DE1280807B

DE1280807B - Method of fixing dyes

Info

Publication number: DE1280807B
Application number: DES79068A
Authority: DE
Inventors: Donald Keighley Clough
Original assignee: Sandoz AG
Current assignee: Sandoz AG
Priority date: 1961-04-20
Filing date: 1962-04-18
Publication date: 1968-10-24

Description

Verfahren zum Fixieren von Farbstoffen Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Fixierung von Farbstoffen auf Substraten, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf die getrockneten Färbungen ein hochfrequentes Wechselfeld in Gegenwart eines Stoffes mit hoher Dielektrizitätskonstante und hohen dielektrischen Verlusten einwirken läßt.Process for fixing dyes is the subject of the present invention Invention is a method for fixing dyes on substrates, which is characterized in that a high frequency is applied to the dried dyeings Alternating field in the presence of a substance with a high dielectric constant and high allows dielectric losses to act.

Das Verfahren eignet sich fUr die verschiedensten Fasermaterialien, vorzugsweise solche, die Färbe-und Fixiertemperaturen von über 140"C aushalten, z. B. Cellulosematerialien aus natürlicher Cellulose (Baumwolle, Leinen, Hanf, Jute, Ramie, Papier usw.) oder regenerierter Cellulose (Viscoserayon, Zellwolle, Cuprammoniumrayon), synthetischen Polyamiden oder linearen aromatischen Polyesterfasern.The process is suitable for a wide variety of fiber materials, preferably those that can withstand dyeing and fixing temperatures of over 140 "C, z. B. Cellulose materials made from natural cellulose (cotton, linen, hemp, jute, Ramie, paper, etc.) or regenerated cellulose (viscose rayon, rayon, cuprammonium rayon), synthetic polyamides or linear aromatic polyester fibers.

Als Farbstoffe kommen alle Farbstoffe, welche durch eine Hitzebehandlung fixierbar sind, in Betracht, wobei die Fixierung eine chemische Bindung mit dem Substrat (Reaktivfarbstoffe), eine salzartige Bindung mit der Faser (Säure- und Metallkomplexfarbstoffe auf synthetischen Polyamiden, basische Farbstoffe auf Polyacrylnitrilfasern). eine Adsorption durch van der Waalsche Kräfte (substantive Farbstoffe, Küpenfärbstoffe), eine Lösung oder Dispersion in der Faser (Dispersionsfarbstoffe in Polyesterfasem und synthetischen Polyamiden und Polyacrylnitrilfasern) oder eine Bindung mit Hilfe von Harzen (Pigrnentfarbstoffe, substantive Farbstoffe, welche einer Harznachbehandlung unterworfen werden) sein kann.All dyes that are produced by a heat treatment come as dyes are fixable, into consideration, the fixation being a chemical bond with the Substrate (reactive dyes), a salt-like bond with the fiber (acid and Metal complex dyes on synthetic polyamides, basic dyes on polyacrylonitrile fibers). adsorption by van der Waals forces (substantive dyes, vat dyes), a solution or dispersion in the fiber (disperse dyes in polyester fibers and synthetic polyamides and polyacrylonitrile fibers) or a bond with the help of resins (pigrnent dyes, substantive dyes, which are a resin post-treatment subject to).

