DE2105231B2

DE2105231B2 - Verfahren zur Herstellung dispergierbarer Farbstoffzubereitungen und deren Verwendung

Info

Publication number: DE2105231B2
Application number: DE2105231A
Authority: DE
Inventors: Claude Renault; Michel Sieghem
Original assignee: Produits Chimiques Pechiney Saint Gobain
Current assignee: Produits Chimiques Pechiney Saint Gobain
Priority date: 1970-02-06
Filing date: 1971-02-04
Publication date: 1975-11-20
Also published as: NL7101423A; CH550847A; US3860392A; DE2105231A1; GB1309614A

Description

~* 3 4

• wt..;ii» nro 100 Gewichtsteile Farbstoff und der _, . ... Γ iStoff 10 bis 300 Gewichtsteile pro 100 Teile ^BeisP^iel ^l

|^Ught5f darstellen. Eine wäßrige Dispersion von 10 g C. I. Disperse

ν rruesweise werden die Zugabestoffe zum Zwecke Blue 54, einem blauen Dispersionsfarbstoff (Coleur α Vereinfachung des Vermischens der Komponenten 5 Index, Bd. 2, S. 2683) in 10 g Wasser und 5 g eines •Her Zusammensetzung in Beimischung mit einem Gemisches eines Emulgators aus 75 Gewichtsprozent ^m nUrhen Lösungsmittel in die Zusammensetzung Dodecylbenzolsulfonsäure, neutralisiert mit Tratna-^Orgapmischt Als organisches Lösungsmittel verwendet nolamin, und 30 Gewichtsprozent Nonylphenol mit ^em ,weckmäßig ein oder mehrere nicht entflammbare 10 Athylenoxidgruppen werden 5 mm lang gemiscnt. ?■ Sd wie halogenierte Kohlenwasserstoffe, ₁₀ Dann werden ein Gemisch von 5 g Nonylphenylv°^SSwe se Perchloräthylen, Trichloräthylen, Tri- monosäurephosphat mit sechs Athylenoxidgruppen ΏΚΓπΙ und Methylenchlorid. und 5 g Perchloräthylen zugegeben und es wird weitere

7weckmäßig erfolgt die Herstellung der Zubereitung 5 min gemischt. .

hefeiner Temperatur zwischen 20 und 40°C. Die hergestellte Zusammenstezung ist eine_Paste,

nie verwendbaren anionisch^ Emulgatoren ₁₅ die beim Versetzen mit einem organischen Losungs-

• neu tralem Medium umfassen zweckmäßig neu- mittel eine stabile Dispersion ergibt, !rale Salze der Alkylarylsulfonsäuren und der Beispiel 2

- - - · --=- ren, beispielsweise Natnum-

und Triäthanolamindioctyl- Eine

20 Red 56

^wie

nnSÄSuicphMptat; Alky.polyoxyäthy- mittel eine stabile D.spers.on erg.bt. lendisäurephosphate und insbesondere Athylhexanol- Beispiel 3

teucc.n.tbe,- oren ™ ™,^JS'Ji,^ _u„d 30 Ge-

^<s

thrachinone, aus aer vjiuppc uv-i au₆w.._u.„„_vi.

Farbstoffe, beispielsweise Azofarbstoffe und Derivate . .

von Triphenylmethan, aus der Gruppe der sogenannten Beispiel 4

Reaktivfarbstoffe, beispielsweise solche, die in ihrem 50 Eine wäßrige Dispersion von 10 g C. I. Acid Green

Molekül einen Triazinkern oder eine Vinylsulfon- 43, eines grünen Farbstoffs (Colour Index, Bd. 1,

gruppe aufweisen, oder aus der Gruppe der sogenann- S. 1411) in 20 g Wasser und 20 g eines Gemisches von

ten basischen Farbstoffe, beispielsweise Azofarbstoffe Emulgatoren bestehend aus 70 Gewichtsprozent Do-

unö Aminderivate von Triphenylmethan. decylbenzolsulfonsäure, neutralisiert mit Triäthanol-

Die durch das erfindungsgemäße Verfahren herge- 55 amin, und 30 Gewichtsprozent Nonylphenol mit 10

stellten Farbstoffzubereitungen können mit einem Athylenoxidgruppen werden 5 min lang gemischt,

organischen Lösungsmittel zu einer stabilen Disper- Dann wird ein Gemisch von 10 g Nonylphenyl-

sion versetzt werden. monosäurephosphat mit 6 Athylenoxidgruppen und

Die Erfindung erstreckt sich auch auf die Verwen- 10 g Perchloräthylen zugegeben und der Mischvorgang

dung der Farbstoffzubereitungen, die in einem orga- ^6o weitere 5 min fortgesetzt.

nischen Lösungsmittel dispergierbar und nach dem Die hergestellte Zusammensetzung ist eine Paste,

Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt sind, zum die beim Versetzen mit einem organischen Lösungs-

Färben von natürlichen und synthetischen Textilfasern. mittel eine stabile Dispersion ergibt.

