Verfahren zum Färben von Wolle mit Reaktivfarbstoffen

Abstract

 Verfahren zum Färben von Textilien, die aus nicht filzfrei ausgerüsteter Wolle bzw. aus mit einer Auflage aus einem Polyiminharz oder einem Polyacrylharz filzfrei ausgerüsteter Wolle bestehen oder solche aufweisen, mit Reaktivfarbstoffen nach der Ausziehmethode, dadurch gekennzeichnet, daß man wäßrige Färbeflotten enthaltend mindestens einen Reaktivfarbstoff in handelsüblicher Form und Beschaffenheit verwendet, dessen Ausgangs-pH-Wert im schwach sauren bis neutralen Bereich liegt, und daß man nach dem Zusatz des gelösten Farbstoffes so rasch wie möglich auf die Färbetemperatur von 110° bis 125° C aufheizt und bei dieser Temperatur 10 bis 20 Minuten färbt und daß man während des gesamten Färbeverfahrens keine pH-regulierenden Substanzen zusetzt.

Beschreibung

[0001] Das Färben von Wolle mit Reaktivfarbstoffen ist allgemein bekannt und in der Praxis seit geraumer Zeit eingeführt. Neben der Erzeugung besonders brillanter Farbtöne hat der Einsatz von Reaktivfarbstoffen auf diesem Sektor vor allem für das Färben von durch spezielle Maßnahmen filzfrei ausgerüsteter Wolle Bedeutung erlangt. Bei filzfrei ausgerüsteter Wolle handelt es sich um Wollfasern, die z.B. mit einem Polyimin- oder Polyacrylharz-Film (entsprechend den Angaben in Melliand Textilberichte 9/1971, Seite 1100, oder im Journal of the Society of Dyers and Colourists, Volume 88, Number 3/1972, Seiten 93-100) überzogen worden sind. Ein daraus gefertigter textiler Artikel muß den bei normaler Wolle nicht verlangten und auch nicht erreichten, harten Beanspruchungen einer mehrfachen Wäsche bei 60°C unter Mitverwendung von perborathaltigen Haushaltswaschmitteln standhalten, ohne zu verfilzen, und demzufolge auch entsprechend farbecht sein. Derartige Anforderungen auf diesem hohen Echtheitsniveau, besonders in der Wasch- und Schweißechtheit, werden in erster Linie von Färbungen mit Reaktivfarbstoffen erreicht. Von den Farbstoffherstellern wurden für diesen Zweck separate Farbstoffsortimente mit den für die so ausgerüstete Faserart bestgeeigneten Reaktivfarbstoffen zusammengestellt und in den Handel gebracht. Teilweise werden, um die Brauchbarkeit im Ausziehfärbeprozeß, vor allem wegen der in diesen Fällen auftretenden Egalisierschwierigkeiten, noch zu verbessern die Reaktivgruppen solcher Farbstoffe, vorübergehend, d.h. im Verlauf der Färbeoperation rücksteuerbar, blockiert, um durch einen abgeänderten Reaktionsmechanismus ein besseres Egalisieren der Farbstoffe zu ermöglichen.

[0002] Verfahren auf dieser Basis sind aus der Literatur hinreichend bekannt, z.B. aus Journal of the Society of Dyers and Colourists 72/03/88 S. 93-100, Melliand Textilberichte 1968/12 S. 1444-1448, Textilveredlung 71/02/6 S. 57-62, Textile World Aug. 1964 S. 82 ff sowie Melliand Textilberichte 1974 S. 468 ff.

[0003] Allen diesen herkömmlichen Verfahren zum Färben von Wolle bzw. von filzfrei ausgerüsteter Wolle ist gemeinsam, daß die Reaktivfarbstöffe aus saurem Färbebad unter genauer Kontrolle der pH-Werte dem Ausziehprozeß unterworfen und daß gegen Ende der Färbezeit der pH-Wert in den weniger sauren bzw. schwach alkalischen Bereich verschoben werden muß, um die reaktive Bindung zwischen Farbstoffen und Fasern herbeizuführen. Damit haftet solchen Verfahren allerdings der Nachteil an, daß nur allein durch eine peinlich genaue pH-Kontrolle, zuverlässige Temperaturführung und relativ lange Färbezeiten volle Farbausbeuten und vor allem eine ausreichende Egalität der Färbungen erhalten werden kann. Um insbesondere den Forderungen an die Egalität gerecht zu werden, sind sogar spezielle Färbeverfahen entwickelt worden.

