DE2440055B2

DE2440055B2 - Verfahren zum faerben eines polyestermaterials

Info

Publication number: DE2440055B2
Application number: DE19742440055
Authority: DE
Inventors: Dara Ardeshir Collinsville Va. Jilla (V.StA.)
Original assignee: Hca-Martin, Inc., Rocky Mount, Va. (V.St.A.)
Priority date: 1973-10-05
Filing date: 1974-08-21
Publication date: 1977-08-18
Also published as: GB1464124A; BE816826A; JPS5063282A; US3932126A; JPS5336064B2; FR2246688B1; DE2440055A1; FR2246688A1; CA1032310A; NL7413159A; DE2440055C3

Description

In der auf die gleiche Anmelderin wie die vorliegende Anmeldung zurückgehenden DT-OS 24 37 204 wird ein Verfahren zum Färben von Polyestermaterial mit sauren Farbstoffen beschrieben, wonach das Polyestermaterial bei einer Temperatur zwischen 90 und 250⁰C bei gewöhnlichem und atmosphärischem Druck mit einem Gemisch aus (a) einem Alkylenamin, Alkanolamin oder Alkylamin und (b) einem Glykol, einem Alkohol, einem Keton, einem Äther oder Wasser imprägniert, dann das so behandelte Material mit kaltem Wasser oder einem Gemisch aus Carbonsäure und kaltem Wasser abgeschreckt und so dem behandelten Polyestermaterial Affinität zu sauren Farbstoffen verliehen wird, worauf das Polyestermaterial, vorzugsweise kontinuierlich, durch Auftrag saurer Farbstoffe von einer wäßrigen Lösung oder einer Druckpaste in Verbindung mit einer Padding-, Druck- oder Kaskadenbehandlung gefärbt werden kann, um so eine Fixierung der sauren Farbstoffe auf dem behandelten Material mit im wesentlichen gleichförmiger Verteilung in dem Material zu bewirken. SS

Das vorliegende Verfahren stellt eine weitere Verbesserung gegenüber dem gerade beschriebenen allgemeinen Verfahren dar und ist in erster Linie auf ein weiteres neuartiges Verfahren zur Färbung von Polyestermaterialien, vorzugsweise — jedoch nicht notwendigerweise — kontinuierlich, mit sauren Farbstoffen gerichtet.

Polyestermaterialien werden hauptsächlich mit Dispersions- und Azofarbstoff-Kombinationen und bestimmten Küpenfarbstoffen gefärbt, wie das ausführli- 6s eher in »The Dyeing of Polyester Fibers«, Imperial Chemical Industries Limited, 3. Aufl., Nov. 1964, herausgegeben von Raithby, Lawrence and Company, Großbritannien, S. 21 bis 267, beschrieben wird. Ferner können modifizierte Polyester mit basischen Farbstoffen gefärbt werden, wie das ausführlicher in der US-PS 3018 272 - Griff ing et al. beschrieben wird, jedoch wird mit anderen bekannten Gruppen von Farbstoffen wie Direkt-, Reaktiv-, Säure-, Chrom- und Schwefelfarbstoffen lediglich ein Anfärben von Polyestermaterialien erzielt." Dieses Anfärben ist fast durchweg auf eine Oberflächenfärbung beschränkt und weist dabei nur eine geringe Festigkeit auf.

Aufgabe der Erfindung ist somit die Schaffung eines Verfahrens zum Färben geformter oder vorgeformter Polyestermaterialien mit sauren Farbstoffen unter neuen Bedingungen, so daß tiefe, sehr klare und egale Färbungen erhalten werden, wobei das Substrat gut durchgeführt ist. Dabei soll sich dieses Verfahren besonders für kontinuierliches Färben, d. h. das Färben der Polyestermaterialien mit sauren Farbstoffen auf einer kontinuierlichen Walze etwa durch Klotzen-, Druck- oder Kaskadenbehandlung, eignen.

