DE2047832C3

DE2047832C3 - Verfahren zum Färben von stickstoffhaltigen Fasern

Info

Publication number: DE2047832C3
Application number: DE2047832A
Authority: DE
Inventors: Erwin Dipl.-Chem.Dr. 6230 Frankfurt Bohnert; Fritz Dipl.- Chem.Dr. 6232 Bad Soden Osterloh
Original assignee: Farbwerke Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1970-09-29
Filing date: 1970-09-29
Publication date: 1975-03-20
Also published as: DE2047832A1; NL159741B; ATA641771A; DE2047832B2; JPS5754595B1; AT337646B; BE770556A; CH1096971A4; FR2108049B1; CH546858A; NL7110558A; US3802837A; GB1361206A; FR2108049A1

Description

35 der Färbungen bemerkbar macht. Wird der Farbstorf wiederum bei einem höheren pH-Wert appliziert, dann wird die Wolle mehr oder minder geschädigt. Hinzu kommt, daß es sehr oft nicht leicht ist, einen pH-Wert von 6 in einer kochenden Farbeflotte möglichst weitgehend konstant zu halten. In den meisten Fällen werden diese Bäder nämlich mit Wasser angesetzt das vorher mit Ionenaustauschern entkalkt wurde und deren pH-Wert sodann während der Färbung erheblich steigt. ..

Bezüglich des Einsatzes von Sulfatoathylsulfonfarbstoffen zum Färben von Wollmaterialien wurde deshalb bereits eine alkalische Vorbehandlung solcher Reaktivfarbstoffe vor dem Färbeprozeß empfohlen, gemäß der man die wäßrige Fa) bstofflösung im Ansatzgefaß während 5 Minuten dei Einwirkung von z. B Trinatriumphosphat bei 80" C aussetzt Dabei wird der Farbstoff in die für die Färbung notwendige reaktive Vinylsulfonform umgewandelt. Anschließend wird die alkalische FarbstofTlösung in die lait Essigsäure aur den pH-Wert 5 eingestellte Färbeflotte gegeben, und die Wolle kann somit beim isoelektrischen Punkt, d. h. unter den für diese Faser scho nendsten Bedingungen naßecht gefärbt werden. Bei der erwähnten alkalischen Vorbehandlung der SuI-fatoäthylsulfonfarbstoffe verliert aber der sich bildende Vinylsulfonfarbstoff eine löslich machende Gruppe:

HO₃S-(F) -SO₂-CH₂-CH₂-O-SO₁H

Es ist bekannt, daß man Wolle mit sulfonsäuregruppenhaltigen Reaktivfarbstoffen vom Sulfatoäthylsulfon-Typ sehr naßecht und in brillanlen Farbtönen nach dem Auszieh-Verfahren färben kann. Voraussetzung hierfür ist, daß der pH-Wert der kochenden Färbeflotte mindestens eine halbe Stunde bei pH 6 gehalten werden kann. Unter diesen Bedingungen wird der Sulfatoäthylsulfonfarbstofi in die reaktive Vinylsulfonform umgewandelt, die dafür maßgebend ist. daß der Farbstoff eine kovalente Bindung mit der Proteinfaser eingeht (vgl. Melliand Textilberichte 1968, S. 1444 bis 1448). Diese Bindung führt dann zu den ausgezeichneten Naßechtheitseigenschaften vom auf diese Weise erzeugten Wollfarbungen. Färbt (man dagegen bei einem niedrigeren pH-Wert, so bildet sich nicht genügend Vinylsulfonfarbstoff, was Sich in deutlicher Verminderung der Naßechtheit

40

45 OH

HO₃S -©-SO,- CH = CH₂

HSO₄ + H, O

(F = Farbstoffrest)

Dadurch kommt es in den Ansatzbehältern bei den meist konzentrierten Farbstofflösungen immer wieder zu Farbstoffausfällungen. weil solche Farbstoffe in alkalischen Flotten normalerweise nur in Mengen von 5 bis 40 g 1 löslich sind.

