CS199564B2

CS199564B2 - Linear polyesters spun-dyeing method

Info

Publication number: CS199564B2
Application number: CS745334A
Authority: CS
Inventors: Arnold Wick; Max Jost
Original assignee: Ciba Geigy Ag
Priority date: 1973-08-02
Filing date: 1974-07-25
Publication date: 1980-07-31
Also published as: NL7409401A; GB1457933A; JPS5049360A; DE2436652C2; AR212856A1; BE818377A; JPS5741506B2; AU7186974A; CH575444A5; ES428842A1; US3939113A; CA1045272A; DE2436652A1; FR2245811B1; FR2245811A1

Description

Vynález se týká způsobu barvení polyesterových vláken ve hmotě antrachinonovými barvivý obecného vzorce I

kde znamená

Q můstkový člen —O— nebo —CO—,

R atom vodíku, methylovou nebo· fenylovou skupinu,

Ar fenylovou skupinu substituovanou . popřípadě alkylovými skupinami s 1 až 4 atomy ' uhlíku nebo fenylovou skupinou, n číslo 1 nebo 2,

X atom vodíku, hydroxylovou skupinu, aminoskuipinu, methoxyskupinu nebo anilinovou skupinu, popřípadě substituovanou fenoxyskupinou nebo p-toluylovou skupinou, benjzoylaminoskupinu nebo fenylmerkaptoiskupinu,

Y atom· vodíku, hydroxyskupinu nebo fenoxyskupinou substituovanou anilinoskupinu,

Z atom vodíku, aminoskupinu, benzoylaminoskupinu, fenylmerkaptoskupinu nebo anilinoskupinu - - popřípadě - substituovanou methylovou skupinou, fenoxyskupinou, p-toluyloxyskupinou, benzoylovou skupinou nebo methyl- nebo fenylbenzoylovou skupinou, přičemž uvedená barviva se k barvení polyesterů ve -hmotě hodí vynikajícím způsobem.

Obzvláštní význam mají aryloxyani.linoantrachinonové deriváty obecného vzorce

O λ

kde představuje

X, Y a Z atom vodíku, hydroxylovou skupinu, benzoylaminoskupinu, fenylaminoskupinu nebo fenylmerkaptoskupinu a jeden ze symbolů X, Y a Z také popřípadě představuje skupinu obecného vzorce

a R‘, popřípadě R“, představuje atom vodíku nebo alkylovou skupinu s 1 až 4 atomy uhlíku a R“ také fenylovou skupinu, jestliže R a R‘ představují atomy vodíku a zvláště obecného vzorce

kde představuje

Zi benzoylaminoskupinu, fenylmerkaptoskupinu nebo 4-fenoxyanllinoskupinu.

l,4-dř(4‘-fenoxyaniilno)antrachinon a jeho způsob přípravy z 1,4-dihalogenantrachinonu a aminodifenyletheru je již znám z německého patentového spisu č. 706 608. Používá se ho po súlfonaci k barvení vlny.

V ' německém patentovém spise č. 1 128 066 jsou popsány přes aminoskupinu na antrachinonové deriváty vázané diarylketony. Navrhuje se jejich použití k barvení acetátové . celulózy, viskózy, polyakrylonitrilu, polystyrenu a polyamidu ve hmotě.

l^-(2‘-b<^^zt^i^lf^i^i^i^li^o) antrachinon a 1,5-bis- (2‘-benzoylanilino) antrachinon popsal F. Mayer a W. Freund v . ' Ber. 55 (1922) str. 2055.

Antrachinonové deriváty se mohou způsobem podle vynálezu připravovat tak, že se kondenzuje antrachinonovy derivát, který má vedle substituentů X, Y a Z alespoň jeden pohyblivý atom halogenu s výhodou v α-poloze s 4-aminofenylarylethery něho s 4-aminofenylarylketony v přítomnosti prostředku vázajícího kyselinu, jako je alkalický uhličitan nebo octan a v přítomnosti katalyzátoru na bázi mědi ve vysokovroucím rozpouštědle.

