EP0470932A1 - Verfahren zum Färben von cellulosehaltigen Fasermaterialien mit Küpenfarbstoffen - Google Patents

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EP0470932A1
EP0470932A1 EP91810606A EP91810606A EP0470932A1 EP 0470932 A1 EP0470932 A1 EP 0470932A1 EP 91810606 A EP91810606 A EP 91810606A EP 91810606 A EP91810606 A EP 91810606A EP 0470932 A1 EP0470932 A1 EP 0470932A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
dye
dyeing
fiber material
mit
minutes
Prior art date
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Ceased
Application number
EP91810606A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Jacobus Horn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Novartis AG
Original Assignee
Ciba Geigy AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ciba Geigy AG filed Critical Ciba Geigy AG
Publication of EP0470932A1 publication Critical patent/EP0470932A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P1/00—General processes of dyeing or printing textiles, or general processes of dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the dyes, pigments, or auxiliary substances employed
    • D06P1/0004—General aspects of dyeing
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P3/00—Special processes of dyeing or printing textiles, or dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the material treated
    • D06P3/58—Material containing hydroxyl groups
    • D06P3/60—Natural or regenerated cellulose
    • D06P3/6025—Natural or regenerated cellulose using vat or sulfur dyes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S8/00—Bleaching and dyeing; fluid treatment and chemical modification of textiles and fibers
    • Y10S8/916—Natural fiber dyeing
    • Y10S8/918—Cellulose textile

Definitions

  • the present invention relates to a method for dyeing textile cellulose materials with vat dyes by means of a metering device and to the cellulose material dyed by means of this method.
  • the fiber levelness in particular the outside / inside levelness of bobbins, is significantly increased using a process in which the chemicals required for the dyeing process are introduced and then the dye or the stock is added to the dye bath.
  • the present invention therefore relates to a process for dyeing cellulosic fiber materials, characterized in that the for Completely or partially submits the auxiliary chemicals required in the dyeing process to the dye bath, then metered the vat dyes or their leuco compounds with the aid of a metering device over a period of time to the dye bath at temperatures of 20 to 100 ° C and then dyed the fiber material at the same or elevated temperature.
  • the dye or the leuco compound is expediently metered in continuously over a certain time interval until a sufficient amount of dye has been added for the respective dyeing process.
  • the metering can be linear, on the one hand, i.e. that the same amount of dye is always added in the dosing phase in every time interval.
  • Another possibility is the degressive dosing of the dye, i.e. the amount added per unit of time is very large at the beginning of the dosing phase, but then decreases more and more as the dosing time progresses.
  • the dosage can also be progressive, i.e. the amount added per unit of time is very small at the start of the dosing phase, but then increases as the dosing time progresses.
  • the dye or the leuco compound is advantageously metered directly into the liquor circuit, preferably with automatically controlled devices.
  • liquid dosing e.g. pneumatic or electrically driven piston diaphragm pumps.
  • These pumps are equipped with a microprocessor control unit with which the control parameters necessary for the respective dyeing process, such as the amount of dye to be metered, the metering time, the "degressivity” or the “progressivity” can be set.
  • the control units can also be equipped with fixed dosing programs.
  • vat dyes added to the dyebath these are expediently used as finely divided dispersions which are obtained by grinding in the presence of customary dispersants.
  • dye dispersions in which the raw dye is only coarsely ground for homogenization, small amounts of nonionic and / or anionic dispersants being used as grinding aids (dye in coarsely dispersed form).
  • the viscosity is adjusted using commercially available thickeners, preferably based on polymeric acrylic acid, set to values between 1x103 - 2x104 mPas.
  • Anionic or nonionic surfactants can be used as dispersants, which can be present alone or as mixtures with one another or consisting of an anionic and a nonionic surfactant.
  • the anionic surfactants are normally in the form of their alkali metal salts, ammonium salts or amine salts.
  • Aromatic sulfonic acids such as e.g. Oxiligninsulfonic acid or formaldehyde condensation products from aromatic sulfonic acids, formaldehyde and optionally mono- or bifunctional phenols such as. B. from cresol, ⁇ -naphtholsulfonic acid and formaldehyde, from benzenesulfonic acid, formaldehyde and naphthalenesulfonic acid or from naphthalenesulfonic acid, dihydroxydiphenyl sulfone and formaldehyde.
  • Oxiligninsulfonic acid or formaldehyde condensation products from aromatic sulfonic acids, formaldehyde and optionally mono- or bifunctional phenols
  • B. from cresol, ⁇ -naphtholsulfonic acid and formaldehyde, from benzenesulfonic acid, formaldehyde and naphthalenesulfonic acid or from naphthalenesul
  • Untreated cellulose is particularly suitable as cellulose material, e.g. Hemp, linen, jute, native cotton, as well as fiber blends e.g. those made of polyacrylonitrile / cotton or polyester / cotton, and fiber materials based on regenerated cellulose (viscose) are also suitable.
