DD126851B1 - Carrieremulsionen für Hochtemperaturfärberei von Polyester - Google Patents

Description

-*- 194 255

Anwendungsgebiet der Erfindung;

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung stabiler Carrieremulsionen für das Färben textiler Materialien aus Polyesterfäden und deren Mischungen mit anderen Faserkomponenten, die sich besonders für den Einsatz in Anlagen mit hohem Automatisierungsgrad für die Hochtemperaturfärberei eignen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Problematik bei der Entwicklung moderner Färbebeschleuniger für das Färben von Polyester besteht heute nicht mehr vorrangig in der Suche nach neuen bisher für diesen Zweck noch unbekannten Substanzen, sondern in der Auswahl, Kombination und Formulierung geeigneter aber für sich schon als carrierwirksam bekannter Verbindungen entsprechend eines vom Einsatzzweck her bestimmten und sich ständig verschärfenden Forderungsprogrammes. Der stark angewachsene Automatisierungsgrad in den Polyesterveredlungsbetrieben-stelit zum Beispiel sehr viel höhere Anforderungen an die Stabilität von Carrieremulsionen, als das

- 2 - 194 255

in der klassischen Färberei in drucklosen .Aggregaten der Fall war. Während man früher den nach entsprechenden Vorschriften emulgierten Carrier ohne Verzögerung bei der jeweils notwendigen Temperatur zugeben konnte, werden die Oarrieremulsionen jetzt in zentralen Lösestationen vorbereitet und nach recht unterschiedlichen Verweilzeiten im Ansatzbehälter den Hochtemperatur-Färbeautoklaven über zum Teil weite Rohrleitungsstrecken zudosiert. Hierfür eignen sich am ehesten Carrierwirkstoffe beziehungsweise -wirkstoffgemische, die bereits bei Hormaltemperatur im flüssigen Aggregatzustand vorliegen. Bei anderen Substanzen, die zwischen Normal- und Färbetemperatur einen Phasenumwandlunaspunkt besitzen, besteht von vornherein das Risiko von Smulsionsinstabilitäten, die zu Substanzabscheidungen an Behälterwandungen, im Rohrleitungssystem und so weiter, sowie zu Fehlfärbungen führen können.

Hinsichtlich der Bewertungskriterien Beschieunigungseffekt, Migrationsintensivierung, Nuancenaufbau bei Kombinationsfärbungen, Faserquellung und -schrumpfung im Bereich praxisüblicher Einsatzkonzentrationen, Ausgleich von Feinstrukturinhomogenitäten des Polyestermaterials und so weiter nehmen unter den derzeit bekannten Carrierwirkstoffen die in den DT-OS 1 469 745, DL-PS 86 372 und DL-PS 89 829 beschriebenen oder mitumfaßten eutektischen Gemische aus Diphenyl/Diphenyläther beziehungsweise iTaphthalin/Diphenyläther in der Hochtemperaturfärberei klare Spitzenpositionen ein.

Sehr problematisch ist jedoch die allen anwendungstechnischen Forderungen entsprechende Formulierung dieser Eutektika. In der DT-OS 1 802 210 wird ein 3-Komponentensystem, bestehend aus einem nichtionogenen oxäthylierten Alkylphenol, einem anionischen Emulgator und einem Lösungsvermittler, beschrieben, mit denen sich Diphenyläther-Diphenyl-Mischungen emulgieren lassen. In den vorgenannten DL-PS 86 372 und 89 829 wird dieses Ziel durch Verwendung von entwässerten Rizinol- und/oder ölsäurebutylestersulfat erreicht. In allen Fällen liegt die carrierwirksame Komponente im Färbebad in Form einer anionischen Emulsion vor. Diese Ionogenität bedingt

- з - 194 255

aber in der JPo lyes ter-Mischf aserf ärberei, deren Bedeutung ständig wächst, gewisse anwendungstechnische Nachteile. So ist bekannt, daß durch Verwendung anionischer Carrieremulsionen beim Färben von Polyester-Woll-Mischungen ein verstärktes "Anschmutzen" des Wollanteiles durch Dispersionsfarbstoffe eintritt. Das rührt daher, daß die Wollfaser im schwachsauren pH-Bereich einen beträchtlichen Teil des anionischen Emulgators salzartig bindet. Im gleichen Maße nimmt die Affinität der Wollfaser für Dispersionsfarbstoffe zu, die allerdings auf dem Wollanteil nur geringe Echtheiten besitzen.

