DE2108876B2

DE2108876B2 - Verfahren zum einbadigen faerben von mischungen aus cellulose- und polyamidfasern nach der ausziehmethode

Info

Publication number: DE2108876B2
Application number: DE19712108876
Authority: DE
Inventors: Horst 6050 Offenbach Kohler Hartwig 6000 Frankfurt Putze
Original assignee: Farbwerke Hoechst AG, vormals Mei ster Lucius & Brumng, 6000 Frankfurt
Priority date: 1971-02-25
Filing date: 1971-02-25
Publication date: 1973-06-20
Also published as: GB1382675A; BE779873A; DE2108876A1; DE2108876C3; FR2126380A1; IT947844B

Description

50

Es ist bekannt, daß sich Textilniaterialien aus Cellulosefasern mit Reaktivfarbstoffen färben lassen, indem man diese Farbstoffe unter alkalischen Bedingungen mit den Hydroxylgruppen der Cellulose zur Umsetzung bringt. Hin sehr wichtiges, wenn auch verhältnismäßig zeitraubendes Fixierverfahren auf dem genannten Gebiet ist die Ausziehmethode, die unter Berücksichtigung des Verarbeitungszustandes der Ware auf dem Jigger, der Haspelkufe, der Strangfärbemaschine bzw. dem Spulenfarbeapparat vorgenommen wird (Zeitschrift für die gesamte Textilindustrie 60 [1958], S. 472Π".). Hierbei ziehen die verwendeten Farbstoffe auf Grund ihrer Substantivität aus dem Färbebad auf die Faser und gehen dort unter dein Einfluß der Alkalien — entsprechend der chemischen Struktur ihres reaktionsfähigen Bestandteils — eine Ätherbindung oder Esterbindunt» ein (H. Rath. Lehrbuch der Textilchemie, 2. Auffatc 1963, S. 347IT.).

Beim Färben von Mischgeweben aus Cellulose- und Polyamidfasern konnte man diese Applikationsmethode bisher nur für den Cellulosefaseranteil des Textileuts einsetzen, i^obei die Farbgebung der Polyamidfaserkomponente im Anschluß an die Nachbehandluna der Reaktivfärbung diskontinuierlich mit Säure. Metallkomplex- oder Dispersionsfarbstoffen aus saurem oder neutralem Medium bei Kochtemperatur oder höheren Temperaturen durch überfärbung besorgt werden mußte. Diese zwdbadige Arbeitsweise besitzt somit den Nachteil, daß sie in ihrer Handhabung sehr umständlich, ziemlich teuer und lan ;-wieris ist.

Theoretisch wäre es wohl denkbar, Färbungen auf solchen Fasermischungen mit Chromfarbstoffen nach der Ausziehmethode vorzunehmen. Eine weitere Möglichkeit besiünde auch im Färben von Polyairiid-Cellulosefasermatenal mit Hilfe von Entwicklungsfarbstoffen, d. h mit Kupplungskomponenten aut Naphthol-Büsis und stabilisierten Diazoarnino\e^rbin aungen nach der Art eines Temperaturstufenverfuhrens" Diese beiden Färbeprozesse erweckten jedoch überwiegend nur wissenschaftliches Interesse und konnten" fur die Praxis keine Bedeutung erlangen da für ihre Durchführung enorm lange Farbezeiten in Anspruch genommen werden.

