DE2213241C3

DE2213241C3 - Verfahren zum einbadigen Färben von Cellulosefasern oder deren Mischungen mit synthetischen Fasern mit auf der Faser erzeugten wasserunlöslichen Azofarbstoffen nach der Ausziehmethode

Info

Publication number: DE2213241C3
Application number: DE19722213241
Authority: DE
Inventors: Egon 6231 Niederhofheim; Eltz Hans-Ulrich von der Dr. 6000 Frankfurt; Schuster Erich Karl 6051 Lämmerspiel Beyer
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Filing date: 1972-03-18
Publication date: 1977-06-23

Description

Das zweibadige Färben von Cellulosefasern nach dem Ausziehverfahren mit Farbstoffkomponenten, die zur Bildung unlöslicher Azopigmente auf der Faser geeignet sind, entsprechend dem Prinzip — Kupplungskomponenten im Grundierungsbad, Diazokomponente im Entwicklungsbad — ist schon lange bekannt. Die dem sehe Patentschrift 7 29 846 erläutert ein Verfahren, bei dem man im Rahmen des Zeugdrucks von Cellulosefasern sowohl die Kupplungskomponente als auch das diazotierbare primäre aromatische Amin in ein und derselben Druckpaste zusammen mit dem Natriumnitrit auf die Ware druckt und sodann den Azofarbstoff durch eine Säurepassage entwickelt. Ferner ist aus dem deutschen Patent 12 62 957 ein weiteres Verfahren bekannt, gemäß dem nach der Ausziehmethode Kupplungskomponenten einbadij; mit stabilisierten, alkalibeständigen Di- oder Tetrazipaminoverbindungen von primären Aminen auf dem Textilmaterial appliziert werden und durch Säurezusatz zu;r: Bad der Farbstoff auf der Faser entwickelt wird

Es wurde nun gefunden, daß sich Celluiosefasern und deren Mischungen mit synthetischen Fasern, Vorzugsto weise Polyesterfasern, mit auf der Faser erzeugten wasserunlöslichen Azofarbstoffen einbadig nach der Ausziehmethode färben lassen, wenn man auf das Textilmaterial bei Raumtemperatur oder mäßig erhöhter Temperatur eine wäßrige Flotte einwirken läßt, die neben Alkali, Natriumnitrit und einem anionischen Dispergiersystem noch die Lösung oder Dispersion mindestens einer zur Azokupplung befähigten Komponente sowie mindestens eines undiazotierten primären aromatischen Amins in einem Medium auf Basis eines 2ü mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmittels oder Lösevermittlers enthält, und anschließend nach dem Aufziehen der Kupplungskomponente durch Zusatz von Säure oder sauren Salzen zum Färbebad bei Raumtemperatur die Diazotierung des Amins sowie die is Farbstoffbildung durch Kupplung auf der Faser herbeiführt.

Für die Durchführbarkeit der vorliegenden Erfindung ist es ausschlaggebend, daß die an sich im alkalischen Medium wasserunlöslichen primären aromatischen \o Amine mittels geeigneter Maßnahmen klar löslich oder einwandfrei dispergierbar gemacht werden, die es dann erlauben, daß die Flotten sowohl in der Grundierungsphase im alkalischen Bereich als auch in der Entwicklungsphase im sauren Bereich ohne Absehet ■ düngen stabil bleiben. Dieser Zustand wird erfindungsgemäß durch geeignete Lösungsmittel und durch ein in beiden Verfahrensstufen wirksames Dispergiersystem erreicht.

Zur Herstellung der Färbungen nach dem beanspruchten Verfahren kommen d:e aus der Eisfarbentechnik hinlänglich bekannten Kupplungskomponenten in Betracht, wobei verfahrensgemäß solche mit substantivem Charakter gegenüber dem Fasermaterial eingesetzt werden. Hierbei handelt es sich um Verbindungen, die in Nachbarste!lung ?u einer Hydroxygruppe kuppeln und keine löslich machende Gruppen aufweisen, insbesondere Arylamide von aromatischen oder heterocyclischen o-Hydrouycarbonsäuren oder von Acylessigsäuren sowie andere aromatische oder heterocyclische Hydroxyverbindungen und Verbindungen, die eine enolisierbare oder enolisierte Ketomethylengruppe enthalten, welche sich in einem heterocyclischen Ring befindet. Derartige Substanzen sind beispielsweise Arylamide
der 2,3-Hydroxynaphthoesäure,

der 2- Hydroxyanthracen-ß-carbonsäure,
der4-Hydroxydiphenyl-3-carbonsäure,
der 2-Hydroxycarbazol-3-carbonsaure.
der3-Hydroxydiphenylenoxyd-2carbonsäurc,
(10 der S-Hydroxydiphenylensulfid^-carbonsäure,
der Acetessigsäure oder
der Benzoylessigsäure.

