DE1909963A1

DE1909963A1 - Verfahren zur Erhoehung der Farbstoffaffinitaet von Fasermaterialien aus natuerlichen Polyamiden

Info

Publication number: DE1909963A1
Application number: DE19691909963
Authority: DE
Inventors: Tamer Dipl-Ing Egun; Quaedvlieg Dr Mathieu; Hendricks Dr Udo
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1969-02-27
Filing date: 1969-02-27
Publication date: 1970-09-17
Also published as: FR2033413A1; US3685951A; NL7002601A; BE746643A; SE349072B; GB1271482A; CH284570A4; CH531087A

Description

FARBENFABRIKEN BAYER AG

LEVERKUSEN-Ieyerweik 26. 2. 1969 Fateat-Abteiluag B/Ll

Verfahren zur Erhöhung der Farbstoffaffinität von Pasermaterialien aus natürlichen Polyamiden

Gegenstand der Erfindung ist ein Terfahren zur Erhöhung der Parbstoffaffinität von Pasermaterialien aus natürlichen

Polyamiden; das Verfahren "besteht darin, daß man die |

Pasermaterialien vor dem Pärben mit wäßrigen Bädern behandelt, die wasserlösliche Polyamide enthalten, die durch Umsetzung von aliphatischen Polyaminen der Pormel

h—Fn - xT~-n - η ι ,

i-flr - xT-N . L^R Jn^H1

in der

R und R^ unabhängig voneinander für Wasserstoff, eine

C| - G^-Alkylgruppe oder eine Hydroxyalkylgruppe mit 1-3 C-Atomen stehen, X einen zweiwertigen, gegebenenfalls substituierten

aliphatischen Rest mit 1-6 C-Atomen bedeutet und η für eine ganze Zahl von 1-4 steht, mit ef, ß-ungesättigten aliphatischen Monocarbonsäuren bzw. aliphatischen, gegebenenfalls Heteroatome enthaltenden Polycarbonsäuren oder ihren zur Amidbildung befähigten funktioneilen Derivaten, beispielsweise Halogeniden, Amiden, Anhydriden oder Estern, erhalten worden sind.

Als für die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden wasserlöslichen Polyamide geeignete Amine der allgemeinen Pormel I seien beispielsweise genannt:-Äthylendiamin,

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Diäthylentriamin, Triäthylentetramin, Tetraäthylenpentamin, Bis-(3-amino-propyl)-amin, Tripropylentetramin, N-(2-Hydroxyäthyl)-äthylendiamin, Hexamethylendiamin, N,N'-Dimethyläthylendiamin und Bis-(3-amino-propyl)-methylamin.

Als oC,ß-ungesättigte Carbonsäuren seien Acrylsäure und Methacrylsäure und als aliphatische, gegebenenfalls Heteroatome enthaltende -Polycarbonsäuren seien Bernsteinsäure, Adipinsäure, Maleinsäure und Diglykolsäure genannt.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden wasserlöslichen Polyamide sind bekannt. Sie lassen sich beispielsweise nach dem in der deutschen Patentschrift 730 365 beschriebenen Verfahren durch Umsetzung von Aminen der Formel I mit eC,ß-ungesättigten Carbonsäuren bzw. aliphatischen, gegebenenfalls Heteroatome enthaltenden Polycarbonsäuren oder ihren zur Amidbildung befähigten funktioneilen Derivaten bei Temperaturen über 40 C, gegebenenfalls unter vermindertem Druck, erhalten.

