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(11) | EP 0 019 862 B1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Verfahren zum gleichmässigen Färben von Stückwaren aus Mischungen von Cellulosefasern mit synthetischen Polyamidfasern nach der Klotz-Dämpf-Technik Process for the even dyeing of textile fabrics of mixtures of cellulosic fibres and synthetic polyamide fibres according to the pad-steam method Procédé de teinture uniforme de pièces de tissus en mélange de fibres cellulosiques et polyamides synthétiques selon la technique du foulardage-vaporisage |
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[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum gleichmäßigen Färben von Stückwaren aus Mischungen von Cellulosefasern mit synthetischen Polyamidfasern und gegebenenfalls Elastomerfasern auf Polyurethan-Basis nach der Klotz-Dämpf-Technik.
[0002] 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.
[0003] 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, S. 88 ff. sowie in Textilpraxis 71, Heft 10, S. 632-635 und Heft 11, S. 686-689 beschrieben. In der DE-C-2 108 875 ist das einbadige Färben solcher Fasermischungen durch Klotzen mit Reaktiv- und Metallkomplexfarbstoffen erläutert, bei dem man zur Farbstoff-Fixierung die so behandelte Ware im alkalischen Medium verweilen läßt. Die DE-A-2 334 014 betrifft das Klotzfärben von Textilmaterial aus Mischungen von Cellulose- und Polyamidfasern mit Leukoküpenesterverbindungen und Säurefarbstoffen, wobei die Fixierung der beiden Farbstoffklassen durch Einwirkung von Säure und Wärme gleichzeitig auf jedem zum jeweiligen Farbstofftyp zugehörigen Substrat vorgenommen wird.
[0004] 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 Mischungen aus Cellulosefasern und synthetischen Polyamidfasern eingesetzt werden können.
[0005] 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.
[0006] Die gesuchten Echtheitseigenschaften 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 Reduktionsmitteln gefärbt werden müssen, was nach bisheriger Ansicht umständliche, dann nicht mehr ökonomische zweibadige Färbemethoden notwendig macht, die für den ins Auge gefaßten Zweck zu aufwendig sind.
[0007] Eine solche Problematik hat z. B. auch im Fall der Klotzfärbemethode nach der US-A-3 653 801 vorgelegen, gemäß der Küpenfarbstoffe (als Pigment) zusammen mit Säurefarbstoffen auf Polyamidfaser-/Baumwoll-Mischungen appliziert werden. Hierbei erfolgt eine zweistufige Fixierung der Farbstoffe, nämlich zuerst die der Säurefarbstoffe mittels eines Säuredämpf-Trocknungs-Prozesses sowie anschließender Thermosolierung, und dann die der Küpenfarbstoffe im alkalischen reduzierenden Medium verbunden mit Dämpfen. Dieses bekannte Verfahren macht sich die Tatsache zunutze, daß auf Polyamidfasern fixierte Säurefarbstoffe gegen reduktive Angriffe weitgehend geschützt sind. Eine elegante Lösung der anstehenden Schwierigkeiten wird indessen durch diese besondere Arbeitsweise noch nicht erreicht.
[0008] Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Klotzfärbeverfahren für Mischungen aus Cellulosefasern und synthetischen Polyamidfasern unter Mitverwendung von Schwefelfarbstoffen zu entwickeln.
[0009] Es wurde gefunden, daß man Stückwaren aus Mischungen von Cellulosefasern mit synthetischen Polyamidfasern und gegebenenfalls Elastomerfasern auf Polyurethan-Basis nach der Klotz-Dämpf-Technik gleichmäßig färben kann, indem man wäßrige Klotzflotten, welche Schwefelfarbstoffe, alkalische Reduktionsmittel und ausgewählte (wie weiter unten definiert) Metallkomplex- und/oder Säurefarbstoffe enthalten, auf das genannte Textilmaterial aufklotzt und die Farbstoffe durch Dämpfen bei 100 bis 110°C innerhalb von 30 Sekunden bis 10 Minuten gleichzeitig auf der zum jeweiligen Farbstofftyp zugehörigen Faserkomponente fixiert, worauf die Reoxidation der in Leukoform befindlichen 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.