Erfindungsgegenstand ist daher ein Verfahren zum Färben eines Polyestermaterials mit sauren Farbstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man das Material durch Klotzen, Bedrucken oder Kaskadenbehandlung mit einer wäßrigen Lösung oder Druckpaste mindestens eines sauren Farbstoffs im Gemisch sowohl mit (a) einem Alkylenamin, Alkanolamin oder Alkylamin als auch (b) einer organischen Carbonsäure imprägniert, das imprägnierte Polyestermaterial trocknet und dann 5 bis 60 Sekunden lang trockner Hitze bei einer Temperatur zwischen 150 und 250⁰C aussetzt.

Überraschenderweise läßt diese Wärmebehandlung in Anwesenheit der organischen Amine und organischen Carbonsäuren im Färbebad die auf der Oberfläche des Polyestermaterials abgelagerten sauren Farbstoffpartikeln in gewisser Weise (was nicht vollständig erklärt werden kann) in das Polyestermaterial eindringen und sich gleichmäßig über den gesamten Querschnitt des Polyestermaterials verteilen. Das Ergebnis ist kommerziell bedeutsam, da eine sehr leuchtende, kräftige und gleichförmige Färbung des Polyestermaterials erhalten wird.

Es können ferner Teile geformten Polyestermaterials (wie Garn) mit dem vorerwähnten Färbbad in der Richtung des Garndurchlaufs imprägniert werden, während andere Teile des Garns in der Richtung des Garndurchlaufs nicht mit dem vorerwähnten Färbebad imprägniert werden, worauf das imprägnierte Polyestermaterial getrocknet und dann der vorerwähnten Trockenwärmebehandlung ausgesetzt wird. Dieses selektive Imprägnieren des Polyestermaterials mit dem vorerwähnten Färbbad kann in einer genau unter Kontrolle gehaltenen Art und Weise entsprechend einem vorgegebenen Muster oder Raster mit Hilfe bekannter Mittel abgewandelt werden. In diesen ausgewählten oder festgelegten Gebieten des Garns, die mit dem vorerwähnten Färbebad imprägniert wurden, wird eine sehr kräftige, leuchtende und gleichförmige Färbung erzeugt, während in den bestimmten Gebieten oder Abschnitten des Garns, die nicht mit dem vorerwähnten Färbebad imprägniert wurden, keine Färbung erhalten wird. Das Ergebnis ist eine selektive Färbung des Polyestermaterials in einem vorgegebenen Sinne, um ein gewünschtes, ansprechendes Muster in dem endgültig fertiggestellten Garn zu erhalten. Auf diese Weise kann jeder gewünschte Musterverlauf erhalten werden, gleich ob mit beliebiger oder repetitiver Aufteilung.

Das anfängliche Trocknen des imprägnierten Polyestermaterials, das der Einfachheit halber als Vortrocknen bezeichnet werden kann, kann in jeder geeigneten Ausrüstung vorgenommen werden, wie sie auf dem einschlägigen Gebiet allgemein bekannt ist, beispielsweise mittels eines dielektrischen Heizgeräts, einer Mikrowellen-Heizeinrichtung, eines Infrarotstrahlers, bei Arbeitstemperaturen in der Größenordnung von etwa 232° C bis 288° C und für eine Zeitdauer (beispielsweise bis zu etwa 60 s), die ausreicht, um eine im wesentlichen vollständige Entfernung der Feuchtigkeit von dem imprägnierten Polyestermaterial vor der anschließenden Trockenhitzefixierung zu bewirken.

Als Beispiele von Alkylenamine, Alkanolamine und Alkylamine seien genannt: Diäthylentriamin, Triäthylentetramin, Tetraäthylenpentamin, Hexamethylendiamin, Hexamethylentetramin, Mono-, Di- und Triäthanolamin, Triäthylamin, Di- und Tripropylamin sowie Di- und Tributylamin.

Geeignete Carbonsäuren sind beispielsweise Oxalsäure, Sebacinsäure, Zitronensäure und Adipinsäure.