Die günstigsten Mengenverhältnisse zwischen den Aminen der lOrmel I einerseits und den ef,ß-ungesättigten Carbonsäuren bzw. aliphatischen, gegebenenfalls Heteroatome enthaltenden Polycarbonsäuren oder ihren zur Amidbildung befähigten funktionellen Derivaten andererseits lassen sich durch Vorversuche leicht ermitteln. Besonders bewährt hat es sich, wenn Amine und Carbonsäuren in einem solchen Mengenverhältnis eingesetzt werden, daß auf jede Doppelbindung und jede Carboxylgruppe bzw. deren funktioneile Derivate 0,5 - 3, vorzugsweise 0,75 - 1,5, primäre und/oder sekundäre Amino- ' gruppen entfallen.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden wasserlöslichen Polyamide besitzen vorteilhafterweise eine mittleres Molgewicht von 400 - 2000. Polyamide, die noch freie primäre oder sekundäre

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Aminogruppen aufweisen, können vor ihrer Verwendung mit Säuren auf einen pH-Wert von 4-7 gebracht werden, zweckmäßigerweise mit niederen aliphatischen Carbonsäuren, wie Ameisensäure, Essigsäure oder Glycolsäure.

Die Mengen, in denen die erfindungsgemäß zu verwendenden Substanzen den Vorbehandlungsbädern zugesetzt werden, können in weiteren Grenzen schwanken. Im allgemeinen hat sich ein Zusatz von 0,25 - 2, vorzugsweise 0,75 - 1,5, Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der Fasermaterialien, bewährt.

Die Vorbehandlung des Fasermaterials wird zweckmäßig in der

Weise ausgeführt, daß man das Material in eine auf etwa 40° C I erwärmte wäßrige Flotte, die die erfindungsgemäß zu verwendenden wasserlöslichen Polyamide enthält und einen pH-Wert von ca. 7 aufweist, einbringt, anschließend die Temperatur des Behandlungsbades im Verlauf von etwa 30 Minuten auf 80 - 100° C steigert und das Bad 15-30 Minuten bei der Temperatur beläßt. Anschließend wird die Temperatur der Flotte durch Zulauf kalten Wassers allmählich auf etwa 50° C herabgesetzt. Nach kurzem Spülen mit kaltem Wasser wird das Material entwässert und getrocknet.

Als natürliche Polyamide, deren Farbstoffaffinität durch das erfindungsgemäße Verfahren erhöht wird, seien Seide und insbesondere Wolle genannt. Sie können in jedem Verarbeitungs- ( zustand vorliegen, z. B. als Flocke, Kammzug, Vorgarn, Garn oder Stückware.

Die Farbstoffaffinität dieser Fasermaterialien wird gegenüber allen Üblicherweise zum Färben und Bedrucken von natürlichen Polyamiden verwendeten Farbstoffen erhöht. Es sind dies insbesondere anionische Farbstoffe. Diese anionischen Farbstoffe können den verschiedensten Farbstoffklassen angehören, z. B. den Azo-, Anthrachinon- oder Triphenylmethanfarbstoffen;

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die Farbstoffe können auch Gruppen enthalten, die mit NH-Gruppen des Fasematerials zu reagieren vermögen. Die Azofarbstoffe können sowohl metallfreie als auch metallisierbare und metallhaltige Mono- oder Polyazofarbstoffe sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere von Bedeutung für die Erzeugung von Farbtiefendifferenzen beim Färben von Fasermaterialien aus natürlichen Polyamiden. Färbt man nämlich erfindungsgemäß vorbehandelte Fasermaterialien in kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Arbeitsweise gemeinsam mit unbehandelten Polyamid-Fasermaterialien, so weist das vorbehandelte Fasermaterial eine wesentlich tiefere Farbe auf als das nicht vorbehandelte Fasermaterial. Färbt man die erfindungsgemäß vorbehandelten Fasermaterialien zusammen mit unvorbehandelten Faserma'terialien, von denen ein Teil vorher überfärbeecht gefärbt wurde, so erhält man außerordentlich kontrastreiche Multicolor-Färbungen.

Ferner wird die Farbstoffaffinität der behandelten Fasermaterialien durch das erfindungsgemäße Verfahren derartig erhöht, so daß diese bereits unterhalb der Kochtemperatur, z. B. bei 80° C, in der gleichen Farbtiefe gefärbt werden, wie sie auf unbehandeltem Fasermaterial erst bei 100° C erreicht wird. Außerdem läßt sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bei zum Spitzigfärben neigender Wolle eine gleichmäßigere Anfärbung erzielen.