Darüber hinaus neigen Aniontenside, die auf dem Wege der Sulfatierung hergestellt wurden, dazu, unter Hochtemperatur-Bedingungen ihre wasserlöslichmachende Gruppen wieder abzuspalten. So sind zum Beispiel bei Verwendung von Ölsäurebutylestersulfat als Emulgator bei einer Färbetemperatur von ІЗО ⁰G nach 60 Minuten ca. ЗО % des ursprünglich vorhandenen Emulgators desulfatiert und in den hydrophen ölsäurebutylester übergegangen. Da sich in diesem Ester Dispersionsfarbstoffe se.hr viel besser als in Wasser lösen, besteht besonders bei tieferen Färbungen das Risiko schmieriger Farbstoffabscheidungen, die zu schwer reparablen Flecken führen können.

Bei der Suche nach neuen besseren ilmulgatoren war es naheliegend, geeignete Substanzen innerhalb der bekannten nichtiono_ genen Tenside zu suchen. Solche Produkte sind sum Beispiel Fettsäuren, Fettalkohole oder Alkylphenole, an die pro Mol 3 bis Mol Ethylenoxid angelagert werden« In diesem Bereich entfalten die meisten Verbindungen ihre maximale Grenzflächenaktivität. Es konnte jedoch unter den handelsüblichen nichtionogenen Tensiden keine Substanz gefunden werden, mit der die eutektischen Diphenyl/Diphenyläther- beziehungsweise Naphthalin/Diphenyläther-Gemische in eine der Zielstellung entsprechende Formulierung zu bringen waren. Eine der Hauptursachen dafür ist die Tatsache, daß Äthylenoxid-Addukte mitjOxäthylierungsgraden bis etwa 20 Trübungspunkte unterhalb der Kochtemperatur besitzen. Beim Trübungspunkt scheiden sich die bis dahin homogen und optisch klar in der wäßrigen Lösung verteilten Äthylenoxid-Addukte in Form ihrer Hydrate als separate Phasen ab.

- 194 255

Da die neuentstehende Phase ziemlich farbstoffäffin ist, treten häufig Farbstoffabscheidungen auf. In Fachkreisen hat sich daher die Meinung gefestigt, beim Hochtemperatur-Färben von Polyester grundsätzlich auf nichtionogene Ä'thylenoxid-Addukte zu verzichtfen. Mit Erhöhung des Oxäthylierungsgrades steigt zwar der Trübungspunkt an, gleichzeitig vermindern sich aber Grenzflächenaktivität und im allgemeinen damit auch die Emulgatoreignung.

Ziel der Erfindung

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Carrierformulierung für die genannten Wirkstoffeutektika zu finden, die ohne Einschränkungen in der Polyester-Mischfaserfärberei und in Betrieben mit hohem Automatisierungsgrad universell einsetzbar ist, deren Emulgatoren im Hochtemperaturbereich stabil sind und deren Verhalten nicht zur Ursache von Farbstoff abscheidungen werden kann.

Darlegung des Wesens der iSrfindung

Die Aufgabe bestand also darin, eine geeignete Emulsion aus den erwähnten Eutektika in Verbindung mit weiteren Bestandteilen zu finden, die dem oben angegebenen Ziel entsprechende Eigenschaften Hat.

Es wurde nun gefunden, daß man der Aufgabe entsprechende stabile Carrieremulsionen für die Kochtemperaturfärberei von Polyestertextilien aus einem eutektischen Gemisch aus Diphenyl und Diphenyläther oder Naphthalin und Diphenyiäther in Verbindung mit Emulgatoren herstellen kann, wenn zu dem eutektischen Gemisch oxäthylierte Fettalkohole mit einem Oxäthylierungsgrad zwischen 60 und 100 zugemischt werden, wonach anschließend V/asser in einer Menge von etwa einem Drittel bis zu einem ganzen Volumen der Mischung des eingesetzten eutektischen Gemisches mit den oxäthylierten Fettalkoholen unter Rühren zugegeben wird.

. 194 255

Es ist dabei vorteilhaft, wenn das Gemisch vor der Wasserzugabe auf Temperaturen zwischen 60 und 90 C erwärmt wird.