Schließlich wurde bereits in Chemiefasern 15 1145* >. 5. 450 und 451. beschrieben, daß sich Reaktivfarbstoffe vom Vinylsulfon-Typ aus saurem pH-Bereich auch für das Färben von Polyamidfasern im Ausziehverfahren eignen Allerdings ist es trotz aller Anstrengungen noch nicht gelungen, mit dieser Farbstoff- lasse Ton in-Ton-Färbungen auf Polyamid- Cellulosefaser-Mischgewebe zu erzielen. Auch sind Färbungen von Polyamidartikeln mit Dreier-Kombinationen, bei denen man drei verschiedene Reaktivfarbstoffe diesei Kategorie in Betracht gezogen hatte, bis jetzt für Braun-, Beige- und Grau-Nuancen nicht zu realisieren gewesen. Bei dieser Gelegenheit treten nämlich gegenseitige Blockierungseffekte auf, infolge derer die Färb stoffe dann nicht mehr auf das Substrat ziehen. Da/u heißt es in den Musterkarten der Farbstoffhersteller daß ein überladen der Faser mit Farbstoff vermieden werden muß, weil sonst dadurch die Echiheitseigenschaften der auf diese Weise erzeugten Färbungen eine Verschlechterung erleiden. Derartige Kombinationsfärbungen ließen sich auch mit rarbstoffen. denen ein andersartiges Reaktivsystem zugrunde liegt, bislang nicht erreichen.

Es wurde nun gefunden, daß man die vorstehend erläuterten Schwierigkeiten sowie Nachteile umgehen und Mischungen aus Cellulosefasern und synthetischen Polyamidfasern mit Reaktivfarostoffen und nichtreaktiven wasserlöslichen Metallkomplexfarbstoffen nach der Ausziehmethode auch einbadig färben kan;.. wenn man diese Fasermaterialien zuerst bei Temperaturen von etwa 20 bis 80°C mit wäßrigen Flotten behandelt, die neben Kombinationen aus den obengenannten Farbstoffen noch Alkalien enthalten, danach durch Zugabe von freien Säuren die Flotten auf einen pH-Wert im Bereich von 6,6 bis 7.2 einstellt und schließlich die Färbungen bei Temperaturen von etwa 95 bis 105⁰C zu Elide führt.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es. die pH-Werte des Färbebades in der Weise abzustimmen, daß b.e den jeweiligen Fixierungsbedingungen o.r Reaktiv- bzw. Metallkomplexfarbstoffe entsprechen, ohne daß man zur Verwendung von getrennten Bädern

gezwungen ist. Dieses Ergebnis war für den Fachmann keineswegs naheliegend, und es ist daher als außerordentlich üben-aschend zu bezeichnen, daß nach der Ausziehmethode sowohl Reaktivfarbstoffe als auch wasserlösliche Metallkomplexfarbstoffe au--, ein und demselben Bad lediglich mit Hilfe einer Temperaturänderung und einer pH-Wert-Senkung nacheinander auf den Fasermischungen fixiert werden können. Nach der neuen Arbeitsweise erhält man bei guter Farbausbeute eine verhältnismäßig rasche und echte Farbstoff-Fixierung. Die dabei erzielten Färbungen sind reproduzierbar und zeigen ein egales Warenbild, Hilfsmittelzusätze sind kaum erforderlich.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Textilmaterial bei einem Flottenverhältnis von I : 20 bis 1 :30 zunächst füi 40 bis 60 Minuten, vorzugsweise 45 bis 50 Minuten, mit der etwa 20 bis 80 C, bevorzugt etwa 40 bis 60 C. warmen wäßrigen Flotte behandelt, die den gelösten Reaktiv! .ibstoff, dei. gelösten Metallkomplexfarbstoff sowie das alkalisch wirkende Mittel' enthält. V ihrend dieser Maßnahme zieht der Reaktivfarbstoff vorwiegend auf den Celluloseanteil der Fasermischung auf und wird dort fixict. Danach setzt man dem } .trhebad so viel freie Sä- e zu, daü sich in der Färbeflüsigkeit ein pH-Wert i η Bereich von 6.6 bis 7.2. vorzugsweise etwa der N ütralpunki einstellt Nur.· mehr wird das Färbebau auf etwa 95 bis 105 C . bevorzugt Kochtemperatur, erhitzt, und die Ware vv,id sodann 45 bis90 Minuten, vorzugsweise60 M<nuton der Einwirkung der Flotte unter diesen Eledin- ^;· 'gen ausgesetzt. Wahrend dieser Zeuperiode fixiert ιί,τ Metallkomplexfarbstoff auf der Polyrnidkompom-nte des Fasermaterials. Entsprechend einer Modifikation des Verfahrens kann man auch die Metali- -15 ki mplexfarbstoffe erst etwa 45 Minuten nach Färbebeginn — zweckmäßig im Anschluß an die trniedrit'iing des pH-Wertes — dem Färbebad in gelöster l·Vm zufügen, was zu keinerlei Nuancenänderung in bezug auf die gefärbte Fasermischung Anlaß gibt. Nach dem Färben wird die Ware gespült, geseift und wie üblich fertiggestellt. Bei Einhaltung der erläuterten Arbeitsbedingungen zeigt es sich, daß der Metallkomplex-Farbstoff keine oder nur eine geringfügige Anschmutzung des Celluloseanteils verursacht. Für die Färbungen mit dem Reaktivfarbstoff ist es wichtig, daß während des Waschprozesses die wäßrigen Bäder nicht mit Essigsäure neutralisiert werden, da sonst ein Teil des Reaktivfarbstoffe auf dem Polyamidfaseranteil Her Ware fixiert und dadurch eine Nuancenverschiebung hervorgerufen wird.

