CS235021B2

CS235021B2 - Liquid water-containing dye agent of reactive colouring agents

Info

Publication number: CS235021B2
Application number: CS825035A
Authority: CS
Inventors: Konrad Opitz
Original assignee: Hoechst Ag
Priority date: 1981-07-02
Filing date: 1982-07-01
Publication date: 1985-04-16
Also published as: EP0069300A1; BR8203851A; JPS588765A; DE3126081A1; EP0069300B1; AU8551682A; AU550018B2; CA1191656A; US4443224A; DE3262415D1

Description

K barvení a potiskování vláknitých materiálů obsahujících dusík, jako vlny, hedvábí nebo syntetických polyamidových vláken, a především vláknitých materiálů z přírodní nebo regenerované celulózy, se v širokém měřítku používají reaktivní barviva, která se k tomuto účelu nasazují ve formě suchého prášku obsahujícího nebarvící pomocné látky. Kromě nepříjemného prášení, k němuž- při použití těchto práškových forem dochází, je i příprava tiskacích past, jakož i napouštěcích a barvicích lázní ztížena především tím, že četné práškové formy barviv obsahují prostředky proti prášení, na bázi - mineráních olejů, které mohou vést i k vylučování olejovitých usazenin, v důsledku čehož se špatně smáčejí, mají sklon k vylčuování sraženin nebo jsou málo rozpustné.

Tyto nevýhody práškových barviv se zvlášť nepříjemně projevují u těch barvicích postupů, při nichž záleží na dosažení vysoké koncentrace barviva při nízkých teplotách, jako je tomu například v případě krátkodobého klocování. V takovémto případě jsou žádány kapalné barvivové přípravy, které jsou pro tyto účely mnohem lepší než přípravky práškové. Za použití vody jako rozpouštědla je však možno připravovat kapalné přípravky s takovým obsahem barvi2 va, který by měl význam pro praxi, pouze z poměrně dobře rozpustných reaktivních barviv. Takovéto kapalné přípravky reaktivních barviv jsou známé například z německých patentních spisů č. 2 417 255, 2 454 983 a 2 454 908.

V případě méně dobře rozpustných . reaktivních barviv je voda jako jediné rozpouštědlo pro přípravu kapalných přípravků s obsahem barviv z praktických důvodů nevhodná a je nutno přidávat látku usnadňující rozpouštění, jako ε-kaprolaktam, tetramethylmočovinu, tetramethylsulfon, dimethylformamid nebo jiné vhodné látky. Tyto kapalné barvivové přípravky reaktivních barviv jsou popsány v britském patentním spisu č. 1 060 063 nebo v německém DOS č. 2 529 658.

Ukázalo se ' však, že bud rozpustnost celé řady reaktivních barviv je tak nízká, že i přes použití látek usnadňujících rozpouštění nelze v mezích prakticky zajímavých koncentrací barviv dosáhnout úplného rozpuštění, nebo - že je sice možno zpočátku připravit dostatečně koncentrovaný kapalný přípravek, který však nemá vyhovující stabilitu při skladování. Nedostatečná stabilita při skladování se projevuje tak, že se z přípravků po kratší nebo delší době usazují - na dně nádoby sraženiny. Tím není nadále zaručena úplná homogenita kapalného barvivového přípravku a je nebezpečí, že se získají vybarvení a tisky s nežádoucími skvrnami nebo s rovněž nežádoucím kolísáním intenzity vybarvení.

Nyní bylo zjištěno, že tyto nevýhody je možno odstranit použitím anionických dispergátorů. Předmětem vynálezu jsou tedy stabilní kapalné, vodu obsahující barvivové přípravky reaktivních barviv, vyznačující se tím, že obsahují hmotnostně 5 až 35, s výhodou 5 až 25 % jednoho nebo několika barviv, která ve formě volné kyseliny odpovídají obecnému vzorci I (HO₃S)_n-F-Z_n (П ve kterém znamená

F barvivový chromofor známého anthrachinonového barviva, mono- nebo disazobarviva, přičemž azobarvivo může být ve formě kovového komplexu s mědí, chror mem, kobaltem, niklem nebo železem jako komplexotvorným centrálním atomem, m celé číslo o hodnotě 1 až 4, n celé číslo o hodnotě 1 nebo 2 a