Eine weitere Verbesserung kann man erreichen, wenn der gebildeten Emulsion mehrwertige Alkohole oder niedermolekulare Alkylglykole in Mengen bis 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise 4 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf die fertige Carrieremulsion zugesetzt werden.

Es ist dabei überraschend, daß sich bei Verwendung sehr hochoxäthylierter Pettalkohole mit Oxäthylierungsgraden zwischen 60 und 100, deren wäßrige Lösungen praktisch nicht mehr grenzflächenaktiv sind und das Lösungsverhalten von Polymeren zeigen, das gestellte Ziel voll verwirktlicht v/erden kann. Mit derartigen Substanzen wird es möglich, die Wirkstoffeutektika in Zweiphasenformulierungen zu bringen, die allen anwendungs- und produktionstechnischen Forderungen entsprechen. Durch Kombination mit Alkylglykolen oder Polyolen lassen sich dann Strukturviskosität und Lagerstabilität der Wirkstoff emulsionen noch weiter vorteilhaft beeinflussen.

Ausführungsbeispiele Beispiel 1:

40 Teile des eutektischen Gemisches aus 73»5 % Diphenyläther und 26,5 % Diphenyl werden mit 19 > 5 Teilen des Anlagerungsproduktes von Talgalkohol mit einer Kettenlänge von 16 bis 18 C-Atomen und 70 Mol Äthylenoxid auf 80 bis 85 ⁰C erwärmt, und, nachdem eine homogene Mischung entstanden ist, gibt man bei dieser Temperatur unter Rühren langsam 34 Teile Wasser zu. Nach beendeter Wasserzugabe läßt man unter beständigem Rühren auf 60 ⁰C abkühlen und setzt dann 6,5 Teile Äthylentriglykol zu. Nach weiterer Abkühlung auf Normaltemperatür erhält man eine viskose mit Wasser beliebig verdünnbare sehr feinteilige Carrieremulsion, die bis herab zu Temperaturen von -10 ⁰C lagerstabil ist. Sie erfüllt alle in der Aufgabenstellung genannten Bedingungen.

194 255

Beispiel 2:

35 Teile des eutektische!? Gemisches aus 75»O % Diphenylether und 25»O % Naphthalin werden mit 20,5 Teilen eines Anlagerungsproduktes aus Talgalkohol mit 16 bis 18 C-Atomen in der Alkylkette und 100 Mol Äthylenoxid auf 85 bis 90 ⁰C erwärmt und bei dieser Temperatur 40 Teile Wasser zugegeben. Anschließend kühlt man langsam unter ständigem Rühren auf 60 ⁰C ab, gibt 4,5 Teile Oktandiol zu und kühlt weiter auf NormaltemperatUTe Es entsteht ebenfalls eine sehr feinteilige Carrieremulsion, die bis zu Lagertemperaturen um -5 ⁰C stabil ist. Mit dieser Formulierung werden ebenfalls alle Bedingungen der Zielstellung in hervorragender Weise erfüllt·

Claims (2)

1. ⁷ - 194 255

   Patentanspruch;

   Verfahren zur Herstellung stabiler Carrieremulsionen für die Hochtemperaturfärberei von Polyestertextilien aus einem eutektischen Gemisch aus Diphenyl und Diphenylether oder aus naphthalin und Diphenyläther in Verbindung mit !Emulgatoren, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem eutektischen Gemisch oxäthylierte Fettalkohole mit einem Cbcathylierungsgrad zwischen 60 und 100 zugemischt v/erden, wonach anschließend Wasser in einer Menge von etwa einem Drittel Ыг einem ganzen Volumen der Mischung des eingesetzten eutektischen Gemisches mit den oxäthylierteη Fettalkoholen unter Rühren zugegeben wird.
2. 2. Verfahren nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wasserzugabe nach
   durchgeführt wird.

   TTass er zugabe nach Erwärmen des Gemisches auf 60 bis 90 ⁰G

   3e Verfahren nach Pankt 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der gebildeten Emulsion mehrwertige Alkohole oder niedermolekulare Alkylglykole in Mengen bis zu 20 Gewichtsprozent, vorzugsweise 4- bis 10 Gewichtsprozent, bezoa-en auf die fertige Carrieremulsion,zugesetzt werden.