DK148716B - Fremgangsmaade til farvning af cellulosefiberholdige, opviklede tekstilmaterialer ved udtraekningsmetoden - Google Patents

Description

χ 148716 o

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til farvning af opviklede tekstilmaterialer af cellulosefibre eller af blandinger, der indeholder sådanne fibre, med opløselige svovl-, leukokypeester-, reaktiv- eller direktfarvestoffer 5 eller med opløseliggjorte kype- eller svovlfarvestoffer ved udtrækningsmetoden ved temperaturer på 30-135°C, ved hvilken fremgangsmåde de opviklede materialer opvarmes i en farve-beholder før farvningen, befries for indesluttet luft og umiddelbart derefter bringes i kontakt med den samlede farveflotte, 10 som i en blandingsbeholder separat er opvarmet til omtrent farvetemperatur og er sat under et relativt overtryk på 3 til 10 atm, ved at farveflotten fra blandingsbeholderen overføres til farvebeholderen, efter at der i begge beholdere har indstillet sig en temperatur på 100°C eller derover, hvorpå 15 farvningen føres til ende ved cirkulation af farveflotten.

En sådan fremgangsmåde til farvning af opviklede tekstilmaterialer ud fra syntetiske fibre med vanduopløselige dispersionsfarvestoffer er foreslået i DE-patentskrift nr. 23 31 669.

20 Fra DE-offentliggørelsesskrifterne nr. 17 85 278 og 22 03 401 kendes en fremgangsmåde til farvning af opviklede tekstilmaterialer ved udtrækningsmetoden ved temperaturer på 100° eller derover, ved hvilken de opviklede materialer opvarmes og befries for indesluttet luft i en farvebeholder før 25 farvningen, hvorpå de umiddelbart efter bringes i kontakt med den. samlede farveflotte, som i en blandingsbeholder separat er opvarmet til omtrent farvetemperatur og er sat under et relativt overtryk på op til 10 atm, idet farveflotten fra blandingsbeholderen overføres i farvebeholderen, hvorpå far-30 vebehandlingen føres til ende ved cirkulation af farveflotten. Karakteristisk for den kendte teknik er, at behandlingsbeholderens og tekstilmaterialets befrielse for luft opnås ved hjælp af et vakuum. Dette sker med den hensigt, at den varme behandlingsflotte skal kunne overføres fra blandingsbeholde-35 ren til farvebeholderen med mindst mulig modstand og hurtigst muligt. Da man i anlæg i teknisk målestok kun kan opnå et del- o 2 14871$ vist vakuum ved hjælp af vakuumpumper, bliver der et tryk tilbage, som giver en vis modstand. Desuden fører et vakuum nødvendigvis til en stærk afkøling af det samlede system på grund af luftens udvidelse og fordampningen af fugtighed fra 5 materialet eller fra vedhæftende flotte. Dette er også tilfældet, selv om systemet (apparat og tekstilmateriale) er forvarmet før evakueringen, f.eks. ved hjælp af vanddamp. Der opstår et væsentligt temperaturfald mellem vare og farveflot-te, hvilket fører til store uensartetheder i farvning ved den 10 hurtige kontakt.

Denne ulempe er i FR-patentskrift nr. 1.067.236 forsøgt afhjulpet ved en yderligere opvarmning af det våde tekstilmateriale ved hjælp af højfrekvensstrøm.

Til grund for den foreliggende opfindelse ligger den 15 opgave at forbedre den kendte HT (højtryks)-udtrækningsmetode, således at der kan opnås særdeles gode farvninger på cellulosefibre eller blandinger, som indeholder disse, med opløselige farvestoffer eller opløseliggjorte kype- eller svovlfarvestoffer, også med kombinationer af farvestoffer, som ellers 20 er vanskelige at farve med, samtidig med at der kan opnås en væsentlig forkortelse af farvetiden.