Im Verlauf von Untersuchungen auf diesem Gebiet wurde gefunden, daß sich die Löslichkeit solcher Reaktivfarbstoffe in alkalischen Flotten, bei einer Temperatur von 40⁰C oder höher, durch Zugabe von sulfonsäure- oder carbonsäuregruppenhaltigen sekundären, aliphatischen Aminen auf 60 bis 110 g/l steigern

läßt, so daß keine FarbstoffausfällungcT mehr verursacht werden können. Mit Hilfe von Papierchromatographic kann nachgewiesen werden, daß die genannten Aminoverbindungen bei der alkalischen Vorbehandlung der Sulfatoäthylsulfonfarbstoffe bei Tcm-

peraturcn über 40 C mit dem Reaktivsystem dieser Produkte reagieren:

HO₁S-© -SO₂-CH₂-CH₂-O-SOjH + HN-CH₂ CH₂-SO₃H

OH

HOjS—©—SO₂-CH₂-CH₂-N-CH₂-CH₂-SOjH + HSO₄" + H₂O

(F = Farbstoffrest; R = niedereAlkylgruppe)

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist das Färben von Wolle mit Reaktivfarbstoffen nach der Ausziehmethode, indem man die Ware bei Temperaturen zwischen 70 und 125" C sowie aus schwach saurem Medium mit wäßrigen Flotten des UmwandluHgsproduktes solcher bekannter SuUonyl-Reaktivfarbstofie behandelt, mit denen die Faser nach einem Additionsmechanismus über die Vinylsulfonform des Farbstoffs reagiert, und die vorher durch Einwirkung von kurzkettige bis zu 4 Kohlenstoffatome enthaltende Kohlenwasserstoffreste ausweisenden N-AIkylaminoalkylcarbonsäuren und/oder N-Alkyl-aminoalkylsulfonsäuren bzw. deren wasserlöslichen Salzen davon zwischen 40° C und Kochtemperatur und bis zur 4fach molaren Menge, bezogen auf den Farbstoff, in eine löslichere und für das Färben von Wolle reaktionsfähigere Form übergeführt worden sind.

Wenn die bei der Einwirkung der zuvor genannten Aminoverbindungen aus den Reaktivfarbstoffen ent-Itehenden Reaktionsprodukte nunmehr entsprechend dem erfindungsger"äßen Verfahren bei pH-Werten um Ctwa 5 auf stickstoffhaltigen Fasern appliziert werden, fo erhält man tiefere und naßechtere Färbungen als I. B. mit den herkömmlichen Sulfatoäthylsulfonfarbttoffen. Letztere gehen nämlich im Hinblick auf ihren Farbaufbau bei diesem pH-Bereich nur etwa zu 70 bis 80% eine kovalente Bindung mit den stickstoffhaltigen Fasern ein, während der restliche Anteil lediglich Salzartig gebunden wird. Dagegen werden die oben aufgerührten Reaktionsprodukte nahezu vollständig fixiert. Weiterhin können diese Farbstoffe — im Gegensatz zu den Sulfatoäthylsulfonprodukten — bei pH-Werten zwischen 2 und 3 auf Wolle aufgebracht werden, ohne daß sie mit der Faser chemisch reagieren, und anschließend durch pl i-Wert-Erhöhung auf 5 echt fixiert werden. Auf diese Weise resultiert eine beachtliche Verbesserung der Egalität von solchen Färbungen. Es handelt sich somit um Reaktivfarbstoffe, die gegenüber stickstoffhaltigen Fasern eine merkliche höhere Reaktionsfähigkeit besitzen als die Sulfatoäthylsulfon-Ausgangsprodukte selbst.

Die zur Herstellung der Färbungen gemäß dieser Erfindung eingesetzten Farbstoffe werden erhalten, indem man die oben zitierten Aminoverbindungen in alkalischer Flotte mit Reaktivfarbstoffen, die mit stickstoffhaltigen Fasern nach einem Additionsmechanismus reagieren, 1 bis 2 Minuten aufkocht. Geeignete Ausgangsfarbstoffe dieser Kategorie gehören beispielsweise der Reihe der Oxazin-, Triphenylmethan-, Xanthon-, Nitro-, Acridon- oder Phthalocyaninfarbstoffe an. insbesondere jedoch dem Typ von metallfreien bzw. mctallicrten Mono- oder PoIyazofarbstoffen sowie von Anthrachinonfarbstoffe^ die mindestens eine wasserlöslich machende Gruppe, wie die Sulfonsäure- oder Carbonsäuregruppe, enthalten sowie vorzugsweise die Gruppe

— SO₂ — CH₂ — CH₂ — OSO₃H

einmal oder mehrmals aufweisen. Demgegenüber werden Reaktivfarbstoffe, die sich nach einem Substitutionsmechanismus umsetzen, durch die oben zitierten Aminoverbindungen inaktiviert.

Aus der Klasse von verfahrensgemäß in Betracht zu ziehenden Aminoverbindungen seien beispielsweise

N'Alkyl-aminoessigsäure,
N-Alkyl-aminoäthyisulfonsäure und
N-Alkyl-aminopropionsäure

genannt, wobei als Alkylreste in diesen Substanzen solche mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen in Frage kommen. Die Aminoverbindungen können auch in Form ihrer wasserlöslichen Salze, z. B. als Alkalisalze, angewandt werden.

