DE2357476C3 - Verfahren zum Färben von textlien Wickelkörpern - Google Patents

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Färben von textlien Wickelkörpern nach der Ausziehmethode bei Temperaturen über 100⁰C, bei welchem die Wickelkörper in einem Färbebehälter vor dem Färben durch Behandeln mit einer etwa Färbetemperatur aufweisenden Heißdampfatmosphäre erhitzt und entlüftet und unmittelbar im Anschluß daran mit der in einem Ansatzbehälter separat auf etwa Färbetemperatur erhitzten und «nit einem relativen Überdruck bis 9,8 bar gesetzten gesamten Färbeflotte in Kontakt gebracht werden, wobei die Färbeflotte aus dem Ansatzbehälter in den Färbebehälter gegen den Druck der luftfreien Heißdampfatmosphäre bei gleichzeitigem Einleiten von innen und außen in die Wickelkörper überführt wird, worauf die Färbebehandlung durch Zirkulation der Färbeflotte zu Ende geführt wird.

Was das Färben von textlien Wickelkörpern aus Synthesefasern mit wasserunlöslichen Dispersionsfarbstoffen anbetrifft, so wurde gemäß dem DE-Patent 3! 669 bereits ein derartiges Verfahren vorgeschlagen.

Durch die DE-OS 17 85 278 und die DE-OS 22 03 401 ist ein Verfahren zum Färben von textlien Wickelkörpern n&ch der Ausziehmethode bei Temperaturen über 100⁰C bekannt, bei welchem die Wickelkörper in einem Färbebehäiter vor dem Färben erhitzt und entlüftet und unmittelbar im Anschluß daran mit der in einem Ansatzbehälter separat auf etwa Färbetemperatur erhitzten und mit einem relativen Überdruck bis 9,8 bar gesetzten gesamten Färbeflotte in Kontakt gebracht werden, wobei die Färbeflotte aus dem Ansatzbehälter in den Färbebehälter überführt wird, worauf die Färbebebandlung durch Zirkulation der Färbeflotte zu Ende geführt wird. Entsprechend diesem Stand der Technik ist die Entlüftung des BehandiungsbMlters und des textlien Materials durch Vakuum charakteristisch. Dies geschieht in der Absicht, die heiße

is Behandlungsflotte möglichst widerstandslos und schnell aus dem Ansatzbehälter in den Behandlungsbehälter überführen zu können. Da man in technischen Anlagen der Praxis-Größenordnung mit Hilfe von Vakuumpumpen nur ein partielles Vakuum erzeugen kann, verbleibt immer noch ein Restdruck, der einen gewissen Widerstand leistet Das Vakuum führt außerdem zwangsläufig zu einer starken Abkühlung des gesamten Systems durch die Expansion der Luft bzw. Verdunstung von Feuchtigkeit, sei es aus dem Material oder aus anhaftender Flotte. Dies ist auch dann der FaIL wenn das System (Apparat + textiles Material) vor dem Evakuieren (z. B. durch Dampf) vorgewärmt wurde. Es entsteht ein erhebliches Temperaturgefälle zwischen Ware und Färbeflotte, was bei dem raschen Kontakt zu starken Unegalitäten Anlaß gibt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Hochdruckausziehverfahren so zu verbessern, daß sich besonders egale Färbungen auf Cellulosefaser!! oder Mischungen, die solche enthalten, mit löslichen Farbstoffen bzw. löslich gemachten Küpen- bzw. Schwefelfarbstoffen auch bei sonst schwierig zu färbenden Kombinationen mehrerer Farbstoffe sowie bei gleichzeitiger wesentlicher Färbezeitverkürzung erzielen lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Rahmen des Verfahrens der nicht vorveröffentlichten DE-PS 23 31 669 Cellulosefaser^ enthaltende Wickelkörper mit löslich gemachten Küpen- bzw. Schwefelfarbstoffen gefärbt werden, der relative Überdruck größer als 3 bar ist, und die Färbetemperaturen zwischen 100 bis 135° C liegen.

