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DE2331669A1 - Verfahren zum faerben von synthesefasern - Google Patents

Verfahren zum faerben von synthesefasern

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DE2331669A1
DE2331669A1 DE2331669A DE2331669A DE2331669A1 DE 2331669 A1 DE2331669 A1 DE 2331669A1 DE 2331669 A DE2331669 A DE 2331669A DE 2331669 A DE2331669 A DE 2331669A DE 2331669 A1 DE2331669 A1 DE 2331669A1
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dyeing
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Albert Reuther
Hans-Joachim Wassmuth
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Hoechst AG
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Hoechst AG
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Description

FARBWERKE HOECHST AG vormals Meister Lucius & Brüning
Aktenzeichen; HOE 73/f 175
Datum: 19. Juni 1973
Dr.CZ/PR
Verfahren zum Färben von Synthesefasern
Verfahren zum Färben von Synthesefasern nach Ausziehprozessen unter Hochtemperatur (HT)-Bedingungen sind in zahlreichen Varianten hinlänglich bekannt.
Es wurde nun gefunden, daß man auf Wickelkörpern aus Synthesefasern oder aus Mischungen, die solche synthetischen Fasern enthalten, mit wasserunlöslichen Dispersionsfarbstoffen nach einem Hochdruckausziehverfahren besonders egale Färbungen auch bei sonst schwierig zu färbenden Kombinationen mehrerer Farbstoffe sowie bei gleichzeitiger wesentlicher Färbezeitverkürzung erzielen kann, wenn man
das aufgewickelte Fasermaterial in einen druckdichten Färbebehälter bringt und durch Verdrängen der Luft sowie Füllen des Autoklavs mittels Sattdampf oder überhitztem Dampf auf Temperaturen zwischen 110° und 1^5° C erhitzt,
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in einem davon getrennten, jedoch durch Leitungen damit verbundenen, ebenso druckdichten Ansatzbehälter die gesamte Färbeflotte zubereitet und ;hfalls auf
C erhitzt,
gleichfalls auf Temperaturen zwischen 110 und
wobei durch besondere Steuerung der Temperatur innerhalb der genannten Grenzwerte und des Dampfdrucks in den beiden geschlossenen Systemen sichergestellt wird, daß es zur Ausbildung eines relativen Überdrucks von 5 bis 10 at (= ^,9 bis 9 t81 bar) in dem. Ansatzbehälter kommt bzw. man einen solchen durch Anlegen von Außendruck erzeugt, sodann die*heiße Färbeflotte durch den Differenzdruck binnen 3 bis 60 Sekunden gleichzeitig von innen sowie von außen in die trockenen oder nassen Wickelkörper einpreßt und schließlich die Färbung in üblicher Weise zu Ende führt.
Das Prinzip der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß in einem HT-Behälter eine Färbeflotte mit den gewählten Druck- und Temperaturbedingungen angesetzt und von dort mittels Druck (Druckdampf, Preßluft, Pumpdruck) in einen anderen, dampfgefüllten sowie mit den Wickelkörpern aus Synthesefasern, z.B. aufgespulten Fäden oder Stückwarenwickeln auf Färbebäumen, beschickten Autoklav übergT.eitet wird. Dies geschieht derartig, daß man über entsprechend groß dimensionierte Rohrleitungen, Pumpen und ein Verteilerventil die Flotte gleichzeitig sowohl von innen als auch von außen in die Wickelkörper einpreßt. Auf diese Weise gelingt es, selbst bei texturierten Synthesefäden ohne Defoliation von Wickel und Fäden die Flotte in extrem kurzer Zeit gleichmäßig im Färbegut zu verteilen. Es werden dafür im allgemeinen Zeiten von weniger als 6o Sekunden, meistens sogar weniger als 30 Sekunden in Anspruch genommen. Dieses schnelle "Einschießen"
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der Färbeflotte erreicht man durch einen hohen Preßdruck auf der Seite des Ansatzbehälters (Druckdifferenz 5-10 at). Der Färbebehälter wird durch Druckdampf vorher entlüftet und gleichzeitig die Vare vorgewärmt. Das textile Material kann trocknen oder vorgewaschen sein, was sich im Färbebehälter selbst durchführen läßt.