Z s vláknem reagující skupinu vinylsulfonylové, β-chlorethylsulf onylové, β-acetoxyethylsulf onylové, β- (3-sulf obenzoyloxy) ethylsulf onylové, β-sulfatoethylsulf onylové, β-thiosulfatoethylsulfonylové, β-fosfatoeethylsulf onylové, β-sulfatoethylsulfonylmethylaminové nebo vinylsulfonylmethylaminové řady, až 25, s výhodou 10 až 25 % látky usnadňující rozpouštění, která nereaguje chemicky s barvivém, zejména s reaktivními skupinami Z tak, aby se zhoršila sytost vybarvení, až 20, s výhodou 1 až 10 % anionického dispergátoru a až 6, s výhodou 1 až 4 % tlumivých látek, které chemicky nereagují s reaktivními skupinami Z tak, aby se zhoršila sytost vybarvení, a mají pH 3 až 7, s výhodou 4,5 až 6,5.

Zvlášť výhodné jsou barvivové přípravky s obsahem barviva 10 až 25 % hmotnostních. Vynález je výhodný zejména pro ta barviva shora uvedeného obecného vzorce I, v nichž m má hodnotu 1 nebo 2 a která tedy na zbytku F obsahují pouze jednu nebo dvě sulfoskupiny.

Jako látky usnadňující rozpouštění jsou výhodná polární rozpouštědla tetramethylmočovina, dimethylformamid, N-methylacetamid, dimethylsulfoxid, tetramethylensulf on, N-methylpyrrolidon, tris (dimethyl) amid kyseliny fosforečné, diethylenglykoldimethylether a analogické sloučeniny, zejména však ε-kaprolaktam.

Barvivové přípravky podle vynálezu, obsahující jedno nebo několik barviv s vinylsulfonylovým, β-sulfatoethylsulfonylovým, β-thiosulfatoethylsulfonylovým nebo β-acetoxyethylsulfonyíovým zbytkem, jsou zvlášť výhodné.

Výhodné barvivové přípravky obsahují anionické dispergátory vybrané ze skupiny zahrnující ligninsulfonáty alkalických kovů, kondenzační produkty fenolů, jako m-kresolu, formaldehydu a siřičitanů, jako hydrogensiřičitanu sodného, kondenzační produkty naftalenových nebo alkylsubstituovaných naftalensulfonových kyselin s formaldehydem a zejména deriváty sulfojantarové kyseliny, zejména deriváty známé z německého patentního spisu č. 21 32 403, jakož i ty deriváty sulfojantarové kyseliny, jejichž hydrofobní zbytek se odvozuje od mastného aminu.

Vhodnými tlumivými látkami (pufry) jsou například octan sodný či draselný, šťavelan sodný či draselný, primární, sekundární a terciární sodné a draselné soli kyseliny fosforečné nebo jejich směsi, jakož i boritan sodný. Výhodným pufrem je boritan sodný a primární a sekundární fosforečnan sodný.

Zvlášť výhodnými přípravky podle vynálezu jsou přípravky barviva С. I. Reactive Yellow 37, které obsahují 5 až 25 % hmotnostních tohoto barviva, 5 až 25, s výhodou 10 až 20 % hmotnostních ε-kaprolaktamu, 1 až 10, s výhodou 1 až 5 % hmotnostních anionického dispergátoru vybraného ze skupiny derivátů sulfojantarové kyseliny a 1 až 6 % hmotnostních tlumivých látek, o pH 3 až 7, s výhodou 4,5 až 6,5.

Kapalné barvivové přípravky podle vynálezu se připravují tak, že se reaktivní barvivo rozpustí ve vodě za použití shora uvedených látek usnadňujících rozpouštění, anionických dispergátorů a tlumivých látek. Z barvivových přípravků bez přísady anionických dispergátorů se po kratším nebo delším skladování usazuje barvivo. Příčinou tohoto usazování mohou být buď již z počátku přesycené roztoky nebo hůře rozpustné barvivové složky tvořící se během skladování.

Tyto usazeniny barviva mohou způsobovat skvrnitá vybarvení a potisky a mohou mít za následek vybarvení a potisky s kolísavou sytostí vybarvení, protože u kapalného barvivového preparátu s usazeninou ne ní zaručena žádná spolehlivá homogenita.

