DE2834998B2

DE2834998B2 - Verfahren zum Klotzfärben oder Bedrucken von Ceüusosefasern mit Reaktivfarbstoffen

Info

Publication number: DE2834998B2
Application number: DE2834998A
Authority: DE
Inventors: Hans-Ulrich Von Der Dipl.- Chem. Dr. 6000 Frankfurt Eltz
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1978-08-10
Filing date: 1978-08-10
Publication date: 1980-08-21
Also published as: IT1122741B; GB2027754A; US4264321A; DE2834998A1; FR2433072A1; JPS5526297A; IT7924999A0

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Klotzfärben oder Bedrucken von bahnförmigen Textilien aus Cellulosefasern bzw. für den Cellulosefaseranteil von Mischungen mit Polyesterfasern mit wäßrigen Klotzflotten oder Druckpasten enthaltend mindestens einen Reaktivfarbstoff sowie gegebenenfalls Verdikkungs- oder Klotzhilfsmittel, deren Ausgangs-pH-Wert im schwach sauren Bereich liegt. Im Falle von solchen Fasermischungen ist die erfindungsgemäße Arbeitsweise besonders für das einphasige Klotzfärben und Bedrucken mit Kombinationen aus Reaktiv- und Dispersionsfarbstoffen von Bedeutung.

Die DE-PS 12 80 809 sowie die GB-PS 9 21550 beschreiben Verfahren zum Klotzfärben oder Bedrukken von Cellulosefasermaterialien mit Reaktivfarbstoffen, wobei die Anwesenheit von alkalisch wirkenden Mitteln im Verlauf der Thermobehandlung zur Fixierung dieser Farbstoffe vorausgesetzt wird.

Aus der DE-PS 16 19 467 ist fernerhin ein Verfahren bekannt, gemäß dem Klotzfärbungen oder Drucke mit Reaktiv- und Dispersionsfarbstoffen auf Mischungen aus Cellulose- und Polyesterfasern unter der E>. wirkung von erhöhten Temperaturen gleichzeitig fixiert werden. Hierbei enthalten die verwendeten wäßrigen Klotzflotten oder Druckpastep außer den genannten Farbstoffen sowie Alkalien und gegebenenfalls Carriern noch als Säurespender wirkende halogenhaltige organische Verbinduneen. die in der Hitze unter Abspaltung von Halogenwasserstoff mit Wasser reagieren. Die Fixierung der verschiedenen Farbstoffe wird anschließend unter den für die Fixierung von Dispersionsfarbstoffen üblichen Temperatur- und Zeitbedingungen durch Druckdämpfen bei Temperaturen über 100⁰C oder durch Trockenhitze (Thermosolieren) bei Temperaturen über 130⁰C vorgenommen.

Ein solches Vorgehen birgt indessen Nachteile in sich, weil die gleichzeitige Fixierung von Reaktiv- und Dispersionsfarbstoffen auf Mischungen aus Cellulose- und Polyesterfasern wegen der gegensätzlichen Bedingungen in bezug auf die Erhitzungsdauer füt die Fixierung der Dispersionsfarbstoffe und den pH-Wert der Farbstoffzubereitungen Schwierigkeiten bereitet Sie bestehen darin, daß einerseits das im Fixiermedium für die Reaktivfarbstoffe anwesende Alkali nachteilig für die Färbungen mit dem Dispersionsfarbstoff auf Kosten seines Farbtons sowie seiner Echtheitseigenschaften, die relativ lange Einwirkungszeit von Säuren während der Hitzefixierung andererseits für die Bindung und den Farbton der Reaktivfarbstoffe riskant ist Dadurch müssen Nuancenänderungen und Farbausbeuteverluste auf beiden Seiten in Kauf genommen werden.

Es ist wohl auch schon bekannt in besonderen Fällen Reaktivfarbstoffe unter schwach sauren Bedingungen auf Cellulosefasern zu applizieren. Hierbei enthalten die dafür verwendeten Klotzflotten bzw. Druckpasten aber immer Substanzen, die bei der Einwirkung von höheren Temperaturen das für Farbstoff-Fixierung erforderliche Alkali liefern.

