind wie vorstehend definiert.
In der obigen Formel bedeutet X⁶ ein Wasserstoffatom, eine Nitrogruppe, eine Niedrigalkylgruppe oder ein Ha logenatom, Y³ steht für ein Wasserstoffatom, eine Niedrigalkylgruppe oder eine Niedrigalkoxygruppe und R¹ und R² sind wie vorstehend definiert.
In der obigen Formel bedeutet X⁷ ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, eine Nitrogruppe oder eine Niedrigalkoxycarbonylaminogruppe und Y¹ ist wie vorstehend definiert.
In der obigen Formel bedeutet Z¹ ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe und X⁶, Y¹, R¹ und R² sind wie vorstehend definiert.
Typische, spezielle Beispiele der Azo-Typ-Dispersionsfarbstoffe, die bei der vorliegenden Erfindung brauchbar sind, umfassen beispielsweise Dispersionsfarbstoffe mit den folgenden Strukturformeln:
Andererseits können als Reaktivfarbstoffe, welche zum Färben einer Fasermischung von Polyesterfasern und Cellulosefasern oder stickstoffhaltigen Fasern verwendet werden können, folgende erwähnt werden: wasserlösliche Reaktivfarbstoffe mit reaktiven Gruppen, wie vom Vinylsulfon-Typ, vom Halogentriazin-Typ und vom Triazin-Typ, substituiert durch Nicotinsäuren. Als Basisstruktur für derartige Reaktivfarbstoffe kann im allgemeinen eine Struktur vom Monoazo-Typ, vom Disazo-Typ, vom Anthrachinon-Typ, vom Phthalocyanin-Typ oder vom Kupferformazan-Typ verwendet werden. Als derartiger Reaktivfarbstoff, wie er zum Anfärben derartiger Fasermischungen verwendet werden kann, kann man im Handel erhältliche Farbstoffe einsetzen, welche bei hohen Temperaturen stabil sind, wie Kayacelone React Series, Warenbezeichnung, hergestellt von Nihon Kayaku K.K.
Das Verfahren zum Färben von Polyester-haltigen Fasern gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt (1) ein Färbeverfahren, kombiniert mit einer Alkalispülbehandlung von Polyesterfasern, und (2) ein Verfahren zum Färben einer Fasermischung von Polyesterfasern und Cellulosefasern in dem gleichen Färbebad. In jedem Fall handelt es sich jedoch bei dem Färbeverfahren um ein Erschöpfungs(exhaustion)-Färben aus einem wäßrigen Medium, und der pH des Färbebades ist im alkalischen Bereich.
Der pH des Färbebades liegt in einem Bereich von 8 bis 11. Genauer gesagt, wird gebräuchlicherweise das Färben unter Verwendung herkömmlicher Dispersionsfarbstoffe unter schwach sauren Bedingungen durchgeführt, und die vorliegende Erfindung ist jedoch darauf gerichtet, das Färben nur unter alkalischen Bedingungen durchzuführen.
Als pH-Steuerungsmittel kann im allgemeinen eine Alkalimetallverbindung, wie Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Natriumcarbonat oder Natriumhydrogencarbonat, verwendet werden. Vorzugsweise wird Natriumhydroxid eingesetzt.
Bei der vorliegenden Erfindung ist es wesentlich, daß eine Aminosäure, ein bestimmtes Aminosäurederivat oder ein Alkalimetallsalz einer Aminosäure oder eines solchen Aminosäurederivats im Färbebad für das Erschöpfungs-Färben von Polyester-haltigen Fasern unter den genannten alkalischen Bedingungen anwesend ist.
Bei dem Typ der erfindungsgemäß verwendeten Aminosäure kann es sich um eine neutrale Aminosäure handeln, wie Glycin, Alanin, Aminobuttersäure oder Aminocapronsäure, und um eine saure Aminosäure, wie Asparaginsäure oder Glutaminsäure, oder um eine basische Aminosäure, wie Lysin oder Arginin. Unter diesen sind Glycin, Alanin oder Glutaminsäure bevorzugt und Glycin und Glutaminsäure sind besonders bevorzugt. Speziell bevorzugt ist Glycin.
