Verfahren zum Färben von Textilmaterial auf Basis von Polypropylen Das Färben von Polypropylenfasern bereitete bisher grosse Schwierigkeiten, weil diese Fasern chemisch weit gehend inert sind und keine polaren Gruppen aufweisen. So hat man sich bisher hauptsächlich mit der Modifi zierung des Polypropylens beholfen, z. B. durch Ein bringen von Schwermetallverbindungen in die Schmelz masse, durch chemische Oberflächenbehandlung oder durch Einbau von aminogruppenhaltigen oder anderen Monomeren in die Polymerkette. Da diese Massnahmen an der Masse des Polymeren vorgenommen werden müssen, sind sie im Vergleich zu den bei anderen Faser arten üblichen Herstellungsverfahren unwirtschaftlich.
Es wurde nun gefunden, dass man Textilmaterial auf Basis von Polypropylen mit gutem Erfolg kontinuierlich färben kann, wenn man lipophile Farbstoffe aus orga nischer Lösung aufklotzt und das foulardierte Gewebe thermofixiert.
In Hinsicht auf die vielerorts verschärften Bestim mungen hinsichtlich der Gewässerverschmutzung besitzt dieses Verfahren den Vorteil, die beim Färbeprozess anfallende Abwassermenge zu verringern.
Ein weiterer Vorteil dieses Verfahrens gegenüber der konventionellen Färberei mit in Wasser dispergierten Farbstoffen ist die Möglichkeit, unkonditionierte Farb stoffe zu verwenden, während bei konventionellen Färbeverfahren aus wässeriger Flotte stets zum Zweck der leichten Dispergierung in Wasser besonders kon ditionierte Farbstoffpräparate verwendet werden müs sen.
Schliesslich ist es möglich, auch Farbstoffe zu ver wenden, die sich bei den herkömmlichen Färbeverfahren aus wässerigem Medium als ungeeignet erweisen. Die Palette der Farbstoffe wird demgemäss durch das Färben aus Lösungsmitteln erweitert.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Ver fahren zum Färben von Textilmaterial auf Basis von Polypropylen, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man das Textilmaterial mit einer Lösung von mindestens einem lipophilen Farbstoff, der einen Schmelzpunkt unterhalb von 180 C, vorzugsweise unterhalb 160 C, aufweist, in einem organischen Lösungsmittel, welches gegenüber dem Textilmaterial auch bei Färbetemperatur inert bleibt, imprägniert, insbesondere foulardiert, und das Textilmaterial nach dem Verdampfen des Lösungs mittels zur Fixierung des Farbstoffes auf der Faser einer Hitzebehandlung, vorzugsweise einer trockenen Hitze behandlung, bei einer Temperatur unterhalb des Erwei chungspunktes des Fasermaterials unterwirft.
Das vorliegende Färbeverfahren eignet sich für Fasern aus Polypropylen, wie unmodifizierte Polypropy- lene mit sterisch geordnetem Aufbau, metallhaltige Poly- propylene, mit Phosgen oder anderen Säurehalogeniden oberflächlich behandelte Polypropylene, Propylen-co- polymere, wie Pfropfpolymere mit ungesättigten Mono meren, wie Methylmethacrylat, Styrol oder Vinylacetat und zusammen mit anderen farbstoffaffinen Polymeren extrudierte Polypropylene.
Als zu färbendes Textilmaterial kommt vor allem Polypropylengewebe in Frage.
Für das vorliegende Färbeverfahren sind die Farb stoffe der folgenden Strukturklassen geeignet: Mono- und Disazofarbstoffe, Anthrachinon-, Naphthoperinon-, Chinophthalon- und Methinfarbstoffe, einschliesslich der Styryl-, Azamethin- und Azostyrylfarbstoffe.
Es kommen jedoch auch die Vertreter von anderen geeigneten Strukturklassen in Frage.