"— u„„„„_Mr, Verständnis der Erfindung sol- _R . . . <-

on natürlichen und synthetischen Textl

Zum besseren Verständnis der Erfindung sol- _R . . .

n im folgende ii Biiele für die Her- ⁶5 ei spie

tellung von F
werden, die in
dispergierbar sind.

Zum besseren Verständnis der Erfindung sol _R

len im folgenden einige Beispiele für die Her- ⁶5 ei spie

stellung von Farbstoffzubereitungen angegeben Eine wäßrige Dispersion von 10 g C. I. Basic Red526,

werden, die in einem organischen Lösungsmittel eines roten Farbstoffs (Colour Index, Bd. 1, S. 1638)

diierbar sind in 15 g Wasser und 20 g eines Gemisches von Emulga-

toren bestehend aus 70 Gewichtsprozent Dodecylbenzolsulfonsäure, neutralisiert mit Triäthanolamin, und 30 Gewichtsprozent Nonylphenol mit 10 Äthylenoxidgruppen werden 5 min Lyig gemischt.

Dann wird ein Gemisch aus 10 g Nonylphenylmonosäurephosphat mit 6 Äthylenoxidgruppen und 10 g Perchloräthylen zugegeben und der Mischvorgang weite/e 5 min fortgesetzt.

Die hergestellte Zusammensetzung ist eine Paste, die beim Versetzen mit einem organischen Lösungsmittel eine stabile Dispersion ergibt.

Beispiel 6

Eine wäßrige Dispersion aus 10 g Reactive Yellow 14, eines gelben Farbstoffs (CoJour Index, Bd. 3, S. 3400) in 20 g Wasser und 20 g eines Gemisches von Emulgatoren bestehend aus 70 Gewichtsprozent Dodecylbenzolsulfonsäure, neutralisiert mit Triäthanolamin, und 30 Gewichtsprozent Nonylphenol mit 10 Äthylenoxidgruppen werden 5 min lang gemischt.

Dann wird ein Gemisch aus 10 g Nonylphenylmonosäurephosphat mit 6 Äthylenoxidgruppen und 10 g Perchloräthylen zugegeben und der Mischvorgang weitere 5 min fortgesetzt.

Die hergestellte Zusammensetzung ist eme Paste, die beim Versetzen mit einem organischen Lösungsmittel eine stabile Dispersion ergibt.

Verwendung der Farbstoffzubereitungen

Die Farbstoffzubereitungen gemäß der Erfindung finden Anwendung beim Einfärben der verschiedensten Maierialien, wie Leder, natürlichen und künstliehen Fasern und von verschiedenen Oberflächen, beispielsweise solchen von Metall, Holz und Papier.

Beim Einfärben von sowohl natürlichen als auch synthetischen Textilfasern ist es beispielsweise in der Industrie allgemein üblich, einen Farbstoff zu verwenden, der in einem im wesentlichen wäßrigen Medium gelöst oder dispergiert ist.

Synthetische Fasern aus Polyamiden, Acrylnitrilpolymerisaten oder -mischpolymerisaten lassen sich mit einer solchen wäßrigen Farbe unter Verwendung der chemischen Reaktionen zwischen Faser und Farbstoff einfärben. Im Gegensatz dazu benötigen die meisten Kunststoffasern, beispielsweise PVC-Fasern oder solche aus Polyestern oder Polyoelfinen, wegen ihrer chemischen Trägheit und ihrer hydrophoben Eigenschaften Färbebedingungen, welche physikalische Änderungen in der Struktur der Fasern verursachen, damit der Farbstoff in die Fasern eindringen und in sie diffundieren kann. Diese physikalischen Modifikationen werden erzeugt entweder durch Wärmebehandlung oder durch Verwendung von sogenannten »Carriern«, die von schweren Lösungsmitteln gebildet sind, einen hohen Siedepunkt aufweisen und die Eigenschaften besitzen, die Fasern zu quellen, so daß dadurch der Farbstoff leichter ins Innerste der Molekularstruktur diffundieren kann. Der »Carrier« wird mit Hilfe eines Emulgators in einem großen Wasservolumen dispergiert.