Von besonderer Bedeutung ist das Verfahren für die Reaktivfarbstoffe auf Cellulosefasern und f'ür die Dispersionsfarbstoffe auf Polyesterfasern. Reaktivfarbstoffe sind Farbstoffe, welche einen die chemische Bindung mit dein Substrat ermöglichenden Substituenten, z. B. einen als Anion leicht abspaltbaren Rest oder eine leicht zu Addition befähigte C - C-Mehrfachbindung, enthalten. Sie können der Azo-, Anthrachinon-, Phthalocyanin- oder Nitroreihe angehören und enthalten z. B. mindestens eine über ein Stickstoff-, Sauerstoff- oder Schwefelatom gebundene Di- oder Trichlor- bzw. Di- oder Tribrompyrimidylgruppe bzw. 4,6-Dichlor- oder 4,6-Dibrom-1,3,5-triazinyl-2-Gruppe oder eine über ein Sauerstoff- oder ein Schwefelatom oder eine gegebenenfalls substituierte Iminogruppe gebundene Gruppe der Formel worin Hal Chlor oder Brom, V ein Sauerstoff- oder ein Schwefelatom oder eine gegebenenfalls substituierte Iminogruppe und Z einen gegebenenfalls substituierten Alkyl-, Cycloalkyl-, Aryl- oder Aralkylrest bedeutet, eine Chloracetyl- oder ii-Chlorpropionylgruppe, oder eine Gruppe - X -- 0 -- SO-Y worin X eine Alkylengruppe mit 1 bis 5 C-Atomen und Y eine OH-Gruppe, einen Alkyl- oder einen gegebenenfalls substituierten Arylrest bedeutet.The process is of particular importance for the reactive dyes on cellulose fibers and for the disperse dyes on polyester fibers. Reactive dyes are dyes which have a chemical bond with your substrate enabling substituents, z. B. contain a residue that can easily be split off as an anion or a C - C multiple bond which is easily capable of addition. They can belong to the azo, anthraquinone, phthalocyanine or nitro series and contain z. B. at least one di- or trichloro or di- or tribromopyrimidyl group or 4,6-dichloro or 4,6-dibromo-1,3,5-triazinyl-2- Group or a group of the formula attached via an oxygen or a sulfur atom or an optionally substituted imino group where Hal is chlorine or bromine, V is an oxygen or a sulfur atom or an optionally substituted imino group and Z is an optionally substituted alkyl, cycloalkyl, aryl or aralkyl radical, a chloroacetyl or ii-chloropropionyl group, or a group - X - 0 - SO-Y in which X is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms and Y is an OH group, an alkyl or an optionally substituted aryl radical.

Als Stoff mit hoher Dielektrizitätskonstante und hohen dielektrischen Verlusten im Wechselfeld verwendet man vorteilhaft einen solchen, der oberhalb 130 C siedet, beispielsweise eine stickstoffbaltige Verbindung, wie Cyanamid, Dicyandiamid, Aminosäuren (Glykokoll, Alanin, (,)-Aminocapronsäure, Betain usw.), Carbonsäureamide (Formamid, Acetamid, Trichloracetamid und deren N-Mono- oder N-Dialkylderivate), Thioharnstoff, Guanidin und vorzugsweise Harnstoff. Es lassen sich auch flüssige Körper mit Siedepunkten über 130'C und mit hoher Dielektrizitätskonstante verwenden, vorzugsweise solche mit hoher Viskosität, wie Athylenglykol, Glycerin und andere Polyole und ihre Derivate.As a material with a high dielectric constant and high dielectric losses in the alternating field, it is advantageous to use one that boils above 130 C, for example a nitrogenous compound such as cyanamide, dicyandiamide, amino acids (glycocolla, alanine, (,) - aminocaproic acid, betaine, etc.), Carboxamides (formamide, acetamide, trichloroacetamide and their N-mono- or N-dialkyl derivatives), thiourea, guanidine and preferably urea. It is also possible to use liquid bodies with boiling points above 130 ° C. and with a high dielectric constant, preferably those with high viscosity, such as ethylene glycol, glycerol and other polyols and their derivatives.