Jakožto halogenované antrachinonové deriváty, které jsou vhodné pro kondenzaci, se například uvádějí:

1-chlora-ntrachinon,

1.4- dichlorantrachinon,

1.5- dichlorantrachinon, nebo .1,8-dichlooantrachinon, 1,4Д8-tet!raahloгanirachinon, l-chlor-4-benzoylaminoantrachinon, l-chlor-5-benzoylaminoantrachinon, nebo l-chlor-8-benzoylaminoantnachinon, l-brom-4-benzoylaminoantrachinon, l,5-<^im^(^n^-^'^,£^-dn^(^i^zami^ion^(tí^ntra- chinon, l-chlor-4-hydroxyantrachinon .nebo

1- chlor-5^!-hyliroxyani:rachinon, „

1.4- lichlor-5,8-dihydroxyanirachinon a

1.5- lichlor-4,8-dihydroxyantnachinon.

S výhodou se však antrachinonové deriváty podle vynálezu připraví kondenzací chlorfenylaryldthdrů nebo bromfenylaryletherů nebo chlorfenylarylketonů nebo bromfenylarylketonů s- aminoantrachinonovým derivátem, který obsahuje alespoň jednu aminoskupinu, s výhodou v α-poloze, kromě substituentů X, Y a Z, tak, že se obě reakční složky nechají reagovat ve vysokovroucím ředidle v přítomnosti prostředku . vázajícího kyselinu a katalyzátoru na bázi ' ' mědi při teplotě 140 až 220 °C, s výhodou při teplotě 160 až 220 °C.

Obzvláště příznivou obměnou druhého způsobu přípravy je možnost, v případě reakce s monobromdlfenyletherovými deriváty, připravit tyto monobromdifenyletherové deriváty před jejich kondenzací v témže prostředí monobrpmací. odpovídajících difenyletherových derivátů -při teplotě —10 až + 60 stupňů Celsia, s výhodou při teplotě 0 až 30 °C, popřípadě v přítomnosti halogenačního katalyzátoru a pak provést po přidání prostředku vázajícího kyselinu, aminoantrachinonu,- zvláště monoantrachinonu a . katalyzátoru na bázi 'mědi kondenzaci na fenoxyanilinoantrachinon, čímž je možno provádět reakci v jedné nádobě.

Přitom vzniklé siměsi, sestávající v podstatě z odpovídajících 4-fenoxxynnlnantrachinonových derivátů popřípadě izomerů, obsahující popřípadě kromě toho malé množství dikondenzačních produktů, které se odvozují od 'dibromačních -produktů použitých difenyletherových derivátů, jsou v důsledku své vyšší rozpustnosti a menšího sklonu ke krystalizaci obzvláště vhodné jako' pigmenty pro barvení polyesterů ve hmotě - a vyznačují 'se oproti čistým dikondenzačním produktům. zlepšenou stálobarevností.

Jako' difenyletherové deriváty, kterých je možno -použít pro jednonádobový způsob kondenzace aιminóani:rachlnonu, se například uvádějí di^enylether,

2- , ' 3- nebo' 4-methyldifenylether, 2,3-, 2,4-, 2,5-, 2,6-, 3,4- nebo

3.5- dimethyldifenylether,

2,2‘-, 2,3‘-, 3,3‘- nebo· 3,4‘-dimethyldifenylether,

2- nebo 4-ethyldifenylether popřípadě smě si isomerů, které se získají při ethylaci difenyletheru.

2- nebo 4-terc.butyldifenylether, popřípadě směsi isomerů, které se získají při terc.-butylaci difenyletheru, jakož také 2-, 3- nebo

4- fenyldifenylether.

Ke kondenzaci s .monobromdifenyletherovými deriváty vhodné aminoantrachinony jsou například:

1-aminoantrachinon,

1.4- diaminoantrachinon,

1.5- diaminoantrachinon,

1.6- diaminoantirachinon,

1.7- diaminoantrachinon nebo

l.e-diaminoantrachinon, 1,4,5,8-tetraaminoantrachlnon, á-amlno-l-anilinoantrachinon,