Vom färberischen Gesichtspunkt aus kommen vor allem die folgenden Farbstofftypen in Frage: vormetalli- sierte Farbstoffe mit einem 1 : 1 oder 1 :2 Metall- Farbstoff-Verhältnis ohne wasserlöslichmachende Grup pen;
in Ketonen, Estern, Alkoholen oder aromatischen Lösungsmitteln lösliche von wasserlöslichmachenden Gruppen freie metallfreie Farbstoffe (im Color Index als Solvent Dyes bezeichnet), und andere von wasser- löslichmachenden Gruppen freie organische Farbstoffe, wie insbesondere die im Color Index definierten so genannten Dispersionsfarbstoffe.
Beispielsweise seien die in der österreichischen Patentschrift Nr. 259718 genannten Fettsäureester von Monoazofarbstoffen genannt, wie z. B. der durch Kup peln von diazotiertem 2-Nitroanilin mit N,N-(#-Di- hydroxyäthyl)-3-chloranilin und anschliessende Vereste- rung mit 1,2-Athylhexansäurcanhydrid erhältliche gelbe Monoazofarbstoff.
Weiterhin seien Anthrachinone genannt, welche min destens eine längerkettige aliphatische oder cycloalipha- tische Gruppe, z. B. eine n-Butyl- oder Butylengruppe in den Substituenten enthalten, wie z. B. 1-Methyl- amino-4-cyclohexylaminoanthrachinon oder 1,4,5,8- Tetrakis-cyclohexylaminoanthrachinon.
Als Lösungsmittel, welche gegenüber dem Textil material auch bei Färbetemperatur inert sein müssen, also die physikalischen Parameter der Fasern nicht ändern dürfen, seien z. B. die hydrophoben, mit Wasser nicht oder nur beschränkt mischbaren Lösungsmittel, wie Acetophenon oder gegebenenfalls halogenierte Koh lenwasserstoffe, wie Chlorbenzol oder insbesondere Chloroform, Tetrachlorkohlenstoff, Tri- oder Tetra chloräthylen, 1,1,1-Trichloräthan oder Dibromäthylen genannt.
Mit Wasser mischbare, hydrophile Lösungsmittel bilden eine besonders bevorzugte Klasse von Lösungs mitteln, z. B. Ketone, wie Aceton. Cyclohexanon oder Methyläthylketon, aliphatische einwertige Alkohole mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Äthanol und die Propanole, Dioxan, Tetrahydrofuran, Glycerinformal und Glycolformal, sowie Acetonitril, Tetrahydrofur- furylamin, Pyridin und Diacetonalkohol, ferner höher siedende Glycolderivate, wie Äthylenglycolmonomethyl-, -äthyl- und -butyläther und Diäthylenglycolmonomethyl- oder -äthyläther, Thiodiglycol, Polyäthylenglycole, so weit sie bei Zimmertemperatur flüssig sind, Äthylen- carbonat, γ
-Butyrolacton und besonders die Gruppe der über 120 C siedenden, mit Wasser mischbaren aktiven Lösungsmittel, wie N,N-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, Bis-(dimethylamido)-methan- phosphat, Tris-(dimethylamido)-phosphat, N-Methylpyr- rolidon, l,5-Dimethylpyrrolidon, N,N-Dimethyl-meth- oxyacetamid, Tetramethylensulfon (Sulfolan) und 3-Me- thylsulfolan und Dimethylsulfoxyd.
Unter den hydrophilen Lösungsmitteln gibt es zwei bevorzugte Untergruppen, nämlich (1) solche, die sich zum Lösen von linearen, spinnbaren vollsynthetischen Polymerisaten oder Polykondensaten, wie z. B. Acryl- nitrilpolymerisaten, eignen und (2) die Gruppe der mit Wasser in jedem Verhältnis mischbaren Lösungsmittel.
In Betracht kommen weiterhin Gemische aus den oben genannten Lösungsmitteln.
Bevorzugt verwendet man Lösungsmittel, deren Siedepunkt nicht über 190 C liegt.