  • the cellulose material can be in a wide variety of processing forms, e.g. as loose material, yarn, woven or knitted fabric. Cotton which is processed as yarn is preferably suitable for the process according to the invention.
  • the dyeing of the cotton is dyed in the form of the skein, the pressed or non-pressed cheese or the warp beam.
  • all dyeing methods can be used in which dyeing is carried out with a moving liquor and standing fiber material.
  • the dyeing of the fiber material is preferably carried out in the form of the cheese.
  • the spools for the dyeing process are placed on perforated metal spindles or triangular spindles into which the liquors are pressed. Further details on the dyeing of yarn and the apparatuses required for this can be found in H. Rath, "Textbook of Textile Chemistry", 3rd edition, p. 642 ff (1972).
  • vat dyes are higher fused and heterocyclic benzoquinones or naphthoquinones and in particular anthraquinone or indigoid dyes.
  • vat dyes used according to the invention are listed in the Color Index 3rd Edition (1971) Vol. 3 on pages 3649 to 3837 under the name "Vat Dyes”.
  • the amount of dyes added to the dye liquor depends on the desired color strength. In general, amounts of 0.01 to 10, preferably 0.05 to 3 percent by weight, based on the cellulose material used, have proven successful.
  • the dyeing liquors contain the auxiliary chemicals common for vat dyeing.
  • Alkali such as sodium carbonate, potassium hydroxide, sodium hydroxide or alkali dispenser such as e.g. Sodium chloroacetate into consideration.
  • Sodium hydroxide is preferably used.
  • the reducing agents should also be mentioned, preferably using hydrosulfite.
  • the dyeing liquor can also contain other customary dyeing auxiliary products, such as Electrolytes such as sodium chloride or sodium sulfate or commercially available wetting, leveling and dispersing agents. These auxiliary chemicals are added to the dye bath completely or only partially before the actual dyeing process; if the addition is only partial, the rest is added with the dye or the leuco compound.
  • auxiliary chemicals such as Electrolytes such as sodium chloride or sodium sulfate or commercially available wetting, leveling and dispersing agents.
  • the dyeings are advantageously carried out from an aqueous liquor using the exhaust process.
  • the liquor ratio depends on the equipment, the substrate and the form of presentation. However, it can be chosen within a wide range, e.g. 1: 4 to 1: 100, but is usually between 1: 6 to 1:15.
  • the dyeing process according to the invention can be carried out at temperatures from 20 to 110 ° C. will.
  • the temperature is preferably between 30 and 100 ° C or 30 and 80 ° C.
  • the dyeing process is expediently carried out in such a way that all chemicals are placed in the dyeing liquor and the fiber material is pretreated at a temperature of 20 to 100 ° C., preferably 20 to 80 ° C.
  • the lead time is 5 to 20, preferably 5 to 15 or 5 to 10 minutes.
  • the total amount of dye is then metered in linearly, degressively or, if appropriate, progressively at the same and constant temperature over a period of 15 to 40, preferably 20 to 40 minutes.
  • the temperature of the dyebath is then increased to 60 to 110 ° C. in the course of 15 to 25 minutes, with a corresponding constant heating rate, and dyeing is carried out for 30 to 60 minutes at the final temperature reached.
  • the coloring can also be isothermal, i.e. be carried out at constant temperature. After staining, cool to 50 to 70 ° C.
  • the dyed fiber material is rinsed and oxidized as usual, with hydrogen peroxide usually being used for the oxidation.
  • the dyed cellulose material is soaped in the usual way.
  • the substrate is treated at cooking temperature in a solution which contains soap or synthetic detergent and optionally sodium carbonate.
  • the process according to the invention gives uniform and vivid colorations which are distinguished by good dye yields.
  • level dyeings are achieved, the cellulose material showing a calm appearance and having good light and wet fastness properties.
  • the percentages always relate to the weight, unless stated otherwise.
  • the amounts of the dyes relate to commercial, i.e. coupé goods and with the aids on pure substance.
  • the pretreatment time (lead time) is 10 minutes at 40 ° C. It is driven with one-sided inside / outside circulation. The flow rate is approx. 7 l / kg / min.
  • the dyeing is then carried out in the same bath.
  • the process is one-sided inside / outside circulation.
  • the following dye mixture is used: 3.25 g of the dye of the formula (102) 4.05 g of the dye of the formula and 5.40 g of the dye of the formula
  • This dye mixture is dispersed with 11 g of oxilignin sulfonate in 2 liters of water.
  • one of the dye dispersions of Examples 1 to 3 can also be used.
  • the liquor is heated to 40 ° C.
  • the dispersed dye mixture is metered in linearly at a temperature of about 60 ml / min within 30 minutes.
  • the mixture is then heated to 80 ° C at a heating rate of 1.5 ° C / minute.
  • the dyeing is continued for 45 minutes at this temperature and then allowed to cool to 60 ° C. at a cooling rate of 2 ° C./minute.
