DE19620415A1 - Schwarze Reaktivfarbstoff-Zusammensetzung - Google Patents

Schwarze Reaktivfarbstoff-Zusammensetzung

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen schwarzen Farb­ stoff und insbesondere eine schwarze Reaktivfarbstoff-Zusam­ mensetzung.
Bisher gibt es keinen einzelnen Reaktivfarbstoff, der dazu in der Lage ist, einen tiefschwarzen Farbton aufzubauen. Um den Aufbau eines tiefschwarzen Farbtons zu erreichen, wur­ den Reaktivfarbstoff-Zusammensetzungen verwendet, die eine Mehrzahl von Reaktivfarbstoff-Komponenten enthalten. Übli­ cherweise wird ein schwarzer Reaktivfarbstoff als Hauptkompo­ nente mit Reaktivfarbstoff-Komponenten mit rotem, orangefar­ benem, gelbem oder anderem Farbton verwendet, um eine schwarze Reaktivfarbstoff-Zusammensetzung zu erhalten.
Die Japanische Patentveröffentlichung 160 362/1983 be­ schreibt eine schwarze Reaktivfarbstoff-Zusammensetzung, die einen schwarzen Reaktivfarbstoff der Formel (I) und einen orangefarbenen Reaktivfarbstoff der Formel (5) enthält.
Wird jedoch diese schwarze Farbstoff-Zusammensetzung zum Färben verwendet, so kann sich im Färbematerial kein tiefer Farbton aufbauen.
Die Japanische Patentveröffentlichung 17 810/1988 be­ schreibt eine weitere schwarze Reaktivfarbstoff-Zusammenset­ zung, die einen schwarzen Reaktivfarbstoff der Formel (I) ge­ mäß den vorstehenden Angaben und einen orangefarbenen Reak­ tivfarbstoff der Formel (6) enthält. Diese Zusammensetzung weist eine bessere Färbeadditivität auf, zeigt jedoch schlechtere Egalisiereigenschaften. Ferner weist die Kompo­ nente der Formel (6) eine geringere Löslichkeit auf. In hoch­ konzentrierten Farbstofflösungen fällt die Komponente der Formel (6) aus. Dies begrenzt die Eignung dieser Zusammenset­ zung in einer hochkonzentrierten Farbstofflösung.
Die Japanische Patentveröffentlichung 73 870/1990 be­ schreibt eine schwarze Reaktivfarbstoff-Zusammensetzung, die einen schwarzen Reaktivfarbstoff der Formel (I) und orange­ farbene Reaktivfarbstoffe der vorstehenden Formeln (5) und (6) enthält. Diese Zusammensetzung läßt aber in bezug auf Farbaufbaueigenschaften und Löslichkeit immer noch zu wünschen übrig.
Die Japanische Patentveröffentlichung 202 956/1990 be­ schreibt eine schwarze Reaktivfarbstoff-Zusammensetzung, die einen schwarzen Reaktivfarbstoff der vorstehend angegebenen Formel (I) und einen Reaktivfarbstoff der Formel (7) oder einen Reaktivfarbstoff der Formel (8) enthält.
Die Komponenten der Formel (7) und (8) weisen eine bes­ sere Löslichkeit auf, jedoch zeigen das Produkt der Formel (7) eine geringere Färbeverträglichkeit und das Produkt der Formel (8) eine geringere Färbestärke. Diese Farbstoffzusam­ mensetzung ist nicht dazu geeignet, die vorstehenden Schwie­ rigkeiten vollständig zu überwinden.
Ferner weisen die meisten Reaktivfarbstoffe keine günsti­ gen Eigenschaften auf, wenn sie beim Ätzdruck verwendet wer­ den. Üblicherweise können sie keine vollständige Ätzung be­ wirken, was die Eignung der Reaktivfarbstoffe begrenzt. Daher besteht in der Färbeindustrie ein weiteres Ziel darin, einen Reaktivfarbstoff mit einer besseren Eignung für den Ätzdruck bereit zustellen.
Erfindungsgemäß wird eine schwarze Reaktivfarbstoff-Zu­ sammensetzung bereitgestellt, die sich zur Ausziehfärbung, zum Bedrucken, Kontinue-Färben und Ätzdrucken von Fasern un­ ter Erzielung einer besseren Färbebeschaffenheit eignet.
Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung eine schwarze Reaktivfarbstoff-Zusammensetzung, die folgendes enthält:
  • (a) einen schwarzen Reaktivfarbstoff der Formel (I)
  • (b) einen Monoazo-Reaktivfarbstoff der Formel (II),
worin X die Bedeutung -CH=CH₂ oder -CH₂CH₂W hat, wobei W eine austretende Gruppe (z. B. Halogene, Acetyl, Phosphat, Trisul­ fat und Sulfonat), die mit einer Base eliminierbar ist, bedeutet und Y Wasserstoff, Hydroxyl, Amino oder Amino­ derivate bedeutet; und
  • (c) mindestens einen Monoazo-Reaktivfarbstoff der Formeln (III) und (IV)
worin X die Bedeutung -CH=CH₂ oder -CH₂CH₂W hat, W eine aus­ tretende Gruppe gemäß der vorstehenden Definition ist, P und Q jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl, Ethyl, n-Propyl, Amino oder Aminoderivate bedeuten und Z Methyl, Ethyl, n-Propyl oder Carboxyl bedeutet.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann in Form von freien Säuren vorliegen, jedoch sind die Salzformen, bei­ spielsweise Alkalimetallsalze oder Erdalkalimetallsalze, bes­ ser für den Einsatz geeignet. Unter sämtlichen Salzen sind das Natriumsalz, das Kaliumsalz und das Lithiumsalz besonders geeignet. Das Verhältnis der einzelnen Farbstoffkomponenten kann innerhalb breiter Bereiche variieren. Im allgemeinen be­ trägt der minimale, relative, prozentuale Gewichtsanteil für die einzelnen Farbstoffe 3% und der maximale, relative, pro­ zentuale Gewichtsanteil 90%. Die erfindungsgemäße Zusammen­ setzung enthält vorzugsweise die Komponente (a) in einem An­ teil von 50-90 Gew.-%, die Komponente (b) in einem Anteil von 3-47 Gew.-% und die Komponente (c) in einem Anteil von 3-30 Gew.-%.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter Ausführungs­ formen und aus den beigefügten Ansprüchen.
Die Herstellung der Verbindung der Formel (II) wird in JP-B-40 182/1970 beschrieben. Ein Diazoniumsalz der Formel (9)
in der X die Bedeutung -CH=CH₂ oder -C₂H₄W hat und W eine austretende Gruppe, die mit einer Base eliminierbar ist, be­ deutet, wird mit einer Verbindung der Formel (10)
worin Y unter Wasserstoff, Hydroxyl, Amino oder Aminoderiva­ ten ausgewählt ist, unter Bildung des Produkts der Formel (II) umgesetzt. Bei der Verbindung der Formel (II) kann es sich beispielsweise um die nachstehend aufgeführten Verbin­ dungen (11), (12), (13), (14), (15) oder (16) handeln.
Die erfindungsgemäße Verbindung der Formel (III) läßt sich herstellen, indem man ein Diazoniumsalz der Formel (9) mit einer Verbindung der Formel (17)
umsetzt, worin P und Q unabhängig voneinander unter Wasser­ stoff, Methyl, Ethyl, n-Propyl, Amino oder Aminoderivaten ausgewählt sind. Beispielsweise beschreibt DE-43 29 421 die Herstellung der Verbindung (18), DE-19 11 427 die Herstellung der Verbindung (19), DE-31 34 357 die Herstellung der Verbin­ dung (20) und EP-292825 die Herstellung der Verbindung (21).
Die erfindungsgemäße Verbindung der Formel (IV) läßt sich durch Umsetzung eines Diazoniumsalzes der Formel (9) mit der Verbindung der Formel (22)
in der Z unter Methyl, Ethyl, n-Propyl oder Carboxyl ausge­ wählt ist, herstellen. Beispielsweise beschreibt DE-1 72 789 die Herstellung der Verbindung der Formel (23), die Japani­ sche Patentveröffentlichung 9666/1968 die Herstellung der Verbindung der Formel (24) und die Japanische Patentveröf­ fentlichung 14107/1969 die Herstellung der Verbindung der Formel (25).
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann in Pulverform, Granulatform, Teilchenform oder flüssiger Form vorliegen. Sie kann Hilfsstoffe enthalten, beispielsweise Verzögerungsmit­ tel Egalisiermittel, Hilfsmittel, oberflächenaktive Mittel, Puffer und Dispergiermittel.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann bei herkömmli­ chen Färbeverfahren eingesetzt werden, beispielsweise beim Ausziehfärben, Drucken, Kontinue-Färben und Ätzdrucken.
Beim Ausziehfärben handelt es sich um einen Färbevorgang mit einem einzigen Farbton, wobei das Färbeverfahren zu einem homogenen einzelnen Farbton führen kann. Beim Verfahren der Ausziehfärbung wird das Fasermaterial in die Färbelösung ge­ bracht, so daß es den Farbstoff absorbieren kann. Anschlie­ ßend wird der pH-Wert so eingestellt, daß der Färbevorgang unter Ausbildung einer kovalenten Bindung erfolgen kann.
