DE1940179A1

DE1940179A1 - Verfahren zum Faerben von Fasermaterialien aus Polyacrylnitril oder acrylnitrilhaltigen Mischpolymerisaten

Info

Publication number: DE1940179A1
Application number: DE19691940179
Authority: DE
Inventors: Guenther Dr Boehmke; Walter Hees
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1969-08-07
Filing date: 1969-08-07
Publication date: 1971-02-18
Also published as: US3619121A; BE754569A; NL7011653A; FR2057042B1; CH1184370A4; GB1265456A; CH535325A; FR2057042A1

Description

FARBENFABRIKEF BAYER AG

R-1J-C5H«-/ CH \ -

LEVERKU SEN-Bayerwerk 1 '6, Patent-Abteilung B/Li

Verfahren zum Färben von Fasermaterialien aus Polyacrylnitril oder acrylnitrilhaltigen Mischpolymerisaten

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Färben von aus Polyacrylnitril oder acrylnitrilhaltigen Mischpolymerisaten hergestellten Fasermaterialien mit kationischen Farbstoffen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Färben in Gegenwart von IT-Alkylaminoalkansulfonsäuren der Formel

-SO₃M

Jq

vorgenommen wird, in der

R₁ und R₂ unabhängig voneinander Wasserstoff oder eine

Hydroxygruppe bedeuten,

die Summe ρ + q eine Zahl von 1-3 ist,

M für Wasserstoff, ein Alkali- oder Erdalkali

atom oder eine Ammoniumgruppe,

R für einen C₁₀ - 0₂₂-Alkyl- oder C₁₀ - C₂₂-

Alkenylrest,

R, und R. unabhängig voneinander für eine gegebenenfalls durch eine Hydroxy- oder Carbonamidgruppe substituierte C₁ - Cg-Alkylgruppe oder einen Benzylrest stehen und

X~ ein Anion bedeutet.

Für R seien als C₁₀- C₂₂-Alkylreste beispielsweise der Dodecyl-, Tetradecyl-, Hexadecyl-, Octadecyl- und der

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Docosylrest, als C₁₀ - C₂2"^Alker I-^^te der Tetradecenyl-, Hexadecenyl- und Octadecenylresu gtuannt.

Pur R, und R. seien als gegebenenfalls durch eine Hydroxy- oder Carbonamidgruppe substituierte C₁- C_Q-Alkylreste beispielsweise genannt: der Methyl-, Äthyl-, n-Propyl-, i-Propyl-, sec.-Butyl-, n-Hexyl- und der 2-Äthylhexylrest, der 2-Hydroxyäthyl-, 1.-Hydroxypropyl-(2)- und der Carbonamidomethylrest.

Pur M kommen als Alkaliatome insbesondere das Natrium- und Kaliumatom, als Erdalkaliatome das Magnesium- und Calciumatom und als Ammoniumgruppe die Ammoniumgruppe selbst und ^ die sich vom Mono-, Di- und Triethanolamin ableitenden Ammoniumgruppen in Betracht.

Als Anion X"~ kommen insbesondere die Halogenidionen, wie das Chlorid-, Bromid-, Jodion, die Anionen saurer Alkylschwefelsäureester, wie das Methylsulfat- und das Äthylsulfation, und das !Eoluolsulfonation in Betracht.

Als Vertreter der erfindungsgemäß zu verwendenden N-Alkylaminoalkansulfonsäuren seien die Verbindungen der Formel I genannt, in der R, R₁, R₂, R^, R^, P, qu M und X die folgende Bedeutung haben:

Le A 12 378 - 2 -

109806/20 3

H O

H ü

H O

ο to

to

CNJ

QS

CM

LTk I W CNI

VO O

CNl CNl

CNJ

to

W O

CNJ

CNI

O CNI

CNI

CNI W O

to W O

O τ-

CNJ W

CNJ

I W

W W

	LfN	LO	in	LfN	to	in
	CNJ	CNl	to	to	to a	to
	W	W		W	I LO
	CNl	CNl		co	CNl	m
				W
Ο				VO
ΙΟ

00				CNJ

ω to CNJ

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Die erfindungsgemäß zu verwende hit·. Verbindungen können hergestellt werden durch Addition .·οη Propan- oder Butansulton an tertiäre Amine, z. B. JT icyldimethylamin, durch Reaktion tertiärer Amine mit Epichlorhydrin und Natriumbisulfit oder durch Quaternierung tertiärer Alkylaminoalkansulfonsäuren mit den üblichen Quaternierungsmitteln, z. B. Dimethylsulfat, Benzylchlorid.

Besonders einfach gelingt die Herstellung durch Umsetzung von Pettaminen mit dem Natriumsalz der Hydroxyäthansulfonsäure bei 220 - 250° C und anschließendes Alkylieren und Quaternieren der erhaltenen Alkylaminoäthansulfonsäure. Hierbei läßt sich besonders günstig Äthylenoxid zur Alkylierung und Quaternierung der wäßrigen Lösung der Alkylaminoäthansulfonsäure-Natriumsalze verwenden. Es entsteht das Alkyl-di-hydroxyäthylaminoäthansulfonsäure-Natriumsalz.

