EP0087740B1 - Verfahren zum kontinuierlichen Färben von textilen Warenbahnen - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a continuous process for dyeing textile webs, the web being impregnated with an aqueous liquor which contains dissolved and / or dispersed dyestuffs, at a temperature between 20 and 95 ° C., and the dyestuffs are removed in a steam / Air mixture fixed, characterized in that the impregnated web is not dried before the dye fixation, the drying temperature of the steam / air mixture is kept between 110 and 140 ° C, the steam content of the steam / air mixture so it is dimensioned that the wet temperature of the wet web is between 50 and 95 ° C and the fixing time is at least 20 seconds.
- Block drying and block heat setting processes are known, which are carried out in most cases on the pre-dried textile material. If damp textile goods are used for the dye fixation program, they are dried when entering the heat treatment field. As a variant of the dry fixing method, the drying speed has also been influenced by regulating the steam content in the drying medium (DE-A-25 52 562). A lot of energy is used both for drying and for heat setting. Another disadvantage here is the migration that takes place during the drying process, which can lead to uneven dyeings.
- Block-steaming processes are also known, which, regardless of whether they are used as one- or two-bath processes, are very energy-intensive.
- the dye is first impregnated; the fixing chemicals are then applied in a second padding process, which is why these processes are also known as chemical pad-steam processes.
- These processes are even more energy-intensive because the textile material is both dried and steamed. This takes place at 103-105 ° C. Intermediate drying also takes place in the one-bath block-steaming process, which is why the same disadvantages of high energy consumption apply here.
- the task set was thus to avoid the disadvantages mentioned above, to enable good dye fixation with good colouration and to be able to work at a high production speed using a method which nevertheless saves energy.
- This object is achieved by the method according to the invention, as described at the outset.
- the dyes are fixed at a temperature of 50-95 ° C. of the moist tissue (so-called "wet temperature”) over a period of at least 20 seconds and generally not more than 200 seconds. However, in individual cases, depending on the dye used or the textile material to be dyed, the required fixing time can also be more than 200 seconds.
- the specified temperature range of 50-95 ° C of the damp tissue is determined by the ratio of water vapor and air in the steam / air mixture.
- the temperature of the moist fabric web corresponds to the temperature of a thermometer kept moist in the existing steam / air mixture.
- Psychrometers work according to the same principle to determine the air content in a vapor / air mixture.
- the temperature of the steam / air mixture of 110-140 ° C is measured with a dry thermometer.
- a hot flue equipped with additional infrared emitters is expediently used for the dyeing process according to the invention, which also offers the possibility of steam injection. Because the infrared emitters are located inside the fixing chamber, the energy supplied by these emitters is not lost. The steam is advantageously supplied on the intake side of the air.
- the steam consumption in the process according to the invention is significantly lower.
- no excess pressure is required.
- the advantage of heating up the equipment used, for example a hot flue, is that the metal parts of the equipment are preheated with hot air before steam injection begins. This prevents condensation of the steam on the cold metal parts, which not least also significantly reduces the risk of water dripping. Since the dye fixation works at a wet temperature of 95 ° C or below, there is a vapor / air mixture. At a wet temperature of approximately 80 ° C., the steam content in the fixing chamber is below 30% by volume. This makes it possible, for example, to dispense with the use of stainless steel, which is particularly cost-effective for the construction of fixing devices for the dyeing process according to the invention.
- the steam injection to produce the desired steam / air ratio can be done in a known manner Can be controlled very precisely by a psychrometer, which means that little steam is used. Because the goods are practically unable to dry, there is no dye migration and the result is optimal dyeing.
- the advantages of the new process are mainly due to the possibility of saving energy, since you work with a lower proportion of steam compared to working in a steamer at 100-105 ° C.
- a steamer at 100-105 ° C.
- an air freedom of about 95 vol .-% is achieved, which is even for many dyes that are fixed in the presence of reducing agents, i.e. are sensitive to oxidation to atmospheric oxygen, is sufficient.
- the following dyes can be used in the process according to the invention: reactive dyes, acid dyes, 1: 2 metal complex dyes, Leuco Küpenester dyes, dispersion dyes, cationic dyes and soluble sulfur dyes.
- alkaline agents can be used for the reactive dyes on cellulose fibers.
- fixation in the strongly acidic and weakly acidic range can also be considered in the neutral and weakly alkaline range.
- the acid dyes and metal complex dyes are used for dyeing wool or polyamide fibers or mixtures of these fibers, the disperse dyes for dyeing polyamide fibers and modified polyester fibers.
