DE2534562B2 - Verfahren zum isothermischen hochtemperaturfaerben von textilgut aus hydrophoben synthetischen fasern - Google Patents
Verfahren zum isothermischen hochtemperaturfaerben von textilgut aus hydrophoben synthetischen fasernInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum isothermiichen Hochtemperaiurfärben von Textilgut aus hydrophoben synthetischen Fasern in einem geschlossenen
Färbesystem mit wasserunlöslichen Dispersionsfarb- so
stoffen nach der Ausziehmethode, wobei der in Wasser von 40 bis 6O0C vordispergierte Dispersionsfarbstoff in
die bereits zirkulierende, zusammen mit dem Textilgut .:βϋί Färbetemperatur zwischen 115 und 14O0C, vorzugsweise 120 bis 1350C. erhitzte sowie auf einen pH-Wert
von 4—6 eingestellte, wäßrige Färbeflotte eingeschleust r wird.
Aus der deutschen Auslegeschrift 22 35 110 ist ein derartiges Verfahren zum Hochtemperaturfärben bekannt, bei dem zunächst das lediglich aus auf pH 4—6
eingestelltem Wasser bestehende Färbebad zusammen mit der Ware auf die vorgesehene Färbetemperatur
zwischen 115°C und 14O0C aufgeheizt wird. Hierbei
wird in einem separaten Ansatzgefäß der Farbstoff vordispergiert, und dann wird diese Dispersion in einer
einzigen Charge über eine sogenannte Zusatztasche oder einen injektor in das heiße Färbebad eingeschleust.
ebenfalls das isothermischß Färben von Textilmaterial
aus Polyesterfasern mit Dispersionsfarbstoffen zum Gegenstand, wobei die Farbstoffe erst bei Farbetemperatur in das Färbebad eingebracht werden. Auch dieses
bekannte Verfahren setzt eine vorhergehende Dispergierung der verwendeten Farbstoffe in dem jeweiligen
Färbemedium voraus.
Noch ein Verfahren zum isothermischen Färber^ von
hydrophobem organischen Polyestermaterial unter Einsatz einer durch die Ware zirkulierenden Flotte ist
aus der deutschen Offenlegungsschrift 23 30 622 bekannt Hierzu werden die dispergiermi'.telfreien oder
-armen Farbstoffe in 90-950C heißem Wasser aufgeschlärnmt. Noch vom Färbesystem getrennt, wird
die Suspension auf die Färbetemperatur erhitzt und dann ebenfalls in das vorgeheizte Färbesystem aus
Färbeflotte und Ware eingeschleust. Nach der Beschreibung ist also auch hier eine Vorbereitung des
Farbstoffes, die einem Vordispergieren gleichkommt, vonnöten.
Alle diese zuvor besprochenen Methoden gemäß Stand der Technik bringen den vordispergierten oder
anderweitig zubereiten Farbstoff in einem einmaligen
Zusatz in das auf Farbetemperatur erhitzte Färbesystem ein. Aus diesen Vorgehen ergeben sich für die
Sicherheit des Verfahrens und die Egalität der Färbung Nachteile, die vor allem auf folgendem Sachverhalt
begründet sind
Ls ist aus der Erfahrung bekannt, daß bei optimalem
Flottendurchsatz durch das Färbegut und konstanter Färbetemperatur bei einmaliger Flottenumwälzung,
d. h. der Zeit, in der die gesar.Ue zur Verfügung stehende
Färbeflotte einmal durch das Färbegut gepumpt wird, höchstens bis zu 2% des in dieser Färbeflotte
enthaltenen Farbstoffes auf das Färbegut aufziehen. In der Regel sind also etwa 50 Flottenumwälzungen
notwendig, bis der Farbstoff aus dem Färbebad völlig ausgezogen ist. Daraus folgt auch, daß z. B. bei einer
Flottenumwälzung je Minute, 50 Minuten benötigt werden, um das Färbebad zu erschöpfen. Bei vier
Umwälzungen/min ziehen in einer Minute ca. 4 χ 2% oder 8% des zur Verfügung stehenden Farbstoffes aus,
der gesamte Ausziehvorgang nimmt unter diesen Bedingungen nur noch etwa 13 Minuten in Anspruch.