Es können andere Verfahren zur Verwirklichung der Erfindung ansteile der speziell erwähnten eingesetzt werden, ohne daß dadurch der Rahmen der Erfindung verlassen würde. Die nachstehenden Beispiele werden daher nur zur besseren Veranschaulichung der Einzelheiten der Arbeitsweise gegeben. Soweit nicht anders erwähnt, beziehen sich angegebene Teile auf das Volumen.

Diese nachstehenden Beispiele umfassen im Labor durchgeführte Verfahrensabläufe. Wegen des Laborcharakters der Untersuchungen wurden die Experimente mit verhältnismäßig beschränkten Mengen Polyesterfilm, -garn bzw. -gewebe unter Verwendung eines Chargen- oder diskontinuierlich arbeitenden Verfahrens vorgenommen. Die Umsetz- oder Anwendbarkeit des Verfahrens für jeden Fall auf kontinuierlichen Betrieb in industriellem Umfang (unter Verwendung herkömmlicher, für industriellen Einsatz geeigneter Vorrichtungen) ergibt sich ohne weiteres aus der kurzen Zeitdauer, die sowohl für das Vortrocknen des Polyestermaterials als auch für die anschließende Farbfixierung erforderlich ist.

Beispiel 1

Es wurde eine Druckpaste mit folgenden Bestandteilen hergestellt:

Polyäthylenterephthalat-Gewebe, die mit einer ähnlichen Druckpaste dieser gleichen Farbe bedruckt wurde, jedoch ohne das Triäthylentetramin und ohne die Oxalsäure, selbst nach verlängerter Erwärmung im wesentlichen keine Färbung.

In gleicher Weise wurden gleichförmige, leuchtende und tiefe Färbungen wie angegeben auf Polyäthylenterephthalat-Gewebe mit den folgenden Farbstoffen erhalten, wenn diese wie oben erläutert aufgebracht

ίο wurden:

C. J. Säure Blau 25 (C. J. Nr. 62 055)	ig
Triäthylentetramin
(kommerziell, Siedepunkt 276° C)	20 cm³
Oxalsäure (das kommerzielle Dihydrat,
Schmelzpunkt 101 "C)	0,5 g·
Wasser	200 cm³
Schwefelsäure (konzentriert)	0,2 cm³
Kommerzielles Verdickungsmittel	0,6 g

Es wurde ein Streifen Polyäthylenterephthalat-Gewebe mit dieser Paste bei 67° C bedruckt und getrocknet. Er wurde dann langsam durch einen auf einer Temperatur von 204° C gehaltenen Trockner geleitet, wobei die Zufuhrgeschwindigkeit auf eine Erhitzungsdauer von 60s eingestellt wurde. Das Gewebe wurde dann gespült, um restliche, lose haftende, an der Oberfläche befindliche Farbstoffpartikeln zu entfernen, und getrocknet. Es wurde eine tiefe, kräftige, leuchtend blaue Färbung erhalten.

Im Gegensatz dazu lieferte eine Vergleichsprobe aus Verwendeter Farbstoff

Erhaltene
Färbung

C. I. Säure Blau 40 (C. 1. Nr. 62125) Blau
C. I. Säure Violett 43 (C. 1. Nr. 60730) Violett
Cl. Säure Grün 25 (CJ. Nr. 61570) Grün

Cl. Säure Violett 103 Leuchtendes

Violett

Beispiel 2

Es wurde eine Druckpaste mit den folgenden Bestandteilen hergestellt:

C. I. Säure Blau 40 (C. I. Nr. 62 125) Ig

C. I. Säure Grün 25 (C. 1. Nr. 61 570) 1 g
Tetraäthylenpentamin

(kommerziell, Siedepunkt 340° C) 20 cm³
Adipinsäure (kommerziell, Molekulargewicht