  • the dyed fiber material is then removed from the dyeing machine and oxidized with hydrogen peroxide. The coloring is then completed in the usual way.
  • Example 4 The procedure is as described in Example 4, with the difference that in the liquor is replaced by 200 ml of sodium hydroxide solution and 40 g of hydrosulfite instead of 300 ml of sodium hydroxide solution and 60 g of hydrosulfite, and an additional 100 ml of sodium hydroxide solution and 20 g of hydrosulfite are added to the dye mixture, and the resulting leuco form is metered in.
  • the mixture is taken in at 40 ° C. and the liquor is heated to 110 ° C. within 30 minutes. At this temperature, treatment is continued for a further 30 minutes and the temperature is then reduced to 85 ° C. within 15 minutes. The goods are then rinsed in the usual way.
  • the pretreatment time is 15 minutes at a temperature of 80 ° C. It is driven with one-sided inside / outside circulation.
  • the dyeing is then carried out in the same bath.
  • the process is one-sided inside / outside circulation.
  • the following dye mixture is used: 0.052% of the dye of the formula (104), 0.048% of the dye of the formula (105) 0.276% of the dye of the formula 0.040% of the dye of the formula
  • This dye mixture is coarsely dispersed with 11 g of oxilignin sulfonate in 2 liters of water.
  • the dispersed dye mixture is metered in linearly at a metering rate of approximately 120 ml / min within 15 minutes.
  • the dyeing is isothermal for a further 30 minutes and then allowed to cool to 60 ° C. at a cooling rate of 1.5 ° / minute.
  • the dyed fiber material is then removed from the dyeing machine and oxidized with hydrogen peroxide. The coloring is then finished as usual.
  • the pretreatment time is 15 minutes at 90 ° C.
  • a level coloring of the cross-wound bobbins is obtained.

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  • Textile Engineering (AREA)
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Abstract

Beschrieben wird ein Verfahren zum Färben von cellulosehaltigen Fasermaterialien mit Küpenfarbstoffen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man die für den Färbeprozess notwendigen Hilfschemikalien vollständig oder teilweise im Färbebad vorlegt und nach einer Vorlaufzeit das Fasermaterial färbt, indem man die Küpenfarbstoffe oder deren Leukoverbindungen dem Färbebad zudosiert und anschliessend den Färbeprozess gegebenenfalls bei erhöhter Temperatur fortsetzt. Mit dem neuen Verfahren erhält man egale Färbungen, wobei das Cellulosematerial ein ruhiges Warenbild zeigt sowie gute Licht- und Nassechtheiten aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Färben von textilen Cellulosematerialien mit Küpenfarbstoffen mittels einer Dosiereinrichtung sowie das mittels dieses Verfahrens gefärbte Cellulosematerial.
  • Es ist bekannt, dass in der Küpenfärberei durch Zudosierung der üblichen Chemikalien wie Natronlauge, Hydrosulfit und gegebenenfalls Glauber- oder Kochsalz gegenüber den üblichen Verfahren wie Heisspigmentieren oder Leukoverfahren eine Egalitätsverbesserung der Färbungen erreicht wird. Man unterscheidet grundsätzlich 2 Wege der Dosiertechnik:
    • 1. Vorlage von Färbereihilfsprodukten, Farbstoff, Soda und Hydrosulfit bei 20°C. Anschliessend progressives Zudosieren von Natronlauge während 20 Minuten.
    • 2. Vorlage von Farbstoff bei 40°C, anschliessend Zugabe der gesamten Menge an Natronlauge während der Aufheizphase, anschliessend lineares Dosieren von Hydrosulfit während 15 Minuten bei 80°C. Bei sogenannten Warmfärbern kann zusätzlich noch eine Salzlösung linear über 15 Minuten vor und während der Abkühlphase zwischen 80 und 60°C zudosiert werden.
  • Allerdings sind speziell in der Wickelkörperfärberei durch die Dosiertechnik die erhofften Vorteile bezüglich der Verbesserung der Faseregalität nicht in vollem Umfang eingetreten.
  • Ueberraschenderweise wurde nun gefunden, dass mit einem Verfahren, bei dem die für den Färbeprozess notwendigen Chemikalien vorgelegt und anschliessend der Farbstoff oder die Stammküpe zum Färbebad zudosiert wird, die Faseregalität, insbesondere die Aussen/Innen-Egalität von Wickelkörpern deutlich erhöht wird.
  • Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher ein Verfahren zum Färben von cellulosehaltigen Fasermaterialien, dadurch gekennzeichnet,dass man die für den Färbeprozess notwendigen Hilfschemikalien vollständig oder teilweise im Färbebad vorlegt, anschliessend die Küpenfarbstoffe oder deren Leukoverbindungen mit Hilfe einer Dosiervorrichtung über ein Zeitintervall dem Färbebad bei Temperaturen von 20 bis 100°C zudosiert und danach das Fasermaterial bei gleicher oder erhöhter Temperatur färbt.