Dieser Erfahrungswert von 2% ist weitgehend unabhängig davon, ob helle oder tiefe Färbungen, also
solche mit geringem oder hohem Farbstoffeinsatz hergestellt werden.
Bei einer Färbung mit z. B. 3% Farbstoff, bezogen auf das Warengewicht, sind nach einer Flottenumwälzung
2% dieser Farbstoffmenge, also 0,06% Farbstoff vom Warengewicht ausgezogen.
Erlauben die Zirkulationspumpe und die Packungsdichte des Materials 4 Flottenumwälzungen/min, so sind
nach diesen 4 Umwälzungen oder nach einer Minute 8% des Farbstoffangebotes oder ö,24°/b Farbstoff vom
Warengewicht auf die Faser gezogen.
Bei einer Färbung mit nur 1% Farbstoff vom Warengewicht bleibt der Badauszug von etwa 2% per
Umwälzung erhalten. Nach einer Umwälzung sind dann 0,02% Farbstoff vom Warengewicht aufgezogen. Für 4
Umwälzungen ergeben sich dann wieder 8% vom .Gesamtfarbstoff oder 0,08% vom Warengewicht
aufgezogener Farbstoff.
Daraus läßt sich ableiten, daß die Zeit zum Aufziehen
des Farbstoffes mit der Erhöhung der Zahl der Flottenumwälzungen in der Zeiteinheit, also des Wertes
Umwälzungen/min, verkürzt werden kann. Das läßt sich
durch Steigerung der Pumpenleistung erreichen. Wird
auf diese Weise z. B, die Anzahl der Flottenumwälzungen/min verdreifacht, so kann die zum Aufziehen des
Farbstoffes benötigte Zeil auf Vj verkürzt werden. Es
muß jedoch immer noch eine bestimmte Zeit wc'itergefürbl
werden, um die Farbstoffdiffusion in der Faser, die für die Qualität der Färbung ebcntalls entscheidend ist,
zu ermöglichen. Aus der verkürzten Aufziehzeit und der ebenfalls verkürzten Aufheizzeit ergeben sich die
Grundzüge der vorangestellten Verfahren gemäß Stand der Technik, jedoch haben diese noch schwerwiegende
Nachteils,
Wird nämlich entsprechend den oben diskutierten Verfahren der gesamte Farbstoff in einer einzigen
Charge in das Färbebad eingeschleust, so muß er für einen Zeitraum von — je nach Flottendurchsatz —
15—30 oder mehr Minuten in stabiler Dispersion gehalten werden. Nun ist aber bei den bereits erreichten
hohen Färbetemperaturen die Neigung /um Brechen der Dispersion erhöht Ebenso störend ist die Kristallisationsneigung
der Dispersionsfarbstoffe unter diesen Bedingungen. Hat diese Farbstoffkristallisation erst
einmal eingesetzt, so führt sie unweigerlich und rasch zu Abfiltrationen des auskristallisierten Farbstoffes auf
dem Fasermaterial und zu unegalen, reibunechten Färbungen.
ßfcim einsatz von Farbstoff kombinationen mit Komponenten,
die coloristisch nicht völlig übereinstimmen, kann es beim Färben zu Unegalitäten dann kommen,
wenn die gesamte Färbst of fdispersion auf einmal bei
Färbetemperatur eingeschleust wird.