[0004] Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, die derzeit bekannten Färbeverfahren für Reaktivfarbstoffe auf Wolle einfacher zu gestalten, die Menge ihrer kritischen Punkte zu verringern und das hohe Echtheitsniveau der Färbungen beizubehalten, was auf die Herbeiführung der kovalenten Bindung zwischen Farbstoffen und Fasern hinausläuft.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man wäßrige Färbeflotten enthaltend mindestens einen Reaktivfarbstoff in handelsüblicher Form und Beschaffenheit verwendet, dessen Ausgangs-pH-Wert im schwach sauren bis neutralen Bereich liegt, und daß man nach dem Zusatz des gelösten Farbstoffs so rasch wie möglich auf die Färbetemperatur von 110° bis 125°C aufheizt und bei dieser Temperatur 10 bis 20 Minuten färbt und daß man während des gesamten Färbeverfahrens keine pH-regulierenden Substanzen zusetzt.

[0006] Die Färbebäder sind beim Färben nach dem neuen Verfahren innerhalb von 10 bis 20 Minuten vollkommen ausgezogen, so daß eine gute Farbstoffausnutzung sichergestellt ist.

[0007] Die nach der Erfindung behandelte Wolle erleidet unter den oben genannten Bedingungen trotz der hohen und für Wolle ungewöhnlichen Färbetemperatur keine Schädigung bzw. hält sich diese in einem Rahmen, wie sie bei den üblichen Färbeverfahren auch eintritt und in Kauf genommen wird. Zum Schutz der Wolle können den Färbebädern Wollschutzmittel zugesetzt werden. Es war dabei überraschend, daß die üblicherweise unter diesen Bedingungen in Mengen von 5 % (vom Gewicht der trockenen Wolle) verwendete 33 %ige, wäßrige Formaldehyd-Lösung nur geringfügige Farbtiefenverluste erzeugt, d.h. die erreichbare Farbtiefe nur wenig beeinflußt. Andere Wollschutzmittel, wie z.B. Eiweißkondensationsprodukte ergeben unter den angewandten HT-Bedingungen keinen wirksamen Wollschutz.

[0008] Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens setzt man das wäßrige Färbebad zusammen mit der Ware aus der normalen bzw. aus der bereits filzfrei ausgerüsteten Wolle, welche keinerlei Vorbehandlung unter Zusatz von Alkalien oder Alkalispendern unterzogen worden sind, bei 70° bis 80°C an und läßt die Flotte zur Vergleichmäßigung der Temperatur und zur Verteilung eventuell zugesetzter Hilfsmittel (Wollschutzmittel) 5 bis 10 Minuten vorlaufen. Getrennt davon wird der Reaktivfarbstoff bzw. die Reaktivfarbstoffmischung in herkömmlicher Weise in Wasser gelöst und dem Färbebad bei ca. 80° bis 90°C zugesetzt. Eine Voraktivierung des Reaktivfarbstoffes mittels Alkalien wie beim bekannten Verfahren gemäß der Zeitschrift "Chemiefasern" 1965, Seiten 450-451 und 525-526 findet hier nicht statt. Der pH-Wert dieser Flotten (bei 20°C gemessen) muß dabei im schwach sauren bis neutralen Bereich liegen. Das bedeutet, daß pH-Werte von ungefähr 4,0 bis 7,0, vorzugsweise 6,0 bis 7,0 eingehalten werden sollen. Eine pH-Einstellung ist nicht erforderlich, da wäßrige Lösungen von Reaktivfarbstoffen (in handelsüblicher Form und Beschaffenheit) schwach sauer sind. Betriebswässer, die mit Kationenaustauschern enthärtet worden sind, sind häufig schwach alkalisch und bedürfen deshalb der pH-Korrektur in den genannten Bereich, zweckmäßig mittels Essigsäure.