Denne opgave er løst ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, som er ejendommelig ved, at opvarmningen og afluftningen af de opviklede materialer sker ved, at de umiddelbart 25 før overføringen af farveflotten indsættes for en atmosfære af varm damp, som har en temperatur på 100-120°C, og at farveflotten via stort dimensionerede rørledninger i løbet af 3-60 sekunder ledes samtidigt såvel indefra som udefra ind i de opvarmede materialer imod trykket af den luftfrie atmos-30 fære af varm damp»

Den foreliggende opfindelses princip består i, at en farveflotte anbringes i en HT-beholder med de valgte tryk-og temperaturbetingelser og derfra ved hjælp tryk (trykdamp, trykluft, pumpetryk) ledes over i en anden autoklav, der er 35 fyldt med damp samt med de opviklede emner af cellulosefibre, f.eks. opspolede garner eller stykvareruller på farvebomme.

o 3 148716

Dette sker således, at man via tilsvarende stort dimensionerede rørledninger, pumper og en fordelerventil presser flotten samtidigt såvel indefra som udefra ind i de opviklede emner. På denne måde lykkes det at fordele flotten ensartet i 5 det materiale, der skal farves, på ekstremt kort tid uden deformering af ruller og garner. Til dette kræves der almindeligvis tidsrum på mindre end 60 sekunder, for det meste endog mindre end 30 sekunder. Denne hurtige "indskydning" af far-veflotten opnås ved et højt tryk på blandingsbeholdersiden 10 (trykforskel 3-10 atm), hvilket ifølge opfindelsen mest hensigtsmæssigt frembringes ved hjælp af trykluft. Farvebe-holderen befries i forvejen for indesluttet luft med trykdamp, og varen forvarmes samtidigt. Tekstilmaterialet kan være tørt eller forvasket, hvilket kan foregå i selve farve-15 beholderen.

Farvebeholderen er tryktæt, godt isoleret og forsynet med en varmeveksler med høj kapacitet for at kunne holde farvetemperaturen konstant.

Selve flotten opvarmes i blandingsbeholderen til tem-2o peraturer mellem 100 og 135°C svarende til de anvendte farvestofklasser og presses derpå ind i den dampfyldte farvebehol-der. Inden for rammerne af denne proces kan farvebeholderen, for så vidt der hersker en tilsvarende forskel i trykket, også fyldes fuldstændigt ved lukket ventil, fordi den i for-25 vejen tilstedeværende damp kondenserer med stigende tryk.

En særlig udførelsesform for fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at de opviklede materialer udsættes, for en atmosfære af mættet vanddamp, og at farvebeholderen til forøgelse af det relative overtryk er tilslut-30 tet et blokerbart kondensationsanlæg. Derved udvikles der ligeledes en relativ trykforskel, hvorved det igen er muligt at fylde farvebeholderen helt med farvestoftilberedningen ved lukket afluftningsventil.

Efter at den samlede farveflotte befinder sig i farve-35 beholderen, altså efter afsluttet indskydning, pumpes farve-badet ved hjælp af en cirkulationspumpe skiftevis indefra 4 148716 o og udefter og udefra og indefter gennem materialerullen.

Den valgte farvetemperatur opretholdes samtidigt. Fra nu af sker den endelige fiksering af farvestoffet på kort tid. Ved de under disse temperaturbetingelser høje udtrækningshastig-5 heder er det fordelagtigt at arbejde med tilstrækkelig høje transportydelser af pumpen. Ved 40 - 60 liter/kg/min fremkommer der gode farveresultater. Ved farvestoffer eller farvestofkombinationer, der er vanskeligere at farve egalt med, skal der arbejdes med en transportydelse på mere end 60 li-10 ter/kg/min.

Ved det ejendommelige træk, at den samlede farveflotte føres ind i farvebeholderen med stor hastighed og ind i det mere eller mindre tørre materiale i form af opviklede emner, adskiller fremgangsmåden sig fra de hidtil gennemførte 15 normal-farveprocesser, der sammen med deres fremgangsmådeva rianter er blevet grundigt behandlet i litteraturen. Ifølge opfindelsen bringes altså f.eks. ikke kun en del af farve-flotten eller en koncentreret farvestofopløsning ind i farvebeholderen, men den samlede farveflotte presses ind næsten 20 slagagtigt. At der kan opnås egale farvninger under disse betingelser har ikke været forudseeligt.