Das Aminosäurederivat kann eine Verbindung sein, bei der mindestens ein Wasserstoffatom einer Aminogruppe einer Aminosäure durch eine organische Gruppe ersetzt ist. Genauer gesagt, kann es eine Verbindung sein, bei der ein oder zwei, vorzugsweise zwei, Wasserstoffatome in der Aminogruppe durch eine organische Gruppe ersetzt sind, wobei jedoch die Aminosäureeinheit eines derartigen Aminosäurederivats im wesentlichen die gleiche Struktur wie die oben erwähnte Aminosäure aufweist. Ferner reicht es bei einer Aminosäure mit zwei oder mehr Aminogruppen aus, daß mindestens ein Wasserstoffatom von einer der Aminogruppen durch eine organische Gruppe ersetzt ist. Beim Färben einer Fasermischung von Polyesterfasern und Cellulosefasern ist es jedoch erforderlich, daß alle Wasserstoffatome von allen Aminogruppen ersetzt sind. Als die Aminosäure-Einheit eines derartigen Aminosäurederivats können die oben erwähnten Aminosäuren eingesetzt werden. Vorzugsweise wird eine neutrale Aminosäure, wie Glycin oder Alanin und Glutaminsäure verwendet. Besonders bevorzugt ist eine neutrale Aminosäure, wie Glycin oder Alanin. Glycin ist speziell bevorzugt.
Als das Aminosäurederivat seien als spezielle Beispiele genannt: N,N-Dimethylglycin, N-Methylglycin, N,N-Bishydroxyethylglycin und M-Methylalanin. Besonders bevorzugt ist N,N-Bishydroxyethylglycin.
Das Alkalimetallsalz einer solchen Aminosäure oder eines solchen Aminosäurederivats ist gewöhnlich ein Natriumsalz. Bei der vorliegenden Erfindung wird eine Aminosäure oder ein Aminosäurederivat, die als solche einem alkalischen Medium zugesetzt werden, in dem System in Form eines Alkalimetallsalzes vorliegen.
Wenn Polyesterfasern allein gefärbt werden sollen, sind sowohl die Aminosäure als auch das Aminosäurederivat wirksam. Demgegenüber ist dann, wenn ein Fasergemisch von Polyesterfasern und Cellulosefasern in dem gleichen Bad gefärbt werden soll, die Verwendung einer Aminosäure nicht empfehlenswert, und es ist erforderlich, ein Aminosäurederivat zu verwenden, bei dem alle Wasserstoffatome der Aminogruppe durch organische Gruppen ersetzt sind, und/oder ein Alkalimetallsalz desselben einzusetzen. Der Grund dafür ist, daß eine Aminosäure und ein Aminosäurederivat mit einer unsubstituierten Aminogruppe den Reaktivfarbstoff leicht nachteilig beeinflussen können, wodurch das Färben von Cellulosefasern schlechter gelingt. Es bestehen keine speziellen Beschränkungen hinsichtlich des Aminosäurederivats, das beim Färben eines derartigen Fasergemisches brauchbar ist, solange es sich nur um ein Aminosäurederivat handelt, bei dem alle Wasserstoffatome seiner Aminogruppe durch organische Gruppen ersetzt sind. Bevorzugte Aminosäurederivate sind N,N-Dimethylglycin und N,N-Bishydroxyethylglycin. Speziell bevorzugt ist N,N-Bishydroxyethylglycin.
Die Menge einer solchen Aminosäure oder eines solchen Aminosäurederivats bzw. eines Alkalimetallsalzes davon beträgt, vorzugsweise 0,05 bis 0,4 g/l, in dem Färbebad, und zwar unter dem Gesichtspunkt des Effekts einer Verhinderung der Zersetzung des Dispersionsfarbstoffs.
Das Färbeverfahren der vorliegenden Erfindung kann auf gewebtes Material, gestricktes Material oder nichtgewebtes Material angewandt werden, das aus Polyesterfasern oder aus Polyesterfasern und anderen Fasern hergestellt ist, oder auf Garne aus derartigen Fasern. Als die oben erwähnten anderen Fasern seien Cellulosefasern, wie Baumwolle, Hanf oder Reyon, und stickstoffhaltige Fasern, wie Nylon, Wolle oder Seide genannt.
