DE2813400C2

DE2813400C2 - Verfahren zum kontinuierlichen Färben von bahnförmigem Textilgut aus Cellulosefasern mit Reaktivfarbstoffen

Info

Publication number: DE2813400C2
Application number: DE2813400A
Authority: DE
Inventors: Hans-Ulrich Von Der Dipl.-Chem. Dr. 6000 Frankfurt Eltz
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1978-03-29
Filing date: 1978-03-29
Publication date: 1982-11-04
Also published as: BE875181A; CH634709B; US4242090A; CH634709GA3; CA1115905A; GB2017763B; NL7902406A; BR7901871A; FR2421239B2; ZA791484B; JPS54134183A; IT7921356A0; IT1113250B; DE2813400A1; MX149924A; FR2421239A2; GB2017763A; IN151048B

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Färben von bahnförmigem Textilgut aus Cellulosefaser! und deren Mischungen mit synthetischen Fasermaterialien mit Reaktivfarbstoffen, bei dem man eine wäßrige Lösung von mindestens einem Reaktivfarbstoff zusammen mit einer Fixiermittel-Mischung aus einem flüssigen Alkaliwasserglas der Grädigkeit von 37 bis 60° Be und einer Alkalilauge von 30 bis 45° Be auf das Textilgut appliziert, das so behandelte Gut sodann in einen Warenspeicher einbringt, dort der Einwirkung von feuchter Wärme aussetzt und schließlich dem Warenspeicher wieder kontinuierlich entnimmt, worauf die Farbstoff-Fxierung durch einen kurzen Dämpf prozeß oder durch ein kurzes Eintauchen in eine heiße Wasserglaslösung abgeschlossen wird. Ein gattungsgemäßes Verfahren, bei dem das Verhältnis von Alkaliwasserglas zu Alkalilauge in der verwendeten Fixiermittel-Mischung 1 :0,2 bis 1 :0,4 beträgt, wird in der DE-PS 24 06 257 beschrieben. Entsprechend dieser bekannten Arbeitsweise erfolgt der Verweilvorgang im Warenspeicher bei Temperaturen zwischen 20° und 80°C, wozu Einwirkungszeiten von 5 bis 30 Minuten benötigt werden. Während dieser Fixierdauer wird das Textilgut im abgetafelten Zustand durch den Warenspeicher befördert.

Wegen der begrenzten Kapazität der als Verweilkammer eingesetzten Warenspeicher liegt der vorliegenden Erfindung nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine wesentliche Zeitverkürzung des Verweilprozesses zuwege zu bringen, ohne daß durch diesen Schritt Ausbeuteverluste in Kauf genommen werden müssen. Eine aufgrund der ergriffenen Maßnahmen erreichbare maschinentechnische Vereinfachung ist ebenfalls von Interesse.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verhältnis von Alkaliwasserglas zu Alkalilauge in der verwendeten Fixiermittel-Mischung 1 :0,05 bis 1 :0,25 beträgt, daß man das Textilgut im Warenspeicher aufheizt und dort bei Temperaturen zwischen 81° und 95° C während 5 bis 180 Sekunden lang verweilen läßt

Im Vergleich zu der bekannten Arbeitsweise aus der DE-PS 24 06 257 bedeutet die vorliegende Erfindung einen bemerkenswerten Fortschritt innerhalb der Weiterentwicklung der Verweiltechnik. Hierbei hat sich demgegenüber herausgestellt, daß durch die vorgenommene Temperaturerhöhung zusammen mit der Anwendung eines geänderten Mischungsverhältnisses von Wasserglas zu Lauge im Rahmen der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens es nunmehr möglich ist, die Verweildauer noch wesentlich zu verkürzen und dennoch die volle Farbstoffausbeute zu erzielen.

Nun herrscht zwar unter Fachleuten weithin die

's Auffassung vor. daß Färbevorgänge im allgemeinen durch Temperaturerhöhung beschleunigt werden können. Ein derartiges Verhalten im Sinne einer Färbezeitverkürzung ist jedoch nicht immer der Fall. Bei der Fixierung von Reaktivfarbstoffen auf Cellulosematerialien treten nämlich von einem bestimmten Temperaturbereich ab (80—90° C) zwei Kategorien von Reaktionen miteinander in Konkurrenz:

Die Fixierung des Reaktivfarbstoffes auf der Faser.

a) Die Ablösung des Farbstoffes (durch Verseifung) von der Faser bzw.

b) die Reaktion des Reaktivfarbstoffes mit Wasser zu nicht mehr faserreaktiven Farbstoffen.