Es ist jedoch in den DE-OS 22 38 552 und DE-OS 2340 043 bereits ebenso beschrieben worden, die Färbung von Cellulosefasermaterialien mit Reaktivfarbstoffen ohne zusätzliches Alkali durchzuführen. Hierbei handelt es sich um kontinuierliche Färbeverfahren bevorzugt bei Tempe-atüren über 100⁰C, wobei gemäß DE-OS 22 38 552 aber zur Fixierung derartiger Farbstoffe unter fast neutralen Bedingungen cyclische Kohlensäureaikylenester oder fluorhaltige anorganische Salze als Reaktionsbeschleuniger eingesetzt werden. Im Rahmen des Verfahrens nach DE-OS 23 40 043 kommen zum Färben der zuvor erwähnten Fasern solche Reaktivfarbstoffe zur Anwendung, deren faserreaktive Gruppen vorher durch Umsetzung mit Alkalisalzen von N-Alkyl-aminoalkylsulfonsäuren reversibel maskiert wurden und deren Klotzflotten bzw. Druckpasten durch ein Puffersystem aus Essigsäure und Alkaliacetaten schwach sauer eingestellt sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, im Rahmen konventioneller einphasiger Verfahren zum Klotzfärben oder Bedrucken von vorzugsweise Mischungen aus Cellulosefasern und Polyesterfasern unter Einsatz von Reaktivfarbstoffen sowohl den Verteilungszustand der Dispersionsfarbstoffe, als auch den Reaktivfarbstoff während des Färbeprozesses zu schonen und dadurch Farbtonumschläge zu verhindern. Außerdem soll das Verfahren im Vergleich mit dem relevanten Stand der Technik hinsichtlich der für die Durchführung solcher Klotzfärbungen und Drucke erforderlichen Maßnahmen vereinfacht und die Ergebnisse von zufälligen Temperaturschwankungen unabhängig gemacht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die aufgeklotzten oder aufgedruckten Farbstoffe, deren Reaktivgruppen nicht mit Alkalisalzen von N-Alkyl-arunoalkylsulfonsäuren maskiert worden sind, ohne Zusatz von Alkalien oder Alkalispendern durch

Hochdruckdampf oder Hochtemperaturdampf, oder durch Trockenhitze fixiert.

Im Hinblick auf die Tatsache, daß die bisherigen Verfahren zum Klotzfärben und Bedrucken von bahnförmigen Textilien aus Cellulosefasern mit Reaktivfarbstoffen entsprechend allen Varianten zur Fixierung dieser Farbstoffe unter Zuhilfenahme von Alkalien oder Alkalispendern bzw. Substanzen, die das für die Farbstoff-Fixierung erforderliche Alkali bei höheren Temperaturen liefern, vorgenommen, oder bei Abwesenheit von alkalisch wirkenden Mitteln hierbei ganz spezielle Farbstoffe wie z.B. reversibel maskierte Reaktivfarbstoffe oder auch spezielle Fixiermittel wie cyclische Kohlensäureester bzw. fluorhaltige anorganische Salze eingesetzt werden, war es überraschend, daß unter den erfindungsgemäßen HT-Bedingungen Cellulosefasergebildet mit Reaktivfarbstoffen ohne Zusatz von Alkalisn, Alkalispendern oder besonderen Fixierhilfsmitteln gefärbt oder bedruckt werden können. Es wäre denkbar, daß neben der normalen Reaktion Farbstoff/Cellulosefaser auch ein anderer Verlauf als bei den konventionellen alkalischen Fixierungsverfahren ins Auge gefaßt werden muß, obwohl das gleiche Ergebnis einer kovalenten Verknüpfung des Farbstoffs an die Cellulosefaser mit entsprechenden Echtheiten r> erreicht wird.

