DE2057230B2

DE2057230B2 - Verfahren zum unregelmaessigen faerben von cellulosefasern

Info

Publication number: DE2057230B2
Application number: DE19702057230
Authority: DE
Inventors: Hans Ulrich von der Dipl Chem Dr 6000 Frankfurt Fink Dons Jutta 6230 Frankfurt Höchst Eltz
Original assignee: Farbwerke Hoechst AG, vormals Mei ster Lucius & Bruning, 6000 Frankfurt
Priority date: 1970-11-20
Filing date: 1970-11-20
Publication date: 1973-06-07
Also published as: CH554710A; GB1368129A; CH1671571A4; US3787175A; NL7115668A; IT940683B; SE365265B; BE775580A; FR2115278A1; ES397030A1; CA962009A; FR2115278B1; ZA717748B; DE2057230A1; DE2057230C3; AU3587271A

Description

Aus der deutschen Patentschrift 1 244 104 ist es bekannt, cellulosehaltiges Garn mit Reaktivfarbstoffen unregelmäßig in der Weise zu färben, da^p nach dem Verweben oder Verwirken der gefärbten Ware kein Farbrapport auf den daraus gefertigten Textilien erscheint. Gemäß dieser Färbet&Jmik, welche die Praxis a!- »Space-Dyeing« bezeichnet, wird in das aufgespulte Fasermaterial an verschiedenen Stellen eine alkalische Reaktivfarbstofflösung eingespritzt, und danach wird der Garnwickel sich selbst so lange überlassen, bis der Farbstoff chemisch mit der Cellulose reagiert hat.

Werden andererseits nach dieser Arbeitsweise, wie in der österreichischen Patentschrift 104 3"?9 beschrieben, für die Injektionslösung Direktfarbstoffe eingesetzt, so kommen die auf diesem Weg unregelmäßig gefärbten Ga: e Tür bestimmte Textilartikel nicht in Betracht, weil Färbungen mit diesen Farbstoffen schlechte Naßechtheiten aufweisen. Dagegen besitzen Färbungen mit Reaktivfarbstoffen in dieser Hinsicht wesentlich bessere Echtheitseigenschaften, jedoch stellt die Anwendung dieser Farbstoffklasse gemäß dem Stand der Technik aus der deutschen Patentschrift 1 244104 einen relativ langwierigen Prozeß dar, zumal ausgedehnte Verweilzeiten zur Fixierung der Farbstoffe auf der Faser benötigt werden, was letztlich auf eine Verminderung der Produktionsgeschwindigkeit hinausläuft. Gegenüber dem I insatz von Substantivfarbstoffen unterliegt die Herstellung von solchen Färbungen mit Reaktivfarbstoffen noch dem zusätzlichen Nachteil, daß letztere im allgemeinen mit deutlich höheren Farbstoffkosten verbunden ist. Schließlich können bei den bisher bekannten Verfahren zum unregelmäßigen Färben von Wickelkörpern mittels Injektion von Farbstcfflösungen nur so viele Farbtöne in der Spulenwicklung erzeugt werden, wie Injektionsstellen voihanden sind.

Es wurde nun gefunden, daß sich auf cellulosehaltigen! Garn oder" Kardenband durch Injektion von Färbeflüssigkeit an mindestens einer ausgewählten Stelle in das aufgewickelte Fasermaterial sehr echte, bezüelich Produktionsgeschwindigkeit günstigere sowie im Hinblick auf die Farbstoffkosten — besonders in tiefen Tönen — preiswerte, vielfarbige, d. h. mehr Nuancen als Injektionsstellen aufweisende, unregelmäßige Färbungen, bestehend aus Kem und davon in der Nuance abweichender Randzone, erzielen lassen, wenn man die Wickelkörper aus dem Textilgut zuerst mit einer alkalisch wirkende Substanzen und zur Azokupplung befähigte Komponenten enthaltenden wäßrigen Flotte imprägniert und anschießend zur Entwicklung der Azofarbstoffe in die so behandelte Ware eine oder mehrere schwach saure wäßrige Lösungen einspritzt, die Mischungen aus mindeste!..» zwei Diazoniumverbindungen von aromatischen Aminen von un'erschiedlichem Diffusionsvermögen enthalten.