- Cationic dyes can be used for dyeing both acid-modified synthetic fibers and polyacrylonitrile fibers (e.g. in the gel state), if necessary in the presence of fixing accelerators).
- Suitable modified polyester fibers are both the acid-modified polyester fibers and carrier-free dyeable fibers made from polyethylene terephthalate modified with hydroxycarboxylic acids or aliphatic dicarboxylic acids or from a polyethylene terephthalate modified with polyethylene oxide in the form of a block polymer.
- the dye yield corresponds to that of a dyeing which was steamed in a 100% steam atmosphere for 30 seconds at 103 to 105 ° C. and then developed.
- fixation for 2 minutes at a wet temperature of 60 ° C. and a dry temperature of 110 ° C. results in coloring with the same dye yield.
- a dark brown coloration is obtained which, in terms of hue and dyeing yield, differs practically from a coloration which was fixed for 60 seconds at 103 ° C. in a 100% steam atmosphere.
- the fixing process is carried out at 103 ° C. for 60 seconds in a 100% steam atmosphere, a significantly lighter color is obtained.
- a luminous Schlarach coloration with good fastness properties is obtained without a gray haze.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zum Färben von textilen Warenbahnen, wobei man die Warenbahn mit einer wäßrigen Flotte, die gelöste und/oder dispergierte Farbstoffe enthält, bei einer Temperatur zwischen 20 und 95°C imprägniert, abguetscht und die Farbstoffe in einem Dampf-/Luft-Gemisch fixiert, dadurch gekennzeichnet, daß die imprägnierte Warenbahn vor der Farbstoff-Fixierung nicht zwischengetrocknet wird, die Trockentemperatur des Dampf-/Luft-Gemisches zwischen 110 und 140°C gehalten wird, der Dampfgehalt des Dampf-/Luft-Gemisches so bemessen wird, daß die Naßtemperatur der feuchten Warenbahn zwischen 50 und 95°C liegt und die Fixierzeit mindestens 20 Sekunden beträgt.
- Bekannt sind Klotz-Trocknungs- und Klotz-Thermofixier-Verfahren, die in den allermeisten Fällen am vorgetrockneten Textilgut vorgenommen werden. Falls feuchtes Textilgut zum Farbstoff-Fixierungsprogramm eingesetzt wird, wird dieses beim Eintreten in das Wärmebehandlungsfeld getrocknet. Als eine Variante des Trockenfixierverfahrens hat man auch schon die Trocknungsgeschwindigkeit durch Regelung des Dampfgehaltes im Trocknungsmedium beeinflußt (DE-A-25 52 562). Viel Energie wird sowohl beim Trocknen als auch beim Thermofixieren verbraucht. Ein weiterer Nachteil hierbei ist die während des Trocknungsvorganges stattfindende Migration, die zu unegalen Färbungen führen kann.
- Bekannt sind auch Klotz-Dämpf-Verfahren, die gleichgültig, ob sie als Ein- oder Zweibadverfahren Anwendung finden, sehr energieaufwendig sind. Bei den Zweibad-Klotz-Dämpf-Verfahren wird nach der Farbstoffimprägnierung zunächst getrocknet; anschließend werden in einem zweiten Klotzprozeß die Fixierchemikalien aufgebracht, weshalb man diese Verfahren auch als Chemical-Pad-Steam-Verfahren bezeichnet, Diese Verfahren sind noch energieaufwendiger, weil das Textilgut sowohl getrocknet als auch gedämpft wird. Das erfolgt bei 103-105°C. Auch beim Einbad-Klotz-Dämpf-Verfahren erfolgt eine Zwischentrocknung, weshalb hierfür die gleichen Nachteile eines hohen Energieverbrauches gelten. Beim sogenannten Einbad-Naßdämpf-Verfahren fährt man mit einer klotz-nassen Ware in den Dämpfe bei 103-105°C, wodurch sich eine hohe Menge Dampf auf dem Textilgut kondensiert. Das Verfahren findet wegen der hohen Ausbeuteverluste in erster Linie nur bei Küpen-, Schwefelküpen- und Schwefel-Farbstoffen Anwendung. Die Energieverluste in Dämpfer bei leichtem Überdruck sind wegen der Luftfreiheit hoch, vor allem auch bei den Stillstands- und Aufheizzeiten.
