DE3632795A1

DE3632795A1 - Verfahren zum kontinuierlichen faerben einer bahn einer dickflorigen ware

Info

Publication number: DE3632795A1
Application number: DE19863632795
Authority: DE
Inventors: Tomoyoshi Yabe
Original assignee: Suminoe Textile Co Ltd
Current assignee: Suminoe Textile Co Ltd
Priority date: 1986-06-09
Filing date: 1986-09-26
Publication date: 1987-12-10
Also published as: DE3632795C2; JPS62289683A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Färben einer Bahn einer dickflorigen Ware.

Bei einer Florware, beispielsweise einem Teppich, sitzen Knoten oder Noppen auf einem Grundgewebe oder dergleichen. Die Enden der Knoten oder Polfäden sind leicht zu öffnen; an ihrer Basis laufen jedoch die Knoten oder Noppen zusammen, so daß dort ein Öffnen problematisch oder unmöglich ist. Es wurden verschiedene Verfahren entwickelt, um solche Florware gleichförmig zu färben. Dazu gehört ein als Heißfärben bezeichnetes Verfahren, bei dem eine Kleinstmenge an heißer Farbflotte mit der erwärmten Ware umgesetzt wird und das sich durch Energie- und Materialeinsparung sowie durch verbesserte Produktivität auszeichnet.

In der japanischen Patentanmeldung 59-1 23 957 ist eine nach dem Heißfärbeverfahren arbeitende Sprühfärbevorrichtung beschrieben. Diese Vorrichtung weist eine Einrichtung gemäß Fig. 2 auf, welche den Flor 2 auf der Ware 1 mittels einer Florteilerwalze 3 öffnet, während die Ware erhitzt und fortbewegt wird, wobei mittels Sprühvorrichtungen 4 heiße Farbflotte 5 in die geöffneten Florteile eingespritzt wird. Dies erlaubt es, die Färbereaktion in einer kurzen Zeitspanne mit einer Kleinstmenge an Farbflotte durchzuführen, die in die Spalte zwischen den benachbarten Polfäden gleichförmig eingebracht wird. Selbst bei einer solchen Vorrichtung ist jedoch die Florteilung schwierig, wenn die Ware dick oder der Flor dicht ist. Wenn dementsprechend der Spritzdruck erhöht wird, um die Farbflotte in die Tiefe des Flors zu zwingen, ist eine große Menge an Farbflotte erforderlich, insbesondere wenn die Farbflotte heiß ist und das zu färbende Material aus einer reaktionsfreudigen Faser, beispielsweise einer synthetischen Polyamidfaser, Wolle und Seide, besteht. Ein weiteres Problem besteht darin, daß der in der Farbflotte enthaltene Farbstoff nach Aufbringen auf die Oberflächenschicht der Noppen mit diesen sofort eine chemische Bindung eingeht, so daß in der Farbflotte wenig Farbstoff verbleibt, wenn diese den Basisteil der Noppen erreicht. Dies führt zu ungefärbten Teilen und/oder zu einem ungleichmäßigen Einfärben, und der Griff der Oberflächenschicht wird beeinträchtigt.