Mit Hilfe dieser Aminoverbindungen können z. B. die Sulfatoäthylsulfonfarbstoffe in den in den Färbereien üblichen Ansatzbehältern mit Wasser und Alkali durch kurzes Aufkochen in konzentrierter

ίο Form gelöst werden, ohne daß es dabei zu unerwünschten und für die Färberei untragbaun Ausfällungen kommt. Ebenso kann die Überführung der Farbstoffe in die reaktionsfähigere Form im Färbebad selbst durch Zugabe der Aminoverbindungen erfolgen.

is Zweckmäßigerweise worden die Aminoverbindungen ii der 1,5- bis 4fach molaren Menge, bezogen auf den Farbstoff, eingesetzt.

Die Durchführung der erfindungsgemäßen Färbungen von stickstoffhaltigem Fasermaterial natürlicher oder synthetischer Herkunft erfolgt vorwiegend nach der Ausziehmethode bei Temperaturen zwischen 70 und 125° C der wäßrigen Farbstofflösungen, aus schwach saurem, bevorzugt essigsaurem Medium. Entsprechend einer Variante dieser Färbebedingungen läßt sich — wie bereits oben erwähnt — die Egalität solcher Färbungen merkenswert erhöhen, indem man mit der Ware zuerst in ein mineralsaures Färbebad eingeht und sodanp die Färbeoperation bei schwach sauren pH-Werten zu Ende führt.

In der französischen Patentschrift 1 558 340 sind wohl Präparationen zum Färben und Bedrucken von Baumwolle beschrieben, bei denen bestimmte Aminoverbindungen, unter anderem Taurin oder Derivate davon, zur Stabilisierung von Reaktivfarbstoffen vom Sulfatoäthylsulfon- bzw. Vinylsulfon-Typ in alkalischen Klolzflotten oder Druckpaster. zugesetzt werden. Hieraus kann man jedoch nicht die technische Lehre der vorliegenden Erfindung ableiten, daß beim Färben von stickstoffhaltigen Fasern mit Reaktivfarbstoffen dieser Klasse in Anwesenheit von z. B. Methyltaurin — im Gegensatz zur Verbesserung der Stabilität gemäß dem genannten Stand der Technik — überraschenderweise eine Erhöhung der Reaktivität sowie der Löslichkeit dieser Farbstoffe in saurer.

neutraler oder alkalischer Flotte bewirkt wird.

Beispiel 1
25 g des Reaktivfarbstoffe der Formel

OH

. Ί

SO₃Na

N=N

OCH₃

SO₂-CH₂-CH₂-O-SO₃Na

werden zusammen mit 2,5 g Soda und 3.8 g des Natriumsalzes der N-Methylaminoäthylsulfonsäure in 500 ml Wasser durch ein Aufkochen von 1 bis 2 Minuten im Ansatzgefäß gelöst, ohne daß es dabei zu Farbstoffniederschlägen kommt. Anschließend wird 1 kg Wollkammgarn mit 40 I einer wäßrigen Lösung, die 40 ml 60%ige Essigsäure und 250 ml obiger

wäßriger Farbstofflösung enthält, 1 Stunde beim pH-Wert 5 und der Temperatur von 100⁰C gefärbt. Das gefärbte Garn wird sodann mit Wasser heiß und kalt gespült. Nach dem Trocknen erhält man eine

brillante Rotfiirbung von ausgezeichneter Waschechtheit,

Beispiel 2
10 g des Reaktivfarbstoffe der Formel

OCH₃

erhiilt man eine brillante Blaufärbung von ausgezeichneter Was'hechtheit.

Beispiel 4
20 g des Reaktivfarbstoffe der Formel

10

CH,

O₃H

werden zusammen mit Ig Soda und 1,5g des Natriumsalzes der N-Methylaminoessigsäure in 140 ml Wasser durch ein Aufkochen von 1 bis 2 Minuten im Ansatzgefäß gelöst, ohne daß es dabei zu Farbstoffniederschlägen kommt. Anschließend wird 1 kg Wollkammzug mit 35 1 einer wäßrigen Lösung, die 40 ml 60%ige Essigsäure und 140 ml obiger wäßriger Farbstofflösung enthält, 1 Stunde beim pH-Wert 5 und der Temperatur von 100⁰C gefärbt. Der gefärbte Kammzug wird sodann mit Wasser heiß und kalt gespült. Nach dem Trocknen erhält man eine brillante Gelbfärbung von ausgezeichneter Waschechtheit.

