DE1934152A1

DE1934152A1 - Faerbeverfahren

Info

Publication number: DE1934152A1
Application number: DE19691934152
Authority: DE
Inventors: Milicevic Dr Branimir; Koller Dr Eugen Johann; Alfred Litzler
Original assignee: Ciba Geigy AG; Ciba AG
Current assignee: Novartis AG; BASF Schweiz AG
Priority date: 1968-07-16
Filing date: 1969-07-05
Publication date: 1970-01-22
Also published as: BR6910748D0; CH1060668A4; BE736094A; FR1594325A; CH522079A; GB1277645A; NL6910877A; AT308043B

Description

CIBA AKTIENGESELLSCHAFT, BASEL (SCHWEIZ)

Deutschland

Färbeverfahren.

In Hinsicht auf die an vielen Orten verschärften Bestimmungen zum Schutz der Gewässer gegen Verschmutzung zeichnet sich das Färben von Textilien nach üblichen Methoden durch den Nachteil aus, dass grosse Mengen von Wasser verbraucht und verunreinigt werden. Es ist daher schon vorgeschlagen worden, Texti!materialien in Färbebädern aus organischen Lösungsmitteln zu färben.

Die vorliegende Erfindung betrifft das Problem, Acrylfasern in Flotten aus organischen Lösungsmitteln zu färben. Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Färben von

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Textilmaterial aus webfertigen hydrophoben vollsynthetischen linearen Polymeren, insbesondere aus Acrylfasern, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man in einer homogenen Lösung eines oder mehrerer, jeweils mindestens ein basisches quaternisiertes Stickstoffatom enthaltender Farbstoffe in einem, vorzugsweise bei mindestens 70 C siedenden hydrophilen oder hydrophoben Lösungsmittel, oder einem Gemisch aus hydrophilen und hydrophoben Lösungsmitteln, vorzugsweise beim Siedepunkt des organischen Lösungsmittels oder Lösungsmittelgemisches färbt.

Als erfindungsgemass verwendbare Farbstoffe kommen solche in Betracht, die ein quaternares Stickstoffatom ent- ■ halten. Solche Farbstoffe werden z.B. durch Alkylierung von Farbstoffen gewonnen, welche tertiäre Stickstoffatome aufweisen. Die Farbstoffe können den verschiedensten Farbstoff- " klassen angehören, wie den Klassen der Mono-, Dis- und Polyazofarbstoffe, Anthrachinon-, Perinon-, Chinophthalon-, Oxazin-, Nitroso-, Nitro-, Phthalocyanin-, Sti.lben und Methinfarbstoffe, einschliesslich den Styryl-, Azamethin-, PoIymethin- und Azostyry!farbstoffen.

Die erfindungsgemass zu verwendenden basischen Farbstoffe enthalten mindestens ein quaternares Stickstoffatom, welches entweder aliphatisch, cyclisch oder von strukturellem Typ des Chinonimins abgeleitet sein kann, d.h. unmittelbar am aromatischen Ring gebunden ist. . ...-.*

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Man verwendet vorzugsweise die gebräuchlichen Salze und Metallhalogenide beispielsweise Zinkchlorid-doppelsalze der bekannten kationischen Farbstoffe, insbesondere der Methinbzw. Azomethinfarbstoffe, die den Indolinium-, Pyrazolium-, Imidazolium-, Triazolium-, Tetrazolium-, Oxdiazolium-, ThIadiazolium-, Oxazolium-, Thiazolium-·, Pyridinium-, Pyrimidinium-, Pyraziniumring enthalten. Die genannten Heterocyclen können substituiert und/oder mit aromatischen Ringen kondensiert sein.. Ferner kommen auch kationische Farbstoffe der Diphenylmethan-, Triphenylmethan-, Oxazin- und Trlazinreihe in Frage sowie schliesslich auch B'arbsalze der Arylazo- und Anthrachinonreihe mit externer Oniumgruppe, Genannt seien z.B. die Farbstoffe der Formeln

CH.