[0009] Sofort nach dem erfolgten Zusatz des gelösten Farbstoffes wird die Färbeflotte so rasch wie möglich (innerhalb von 5 bis 10 Minuten) auf die Färbetemperatur von 110° bis 125°C aufgeheizt und dann die Ware bei dieser Temperatur 10 bis 20 Minuten gefärbt. Sodann läßt man Flotte samt Färbegut auf etwa 80°C abkühlen und spült die so erhaltene Färbung mit warmem und kaltem Wasser.

[0010] Zur Verbesserung der Naßechtheitseigenschaften der in dieser Weise gefärbten Wolle ist es zweckmäßig, die erfindungsgemäß erzeugten Färbungen nach Beendigung der Ausziehfärbeoperation in gewissen Fällen einer Nachbehandlung mit 1 bis 2 % (vom Gewicht der trockenen Ware) wäßriger Ammoniak-Lösung (25 %ig) zu unterziehen. Diese Nachbehandlung kann im Färbebad selbst nach dessen Erschöpfung an Reaktivfarbstoff sowie nach Abkühlen auf 70° bis 80°C während weiterer 5 bis 15 Minuten oder in einem frisch bereiteten ammoniakalischen Nachbehandlungsbad unter den vorstehend erwähnten Bedingungen erfolgen.

[0011] Das erfindungsgemäße Verfahren kommt auch in Betracht für das einbadige Färben von Mischungen aus Wolle bzw. filzfrei ausgerüsteter Wolle und Polyesterfasern, wobei die Vorteile der neuartigen Applikationstechnik für die Reaktivfarbstoffe besonders deutlich hervortreten.

[0012] In solchen Fällen enthalten die zur Anwendung gelangenden Färbeflotten zusätzlich noch die vordispergierten Dispersionsfarbstoffe; der Einsatz von Säurespendern ist hierbei jedoch nicht erforderlich. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen zum Färben dieser Fasermischungen lassen sich sowohl in einstufiger als auch in zweistufiger Arbeitsweise durchführen. Entsprechend dem letztgenannten Prinzip kann man den Dispersionsfarbstoff der Färbeflotte nach deren Erschöpfen an Reaktivfarbstoff zusetzen oder der Reaktivfarbstoff kann, zum Beispiel bei Schnellfärbeverfahren, auch nach einer Vorfärbezeit für den Polyesterfaseranteil durch den Dispersionsfarbstoff anschließend in den HT-Apparat eingeschleust werden.

[0013] Beim Färben von solchen Polyesterfasern/Wolle-Mischungen ist man nach den bisherigen Färbeverfahren gezwungen gewesen, diese Färbungen zur Schonung der Wolle bei maximal 106°C sowie mit einem Zusatz von Carriern und mit Färbezeiten von 45 Minuten bzw. länger durchzuführen. Der Carrierzusatz war in diesen Fällen notwendig, um unter den geschilderten Färbebedingungen den Dispersionsfarbstoff in der Polyesterfaser zu fixieren.

[0014] Das neue Verfahren erlaubt es nun, auch die Reaktivfarbstoffe in einem HT-Färbeverfahren neben den Dispersionsfarbstoffen zum Färben solcher Mischungen einzusetzen.

[0015] Für die Durchführung des neuen Verfahrens sind alle Färbeapparate bzw. Färbemaschinen geeignet, die eine HT-Behandlung des Färbegutes erlauben. Damit können Wollfasern in praktisch allen Verarbeitungsstadien gefärbt werden. Schwierigkeiten mit streifigfärbendem Material sind nicht aufgetreten.

[0016] Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich gegenüber den bekannten, herkömmlichen Methoden zum Ausziehfärben von Wolle durch seine Einfachheit und durch eine beträchtliche Verkürzung der Färbezeiten aus. Die erzielbaren Echtheitseigenschaften entsprechen in allen Prüfungen denen von Färbungen, die man nach den bisher üblichen zweistufigen Verfahren hergestellt hat.