Ganz allgemein gesehen ist daher das beanspruchte Verfahren insofern als überraschend zu erachten, als bisher sehr wohl Vorurteile bestanden haben, Reaktivfarbstoffe ohne alkalisch wirkende Mittel fixieren zu »1 können, im Hinblick auf die Tatsache, daß aus den Reaktionsmechanismen eine Wirkungsweise ohne alkalisch wirkende Mittel nicht abzuleiten war und eine davon abweichende Auffassung unter Fachleuten dahingehend überwunden werden mußte, daß reaktive π Bindungen ohne alkalisch wirkende Mittel Zustandekommen und die gegebenen/aus doch zustandegekommenen Bindungen auch ausreichend stabil gegenüber den Färbebedingungen sind.

Während nach der vorliegenden Erfindung beliebige Reaktivfarbstoffe verwendet werden können, sind beim bekannten Verfahren gemäß DE-OS 23 40043 nur solche einsetzbar, deren mit Alkalisalzen von N-Alkylaminoalkylsulfonsäuren maskierte Reaktivgruppe bei der thermischen bzw. hydrolytischen Spaltung noch ■)> faserreaktiv ist. Dies ist der Fall bei der maskierten JJ-Sulfatoäthylsulfonylgruppe, nicht aber beispielsweise bei der Monohalogen-triazinylgruppe. In diesem Zusammenhang war es keineswegs zu erwarten, daß sich Cellulosefasermaterialien aus schwach saurem Medium "><· mit beliebigen Reaktivfarbstoffen, deren Reaktivgruppen überdies nicht maskiert worden sind, färben und bedrucken lassen. Dieses Ergebnis konnte auch bezüglich der Lehre aus der DE-OS 22 38 552 nicht vorhergesagt werden, weil der Zusatz der Kohlensäu- π reester bzw. fluorhaltigen anorganischen Salze gemäß diesem Stand der Technik offenbar nicht mit der Bildung eines sauren Ausgangs-pH-Wertes zusammenhängt, wenn man davon ausgeht, daß bei der thermischen, hydrolytischen Spaltung der Ester der w> Kohlensäure mit primären und sekundären zweiwertigen Alkoholen Wasser, Alkohol und CO₂ entsteht, wobei das CO2 entweicht, bzw. bei der Anwendung von fluorhaltigen Salzen vom Typ des Natrium- oder Kaliumfluorids bei der Hydrolyse kein saures Medium f>^r> gebildet wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren kommt vorzugsweise in Betracht für das einphasige Klotzfärben und Bedrucken von Mischungen aus Cellulose- und Polyesterfasern, wobei die Vorteile der neuartigen Applikationstechnik für die Reaktivfarbstoffe besonders deutlich hervortretea In solchen Fällen enthalten die zur Anwendung gelangenden Klotzflotten oder Druckpasten zusätzlich Dispersionsfarbstoffe, gegebenenfalls Carrier, Klotzhilfsmittel und hydrotrope Mittel; der Einsatz von Säurespendern ist hierbei jedoch nicht erforderlich. ,'

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im Falle von Fasermischungen die beiden Farbstoffkomponenten in herkömmlicher Weise gelöst bzw. vordispergiert und eventuell mit hydrotropen Mitteln den wäßrigen Klotzflotten bzw. üblichen Druckverdickungen zugesetzt Der pH-Wert dieser Flotten bzw. Druckpasten (bei 20⁰C gemessen) soll im schwach sauren Bereich liegen; eine pH-Einstellung ist oft nicht erforderlich, da wäßrige Lösungen von Reaktivfarbstoffen (in handelsüblicher Form und Beschaffenheit) an sich schwach sauer sind. Unter schwach sauren pH-Bedingungen wird im allgemeinen ein Bereich von 4,0 bis 6,8, vorzugsweise 5,5 bis 6,5 verstanden. Betriebswässer, die mit Kationenaustauschern enthärtet worden sind, sind jedoch häufig schwach alkalisch und bedürfen deshalb der pH-Korrektur in dem genannten Bereich. Gelegentlich ist die Mitverwendung von Produkten, die den Farbstoff vor Reduktion schützen, z. B. auf Basis von m-Nitrobenzolsulfonaten, von Vorteil. Aufgrund der Abwesenheit von Alkali in den Zubereitungen ergibt sich eine Erhöhung der Beständigkeit von Klotzflotten und Druckpasten.