CH,

er

ΛΛ

CH

C—N=N-

ZnCr

er

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HC-—N-CH Il II ' N C—N=N /

ZnCl,

OH

Γ—V ^2^~V"^NH

HCl

OH

CH Ο—^ 9 HJH*

HCl

N<

">—NO,

I
CH

Cl^v

CH,

-CH,

OCH-

Cl'

Sü'3884/1639

•Git* Basic Yellow 21 CiI. Basic Yellow 21 C.I« Basic Yellow 22 CJ, Basic Yellow 28 CI. Basic Yellow 29

(CHj

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Cl 01

CI. Basic Orange 27 CI. Ba sic Or a rige 28 CI. Basle Orange 29

9S8Ä/1639

(O₂H^)IpT-

OH.

C«I. läsiö Red l4 G.Ii Ba§iö Recä l8 G.I.· Basic Red 23 G.I, Basiö Red £4 CiIi iäsio Red 25 Gil* Baäiß Red 26 G*!* Basiö Red 27

1934112

C.I. Basic Violet 19 C.I. Basic Violet 20 C.I. Basic Violet 21

OC₂H₅

Cl©

Cl

CH

NHC₂H₅

(C₂H₅)

Cl*

CH.

CH

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CH.

ZnCl,

3 8 8 4/1639

C.I. Basic Blue 44

C.I. Basic Blue 46

C.I. Basic Blue 47

CI. Basic Blue 49

C.I. Basic Black L

GH,

ZnGl.

CH₅GO-N :. ■ ■ H

-N=N-

CH, / J. N)H,

CH,

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OH.

CH,

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ZnCl

ZnCl.

ZnCl

N=N

ZnOl <=>

N=N-< >-NH,

^CH

ZnCl

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193 A152

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CH

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CH.

ZnCl.

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CH

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CH.

ZnCl.

(CH-) ,N--^ VN=N-

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	rf	J	-N=N-	NH₂	θ
CH-					" ZnCl
	I CH_

84/163 9

G-N=N

Njil

ZnCl,

und ihre Gemische.

Das vorliegende Färbeverfahren eignet sich für sämtliche stickstoffhaltigen synthetischen Fasern. Zu den stickstoffhaltigen Fasern gehören die synthetischen Polyamide, vor allem Poly(hexamethylen-adipinsäureamid) oder Nylon 6,6, Poly(ω-caprolactam) oder Nylon 6, Poly(hexamethylensebacinsäureamid) oder Nylon 6.10 und Poly(ΓΙ-amino-undecansäure) oder Nylon 11 und vor allem die Acryl- oder Polyacrylnitril·-.-' fasern, wie Polyacrylnitrilfasern, und Mischpolymeren aus Acrylnitril und anderen Vinylverbindungen, wie Acrylestern,

9 0988Ul163 9

Acrylamiden, "Vinylpyridin, Vinylchlorid oder Vinylidenchlorid, Mischpolymeren aus Dicyanäthylen und Vinylacetat sowie aus Acrylnitril-Blockmischpolymeren. Meistens werden die Acrylfasern, welche Mischpolymerisate des Acrylnitrils darstellen, als Modacrylfasern bezeichnet.

. Als Lösungsmittel, welche gegenüber den Pasern oder Filamenten auch bei Färbetemperatur weitgehend inert sein müssen, d.h. diese nicht lösen dürfen, seien z.B. die hydrophoben, mit Wasser nicht oder nur beschränkt mischbaren Lösungsmittel genannt,, wie Acetophenon,. Cyclohexanol, 'Benzylalkohol,' Ester, wie Aethylacetat, Propylacetat, Butylacetat, Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Xylol oder Toluol, und halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, Methylenchlorid, Trichloräthylen, Perchloräthylen, Trichloräthan, Tetrachloräthan, Dibromäthylen oder Chlorbenzol.' Mit Wasser mischbare, hydrophile Lösungsmittel bilden eine besonders bevorzugte Klasse von Lösungsmitteln, wie beispielsweise aliphatische Alkohole, wie Methanol, Aethanol, n-Propanol, Isopropanol, Ketone wie Aceton,■MethylathyIketon, Cyclohexanon, Aether und Acetale wie Diisopropyläther, Diphenylenoxyd, Dioxan, Tetrahydrofuran, Glycerinformal und Glycolformal, sowie Acetonitril und Pyridin, Diacetonelkohol, ferner höhersiedende Glycolderivate, wie Aethylenglycolmonomethyl-, -äthyl- und butyläther und Diäthylenglycolmonomethyl- oder -äthyläther, Thiodiglycol, Polyäthylenglycole, soweit

