DE2023179B - Verfahren zum Färben und Bedrucken von Textilfasern - Google Patents

Description

X — CH, — CHOH — CH, — N — "Ί

' /1 \ ■

R R' R"

in der X ein Halogenatom und R. R' und R" Methyl- oder niedere Alkylgruppen bedeuten, zugesetzt und das Medium alkalisch gestellt v.ird. oder die Textilfasern vor dem Färben mit einer alkalischen Lösung solcher Verbindung behandelt werden.

Es ist ferner bekannt, daß die Produkte, welche dii

Anfiirbbarkeit von Fasern zu erhöhen vermögen nicht immer in ausreichendem Maße an dem Mate rial anhaften. Außerdem wird die letztlich erzielu Farbtönung in nachteiliger Weise beeinflußt.

Ferner ist daraufhinzuweisen, daß das Beizen untei Verwendung von kationischen Derivaten stark dit Verwendungsmöglichkeiten einschränkt. Beispielsweise ist das Beizen nicht unter Verwendung eines

ίο Gewebes möglich. Auch kann man keine Fäden in Form von Spulen behandeln. Der Grund dafür liegt darin, daß ein ZwiscK^produkt erforderlich ist. das darüber hinaus noch eine sehr lange Zeitspanne erfordert. Ferner kann Hn Beizen nicht unter Ver-

'5 Wendung von Geweben durchgeführt werden, die bedruckt werden sollen, und zwar deshalb, da Schwierigkeiten anschließend beim Waschen auftreten. Während des Waschens gehl der nicht fixierte Farbstoff, der daher normalerweise entfernt wird, wieder in starkem Ausmaße auf die Fasern, wodurch eine Verschmutzung bewirkt wird.

Es wurde nunmehr festgestellt, daß durch Zugabe von Epoxypropylammonium-Salzen der nachstehend angegebenen Formel

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Färbefähigkeit von zahlreichen Farbs'offen. die zum Färben und Bedrucken von Naturfasern, künstlichen Fasern und synthetischen Fasern verwendet werden.

is ist bereits bekannt, daß die Anbringung von kationischen Gruppen, beispielsweise von quatcrnären Ammoniumgruppen, an verschiedene Sorten von Fasern zur Folge hat. daß diese eine bessere Anfärbbarkeit besitzen. Ferner vermögen bestimmte Produkte, die in Text'lapprcturcn oder als Färbefixierungsmittcl verwendet werden, wie beispielsweise Dicyandiamid Poiyäthylcnimin. Kondensationsproduktc von Polyamiden mit Epichlorhvdrin orl H»!. Mciir suirk die Färbcaffinität der verschiedensten Fasern zu erhöhen.

Fs wurden bereits zahlreiche Versuche durchgeführt, ohne daß dabei jedoch jemals industriell verwertbare Ergebnisse erzielt worden sind. Insbesondere wurde versucht, mehr oder -weniger stark kanonische Verbindungen während der Herstellung der Farbstoffe einzuführen, d. h. das farbstoffmolckiil zu quaternisicren. und zwar entweder während seiner Herstellung oder anschließend. Außerdem wurde versucht, diese Produkte auf das Material vor dem Färben aufzubringen, und zwar durch eine zuvor erfolgende Beizung.

Die Unverträglichkeit der kanonischen Derivate mit den meisten Farbstoffen macht es notwendig. Zunächst diese Derivate auf das Material selbst aufzubringen, worauf getrocknet wird und anschließend das übliche Färben oder Bedrucken durchgeführt wird. Dieses Verfahren erfordert daher zusätzliche fio Maßnahmen, welche die Verfahrenskosten sowie die Gefahr von Pannen erhöhen. Außerdem ist das Beizen, das stark die Anfärbbarkcit erhöht, nicht immer bei kontinuierlich durchgeführten Färbeverfahren zweckmäßig, und zwar deshalb, da sehr schnell die Bäder erschöpft werden, was zur Folge hat. daß die Impräpnierungsbäder kontinuierlich verstärkt werden müssen.