[0017] Für das Färben von normaler Wolle bzw. von filzfrei ausgerüsteter Wolle oder des Wollanteils von Fasermischungen nach dem vorliegenden Verfahren kommen als Reaktivfarbstoffe die unter diesem Begriff bekannten organischen Farbstoffe - unabhängig von der Art ihrer reaktiven Gruppe - in Betracht. Diese Farbstoffklasse wird im Colour Index, 3. Auflage 1971 als "Reactive Dyes" bezeichnet. Es handelt sich hierbei vorwiegend um solche Farbstoffe, die mindestens eine mit Polyhydroxylfasern oder Wolle reaktionsfähige Gruppe, eine Vorstufe hierfür oder einen mit Polyhydroxylfasern oder Wolle reaktionsfähigen Substituenten enthalten. Als Grundkörper der organischen Farbstoffe eignen sich besonders solche aus der Reihe der Azo-, Anthrachinon-und Phthalocyaninfarbstoffe, wobei die Azo- und Phthalocyaninfarbstoffe sowohl metallfrei als auch metallhaltig sein können. Als reaktionsfähige Gruppen und Vorstufen, die solche reaktionsfähige Gruppen bilden, seien beispielsweise Epoxygruppen, die Äthylenimidgruppe, die Vinylgruppierung im Vinylsulfon- oder im Acrylsäurerest, ferner die ß-Sulfatoäthylsulfongruppe, die β-Chloräthyl- sulfongruppe oder die ß-Dialkylaminoäthylsulfongruppe genannt. Außerdem kommen für dieses 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 1 bis 3 Halogenatome an folgenden Ringsystem in Betracht: Chinoxalin, Triazin, Pyrimidin, Phthalazin, Pyridazin und Pyridazon.

[0018] Es können auch Farbstoffe mit mehreren gleich- oder verschiedenartigen Reaktivgruppen verwendet werden.

[0019] Auch die eingangs genannten vorübergehend blockierten Reaktivfarbstoffe, wie sie beispielsweise durch Umsetzung von ß-Sulfatoäthylsulfongruppen enthaltenden Farbstoffen mit N-Methyltaurin erhalten werden, ergeben nach dem neuen Verfahren Färbungen auf normaler Wolle sowie auf filzfrei ausgerüsteter Wolle, jedoch kann hier, vom Farbstoffindividium abhängig, die Farbausbeute gegenüber den üblichen Färbeverfahren vermindert sein.

[0020] Als Dispersionsfarbstoffe für das Färben der Polyesterfaserkomponente sind alle wasserunlöslichen Farbstoffe geeignet, die im Colour Index, 3. Auflage 1971 unter dem Begriff "Disperse Dyes" aufgeführt werden. Derartige Produkte stammen beispielsweise aus der Reihe der Azo-, Anthrachinon- oder Chinophthalon-Farbstoffe, wobei die Azofarbstoffe sowohl in metallhaltiger als auch in metallfreier Form eingesetzt werden können. Farbstoffe der genannten Kategorie sind hinlänglich bekannt.

Beispiel 1

[0021] In einem HT-Färbeapparat werden bei einem Flottenverhältnis von 1:15 Kreuzspulen aus Wollgarn im Gesamtgewicht von 80 kg gefärbt. Das hierzu benötigte Färbebad wird mit Wasser von 80°C sowie

5 % vom Wollgewicht = (4 kg) wäßriger Formaldehyd- lösung (33 %ig)
angesetzt und 10 Minuten durch das aufgespulte Fasermaterial zirkulieren gelassen. Dann fügt man dieser Flotte noch

2 % vom Wollgewicht (= 1,6 kg) des handelsüblichen

[0022] Farbstoffes Reactive Orange 16 mit der C.I.-Nr. 17 757 zu, erhitzt dieselbe innerhalb von 5 bis 10 Minuten auf 120°C und färbt die Ware 15 Minuten bei dieser Temperatur.

[0023] Nach dem Abkühlen von Flotte samt Färbegut auf 80°C wird das Bad abgelassen und die Wolle mit Wasser gespült.

[0024] Man erhält eine kräftige, echte Scharlachfärbung der Wolle.

Beispiel 2

[0025] Man färbt wie in Beispiel 1, hier jedoch 54 kg Wollstückware in einem HT-Baumfärbeapparat beim Flottenverhältnis von 1:20 mit
1,2 % (vom Warengewicht) des handelsüblichen

[0026] Farbstoffes der Formel

Man erhält eine echte Rotfärbung der Wolle.