Die für die Durchfüh.ung des zuvor beschriebenen Verfahrens eingesetzten Kupplungs- und Diazokomponenten. wie auch der Kupplangsprozeß selbst, sind aus der Eisfarbentechnik hinlänglich bekannt. Auch die Entwicklung von Azofarbstoffen auf der Faser durch Kuppeln mit Mischungen von mehreren Di azoni um verbindungen auf eine einzelne Kupplungskomponente wird seit langer Zeit praktiziert. Es w.u daher besonders überraschend, als es sich im Verlau; des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigte, daß Diazokomponenten auf Cellulosematerialien zum Teil derart unterschiedlich diffundieren, so daß man dadurch in die Lage versetzt ist, beim Injizieren einer Mischung von Diazokomponenten mit solchem Verhalten in eine mit einer Kupplungskomponente vorbehandelte Spule im Bereich der Einspritzstelle einen aus der Mischfarbe bestehenden inneren Kern und eine in der Nuance davon abweichende Randzonc zu erhalten Vom Färben aus langer Flotte im Färbeapparat, welches der Injektionsmethode im Prinzip entspricht, sind vergleichbare Effekte bisher nicht jeläufig.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erfok'i die Vorbehandlung der aufgespulten Garne mit den Alkali und Kupplungskomponenten enthaltenden Imprägnierungsflotten vorteilhaft in einem Färbeapparat, z. B. einer Kreuspulenfärbevorrichtung. Dadurch erreicht man. daß eine große Anzahl von Spulen gleichzeitig grundiert wird, weshall· dieser Verfahrensschritt praktisch keine Herabsetzung der Produktionsgeschwindigkeit bedeutet, insbesondere da die zweite Partie schon imprägniert werden kann, während die Garnwickel der ersten Partie mit der Lösung der Diazokomponenten injiziert werden. Außerdem ist man in der Lage, einen Vorrat von mit Alkali und Kupplungskomponente vorhehandelten Wickelkörpern zu erstellen, von dem jederzeit eine beliebige Menge abberufen werden kann, weil die grundierten Spulen nach dem Trocknen praktisch unoegrenzt lagerstabil sind, sofern man für eine den Zutritt von Feuchtigkeit ausschließende Aufbewahrung Sorge trägt.

Zur Grundierung des aufgespulten Garns kommen verfahrensgemäß Kupplungskomponenten mit bevorzugt substantivem Charakter gegenüber dem Fasermaterial in Betracht. Hierbei handelt es sich um Verbindungen, die in Nachbarstellung zu einer Hydroxygruppe kuppeln und keine löslich machenden Gruppen aufweisen, insbesondere Arylamide von aromatischen oder heterocyclischen o-Hydroxycarbonsäuren oder von Acylessigsäuren sowie andere aroma-

tische oder heterocyclische Hydroxyverbindungen und Verbindungen, die eine enolisierbare oder enolisierte Ketomethylengruppe enthalten, welche sich in einem heterocyclischen Ring befindet. Derartige Substanzen sind beispielsweise Arylamide der 2,3-Hydroxynaphthoesäure, der 2-Hydroxyanthracen-3-carboήsäuτe. der 4 - Hydroxydiphenyl - 3 - carbonsäure, der 2-Hydroxycarbazol - 3 - carbonsäure, der 3 - Hydroxydiphenylenoxyd-2-carbonsäure, der 3-Hydroxydiphenylensulfid - 2 - carbonsäure, der Acetessigsäure oder der Benzoylessigsäure. Weiterhin haben sich unter anderem Hydroxybenzole, Polyhydroxybenzole. Hydro^ynaphthaline und Pyrazolone als ceeienei erwiesen, die gegebenenfalls durch nichtionogene Reste substituiert sind.

Als Alkali läßt sich in den Grundierungsfiouen jede beliebige anorganische, alkalisch wirkende Substanz \crwenden; vorzugsweise wird jedoch Natronlau·. ■ ngeseizt. Die ;en Flotten können zur besseren Jurdidringung des Ga.Tis noch handelsübliche, nichtioiio-cne oder anionische Netzmittel. z.B. auf B:;sis de: ^:- msetzungsproduktc von Alkvlenoxvden mit Λ¹. .phenolen, von Gemischen ai-, höheren Oxalkyl;,!c.i \on A'kanolen bzw. Alkylphenolen und Alky'isdv-e'Vlsaureesttrn von Alkan- bzw. Alkylar\!suifo'nsiiur-ii oder von Naphthalinsulfonsäurederivaten. ziii:'"^¹-''^¹ werden.

η·;.· Behandlung des Fasermateriai:·, mit den Impr -nicrungsbädern 'vird während 10 bis 40 Minuten. vim .-■!;;-weise 30 Minuten, bei Temperaturen von 20 bjv "ü ( . bevorzugt Raumtemperatur, vorgenommen. Vieh der Grundierung werd:n d'e Garnwickel abiic-viileudert oder abgesaugt, und dieselben können in ·'. ;^er Form unmittelbar der Injektionsoperation ziiLviuhrt werden. Eine Zwischentrocknung der vorpf.;;\;nertcn Ware ist an sich nicht erforderlich. er-'Iμ allerdings bei der nachfolgenden Injektion eine höhere Hottenaufnahme. weil das Fasermaterial in trockenem Zustand besser saugfähig ist.