Das Färben kann, wie oben erwähnt, unter alkalischen Bedingungen durchgeführt werden, besonders bevorzugt pH 8 bis 10, gewö hnlich unter einem Druck, wie er gebräuchlicherweise beim Färben von Polyesterfasern appliziert wird. Zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Färbeverfahrens ist es bevorzugt, ein Färbereihilfsmittel zuzusetzen, welches gewöhnlich Wasser, 2 bis 50 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge des Färbereihilfsmittels, der oben erwähnten Aminosäure-Komponente und 0,5 bis 10 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge des Färbereihilfsmittels, einer Alkalimetallverbindung, vorzugsweise Natriumhydroxid, umfaßt. Dieses wird dem Färbebad in der Weise zugesetzt, daß der pH des Färbebades und der Gehalt der Aminosäure-Komponente des Färbebades innerhalb des oben erwähnten Bereichs liegen. Auf diese Weise wird die Färbebehandlung initiiert.
Man kann bei dem erfindungsgemäßen Färbeverfahren eine Nachbehandlung durchführen, wie eine Antistatik-Behandlung oder eine Weichmach-Behandlung, wie sie üblicherweise bei Fasern angewendet wird, die gemäß herkömmlichen Färbeverfahren gefärbt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung führt die Anwesenheit der oben erwähnten Aminosäure-Komponente in dem Färbebad dazu, daß das Anfärben von Polyesterfasern, das herkömmlicherweise unter schwach sauren Bedingungen durchgeführt wurde, unter alkalischen Bedingungen mit guter Reproduzierbarkeit durchgeführt werden kann, während andererseits die Zersetzung des Dispersionsfarbstoffs verhindert wird. Mit der Erfindung wird somit ein Ein-Bad-Spül- und -Färbeverfahren für Polyestermaterialien möglich, was unter Anwendung herkömmlicher Techniken bisher in industriellem Maßstab schwierig zu erreichen war. Ferner eignet sich diese Methode auch für ein Ein-Bad-Färbeverfahren, bei dem ein Fasergemisch von Polyesterfasern und Cellulosefasern in dem gleichen Färbebad gefärbt wird, wobei sowohl ein Dispersionsfarbstoff als auch ein Reaktivfarbstoff zur Anwendung kommen. Die vorliegende Erfindung ist somit für die Färbereien von größter Bedeutung.
Hinsichtlich des Wirkungsmechanismus der Aminosäure-Komponente besteht noch kein klares Verständnis. Es wird derzeit angenommen, daß die Wirkung von dem Puffereffekt, dem Chelatisiereffekt, etc. der Aminosäure-Komponente herrührt.
Das Färben unter alkalischen Bedingungen hat den weiteren Vorteil, daß ein Polyester-Oligomeres, das im Färbebad vom Inneren der Fasern unter den Färbebedingungen ausfällt, sich im alkalischen Färbebad auflöst, wodurch Schwierigkeiten, wie Teerbildung oder Ausblühen, welche von den präzipitierten Oligomeren verursacht werden und die im Falle des Färbens unter sauren Bedingungen beobachtet wurden, verhindert werden können.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert, ohne daß dies eine Beschränkung darstellen soll.
Beispiele 1 bis 10 und Bezugsbeispiel 1
20 Teile eines Dispersionsfarbstoffs der Formel (A),(B) oder (C) werden aufgeschlämmt, indem man 40 Teile eines Naphthalinsulfonsäure-Formalin-Kondensationsproduktes, 40 Teile Natriumligninsulfonat und Wasser zugibt. Das Ganze wird gründlich mittels einer Sandmühle pulverisiert. Dann wird die jeweilige Aufschlämmung sprühgetrocknet, um eine Dispersionsfarbmasse zu erhalten.