Das Verfahren wird vorteilhaft so ausgeführt, daß man das mit einer Farbstofflösung oder -suspension imprägnierte und hierauf getrocknete Material während einiger Sekunden bis mehrerer Minuten einem hochfrequenten Wechselfeld unterzieht, wobei Intensität und Frequenz des Wechselfeldes mit Vorteil dem jeweiligen Fasermaterial und dem Imprägnierhilfsmittel angepaßt werden. Die Imprägnierung wird in üblicher Weise ausgeführt; man kann das Material in seiner Gesamtheit, z. B. durch Klotzen, oder nur stellenweise, z. B. durch Bedrucken, imprägnieren. Die Imprägnierlösung oder -suspension enthält die gegebenenfalls für die Fixierung erforderlichen Zusätze, z. B. ein Alkali im Falle der Reaktivfarbstoffe, ein Harz im Falle der Pigmentfarbstoffe usw., neben den üblichen Netz-, Dispergier- und anderen Textilhilfsmitteln und gegebenenfalls Neutralsalzen. Die Trocknung wird in üblicher Weise ausgeführt, z. B. durch Aufhängen an der Luft, mittels eines trockenen, vorzugsweise erwärmten Luft- oder bei empfindlichen Färbungen Inertgasstromes, durch Erhitzen in einem Trockenschrank, gegebenenfalls unter Anwendung von Vakuum, durch Infrarotstrahlen oder auch durch ein hochfrequentes Wechselfeld. Im letzteren Fall kann die Fixierung unmittelbar nach der Trocknung stattfinden.The method is advantageously carried out so that you can do this with a Dye solution or suspension impregnated and then dried material during subjects a high-frequency alternating field for a few seconds to several minutes, where the intensity and frequency of the alternating field advantageously depend on the respective fiber material and adapted to the impregnation aid. Impregnation is more common Way executed; you can use the material in its entirety, e.g. B. by padding, or only in places, e.g. B. by printing, impregnate. The impregnation solution or suspension contains any additives required for fixation, z. B. an alkali in the case of reactive dyes, a resin in the case of pigment dyes etc., in addition to the usual wetting, dispersing and other textile auxiliaries and, if necessary Neutral salts. The drying is carried out in the usual way, e.g. B. by hanging in the air, by means of a dry, preferably heated air or in the case of sensitive Colorings of an inert gas stream, if necessary, by heating in a drying cabinet using a vacuum, infrared rays or a high frequency Alternating field. In the latter case, fixation can take place immediately after drying occur.

Nach der Fixierung werden die gefärbten Materialien in üblicher Weise fertiggestellt, z. B. gespült, gegebenenfalls geseift und wieder gespült, und getrocknet.After fixation, the colored materials are used in the usual way completed, e.g. B. rinsed, optionally soaped and rinsed again, and dried.

Die erbaltenen Färbungen und Drucke besitzen gleich gute Echtheitseigenschaften, wie die nach den herkömmlichen Färbe- und Druckverfahren hergestellten Färbungen und Drucke. Der Vorteil des neuen Fixierverfahrens besteht darin, daß die Hitze nicht von außen nach innen einwirkt, wie dies bei den bekannten Verfahren (Infrarotstrahlen, Dämpfen, Trockenerhitzen) der Fall ist, wodurch Wanderungen des Farbstoffes und infolgedessen tSnregelmäßigkeiten in den Färbungen hervorgerufen werden, sondem gleichzeitig auf den ganzen Faserquerschnitt gleichmäßig einwirkt, wodurch eine ausgezeichnete Egalität gewährleistet wird.The inherited dyeings and prints have equally good fastness properties, like the dyeings produced by conventional dyeing and printing processes and prints. The advantage of the new fusing process is that the heat does not act from the outside in, as is the case with the known methods (infrared rays, Steaming, dry heating) is the case, causing migration of the dye and as a result, irregularities in the colorations are caused, but rather at the same time acts evenly on the entire fiber cross-section, whereby a excellent levelness is guaranteed.

