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Verfahren zur Verstärkung der Wirkung von Carriern beim Färben von
Polyesterfasern bzw. deren Mischgeweben
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Verstärkung der Wirkung von Carriern beim Färben von Polyesterfasern bzw. deren Mischgeweben.
Die Polyesterfasern bestehen aus Makromolekülen, die durch starke intermolekulare Bindungskräfte zusammengehalten werden. Sie weisen ausserdem eine kristalline, dicht gepackte Struktur auf, so dass die für die Diffusion von Farbstoffen notwendigen amorphen Bereiche sehr klein und relativ gering sind.
Auch fehlt es dieser Faser an solchen chemischen Gruppen, die sich mit dem Farbstoff verbinden. Aus diesem Grunde werden die Fasern beim Färben vor allem bei Temperaturen bis 1000C mit sogenannten Carriern behandelt, wobei nachgewiesenermassen die Wirkung der Carrier auf die Faser erfolgt. Erst so ist eine zufridenstellende Färbung möglich.
In der Praxis erfolgt die Carrierbehandlung während des Färbevorganges. Als Carrier dienen organische Verbindungen unterschiedlicher Konstitution. im wesentlichen sind es aromatische Kohlenwasserstoffe, Phenole, aromatische Chlorkohlenwasserstoffe, aromatische Carbonsäuren bzw. ihre Ester, und aromatische Äther.
Die Carrier weisen mehrere Nachteile auf. Sie verteuern das Färbeverfahren, sind teilweise toxisch und geruchsbelästigend und lassen sich nur schwer aus den Fasern auswaschen. Ausserdem kann bei ihrer Anwendung in Mengen von durchschnittlich 2 bis 6 g/l und mehr die Lichtechtheit der Färbung verschlechtert werden und es besteht die Gefahr der Bildung von sogenannten Carrierflecken auf dem Färbegut.
Es wurde gefunden, dass die Wirkung von Carriern ausserordentlich verstärkt wird, wenn man dem
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noch weniger der üblichen Mengen, z. B. 0,2-3 g/l, wenn man 1-4 g/l der genannten Polyphosphorsäuren oder deren Abkömmlinge verwendet. Dadurch werden die geschilderten Nachteile der Carrier weitest-
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Phältnis kleiner als 1 ist, bewährt.
Es handelt sich hiebei um eine völlig neue Wirkung der Polyphosphate, die aus den bisher bekannten Eigenschaften nicht abzuleiten war.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann sowohl zur Behandlung reiner Polyesterfasern als auch deren Mischungen mit Wolle, Baumwolle und Chemiefasern angewendet werden. Bei Polyestermischgeweben werden bei der Verwendung von üblichen Carriern zusammen mit Polyphosphaten ohne reduktive Zwi-
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schenreinigung beim Zweibadfärbeverfahren ausreichende bis gute Fabrikations- und Gebrauchsechtheiten erreicht. Im Einbadverfahren ist unter anderem die Wolle durch oberflächlich anhaftenden Dispersionsfarbstoff weniger angeschmutzt.
Es wurde ferner gefunden, dass man das erfindungsgemässe Verfahren dadurch noch verbessern kann, dass man die Behandlung mit der herabgesetzten Carriermenge vor dem Färben bei Kochtemperaturen durchführt, während der Zusatz der Polyphosphorsäuren bzw. deren Salze im Färbebad selbst erfolgt. Es ist auch möglich, einen Teil der zu verwendenden Polyphosphate gleichzeitig mit dem Carrier in der Vorbehandlung zuzugeben und den Rest im eigentlichen Färbebad einzusetzen. Zur Durchführung dieser Verfahrensweise eignen sich durchwegs alle üblichen und bekannten Waschaggregate ; besonders vorteilhaft sind jedoch für stark toxische Carrier geschlossene Waschaggregate, wie z. B. die Rotowa-Schleuderwaschmaschine der Firma Heberlein & Co., Wattwill (Schweiz), zur Carrierbehandlung zu verwenden.