Die Dispersionsfarbstoffmassen mit einem Gehalt der Dispersionsfarbstoffe der Formeln (A), (B) und (C) werden jeweils in einem Gewichtsverhältnis von 4:2:4 vermischt, wobei eine Mischung (schwarzes Produkt) der Dispersionsfarbstoffmassen erhalten wird. Unter Verwendung dieser Mischung in einer Menge von 4 Gew.%, bezogen auf das anzufärbende Material, wird ein nicht-gespültes Polyestergewebe Tropical (Warenname, hergestellt von Toray Industries, Inc.) gefärbt mit einem Badverhältnis von 1:10 bei einer Färbetemperatur von 130°C während 60 min. Das Färbebad enthält als Färbereihilfsmittel 0,5 g/l eines Egalisiermittels (Diaserver^®LR-PSL, Warenname, hergestellt von Mitsubishi Kasei Corporation) und als Additiv ein Aminosäurederivat, bei dem die Wasserstoffatome der Aminogruppe, wie in Tabelle 1 angegeben, ersetzt sind in einer Menge, wie sie in Tabelle 1 angegeben ist. Der pH des Färbebades wird mit der in Tabelle 1 angegebenen Base auf 9,5 eingestellt. Anschließend wird das Gewebe gewaschen und auf üblicher Weise getrocknet, wobei man ein gefärbtes Gewebe erhält.
Als Standard für die Bewertung des gefärbten Gewebes wird ein Färbebad auf die gleiche Weise wie oben hergestellt, mit der Ausnahme, daß kein Aminosäurederivat verwendet wird. Ferner werden Essigsäure und Natriumacetat verwendet, um das Färbebad auf pH 5,0 (schwach sauer) einzustellen, d.h. Bedingungen, wie sie herkömmlicherweise zum Anfärben von Polyesterfasern verwendet werden. Die Färbung erfolgt auf gleiche Weise wie oben (Bezugsbei spiel 1). Unter Verwendung des in Bezugsbeispiel 1 erhaltenen, gefärbten Gewebes als Standard werden die Färbeergebnisse der jweiligen gefärbten Gewebe bewertet. Die Ergebnisse finden sich in Tabelle 1.
Das Bewertungsverfahren an jedem gefärbten Gewebe ist wie folgt.
Bewertungsverfahren
Oberflächendichte: Die Reflektanz des gefärbten Gewebes wird mittels eines Spektrophotometers gemessen (MS-2020, hergestellt von Macbeth Company), und der Wert θ wird gemäß DIN 6164 (DIN-Farbspezifikation) berechnet. Der Wert wird ausgedrückt als Relativwert, bezogen auf den Wert des Bezugsbeispiels 1, der als 100 festgelegt wird.
Unterschied im Farbton: Die Reflektanz des gefärbten Gewebes wird unter Verwendung eines Spektrophotometers gemessen (MS-2020, hergestellt von Macbeth Company), und der Unterschied im Farbton ΔE gegenüber dem gefärbten Gewebe, das in Bezugsbeispiel 1 erhalten wurde, wird aus dem CIEL⁺a⁺b⁺ erhalten. Je größer der numerische Wert von ΔE ist, umso größer ist der Farbunterschied. Als Index für den Farbunterschied des gefärbten Gewebes ist ein ΔE-Wert von nicht größer als 1,0 akzeptabel.
Faseroberflächenzustand: Das auf der Faseroberfläche zurückbleibende Schlichtmittel und die Klebrigkeit eines Polyester-Oligomeren auf der Oberfläche werden mittels eines rasternden Elektronenmikroskops bewertet.
Vergleichsbeispiel 1
Das Färben wird auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt. Dabei wird jedoch Natriumbicarbonat und wasserfreie Soda als Base eingesetzt, um den pH des Färbebades auf einem Niveau von 9,5 zu halten, und das Aminosäurederivat wird nicht zugesetzt. Die Bewertung der Ergebnisse wird auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Vergleichsbeispiel 2 Das Färben erfolgt auf gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 1. Dabei wird jedoch Natriumhydroxid anstelle von Natriumbicarbonat und wasserfreier Soda als Base verwendet, und die Bewertung der Ergebnisse wird auf gleiche Weise wie in Vergleichsbeispiel 1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengestellt. Bei diesem Verfahren verringert sich der pH des Färbebades zum Schluß auf etwa 6,0, obwohl der Anfangs-pH auf 9,5 eingestellt wurde. Da Natriumhydroxid eine starke Base ist, genügt eine geringe Menge an Natriumhydroxid, um den Anfangs-pH auf 9,5 einzustellen. Diese geringe Menge der Base wird jedoch vermutlich durch das Polyester-Oligomere oder das Schlichtmittel verbraucht.