CH, — CH -CH,-N-Cl

O R^y R' R"

zu Farbstoffbädern oder Druckpasten erheblich die Anfärbbarkeit vieler Farbstoffe erhöht werden kann, beispielsweise von direkt aufziehenden Reaktivfarbstoffen. Schwcfclfarbstoflcn. Trogfarbstoffen lcolorants de cuve) usw. Außerdem können diese Substanzen auf verschiedenste Fasern aufgebracht werden. In der formel bedeuten R. R'und R" niedere Alkylreste. beispielsweise CFI,.

Es wurde gefunden, daß trotz der durch die neuen Produkte ei/Jeiicii Vorteile immer noch einige Nachteile bestehen, und zw;;r infolge einer unzureichenden Stabilität von einigen dieser Produkte sowie als Folge der Unmöglichkeit, die Farbausbeule aufrechtzuerhalten, die auf Grund dieser Produkte möglich ist.

Das Wesen der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß es möglich wird, durch Finfiihren der neuen Derivate, die eine stark kanonische Wirkung ausüben, in die Färbebäder oder in die Druckpasten alle die Vorteile zu erzielen, die bei einem zuvor erfolgenden Beizen erhalten werden, wobei außerdem erheblich die Nachteile beseitigt oder zumindest vermindert werden, die in bestimmten Fällen auf eine bestimmte Instabilität der Produkte zurückzuführen sind.

Die Produkte, deren Verwendung Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. sind llalogcnwasserstoff-Dcrivale. beispielsweise Chlorwasserstoff-Derivate eines Epoxypropylammonium-Salzes der allgemeinen Formel

XCH₂ — CHOH — CH₂-N- Cl
R R' R"

vorin X ein Halogen bedeutet und R. R' und R" niedere Alkylreste. beispielsweise CH₃, sind.

2 023 !79

Die Regenerierung der Epoxybrücken erfolgt sehr schnell in alkalischem Medium während des Farbeverfahrens.

R'

CICH₁-CHOH-CH₁-N R"

R'"

NaOH

CH₂ CH — CH₂ — N — R-

Q R-"

+ CINa + H₂O

Während der verschiedenen Färbe- und Druckverfahrenist es daher notwendig, eine bestimmte Menge an Alkali zu verwenden oder dessen Men se zu L-rhihen. um die vorstehend beschriebenen Reaktionen ablaufen zu lassen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher insbesondere die Verwendung von Epoxypropylammonium-Salzen in ihre; Halogenwasserstoffonn. Die geschilderten Resultate werden insbesondere bei \ erwendung von ^-ChlorpropylO-hydroxy-N-trimelhylammoniumchiorid (CTAHCP) erhalten.

CH,

U — CH, — CHOH — CH, — N* — CH, CT

CH,

Diese Produkte besitzen eine Stabilität, die auch einer Lagerung sowie einer Temperatureinwirkung /". widerstehen vermag.

Die Einführung dieser Verbindungen in E'arbsloffb;'dcrn hat keine Ausfällung der Farbstoffe zur Folge. Außerdem wird die Stabilitiit eier verschiedener. Ϊ arbslottc beibehalten. Das gleiche gilt auch für die Reproduzierbarkeit der Farbnuancen.

Die verschiedenen Festigkcitsuntcrsuchungen. die unter Verwendung von Färbungen oder Drücken durchgeführt werden, ergeben keine Zersetzung. Vielmehr werden ganz ausgezeichnete I arbeclitheiten festgestellt.

Die Aufbringung dieser Verbindungen ermöglicht das Färben einer Vielzahl von zcllulosehaltigcn Fasern, und zwar natürlichen oder regenerierten Fasern. proteinhaltigcn Fasern, synthetischen Fasern. Polyamidfasern. Polyesterfasern. Acetatfasern. Triaectat-Fascrn, Polyacrylnitrilfasern oder Polyvinylchlorid-Fasern.

