EP0081134B1

EP0081134B1 - Verfahren zum Auftragen von Fixierflotten für Drucke und Färbungen mit Reaktivfarbstoffen auf textilen Warenbahnen

Info

Publication number: EP0081134B1
Application number: EP82110799A
Authority: EP
Inventors: Kurt Roth; Helmut Gut
Original assignee: Individual
Current assignee: ROTH, KURT
Priority date: 1981-11-28
Filing date: 1982-11-23
Publication date: 1987-03-18
Also published as: DE3275740D1; DE3147318A1; EP0081134A1; JPS5898485A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Auftragen von alkalischen Fixierflotten auf unfixierte, vorgängig mit Reaktivfarbstoffen ohne Alkalizusatz behandelte und gegebenenfalls getrocknete textile Warenbahnen aus Zellulosefasern oder deren Mischungen mit Polyesterfasern, durch Versprühen mittels rotierender Flüssigkeitssprühköpfe auf dem gleichförmig vorbeilaufenden Fasermaterial in zusammenhängender die bedruckten oder klotzgefärbten Flächen überstreichender dünner Schicht.
Die Erzeugung von Drucken und Klotzfärbungen mit Reaktivfarbstoffen auf Flächengebilden aus Zellulosefasern erfolgt in der Praxis nach ein- oder zweistufiger Verfahrensweise. Alle zweistufigen Methoden mit dieser Ausrichtung haben gemeinsam, daß die Druckfarbe bzw. Klotzflotte ohne Alkali angesetzt wird; erst im zweiten Arbeitsgang, also in einer zweiten Phase, muß sodann auf die unter neutralen Bedingungen bedruckte oder geklotzte, gegebenenfalls getrocknete Ware eine Alkalilösung aufgebracht werden, die zur nachfolgenden Fixierung des Farbstoffes auf der Faser erforderlich ist. In der Regel findet die Applikation dieser Chemikalienlösung auf einem Foulard mit zwei oder mehreren Walzen statt, wobei das behandelte Textilgut 60 bis 100 % (bezogen auf das Eigengewicht des trockenen Fasermaterials) der Fixierflotte aufnimmt. Bei der eigentlichen Fixieroperation wird das Gewebe der Einwirkung von Hitze unterworfen; dieser Schritt kann in gewissen Fällen auch durch längeres Stehen bei Raumtemperatur besorgt werden.
In den letzten Jahren sind eine große Anzahl von sogenannten Minimal-Auftragsverfahren für Behandlungsflüssigkeiten entwickelt worden, die alle eine Reduzierung der auf das Textilgut applizierten Flottenmenge zum Ziel haben. Einen möglichst gleichmäßigen Auftrag erhält man bei einem solchen Vorhaben u.a. dadurch, daß die betreffenden Präparationsmittel fein verteilt auf die Warenbahn aufgesprüht bzw. verschäumt werden.
Allen Sprühverfahren liegt somit in erster Linie der Gedanke einer sparsamen Chemikalienverwendung im Vergleich zu anderen Methoden auf diesem Gebiet zugrunde.
Was die bekannten Maßnahmen im Rahmen der Sprühtechnik anbetrifft, so wird das mechanische Versprühen entweder mit Druckluft-gesteuerten-Düsen (DE-OS 22 49 330) oder mit Hochrotations-Flüssigkeitssprühköpfen (FR-PS 22 51 651) vorgenommen. Letztere arbeiten im allgemeinen mit 30 000 bis 50 000 Umdrehungen pro Minute (U/min).
Je feiner nunmehr ein solcher Sprühnebel aber ist, umso gleichmäßiger ist wiederum der Auftrag des Behandlungsmittels - sofern keine irgendwelche Ablenkung des Nebels verursacht wird. Die Tröpfchenwolken werden indessen schon durch relativ schwache Luftströmungen beeinflußt und weichen dann von der durch die Sprühcharakteristik der Düse weitgehend vorbestimmten Bahn ab. Als Folge tritt ein unerwünschtes, stellenweise ungleichmäßig dickes Auftragen der Präparation über die Textilbahn auf. Selbstverständlich trägt dieses Phänomen zugleich zu einer gewissen Belastung der Umweltbedingungen bei.
Zur Ausschaltung einer derartigen Abtrift sowie zur Vergleichmäßigung des Sprühbildes hat man daher gemäß DE-OS 24 06 831 wie auch entsprechend FR-PS 22 51 651 bereits versucht, den Vorgang des Versprühens in einem elektrostatischen Spannungsfeld durchzuführen.