Konkrétně se barvivové přípravky podle vynálezu připravují tak, že se soli reaktivních barviv v suché nebo vlhké formě, například ve formě vlhkého filtračního koláče, spolu s tlumivou látkou míchají při teplotě místnosti nebo při zvýšené teplotě do 50 °C ve vodném roztoku látek usnadňujících rozpouštění a anionických dispergáto rň, a po rozpuštění se výsledný roztok popřípadě vyčeří.

Další možnost přípravy spočívá v tom, že se k roztoku nebo suspenzi barviva rezultujících při syntéze barviva přidá látka usnadňující rozpouštění, anionický dispergátor a tlumivá látka, načež se popřípadě k dosažení vyšší koncentrace barviva buď oddestiluje za sníženého tlaku část vody, nebo se k shora získané směsi přidá a rozpustí další pevné reaktivní barvivo získané vysušením části roztoku rezultujícího při syntéze.

Kapalné přípravky reaktivních barviv podle vynálezu jsou mimořádně stabilní při skladování a ani po několikatýdenním skladování při zvýšené teplotě nebo po několikaměsíčním skladování při teplotě místnosti se z nich nesráží žádné barvivo. Mimoto nedochází ani k ovlivnění reaktivity barviva, takže se nevyskytují žádné ztráty barviva.

Na základě těchto výhodných vlastností se přípravky podle vynálezu zvlášť dobře hodí k barvení a potiskování přírodních vláken, jako vlny a hedvábí, a syntetických polyamidových vláknitých materiálů nebo vláknitých materiálů z přírodní nebo regenerované celulózy, jako jsou · bavlna, len, viskózové stříž a viskózové hedvábí, jakož i směsí vláken, které obsahují jeden nebo několik shora uvedených typů vláken. Barvivové přípravky podle vynálezu se hodí zejména k přípravě napouštěcích a barvicích lázní, jakož i tiskařských past.

Vynález ilustrují následující příklady provedení, jimiž se však rozsah vynálezu v žádném směru neomezuje. Uváděnými díly a procenty se míní díly a procenta hmotnostní.

Příklad 1 dílů práškového barviva ,,C. I. Reactive Yellow 37“ s obsahem čistého barviva 70 % se vnese do roztoku 8 dílů monohydrogenfosforečnanu sodného, 60 dílů ε-kaprolaktamu a 20 dílů 35% vodného roztoku derivátu sulfojantarové kyseliny s alkylaminem lojového oleje, odpovídajícího obecnému vzorci

COONa /

R—N—CH

I I

I CH^-COONa CO

I CH2 I Na(OS-CH—COONa ve kterém

R představuje směs alkylových zbytků mastné řady s ' následující distribucí délky řetězce: Ct4 cca 5 %, C16 cca 30 %, Cia/nenasycený Cai cca 65 %, dále označovaného jako „dispergátor I“ ve 240 dílech vody. Po několikahodinovém míchání při teplotě 50 °C a ochlazení na teplotu místnosti se roztok zředí další vodou na 400 dílů. Výsledný roztok obsahuje 10,3 procenta reaktivního barviva „C. I. Reactive Yellow 37“ a při teplotě 20 °C má pH 6,3.

Tento kapalný · barvivový přípravek je v uzavřené nádobě stabilní po dobu nejméně tříměsíčního skladování při teplotě 2O'-'C nebo šestitýdenního skladování při teplotě 50 °C, zatímco z odpovídajícího barvivového přípravku se stejnou koncentrací barviva, který byl připraven bez dispergátoru I, se již po jednom až třech dnech ve značné míře usazuje barvivo.

Za použití' 4 dílů tohoto roztoku se stabilizovaným pH se obvyklým způsobem připraví jednak barvicí lázeň, jednak napouštěcí lázeň a jednak tiskařská pasta, tyto barvicí lázně a pasty se aplikují na bavlnu způsobem obvyklým pro aplikaci reaktivních barviv, a provede se fixace. Získají se žlutá vybarvení a potisky, které mají přesně stejnou sytost jako vybarvení a potisky dosažené za použití stejně koncentrovaných barvicích lázní, napouštěcích lázní nebo tiskařských past připravených za použití 1 dílu práškového přípravku s obsahem reaktivního barviva 41,2 %.

