DE1237061B

DE1237061B - Verfahren zum Faerben und Aufhellen von synthetischen Fasern

Info

Publication number: DE1237061B
Application number: DEF41076A
Authority: DE
Inventors: Dr Winfried Kruckenberg
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1963-10-24
Filing date: 1963-10-24
Publication date: 1967-03-23
Also published as: GB1020308A

Description

W-SjJJ

• ESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Ο.:

D 06p

/O

Deutsche Kl.: 8m-1/01

Nummer: 1237061

Aktenzeichen: F 41076IV c/8 m

Anmeldetag: 24. Oktober 1963

Auslegetag: 23. März 1967

Zum Färben von vollsynthetischen und halbsynthetischen Fasern, z. B. aus Polypropylen, PoIyterephthalsäureglykolestern, synthetischen Superpolyamiden, Cellulose-2¹/2-acetat, Cellulosetriacetat, werden vorzugsweise wasserunlösliche Farbstoffe verwendet, die zuvor mit Hilfe geeigneter Dispergier- bzw. Emulgiermittel und oft erheblichem technischem apparativem Aufwand formiert, d. h. in eine für das Färben geeignete Form gebracht worden sind, die im Färbebad feinste Verteilung des Farbstoffes sichern soll. Solche Dispersionen sind oft nur kurze Zeit haltbar und geben daher zu Störungen bei der Färbung Anlaß. Aus diesen Gründen ist wiederholt versucht worden, für Synthesefasern ein Färbeverfahren zu finden, bei dem die Farbstoffe in echter Lösung zur Anwendung kommen; die technisch geforderten Eigenschaften wurden dabei jedoch nie erreicht.

Es wurde nun gefunden, daß man Fasermaterialien aus aromatischen Polyestern, wie Polyäthylentercphthalaten, Cellulose^/s- und -triacetat. Polyolefinen, wie Polypropylen, und Polymerisaten und Mischpolymerisaten des Acrylnitril mit sehr guten Ergebnissen mit Hilfe wasserlöslicher Farbstoffe bzw. Aufhellungsmittel färben kann, wenn man solche Farbstoffe bzw. Aufhellungsmittel verwendet, die mindestens einmal im Molekül eine Additionsverbindung einer aliphatisch gebundenen Aldehydgruppe mit einer wasserlöslichmachenden Komponente, vorzugsweise mit Natriumbisulfit oder SuIfoxylsäure (H2SO2), welch letztere in wäßrigem Medium in statu nascendi aus Alkalidithionit entsteht, enthalten und die von Sulfonsäure- und Carbonsäuregruppen frei sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren finden also solche sulfonsäure- und carbonsäuregruppenfreien Farbstoffe oder Aufhellungsmittel bevorzugt Verwendung, die eine aliphatisch gebundene

OH

-Gruppe

enthalten, worin M ein Metallkation, vorzugsweise ein Alkalimetallkation, darstellt.

Die Färbung erfolgt nach den für die genannten Fasermaterialien an sich bekannten Methoden. Es ist zweckmäßig, den Farbstoff in Form seiner Salze, vorzugsweise seiner Alkalisalze, zu lösen. Der Farbstoff kann aber auch in einer sich leicht ausbildenden guten Suspension in wenig kaltem Wasser dem heißen Verfahren zum Färben und Aufhellen von
synthetischen Fasern

Anmelder:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft,
Ό Leverkusen

Als Erfinder benannt:

Dr. Winfried Kruckenberg, Leverkusen

Färbebad zugegeben werden, in dem er sich dann schnell löst.

Der pH-Wert der bevorzugt wäßrigen Färbeflotte liegt je nach Art des zu färbenden Materials im allgemeinen zwischen 10 und 2, vorzugsweise zwischen 8 und 4. Polyglykolterephthalatfaser, Polyacrylnitrilfaser und Cellulosetriacetatfaser werden vorteilhafterweise neutral bis schwach sauer, vorzugsweise unter Zusatz von Essigsäure gefärbt. Die Polyamidfasern werden ebenfalls schwach sauer oder auch schwach alkalisch, vorteilhafterweise in Gegenwart von Seife gefärbt. Außer Seife können auch die sonst üblichen Färbereihilfsmittel benutzt werden, z. B. bei Polyesterfasern Carrier, wie o-Oxydiphenyl oder Kresotinsäuremethylester, oder Emulgatoren, wie Oleylpolyglykoläther, oder Dispergiermittel, wie Kondensation sprodukte aus Naphthalinsulfonsäure und Formaldehyd.
Die Färbungen werden bei den für die genannten Faserarten gebräuchlichen Temperaturen, überwiegend beim oder in der Nähe des Siedepunktes des Färbebades durchgeführt. Die Färbetemperatur kann auch bei 100^CiC übersteigenden Temperaturen liegen, wenn z. B. in geschlossenen Gefäßen unter Druck gearbeitet wird (105 bis 140°C). Bei Fasern aus aromatischen Polyestern kann sich an das Färben eine kurzzeitige Hitzebehandlung bei höherer Temperatur (180 bis 220°C) anschließen, um eine besonders günstige Fixierung der Farbstoffe zu crreichen.