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sie bei Zimmertemperatur flüssig sind, Aethylencarbonat, 7-Butyrolacton und besonders die Gruppe der über 120 C siedenden, mit Wasser mischbaren aktiven Lösungsmittel wie Ν,Ν-Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, Bis-(dimethylamido)~methanphosphat, Tris-(dimethylamldo)-phosphat, N-Methylpyrrolidon, 1,5-Dimethylpyrrolidon, M^IrDimethyl-'methoxyaeetamid, N,N,N',N' -Tetramethylharnstoff, Tetramethylensulf on (SuIfolan) und 3-Methylsulfolan und Dimethylsulfoxyd.

Unter den hydrophilen erfindungsgemäss verwendbaren Lösungsmitteln gibt es drei bevorzugte Untergruppen, riarnlich (l) solche, die sich zum Lösen von Acrylnitrilpolymerisaten eignen, (2) die Gruppe der mit Wasser in jedem Verhältnis mischbaren Lösungsmittel, und (J) die Gruppe der von Hydroxylgruppen freien Lösungsmittel. Die Lösungsmittel der Gruppe (l) können naturgemäss nur im Gemisch mit Lösungsmitteln verwendet werden/ welche Polyacrylnitrilfasern oder Fasern aus Aerylnitrilmisehpolymeren, d.h. sogenannte Modacrylfasern, nicht lösen. Bevorzugt verwendet man hierfür Zusätze von chlorierten Kohlenwasserstoffen, insbesondere aliphatischen chlorierten Kohlenwasserstoffen, wie sie oben in der Liste _t der hydrophoben Lösungsmittel genannt werden wie z.B. Perchloräthylen oder Trichloräthylen. ■ --

Um Faserschädigungen zu vermeiden wird man in der · Regel mehr als 50$ des Nichtlösers, d.h. vor allem des chlorierten aliphatischen Kohlenwasserstoffes zusetzen. Die Reihe der ^? 90988A/1639

Lösungsmittel, die in der Regel nicht unverdünnt' verwendet werden können, umfasst zunächst die oben genannten "aktiven Lösungsmittel", und weiterhin·Aethylencarbohat, Butyrolacton und Pyridin (mindestens soweit das Färben von Modacrylfasern in Frage kommt). Besonders wertvoll sind die Amide niederer Fettsäuren wie Dimethylformamid, Dimethylacetamid und N-Methylpyrrolidon, sowie Tris-(dimethylamido)-phosphat. Um eine Schädigung der zu färbenden Fasern auszuschliessen, wird man in der Regel zunächst einen Vorversuch machen. Auskunft über die Verträglichkeiten zwischen Fasern und Lösungsmitteln gibt z.B. das Bulletin Nr. X-I56 der Firma Du Pont de Nemours, S. 14-15, Ausgabe August 1962.

Bevorzugte Mischungen enthalten z.B. 2 bis 30 Gew.-^ eines aktiven Lösungsmittels und 98 bis JO Gew.-% eines chlorierten, vorzugsweise aliphatischen Kohlenwasserstoffes.

Das vorliegende Verfahren wird vorzugsweise ohne Zugabe von .Dispergatoren ausgeführt. Hierdurch ergibt sich als Vorteil die leichtere Reinigung des gefärbten Textilmateriais. Fakultativ können jedoch der Färbe- oder Foulardierflotte auch Tenside zugesetzt werden, insbesondere als Zusätze zu hydrophoben Lösungsmitteln mit relativ geringem Auflösungsvermögen.