Die Foulardierlösung kann weiterhin Antioxyda tionsmittel für Polyolefine enthalten, wie z. B. Organo- zinnverbindungen, vorzugsweise mit einem Schmelz punkt von höchstens 200 C, vorzugsweise höchstens 140 C, wie Di-n-butylzinndilaurat, Di-n-butylzinn- maleat, oder Phosphiten, wie Tris-(nonylphenyl)-phos- phit, oder Antioxydantien des Alkylphenoltyps, wie Di-tert.-butyl-p-kresol.
Andere für Polyolefine übliche Zusätze, beispiels weise Ultraviolettabsorptionsmittel, wie Salicylsäure- ester-Benzophenon-Addukte, spezielle Dispergiermittel, wie Calciumstearat oder Antioxydationsmittel des Amin typs können ebenfalls in der Foulardierlösung enthalten sein, wobei man auch bei höchstens 200' C, vorzugs weise höchstens 140 C schmelzende Zusätze bevorzugt.
Fakultativ können der Foulardierflotte auch Netz mittel zugesetzt werden. Bevorzugt werden nichtiono- gene Netzmittel der Verbindungstypen: a) Äther von Polyhydroxyverbindungen, wie poly- oxalkylierte Fettalkohole, polyoxalkylierte Polyole, poly- oxalkylierte Mercaptane und aliphatische Amine, poly- oxalkylierte Alkylphenole und -naphthole, polyoxalky- lierte Alkylarylmercaptane und Alkylarylamine.
b) Fettsäureester der Äthylen- und der Polyäthylen- glycole, sowie des Propylen- und Butylenglycols, sowie von Zuckeralkoholen, wie Sorbit, Sorbitanen und der Saccharose.
c) N-Hydroxyalkyl-carbonamide, polyoxalkylierte Carbonamide und Sulfonamide.
Beispielsweise seien als vorteilhaft verwendbare Netzmittel aus diesen Gruppen genannt: Anlagerungs produkte von 8 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol p-tert.- Octylphenol, von 15 bzw. 6 Mol Äthylenoxyd an Rizi nusöl, von 20 Mol Äthylenoxyd an den Alkohol C16H33OH, Äthylenoxyd-Anlagerungsprodukte an Di- [α-phenyläthyl)-phenole, Polyäthylenoxyd-tert.-dodecyl thioäther, Polyamin-Polyglycoläther oder Anlagerungs produkte von 15 bzw. 30 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol Amin C12H25NH2 oder C18H37NH2. Weiter kommen anionaktive Netzmittel in Frage, wie z. B. Alkylaryl- sulfonate.
Die Farbstofflösung wird, wenn nötig, durch mecha nische Mittel, wie Filtration oder Zentrifugieren, vom Ungelösten befreit.
Die Imprägnierung erfolgt bei Zimmertemperatur oder auch in der Wärme. Nach der Durchführung durch die Farbstofflösung kann das Textilmaterial auf den gewünschten Gehalt an Imprägnierlösung von etwa 20 bis 130% des trockenen Fasergewichtes abgequetscht werden.
Das imprägnierte oder bedruckte Material wird nach dem Verlassen des Foulards, wenn nötig, entweder kurz im warmen, z. B. auf 30 bis 90 C erhitzten Luft strom getrocknet, oder auf eine andere Weise, wie z. B. durch Zentrifugieren vom grösseren Teil der anhaftenden Farbstofflösung befreit. Es wird nach Abdampfen des Lösungsmittels der Thermofixierung unterworfen. Sie erfolgt bei über 70 C, vorzugsweise bei einer Tem peratur von 90 bis 140" C. Auf jeden Fall darf die Temperatur bei der Fixierung nicht die Erweichungs- temperatur der Faser erreichen.
Die Verweildauer be trägt im allgemeinen 3t1 bis 120 Sekunden. Thermo- fixiert man bei Temperaturen, die etwa 40" C und mehr unter dem Erweichungspunkt des Polypropylens liegen, so kann die Verweilzeit länger sein und z. B. 2 bis 5 Minuten betragen.