Beispiel 3

[0027] Man färbt wie in Beispiel 1, hier jedoch ohne den Formaldehydzusatz 35 kg filzfrei ausgerüstetes Wollgarn mit

6 % (vom Wollgewicht) des handelsüblichen Farbstoffes Reactive Black 5 mit der C.I.-Nr. 20 505
und

0,1 % (vom Wollgewicht) Chrom(III)-acetat-sulfat.

[0028] Nach Erschöpfung der Flotte an Reaktivfarbstoff sowie dem Abkühlen auf 80°C setzt man dem Färbebad 1,5 % (vom Wollgewicht) wäßriger Ammoniaklösung (25 %ig) zu, behandelt die Färbung weitere 10 Minuten unter den gegebenen Bedingungen und spült das so gefärbte Garn klar mit Wasser.

[0029] Man erhält eine sehr echte, blumige Schwarzfärbung.

[0030] Die Filzfrei-Ausrüstung der Wolle erfolgt nach dem in Melliand-Textilberichte 9, 1971, S. 1100, sowie im Journal of the Society of Dyers and Colourists, Volume 88, S. 93 ff. beschriebenen Verfahren.

Beispiel 4

[0031] Man färbt 67 kg Wollgarn gemäß Beispiel 1 mit folgenden Badzusätzen:

5 % vom Wollgewicht (= 3,35 l) wäßriger Formaldehydlösung (33 %ig)

1,3 % vom Wollgewicht (0,871 kg) des handelsüblichen Farbstoffes der Formel

und erhält eine klare, volle Orange-Färbung mit guten Echtheitseigenschaften.

Beispiele 5 bis 9

[0032] Bei der Durchführung der Färbungen verfährt man wie in Beispiel 4:

Ansprüche

1. Verfahren zum Färben von Textilien, die aus nicht filzfrei ausgerüsteter Wolle bzw. aus mit einer Auflage aus einem Polyiminharz oder einem Polyacrylharz filzfrei ausgerüsteter Wolle bestehen oder solche aufweisen, mit Reaktivfarbstoffen nach der Ausziehmethode, dadurch gekennzeichnet, daß man wäßrige Färbeflotten enthaltend mindestens einen Reaktivfarbstoff in handelsüblicher Form und Beschaffenheit verwendet, dessen Ausgangs-pH-Wert im schwach sauren bis neutralen Bereich liegt, und daß man nach dem Zusatz des gelösten Farbstoffes so rasch wie möglich auf die Färbetemperatur von 110° bis 125°C aufheizt und bei dieser Temperatur 10 bis 20 Minuten färbt und daß man während des gesamten Färbeverfahrens keine pH-regulierenden Substanzen zusetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man der Färbeflotte noch 1 bis 5 % (vom Gewicht der trockenen Ware) Wollschutzmittel zusetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Wollschutzmittel wäßrige Formaldehydlösungen verwendet.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Mischungen aus normaler Wolle bzw. aus filzfrei ausgerüsteter Wolle und Polyesterfasern nach einem zweistufigen Einbadverfahren färbt, wobei der Färbeflotte nach deren Erschöpfen an Reaktivfarbstoffen Dispersionsfarbstoffe zugesetzt werden.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Mischungen normaler Wolle bzw. aus filzfrei ausgerüsteter Wolle und Polyesterfasern nach einem einstufigen Einbadverfahren färbt, wobei die Färbeflotte noch Dispersionsfarbstoffe enthält.

6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man die Färbebehandlung mit den Reaktivfarbstoffen während 10 bis 20 Minuten durchführt.

7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man die erhaltenen Färbungen nach Beendigung der Ausziehfärbeoperation mit 1 bis 2 % (vom Gewicht der trockenen Ware) einer wäßrigen 25 %igen Ammoniak-Lösung 5 bis 15 Minuten nachbehandelt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Nachbehandlung in der Färbeflotte selbst nach Abkühlen auf 70° bis 80°C vornimmt.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man die Nachbehandlung in einem frischen Bad vornimmt.