DE4118367A1

DE4118367A1 - Verfahren zum faerben von cellulose-textilmaterial

Info

Publication number: DE4118367A1
Application number: DE19914118367
Authority: DE
Inventors: Francis Dr Palacin
Original assignee: Sandoz AG; Sandoz Patent GmbH
Current assignee: Clariant Finance BVI Ltd
Priority date: 1990-06-09
Filing date: 1991-06-05
Publication date: 1991-12-12

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Färben von cellulosehaltigen Textilmaterialien mit Reaktivfarbstoffen, nach dem Ausziehverfahren, wobei die erzielten Färbungen eine hervorragende Egalität aufweisen.

Das Ausziehfärben von cellulosehaltigen Textilmaterialien mit Reaktivfarbstoffen wird im allgemeinen in Gegenwart einer gewissen Menge Salz, vorzugsweise Natriumchlorid und/oder Natriumsulfat, und Alkali durchgeführt. Das Salz fördert das Aufziehen des Reaktivfarbstoffs auf die Faser, das Alkali wird zur Fixierung des Farbstoffs (Neutralisation des gebildeten Halogenwasserstoffs) benötigt.

Die Art und Weise der Salz- und Alkalizugabe hat einen wesentlichen Einfluß auf die Egalität und die Reproduzierbarkeit der Färbungen. Meist wird die erforderliche Salzmenge dem Färbebad vor der Farbstoffzugabe zugefügt. Dies bewirkt aber in vielen Fällen eine zu rasche Adsorption des Farbstoffs auf dem Substrat, was zu Unegalitäten der Färbung führt.

Eine optimale Farbstoffverteilung kann durch dosierte Salzzugabe zum farbstoffhaltigen Färbebad erreicht werden. Die Schwierigkeit eines solchen Verfahrens liegt aber darin, daß bei Zugabe der nötigen Salzmengen in gelöster Form, auch wenn die Lösung sehr konzentriert ist, das Färbebad zu sehr verdünnt wird. Die Zugabe des Salzes in fester Form ist sehr zeitaufwendig und personalbelastend.

Es wurde nun gefunden, daß man eine gute Farbstoffverteilung auf den Cellulosefasersubstraten und dadurch egale, reproduzierbare Färbungen mit Reaktivfarbstoffen erhalten kann, wenn dem Färbebad vor dem Färben, das heißt, bevor dieses mit dem Substrat in Kontakt gebracht wird, (A) ein oder mehrere Kondensationsprodukte von (A1) sulfoniertem (gegebenenfalls Halogen-, insbesondere Chloratome als Substituenten tragendem) Diphenyläther oder sulfoniertem Ditolyläther oder (A2) von Diphenylsulfonen und Formaldehyd (z. B. Kondensationsprodukten von Dihydroxydiphenylsulfon, m-Xylolsulfonsäure und Formaldehyd) zugesetzt werden. Dabei kann die notwendige Menge Salz dem Färbebad zuerst zugegeben werden.

Diese erfindungsgemäß verwendeten Hilfsmittel (A) werden in Mengen verwendet, die von der Farbtiefe und der Art des verwendeten Substrats abhängig sind. Im allgemeinen kann die Menge zwischen 0,05 und 5 g/l Flotte schwanken, vorzugsweise werden 0,2 bis 2,5 g/l eingesetzt. Die Zugabe erfolgt vor oder nach der Salzzugabe, vorzugsweise aber vor der Farbstoffzugabe.

Die verwendeten Diphenyl- und Ditolyläther-Kondensationsprodukte (A1) sind z. B. aus der DE-OS 22 31 149, der DE-AS 15 93 978 und der CH-PS 6 60 828 bekannt und entsprechen vorzugsweise der Formel I

worin alle R, unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl oder Halogen, insbesondere Wasserstoff oder Methyl,
n 0 oder eine Zahl von 1 bis 6,
m 1 oder 2, insbesondere 1
und x und y 0 oder 1 bedeuten, wobei die Summe x+y 1 oder 2 ist.

Diese Verbindungen wurden jedoch bisher nur als Hilfsmittel beim (Egal-) Färben von Polyamidfasermaterial verwendet. Im vorliegenden Fall sind die mit Ammoniak neutralisierten Produkte besonders gut geeignet. Ein sehr geeignetes Polydiphenylsulfon ist z. B. unter dem Namen Nylofixan P im Handel. Auch von diesem Präparat wird vorzugsweise die mit Ammoniak neutralisierte Form verwendet.

Ein wesentlicher Teil der in der Praxis auftretenden Unegalitäten bei der Färbung von Cellulose-Fasermaterialien mit Reaktivfarbstoffen ist auf eine unsachgemäße, oft zu rasche Zugabe des Alkali zurückzuführen. Man bemüht sich darum, das Alkali portionsweise, mit größter Sorgfalt und Verfahrenskenntnis zuzusetzen. Eine solche Arbeitsweise ist aber nicht nur zeitraubend, sie hängt auch weitgehend von der Zuverlässigkeit des Personals ab.