Die in den Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile. Die angegebenen Farbstoffnummern beziehen sich auf die Angaben in Colour Index, 2. Auflage, Band 3 (1956).

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Beispiel 1

Lose Wolle wird in einem Packapparat im Flottenverhältnis 1 : 15 mit einer Flotte behandelt, die im Liter 0,66 g des nachstehend beschriebenen 1:1-Kondensationsproduktes aus Bis-(3^amino-propyl)-Diethylamin und Acrylsäuremethylester enthält. Das Bad wird innerhalb von 30 Minuten von 40 auf 100° C erwärmt und anschließend 15 Minuten auf dieser Temperatur gehalten. Nach kurzem Spülen wird die Wolle entwässert und getrocknet.

Das aus dieser vorbehandelten Wolle hergestellte Teppichgarn wird mit nicht vorbehandeltem Teppichgarn aus Wolle zu einem Teppich verarbeitet. Dieser Teppich wird in üblicher Weise gefärbt, indem man ihn bei Raumtemperatur im Flottenverhältnis 1 : 40 in ein Färbebad einbringt, das im Liter 0,25 g des Farbstoffs 1-Aminobenzolsulfonsäure ——)

1-/2·,3^f-Diehlor-chinoxalin-C 6)-carbonyl7-amino-8-hydroxy-3,6-disulfonsäure, ~

0,5 g Eisessig,

0,25 g des Umsetzungsproduktes aus 1 Mol Stearylamin und 30 Mol Äthylenoxid,

0,125 g des Umsetzungsproduktes aus 1 Mol Stearylamin und 10 Mol Äthylenoxid und

2,5 g Natriumsulfat kalziniert

enthält, und die Flotte innerhalb 60 Minuten auf 100° C erwärmt. Nach dreißigminütigem Färben bei Siedetemperatur wird der Färbeprozeß beendet. Man erhält einen kontrastreich hellrot-dunkelrot gefärbten Teppich, da das vorbehandelte Garn eine wesentlich dunklere Rotfärbung aufweist als das nicht vorbehandelte Garn.

Das für die Vorbehandlung verwendete 1:1-Kondensationsprodukt war folgendermaßen hergestellt worden:

290 Gewichtsteile Bis-(3-amino-propyl)-methylamin wurden bei 40 - 50° G mit 172 Gewichtsteilen Acrylsäuremethylester .

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vermischt und anschließend im Vakuum von 12 mm Hg zunächst 2 Stunden bei 90 - 100° C und dann 1 Stunde bei 150 - 160° C erhitzt. Man erhielt eine hochviskose Substanz, die sich in Wasser klar löste und ein mittleres Molgewicht von 2400 aufwies.

Beispiel 2

Man behandelt Wolletrickgarn in einem Garnfärbeapparat im Flottenverhältnis 1 : 30 mit einer Platte, die im Liter 0,33 g des nachstehend beschriebenen 1:1-Kondensationsproduktes aus Triäthylentetramin und Acrylsäuremethylester enthält. Das

Bad wird innerhalb von 30 Minuten von 40 auf 100° C erwärmt und anschließend 15 Minuten auf dieser Temperatur gehalten.

Fach kurzem Spülen wird das Garn entwässert und getrocknet.

Das so vorbehandelte Garn wird mit nicht vorbehandeltem Wollstrickgarn zusammen verstrickt. Das Strickstück wird in üblicher Weise gefärbt, indem man es bei Raumtemperatur im Flottenverhältnis 1 : 25 in ein Färbebad einbringt, das im Liter

0,3 g des Farbstoffs Nr. 26 370 und 0,8 g Eisessig

enthält, und das Bad innerhalb von 60 Minuten auf 100° C erwärmt. Wach dreißigminütigem Färben bei Siedetemperatur wird der Färbeprozeß beendet. Man erhält eine sehr kontrastreiche hellscharlach-dunkelscharlach Färbung, da das vorbehandelte Garn eine wesentlich dunklere Scharlach-Färbung aufweist als das nicht vorbehandelte Garn.