Bemerkungen zu Tabelle 1:

⁺1 Natriumbicarbonat und wasserfreie Soda: 1 g/l Natriumbicarbonat und 0,15 g/l wasserfreie Soda
⁺2 Essigsäure und Natriumacetat: 0,2 g/l Essigsäure und 0,69 g/l Natriumacetat.

Aus den Ergebnissen von Tabelle 1 wird deutlich, daß bei Bezugsbeispiel 1, bei dem ein nicht gespülter Polyester unter schwach sauren Bedingungen, wie es gebräuchliche Praxis zum Färben von Polyester ist, gefärbt wurde, der Oberflächenzustand der Fasern schlechter ist, da die Reinigung nicht durchgeführt wurde. Bei Vergleichsbeispiel 1, bei dem ein nicht gespülter Polyester unter alkalischen Bedingungen gefärbt wurde, ohne jedoch ein Aminosäurederivat zu verwenden, ist die Oberflächendichte des gefärbten Gewebes schlechter, und die Unterschied im Farbton ist wesentlich, obwohl der Oberflächenzustand der Fasern gut ist. Bei Vergleichsbeispiel 2, bei dem wie bei den Beispielen Natriumhydroxid als Base eingesetzt, jedoch kein Aminosäurederivat verwendet wurde, fällt der pH des Färbebades im Verlauf der Färbeoperation ab, und die Spülbehandlung wird nicht mehr in ausreichendem Maße durchgeführt, wodurch der Oberflächenzustand der Fasern schlechter wird. Die Oberflächendichte des gefärbten Gewebes und der Farbton sind im wesentlichen gleich wie bei Bezugsbeispiel 1. Demgegenüber beobachtet man bei den erfindungsgemäßen Beispielen, bei denen nicht gespültes Polyestermaterial unter alkalischen Bedingungen in Gegenwart eines Aminosäurederivats gefärbt wird, daß die Oberflächendichte und der Farbton im wesentlichen gleich gut wie bei Bezugsbeispiel 1 sind, jedoch der Oberflächenzustand der Fasern gut ist, was anzeigt, daß das Spülen und Färben simultan durchgeführt wurden.
Beispiele 11 bis 55
Das Färben erfolgt auf gleiche Weise wie in Beispiel 1; dabei wird jedoch anstelle der Mischung von Dispersions farbstoffmassen der Formeln (A) bis (C) jeweils eine Dispersionsfarbstoffmasse eingesetzt, die auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt wurde und in Tabelle 2 angegeben ist. Diese Masse wird in einer Menge von 2 Gew.%, bezogen auf das zu färbende Gewebe, eingesetzt.
Die Bewertung der Ergebnisse erfolgt unter Verwendung eines Gewebes, das mit dem gleichen Farbstoff unter schwach sauren Bedingungen (pH = 5) angefärbt wurde, als Standard. Die Oberflächendichte, der Farbton und der Oberflächenzustand der Fasern werden bewertet in Relation zu den Werten, die bei dem Standard erhalten wurden. Die Bewertung erfolgt auf gleiche Weise wie in Beispiel 1.
Tabelle 2
Tabelle 2 (Forts.)
Tabelle 2 (Forts.)
Tabelle 2 (Forts.)
Tabelle 2 (Forts.)
Tabelle 2 (Forts.)
Tabelle 2 (Forts.)
Beispiele 56 und 57, Vergleichsbeispiel 3 und Bezugsbeispiele 2 und 3 (Färben von Fasermischungen)
Man verwendet 1 Gew.%, bezogen auf das anzufärbende Gewebe, einer Masse, enthaltend einen Dispersionsfarbstoff (Orange) der Formel (D), hergestellt auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 , und 1 Gew.%, bezogen auf das anzufärbende Gewebe, eines Reaktivfrabstoffs (Orange) der Formel (d). Es werden 5 g eines Polyestergewebes und 5 g eines Baumwollgewebes angefärbt bei einer Färbetemperatur von 130°C während 60 min in 200 ml eines Färbebades, enthaltend 3 g/l eines Egalisiermittels Diaserver^®DP-P Liquid (Warenname; Mitsubishi Kasei Corporation) und 0,4 g/l eines Aminosäurederivats oder einer Aminosäure, wie in Tabelle 3 aufgeführt. Der pH des Bades ist mit Natriumhydroxid auf 9,5 eingestellt. Anschließend werden die Gewebe gewaschen und auf übliche Weise getrocknet, wobei man gefärbte Gewebe erhält.
