DE1619489B2

DE1619489B2 - Emulgiermittel für wasserunlösliche Carrier für das Färben und Bedrucken von synthetischen Fasern

Info

Publication number: DE1619489B2
Application number: DE19661619489
Authority: DE
Inventors: Gerhard Dr. 6232 Sulzbach Weckler
Original assignee: Farbwerke Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1966-09-09
Filing date: 1966-09-09
Publication date: 1974-04-04
Also published as: GB1171348A; NL6712105A; DE1619489C3; FR1536648A; CH511974A; CH1251967A4; DE1619489A1; BE703716A

Description

Es ist bekannt, daß das Färben von synthetischen Fasermaterialien wie Polyester-, Celluloseacetat-, Polyvinylchlorid-, Polyolefin- oder anderen Fasern oder auch Gemischen von synthetischen und natürlichen Fasern mit dazu geeigneten Farbstoffen, wie z. B. Dispersionsfarbstoffen, Entwicklungsfarbstoffen oder Küpenfarbstoffen, durch Mitverwendung geeigneter Hilfsmittel, sogenannter Carrier, begünstigt wird und daß man durch die Anwendung dieser Hilfsmittel eine erhebliche Steigerung der Farbstärke erreichen kann.

Als derartige Carrier sind bereits zahlreiche Verbindungen, wie z. B. o- und p- Phenyl phenol, Alkylnaphthaline, insbesondere Methylnaphthaline, Diphenyl, halogenierte Aromaten, aromatische Carbonsäuren und deren Ester sowie Phenolderivate vorgeschlagen worden. Die Anwendung solcher Carrier ist jedoch oft mit Schwierigkeiten und Nachteilen verbunden. Ein sehr großer Nachteil in der Anwendung einiger Carriersubstanzen in der Praxis stellt ihre Unlöslichkeit und schwere Emulgierbarkeit in Wasser dar. Dies trifft besonders zu auf Verbindungen, die im übrigen eine sehr gute Wirkung hinsichtlich der Steigerung der Farbstärke besitzen. Viele dieser Carrier lassen sich nicht genügend stabil emulgieren oder dispergieren, so daß die Gefahr besteht, daß der Carrier in der Färbeflotte oder Druckpaste ausfällt, was zu Fleckenbildung, Reibechtheitsverschlechterung der Färbungen und Drucke, zu Farbstoffverlusten und zum Verschmutzen der Maschinen und Geräte führen kann.

Es hat sich auch als nicht ratsam erwiesen, größere Mengen an Emulgatoren oder Dispergiermitteln einzusetzen, um eine Stabilisierung der Carrieremulsionen zu erzielen, da die meisten dieser Emulgier- und Dispergiermittel sehr stark retardierend auf Dispersions-Farbstoffe wirken und damit die Carrierwirkung der zu emulgierenden Substanz mehr oder weniger stark aufheben.

Eine Anzahl der bekannten unlöslichen Carriersubstanzen, insbesondere die Carbonsäureester, wie z. B. Benzoesäurealkylester, sind stark wasserdampfflüchtig, so daß beim Färben bei Kochtemperatur die Flotte schnell an Carrier verarmt. Es besteht dann die Gefahr, daß sich diese flüchtigen Carriersubstanzen an kälteren Maschinenteilen wieder kondensieren und daß das herabtropfende Kondensat in der Färbeflotte nicht wieder ausreichend emulgiert wird und so zu Unegalitäten und Flecken auf der Ware führt.

Ein besonderes Problem stellt darüber hinaus die Stabilität der Carrieremulsionen bei Einwirkung von Kälte dar. Die Stammemulsion eines Carriers kann durch Einwirkung von Kälte so stark entmischt werden, daß die Carrierpräparate ohne großen technischen Aufwand kaum mehr verarbeitbar sind.