Die erforderlichen Mengen an den erfindungsgemäß zu verwendenden Verbindungen der Formel I können in weiten Grenzen schwanken; sie lassen sich durch Vorversuche leicht . ermitteln. Im allgemeinen haben sich in Abhängigkeit von der gewünschten Parbtiefe der Färbung und der Affinität des kationischen Farbstoffs. 2 - 4 Gewichtsprozent, bezogen auf das Färbegut, bewährt.

Als kationische Farbstoffe kommen Farbstoffe der verschiedensten Verbindungsklassen in Betracht, beispielsweise Diphenylmethan-, Triphenylmethan- und Rhodaminfarbstoffe, Oniumgruppen enthaltende Azo- und Anthrachinonfarbstoffe, ferner Thiazin-, Oxazin-, Methin- und Azomethinfarbstoffe, wie sie beispielsweise in "American Dyestuff Reporter" (1954), Seite 432 - 433 beschrieben sind.

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109808/2-0 32 1A© "original

Bei den Polyacrylnitril-Fasermaterialien handelt es sich um die bekannten, anionische Gruppen, wie Carboxyl-, SuIfonsäure-, SuIfimid- und/oder Phosphonsäuregruppen, aufweisenden Polyacrylnitrile.

Geeignete acrylnitrilhaltige Mischpolymerisate sind beispielsweise solche mit Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylacetat, Vinylchloracetat, Vinylalkohol, Acryl- und Methacrylsäure, Acryl- und Methacrylsäureestem, Allylchloracetat, sofern der Anteil dieser Co-Monomeren nicht mehr als 20 Gewichtsprozent beträgt.

Das Färben der Polyacrylnitril-Fasermaterialien kann in üblicher Weise durchgeführt werden, indem man das Färbegut in eine auf etwa 50 - 60° C erwärmte wäßrige Flotte einbringt, welche den kationischen Farbstoff, die N-Alkylaminoalkansulfonsäuren der Formel I, Zusätze von Salzen, wie Natriumacetat oder Natriumsulfat, ferner Säuren, wie Essigsäure oder Ameisensäure, enthält, anschließend die Temperatur des Färbebades im Verlauf von etwa 30 - 60 Minuten auf annähernd 100° C erhöht und dann das Färbebad so lange auf dieser Temperatur hält, bis es erschöpft ist. Man kann den kationischen Farbstoff aber auch erst nachträglich dem Färbebad zusetzen, z. B. dann, wenn die Temperatur des Bades auf 60 - 100° C gestiegen ist. Ferner kann man das Färbegut auch bei einer Temperatur von 40 - 100° C mit einer Flotte vorbehandeln, welche die üblichen Salze und Säuren sowie die N-Alkylaminoalkansulfonsäuren der Formel I, jedoch noch keinen Farbstoff enthält, dann erst den Farbstoff zusetzen und das Färben bei 100° C durchführen. Die Möglichkeit, die Farbstoffe bei erhöhter Temperatur zuzusetzen, gestattet z. B. das Nuancieren von Färbungen ohne Abkühlen und Wiederaufheizen des Färbebades.

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Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens gelingt es, aus Polyacrylnitril bzw. aerylnitrilh&itigen Mischpolymerisaten bestehende bzw. derartige Polymerisate oder Mischpolymerisate enthaltende Fasermaterialien der verschiedensten Art, beispielsweise Spinnkabel, Kammzüge, Flocken, Fäden, Garne, Gewebe oder Gewirke, hervorragend gleichmäßig und in tiefen Tönen zu färben.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden N-Aminoalkansulfonsäuren zeichnen sich insbesondere durch ihre hervorragende Egalisierwirkung beim Färben von Materialien aus Polyacrylnitril-Bikomponenten-Fasern aus. Auf diesem besonders schwierig gleichmäßig anzufärbenden Fasertyp werden mit Hilfe der erfindungsgemäß zu verwendenden Verbindungen sogar beim Färben mit Mischungen kationischer Farbstoffe unterschiedlicher Baaizität ausgezeichnet gleichmäßige Färbungen erzielt. Es sei hervorgehoben, daß trotz der unterschiedlichen Aufziehgeschwindigkeiten und Ausziehgrade der Farbstoffe -eine sehr gute Baderschöpfung erreicht wird und daß das Bauschvolumen der Bikomponenten-Fasern durch das Färben nicht beeinträchtigt wird.

Sie Konstitutionen der in den folgenden Beispielen mit den Ziffern 1-7 bezeichneten Farbstoffe sind in der am Ende der Beispiele befindlichen Tabelle angegeben.

Beispiel 1

Garn aus Polyacrylnitrilfaser wird im Flottenverhältnis 1 :

in ein auf 50° C erwärmtes Bad eingebracht, das im Liter 0,04 g des Farbstoffs I,

2,5 g Natriumsulfat,

0,25 g Natriumacetat, .

0,3 g Eisessig, ■ .