In weiterer Folge der Arbeiten zur Optimierung der Färbeverfahren mit Reaktivfarbstoffen wurde gefunden, daß man eine regelmäßige und weitgehend lineare Fixierung des Reaktivfarbstoffs auf den Cellulose-Materialien, und dadurch eine weitere Vervollkommnung der Egalität und Reproduzierbarkeit der Färbungen erhalten kann (auch wenn das Alkali dem Färbebad nicht kontinuierlich und in extrem kleinen Portionen zugegeben wird), wenn dem Färbebad vor der Alkalizugabe ein Alkalimetall-tetraborat (B) zugesetzt wird.

Als Alkalimetall-tetraborate kommen insbesondere Natrium- und Kaliumtetraborat und die entsprechenden Hydrate (Borax, Kernit etc.) in Betracht.

Diese Hilfsmittel (B) werden ebenfalls in Mengen eingesetzt, die in weiten Grenzen, in Abhängigkeit von der gewünschten Farbtiefe, der Qualität des Substrats und der Menge des verwendeten Alkali schwanken. Im allgemeinen fügt man dem Färbebad 0,01 bis 5 g/l, vorzugsweise 0,1 bis 2 g/l zu.

Die Produkte (B) können vom Anfang an, zusammen mit den Produkten (A) in der Färbeflotte vorhanden sein, sie können aber dem Färbebad auch nach der Migrationsphase (Salzphase) zugesetzt werden. Dabei beeinflussen sich die Komponenten A und B bis zu einem gewissen Maß gegenseitig: Fügt man mehr Produkt A zu, kann die Menge an Produkt B verringert werden.

Im Zuge der vorliegenden Arbeiten wurde schließlich auch gefunden, daß man stabile wäßrige Lösungen der erfindungsgemäß einzusetzenden Hilfsmittel (A) und (B) herstellen kann, beispielsweise Lösungen, die aus 1 bis 50%, vorzugsweise 15 bis 45% (A), 1 bis 50%, vorzugsweise 3 bis 35% (B), 0 bis 30% eines Lösungsmittels, bzw. hydrotropen Mittels und den Rest auf 100%, Wasser bestehen, wobei die angegebenen Prozente Gewichtsprozente sind.

Die Menge der zuzugebenden Lösungsvermittler hängt von der Löslichkeit der zugegebenen Tetraborate ab. Da Borax z. B. schwerer löslich ist als Kaliumtetraborat, ist zu empfehlen, bei der Anwendung von Borax auch größere Mengen, z. B. 20 bis 30%, sonst z. B. nur etwa 2 bis 15% Lösungsvermittler zu verwenden.

Als Beispiele für geeignete Lösungsvermittler, bzw. hydrotrope Mittel können Carbonylverbindungen (Harnstoff, Thioharnstoff), Alkohole, Glykoläther und Ester (Methanol, Äthanol, Butanol, Glycerin, Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Sorbit, Glycerinacetat, Monoäthylglykoläther, Monobutylglykoläther, Monoäthyldiglykoläther, Monobutyldiglykoläther), heterocyclische Verbindungen (Butyrolacton, N-Methylpyrrolidon) und Dicyandiamid genannt werden.

Bevorzugte Präparationen sind z. B.:

(I) 17,6% eines Kondensationsproduktes von sulfoniertem Ditolyläther,
30,0% Borax (Natriumtetraborat · 10 H₂O),
30,0% Glycerin und
21,0% Wasser.

(II) 22,0% eines Kondensationsproduktes von sulfoniertem Ditolyläther,
24,0% Kaliumtetraborat-Tetrahydrat,
10,0% Glycerin,
1,5% Harnstoff und
42,5% Wasser.

(III) 40,0% eines Kondensationsproduktes von sulfoniertem Ditolyäther,
4,0% Borax (Natriumtetraborat · 10 H₂O),
2,8% Harnstoff,
7,8% Ammoniumsulfat,
0,8% Polyacrylsäure* (Molekulargewicht ca. 5000)
0,8% Diäthylentriaminpenta(methylenphosphonsäure)-Na Salz*
43,8% Wasser.

Die mit (*) bezeichneten Produkte sind Komplexbildner. Sie werden üblicherweise dem Färbebad zugesetzt, um die Ausfällung von unlöslichen Verbindungen (z. B. CaCO₃) auf dem Substrat zu verhindern und sie ermöglichen den Einsatz von härteempfindlichen Farbstoffen in Hartwasser.

