EP0019861B1

EP0019861B1 - Verfahren zum gleichmässigen Färben von Mischungen aus Cellulosefasern und synthetischen Polyamidfasern

Info

Publication number: EP0019861B1
Application number: EP80102854A
Authority: EP
Inventors: Joachim Steinbach
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1979-05-30
Filing date: 1980-05-22
Publication date: 1984-04-11
Also published as: ATE7055T1; DE2921950A1; EP0019861A1; DE3067422D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum gleichmäßigen Färben von Textilmaterial aus Mischungen von Cellulosefasern mit synthetischen Polyamidfasern und gegebenenfalls Elastomerfasern auf Polyurethan-Basis nach der Ausziehfärbetechnik.
Für das Ausziehfärben von Fasergemischen der vorstehend erwähnten Gattung sind eine Reihe von Verfahrensvarianten bekannt und in der Praxis eingeführt. Im Falle von niedrigen Echtheitsansprüchen an die gefärbten Artikel lassen sich solche Färbungen einbadig mit Säurefarbstoffen und Direktfarbstoffen in schwach sauer gestellter oder neutraler Flotte durchführen. Liegen indessen höhere Echtheitsanforderungen vor, dann muß die Ware mit den für die Faserkomponenten geeigneten Farbstoffen zweibadig oder zumindest zweistufig behandelt werden. Dabei färbt man - jeweils mit dem zugehörigen Farbstofftyp - eine der beiden Faserarten im ersten Bad (1. Stufe) vor und deckt die andere im zweiten Färbebad (2. Stufe) nach. Bei zweistufigen Arbeitsweisen dieser Art ist es nur in den seltensten Fällen möglich, nebeneinander Farbstoffe aus verschiedenen Farbstoffklassen von Färbebeginn an im gleichen Bad einzusetzen. Meistens ist man bei den herkömmlichen Ausziehverfahren streng an eine bestimmte Reihenfolge des betreffenden Farbstoffzusatzes gebunden, damit brauchbare Färbungen resultieren.
Verfahren mit der zuvor erläuterten Zielsetzung sind beispielsweise in ICI Technische Information D 1406 "Färben von Textilien aus Polyamid/Cellulose-Mischungen", in Technology of Textile Industry U.S.S.R. 1971, No. 1, Seite 88 ff. sowie in Textilpraxis 71, Heft 10, Seiten 632-635 und Heft 11, Seiten 686-689 beschrieben.
Es sind jedoch bis jetzt keine Verfahren bekannt geworden, bei denen Farbstoffe, die zu ihrer Applikation reduziert werden müssen, zugleich mit anderen Farbstoffklassen zum Färben von Cellulosefaser/Polyamidfaser-Mischungen eingesetzt werden können.
In neuerer Zeit gewinnen Textilien aus solchen Mischungen von Cellulosefasern mit synthetischen Polyamidfasern zunehmende Bedeutung für Freizeitbekleidung, an die höhere Echtheitsanforderungen gestellt werden. Besonders der Stretchcord-Artikel aus 80% Baumwolle, 16% Polyamidfaser und 4% Elastomerfaser auf Polyurethan-Basis sei an dieser Stelle erwähnt.
Die gesuchten Echtheitseigeschaften wie auch die mannigfaltigen Farbtöne im Rahmen der zur Verfügung stehenden Farbpalette zusammen mit äußerst wirtschaftlicher Anwendbarkeit machen Schwefelfarbstoffe für das Färben der genannten Fasermischungen sehr interessant. Ihrem Einsatz im Praxismaßstab steht allerdings entgegen, daß sie mit Hilfe von Reduktions--mitteln gefärbt werden müssen, was nach bisherige Ansicht umständliche, dann nicht mehr ökonomische zweibadige Färbemethoden notwendig macht, die für den ins Auge gefaßten Zweck zu aufwendig sind.
Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein einfaches sowie möglichst einbadiges Verfahren zum Ausziehfärben von Mischungen aus Cellulosefasern und synthetischen Polyamidfasern unter Mitverwendung von Schwefelfarbstoffen zu entwickeln, wobei beide Faseranteile mit übereinstimmender Nuance gefärbt werden sollen.
Es wurde nun gefunden, daß man Textilmaterial aus Mischungen von Cellulosefasern mit synthetischen Polyamidfasern und gegebenenfalls Elastomerfasern auf Polyurethan-Basis nach der Ausziehfärbetechnik gleichmäßig färben kann, indem man die genannten Fasermischungen in einem wäßrig-alkalischen, Reduktionsmittel enthaltenden Färbebad 30 bis 60 Minuten bei Temperaturen von 60° bis 110°C gleichzeitig mit Schwefelfarbstoffen und ausgewählten (wie weiter unten definiert) Metallkomplexfarbstoffen und/oder Säurefarbstoffen behandelt, worauf die Reoxidation der als Leukoverbindung aufgebrachten Schwefelfarbstoffe in üblicher Weise herbeigeführt wird. Die aufgrund der erfindungsgemäßen Maßnahmen erzielten Ton-in-Ton-Färbungen erfüllen die erhöhten Echtheitserfordernisse, welche an Freizeitbekleidung gestellt werden.
Als Reduktionsmittel kommen verfahrensgemäß die üblicherweise beim Färben von Schwefelfarbstoffen eingesetzten Chemikalien in Betracht, wie Natriumsulfid oder Natriumhydrogensulfid/Soda, jeweils allein oder in Mischung.
Ein ergänzender Zusatz eines Natriumpolysulfids der Formel Na₂S_2-. zu den vorstehend genannten Reduktionsmitteln erweist sich zur Stabilisierung der Reduktionsbedingungen als günstig.
Ferner können als Reduktionsmittel Glukose/Natronlauge, sowie bei Eignung der Schwefelfarbstoffe für das Färben mit Hydrosulfit auch Hydrosulfit (Natriumdithionit)/Lauge Verwendung finden.
Die Durchführbarkeit eines solchen Verfahrens ist bisher für unmöglich erachtet worden, einmal wegen der bekannten relativen Reduktionsempfindlichkeit der in der Regel Azoverbindungen darstellenden Metallkomplex- und Säurefarbstoffe und zum anderen wegen der bekannten Anfälligkeit zur Entmetallisierung, d.h. Zerstörung, der Metallkomplexfarbstoffe in alkalischen oder sulfidhaltigen Färbeflotten oder anderen Naßbehandlungsbädern.
Es ist daher als überraschend zu bezeichnen, daß verschiedene Vertreter der soeben besprochenen Farbstoffkategorien die scharfen Bedingungen einer Schwefelfarbstoff-Fixierung (Alkali, Reduktionsmittel, Temperaturen über 60°C) ohne Beeinträchtigung von Farbton und Farbstoffausbeute überstehen und daß sich die synthetischen Polyamidfasern auch im alkalischen Färbebad mit den gewohnten Echtheitseigenschaften und praktisch ohne Farbtiefenverluste anfärben lassen.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es somit, die genannten Fasermischungen mit dem geforderten hohen Echtheitsniveau unter Wahrung aller färberischen Vorteile, wie einbadiges, ökonomisches Färben mit geringem Zeitaufwand und verminderter Anfall von Abwässern, zu färben.
Als Schwefelfarbstoffe kommen nach dem neuen Verfahren alle Arten von Schwefelfarbstoffen, also auch Leukoschwefelfarbstoffe und die im COLOUR INDEX als "Solubilised Sulphur Dyes" geführten, wasserlöslich gemachten Schwefelfarbstoffe in Frage.
Die Metallkomplexfarbstoffe und Säurefarbstoffe werden zur Feststellung ihrer Eignung für die erfindungsgemäße Arbeitsweise folgenden Prüfungskriterien unterworfen:

Man behandelt mit dem in Aussicht genommenen Farbstoff - zweimal unter verschiedenen Bedingungen - jeweils zwei Strängchen von gleichem Gewicht (trockene Ware) aus
- a) 100% synthetischen polyamidfasern sowie
- b) 100% Baumwolle
zusammen im gleichen wäßrigen Bad bei einem Flottenverhältnis von 1:10 (bezogen auf das Gesamtgewicht) nach den unten aufgeführten Rezepten (Prozentangaben bedeuten Gewichtsprozent):
- A) Vergleichsfärbung
  - 2% Farbstoff,
  - 3% Natriumacetat und
  - 3% Essigsäure (60 %ig).
- B) Testfärbung
  - 2% Farbstoff,
  - 10 cm³/I einer 21 %igen Natriumhydrogensulfid-Lösung,
  - 5 g/I Soda kalz. und
  - 20 g/I Glaubersalz kalz.

In beiden Fällen wird mit den Proben bei 30°C in das gemeinsame Bad eingegangen und man läßt diese zunächst 10 Minuten bei der eingestellten Starttemperatur vorlaufen; dann werden Flotte samt Färbemuster innerhalb von 20 Minuten auf 95°C erhitzt und die Färbung wird schließlich im Verlauf von weiteren 60 Minuten bei 95°C zu Ende gebracht. Nach Spülung und Trocknung wird die so erzielte Testfärbung B mit der Färbung A verglichen..
Geeignet für die Belange der vorliegenden Erfindung sind nun solche Metallkomplex- oder SäureFarbstoffe, deren Testfärbung B auf der synthetischen Polyamidfaser im Farbton mit der zu vergleichenden Färbung A nicht abweicht und bezüglich der Farbtiefe nicht mehr als 10% heller als Färbung A erscheint. Dabei sollte aber das Baumwollsträngchen höchstens gering angefärbt sein. Erweist sich ein so geprüfter Farbstoff unter den angewandten Versuchsbedingungen gegenüber der Einwirkung der obigen Chemikalien als beständig, dann ist er dies auch bei längerer Behandlungszeit im Falle der Anwendung in der Praxis.
Ausgewählte Metallkomplexfarbstoffe können mit ausgewählten Säurefarbstoffen auch in Mischung zur Färbeoperation eingesetzt werden.
Gefärbt werden können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Mischungen aus Cellulosefasern und synthetischen Polyamidfasern in praktisch allen Mischungsverhältnissen sowie Verarbeitungszuständen, z.B. in Garnform oder in Form fertig gewebter bzw. gewirkter Stückware, in den jeweils dafür geeigneten Färbeapparaten.
Zur Durchführung des neuen Verfahrens wird das wäßrige Färbebad, das ein Flottenverhältnis von 1:2 bis 1:50 aufweisen kann, zunächst bei etwa 30°C mit den notwendigen Reduktionsmitteln und'ai- kalisch wirkenden Substanzen für die Reduktion der Schwefelfarbstoffe, und eventuell noch weiter erforderlichen Hilfsmitteln (wie beispielsweise Netzmittel, Egalisierhilfsmittel o.ä.) beschickt. Nun wird das zu färbende Fasermaterial in diese farbstoff-freie Flotte eingebracht und 5 bis 10 Minuten unter den gegebenen Temperaturbedingungen vorbehandelt. Dann werden die bereits als Flüssigmarken vorliegenden oder die gelösten Farbstoffe dem Bad zugesetzt. Üblicherweise löst man hierzu die Schwefelfarbstoffe und die Metallkomplex- bzw. Säurefarbstoffe jeweils für sich und bringt die getrennt zubereiteten Lösungen erst im Färbebad zusammen. Anschließend treibt man durch Erhitzen die Flottentemperatur innerhalb von 20 Minuten auf die Fixierbedingungen für die Farbstoffe von 60°C bis 110°C hoch, wobei der Bereich von 90°C bis 100°C bevorzugt ist, und färbt das Textilgut 30 bis 60 Minuten bei dieser Temperatur. Etwa 5 bis 10 Minuten nach Erreichen der Färbetemperatur werden dem Bad noch 10 bis 30 g/I Kochsalz beigemischt.
Nach Ablauf der benötigten Färbezeit wird die Färbeflotte abgelassen und das so behandelte Textilgut gespült; sodann wird entsprechend einer der bekannten Methoden zur Oxidation der in Leukoform applizierte Schwefelfarbstoff entwickolt, die Färbung abermals gespült und schließlich fertiggestellt.
Werden zur Durchführung der Färbeoperation als Schwefelfarbstoffe die im COLOUR INDEX als "Solubilised Sulphur Dyes" bezeichneten Farbstoffe verwendet, dann ist im Einklang mit der Erfindung auch ein zweistufiges, jedoch einbadiges und daher im Vergleich zum Stand der Technik immer noch vereinfachtes Verfahren durchführbar, bei dem im Zuge der ersten Stufe in Gegenwart von Säure gearbeitet wird. Daraufhin neutralisiert man diese saure Flotte, welcher nun die notwendigen Reduktionsmittel und alkalisch wirkenden Substanzen zugesetzt, werden, worauf die Färbung jetzt im reduzierten, alkalisch eingestellten Bad zu Ende geführt wird.