Die vorliegende Erfindung hat es sich nunmehr zur Aufgabe gestellt,das eingangs erläuterte Verfahren zum
isothermischen Hochtemperaturfä'ben von Textilgut aus hydrophoben synthetischen Fasern in einem
geschlossenen Färbesystem mit wasserunlöslichen Dispersionsfarbstoffen nach der Ausziehmethode so zu
verbessern, daß alle diese beschriebenen Störfaktoren ausgeschaltet sind und außerdem die Egalität der
Färbungen günstig beeinflußt wird. Mit Jiesem neuen Verfahren sollen sich auch äußerst schwierig zu
färbende Farbtöne, z. B. Braun- oder Graunuancen (die üblicherweise mit Kombinationen aus solchen Farbstoffen
gefärbt werden müssen, die ein unterschiedliches färberisches Verhalten aufweisen) einwandfrei egal
färben lassen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anzahl der Flottenumwälzungen pro Minute
und die je Flottenumwälzung auf die Fasern aufgezogene Farbstoffmenge durch Messung ermittelt und der
vordispergierte Dispersionsfarbstoff in Abhängigkeit der ermittelten Werte dosiert in die Färbeflotte
eingebracht wird. Das bedeutet also, daß erfindungsge maß nur die Menge zudosiert wird, die je Fiottenumwälzung
tatsächlich auszieht. Dieser Richtsatz kann dermaßen eingehalten werden, daß man den gesamten
einzusetzenden Farbstoff nur in (vom Flottendurchfluß abhängenden) Teilmengen in einem vorgegeber in
Rhythmus (Takt) zudosiert oder aber den Farbstoffzusatz kontinuierlich über einen längeren Zettraum, d. h.
über eine größere Anzahl Flottenumwälzungen hinweg, vornimmt, so daß der Farbstoffzusatz in Übereinstimmung
mit dem ermittelten Meßwert (Flottenumwälzungen/min)
erfolgt Die Dosierung kann also diskontinuierlich oder kontinuierlich erfolgen und kann elektronisch
geregelt werden.
Als besonders geeignet für das erfindungsgemäße
Verfahren haben sich die Voraüss^tzunger! nach der
DT-AS 22 35110 erwiesen. Im einzelnen verläuft das
Verfahren wie folgt:
Der gesamte Dispersionsfarbstoff wird in einer bestimmten Menge Wasser von 40-600C dispergiert.
Es liegt damit eine vorgegebene Konzentration dsr Vordispersion vor. Unter Vordispersion wird also die
Vorbereitungsform des Farbstoffes Verstandes, die den Farbstoff zum Zusetzen in das Färbebad geeignet
macht. Ihre Menge kann rein mengenmäßig oder aber auf eine bestimmte Konzentration des Farbstoffes
abgestellt sein. Im ersten Fall wird unabhängig von der
eingesetzten Farbstoffmenge immer dasselbe Volumen Vordispersion bereitet, im zweiten Fall wird immer die
gleiche Farbstoffkonzentration eingestellt, dadurch ergibt sich bei großer Farbstoffmenge ein großes
Volumen Vordispersion, bei geringerer Farbstoffmenge aber ein kleineres Volumen Vordispersion.
Für das Verfahren ist es günstig, die mengenmäßige Einstellung der Vordispersion zu wählen, da dann die
Dosiervorrichtung nur einmal für diese ständig gleichbleibende Menge eingestellt zu werden braucht und die
Dosierung über eine reine Volumenmessung erfolgt. Außerdem kann die Färbeflotte beim Ansatz so
bemessen werden, daß die Aufnahme des zusätzlichen Volumens der Vordispersion in den Färbeapparat
berücksichtigt wird.
Dispersionen von 40—60°C sind außerordentlich
stabil und zeig :n kein»; Neigung zum Kristallisieren des Farbstoffes. Werden die Vordispersionen bei Färbetemjo
peratur, also bei 115—14O0C, angesetzt oder nach dem
Ansetzen auf diese aufgeheizt, so ist diese Gefahr bere't·. gegeben.
Außerdem werden zum Ansetzen solcher Vordispersionen druckdichte Ansatzgefäße benötigt. Das ist nicht
nötig, wenn die Vordispersion bei 40—600C hergestellt
wird.
Während des Ansetzens der Vordispersion wird das Färbebaci (aus mit Essigsäure auf pH 4-6 eingestelltem
Wasser) zusammen mit der Ware auf die Färbetemperatür zwischen 115—1400C aufgeheizt und in Zirkulation
versetzt. Mit einer Meßeinrichtung wird der Flottendurchsatz, d. h. die Anzahl der Flottenumwälzungen/min
ermittelt, und über den mit der Meßeinrichtung gekoppelten Injektor wird dann nur eine vom
erhaltenen Meßwert abhängige, errechnete Teilmenge der Vordispersion (und damit eine bestimmte Teilmenge
des Gesamtfarbstoffes) in die Flottenzirkulation hineingepumpt. Da der Flottendurchsatz direkt ermittelt wird,
ist die Meßeinrichtung von der Packungsdichte und der Art des zu färbenden Materials sowie von eventuell
schwankender Pumpenleistung unabhängig. Diese Faktoren, die die Anzahl der Flottenumwälzungen/min
beeinflussen, sind durch die direkte Messung eliminiert.
