Verfahren zum Färben oder Bedrucken von Textilgut enthaltend Polyalkylenterephthalatfasern
Hochpolymere, lineare Polyester von Terephthalsäure und Glykolen der Reihe HOROH, worin R eine Polymethylenkette mit 2-10 Kohlenstoffatomen oder eine 1,4-Cyclohexandialkylengruppe ist, werden in steigendem Masse zu Fasern bzw. Geweben verarbeitet, so dass auch der Bedarf an für diese Materialien geeigneten Farbstoffen stark anstieg.
Indessen war es schwierig, Farbstoffe zu finden, die diese Polyester, die beispielsweise durch Umsetzung von Terephthalsäure oder einem veresterungsfähigen Derivat davon mit Athylen-, Trimethylen-, Tetramethylen-, Hexamethylen- und Decamethylenglykol oder 1 ,4-Dimethylolcyclohexan unter polymerisierenden Bedingungen erhalten werden, in befriedigender Weise färben und die ausser Waschechtheit, Sublimationsfestigkeit ansprechender Farbtöne und Leuchtkraft auch gute Lichtechtheit und Stabilität in dem für die Färbung der Fasern bevorzugten Hitzefixierungsverfahren aufweisen. Diese Schwierigkeiten werden in einem Artikel von C. Müller im American Dyestuff Reporter , März 1970, Seite 37 bis 44, besprochen.
In diesem Artikel werden viele unterschiedliche Farbstoffarten erwähnt, keine hat jedoch eine Lichtechtheit auf Polyesiern von mehr als 6 auf der Fade-Ometer-Skala, und viele weisen eine Lichtechtheit von lediglich 3 oder 4 auf. Einige zeigen nur mä ssige Stabilität im Hitzefixierverfahren.
Die französische Patentschrift Nr. 1 456 958 (CIBA) beschreibt ein Verfahren zum Färben von Cellulosefasern, z. B. mit Farbstoffen der Formel
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worin Y Wasserstoff oder Methyl und q eine Zahl von 1 bis 4 bedeuten, aus einem alkalischen stark reduzierenden Färbebad, wobei die Farbstoffe in partiell reduziertem Zustand eine bessere Faseraffinität aufweisen (siehe RESUME A, sowie 8 und 10).
Die belgische Patentschrift Nr. 633 447 (SANDOZ) beschreibt unter anderem Farbstoffe der Bis-(benzothiazol)-azo-benzolreihe, die noch eine über eine CH- Brücke gebundene Hydraziniumgruppe aufweisen, und gemäss Seite 11, 2. Absatz, zum Färben von polyacrylnitrilhaltigen Fasern geeignet sind (bezüglich der Farbstoffe siehe Seite 101, Beispiele 731 bis 734).
In der deutschen Patentschrift Nr. 65 402 wird die Herstellung von gelben Farbstoffen durch alkalische Oxydation, z. B. mit Natriumhypochlorit, von dehydrothiotoluidinsulfonsauren Salzen beschrieben. Nach der deutschen Patentschrift Nr. 862 933 wird als Produkt dieser Oxydation eine Mischung von Farbstoffen der Formeln
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sowie einige braungelbe Zersetzungsprodukte erhalten.
Die deutsche Patentschrift Nr. 862 933 beschreibt weiterhin, dass gelbe Farbstoffe durch eine ähnliche Oxydation von Verbindungen der Formel
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worin das eine X eine Schwefelgruppe und die restlichen X Wasserstoff, Halogen, Alkoxy, Äthyl oder einwertige Gruppen bedeuten, erhältlich sind. Solche Oxydationsprodukte können eine leuchtendere Färbung erhalten, indem sie mit einer Säure von aussergewöhnlicher Lösungskraft, z. B. Schwefelsäure, nachbehandelt werden.
Alle diese Farbstoffe sind wasserlöslich und eignen sich nicht zum Färben von Polyesterfasern. Anderseits wurde überraschenderweise gefunden, dass die erfindungsgemäss verwendeten Farbstoffe, die wasserunlöslich sind und daher keine -SOsH-Gruppen oder Hydraziniumgruppen im Molekül enthalten, Polyester sehr zufriedenstellend in einem lebhaften, leuchtenden gelben bis orange Farbton färben, und zwar m,it guter Licht-, Sublimations- und Waschbeständigkeit.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Färben oder Bedrucken von Textilgut enthaltend Polyalkylenterephthalatfasern. Das Verfahren der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass man die Fasern mit einer wässrigen Dispersion eines oder mehrerer wasserunlöslichen 2,2' - (Azodiarylen) - bis - benzothiozole imprägniert oder bedruckt, trocknet und den Farbstoff mittels Wärme auf den Polyesterfasern fixiert.