  • Die Zudosierung des Farbstoffes oder der Leukoverbindung erfolgt zweckmässigerweise kontinuierlich über ein bestimmtes Zeitintervall, bis eine für den jeweiligen Färbevorgang ausreichende Menge an Farbstoff zugesetzt worden ist. Die Zudosierung kann dabei einerseits zeitlinear erfolgen, d.h. dass in der Dosierphase in jedem Zeitintervall immer die gleiche Menge an Farbstoff zugesetzt wird. Eine andere Möglichkeit besteht in der degressiven Zudosierung des Farbstoffes, d.h. die pro Zeiteinheit zugesetzte Menge ist zu Beginn der Dosierphase sehr gross, nimmt dann aber mit fortschreitender Dosierdauer immer mehr ab. Gegebenenfalls kann die Dosierung auch progressiv erfolgen, d.h. die pro Zeiteinheit zugesetzte Menge ist zu Beginn der Dosierphase sehr klein, nimmt dann aber mit fortschreitender Dosierdauer immer mehr zu.
  • Die Zudosierung des Farbstoffes oder der Leukoverbindung erfolgt vorteilhafterweise direkt in den Flottenkreislauf, vorzugsweise mit automatisch gesteuerten Geräten. Für die Flüssigdosierung kommen dabei z.B. pneumatische oder elektrisch angetriebene Kolben-Membranpumpen in Betracht. Diese Pumpen sind mit einer Mikroprozessor-Steuereinheit ausgestattet, mit der die für den jeweiligen Färbeprozess notwendigen Steuerungsparameter, wie die zu dosierende Menge an Farbstoff, die Dosierzeit, die "Degressivität" oder die "Progressivität" eingestellt werden können. Die Steuergeräte können auch mit festen Dosierprogrammen ausgestattet sein.
  • Für eine Flüssigdosierung der dem Färbebad zudosierten Küpenfarbstoffe werden diese zweckmässig als fein verteilte Dispersionen eingesetzt, die durch Mahlen in Gegenwart üblicher Dispergiermittel erhalten werden.
  • Vorzugsweise können dabei aber auch Farbstoffdispersionen zum Einsatz kommen, bei denen der Rohfarbstoff zur Homogenisierung lediglich grob gemahlen wird, wobei als Mahlhilfsmittel geringe Mengen von nichtionogenen und/oder anionischen Dispergatoren Verwendung finden (Farbstoff in grobdisperser Form).
  • Zur Stabilisierung dieser Dispersionen wird die Viskosität mit handelsüblichen Verdickern, vorzugsweise auf Basis polymerer Acrylsäure, auf Werte zwischen 1x10³ - 2x10⁴ mPas eingestellt.
  • Als Dispergatoren können anionische oder nichtionogene Tenside eingesetzt werden, die allein oder als Gemische unter sich oder bestehend aus einem anionischen und einem nichtionogenen Tensid vorliegen können.
  • Beispielsweise kommen als anionische Tenside in Frage:
    • sulfatierte aliphatische Alkohole, mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen, z.B. sulfatierter Laurylalkohol;
    • sulfatierte ungesättigte Fettsäuren oder Fettsäure-C₁-C₅-Alkylester, die im Fettrest 8 bis 20 Kohlenstoffatome aufweisen, z.B. Rizinolsäure und solche Fettsäuren enthaltende Öle, z.B. Rizinusöl;
    • Alkylsulfonate, deren Alkylkette 8 bis 20 Kohlenstoffatome enthält, z.B. Dodecylsulfonat;
    • Alkylarylsulfonate mit geradkettiger oder verzweigter Alkylkette mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen, z.B. Dodecylbenzolsulfonate oder 3,7-Diisobutyl-naphthalinsulfonate;
    • Sulfonate von Polycarbonsäureestern, z.B. Dioctylsulfosuccinate;
    • die als Seifen bezeichneten Alkalimetall-, Ammonium- oder Aminsalze von Fettsäuren mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen, z.B. Kolophoniumsalze;
    • Ester von Polyalkoholen, insbesondere Mono- oder Diglyceride von Fettsäuren mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen, z.B. Monoglyceride der Laurin-, Stearin -oder Ölsäure; und
    • die mit einer organischen Dicarbonsäure, wie z.B. Maleinsäure, Malonsäure oder Sulfobernsteinsäure, vorzugsweise jedoch mt einer anorganischen mehrbasischen Säure wie o-Phosphorsäure oder insbesondere Schwefelsäure in einen sauren Ester übergeführten Anlagerungsprodukte von 1 bis 60 Mol Ethylenoxid und/oder Propylenoxid an Fettamine, Fettsäuren oder Fettalkohole mit je 8 bis 22 Kohlenstoffatomen, an Alkylphenole mit 4 bis 16 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette oder an drei- bis sechswertige Alkanole mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen.
  • Normalerweise liegen die anionischen Tenside in Form ihrer Alkalimetallsalze, Ammoniumsalze oder Aminsalze vor.