5- amino-l-anilinoantrachinon nebo 8-amino-l-anilinoantrachinon,

4- amino-l- (4‘-chloranilinoj antrachinon,

5- amino-l- (4‘-chloranilino) antrachinon nebo

8-amino-l- (4‘-chloranilino) antrachinon,

4- amino-l- (2‘,4‘-dichloranilino) antnachinon,

5- amino-l-(2‘,4‘-dichloranilino jantrachinon, nebo

8-amino-l- (2‘,4‘-dichloranilino) antrachinon,

4- amino-l- (4*-methoxyani]ino) antrachinon,

5- amino-l- (4‘-methoxyanilino) antrachinon nebo

8-iamino-l-(4‘-methoxyanilino) antrachinon,

4- amino-l- (4‘-toethy lanilino ) antrachinon,

5- amino-l- (4‘-methylanilino) antrachinon nebo

8-amino-l- (4*^jmethylanilino jantrachinon,

6- chlor-l-aminoantrachinon a

7- chlor-1-aminoantrachinon,

6,7-dichlor-l-aminoantrachinon,

2-chlor-l,5-diaminoantrachinon,

4- amlno-l-benzoylaminoantrachinon,

5- amino-l-benzoylaminoantrachinon nebo

8-amino-l-benzoylaminoantrachinon,

5-amino-l,4-dibenzoylaminoantrachinon,

4- amino-l-(2‘-chlorbenzoylamino)antrachinon nebo

5- amino-l- (2‘-chlorbenzoylamino) antrachinon,

4- amlno-l-(3‘-chlorbenzoylaminojantrachinon nebo

5- amino-l- (3‘-chlorbenzoyIamino) antrachinon,

4- amino-l-hydroxyantrachinon nebo

5- amino-l-hydroxyantrachinon,

4.8- diamino-l-hydiroxyantrachinon,

4.5.8- triamino-l-hydroxy antrachinon,

5-amino-l,4-dihydiroxyantrachinon,

5.8- diamino-l,4-dihydroxyantrachinon,

4.8- diamino-l,5-dihydroxyantrachinón,

4,5-diamino-l,8-dihydroxyantrachinon,

8-amino-l,4,5-trihydroxyantrachinon,

4-amino-l-m.ethO'xy antrachinon, l-amino-4-hydroxy-2-fenoxyantrachinon,

4-amino-l-hydroxyantrachinon,

4-amino-l-methoxyantrachinon, l-amino-4-fenylmarkaptoantrachinon, l-amlno-5-fenylmerkaptoantrachinon, l-amino-6-fenylmerkaptoantrachinon, nebo· l-amino-8-fenylmerkaptoantrachinon.

Při kondenzaci diaminoantrachinonu se přitom používá s výhodou čistého imonobromdifenyletherového derivátu popřípadě monobromaikyldifenyletherového derivátu, jako je například 4-broimdifenylether nebo

4-brom-4‘-methyldifenylether.

Ke kondenzaci s 2-chlorbenzofenonem nebo s 3-chlorbenzofenonem je vhodný především l,5diaminoantrachinon.

Jakožto barevné polyestery se uvádějí obzvláště polyestery, které se připraví polykondenzací tereftalové kyseliny nebo jejích esterů s glykoly obecného vzorce

НО-(СНг),-OH, kde n představuje -číslo 2 až 10, nebo s 1,4-di(hydroxymethy 1)cyklohexanem nebo polykondenzací glykoletherů hydroxybenzoové kyseliny, např. kyseliny p-(^-hydroxyethoxy)benzoové. Pojem lineární polyester zahrnuje také kopolyestery, které se připraví částečnou náhradou kyseliny tereftalové jinou dikarboxylovou kyselinou nebo· hydroxykarboxylovou kyselinou a/nebo částečnou náhradou glykolu jiným diodem.

Obzvláštní význam mají však polyethylentereftaláty.

Barvené (polyestery se účelně ve formě prášku, řízků nebo granulí těsně promísí s barvivém. To je možné například panýrováním polyesterových částic jemně rozptýlených suchým barvivovým práškem nebo zpracováním polyesterových částic organickým roztokem nebo suspenzí barviva v organickém rozpouštědle a následným odstraněním rozpouštědla.

Barvivo se koinečně může také přidávat přímo do roztaveného polyesteru nebo se také může přidávat před kondenzací nebo v průběhu kondenzace póly ethy lentereftalátu.