Bevorzugt verwendete
2,2'-(Azo-diarylen)-bis-benzothiazole entsprechen der Formel
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in welcher die Reste R gleich oder verschieden sind und jeweils Wasserstoff oder eine niedrigmolekulare Alkyl-, niedrigmolekulare Alkoxy-, Halogen-, Nitro-, niedrigmolekulare N,N-Dialkylcarbamoyl- oder niedrigmolekulare N,N-Dialkylsulfamylgruppe sind und m 1, 2, 3 oder 4 ist, insbesondere 2,2'-(Azo-di-p-phenylen)-bis (6-methylbenzthiazol).
Unter niedrigmolekularen Alkyl- und Alkoxygruppen sollen in diesem Zusammenhang Alkyl- und Alkoxygruppen aus verzweigten oder unverzweigten Kohlenwasserstoffketten mit vorzugsweise 1 bis 5 Kohlenstoffatomen verstanden werden.
Die durch die obige Formel dargestellten Verbindungen können auf bekannte Weise hergestellt werden.
Beispielsweise erhält man 2,2'-(Azo-di-p-phenylen)-bis (6-methylbenzothiazol) durch Oxydation von Dehydrothio-p-toluidin mit Natriumhydrochlorid und anschlie ssende Reduktion der gebildeten Azoxyverbindung gemäss Helvetica Chimica Acta 27, 1-8 (1944). Analog erhält man 2,2'-(Azo-di-p-phenylen)-bis-benzothiazol durch Oxydation von 2-(4'-Aminophenyl)-benzothiazol mit Natriumhypochlorit und anschliessender Reduktion der Azoxyverbindung mit Natriumsulfid.
Beispiele für weitere Farbstoffe dieser Klasse sind: 2,2'-(Azo-di-p-phenylen)-bis-(6-chlor-4- methylbenzothiazol), 2,2'-(Azo-di-m-toluylen)-bis-(4-methoxy-6 methylbenzothiazol), 2,2'-(Azo-di-nitrophenylen)-bis-benzothiazol, 2,2'-(Azo-di-p-phenylen)-bis-(6-methyl-4-N,N- diäthylsulfamylbenzothiazol), 2,2'-(Azo-di-p-phenylen)-bis-(6-äthoxybenzothiazol), 2,2'-(Azo-di-p-phenylen)-bis-(4-brom-6- isopropoxybenzothiazol), 2,2'-(Azo-di-p-phenylen)-bis-(3,5,6-trichlor-4 - methylbenzothiazol), 2,2'-(Azo-di-p-phenylen)-bis-(3,5,6- trimethylbenzothiazol), 2,2'-(Azo-di-3-chlor-m-toluylen)-bis (6-methylbenzothiazol), 2,2'-(Azo-2,4-dimethyl-3-bromphenylen)-bis- (6-methylbenzothiazol).
Die 2,2'-(Azo-di-arylen)-bis-benzothiazole werden in disperser Form aufgebracht und mit Hilfe eines Wärmefixierungs- oder Thermosol -Verfahrens auf den aromatischen Polyester fixiert. Das Wärmefixierverfahren ergibt in leuchtenden Tönen gefärbte Polyester mit ausgezeichneten Echtheitseigenschaften. Die Lichtechtheit ist sehr hoch; beispielsweise hat die Verbindung 25 des Beisiels 2 eine Fade-Ometer-Echtheit von mehr als 8. Die Stabilität bei der Wärmefixierung ist ebenfalls ganz ausgezeichnet. Die erfindungsgemäss verwendeten Farbstoffe zeigen keine Affinität zu Polyestern.
Die Farbstoffe sind wasserunlöslich oder zumindest nur sehr wenig wasserlöslich und können daher aus wässrigen Dispersionen nach Art der bekannten Dispersionsfarbstoffe aufgebracht werden. Sie können ferner auch für die Herstellung von wasserunlöslichen Farbstoffen, die normalerweise zum Färben und Bedrucken von Polyestermaterial verwendet werden, übliche Weisen konditioniert werden.
Das Textilgut wird mit einer wässrigen Dispersion aus einem oder mehreren der (Azodiarylen)-bis-benzothiazole gefärbt. Das ungefärbte Material kann bei einer Temperatur unter etwa 600 C mit der wässrigen Dispersion des Farbstoffes, die bis zu etwa 50 % Harnstoff und Eindickungsmittel, wie Natriumalginat, enthalten kann, imprägniert und zur Entfernung der überschüssigen Flüssigkeit abgequetscht und getrocknet werden, vorzugsweise in einem warmen Luftstrom, und der Farbstoff wird durch Erhitzen des mit dem Farbstoff imprägnierten Materials gewöhnlich auf eine Temperatur zwischen 180 und 2100 C fixiert.