Das erfindungsgemäße, einbadige Verfahren zum Färben von Mischungen, die aus Cellulose- und Polyamidfasern bestehen, weist gegenüber den bisher angewandten zweibadigen Verfahren vor allem den Vorteil einer wesentlichen Arbeitsvereinfachung und Kostensenkung auf. Außerdem werden auf diese Weise Färbungen mit sehr guten Echtheitseigenschaften, besonders im Hinblick auf die Naßechtheiten, erhalten. Ferner ist man in der Lage, spezieile Nuancen auf der Ware zu erzeugen, weil sich nach dem neuen Verfahren sowohl Kombinationen von Farbstoffen für die Ceüulosefasern als auch Kombinationen von Metallkomplexfarbstoffen für das Färben der Polyamidfasern zusammen in einem Bade applizieren lassen. Ein derartiges Ergebnis war bisher auf anderem Wege nicht zu erreichen, da im Falle des Einsatzes von Säurefarbstoffen für solche Kombinationsf?rbungen wegen der dabei auftretenden Blockierungseffekte, für die im wesentlichen der Reaktivfarbstoff verantwortlich ist, die Säurefarbstoffe entweder im Färbebad ausgefallen sind oder keine Affinität zur Polyamidfaser besessen haben. Es sind zwar einige Reaktivfarbstoffe vom Vinylsulfon-Typ bekannt, die sich ohne Behinderung durch Blockierungseffekte untereinander kombinieren lassen, jedoch nicht in Anwesenheit von Vertretern anderer Farbstoffklassen.

Für das erfindungsgemäße Verfahren finden bevorzugt solche Reaktivfarbstoffe Verwendung, die als reaktiven Bestandteil mindestens eine Vinylsulfongruppe besitzen oder mindestens eine Gruppe aufweisen, die bei der Einwirkung der alkalischen Mittel währe.id des Färbens eine Vinylsulfongruppe bildet. Dabei spielt es keine Rolle, ob die genannten Reste unmittelbar oder über ein Zwischenglied, besonders — NH — oder — NR -(R = niederes Alkyl), an das Farbstoffmolekül gebunden sind. Aus der Klasse \on Gruppierungen, die sich durch alkalische Substanzen in eine reaktionsfähige Vinylsulfongruppe überführen lassen, sollen als Beispiele ,i-SulfatoäthylsuIfon-, rf-Thiosulfatoäthylsulfon-, /<- Phosphatoäthylsulfon-, rl - Chloräthylsulfon-, ,-> - Dialkylaminoäthvlsulfon-Gruppen wie auch die entsprechenden Sulfonv !aminogruppen, besonders der Äthionylaminotest genannt werden. Jedoch auch alle anderen hinlänglich bekannten Reaktivfarbstoffe, besonders aber solche, die als reaktionsfähigen Rest mindestens eine _r+i'2.2.3.3-Tetrafluor - cyclobutyl) - acryloylamino- oder ,; - (2.2.3. 3 - Tetrafluor - 4 - alkyl - cyclobutyl) - acryloylamino-Gruppe enthalten, sind für die neue Färbemethode brauchbar. Als Grundkörper dieser Farbstoffe eignen sich besonders solche aus der Reihe der Anthrachinone Azo- und Phthalocyanin-Farbstoffe, wobei die Azo- und Phthalocyanin-Farbstoffe sowohl metallfrei als auch metallhaltig sein können.