Poměr barviva к polyesteru může kolísat v širokých hranicích podle žádané sytosti vybarvení. Obecně se doporučuje použití 0,01 až 2 díly barviva na 100 dílů polyesteru.

Takto zpracované polyesterové částice se o sobě známým způsobem roztaví v extrudéru a lisují se na předměty, zvláště na fólie a vlákna nebo se lijí na desky.

Získají se rovnoměrně a intenzivně vybarvené výrobky, vysoké stálosti na světle. Způsobem podle vynálezu získaná vybarvená vlákna se vyznačují kromě toho vynikající stálostí při čištění za mokra a za sucha.

Zvláštní výhoda způsobu podle vynálezu používaných barviv je založena na tom, že se rozpouštějí v polyesterové tavenině a snášejí s překvapením vysoké teploty až 300 stupňů Celsia, aniž by se rozkládala, takže se získají podstatně čiřejší vybarvení než při použití nerozpustných pigmentů.

V následujících příkladech jsou díly míněny váhově.

Přikladl

a. Směs 25 dílů 4-bromdifenyletheru, 11,8 dílů 1,5-diaminoantrachinonu, 7,5 dílů bezvodého uhličitanu sodného, 0,5 dílů měděného prášku a 0,5 dílů -chloridu měďného ve 150 dílech nitrobenzenu se míchá po dobu čtyř hodin při teplotě varu za oddestilovávání vody, vytvářejí se při reakci.

Po ochlazení se krystalický reakční produkt oddělí, promyje se malým množstvím nitrobenzenu, potom alkoholu a nakonec horkou vodou. Vlhký produkt se к odstranění mědi zpracuje v 5% kyselině solné při teplotě 60 ^CC, opět se zfiltruje, důkladně se promyje horkou vodou a vysuší se ve vakuu při teplotě 90 °C. Získá se 20 dílů temně fialového 1,5-bis- (4‘-f enoxyanilino) antrachinonu.

Produkt se získá téměř v kvantitativním výtěžku, jestliže se místo filtrace rozpouštědlo odstraní destilací s vodní párou.

b. Pro výrobu vlákna vhodný granulát nematovaného polyethylentereftalátu se protřepává v uzavřené nádobě spolu s 1 váhovým % l,5-bis-!(4‘-fenoxyanilino)antrachinonu na třepačce po dobu 15 minut. Rovnoměrně vybarvená zrnka granulátu se v zařízení pro zvlákňování z taveniny (teplota 285+3 °C, doba prodlevy ve zvlákňovací jednotce asi 5 minut) zpracovávají na vlákna, která se dlouží na dloužícím slkacím stroji a navíjejí se. V důsledku rozpustnosti barviva v polyethylentereftalátu se získá živé, syté, fialové vybarvení, které se vyznačuje vysokou stálostí na světle, vynikající stálostí při praní a při suchém čištění, při přebarvování a vysokou stálostí proti sublimaci, jakož také vysokou stálostí při chloritanovém bělení.

Příklad 2 až 5

Jestliže se kondenzuje místo 1,5-idiaminoantrachinonu způsobem popsaným v příkladu 1 ekvivalentní množství v následující tabulce uvedených diaminoantrachinonů s 4-bromdifenyletherem, získají se odpovídající bis-(4‘-fenoxyanilino)antrachinony, které vybarvují polyesterová vlákna způsobem zvlákňování taveniny popsaným v příkladu 1 na barevné odstíny uvedené v tabulce:

199584

Příklad	diaminoantriachinon	Barvený odstín
2	1,4-diaminoantrachinon:	zelený
9	1,8-dlaminoant.rachinon	fialový
4	l,5-diamlno-4,8-dihy dr oxyantrachinon	modrý
5	l,5-idiamino-4-hydroxyantra-	modrý

chlnon

Příklad 6 až 13

Směs 12 dílů l-amino-4-hydroxyantraichinonu, 13 dílů 4-bromdifenyIetheru, 5 dílů bezvodého octanu sodného, 0,2 dílů měděného prášku a 0,2 dílů chloridu měďného se kondenzuje ve 100 dílech nitrobenzenu způsobem popsanými v příkladu 1 po dobu 26 hodin.

