DE2042651A1 - Gelber Dispersionsfarbstoff - Google Patents

Description

American Cyanamid Company, Wayne, New Jersey, V.St.A.

Gelber Dispersionsfarbstoff

Die Erfindung bezieht sich auf einen neuen gelben Azobarbitursäuredispersionsfarbstoff und auf damit gefärbte polymere Fasern. Die Erfindung umfaßt den Farbstoff selbst, der eine neue chemische Verbindung ist, Färbemittel, die diese Verbindung enthalten, Verfahren zum Aufbringen der Färbemittel auf textile Fasern und Gewebe und damit gefärbte Textilien.

Es wurde gefunden, daß die Verbindung 5-(2-Nitro-panisidylazo)barbitursäure der Formel

CiUO

NO.

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Gin ausgezeichneter gelber Dispersionsfarbstoff zum Färben von Polyester-, Nylon- und Acetat- und Trlacetatgeweben und -fasern 1st. Sie färbt diese Fasern in

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grünlich-gelben Farbtönen mit ausgezeichneter Farbstärke und Farbechtheit, wenn sie nach bekannten Dispersionsfärbeverfahren aufgebracht wird. Dieses Ergebnis ist sehr überraschend, da andere Farbstoffe mit vergleichbarer chemischer Struktur diese vorteilhafte Kombination von Eigenschaften nich gezeigt haben.

Die neue Verbindung nach der Erfindung wird durch Kuppeln von diazotierten! 2-Nitro-p-anisidin mit Barbitursäure in wässrigem Medium in Gegenwart eines Puffers, zum Beispiel Natriumacetat, hergestellt. Das unlösliche Produkt wird abgetrennt, mit Wasser gewaschen und vorzugsweise in Form einer Paste, einer Pastenmischung oder einer konzentrierten wässrigen Dispersion gehalten, bis sie für das Färbeverfahren benötigt wird. Es wird gewöhnlich mit einem oder mehreren oberflächenaktiven Mitteln oder Dispergiermitteln vereinigt und mit Wasser, dem kleine Mengen von Additiven, zum Beispiel Konservierungsmittel, Entkeimungsmittel und Entschäumungsmittel, zugesetzt sind, homogenisiert.

Es wurde gefunden, daß 5-(2-Nitro-p-anisidylazo)barbitursäure ein hervorragender Dispersionsfarbstoff für das sogenannte Thermosolverfahren, ein Hochtemperatür-Verfahren mit Fixierung durch trockene Wärme, ist, mit dem polyesterhaltige Gewebe, besonders Polyester-Baumwo11-Gewebe, gefärbt werden. Der Farbstoff erzeugt sehr starke grünlich-gelbe Töne auf Polyester, ohne die Baumwolle zu färben. Letztere wird von jeglichen Spuren anhaftenden Farbstoffs frei gewaschen oder gespült.

Bei einer Dauerbügelausrüstung, die bei einem fertigen gefärbten Kleidungsstück aus Polyester/Cellulose-Material, zum Beispiel Polyester/Baumwolle und Polyester/Kunstseide,

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durchgeführt wird, tritt bei dem erfindungsgemäßen Farbstoff keine Änderung des Farbtons ein. Die Stabilität des Farbtons bei der Dauerbügelausrüstung ist eine wichtige Eigenschaft und ein bedeutender Vorteil. Während der Hochtemperaturhärtung, bei der längere Zeit erwärmt wird, sublimieren ferner viele Dispersionsfarbstoffe, wodurch eine Abschwächung der Farbe und eine Verfärbung von Mischfasern oder -geweben erfolgt. Bei dem erfindungsgemäßen Farbstoff findet dagegen unter den Bedingungen der Dauerbügelausrüstung keine oder nur geringe Sublimation statt. Der Farbstoff ist ferner in Gegenwart von Zinknitrat, einem bevorzugten Härtungskataly· sator, beständig, so daß es nicht erforderlich ist, auf einen weniger günstigen Katalysator auszuweichen.

Die Sublimationsechtheit der erfindungsgemäßen Verbindung läßt sich nachweisen, indem man eine Lage gefärbtes Polyestergewebe zwischen ungefärbtes Polyestergewebe und Baumwolle legt und den Stapel Temperaturen von etwa 217 bis 225 Grad C (422 bis 437 Grad F) aussetzt. Viele der bekannten Azogelb-Dispersionsfarbstoffe neigen bei diesen Temperaturen in starkem Ilaße zum Sublimieren, während bei dem erfindungsgemäßen Farbstoff nur geringe oder keine Sublimation erfolgt.