Unter Verwendung der in der vorstehenden Weise hergestellten Klotzflotten bzw. Druckpasten wird das textile Material bei 30° bis 6O⁰C geklotzt bzw. bei Raumtemperatur bedruckt; anschließend dämpft man die so behandelte Ware, sofern Farbstoffkombinationen vorliegen zur gleichzeitigen Fixierung beider Farbstoffklassen, diskontinuierlich in einem Druckdämpfer mittels Sattd&mpf von 105° bis 140°C innerhalb von 2 bis 30 Minuten, vorzugsweise 3 bis 20 Minuten, oder in einem Hochtemperaturdämpfer während 3 bis 7 Minuten mit überhitztem Dampf von 160° bis 190⁰C, oder man fixiert durch Trockenhitze 45 bis 120 Sekunden bei 180° bis 230⁰C. Gegebenenfalls kann einem kurzen HT-Dämpfprozeß ein Thermosolprozeß angeschlossen werden. Das ist besonders bei Kontinue-Druckdämpfern mit geringerer Verweildauer für die vollständige Fixierung der Dispersionsfarbstoffe von Vorteil.

Die Nachbehandlung der erfindungsgemäß erzeugten Färbungen und Drucke hängt von den verwendeten Farbstoffen ab. Sie kann im allgemeinen stark vereinfacht werden. In vielen Fällen braucht nur mit Wasser warm bei 6O⁰C bis 70⁰C und kalt gespült zu werden.

Für das Färben und Bedrucken von Cellulosefasern bzw. des Cellulosefaseranteils von Fasermischungen nach dem vorliegenden Verfahren kommen als Reaktivfarbstoffe die unter diesem Begriff bekannten organischen Farbstoffe — unabhängig von der Art ihrer reaktiven Gruppe — in Betracht. Diese Farbstoffklasse wird im Colour Index, 3. Auflage 1971 als »Reactive Dyes« bezeichnet. Es handelt sich hierbei vorwiegend um solche Farbstoffe, die mindestens eine mit Polyhydroxylfasern reaktionsfähige Gruppe, eine Vorstufe hierfür oder einen mit der Polyhydroxylfaser reaktionsfähigen Substituenten enthalten. Als Grundkörper der organischen Farbstoffe eignen sich beson-

ders solche aus der Reihe der Azo-, Anthrachinon- und Phthalocyaninfarbstoffe, wobei die Azo- und Phthalocyaninfarbstoffe sowohl metallfrei als auch metallhaltig sein können. Als reaktionsfähige G) upper» und Vorstufen, die solche reaktionsfähige Gruppen bilden, seien beispielsweise Epoxygruppen, die Äthylenimidgruppe, die Vinylgruppierung im Vinylsulfon- oder im Acrylsäurerest, ferner die 0-Sulfatoäthylsulfongruppe, die /i-Chloräthylsulfongruppe oder die jJ-Dialkylaminoäthytesilfongruppe genannt Außerdem kommen für dieses Verfahren Derivate der Tetrafluorcyclobutyl-Reihe, z. B. der Tetrafluorcyclobutylacrylsäure in Frage. Als reaktionsfähige Substituenten in Reaktivfarbstoffen dienen solche, die leicht abspaltbar sind und einen elektrophilen Rest hinterlassen. Als Substituenten kommen beispielsweise 1 bis 3 Halogenatome an folgenden Ringsystemen in Betracht: Chinoxalin, Triazin, Pyrimidin, Phthalazin, Pyridazin und Pyridazon. Es können auch Farbstoffe mit mehreren gleich- oder verschiedenartigen Reaktivgruppen verwendet werden. Als Dispersionsfarbstoffe für das Färben oder

