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(11) | EP 0 035 678 A2 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Verfahren zum Färben von carrierfrei färbbaren Polyesterfasern |
| (57) Verfahren zum Färben von carrierfrei färbbaren Polyester-Fasern mit Dispersionsfarbstoffen
nach dem Ausziehverfahren bei 20 bis 100°C, pH 4 bis 6 und Flottenlängen von 1 : 5
bis 1 : 100 während 30 bis 180 Minuten, wobei man die Färbung in Gegenwart von 0,5
bis 20%, bezogen auf das Fasergewicht, eines 4 bis 25 fach oxethylierten C5- bis C14-Alkylphenols oder-naphthols als Egalisiermittel durchführt. |
[0001] Die Erfindung bietet eine Lösung der Egalitätsprobleme beim Färben von carrierfrei färbbaren Polyesterfasern, sogen. NCD-Fasern, indem oxethylierte Alkylphenole oder Naphthole als Egalisiermittel eingesetzt werden.
[0002] "Normale", also nicht carrierfrei färbbare Polyesterfasern bestehen aus dem relativ hochkristallinen Polyethylenterephthalat und lassen sich bekanntlich nur bei Temperaturen oberhalb 100°C oder unter Anwendung von Färbehilfsmitteln, den "Carriern", die die Faser für die Dispersionsfarbstoffe gewissermaßen aufschließen, in befriedigender Weise färben. Problematisch bleibt jedoch auch bei Anwendung der Carrier das Färben von Polyester- fasern in Mischung mit anderen, temperaturempfindlichen Fasern, also insbesondere mit Wolle und Polyurethanfasern. Hierbei wird der andere Faseranteil mit Carriern beladen, die anschließend ausgewaschen werden müssen. Die Verwendung der meisten Carrier muß aus ökologischen Gründen zunehmend eingeschränkt werden. Ferner erfordert das Färben bei hoher Temperatur einen relativ hohen Energieaufwand, der zunehmend nachteilig ins Gewicht fällt.
[0003] Die in den letzten Jahren entwickelten carrierfrei färbbaren Polyesterfasern bestehen zwar im wesentlichen nach wie vor aus Polyethylenterephthalat. Dieses ist aber durch den Einbau bestimmter Anteile anderer Molekülbausteine, also anderer Dicarbonsäuren und/oder Hydroxycarbonsäuren und/oder Diole im Sinne einer verminderten Kristallinität und damit verbesserten Färbbarkeit modifiziert, so daß sich die Anwendung von Carriern oder hoher Temperatur erübrigt und Farbstoff eingespart werden kann bzw. tiefere Farbtöne erzielt werden können.
[0004] Das rasche Aufziehen der Dispersionsfarbstoffe auf die carrierfrei färbbaren Polyesterfasern bedingt andererseits Egalitätsprobleme (vgl. beispielsweise J. Hürten, "Neue Erfahrungen mit carrierfrei färbbaren Polyester- fasern", Textilveredelung 12, 1977, 485 bis 490). Diese lassen sich auch bei intensiver Bewegung von Flotte und/oder Färbegut sowie sorgfältiger Temperaturführung beim Beginn des Färbens nicht immer beherrschen. Auch die Verwendung von Fettsäurepolyglykolethern als Egalisierhilfsmittel (P. Braun u.a. "Untersuchungen an carrierfrei färbbaren Polyesterfasern", Chemiefasern/Textilindustrie 1976, 550 bis 556, insbesondere 554) schafft keine befriedigende Abhilfe.
[0005] Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Färben von carrierfrei färbbaren Polyester- fasern mit Dispersionsfarbstoffen zu entwickeln, das diese Nachteile vermeidet, also bei Benutzung der üblichen Färbeaggregate mit Sicherheit zu egalen Färbungen führt.
[0007] Die nach diesem Verfahren erhältlichen Färbungen sind selbst bei nur schwacher Bewegung der Färbeflotte bzw. des Färbegutes egal, und beim Färben von aufgewickelten Textilbahnen treten keine Unterschiede in der Färbung zwischen innerem und äußerem Bahnende auf.
[0008] Das erfindungsgemäße Verfahren wird unter den für das Färben von NCD-Fasern üblichen Bedingungen durchgeführt.
[0009] Diese sind:
je nach Farbstoffart und gewünschter Farbintensität 0,01 bis 15 % vom NCD-Fasergewicht an Dispersionsfarbstoff; Färbetemperatur 20 bis 100, vorzugsweise 40 bis 100°C; Flottenlänge 1 : 5 bis 1 : 100, vorzugsweise 1 : 10 bis 1 : 30;
Färbezeit 30 bis 180 Minuten;
pH 3 bis 8, vorzugsweise 4,5 bis 5,5.
[0010] Das erfindungsgemäße lgalisiermittel wird in Mengen von 0,5 bis 20, vorzugsweise 1 bis 4 %, bezogen auf das Gewicht der NCD-Fasern, eingesetzt. Im Rahmen dieser Grenzen richtet sich die Menge hauptsächlich nach der Art und Menge des eingesetzten Farbstoffs.