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 Cellulosefaser^, z. B. aufgespulten Garnen oder Stückwarenwickeln auf Färbebäumen, beschickten Autoklav übergeleitet 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, ohne Deformation von Wickel und Garnen

M) die Flotte in extrem kurzer Zeit gleichmäßig im Färbegut zu verteilen. Es werden dafür im allgemeinen Zeiten von weniger als 60 Sekunden, meistens sogar weniger als 30 Sekunden in Anspruch genommen. Dieses schnelle »Einschießen« der Färbeflotte erreicht

t>5 man durch einen hohen Preßdruck auf der Seite des Ansatzbehälters (Druckdifferenz 3—10 bar). Der Färbebehälter wird durch Druckdampf vorher entlüftet und gleichzeitig die Ware vorgewärmt Das textile Material

kann trocken oder vorgewaschen sein, was sich im Färbebehälter selbst durchführen läßt

Der Färbebehälter ist druckdicht, gut isoliert und mit einem Wärmeaustauscher von hoher Kapazität versehen, um die Färbetemperatur konstant halten zu können.

Die Flotte selbst wird im Ansatzbehälter, den verwendeten F'arbstoffklassen entsprechend, auf Temperaturen zwischen 10O⁰C und 135°C erhitzt und sodann in den dampfgefüllten Färbebehälter eingepreßt Im Rahmen dieses Vorganges kann der Färbebehälter, sofern der entsprechende Differenzdruck herrscht, auch bei geschlossenem Ventil vollständig gefüllt werden, da mit steigendem Druck der vorher vorhandene Dampf kondensiert.

Eine Abwandlung dieses Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung besteht darin, dab der mit Druckdampf gefüllte Färbebehälter an eine absperrbare Kondensationsanlage angeschlossen wird. Dadurch bildet sich ebenfalls eine relative Druckdifferenz aus, wodurch es möglich ist, bei geschlossenem Entlüftungsventil den Färbebehälter ganz mit der Farbstoffzubereitung zu füllen.

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 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 Temperaturbedlingungen hohen Ziehgeschwindigkeiten mit genügend hohen Förderleitungen der Pumpe zu arbeiten. Bei 40—60 l/kg · min ergeben sich gute Färbeergebnisse. Bei schwieriger egal zu färbenden Farbstoffen oder Farbstoffkombinationen muß mit einer Förderleistung von mehr als 60 l/kg - min gearbeitet werden.

Durch das Kennzeichen der Zuführung der gesamten Färbeflotte in das Färbegefäß mit großer Geschwindigkeit auf in das mehr oder weniger trockene Material in Form von Wickelkörpern unterscheidet sich das Verfahren von den bisher durchgeführten Normal-Färbeverfahren, 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 Farbstofflösung in den Färbebehälter eingebracht,. sondern die gesamte Färbeflotte nahezu schlagartig eingepreßt Daß unter diesen Bedingungen egale Färbungen zu erzielen sind, ist nicht voraussiehbar gewesen.

Es konnte außerdem nicht erwartet werden, daß die Farbstofflösungen bei derartigen Temperaturen und Druckdifferenzen wegen der thermischen und physikalischen Eigenschaften der Fasern noch für das Eindringen in Wickelkörper geeignet sind.

Als wesentlicher Vorteil wirkt sich bei dem beanspruchten Verfahren die Tatsache aus, daß bei den angewandten hohen Temperaturen das Ziehvermögen der Farbstoffe voll ausgenutzt werden kann. Die gute Egalität der Färbung wird dadurch erreicht, daß es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt, das Einschießen der Flotte extrem schnell zu vollziehen und dadurch die Wiire sofort und an jeder Stelle in Kontakt damit zu bringen und dann unmittelbar mit hoher Flottenumwälzung weiterzufärben.

Das beschriebene Verfahren wird normalerweise in wäßrigem Medium vorgenommen; es kann jedoch auch ohne weiteres für das Färben aus organischen Lösungsmitteln Anwendung finden. Im letzteren Fall sind dann für die Verfahrensbedingungen selbstverständlich der für das betreffende Lösungsmittel typische Siedepunkt sowie dessen Dampfdruck zu berücksichtigen.

Für die Durchführung des beanspruchten Verfahrens sind sämtliche Celhilosefaserarten in jeder Verarbeitungsfoi m geeignet

Beim Färben von Cellulosefasern und deren Mischlinge mit Polyesterfasern und anderen Synthesefasern wie z. B. Polyacrylnitril-, Polyamid-, modifizierten Polyesterfasern sind außer Egalisiermitteln und den Chemikalien zur pH-Einstellung sowie zum Lösen der Farbstoffe keine weiteren Zusätze erforderlich. Es kann sowohl trockenes als auch nasses Material behandelt werden.