Zu diesem Zweck wird an die Zerstäubungsvorrichtung einerseits und an die metallische Unterlage, über welche die Textilware geführt wird, andererseits eine Hochspannung angelegt, so daß sich das Spannungsfeld senkrecht in Bezug auf die Textilbahn ausbreitet und die entstehenden feinen Flüssigkeitströpfchen eine positive oder negative Ladung erhalten. Diese werden sodann durch elektrostatische Kräfte entlang der elektrischen Feldlinien auf die Warenbahn gezogen. Die Anwendung starker elektrischer Felder erfordert jedoch besondere Sicherheitsmaßnahmen; sie ist ganz auszuschließen, wenn brennbare Flüssigkeiten aufgebracht werden sollen.
Eine andere Konzeption für den Flottenauftrag auf die Warenbahn, der weitgehend unabhängig von den sonst auftretenden statistischen Schwankungen der Umgebungsluft ist, besteht nach DE-OS 25 43 524 darin, den Sprühnebel durch einen Absaugprozeß gleichmäßig über die gesamte Warenbreite zu verteilen. Als Ergebnis eines laminaren Luftstromes, der in Richtung der Düsenstrahlen verläuft, erhalten die zerstäubten Tröpfchen eine sichere Führung, wodurch man eine Zwangsdurchströmung des Sprühnebels und der umlaufenden Luft durch die Warenbahn erreicht. Auf diese Weise wird neben der regelmäßigen Verteilung der Tröpfchen auf der Materialoberfläche auch eine Tiefenwirkung erzielt. Entsprechend einer Weiterentwicklung zur Verbesserung der Durchsauge-Sprühtechnik im Gesamtzusammenhan^g mit dem Flotten-Minimalauftrag gemäß DE-OS 29 32 124 erfolgt das Versprühen durch einen Hochrotations-Flüssigkeitssprühkopf; die versprühte Flüssigkeit wird zusätzlich durch eine seitlich auf den Sprühkegel gerichtete Luftströmung auf die Warenbahn gelenkt.
Hochrotations-Flüssigkeitssprühköpfe sowie durch Druckluft gesteuerte Düsen eignen sich allerdings nur zum Versprühen dünnflüssiger Präparationen. Man arbeitet deshalb gemäß dieser konventionellen Sprühmethode z.B. vorwiegend mit wäßrigen Lösungen von Natriumcarbonat oder Natronlauge. Für textile Warenbahnen von 160 cm Breite müssen 1 bis 3 Sprühköpfe eingesetzt werden.
Darüber hinaus scheiterten alle bisher zur Verfügung stehenden Minimal-Auftragsverfahren für Behandlungsflotten samt den zuvor erläuterten Ausgestaltungen an der schlechten Steuerbarkeit bei variablen Geschwindigkeiten und/oder den hohen Investitionskosten für die Anlage.
In Kenntnis der Unzulänglichkeiten der aus einschlägiger Literatur bekannten Sprühverfahren bestand die Aufgabe für die vorliegende Erfindung nunmehr darin, die herkömmlichen Methoden auf diesem Arbeitsgebiet im Einklang mit den Bedürfnissen der Praxis zu modifizieren und auch für den Einsatz höher viskoser Lösungen von zu versprühenden Behandlungsmitteln zugänglich zu machen. Insbesondere sollten auch Mittel und Wege ausfindig gemacht werden, die es unter Beibehaltung der positiven Effekte der ausgeübten Arbeitsweise erlauben, Fixierflotten bei variablen Geschwindigkeiten auf einer technisch einfachen und möglichst preisgünstigen Anlage zu versprühen.
Es wurde nun gefunden, daß man als flüssige Präparationen alkalischer Fixierungsmittel auch minimale Mengen von höher viskosen Lösungen derselben gleichmäßig auf textile Warenbahnen versprühen kann, wenn die Anzahl der Umdrehungen rotierender Flüssigkeitssprühköpfe von 30 000 bis 50 000 U/min auf etwa 5 000 U/min reduziert wird.