[0010] Als Reduktionsmittel kommen verfahrensgemäß die üblicherweise beim Färben von Schwefelfarbstoffen eingesetzten Chemikalien in Betracht, wie Natriumsulfid oder Natriumhydrogensulfid/Soda, jeweils allein oder in Mischung.
[0011] Ein ergänzender Zusatz eines Natriumpolysulfids der Formel Na2S2-5 zu den vorstehend genannten Reduktionsmitteln erweist sich zur Stabilisierung der Reduktionsbedingungen als günstig.
[0012] Ferner können als Reduktionsmittel Glukose/Natronlauge, sowie bei Eignung der Schwefelfarbstoffe für das Färben mit Hydrosulfit auch Hydrosulfit(Natriumdithionit)/Lauge Verwendung finden.
[0013] 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. Diesen nachteiligen Effekten geht das bekannte Verfahren nach der US-A-3 653 801 durch vorgängige Fixierung der Säurefarbstoffe aus dem Wege, ehe das Textilgut dem Reduktionsprozeß ausgesetzt wird.
[0014] 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 Farbausbeute überstehen und daß sich die synthetischen Polyamidfasern auch aus alkalischen Klotzflotten mit den gewohnten Echtheitseigenschaften und praktisch ohne Farbtiefenverluste anfärben lassen.
[0015] 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.
[0016] 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
[0017] zusammen im gleichen wäßrigen Bad bei einem Flottenverhältnis von 1 : 10 (bezogen auf das Gesamtgewicht) nach den unten aufgeführten Rezepten (PJozentangaben bedeuten Gewichtsprozent):
A) Vergleichsfärgung
2% Farbstoff,
3% Natriumacetat und
3% Essigsäure (60%ig).
B) Testfärbung
2% Farbstoff,
10 cm3/1 einer 21%igen Natriumhydrogensulfid-Lösung,
5 g/I Soda kalz. und
20 g/I Glaubersalz kalz.
[0018] In beiden Fällen wird mit den Proben bei 30° C in das 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.
[0019] Geeignet für die Belange der vorliegenden Erfindung sind nun solche Metallkomplex- oder Säure-Farbstoffe, 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 möglichst wenig angefärbt sein. Erweist sich ein so geprüfter Farbstoff unter den angewandten Versuchsbedingungen gegenüber der Einwirkung der obigen Chemikalien als beständig, dann ist er es auch bei längerer Einwirkung.
[0020] Ausgewählte Metallkomplexfarbstoffe können mit ausgewählten Säurefarbstoffen auch in Mischung zur Färbeoperation eingesetzt werden.
[0021] Gefärbt werden können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Mischungen aus Cellulosefasern und synthetischen Polyamidfasern in praktisch allen Mischungsverhältnissen auf den jeweils dafür geeigneten Färbeapparaten.
[0022] Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sind folgende Verfahrensvarianten möglich:
A. Die Ware wird mit einer wäßrigen Flotte von 20° bis 95°C, vorzugsweise 60°C geklotzt, welche Metallkomplex- bzw. Säurefarbstoffe, reduzierte Schwefelfarbstoffe und die erforderlichen Reduktionsmittel enthält. Anschließend wird das so behandelte Textilgut ohne Zwischentrocknung 30 Sekunden bis 10 Minuten bei einer Temperatur von 100° bis 110°C, vorzugsweise 2 Minuten bei 102°C gedämpft, wobei Farbstoff-Fixierung erfolgt. Diese Variante hat den Vorzug, daß sie ein einbadiges Klotz-Dämpf-Verfahren darstellt.