Der ausschlaggebende Unterschied des Prinzips der vorliegenden Erfindung gegenüber dem durch die DE-OS 17 85 278 bzw. die DE-OS 22 03 401 gegebenen Stand der Technik besteht nun darin, daß der Behandlungsbehälter nicht evakuiert, sondern mit Hochdruck-Sattdampf (etwa von der gleichen Temperatur wie der ,nachfolgend vorzunehmende Färbeprozeß) gefüllt wird, bis die Temperatur ausgeglichen ist Der Behandlunsbehälter enthält also stets eine Dampfatmosphäre. Bei der raschen Überleitung der ebenfalls unter Hochdruck stehenden Färbeflotte aus dem Ansatz- in den Behandlungsbehälter wird dort der Dampf durch den angelegten Differenzdruck restlos kondensiert, wobei sogar noch die Kondensationswärme frei wird. Eine Temperaturerniedrigung findet also nicht statt, die wie oben beschrieben stören könnte.

Außer dem Vordämpfen des Materials zum Aufheizen des Wickelkörpers auf Färbetemperatur hat sich beim erfindungsgemäßen Verfahren aber auch das gleichzeitige Einschießen der vorerhitzten Flotte von innen und von außen in das Farbgut als wesentlich erwiesen, einmal für die Gleichmäßigkeit der Färbung, zum anderen für die Schonung des Materialblocks. Nur auf diese V/eise ist ein isothermisches Schnellfärben auf Wickelkörper aus Cellulosefasern mit egalem Farbausfall erst möglich.

Im Gegensatz dazu ist bei dem bekannten Prozeß die Strömungsrichtung der einschießenden Flotte im Warenblock lediglich von innen nach außen durch das angelegte Vakuum vorgegeben und erfolgt einseitig entsprechend den Gegebenheiten in der Dichte der Wicklung unterschiedlich unter gleichzeitiger ebenfalls unterschiedlicher Abkühlung und ebensolcher Verarmung der Flotte an Farbstoff. Das Resultat ist eine nicht mehr zu beseitigende Unegalität der Färbung, vor allem bei hellen Nuancen. Sehr helle Farbtöne lassen sich erfahrungsgemäß nach der Vakuummethode überhaupt nicht einwandfrei färben.

Diese zuvor geschilderten Nachteile werden im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vermieden. Durch das Vordämpfen des Materials wird die Ware nicht nur entlüftet sondern vor allem auf Färbetemperatur aufgeheizt Letzteres gilt auch für die Apparatur.

Damit werden die beim Einfließen erhitzter Färbeflüssigkeiten nach der Vakuumtechnik auftretenden Temperaturdifferenzen, welche vor allem in den Bereichen über 100°C sich sehr rasch in großen Affinitätsunterschieden auswirken, ausgeschaltet Die Farbflotte trifft

6.ϊ nach dem erfindungsgemäßen Verfahren überall gleiche Temperaturbedingungen an und kühlt selbst nicht örtlich ab.

Den Zufälligkeiten im Zuge der Strömung bei der

Vakuummethode wird nach dem neuen Verfahren bewußt das Eindrücken des Färbebades gleichzeitig von innen und außen entgegengesetzt, wozu noch kommt daß auch die Umwälzpumpe, noch während des Eindrückens der Flotte in das Farbgut, in Gang gesetzt wird. Das Farbgut ist somit nur der Strömungsdruckdifferenz, nicht aber zusätzlich den hohen Druckdifferenzen zwischen Ansatzbehälter und Vakuum ausgesetzt Der Druck im FärbegefälS ist allein durch die Temperatur der Flotte bestimmt Die Druckdifferenz ist lediglich durch das Maß des Überdrucks auf dem Ansatzgefäß über den durch die Flottentemperatur gegebenen Dampfdruck gegeben. Da diese Druckdifferenz sowohl von innen nach außen als auch umgekehrt auf das Farbgut wirkt ist eine Deformation des Warenwickels nicht zu berücksichtigen.

Beispiel 1

Wickelkörper aus Cellulosefasern wt.den in einem Färbebehälter, geeignet für Hochtemperaturfärbungen und Färbungen bei Kochtemperatur, eingebracht Dieser Behälter wird daraufhin durch Sattdampf von 1,2 bar entlüftet und so die Ware vorgewärmt

Gleichzeitig wird in einem druckdichten Ansatzbehälter die gesamte für die Färbung notwendige wäßrige 2s Flottenmenge vorbereitet welche das 1Ofache des Warengewichtes beträgt und einen Küpenfarbstoff, alkalische Dithionitlösung sowie ein kationisches Egalisierhilfsmittel enthält Ober dem Flottenniveau wird ein Preßluftdruck von 5,5 kp/cm² eingestellt