Der Färbebehälter ist druckdicht, gut isoliert und mittels eines Wärmeaustauschers von hoher Kapazität versehen, um die Färbetemperatur konstant halten zu können. Die Flotte selbst wird im Aneatzbehälter auf etwa ikO C erhitzt, und sodann in den dampf gefüllten Färbebehälter eingepreßt. Im Rä*hmen dieses Vorganges kann der Färbebehälter, sofern der entsprechende Differenzdruck
ge
herrscht,auch bei schlossenem Ventil vollständig gefüllt werden, da mit steigendem Druck der vorher vorhandene Dampf kondensiert.
Eine Abwandlung dieses Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß der mit Druckdampf gefüllte Färbebehälter an eine absperrbare Kondensationsanlage angeschlossen wird. Dadurch bildet sich ebenfalls eine relative Druckdifferenz aus, wodurch es wiederum möglich ist, bei geschlossenem Entlüftungsventil den Färbebehälter ganz mit der Farbstoffzubereitung zu füllen. Es ist außerdem möglich, durch ein Teilvakuum im Färbebehälter nach der Dampfentlüftung aus einer absperrbaren Vakuumleitung einen relativen Unterdruck herzustellen. Es gibt also mehrere Verfahrensmöglichkeiten für die erfindungsgemäße Erzeu-
gung des Druckgefälles. Eine restlose Evakuierung des Färbebehälters ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren jedoch nicht notwendig.
Nachdem sich die gesamte Färbeflotte im Färbebehälter befindet, also nach abgeschlossenem Einschießen, wird mit Hilfe einer Zirkulationspumpe das Färbebad abwechselnd von innen nach außen und
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von außen nach innen durch den Materialwickel gepumpt. Die gewählte Färbetemperatur wird dabei aufrechterhalten. Nunmehr erfolgt in kurzer Zeit das endgültige Fixieren des Farbstoffes. Von Vorteil ist es, bei den unter diesen Temperaturbedingungen hohen Ziehgeschwindigkeiten mit genügend hohen Förderleistungen der Pumpe zu arbeiten. Oberhalb von 60 l/kg, min ergeben sich gute Färbeergebnisse. Bei schwieriger egal zu färbenden Farbstoffen oder Färbstoffkombinatxonen muß mit einer Förderleistung von mehr als 80 l/kg.min gearbeitet werden.
Durch das Kennzeichen der Zuführung der gesamten Färbeflotte in das Färbegefäß mit großer Geschwindigkeit auf und in das mehr oder weniger trockene Material in Form von Wickelkörpern unterscheidet sich das Verfahren von den bisher durchgeführten HT-Färbeprozessesn, die einschließlich ihrer Verfahrensvarianten in der Literatur ausgiebig diskutiert worden sind. Es wird also erfindungsgemäß nicht etwa nur ein Teil der Färbeflotte oder eine konzentrierte Farbstoffdispersion in den Färbebehälter eingebracht, sondern die gesamte Färbeflotte nahezu schlagartig eingepreßt. Daß unter diesen Bedingungen egale Färbungen zu erzielen sind, ist nicht vorausehbar gewesen, da alle Dispersionsfarbstoffe bei diesen Temperaturen ein außerordentlich hohes Ziehvermögen besitzen.
Es konnte außerdem nicht erwartet werden, daß die Farbstoffdispersionen bei so hohen Temperaturen, Druckdifferenzen und möglichen Turbulenzen noch für das Eindringen in Wickelkörper geeignet sind. Ferner ist es überraschend, das die Farbstoffdispersionen auch bei Kombination mehrer Dispersionsfarbstoffe unter
diesen erschwerten apparativen Bedingungen stabil bleiben und nicht zu Agglomerationen neigen.
Als wesentlicher Vorteil wirkt sich bei dem beanspruchten Verfahren die Tatsache aus, daß bei den angewandten hohen Tempera-
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türen das Ziehvermögen der Farbstoffe voll ausgenützt werden kann.