Beispiel 1

In einer Haspelkufe sollen 80 kg eines Stretchcords aus 80% Baumwolle und 4% Polyurethan-Elastomerfäden, die mit 16% Polyamidfäden umsponnen sind, im Flottenverhältnis von 1:20 gefärbt werden. Zu diesem Zweck beschickt man ein wäßriges Färbebad von 30°C mit

4 g/I Soda kalz.
8 cm³/1 einer 21 %igen Natriumhydrogensulfid-Lösung sowie
3 cm³/1 einer Lösung mit einem Gehalt an 20% Na-polysulfid, 14% Na₂S und 3% Na₂S₂O₃,

2,4% des Farbstoffs der C.I.-Nr. 53 271 (Solubilised Sulphur Brown 15),
3% des Farbstoffs der C.L-Nr. 53 056 (Solubilised Sulphur Brown 10) und
1 % des Farbstoffs der C.I.-Nr. 53 186 (Solubilised Sulphur Black 1),

0,45% des 1:2-Chromkomplexes des Azofarbstoffes der Formel
0,16% des 1:2-Chromkompiexes des Azofarbstoffes der Formel
und 0,16% des 1:2-Chromkomplexes des Azofarbstoffes der Formel

Nach einer Behandlungszeit von 10 Minuten erhitzt man das Färbebad im Verlauf von 30 Minuten auf 95°C und färbt die Ware zunächst 10 Minuten bei dieser Temperatur. Nach einem Zusatz von 20 g/I Kochsalz läßt man sodann die heiße Flotte weitere 30 Minuten bei 95°C auf das Textilgut zur Einwirkung gelangen. Danach wird die Färbeflotte abgelassen und die Färbung klar gespült.
Der aufgrund der vorgängigen Maßnahmen in Leukoform aufgebrachte Schwefelfarbstoff wird nun durch Behandlung mit einem frischen wäßrigen Bad enthaltend

1,2% Natriumbichromat und
3% Essigsäure (60 %ig)

Man erhält einen kräftigen, modischen Braunton mit sehr guter Ton-in-Ton-Färbung des Baum- woll^pols und der Polyamidumspinnung der Elastomerfaser. Die Stretcheigenschaften des Cords sind nicht beeinträchtigt.

Beispiel 2

In einer Jet-Färbemaschine sind 72 kg eines Mischgewebes aus 80% Baumwolle und 20% Polyamid zu färben, wobei das Flottenverhältnis 1:15 betragen soll. Dazu belädt man die Jet-Färbemaschine mit dem Farbgut und Wasser von 30°C und versetzt diese Flotte mit

4 g/I Soda kalz.,
3,5 cm³/1 einer 21 %igen Natriumhydrogensulfid-Lösung sowie
5 cm³ I einer Polysulfid-Lösung gemäß Beispiel 1.

Nach etwa 5 Minuten werden dem Bad noch die folgenden Farbstoffe (in handelsüblicher Form), jeweils in heißem Wasser gelöst, in den nachstehend angegebenen Mengen zugegeben (die %-Angaben beziehen sich auf das Gewicht des trockenen Farbgutes):

5% des Farbstoffes der C.l.-Nr. 53 005 (Leuco Sulphur Green 9) und
1,6% des Farbstoffes der C.l.-Nr. 53 327 (Leuco Sulphur Brown 51)

0,1% des 1:2-Chromkomplexes des Azofarbstoffes der Formel
0,3% des 1:2-Chromkomplexes des Azofarbstoffes der Formel
und 0,04% des 1:2-Chromkomplexes des Azofarbstoffes der Formel

Nach einer Einwirkungszeit von 5 Minuten bei 30°C erhitzt man die Flotte innerhalb 20 Minuten auf 95°C und färbt die Ware 5 Minuten bei dieser Temperatur. Daraufhin werden dem Bad noch 20 g/I Kochsalz hinzugefügt und die Färbung wird im Verlauf von weiteren 30 Minuten bei 95°C zu Ende gebracht. Sodann läßt man die Flotte ab und spült das Textilgut mit Wasser klar.
Anschließend wird der Leukofarbstoff durch Behandlung während 10 Minuten bei 40°C in einem frischen wäßrigen Bad unter Zusatz von

1,2% Wasserstoffperoxid (33 %ig) und
1 g/I Soda kalz.

Man erhält auf der Baumwolle und Polyamidfaser eine kräftige, gleichmäßige Olivnuance mit sehr guter Ton-in-Ton-Färbung der verschiedenartigen Faseranteile.