Ein weiterer besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Farbstoffs ist seine Lichtechtheit. In Beispiel 4 ist seine Lichtechtheit mit der Lichtechtheit ähnlicher Azofarbstoffe verglichen. Diese Vergleichswerte gelten für eine mittlere Färbestärke von 0,5 %. Es werden die bekannten AATCC-Tests und Bewertungsskalen verwendet. Die Bewertung von 6 auf Polyester und Acetat bezeichnet ein sehr gutes Ergebnis. Die Bewertung auf Triacetat

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ist ebenfalls 6. Die 2 %-ige Färbestärke hat eine Bewertung von 6 bis 7 bei Prüfung mit dem Kohlelichtbogen, was sehr gut bis ausgezeichnet ist, und eine Bewertung von 7 bei Verwendung einer Xenon-Lichtquelle, was ausgezeichnet ist. Dieses Ergebnis ist im Hinblick auf die weit geringeren Lichtechtheiten anderer gelber Azofarbstoffe der Barbitursäurereihe sehr überraschend.

Der erfindungsgemäße Farbstoff hat ferner eine hohe Bewertung für Waschechtheit, saure und alkalische Schweißechtheit und Reibechtheit, die in allen Fällen ψ 5 beträgt. Er weist ferner einen sehr hohen Färbewert auf, was sowohl eine wichtige Eigenschaft als auch ein wirtschaftlicher Vorteil ist.

Bekannte gelbe Dispersionsfarbstoffe weisen im Hinblick auf eine oder mehrere der oben genannten Eigenschaften Mängel auf. Es ist sehr überraschend, daß die besondere chemische Verbindung, die hierin beschrieben wird, so hervorragende Echtheitseigenschaften hat. Sie hat ferner gute allgemeine Färbeeigenschaften, zum Beispiel gute Dispergier-, Egalisier- und Wanderungseigenschaften.

Der erfindungsgemäße Farbstoff ist besondere für Erzeugnisse aus Polyester, Polyestermischungen und organischen Cellulosederivaten, zum Beispiel Acetat und Triacetat, geeignet. Er weist ferner Affinität für Nylon auf und zeigt im Vergleich zu bekannten Farbstoffen auf diesen Polyamidfasern gute Lichtechtheit. Polypropylenfasern, wie sie zur Zeit modifiziert werden, färbt er nicht an.

Durch die folgenden Beispiele wird die Erfindung näher erläutert.

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Beispiel 1 Herstellung von 5-(2-Nltro-p-anlBidylazo)barbitursäure

Eine Suspension von 3,4 Gewichtsteilen 2-Nitro-p-anlsidin in 30 Teilen 10 %-iger Salzsäure wird in einem Eisbad unter Zugabe von Eis zu der Suspension auf 0 Grad C gekühlt. Die Suspension wird langsam mit einer Lösung von 1,4 Teilen Natriumnitrit in 5 Teilen Wasser versetzt, und die erhaltene Mischung wird unter Kühlen eine halbe Stunde lang gerührt.

Eine Mischung aus 2,6 Gewichtsteilen Barbitursäure und 15 Teilen Natriumacetat in 50 Teilen Wasser wird nach ihrer Zubereitung auf 0 bis 5 Grad C gekühlt. Dann wird die oben beschriebene Diazoniumlösung zugegeben, und die Mischung wird 4 Stunden lang gerührt, worauf die entstandene 5-(2-Nitro-p-anisidylazo)-barbitursäure abfiltriert, mit Wasser gewaschen und im Vakuum bei 70 Grad C getrocknet wird. Umkristallisieren aus Äthanol liefert ein Produkt vom Schmelzpunkt 305 bis 306 Grad C.

Berechnet für C₁-H₀N-O,: Gewichtsprogent:

χι y D ο '

C 43,00; H 2,95; N 22,80. gef.: C 42,77; H 2,93; N 22,91,

Beispiel 2 A. Diazotlerung von 2-Nltro-p-anisidin

Eine Mischung aus 600 g Eis und 220,2 ml 20 Grad Be.-Salzsäure wird mit 104,4 g (realer Gehalt) 2-Nitro-p-anisidin versetzt. Die abgekühlte Lösung wird in 15 bis 30 Minuten mit 177,6 ml 25 %-iger Natriumnitritlösung bis zu einer

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positiven Reaktion auf Stärke-Jodid-Indikatorpapier versetzt. Die Lösung wird eine Stunde bei 0 Grad C gerührt. Wenn die Diazotierung vollständig ist, wird Sulfaminsäure bis zu einer negativen Reaktion auf Stärke-Jodid-Papier zugegeben. Diese Lösung wird zu B zugesetzt.