Das für die Vorbehandlung verwendete 1:1-Kondensationsprodukt war folgendermaßen hergestellt worden?

292 Gewichtsteile Triäthylentetramin wurden bei 40 - 50 G mit 172 Gewichtsteilen Acrylsäuremethylester versetzt und

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anschließend 3 Stunden bei 150 - 160° C im Wasserstrahl-Vakuum erhitzt. Man erhielt ein wasserlösliches Kondensat mit einem durchschnittlichen Molgewicht von 500.

Beispiel 3

Man verfährt wie in Beispiel 2 beschrieben. Das Vorbehandlungsbad enthält jedoch im Liter anstelle des dort verwendeten Produktes

0,33 g des nachstehend beschriebenen 1:1-Kondensationsproduktes aus Äthylendiamin und Acrylsäuremethylester.

Dieses 1:1-Kondensationsprodukt war folgendermaßen hergestellt worden: ™

240 Gewichtsteile Äthylendiamin wurden bei 50 - 60° C mit 344 Gewichtsteilen Acrylsäuremethylester versetzt und 1 Stunde bei gleicher Temperatur gerührt. Anschließend wurde im Wasserstrahlvakuum 3 Stunden auf 150 - 160° 0 erhitzt. Es wurde ein rötliches wasserlösliches Kondensat mit einem mittleren Molgewicht von 1000 erhalten.

Beim Färben einer aus dem vorbehandelten und. unvorbehandelten Garn bestehenden Garnmischung wird auf dieser eine kontrastreiche Hell-Dunkel-Färbung erhalten.

Beispiel 4 . '

Man behandelt lose Wolle auf einem Packapparat im Flottenverhältnis 4 : 15 mit einer Flotte, die im liter 0,66 g des nachstehend beschriebenen 1:1-Kondensationsproduktes aus N-(Aminoäthyl)-äthanolamin und Acrylsäure enthält. Das Bad wird innerhalb von 30 Minuten von 40 auf 100° C erwärmt und anschließend 15 Minuten auf dieser Temperatur gehalten. Nach kurzem Spülen wird das Material entwässert und getrocknet.

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Die vorbehandelte Wolle wird mit unvorbehandelter Wolle zusammen versponnen. Ein aus diesem Garn gefertigter Teppich wird in üblicher Weise mit dem 1:2-Chromkomplex des Monoazofarbstoffe Anthranilsäure ^ i-Phenyl-3-methyl-pyrazolon

(4 g Farbstoff /Liter Klotzflotte; Flottenaufnahme: 300 fo) gefärbt und anschließend 10 Minuten bei ca. 100° C mit Sattdampf gedämpft. Man erhält eine sehr kontrastreiche Hellgelb-Dunkelgelb-Färbung, da das vorbehandelte Garn eine wesentlich dunklere Gelbfärbung aufweist als das nicht vorbehandelte Garn.

208 Gewichtsteile IT-(2-Hydroxyäthyl)-äthylendiamin wurden bei 50 - 60° C mit 144 Gewichtsteilen Acrylsäure versetzt. Das Reaktionsgemisch wurde 3 Stunden bei gleicher Temperatur gerührt, dann 2 Stunden auf 140° G und 4 Stunden auf 170 - 180° C erhitzt und anschließend noch 1,5 Stunden unter einem Vakuum von 12 mm Hg bei gleicher Temperatur gehalten. Es wurde eine grünlichbraune viskose Substanz, die ein mittleres Molgewicht von 400 aufwies, erhalten.

Beispiel 5

Man behandelt Wollstrickgarn in einem Garnfärbeapparat im Flottenverhältnis 1 : 30 mit einer Flotte, die im Liter 0,33 g des nachstehend beschriebenen 1:1-Kondensationsproduktes aus Diäthylentriamin und Bernsteinsäuredimethylester enthält.