Beispiel 3

In einem Jigger sollen bei einem Flottenverhältnis von 1:5 120 kg Stretchcord aus Polyamid/-Baumwolle wie in Beispiel 1 gefärbt werden. Für diese Aufgabe belädt man den Jigger mit dem Fasermaterial, setzt das Färbebad mit Wasser von 30°C an, beschickt dieses mit

1 g/I eines SequestriermitteJs auf Basis von Aethylendiamin-tetraessigsaurem Natrium,
4 g/I Soda kalz.,
10 cm³/1 einer 21 %igen Natriumhydrogensulfidlösung sowie
3 cm³/1 einer Lösung mit einem Gehalt an 22% Natriumpolysulfid, 10% Na₂S und 3% Na₂S₂0₃,

a) 5% des Farbstoffes der C.I.-Nr 53 328 (Solubilised Sulphur Brown 51),
- 2% des Farbstoffes der C.l-Nr. 53 271 (Solubilised Sulphur Brown 15) und
- 0,55% des Farbstoffes der C.l-Nr. 53 186 (Solubilised Sulphur Black 1), sowie
b) 0,4% des 1:2-Chromkomplexes des Azofarbstoffes der Formel
0,2% des 1:2-Chromkomplexes des Azofarbstoffes der Formel
und 0,21 des 1:2-Chromkomplexes des Azofarbstoffes der Formel

Diese zuvor aufgeführten Farbstoff-Mischungen a) und b) werden gleichmäßig auf beide Enden des durchlaufenden.
Textilgutes verteilt der Flotte zugegeben. Nach weiteren 2 Passagen zum FI_Qttenausgleich erwärmt man das Bad auf 95°C und behandelt die Ware 1 Passage bei dieser Temperatur. Nun werden über 2 Enden verteilt 20 gl Glaubersalz kalz. zugeführt und die Färbung wird im Verlauf von nochmals 30 Minuten bei 95°C fortgesetzt. Dann wird das Textilgut mit Wasser klar gespült, worauf man den in Leukoform vorliegenden Schwefelfarbstoff durch Behandlung bei 70°C mit einem wäßrigen Bad enthaltend

1,2% Bichromat und
3% Essigsäure (60 %ig)

Nach dem Trocknen erhält man eine egale, auf Polyamidfasern und Baumwolle im Farbton gut übereinstimmende Dunkelbraunfärbung des Cords.

Claims

Verfahren zum gleichmäßigen Färben von Textilmaterial aus Mischungen von Cellulosefasern mit synthetischen Polyamidfasern und gegebenenfalls Elastomerfasern auf Polyurethan-Basis nach der Ausziehfärbetechnik, dadurch gekennzeichnet, daß man die genannten Fasermischungen in einem wäßrig-alkalischen, Reduktionsmittel enthaltenden Färbebad 30 bis 60 Minuten bei Temperaturen von 60° bis 11 O^OC gleichzeitig mit Schwefelfarbstoffen und entsprechend dem unten angegebenen Test ausgewählten Metallkomplexfarbstoffen und/oder Säurefarbstoffen behandelt, worauf die Reoxidation der in Leukoform befindlichen Schwefelfarbstoffe in üblicher Weise herbeigeführt wird, und wobei die Metallkomplex- und Säurefarbstoffe folgenden Kriterien genügen müssen:
Färbungen A (Vergleichsfärbung) und B (Testfärbung), durchgeführt mit dem zu prüfenden Farbstoff entsprechend den Rezepten
A mit 2% Farbstoff,
3% Natriumacetat und

3% Essigsäre (60 %ig);

B mit 2% Farbstoff,
10 cm³/1 NaHS-Lösung (21 %ig),

5 g/I Soda kalz. und

10 g/I Glaubersalz kalz.;

auf jeweils 2 gleichwiegenden Probesträngchen aus 100% synth. PA-Fasern und 100% Baumwolle im wäßrigen Bad beim Flottenverhältnis 1:10, wobei man mit den Proben in beiden Fällen bei 30°C in das Bad eingeht, diese 10 min bei 30°C behandelt, dann innerhalb 20 min auf 95°C bringt und 60 min bei 95°C färbt, dann spült und trocknet, dürfen - bei möglichst geringer Anfärbung der Baumwolle - auf der synth. PA-Faser im Farbton nicht voneinander abweichen und Färbung B darf gegenüber Färbung A nicht mehr als 10% heller. sein.