DE4315933A1

DE4315933A1 - Nachbehandlung von gefärbten Fasermaterialien

Info

Publication number: DE4315933A1
Application number: DE19934315933
Authority: DE
Inventors: Josef Dr Navratil
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1992-05-14
Filing date: 1993-05-12
Publication date: 1993-11-18

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung der Migration von Farbstoffen während des Trocknungsvorgangs.

Wird ein Fasergewebe in einer Flotte gefärbt, so muß es anschließend getrocknet und der Farbstoff auf der Faser fixiert werden. Aufgrund der Kapillarkräfte wandert der oder die verwendeten Farbstoffe, bei der Trocknung der gefärbten Faser, zu den jeweiligen Ober flächen, wo er sich anreichert. Dieser Vorgang wird als Migration bezeichnet. Durch diese Migration entstehen Unegalitäten in Stärke und Nuance. Bei der Verwendung von mehreren Farbstoffen ist besonders auch die Nuance stark von den Trocknungs bedingungen abhängig, da die einzelnen Farbstoffe in der Kombination unterschiedlich stark migrieren. Dieser Effekt ist für die Produktionsbetriebe ein großes Problem, da Färbungen aus Labor und Produktion unterschiedliche Nuancen ergeben. Entsprechende Probleme treten insbesondere beim Färben von Fasermaterialien nach dem Foulard-, Klotz- oder Pad-Verfahren auf, wo das Fasermaterial zunächst mit Farbstofflösung getränkt bzw. imprägniert, dann getrocknet und schließlich der Farbstoff auf der Faser fixiert wird.

Um dieses Problem zu vermindern, können einerseits Verdicker dem Farbstoff beigemengt werden, andererseits ist man bei der gleichzeitigen Färbung mit mehreren Farbstoffen darauf angewiesen, daß die verwendeten Farbstoffe alle gleich schnell migrieren, was zu einer Einschränkung in der Wahl der möglichen Farbstoffe führt. Auch im letzteren Fall sind jedoch die Unegalitäten besonders dann feststellbar, wenn bei mechanischer Beanspruchung (Abrieb, Falten) das unter der Gewebeoberfläche liegende gefärbte Material zutage tritt.

Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man die Migration verhindern kann, wenn man das Fasermaterial nach dem Färben und vor dem Fixieren des Farbstoffes durch Sublimation trocknet.

Es ist dabei wichtig, daß der Trocknungsprozeß in Abwesenheit einer flüssigen Phase abläuft. Das gefärbte Fasermaterial wird deshalb gefriergetrocknet. Dazu kühlt man das gefärbte Fasermaterial auf eine Temperatur von z. B. unter 0°C, leitet die Sublimationswärme zu und sublimiert das Eis, zur Beschleunigung des Verfahrens bevorzugt unter reduziertem Druck, ab.

Bevorzugt findet diese Gefriertrocknung unter Einsatz von Umluft statt, wobei die zirkulierende Luft durch einen Kondensor geleitet werden kann. Die Gefriertrocknung kann dabei kontinuierlich oder im Batchverfahren erfolgen.

Als Fasermaterialien kommen alle Materialien in Betracht, bei denen es während des Trocknungsvorgangs durch die Kapillarkräfte zu einer Migration kommt. Als Beispiele seien regenerierte oder natürliche Cellulose wie Zellwolle, Viskoseseide, Hanf, Leinen, Jute oder Baumwolle; Polyester und Polyamid sowie Mischgewebe wie Polyamid/Baum wolle und Polyester/Baumwolle genannt. Besonders betroffen sind hierbei Faser materialien die aus Polyester, Baumwolle oder aus einen Mischgewebe davon bestehen.

Das Fasermaterial ist in jeglicher Form verwendbar, wie z. B. als Flocke, Garne, Kreuzspulen, Garnstränge und vorzugsweise als Gewebe, Gewirke oder Filze.

Die Färbung der Fasermaterialien erfolgt z. B. nach einem Ausziehverfahren oder vorzugsweise nach einem Foulardier-Verfahren. Als Foulardierverfahren kommen besonders das Pad-Dry-Pad-Steam-Verfahren, Pad-Thermofixverfahren, Thermosolverfahren oder das Einbad-Zweistufen-Verfahren für Polyester/Baumwoll-Mischgewebe in Frage.

Das oben genannte Fasermaterial wird dazu in einem Färbebad gefärbt,

b) die überschüssige Flüssigkeit entfernt,
c) das Gewebe gefriergetrocknet und
d) der Farbstoff auf der Faser fixiert.

Die Menge der verwendeten Farbstoffe richten sich nach der gewünschten Farbtiefe. Im allgemeinen werden Mengen von 0,1 bis 100 g/l Flotte, insbesondere 5 bis 40 g/l Flotte verwendet.

Als Farbstoffe kommen z. B. Küpen-, Leukoküpen-, Schwefel-, Direkt-, Dispersions- oder Reaktivfarbstoffe in Frage.