Det kunne ikke forventes, at farvestofopløsningerne ved sådanne temperaturer og trykforskelle stadig er egnede til indtrængning i opviklede emner på grund af fibrenes ter-25 miske og fysiske egenskaber.

Den kendsgerning, at farvestoffernes udtrækningsevne kan udnyttes fuldstændigt ved de anvendte høje temperaturer, viser sig at være en væsentlig fordel ved den her omhandlede fremgangsmåde.

30 Farvningernes gode egalitet opnås derved, at det ved den her omhandlede fremgangsmåde lykkes at gennemføre indskydningen af flotten ekstremt hurtigt og dermed bringe varen i kontakt med den straks og på ethvert sted og derpå videre-farve umiddelbart under stærk flotteomhvirvling.

35 Som farvestoffer anvendes ifølge fremgangsmåden de gængse handelsmærker i pulverform eller som flydende præpa- 5 U8716 o rater. Her drejer det sig især om kype-, svovlkype-, svovl-, opløselige svovl-, leukokypeester-, reaktiv- og direktfarve-stoffer. Sådanne farvestoffer er beskrevet i Colour Index, 3. oplag, under klassebetegnelsen "Vat Dyes", "Solubilised Sul-5 phur Dyes", "Solubilised Vat Dyes", Reactive Dyes" samt "Direct Dyes".

Egnede til gennemførelsen af den her omhandlede fremgangsmåde er samtlige cellulosefiberarter i enhver forarbejdningsform.

10 Ved farvningen af cellulosefibre og deres blandinger med polyesterfibre og andre syntetfibre, f.eks. polyacrylo-nitril-, polyamid- og modificerede polyesterfibre, kræves der ingen yderligere tilsætninger udover egaliseringsmidler og kemikalierne til pH-værdiindstilling samt til opløsning 15 af farvestofferne. Såvel tørt som vådt materiale kan behand les.

Det er vigtigt til opnåelse af en egal farvning, at flottecirkulationen ikke afbrydes ved omskiftningen, hvilket, som det er alment kendt, opnås ved en firevejsomskifter eller 20 en ventilregulering.

Den udslaggivende forskel mellem opfindelsens princip og den fra DE-offentliggørelsesskrifterne nr. 17 85 278 og 22 03 401 kendte teknik er den, at behandlingsbeholderen ikke evakueres, men fyldes med højtryksdamp (mættet damp) af 25 omtrent samme farvetemperatur, som anvendes ved den efterfølgende farveproces, indtil temperaturen er udlignet. I behandlingsbeholderen er der altså altid en dampatmosfære. Ved den hurtige overledning af farveflotten, som ligeledes står under et højt tryk, fra blandingsbeholderen til behandlings-30 beholderen kondenseres dampen i sidstnævnte totalt som følge af trykforskellen, hvorved endog kondensationsvarmen frigøres.

Der sker altså ikke som ved den kendte teknik en så væsentlig temperatursænkning, at den kan virke ødelæggende på egaliteten af farvningen som ovenfor nævnt.

35 6 1A 8716 o

Foruden en forbehandling af materialet med damp til opvarmning af de opviklede emner til farvetemperaturen har ved den her omhandlede fremgangsmåde også den samtidige indskydning udefra og indefra af den forvarmede flotte i det 5 materiale, som skal farves, vist sig at være væsentlig både med hensyn til farvningens ensartethed og til skånsom behand_ ling af materialet. På denne måde er det for første gang blevet muligt at foretage en isotermisk hurtigfarvning på opviklede emner af cellulosefibre med egalt farvningsresultat.

10 I modsætning hertil er den indskudte flottes strøm ningsretning ved den kendte proces udelukkende indefra og udefter i materialet som følge af det opretholdte vakuum og sker svarende til de givne omstændigheder og forskelle i materialets tæthed på forskellig måde og under samtidig 15 ligeledes forskellig afkøling og udtrækning ' af farvestof fra flotten. Resultatet er en uegalitet i farvningen, som ikke mere kan fjernes, først og fremmest ved lyse nuancer.