Beispiel 3
15 g des Reaktivfarbstoffes der Formel

30

35

O NH₂

40

45

SO₂-CH₂-CH₂-O-SO₁Na

werden zusammen mit 1,5 g Soda und 2,3 g des Natriumsalzes der N-Methylaminoäthylsulfonsäure in 210 ml Wasser dmch ein Aufkochen von 1 bis 2 Minuten im Ansatzgefäß gelöst, ohne daß es dabei zu Farbstoffniederschlägen kommt. Anschließend wird 1 kg eines Nylongewebes mit 35 1 einer wäßrigen Lösung, die 40 ml 60%ige Essigsäure und 140 ml obiger wäßriger Farbstofflösung enthält, 1 Stunde bei 100°C gefärbt. Die gefärbte Ware wird sodann mit Wasser heiß und kalt gespült. Nach dem Trocknen

N=N

SO₃H

SO₂-CH₂-CH₂-O-SO₃H

werden zusammen mit 2 g Soda und 3 g N-Äthylaminopropionsäure in 300 ml Wasser durch ein

Aufkochen von I bis 2 Minuten in Lösung gebracht, ohne daß es dabei zu Farbstoffniederschlägen kommt.

Anschließend wird 1 kg gechlortes Wollgarn mit 40 I einer wäßrigen Lösung, die 40 ml 60%iger Essigsäure und 175 ml obiger wäßriger Farbstofflösung enthält, 1 Stunde beim pH-Wert 5 und der Temperatur von 100' C gefärbt. Das gefärbte Wollgarn wird sodann mit Wasser heiß und kalt gesrült. Nach dem Trocknen erhält man eine brillante O i.ngefärbung von ausgezeichneter Waschechtheit.

Beispiel 5

15 g des Reaktivfarbsioffes der Formel
NH,

,-SO₁Na

SO₂ - CH₂ - CH₂ ~O- SO,N;i

H₃CO

werden ,-uisammcn mit 1,5 g Soda und 2.3 g des Natriumsalzes der N-Mcthyl-amino-äthylsulfonsäurc in 210 ml Wasser durch ein Aufkochen von 1 bis 2 Minuten im Ansatzgefäß gelöst, ohne daß es dabei zu Faibstoffausfällungen kommt. Anschließend wird 1 kg Wollgarn mit 40 1 einer wäßrigen Lösung, die 40 ml konzentrierte Schwefelsäure und 170 ml obiger wäßriger Farbstofflösung enthält. 45 Minuten bei 100 C behandelt. Daraufhin wird durch Zugabe von 50 g Natriumacetat und 30 ml Natronlauge von 38 Be der pH-Wert der Flotte auf 5 erhöht, und sodann wird die Färbung während 45 Minuten bei Kochtemperatur weitergeführt. Die gefärbte Ware wird schließlich mit Wasser heiß und kalt gespült. Nach dem Trocknen erhält man eine brillante Blaufärbung von ausgezeichneter Waschech'heit, die bezüglich ihres Warer.bildes wesentlich egaler ist. als wenn man die Färbung in essigsaurem Medium durchführt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Färben von Wolle mit Reaktivfarbstoffen nach der Ausaehmethode, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ware bei Temperaturen zwischen 70 und J 25" C sowie aus schwach saurem Medium mit wäßrigen Flotten des Umwandlungsproduktes solcher bekannter Sulfonyl-Reaklivfarbstofle bebandelt, mit denen ι ο die Faser nach einem Additionsmecbanismus über die Vinylsulfonform des Farbstoffs reagiert, und die vorher durch Einwirkung von kurzkettigen bis zu 4 Koblenstoffatome enthaltende Kohlenwasserstoffreste aufweisenden N-Alkyl-aminoalkylcarbonsäuren und/oder N-Alkyl-amino-alkylsulfonsäuren bzw. wasserlöslichen Salzen davon zwischen 40⁰C und Kochtemperatur und bis zur 4fach molaren Menge, bezogen auf den Farbstoff, in eine löslichere und für das Färben von Wolle reaktionsfähigere Form übergerührt worden sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man für die Umwandlung AusgangsreaktivfarbstofTe vom Typ der Sulfatoäthylsulfon-Verbindungen einsetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umwandlung der Ausgangsreaktivfarbstoffe im Färbebad oder im Ansatzbehälter vornimmt.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Färbungen unter mirieralsauren Bedingungen beginnt und bei schwach sauren pH-Werten zu Ende führt.