Man wendet somit verschiedene Färbemethoden mit wäßrigen färbenden Medien an, beispielsweise:

— Diskontinuierliche Verfahren, bei denen ein wäßriges Färbebad bei Vorliegen eines »Carriers« mit Temperaturen bis zu 100° C und bei Fehlen eines »Carriers« mit Temperaturen oberhalb IOiTC bis zur Erschöpfung benutzt wird.

— Kontinuierliches Verfahren mit Imprägnieren und Ausdrücken der Fasern und anschließender Thermofixierung unter Verwendung von Dampf.

— Kontinuierliche Verfahren mit Imprägnierung, Ausdrücken und Trocknen der Faser mit nachfolgender trockener Thermofixierung.

Diese Verfahren haben bestimmte Nachteile, und zwar unter anderem folgende: großer Wasserverbrauch, Verschmutzung von Flußwasser beim Ableiten farbstoffhaltigen Restwassers und großer Wärmeverbrauch beim Einfärben der Fasern durch Verdampfung von Wasser.

Das oben erwähnte, mit trockener Thermofixierung arbeitende Verfahren, besitzt im Vergleich mit dem mit Dampfthermofixierung arbeitenden Verfahren den Vorteil der Verringerung des Risikos der Farbwanderung, den Vorteil, daß keine leckdichte Installation für die Durchführung des Verfahrens erforderlich ist, und schließlich den Vorteil, daß es verhältnismäßig rasch arbeitet, weil hohe Temperaturen verwendet werden können. Die trockene Thermofixierung wird mit Erfolg industriell jedoch nur für Polyesterfasern verwendet, da die für eine wirksame Thermofixierung erforderlichen Temperaturen die Gefahr mit sich bringen, daß es zu einer chemischen Zersetzung oder zu einer Kontraktion der Fasern kommt, insbesondere wenn diese aus Polyamiden und Acrylnitrilpolymeren oder -mischpolymeren bestehen.

Durch die Erfindung wird ein kontinuierliches Verfahren zum Einfärben natürlicher oder synthetischer Fasern ermöglicht, das die oben erwähnten Nachteile der bekannten Verfahren wesentlich reduziert und verschiedene Behandlungen, insbesondere antistatische, ölfugide und wasserfugide Behandlung auf den Fasern gleichzeitig beim Einfärben erlaubt.

Die Erfindung betrifft ferner ein kontinuierliches Verfahren zum Einfärben natürlicher oder künstlicher Textilfasern, bei dem die Fasern in einer Farbstoffzubereitung imprägniert werden, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt und in einem organischen Lösung:rMtte! dispergiert ist, worauf die imprägnierten Fasern ausgedrückt und getrocknet werden und der Farbstoff durch Erwärmen in Luft oder Dampf fixiert wird.

Das Färbeverfahren gemäß der Erfindung ermöglicht eine unmittelbare und regelmäßige Fixierung der Farbstoffe auf im wesentlichen jegliche Faser, gleichgültig, ob es sich um Natur- oder Kunstfasern handelt.

Man kann dem Färbereifachmann an sich bekannte mechanische und physikalische Einrichtungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwenden, desgleichen bekannte Einrichtungen und Installationen für die Wiedergewinnung der Lösungen zum erneuten Gebrauch. So können beispielsweise das Imprägnieren und das Ausdrücken durch Eintauchen des zu behandelnden Gewebes in das Farbstoffbad nach dem üblichen Imprägnierverfahren erfolgen, wobei zum Trocknen das Gewebe einer Infrarotstrahlung ausgesetzt wird. Die Thermofixierung erfolgt entweder dadurch, daß man das Gewebe durch einen Tunnel führt, in welchem heiße Luft umgewälzt wird (trockene Thermofixierung), oder indem man das Gewebe in einen geschlossenen Dampfkessel taucht, in welchen Dampf eingeführt wird (Dampfthermofixierung).

* 7 8

Vorteilhaft wird beim Einfärben gemäß der vorlie- gruppen, Zugabe von 5 g Nonylphenylsäurephosphat

genden Erfindung das Imprägnieren und Ausdrucken mit 6 Äthylengruppen und weiteres Durchmischen für

in einem Temperaturbereich von 10 bis 50C und vor- weitere 5 min.

zugsweise von 20 bis 30° C durchgeführt. Das Trocknen Das Gewebe, welches 86% seines Gewichts der erfolgt bei einer Temperatur von 30 bis 80°C, Vorzugs- 5 Zusammensetzung zurückhielt, wurde in heißer Luft

weise von 40 bis 50⁰C. Die Thermofixierung erfolgt getrocknet und dann bei 210¹X 60 see lang thermo-

unabhängig davon, ob sie trocken oder durch Dampf fixiert.

erfolgt, bei einer Temperatur zwischen 80 und 250" C Das derart eingefärbte Gewebe hatte eine lebhafte

und für einen Zeitraum von 30 see bis 30 min, wobei Farbe.