Die Hauptklasscn der nachstehend angegebenen farbstoffe lassen sich in Gegenwart von CTAHCP Verwenden:

Direktfarbstoffe,

Schwefelfarbstoffe,

Trogfarbstoffc,

IndigosolfarbstofTc,

Naph:holbasenfarbstoffe,

Reaktivfarbstoffe,

Phthalocyaninfarbstoffe,

Säurefarbstoffe,

Metallenthaltende Farbstoffe.

Dispersfarbstoffe.

Die folgenden Ausführungen erläutern die Möglichkeiten zur Durchführung der vorliegenden Erfindung.

Anwendung auf Färbemethoden
I. Reaktivfarbstoffe

Es ist bekannt, daß diese Farbstoffe auf zellulosehaltige Fasern in alkalischem Medium aufgebracht werden können, wobei eine kovalente Bindung mit den OH-Gruppen der Zellulose gebildet wird.

Die Fixierung eines Reaktivfarbstoffes ist jedoch niemals vollständig. Sie schwankt von einem Farbstoff zum anderen und hängt von dem angewendeten Aufbringung.sverfahrcn ab. Vergegenwärtigt man sich, daß die Reaktivfarbstoffe aus einem färbenden Teil und einem reaktiven Teil bestehen, dann wird klar, daß die chemische Natur des färbenden Teils variabel ist. Das gleiche gilt für den reaktiven Teil. Folgende Hauptderivate können erwähnt werden:

Mono- und Dichlor-U.f-triazin,
Di- und Trichlorpyrimidin,
Vinylsulfon.

Das Reaktionsschema dieser Farbstoffe mit zellulosehaltigen Fasern kann wie folgt wiedergegeben werden:

Cl

N-C

--NH-- C

N + OH — Cell

N = C

Cl

O —Cell

N - C

' ■> — NH- C N + HOl

/
N=C

\
Cl

Dichlor-l,3.5-triazin
^)-SO₂-CH₂ CH₂-O-SO₃H + OH-CeIl

< > SO₂-CH₂-CH₂-O-CcII + H₂SO₄
Vinvlsulfon

Fs ist bekannt, daß beispielsweise die Affinität der Chloratomc im Hinblick auf die OH-Gruppen der Zellulose stärker ist als auf diejenigen des Wassers. Dennoch reagiert immer ein Teil des Farbstoffs mit Wasser. Man schätzt, daß im allgemeinen 70% des Farbstoffs mit der Zellulose reagieren, während 30% hydrolysiert werden. Die nachteilige Folge dieser unvollständigen Fixierung ist (zusätzlich zu dem Verlust) die Notwendigkeit, das Material nach dem Färben gründlich mit Seife zu waschen, um diesen Teil des Farbstoffs zu entfernen, der sich auf der Faser befindet, jedoch nicht fixiert ist, um zu einer guten Farbechtheit zu gelangen.

Die Einführung von CTAHCP in die Bäder der Reaktivfarbstoffe ermöglicht eine Erhöhung der Fixierung dieser Farbstoffe. Beobachtet man die nach dem Färben verwendeten Waschbäder, so stellt man fest, daß diese nicht mehr gefärbt sind, wenn die Färbungen in Gegenwart von CTAHCP durchgeführt werden.

Die P.eproduzierbarkeit der Nuancen bleibt in Gegenwart dieses Produktes ausgezeichnet.

Das Vorliegen von CTAHCP ermöglicht eine Herabsetzung der Dauer der Wärmebehandlung. Im Falle einer Wärmefixierung kann die Behandlung 3 bis 1 Minute dauern, wobei dennoch eine ausreichende Fixierung erzielt wird.

Eine Untersuchung der Beständigkeit gegenüber der Einwirkung von Feuchtigkeit (Haushaltswäsche, Schweiß od. dgl.) ergibt keine Verminderung dieser Beständigkeit. Vielmehr ist in bestimmten Fällen eine Verbesserung festzustellen.