Meget lyse farvetoner lader sig erfaringsmæssigt overhovedet ikke farve fejlfrit ved vakuummetoden.

20 Disse ulemper undgås ved fremgangsmåden ifølge opfin delsen. Ved forbehandlingen af materialet med damp befries materialet ikke alene for luft, men først og fremmest opvarmes det til farvetemperaturen. Dette sidste gælder også for apparaturet. Dermed er det udelukket, at der kan optræde de 25 temperaturforskelle, som opstår ved tilledning af opvarmede farveflotter ifølge vakuumteknikken, og som meget hurtigt fø-. rer til store affinitetsforskelle, først og fremmest ved temperaturer over 100°C. Ved den her omhandlede fremgangsmåde møder farveflotten overalt samme temperaturbetingelser og af-30 køles ikke lokalt.

Tilfældighederne i strømningen ved vakuummetoden imødegås bevidst ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, ved at farvebadet samtidig trykkes ind såvel indefra som udefra, hvortil kommer, at cirkulationspumpen sættes i gang, endnu 35 medens flotten trykkes ind i det materiale, som skal farves. Følgelig udsættes materialet kun for forskelle i strømnings- o 7 148716 tryk, men ikke for den høje trykforskel mellem blandingsbeholder og vakuum. Trykket i farvebeholderen er alene bestemt af flottens temperatur. Trykforskellen er kun et mål for overtrykket i blandingsbeholderen udover det damptryk, som er 5 givet ved flottens temperatur. Da denne trykforskel virker på de opviklede materialer såvel indefra og udefter som omvendt, sker der ingen materialedeformation.

Eksempel 1 10 Opviklede emner af cellulosefibre anbringes i en far- vebeholder, der er egnet til højtemperaturfarvninger og farvninger ved kogetemperatur. Denne beholder befries derpå for indesluttet luft ved hjælp af mættet vanddamp med en tempera-tur på ca. 105°C svarende til et tryk på 1,2 kp/cm , fyldes 15 med en sådan luftfri varmdampatmosfære, og varen forvarmes på denne måde. Samtidigt forberedes i en tryktæt blandingsbeholder den samlede, til farvningen nødvendige vandige flottemængde, der andrager det 10-dobbelte af varens vægt og - beregnet på vægten af den tørre vare - indeholder 20 1% af kypefarvestoffet "Vat Orange 7" (C.I.-nr. 71105), 33 cmVliter natriumhydroxidopløsning på 38°Bé (32,5%'s) 3 g/liter natriumdithionit og 1 g/liter af et egaliseringshjælpemiddel på basis 25 af kvaternære ammoniumforbindelser.

2

Over flotteniveauet indstilles et tryk på 5,5 kp/cm ved hjælp af trykluft.

Den under tryk stående flotteblanding opvarmes nu til 100°C. Ved åbning af en blokeringsventil i en egnet fordeler-30 ledning lader man den opvarmede flotte løbe ind i farvebeholderen i løbet af 7-10 sekunder. Derved skal indstrømningen af farvestofpræparatet i det opviklede emne ske såvel indefra som udefra. Efter flottecirkulationens begyndelse indstiller der sig en blandingstemperatur på 90°C. Ved afvekslende flot-35 tecirkulation afkøles varen nu til 60°C i løbet af 10 minutter og farves dernæst ved 60°C i 20 minutter. På gængs måde 8 148716 o skylles materialet derpå med vand, oxideres og forsæbes.

Der fås en ensartet orangefarvning.

Eksempel 2 5 Opviklede emner af cellulosefibre anbringes på den i eksempel 1 angivne måde i en fårvebeholder, der er egnet til hø j temperatur-f arvefremgangsmåcJar og farvning ved kogetempera- tur, og befries for indesluttet luft med strømmende damp med o 2 en temperatur på 105°C (svarende til 1,2 kp/cnt ) og opvar-10 mes til dampens temperatur som beskrevet i eksempel 1. Flotte-blandingen sker på samme måde som angivet i eksempel 1, i dette tilfælde dog under anvendelse af 6% af det vandopløselige svovlfarvestof "So lubilised Sulphur Green 9" (C.I.-nr. 53006), 15 1 g/liter af et anionaktivt fugtemiddel på basis af et alkansulfonat, 5 g/liter kalc. natriumcarbonat og 20 g/liter kalc. natriumsulfat.