* Gegenüber dem aus der Patentschrift 2394 des Amtes für Erfindungs- und Patentwesen in Ost-Berlin bekannten Trocknungsverfahren mittels Hochfrequenz zeichnet sich das erfindungsgemäße Fixierverfahren in Gegenwart eines Stoffes mit hoher Dielektrizitätskonstante und hohen dielektrischen Verlusten dadurch aus, daß es gestattet, viel stärkere Färbungen zu erzeugen, als nach dein bekannten Verfahren möglich ist. * Compared to the high-frequency drying process known from patent specification 2394 of the Office for Invention and Patents in East Berlin, the fixing process according to the invention in the presence of a substance with a high dielectric constant and high dielectric losses is characterized by the fact that it allows much stronger colors to be produced than is possible with your known method.

In den folgenden Beispielen bedeuten die Teile Gewichtsteile, die Prozente Gewichtsprozente, und die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben. Beispiel 1 Ein gebleichtes Baumwollgewebe wird mit einer kalten Lösung der Zusammensetzung 15 g/1 Reaktivfarbstoff (C. 1. Reaetive Violet Nr. 3), 15 g/1 wasserfreies Natriumcarbonat, 15 g(1 Natriummetasilikat, 300 g/1 Harnstoff, 50 g/1 wasserfreies Natriumsulfat imprägniert und auf das 1,8fache seines ursprüng-. lichen Trockengewichtes abgequetscht.In the following examples, parts are parts by weight, percentages are percentages by weight, and temperatures are given in degrees Celsius. Example 1 A bleached cotton fabric is treated with a cold solution of the composition 15 g / 1 reactive dye (C. 1. Reaetive Violet No. 3), 15 g / 1 anhydrous sodium carbonate, 15 g (1 sodium metasilicate, 300 g / 1 urea, 50 g / 1 anhydrous sodium sulfate impregnated and squeezed to 1.8 times its original dry weight.

Das Gewebe wird getrocknet und zwischen die Platten eines Parallelplattenkondensators derart eingelegt, daß es parallel zu den Platten steht. Der Ab- stand der Platten kann verändert werden und beträgt zwischen etwa 4 und 15 cm. Die Wechselspannung zwischen den Platten beträgt 7000 Volt. Man setzt das Gewebe während 45 Sekunden einem hochfrequenten Wechselfeld von 36 Megahertz (MHz) bei einem Plattenabstand von 8 cm aus. Die Ausgangsleistung des Generators beträgt etwa 1 Kilowatt (kW). Dann wird das Gewebe mit heißem Wasser gespült, mit einer siedenden 0,5()/oigen Seifenlösung in destilliertem Wasser während 5 Minuten geseift, wieder gespült und getrocknet. Man erhält eine egale licht-und naßechte violette Färbung.The fabric is dried and placed between the plates of a parallel plate capacitor in such a way that it is parallel to the plates. The spacing of the plates can be varied and is between approximately 4 and 15 cm. The alternating voltage between the plates is 7000 volts. The tissue is exposed to a high-frequency alternating field of 36 megahertz (MHz) with a plate spacing of 8 cm for 45 seconds. The output power of the generator is about 1 kilowatt (kW). The fabric is then rinsed with hot water, soaped with a boiling 0.5% soap solution in distilled water for 5 minutes, rinsed again and dried. A level, lightfast and wetfast violet dyeing is obtained.

Beispiel 2 Ein mercerisiertes Baumwollgewebe wird mit einer kalten Farbstofflösung der Zusammensetzung 10 gll Reaktivfarbstoff (C. I. Reactive Scarlet Nr. 19), 30 g/1 wasserfreies Natriumcarbonat, 15 g/1 Natriummetasilikat und 100 gll Harnstoff geklotzt, getrocknet und während 2 Minuten einem hochfrequenten Wechselfeld von 36 MHz bei einer Wechselspannung von 7000 V und einem Plattenabstand von 15 cm ausgesetzt. Das so behandelte Gewebe wird kalt und heiß gespült, mit einer siedenden 0,5'/oigen Lösung eines anionischen oder nichtionogenen Waschmittels während 15 Minuten geseift, wieder - gespült und getrocknet. Man erhält eine orange Färbung von guten Licht- und Naßechtheiten.Example 2 A mercerized cotton fabric is padded with a cold dye solution of the composition 10 μl reactive dye (C.I. Reactive Scarlet No. 19), 30 g / 1 anhydrous sodium carbonate, 15 g / 1 sodium metasilicate and 100 μl urea, dried and for 2 minutes exposed to a high-frequency alternating field of 36 MHz with an alternating voltage of 7000 V and a plate distance of 15 cm. The fabric treated in this way is rinsed cold and hot, soaped with a boiling 0.5% solution of an anionic or nonionic detergent for 15 minutes, rinsed again and dried. An orange dyeing with good light and wet fastness properties is obtained.