Die Färbung des Fasermaterials erfolgt bevorzugt mit Direkt-, Dispersions- oder Reaktiv farbstoffen. Beispiele für Direktfarbstoffe finden sich z. B. im Colour Index, 3. Auflage (1971) Band 2 auf den Seiten 2005 bis 2478 und im Band 6 (revidierte 3. Auflage 1975) auf den Seiten 6103 bis 6127. Beispiele für Dispersionsfarbstoffe finden sich z. B. im Colour Index, 3. Auflage (1971) Band 2 auf den Seiten 2479 bis 2740 und im Band 6 (revidierte 3. Auflage 1975) auf den Seiten 6129 bis 6220. Beispiele für Reaktivfarbstoffe finden sich z. B. im Colour Index, 3. Auflage (1971) Band 3 auf den Seiten 3391 bis 3560 und im Band 6 (revidierte 3. Auflage 1975) auf den Seiten 6265 bis 6345.

Die nach dem Färben im Färbebad anhaftende überschüssige Flüssigkeit kann dabei durch Abquetschen entfernt werden, um möglichst kurze Gefriertrocknungszeiten zu erhalten.

Je nach dem verwendeten Farbstoff können dem Färbebad Schaumverhütungsmittel, Egalisiermittel und/oder Dispergiermittel zugesetzt werden. Als Dispergiermittel kommen z. B. die Additionsprodukte von Ethylenoxid, Propylenoxid oder einer Mischung von beiden mit

a) einem niedermolekularem Polyol,
b) einem gesättigten oder ungesättigten Fettalkohol mit 8 bis 26 C-Atomen,
c) einem Alkylphenol mit 4 bis 12 C-Atomen im Alkylrest, oder
d) einem Hydroxybiphenyl,
e) einem gesättigten oder ungesättigten Fettamin mit 8 bis 26 C-Atomen,
f) einer gesättigten oder ungesättigten Fettsäure mit 8 bis 26 C-Atomen, oder
g) einem gesättigten oder ungesättigten Fettsäureamid mit 8 bis 26 C-Atomen im Fettsäure- und 1 bis 10 C-Atomen im Amidsubstituenten in Frage.

Die so erhaltenen Anlagerungsprodukte können zusätzlich sulfatiert oder phosphatiert sein.

Desweiteren können Ligninsulfonate, Polyphosphate und Formaldehyd-Kondensations produkte aus aromatischen Sulfonsäuren, Formaldehyd und gegebenenfalls mono- oder bifunktionellen Phenolen verwendet werden.

Die Färbebäder können einen oder mehrere der oben genannten Dispergatoren enthalten. Als weitere Zusätze zum verwendeten Farbstoff können die üblichen Zusätze verwendet werden. Beispiele dafür sind Elektrolyte, wie Natrium- und Ammoniumsulfat, Natrium- und Ammoniumnitrat, Phosphate, Metallchloride oder -nitrate, wie Natriumchlorid, Calciumchlorid, Magnesiumchlorid; Mineralsäuren wie Schwefel- und Phosphorsäure, oder niedere aliphatische Carbonsäuren wie Ameisen-, Essig- oder Oxalsäure; sowie Alkalien oder Alkalispender und Komplexbildner.

Die Färbung erfolgt bevorzugt aus der wäßrigen Flotte bei Temperaturen bis zu 100°C unter Normaldruck bzw. bei Temperaturen bis zu 140°C, unter Überdruck, in druckbeständigen Apparaturen.

Wird das Fasermaterial nach einem Foulard-Verfahren gefärbt, was bevorzugt ist, so stellt man zweckmäßigerweise zunächst die Klotzflotte durch Lösen des Farbstoffes bzw. Zusatz der flüssigen Farbstofformulierung sowie gegebenenfalls durch Zugabe von Hilfsmitteln, wie sie z. B. oben erwähnt sind, her. Das Aufbringen der Flotte auf das Gewebe erfolgt im allgemeinen bei gewöhnlicher bis mäßig erhöhter Temperatur, d. h. bei einer Temperatur von 15 bis 40°C, und vorzugsweise bei Raumtemperatur. Nach der Gefriertrocknung kann die Farbstoff-Fixierung nach üblichen Verfahren, z. B. mit Dampf (Pad-Steam-Verfahren) oder durch Verweilen lassen bei gewöhnlicher bis mäßig erhöhter Temperatur, d. h. bei einer Temperatur von z. B. 15 bis 40°C (Kaltverweilverfahren) erfolgen. Die Färbung wird dann in üblicher Weise, z. B. durch Auswaschen und Trocknen, fertiggestellt.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind die mittels des Verfahrens erhaltenen gefärbten Fasermaterialien. Sie weisen eine hohe Egalität und Abriebechtheit auf.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung.