0,125 g des Anlagerungsproduktes aus 1 Mol Oleylalkohol und 50 Mol Äthylenoxid und

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0,5 g der Verbindung

H₃C-(CH₂)₇-CH=CH-(CH₂)₇~CH₂-N

.CH₂-CH₂-SO₃Na

Cl"

enthält. Das Bad wird im Verlauf von 45 Minuten auf 98 C erhitzt und 60 Minuten auf dieser Temperatur gehalten. Man erhält eine helle, blaustichige Rotfärbung von ausgezeichneter Egalität.

Beispiel 2

Garn aus einer Polyacrylnitril-Bikomponenten-Faser (Typ Seite-an-Seite-Bifilar, 1. Komponente: cärboxylgruppenhaltiges Polyacrylnitril, 2. Komponente: sulfonsäuregruppenhaltiges Polyacrylnitril) wird im Flottenverhältnis 1 : 50 in ein auf

C erwärmtes Bad eingebracht, das im Liter 0,072 g des Farbstoffs II, 0,07 g des Farbstoffs III,

g des Farbstoffs IV, g des Farbstoffs V* g Natriumacetat, g Natriumsulfat, g Eisessig,

g des Anlagerungsproduktes aus 1 Mol Oleylalkohol und 50 Mol Ethylenoxid und

g' der Verbindung

0,21 0,1 0,2 2 0,3· 0,2

0,4

J-(CH₂)₇-CH=CH-(CH₂)₇-(

.CH₂-CH₂-SO₃Na

Cl

enthält. Das Bad wird im Verlauf von 90 Minuten auf 98 C erhitzt und 60 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Man erhält ein in einem mittleren Grauton hervorragend gleichmäßig gefärbtes Garn von unverändertem Bauschvolumen.

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Beispiel J

Mix Gewirfc aus^: der im Beispiel 2 genannten Bikomponenteii-Polyacrylnitrilfäser wird im Flottenverhältnis 1 : 60 in ein auf 60 C* erwärmtes Bad eingebracht, das im Liter

0,1 g des lärbstoffs III, Q,Z g Natriumaeetat, 3 g Natriumsulfat, 0,25 g Eisessig,

0,15 g des Anlagerungsproduktes aus 1 Mol Oleylalkoliol und 50 Mal Ethylenoxid und

0,33 g, dler Verbindung

OH₂-GH₂-SO₅Na

CH₀-GH₉-OH

Gl"

enthält. Das Bad wird ganz allmählich bis auf 98 C erhitzt und 60 Minuten auf dieser Temperatur gehalten. Man erhält ein in einem lebhaften Blauton ausgezeichnet gleichmäßig gefärbtes Gewirk von unverändert vollem, wolligen Griff.

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1.0-98Ό8/? 03 2.

Konstitutionen der in den Beisp elen mit den Ziffern I - V

"bezeichneten Farbstoffe

Ziffer

Konstitution

II

III

IV

N N-CH,

Il Il

HCI 0-W-/ Vn(C₂H₅)₂

CH,

Cl . ZnCl,

CH

CH,

CH=N-N-/ CH

Cl

0-C₂H₅

(H₅C₂)₂-N

Cl"

CH₂-NH(CH Cl'

C₂H₅ C₂H₄-N(CH₃).

CH₃-OSO₃"

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Claims

Pa t entans prüche

1) Verfahren zum Färben von aus Polyacrylnitril oder acrylnitrilhaltigen Mischpolymerisaten hergestellten Fasermaterialien mit kationischen Farbstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß das Färben in Gegenwart von N-Alkylaminoalkansulfonsäuren der Formel

R-N-CH₀-R,

/CH\ -/CH\ Wp VWc

-SO₃M

X"

vorgenommen wird, in der

R₁ und R₂

die Summe ρ
M

R, und R.

unabhängig voneinander Wasserstoff oder eine Hydroxygruppe bedeuten, q eine Zahl von 1-3 ist,

für Wasserstoff, ein Alkali- oder Erdalkaliatom oder eine Ammoniumgruppe, für einen C_1n- C₀₀-AIlCyI- oder C_1n- C₀₀-Alkenylrest,

unabhängig voneinander für eine gegebenenfalls durch eine Hydroxy- oder Carbonamidgruppe substituierte C₁- C_Q-Alkylgruppe oder einen Benzylrest stehen und ein Anion bedeutet.

2) Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Färben in Gegenwart von N-Alkylaminoalkansulfonsäuren der Formel

4 R-N-CH₂-CH₂-SO₃M

vorgenommen wird, in der R, R₃, R^, M und X die in Anspruch angegebene Bedeutung haben.

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3) Verfahren, gemäß Anspruch. 1 rid ?, dadurch gekennzeichnet, daß das Färben in Gegenwart von. N Alkylaminoalkans-ulf onaäuren der Formel

CH₂-CH₂-QH
R-K-CH₂-CH_n-SO^M

vorgenommen wird, in der R, R-, M und X" die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben.

4·) Fasermaterlalien aus Polyacrylnitril oder acrylnitrilhaitigen Mischpolymerisaten, gefärbt nach Anspruch 1-3.

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