Die erfindungsgemäß gestellte Aufgabe wird somit dadurch gelöst, daß als Fixierflotten höher viskose Lösungen auf Basis von Natronwassergläsern, die eine Grädigkeit von 37-50° Be bzw. ein spezifisches Gewicht von 1,34 bis 1,53 besitzen, gegebenenfalls in Mischung mit anderen Alkalien, über solche Rotoren auf das Textilgut versprüht werden, die mit einer Drehzahl von 3 000 bis 7 000 U/min, vorzugsweise 5 000 U/min, arbeiten und eine Sprühbreite von 5 bis 20 cm, vorzugsweise 10 cm, je Rotor besitzen.
Außer einer Verringerung der Anzahl der Umdrehungen des rotierenden Flüssigkeitssprühkopfes ist verfahrensgemäß auch die Sprühbreite eines Rotors somit wesentlich kleiner als diejenige eines Hochrotations-Flüssigkeitssprühkopfes. In Übereinstimmung mit der Warenbreite des Textilgutes wird die notwendige Anzahl von Rotoren nebeneinander in dem Rotorträger angeordnet. Um eine bessere Durchnetzung dichtgeschlagener bzw. schwererer Warenqualitäten zu erzielen, können die Rotorträger beidseitig der laufenden Textilbahn in dem Behandlungsraum eingebaut werden. Auf diese Weise resultiert das gleiche Ergebnis, zu dem man unter weitaus aufwendigeren apparativen Vorkehrungen nach der in der DE-OS 29 32 124 beschriebenen Zwangsdurchströmung des Sprühnebels mittels Absaugung durch die Warenbahn gelangt.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit besonderem Vorteil zum Aufbringen minimaler Mengen an alkalisch reagierende Substanzen enthaltenden Fixiermitteln auf Drucke und Klotzfärbungen mit Reaktivfarbstoffen einsetzen, wobei überraschenderweise auch bei Klotzfärbungen und bei mit großen Mustern bedruckten Textilien trotz der aufgebrachten hohen Verdickungsmittelmengen und der damit verbundenen Verklebung und Verengung der Maschen eine ausreichend schnelle Aufnahme der Fixierchemikalien erfolgt. Dabei wird die aufgebrachte Flüssigkeit weitestgehend vom Gewebe bzw. dem Verdickungsmittelfilm der Druckfarbe aufgenommen.
Nun ist entsprechend der FR-A-1 525 578 zwar bereits bekannt, eine hochkonzentrierte Leimlösung mittels Rotoren, die mit einer Drehzahl von 3 000 bis 5 000 U/min arbeiten, auf textilen Fasern zu versprühen. Eine Übertragung dieser herkömmlichen Verfahrensweise auf nicht fixierte Drucke und Färbungen läßt sich indessen nicht ohne weiteres realisieren, weil die wasserlöslichen Reaktivfarbstoffe dabei auslaufen und den Weißfond verschmieren. Erst die Ausarbeitung einer geeigneten Fixierflotte auf Basis von Natronwassergläsern ermöglicht es, auch scharfstehende Konturen auf weißen Flächen exakt zu fixieren.
Für die Fixierung der auf die Textilbahn in zweiphasiger Arbeitsweise aufgebrachten Reaktivfarbstoffe samt dem erforderlichen Fixieralkali kann man sich bekannter, kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Techniken bedienen, wie beispielsweise dem Dämpf-Verfahren, Blitzdämpf-Verfahren, Infrarot-Verfahren oder Kaltverweil-Verfahren.
Für den Fixiermittelauftrag durch Versprühen nach der vorliegenden Erfindung kommen als höher viskose Lösungen die in der Textilindustrie weitverbreiteten Natronwassergläser in Betracht. Sie sind definiert durch eine Grädigkeit von 37-50° Be, die einem spezifischen Gewicht von 1,34 bis 1,53 entspricht. Je nach der für den Farbstofftyp notwendigen Fixierdauer (5 Sekunden bis 24 Stunden) werden sie entweder allein oder in Mischung mit anderen Alkalien, bevorzugt Natronlauge, und Wasser eingesetzt.
Die Menge der versprühten Lösung richtet sich nach deren Konzentration, nach der Durchlaufgeschwindigkeit des textilen Materials sowie nach der Konzentration und Menge des aufgedruckten oder aufgeklotzten Farbstoffes. Bei stärker konzentrierten Lösungen des Fixiermittels kann die Durchlaufgeschwindigkeit erhöht werden, ebenso wenn die versprühte Menge erhöht wird.
Als Reaktivfarbstoffe für kurze Fixierzeiten werden verfahrensgemäß vorwiegend solche ausgewählt, die reaktive Reste der Formeln I - IV