Der Vorteil dieser Arbeitsweise gemäss der Erfindung liegt darin, dass man während des Färbevorganges die teilweise toxischen Carrier und ihre unerwünschten Nebenwirkungen, wie Geruchsbelästigung, ausschalten kann, ohne dass die Wirkung der Carrier herabgesetzt wird.
Die Durchführung dieser Ausführungsform des Verfahrens gemäss der Erfindung erfolgt am zweckmässigsten so, dass man das Polyestergewebe 30 min bei Kochtemperatur in einer Flotte behandelt, welche die erforderliche Carriermenge enthält. Anschliessend wird ohne zu spülen bei 1100C getrocknet.
Beim folgenden Färbeprozess wird die Färbeflotte auf den erforderlichen pH-Wert eingestellt, der Dispersionsfarbstoff zugegeben und in Gegenwart von Polyphosphaten 1-1 1/2 h gefärbt.
Die Überlegenheit dieser Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird durch folgende Versuche veranschaulicht : ct) Bei Kochtemperatur wird ein Polyestergewebe 30 min lang mit 4 g/l Trichlorbenzol vorbehandelt und anschliessend in einem Bad (weiches Wasser, Flottenverhältnis 1 : 30), das 2 g/l Ultraphosphat mit
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: 1stehenden Konstitution
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enthält, 1 h bei Kochtemperatur und bei PH 5 (mit 30% figer Essigsäure eingestellt) eingefärbt, anschliessend warm und kalt gespült und an der Luft getrocknet. Man erhält so eine Färbung in einem tiefen blauen Farbton.
ss) Um bei dem gleichen Polyestergewebe in einer Normal-Carrierfärbung mit dem gleichen Farbstoff und der gleichen Farbstoffmenge wie unter a) die gleiche Farbtiefe ohne erfindungsgemässe Vorbehandlung und ohne Polyphosphate zu erreichen, muss man dem Färbebad 14 g/l Chlorbenzoläther als Carrier zusetzen.
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Beispiel l : a) Es wird ein Mischgewebe, das aus 4. 51o Wolle und 55% Polyester (Kondensationsprodukt aus Glykol und Terephthalsäure) besteht, im Zweibadverfahren wie folgt gefärbt :
Polyesteranteil :
Das Bad (weiches Wasser, Flottenverhältnis 1 : 30), welches das Mischgewebe enthält, wird auf 500C vorgeheizt.
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g/l desPH 5, 5 eingestellt.
In dieser Flotte lässt man 15 min vorlaufen und setzt dann einen handelsüblichen Dispersionsfarbstoff der unter et) angegebenen Konstitution zu. Nach weiteren 10 min wird innerhalb 30 min zum Kochen getrieben. Bei Kochtemperatur wird 120 min gefärbt, anschliessend kalt gespült und reduktiv 30 min bei
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25%ig,0, 5 g Levapon CA (Lexikon Textilveredlung und Grenzgebiete, C. H. Fischer-Bobsien, Ausgabe
1960, S. 1141) enthält. Schliesslich wird warm und kalt gespült und an der Luft getrocknet.
Wollanteil : Der Wollanteil wird mit 10/0 handelsüblichem Wollfarbstoff der nachstehenden Konstitution
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in kochender Flotte und bei dem gleichen Flottenverhältnis und dem gleichen PH- Wert wie bei der Poly- esterfärbung 60 min gefärbt. Anschliessend wird warm und kalt mit Wasser gespült und an der Luft ge- trocknet.
Der Polyesteranteil erfährt im Verlaufe der reduktiven Zwischenreinigung und des Färbeprozesses im Wollfärbebad eine Aufhellung. Die Färbung besitzt folgende Echtheiten :
Lichtechtheit : 4-5
Reibechtheit : Trocken : 5, nass : 4
Wasserechtheit : Abbluten auf Baumwolle : 3-4
Abbluten auf Wolle : 3
Abbluten auf Polyester : 3-4. b) Es wird wie unter la) gearbeitet, jedoch nur noch 0,2 g/l des organischen Carriers zusammen mit 1 g/l Dinatriumdiphosphat ohne Dispergiermittel zugegeben. Die so erhaltene Ausfärbung ist farbtiefer als die nach la). Die Aufhellung während der Wollfärbung ist ebenfalls geringer.