Beispiele

Die in den Beispielen angegebene Migration wird durch die Sandwichmethode bestimmt. Dazu werden zwei Substratstücke foulardiert und danach aufeinander gelegt. Das so erhaltene Sandwich wird dann weiterbehandelt. Zur Messung der Migration wird danach das Sandwich geöffnet und Farbstärke, Nuance sowie die Reinheit durch Remissions messung bestimmt. Die Migration berechnet sich dabei aus der Formel (A):

Beispiel 1

Ein Mischgewebe aus 67% Polyester und 33% Baumwolle wird auf einem Foulard mit einem Abquetscheffekt von 46% Flottenaufnahme mit einer Klotzflotte, die 20 g/l eines Farbstoffes der Formel (I)

und 1 g/l eines Netzmittels (Invadin LU® enthält, imprägniert. Danach wird zweimal abgequetscht und zwei Lagen zu einem Sandwich zusammengelegt. Das Gefriertrocknen des Sandwiches erfolgt über 3 Stunden bei 0,02 Torr, wobei die Temperatur von anfangs -35°C auf 20°C erhöht wird. Der Farbstoff wird auf dem so erhaltenen trockenen Gewebe während 60 Sekunden bei 220°C fixiert und danach das Sandwich geöffnet.

Zur reduktiven Reinigung werden die beiden Sandwichteile für 20 Minuten bei 80°C in ein Bad mit
5 ml/1 Natronlauge (36%),
2 g/l Natriumhydrosulfit.
1 g/l Waschmittel (Eriopon OL®)
gegeben, anschließend heiß und kalt gespült, kurz geschleudert und im Trockenschrank bei 70°C getrocknet. Zur Herstellung des Polyesterskelettes wird der Baumwollanteil bei 40°C in 60%iger Schwefelsäure aufgelöst, dann ausgewaschen und schließlich getrocknet.

Die Migration berechnet sich nach der Formel (A) zu 1-9%.

Beispiel 2

Es wird wie in Beispiel 1 verfahren, mit dem Unterschied, daß eine Mischung der Farbstoffe der Formeln (II, III, IV und (V))

in einer Konzentration von 38 g/l verwendet wird.

Die Migration berechnet sich nach der Formel (A) zu 3-6%.

Beispiel 3

Es wird wie in Beispiel 1 verfahren, mit dem Unterschied, daß eine Mischung der Farbstoffe der Formeln (VI und VII)

in einer Konzentration von 9 g/l verwendet wird.

Die Migration berechnet sich nach der Formel (A) zu 4-14%.

Beispiel 4

Ein Baumwollgewebe wird auf einem Foulard mit einem Abquetscheffekt von 70% Flottenaufnahme mit einer Klotzflotte, die 5 g/l eines Farbstoffes der Formel (VIII)

1 g/l Netzmittel (Invadin LU®)
2 g/l Antireduktionsmittel (Lyoprint RG®)
25 g/l Harnstoff und
20 g/l Soda

enthält, imprägniert. Danach wird das Gewebe zweimal abgequetscht, zu einem Sandwich zusammengelegt und, wie in Beispiel 1 beschrieben, gefriergetrocknet. Danach wird der Farbstoff, auf dem so erhaltenen trockenem Gewebe, für 60 Sekunden bei 160°C fixiert und das Sandwich geöffnet.

Zur Reinigung werden die beiden Sandwichteile gespült, geseift, nochmals gespült und getrocknet.

Die Migration berechnet sich nach der Formel (A) zu weniger als 6%.

Beispiel 5

Es wird wie in Beispiel 4 verfahren, mit dem Unterschied, daß zusätzlich 10 g/l eines Farbstoffes der Formel (IX)

der Färbeflotte zugesetzt wird.

Die Migration berechnet sich nach der Formel (A) zu 0-4%. Der Unterschied in der Nuance beträgt 0,1-0,3 und in der Reinheit 0,1-0,7.

Claims

1. Verfahren zur Verhinderung der Migration in gefärbtem Fasermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß man das Fasermaterial nach dem Färben und vor dem Fixieren des Farbstoffes durch Sublimation trocknet.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial mittels eines Foulardierverfahrens gefärbt wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gefärbte Fasermaterial gefriergetrocknet wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefriertrocknung unter reduziertem Druck durchgeführt wird.

5. Verfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gefriertrocknung unter Einsatz von Umluft durchgeführt wird.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zirkulierende Luft durch einen Kondensor geleitet wird.

7. Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasermaterialien aus Polyester, Baumwolle oder aus einen Mischgewebe davon besteht.

8. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

a) ein Fasermaterial aus Baumwolle, Polyester oder einem Baumwoll-Polyester- Mischgewebe in einem Färbebad gefärbt,
b) überschüssige Flüssigkeit entfernt,
c) das Fasermaterial gefriergetrocknet und
d) der Farbstoff auf der Faser fixiert wird.

9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Färbebad ein oder mehrere Netzmittel zugesetzt werden.

10. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Küpen-, Leukoküpen-, Schwefel-, Direkt-, Dispersions- oder Reaktivfarbstoffe verwendet werden.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Dispersions- oder Reaktivfarbstoffe verwendet werden.

12. Das nach dem Verfahren gefärbte Fasermaterial.