- S0₂-CH₂-CH₂-Hal (I)
- S0₂-CH₂-CH₂-0-S0₃X (11)
- NH-S0₂-CH₂-CH₂-0-S0₃X (111)
- S02-CH=CHy (IV)
enthalten, worin X Wasserstoff oder ein

Für längere Fixierzeiten (6 Minuten bis 24 Stunden) finden außer den vorher aufgeführten Produkten auch Farbstoffe Verwendung, die als reaktionsfähige Gruppe die Chloraminotriazin-, Dichlorpyrimidin-, Trichlorpyrimidin-, Dichlortriazin-, Monochlortriazin-, quaternisierte Chlortriazin- oder die Dichlorpyridazin-Gruppe besitzen.
Die vorliegende Erfindung eignet sich für die Fixierung von Reaktivfarbstoffen auf bahnförmigen Zellulosefasermaterialien aller Verarbeitungsarten, wie Gewebe, Gewirke oder Faservliese. Sie ermöglicht einen Auftrag von 15 bis 40 Gewichtsprozent der Fixiermittelflotte, bezogen auf die trockene Ware. Höhere Auftragsmengen, die beispielsweise bei der Überlappung der Sprühfächer zweier nebeneinanderliegender Rotoren resultieren können, sind bei diesem Verfahren ohne Einfluß auf den scharfen Stand der Drucke und den Fixiergrad der Farbstoffe. Dies ist ein großer Vorteil im Vergleich zu den Sprühverfahren mit wäßrigen Lösungen von Natriumcarbonat, Natriumhydrogencarbonat oder Natronlauge.
Die nachstehenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung. Die darin angeführten Prbzentangaben sind Gewichtsprozente und sind im Falle der Angaben für die Flottenaufnahme auf das Gewicht der trockenen Ware bezogen. Bei den Wassergläsern entsprechend den Beispielen handelt es sich jeweils um Natronwasserglas.

Beispiel 1

60 g des Farbstoffes Reactive Violet 5 (C.I. Nr. 18 097) werden in
430 g heißem Wasser gelöst und die Lösung wird in
500 g einer4 %igen, wäßrigen Alginatverdickung eingerührt. In diese Druckpastenzubereitung gibt man dann noch
10 g 3-nitrobenzolsulfonsaures Natrium hinzu.

Mit dieser Druckpaste wird nun ein mercerisiertes Baumwollgewebe im Rouleauxdruck bedruckt und getrocknet. Anschließend wird die laufende Warenbahn unter Einsatz von Flüssigkeitssprühköpfen, die mit ca. 5 000 Umdrehungen pro Minute (U/min) rotieren, bei einer Flottenaufnahme von 30 % mit einer Lösung besprüht, die aus

600 ml Wasserglas von 40° Be
200 ml Natronlauge von 50° Be und
200 ml kaltem Wasser

Man erhält einen violetten Druck mit guten Echtheitseigenschaften.

