EP0141078B1 - Verfahren zum Färben von Cellulosefasern - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a process for the discontinuous dyeing of cellulose fibers in the presence of a leveling agent of the formula
- a hydrophobic hydrocarbon radical is preferably understood to mean an optionally unsaturated aliphatic radical with more than 8 carbon atoms or a cycloaliphatic or aromatic radical with more than 10 carbon atoms.
- Cycloalkyl stands in particular for cyclopentyl, cyclohexyl, tetra- and decahydronaphthyl and their derivatives substituted by C 1 -C 12 -alkyl or the abietyl radical.
- Suitable aryl radicals are, for example, the phenyl and naphthyl radicals and their derivatives substituted by C 1 -C 12 alkyl, cyclohexyl or phenyl-C 1 -C 3 alkyl.
- Aralkyl preferably represents benzyl or phenylethyl substituted by C 1 -C 12 alkyl.
- R may be mentioned as examples of the radicals R in formula (I): the octyl, decyl, undecyl, dodecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl, heptadecyl, octadecyl, eikosyl, behenyl, Undecenyl, dodecenyl, heptadecenyl, octadecenyl, tetrahydronaphthyl, decahydronaphthyl, abietyl, cyclohexylphenyl, p-tert.-butylphenyl, octylphenyl, nonylphenyl, dodecylphenyl, phenylethylphenyl or phenylethylphenyl or phenylethylphenyl or.
- Suitable anions X (-) are customary inorganic or organic anions, for example chloride, bromide, iodide, methosulfate, ethosulfate, sulfate, phosphate, phosphite, methanesulfonate, acetate or toluenesulfonate.
- the compounds (I) are prepared by known processes.
- cellulose can in particular be mixed with direct dyes, e.g. are described in "Color Index” 3rd edition (1971), Vol. 2, pp. 2007-2477, and with reactive dyes which, for. B. are described in "The Chemistry of Synthetic Dyes” (K. Venkataraman), Vol. VI (1972).
- leveling agents mentioned is particularly advantageous when dyeing with direct dyes and especially when salt is added before the dye is added ("all-in" process).
- Salt is to be understood here as the electrolyte, the addition of which is customary in order to achieve a high dye yield, preferably sodium sulfate or sodium chloride.
- Direct dyes absorb very quickly with exhaust dyeing processes, even at low temperatures. This creates irregularities that must be compensated for in the course of dyeing. Salt accelerates the uptake, but is necessary to achieve the desired yield. In order to avoid excessive initial irregularities, the salt is therefore generally added only after the end temperature has been reached, usually in portions. This is a complex way of working.
- Salt can only do so under very favorable conditions (well migrating dyes, high liquor circulation rate or goods circulation speed). Beginning to be added ("all-in" method). With this simpler procedure, the unevenness that initially arises must be compensated for by migration, which requires longer dyeing times or more leveling aids (and therefore a lower dye yield) than in the case of batch additions.
- the leveling agents slow down the absorption of the dyes in the initial phase of dyeing at a low temperature, especially below 50 ° C. This prevents inadmissible irregularities.
- the effect of the auxiliaries wears off, and the absorption of the dyes can be controlled via the temperature control.
- the auxiliaries to be used according to the invention hardly retain any dye in most cases. If in special cases, e.g. B. with a large amount of auxiliary or dyes with strong interaction with the auxiliary required, the restrained effect of the auxiliary can be further reduced by dyeing at alkaline pH (above pH 8) compared to weakly acidic or neutral staining.
- the order of the additions is either (a) salt, leveling agent, dyes or (b) salt, leveling agent + dyes or (c) salt + leveling agent, dyes.
- the amount of leveling agent is generally between 0.1 and 2%, based on the weight of the textile to be dyed.
- the permissible initial rate of bath depletion depends on the demands on the level, the goods of the dyeing system, the color depth and nuance and the dyes (pull-up behavior, combinability, migrability). It is generally between 20 and 60% bath exhaustion in the first 10 minutes; preferably between 20 and 40% / 10min.
- the leveling agents (I) are furthermore preferably suitable for dyeing with reactive dyes; especially if leveling agents, salt or salt and alkali are added before the dyes.
- salt and alkali are usually added after the reactive dyes, in portions, in order to avoid the dyes being drawn in or fixed too quickly and thus resulting in irregularities.
- particularly favorable dyeing conditions good leveling dyes, high liquor flow or running speed of the goods, temperature / pH control
- salt or salt and alkali be added to the dye liquor at the beginning without dyeing unevenly.
- leveling agent (I) in the presence of the leveling agent (I) can be dyed under the usual practical conditions using an "all-in" method.
- salt and alkali are added to the dye liquor, then the leveling agent, either before or together with the reactive dye.
- the leveling agent amount and process control temperature and / or pH value are selected according to the same criteria as described above for direct dyes.