Die angegebenen Prozente sind Gewichtsprozente. Als Kondensationsprodukte von sulfoniertem Diphenyläther kommen vorzugsweise die aus der CH-PS 6 60 828 bekannten Produkte, insbesondere das gemäß Beispiel 1 dieser Patentschrift erhaltene Verbindungsgemisch in Betracht.

Diese Präparationen werden den Färbebädern von Anfang an, vorzugsweise vor der Farbstoffzugabe, allgemein in Mengen von 0,1 bis 10,0 g/l, vorzugsweise von 0,1 bis 5 g/l, zugesetzt.

Als Salze kommen die für das Färben mit Reaktivfarbstoffen üblichen Produkte, insbesondere Natriumchlorid oder Natriumsulfat, in Betracht. Bevorzugte Alkaliverbindungen sind z. B. Natriumhydroxid, -carbonat, -silikat oder -phosphat, insbesondere Natriumcarbonat und Natriumhydroxid.

Zweckmäßigerweise wird das Salz in Mengen von 1 bis 200 g/l, vorzugsweise von 1 bis 100 g/l, insbesondere von 5 bis 80 g/l, und das Alkali in Mengen von 0,1 bis 50 g/l, vorzugsweise von 0,2 bis 20 g/l, eingesetzt.

Das erfindungsgemäße Färbeverfahren wird vorteilhafterweise bei einem Flottenverhältnis von 1 : 1 bis 1 : 100, vorzugsweise von 1 : 4 bis 1 : 30, durchgeführt. Das erfindungsgemäße Färbebad wird mit den Reaktivfarbstoffen und gegebenenfalls weiteren Hilfsmitteln, z. B. Dispergatoren, Emulgatoren, Weichmachern und ähnlichen, in dem Färber geläufigen, üblichen Mengen, beschickt. Geeignete Reaktivfarbstoffe sind die, mindestens eine faserreaktive Gruppe aufweisenden Farbstoffe der Azo-, Anthrachinon-, Metallkomplex- und Phthalocyaninreihe, vor allem wasserlösliche Farbstoffe, die im Temperaturbereich von 20 bis 100°C bei einem pH von 8 bis 12,5 nach dem Ausziehverfahren fixiert werden. Die hier bevorzugten Reaktivfarbstoffe enthalten mindestens eine Mono- oder Dichlortriazinyl-, Monofluortriazinyl-, Mono- oder Difluorpyrimidin-, Fluorchlorpyrimidin-, Dichlorchinoxalin-, Methylsulfonchlormethylpyrimidin- oder Sulfatoäthylsulfonylgruppe, wie sie z. B. aus dem Colour Index bekannt sind. Das Färben wird im allgemeinen bei Temperaturen von 20 bis 100°C, bei pH-Werten von 8 bis 12,5 durchgeführt.

Die erfindungsgemäß verwendeten Produkte (A) und (B) werden vorzugsweise zu Beginn der Färbebad-Zubereitung eingebracht. Das Salz wird dann entweder vor dem Farbstoff oder, vorzugsweise in fester Form oder als konzentrierte wäßrige Lösung, nach dem Farbstoff, in das Färbebad eingebracht. Nach der Salzphase wird dem Färbebad das Alkali, vorzugsweise in Form einer wäßrigen Lösung, portionenweise zugegeben. Nach der Alkalizugabe kann das Färbeverfahren, gegebenenfalls nach Temperaturerhöhung, noch etwa 5 bis 60 Minuten weitergeführt werden. Abschließend wird dann das Substrat auf übliche Weise fertiggestellt.

Die erfindungsgemäß behandelbaren Textilmaterialien können aus natürlicher oder regenerierter Cellulose bestehen, bzw. in Mischung mit synthetischen Fasern, z. B. Polyester, vorliegen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist u. a. besonders für das Färben aufgespulter Garne, die leicht zu nicht reproduzierbaren, unegalen Färbungen neigen, geeignet.

Das erfindungsgemäße Färbeverfahren kann praktisch in jeder für das Ausziehfärben geeigneten Färbeanlage, z. B. Garnfärbemaschinen, Jigger, Jet-Färbeanlage etc., durchgeführt werden. Man kann in sogenannter kurzer oder langer Flotte färben.

In den folgenden Beispielen bedeuten die Teile Gewichtsteile und die Prozente Gewichtsprozente. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.

Beispiel 1

In 1600 Teile einer wäßrigen Flotte, die 0,5 Teile des Kondensationsproduktes aus sulfoniertem Ditolyäther (Herstellung gemäß Beispiel 1 der CH-PS 6 60 828), 0,6 Teile Borax und 100 Teile Glaubersalz enthält, die auf 40° erwärmt wurde, werden 100 Teile Baumwollgewebe eingetragen. Man fügt dem Bade eine Lösung von 3,3 Teilen C.I. Reactive Red 147 in 100 Teilen Wasser zu, und läßt die Apparatur, immer bei 40°, 30 Minuten laufen. Dann werden, in Zeitabständen von jeweils 5 Minuten, 5mal je 7 Teile einer NaOH-Lösung 2,5% zugegeben und die Färbung noch weitere 40 Minuten bei 40° durchgeführt. Nach der üblichen Fertigstellung erhält man eine sehr egale, reproduzierbare Rotfärbung.