Eine Untersuchung der Lichtechtheit ergibt ebenfalls keine Verschlechterung. Man kann jedoch bei einigen Farbnuancen einen Verlust von 0,5 Einheiten feststellen.

Ferner stellt man fest, daß diese interessanten Ergebnisse in jedem Falle erhalten werden, gleichgültig, ob diese Produkte zuerst in die Färbebäder eingemengt werden oder nach dem Färben aufgebracht werden (d. li. vor dem Fixieren).

Beispiel 1

Nach der Pad Dry-Methode werden Färbungen durchgeführt:

Die Färbebäder werden in der folgenden Weise hergestellt:

.χ g/l Farbstoff

Ohis 100 g/l Harnstoff

y g/l Alkali (Natriumhydroxyd oder
Natriumcarbonat)
ζ g/l CTAHCP (55%ig)

.x ist eine Funktion der 7u erzielenden Intensität der Farbnuancc. Man stellt fest, daß die Verbesserung bei relativ starken Farbnuancen sehr ausgeprägt ist. d. h. für Werte von .v von 0,2% oder darüber.

r variiert als Funktion von x. Es werden daher Mengen zwischen 10 und 60 g/l verwendet.

y muß im Verhältnis zu der im allgemeinen empfohlenen Alkalimenge erhöht werden, damit die Regenerierung der Epoxybrücken ermöglicht wird, y ist daher eine Funktion von z. Beispielsweise kann man •ine Konzentration von 30 g des Farbstoffes pro Liter. 60 g CTAHCP und 30 g Natriumcarbonat terwenden.

Die Imprägnierung des zuvor entsprechend präpa- ficrtcn Gewebes erfolgt mittels eines Foulards, wobei der Ausquetschgrad 70% beträgt. Anschließend wird bei 90⁰C getrocknet, worauf wähifend einer Zeitspanne von 3 Minuten bei 150⁰C wärmefixiert wird.

Das Waschen erfolgt in der nachstehend geschilderten Weise:

30 Sekunden vnter Verwendung von kaltem

Wasser,

I Minute mit Wasser von 80⁰C sowie 5 Minuten mit Wasser von 100⁰C in Gegen* wart von 5 g/l Seife.

Die auf diese Weise in Gegenwart von CTAHCP erhaltenen Proben besitzen eine Intensität, die wesentlich ausgeprägter ist als die Intensität von Vergleichsproben. Im allgemeinen sind die Farbnuancen 2- bis 3fach stärker ausgeprägt.

Beispiel 2

Die Färbungen werden nach dem Pad Batch-Verfahren durchgeführt.

ίο Bei der Durchführung dieses Verfahrens wird die Fixierung der Farbstoffe in der Kälte durchgeführt. Es ist dabei notwendig, Natriumhydroxyd als alkalisches Mittel zu verwenden.

Nach einer Behandlung mittels eines Foulards werden die Proben aufgewickelt, worauf sie 4 bis 12 Stunden lang je nach den verwendeten Farbstoffen bei Umgebungstemperatur sich selbst überlassen, werden. Anschließend wird untf · den gleichen Bedingungen wie in den vorstehenden 'üeispielen gewaschen.
Auch in diesem Falle ist die feststellbare Verbesserung sehr erheblich.

Beispiel 3

Die Aufbringung von CTAHCP auf die Fasern vor dem Färben ermöglicht die Erzielung von ausgezeichneten Ergebnissen, falls die vorstehend beschriebenen vier Verfahren eingehalten werden.

In einer ersten Stufe kann man das Gewebe mittels eines Foulards in einem Bad imprägnieren, das CTAHCP zusätzlich zu einem alkalischen Mittel enthält, worauf bei einer Temperatur von 100⁰C getrocknet wird.

In einer zweiten Stufe werden die Färbungen nach üblichen Methoden durchgeführt.

Die feststellbaren Farbausbeuten sind im allgemeinen genauso hoch wie bei der Einführung von CTAHCP in die Farbstoffbäder.