- a 600 g chalk spool made of bleached cotton is dyed in a laboratory cross-winder.
- 121 liquors are heated to 50 ° C. with 60 g of Nacl, pumped into the dyeing vessel and then pumped from the inside to the outside at 2 circulations / min through the cheese.
- 1.2 g of the auxiliary from Table 3 After 5 minutes of circulation, 1.2 g of the auxiliary from Table 3 and, after a further 5 minutes, 0.4 g of Direct Orange 39 (CI 40 215), 0.95 g of Direct Red 76 (CI 40 270) and 0.54 g Direct Blue 71 (CI 34 140) dissolved in approx. 150 ml water, added.
- the mixture is heated to 90 ° C at 2 ° C / min, dyed at 90 ° C for 60 min, cooled to 70 ° C in 10 min, rinsed 3 x 10 min and 20 min at 18 g of a cationic aftertreatment agent. A level coloring is obtained.
- a 600 g cheese bobbin made from bleached cotton yarn is dyed in a laboratory cheese bobbin winder as follows: 11 l of a liquor at 25 ° C., the 550 g of Na 2 SO 4 , 22 g of Na 2 CO 3 and 3 g of the leveling agent are pumped into the dyeing vessel and further from the inside and outside through the coil at 1.5 circulations / min. After 5 minutes of circulation, 0.6 g each of the golden yellow dye of DE-AS 1 191 059, table in columns 19/20, lines 3 and 4 from below, and the blue dye of DE-AS 1 264 647, example 2 , added. After a further 10 minutes, the mixture is heated to 50 ° C. in the course of 20 minutes, stained for 60 minutes at 50 ° C., rinsed 2 ⁇ 5 minutes cold, 2 ⁇ 10 minutes at 98 ° C. and rinsed cold 1 ⁇ 5 minutes . A level coloring is obtained.
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Description
- Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum diskontinuierlichen Färben von Cellulosefasern in Gegenwart eines Egalisiermittels der Formel
-
- A für einen Rest -CO-O-R1-, -(OR1)x-OCO-CH2-, -CO-NH-R2-, -NH-CO-O-R1-, -(OR1)x-OCH2CO-OR1-oder -(OR1)X oder für eine Einfachbindung,
- B für einen Rest -CO-NH-, -CO- oder -R2-NH-CO-oder für eine Einfachbindung,
- R für einen Alkyl- oder Alkenylrest mit je 8-22 C-Atomen oder einen Cycloalkyl-, Aryl- oder Aralkylrest mit je 10-22 C-Atomen,
- R1 und R2 für C2- oder C3-Alkylen,
- R3 für C1-C20-Alkyl, das durch -0-, -NH-, -N(R4)-, -NH-CO-NH- oder Phenylen unterbrochen sein kann, für C2-C2p-Alkenyl, Cycloalkyl, Aryl oder Aralkyl mit je 6-22 C-Atomen und
- R4 für Wasserstoff oder C1-C4-Alkyl stehen,
-
- x und y für Null oder eine ganze Zahl von 1-40 stehen, wobei die Summe x + y 10-40 betragen soll,
- n für 0 oder 1 und
- X(-) für ein Anion stehen,
- mit der Maßgabe, daß mindestens eine Estergruppe enthalten ist und mindestens 80 Gew.-% der Alkylenoxyeinheiten aus Ethylenoxyeinheiten besteht.
- Unter einem hydrophoben Kohlenwasserstoffrest wird vorzugsweise ein gegebenenfalls ungesättigter aliphatischer Rest mit über 8 Kohlenstoffatomen oder ein cycloaliphatischer oder aromatischer Rest mit über 10 Kohlenstoffatomen verstanden.
- Cycloalkyl steht insbesondere für Cyclopentyl, Cyclohexyl, Tetra- und Decahydronaphthyl und ihre durch C1-C12-Alkyl substituierten Derivate oder den Abietylrest.
- Geeignete Arylreste sind beispielsweise der Phenyl- und der Naphthylrest und ihre durch C1-C12-Alkyl, Cyclohexyl oder Phenyl-C1-C3-Alkyl substituierten Derivate.
- Aralkyl steht vorzugsweise für durch C1-C12-Alkyl substituiertes Benzyl oder Phenylethyl.
- Als Reste R in der Formel (I) seien beispielsweise die 20 folgenden genannt: der Octyl-, Decyl-, Undecyl-, Dodecyl-, Tetradecyl-, Pentadecyl-, Hexadecyl-, Heptadecyl-, Octadecyl-, Eikosyl-, Behenyl-, Undecenyl-, Dodecenyl, Heptadecenyl-, Octadecenyl-, Tetrahydronaphthyl-, Decahydronaphthyl-, Abietyl-, Cyclohexylphenyl-, p-tert.-Butylphenyl-, Octylphenyl-, Nonylphenyl-, Dodecylphenyl-, Phenylethylphenyl- oder Phenylpropylphenylrest.