Das beschriebene Verfahren wird normalerweise in wäßrigem Medium vorgenommen; es kann jedoch auch ohne weiteres für das Färben aus organischen Lösemitteln Anwendung finden. Im letzteren Fall sind dann für die Verfahrensbedingungen selbstverständlich der für das betreffende Lösungsmittel typische Siedepunkt sowie Dampfdruck zu berücksichtigen.
Als Farbstoffe kommen verfahrensgemäß die üblichen Handelsmarken von Dispersionfarbstoffen in Pulverform oder in flüssiger Einstellung zur Anwendung. Derartige Farbstoffe sind im Colour Index, 3· Auflage, Band 2 unter der Klassenbezeichnung "Disperse Dyes" beschrieben.
Für die Durchführung des beanspruchten Verfahrens sind sämtliche Faserarten synthetischer Herkunft in jeder Verarbeitungsform geeignet, die nach HT-Färbemethode gefärbt werden können. Vorzugsweise wird das neue Verfahren jedoch für texturierte Faser aus Polyamid- und aus linearem Polyestermaterial angewendet, da solche Fasern infolge ihrer thermischen Vorbehandlung beim Texturieren besonders zu unegalem Färben neigen.
Beim Färben von Polyesterfasern sind außer Dispergier- und Egalisiermitteln und den Chemikalien zur pH-Einstellung keine weiteren Zusätze erforderlich. Die pH-Konstanz des Färbebades zwischen pH 4,5 und 5f5 ermöglicht die Reproduzierbarkeit der Färbungen mit Dispersionsfarbstoffen und wird durch bekannte, geeignete Puffersysteme erreicht. Es kann sowohl trockenes als auch nasses Material behandelt werden.
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Wichtig für ein egales Färben ist, daß die Flottenzirkulation beim Umschalten nicht unterbrochen wird, was wie allgemein bekannt durch eine Vierwegschaltung oder eine Klapp en steuerung erreicht wird.
In einigen Fällen, insbesondere beim Färben von aufgespultem Garnmaterial, hat es sich nach dem beanspruchten Verfahren als zweckmäßig erwiesen, die Vare während etwa 10 Minunten bei Temperaturen um 60 C mit einer wäßrigen Flotte enthaltend 1 bis 3 Gew. °/o vom trockenen Warengewicht, vorzugsweise 2 Gew. #, eines carrierähnlichen, die Durchfärbung begünstigenden Hilfsmittels bestehend aus
85 Gew. % Perchloräthylen und 15 Gew. 96 eines Emulgatorgemisches, beispielsweise
7i5 Gew. 56 des Umsetzungsproduktes von 1 Mol Ricinusöl mit 36 Mol Äthylenoxid
und
1 7,5 Gew. 56 tetrapropylenbenzolsulfosaurem
Calcium
vorzubehandeln. Anschließe«! kann man mit oder ohne Zwischenspülen die die Farbstoffzubereitung enthaltende heiße Flotte einschießen.
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Beispiel 1
Wickelkörper aus linearen, texturierten Polyesterfäden werden in einen Färbebehälter, geeignet für Hochtemperaturfärbungen, eingebracht; dieser Behälter wird daraufhin durch Sattdampf von 2 kp/cm entlüftet und mit der Ware vorgewärmt. Gleichzeitig wird in einem Ansatzbehälter die gesamte für die Färbung notwendige Flottenmenge vorbereitet, welche das 10-fache des Warengewichtes beträgt und - bezogen auf das trockene Warengewicht -
1,3 % des Dispersionsfarbstoffes der Formel
1 ccm/l Essigsäure (60
1 g/l 2,2*—dinaphthylmethan-6,6'-disulfonsaures Natrium
und
1 g/l des Onsetzungsproduktes von 1 Mol Isotridecylalkohol mit 8 Hol Äthylenoxid
enthält, über dem Flottenniveau wird ein Pressluftdruck von
5,5 kp/cm eingestellt.