Um diese Nachteile auszuräumen, wurde versucht, der Farbflotte ein Verzögerungsmittel zuzusetzen, um die Reaktionsgeschwindigkeit zwischen dem Farbstoff und den Fasern zu vermindern und die Farbstoffaufnahme zu senken, so daß der Farbstoff langsam reagieren kann, während die Farbflotte in die Tiefe des Flors wandert. Ein solches Vorgehen kann jedoch dazu führen, daß Farbstoff unfixiert bleibt oder Teile des Flors nicht gefärbt werden. Außerdem kann schlechtes Flüssigkeitsrückhaltevermögen auf der Floroberfläche zu einem Mattieren führen, während schlechte Koagulation von Farbstoff auf der Floroberfläche geringe Farbechtheit zur Folge hat. Das konventionelle Heißfärbeverfahren war daher für ein kontinuierliches Färben einer Bahn einer dickflorigen Ware unbefriedigend, insbesondere wenn die Ware aus einer reaktionsfreudigen Faser, beispielsweise einer Polyamidfaser, Wolle und Seide, besteht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum kontinuierlichen Färben einer Bahn einer dickflorigen Ware zu schaffen, das die vorstehend geschilderten Mängel ausräumt. Insbesondere soll ein kontinuierliches Färbeverfahren geschaffen werden, das es erlaubt, dickflorige Ware bis zur Wurzel des Flors innerhalb kurzer Zeit gleichmäßig zu färben, wobei eine geringe Aufnahme der Farbflotte erfolgt, ohne daß die Reaktionsfähigkeit zwischen dem Farbstoff und der Ware vermindert und der Griff der Ware beeinträchtigt wird. Es soll dafür gesorgt werden, daß Anormalitäten wie unfixierter Farbstoff, ungefärbte Teile und frosting-Effekte, ausgeschlossen werden. Die Farbstärke auf der Warenoberfläche soll höher als bei konventionellen kontinuierlichen Färbeverfahren sein. Es soll für Energie- und Materialeinsparung gesorgt werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zum kontinuierlichen Färben einer Bahn einer dickflorigen Ware erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Warenbahn vorgewärmt und eine Farbflotte in Form einer auf nahe den Siedepunkt erhitzten Öl-in-Wasser-Emulsion aufgesprüht wird, wobei die Farbflotte Wasser, mindestens einen Farbstoff, Alkylphenylpolyoxyäthylenäther und Mittel zum Einstellen des pH-Wertes enthält.

Bevorzugte weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen:

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer bei der Durchführung des erfindungsgemäßen kontinuierlichen Färbeverfahrens verwendeten Vorrichtung, und

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der bei einem konventionellen Verfahren verwendeten Farbstoffsprühzone.

Der bei dem vorliegenden Verfahren der Farbflotte zuzusetzende Alkylphenylpolyoxyäthylenäther ist ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel entsprechend der Formel

Der Äther sollte vorzugsweise eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe R mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen und 3 bis 12 Mol Äthylenoxid aufweisen.

Im Falle von zwei Mol Äthylenoxid oder weniger wird keine Emulsion gebildet. Bei 13 oder mehr Mol Äthylenoxid wird das Mittel zu löslich in Wasser, um seinen Zweck zu erfüllen. Weil Polyamidfasern, Wolle und Seide hydrophob (lipophil) sind, ist die als Farbflotte verwendete Emulsion für gewöhnlich vom Wasser-in-Öl-Typ mit einem hydrophoben organischen Lösungsmittel, wie Perchloräthylen, als der äußeren Phase. Dieser Typ ist jedoch im Hinblick auf die Sicherheit, die Handhabung und die Kosten nicht zufriedenstellend. Der vorliegend verwendete Alkylphenylpolyoxyäthylenäther stellt ein typisches nichtionisches oberflächenaktives Mittel dar, das benutzt wird, um die Farbflotte aus einer konventionellen Wasser-in-Öl-Emulsion in eine Öl-in-Wasser-Emulsion zu überführen. In der dieses oberflächenaktive Mittel (normalerweise in einer Konzentration von etwa 1 g/l) enthaltenden Farbflotte ist der Farbstoff in die Wasserphase und die Alkylphenylpolyoxyäthylenätherphase aufgeteilt. Wenn die Farbflotte erhitzt wird, werden Mizellen aus Alkylphenylpolyoxyäthylenäther gebildet, und der Farbstoff in der Wasserphase wandert in die Mizellen. Vorzugsweise sollten Farbstoffe mit Farbstoffen von ähnlichen Eigenschaften kombiniert werden (beispielsweise Sulfonamidfarbstoffe, Monosulfonfarbstoffe oder Disulfonfarbstoffe). Müssen im Hinblick auf die Farbechtheit oder aus anderen Gründen unterschiedliche Arten von Farbstoffen gemischt werden, lassen sich durch Zugabe von Polyoxyalkylamin zu dem Farbstoff die Färbeeigenschaften und die Permeabilität des Farbstoffes auf wirkungsvolle Weise einstellen oder verbessern.