- Als geeignete Anionen X(-) kommen übliche anorganische oder organische Anionen in Frage, beispielsweise Chlorid, Bromid, Jodid, Methosulfat, Ethosulfat, Sulfat, Phosphat, Phosphit, Methansulfonat, Acetat oder Toluolsulfonat.
-
- R, R1, R3 und X (-) die in Formel (I) angegebene Bedeutung haben, und
- m für 0 oder 1 und
- p für 10-40 stehen.
- Besonders bevorzugt sind solche Verbindungen der Formeln (11) und (III), in denen R für einen C8-C22-Alkyl-oder -Alkenylrest und
- R3 in Formel (11) für den Rest
- in Formel (111) für den Rest
- Die Verbindungen (I) werden nach bekannten Verfahren hergestellt.
- Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann Cellulose insbesondere mit Direktfarbstoffen, die z.B. beschrieben werden in "Colour Index" 3. Auflage (1971), Bd. 2, S. 2007-2477, und mit Reaktivfarbstoffen, die z. B. beschrieben werden in "The Chemistry of Synthetic Dyes" (K. Venkataraman), Vol. VI (1972) gefärbt werden.
- Besonders vorteilhaft ist der Einsatz der genannten Egalisiermittel beim Färben mit Direktfarbstoffen und insbesondere, wenn Salz vor der Farbstoffzugabe zugesetzt wird ("all-in"-Verfahren). Unter Salz ist hierbei der Elektrolyt zu verstehen, dessen Zusatz üblich ist, um eine hohe Farbstoffausbeute zu erreichen, vorzugsweise Natriumsulfat oder Natriumchlorid.
- Direktfarbstoffe ziehen bei Auszieh-Färbeverfahren selbst bei niedriger Temperatur sehr schnell auf. Dadurch entstehen Unegalitäten, die im Laufe des Färbens wieder ausgeglichen werden müssen. Salz beschleunigt das Aufziehen noch, ist aber nötig, um die gewünschte Ausbeute zu erreichen. Um zu große anfängliche Unegalitäten zu vermeiden, wird daher im allgemeinen das Salz erst nach Erreichen der Endtemperatur zugesetzt, und zwar meist portionsweise. Dies ist eine aufwendige Arbeitsweise.
- Nur unter sehr günstigen Bedingungen (gut migrierende Farbstoffe, hohe Flottenumwälzrate oder Warenumlaufgeschwindigkeit) kann Salz auch zu. Beginn zugesetzt werden ("all-in"-Verfahren). Bei dieser einfacheren Arbeitsweise muß die zunächst entstehende Unegalität durch Migration ausgeglichen werden, was längere Färbezeiten oder mehr Egalisierhilfsmittel (und dadurch eine niedrigere Farbstoff-Ausbeute) bedingt als bei Satznachsatz.
- Mit den üblichen Egalisierhilfsmitteln läßt sich das Aufziehen der Farbstoffe nicht in dem gewünschten Maß bremsen: Entweder ist die bremsende Wirkung des Egalisierhilfsmittels zu gering oder die Ausbeute wird zu stark beeinträchtigt. Zudem ist die Wirkung sehr vom Farbstofftyp abhängig.
- Es wurde gefunden, daß ein "all-in-Verfahren" für Direktfarbstoffe ohne zusätzliche Migrierzeit und ohne Beeinträchtigung der Farbstoffausbeute in Gegenwart der Egalisiermittel (1) möglich ist. Die Egalisiermittel bremsen das Aufziehen der Farbstoffe in der Anfangsphase des Färbens bei niedriger Temperatur, insbesondere unterhalb 50° C. Dadurch werden unzulässige Unegalitäten vermieden. Beim Aufheizen läßt die Wirkung der Hilfsmittel nach, und das Aufziehen der Farbstoffe kann über die Temperaturführung gesteuert werden. Bei der üblichen Endtemperatur - insbesondere oberhalb 80°C, vorzugsweise 90 - 100°C halten die erfindungdsgemäß zu verwendenden Hilfsmittel in den meisten Fällen kaum Farbstoff zurück. Falls in Sonderfällen, z. B. bei hoher Hilfsmittelmenge oder Farbstoffen mit starker Wechselwirkung mit dem Hilfsmittel, erforderlich, kann die rückhaltende Wirkung des Hilfsmittels durch Färben bei alkalischem pH-Wert (über pH 8) gegenüber schwach saurer oder neutraler Färbeweise weiter gesenkt werden.
- Bei dem bevorzugten "all-in"-Verfahren ist die Reihenfolge der Zusätze entweder (a) Salz, Egalisiermittel, Farbstoffe oder (b) Salz, Egalisiermittel + Farbstoffe oder (c) Salz + Egalisiermittel, Farbstoffe.