[0011] Das Egalisiermittel besteht aus einem oxethylierten Alkylphenol oder Alkylnaphthol mit 5 bis 14, vorzugsweise 9 Kohlenstoffatomen im Alkylrest. Der Oxethylierungsgrad, d.h. die Zahl der angelagerten Ethylenoxidmoleküle, beträgt 4 bis 25, vorzugsweise 8 bis 12.
[0012] Der Begriff Dispersionsfarbstoff ist dem Fachmann geläufig und dem Colour Index oder auch L. Diserens, "Die neuesten Fortschritte in der Anwendung der Farbstoffe", 2. Auflage, Verl. Birkhäuser, Basel 1949, Bd. 2, S. 254 ff. zu entnehmen. Er bedarf keiner näheren Erläuterung, zumal für das Färben von Polyesterfasern praktisch keine andere Farbstoffklasse in Betracht kommt.
[0013] Die Egalität der Färbungen wird durch das erfi dungsgemäße Verfahren erheblich verbessert. Davon abgesehen ist es im Hinblick auf die ökologie keineswegs gleichgültig, ob als Färbehilfsmittel einer der fast durchweg toxischen Carrier oder das vergleichsweise harmlose, biologisch weitgehend abbaubare erfindungsgemäße Egali- siermittel eingesetzt wird. Die Erfindung bedingt also in doppelter Hinsicht einen technischen Fortschritt.
[0014] Dieser war überraschend, weil die für das erfindungsgemäße Verfahren als Egalisiermittel hervorragend geeigneten Verbindungen sich beim Färben normaler Polyesterfasern nicht gut bewährt und daher in die Praxis keinen Eingang gefunden hatten (s. auch Vergleichsversuch 9b).
[0015] Die in den Beispielen genannten Prozente beziehen sich auf das Gewicht des zu färbenden Polyesterfasermaterials.
Beispiel 1
[0017] 10 g.eines Gewirkes aus handelsüblichen carrierfrei färbbaren Polyesterfasern (mit EÖ/PO-Blockpolymeren modifiziertes Polyethylenterephthalat) wurden mit einer Kombination aus
unter Anwendung von 2 % eines C9-Alkylphenols mit 10 EO im Flottenverhältnis 1 : 20 wie folgt gefärbt:
Die Farbflotte, die auf pH 5,5 eingestellt war, wurde unter langsamer Bewegung des Färbegutes in der Flotte (Labor-Färbeapparat Typ "Marney") in 20 Minuten von 70°C auf Kochtemperatur aufgeheizt und bei Kochtemperatur 60 Minuten gehalten. Danach wurde die Ware warm und kalt mit frischem Wasser gespült und mit einer Lösung aus 1,5 g/1 Natriumdithionit und 3 ml/l NaOH der Dichte 1,355 bei 70°C 15 min gereinigt. Dann wurde das Material mit warmem und kaltem Wasser bis pH 7 gespült. Die so erzielte braune Färbung war egal ausgefallen. Kontrollfärbungen ohne Hilfsmittel oder mit 1 bzw. 2 g/1 eines Hilfsmittels auf Basis eines ethoxilierten Ricinusöls (47 Mol EO/Mol Ricinusöl) fielen stark unegal aus. Ebenso unegal fielen Färbungen mit 1 bis 2 g/l einer Stearinsäure mit 6 EO sowie mit einer ölsäure mit 12 EO aus.
Beispiel 2
[0018] 10 g Gewirke aus handelsüblichen carrierfrei färbbaren Polyesterfasern (zwar andere als bei Beispiel 1, aber prinzipiell gleichartig) wurden mit einer Kombination aus
unter Anwendung von 2 % eines sechsfach oxäthylierten Isooctylphenols im Flottenverhältnis 1:20 gefärbt. Der Färbevorgang wurde wie im Beispiel 1 beschrieben durchgeführt. Die Färbung in einem Beigeton fiel egal aus; da- . gegen wurde die Kontrollfärbung ohne Hilfsmittel unegal.
Beispiel 3
[0019] 10 g Gewirke aus handelsüblichen, carrierfrei färbbaren Polyesterfasern (mit Polyethylenoxid modifiziertes Poly- ethylenterephthalat) wurde mit einer Kombination aus
unter Anwendung von 1 % eines C14Alkylphenols mit 9 EO im Flottenverhältnis 1:20 gefärbt. Der Färbevorgang wurde wie bei Beispiel 1 durchgeführt. Die Färbung in einem Orangeton fiel egal aus; die Kontrollfärbung ohne Hilfsmittel wurde dagegen unegal.
Beispiel 4
[0020] 10 g Gewirke aus den gleichen carrierfrei färbbaren Polyesterfasern wie bei Beispiel 3 wurden mit einer Farbstoffkombination wie in Beispiel 3 unter Anwendung von 4 % eines C9Alkylphenols mit 20 EO im Flottenverhältnis 1:30 gefärbt. Der Färbevorgang wurde wie bei Beispiel 1 durchgeführt. Die Färbung fiel egal aus; die Kontrollfärbung ohne Hilfsmittel wurde dagegen unegal.