Lichtechtheit : 5 Reibechtheit : Trocken : 5, nass : 3-4
Wasserechtheit : Abbluten auf Baumwolle : 3-4
Abbluten auf Wolle : 3
Abbluten auf Polyester : 3. c) Die Arbeitsweise ist hier die gleiche wie unter la). Als Carrier werden 0,5 g/l des aromatischen Äthers nach la) und 1 g/l Grahamsalz verwendet.
Diese Ausfärbung übertrifft la) und lb) in Farbtiefe. Während der Wollfärbung ist kaum noch eine Aufhellung der Polyesterfasern festzustellen.
Lichtechtheit : 5-6
Reibechtheit : Trocken : 4-5, nass : 3-4
Wasserechtheit : Abbluten auf Baumwolle : 4
Abbluten auf Wolle : 3-4
Abbluten auf Polyester : 4. d) Es wird unter sonst gleichen Bedingungen wie unter la) - 1c) gearbeitet und der unter la) verwendete Carrier in einer Menge von 0,2 g/1 zusammen mit 0,5 g/l Dispergiermittel nach la) eingesetzt.
In der Farbtiefe liegt diese Färbung weit hinter den Ergebnissen von la) bis Ic) zurück. Auf Echt- heitsprüfungen wurde daher verzichtet. e) Diese Färbung wurde unter sonst gleichen Bedingungen wie die vorangegangenen, jedoch ohne Carrierzusatz und nur in Gegenwart von 0,5 g/l Dispergiermittel durchgeführt.
Da diese Färbung noch farbschwächer ist als die unter Id) erhaltene, sind auch hier keine Echtheitsprüfungen vorgenommen worden.
Beispiel 2 : In dieser Versuchsreihe wird wie bei den Färbungen im Beispiel 1 gearbeitet.
Ausgefärbt wird ein Mischgewebe Wolle/Polyester, das einen optischen Aufheller enthält, wie dies
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in der Praxis bei Umfärbern vorkommt. Ausserdem wird in dieser Versuchsreihe das Verhalten der Poly- phosphate im Vergleich zu den üblichen Carriern bei den in der Praxis gebräuchlichen Zwischen- reinigungsmethoden untersucht und zu diesem Zweck nach der Polyesterfärbung das Gewebe in drei Ab- schnitte aufgeteilt.
Bei Abschnitt A wird ohne weitere Zwischenreinigung der Wollanteil gefärbt.
BeiAbschnitt B wird reduktiv zwischengereinigt wie unter la) und beiAbschnitt C wird einewäsche mit einem Fettalkoholsulfonat bei PH 5 und 700C 30 min durchgeführt.
Die Abschnitte B und C werden anschliessend warm und kalt gespült und dann der Wollanteil einge- färbt.
L A) Arbeitsweise nach Beispiel la), jedoch ohne Zwischenreinigung.
B) Arbeitsweise nach Beispiel la) mit reduktiver Zwischenreinigung.
C) AnalogeArbeitsweise wie vorstehend, Zwischenreinigung mit 1 g/l eines fettalkoholsulfonat- haltigen Waschmittels (Dudipon 1100 konz., Firma Diersch & Schröder, Chemische Fabrik,
Bremen). n. A) Arbeitsweise nach Beispiel la) unter Verwendung von 0,2 g Carrier vom Typ eines Chlor- benzoläthers, 1, 0 g/l Grahamsalz, 3% Farbstoff gemäss Beispiel la). Auch hier wurde ohne
Zwischenreinigung der Wollanteil gefärbt.