Wichtige Vertreter solcher Tenside gehören insbesondere zu folgenden nicht-ionischen Verbindungstypen: a) Aether von Polyhydroxyverbindungen wie polyoxalkylierte Fettalkohole, polyoxalkylierte Polyole, polyoxalkylierte

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Mercaptane und aliphatische Amine, polyoxalkylierte , Alkylphenole und -naphthole, polyoxalkylierte Alkylarylmercaptane und Alkylarylamine.

b) Fettsäureester der Aethylen- und der Polyäthylenglycole, sowie des Propylen- und Butylenglycols, des Glyzerins bzw. der Polyglyzerine und des Pentaerythrit?, sowie von Zuckeralkoholen, wie Sorbit, Sorbitanen und der Saccharose.

c) N-Hydroxylalkyl-carbonamide, pOlyoxalkylierte Carbonamide und Sulfonamide.

d) Flüssige Polyalkylenglycole, insbesondere Polyäthylenglycole.

Beispielsweise seien als vorteilhaft verwendbare · Tenside aus diesen Gruppen genannt: Anlagerungsprodukte von 8 Mol Aethylenoxyd an 1 Mol p-tert.-Octylphenol, von 15 baw. 6 Mol Aethylenoxyd an Rizinusöl, von 20 Mol Aethylenoxyd .an den Alkohol C ^H OH, Aethylenoxyd-Anlagerungsprodukte an Di-[a-phenyläthyl]-phenole, Polyäthyltnoxyd-tert.-dodecylthiöäther, Polyamin-Polyglycoläther^ oder Anlagerungsprodukte von 15 bzw. 30 Mol Aethylenoxyd an 1 Mol Arain C H NL oder C₁₈H

Geeignete Mischungen mit jTensJden werden in der deutschen Patentschrift Nr. 1.261.613 erwähnt.

Weiterhin kann man zur Erzielung egaler Färbungen sogenannte Retarder hinzufügen, welche z.B. aus kationischen Tensiden bestehen. Indem die letzteren mit dem Farbstoff bei der Besetzung der farbstoffäffinen Stellen der Po}yacrylfasern

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konkurrieren und die Parbstoffaufnahme verzögern, wirken sie in der.Regel als Egalisiermittel. Ein weiterer Typ von Re- tardern besteht aus anionischen Tensiden, welche mit den kationischen Farbstoffen Komplexe bilden, die nur langsam den Farbstoff zur Färbung freigeben und durch die Verzögerung des Aufziehens auch zu einer Egalisierjwirkung führen.

«Bei der Ausziehfärbung kann das zu färbende Textilmaterial in Form von losem Material, Vlies, Garn oder als Wirkware oder Gewebe vorliegen. Es wird in loser Form oder in auf mechanischer Vorrichtung aufgebrachter Form in einem stationären Bad, insbesondere in dafür geeigneten Jiggern, Haspelkufen, Kreuzspulfärbeapparaten oder ähnlichen Färbemaschinen je nach der Natur der zu färbenden Ware, gefärbt.

Die Färberei kann in Färbeapparaten oder -gefässen erfolgen, die mit der Aussenatmosphare in Verbindung stehen (gegebenenfalls durch einen Rückflusskühler) oder in geschlossene'n Gefässen, wie Druckgefässen, mit oder ohne Druck erfolgen.

Nach Erreichen der .gewünschten Farbtiefe wird die gefärbte Ware aus dem Färbebad genommen und zur Entfernung .des noch anhaftenden Lösungsmittels entweder mit Dampf oder mit einem Heissluftstrom behandelt. * " · '

Ein weiterer Vorteil· des., erfindungsgemäBsen .FärbeverfaHrens ist die Verkürzung der Fa-rbezeit gegenüber* den herkömmlichen !,Färbe verfahren» ...

90 9884/163 9.

.-18 -

In den nachfolgenden Beispielen bedeuten die Teile, sofern nichts anderes angegeben ist, Gewichtsteile, die Prozente Gewichtsprozente, und die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.

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Beispiel X.