B. Die Ware wird mit einer wäßrigen Flotte von 20° bis 95°C, vorzugsweise 60°C geklotzt, die Metallkomplex- bzw. Säurefarbstoffe und durch Thiosulfato-Gruppen löslich gemachte, noch unreduzierte Schwefelfarbstoffe (Solubilised Sulphur Dyes), jedoch keine Reduktionsmittel enthält. Nach erfolgtem kantengeraden Aufdocken ohne vorausgehende Zwischentrocknung läßt man so behandeltes Textilgut 2 bis 12 Stunden bei 20° bis 110°C (beispielsweise auf einer Pad-Roll-Anlage) verweilen. Anschließend wird die Ware mit einer Reduktionsmittel für die Schwefelfarbstoffe enthaltenden, zweiten Flotte übergeklotzt und sodann wie unter (A) beschrieben, gedämpft. Durch diese Verfahrensvariante wird eine deutlich bessere Farbstoffausnutzung erzielt.
C. Die Ware wird mit einer wäßrigen Lösung geklotzt, welche reduzierten Schwefelfarbstoff und zugehöriges Reduktionsmittel enthält. Sodann wird das so behandelte Textilgut mittels Booster oder Pflatschwerk mit einer zweiten wäßrigen Flotte, welche den Metallkomplex- bzw. Säurefarbstoff enthält, übergeklotzt. Die anschließende Dämpfbehandlung erfolgt wie unter (A) beschrieben.
[0023] Die Weiterbehandlung der Klotzfärbungen nach dem Dämpfen zur Entwicklung der in Leukoform befindlichen Schwefelfarbstoffe erfolgt in sonst üblicher Weise durch Spülen, Reoxidieren, Spülen und Seifen.
Beispiel 1
(Fixiervariante A)
[0024] Stretchcord aus 80% Baumwolle und 4% Polyurethan-Elastomerfäden, die mit 16% Polyamidfäden umsponnen sind, wird bei einer Klotztemperatur von 65° C und einer Flottenaufnahme von 80% (vom Gewicht der trockenen Ware) mit einer wäßrigen Flotte geklotzt, die im Liter enthält
110 g des Farbstoffs der C. I. Nr. 53 005 (Leuco Sulphur Green 9),
15 g des Farbstoffs der C. I. Nr. 53 015 (Leuco Sulphur Brown 46),
7,5 g des 1 : 2-Chromkomplexes des Azofarbstoffs der Formel
18 g des 1 : 2-Chromkomplexes des Azofarbstoffs der Formel
3,5 g des 1 : 2-Chromkomplexes des Azofarbstoffs der Formel
5 cm3 einer etwa 20%igen Natriumpolysulfid-Lösung,
3 cm3 einer 31%igen Natriumhydrogensulfid-Lösung und
1 cm3 Natronlauge 32,5%ig.
[0026] Die Weiterbehandlung erfolgt wie bei üblichen Färbungen mit Schwefelfarbstoffen durch Reoxidation, Spülen und Seifen.
Beispiel 2
(Fixiervariante B)
[0028] Das in Beispiel 1 genannte Textilmaterial wird bei einer Flottenaufnahme von 80 Gew.-% mit einer wäßrigen Flotte von 50° C geklotzt, die im Liter enthält
65 g des Farbstoffs der C. I. Nr. 53 006 (Solubilised Sulphur Green 9),
8 g des Farbstoffs der C. I. Nr. 53 016 (Solubilised Sulphur Brwon 46),
6 g des 1 : 2-Chromkomplexes des Azofarbstoffs der Formel
15 g des 1 : 2-Chromkomplexes des Azofarbstoffs der Formel
und
2,8 g des 1 : 2-Chromkomplexes des Azofarbstoffs der Formel
[0031] Anschließend wird die Reduktions-Chemikalienflotte bei einer weiteren Flottenaufnahme von 80 Gew.-% mittels Pflatschwerk aufgebracht, welche im Liter enthält
95 cm3 einer31%igen Natriumhydrogensulfid-Lösung,
5 cm3 einer 20%igen Natriumpolysulfid-Lösung und
15 cm3 Natronlauge 32,5%ig.