Ein weiteres Problem bei der Anwendung von Carriern, beim Färben von Mischungen aus z. B. Polyesterfasern und Wolle, stellt die bei zahlreichen Carriern auftretende Anschmutzung des Wollanteils durch die Dispersionsfarbstoffe dar. Dieser Nachteil kann die Verwendbarkeit von sonst gut geeigneten Carriern beim Färben derartiger Mischgewebe beeinträchtigen.

Es wurde nun gefunden, daß man beim Einsatz von wasserunlöslichen Carriern beim Färben und Bedrucken von synthetischen Fasermaterialien die vorstehend geschilderten Nachteile vermeiden kann, wenn man zur Emulgierung der Carrier ein Emulgatorgemisch verwendet, das aus 40 bis 60 Gewichtsprozent Anlagerungsverbindungen von Alkylenoxyd an noch freie Hydroxylgruppen aufweisende Ester von gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Carbonsäuren oder Oxycarbonsäuren mit mehrwertigen 2 bis 6 Hydroxylgruppen enthaltenden Alkoholen (Komponente I), 20 bis 50 Gewichtsprozent Alkali- und/oder Erdalkalisalzen von Alkylbenzolsulfonsäuren (Komponente II) und 10 bis 30 Gewichtsprozent aliphatischen primären oder sekundären Alkoholen mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen (Komponente III) in Mengen von 5 bis 15 Gewichtsprozent, vorzugsweise 8 bis 12 Gewichtsprozent, vom Gewicht der zu emulgierenden wirksamen Carriersubstanz besteht.

Im allgemeinen kommt ein Emulgatorgemisch ge-

maß der vorliegenden Erfindung zur Anwendung, daß zu etwa 45 bis 55 Gewichtsprozent aus der Komponente I, zu etwa 30 bis 40 Gewichtsprozent aus der Komponenten und zu etwa 15 bis 20 Gewichtsprozent aus der Komponente III besteht. Als besonders vorteilhaft hat sich die Anwendung der 3 Komponenten in einem Verhältnis von etwa 10:7:3 erwiesen.

Bei der Herstellung der Alkylenoxyd-Umsetzungsprodukte (Komponente I) wird im allgemeinen von Estern ausgegangen, deren Säurekomponente etwa 3 bis 18, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatome aufweisen. Als geeignete Säuren seien beispielsweise Kokosfettsäure, ölsäure, Rizinolsäure und Stearinsäure genannt. Als Alkoholkomponente der Ester kommen vorzugsweise Glykole, insbesondere Äthylenoder Propylenglykol, Glyzerin und Sorbit in Betracht. Es können sowohl natürlich vorkommende Ester mit noch freien OH-Gruppen im Molekül, wie z. B. Rizinolsäure-glyzerid (Rizinusöl), oder auch synthetisch hergestellte Ester mit noch freien Hydroxylgruppen im Molekül zur Anwendung kommen. Bei den Estern können die freien Hydroxylgruppen entweder aus der Alkoholkomponente oder aber auch, bei Verwendung von Oxycarbonsäure, aus der Säurekomponente stammen. Für die Umsetzung der Ester mit Alkylenoxyden kommen pro Mol der Ester im allgemeinen etwa 12 bis 40MoI, vorzugsweise 20 bis 35 Mol Alkylenoxyd zur Anwendung. Bevorzugt kommen die Anlagerungsverbindungen von Äthylenoxyd an die vorstehend genannten Ester in Betracht.

Als Alkylbenzolsulfonsäuren, die in Form ihrer Alkali- und bzw. oder Erdalkalisalze zum Einsatz kommen, kommen insbesondere solche zur Anwendung, die etwa 8 bis 12 Kohlenstoffatome im Alkylrest aufweisen, vorzugsweise werden die Dodecyl- oder Isododecylbenzolsulfonsäure verwendet.

Aus der Reihe von aliphatischen primären oder sekundären Alkoholen mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen (Komponente III) werden für das erfindungsgemäß verwendete Emulgatorgemisch vorzugsweise Butanol oder Isobutanol in Betracht gezogen.