Mit diesem Verfahren lassen sich auch Gewebe und Fasern, die aus Gemischen aus aromatischen Polyestern und anderen Fasern, wie Wolle, Baumwolle und dergleichen, bestehen, färben. Derartige Gemische können in herkömmlicher Weise gefärbt werden. Beim Färben von Polyester/Wolle-Gemischen kann beispielsweise die Wollkomponente mit einem Schutzmittel versehen werden, und nach dem Färben der aromatischen Polyesterkomponente kann die ungefärbte Wolle mit einem Wollfarbstoff gefärbt werden. Polyester/Baumwolle-Gemische können gefärbt werden, indem man einen erfindungsgemäss verwendeten Farbstoff und einen herkömmlichen Baumwollfarbstoff gleichzeitig oder in beliebiger Reihenfolge nacheinander aufbringt.
Die Azodiarylenbenzthiazole können als leicht dispergierbare Pulver erhalten werden, die sich für die Herstellung von präparierten Dispersionsfarbstoffen eignen, indem man sie mit einem oder mehreren der üblichen Dispersionsmittel, wie sulfoniertem, Natriumsulfonatgruppen enthaltendem Lignin oder Sulfatcellulose-Ablauge, Kondensationsprodukten von Formaldehyd mit Naphthalin-ss-sulfonsäure oder Formaldehyd und Alkylnaphthalinsulfonaten, polymerisiertem naphthalinsulfonsaurem Natrium usw., vermischt, das Gemisch in Gegenwart von Wasser vermahlt, das dispergierte Produkt trocknet und das getrocknete Produkt erneut vermahlt. Es können aber auch andere bekannte Dispergierungsverfahren verwendet werden.
Gewöhnlich ist es vorteilhaft, ein Gemisch von Dispersionsmitteln zu verwenden, wodurch man leicht eine gewünschte Kombination von Schmelz-, Dispersions-, Migrationsfestigkeits- und anderen Eigenschaften erzielt.
Genauere Angaben über die Färbemethoden für aromatische Polyester sind folgenden Literaturstellen zu entnehmen: Principles of Dyeing Dacron Polyester Fibre in American Dyestuff Reporter 41 (1952), 860; Thermosol Method of Dyeing in American Dyestuff Reporter 42 (1953), 1 und Dyeing of Dacron Polyester Fiber - Evaluation of Dyeing Assistants in DuPont Technical Bulletin 8, No. 2 (Juni 1952), 69.
Die verwendete Farbstoffmenge hängt von der gewünschten Farbtiefe ab. Um beispielsweise beim Färben von Polyäthylenterephthalatfasern pastellfarbige bis tiefe Tönungen zu erzielen, kann das 2,2'-(Azo-di-pphenylen)-bis-(6-methylbenzthiazol) in einer Menge von etwa 0,01 % oder darunter bis zu etwa 20 % oder dar über, bezogen auf das Gewicht des Fasermaterials, verwendet werden.
In den folgenden Beispielen beziehen sich Teile auf das Gewicht, sofern nicht anders angegeben.
A. Ein Gemisch aus 5 Teilen 2,2'-(Azo-di-p-phenylen)-bis-(6-methylbenzothiazol), 5 Teilen eines handels üblichen Kondensationsproduktes aus Formaldehyd und ss-naphthalinsulfonsaurem Natrium ( Tamol N ), 50 Teilen Ottawa Sand und 90 Teilen Wasser wurde etwa 16 Stunden vermahlen. Der Sand wurde von der flüssigen Dispersion abfiltriert, und diese wurde zum Färben von Polyäthylenterephthalat im Thermosol Verfahren verwendet. Man erhielt ein leuchtend gelbes Produkt, dessen Farbe ausgezeichnete Wasch- und Lichtechtheit sowie Sublimationsfestigkeit aufwies.
B. Ein Gemisch aus 16 Teilen 2,2'-(Azo-di-p-phenylen)-bis-(6-methylbenzothiazol), 2 Teilen Tamol N und 100 Teilen Wasser wurde mit 50 Teilen Ottawa Sand etwa 16 Stunden lang vermahlen. Der Sand wurde daraufhin von der flüssigen Dispersion abfiltriert und mit 100 Teilen Wasser gewaschen. Nach Zugabe von 20,5 Teilen Tamol N und 22,3 Teilen eines handelsüblichen polymerisierten Natriumalkylarylsulfonats ( Daxad Nr. 23) wurde die flüssige Dispersion bei Raumtemperatur bis zur Gewichtskonstanz (61,5 Teile) getrocknet. Das getrocknete Produkt wurde zu einem feinen Pulver vermahlen, das 26 % Teerfarbstoffe enthielt.