Příklad 2

K 523 dílům vodného, vyčeřeného roztoku barviva „C. I. Reactiv Yellow 37“ s pH 5,5 a s obsahem barviva 7,9 %, který se získá obvyklým způsobem při syntéze barviva diazotací a kopulací odpovídajících výchozích látek, se přidá 8 dílů šťavelanu sodného, 60 dílů ε-kaprolaktamu a 20 dílů 35% vodného roztoku dispergátoru I. Ze vzniklého roztoku se za míchání při teplotě 50 °C a za tlaku 2,4 kPa oddesíiluje 111 dílů vody. Získá se 400 dílů roztoku barviva s obsahem 10,3 hmotnostního % čistého barviva „C. I. Reactive Yellow 37“, o hodnotě pH 6,1.

Tento kapalný barvivový přípravek vykazuje · stejné · výhodné vlastnosti, jaké jsou popsány v příkladu 1.

Příklad 3

Nahradí-li se v příkladu 1 8 dílů monohydrogenfosforečnanu sodného 12 díly boritanu sodného a postupuje-li se jinak jako v příkladu 1, získá se 400 . dílů kapalného barvivového přípravku, který má při teplotě 20 stupňů Celsia hodnotu pH 5,9 a vykazuje stejné výhodné vlastnosti.

P ř.íklad 4

Nahradí-li se v příkladu 1 8 dílů mono235021 hydrogenfosforečnanu sodného 15 díly octanu sodného a postupuje-li se jinak jako v příkladu 1, získá se 400 dílů kapalného barvivového přípravku, který má při teplotě 20 °C hodnotu pH 6,1 a vykazuje stejné výhodné vlastnosti.

Příklad 5

Nahradí-li se v příkladu 1 20 dílů 35% (hmotnostní procenta] vodného roztoku dispergátoru I 25 díly rovněž 35% vodného roztoku poloesteru sulfojantarové kyseliny známého z příkladu B německého patentního spisu č. 2 132 403 (dále označovaného jako „dispergátor II“) a pracuje-li se jinak jako v příkladu 1, získá se kapalný barvivový přípravek se stejnými výhodnými vlastnostmi.

Příklad 6

Nahradí-li se v příkladu 1 20 dílů 35% vodného roztoku dispergátoru I 10 díly poloesteru sulfojantarové kyseliny, získaného reakcí novolaku obsahujícího 7-nonylfenolových zbytků napojených přes methylenové můstký, oxethylovaného 105 mol ethylenoxidu, s anhydridem kyseliny maleinové a siřičitanem sodným,, analogicky jako látka 24 z německého patentního spisu číslo 2 132 403, získá se kapalný barvivový přípravek stabilní při skladování.

Příklad 7 dílů práškového barviva ,,C. I. Reactive Red 174“ s obsahem čistého barviva 71,5 hmotnostního procenta, se vnese do roztoku 6 dílů monohydrogenfosforečnanu sodného, 60 dílů ε-kaprolaktamu a 20 dílů 35% vodného roztoku dispergátoru II ve 240 dílech vody, a několikahodinovým mícháním při teplotě 50 °C se rozpustí. Po ochlazení na 20 °C se roztok zředí vodou na 400 dílů a - filtrací se zbaví nerozpustných nečistot. Výsledný roztok obsahuje 12,5 hmotnostního procenta čistého barviva „C. I. Reactive Red 174“ a při teplotě 20 °C má pH 6,0.

Tento kapalný barvivový přípravek je v uzavřené nádobě stabilní nejméně ' při tříměsíčním skladování při teplotě místnosti nebo při šestitýdenním skladování při teplotě 50 °C, zatímco z odpovídajícího barvivového přípravku se stejnou koncentrací barviva, který byl připraven bez dispergátoru II, se již po několika málo dnech ve značné míře usazuje barvivo.