Das Bedrucken kann in einem einphasigen oder zweiphasigen Verfahren durchgeführt werden. Ein einphasiges Bedrucken wird zum Bedrucken von Fasermaterialien mit einem Säureakzeptor, beispielsweise einer Natriumhydrogencarbonat-Druckpaste, an­ gewandt. Das zweiphasige Druckverfahren läßt sich auch als Klotzdämpfverfahren bezeichnen. Es wird zum Bedrucken von Fa­ sermaterialien mit einer neutralen oder schwach sauren Druck­ paste angewandt.
Das Ätzdrucken läßt sich auch als Entfärbungsdrucken be­ zeichnen. Es bedient sich einer Druckpaste mit einem Ätzmit­ tel (z. B. Rongalit) um Fasermaterialien mit einem Grundfarb­ ton zu bedrucken, wobei der Grundfarbton entfernt werden kann. Um die Ätzwirkung zu verstärken, können Hilfsmittel, wie Zinkoxid, zugesetzt werden.
Nachstehend finden sich ausführlichere Beispiele zur Er­ läuterung der Erfindung. Diese Beispiele sollen aber den Schutzumfang der Erfindung nicht beschränken.
In den Beispielen beziehen sich die Teilangaben auf das Gewicht. Die Temperaturwerte sind in °C angegeben.
Sämtliche Farbstofformeln werden als freie Säuren aufgeführt.
Beispiel (1)
64 Teile Farbstoff der Formel (I), 23 Teile der Verbin­ dung (12) und 13 Teile der Verbindung (23) werden zu einer homogenen Farbstoffzusammensetzung vermischt. Sodann werden die folgenden Färbeverfahren durchgeführt, wobei man bei sämtlichen Verfahren schwarzgefärbte Materialien von guter Haltbarkeit erhält.
1. Ausziehfärbung
1 Teil des vorstehenden homogenen Farbstoffgemisches wird in 100 Teilen destilliertem Wasser unter Bildung einer Färbe­ flotte gelöst. Anschließend werden 2 mit destilliertem Wasser gewaschene Färbebehälter mit 40 bzw. 80 Teilen der Färbe­ flotte gefüllt und jeweils mit 4,8 Teilen Glaubersalz ver­ setzt. Sodann werden die Färbebehälter mit destilliertem Was­ ser auf jeweils 85 Teile aufgefüllt und anschließend mit 5 Teilen einer Lösung von wasserfreiem Natriumcarbonat (320 g/Liter) versetzt. In die einzelnen Färbebehälter werden 2 Teile vorbenetztes Vollbaumwollgewebe gegeben. Die Färbebe­ hälter werden mit einem Deckel verschlossen und zur Erzielung einer homogenen Färbung geschüttelt. Sodann erfolgt die Be­ handlung in einem Wärmebad von 62°C, wobei innerhalb von 5 Minuten auf 60°C erwärmt wird und anschließend diese Tempera­ tur 60 Minuten beibehalten wird. Hierauf wird das Gewebe ent­ nommen und mit kaltem Wasser gewaschen, sodann in einem großen Behälter aus rostfreiem Stahl 10 Minuten mit heißem Wasser gewaschen, anschließend in einen weiteren großen Be­ hälter aus rostfreiem Stahl mit 2 g/Liter Seife gegeben und weitere 10 Minuten mit siedendem Wasser gewaschen. Schließ­ lich wird das Gewebe entnommen, mit kaltem Wasser gewaschen und getrocknet.
2. Bedrucken
100 Teile Harnstoff, 10 Teile Natrium-m-nitrobenzolsul­ fonat, 20 Teile Natriumbicarbonat, 55 Teile Natriumalginat und 815 Teile warmes Wasser werden in einem Behälter zu einer Paste verarbeitet und zur Bildung einer Druckpaste homogen verrührt. 46 Teile der Druckpaste und 4 Teile Farbstoff wer­ den zu einer homogenen Färbepaste vermischt. Ein 100 mesh- Drucksieb wird über ein Vollbaumwollgewebe von entsprechender Größe gelegt. Sodann wird eine Färbung mit der Druckfarbenpa­ ste durch das Drucksieb unter Bildung eines gefärbten Gewebes vorgenommen. Das gefärbte Gewebe wird 5 Minuten bei 65°C im Trockenschrank getrocknet, sodann entnommen und 10 Minuten in einem Dampfofen mit gesättigtem Dampf bei 102-105°C behan­ delt. Wie bei der Ausziehfärbung wird das Gewebe mit kaltem Wasser, heißem Wasser und Seife gewaschen und sodann getrock­ net.