OVer flotteniveauet indstilles et tryk på 5,5 kp/cm ved 20 hjælp af trykluft.

Den under tryk stående flotteblanding opvarmes nu til· 100°C. Ved åbning af en blokeringsventil i en egnet fordelerledning lader man den opvarmede flotte løbe ind i farve-beholderen såvel udefra som indefra i løbet af 7-10 sekunder.

25 Efter flottecirkulationens begyndelse indstiller der sig dernæst en blandingstemperatur på 90°C. Ved afvekslende flottecirkulation behandles varen nu i 5 minutter ved denne tempe-" ratur.. Dernæst følger en tilsætning af 3 12 cm /liter af en vandig natriumhydrogensulfid-op-30 løsning (21%'s) til farvebadet og en viderebehandling af varen ved 90°C i 30 minutter. Til sidst skylles det farvede materiale på gængs måde med vand, oxideres og skylles på ny.

Der fås en ensartet olivenfarvning.

35 o 9 148716

Eksempel 3

Opviklede emner af cellulosefibre anbringes på den i eksempel 1 angivne måde i en farvebeholder, der er egnet til højtemperatur-farvefremgangsmåder og farvning ved koge- 5 temperatur, og befries for luft med strømmende damp med en o 2 temperatur på 105 C (svarende til 1,2 kp/crn ) og opvarmes til dampens temperatur som beskrevet i eksempel 1. Flotteblandin-gen sker på samme måse som i eksempel 1, i dette tilfælde dog under anvendelse af 10 1% af reaktivfarvestoffet med formlen ^\so2-m-(T~'^-so2-ch2-ch2-o-so3h]2

CuPc \r 1 LS03HJ 2 20 (CuPc = kobberphthalocyanin) 1 g/liter af et anionaktivt fugtemiddel på basis af en blanding af carboxylsyreestere, phosphor-25 syreestere, sæber og oxalkylater af hydroxy- forbindelser, 50 g/liter kalc. natriumsulfat.

Den under tryk satte flotteblanding (5,5 kp/cm ) opvarmes til 100°C. Ved åbning af en blokeringsventil i en eg-30 net fordelerledning lader man den opvarmede flotte løbe ind i farvebeholderen i løbet af 7-10 sekunder, idet indstrømningen af farvestofpræparatet i det opviklede emne sker såvel indefra som udefra. Efter flottecirkulationens begyndelse indstiller der sig en blandingstemperatur på 90°C. Ved afvekslende 35 flottecirkulation behandles varen nu i 5 minutter ved denne temperatur. Derpå følger en tilsætning af 10 148716 o 10 g /liter kale, natriumcarbonat til farvebadet og en viderebehandling af varen ved 90°C i 20 minutter. Derpå skylles det farvede materiale med vand, forsæbes og skylles på ny på gængs måde.

5 Der fås en ensartet turkisfarvning.

Eksempel 4

Opviklede emner af blandinger af polyester- og cellulosefibre (i forholdet 67:33) anbringes i en farvebeholder, 10 der er egnet til højtemperaturfarvninger og farvninger ved kogetemperatur. Denne beholder befries derpå for indesluttet luft ved hjælp af mættet damp med en temperatur på ca. 105°C svarende til et tryk på 1,2 kp/cm , fyldes med en sådan luftfri varmdampatmosfære, og varen forvarmes på denne måde.

15 Samtidig tilberedes i en tryktæt blandingsbeholder den samlede, til farvningen nødvendige flottemængde, der andrager det 10-dobbelte af varens vægt og - beregnet på den tørre vares vægt - indeholder 1% af dispersionsfarvestoffet med formlen 20

H°- \^N=N- ^ ^ -N=N- ^ -OH

25 1,7% af dispersionsfarvestoffet med formlen

OH

0-N=N—r<^Ssvt-CONH -U \\-0CH- Γ I \=J 3 1 o 11 1487 16 2,3% af kypefarvestoffet "Vat Orange 7" (C.I.-nr. 71105), 1 g/liter af et kondensationsprodukt af formaldehyd ,med naphthalensulfonsyre og 3 5 X cm /liter eddikesyre (60%'s) til indstilling af farvebadets pH-værdi på ca. 4,5.