Als nichtreaktive wasserlösliche M<:tallkomplexfarbstoffe werden beim vorliegenden Verfahren 1 : 2-Chrom- oder Kobaltkomplexverbindungen von Azo- !arbstoffen, insbesondere Monoazofarbstoffe^ verwendet, d.h. Komplexe in denen 2 Moleküle eines Azofarbstoffe« oder je 1 Molekül zweier voneinander verschiedener Azofarbstofle komplex an ein Chromoder Kobaltatom gebunden sind. Der Komplex kann z. B. einen Disazofarbstoff und einen Monoazofarbstoff oder vorzugsweise zwei gleiche oder verschiedene Monoazofarbstoffmoleküle enthalten. Weiterhin kommen wasserlösliche, metallisierte Azofarbstoffe in Frage, welche pro Farbstoffmolekül nur ein komplex gebundenes Metallatom (1 : 1-Metallkomplexverbindungen), vor allem Kupfer, ferner Chrom oder Kobalt aufweisen. Als metalikomplexbildende Gruppen enthalten diese Azofarbstoffe vorzugsweise 0.0 -Dihydroxyazogruppierungen.

Die den Färbebädern nach den beschriebenen Verfahren zuzusetzenden Alkalien können in den beim Färben mit Reaktivfarbstoffen in der Praxis üblichen Mengen zur Anwendung gelangen. Der Alkaligehalt der Flotten ist vor allem so zu bemessen, daß ein pH-Wert im Bereich von 9 bis 12 eingestellt wird und während der Fixierung der Reaktivfarbstoffe aufrecht erhalten bleibt. Als Alkalien können zweckmäßig anorganische, alkalisch reagierende Verbindungen, wie Soda, Natriumbicarbonat, Trinatriumphosphat, Dinatriumphosphat, Natriumhydroxyd, Natriumsilikate, die entsprechenden Kaliumverbindungen oder Mischungen dieser Alkalien, vorzugsweise

Trinatriumphosphat in Mengen von 1 bis 5 g pro Liter Färbeflotte eingesetzt werden.

Als freie Säure, die verfahrensgemäß zur Einstellung von nahezu neutralen Fixierungsbedingungen für die Applikation der Metallkomplexfarbsioffe benötigt wird, kommen anorganische Säuren, wie Salzsäure. Schwefel- oder Phosphorsäure, oder organische Säuren, wie z. B. E'.soigsäureoder Ameisensäure in Betracht. Auch Mischungen dieser Säuren können verwendet werden. Bevorzugt wird Essigsäure eingesetzt. Die Menge der den Färbebädern nach der Fixierung der Reaktivfarbstoffe zuzuse'zenden freien Säure ist in erster Linie abhängig vom Alkaligehalt der Flotten und damit indirekt von der Einsatzmenge an Reaktivfarbstoffen, die sich wiederum nach dem Mischungsverhältnis der Anteile von Cellulose- und Polyamidfasern in den zu färbenden Textilmaterialien richte!

Die Färbebäder können zweckmäßig noch Eiektrolyte. wie kristallisiertes Natriumsulfat bzw. gereinigtes Natriumchlorid, in Mengen von 30 bis 50' pro Liter Färbeflotte enthalten.

HO₃S-

Das gemäß dem beanspruchten Verfahren zu färbende Textilmaterial, das aus Mischungen von nativen oder regenerierten Cellulosefaser!! und Fasermaterialien aus synthetischen Polyamiden im Verhältnis von 50:50 bis 85:15 besteht, kann in den verschiedensten Zubereitungsformen, beispielsweise als Flocke. Kardenband. Garn. Gewebe oder Gewirke, vorliegen.