2 Teile vom Gewicht des Textilnaterial· de· Farbstoffes der Formel

^H5 ·

H=CH-NH-C^-OCH.,

in der Form des konzentrierten Farbstoffpulvers wurden bei Siedetemperatur in Perchloräthylen gelöst, dann die Lösung auf ca. 100 abgekühlt. Ein trockenes, nicht vorbehandeltes PoIyacrylnitrilhigh-bulk-Utapelgarrt (Orion) wurde zugegeben und bei einem Flottenverhältnis von 1:40 während 45 Minuten bei Kochteeperatür (121 ) in einem nlt eine» Rückflusskühler versehenen Kolben¹ unter Rückgewinnung des verdampfenden Lösungsmittels (nach dem Destillier-RUckfluasprinzip) ohne weitere Zusätxe gefärbt. Anschliessend «ürde während 15 Minuten abgekühlt und das gefärbte Garn dufrcji Abwringen und Trocknen im warwen Luftstro« von der Färbeflotte befreit.

Die erhaltene Färbung werde noch zur Erzielung der

brillanten Nuance mit 2 g/l des Additionsproduktes Ton 9 Aethylenoxyd an 1 Mol Nonylphenol während 30 Minuten bei 6θ wässerig nachgeseift, dann in Wasser gespült und getrocknet. Es resultierte eine brillante Gelbfärbung.

90 988 W1 63 9

Beispiel 2.

2 Teile des Farbstoffes der Formel

HG N-CH,

N C—N=JT-< >-ff ( C₂H^)

ί
CH,

ZnCl,

in der Form des konzentrierten Farbstoffpulvers wurden bei Siedetemperatur in einem Lösungsmittelgemisch, bestehend aus 95 Teilen Perchloräthylen und 5 Teilen Dimethylacetamid. gelöst, dann die Lösung auf etwa 100 abgekühlt.

100 Teile trockener, nicht vorbehandeltes Polyacrylnitril -Tricot (Orion high bulk) wurde zugegeben und bei einem Flottenverhaltnis von 1:40 während 45 Minuten bei Kocht.emperatur (ll8°) wie in Beispiel 1 beschrieben, jedoch unter Zusatz von 1 Teil des Produktes der Formel

CH

Γ».

OH OH

Anion"

gefärbt.'Anschliessend wurde während 15 Minuten abgekühlt und das gefärbte Gewirke durch Zentrifugieren von der anhaftenden Färbeflotte befreit, und ohne weitere Trocknung wurde zur Erzielung der gewünschten brillanten Nuance wie in Beispiel 1 wässerig nachbehandelt. Es resultierte eine brillante Rotfär-bung,

9 0S3 8 kl 163 9

Beispiel 3.

0,7 Teile des Farbstoffes der Formel

in der Form des konzentrierten Farbstoffpulvers wurden bei Siedetemperatur.in einem Lösungsmittelgemisch, bestehend aus 95 Teilen Perehloräthylen und 5 Teilen Dimethylformamid, gelöst, dann die Lösung auf etwa 100 abgekühlt.

100 Teile trockenes, nicht vorbehandeltes Modacrylgarn (Acrilan J56 Stapelgarn) wurden der Lösung zugegeben und bei einem Flottenverhältnis von l:40 während 45 Minuten bei Kochtemperatur (117°) wie im Beispiel 1 ohne weitere Zusätze gefärbt und ebenfalls wie im Beispiel 1 wässerig nachbehandelt. Es resultierte eine brillante Blaufärbung.

.909884/1 63 9

Beispiel K.

Es wurde wie in Beispiel 2 gefärbt, nur wurde anstelle von Dimethylacetamid eines der Lösungsmittel

a) Dirnethylsulfoxyd,

b) Tetramethylensulfon,

C-) Tris- (dimethylamido)-phosphat,

d) N-Methylpyrrolidion oder

e) Aethylencarbonat

verwendet. Jedes dieser Lösungsmittel ergab eine brillante Rotfärbung.

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Beispiel 5-

Es wurde wie in Beispiel 2 gefärbt, nur wurden die in der Tabelle angeführten Farbstoffe verwendet.