B) Es wurde wie unter L B) reduktiv zwischengereinigt.
C) Es wurde mit 1 g/l Dudipon 1100 konz. zwischengereinigt.
Die Färbungen dieser Serie bestätigen die Ergebnisse der Färbungen des B ispiels 1. Auch hier wird die Farbtiefe, wie sie mit 2 g/l des bisher üblichen Carriers erzielt wurde, mit 0,2 g/l des üblichen
Carriers und 1 g/l Grahamsalz erreicht. Die Echtheiten dieser Färbungen auf dem Mischgewebe, das einen optischenAufheller enthält, liegen auch unter Berücksichtigung der geprüften Zwischenreinigungsmethoden in der gleichen Grössenordnung.
Beispiel 3 : Es werden im Einbadfärbeverfahren der Polyester- und Wollanteil gleichzeitig eingefärbt und wie folgt gearbeitet : a) Dem 50 C heissen Bad (weiches Wasser, Flottenverhältnis 1 : 30), das das zu färbende Gewebe enthält, wird Chlorbenzoläther als Carrier und Dinaphthylmethansulfonat zugegeben und ein PH-Wert von 5,5 mit Essigsäure eingestellt. Anschliessend wird 30 min vorlaufen gelassen und der Dispersionsfarbstoff und Wollfarbstoff in analoger Weise wie in Beispiel la) dem Bad zugegeben. Nach 10 min wird innerhalb 30 min zum Kochen erhitzt und bei Kochtemperaturen 2 h gefärbt ; dann wird warm und kalt gespült und bei PH 5 mit dem Waschmittel nach Beispiel 2 bei 500C nachgewaschen. Nach warmem und kaltem Spülen wird an der Luft getrocknet.
Die auf diese Weise erhaltene Färbung zeigt eine bessere Farbtiefe als die nach Beispiel la), weist jedoch den Nachteil auf, dass die Echtheiten ungünstiger sind.
Lichtechtheit : 4-5 Reibechtheit : Trocken : 3-4, nass : 2-3
Wasserechtheit : Abbluten auf Baumwolle : 3
Abbluten auf Wolle : 3
Abbluten auf Polyester : 3. b) Es wird analog 3a) gearbeitet, jedoch die Menge des organischen Carriers auf 0,2 g/l reduziert und 1,5 g/l Dinatriumdiphosphat zugegeben.
Die nach diesem Beispiel erhaltene Färbung ist farbschwächer als die unter 3a). Der Farbton ist etwas gelber, jedoch sind die Echtheiten besser als unter 3a).
Lichtechtheit : 6-7
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salz eingesetzt.
Bei etwas stumpferem Farbton wird die Farbtiefe von 3a) erreicht bzw. gering übertroffen, In den Echtheiten liegt auch diese Färbung günstiger.
Lichtechtheit : 5-6
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Reibechtheit : Trocken : 3-4, nass : 2
Wasserechtheit : Abbluten auf Baumwolle : 3-4
Abbluten auf Wolle : 3-4
Abbluten auf Polyester : 3-4.
Beispiel 4 : a) Es wird analog Beispiel la) gearbeitet, ein Carrier vom Typ eines Chlorbenzol- äthers und Serilschwarz BRL, Handelsprodukt der Firma The Yorkshire, Dyeware & Chem. Co. Ltd., Leeds, England, als Farbstoff (40/0) eingesetzt, wobei folgende Carriermengen zur Anwendung gelangen :
2 g/l Chlorbenzoläther + 0,5 g/l Dinaphthylmethansulfonat
4 g/l Chlorbenzoläther + 0,5 g/l Dinaphthylmethansulfonat
6 gjl Chlorbenzoläther + 0,5 g/l Dinaphthylmethansulfonat.