Beide Reaktionen werden durch mehr Alkali sowie durch Temperatursteigerung begünstigt In der Regel tritt jedoch bei Verweilprozessen eine Farbtiefenverminderung infolge der längeren Verweilzeiten ein. Es muß mithin als überraschend erachtet werden, daß durch die Temperaturerhöhung beim erfindungsgemäßen Verfahren zwar einerseits die Fixierreaktion (I) beschleunigt werden kann, andererseits aber die entgegenlaufenden Reaktionen (II) nicht gleichfalls begünstigt werden. An sich war zu erwarten, daß bei der Anwendung höherer Temperaturen in dem Verweilverfahren die Farbausbeute durch die Reaktion (II) beeinträchtigt wird, woraus zwangsläufig folgt, daß der Fachmann hinsichtlich der Auswirkung einer Temperaturerhöhung ein Vorurteil zu überwinden hatte.

Ebenso kommt im Verein mit der Temperaturerhöhung sowie Zeitverkürzung auch der Änderung in der Zusammensetzung der Fixiermittel-Mischung beim erfindungsgemäßen Verfahren entscheidende Bedeutung zu. Die Änderung im Verhältnis Wasserglas zu Lauge (d. h. des Elektrolytgehaltes) bewirkt niedrigere Alkalikonzentration in der Nähe der Faser und damit: Unterdrückung der Hydrolyse des Farbstoffes, aber trotzdem noch bessere Fixierung, was wiederum überraschend ist.

Schließlich verhindert die Temperaturerhöhung eine unerwünschte Kondensation beim Eintritt des Textilguts in den Warenspeicher und demzufolge eine Verlängerung des Flottenverhältnisses auf der Faser samt den zugehörigen Auswirkungen einer Verdünnung.

Aufgrund der Änderungen im Verfahrensablauf bzw. der Verfahrensparameter resultiert eine technische Vereinfachung des Prozesses und man kann daher den Warenspeicher wesentlich kleiner gestalten. Die Temperatursteuerung im Warenspeicher, in dem das Textilgut auf Temperaturen zwischen 8 Γ bis 95° C aufgeheizt wird, erfolgt mittels Infrarotstrahlern, gege-

benenfalls bei gleichzeitiger Dampfinjektion. Durch den kleineren Warenspeicher können nicht nur Kosten für die Anlage, sondern auch Energie gespart werden. Die kurze Verweildauer erlaubt es außerdem, das bahnförmige Textilgut in einem gebundenen Zustand (über Umlenkwalzen) oder aber in spannungsarmem Zustand (Ablage auf Siebband oder im Hängeschleifensystem) verweilen zu lassen. Ebenso ist es möglich, nach Aufheizen des Textilgutes, z. B. mit Infrarotstrahlern, dieses mit warmer Luft oder Dampf jeglicher Art zu durchsaugen, wobei das Textilgut auf Siebband oder Siebtrommel in glatter oder gestauchter Form aufliegt

An die sehr kurze Verweilstrecke läßt sich ohne Schwierigkeiten eine Nachfixierstrecke (als Dämpfer oder Naßfixierung) anschließen, so daß beide Schritte in einer Einheit zusammengefaßt werden können.

Die erfindungsgemäß kurzen Verweilzeiten führen zu ähnlich guten Farbausbeuten, wie die in der DE-PS 24 06 257 angegebenen relativ langen Verweilzeiten. Die Vorteile der Wasserglas/Alkalilauge-Mischung im Hinblick auf die Unempfindlichkeit der Dämpf- oder Naßfixierzeit bzw. Temperatur bleiben bei der nunmehr angegebenen fixiermittel-Mischung voll erhalten. Absolute Luftfreiheit im Dämpfer ist nicht erforderlich. Ebenso bringt eine verlängerte Verweilzeit keine schlechtere Farbstoff-Fixierung.

Das Verfahren kann auf Geweben aus Cellulosefasem und deren Mischungen mit Synthesefasern wie auch auf Maschenware und Rundstuhl-. Frottier-, Velour- und Samtqualitäten durchgeführt werden.