Za použití 4 dílů tohoto roztoku se stabilizovaným pH se obvyklým způsobem připraví jednak barvicí lázeň, jednak napouštěcí lázeň a jednak tiskařská pasta, tyto lázně a pasty se aplikují na bavlnu způsobem obvyklým pro aplikaci reaktivních barviv a provede se fixace. Získají se červená vy barvení a potisky, které mají přesně stejnou sytost jako vybarvení a potisky dosažené za použití stejně koncentrovaných barvicích či napouštěcích lázní nebo tiskařských past připravených za použití jednoho dílu práškového přípravku s obsahem 50 % čistého barviva

Příklad 8 dílů práškového barviva ,,C. I. Reactive Red 180“ s obsahem čistého barviva 67 procent, se vnese do roztoku 8 dílů monohydrogenfosforečnanu , sodného, 50 dílů diethylenglykoldimethyletheru a 20 dílů - 35% vodného roztoku dispergátoru I ve 250 dílech vody, a několikahodinovým mícháním při teplotě 50 °C se rozpustí. Po ochlazení na 20 °C se roztok zředí vodou na 400 dílů a filtrací se zbaví nerozpustných nečistot.

Výsledný kapalný barvivový přípravek obsahuje 12,5 hmotnostního procenta čistého barviva „C. I. Reactive Red 180“, při teplotě 20 °C má pH 6,2 a vykazuje stejné výhodné vlastnosti jako kapalné barvivové přípravky popsané v příkladu 1 nebo 7.

Příklad 9 dílů práškového barviva ,,C. I. -Reactive Blue 19“ s obsahem čistého barviva 73,5 procenta se vnese do roztoku 6 dílů dihydrogenfosforečnanu sodného, 40 dílů tetramethylmočoviny a 25 dílů ligninsulfonátu sodného ve 225 dílech vody a rozpustí se tříhodinovým mícháním při teplotě 25 °C. Přidáním další vody se pak objem roztoku nastaví na 400 dílů. Takto získaný roztok obsahuje 12,5 % čistého barviva „C. I. Reactive Blue 19“ a při teplotě 20 °C má pH 4,8.

Tento kapalný barvivový přípravek je v uzavřené nádobě stabilní po dobu nejméně tříměsíčního skladování při teplotě 20 °C nebo šestitýdenního skladování při teplotě 50 stupňů Celsia, zatímco z odpovídajícího barvivového přípravku se stejnou koncentrací barviva, který byl připraven bez tetrametliylmočoviny a bez ligninsulfonátu sodného se již po jednom až třech dnech ve značné míře usazuje barvivo.

Za použití 4 dílů tohoto- roztoku se stabilizovaným pH se obvyklým způsobem připraví jednak barvicí lázeň, jednak napouštěcí lázeň a jednak tiskařská pasta, tyto barvicí lázně a pasty se aplikují na bavlnu způsobem obvyklým pro aplikaci reaktivních barviv, a provede se fixace. Získají se modrá vybarvení a potisky, které mají přesně stejnou sytost jako vybarvení a potisky dosažené za použití stejně koncentrovaných barvicích lázní, napouštěcích lázní a tiskařských past připravených za použití 1 dílu práškového přípravku s 50% obsahem čistého barviva.

Příklad 10

Nahradí-li se v příkladu 9 40 dílů tetramethylmočoviny 50 díly N-methylpyrrolidonu a 25 dílů ligninsulfonátu sodného 20 díly neutralizovaného produktu kondenzace kresolu, formaldehydu a siřičitanu sodného, jak je popsán v německém patentním spisu číslo 2 032 926, získá se kapalný barvivový přípravek se stejnými výhodnými vlastnostmi.

Příklad 11 dílů práškového barviva „C. I. Reactive Red 180“ s obsahem čistého barviva 67 % se vnese do roztoku 6 dílů dihydrogenfosforečnanu sodného, 50 dílů diethylenglykol-dimethyletheru a 10 dílů ligninsulfonátu sodného ve 250 dílech vody a rozpustí se několikahodinovým mícháním při teplotě 50 °C. Po ochlazení na 20 ⁰C se objem roztoku upraví přidáním další vody na 400 dílů a roztok se zbaví nerozpustných nečistot.

Výsledný kapalný barvivový přípravek obsahuje 12,5 % čistého barviva ,,C. I. Reactive Red 180“, při teplotě 20 °C má hodnotu pH 5,0 a vykazuje stejné výhodné vlastnosti jako kapalné barvivové přípravky popsané v příkladech 1 nebo 7.