Beim Erhitzen während des Färbevorganges tritt vermutlich in geringem Umfang eine Spaltung der

709 520/355

Additionsverbindung ein, wobei der die aliphatisch gebundene Aldehydgruppe tragende Farbstoff nicht ausfällt, aber von der Faser in ausreichender Geschwindigkeit aufgenommen wird. Durch die rasche Einstellung des Gleichgewichts wird der die freie Aldehydgruppe tragende Farbstoff im übrigen so schnell nachgebildet, daß sich die Konzentration des Aldehydtärbstolts auch bei sehr zügiger Aufnahme des Farbstoffs durch die Faser bis zum vollständigen Verbrauch des Farbstoffs bzw. bis zum Erreichen der gewünschten Farbtiefe nicht nachteilig verringert. Die verfahrensgemäß zu verwendenden Farbstoffe bzw. Aufhellungsmittel sind definitionsgemäß frei von Carbonsäure- und Sulfonsäuregruppen; sie können den verschiedensten Klassen angehören, z. B. der Gruppe der Monoazo-, Disazo-, Methin-, Perinon-, Anthrachinone Phthalocyanin- und Stilbenverbindungen. Die aliphatisch gebundene Aldehydgruppe kann auf verschiedenste Weise an diese Farbstoff- bzw. Aufheller-Grundgerüste gebunden sein, z. B. in der im folgenden illustrierten Art, wobei »Ar« als Arxlrest bereits Bestandteil des eigentlichen Farbstoff- bzw. Aufhellergerüstes oder mit diesem direkt oder über ein geeignetes Brückenglied verknüpft sein kann:

— Ar —N —alk.-CHO

— Ar — S — alk.-CHO

— Ar — O — alk.-CHO

— Ar —alk.-CHO

— Ar — N — alk.-CON(alk.-CHO)₂

— Ar — N — alk.-CONH — alk.-CHO

— Ar — CONH — alk.-CHO

— Ar — CON(alk.-CHO>2

— Ar — COO — alk.-CHO
_Ar — NHCO — alk.-CHO

— Ar — N — COCHO

— Ar — SO₂ — NH — alk.-CHO

— Ar — SO₂N(alk.-CHO)2

I ®

— Ar — N — alk.-CHO

— Ar — N — alk.-N(alk.-CH0)2
_ Ar — N — CON(alk.-CHO)2

— Ar — NH — CONH — alk.-CHO

— Ar — OCONH — alk.-CHO

— Ar — CH₂OCONH — alk.-CHO

— Ar — N — COCH₂OCONH — alk.-CHO

_ Ar — N — alk.-NHCON(alk.-CHO)2

»alk« bedeutet einen niederen Alkylrest.

Die Einführung dieser Gruppen in Farbstoffe und Aufhellungsmittel ist nach an sich bekannten Verfahren möglich. Hierbei führt man die Aldehyde vorteilhafterweise in der Acetalform ein, wobei man zumeist von Halogen-, Amino-, Oxy- oder Isocyanato-acetalen ausgeht oder auch von Acetalen der Formel

CH₃SC<

;O

^ N — [alk.-CH(O-alk.>₂]₂

Die Spaltung des so erhältlichen Acetals zum Aldehyd erfolgt je nach Art des vorliegenden Acetals verschieden leicht. In der Regel, insbesondere bei Derivaten des Acetaldehyds, genügt mehrstündiges Rühren der gelösten Verbindung mit n/10-Salzsäure in der Kälte; aber auch die anderen sonst üblichen Methoden können angewendet werden, sofern die restliche Struktur des Farbstoffs nicht zu Kondensationsreaktionen mit der entstehende aliphatischgebundenen Aldehydgruppe Anlaß gibt.