Der unter Druck stehende Flottenansatz wird jetzt auf 100°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 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 von 9G°C ein. Bei wechselseitiger Flottenzirkulation wird die Ware nunmehr innerhalb von 10 Minuten auf 6O⁰C abgekühlt und sodann 20 Minuten bei 60° C gefärbt Anschließend wird das gefärbte Material wie üblich mit Wasser gespült oxydiert und geseift

Man erhält eine gleichmäßige Färbung. Beispiel 2

Wickelkörper aus Cellulosefasern werden gemäß Vorschrift von Beispiel 1 in einen Färbebehälter eingebracht der für Hochtemperatur-Färbeverfahren und Färben bei Kochtemperatur geeignet ist Der so Flottenansatz erfolgt in gleicher Weise, wie in Beispiel 1 erläutert in diesem Fall aber unter Verwendung eines wasserlöslichen Schwefelfarbstoffes, anionaktivem Netzmittel sowie Substanzen zur Einstellung von alkalischen pH-Bedingungen. Über dem Flottenniveau wird ein Preßluftdruck von 5,5 kp/cm² eingestellt

Der unter Druck stehende Flottenansatz wird jetzt auf 100" C erhitzt Durch öffnen eines Sperrventils in einer geeigneten Verteilerleitung läßt man die erhitzte Flotte innerhalb von 7—10 Sekunden sowohl von innen als auch von außen in den Färbebehälter eintreten. Es stellt sich dann nach dem Beginn der Flottenzirkulation eine Mischtemperatur von 90° C ein. Bei wechselseitiger Flottenzirkulation wird die Ware nunmehr 5 Minuten bei dieser Temperatur behandelt Es folgt dann ein Zusatz der Lösung eines Reduktionsmittels zum Färbebad und eine weitere Behandlung der Ware bei 90°C während 30 Minuten. Anschließend wird das gefärbte Material wie üblich mit Wasser gespült oxydiert und erneut gespült
Man erhält eine gleichmäßige Färbung.

Beispiel 3

Wickelkörper aus Cellulosefasern werden gemäß Vorschrift von Beispiel 1 in einen Färbebehälter eingebracht der für Hochtemperatbf-Färbeverfahren und Färben bei Kochtemperatur geeignet ist Der Flottenansatz erfolgt in gleicher Weise wie in Beispiel 1 erläutert, in diesem Fall aber unter Verwendung eines Reaktivfarbstoffes sowie anionaktivem Netzmittel.

Der unter Druck gesetzte Flottenansatz (5,5 kp/cm²) wird auf 100°C erhitzt Durch öffnen eines Sperrventils in einer geeigneten Verteilerleitung läßt man die erhitzte Flotte in den Färbebehälter innerhalb von 7—10 Sekunden eintreten, wobei das Einströmen der Farbstoffzubereitung in den Wickelkörper sowohl von innen als auch von außen erfolgt Es stellt sich nach dem Beginn der Flottenzirkulation eine Mischtemperatur von 90⁰C ein. Bei wechselseitiger Flottenzirkulation wird die Ware nunmehr 5 Minuten bei dieser Temperatur behandelt Es erfolgt dann ein Zusatz von Soda zum Färbebad und eine weitere Behandlung der Ware bei 90⁰C während 20 Minuten. Anschließend wird das gefärbte Material wie üblich mit Wasser gespült geseift und erneut gespült

Man erhält eine gleichmäßige Färbung. Beispiel 4

Wickelkörper aus Mischungen von Polyeseter- und Cellulosefasern (im Verhältnis 67 :33) werden in einem Färbebehälter, geeignet für Hochtemperaturfärbungen und Färbungen bei Kochtemperatur, eingebracht Dieser Behälter wird daraufhin durch Sattdampf von 1,2 kp/cm² entlüftet und so die Ware vorgewärmt

Gleichzeitig wird in einem druckdichten Ansatzbehälter die gesamte für die Färbung notwendige Flottenmenge vorbereitet welche das 1Ofache des Warengewichtes beträgt und eine Kombination aus Dispersionsfarbstoffen und Küpenfarbstoff, Egalisierhilfsmittel sowie pH-regulierende Substanzen, enthält Über dem Rottenniveau wird ein Preßluftdruck von 5,5 kp/cm² eingestellt