Das beanspruchte Verfahren kann auch mit gutem Erfolg für das Färben von Polyesler/Cellulosefaser-Mischgeweben eingesetzt werden. Hierbei wird der Polyesterfaseranteil zuerst mit Dispersionsfarbstoffen nach dem Thermosol-Verfahren und anschließend die Cellulosefaserkomponente nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gefärbt Es kann aber auch beim Einsatz von hydrolysebeständigen Reaktivfarbstoffen zunächst die Cellulosefaser gefärbt werden. Während des Aufenthaltes im Warenspeicher, während des Auswaschprozesses und während der anschließenden Thermofixierung kann bei geeignetem Fasermaterial jedesmal eine Bauschentwicklung stattfinden. Auch ist es möglich, anschließend die Polyesterfaser auf einer Jet-Färbeanlage zu färben.

Als Reaktivfarbstoffe kommen für das vorliegende Verfahren die unter diesem Begriff bekannten organischen Farbstoffe in Betracht. Es handelt sich hierbei vorwiegend um solche Farbstoffe, die mindestens eine mit Polyhydroxylfasern reaktionsfähige Gruppe, eine Vorstufe hierfür oder einen mit der Poh/hydroxylfaser reaktionsfähigen Substituenten enthalten. Als Grundkörper der organischen Farbstoffe eignen sich besonders solche aus der Reihe der Azo-, Anihrachinon- und Phthalocyaninfarbstoffe, wobei die Azo- und Phthalocyaninfarbstoffe sowohl metallfrei als auch metallhaltig sein können. Als reaktionsfähige Gruppen und Vorstufen, die im alkalischen Medium solche reaktionsfähigen

ι ο Gruppen bilden, seien beispielsweise Epoxygruppen, die Äthylenimjdgruppe, die Vinylgruppierung im Vinyisulfon- oder im Acrylsäurerest, ferner die ß-Sulfatoäthylsulfongruppe oder die ß-Chloräthylsulfongruppe genannt Außerdem kommen für diese Verfahren Derivate der Tetrafluorcyclobutyl-Reihe, z.B. der Tetrafluorcyclobutylacrylsäure in Frage. Als reaktionsfähige Substituenten in Reaktivfarbstoffen dienen solche, die leicht abspaltbar sind und einen elektrophilen Rest hinterlassen. Als Substituenten kommen beispielsweise Halogen atome an folgenden Ringsystemen in Betracht: Chinoxalin, Triazin, Pyrimidin, Phthalazin und Pyridazon. Es können auch Farbstoffe mit mehreren Reaktivgruppen unterschiedlicher Art verwendet werden.

Die zur Fixierung benötigten Alkalilaugen können in

den beim Färben mit Reaktivfarbstoffen üblichen Mengen, meist etwa 5 bis 90 g pro Liter Klotzflotte zur Anwendung kommen. Als solche alkalische Verbindungen kommen zweckmäßig wäßrige Lösungen von vorzugsweise Natriumhydroxyd, fernerhin von Kaliumhydroxyd, entsprechend einer Alkalistärke zwischen 30 und 45° Be in Frage.

Von den flüssigen Alkaliwassergläsern, die nach dem vorliegenden Verfahren den Klotzbädern zugesetzt werden, kommen zweckmäßigerweise auf dem Markt befindliche Natronwassergläser in Betracht Bevorzugt werden Natronwassergläser der Grädigkeit von etwa 37° bis etwa 60° Βέ, entsprechend einem SiOr-Gehalt der wäßrigen Lösung von etwa 27,2 bis etwa 38,2 Gewichtsprozent, verwendet Die Einsatzmenge hängt von der Grädigkeit des verwendeten Alkaliwasserglases, von der Farbstoffkonzentration und von der Art des Farbstoffes ab und beträgt im allgemeinen etwa 25 g bis etwa 350 g, bevorzugt etwa 50 g bis 290 g, pro Liter Klotzflotte.

Beispiel 1

Ein gebleichtes Baumwollgewebe wurde mit einer wäßrigen Flotte, die im Liter 20 g des Farbstoffes der Formel

Cu—Pc

SO₂—NH—<^~V-SO₂—CH₂-CH₂-O-SO₃H

[SO₃H]₂
(Cu—Pc = Kupferphthalocyanin)

und außerdem lOcmVl Natronlauge von 38° Βέ (32,5 Gew.-%) sowie 100 g/l Natronwasserglas von 49° Βέ enthielt, bei einer Temperatur von 30⁰C und einer Flottenaufnahme von 65% (bezogen auf das Gewicht der trockenen Ware) geklotzt. Nach einem 2minütigen Verweilen des so behandelten Textilguts bei 81⁰C wurde die Ware anschließend 60 Sekunden bei 103⁰C gedämpft.