Das Bad wird innerhalb von 30 Minuten von 40 auf 100° C erwärmt und anschließend 15 Minuten auf dieöer Temperatur

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gehalten. Nach kurzem Spülen wird das Garn entwässert und getrocknet.

Dieses Garn wird mit nicht vorbehandeltem Garn und einem marineblau gefärbten Garn (gefärbt mit 1,33 g des Farbstoffs Nr. 17 940 im Liter? Flottenverhältnis 1 : 30 und wie üblich chromiert) verstrickt. Das Strickstück wird wie in Beispiel 2 beschrieben gefärbt. Man erhält eine kontrastreiche Dreifarben-Färbung (hellacharlach, dunkelscharlach, marineblau).

103 Gewichtsteile Diäthylentriamin, 146 Gewichtsteile Bernsteinsäuredimethylester und 0,5 Gewichtsteile Kaliumhydroxid wurden 1 Stunde auf 150 - 160° C erhitzt, anschließend wurde der Druck auf ca. 15 mm Hg erniedrigt und noch eine Stunde bei gleicher Temperatur gehalten. Man erhielt ein wasserlösliches Kondensat mit einem mittleren Molgewicht von 500.

Beispiel 6

Man behandelt lose Wolle im Packapparat im Flottenverhältnis 1 : 15 mit einer Flotte, die im Liter 1 g des nachstehend beschriebenen 1:1-Kondensationsproduktes enthält. Das Bad wird innerhalb von 30 Minuten von 40 auf 80° G erwärmt und anschließend 30 Minuten auf dieser Temperatur gehalten. Fach kurzem Spülen wird das Material entwässert und getrocknet.

Dieses Garn wird nach dem Verzwirnen mit einem nicht vorbehandelten Wollgarn wie in Beispiel 2 beschrieben mit dem Chromierungsfarbstoff Hr. 43 855 gefärbt und anschließend in üblicher Weise chromiert* Man erhält eine kontrastreiche Hellblau-Dunkölblau-Färbung, da das vorbehandelte Garn eine wesentlich dunklere Blaufärbung aufweist als das nicht

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* 40-

vorbehandelte Garn.

206 Gewichtsteile Diäthylentriamin wurden bei 40 - 50° C mit 142 Gewichtsteilen Acrylsäureamid"versetzt. Das Reaktionsgemisch, wurde 1 Sttmde bei gleicher Temperatur gerührt, nach Zusatz von 3,5 Gewichtsteilen Kaiiumhydroxid 3 Stunden auf 190 - 200° 0 und anschließend 2 Stunden unter einem Vakuum von 12 mm Hg auf 190 - 200° 0 erhitzt. Man erhielt eine grünlich gefärbte hochviskose !Flüssigkeit mit einem mittleren Molgewicht von 350.

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Claims

Patentanspruch

Verfahren zur Erhöhung der Farbstoffaffinität von Fasermaterialien aus natürlichen Polyamiden, dadurch gekennzeichnet, daß man die Fasermaterialien mit einem wäßrigen Bad behandelt, das wasserlösliche Polyamide enthält, die durch Umsetzung von aliphatischen Polyaminen der Formel

Ii - xT—N - H

n*1
in der
R und R.| unabhängig voneinander für Wasserstoff, eine

C. - Cc-Alkylgruppe oder eine Hydroxyalkylgruppe mit 1-3 C-Atomen stehen,

X einen zweiwertigen, gegebenenfalls substituierten aliphatischen Rest mit 1-6 C-Atomen bedeutet und η für eine ganze Zahl von 1-4 steht, mit of,ß-ungesättigten aliphatischen Monocarbonsäuren bzw. aliphatischen, gegebenenfalls Heteroatome enthaltenden Polycarbonsäuren oder ihren zur Amidbildung befähigten funktioneilen Derivaten erhalten worden sind.

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