Der unter Druck stehende Flottenansatz wird jetzt auf 135° C erhitzt Durch öffnen eines Sperrventils in einer geeigneten Verteilerleitung läßt man die erhitzte Flotte in den Färbebehälter innerhalb von 7—Ί0 Sekunden eintreten. Dabei soll ein Einströmen der Farbstoffzubereitung in den Wickelkörper sowohl von innen als auch von außen erfolgen. Es stellt sich dann nach Beginn der Flottenzirkualtion eine Mischtemperatur von 125° C ein. Bei welchselseitiger Flottenzirkulation wird die Ware nunmehr auf 135° C aufgeheizt und 20 Minuten bei dieser Temperatur gefärbt Danach wird die Ware auf 6O⁰C abgekühlt und es erfolgt ein Zusatz von einer alkalischen Dithionitlösung zum Färbebad sowie eine weitere Behandlungszeit des Textilgutes von 30 Minuten bei 60°C

Nach üblicher Nachbehandlung, wie Spülen, Oxydieren und Seifen erhält man eine gleichmäßige Färbung auf beiden Faserkomponenten der Mischung.

Beispiel 5

Wickelkörper aus Polyesterfasern und Cellulosefasern in einem Mischungsverhältnis 70:30 werden gemäß Vorschrift von Beispiel 1 in einen Färbebehälter eingebracht der für Hochtemperaturfärbungen und

Färben bei Kochtemperatur geeignet ist. Dieser Behälter wird daraufhin durch Sattdampf von 1,2 kp/cm² entlüftet und mit der Ware vorgewärmt.

Gleichzeitig wird in einen Ansatzbehälter die gesamte für die Färbung notwendige Flottenmenge vorbereitet, welche das lOfache des Warengewichts beträgt und eine Kombination aus Dispersionsfarbstoff und Reaktivfarbstoff, eines Sequestriermittels sowie eines Egalisiermittels mit Dispergierwirkung enthält. Über dem Flottenniveau wird ein Preßluftdruck von 5,5 kp/cm² eingestellt

Der unter Druck stehende Flottenansatz wird jetzt auf 135° C erhitzt Durch öffnen eines Sperrventils in einer geeigneten Verteilerleitung läßt man die erhitzte

Flotte in den Färbebehälter innerhalb von 7—K Sekunden eintreten, wobei das Einströmen in der Wickelkörper sowohl von innen als auch von außer erfolgt. Nach Beginn der Flottenzirkulation stellt siel eine Mischtemperatur von 125°C ein. Bei wechselseiti ger Flottenführung wird die Ware nunmehr 20 Minuter bei 135° C gefärbt. Danach erfolgt ein Abkühlen dei Färbeflotte auf 90°C sowie ein Zusatz von Soda. Die abschließende Färbezeit des Textilgutes beträgt sodanr

ίο 30 Minuten bei 90°C.

Nach einer Nachbehandlung in üblicher Weise erhäl man eine gleichmäßige Färbung auf beiden Faserantei len.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Färben von textlien Wickelkörpern nach der Ausziehmethode bei Temperaturen über 100⁰C, bei welchem die Wickelkörper in einem Färbebehälter vor dem Farben durch Behandeln mit einer etwa Färbetemperatur aufweisenden Heißdampfatmosphäre erhitzt und entlüftet und unmittelbar im Anschluß daran mit der in einem Ansatzbehälter separat auf etwa Färbetemperatur erhitzten und mit einem relativen Überdruck bis 9,8 bar gesetzten gesamten Färbeflotte in Kontakt gebracht werden, wobei die Färbeflotte aus dem Ansatzbehälter in den Färbebehälter gegen den Druck der luftfreien Heißdampfatmosphäre bei gleichzeitigem Einleiten von innen und außen in die Wickelkörper überführt wird, worauf die Färbebehandlung durch Zirkulation der Färbeflotte zu Ende geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daßCellulosefasem enthaltende Wickelkörper mit löslichen Farbstoffen bzw. löslich gemachten Küpen- bzw. Schwefelfarbstoffen gefärbt werden, der relative Überdruck größer als 3 bar ist und die Färbetemperaturen zwischen 100°Cbis 135°Cliegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der relative Überdruck zur Überführung der Färbeflotte durch Druckluft erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelkörper einer Sattdampfatmosphäre ausgesetzt werden und der Färbebehälter zur Vergrößerung des relativen Überdrucks an eine absperrbare Kondensationsleitung angeschlossen ist

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Färbegut Mischungen von Cellulosefasern mit Synthesefasern verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Farbstoffe für die Cellulosefaser!! Küpen-, Schwefelküpen-, Schwefel-, lösliche Schwefel-, Leukoküpenester-, Rekativ- und Direktfarbstoffe verwendet werden.