Die Umsetzung der Aldehydgruppe mit einer wasserlöslichmachenden Komponente erfolgt zweckmäßigerweise in der Kälte mit z. B. etwas mehr als der theoretisch erforderlichen Menge Alkalibisulfit oder Alkalihydrogensulfit, z. B. Na₂S₂O^ das in wäßrigem Medium in statu nascendi Sulfoxylsäure (H₂SO₂) bildet.

Bei Azofarbstoffen kann man so verfahren, daß man zunächst den acetalgruppenhaltigen Farbstoff herstellt, das Acetal spaltet und die Aldehydgruppe dann mit NaHSOa umsetzt; man kann auch die Bisulfitverbindung einer aldehydgruppenhaltigen Kupplungskomponente mit der Diazokomponente in Gegenwart von viel Natriumacetat oder Natriumcarbonat zum Farbstoff umsetzen, damit die Bisulfitverbindung nicht durch Mineralsäure gespalten wird. In diesem Falle soll kein überschüssiges Bisulfit vorhanden sein, da dies zu Verlusten an Diazoniumverbindung führt. Die Isolierung der Farbstoffe erfolgt in Form ihrer Salze, vorzugsweise der Alkalisalze, da die freien Säuren unbeständig und nicht gut löslich sind. Bei sehr stark löslichen Farbstoffen kann in üblicher Weise ausgesalzen werden.

Das Ziehvermögen der verfahrensgemäß zu verwendenden Farbstoffe und die Echtheiten der erzielbaren Färbungen werden in bekannter Weise von der zu färbenden Faserart und der speziellen Struktur des Farbstoffgrundkörpers bestimmt.

Die vorangegangenen Ausführungen gelten, soweit sie nur auf Farbstoffe Bezug nehmen, in gleicher Weise für die verfahrensgemäße Anwendung von Aufhellungsmitteln.

Im Vergleich zu den aus den Beispielen 5 und 22 der deutschen Auslegeschrift 1 137 418 bekannten

Farbstoffen weisen die erfindungsgemäß einzusetzenden Farbstoffe der Formel

/CH₃

O₂N

N = N

CH₂CH₂OCONHCH₂CH ;

/OH

¹^SO₃Na

CH₃

.1

V-OCH₂CH₂OCONH-CH₂-Ch

OH

^s SO₃Na

OH

bessere Sublimierechtheiten der Färbungen auf Polyäthylenterephthalat auf.

Beispiel 1

20 g Polyäthylenglykolterephthalat - Fasergewebe werden während einer Stunde bei 120⁰C in einem Bad von 200 ml Wasser behandelt, das den gelösten Farbstoff Nr. 2 der Tabelle sowie 0,4 g eines Naphthalinsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensationsproduktes und 0,4 g 3O°/oige Essigsäure enthält. Anschließend wird gut gespült und getrocknet. Man erhält eine violette Färbung mit guter Sublimier- und Waschechtheit.

Beispiel 2

10 g Polyäthylenglykolterephthalat-Fasermaterial werden während einer Stunde bei Kochtemperatur in einem Bad von 400 ml Wasser behandelt, das 0,1 g des gelösten Farbstoffs; Nr. 1 der Tabelle sowie 0,8 g 30%ige Essigsäure und 1 g o-Kresotinsäuremethylester in emulgierter Form enthält. Nach Beendigung der Färbezeit wird gut gespült und getrocknet. Man erhält eine orange Färbung mit guter Licht- und Waschechtheit.

Beispiel 3

10 g Cellulosetriacetatfasern in Form von Strangoder Stückware werden während einer Stunde bei Kochtemperatur in einem Bad von 200 ml Wasser behandelt, das 0,1 g des gelösten Farbstoffs Nr. 1 der Tabelle sowie 0,4 g 3O°/oige Essigsäure und 1 g o-Kresotinsäuremethylester in emulgierter Form enthält. Anschließend wird gut gespült und getrocknet. Man erhält eine orange Färbung von guten Echt-

^heiten· Beispiel 4

Färbt man wie im Beispiel 1 den Farbstoff Nr. 12 bei 95 bis 100⁰C auf 10 g Polyakrylnitrilfaser unter Weglassung des Naphthalinsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensationsproduktes, so erhält man eine gelbe Färbung von guten Echtheiten.

Beispiel5

10 g Ni-modifizierte Polypropylen faser werden während einer Stunde bei Kochtemperatur in einem Bad von 400 ml Wasser behandelt, das 0,1 g des gelösten Farbstoffs Nr. 26 der Tabelle sowie 0,8 g 30°/(iige Essigsäure enthält. Nach Beendigung der Färbezeit wird gut gespült und getrocknet. Man erhält eine braune Färbung mit guter Licht- und Waschechtheit.