Po ochlazení na teplotu 70 °C se reakční směs smíchá s 200 díly alkoholu a nechá se zcela vychladnout. Pak se vyloučený, krys talický produkt oddělí, promyje se alkoholem a dále se zpracuje způsobem popsaným v příkladu 1.

Získá se 15 dílů l-(4‘-fenoxyanilino)-4-hydroxyantrachinonu, který vybarvuje polyester způsobem zvlákňování taveniny na stálé modré odstíny.

Obdobnými způsobem se získají následující barviva, jestliže se kondenzují odpovídající amlnoantrachinonové deriváty s 4-bromdifenyletherem až do skončení reakce.

Příklad

Pigment

Odstín v polyesteru l-(4‘-fenoxyanilino) -4-anili- zelený noantrachinon l-(4‘-fenoxyanllino)-4-benzo- modrý ylaminoantrachinon l-( 4‘-fenoxyanilino) -5-ben- bordó zoylaminoantrachinon

1- (4‘-fenoxyanilino)-4-me- fialový thoxyantrachmon

1- (4‘-fenoxyanilino) -4-f enyl- fialový merkiaptoantrachlnon

1- (4‘-fenoxyanillno) -5-fenyl- červený merkaptoantrachinon

1- (4‘-f enoxyanilino) antra- bordó chlnon

Příklad 14

Obdobně jako podle příkladu 6 se kondenzuje a dále zpracovává 12 dílů 1-amino-4-hydroxyantirachinonu s 13,8 díly 4-brom-4‘-imethyldifenyl'etheru. Získá se l-(4*-p-toluyloxyanilino)-4-hyidroxyantrachinon, který polyester způsobem zvlákňování taveniny vybarvuje na stálé modré odstíny.

Příklad 15 až 22

Jestliže se kondenzuje 4-brom-4‘-methyldifenylether s monoaminoantrachinony popřípadě diaminoantrachinony uvedenými v následující tabulce způsobem popsaným v příkladu 6, popřípadě 1, získají se barviva, která vybarvují polyesterová vlákna způsobem zvlákňování taveniny na odstíny uvedené v tabulce.

Barevný odstín

Příklad l-ammo-4-benzoylamin.oantra- modrý chinon

1Θ l-ammo-5-benzoylaminO- bordó antrachinon l-amino-4-anllinoantrachi- zelený non l-amino-5-fenylmerkapto- červený antrachinon

1,4-diaminoantrachinon zelený

1,5-diamlno:antrachinon fialový l,5-diamino-4-hydroxy- modrý antrachinon l,5-diamino-4,8-dihydroxy- modrý antrachinon

Příklad Z 3 a ž 3 3

Do· roztoku 18,7 g difenyletheru v 150· dílech nitrobenzenu s-e po přísadě 0,01 dílů jodu v průběhu jedné hodiny za míchání nechá přitékat roztok 16 dílů bromu v 50 dílech nitrobenzenu. Reakční směs se pak míchá ještě po · dobu další jedné hodiny při teplotě místnosti. Pak se přidá 20 dílů bezvodého octanu sodného, 23,9 dílů 1-amino-4-hydroxyantrachinonu, 0,5 g chloridu měďného a 0,5 g měděného prášku a směs se míchá po dobu 24 hodin při teplotě 200· až 210 °C za oddestilovávání vytvářející se kyseliny octové. Po ochlazení na teplotu 70 °C se přidá 1000 dílů alkoholu a dále se zpra cuje způsobem popsaným v příkladu. 6.

Získá se modrá barvivová směs, která sestává v podstatě z l-(4‘-fenoxyanilino)-4-hydroxyantrachinonu a obsahuje trochu 4,4‘-di- (4“-hydroxy-l“-antrachinonylamino) difenyletheru. Polyesterová· vlákna se vybarvují způsobem zvlákňování . .taveniny na stálé modré odstíny. Vybarvení se vyznačují zvláště dobrou odolností proti otěru po · termofixaci vybarveného materiálu.

Obdobné pigmenty popřípadě směsi pigmentů · se · získají, jestliže se použije· místo difenyletheru ekvivalentního množství· v následující tabulce uvedeného difenyletherového· derivátu k bromaci a . posléze ke kondenzaci s l-a’mmo-4-hydroxyantrachmonem.