Als Mittel zum Einstellen des pH-Wertes wird für gewöhnlich Essigsäure verwendet. Eine Säure mit einem niedrigeren Siedepunkt wird für eine solche Einstellung leicht nutzlos, weil sie beim Erhitzen leicht abgedampft wird. Es ist daher zweckmäßig, als Mittel zum Einstellen des pH-Wertes nichtflüchtige aliphatische zweibasische Säuren zu verwenden, beispielsweise Dikarbonsäuren wie Bernsteinsäure, Adipinsäure und Glutarsäure mit einem Puffereffekt, und zwar einzeln oder als Gemisch, obwohl es wichtig ist, daß das Mittel zum Einstellen des pH-Wertes keine Selektivität gegenüber sauren Farbstoffen hat. Wie aus der nachstehenden Tabelle hervorgeht, sind diese Säuren sehr stabil in Verbindung mit metallisierten Farbstoffen in einem sauren heißen Farbstoffbad.

Tabelle

Die in der Tabelle zusammengestellten Ergebnisse wurden wie folgt erhalten.

Lanyl Rot GW und Lanyl Marineblau BW wurden jeweils in Wasser bei einer Konzentration von 3,0 g/l aufgelöst und eine der verschiedenen Säuren oder eines der angegebenen Salze wurde der Lösung in einem Anteil von 2,0 g/l zugesetzt. Nach 60minütigem Kochen wurde jede Lösung bei 90°C mit Toyo Filterpapier No. 5A gefiltert. Die Menge des Restniederschlages auf dem Filterpapier wurde ausgewertet und in fünf Stufen von Spurenmenge bis zu sehr großer Menge unterteilt, wobei die Stufen mit , ┤, ∆, × und ×× bezeichnet sind.

Bei Verwendung der aliphatischen zweibasischen Säuren werden deren Wasserstoffionen von der Faser innerhalb einer sehr kurzen Zeitspanne adsorbiert; diese Wasserstoffionen bilden Färbestellen für den sauren Farbstoff und dienen der Bindung der Moleküle der sauren Farbstoffe. Im Hinblick auf das Reaktionsvermögen sowohl des Farbstoffes als auch der Faser werden die zweibasische Säure zweckmäßig in einer Menge verwendet, die es erlaubt, den pH-Wert auf 4,5 bis 6,5 einzustellen. Wenn der pH-Wert unter 4,0 liegt, kann es in dem heißen Farbstoffbad zu einer Zerstörung des Farbstoffes kommen.

Das Vorgehen zur Zubereitung der erfindungsgemäß verwendeten Farbflotte ist nicht in besonderer Weise beschränkt. Eine Emulsion vom Öl-in-Wasser-Typ wird ohne weiteres erzielt, indem zweckentsprechende Mengen an Farbstoff, Wasser, Alkylphenylpolyoxyäthylenäther, ein Gemisch aus organischen Säuren wie Bernsteinsäure, Adipinsäure und Glutarsäure, sowie, falls erwünscht, ein Mittel zum Einstellen des Farbstoffaufnahmevermögens und/oder ein Permeabilitätspromotor gemischt und mittels eines Mischers gründlich verrührt werden. Diese Stoffe können auf einmal oder in mehreren Teilen gemischt werden.