Beispiel 2

30 g des Farbstoffes Reactive Yellow 129 werden mit
458 g heißem Wasser gelöst und diese Lösung wird danach in
500 g einer 4 %igen, wäßrigen Alginatverdickung eingerührt. Dann gibt man dem Druckpastenansatz noch
2 g Mononatriumphosphat und
10 g 3-nitrobenzolsulfonsaures Natrium hinzu.

Mit dieser Druckpaste wird ein laugiertes Gewebe aus Regeneratzellulosefasern im Flachfilmdruck bedruckt und getrocknet. Daraufhin wird die Ware wie in Beispiel 1 bei einer Flottenaufnahme von 35 % mit einer Lösung besprüht, die aus

600 ml Wasserglas von 40° Be und
400 ml Natronlauge von 50° Be

Man erhält einen gelben Druck mit guten Echtheitseigenschaften.

Beispiel 3

80 g des Farbstoffes Reactive Black 5 (C.I. Nr. 20 505) werden mit
408 g heißem Wasser gelöst und diese Lösung wird nun in
500 g einer 4 %igen, wäßrigen Alginatverdickung eingerührt. Dann gibt man der Druckpastenzubereitung noch
2 g Mononatriumphosphat und
10 g 3-nitrobenzolsulfonsaures Natrium hinzu.

Mit dieser Druckpaste wird ein Gewebe aus mercerisierter Baumwolle im Rouleauxdruck bedruckt und getrocknet. Anschließend wird die Ware wie in Beispiel 1 bei einer Flottenaufnahme von 35 % mit einer Lösung besprüht, die aus

950 ml Wasserglas von 38° Be und
50 g Ätznatron

Man erhält einen schwarzen Druck mit guten Echtheitseigenschaften.

Beispiel 4

60 g des Farbstoffes Reactive Red 58 werden mit
440 g heißem Wasser gelöst und diese Lösung wird dann in
500 g einer 4 %igen, wäßrigen Alginatverdickung eingerührt, die bereits 20 g 3-nitrobenzolsulfonsaures Natrium enthält.

Mit dieser Druckpaste wird ein laugiertes Gewebe aus Regeneratzellulosefasern im Rouleauxdruck bedruckt und getrocknet. Die kontinuierlich laufende Warenbahn wird nunmehr wie in Beispiel 1 bei einer Flottenaufnahme von 20 % mit einer Lösung besprüht, die aus

500 ml Wasserglas von 38° Be,
400 ml Wasser und
100 g Natriumbicarbonat

Man erhält einen roten Druck mit guten Echtheitseigenschaften.

Beispiel 5

60 g des Farbstoffes Reactive Orange 12 werden mit
440 g heißem Wasser gelöst und diese Lösung wird dann in
500 g einer4 %igen, wäßrigen Alginatverdickung eingerührt, die bereits 20 g 3-nitrobenzolsulfonsaures Natrium enthält.

Mit dieser Druckpaste wird Maschenware aus Regeneratzellulosefasern im Rouleauxdruck bedruckt und getrocknet. Daraufhin wird die Warenbahn entsprechend Vorschrift von Beispiel 1 bei einer Flottenaufnahme von 20 % mit einer Lösung besprüht, die aus

60 g Natriumcarbonat,
640 ml Wasser und
300 ml Wasserglas von 38° Be

Man erhält einen orangen Druck mit guten Echtheitseigenschaften.

Beispiel 6

Man bedruckt ein Mischgewebe aus Polyesterfaser/Zellwolle (85:15) im Rouleauxdruck mit einer Druckpaste, die wie folgt hergestellt wird:

Eine Mischung aus
- 40 g des nichtionisch formierten Farbstoffes Disperse Red 54:1 und
- 40 g der flüssigen Handelsform des Farbstoffes Reactive Orange 16 (C.I. Nr. 17 757) wird zunächst in
- 70 g Wasser von 80-90 °C dispergiert bzw. gelöst und sodann mit
- 150 g kaltem Wasser verdünnt. Dieser Farbstoffansatz wird nun in
- 700 g einer Verdickung eingerührt, die aus einer Mischung aus 60 % einer 3 %igen, wäßrigen Lösung eines Ammoniumpolyacrylats vom Molgewicht 0.6.106 und 40 % einer 2 obigen, wäßrigen Lösung eines Co-polymerisats aus Propylen und Maleinsäure-anhydrid (Molverhältnis 1:1) vom Molgewicht 1,5. 10⁶ besteht.

