DD126851B1

DD126851B1 - Carrier emulsions for high-temperature dyeing of polyester

Info

Publication number: DD126851B1
Application number: DD19425576A
Authority: DD
Priority date: 1976-08-10
Filing date: 1976-08-10
Publication date: 1980-02-27
Also published as: DD126851A1

Description

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Field of application of the invention;

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.The invention relates to a process for the preparation of stable carrier emulsions for the dyeing of textile materials from polyester threads and their mixtures with other fiber components, which are particularly suitable for use in plants with a high degree of automation for high-temperature dyeing.

Characteristic of the known technical solutions

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 dasThe problem with the development of modern dyeing accelerator for dyeing polyester is no longer primarily in the search for new substances previously unknown for this purpose, but in the selection, combination and formulation of suitable but already known as carrier effective compounds according to one of Purpose determined and constantly tightening claims program. For example, the high level of automation in polyester finishing operations places much higher demands on the stability of carrier emulsions than that

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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.in the classical dyeing in unpressurized. Aggregates was the case. Whereas in the past it was possible to add the carrier emulsified according to the corresponding instructions without delay at the respectively necessary temperature, the oarrrier emulsions are now prepared in central dissolving stations and, after quite different residence times in the mixing vessel, the high-temperature autoclave is dosed over partly long pipeline sections. Carrier active ingredients or mixtures of active substances which are already present at the hormone temperature in the liquid state of aggregation are most suitable for this purpose. For other substances that have a phase transition point between normal and dyeing temperature, there is a risk of instability of the instillation, which can lead to substance deposits on container walls, in the piping system and so on, as well as to discoloration.

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.Regarding the evaluation criteria Beschieunigungseffekt, migration intensification, Nuancenaufbau in combination dyeings, fiber swelling and shrinkage in the range of practical use concentrations, compensation of Feinstrukturinhomogenitäten the polyester material and so on among the currently known carrier active in the DT-OS 1 469 745, DL-PS 86 372 and DL-PS 89 829 described eutectic mixtures of diphenyl / diphenyl ether or iTaphthalin / diphenyl ether in high-temperature dyeing clear top positions.

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 bedingtVery problematic, however, is the formulation of these eutectic agents that meets all application requirements. German Offenlegungsschrift No. 1 802 210 describes a 3-component system consisting of a nonionic, oxyethylated alkylphenol, an anionic emulsifier and a solubilizer, with which diphenyl ether-diphenyl mixtures can be emulsified. In the aforementioned DL-PS 86 372 and 89 829 this goal is achieved by using dehydrated Rizinol- and / or oleic acid butylestersulfat. In all cases, the carrier-effective component is present in the dyebath in the form of an anionic emulsion. This ionogenity requires

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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.but in JPO lyes ter mixed dyeing, whose importance is constantly growing, certain application disadvantages. Thus, it is known that by using anionic carrier emulsions in the dyeing of polyester-wool blends an increased "soiling" of the wool content by disperse dyes occurs. This is because the wool fiber salt-binds a considerable part of the anionic emulsifier in the weakly acidic pH range. To the same extent, the affinity of the wool fiber for disperse dyes increases, which, however, have only poor fastness on the wool content.

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.In addition, anionic surfactants made by sulfation tend to cleave their water-solubilizing groups again under high temperature conditions. So about ЗО% of the original emulsifier are desulfated such as the use of Ölsäurebutylestersulfat as an emulsifier in a dyeing temperature of ІЗО ⁰ G after 60 minutes and went to the hydrophen butyl oleate. Since disperse dyes dissolve much better in this ester than in water, there is a risk of greasy dye deposits, especially at lower stains, which can lead to hard repairable stains.

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.In the search for new better emulsifiers, it was obvious to look for suitable substances within the known nichtiono_genen surfactants. Such products are, for example, fatty acids, fatty alcohols, or alkylphenols to which 3 to 3 moles of ethylene oxide are added per mole. "In this range, most compounds exhibit their maximum interfacial activity. However, no substance could be found among the commercially available nonionic surfactants with which the eutectic diphenyl / diphenyl ether or naphthalene / diphenyl ether mixtures were to be brought into a formulation corresponding to the target position. One of the main causes of this is the fact that ethylene oxide adducts with degrees of iodization have up to about 20 cloud points below the boiling temperature. At the cloud point, the ethylene oxide adducts, which were hitherto homogeneously and optically clearly distributed in the aqueous solution, separate as separate phases in the form of their hydrates.