7,9 g/l des Dispersionsfarbstoffes der Formel

Bedrucken der Polyesterfaserkomponente sind alle wasserunlöslichen Farbstoffe geeignet, die im Colour Index, 3. Auflage 1971 unter dem Begriff »Disperse Dyes« aufgeführt werden. Derartige Produkte stammen beispielsweise aus der Reihe der Azo-, Anthrachinon- oder Chinophthalon-Farbstoffe, wobei die Azofarbstoffe sowohl in metallhaltiger als auch in metallfreier Form eingesetzt werden können. Farbstoffe der genannten Kategorie sind hinlänglich bekannt

ίο Als hydrotrope Substanzen eignen sich erfindungsgemäß solche Produkte, deren Siedepunkt über der thermischen Fixiertemperatur liegt, z.B. mehrwertige Alkohole vom Glycerintyp, Polyäthylenglykole oder Polypropylenglykole mit Molgewichten von 200 bis 800.

Beispiel 1

Ein Mischgewebe aus 67% Polyesterfasern und 33% Baumwolle wird bei 70% Flottenaufnahme (vom Gewicht der trockenen Ware) mit einer wäßrigen Klotzflotte von 60⁰C sowie folgender Zusammensetzung geklotzt:

CN

1,5 g/l des Dispersionsfarbstoffes der Formel

12,5 g/l des Reaktivfarbstoffes der Formel

CH₃
CO

OCH₃

J^V-NH-CO-CH-N = N

HO₃S

CH₃

SO₂ — CH₂ — CH₂ — O — SO₃H

und
6,3 g/l des Reaktivfarbstoffes der Formel

SO₃H

CH₃

SO₃H HO N

SO₂-CH₂-CH₂ O SO₁H (die Farbstoffe in handelsüblicher Form und Beschaffenheit).

Nach dem Klotzen wird das so behandelte Textilgut zur Farbstoff-Fixierung 5 Minuten bei 180°C unter Verwendung von überhitztem Dampf gedämpft. Danach wird die Färbung für 10 Minuten mit einem wäßrigen Bad unter Zusatz von

0,5 g/l des Umsetzungsproduktes von

1 Mol Nonylphenol mit 8 Mol Äthylenoxid kochend nachbehandelt.

Man erhält eine gleichmäßige, gelbe Färbung beider Faseranteile des Gewebes.

Zur Verbesserung der Fixierung der Dispersionsfarbstoffe können der Klotzflotte noch 15 g/l eines Fixierbeschleunigers auf Basis eines Gemisches aus Alkyl- und Aryloxäthylaten zugesetzt werden.

Beispiel 2

Man klotzt wie in Beispiel 1 ein Mischgewebe aus Polyesterfasern/Baumwolle (67/33) bei 70% Flottenaufnahme (vom Gewicht der trockenen Ware) mit einer wäßrigen Klotzflotte von 30⁰C enthaltend:
18 g/l des Farbstoffes Disperse Blue 56 mit der GI.-Nr. ίο 63 285,

5 g/l des Farbstoffes Disperse Brown 1 mit der GI.-Nr. 11 152,

5 g' ι des Dispersionsfarbslüffes der Formel

CH₂-CH₂-CN

O₂N

-N

20 g/l des Reaktivfarbstoffe der Formel Cu

/ V

HO NH-CO —CH,

SO₃H

SO₂

Iu₁

CH₂

O — SOjH

(die Farbstoffe in handelsüblicher Form und Beschaffenheit), und

10 g/l eines Hilfsmittels auf Basis eines Gemisches von Alkyl- und Aryloxäthylaten.

Man dämpft anschließend das Textilgut zur Fixierung wie in Beispiel 1.

beider Farbstoffklassen 10 Minuten bei 125°C mittels 45 Man erhält eine tiefe Blaufärbung des Gewebes mit Druckdampf. Die Nachbehandlung der Färbung erfolgt guter Ton-in-Ton-Deckung beider Faseranteile.