Nach dem Trocknen der in dieser Weise bedruckten Warenbahn wird zunächst der Dispersionsfarbstoff durch Behandlung in einem Hängeschleifendämpfer mit überhitztem Dampf während 7 Minuten bei 175 °C auf dem Polyesteranteil der Fasermischung fixiert. Dann wird das Textilgut zur Fixierung des Reaktivfarbstoffes auf der Zellwollkomponente, wie in Beispiel 2 angegeben, besprüht und fertiggestellt.
Man erhält einen orangen Druck mit guten Echtheitseigenschaften.

Beispiel 7

30 g des Farbstoffes Disperse Blue 56 (C.I. Nr. 63 285) werden durch Einstreuen in
270 g Wasser von 40-50 °C mit Hilfe eines Schnellrührers gut dispergiert. Separat davon werden
30 g des Farbstoffes Reactive Blue 19 (C.I. Nr. 61 200) in
270 g kochendem Wasser gelöst. Beide Ansätze werden dann in
400 g kaltes Wasser eingetragen, das 4 g/I eines Netzmittels und 20 g/I eines Antimigrationsmittels enthält. Mittels Essigsäure wird schließlich die so zubereitete Flotte auf einen pH-Wert von 5-6 eingestellt.

Mit dieser Flotte wird ein Mischgewebe aus Polyesterfaser/Baumwolle (50:50) bei einer Flottenaufnahme von 60 % geklotzt und getrocknet. Daraufhin wird der Dispersionsfarbstoff während 60 Sekunden durch Thermosolieren auf dem Spannrahmen mittels Heißluft von 200 °C auf der Polyesterkomponente fixiert.
Die abgekühlte Ware wird nun entsprechend der Vorschrift von Beispiel 1 bei einer Flottenaufnahme von 30 % mit einer Lösung besprüht, die aus

200 ml Wasserglas von 38° Be
60 ml Natronlauge von 38° Be
740 ml Wasser

Man erhält eine blaue Färbung auf beiden Faserkomponenten mit guten Echtheitseigenschaften.

Claims

1. Verfahren zum kontinuierlichen Auftragen von alkalischen Fixierflotten auf unfixierte, vorgängig mit Reaktivfarbstoffen ohne Alkalizusatz behandelte und gegebenenfalls getrocknete textile Warenbahnen aus Zellulosefasern oder deren Mischungen mit Polyesterfasern, durch Versprühen mittels rotierender Flüssigkeitssprühköpfe auf dem gleichförmig vorbeilaufenden Fasermaterial in zusammenhängender, die bedruckten oder klotzgefärbten Flächen überstreichender dünner Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß als Fixierflotten höher viskose Lösungen auf Basis von Natronwassergläsern, die eine Grädigkeit von 37-50° Be bzw. ein spezifisches Gewicht von 1,34 bis 1,53 besitzen, über solche Rotoren auf das Textilgut versprüht werden, die mit einer Drehzahl von 3 000 bis 7 000 U/min arbeiten und eine Sprühbreite von 5 bis 20 cm je Rotor besitzen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die höher viskosen Lösungen auf Basis von Natronwassergläsern in Mischung mit anderen Alkalien versprüht werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die höher viskosen Lösungen auf Basis von Natronwassergläsern in Mischung mit anderen Alkalien unter Beimischung von Wasser versprüht werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fixierung der besprühten Drucke oder Klotzfärbungen je nach Stärke der den Natronwassergläsern zugesetzten Alkalien und der Beimischung von Wasser innerhalb eines Zeitraumes von 5 Sekunden bis 24 Stunden vorgenommen wird.