Die Thermofixierung erfolgt z. B. durch Dämpfen oder vorzugsweise durch trockene Hitzebehandlung, wie Kontakthitze, eine Behandlung mit Hochfrequenzwech- selströmen oder Bestrahlung im Infrarot.
Die optimalen, eine Faserschädigung ausschliessen den Bedingungen der Thermofixierung werden durch einen einfachen Vorversuch bestimmt.
In der schweizerischen Patentschrift Nr. 365 696 wird zwar schon ein Färbeverfahren beschrieben, worin Polypropylen mit einem in situ aus Tetracyanäthylen, Pyrrol und Schwefelpulver hergestellten Farbstoff in Benzollösung bei 80 C gefärbt wird. Die Färbung wird anschliessend mit Sattdampf bei 125 C fixiert. Ein ana loges Verfahren, bei welchem der Farbstoff statt aus Pyrrol aus Indol hergestellt wird, wird in der schweize rischen Patentschrift Nr. 369 739 beschrieben. Beide Verfahren können jedoch mit dem erfindungsgemässen Färbeverfahren nicht verglichen werden, da die Farb stoffe in situ hergestellt werden und daher nur eine ganz beschränkte Farbauswahl zur Verfügung steht.
Weiterhin werden zwar in den französischen Patent schriften Nrn. 1 174 676 und 1 176 678 Färbeverfahren für Polyolefinmaterialien mit u. a. lipophilen Farbstoffen in organischer Lösung erwähnt, doch ist von einer Thermo- fixierung keine Rede. Gegenüber den Verfahren gemäss den schweizerischen und französischen Patentschriften zeichnet sich das erfindungsgemässe Verfahren durch eine viel höhere Färbegeschwindigkeit aus.
In den nachfolgenden Beispielen bedeuten die Teile, sofern nichts anderes angegeben wird, Gewichtsteile, die Prozente Gewichtsprozente, und die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.
Beispiel 1 Nichtmodifiziertes Polypropylen-Gewebe (Meraklon) wird mit einer Lösung aus 3 Teilen des Farbstoffes der Formel
EMI0003.0003
sowie 10 Teilen eines handelsüblichen anionaktiven Tex tilhilfsmittels (sulfoniertes Dodecylbenzol) in einer Lö sungsmittelmischung aus 900 Teilen 1,1,1-Trichloräthan und<B>100</B> Teilen Dimethylformamid kalt foulardiert, auf 42 % des Fasergewichtes abgequetscht, bei 40 bis 50' im Warmluftstrom getrocknet und 2 Minuten bei 140 thermofixiert. Es resultiert eine nassechte rotbraune Fär bung.
Werden die in der Spalte I angegebenen Farbstoffe wie oben appliziert, so erhält man die in Spalte<B>11</B> angegebene Färbung.
EMI0003.0009
Die Herstellung dieser Farbstoffe wird in dem belgi schen Patent Nr. 713 177 beschrieben.
<I>Beispiel 8</I> Nichtmodifiziertes Polypropylen-Gewebe (Meraklon) wird mit einer Lösung aus 5 Teilen des Farbstoffes der Formel
EMI0004.0001
sowie 10 Teilen eines handelsüblichen anionaktiven Tex tilhilfsmittels (sulfoniertes Dodecylbenzol) in 1000 Tei len Perchloräthylen kalt foulardiert, auf 42% des Fa sergewichtes abgequetscht, bei 40 bis 50 im Warm luftstrom getrocknet und 2 Minuten thermofixiert (140 ). Es resultiert eine orangerote. Färbung.
Beispiel 9 Wird gleich verfahren wie im Beispiel 8, jedoch der Farbstoff der Formel
EMI0004.0002
eingesetzt, so resultiert eine Färbung in der gleichen orangeroten Nuance.
Beispiel 10 Es wird wie in Beispiel 1 gefärbt, jedoch unter Verwendung von 10 Teilen des Farbstoffes der For mel
EMI0004.0003
und Dimethylacetamid als Lösungsmittel. Es resultiert eine brillante Gelbfärbung.