  • Als nichtionogene Tenside seien beispielsweise genannt:
    • Anlagerungsprodukte von vorzugsweise 5 bis 80 Mol Alkylenoxiden, insbesondere Ethylenoxid, wobei einzelne Ethylenoxideinheiten durch substituierte Epoxide, wie Styroloxid und/oder Propylenoxid ersetzt sein können, an höhere ungesättigte oder gesättigte Fettalkohole, Fettsäuren, Fettamine oder Fettamide mit 8 bis 22 Kohlenstoffatomen oder an Phenyl- oder Alkylphenole, deren Alkylreste mindestens 4 Kohlenstoffatome aufweisen;
    • Alkylenoxid,- insbesondere Ethylenoxid und/oder Propylenoxid-Kondensationsprodukte; und
    • Umsetzungsprodukte aus einer 8 bis 22 Kohlenstoffatome aufweisenden Fettsäure und
      einem primären oder sekundären, mindestens eine Hydroxyniederalkyl- oder Niederalkoxyniederalkylgruppe aufweisenden Amin oder Alkylenoxid-Anlagerungsprodukte der hydroxyalkylgruppenhaltigen Umsetzungsprodukte, wobei die Umsetzung so erfolgt, dass das molekulare Mengenverhältnis zwischen dem hydroxylgruppenhaltigen Amin und Fettsäure 1:1 und grösser als 1, z.B. 1,1:1 bis 2:1 sein kann.
  • Weiterhin können als Dispergiermittel aromatische Sulfonsäuren, wie z.B. Oxiligninsulfonsäure oder Formaldehyd-Kondensationsprodukte aus aromatischen Sulfonsäuren, Formaldehyd und gegebenenfalls mono- oder bifunktionellen Phenolen wie z. B. aus Kresol, β-Naphtholsulfonsäure und Formaldehyd, aus Benzolsulfonsäure, Formaldehyd und Naphthalinsulfonsäure oder aus Naphthalinsulfonsäure, Dihydroxydiphenylsulfon und Formaldehyd verwendet werden.
  • Als Cellulosematerial kommt insbesondere unvorbehandelte Cellulose in Betracht, wie z.B. Hanf, Leinen, Jute, native Baumwolle, sowie Fasermischungen z.B. solche aus Polyacrylnitril/Baumwolle oder Polyester/Baumwolle, ferner sind auch Fasermaterialien auf Basis regenerierter Cellulose (Viskose) geeignet. Das Cellulosematerial kann dabei in den verschiedensten Verarbeitungsformen vorliegen, z.B. als loses Material, Garn, Gewebe oder Gewirke. Vorzugsweise kommt für das erfindungsgemässe Verfahren Baumwolle in Betracht, das als Garn verarbeitet ist.
  • Die Färbung der Baumwolle wird je nach den technischen Erfordernissen in Form des Strangs, der gepressten oder nicht gepressten Kreuzspule oder des Kettbaums gefärbt.
  • Prinzipiell sind alle Färbemethoden anwendbar, bei denen mit bewegter Flotte und stehendem Fasermaterial gefärbt wird. Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemässen Verfahren das Färben des Fasermaterials in Form der Kreuzspule durchgeführt. Dabei werden die Spulen für den Färbeprozess auf perforierte Metallspindeln oder Dreikantspindeln aufgesteckt, in welche die Flotten hineingepresst werden. Nähere Einzelheiten über das Färben von Garn und die dazu erforderlichen apparativen Vorrichtungen sind in H. Rath, "Lehrbuch der Textilchemie", 3.Auflage, S. 642 ff (1972) zu finden.
  • Bei den Küpenfarbstoffen handelt es sich um höher annellierte und heterocyclische Benzochinone oder Naphthochinone und insbesondere um anthrachinoide oder indigoide Farbstoffe. Beispiele von erfindungsgemäss verwendeten Küpenfarbstoffen sind im Colour Index 3rd Edition (1971) Vol. 3 auf den Seiten 3649 bis 3837 unter der Bezeichnung "Vat Dyes" aufgeführt.
  • Die Menge der der Färbeflotte zugesetzten Farbstoffe richtet sich nach der gewünschten Farbstärke. Im allgemeinen haben sich Mengen von 0,01 bis 10, vorzugsweise 0,05 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen auf das eingesetzte Cellulosematerial bewährt.
  • Die Färbeflotten enthalten neben dem Farbstoff die für die Küpenfärberei üblichen Hilfschemikalien. Dabei kommen z.B. Alkali wie Natriumcarbonat, Kaliumhydroxid, Natriumhydroxid oder Alkalispender wie z.B. Natriumchloracetat in Betracht. Vorzugsweise kommt Natriumhydroxid in Betracht. Ferner sind die Reduktionsmittel zu erwähnen, wobei vorzugsweise Hydrosulfit verwendet wird.