Beispiel 5
[0021] Ein Streifen von 13 cm Breite und 8 m Länge (500 g) eines Gewirkes aus den gleichen carrierfrei färbbaren Polyester- fasern wie bei Beispiel 1 wurde auf einen perforierten Zylinder gewickelt und in einem Laborfärbeapparat bei der Zirkulationsrichtung von innen nach außen und einer Durchflußmenge von 15 1/kg/min mit
in einem Flottenverhältnis 1:20 bei pH 5,5 gefärbt. Als Hilfsmittel wurden 2 % eines C9-Alkylphenols mit 9 EO gewählt. Die Färbeflotte wurde von 70°C auf Kochtemperatur in 15 Minuten aufgeheizt und bei Kochtemperatur 60 Minuten belassen. Nach dem Färben wurde gespült und wie bei Beispiel 1 reduktiv gereinigt und nochmals gespült. Der Streifen war egal in einem olivgrünen Ton gefärbt und zeigte keine Farb- bzw. Tiefenunterschiede zwischen Anfang und Ende. Die Kontrollfärbung ohne Hilfsmittel zeigte eine starke Unegalität auf der gesamten Ware und eine starke Farbtonabweichung zwischen Innen- und Außenseite der Wicklung.
Beispiel 6
[0022] 10 g Gewirke aus den gleichen carrierfrei färbbaren Polyesterfasern wie bei Beispiel 2 wurden mit einer Farbstoffkombination wie in Beispiel 5 unter Anwendung von 2 % eines C9-Dialkylphenols mit 16 EO im Flottenverhältnis 1:20 gefärbt. Der Färbevorgang wurde wie bei Beispiel 1 durchgeführt. Die Färbung fiel egal aus; die Kontrollfärbung ohne Hilfsmittel war dagegen unegal.
Beispiel 7
[0023] 10 g Gewirke aus carrierfrei färbbaren Polyesterfasern (®Diolen 42) wurden mit
unter Anwendung von 4 % eines Pentyl-2-Naphthols mit 12 EO im Flottenverhältnis 1:20, wie in Beispiel 1 beschrieben, gefärbt. Die oliv-braune Färbung fiel egal aus, während eine Vergleichsfärbung ohne Hilfsmittel unegal wurde.
Beispiel 8
[0024] 10 g Gewirke aus einer Fasermischung bestehend aus 50 Teilen carrierfrei färbbaren Polyesterfasern und 50 Teilen Wolle wurden mit der Farbstoffkombination aus Beispiel 1 unter Anwendung von 2 % eines C9-Alkylphenols mit 10 EO wie bei Beispiel 1 im Flottenverhältnis 1:20 gefärbt. Die Färbung war egal, während eine Parallelfärbung ohne Hilfsmittel unegal wurde. Der Egalitätsunterschied war besonders deutlich zu sehen, wenn der Wollanteil der Fasermischung durch eine Behandlung bei Raumtemperatur mit einer Lösung von 30 ml/l Natronlauge der Dichte 1,355 herausgelöst wurde.
Beispiel 9 Migrierversuche
[0025]
a) 20 g Gewirke aus carrierfrei färbbaren Polyester- fasern wurden mit 0,6 % Disperse Orange 26 (C.I. 26077) bei 100°C und pH 5 im Flottenverhältnis 1:20 gefärbt. Dann wurde das Gewirke - wie im Beispiel 1 angegeben - mit Natronlauge und Natriumdithionit reduktiv nachgereinigt. 10 g des - wie oben beschrieben - vorgefärbten Materials wurden anschließend zusammen mit 10 g eines nicht gefärbten gleichen PES-Materials im wäßrigen Bad unter Zusatz von 4 % eines C9-Alkylphenols mit 10 EO bei pH 5 im Flottenverhältnis 1:20 60 min bei Kochtemperatur behandelt. Das ursprünglich weiße Be- gleitmaterial hatte nach diesem Migrierversuch nahezu die gleiche Farbtiefe wie das vorgefärbte Material. Ein Vergleichsversuch mit vorgefärbtem und ungefärbtem Material, aber ohne Hilfsmittel, zeigte, daß in diesem Fall nur sehr wenig Farbstoff vom vorgefärbten auf das Begleitmaterial migriert.
b) 20 g Gewirke aus normalen Polyesterfasern (färbbar nur mit Carrier oder bei Temperaturen über 100°C) wurden im Flottenverhältnis 1:20 mit 0,6 % Disperse Orange 26 (C.I. 26077) 90 min bei 120°C gefärbt und anschließend wie im Beispiel 1 reduktiv nachgereinigt. 10 g des so vorgefärbten Materials wurden dann zusammen mit 10 g des gleichen ungefärbten Materials mit 4 % eines C9-Alkylphenols mit 10 EO 60 min bei 120°C und pH 5 im Flottenverhältnis 1:20 behandelt. Der gleiche Versuch wurde mit vorgefärbtem und ungefärbtem Material ohne Hilfsmittelzusatz durchgeführt. Es zeigte sich, daß bei beiden Migrierversuchen (mit und ohne Hilfsmittel) nur sehr wenig Farbstoff vom vorgefärbten Material auf das Begleitmaterial migriert war.