Beispiel 11 Es wird wie in Beispiel 1 gefärbt, jedoch unter Verwendung von 10 Teilen des Farbstoffes der For mel
EMI0004.0004
und einer Mischung von 900 Teilen Perchloräthylen und 100 Teilen Dimethylacetamid. Es resultiert eine rote Färbung.
Beispiel 12 Es wird wie in Beispiel 11 gefärbt, jedoch unter Verwendung von 10 Teilen l-Methylamino-4-cyclohexylamino-anthrachinon (Fp. 158-162 ) als Farbstoff. Es resultiert eine Blau färbung.
Auf analoge Weise wurden Färbungen mit den in der nachfolgenden Tabelle angegebenen Farbstoffen der allgemeinen Formel A-N=N-B-N=N-C erhalten.
EMI0004.0005
A <SEP> B <SEP> C <SEP> Nuance <SEP> und <SEP> Fp.
<tb> 1 <SEP> Anilin <SEP> Anilin <SEP> Phenol <SEP> gelb, <SEP> l63-165
<tb> 2 <SEP> <SEP> <SEP> o-Kresol <SEP> <SEP> 144-146
<tb> 3 <SEP> <SEP> <SEP> m-Kresol <SEP> <SEP> 167-168
<tb> 4 <SEP> <SEP> <SEP> p-Kresol <SEP> <SEP> l34-137
<tb> 5 <SEP> <SEP> <SEP> Dimethyl-äthyl-(p-hydroxy- <SEP> <SEP> 139-141
<tb> phenyl)
-methan
<tb> 6 <SEP> <SEP> <SEP> p-Cyclohexylphenol <SEP> <SEP> 12l-124
<tb> 7 <SEP> o-Kresidin <SEP> o-Kresidin <SEP> Phenol <SEP> <SEP> 147-149
<tb> 8 <SEP> <SEP> <SEP> o-Kresol <SEP> <SEP> 161-163
<tb> 9 <SEP> <SEP> <SEP> m-Kresol <SEP> <SEP> 166-169
<tb> 10 <SEP> <SEP> <SEP> p-Kresol <SEP> <SEP> 170
<tb> 11 <SEP> <SEP> <SEP> Dimethyl-äthyl-(p-hydroxy- <SEP> <SEP> 123-l24
<tb> phenyl)-methan
<tb> 12 <SEP> <SEP> <SEP> p-Cyclohexylphenol <SEP> <SEP> 154-157
<tb> 13 <SEP> m-Kresidin <SEP> m-Kresidin <SEP> Phenol <SEP> <SEP> l30-132"
<tb> 14 <SEP> <SEP> <SEP> o-Kresol <SEP> <SEP> 144-1470
<tb> 15 <SEP> <SEP> a <SEP> p-Kresol <SEP> <SEP> 160-162<B>0</B>
EMI0005.0001
A <SEP> B <SEP> C <SEP> Nuance <SEP> und <SEP> Fp.
<tb> 16 <SEP> m-Kresidin <SEP> m-Kresidin <SEP> p-Chlorphenol <SEP> gelb,
<SEP> 122-123
<tb> 17 <SEP> N-Diäthylamino- <SEP> b <SEP> Phenol <SEP> <SEP> l64-166
<tb> äthyl-4-amino phenyläther Beispiel 13 5 Teile des Farbstoffes der Formel
EMI0005.0002
Fp. 105 werden in 995 Teilen Perchloräthylen gelöst. Mit der erhaltenen Flotte wird nickelmodifizierter Polypropylen- Nadelfilz-Teppich (Handelsname der Fasern: Nectra 600) foulardiert, auf 100% abgequetscht und im Warm luftstrom getrocknet. Anschliessend wird 2 Minuten bei 140 thermofixiert, gut kalt gespült und dann 30 Minu ten bei 60 mit 1 g/l Ultravon W geseift, gespült und getrocknet. Man erhält ein egales Zitronengelb.