\K [diazoniumverbindungen für die Entwicklung de; X/ii'arbstoffe können verfahrensgemäß alle primären aromatischen Amine eingesetzt werden, die mit den vorstehend genannten Kupplungskomponenten u.i^erunlösliche Mono-, Dis- oder Polyazofarbstoffe er-iehen. also auch Tetrazoniumverbindungen von aromatischen Diaminen, ebenso die durch Stabilisierung aus den entsprechenden Aminen erhaltlichen [ chtfarbesalze Die hier geeigneten Amine, zu denen auch Aminoazofarbstoffe zählen, besitzen keine ionoiienen Substituenten.

Die Feststellung der für das erfindungsgemäße Verfahren geeigneten Mischungen von Diazokomponente!! gestaltet sich für den Fachmann sehr einfach und relativ schnell. Für die Auswahl von im Farbton interessierenden Produkten steht eine große Anzahl von Musterkarten der Fa-bstoffherstcller zur Verfugung. Zur Prüfung der Diazokomponente!! im Hinblick auf ihr Diffusionsvcrmögen werden von den ins Auge gefaßten Substanzen wäßrige Lösungen hergestellt, aus mindestens zwei solcher Lösungen eine Mischung zusammengesetzt und davon jeweils eine kleine Menge auf ein vorher mit der alkalischen Lö: ung einer Kupplungskomponente grundiertes und getrocknetes Filtrierpapier getropft. Bei Mischungen von unterschiedlich diffundierenden Einzclbestandteilen der Kombination entsteht im Verlauf der Probe auf der Unieilagc ei.ie — gegenüber dem Zentrum der Auftragstolle -·■ andersfarbige Randzone. Durch Mischungen von mehr als zwei unterschiedlich diffundierenden Diazokomponenten kann die Vielfalt der entstehenden Nuancen noch wesentlich erhöht werden. Entsprechend läßt sich bei Dreierkombinationen auf Grund des Farbtons des inneren Fleckes und an der bzw. den andersfarbigen Randzonen sowie deren Breite genau erkennen, ob bzw. wie stark die Einzelbestandteile der Mischung unterschiedlich difiundieren. Diese Fließeffekte gehen vom Zentrum aus nach und nach in den reinen Farbton des Farbstoffes aus der am schnellsten und am weitesten diffundierenden Diazokomponente über.

Entsprechend den weiteren Maßnahmen zur Durchfühiung der Erfindung wird die saure Lösung der Diazoniumverbindungen unter Druck an mindestens einer Stelle in den mit der Kupplungskomponente vorbehandelten Wickelkörper gespritzt. Hierbei breitet sich die Injektionsflüssigkeit längs der Einspritzzone begrenzt aus. so daß in dem aufgespulten Materia! gefärbte und ungefärbte Bereiche verschiedener Länge und vclüg unregelmäßiger Anordnung erzeugt werden. Selbstverständlich kann die Menge der eingespritzten Diazoniumverbindungen variiert werden. Sie hängt von dem gewünschten Verhältnis von gefärbtem zu ungefärbtem Garn ab. Das Einspritzen der Flotte kann einzeln oder an mehreren getrennten Stellen zugleich erfolgen, wobei zur Erzielung eines bestimmten Musters die Einspritzstellen natürlich in bestimmter Weise gewählt weiden müssen. Ebenso können erfindungsgemäß zur Herstellung eines mehrfarbig gefleckten Fadens Diazoniumlösungen. die bei der Entwicklung mit der Kupplungskomponente verschiedenfarbige Musterungseffekte ergeben, separat oder gleichzeitig in die Wicklung gepreßt werden.

Der injektionsmechanismus enthält als hauptsächlichsten Bestandteil eine hohle Einstechnadcl. deren Schaft perforiert ist (weitere Einzelheiten s. Astrodyed® Technical Manual, Astro Dye Works. Inc., Calhoun. Georgia 30 701 USA, S. 12. Fig. 14). Die Länge dieser Nadel entspricht etwa der Dicke der zu behandelnden Spulenwicklung. Der Injektionsnadelträger läßt sich in seiner Stellung derart verändern, daß die Einstechnadel mit ihrer Spitze den Wickelkörper von der äußeren Garnlage her bis zur gewünschten Position im Inneren der Wicklung hin durchdringt und der Durchfluß der Flotte einsetzt. Durch rückläufige Bewegung des Nadelträgers wird der Flüssigkeitszufiuß wieder unterbunden.