  • Zusätzlich kann die Färbeflotte noch weitere übliche Färbereihilfsprodukte enthalten, wie z.B. Elektrolyte wie Natriumchlorid oder Natriumsulfat oder handelsübliche Netz-, Egalisier- und Dispergiermittel. Diese Hilfschemikalien werden vollständig oder nur teilweise vor dem eigentlichen Färbeprozess in das Färbebad gegeben; erfolgt die Zugabe nur teilweise, wird der Rest mit dem Farbstoff oder der Leukoverbindung zugegeben.
  • Die Färbungen erfolgen mit Vorteil aus wässriger Flotte nach dem Ausziehverfahren. Das Flottenverhältnis ist von den apparativen Gegebenheiten, vom Substrat und der Aufmachungsform abhängig. Es kann jedoch innerhalb eines weiten Bereiches gewählt werden, z.B. 1:4 bis 1:100, liegt aber meistens zwischen 1:6 bis 1:15.
  • Das erfindungsgemässe Färbeverfahren kann bei Temperaturen von 20 bis 110°C durchgeführt werden. Vorzugsweise liegt die Temperatur zwischen 30 und 100°C oder 30 und 80°C.
  • Das Färbeverfahren wird zweckmässig so durchgeführt, dass man alle Chemikalien in der Färbeflotte vorlegt und das Fasermaterial bei einer Temperatur von 20 bis 100°C, vorzugsweise 20 bis 80°C vorbehandelt. Die Vorlaufzeit beträgt dabei 5 bis 20, vorzugsweise 5 bis 15 oder 5 bis 10 Minuten. Anschliessend wird die gesamte Farbstoffmenge während einer Zeit von 15 bis 40, vorzugsweise 20 bis 40 Minuten linear, degressiv oder gegebenenfalls progressiv bei gleicher und konstanter Temperatur zudosiert. Hierauf steigert man die Temperatur des Färbebades innerhalb von 15 bis 25 Minuten auf 60 bis 110°C, bei entsprechender konstanter Aufheizrate und färbt bei der erreichten Endtemperatur für 30 bis 60 Minuten. Die Färbung kann aber auch isotherm, d.h. bei konstanter Temperatur durchgeführt werden. Im Anschluss an die Färbung kühlt man auf 50 bis 70°C ab. Das gefärbte Fasermaterial wird wie üblich gespült und oxidiert, wobei zur Oxidation gewöhnlich Wasserstoffperoxid eingesetzt wird.
  • Im Anschluss an das Färben wird das gefärbte Cellulosematerial in üblicher Weise geseift. Man behandelt dazu das Substrat bei Kochtemperatur in einer Lösung, die Seife oder synthetisches Waschmittel und gegebenenfalls Natriumcarbonat enthält.
  • Man erhält nach dem erfindungsgemässen Verfahren gleichmässige und farbkräftige Ausfärbungen, die sich durch gute Färbeausbeuten auszeichnen. Insbesondere werden egale Färbungen erzielt, wobei das Cellulosematerial ein ruhiges Warenbild zeigt sowie gute Licht- und Nassechtheiten aufweist.
  • In den folgenden Beispielen beziehen sich die Prozentsätze, wenn nicht anders vermerkt, stets auf das Gewicht. Die Mengen beziehen sich bei den Farbstoffen auf handelsübliche, d.h. coupierte Ware und bei den Hilfsmitteln auf Reinsubstanz.
    • Herstellung von Farbstoffdispersionen Beispiel 1:
  • 100 Teile des Farbstoffpräparates bestehend aus
    29,4 Teilen des Farbstoffes der Formel (101)
    Figure imgb0001
    • 1,6 Teilen
    Ethylenoxid/Propylenoxid-Blockpolymer mit einem Molgewicht von ca. 16 000
    64,6 Teilen
    Wasser
    werden in einer Mikrosolmühle mit 4,5 mm Glaskugeln ca. 45 Minuten vermahlen und die jetzt homogene Mischung mit
    5,4 Teilen
    0,1 n H₂SO₄
    auf den pH-Wert 4 eingestellt und mit 1 Teil Polyacrylsäure mit einem Molgewicht von ca. 3x10⁶ in einem Rührkessel mit einem Propellerrührer homogen vermischt. Die Polyacrylsäure wird als 3% ige wässrige Lösung zugesetzt. Anschliessend wird der pH-Wert der Anrührung mit Triethanolamin auf 7,0 eingestellt. Dadurch erhält die Mischung eine puddingartige Konsistenz, wodurch die Sedimentation der groben Farbstoffpartikel verhindert wird. Beispiel 2:
  • 100 Teile des Farbstoffpräparates bestehend aus
    18.0 Teilen des Farbstoffes der Formel
    Figure imgb0002
    • 0,6 Teilen
    Ethylenoxid/Propylenoxid-Blockpolymer mit einem Molekulargewicht von ca. 16000 und
    64,6 Teilen
    Wasser
    werden in einer Mikrosolmühle mit 4,5 mm Glaskugeln ca. 45 Minuten vermahlen und die jetzt homogene Mischung mit
    16 Teilen
    0,1 n H₂SO₄