3. Kontinue-Färbung
3 Teile Farbstoff, 0,4 Teile Natriumalginat und 46,6 Teile destilliertes Wasser werden zur Herstellung einer Klotzflotte vermischt. Die Klotzflotte wird sofort zum Klot­ zen eines Gewebes mit einer Klotzmangel verwendet. Die Tempe­ ratur der Klotzflotte darf 30°C nicht übersteigen. Das Klotz­ verhältnis beträgt 70%. Sodann wird das Gewebe 5 Minuten in einem Trockenschrank bei 65°C getrocknet. Das getrocknete Ge­ webe wird 40 Sekunden einer Dampfbehandlung mit gesättigtem Dampf von 102-105°C unterworfen. Wie beim Ausziehfärben wird das Gewebe mit kaltem Wasser, heißem Wasser und Seife gewa­ schen und sodann getrocknet.
4. Ätzdrucken
100 Teile Harnstoff, 10 Teile Natrium-m-nitrobenzolsul­ fonat, 20 Teile Natriumbicarbonat, 55 Teile Natriumalginat und 815 Teile Wasser werden in einem Gefäß zu einer Paste verarbeitet und sodann zur Bildung einer vollständig homoge­ nen Druckpaste verrührt. 46 Teile Druckpaste und 4 Teile Farbstoff werden zu einer homogenen Färbepaste vermischt. An­ schließend werden 40 Teile Rongalit, 55 Teile Natriumalginat und 1000 Teile warmes Wasser zu einer Ätzpaste vermischt. Ein 100 mesh-Drucksieb wird auf ein Vollbaumwollgewebe von ent­ sprechender Größe gelegt. Durch das Drucksieb wird die Färbe­ paste unter Bildung eines gefärbten Gewebes aufgebracht. Das gefärbte Gewebe wird 5 Minuten im Trockenschrank bei 65°C ge­ trocknet. Nach Entnahme des getrockneten Gewebes wird der vorstehende Vorgang unter Verwendung der Ätzpaste wiederholt, wobei die Ätzpaste auf das Gewebe gedruckt wird. Sodann wird das Gewebe 5 Minuten bei 65°C im Trockenschrank getrocknet, entnommen und 10 Minuten in einem Dampfofen mit gesättigtem Dampf von 102-105°C behandelt. Wie beim Ausziehfärben wird das Gewebe mit kaltem Wasser, heißem Wasser und Seife gewa­ schen und sodann getrocknet.
Beispiel (2)
57 Teile Farbstoff (I), 40 Teile der Verbindung (13) und 3 Teile der Verbindung (24) werden zu einem homogenen Gemisch vermischt. Anschließend werden die Färbevorgänge von Beispiel (1) wiederholt, wobei man in sämtlichen Fällen schwarzge­ färbte Produkte von guter Beständigkeit erhält.
Beispiel (3)
56 Teile Farbstoff (I), 22 Teile der Verbindung (12) und 22 Teile der Verbindung (24) werden zu einem homogenen Ge­ misch vermischt. Anschließend werden die Färbevorgänge von Beispiel (1) wiederholt, wobei man in sämtlichen Fällen schwarzgefärbte Produkte von guter Beständigkeit erhält.
Beispiel (4)
70 Teile Farbstoff (I), 19 Teile der Verbindung (12) und 15 Teile der Verbindung (24) werden zu einem homogenen Ge­ misch vermischt. Anschließend werden die Färbevorgänge von Beispiel (1) wiederholt, wobei man in sämtlichen Fällen schwarzgefärbte Produkte von guter Beständigkeit erhält.
Beispiel 5
72 Teile Farbstoff (I), 12 Teile der Verbindung (16) und 16 Teile der Verbindung (19) werden zu einem homogenen Ge­ misch vermischt. Anschließend werden die Färbevorgänge von Beispiel (1) wiederholt, wobei man in sämtlichen Fällen schwarzgefärbte Produkte von guter Beständigkeit erhält.