[0033] Die gleichmäßige Oliv-Färbung deckt alle drei Faseranteile im Ton und stimmt im Farbton und Farbtiefe mit dem Ergebnis von Beispiel 1 überein. Die Verbesserung der Farbstoffausnützung durch den eingeschalteten Verweilprozeß hat eine (bezogen auf den Farbstoffgehalt der Handelsprodukte) Verminderung der Farbstoff-Ansatzkonzentration von 20% ermöglicht.
Beispiel 3
(Fixiervariante C)
[0034] Stretchcord aus 80% Baumwolle und 4% Polyurethan-Elastomerfäden, die mit 16% Polyamidfäden umsponnen sind, wird bei einer Klotztemperatur von 80°C und einer Flottenaufnahme von 80% (vom Gewicht der trockenen Ware) mit einer wäßrigen Flotte geklotzt, die im Liter enthält
110 g des Farbstoffs der C. I. Nr. 53 005 (Leuco Sulphur Green 9),
15 g des Farbstoffs der C. I. Nr. 53 015 (Leuco Sulphur Brown 46),
5 cm3 einer etwa 20%igen Natriumpolysulfid-Lösung,
3 cm3 einer 31%igen Natriumhydrogensulfid-Lösung und
1 cm3 Natronlauge 32,5%ig.
[0035] Anschließend wird auf die so erhaltene naße Klotzung mittels Booster eine wäßrige Flotte von 80 - 85° C bei einer Flottenaufnahme von 60 Gew.-% aufgeklotzt, die im Liter enthält
10 g des 1 : 2-Chromkomplexes des Azofarbstoffs der Formel
24 g des 1 : 2-Chromkomplexes des Azofarbstoffs der Formel
und
4,67 g des 1 : 2-Chromkomplexes des Azofarbstoffs der Formel
Die Farbstoff-Fixierung erfolgt durch zweiminütiges Dämpfen bei 102° C ohne vorheriges
Trocknen.
[0036] Die Weiterbehandlung erfolgt wie bei üblichen Färbungen mit Schwefelfarbstoffen durch Reoxidation, Spülen und Seifen. Man erhält eine gleichmäßige, volle Olivfärbung auf allen Faseranteilen im Ton.
Beispiel 4
(Fixiervariante A)
[0037] Man verfährt wie in Beispiel 1 beschrieben, jedoch unter Verwendung einer wäßrigen Klotzflotte von 40° C, die im Liter enthält
70 g des Farbstoffes der C. I. 53 285 (Leuco Sulphur Brown 16),
5,5 g des 1 : 2-Chromkomplexes des Azofarbstoffs der Formel
13 g des 1 : 2-Chromkomplexes des Azofarbstoffs der Formel
4,5 g des 1 : 2-Chromkomplexes des Azofarbstoffs der Formel
[0038] Nach der bei Färbungen mit Schwefelfarbstoffen üblichen Weiterbehandlung durch Reoxidation, Spülen und Seifen erhält man eine gleichmäßige Braunfärbung auf allen drei Faseranteilen.
Beispiel 5
(Fixiervariante A)
[0039] Man verfährt wie in Beispiel 1 beschrieben, jedoch unter Verwendung von
40 g des Farbstoffs C. I. Nr. 53 327 (Leuco Sulphur Brown 51),
10 g des Farbstoffs C. I. Nr. 53 005 (Leuco Sulphur Green 9),
4 g des 1:2-Chromkomplexes des Azofarbstoffs der Formel
13 g des 1 : 2-Chromkomplexes des Azofarbstoffs der Formel
und
3,5 g des 1 : 2-Chromkomplexes des Azofarbstoffs der Formel