Zeit und Temperatur als Parameter für die Thermo- >° Die chemische Reinigung und Waschstabilität des

fixierung von der Natur der zu behandelnden Fasern gefärbten Gewebes wurde in einer sogenannten Wasch-

und von der gewählten Art der Thermofixierung ab- rad-Waschmaschine bestimmt, welche so viele Töpfe

hängen. aufweist, als Proben zu prüfen sind. Die Töpfe haben

Selbstverständlich werden die Farbstoffzubereitun- jeweils ein Fassungsvermögen von 500 cm³ und sind gen, die beim erfindungsgemäßen Einfärbeverfahren »5 hermetisch abgeschlossen. Sie werden auf einem Rad

zur Anwendung kommen, aus denjenigen ausgewählt, befestigt, das sich mit 44 Umdrehungen pro Minute

weiche eine gute Einfärbekraft aufweisen und gegen in einem thermostatisch gesteuerten Bad dreht,

chemische Reinigung und gegen die für die verschie- Die Prüfbedingungen sind wie folgt: denen Fasern brauchbaren Waschverfahren stabil
sind.

Die gemäß der Erfindung einfärbbaren Fasern umfassen Wollfasern und Fasern aus Polyester, Polyamiden und Acrylnitrilpolymerisaten und -mischpolymerisaten.

Das folgende Beispiel zeigt das Verfahren zum Ein- »5 Badverhältnis: färben gemäß der Erfindung.

Beispiel 7

Ein Polyesterfasergewebe mit 100 g/m² wird bei 3<>
einer Temperatur von 20° C mit einer Farbstoff zubereitung gemäß der Erfindung imprägniert, die in
1,000 cm³ Perchloräthylen dispergiert ist. Es wird dann
auf einem Padder ausgedrückt. Die Farbmittelzusammensetzung war hergestellt durch 5 min langes Mischen 35
einer wäßrigen Dispersion von 10 g C. I. Disperse
Blue 54, eines blauen Farbstoffs (Colour Index, Bd. 2,
S. 2683) in 10 g Wasser und 5 g eines Gemisches von
Emulgatoren zusammengesetzt aus 70 Gewichtsprozent
Dodecylbenzolsulfonsäure, neutralisiert mit Triätha- 40 In keiner der untersuchten Proben war ein praktisch nolamin, und 30% Nonylphenol mit 10 Äthylenoxid- merkbares Ausbleichen zu beobachten.

Chemisch-Reinigung:	Dauer:	15 Minuten	(Masse der Probe in g) 1
Temperatur:	20° C	(Volumen d. Lösungs-" 100
Menge der Probe:	1,5 g	mittels in cm³)
Natur d. Lösungsmittels: Perchloräthylen	Waschen:
Badverhältnis:	30 Minuten
	60 C
	1,5 g
	Handelsübliche Waschflüssig
Dauer:	keit, 5 g/I ohne optischen
Temperatur:	Aufheller
Menge der Probe:	(Menge der Probe in g) 1
Arider Lösung:	(Volumen der Lösung " 100
	in cm³)

Badverhältnis:

tos »7/3

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer in einem halogenierten organischen Lösungsmittel dispergierbaren Farbstoffzubereitung, deren Farbstoffe) in einem wäßrigen Medium dispergierbar, in einem organischen Lösungsmittel jedoch unlöslich und nicht-dispergierbar ist (sind), dadurch gekennzeichnet, daß man in eine konzentrierte wäßrige Dispersion des Farbstoffs (der Farbstoffe) mindestens einen Emulgator aus der Gruppe der anionischen und nichtionischen Emulgatoren in einem neutralen Medium sowie mindestens einen Zugabestoff aus der Gruppe der Säuren und der anionischen Emulgatoren in einem sauren Medium einmischt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Dispersion des Farbstoffes 30 bis 75 Gewichtsprozent der endgültigen Zusammensetzung darstellt und zwischen 50 und 150 Gewichtsteile an Farbstoff pro 100 Teile Wasser enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Emulgator im neutralen Medium 40 bis 200 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile Farbstoff darstellt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugabestoff 10 bis 300 Gewichtsteile pro 100 Teile Farbstoff darstellt.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugabestoff in die Zusammensetzung in Beimischung mit einem organischen Lösungsmittel eingemischt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Lösungsmittel nicht entflammbar ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Lösungsmittel ein halogenierter Kohlenwasserstoff ist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die im wäßrigen Medium dispergierbaren Farbstoffe sogenannte Dispersionsfarbstoffe oder in ein Plastosol überführbare Farbstoffe sind, deren Moleküle kleine Abmessungen aufweisen und keine auxochromen, die Löslichkeit irr wäßrigen Medium verleihende Gruppen besitzen.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbstoffe saure Farbstoffe sind.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbstoffe Reaktivfarbstoffe sind.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbstoffe basische Farbstoffe sind.