Unter dem vorliegend verwendeten Begriff "vorgewärmte Florware" soll eine Florware verstanden werden, die durch Heißluft oder Wasserdampf auf etwa die Färbereaktionstemperatur erhitzt ist. Die Erhitzungsverfahren und die dazu verwendete Einrichtung unterliegen keiner besonderen Beschränkung. Die unten erwähnte Verfahrensstufe sollte jedoch vorzugsweise während oder nach dem Vorwärmen der Florware eingeschoben werden, weil sie die Wirkung des vorliegenden Verfahrens verbessert. Bei der Vorbehandlung wird die Florware von der Rückseite oder beiden Seiten mit einer wäßrigen Lösung eines Addukts von Phenol mit Äthylenoxid, die auf nahe den Siedepunkt vorgewärmt ist, gleichförmig besprüht und danach angefeuchtet. In der nächsten Befeuchtungszone wird die Florware dann von ihrer Rückseite zu ihrer Vorderseite von Frischdampf durchdrungen, während sie durch Kontakt mit einer Heizwalze oder einer Trommelheizvorrichtung erhitzt wird, um das Addukt von Phenol mit Äthylenoxid in die Textur der Florware gründlich eindringen zu lassen. Das Addukt von Phenol mit Äthylenoxid sollte vorzugsweise 2 bis 3 Mole Äthylenoxid aufweisen. Ein solches Addukt dient dem Zweck, selbst Fasern mit geringem Reaktionsvermögen quellen zu lassen, den Diffusionsweg für den Farbstoff zu erweitern und den Farbstoff durch Adsorption an der Faseroberfläche wirkungsvoll anzuziehen. Die Konzentration eines solchen Addukts in Wasser unterliegt keiner besonderen Beschränkung; sie kann in der Größenordnung von 1 g/l liegen.

Die "Temperatur nahe dem Siedepunkt" für die wäßrige Lösung ist im wesentlichen gleich der Temperatur der vorgewärmten Florware, die im allgemeinen 70 bis 100°C und vorzugsweise 90 bis 100°C beträgt. Die hinteren Teile des Flors stehen normalerweise von der Rückseite der Florware vor. Die wäßrige Lösung des Phenol-Äthylenoxid-Addukts, die auf diese hinteren Teile aufgesprüht wird, wird von einer Heiztrommel oder dergleichen rasch erhitzt und gezwungen, um den Basisabschnitt des Flors herum einzudringen. Diese Infiltration wird durch das Bedampfen mit Frischdampf von der Rückseite der Ware in der nächsten Befeuchtungszone unterstützt, und der Flor wird mit dem Addukt gleichförmig befeuchtet, ohne durch die Dichte der Konvergenz beeinflußt zu werden. Außerdem wird durch Aufquellen, Befeuchtung und Temperaturanstieg die Ware für das Färben in der nächsten Zone, d. h. der Farbflotten-Sprühzone, vorbereitet.

Bei dem vorliegend in der Farbflotte verwendeten Alkylphenylpolyoxyäthylenäther handelt es sich um ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel der oben angeführten Formel. Seine organischen/anorganischen Eigenschaften werden durch die Anzahl der Kohlenstoffatome (8 bis 12) der Alkylgruppe und die Molzahl (3 bis 12) des Äthylenoxids auf gute Permeabilität eingestellt. Außerhalb der genannten Bereiche läßt die Permeabilität der Farbflotte zu wünschen übrig.

Die Adipinsäure, Glutarsäure, Bernsteinsäure und dergleichen, welche der Farbflotte vorliegend zugesetzt werden, bewirken offensichtlich, daß sich ihre Säurewasserstoffionen mit der Aminogruppe entweder am Ende des Nylons oder mit den Bindeteilen des sauren Amids leicht binden, weil ihre Methylengruppen (-CH₂-) und die Methylengruppen in der Nylonkette anziehen. Außerdem ist in Betracht zu ziehen, daß die organischen Eigenschaften ihrer Methylengruppen und diejenigen des oberflächenaktiven Mittels aufeinander unter Verbesserung der Stabilität einwirken. Es wird angenommen, daß in Verbindung mit der allgemeinen Pufferwirkung als Karbonsäure die Dissoziationsfunktion von Dikarbonsäuren den pH-Wert stabil macht. Die vorliegend erläuterte Farbflotte kann daher unter dem Einfluß des in ihr enthaltenen Alkylphenylpolyoxyäthylenäthers und der Dikarbonsäuren in den Basisteil des Flors eindringen und die Flüssigkeitsrückhaltewirkung des Flors überwinden.