Löslichkeitstest
Die fünf Zusammensetzungen der Beispiele (1) bis (5) wer­ den zur Durchführung der nachstehenden Löslichkeitstests mit 150 g/Liter herangezogen. In einem Becherglas mit einem Fas­ sungsvermögen von 250 Teilen werden 7,5 Teile Farbstoff und 50 Teile destilliertes Wasser unter Verwendung eines Glas­ stabs zur Bildung einer homogenen Lösung vermischt. Sodann wird auf 50 ± 2°C erwärmt und diese Temperatur unter Rühren 5 Minuten beibehalten. TOYO Nr. 1-Filterpapier wird vorbenetzt und in einem Trichter unter Absaugen getrocknet. Sodann wer­ den die vorstehenden Lösungen in den Trichter gegeben und zur Trockne abgesaugt. Das Filterpapier wird entnommen und an der Luft getrocknet. Mit dem Test wird beurteilt, ob Farbstoffma­ terial auf dem Filterpapier verbleibt. Wenn kein Farbstoffma­ terial auf dem Filterpapier verbleibt, hat das Produkt den Löslichkeitstest bestanden. Die Testergebnisse zeigen, daß sämtliche fünf Zusammensetzungen der Beispiele (1) bis (5) den Farbstofftest bestanden haben und eine gute Löslichkeit aufweisen.
Untersuchungsergebnisse
Die vorstehenden Färbeverfahren von Beispiel (1) werden unter Verwendung der Zusammensetzung mit einem Gehalt an dem schwarzen Reaktivfarbstoff der Formel (I) und des orangefar­ benen Reaktivfarbstoffs der Formel (6) (diese Verbindung ist in JP-B-17810/1988 beschrieben) als Vergleichsprodukt wieder­ holt. Man erhält ebenfalls in sämtlichen Fällen schwarzge­ färbte Produkte. In Tabelle 1 sind die Testergebnisse für die fünf Zusammensetzungen der Beispiele (1) bis (5) sowie für die Vergleichszusammensetzung aufgeführt. In Tabelle 1 wird ein Vergleich in bezug auf Ausziehfärbung, Bedrucken und Kon­ tinue-Färbung zwischen den Produkten der Beispiele (1) bis (5) und dem Vergleichsprodukt durchgeführt. Dabei wird das Vergleichsprodukt als 100% gesetzt. Die Ergebnisse zeigen, daß die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sich für die Aus­ ziehfärbung, das Bedrucken, die Kontinue-Färbung und die Ätz­ färbung eignen.
Tabelle 1
Aus der vorstehenden Beschreibung kann der Fachmann leicht die wesentlichen Merkmale der Erfindung feststellen. Er kann die Erfindung, ohne den Erfindungsbereich zu verlas­ sen, in vielfältiger Weise verändern und modifizieren, um sie verschiedenen Anwendungsgebieten und Bedingungen anzupassen. Somit fallen auch weitere Ausführungsformen unter die Ansprü­ che.

Claims (12)

1. Schwarze Reaktivfarbstoff-Zusammensetzung, enthal­ tend:
  • (a) einen schwarzen Reaktivfarbstoff der Formel (I)
  • (b) einen Monoazo-Reaktivfarbstoff der Formel (II),
worin X die Bedeutung -CH=CH₂ oder -CH₂CH₂W hat, wobei W eine austretende Gruppe bedeutet und Y Wasserstoff, Hydroxyl, Amino oder Aminoderivate bedeutet; und
  • (c) mindestens einen Monoazo-Reaktivfarbstoff der Formeln (III) und (IV)
worin X die Bedeutung -CH=CH₂ oder -CH₂CH₂W hat, W eine aus­ tretende Gruppe gemäß der vorstehenden Definition ist, P und Q jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl, Ethyl, n-Propyl, Amino oder Aminoderivate bedeuten und Z Methyl, Ethyl, n-Propyl oder Carboxyl bedeutet.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Kompo­ nente (c) im Rahmen der Formel (III) ausgewählt ist.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Kompo­ nente (c) im Rahmen der Formel (IV) ausgewählt ist.
4. Zusammensetzung nach Anspruch 2, wobei die Anteile für die Komponente (a) 50 bis 94 Gew.-%, für die Komponente (b) 3 bis 47 Gew.-% und für die Komponente (c) 3 bis 30 Gew.-% betragen.
5. Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei die Anteile der Komponente (a) 50 bis 94 Gew.-%, für die Komponente (b) 3 bis 47 Gew.-% und für die Komponente (c) 3 bis 30 Gew.-% be­ tragen.
6. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei X die Bedeu­ tung -CH₂CH₂OSO₃H hat und Y Hydroxyl oder Amino bedeutet.
7. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei P Amino be­ deutet und Q Wasserstoff, Methyl, Amino oder Acetamid bedeu­ tet.
8. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei Z Methyl oder Carboxyl bedeutet.
9. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei W Halogen, Acetyl, Phosphat, Sulfonat oder Trisulfat bedeutet.
10. Zusammensetzung nach Anspruch 9, wobei W Sulfonat bedeutet.
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