- Die gestellte Aufgabe war somit, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden, eine gute Farbstoff-Fixierung mit einer guten Durchfärbung zu ermöglichen und bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten nach einem dennoch energiesparenden Verfahren arbeiten zu können. Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren, wie eingangs beschrieben, gelöst. Die Fixierung der Farbstoffe bei einer Temperatur von 50-95°C des feuchten Gewebes (sogenannte "Naßtemperatur") erfolgt über einen Zeitraum von mindestens 20 Sekunden und in der Regel von nicht mehr als 200 Sekunden. Jedoch kann in Einzelfällen, in Abhängigkeit von angewandtem Farbstoff bzw. zu färbendem Textilmaterial die erforderliche Fixierzeit auch mehr als 200 Sekunden betragen. Der genannte Temperaturbereich von 50-95°C des feuchten Gewebes wird durch das mengenverhältnis von Wasserdampf und Luft im Dampf/ Luft-Gemisch bestimmt. Die Temperatur der feuchten Gewebebahn entspricht der Temperatur eines feuchtgehaltenen Thermometers in dem vorhandenen Dampf-/Luft-Gemisch. Nach demselben Prinzip arbeiten Psychrometer zur Bestimmung des Luftgehalts in einem Dampf-/Luft-Gemisch. Die Temperatur des Dampf-/Luft-Gemisches von 110-140°C (sogenannte "Trockentemperatur") wird mit einem trockenen Thermometer gemessen.
- Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen einmal darin, daß der Trocknungsvorgang entfällt. Da die Farbstoff-Fixierung bei 50-95°C stattfindet, braucht zum anderen nicht mehr für eine völlige Luftfreiheit im Fixierraum gesorgt zu werden.
- Apparativ wird für die Praxis zweckmäßigerweise eine mit zusätzlichen Infrarot-Strahlern bestückte Hotflue für das erfindungsgemäße Färbeverfahren eingesetzt, die außerdem die Möglichkeit für eine Dampfinjektion bietet. Weil die Infrarot-Strahler innerhalb der Fixierkammer angebracht sind, geht die durch diese Strahler zugeführte Energie nicht verloren. Die Dampfzufuhr erfolgt vorteilhafterweise an der Ansaugseite der Luft.
- Gegenüber einem Klotz-Dämpf-Verfahren, gleichgültig, ob es sich um ein Einbad-Naßdämpf-Verfahren oder um ein Chemical Pad/Steam-Verfahren handelt, ist beim erfindungsgemäßen Verfahren der Dampfverbrauch wesentlich geringer. Außerdem ist kein Überdruck erforderlich. Während der Farbstoff-Fixierung erfolgt praktisch keine Trocknung der Ware. Eine Kondensation und damit eine Erhöhung der Wassermenge findet wegen der in der Fixierkrammer zusätzlich angebrachten IR-Strahler auch nicht statt.
- Der Vorteil beim Aufheizen der angewandten Apparatur, beispielsweise einer Hotflue, liegt vor allem darin, daß die Metallteile der Apparatur mit Heißluft vorgewärmt werden, bevor die Dampfinjektion beginnt. Hierdurch wird eine Kondensation des Dampfes an den kalten Metallteilen vermieden, wodurch nicht zuletzt auch die Wassertropfgefahr wesentlich verringert wird. Da bei der Farbstoff-Fixierung bei einer Naßtemperatur von 95°C oder darunter gearbeitet wird, liegt ein Dampf-/Luft-Gemisch vor. Bei einer Naßtemperatur von etwa 80°C liegt der Dampfgehalt innerhalb der Fixierkammer unter 30 Vol.-%.-Hierdurch kann beispielsweise auf die Verwendung von Edelstahl verzichtet werden, was sich für den Bau von Fixierapparaturen für das erfindungsgemäße Färbeverfahren besonders kostengünstig auswirkt.
- Die Dampfinjektion zur Herstellung des gewünschten Dampf-/Luft-Verhältnisses kann in bekannter Weise durch ein Psychrometer sehr genau gesteuert werden, wodurch nur wenig Dampf verbraucht wird. Weil die Ware praktisch nicht trocknen kann, findet auch keine Farbstoffmigration statt und eine optimale Durchfärbung ist das Ergebnis.
- Die Vorteile des neuen Verfahrens liegen hauptsächlich in der Einsparungsmöglichkeit für Energie begründet, da man mit einem geringeren Dampfanteil arbeitet im Vergleich zu einem Arbeiten in einem Dämpfer bei 100-105°C. Bei 95°C Naßtemperature und 130°C Trockentemperatur wird eine Luftfreiheit von etwa 95 Vol.-% erzielt, was selbst für viele Farbstoffe, die in Gegenwart von Reduktionsmitteln fixiert werden, d.h. oxydationsempfindlich gegenüber Luftsauerstoff sind, ausreichend ist.
- Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können folgende Farbstoffe eingesetzt werden: Reaktivfarbstoffe, Säurefarbstoffe, 1:2-Metallkomplexfarbstoffe, Leuco Küpenester-Farbstoffe, Dispersionsfarbstoffe, kationische Farbstoffe und lösliche Schwefelfarbstoffe.
- Bei den Reaktivfarbstoffen auf Cellulosefasern können verschiedene Arten alkalisch wirkender Mittel eingesetzt werden. Bei Reaktivfarbstoffen auf Wolle kommen neben der Fixierung im stark sauren und schwach sauren Bereich auch die Fixierung im neutralen und schwach alkalischen Bereich in Betracht. Die Säurefarbstoffe und Metallkomplex-Farbstoffe werden zum Färben von Wolle oder Polyamidfasern bzw. von Mischungen aus diesen Fasern, die Dispersionsfarbstoffe zum Färben von Polyamidfasern und modifizierten Polyesterfasern eingesetzt. Kationische Farbstoffe können zum Färben sowohl von sauer modifizierten Synthesefasern als auch von Polyacrylnitrilfasern (z.B. im Gelzustand) ggfs. in Gegenwart von Fixierbeschleunigern), verwendet werden. Als modifizierte Polyesterfasern kommen sowohl die sauermodifizierten Polyesterfasern als auch carrierfrei färbbare Fasern aus mit Hydroxycarbonsäuren oder aliphatischen Dicarbonsäuren modifiziertem Polyäthylenterephthalat oder aus einem mit Polyäthylenoxid in Form eines Blockpolymeren modifizierten Polyäthylenterephthalat in Frage.
- Die nachstehenden Beispiele sollen das erfindungsgemäße Verfahren erläutern ohne es in irgendeiner Weise auf die in den Beispielen offenbarten Merkmale einzuschränken.
- Ein Baumwollfrottiergewebe wird bei einer Flottenaufnahme von 70% mit einer wäßrigen Flotte von 20°C bestehend aus
- 3 g/l Farbstoff (Soluble Vat Green I/C.I. 59826)
- 0,5 g/1 Soda kalz.
- 1 g/1 eines Netzmittels aus Alkansulfonat als wesentlichem Bestandteil
- 8 gll Natriumnitrit
- 1 gll eines Imprägnierhilfsmittels (Anlagerungsprodukt von 8,5 Mol Äthylenoxid an 1 Mol Nonylphenol)
- Es resultiert eine grüne Färbung mit guter Farbstoffausbeute und guten Echtheitseingenschaften.
- Die Farbstoffausbeute entspricht derjenigen einer Färbung, die in einer 100%igen Dampfatmosphäre 30 Sekunden bei 103 bis 105°C gedämpft und anschließend entwickelt wurde.
- Fixiert man alternativ während 2 Minuten bei 60°C Naßtemperatur und 110°C Trockentemperatur, so erzielt man eine Färbung mit gleicher Farbstoffausbeute.
- Läßt man das geklotzte Gewebe lediglich 30 Sekunden bei Raumtemperatur (20°C) verweilen und entwickelt dann, wie beschrieben, mit Schwefelsäure, so erhält man lediglich eine sehr helle Färbung.
- Ein Baumwollfrottiergewebe wird bei einer Flottenaufnahme von 87% und einer Warengeschwindigkeit von 30 m/min mit einer Klotzflotte von 20°C bestehend aus
- 16 gll einer Farbstoffmischung bestehend aus den Farbstoffen der Formeln
- 10 gll des Farbstoffs der Formel
- 9 g/I des Farbstoffs der Formel
- 30 g/l Glaubersalz kalz.
- 15 ml/l Natronlauge 38°Be (32,5%ig)
- 3 g/l eines Netzmittels aus Alkansulfonat als wesentlichen Bestandteil
- Fixiert man in einer 100%igen Dampfatmosphäre während 40 Sekunden bei 103°C, so resultiert eine Färbung mit deutlich geringerer Ausbeute (Farbstärkeverhältnis etwa 70:100).