Příklad Difenyletherové deriváty Odstín kondenzačního pro^; duktu v polyesteru

24	4-methyldifenylether	modrý
25	3^-m^tl^^^ll^ii^f^in^]^l^1:her	modrý
26	2,4--^iim^t:hyldifein^l{^1^1^ier	modrý
27	2,5-dimethyldiíenylether	modrý
28	34--^iim^th^5^1l^iIf^in^l^tlier	modrý
29	2,4‘-dimethyldifehylether	modrý
30	4-ethyldifenylether	modrý
31	4-terc.butyl'difehylёther	modrý
32		modrý
33	4-fenyldifenylether	modrý

Příklad 3 4 až 40 dující tabulce k barvení polyesterových vláken se získají barevné odstíny uvedené v Při použití sloučenin uvedených v násle- tabulce:

14

Příklad Barvivo Barvený odstín

34	1,5-bis-(2‘-p-fenylbenzoylanillno) antrachinon	bordó
35	1,5-bis-(2‘-benzoylanilino)antrachinon	bordó
36	1,5-bis-(S^p-fenylbenzoylanilino ) antrachinon	bordó
37	1,5-bis-(2‘-p-methylbenzoylanilino) antrachinon	bordó
38	1,5-bis- (3‘-benzoylanilino) antrachinon	bordó
39	l,5-bis-i(4i‘-methyl-3‘-benzoylanilino) antrachinon	bordó
40	1- (2‘-p-fenylbenzoylanilino)-	oranžový

antrachinon

Claims

PŘEDMĚT VYNALEZU

1. Způsob barvení lineárních polyesterů ve hmotě, vyznačený tím, že se jako barviv používá antrachinonových derivátů obecného vzorce (I) kde znamená

Q můstkový člen —O— nebo —CO—

R atom vodíku, methylovou nebo fenylo vo,u skupinu,

Ar fenylovou skupinu substituovanou popřípadě alkylovými skupinami s 1 až 4 atomy uhlíku nebo fenylovou skupinou, n číslo 1 nebo 2,

X atom vodíku, hydroxylovou skupinu, aminoskupin,u, methoxyskupinu nebo anilinovou skupinu, popřípadě substituovanou fenoxyskupinou nebo p-toluylovou skupinou, benzoylaminoskupinu nebo fenylmerkaptoškupinu,

Y atom vodíku, hydroxyskupinu nebo fenoxyskupinou, substituovanou anilinoskupinu,

Z atom vodíku, aminoskupinu· benzoylaminoskupinu, fenylmerkaptoskupinu nebo anilinoskupinu popřípadě substituovanou methylovou skupinou, fenoxyskupinou, p-toluyloxyskupinou, benzoylovou skupinou nebo methyl- nebo fenylbenzoylovou skupinou.
2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se jako barviv používá antrachinonových derivátů obecného vzorce kde

R a Ar má význam i —CO—Ar— zbytky jsou meta-poloze к iminoskt
3. Způsob podle bod že se jako barviv používá antrachinonových derivátů obecného vzorce

1В kde

X, Y a Z představuje atom vodíku, hydroxylovou skupinu, benzoylaminoskupinu, fenylaminoskupinu nebo fenylmerkaptoskupinu a jeden ze symbolů X, Y a Z také popřípadě skupinu kde

R má význam uvedený v bodu 1 a R‘ a R“ znamená atom vodíku nebo alkylovou skupinu s 1 až 4 atomy uhlíku, nebo jestliže R a R‘ znamená atomy vodíku, znamená R“ také fenylovou skupinu.
4. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se jakožto barviv používá antrachinonových derivátů obecného vzorce kde znamená

Zi benzoylaminoskupinu, fenylmerkaptoskupinu nebo 4-fenoxyanilinoskupinu. nu.
5. Způsob podle bodu 3, vyznačený tím, že se jakožto barviv používá antrachinonových derivátů obecného vzorce /// kde znamená

R“‘ atom vodíku nebo fenylovou skupinu a R má význam uvedený v bodu 1.
6. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se jakožto barviv používá antrachinonových derivátů obecného vzorce