Als zu emulgierende Carriersubstanzen kommen alle unlöslichen, für das Färben und Bedrucken synthetischer Fasermaterialien bekannten Hilfsmittel wie z. B. o- und p-Phenylphenol, Diphenyl, Alkylnaphthaline, insbesondere Methylnaphthaline, Halogennaphthole bzw. Halogennaphthaline, halogenierte Benzolkohlenwasserstoffe, Phenolderivate wie Chlorphenyläther, aromatische Carbonsäureester wie SaIicylsäurebenzylester u. dgl. in Frage.

Das erfindungsgemäße Emulgatorsystem gestattet es, die wasserunlöslichen Carriersubstanzen ohne besondere Einrichtungen durch einfaches Verrühren leicht zu emulgieren. Die Carrier und die Emulgatoren können als Mischung ohne die sonst meist erforderliche Voremulgierung mit Wasser unmittelbar dem Färbebad zugegeben und verrührt werden.

In der Zeitschrift »American Dyestuff Reporter«, 1955, S. P 297 und P 302, ist bereits eine Kombination von Dioctyl-Natriumsulfosuccinat und Butanol als Emulgiermittel für bekannte Carrier beschrieben; auch wird dort auf die Nachteiligkeit größerer Mengen an nichtionogenen Produkten in solchen Systemen infolge der dadurch bedingten höheren Wasser-Affinität des Farbstoffs und des Carriers hingewiesen. In diesem Zusammenhang hat es sich zunächst gezeigt, daß die Emulsionsstabilität der mit der beanspruchten Emulgatorkombination emulgierten carrierwirksamen Substanzen deutlich besser ist als der mit dem bekannten Emulgatorsystem emulgierten Carrierprodukte. Wie durchgeführte Vergleichsfärbungen auf PoIyesterfasern mit Dispersionsfarbstoffen bewiesen haben, ist allerdings die farbver(;iefende Wirkung beim Einsatz der in der genannten Literaturstelle beschriebenen Emulgiermittel größer als in Anwesenheit der vom vorliegenden Anspruch umfaßten Emulgatormischung.

ίο Trotz der höheren Farbintensität werden aber im Falle des bekannten Produktes infolge der schlechteren Emulgierbarkeit nur schipperige Färbungen erhalten. Auf Grund dieses Ergebnisses bezüglich der Brauchbarkeit der beiden Emulgatortypen wird in der Praxis lieber die im Vergleich zu Dioctyl-sulfosuccinat höhere retardierende Wirkung der im Anspruch definierten Emulgatormischung in Kauf genommen, um ein besser emulgierbares Carriersystem in der Hand zu haben. Dieses Verhalten ist vor allem dann von Bedeutung, wenn man mit Mischungen von mehreren unterschiedlichen Carriersubstanzen zu arbeiten hat. Gerade dieser letzte Punkt ist wiederum nur durch die universelle Einsetzbarkeit der erfindungsgemäßen Emulgatorkombination erst möglich. Somit waren letzten Endes beim Einsatz der erfindungsgemäßen Emulgatormischung durch den hohen Gehalt an nichtionogenen Komponenten keine unmittelbaren Nachteile zu erkennen.

B eis pi el 1

a) 10 g eines Polyäthylenglykolterephthalatgewebes

mit einem Wollanhänger werden im Flottenverhältnis 1 :40 IV2 Stunden lang bei Kochtemperatur in einem Färbebad behandelt, das — bezogen auf das Warengewicht — 2% des Dispersionsfarbstoffes der Formel

Cl

N=N

Cl

C₂H₄OH

sowie 3 g/l der folgenden Carriermischung enthält:

60 Gewichtsteile Benzoesäuremethylester,
30 Gewichtsteile Benzoesäurebenzylester,
10 Gewichtsteile eines Emulgatorgemisches,

bestehend aus

50 Gewichtsteilen eines Anlagerungsproduktes von 36 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol Rizinusöl,

35 Gewichtsteilen tetrapropylen-benzolsulfonsaures Calcium,
15 Gewichtsteilen Isobutanol.

Die Mischung aus Carriern und Emulgatoren wird unter Rühren in das Färbebad gegeben. Im Bad sind auch nach I¹I₂ Stunden Kochzeit trotz der Wasserdampfflüchtigkeit der verwendeten Carriersubstanzen keine Abscheidungen zu beobachten. Zurücktropfendes Kondensat wird vollständig reemulgiert.