Nach der üblichen Nachbehandlung der Färbung

wurde praktisch die gleiche Ausbeute an fixiertem

Farbstoff erzielt, als wenn die Fixierung während einer Zeitdauer von 24 Stunden bei Raumtemperatur (20^l C)

erfolgt wäre ( = 100).

Der farbmetrische Farbstärke-Vergleich der beiden Färbungen betrug 100 :106.

Diese Messungen wurden mit einem Hardy-Spektral-

' photometer vorgenommen.

Erfolgte der Dämpfprozeß der geklotzten Ware jedoch ohne Verweilzeit unmittelbar im Anschluß an die Imprägnierung, dann resultierte ein Ausbeutevergleich von 100:71.

Beispiel 2

Ein Gewebe aus Zellwollstapelfasern wurde bei einer Flottenaufnahme von 70 Gew.-% mit einer wäßrigen Flotte bei 30⁰C imprägniert, die im liter 20 g des Farbstoffes der Formel

NH-CO-CH₂-CH₂-SO₃H

HO₃S
SO₂—CH₂—CH₂—O—SO₃H

und außerdem 110 g/l Wasserglas von 43Be und 20cm3/| Natronlauge von 38° Be (32£ Gew.-%) enthielt. Die Ware passierte nunmehr einen Infrarotschacht und wurde dort auf 90*C aufgeheizt. Sie war etwa 30 Sekunden dieser Temperatur ausgesetzt und wurde sodann 60 Sekunden bei 103— 105⁰C gedämpft. Nach der üblichen Nachbehandlung der Färbung erhielt man im Vergleich mit einer während 12 Stunden Verweilzeit bei Raumtemperatur hergestellten Färbung (=100) praktisch gleiche Ausbeute (100 :101).

Ohne die Verweilzeit der geklotzten Ware bei 90° C wurde bei alleinigem Dämpfen nur eine Ausbeute von 100:77 erhalten.

Beispiel 3

FJn Gewebe aus mercerisierter Baumwolle wurde mit einer wäßrigen Flotte geklotzt, die im Liter 20 g/l Farbstoffes der Formel

CH₃

NaO₃S-O—CH₂-CH₂-SO₂-<f

OCH,

N=N—C C-CH₃

Ii K

HO-C N

SO₃Na

und außerdem 90 g/l Natronwasserglas von 56° Be sowie 20 cm³/l Natronlauge von 38° Be (32,5 Gew.-%) enthielt Die Imprägnierung erfolgte bei einer Temperatur von 90⁰C und einer Flottenaufnahme von 68% (bezogen auf das Gewicht der trockenen Ware).

A. Ein Teil der Färbung wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur verweilen lassen (= 100).

B. Ein weiterer Teil wurde sofort bei 103⁰C während 30 und 60 Sekunden gedämpft

C Ein anderer Teil wurde sofort bei 95° C mit einer Lösung aus 900-Teilen Natronwasserglas von 49° Be und 100 Teilen Natronlauge von 38° Be während 10 und 20 Sekunden behandelt

D. Ein weiterer Teil der Färbung wurde 1 Minute bei 85° C verweilt und anschließend für 60,120 und 180 Sekunden bei 103° C gedämpft

Alle Färbungen wurden wie üblich nachbehandelt
Mit Hilfe farbmetrischer Auswertungen wurden folgende Farbstärke-Vergleiche ermittelt:

A= 100;B 30 Sek.=70; B 60 Sek-=69;

C 10 Sek.=71;C 20 Sek.=90;

D 60 Sek.= 103; D 120 Sek.= 104; D 180 Sek.=96.

Dieses Beispiel zeigt deutlich, daß nach einer kurzen Verweilzeit bei 85° C auch durch eine längere Dämpf zeit etwa gleich farbstarke Färbungen erzieh werden.