B. Kupplung

Die Diazolösung wird allmählich bei 0 bis 5 Grad C während 2 Stunden zu einer Aufschlämmung gegeben, die durch Vermischen von 76,8 g (Realgehalt) Barbitursäure und 208,8 g Natriumacetatpuffer mit 800 g Eis erzeugt wurde. Die Reaktionsmischung wird 2 Stunden bei 0 Grad C und dann ohne Temperatursteuerung gerührt, bis die Kupplung beendet ist.

Das Produkt wird durch Abfiltrieren isoliert und mit heißem Wasser gewaschen, wodurch 457 g feuchter Kuchen erhalten werden. Eine Probe dieses Kuchens von 20,4 g ergibt bei Trocknung bei 70 Grad C 9,0 g getrocknetes Produkt.

Beispiel 3 Färbetests mit der Thermosolmethode

Dieses Beispiel zeigt den Auftrag des neuen Farbstoffs auf ein Polyestergewebe durch eine trockene Wärmefixiermethode. Zu Vergleichszwecken sind Testergebnisse mit anderen ähnlichen Barbitursäure-Azofarbstoffen angegeben.

Eine Probe des Produkts von Beispiel 1 von 450 mg wird unter Erwärmen in 20 ml N-Methyl-2-pyrrolidon als

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Lösungsmittel gelöst. Die Lösung wird zu einer Mischung aus 40 ml 10 %-igem wasserlöslichem Dextrin und 40 ml 10 %-igem Natriumligninsulfonat gegeben. Die Mischung wird in einem Waring-Mischer homogenisiert, wodurch eine Dispersion erhalten wird. Mit der Dispersion wird Polyestergewebe, das aus Äthylenglycol und Terephthalsäure hergestellt ist, unter Verwendung eines Butterworth-3-Rollen-Klotzapparat3 bis zu einer Aufnahme von 60 1 geklotzt und in heißer Luft bei 71 Grad C (160 Grad F) 1/2 Stunde lang getrocknet. Dann wird 1,5 Minuten lang Wärme bei 210 Grad C (410 Grad F) angewandt. Das Gewebe wird mit Wasser gespült, 10 Minuten bei der Siedetemperatur in 0,1 %-iger neutraler Seifenlösung behandelt, mit Wasser gespült und getrocknet. Es wird ein starker gleichmäßiger gelber Farbton erhalten, der gute Sublimationsechtheit mit einer Bewertung von 4-5 bei 210 Grad C (410 Grad F) während 30 Sekunden aufweist. Ein Vergleich des Farbtons und der Farbstärke des erfindungsgemäßen Farbstoffs mit anderen ähnlich gefärbten Barbitursäurefarbstoffen zeigt die folgende Tabelle I:

Tabelle I Farbstoff Azo-Kombination

a. 2-Nitro-p-anlsidin Barbitursäure

b. 2-Nitro-p-anisidin Thiobarbltursäure

c. 2-Nitro-p-anlsidin 2-Methylbarbitursäure

d. 2-Methoxy-p-nitranilin Barbitursäure

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— R —

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Färbungen Farbton Farbstärke (Vergleichsstandard)

a. leuchtend grün-gelb 100 %

b. sehr viel roter; etwas stumpfer 90 %

c. roter und stumpfer 50 %

d. grüner 50 %

Diese Ergebnisse zeigen, daß der erfindungsgemäße Farbstoff (Farbstoff a) in der Farbstärke anderen Farbstoffen der gleichen Klasse überlegen ist.

Wenn die vorstehend beschriebene Arbeitsweise mit kariertem Gewebe aus Polyester und Baumwolle wiederholt wird, läßt Farbstoff a die Baumwolle weiß, während die Farbstoffe b, c und d die Baumwolle verfärben.

* Beispiel 4

Dispersions-Färbeverfahren

Die vier Farbstoffe, die in Beispiel 3 als Farbstoffe a, b, c und d beschrieben wurden, werden ferner nach dem folgenden Dispersionsfärbeverfahren aufgebracht:

Durch Auflösen von 175 mg Farbstoff in 20 bis 30 ml Aceton wird eine Farbstoff-Stammlösung hergestellt. Diese Lösung wird zu einer Lösung gegeben, die durch Vermischen von 7 ml 5 %-iger Natrium-Laurylsulfatlösung in 100 ml Wasser bei 49 Grad C (120 Grad F) hergestellt wurde. Das

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Volumen wird mit Wasser von 38 bis 49 Grad C auf 350 ml gebracht.