Farbstoff

resultierende Färbung

/S

-CH=CH-NH-

N
CH.

Cl

OCH,

Cl

-N=N-

^Cl

C₂H₄NCCH^)

₂H₄NCCH^)₃

N(C₂H )₂ Cl

C₂H₄OE

gelb

rot

blau

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Farbstoff	5 ί .6	+ . 0 NH₂ οόό Il j +	resultierender Farbstoff
blau blau

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Claims

Patentansprüche.

1. j Verfahren zum Färben von Textilmaterial aus web-

fertigen vollsynthetisehen, hydrophoben linearen Polymeren, ' dadurch gekennzeichnet, dass man in einer homogenen Lösung eines oder mehrerer, jeweils mindestens ein basisches quaternisiertes Stickstoffatom enthaltender Farbstoffe in einem, vorzugsweise bei mindestens 70 -C siedenden hydrophilen oder hydrophoben Lösungsmittel, oder einem Gemisch aus.hydrophilen und hydrophoben Lösungsmitteln färbt.

2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Färbeflotte einen chlorierten, vorzugsweise aliphatischen Kohlenwasserstoff enthält.

J5. Verfahren gemäss Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flotte bei mindestens 70 C siedet. ' ■

k. Verfahren gemäss Anspruch J>> dadurch gekennzeichnet, dass man in 1,1,1-Trichloräthan oder Trichloräthylen färbt.

5· Verfahren gemäss Ansprüchen 1 bis j5/ dadurch gekennr zeichnet, dass man bei mindestens 100°C färbt.

6. Verfahren gemäss Ansprüchen 1 bis >, dadurch gekennzeichnet, dass man in Perchloräthylen färbt.

7. Verfahren- gemäss Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass man ein zum Auflösen von unverstrecktem . -■' ■ Polyacrylnitril geeignetes, von sauren Gruppen freies Lösungs-

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- 26 - ■■■■...■

mittel im Gemisch mit einem chlorierten Kohlenwasserstoff verwendet.

8. Verfahren gemäss Ansprüchen 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, dass man als Lösungsmittel das Amid einer nie deren Fettsäure, insbesondere Ν,Ν-Dimethylacetamid oder -formamid oder N-Methylpyrrolidon im Gemisch mit einem chlorierten Kohlenwasserstoff verwendet.

9. Verfahren gemäss Anspruch 6, dadurch gekenn- _:; zeichnet, dass man ein schwefelhaltiges Lösungsmittel* wie SuIfölan, im Gemisch mit einem chlorierten Kohlenwasserstoff verwendet.

10. Verfahren gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man ein aus Kohlenstoff-, Wasserstoff- und Sauerstoffatomen aufgebautes Lösungsmittel, wie Aethylenearbonat oder .Butyrolacton im Gemisch mit einem chlorierten .Kohlenwasserstoff verwendet.

. ί

11. Verfahren gemäss Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dassman ein phosphorhaltiges Lösungsmittel, insbesondere Tris-(dimethylamido)-phosphat, im Gemisch mit .

9 098 8 kl 163 9 *

einem chlorierten Kohlenwasserstoff verwendet·

12. Verfahren gemäss den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Flotte zusätzlich einen Tensid enthält. ·

15. Verfahren gemäss Anspruch .12, dadurch gekennzeichnet, dass der Tensid nicht-ionogen ist.

14. Verfahren gemäss Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Tensid zusammen mit einem chlorierten Kohlenwasserstoff als Flotte dient.

15. Verfahren gemäss den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass man unter Rückgewinnung des verdampften Lösungsmittels durch Verwendung eines Kühlers nach dem Rückflüssprinzip arbeitet.

16. Verfahren gemäss den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass man das gefärbte Material in wässerigem Medium in Gegenwart von Hilfsmitteln nachwäscht.

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17. Verfahren gemäss den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass man Polyacrylfasern färbt.

18. Verfahren gemäss den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass man Nylonfasern färbt.

19. Das gemäss den Ansprüchen 1 bis 18 erhaltene gefärbte Material.

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