Beispiel 4

Gebleichtes Baumwollgewebe wurde bei 30° C und einer Rottenaufnahme von 70 Gew.-% mit einer wäßrigen Flotte behandelt, die im Liter 20 g des Farbstoffes der Formel

CH₂-CH₂-SO₂-CH₂-Ch₂-CI CH₂-CH₂-SO₂-Ch₂-CH₂-CI

SO₃H

HO₃S

SO₃H

sowie außerdem 100 g/l Natronwasserglas von 49° Be und lOcmVl Natronlauge von 38° Be (323 Gew.-%) enthielt.

Ein Teil der Klotzung wurde 24 Stunden bei 15 Raumtemperatur verweilen lassen und wie üblich fertiggestellt (A). Ein anderer Teil verweilte 1 Minute bei 85° C und wurde anschlieBend 120 Sekunden bei 103° C gedämpft (B) oder während 5 Sekunden in einer 95°C heiBen Lösung aus 90 Teilen Natronwasserglas 20 Farbstoffes der Formel von 49° Be und 10Teilen Natronlauge von 38° Be Fixiert

Die farbmetrischen Ausbeutevergleiche lauteten: A = 100;B = 95;C=104.

Beispiel 5

Gebleichtes Baumwollgewebe wurde bei 20°C mit einer Flottenaufnahme von 62 Gew.-% mit einer wäßrigen Lösung behandelt, die im Liter 20 g des

SO₂—CH₂- CH₂— O —SOjH

HO₃S

sowie außerdem 100 g/l Natronwasserglas 47° Be und 5cmVINalroiilauge38*Be(3%5Gew.-%)enthielt.

Unter Besatz des wie vorstehend mit Farbstoff behandelten Gewebes wird eine nach 24 Stunden Verweilzeit bei Raumtemperatur erstellte Färbung verglichen mit einer Färbung, die in einem IR-Schacht fürlOSefaindenbeigO'CverweateundanschlieBendSO Sekunden bei 1(B-IOS⁹C gedämpft wurde. Der farbmetrische Stärkevergleich betrug

100:103.

Wurde dagegen unmittelbar gedämpft, dann ergab sich ein Stärkevergieich von

100:83.

Beispiele

Gebleichtes Baumwollgewebe wurde bei 20° C und einer Flottenaufnahme von 70 Gew.-°/o mit einer wäßrigen Lösung behandelt, die im Liter 20g/'l des Farbstoffes der Formel

SO₃H

HO₃S

HO HN-CO

SO₃H

sowie außerdem 100 g/l Natronwassergias von 50° Be und lOcnvVl Natronlauge von 38° Be (32J5 Gew.-%) enthielt.

Die Färbung A wurde durch ein Verweilen bei Raumtemperatur währefid 24 Stunden erstellt eo

Die Färbung B wurde unmittelbar nach der Imprägnierung 60 Sekunden beJ103°CgedäinpfL

Die FärbnngCwardezunächst 60Sekunden bei 85°C verweiltund dann 30 Sekunden bei I03°Cgedämpft.

Die Färbung D wurde zunächst 30 Sekunden bei etwa 95°C verweilt und dann 10 Sekunden bei 95° C in einer Lösung aus 90 Teilen Natronwasserglas von 49° Be und lOTeilen Natronlauge von 38° Be fixiert.

Die farbmetrisch ermittelten Ausbeutevergleiche betrugen:

A = 100;B=57;C=100;D=102.

230244/355

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum kontinuierlichen Färben von bahnförmigem Textilgut aus Cellulosefaser!! und deren Mischungen π it synthetischen Fasermaterialien mit Reaktivfarbstoffen, bei dem man eine wäßrige Lösung von mindestens einem Reaktivfarbstoff zusammen mit einer Fixiermittel-Mischung aus einem flüssigen Alkaliwasserglas der Grädigkeit von 37 bis 60° Be und einer Alkalilauge von 30 bis 45° Be auf das Textilgut appltziert, das so behandelte Gut sodann in einen Warenspeicher einbringt, dort der Einwirkung von feuchter Wärme aussetzt und schließlich dem Warenspeicher wieder kontinuierlich entnimmt, worauf die Farbstoff-Fixierung durch einen kurzen Dämpfprozeß oder durch ein kurzes Eintauchen in eine heiße Wasserglaslösung abgeschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Alkaliwasserglas zu Alkalilauge in der verwendeten Fixiermittel-Mischung 1 :0,05 bis 1 :03 beträgt, daß man das Textilgut im Warenspeicher aufheizt und dort bei Temperaturen zwischen 81° und 95° C während 5 bis 180 Sekunden lang verweilen IaBt