Příklad 12

Nahradí-li se v příkladu 1 20 dílů 35% vodného roztoku dispergátoru I 10 díly ligninsulfonátu sodného a 60 dílů ε-kaprolaktamu 60 díly dimethylformamidu, získá se kapalný barvivový přípravek s obdobnými výhodnými vlastnostmi jako má barvivový přípravek popsaný v příkladu 1.

Claims

1 až 6 % tlumivých látek nereagujících chemicky s reaktivními skupinami Z tak, aby se zhoršila sytost vybarvení.

1 až 20 % anionického dispergátoru a

1. Kapalný, vodu obsahující barvivový přípravek reaktivních barviv o pH 3 až 7, vyznačující se tím, že obsahuje hmotnostně 5 až 35 % alespoň jednoho barviva, které ve formě volné kyseliny odpovídá obecnému vzorci I (HO3S)_m-F-Zn (I) ve kterém znamená

F barvivový chromofor známého anthrachinonového barviva, mono- nebo disazobarviva, m celé číslo o hodnotě 1 až 4, n celé číslo o hodnotě 1 nebo 2 a

Z s vláknem reagující skupinu vinylsulfonylové, /-chlorethylsulf onylové, /3-acetoxyethylsulfonylové, β- (3-sulfobenzoyloxy) ethylsulfonylové, β-sulfatoethylsulfonylové, /3-hiosulfatoethylsulfonylové, 0-fosfatoethylsulf onylové, /^sulfaaoethylsulfonylmetbylaminové nebo vlnyfsulísnyfmethylaminové řady,

P ř í k I a d 1 3

Nahradí-li se v příkladu 9 40 dílů tetramethylmočoviny 40 díly trisldimethyljamidu kyseliny fosforečné a 25 dílů · ligninsulfonátu sodného 30 díly produktu kondenzace kyseliny naftalensu^fonové a formaldehydu, získá se kapalný barvivový přípravek s týmiž výhodnými vlastnostmi.

Příklad 14

Nahradí-li se v příkladu 9 40 dílů tetramethylmočoviny 60 díly N-methylacetamidu, získá se kapalný barvivový přípravek se stejnými výhodnými vlastnostmi.

Příklad 15

Nahradí-li se v příkladu 9 40 dílů tetramethylmočoviny 60 díly dimethylsulfoxidu a 25 dílů sodného 25 díly produktu kondenzace naftalensulfsnsvé kyseliny a formaldehydu, získá se kapalný barvivový přípravek se stejnými výhodnými vlastnostmi.

Příklad 16

Nahradí-li se v příkladu 9 40 dílů tetramethylmočoviny 40 díly tetramethylensulfonu a postupuje-li se jinak stejně jako v příkladu 15, získá se rovněž kapalný barvivový přípravek s obdobnými výhodnými vlastnostmi.

vynalezu

5 až 25 % látky usnadňující rozpouštění,

2. Barvivový přípravek podle bodu _ 1, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jeden anionický dispergátor vybraný ze skupiny zahrnující ligninsulfonáty alkalických kovů, kondenzační produkty fenolů, formaldehydu a siřičitanů, kondenzační produkty naftalensulfonových kyselin s formaldehydem a deriváty sulfojantarové kyseliny.

3. Barvivový přípravek podle bodu 1, vyznačující se tím, že obsahuje alespoň jednu látku usnadňující rozpouštění, vybranou ze skupiny zahrnující tetramethylmočovinu, dimethylformamid, N-methylacetamid, dimethylsulfoxid, tetramethylensulfon, N-methylpyrrolidon, diethylenglykoldimethylether, trisldimethyljamid kyseliny fosforečné a ε-kaprolaktam.

4. Barvivový přípravek podle bodu 1, vy- značující se tím, že obsahuje hmotnostně 5 až 25 % barviva С. I. Reacťive Yellow 37, 5 až 25, s výhodou 10 až 20 % ε-kaprolakta mu, 1 až 10, s výhodou 1 až 5 % anionického dispergátoru na bázi derivátu sulfojantarové kyseliny a 1 až 6 % tlumivých látek.