Die nachstehend aufgerührten Beispiele sollen die Durchführung des beanspruchten Verfahrens erläutern, ohne es jedoch in irgendeiner Hinsicht auf diese zu beschränken.

Beispiel 1

Ein Mischgewebe aus gleicher. Anteilen von Baumwolle und synthetischen Polyamidfasern wird im Flottenverhältnis von I : 20 mit einem wäßrigen Färbebad behandelt, das — bei.-gen auf das Gewicht der trockenen Ware — 0,18% des Reaktivfarbstoffe* der Formel

γίλ r^u cn —//

0.72% des Rcaktivfarbstoffes der Formel

O NH-CO —CH,

HO₃S —O—CH₂-CH₂-SO₂

H₃CO HO₃S SO₃H

und 0,4% der 1 :2-K.obaltkomplexverbindung des Farbstoffes der Formel

OH NH₂

enthält und welches man durch gemeinsames oder separates Lösen der Farbstoffe in kochend heißem Wasser, gegebeneniälls Vermischen der erhaltenen Lösungen und anschließendes Auffüllen mit kaltem Wasser auf das erforderliche Flüssigkeitsvolumen herstellt. Danach werden dieser Flotte je Liter noch 50 g kristallisiertes Natriumsulfat zugesetzt.

In das in dieser Weise zubereitete Färbebad gehl man mit dem zu färbenden Textilmaterial bei Raum-SO₂ NH CH3

temperatur ein und erhitzt das Bad zunächst auf' 60°C. Nach 10 Minuten Färbezeit werden dieser Flotte pro Liter 5 g Trinatriumphosphat in Form einer wäßrigen Lösung zugegeben, worauf man die Färbetemperatur 50 Minuten lang bei 6O⁰C aufrecht erhält. Nun wird durch vorsichtiges Ansäuern mittels Essigsäure der pH-Wert des Färbebades auf etwa 7 eingestellt, die Flotte zum Kochen getrieben und die Ware 1 Stunde bei Kochtemperatur gefärbt, wobei

man dafür Sorge trägt, daß der einregulierte pH-Wert nicht unterschritten wird. Das so gefärbte Gewebe wird anschließend mit zunächst neutralem, kaltem Wasser und dann mit heißem Wasser von etwa 80 C gespült sowie mit einer Lösung, die im Liter Wasser 1 g eines Kondensationsproduktes aus ölsäure und N-Methyltaurin als Natriumsalz enthält. 5 Minuten lang bei Kochtemperatur gereift. Nach nochmaligem Spülen mit Wasser und Trocknen erhält man eine

HO₃S-O-CH₂-CH₂-SO₂-/ \-N=N

H₃CO HO₃S

gleichmäßige Giaufarbung auf beiden Fa?cranteilen des Mischgewebes.

Beispiel 2

In ein wäßriges Färbebad, das entsprechend Beispiel 1 angesetzt worden ist und welches — bezogen auf das Gewicht der trockenen Ware — 1.4% des Reaktivfarbstoffes der Formel

O NH-CO-CH₃

SO₁H

und 2% der 1:2-Chromkomplexverbindung aus den Farbstoffen der Formeln

HO₃S

HO

N=N

HO

N=N

sowie 50 g/l kristallisiertes Natriumsulfat enthält, wird ein Mischgewebe aus gleichen Anteilen von

HO₃S-O-CH₂-CH₂-SO₂

Cellulose- und synthetischen Polyamidfasern bei einem Flottenverhältnis von 1:30 bei Raumtemperatur eingebracht, worauf man das mit der Ware beschickte Bad auf 60⁰C erwärmt, nach einer Färbezeit von

2s 5 Minu??n 5 g/l Trinatriumphosphat hinzufügt und das Fasermaterial insgesamt 45 bis 50 Minuten bei 60⁰C mit der alkalischen Flotte behandelt. Nun wird mittels Essigsäure der pH-Wert des Färbebades auf etwa 7 reduziert, und die Ware wird — wie im Beispiel i — i Stunde bei Kcchtctspcratur gefärbt Danach wird das so gefärbte Gewebe mit neutralem, kaltem und warmem Wasser gut gespült, entsprechend Beispiel 1 geseift und fertiggestellt. Man erhält eine gleichmäßige, dunkelblaue Färbung auf beiden Faser arten des Mischgewebes.