- Die Egalisiermittelmenge liegt in der Regel zwischen 0,1 und 2 %, bezogen auf das Gewicht des zu färbenden Textils. Die zulässige anfängliche Baderschöpfungsgeschwindigkeit, nach der die Egalisiermittelmenge festgelegt wird, hängt von den Ansprüchen an die Egalität, der ware der Färbeanlage, der Farbtiefe und Nuance und den Farbstoffen (Aufziehverhalten, Kombinierbarkeit, Migriervermögen) ab. Sie liegt im allgemeinen zwischen 20 und 60 % Baderschöpfung in den ersten 10 Minuten; vorzugsweise zwischen 20 und 40 % /10min.
- Die Vorteile des Verfahrens sind; einfaches "all-in"-Verfahren für alle Direktfarbstoffe und ohne zusätzliche Migrierzeit, hohes Egalitätsniveau durch kontrolliertes Anfärben bei kurzer Färbezeit, hohe Ausbeute und Reproduzierbarkeit, geringe Abwasserbelastung.
- Weiterhin sind die Egalisiermittel (I), bevorzugt geeignet für das Färben mit Reaktivfarbstoffen; insbesondere, wenn Egalisiermittel, Salz oder Salz und Alkali vor den Farbstoffen zugesetzt werden.
- Bei den bisher üblichen Verfahren werden Salz und Alkali meist nach den Reaktivfarbstoffen zugesetzt, und zwar portionsweise, um ein zu rasches Aufziehen bzw. Fixieren der Farbstoffe und dadurch entstehende Unegalitäten zu vermeiden. Nur unter besonders günstigen Färbebedingungen (gut egalisierende Farbstoffe, hohe Flottenströmung oder Laufgeschwindigkeit der Ware, Temperatur-/ pH-Steuerung) können bisher Salz oder Salz und Alkali der Färbeflotte zu Beginn zugegeben werden, ohne unegal zu färben.
- Demgegenüber kann in Gegenwart der Egalisiermittel (I) unter den üblichen Praxisbedingungen nach einem "all-in"-Verfahren gefärbt werden. Hierbei werden zunächst Salz und Alkali der Färbeflotte zugegeben, sodann das Egalisiermittel, entweder vor oder gemeinsam mit dem Reaktivfarbstoff. Egalisiermittelmenge und Verfahrensführung (Temperatur und/oder pH-Wert) werden nach den gleichen Kriterien gewählt, wie oben für Direktfarbstoffe beschrieben.
- 1. 3 kg gebleichter und vorgewaschener Baumwoll-Wirkware werden als Strang in einer Haspelkufe ohne Flottenumwälzung in 60 I Färbeflotte bei 2 Warenumläufen/min wie folgt gefärbt:
- Bei einer Starttemperatur von 40°C werden 240 g NaCl dem Färbebad zugesetzt. Nach 10 min wird eine konzentrierte Färbeflotte, bestehend aus 1,2 g Direct Yellow 50 (C.I. 29 025), 1,2 g Direct Violet 47 (C.I. 25 410) und 0,85 g Direct Blue 71 (C.I. 34 140) sowie 8,5 g des Hilfsmittels der Formel
-
- Vergleichsfärbung:
- Wie in Beispiel 1, jedoch ohne Hilfsmittel und 60 min bei 90°C gefärbt. Nan erhält eine unegale (steifige) Färbung.
- Eine 600 g-Kreizspule aus gebleichter Baumwolle wird in einem Labor-Kreuzspulapparat gefärbt. Hierbei werden 121 Flotte mit 60 g Nacl auf 50°C erwärmt, in das Färbegefäß gepumpt und im weiteren von innen nach außen mit 2 Umwälzungen / min durch die Kreuzspule gepumpt. Nach 5minütiger Zirkulation werden 1,2 g des Hilfsmittels aus der Tabelle Beispiel 3 und nach weiteren 5 min 0,4 g Direct Orange 39 (C.I. 40 215), 0,95 g Direct Red 76 (C.I. 40 270) und 0,54 g Direct Blue 71 (C.I. 34 140) in ca. 150 ml Wasser gelöst, zugesetzt. Nach weiteren 10 min Verweilzeit bei 50°C wird mit 2°C/min auf 90°C geheizt, 60 min bei 90°C gefärbt, in 10 min auf 70°C gekühlt, 3 x je 10 min gespült und 20 min mit 18 g eines kationischen Nachbehandlungsmittels behandelt. Man erhält eine egale Färbung.
- Eine 600 g Kreuzspule aus gebleichtem Baumwollgarn wird in einem Labor-Kreuzspulapparatur wie folgt gefärbt: 11 I einer 25° C warmen Flotte, die 550 g Na2SO4, 22 g Na2CO3 und 3 g des Egalisiermittels
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