Beispiel

Eine Vorrichtung der in Fig. 1 veranschaulichten Art wurde vorgesehen, um in der vorliegend erläuterten Weise eine Bahn aus dickfloriger Ware kontinuierlich zu färben. Die in eine Trockenwärmezone A eingeführte Ware 1 wird mittels einer Heizvorrichtung 56 und mittels Luft oder überhitztem Wasserdampf, die mittels eines Gebläses 7 auf beide Oberflächen der Ware aufgeblasen werden, erhitzt. Die erhitzte Ware 1 wird in einer Vorbehandlungszone B mit einer wäßrigen Lösung aus einem Phenoladdukt mit Äthylenoxid besprüht, welche über Düsen 8 eingebracht wird, und die Ware wird in feuchtem Zustand von ihrer Rückseite aus mittels einer Heiztrommel 9 erhitzt. Während die Heiztrommel 9 mit der Rückseite der Ware in Kontakt steht, wird die in der Rückseite befindliche Vorbehandlungslösung gezwungen, in Richtung auf die Vorderseite der Ware einzudringen, und diese Lösung benetzt die Wurzel des Flors 2, wo die Garne dicht liegen, in gleichförmiger Weise. Nach dem Vorbeilauf an der Oberfläche der Heiztrommel 9 wird die Ware mittels Frischdampf, der über Frischdampfdüsen 10 in einer Befeuchtungszone C eingeblasen wird, erhitzt und befeuchtet, um dann in eine Farbflotten-Sprühzone D eingeleitet zu werden. In dieser Zone wird eine vorgewärmte Farbflotte auf die Ware gesprüht, wärend der Flor durch die Florteilerwalze 3 geteilt wird. Anschließend wird die Ware 1, deren Fasern mit dem Farbstoff reagiert haben, einer Nachbehandlungsstufe (beispielsweise Waschen, Trocknen und dergleichen) zugeleitet.

Beispiel 1

(1) Rohware
Nylonfaser: 100%; Florlänge: 10 mm; Flor: 400 g/cm²
(2) Vorbehandlungslösung
Addukt von Phenol mit 2 Mol Äthylenoxid: 1 g/l, 90°C; Sprühdruck: 5 kg/cm²; Aufnahme: 100%
(3) Zusammensetzung der Farbflotte
Metallisierter Farbstoff (Gemisch aus Isolan grau PGL, gelb KRLS und orange KRLS, jeweils 0,3 g/l, gefertigt von Bayer Co., Westdeutschland), 1 g/l Addukt von Nonylphenol mit 7 Mol Äthylenoxid, 0,1 g/l Isopropylalkohol, 0,2 g/l Polyäthersulfat (Nikkasansalz 7000, hergestellt von Nikka Chemical Industries), 0,2 g/l Polyoxyäthylenalkylaminäther (Sanmol AN-3L, hergestellt von Nikka Chemical Industries) und ein Gemisch von jeweils 0,2 g/l Bernsteinsäure, Adipinsäure und Glutarsäure. Temperatur der Farbflotte: 90°C; Sprühdruck: 7 kg/cm²; Aufnahme: 250%; Sprühatmosphärenfeuchtigkeit: 90%.

Unter Verwendung der oben genannten Rohware, Vorbehandlungslösung und Farbflotte erfolgte mittels der in Fig. 1 veranschaulichten Vorrichtung ein kontinuierliches Färben. Es ergaben sich keine ungefärbten Teile in der Tiefe des Flors; auch ein frosting-Effekt war nicht zu beobachten. Die Vorschubgeschwindigkeit der Ware betrug 12 m/min.