Man erhält eine tiefe braunrote, egale Färbung. Der Wollanhänger ist durch den Dispersionsfarbstoff nur wenig angefärbt. Durch eine 20 Minuten lange Nachbehandlung der Färbung bei 85⁰C mit einer Lösung, die im Liter 2 g Natriumdithionit, 2 ecm einer Natronlauge von 38° Be (32,5%) und 0,5 g eines nicht-

ionogenen Waschmittels enthält, wird der Wollanhänger praktisch völlig von dem Dispersionsfarbstoff befreit.

Praktisch gleichwertige Ergebnisse werden erhalten, wenn bei sonst gleicher Arbeitsweise als Emulgatoren eine Mischung aus

50 Gewichtsteilen eines Anlagerungsproduktes von 30 Mol Äthylenoxyd an das Umsetzungsprodukt aus 1 Mol Glyzerin mit 2 Mol Stearinsäure,

40 Gewichtsteilen isodecylbenzolsulfonsaures Natrium,
10 Gewichtsteilen Isobutanol

verweridet werden.

b) Die Färbung wird in gleicher Weise, jedoch unter Verwendung von 3 g/l eines Carriers der folgenden Zusammensetzung:

92 Gewichtsteile /9-OxäthyI-p-chlorphenyläther, 6 Gewichtsteile Oleylmethyltaurin-Natrium, 2 Gewichtsteile Wasser,

durchgeführt.

Die erhaltene Färbung ist heller als die vorhergehende und der Wollanhänger wesentlich stärker durch den Dispersionsfarbstoff angeschmutzt. Auch nach einer Nachreinigung wie unter a) angegeben bleibt eine starke Antönung der Wollfaser zurück.

Beispiel 2

stoffes der Formel

NH

20 O OH

sowie^S g/l der folgenden Mischung:

60 Gewichtsteile Methylnaphthalinöl,
30 Gewichtsteile Benzoesäuremethylester,
10 Gewichtsteile Emulgatorgemisch,

bestehend aus

45 Gewichtsteilen eines Anlagerungsproduktes von 36 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol Rizinusöl,

40 Gewichtsteilen tetrapropylen-benzolsulfosaures Natrium,

15 Gewichtsteilen Butanol.

Die Mischung von Carriern und Emulgatoren wird unter Rühren in das Färbebad gegossen.

Auch hier erhält man eine egale und reibechte Färbung. Der Wollanhänger ist durch den rosa Dispersions-Farbstoff nur wenig angeschmutzt. Nach Durchführung der im Beispiel 1 beschriebenen Nachreinigung ist die Begleitfaser praktisch nicht mehr angetönt.

Ähnliche Ergebnisse werden erhalten, wenn man als carrierwirksame Substanzen wie Chlornaphthalin, Diphenyläther, Diphenyl oder Chlorbenzole mit dem Emulgator-Gemisch emulgiert.

a) 10 g eines Polyäthylenglykolterephthalatgewebes werden zusammen mit einem Wollanhänger im Flottenverhältnis 1:40 I¹Z₂ Stunden lang bei Kochtemperatur in einem Färbebad behandelt, das, bezogen auf das Warengewicht, 2% des Dispersions-Farb-

Beispiel 3

10 g eines Garnes aus nachchloriertem Polyvinylchlorid werden 1 Stunde lang bei 70° C in einem Flottenverhältnis von 1:20 mit 2%, bezogen auf das Warengewicht, des Farbstoffes der Formel

NO₇

0,N-

OC₂H₅

N=N

NH CHo-CH₇-O-CO-CH,

CH,-CH,-O—CO—CH,

CO

CH₃

sowie 5 g/l einer Mischung der folgenden Zusammensetzung behandelt:

90 Gewichtsteile Benzoesäuremethylester, 10 Gewichtsteile eines Emulgatorgemisches,

bestehend aus

50 Gewichtsteilen des Anlagerungsproduktes von 30 Mol Äthylenoxyd an das Umsetzungsprodukt von 1 Mol Glycerin und 1 Mol Kokosfettsäure,

35 Gewichtsteilen tetrapropylen-benzolsulfosaures Natrium,

15 Gewichtsteilen Isobutanol. _:

Durch dieses Emulgatorgemisch wird die Carriersubstanz in eine homogene und beständige Emulsion gebracht. Es wird eine tiefe und egale Marineblau-Färbung erhalten. Ähnlich gute Ergebnisse werden erhalten, wenn man als Emulgatorgemisch

50 Gewichtsteile eines Anlagerungsproduktes von 25 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol des Umsetzungsproduktes von 1 Mol Sorbit und 4 Mol Ölsäure,

30 Gewichtsteile dodecylbenzolsulfosaures Natrium und

15 Gewichtsteile Isopropanol

verwendet. . .

Wird dagegen der Benzoesäuremethylester gemäß der deutschen Patentschrift 741457 mit einem Kondensationsprodukt aus 20 Mol Äthylenoxyd und 1 Mol Isooctylphenol emulgiert, so benötigt man zum Erhalt einer beständigen Carrieremulsion größere Mengen des Emulgators, und die erhaltene Marineblau-Färbung ist wesentlich heller. , :

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung eines Emulgatorgemisches, bestehend aus 40 bis 60 Gewichtsprozent Anlagerungsverbindungen von Alkylenoxyd an noch freie Hydroxylgruppen aufweisende Ester von gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Carbonsäuren oder Oxycarbonsäuren mit mehrwertigen, 2 bis 6 Hydroxylgruppen enthaltenden Alkoholen (Komponente I), 20 bis 50 Gewichtsprozent Alkali- und/oder Erdalkalisalzen von Alkylbenzolsulfonsäuren (Komponente II) und 10 bis 30 Gewichtsprozent aliphatischen primären oder sekundären Alkoholen mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen (Kornponentelll) in Mengen von 5 bis 15 Gewichtsprozent, vorzugsweise 8 bis 12 Gewichtsprozent, vom Gewicht ^der zu emulgierenden wirksamen Carriersubstanz zum . Emulgieren von wasserunlöslichen Carriern beim Färben und Bedrucken von synthetischen Fasermaterialien.

2. Verwendung eines Emulgatorgemisches gemäß Anspruch 1, bestehend aus 45 bis 55 Gewichtsprozent der Komponente I, 30 bis 40 Gewichtsprozent der Komponenten und 15 bis 20 Gewichtsprozent der Komponente III.

3. Verwendung eines Emulgatorgemisches gemäß Anspruch 1 oder 2, bestehend aus einer Anlagerungsverbindung von 12 bis 40, vorzugsweise 20 bis 35 Mol Alkylenoxyd, insbesondere Äthylenoxyd, an 1 Mol eines noch freie Hydroxylgruppen aufweisenden Esters einer gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Carbonsäure oder Oxycarbonsäure mit einem Gehalt an 8 bis 18 Kohlenstoffatomen mit mehrwertigen, 2 bis 6 Hydroxylgruppen enthaltenden Alkoholen (Komponente I), Alkali- und/oder Erdalkalisalzen von Alkylbenzolsulfonsäuren mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen im Alkylrest (Komponente II) und aliphatischen primären oder sekundären Alkoholen mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen (Komponente III).

4. Verwendung eines Emulgatorgemisches gemäß Ansprüchen 1 bis 3, bestehend aus einer Anlagerungsverbindung von 12 bis 40 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol Rizinusöl (Komponente I), von Alkali- oder Erdalkalisalzen der Dodecyl- oder Isododecyl- ' sulfonsäure (Komponente II) und Butanol oder Isobutanol (Komponente III).