- Ein Baumwollgewebe wird bei einer Flottenaufnahme von 70% mit einer wäßrigen Flotte von 25°C bestehend aus -
- 150 g/l der Flüssigmarke des Farbstoffs C.I. Leuco Sulphur Brown 96
- 3 g/l Natriumhydrogensulfat
- 5 g/l eines Stabilisierungsmittels gegen Reoxidation (Natriumpolysulfidlösung)
- 3 g/l eines Netzmittels auf Basis einer Mischung schaumarmer anionischer Tenside geklotzt und 60 Sekunden bei einer Naßtemperatur von 90°C und einer Trockentemperatur von 120°C in einer Kammer behandelt. Anschließend wird kalt gespült, mit Wasserstoffperoxid bei 40°C oxidiert und zunächst bei 40°C, dann bei 70°C gespült.
- Man erhält eine dunkelbraune Färbung, die sich in Farbton und Färbausbeute von einer Färbung, die während 60 Sekunden bei 103°C in einer 100%igen Dampfatmosphäre fixiert wurde, praktisch nicht unterscheidet.
- Ein mercerisiertes Baumwollgewebe wird bei einer Flottenaufnahme von 65% mit einer wäßrigen Flotte von 20°C bestehend aus
- 50 g/l des Farbstoffs der Formel
- 8 ml/l Natronlauge 38°Be (32,5%ig)
- 12 g/l Soda kalz.
- 3 g/l eines Netzmittels aus Alkansulfonat als wesentlichem Bestandteil
- Man erhält eine scharlachrote Färbung mit guten Echtheitseigenschaften.
- Führt man dagegen den Fixierprozeß bei 103°C während 60 Sekunden in 100%iger Dampfatmosphäre durch, so erhält man eine deutlich hellere Färbung.
- Ein mercerisiertes Baumwollgewebe wird bei einer Flottenaufnahme von 65% mit einer wäßrigen Flotte von 20°C bestehend aus
- 60 g/I des Farbstoffs der Formel
- 8 ml/l Natronlauge 38°Be' (32,5%ig)
- 10 g/1 Soda kalz.
- 3 g/l eines Netzmittels aus Alkansulfonat als wesentlichen Bestandteil
- Man erhält eine Rotfärbung mit guten Echtheitseigenschaften.
- Fixiert man während 60 Sekunden bei 103°C in 100%iger Dampfatmosphäre, so erhält man eine deutlich hellere Färbung.
- Ein mercerisiertes Baumwollgewebe wird bei einer Flottenaufnahme von 65% mit einer wäßrigen Flotte von 20°C bestehend aus
- 20 g/l des Farbstoffs der Formel
- 20 g/l Soda kalz.
- 20 g/l Glaubersalz
- 2 g/I eines Netzmittels aus Alkansulfonat als wesentlichem Bestandteil
- Man erhält eine echte Scharlachfärbung.
- Fixiert man während 40 Sekunden bei einer Temperatur von 105°C in 100%iger Dampfatmosphäre, so erhält man eine deutlich hellere Färbung.
- Ein Baumwollgewebe wird bei einer Flottenaufnahme von 80% mit einer wäßrigen Flotte von 20°C bestehend aus
- 150 g/l des Farbstoffs C.I. Leuco Sulphur Blue 19
- 3 g/l eines Netzmittels auf Basis einer Mischung aus schaumarmen anionischen Tensiden
- 3 g/l Natriumhydrogensulfat
- 20 g/l eines Stabilisierungsmittels gegen Reoxidation (Natriumpolysulfidlösung)
- Man erhält eine Blaufärbung mit guten Echtheitseigenschaften.
-
- Ein Wollflanellgewebe wird bei einer Flottenaufnahme von 100% mit einer wäßrigen Flotte von 20°C bestehend aus dem wie vorstehend beschrieben behandelten Farbstoff,
- 150 g/l Harnstoff
- 10 g/l eines Netzmittels (Additionsprodukt von 5 Mol Äthylenoxid an 1 Mol Isotridecylalkohol)
- 20 mlll Isopropanol
- Man erhält eine leuchtende Schlarachfärbung mit guten Echtheitseigenschaften ohne Grauschleier.
- Ein Baumwoll-Cordgewebe wird bei einer Flottenaufnahme von 75% mit einer wäßrigen Flotte von 20°C bastehend aus
- 75 g/l Farbstoff (C.I. Solubilized Sulphur Brown 51)
- 3 g/I eines Netzmittels auf Basis eines Gemsiches aus schaumarmen anionischen Tensiden
- 25 g/l Soda kalz.
- 115 g/l Natriumhydrogensulfat
- 20 g/1 eines Stabilisierungsmittels gegen Reoxidation (Natriumpolysulfidlösung)
- Man erhält eine Braunfärbung mit guten Eigenschaften.
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