Beispiel 3

Ein Mischgewebe aus 67 Teilen Polyesterfasern und 33 Teilen Baumwolle wird mit einer Druckpaste bedruckt, die je kg enthält:

30 g des Farbstoffes Disperse Red 60 mit der C.I.-Nr. 60 756, 30 g des Reaktivfarbstoffe der Formel

SO₃H

OH

HO₃S

NH-CO

SO₃H

(die Farbstoffe in handelsüblicher Form und Beschaffenheit), 600 g Alginatverdickung (4%ig) und 340 g Wasser

1000 g Druckpaste

Das Gewebe wird nach dem Bedrucken zur Farbstoff-Fixierung 5 Minuten im Druckdämpfer bei 130° C gedämpft Der erhaltene Druck wird sodann mit Wasser heiß gespült, mit einem wäßrigen Bad unter Zusatz von 03 g/l eines nichtionogenen Waschmittels 5 Minuten heiß und neutral geseift, erneut mit Wasser gespült und getrocknet

Es resultieren brillante und egale rote Drucke mit Changeanteffekt auf beiden Faseranteilen, deren Tiefe

denen bei konventionellen Druckverfahren erzielbaren Farbstoffausbeuten entspricht.

Beispiel 4

Ein Gewebe aus mercersierter Baumwolle wird bei 80% Flottenaufnahme (vom Gewicht der trockenen Ware) mit einer wäßrigen Klotzflotte von ca. 50° C sowie folgender Zusammensetzung geklotzt:

22 g/l des Reaktivfarbstoffes der Formel

HO₃S — O — CH₂ — CH₂ — O₂S und 4 g/l des Reakiivfarbstoffes der Formel

HO₃S

HO NH-CO

ι ι

SO₃H

HO₃S HO₃S

SO₃H

Nach dem Klotzen wird das Textilgut zur Farbstoff-Fixierung 60 Sekunden bei 210°C thermosoliert und sodann mit Wasser heiß und kalt gespült

Man erhält eine blaustichige Rotfärbung.

Dasselbe färberische Ergebnis wird erzielt wenn man i^r> die Fixierung mit Hochtemperaturdampf während 6 Minuten bei 180° C durchführt

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Klotzfärben oder Bedrucken von bahnförmigen Textilien, die aus Cellulosefasern -> bestehen oder solche aufweisen, mit wäßrigen Klotzflotten oder Druckpasten, enthaltend mindestens einen Reaktivfarbstoff sowie gegebenenfalls Verdickungs- und Klotzhilfsimttel, deren AusgangspH-Wert im schwach sauren Bereich liegt, da- durch gekennzeichnet, daß man die aufgeklotzten oder aufgedruckten Farbstoffe, deren Reaktivgruppen nicht mit Alkalisalzen von N-Alkylaminoalkylsulfonsäuren maskiert worden sind, ohne Zusatz von Alkalien oder Alkalispendern durch Hochdruckdampf oder Hochtemperaturdampf, oder durch Trockenhitze fixiert

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fixierbehandlung durch Dämpfen während 2 bis 30 Minuten bei 105° bis 140⁰C oder während 3 bis 7 Minuten bei 160° bis 190⁰C, oder durch Trockenhitze während 45 bis 120 Sekunden bei 180° bis 23O⁰C vornimmt

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man Mischungen aus Cellulose- 2 > und Polyesterfasern klotzt oder bedruckt, wobei die Klotzflotte oder Druckpaste zusätzlich Dispersionsfarbstoffe, jedoch keine Säurespender enthält.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klotzflotte oder Druckpaste «1 zusätzlich hydrotrope Mittel enthält

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß man die Nachbehandlung der erzeugten Klotzfärbungen oder Drucke im Anschluß an die Hitzefixierung ohne Zusatz von Alkalien oder j > Alkalispendern sowie ohne Zusatz von Säuren oder Säurespendern durchführt.