Beispiel 2

Mittels der in Fig. 1 veranschaulichten Vorrichtung wurde unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1 mit folgender Ausnahme kontinuierlich gefärbt. Die Temperatur der Vorbehandlungslösung betrug 80°C. Es wurde mit einem Sprühdruck von 7 kg/cm³ gearbeitet. Die Aufnahme betrug 20%. Es erfolgte eine Dampfbehandlung während 30 s. Die Farbflotte bestand aus metallisiertem Farbstoff (ein Gemisch von jeweils 0,3 g/l Acidol grau MG, gelb M-GL und orange M-RL, gefertigt von der BASF Co., Westdeutschland), 3 g/l Addukt von Nonylphenol mit 7 Mol Äthylenoxid, 0,6 g/l Polyäthersulfat (Nikkasansalz 7000), 0,3 g/l Isopropylalkohol, 0,2 g/l Polyoxyäthylenalkylaminäther (Sanmol AN-3L, gefertigt von der Nikka Chemical Industries) und ein Gemisch von jeweils 0,5 g/l Bernsteinsäure, Adipinsäure und Glutarsäure. pH-Wert der Farbflotte: 4,5; Sprühdruck: 10 kg/cm²; Aufnahme: 300%; Bedampfungsdauer: 2 m. Die verwendete Rohware bestand zu 100% aus Wolle; Florlänge: 12 mm; Flormasse je Flächeneinheit: 900 g/m². Wie im Beispiel 1 lagen in der Tiefe des Flors keine ungefärbten Teile vor; auch frosting-Effekte waren nicht vorhanden.

Kontroll-Beispiel

Der gleiche Teppich wie im Beispiel 1 wurde mittels der in Fig. 1 veranschaulichten Vorrichtung kontinuierlich gefärbt. Die Vorbehandlung erfolgte unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel 1. Die Farbflotte bestand aus: Metallisiertem komplexen Farbstoff (einem Gemisch von jeweils 0,3 g/l Isolan grau PGL, Isolan gelb KRLS und Isolan orange KRLS), 1,5 g/l Addukt von p-Toluolsulfonamid mit 4 Molen Äthylenoxid und Essigsäure, eingestellt auf einen pH-Wert von 4,5. Diese Farbflotte wurde auf den Teppich bei 90°C mit einem Sprühdruck von 7 kg/cm³ aufgesprüht. Trotz höherer Aufnahme ergaben sich um die Florwurzel herum ungefärbte weiße Abschnitte, die Qualität war sehr schlecht.

Claims

1. Verfahren zum kontinuierlichen Färben einer Bahn einer dickflorigen Ware, dadurch gekennzeichnet, daß die Warenbahn vorgewärmt und eine Farbflotte in Form einer auf nahe den Siedepunkt erhitzten Öl-in-Wasser-Emulsion aufgesprüht wird, wobei die Farbflotte Wasser, mindestens einen Farbstoff, Alkylphenylpolyoxyäthylenäther und ein Mittel zum Einstellen des pH-Wertes enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Alkylphenylpolyoxyäthylenäther eine Alkylgruppe mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen und Äthylenoxid mit einer Molzahl von 3 bis 12 aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Einstellen des pH-Wertes eine Dikarbonsäure verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Mittel zum Einstellen des pH-Wertes ein Gemisch von Bernsteinsäure, Adipinsäure und Glutarsäure verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Warenbahn durch Aufsprühen einer erhitzten wäßrigen Lösung eines Addukts von Phenol mit Äthylenoxid vorbehandelt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Äthylenoxid eine Molzahl von 2 bis 3 hat.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung eine Konzentration von etwa 1 g/l hat.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung eine Temperatur von 70 bis 100°C hat.