Diese Arbeitsweise bietet im Falle von ReaktivfarbstotTen den Vorteil, daß Farbstoffe ohne weitere Zusätze verwendet werden können, insbesondere ohne Zusatz von Alkali, so daß eine ausgezeichnete Stabilität des Färbebades erzielt wird. Dies ist besonders im Falle des Pad Batch-Verfahrens interessant. Bei der Durchführung dieses Verfahrens zwingt die geringe Stabilität der Farbstoffe in Gegenwart von Natriumhydroxyd, die häufig auf einige Minuten begrenzt ist, zu einem Arbeiten mit einer Mischung aus Farbstoff und Alkali in einer Imprägnierungsvorrichtung, die mit Hilfe von Dosierungspumpen betrieben werden.

Beispiel 4

Färbeverfahren in einem vollen Bad

Zunächst wird das Material während einer Zeitspanne von 10 Minuten bei 100°C in einem Bad behandelt, das CTAHCP zusätzlich zu Alkali enthält. Die Färbung wird anschließend ohne weitere Behandlung sowie ohne Zwischenspülen durchgerührt.

Die nachfolgend beschriebene Arbeitsweise dient lediglich Erläuterungszwecken:

Das Material wird während einer Zeitspanne von 10 Minuten bei 100° C in einem Bad folgender Zusammensetzung behandelt:

20 g/l CTAHCP, 5ccm/l NaOH 1fi°Rn

Das Bad wird entleert, worauf direkt ohne Zwiichenspülen die entsprechende Färbung durchge-'ührt wird. Diese Färbung erfolgt unter folgenden Bedingungen:

χ % des Farbstoffs (bezogen auf das Gewicht des Materials).

Verhältnis des Bades 1 bis 10.

10 Minuten Färben bei 40"C,

Zugabe von 10%igem NaCI, Erneutes Färben während einer Zeitspanne von

20 Minuten bei 40°C,

Zugabe der Alkalimenge, die dazu erforderlich

ist, das Färben während einer Zeitspanne von

I Stunde bei 40° C durchzuführen, Spülen und anschließendes Waschen bei 10O⁰C.

Bei der Durchführung dieses Verfahrens stellt man fest, daß durch die Anwesenheit von CTAHCP die Farbausbeute wesentlich erhöht ist.

Außerdem bemerkt man eine sehr schnelle Erschöpfung sowie eine sehr starke Erschöpfung der Bäder.

Die Fixierung der Farbstoffe erfolgt viel schneller.

HO₃S

N = N

HN-C-NH

H ο

Die Zugabe von CTAHCP bei der Durchführung des Verfahrens in einem vollen Bad von Rcaktivfarbstoffen isl insofern besonders günstig, als die bei der Durchführung des üblichen Verfahrens erzielten Ausbeuten häufig sehr mittelmäßig sind und immer ein besonders langes Färbeverfahren erfordern, um eine ausreichende Fixierung der Farbstoffe zu erzielen.

Die Zugabe von Alkali ist im allgemeinen nicht mehr beim Färben erforderlich. Die Fixierung erfolgt ίο sehr leicht in öegenwart von CTAHCP.

Die in Gegenwart dieses Produktes erzielten Farbausbeuten sind beträchtlich gesteigert.

II. Direktfarbstoffe ■s Beispiels

Aufbringung von DirektfarbstofTen in einem vollen Bad

Die Verwendung von erfindungsgemäßen Kombinationen unter den nachstehend angegebenen Arbeits ίο bedingungen ermöglicht die Erzielung von sehr inter essanten Ergebnissen, falls Farbstoffe verwende), werden, die beispielsweise den nachstehend angegebenen Formeln entsprechen:

SO₃Na

N = N NH-CO —CH₃

OH

OH

NaO₃S

OH

O,N—< --N = !

(Uli

SO₁Na

(IV»
NH — CO — CH₃

209 521M!