(Es ist die Struktur der freien Säure angegeben.) Ferner wird als Standard für die Bewertung des gefärbten Gewebes ein Färbebad auf gleiche Weise wie oben be schrieben hergestellt, mit der Ausnahme, daß kein Aminosäurederivat verwendet wird und daß wasserfreie Soda als Base eingesetzt wird, um den pH auf 9,5 einzustellen. Ein Baumwollgewebe wird auf gleiche Weise wie oben angefärbt (Bezugsbeispiel 2). In ähnlicher Weise wird als Standard zur Bewertung der gefärbten Gewebe ein Färbebad auf gleiche Weise wie oben hergestellt, mit der Ausnahme, daß kein Aminosäurederivat verwendet wird und Essigsäure und Natriumacetat verwendet werden, um den pH auf 5,0 (schwach sauer) einzustellen, d.h. Bedingungen, wie sie herkömmlicherweise zum Anfärben von Polyesterfasern verwendet werden. Ein Polyestergewebe wird auf gleiche Weise wie oben angefärbt (Bezugsbeispiel 3).
Unter Verwendung der gefärbten Gewebe, die in Bezugsbeispiel 2 und 3 erhalten wurden, die als Standard dienen, wird die Bewertung der gefärbten Gewebe auf gleiche Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 zusammengestellt.
Aus den Ergebnissen der Beispiele 56 und 57 in Tabelle 3 wird deutlich, daß dann, wenn man das Färben unter alkalischen Bedingungen in Gegenwart eines Aminosäurederivats durchführt und sowohl einen Dispersionsfarbstoff als auch einen Reaktivfarbstoff verwendet, Polyester und Baumwolle in gleicher Weise befriedigend gefärbt werden können. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung eignet sich somit zum Färben einer Fasermischung. Demgegenüber wird aus Vergleichsbeispiel 3 deutlich, daß dann, wenn das Färben in ähnlicher Weise in Gegenwart einer Aminosäure, wie Glycin, durchgeführt wird, die Oberflächendichte von Baumwolle dazu neigt, gering zu sein, d.h. die prozentuale Erschöpfung wesentlich niedriger wird. Daraus wird deutlich, daß es praktisch unmöglich ist, für wirtschaftliche Zwecke ein Fasergemisch unter alkalischen Bedingungen in Gegenwart einer Aminosäure zu färben.
Beispiele 58 bis 62, Vergleichsbeispiel 4 und Bezugsbeispiel 4
Die Dispersionsfarbstoffmassen mit einem Gehalt der Dispersionsfarbstoffe der Formeln (A), (B) und (C), die in Beispiel 1 erhalten wurden, werden jeweils in einem Gewichtsverhältnis von 4:2:4 vermischt, um ein Gemisch (schwarzes Produkt) der Dispersionsfarbstoffmassen zu erhalten. Unter Verwendung dieser Mischung in einer Menge von 4 Gew.%, bezogen auf das anzufärbende Gewebe, wird ein nicht-gespültes Polyestergewebe Tropical (Warenname; hergestellt von Toray Industries, Ltd.) bei einem Badverhältnis von 1:10 bei einer Färbetemperatur von 130°C während 60 min angefärbt. Das Färbebad enthält als Färbereihilfsmittel 0,5 g/l eines Egalisiermittels Diaserver^®LR-PSL (Warenname; hergestellt von Mitsubishi Kasei Corporation), bezogen auf das Färbebad, und als Additiv eine Aminosäure in einer Menge, wie sie in Tabelle 4 angegeben ist. Der pH des Färbebades ist mit einer in Tabelle 4 angegebenen Base auf 9,5 eingestellt. Dann wird das Gewebe gewaschen und auf herkömmliche Weise getrocknet, wobei man ein gefärbtes Gewebe erhält.