1	NC —	Cl	-N = N-	CH₃	/C2H5 -N( /OH ^XC₂H₄OCONHCH₂CH ( ^xSO₃Na	/C₂H₅ -NC /OH ^₂H₄OCH₂CH '	Orange
2	O₂N-	-N = N-	O	/C₂H, - NC /OH ^XC₂H₄OCONHCH₂CH ( ^x SO₃Na	SO₃Na	Violett

3	O₂N-	-N = N-		/C2H5 -N( /OH ^XC₂H₄OCONHCH₂CH ("	Blaustichigviolett
			CH₃	SO₃Na
4	NC-	-N = N-	<?	Orange
			CH₃
^> Cl
<^ CN
Cl

CN

Fortsetzung

NC

CN

N =

■n: /C₂Hs

^C₂H₄OCH₂CH

OH SO₃Na

Cl

HO

CHCH₂CH₂ NaO₃S

O₂N-/ >—N = N-C₂H₅S.

)n-

C₂H₄ ⁷ OCH₂CH — OH

SO₃Na

NHCOCH

N = N-OH

SO₃Na

N(C₂H5>2

/C2H5
■n( /OH

^x(

ch₂ch

/V-N=N

SO₃Na

CH₃

/C₂H₅
C₂HiOCH₂CH:

/OH

SO₃Na

HO CH₃

CHCH₂N — CO ■ NaO₃S

N = N-C C-CH₃

HO-C N

HO

CH-CH₂OCO-NaO₃S

HO CH₃

CH-CH₂N-CH₂ NaO₃S

HO

CHCONH NaO₃S

-N=N-/OH ^SO₃Na

/C2H5 -NC /OH

^xc₂h,iOCh₂ch;

SO₃Na

N = N — C C — CH₃

Il Il

HO-C N

HO

N = N

CH₃

Blaustichigrot

Rot

Gelbstichigorange

Orange

Braun

Gelb

Gelbstichigorange

Gelb

Fortsetzung

CH3 — CO

C = CH CH₃-CO

CH₃ ,OH
^SO₃Na

C-CH = CH-C /OH

SO₂N

CH₃

\ru„r\i /

^CH₂CH

OH
SO₃Na

SO₂N-CH₂CH CH₃ ;

SO₃Na

O NHCH₂CH

/OH ^SO₃Na

OH SO₃Na

HO

CHCH₂HN NaO₃S

-CH₂CH /OH

^SO₃Na

N(C₂H₄OH)₂

CH₂CH

O₂N

OH

SO₃Na

C₂H₅
CH₂CH₂CONHCH₂Ch

Cl

CH₈ SO₈Na

CH₂ CH-OH SO₃Na

H₅C₂-O

N = N

N = N OH

CH₃

N^

n:

O"

CO NCH₂CH

OH

^SO₃Na

Grünstichiggelb

Weiß

Grünstichiggelb

Gelb

Orange

Rot

Orange

70» 520/355

Fortsetzung

HO_x IC-

; CHCH₂N;
NaO₃S ^y

O⁹

NH₂

HO
NaO₃S^/

Ox

O'

N = N

OCH₃

OH

N = N

OH

SO₃Na

Claims

Patentansprüche: 40

1. Verfahren zum Färben und Aufhellen von vollsynthetischen oder halbsynthetischen Fasermaterialien nach an sich bekannten Verfahren, dadurch gekennzeichnet, daß man Fasermaterialien aus aromatischen Polyestern, Celluloseacetaten, Polyolefinen und Polymerisaten und Mischpolymerisaten des Acrylnitril mit solchen Farbstoffen bzw. Aufhellungsmitteln behandelt, die mindestens einmal im Molekül eine Additionsverbmdung einer aliphatisch gebundenen Aldehydgruppe mit einer wasserlöslichmachenden Komponente aufweisen und die von Sulfonsäure- und Carbonsäuregruppen frei sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man solche sulfonsäure- und Violett

Grünstichiggelb

Weiß

Braun

carbonsäuregruppenfreien Farbstoffe oder Aufhellungsmittel verwendet, die eine aliphatisch gebundene

— CHx -Gruppe

^SO₃M

enthalten, wobei M ein Alkalimetallkation darstellt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Behandlung bei einem pH zwischen 8 und 4 durchführt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 137 418.

Bei der Bekanntmachung der Anmeldung ist eine Färbetafel mit Erläuterung ausgelegt worden.