Nach einer bestimmten, wählbaren und bei elektronischer
Vorrichtung einstellbaren Zeit wird abermals eine zweite berechnete Teilmenge der Vordispersion ins
Färbebad eingeschleust. Dieser Vorgang wird so lange wiederholt, bis die gesamte Vordispersion ins Färbehad
eingebracht ist. Es wird also die Vordispersion in einem wählbaren Rhythmus (Takt), z.B. jeweils nach Ablauf
einer halben, ganzen oder anderthalben usw. Minute, in Teilmengen eingeschleust, wobei die Größe der
Teilmengen direkt von der ermittelten Anzahl der Flottenumwälzungen während eines Taktes abhängt
und davon, daß während einer einzigen Flonenumwälzung etwa 2% des Gesamtfarbstoffes, das entspricht
auch 2% der Vordispersion, eingebracht werden sollen.
Der Zusammenhang zwischen Flottendurchsaiz
(Flottenurnwälzungen/roin), wilblbarem Einschleusrbylhrrius
und der pro ßinschlcu'ilitkt einzuschleusenden
Teilmenge Vordispersion in Prozent von deren
Gesamtmenge gebt aus folgender Tabelle hervor. In ihr
sind ferner Werte über die Dauer der Einscblcuspcriodc
und die Cesamtfürbcdaucr einhalten.
Flottenum | ßimchleusrhvthmus | I min | 1,5 min | 2 min | Dauer der | Oc»Bini- |
wälzungen | 3 | 4 | 5 | iiinkdileiiS' | färhc/.eii | |
je Minute | 8% | 12% | 16% | periode | ||
0,5 min | 6% | 9% | 12% | etwa :nm | eiwa inn | |
.Spalte 1 | 2 | 5% | 7,5% | 10% | 6 | 7 |
4 | 4% | 4% | 6% | 8% | 13 | 25-40 |
3 | 3% | 3% | 4,5% | 6% | 17 | 30-50 |
2,5 | 2,5% | 2% | 3% | 4% | 20 | 30-50 |
2 | 2% | 25 | 30-50 | |||
1,5 | 1,5% | 35 | 40-60 | |||
1 | 1% | 50 | «0-60 | |||
Die Angaben in den Spalten 2—5 geben die pro Einschlcustaki in die Färbeflotte einzubringende Teilmenge
Vordispersion in °/o von der Gesamtmenge an.
Diese Werte gelten auch für auf konstante Farbstoff konzentration eingestellte Vordispersionen.
Da im allgemeinen die Durchflußratc im Laufe der Färbezeit sich kaum ändert, ist in der Regel eine
einmalige Berechnung der Teilmenge aus dem Meßwert und dem gewünschten Einschlcosrhyihmus für die
betreffende Färbung ausreichend. Es wird dann im vorgegebenen Takt immer die gleiche Teilmenge
Vordispersion, bis zu deren Verbrauch ins Färbebad gepumpt.
Nach Abschluß der Eirvschleuxperiode muß noch
10- 20 Minuten b?i der Färbetemperatur weitergefärbt
werden, um dem Farbstoff die Diffusion in die Faser zu ermöglichen. Das ist bei den Werten der Spalte 7 bereits
berücksichtigt. Aus der Tabelle geht hervor, daß bei Durchsatzraten von nur einer oder anderthalb holtcnumwälzungtn/min
keine wesentliche Verkürzung der Färbedauer zu erv/arten ist.