Im allgemeinen werden zur Kupplung nach dem neuen Verfahren schwach saure, wäßrige Lösungen der Diazokomponenten in das aufgewickelte Fasermaterial injiziert. Der pH-Wert dieser Lösungen wird dabei mittels dafür bekannter Puffergemische oder schwacher Säuren, vorwiegend Essigsäure, auf den Bereich zwischen 4.5 und 6,9 eingestellt. Mitunter ir.t es vorteilhaft, den Injektionslösungen noch handelsübliche, niciitionogcne Dispergiermittel, z. B. auf Basis Jer Uinsetzungsprodukte von Alkylenoxyden mit Kresol-Campher-Harzen, oder von Gemischen aus oxalkyliertcn Fettalkoholcn und höhermolekularen Polyglykoläthern, zuzufügen. In den meisten Fällen werden Injektionsflüssigkeiter. von etwa Raumtemperatur angewendet.

Dabei hat es sich überraschenderweise noch gezeigt, daß durch besondere Auswahl der eingesetzten Säure bzw. des Alkalibindemittels in den einzuspritzenden Diazoniumlösungen der Diffusionsgrad der Einzelkomponenten verändert werden kann und damit eine

weitere Möglichkeit zur Beeinflussung der flirbci ischen Effekte durch Variation des pH-Wertes J^r Injektionsflüssigkeiten gegeben ist. So wird im allgemeinen in »stärker« saurem Medium, d. h. durch Zugabe von überschüssiger Säure zur Diazolöung, die Kupplungsgeschwindigkeit herabgesetzt und damit der Diffusionsgrad erhöht. Wenn man beispielsweise eine Diazolösung. welche unter neutralen Bedingungen kuppelt, verfahrensgemäß im sauren Milieu einsetzt, so wird diese — ehe es zur Kupplung kommen kann — sich so lange in der Spulenwicklung ausbreiten, bis der pH durch Aufnahme von Alkali aus der Grundierung den für die Farbstoffbildung mit dem Naphthoiat erforderlichen Wert erreicht hat.

Interessante modische Effekte lassen sich auch dadurch erzielen, daß an einer Injektionsstelle nur eine einzige Diazokomponente eingespritzt wird, welche z. B. mit der vorher aufgebrachten Kupplungskomponente ein tiefes Blau ergibt, während man bei den übrigen Injektionsstellen Lösungen aus Gemischen ■on \erschieden diffundierenden DiazoKomponenten 'erwendet.

Im Anschluß an die Injektion der Diazokomnonenten werden die Spulen für eine kurze Zeitdauer, gegebenenfalls bis zu 5 Minuten, verweilen gelassen und danach wie üblich nachbehandelt sowie getrocknet. Die crfindun2ssemäß erzeugten Färbungen weisen die für Eisfarben typisch guten Echtheilseigenschaften auf.

In den nach dem beanspruchten Verfahren gefärbten textlien Artikeln können die Ceüulosefascrn in nather oder regenerierter Form vorliegen. Die für das Farben von Garn gemachten Aussagen treffen gleichermaßen auch für Kardenband zu.

Das nachstehend beschriebene Beispiel soll die Durchführung des beanspruchten Verfahrens naher erläutern, ohne es jedoch in irgendeiner KiiiMch; auf die dort gezeigten Bedingungen zu beschränken

Beispiel

650 g aufgespultes Baumwollgarn werden in einem Fiirbeapparat im Flottenverhältnis von I : 25 sowie he; 20" C für 30 Minuten mit dem nachstehend beschriebenen Grundierungsbad behandelt. Daraufhin uird dei Wickelkörper abgeschleudert und getrocknet Ir: den so imprägnierten Garnv ekel werden nun an getrennten Stellen der Spulenwick'iing die unten eingegebenen Injekiionslösungen al und b) injiziert, wobei die Flottenaufnahme durch das Fasernverial 150'.. bezogen auf das Gewicht der trockenen Ware. beträgi Do..; in dieser Weise gefärbte Textilmaterial wird sodann 5 Minuten stehengelassen und abschließend 1111 Färbeapparat wie üblich nachbehandelt und getrocknet.

Grundierunasbad

3.5 g der Verbindung der Formel

CH₃-CO -CH₂- CO — NH

-NH-CO-CH₂-CO-CH,

CH₃ CH,

werden in .'.5 ecm denaturiertem Äthylalkohol. 3.5 ecm Natronlauge von 38 Be und 7 ecm warmem Wasser gelöst. Die so erhaltene Lösung wird mit 5 g eines Netzmittels ;.\if Basis von Gemischen aus höheren Oxalkvlaten und Alkanolen bzw. Alkylphenolcn und Alkylschwefelsäureestern von A'kan- bzw. Alkylarjlsulfonsäuren versetzt und durch Auffüllen mit Wasser von 30 C" au." i 1 eingeteilt.