Mit 2 g/l Chlorbenzoläther wird eine dunkelgraue Färbung erzielt. Mit der Erhöhung der Carriermenge von 4 bis zu 6 g steigt die Farbtiefe und man erhält letzten Endes einen blauschwarzen Farbton. b) Es wird analog 4a) gearbeitet unter Verwendung von Trichlorbenzol und verschiedenen Polyphosphaten in folgenden Mengen :
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0,2 g/l Trichlorbenzol + 2 g/l Dinatriumdiphosphat.
0,5 g/l Trichlorbenzol + 1 g/l Ultraphosphat mit einem NaO : P -Vediältnis von 0, 98 : 1.
0, 5 g/l Trichlorbenzol + 1 g/l Dinatriumdiphosphat.
Ein Vergleich der nach a) und b) erhaltenen Resultate ergibt, dass die Anfärbungen unter Verwendung
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phat bessere und deutlich intensivere Anfärbungen liefern, als dies bei der Verwendung von 2 g/l Carrier nach a) der Fall ist. Die Färbungen mit 0,5 g/l Trichlorbenzol + 1 g/l Ultraphosphat bzw. 1 g Dinatriumdiphosphat zeigen eine wesentlich bessere Farbtiefe als die Färbungen mit 6 g/l Carrier nach a).
Prüfungen des Faserquerschnittes haben ergeben, dass bei Verwendung der Polyphosphate gemeinsam mit geringen Carriermengen gleich gute Durchfärbungen wie bei der Verwendung grösserer Mengen der üblichen organischen Carrier erzielt werden.
Beispiel 5 : a) Ein Polyestergewebe wird bei Kochtemperatur 30 min in einem Bad bei einem Flottenverhältnis von 1 : 30 mit 0,2 g/l Trichlorbenzol behandelt und anschliessend ohne zu spülen bei 1100C getrocknet. Das so vorbehandelte Polyestergewebe wird in ein Färbebad (weiches Wasser, Flottenverhältnis 1 : 30), das 40/0 eines handelsüblichen Dispersionsfarbstoffes, wie er in Versuch a) verwendet wurde, 0, 5 g/l Dinaphthylmethansulfonat als Dispergiermittel enthält und mit 30goriger Essigsäure auf einen pH-Wert von 5 eingestellt war, eingebracht und 1 h bei Kochtemperatur eingefärbt.
Anschliessend wird warm und kalt gespült und an der Luft getrocknet. b) Ein Polyestergewebe wird der gleichen Vorbehandlung wie unter 5a) mit Trichlorbenzol unterworfen und anschliessend in gleicher Weise eingefärbt, wobei jedoch an Stelle des Dinaphthylmethansulfonats 2 g/l Grahamsalz eingesetzt werden.
Die Färbung nach 5b) ist merklich farbtiefer als die nach 5a).
Beispiel 6 : a) Es wird analog Beispiel 5a) gearbeitet, jedoch werden als Carrier4g/l Chlor- benzoläther eingesetzt. b) Die Arbeitsweise ist analog 6a), jedoch erfolgt die Vorbehandlung nur mit 2 g/l Chlorbenzol- äther und 2 g/l Dinatriumdiphosphat. Die Ausführung erfolgte gemäss 5a), jedoch wurden an Stelle von Dinaphthylmethansulfonat 2 g/l Grahamsalz eingesetzt.
Die nach 6a) erhaltene Ausfärbung, die im Vergleich zu 6b) die doppelte Carriermenge enthält, ist deutlich farbschwächer als 6b).
Beispiel 7 : a) Es wird analog Beispiel 5a) gearbeitet, jedoch die Carriermenge von 0, 2 auf 2 g/l Trichlorbenzol erhöht.
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b) Arbeitet man unter den gleichen Bedingungen wie unter 7a), führt jedoch die Ausfärbung in Gegenwart von 2 g/l Ultraphosphat mit einem Na2O : P2O5-Verhältnis von 0, 98 : 1 anStelle des Dinaphthyl- methansulfonats durch, so wird eine Ausfärbung erhalten, die wesentlich farbtiefer ist, als die entsprechend der Arbeitsweise nach 7a) erzielt wird.