Der unter Druck stehende Flottenansatz wird Jetzt auf 14O C erhitzt. Durch öffnen eines Sperrventils in einer geeigneten Verteilerleitung läßt man die erhitzte Flotte in den Färbebehälter innerhalb von 7-10 Sekunden eintreten. Dabei soll ein
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Einströmen der Farbstoffzubereitung in den Wickelkörper sowohl von innen als auch von außen erfolgen. Es stellt sich dann nach dem Beginn der Flottenzirkulation eine Mischtemperatur um 130 C ein. Bei wechselseitiger Flottenzirkulation wird nunmehr die Badtemperatur auf 135 C erhöht und die Ware wird 20 Minuten bei dieser Temperatur gefärbt. Abschließend wird das gefärbte Material auf übliche Weise reduktiv nachbehandelt und getrocknet.
Man erhält eine gleichmäßige Gelbfärbung.
Wird im obigen Beispiel anstelle des genannten Dispersionsfarbstoffes der Dispersiongsfarbstoff mit der Formel
0-(CH2)6-0H
verwendet, erhält man eine gleichmäßige Rotfärbung. Beispiel 2
Wickelkörper aus linearen, texturierten Polyester-Fäden werden in einen Färbebehälter eingebracht, der für Hochtemperaturfärbungen geeignet ist. In diesem Behälter wird die Ware zunächst bei 60 C mit Wasser gespült und die Spülflotte abgelassen. Danach wird zur Färbung des Fasermaterials wie in Beispiel 1 weiterverfahren, jedoch wird die Färbeoperation unter Verwendung von
Of7 i° vom Warengewicht eines Dispersionsfarbstoffes ays gleichen Anteilen von Verbindungen der Formeln
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-CH2OH
und
OH 0 OH
O OH
OH O NH-CH2OH
durchgeführt.
Man erhält eine gleichmäßige Blaufärbung.
Beispiel 3
Wirkware aus texturierten Polyesterfäden wird auf einen Färbebaum aufgewickelt in einen Färbebehälter gemäß Beispiel 1 eingebracht. Nach dem Schließen des Behälters wird die Ware 10 Minuten bei 60 C mit einer wäßrigen Flotte behandelt, die
2 i» von Warengewicht eines Hilfsmittelgemisches
aus
85 Gew. ?έ Perchloräthylen
7,5 Gew.$ des Umsetzungsproduktes von 1 Mol Rici-
nusöl mit 36 Mol Äthylenoxid und
7,5 Gew.96 tetrapropylenbenzolsulfosaurem Calcium
enthält. Anschließend wird diese Waschflotte mittels Preßluft in den Ansatzbehälter gedruckt und mit
0,95 $ vom Warengewicht des Dispersionsfarbstoffes der
Formel
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0tk io vom Warengewicht des Dispersionsfarbstoffes der Formel
N-R
(R = niedriges Alkyl)
und 1 g/l 2,2'-dinaphthylmethan-6,6'-disulfonsaurem Natrium sowie Essigsäure zur Einstellung des pH-Wertes von 4,5 versetzt.
Über der Ansatzflotte wird ein Druck von 6 kp/cm mit Preßluft erzeugt und die so vorbereitete Flotte auf 14O C erhitzt.
Die weitere Behandlung zur Färbung der Ware erfolgt sodann wie in Beispiel 1 beschrieben, jedoch mit 30 Minuten Färbezeit bei 130° C.
Man erhält eine gleichmäßige Grünfärbung. Beispiel h
Webware aus linearen Polyester-Fäden, wobei die Kette aus normalen Fäden, der Schuß aus texturierten Fäden besteht, wird auf einen Färbebaum gewickelt in einen Färbebehälter gemäß Beispiel 1 eingebracht. Nach dem Schließen des Behälters wird die Luft aus
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dem Behälter derartig entfernt, daß man am Boden des Gefäßes Sattdampf einbläst und die Luft durch die Überlaufleitung der offenen Zirkulation verdrängt. Sobald Dampf austritt wird die Überlaufleitung geschlossen. Das Einblasen von Dampf wird daraufhin solange fortgesetzt bis in dem Färbegefäß ein Innendruck von 1 kp/cm erreicht ist. Dieser Dampfdruck wird 5 Minuten lang aufrecht erhalten. Durch diese Behandlung wird eine Entlüftung des Textilmaterials und ein Vorwärmen des Apparates erreicht. Nach 5 Minuten wird der Sattdampf abgelassen und durch eine Kühlvorrichtung kondensiert. Dadurch wird der Druck im Färbebehälter erniedrigt.