Injektionslösung I) setzt sieh aus einer Zweiermischung von etwa gleichen Gewichtsmengen der folgenden Lösungen 1 a) und I b) zusammen.

Lösung I al
Ein Liter Wasser enthält 17 g des Amins der Formel

OCH,

NH,

CH.

2 I I₅

SO, — N

C₂H₅

das mittels Natriumnitrit und Salzsäure diazotiert wurde und wobei man die erhaltene Diazoniumsalzlösung durch Zugabe von Natriumacetat abstumpft. 3.5 ecm Essigsäure (50%ig) sowie 1 g eines Dispergiermittels auf Basis von Gemischen aus oxalkylierten Fettalkoholen und höhermolekularen Poly
äthcrn.

glvkol-Lösung 1 b)

Ein Liter Wasser enthält 72 g des Aminoazofarbstoffes der Formel

Ο-,Ν-

Cl

OCHj

V-NH,

OCH,

der mittels Natriumnitrat und Salzsäure diazotiert wurde. 20 ecm Essigsäure (5()%ig) sowie Ig eines Dispergiermittels entsprechend Lösung 1 al.

Injektionslosung 21 setzt sich aus <>iner Zv.eiermischung von etwa gleichen Gewichtsmengen der folgenden Lösungen 2a) und 2b) zusammen.

Lösung 2a)

Ein Liter Wasser enthalt 13 g des Amins der Forme! OCH₃

— NH, — HCl

das mi» Natriumnitrit und Salzsäure diazotiert wurde und wobei man die erhaltene Diazoniumsalzlösung durch Zugabe von Natriumacetat abstumpft. 1 It

eines Dispergiermittels entsprechend Lösung 1 a), 4 ecm Essigsäure (50%ig) sowie als Badvorlage zusätzlich 7 bis 10 g Natriumacetat.

Lösung 2 b)

Ein Liter Wasser enthält 100 g des Aminoazofarbstofles der Formel

CH₃

N = N

SO₂-CH₃ NH₂

OCH₁

der mittels Natriumnitrit und Salzsäure diazotiert wurde und wobei man die erhaltene Diazoniumverbindung durch übergießen mit einer Mischung aus

500 ecm lauwarmem Wasser, 5 ecm eines Umsetzungsproduktes von Alkylcnoxyden mit Kresol-Campher-Harzen und 60 ecm Essigsäure (50%ig) in Lösung bringt. Durch Zugabe von kaltem Wasser wird diese Lösung auf 1000 ecm aufgefüllt und mit 10 g Natriumacetat und 10 bis 40 ecm Essigsäure (50%ig) versetzt Man erhält eine Spule, deren Garn im Kern dei Injektionsstelle mit der Mischlösung 1) in einerr kräftigen Braunrotton und an der zugehörigen Rand zone in einem schmalen Auslauf gelb gefärbt ist. Die Mischlösung 2) ergibt im Kern der Injektionsstellt ein mittleres Braun, während die Randzone davor ziemlich breit und in einem klaren leuchtenden Gold gelb gefärbt ist.

is Entsprechende Ergebnisse wie im vorhergehendet Beispiel lassen sich erzielen, wenn man an Stelle vot Garn bei den Färbungen cellulosehaltiges Kardenbanc einsetzt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum unregelmäßigen Färben mit dem Ziel zur Erzeugung von Mehrfarbeneffekten. bestehend aus Kern und davon in der Nuance abweichender Randzone, auf cellulosehaltigen! Garn oder Kardenband durch Injektion von Fürbeflüssigkeit an mindestens einer ausgewählten Stelle in das aufgewickelte Fasermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß man die Wickelkörper aus dem Textilgut zuerst mit einer alkalisch wirkende Substanzen und zur Azokupplung befähigte Komponenten enthaltenden wäßrigen Flotte imprägniert und anschließend zur Em.-'icklung der Azofarbstoffe in die so behandelte Ware eine oder mehrere schwach saure wäßrige Lösungen einspritzt, die Mischungen aus mindestens zwei Diazoniumverbindungen von aromatischen Aminen von unterschiedlichem Diffusionsvermögen :o enthalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man durch besondere Auswahl der Säure in den eingespritzten Diazoniumk'-sungen Jas Diffusionsgrad der Einzelkomponenten unterschiedlich beeinflußt.