146,14; Schmelzpunkt 152°C) 0,5 g

Schwefelsäure (konzentriert) 0,2 c,³ Kommerzielles Verdickungsmittel 0,6 g

Wasser 200 cm³

Ausgewählte Abschnitte oder Bereiche eines PoIyäthylenterephthalat-Stapelfaser-Garns von etwa 25 cm Länge in Richtung des Garndurchlaufs wurden mit dieser Paste bei 67° C bedruckt und getrocknet, während angrenzende Abschnitte des gleichen Garns mit einer Länge von etwa 25 cm unbedruckt gelassen wurden. Das Garn wurde dann langsam durch einen auf einer Temperatur von 200⁰C gehaltenen Gastrockner geleitet, wobei die Vorschubgeschwindigkeit so eingestellt wurde, daß die Erhitzungsdauer etwa 60 s betrug. Das Garn wurde dann gespült und getrocknet. Es wurde in den ausgewählten Abschnitten des Garns, die zuvor mit der vorerwähnten Druckpaste bedruckt worden waren, eine tiefe grünblaue Färbung erhalten. Im Gegensatz dazu wurde in den Abschnitten des Garns, die nicht mit der obenerwähnten Druckpaste bedruckt worden waren, keine Färbung erzeugt.

Auf diese Weise ließ sich in dem fertiggestellten Garn

eine bestimmte Musterung aus grünblau gefärbten Abschnitten in Richtung des Garndurchlaufs und folgenden angrenzenden Bereichen ohne Färbung in repetitiver Anordnung erhalten. Es wurde auf diese Weise eine besonders schöne Vielfarbwirkung erzielt.

Beispiel 3 Gemischte Farbstoffe

Es wurde eine Paste mit den folgenden Bestandteilen hergestellt:

(A) C. I. Disperse Yellow 64
CI. Säure Blau 175

Ig
0,2 g

Diäthylentriamin (kommerziell, Siedepunkt 206,7⁰C) 20 cm³ Adipinsäure (kommerziell, Molekulargewicht 146,14; Schmelzpunkt 152° C) 0,5 g Schwefelsäure (konzentriert) 0,2 cm³ Kommerzielles Verdickungsmittel 0,6 g

Wasser 200 cm³

In ähnlicher Weise wurde eine Paste mit den folgenden Bestandteilen hergestellt:

(B) C. I. Disperse Red 4 (C. I. Nr. 60 755) 1 g

Kommerzielles Verdickungsmittel 0,6 g

Wasser 200 cm³

Es wurden ausgesuchte Abschnitte Polyäthylenterephthalat-Stapelfaser-Garn von jeweils etwa 25 cm Länge in Richtung des Garndurchlaufs mit der Paste (A) bedruckt, während benachbarte Abschnitte desselben Garns von etwa 25 cm Länge mit der Paste (B) bedruckt wurden, und das Ganze wurde getrocknet. Das behandelte oder aufbereitete Garn wurde dann kontinuierlich zwischen zwei auf 210⁰C gehaltenen Metallflächen hindurchgeleitet, so daß die Erhitzungsdauer etwa 45 s betrug. Das Garn wurde dann gespült und getrocknet. Es wurde eine besonders schöne Vielfarbwirkung mit unterschiedlichen Farben, nämlich einigem Blau, einigem Gelb, einigem Grün, einigem Rot, einigem Orange, einigem Braun sowie einigen unterschiedlichen Farbnuancen erhalten.

Es ist aus den obigen Beispielen ersichtlich, daß die Erfindung sich auf eine große Vielzahl Polyestermaterialien anwenden läßt. Garne mit mehreren Fäden, kontinuierlichen Fäden oder Stapelfasern und Gewebe sind die bevorzugten Strukturen der vorliegenden Erfindung. Diese erfindungsgemäß behandelten Polyestermaterialien ergeben eine kommerziell bedeutsame, sehr leuchtende, kräftige (und wenn gewünscht vielfarbige) Färbung, die sich für die üblichen Textilanwendungen eignet. Es läßt sich ein kompletter Farbtiefenbereich erhalten, wobei viele dieser Farbtiefen sehr leuchtend sind.