Beispiel 3

Zur Färbung eines Mischgewebes aus Cellulose- und synthetischen Polyamidfasern im Verhältnis 60:40 wird eine wäßrige Färbeflotte, die — bezogen auf das Gewicht der trockenen Ware — 0,18% des Reaktivfarbstoffes der Formel

OCH₃

SO₃H

0,72% des Reaktrvfarbstöffes der Formel

HO₃S-O-CH₂-CH₂-SO₂

SQ₃H

3Ü9 523/4

0,15% der 1 :2-K.obaltkompIexvcrbindung des Farbstoffes der Formel

H₂N-O₂S

(o

10

und 0,14% der 1:2-Chromkornplexverbindung aus den Farbstoffen der Formeln
OH HO Cl OH

HO₃S

N=N

und

HO Cl

N=N

sowie pro Liter 50 g kristallisiertes Natriumsulfat aufweist, nach der Vorschrift von Beispiel 1 zubereitet. Das Fasermaterial wird sodann wie im Beispiel 2 angegeben gefärbt und fertiggestellt. Man erhält eine Bicolorfärbung bei welcher der Cellulosefaseranteil des Mischgewebes grau und der Polyamidfaseranteil braunbeige gefärbt ist

Beispiel 4

Zur Durchführung der Färbung verfährt man wie im Beispiel 2 beschrieben, jedoch an Stelle des dort einge setzten Reaktivfarbstoffes hier unter Verwendung von 1,5% des Reaktivfarbstoffes der Formel

SO₃H

CH₃ HO₃S

SO₃H

Außerdem wird die Temperatur des Bades der alkalischen ersten Färbestufe bis zur Neutralisation bei 30° < gehalten.

Es resultiert eine gleichmäßige Dunkelblaufärbung auf beiden Faseranteilen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum einbadigen Färben von Mischungen aus Cellulosefasern und synthetischen Polyamidfasern mit Reaktivfarbstoffen und nichtreaktiven wasserlöslichen Metallkomplexfarbsiof· fen nach der Ausziehmethode, dadurch gekennzeich net, daß man diese Fasermaterialien zuerst bei Temperaturen von etwa 20 bis 80'C mit wäßrigen Flotten behandelt, die neben Kombinationen aus den obengenannten Farbstoffen noch Alkalien enthalten, danach durch Zugabe von freien Säuren die Flotten auf einen pH-Wert im Bereich von 6.6 bis 7.2 einstellt und is schließlich die Färbungen bei Temperaturen von etwa 95 bis 105 C zu Ende führt.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß man die Behandlung der Fasermaterialien nach der pH-Wert-Erniedrigung in i-j etwa neutralem Milieu durchführt.

3 Verfahren nach Ansprüchen 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß man in den Färbeflotten solche Reaktivfarbstoffe verwendet, die als reaktiven Bestandteil mindestens eine Vinjlsulfongruppe ^e<;it7?n ode; mindestens eine Gruppe aufweisen, die im alkalischen Medium die Vimlsulfongruppe bildet

4 Verfahren nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß nan die Behandlung der Fasermaterialie-.i im alkalischen Milieu bei Temperaturen von etwa 40 bis 60 C durchführt.

5. Abänderung des Verfahrens gemäß Anspruch ! zum einbadigen Färben von Mischungen aus Celiulosefasern und synthetischen Polyamidfasern mit Reaktivfarbstoffe und nichtreaktiven wasserlöslichen Metallkomplexfarbstoffen nach der Ausziehmethode, dadurch gekennzeichnet, daß man Hie Metailkomplexfarbstoffe erst etwa 45 Minuten nach Färbebeginn dem Färbebad in gelöster Form zufügt.

6. Verfahren nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß man die Metallkomplexfarbstoffe im Anschluß an die Ernieui igung des pH-Wertes dem Färbebad zufügt. 4s