Die folgende Tabelle enthält weitere Fixierungsbeispiele, welche nach den Angaben der Beispiele 1 und 2 ausgeführt werden können. Sie sind durch das verwendete Textilmaterial, den Farbstoff und seinen Gehalt in der Klotzflotte, den Abquetscheffekt bei der Imprägnierung, den Plattenabstand des Kondensators, die Dauer der Fixierung und den Farbton der Färbung gekennzeichnet. Die Klotzlösung hatte die Zusammensetzung x gll Farbstoff, 15 g/1 wasserfreies Natriumcarbonat, 15 g/1 Natriummetasilikat, 50 g/1 wasserfreies Natriumsulfat, 300 g/1 Harnstoff.The following table contains further examples of fixation which can be carried out according to the information in Examples 1 and 2. They are characterized by the textile material used, the dye and its content in the padding liquor, the squeezing effect during impregnation, the distance between the plates of the capacitor, the duration of the fixation and the color of the dye. The padding solution had the composition x g / l dye, 15 g / l anhydrous sodium carbonate, 15 g / l sodium metasilicate, 50 g / l anhydrous sodium sulfate, 300 g / l urea.

Die Frequenz betrug in allen Beispielen 36 MHz und die Spannung 7000 V. In den Beispielen 3, 6 und 8 wurden die Färbungen nach der Imprägnierung durch Aufhängen an der Luft zuerst getrocknet, während in den Beispielen 4, 5 und 7 die noch feuchten Färbungen eingesetzt wurden. In diesen Beispielen entsprechen die oberen Zahlen in den Spalten (V) und (VI) der Trocknungsperiode und die unteren der Fixierungsperiode. Farbstoff Abquetsch- Platten- Dauer Farbton Beispiel Textilmaterial Gehalt in abstand C. 1. Reactive Klotz- effekt cm Sek. der Färbung lösung (iii) (IV) (V) (V1) (Vii) 3 Mercerisierte Baumwolle Scarlet Nr. 19 15911 65% 7,2 30 Scharlach 4 desgl. Yellow Nr. 11 15 g/1 65% 10,5 15 Gelb 7,2 30 5 Gebleichte Baumwolle Red Nr. 20 15 g/1 800/0 10,5 15 Rot 7,2 30 6 desgl. Blue Nr. 18 15 g/1 800/0 7,2 30 Türkis 7 Viskose Scarlet Nr. 19 15 g/1 800/0 10,5 15 Scharlach 7,2 30 8 Mercerisierte Baumwolle desgl. 30 g/1 65% 5- 3 Scharlach Beispiel 9 Man imprägniert ein gebleichtes Baumwollgewebe bei einem Abquetscheffekt von 80()/o mit einer Klotzflotte der Zusammensetzung 15 gll Solarbrillantblau A (C. 1. Direct Blue Nr. 67; 27 925), 300 gll Harnstoff.The frequency in all examples was 36 MHz and the voltage 7000 V. In Examples 3, 6 and 8 , the dyeings were first dried after impregnation by hanging in the air, while in Examples 4, 5 and 7 the dyeings were still moist became. In these examples, the upper numbers in columns (V) and (VI) correspond to the drying period and the lower numbers to the fixing period. Dye Squeeze Plate Duration Tint Example textile material content in distance C. 1. Reactive block effect cm sec. Of staining solution (iii) (IV) (V) (V1) (Vii) 3 Mercerized Cotton Scarlet No. 19 15911 65% 7.2 30 Scarlet 4 same yellow No. 11 15 g / 1 65% 10.5 15 yellow 7.2 30 5 Bleached cotton Red No. 20 15 g / 1 800/0 10.5 15 Red 7.2 30 6 also Blue No. 18 15 g / 1 800/0 7.2 30 turquoise 7 Viscose Scarlet No. 19 15 g / 1 800/0 10.5 15 Scarlet 7.2 30 8 Mercerized cotton like 30 g / 1 65% 5- 3 scarlet Example 9 A bleached cotton fabric is impregnated with a squeeze effect of 80% with a padding liquor of the composition 15 μl solar brilliant blue A (C. 1. Direct Blue No. 67; 27 925), 300 μl urea.