Trotzdem ist noch der Vorteil der verkürzten
Aufheizzeit und die bessere Egalität der Färbungen gegeben. Bei diesen Flottcndurchsatzraten braucht die
an die Zusatzperiode anschließende Färbezeit für die cFarbstoffdiffusion nur 5—10 Minuten betragen, da der
/Farbstoff schon während der Zusatzperiode genügend * in die Faser diffundieren kann.
Bei der kontinuierlichen Arbeitsweise wird die Injektorpumpe, weiche die Vordispersion in das
Färbebad pumpt, von der Durchflußmeßeinrichtung elektronisch so gesteuert, daß pro Fiottenumwälzung
2°/o der Vordispersion in die Färbeflotte eingeschleust werden.
Es war überraschend, daß das Verfahren die Egalilili
der Färbungen zu verbessern in der Lage ist, denn es ist
bisher bckanntgewtsen, daß die Gefahr unegale Färbungen zu erhalten, bei hellen Färbungen, a Ko
geringerem Farbstoffeinsatz, größer i»t. Da nun zu Beginn der Einschleusperiode nur Teilmengen des
Gesaintfarbstoffes ins Färbebad eingebracht werden, waren eher Unegalitäten zu befürchten, welche gleich
zu Beginn der Färbung entstehen, solange noch wenig Farbstoff ins Färbebad eingebracht ist Ein weiterer
Vorteil des Verfahrens liegt darin, daß gegenüber den bisherigen Verfahren durch den Zusatz der Vordispersion
keine starke Temperaturschwankung der erhitzten Färbeflotte auftritt. Bei einem nur einmaligen Zusatz
der gesamten nur 40—6O0C warmen Vordispersion ist
diese Gefahr gegeben, die u.U. zum Brechen der
,15 Dispersion im Färbebad und so zu Fehlfärbungen führen
kann. Bei Zuführung von nur Teilmengen der Vordispersion
ins Färbebad, kann die daraus resultierende geringfügige Temperaturschwankung sofort ausgeglichen
werden.
. Während der gesamten Färbezeit wird der Wechsel der Flottenströmungsrichtung in üblichen Abständen
vorgenommen.
Die praktische Durchführung des Verfahrens ist nicht
von einer bestimmten Vorrichtung abhängig, sie kann auch rein manuell erfolgen, indem die Anzahl der
Flottenumwälzungen pro Minute gemessen und durch Einschalten des Injektors in bestimmten Zeitabständen
bestimmte, von der gemessenen Durchsatzrate abhängige Teilmengen Vordispersion in die Färbeflotte
gepumpt werden. Vorzugsweise wird jedoch eine elektronische Steuerung angewendet, da sie Fehler
auszuschließen in der Lage ist.
Claims (5)
1. Verfahren zum isothermischen Hochtemperaturförben von Textilgut aus hydrophoben syniheti- *
sehen Fasern in einem geschlossenen Färbesystem mit Wasserunlöslichen Dispersionsfarbuoffen nach
der Ausziehmethode, wobei der in Wasser von 40 bis 6O0C vordispergierte Dispersionsfarbstoff in die
bereits zirkulierende, zusammen mit dem Textilgut auf Färbetemperatur zwischen 115 und 14O0C,
vorzugsweise 129 bis 1350C1 erhitzte sowie auf einen
pH-Wert von 4-6 eingestellte, wäQrige Färbeflotte eingeschleust wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der Flottenumwälzungen pro
Minute und die je Flottenumwälzung auf die Fasern aufgezogene Farbstoffmenge durch Messung ermittelt und der vordispergierte Dispersionsfarbstoff in
Abhängigkeit der ermittelten Werte dosiert in die Färbeflotte eingebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vordispergierte Dispersionsfarbstoff auf ein vorgegebenes Volumen eingestellt wird
und die Dosierung über eine Volumenmessung erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vordispergierte Dispersionsfarbstoff auf eine vorgegebene Farbstoffkonzentration
eingestellt ist und die Dosierung über eine Volumenmessung erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zudosierung des
vordispergierten Dispersionsfarbstoffe zur Färbeflotte kontinuierlich erfolgt.
5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zudosierung des vordispergierten Dispersionsfarbstoffs zur Färbeflotte diskontinuierlich erfolgt.
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