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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.Since the nascent phase is quite dye-like, dye deposits often occur. In professional circles, therefore, the opinion has settled on the non-ionic Äthylenoxid adducts to waive the high temperature dyeing of polyester in principle. Although the cloud point increases with increasing degree of oxyethylation, at the same time interfacial activity and, in general, also the emulsifying capacity decrease.

Object of the invention

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.The aim of the present invention is therefore to find a carrier formulation for the aforementioned active ingredients, which is universally applicable without restrictions in the polyester Mischfaserfärberei and in operations with a high degree of automation, the emulsifiers are stable in the high temperature range and their behavior is not the cause of dye deposits can be.

Explanation of the essence of the invention

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.The object, therefore, was to find a suitable emulsion of the mentioned eutectics in combination with other constituents which has the properties specified above.

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.It has now been found that the task corresponding stable carrier emulsions for Kochtemperaturfärberei of polyester textiles from a eutectic mixture of diphenyl and diphenyl ether or naphthalene and Diphenyiäther can produce in conjunction with emulsifiers, if to the eutectic mixture oxyethylated fatty alcohols having a degree of oxyethylation between 60 and 100 are then added, after which V / asser is added in an amount of about one-third to a whole volume of the mixture of the eutectic mixture used with the oxyethylated fatty alcohols with stirring.

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Es ist dabei vorteilhaft, wenn das Gemisch vor der Wasserzugabe auf Temperaturen zwischen 60 und 90 C erwärmt wird.It is advantageous if the mixture is heated to temperatures between 60 and 90 C before the addition of water.

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.A further improvement can be achieved if the emulsion formed polyhydric alcohols or low molecular weight alkyl glycols are added in amounts of up to 20 weight percent, preferably 4 to 10 weight percent, based on the finished carrier emulsion.

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.It is surprising that when using very hochoxäthylierter Pettalkohole with Oxäthylierungsgraden between 60 and 100, whose aqueous solutions are virtually no longer surface-active and show the dissolution behavior of polymers, the stated goal fully verwirktlicht v / earth can. With such substances, it is possible to bring the active ingredient in two-phase formulations that meet all application and production requirements. By combination with alkyl glycols or polyols then structural viscosity and storage stability of the active ingredient emulsions can influence even more advantageous.

embodiments Example 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.40 parts of the eutectic mixture of 73 »5 % diphenyl ether and 26.5 % diphenyl are heated with 19> 5 parts of the adduct of tallow alcohol having a chain length of 16 to 18 carbon atoms and 70 moles of ethylene oxide at 80 to 85 ⁰ C, and After a homogeneous mixture has formed, are added slowly at this temperature while stirring 34 parts of water. After completion of the addition of water is allowed to cool with constant stirring to 60 ⁰ C and then sets 6.5 parts of ethylene triglycol to. After further cooling to normal temperature door gives a viscous any water-dilutable very finely divided carrier emulsion to temperatures of -10 ⁰ C is stable to down. It fulfills all conditions specified in the task.

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Example 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·35 parts of the eutectic !? Mixture of 75 »O% of diphenyl ether and 25» O% naphthalene are heated with 20.5 parts of an addition product of tallow alcohol with 16 to 18 carbon atoms in the alkyl chain and 100 moles of ethylene oxide at 85 to 90 ⁰ C and at this temperature 40 parts Water added. It is then cooled slowly with constant stirring down to 60 ⁰ C, is 4.5 parts octanediol to and cools further to NormaltemperatUTe It also creates a very finely divided carrier emulsion which is stable up to storage temperatures to -5 ⁰ C. With this formulation, all conditions of the objective are also fulfilled in an excellent manner.

Claims

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Patent claim;

Process for the preparation of stable carrier emulsions for the high-temperature dyeing of polyester textiles from a eutectic mixture of diphenyl and diphenyl ether or of naphthalene and diphenyl ether in conjunction with emulsifiers, characterized in that oxethylated fatty alcohols with a degree of cbcathylation of between 60 and 100 are admixed with the eutectic mixture After which water is then added in an amount of about one third Ыг a whole volume of the mixture of the eutectic mixture used with the oxyethylated fatty alcohols with stirring.

2. The method according to item 1, characterized in that the addition of water after
is carried out.

It is added after heating the mixture to 60 to 90 ⁰ G

3e Process according to Pankt 1 or 2, characterized in that the emulsion formed polyhydric alcohols or low molecular weight alkyl glycols in amounts of up to 20 weight percent, preferably 4 to 10 weight percent, bezoa-ene added to the finished carrier emulsion.