2

Over flotteniveauet indstilles et tryk på 5,5 kp/cm ved hjælp af trykluft.

Den under tryk stående flotteblanding opvarmes nu 10 til 135°C. Ved åbning af en blokeringsventil i en egnet fordelerledning lader man den opvarmede flotte løbe ind i farvebeholderen i løbet af 7-10 sekunder. Her bør indstrømningen af farvestofpræparatet i det opviklede emne ske såvel indefra som udefra. Efter flottecirkulationens begyndelse 15 indstiller der sig derpå en blandingstemperatur på 125°C.

Ved afvekslende flottecirkulation opvarmes varen nu til 135°C og farves i 20 minutter ved denne temperatur. Derpå afkøles varen til 60°C, og der følger en tilsætning af 20 cm3/liter natriumhydroxidopløsning på 38°Bé 20 (32,5% 1 s), 7 g/liter natriumdithionit og 10 g/liter kalc. natriumsulfat til farvebadet samt en viderebehandlingstid for tekstilmaterialet på 30 minutter ved 60°C.

25 Efter gængs efterbehandling, såsom skylning, oxida tion og forsæbning, fås en ensartet orangefarvning på begge fiberkomponenter i blandingen, på polyesterfibrene med dispersionsfarvestofferne og på cellulosefibrene med kypefarvestoffet.

30

Eksempel 5

Opviklede emner af polyesterfibre og cellulosefibre i et blandingsforhold på 70:30 anbringes på den i eksempel 1 angivne måde i en farvebeholder, der er egnet til højtempe-35 raturfarvninger og farvning ved kogetemperatur. Denne beholder befries derpå for indesluttet luft med mættet damp med o 12 148716 en temperatur på ca. 105°C svarende til et tryk på 1,2 kp/cin og fyldes med en sådan luftfri varmdampatmosfære, og på denne måde forvarmes varen.

I en blandingsbeholder forberedes samtidig den sam-5 lede, for farvningen nødvendige flottemængde, der andrager det 10-dobbelte af varens vægt og - beregnet på den tørre vares vægt - indeholder 1,4% af dispersionsfarvestoffet med formlen 10 yOCH^

°2N- ^ ^ -N=N- ^ y -N=N- ^ -OH

15 1,5% af reaktivfarvestoffet med formlen S°3H Cl \-- --- N-/ CH0-1_,_N=N-(i \\- // \\-NH-// li \ -/ \ -/ \-/ 20 \NA ΓΛ I OH Cl Cl Φ

25 I

so3H

1 g/liter af et kondenseret natriumpolyphosphat, 1 g/liter af et kondensationsprodukt af formaldehyd og 30 cresoler og 50 g/liter krystallinsk natriumsulfat.

2

Over flotteniveauet indstilles et tryk på 5,5 kp/cm ved hjælp af trykluft.

Den under tryk stående flotteblanding opvarmes nu 35 til 135°C. Ved åbning af en blokeringsventil i en egnet fordelerledning lader man den opvarmede flotte løbe ind i o 13 148716 farvebeholderen i løbet af 7-10 sekunder, idet indstrømningen i det opviklede emne sker såvel indefra som udefra. Efter flottecirkulationens begyndelse indstiller der sig en blandingstemperatur på 125°C. Ved afvekslende flotteføring farves 5 varen nu i 20 minutter ved 135°C. Derpå følger en afkøling af farveflotten til 90°C samt en tilsætning af 15 g/liter kalc. natriumcarbonat. Den afsluttende farvetid for tekstilmaterialet andrager derpå 30 minutter ved 90°C.

Efter en efterbehandling på gængs måde fås en ensar-10 tet orangefarvning på begge fiberandele, på polyesterfibrene med dispersionsfarvestoffet og på cellulosefibrene med reaktivfarvestoffet .