12. Verfahren zum Einfärben natürlicher oder synthetischer Text! !fasern, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern in einer Farbstoff zubereitung, die nach einem der Ansprüche 1 bis 11 hergestellt und in einem organischen Lösungsmittel dispergiert ist, getränkt, abgequetscht, getrocknet und die Farbstoffe durch Erwärmen in Luft oder Wasserdampf fixiert werden.

Die Erfindung betrifft ein Verlihren zur Herstellung einer in einem halogenierten organischen Lösungsmittel dispergierbaren Farbstoffzdbereitung, deren Farbstoffe) in einem wäßrigen Medium dispergierbar, in einem organischen Lösungsmittel jedoch unlöslich und nicht dispergierbar ist (sind).

Für zahlreiche Einfärbverfahren ist es erforderlich, mitunter wesentlich, daß die Farbstoffe in organischen Lösungsmitteln gelöst oder dispergiert eingesetzt werden. Als organische Lösungsmittel bieten die nicht entflammbaren halogenierten organischen Lösungsmittel insbesondere im Hinblick auf ihre Gebrauchssicherheit entscheidende Vorteile. Farbstoffe, die in diesen Lösungsmitteln löslich oder dispergierbar sind, sind jedoch selten. Andererseits weisen die in Wasser löslichen oder dispergierbaren Farbstoffe, insbesondere zum Färben von Textilien, hervorragende Eigenschaften auf. Diese Farbstoffe sind jedoch in organischen Lösungsmitteln, vor allem in den chlorierten Lösungs-

ao mitteln, weder löslich noch dispergierbar. Es ist daher bislang nicht gelungen, die in Wasser löslichen oder dispergierbaren Farbstoffe in der Färberei dort zu verwenden, wo ihre Anwendung in organischen Lösungsmitteln erforderlich ist.

a5 Zwar sind zahlreiche Verfahren bekannt, bei denen in Wasser gelöste und bzw. oder dispergierte Farbstoffe auch in Verbindung mit organischen Lösungsmitteln eingesetzt werden, jedoch bleiben bei all diesen Systemen die Farbstoffe stets in der wäßrigen Phase. Mit solchen Systemen können gerade die Vorteile, die durch den Einsatz der halogenierten organischen Lösungsmittel erzielt werden sollen, nicht erhalten werden. Weiterhin sind den einstellbaren Farbstoffkonzentrationen in solchen Systemen einige Grenzen gesetzt (französische Patentschrift 15 35 352; USA.-Patentschrift 28 28 180).

Die Anmelderin selbst hat bereits ein Verfahren zur Herstellung von Farbstoffzubereitungen in einem organischen Lösungsmittel vorgeschlagen, bei dem die Farbstoffe in einem wäßrigen Medium löslich, jedoch in einem organischen Lösungsmittel unlöslich sind (französische Patentschrift 69 15 239).

Angesichts dieses Stands der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Farbstoffzubereitung zu schaffen, die in einem organischen Lösungsmittel dispergierbar ist, obwohl Farbstoffe Verwendung finden, die zwar in einem wäßrigen Medium dispergierbar, in einem organischen Lösungsmittel jedoch unlöslich und nicht dispergierbar sind, wobei die zu schaffenden Farbstoffzubereitungen hohe, auch kontinuierliche Färbverfahren ermöglichende Konzentrationen des Farbstoffs zulassen sollen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der

S5 eingangs genannten Art vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man in eine konzentrierte wäßrige Dispersion des Farbstoffs (der Farbstoffe) mindestens einen Emulgator aus der Gruppe der anionischen und nichtionischen Emulgatoren in einem neutralen Medium sowie mindestens einen Zugabestoff aus der Gruppe der Säuren und der anionischen Emulgatoren in einem sauren Medium einmischt.

Vorzugsweise stellt die wäßrige Dispersion des Farb-

Stoffs 30 bis 75 Gewichtsprozent der endgültigen Zusammensetzung dar und enthält zwischen 50 und 150 Gewichtsteile Farbstoff pro 100 Teilen Wasser, wobei der Emulgator im neutralen Medium 40 bis 200 Ge-