Diese Polycstermaterialien können beim Wirken, Weben oder Tuften von Geweben aller Arten sowie bei der Fertigung von Teppichen und filzartigen Nonwoven-Erzeugnissen, die nach den bekannten Verfahren hergestellt werden, eingesetzt werden.

Unter einem »sauren Farbstoff« ist eine gefärbte anionische organische Substanz wie auf Basis einer Azo-, Anthrachinon-, Chinolin-, Triphenylmethan-, Azin-, Xanthen-, Ketonimin-, Nitro- oder Nitroso-Verbindungen zu verstehen. Nicht alle diese sauren Farbstoffe lassen sich in gleich vorteilhafter Weise für alle Arten Polyestermaterial einsetzen. So sind saure Farbstoffe vom Anthrachinontyp besonders in Verbindung mit Polyäthylenterephthalat- Faser interessant. Aber in allen Fällen erzeugt die Wärmebehandlung in Verbindung mit der Anwesenheit der organischen Amine und organischer Carbonsäuren in dem Färbebad in überraschender Weise eine kommerziell bedeutsame,

> S sehr leuchtende, starke, vielfarbige Färbung, auch wenn die Art der Ausbeute von der besonderen Zusammenstellung des Polyestermaterials und des sauren Farbstoffs, wie sie gerade zur Diskussion stehen, abhängt. Die sauren Farbstoffe werden vorzugsweise von einer wäßrigen Lösung aus bei einer Temperatur zwischen etwa 50 und 125° C aufgebracht.

Gewünschtentalls können die wäßrigen Farbstofflösungen in herkömmlicher Weise stark sauer gemacht werden, etwa durch die Zugabe einer geeigneten Menge Säure wie Schwefelsäure. Andere Färbebadzusätze wie Verdickungsmittel, Schaummittel, Netzmittel, Egalisiermittel, Retarder oder Puffermittel können ebenfalls anwesend sein.
Es versteht sich, daß unter einem sauren Farbstoff im

Rahmen der vorliegenden Erfindung sowohl ein

einzelner saurer Farbstoff als auch ein Gemisch verschiedener saurer Farbstoffe verstanden werden kann.

Die Erfindung soll nicht auf die Behandlung einer

bestimmten Art Polyestermaterial beschränkt sein, insbesondere, da Polyestermaterialien selbst alt und allgemein bekannt sind und für sich keinen Bestandteil der Erfindung bilden. Es kann daher als ausreichende Angabe zum Stand der Technik angesehen werden, wenn zur weiteren Information über diese an sich bekannten Materialien verwiesen wird auf: Mark-Gaylords Encyclopedia of Polymer Technology, Bd. 11,1969, S. 1-128. Das oben als Beispiel speziell erwähnte Polyäthylenterephthalat ist naturgemäß eine allgemein bekannte Art eines kommerziell erhältlichen Polyestermaterials.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Färben eines Polyestermaterials mit sauren Farbstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man das Material durch Klotzen, Bedrucken oder Kaskadenbehandlung mit einer wäßrigen Lösung oder Druckpaste mindestens eines sauren Farbstoffs im Gemisch sowohl mit (a) einem Alkylenamin, Alkanolamino oder Alkylamin als auch (b) einer organischen Carbonsäure imprägniert, das imprägnierte Polyestermaterial trocknet und dann 5 bis 60 Sekunden lang trockener Hitze bei einer Temperatur zwischen 150 und 250° C aussetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man vorgegebene Abschnitte des Polyestermaterials imprägniert und in einer vorgegebenen Unterteilung miteinander in Kontakt bringt, um ein gewünschtes vielfarbiges Muster in dem fertig gefärbten Polyestermaterial zu erhalten.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Imprägnieren des Polyestermaterials unregelmäßig, aber in genau unter Kontrolle gehaltener Weise, zur Erzielung eines Mehrfarbeneffektes in dem fertig gefärbten Polyestermaterial vornimmt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Imprägnieren, Trocknen und Trockenerhitzen kontinuierlich vornimmt.