Ein Anteil dieser Farbstoff-Stammlösung von 50 ml wird zu 150 ml Wasser gegeben. Beim Färben von Polyestern wird in dem Färbebad ein Träger verwendet. Als Träger dienen 3 ml einer 50 %-igen wässrigen Methylsalicylat-Emulsion.

Ein 5 g Strang aus Fasern der unten beschriebenen Art wird in das Färbebad eingelegt, das auf die angegebene Temperatur erwärmt wird, eine Stunde bei dieser Temperatur gefärbt, herausgenommen und gespült. Zwei der Faserarten, nämlich Polyester und modifiziertes Polypropylen, werden nach dem Färben gereinigt. Die Reinigung erfolgt während 10 Minuten bei der Siedetemperatur in 0,1 %-iger neutraler Seifenlösung mit anschließendem Spülen. Dann werden die Stränge getrocknet.

Die gleiche Arbeitsweise kann mit 5 g Gewebestücken anstelle von Garnen oder Strängen durchgeführt werden.

gefärbte Fasern Temperatur

Polyester (Polyäthylenterephthalat) 100 Grad C (212 Grad F)

Nylon 66 Teppichgarn 98 Grad C (208 Grad F)

Acetat (Celluloseacetat) 82 Grad C (180 Grad F)

Triacetat (Cellulosetriacetat) 9 8 Grad C (208 Grad F)

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Mit dieser Methode wird eine Färbestärke von 0,5 % Farbstoff, bezogen auf das Gewicht des Garns oder Gewebes, erzielt.

Einen Vergleich der mit diesem Verfahren auf Strängen erzielten Ergebnisse zeigt Tabelle II.

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Tabelle

II

	Farbstoff	0,5 % Färbestärke	und Farbtiefe	(gesch.)	Lichtechtheitsbewertung	4	Acetat	Sublimationsbewertung
	a.	Polyester (Dacron 54)	Nylon 66 (Nylon 501)	Acetat	Polyester Nylon 66	2 3	6	(Kontakt)
	b. C.	leuchtend grün-gelb 100 t	gelb 100 %	leuchtend grün-gelb 100 %	6	2	3 5	4-5
109810	d.	sehr viel roter, etwas stumpfer roter und stumpfer	100 t 100 %	100 % 100 %	3-4 4	4-5	4-5 3
/202	grüner	50 %	50 %	4	5

Die Lichtechtheit wird nach der AATCC-Testmethode 16A 1964 ermittelt, bei der ein Kohle lichtbogen
verwendet wird. Die Bewertung steht mit der Einwirkungsdauer in Stunden in Beziehung, die bis zu
einer leichten Änderung des Farbtons erforderlich ist.

Bewertung: 2

Stunden:

Bei dieser Art von Progression wird die Lichtechtheit bei jeder
Zunahme um eine Einheit verdoppelt.

10

20 40

80

Die Sublimation wird durch Einlegen des gefärbten Polyesterstrangs zwischen Baumwoll- und ungefärb-fsj tes Polyestergewebe und 30 Sekunden lange Wärmeeinwirkung bei 210 Grad C (410 Grad F) ermittelt. CD Sublimierender Farbstoff zeigt sich auf dem ungefärbten Polyester. 4>·

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Beispiel

Gemischte Farbstoffzusammensetzung

Aus folgenden Bestandteilen wird durch Mischen in einer Kugelmühle und Sieben eine Mischung hergestellt.

21,00 Teile Farbstoff von Beispiel 1

7/80 Teile Natriumlignosulfonat (Dispergiermittel)

7,80 Teile Dextrin

0,20 Teile Natrium-2,4,5-trichlorphenat-sesqui-hydrat

0,05 Teile Entschäumer

0,03 Teile Phenylmercuriacetat

63,12 Wasser

100,00 Teile Farbstoffdispersion

Diese Mischung ist zur Anwendung auf Fasern nach den Methoden von Beispiel 3 und 4 geeignet.

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Claims (3)

1. - ¹³ - 2ÜA2651

   Patentansprüche 1. 5-(2-Nitro-p-anisidylazo)barbitursäure.
2. 2. Mit der Verbindung nach Anspruch 1 gefärbte Fasern aus Polyester, Nylon, Acetat, Triacetat und Mischungen daraus.
3. 3. Mit der Verbindung nach Anspruch 1 gefärbte organische Celluloseester.

   oof* \

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