    auf den pH-Wert 4 eingestellt und mit
    1,1 Teilen
    Polyacrylsäure mit einem Molekulargewicht von 3x10⁶
    in einem Rührkessel mit einem Propellerrührer homogen vermischt. Die Polyacrylsäure wird als 3%ige wässrige Lösung zugestzt. Anschliessend wird der pH-Wert der Anrührung mit Triethanolamin auf 7,0 eingestellt. Beispiel 3:
  • 100 Teile des Farbstoffpräparates bestehend aus
    15,1 Teilen   des Farbstoffes der Formel
    Figure imgb0003
    • 2,8 Teilen
    Ethylenoxid/Propylenoxid-Blockpolymer mit einem Molgewicht von ca. 16 000 und
    82,1 Teilen
    Wasser
    werden in einer Mikrosolmühle mit 4,5 mm Glaskugeln ca. 45 Minuten vermahlen und die jetzt homogene Mischung mit
    0,01 Teilen
    0,1 n H₂SO₄
    auf den pH-Wert 4 eingestellt und mit
    1,1 Teilen
    Polyacrylsäure mit einem Molekulargewicht von 3x10⁶
    in einem Rührkessel mit einem Propellerrührer homogen vermischt. Die Polyacrylsäure wird als 3%ige wässrige Lösung zugestzt. Anschliessend wird der pH-Wert der Anrührung mit Triethanolamin auf 7,0 eingestellt. Applikationsbeispiele Beispiel 4:
  • 3 alkalisch vorbehandelte Baumwoll-Pressspulen von je 900 g, die zu 15 % gepresst sind, werden in einem Zirkulationsfärbeapparat, z.B. einem THIES Ecomat Serie II, Type 260/3 K-D, mit einer Flotte (Flottenverhältnis 1:12,5) behandelt, die folgende Zusätze enthält:
    • 0,5 g/l
    eines Antischaummittels auf Basis von 2-Ethylhexanol und Silikonöl
    0,5 g/l
    eines Dispergiermittels auf Basis von Oxi-Ligninsulfonat
    1,0 g/l
    eines Komplexiermittels
    1,0 g/l
    eines Egalisiermittels auf Polyamidbasis
    26 ml/l
    wässrige Natriumhydroxidlösung (30 %) und
    60 g
    Hydrosulfit.
  • Die Vorbehandlungszeit (Vorlaufzeit) beträgt 10 Minuten bei 40°C. Es wird mit einseitiger Innen/Aussen-Zirkulation gefahren. Die Durchströmungsrate beträgt ca. 7 l/kg/min.
  • In demselben Bad wird anschliessend die Färbung durchgeführt. Auch hier verfährt man mit einseitiger Innen/Aussen-Zirkulation. Folgendes Farbstoffgemisch wird eingesetzt:
    3,25 g des Farbstoffes der Formel (102)
    4,05 g des Farbstoffes der Formel
    Figure imgb0004
    und 5,40 g des Farbstoffes der Formel
    Figure imgb0005
  • Dieses Farbstoffgemisch wird mit 11 g Oxiligninsulfonat in 2 Liter Wasser dispergiert.
  • Analog kann man auch eine der Farbstoffdispersionen der Beispiele 1 bis 3 einsetzen.
  • Die Flotte wird auf 40°C erwärmt. Innerhalb von 30 Minuten wird bei dieser Temperatur das dispergierte Farbstoffgemisch linear mit einer Dosierrate von ca. 60 ml/min zudosiert. Anschliessend wird auf 80°C mit einer Aufheizrate von 1,5°C/Minute aufgeheizt. Man färbt 45 Minuten bei dieser Temperatur weiter und lässt dann mit einer Abkühlrate von 2°C/Minute auf 60°C abkühlen. Sodann entnimmt man das gefärbte Fasermaterial dem Färbeapparat und oxidiert mit Wassersoffperoxid. Die Färbung wird ansschliessend auf übliche Weise fertiggestellt.
    • Beispiel 5:
  • Man verfährt wie in Beispiel 4 beschrieben mit dem Unterschied, dass man in der Flotte anstelle von 300 ml Natronlauge und 60 g Hydrosulfit 200 ml Natronlauge und 40 g Hydrosulfit vorlegt und dem Farbstoffgemisch zusätzlich 100 ml Natronlauge und 20 g Hydrosulfit hinzufügt und die so entstandene Leukoform zudosiert.
    • Beispiel 6:
  • 2 Baumwoll-Pressspulen von je 1050 g, die zu 15 % gepresst sind, werden in einem Zirkulationsfärbeapparat, z.B. einem THIES Ecomat Serie II Type 260/3 K-D, mit einer kombinierten Peroxidbleichflotte (Flottenverhältnis 1:12,5) vorbehandelt, die folgende Zusätze enthält:
    • 10 ml/l
    H₂O₂ 35%
    6 ml/l
    NaOH 36 Bé
    1 ml/l
    eines Bleichstabilisators
    0,5 g/l
    eines silikonfreien Penetrationsbeschleunigers
  • Man geht bei 40°C ein und erwärmt die Flotte innerhalb von 30 Minuten auf 110°C. Bei dieser Temperatur behandelt man noch weitere 30 Minuten und senkt dann innerhalb von 15 Minuten die Temperatur auf 85°C. Anschliessend wird die Ware auf übliche Weise gespült.