Das noch feuchte Gewebe wird in den Apparat eingelegt und bei einem Plattenabstand von 10,5 cm und einer Spannung von 7000 V während 20 Sekunden einem Wechselfeld von 36 MHz ausgesetzt. Es wird dann in heißem Wasser gespült und getrocknet. Die Färbung ist egal und weist eine sehr gute Lichtechtheit- und gute Naßechtheiten auf.The still moist tissue is placed in the apparatus and exposed to an alternating field of 36 MHz for 20 seconds with a plate spacing of 10.5 cm and a voltage of 7000 V. It is then rinsed in hot water and dried. The coloring is irrelevant and has very good lightfastness and good wetfastness.

Beispiel 10 Man imprägniert ein Terylen-polyesterfasergewebe bei einem Abquetscheffekt von 80()/o mit einer Klotzflotte der Zusammensetzung 20 gll Dispersionsfarbstoff (C.1. Disperse Yellow Nr. 49), 75 gll Harnstoff, 80 g/1 eines Gemisches aus ortho-Dichlorbenzol und einem Emulgiermittel, 10 gll Natriumalginat.Example 10 is impregnated a terylene polyester fiber fabric with a squeezing effect of 80 () / o with a padding liquor of the composition 20 gll disperse dye (C.1. Disperse Yellow no. 49), 75 gll urea, 80 g / 1 of a mixture of ortho Dichlorobenzene and an emulsifier, 10 gll sodium alginate.

Das noch feuchte Gewebe wird in den Apparat eingelegt und bei einem Plattenabstand von 7,2 cm und einer Spannung von 7000 V während 30 Sekunden einem Wechselfeld von 36 MHz ausgesetzt. Das Gewebe wird dann in heißem Wasser gespült, mit einer siedenden 0,5%igen Lösung eines Alkylpolyglykoläthers während 5 Minuten geseift, wieder gespült und getrocknet. Man erhält eine gelbe Färbung mit guten Licht- und Naßechtheiten.The still moist tissue is placed in the apparatus and exposed to an alternating field of 36 MHz for 30 seconds at a plate spacing of 7.2 cm and a voltage of 7000 V. The fabric is then rinsed in hot water, soaped with a boiling 0.5% solution of an alkyl polyglycol ether for 5 minutes, rinsed again and dried. A yellow dyeing with good light and wet fastness properties is obtained.

Claims

Claims: 1. A process for fixing dyes on substrates, characterized in that a high-frequency alternating field is allowed to act on the dried dyeings in the presence of a substance with a high dielectric constant and high dielectric losses.

2. The method according to claim 1, characterized in that the treatment is carried out in the presence of a substance boiling above 130'C with a high dielectric constant and high dielectric losses in the alternating field. 3. The method according to claim 1, characterized in that urea is used as the substance with a high dielectric constant and high dielectric losses in the alternating field.

Documents considered: German Patent No. 963 862; Patent No. 2394 of the Office for Invention and Patents in East Berlin; Teintex, 1959, pp. 551, 553/554, 557.