Als Vergleichsbeispiel wird das Färben auf gleiche Weise wie oben durchgeführt, wobei jedoch Natriumbicarbonat und wasserfreie Soda als Base verwendet werden, um den pH des Färbebades auf 9,5 zu halten. Ferner wird keine Aminosäure zugesetzt (Vergleichsbeispiel 4). Weiterhin wird als Standard für die Bewertung des gefärbten Gewebes ein Färbebad auf gleiche Weise wie oben hergestellt, mit der Ausnahme, daß keine Aminosäure verwendet wird und daß Essigsäure und Natriumacetat verwendet werden, um den pH auf 5,0 (schwach sauer) einzustellen, d. h. Bedingungen, wie sie herkömmlicherweise zum Färben von Polyesterfasern verwendet werden. Das Färben erfolgt auf gleiche Weise wie oben beschrieben (Bezugsbeispiel 4). Unter Verwendung des in Bezugsbeispiel 4 erhaltenen, gefärbten Gewebes als Standard wird die Bewertung der gefärbten Gewebe durchgeführt, und die Ergebnisse sind in Tabelle 4 angegeben. Die Bewertungsmethode der gefärbten Gewebe ist gleich wie in Beispiel 1.
Aus Tabelle 4 wird deutlich, daß im Vergleich mit Bezugsbeispiel 4, bei dem das Färben bei pH 5,0 durchgeführt wurde, d.h. unter herkömmlichen Bedingungen zum Färben von Polyesterfasern, in Vergleichsbeispiel 4, bei dem das Färben bei pH 9,5 durchgeführt wurde, die Oberflächendichte niedrig ist und wesentliche Unterschiede im Farbton beobachtet werden. Demgegenüber ist bei den erfindungsgemäßen Beispielen 58 bis 62 keine wesentliche Änderung bei der Oberflächendichte feststellbar und die Unterschiede im Farbton sind gering, aufgrund der Anwesenheit einer Aminosäure, selbst wenn der pH 9,5 beträgt.

Claims

Verfahren zum Färben von Polyester-haltigen Fasern unter Verwendung eines Dispersionsfarbstoffes, dadurch gekennzeichnet, dass man das Färben in einem wässrigen Färbebad bei einem pH von 8 bis 11 und einer Färbetemperatur von 120 bis 140°C durchführt, wobei in dem Färbebad 0,02 bis 0,8 g/l Färbebad mindestens einer Aminosäure-Komponente anwesend ist, ausgewählt aus einer Aminosäure, einem Aminosäurederivat, bei dem mindestens ein Wasserstoffatom der Aminogruppe durch C_1–4-Alkyl, C_1–4-Hydroxyalkyl oder C_1–4-Alkoxy- C_1–4-alkyl ersetzt ist, und einem Alkalimetallsalz einer Aminosäure oder eines derartigen Aminosäurederivats.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyesterhaltigen Fasern ein Fasergemisch von Polyesterfasern und Cellulosefasern oder stickstoffhaltigen Fasern sind, die erwähnte Aminosäure-Komponente ein Aminosäurederivat ist, bei dem alle Wasserstoffatome der Aminogruppe durch organische Gruppen ersetzt sind, und/oder ein Alkalimetallsalz desselben und der Dispersionsfarbstoff in Kombination mit einem Reaktivfarbstoff verwendet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man Natriumhydroxid als pH-Steuerungsmittel einsetzt.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man als Dispersionsfarbstoff einen Monoazo- oder einen Disazofarbstoff einsetzt.
Färbereihilfsmittel zum Färben von Polyester-haltigen Fasern unter Verwendung eines Dispersionsfarbstoffes, dadurch gekennzeichnet, dass es Wasser, 2 bis 50 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge des Färbereihilfsmittels, einer Aminosäure-Komponente, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer Aminosäure, einem Aminosäurederivat, bei dem mindestens ein Wasserstoffatom der Aminogruppe durch C_1–4-Alkyl, C_1– ₄ Hydroxyalkyl oder C_1–4-Alkoxy- C_1–4-alkyl ersetzt ist, und einem Alkalimetallsalz einer Aminosäure oder eines derartigen Aminosäurederivats, und 0,5 bis 10 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge des Färbereihilfsmittels, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Natriumcarbonat oder Natriumhydrogencarbonat, enthält.