2 3 02

Zunächst wird das Material während einer Zeitspanne von IO Minuten bei 100 C in einem Bad behandelt, das folgende Zusammensetzung aufweist:

20g/l CTAIK P. s

5ccm/l NaOH 36 Bc.

Dieyes Bad wird anschließend entleert und sofort durch das Färbebad ohne Zwischenspülung ersetzt.

Das Färbeverfahren wird in der normalen Weise durchgeführt, d. h. bei einer Temperatur von 100" C unter Zugabe von Elektrolyten.

Man stellt fest, daß die Affinität der Fasern stark erhöht ist. Die Erschöpfung des Bades erfolgt viel schneller, wobei die Erschöpfung vollständig ist.

Man stellt fest, daß die Verwendung dieser Verbindungen beträchtlich die Beständigkeit der Farbstoffe gegenüber Feuchtigkeit erhöht. Beispielsweise liefern Farbstoffe, deren Beständigkeit gegenüber einem Waschen normalerweise I bis 2 beträgt, bei der Einhaltung dieses neuen Verfahrens Werte zwischen 4 und 5.

Die Verbesserung der Farbechtheit der Farbstoffe ist ein zweites Merkmal der vorliegenden Erfindung. Diese Verbesserung kann unabhängig von dem jeweils verwendeten Direktfarbstoff bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens festgestellt werden

B e i s ρ i e I 6

Aufbringung der Direktfarbstoffe auf kontinuierliche Weise, insbesondere durch Einhaltung des Pad-Roll-

Verfahrens

35

Das Gewebe wird in dem Farbstoffbad foulardiüiert und anschließend auf eine Rolle in einer warmen Kammer bei einer Temperatur von 80 C gehalten.

Man stellt eine deutliche Verbesserung der Intensität sowie der Echtheit der unter Verwendung von CTAHCP aufgebrachten Farbstoffe fest.

Färben von proteinhaltigcn Fasern

Beispiel 7
(Aufbringen auf ein Polyamid)

Das Vorliegen von CTAHCP begünstigt deutlich die Aufnahme des Farbstoffs sowie die Erschöpfung der Bader. Man kann mit folgenden Farbstoffklassen arbeiten:

Farbstoffe:
Saure Farbstoffe,
Metallhaltige Farbstoffe,
Reaktivfarbstoffe.
Dispersionsfarbstoffe.

Beispielsweise wird das Material mit 20 g/l CTAHCP, das dem Natriumcarbonat zugesetzt worden ist, während einer Zeitspanne von IO Minuten bei 100 C behandelt, worauf die Färbungen nach üblichen Methoden durchgeführt werden.

Es werden wesentlich verbesserte Farbausbeuten festgestellt. Die Echtheiten werden im allgemeinen nicht verschlechtert, vielmehr wird eine verbesserte Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit festgestellt.

Bei den Verfahren, die mittels eines Foulards mit den sauren Farbstoffen durchgeführt werden, ist manchmal die Zugabe von Harnstoff notwendig, um einerseits die Löslichkeit dieser Farbstoffe zu verbessern und andererseits den Färbebädern eine bessere Stabilität zu verleihen.

Färbung von zellulosehaltigen Estern

Beispiel 8
(Aufbringen auf Acetat und Triacetat)

Die Färbung dieser Fasern erfolgt im allgemeinen unter Verwendung von plastolöslichen Farbstoffen oder Dispersionsfarbstoffen.

Die Verwendung von CTAHCP gemäß den vorstehenden Beispielen zur Behandlung dieser Federn liefert positive Ergebnisse.

Die Erhöhung der Farbausbeuten ist weniger ausgeprägt als bei den vorstehenden Beispielen.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Färben und Bedrucken von Textilfasern mit nicht kanonischen Farbstoffen aller Klassen, wobei das Färben und Bedrucken unter Verwendung aller natürlichen, künstlichen oder synthetischen Fasern möglich ist, dadurch gekennzeichnet, daß entweder den Färbebädern bzw. den Druckpasten eine quaternäre Verbindung der allgemeinen Formel