Zum Vergleich wurde eine zweite Färbung, nach demselben Verfahren, aber ohne die erfindungsgemäß verwendeten Produkte, hergestellt. Der jeweilige Fixiergrad, in Abhängigkeit von der Fixierzeit ist in der folgenden Tabelle 1 angegeben.

Tabelle 1

Beispiel 2

Verfährt man wie im Beispiel 1 angegeben, setzt aber an Stelle der 3,3 Teile C.I. Reactive Red 147 die gleiche Menge C.I. Reactive Blue 209 ein, erhält man eine perfekt egale und reproduzierbare Blaufärbung. Die Fixierwerte der so erhaltenen Färbung und einer ohne erfindungsgemäße Hilfsmittel hergestellten Färbung sind in der folgenden Tabelle 2 angegeben.

Tabelle 2

Beispiel 3

In 1600 Teile einer auf 40° erwärmten wäßrigen Flotte, die 2 Teile des Präparates I (oben) und 100 Teile Glaubersalz enthält, werden 100 Teile Baumwollgewebe eingetragen. Man versetzt das Bad sodann mit 100 Teilen einer wäßrigen Lösung von 1,1 Teilen C.I. Reactive Yellow 125 und läßt den Apparat 30 Minuten, immer bei 40°, laufen. Dann werden, in Zeitabständen von jeweils 5 Minuten, 5mal je 5 Teile einer 2,5%igen wäßrigen NaOH-Lösung zugegeben, und die Färbung noch weitere 40 Minuten bei 40° durchgeführt. Nach der Fertigstellung auf übliche Weise erhält man eine sehr egale, reproduzierbare Gelbfärbung.

Die Fixierwerte der so erhaltenen Färbung und einer ohne erfindungsgemäße Hilfsmittel hergestellten Färbung sind in der folgenden Tabelle 3 angegeben.

Tabelle 3

Beispiel 4

In 1600 Teile einer auf 60° erwärmten wäßrigen Flotte, die 2 Teile des Präparates III (oben) und 120 Teile Glaubersalz enthält, werden 100 Teile eines Baumwollgewebes eingetragen. Man versetzt das Bad mit 100 Teilen einer wäßrigen Lösung von 3,1 Teilen C.I. Reactive Blue 52 und heizt auf 98°, bei welcher Temperatur 30 Minuten gefärbt wird. Danach fügt man in Zeitabständen von jeweils 5 Minuten, fünfmal je 6,4 Teile einer 5%igen wäßrigen NaOH-Lösung zu und setzt das Färben, nach Abkühlung auf 40°, weitere 40 Minuten fort. Nach dem Waschen, Spülen und Trocknen, nach üblichen Verfahren, erhält man eine perfekt egale, reproduzierbare Blaufärbung. Die Fixierwerte der so erhaltenen Färbung und einer ohne erfindungsgemäßes Hilfsmittel hergestellten Färbung sind in der folgenden Tabelle 4 angegeben.

Tabelle 4

Mit etwa demselben Erfolg können, entsprechend den Arbeitsvorschriften der Beispiele 1 bis 4, die übrigen Präparationen (I, II und III) sowie ähnliche Präparationen mit sulfoniertem Diphenyläther oder einem Polydiphenylsulfon (z. B. Nylofixan P, mit Ammoniak neutralisiert) eingesetzt werden.

Claims

1. Verfahren zum Färben von Cellulosetextilmaterial mit Reaktivfarbstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man den Färbebändern vor dem Färben (A) ein oder mehrere Kondensationsprodukte von (A1) sulfoniertem Diphenyläther oder sulfoniertem Ditolyläther oder (A2) von Diphenylsulfonen und Formaldehyd zusetzt.

2. Verfahren zum Färben von Cellulosetextilmaterial mit Reaktivfarbstoffen, gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Färbebändern vor der Alkalizugabe (B) ein Alkalimetall-tetraborat zusetzt.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Färbebändern die Produkte (A) und (B) gemeinsam, vor dem Färben zusetzt.

4. Wäßrige Färbebad-Zusätze, enthaltend 1 bis 50% eines oder mehrerer Kondensationsprodukte von sulfoniertem Diphenyläther, sulfoniertem Ditolyäther und/oder von Polydiphenylsulfon, 1 bis 50% eines Alkalimetall-tetraborats und 0 bis 30% eines Lösungsvermittlers, bzw. hydrotropen Mittels, wobei die angegebenen Prozente Gewichtsprozente sind.