  • Die so vorgebleichten Kreuzspulen werden zur Färbung in derselben Apparatur mit einer Flotte (Flottenverhältnis 1:12) vorbehandelt, die folgende Zusätze enthält:
    • 0,3 g/l
    eines silikonfreien Penetrationsbeschleunigers
    3,0 g/l
    Oxiligninsulfonat (30%ig)
    14 ml/l
    wässrige Natriumhydroxidlösung (30 %)
    0,5 g/l
    eines Eglisiermittels auf Basis einer Benzotriazolverbindung
    4,0 g/l
    Hydrosulfit
  • Die Vorbehandlungszeit beträgt 15 Minuten bei einer Temperatur von 80°C. Es wird mit einseitiger Innen/Aussen-Zirkulation gefahren.
  • In demselben Bad erfolgt anschliessend die Färbung. Auch hier verfährt man mit einseitiger Innen/Aussen-Zirkulation. Folgendes Farbstoffgemisch wird eingesetzt:
    0.052 % des Farbstoffes der Formel (104),
    0.048 % des Farbstoffes der Formel (105)
    0.276 % des Farbstoffes der Formel
    Figure imgb0006
    0.040 % des Farbstoffes der Formel
    Figure imgb0007
  • Dieses Farbstoffgemisch wird mit 11 g Oxiligninsulfonat in 2 Liter Wasser grobdispergiert.
  • Innerhalb von 15 Minuten wird bei 80°C das dispergierte Farbstoffgemisch linear mit einer Dosierrate von ca. 120 ml/min zudosiert. Man färbt isotherm für weitere 30 Minuten und lässt dann mit einer Abkühlrate von 1,5°/Minute auf 60°C abkühlen. Sodann entnimmt man das gefärbte Fasermaterial dem Färbeapparat und oxidiert mit Wasserstoffperoxid. Die Färbung wird ansschliessend wie üblich fertiggestellt.
    • Beispiel 7:
  • Man verfährt wie in Beispiel 6, verwendet jedoch Kreuzspulen mit Viskosegarn (Nm 131/2) von je 830 g und eine Vorbehandlungsflotte der folgenden Zusammensetzung:
    • 0,5 g/l
    eines silikonfreien Penetrationsbeschleunigers
    3,0 g/l
    Oxiligninsulfonat (30 %)
    14 ml/l
    wässrige Natriumhydroxidlösung (30 %)
    0,2 g/l
    eines Egalisiermittels auf Basis einer Benztriazolverbindung
    3,5 g/l
    Hydrosulfit.
  • Die Vorbehandlungszeit beträgt 15 Minuten bei 90°C.
  • Für die Färbung wird folgendes Farbstoffgemisch zudosiert (dispergiert mit 10 g Oxiligninsulfonat in 21 Wasser):
    • 0,07 %
    des Farbstoffs der Formel (104)
    0,05 %
    des Farbstoffs Vat Red 10 (C.I. Nr. 67000)
    0,004 %
    des Farbstoffs der Formel
    Figure imgb0008
  • Man erhält eine egale Durchfärbung der Kreuzspulen.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Färben von cellulosehaltigen Fasermaterialien, dadurch gekennzeichnet, dass man die für den Färbeprozess notwendigen Hilfschemikalien vollständig oder teilweise im Färbebad vorlegt, anschliessend die Küpenfarbstoffe oder deren Leukoverbindungen mit Hilfe einer Dosiervorrichtung über ein Zeitintervall dem Färbebad bei Temperaturen von 20 bis 100°C zudosiert und danach das Fasermaterial bei gleicher oder erhöhter Temperatur färbt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Fasermaterial bei Temperaturen von 2o bis 110°C färbt, wobei man das Färbebad nach der Zudosierung der Küpenfarbstoffe oder deren Leukoverbindungen gegebenenfalls aufheizt..
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zudosierung des Farbstoffes oder der Leukoverbindung kontinuierlich über ein bestimmtes Zeitintervall erfolgt, bis eine für den jeweiligen Färbevorgang ausreichende Menge an Farbstoff zugesetzt worden ist.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zudosierung zeitliniear erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zudosierung degressiv erfolgt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass man den Farbstoff in grobdisperser Form zudosiert.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man als cellulosisches Fasermaterial Baumwollgarn oder Garn aus regenerierter Cellulose verwendet.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass man die Färbung auf gepressten oder nicht gepressten Kreuzspulen durchführt.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass man die Färbung nach einer Vorlaufzeit von 5 bis 20 Minuten durchführt.
  10. Das gemäss einem der Ansprüche 1 bis 9 gefärbte Fasermaterial.
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