Sodann wird die Färbeoperation wie in Beispiel 1 durchgeführt. Beispiel 5
Die Erwärmung des Färbebehälters und des Textilraaterials wird wie in Beispiel h jedoch mit überhitztem Wasserdampf von 130° C während 10 Minunten vorgenommen. Die Färbung erfolgt nach der anschließenden Druckverminderung gemäß Beispiel k.
Beispiel 6
Garnwickelkörper aus linearen Polyesterfasern und Zellwolle in einem Mischungsverhältnis 67 : 33 werden gemäß Vorschrift von Beispiel 1 behandelt und gefärbt.
Man erhält eine Gelbfärbung des Polyesterfaseranteils der Ware. Die Färbung des Cellulosefaseranteils kann unter Verwendung geeigneter Farbstoffe, wie z.B. Direkt-, Reaktiv- LeukokÜpenesterFarbstoff en und anderen einbadig oder zweibadig erfolgen.
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Beispiel 7
Maschenware aus linearen texturierten Polyesterfäden wird gemäß Beispiel h vorbehandelt. Nach dem Vorwärmen wird die Ware entsprechend Beispiel 1 gefärbt, jedoch unter Verwendung von
2,5 Ί° vom Warengewicht eines Dispersionsfarbstoffes,
der ein Gemisch aus verschieden bromiertem Diaminodihydroxyanthrachinonen mit weniger als 1 Brom pro Molekül Farbstoff darstellt.
Man erhält eine gleichmäßige Blaufärbung.
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Claims (2)

HOE 73/f 175 13 Patentansprüche:
1. Verfahren zum Färben von Textilmaterialien aus Synthesefasern oder aus Mischungen, die solche synthetischen Fasern enthalten, in Form von Wickelkörpern mit wasserunlöslichen Dispersionsfarbstoffen nach der Ausziehmethode, dadurch gekennzeichnet, daß man
das aufgewickelte Fasermaterial in einen druckdichten Färbebehälter bringt und durch Verdrängen der Luft sowie Füllen des Autoklavs mittels Sattdampf oder überhitztem Dampf auf Temperaturen zwischen 110° und H50 C erhitzt,
in einem davon getrennten, jedoch durch Leitungen damit verbundenen, ebenso druckdichten Ansatzbehälter die gesamte Färbeflotte zubereitet und
chfalls auf Temperaturen zwischen 110 und
i C erhitzt,
wobei durch besondere Steuerung der Temperatur innerhalb der genannten Grenzwerte und des Dampfdrucks in den beiden geschlossenen Systemen sichergestellt wird, daß es zur Ausbildung eines relativen Überdrucks von 5 bis 10 at (=^·,9 bis 9»81 bar) in dem Ansatzbehälter kommt bzw. man einen solchen durch Anlegen von Außendruck erzeugt, sodann die heiße Färbeflotte durch den Differenzdruck binnen 3 bis 60 Sekunden gleichzeitig von innen sowie von außen in die trockenen oder nassen Wickelkörper einpreßt und schließlich die Färbung in üblicher Weise zu Ende führt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdruck zur Überführung der Flotte aus-dem Ansatzbe-
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hälter in den Färbebehälter durch Druckluft erzeugt wird.
3· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Färbebehälter mit Sattdampf entlüftet und gefüllt wird und zur Erzeugung eines relativen Druckgefälles an eine absperrbare Kondensationsleitung angeschlossen ist.
k. Verfahren Ansprüchen 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Ware mit der wäßrigen Flotte eines Hilfsmittels bestehend aus
85 Gew.% Perchloräthylen und 15 Gew.% einer Emulgatormischung
vorbehandelt wird.
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