Beispiel 1
Das gemäss Abschnitt (B) erhaltene Farbstoffpulver wurde wie folgt zum Färben von Polyestermaterial verwendet:
Etwa 4 Teile eines im Handel erhältlichen Alkylarylpolyäthers ( Triton X 100 ) wurden zu 10 Teilen Farbstoffpulver hinzugegeben, und das Gemisch wurde gut gerührt. Daraufhin wurde so viel 0,2 % ige wässrige Natriumalginatlösung zugesetzt, dass das Ganze je 1000 cm3 14 g des obigen Gemisches enthielt, wonach man so lange rührte, bis eine gleichmässige Dispersion erhalten war. Diese Dispersion wurde in einer herkömmlichen Klotzmaschine auf Polyäthylenterephthalattuch ( Dacron ) aufgeklatscht, wobei der Walzendruck so einreguliert wurde, dass eine 65 % ige Aufnahme erfolgte. Das Tuch wurde daraufhin zur Entfernung von etwa 20 bis 30 % Feuchtigkeit durch Strahlungswärme teilweise und anschliessend über Trockenzylindern vollständig getrocknet.
Zum Fixieren des Farbstoffes auf dem Material wurde es danach 60 Sekunden einer Temperatur von 2100 C ausgesetzt, wonach es etwa 5 Min.
bei etwa 750 C zur Entfernung von möglicherweise anhaftendem Farbstoff in einem Bad gespült wurde, das die folgende Zusammensetzung besass:
1,56 g/l Triton X-100
0,78 g/l Natronlauge (300 Be)
0,78 g/l Natriumhydrogensulfit
Schliesslich wurde das Material mit warmem Wasser gut nachgespült, getrocknet und in herkömmlicher Weise ausgerüstet.
Das erhaltene, leuchtendgelbe Material zeigte nach 220stündiger Exposition in einem Fade-Ometer keine Beeinträchtigung seiner Farbe, d. h. es besass eine ausgezeichnete Lichtechtheit (Testmethode 16A-1964 AATCC Technical Manual). Das entspricht einer Lichtechtheit von mehr als 8 auf der Fade-Ometer-Skala.
Ausgezeichnet war auch seine Sublimationsfestigkeit:
Legt man in einem Heizofen (Scorch Tester) einen Streifen gefärbten Materials zwischen zwei Stücke ungefärbten Materials und unterwirft das Ganze 30 Sek.
lang einer Temperatur von 2000 C, so beobachtet man danach praktisch keine Verfärbung des ungefärbten Materials.
Auch die Waschechtheit des Produktes war ausge zeichnet; sie wurde gemäss der AATCC-Testmethode III und IV geprüft.
Beispiel 2
Ein Gemisch aus 200 Teilen eines wässrigen Filterkuchens, der 43,6 Teile 2,2'-(Azo-di-p-phenylen)-bis (6-methylbenzothiazol) enthielt, 226 Teilen Wasser, 120 Teilen eines im Handel erhältlichen Natriumligninsulfonats ( Orzan S ) und 100 Teilen Ottawa Sand wurde etwa 48 Stunden lang mit grosser Geschwindigkeit gerührt. Nach dem Abfiltrieren des Sandes von der Farbstoffdispersion wurde die Farbstoffdispersion sprühgetrocknet.
Das so erhaltene Farbstoffmaterial wurde zum Färben eines Mischgewebes aus 50 % Polyäthylenterephtha- lat ( Fortrel ) und 50 S; Baumwolle mit Hilfe des Thermosol-Verfahrens verwendet. Das Mischgewebe wurde mit einer Färbeflotte geklotzt, die sich wie folgt zusammensetzte: 30,18 g/l Dispersionsfarbe und 18,71 g/l eines handelsüblichen Natriumsalzes von polymerisiertem Acrylharz ( Acrysol GS ) als Dispersionsmittel.
Das Material, das etwa 65 Ii; Flotte enthielt, wurde bei 930 C getrocknet und dann 90 Sekunden auf 2100 C erhitzt. Danach wurde das Material bei 820 C mit einer Seifenlösung behandelt, die 3,12 g/l Neutralseife und 3,12 g/l Soda enthielt. Anschliessend wurde es gut gespült und getrocknet. Der Polyesteranteil des Materials war in einem leuchtend gelben Farbton gefärbt, der ausgezeichnete Sublimationsfestigkeit sowie Waschechtheit und Beständigkeit gegenüber chemischen Reinigungsmitteln und Koratron-Behandlung aufwies. Der Baumwollanteil war geringfügig gefärbt, jedoch im gleichen Farbton wie das Polyestermaterial und die geringe Anfärbung stört das Färben der Baumwolle mit einem herkömmlichen Farbstoff nicht.