Weiterhin haben sich unter anderem Hydroxybenzole, Polyhydroxybenzole, Hydroxynaphthaline und Pyrans zolone als geeignet erwiesen, die gegebenenfalls durch nichtionogene Reste substituiert sind.

Es können verfahrensgemäß alle primären aromatischen Amine eingesetzt werden, die mit den vorstehend

genannten Kupplungskomponenten wasserunlösliche Mono-, Dis- oder Polyazofarbstoffe ergeben, also auch aromatische Diamine. Die hier geeigneten Amine, zu denen auch Aminoazofarbstoffe zählen, besitzen keine ionogenen Substkuenten und sind als Diazokomponenten aus der Eisfarbentechnik bekannt

Das erfindungsgemäße Verfahren kann auf die bekannten cellulosischen Fasern und Mischungen aus Synthesefasern, z. B. Polyesterfasern, und Cellulosefasern angewandt werden. Bei den Cellulosefasern ,₀ handelt es sich in diesem Zusammenhang um native Fasern, wie Flachs, Hanf, Leinen und Baumwolle, oder um regenerierte Fasern, wie Viskose. Zellwolle und Modalfasern.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise des neuen Verfahrens zum Färben von Cellulosefaser« und deren Gemischen im Prinzip dargestellt. Dabei können für die Bereitung des Färbebades die auf der nächsten Seite angegebenen Verfahrensvarianten eingeschlagen werden:

I) Gemeinsames Lösen der Farbstoffkomponenten

Die vorgesehene Menge einer Kupplungskomponente (berechnet aus der gewünschten Farbtiefe, der Subsiantivität und dem Flottenverhältnis) jnd die davon ;> abgeleitete Menge eines primären aromatischen Amins werden mit einem Lösungsmittel insbesondere einem einwertigen, aliphatischen Alkohol mit !-4 Kohlenstoffatomen. /..B. Methanol Äthanol, Propanol oder Butanoi. bei Anwesenheit von Natronlauge und etwas \o warmem Wasser gelöst.

ll)Getrenntes Lösen der Farbstoffkoii-ponenten

Die vorgesehene Menge der Kupplungskomponente w ird mit bevorzugt Äthanol. Natronlauge und Wasser 111 üblicher Weise nach dem Kdtlöseve-fahren ohne I ormaldehydzusatz gelöst. Das primäre, aromatische Amin wird in einem der unter I) genannten Alkohole oder in einem anderen geeigneten Lösungsmittel, wie / B. Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid, Diacetonalkohol. Dimethylacetamid. Tetrahydrofurfiirylalkohol. Glycerin oder Mcthoxybutanol, separat gelöst.

Diese Losung bzw. Lösungen rührt man in ein vorbereitetes Bad von 30⁵C aus weichem Wasser, Natronlauge, Natriumnitrit. Dinatriumphosphat krist., y, Natriumchlorid und als Dispergiermittel 2.2'-Dinaphthylmethan-b,6'-disulfonsaures Natrium oder eine Mischung aus gleichen Teilen Oleylmethyltaurin und l.igninsulfonat.

Mit dieser Flotte behandelt inan das Textilmaterial aus Cellulosefasern zunächst bei Flottenverhältnissen von 1 : 10 bis 1 : 30 (Apparate: Wanne, Haspelkufe) und bei 30 C für 30-45 Minuten, hebt danach das Material aus der Flotte oder pumpt diese in den Ansatzbehälter zurück und setzt der Flotte je 1 ml/l aufgewendete ^ Natronlauge 32,5%ig (38° Be) ( = Gesamtlauge) 1 ml/l Salzsäure 20° Bc und 0,1 ml/l Essigsäure 60%ig zu. Dabei stellt sich im Färbebad ein pH-Bereich von 5,8 bis b.O ein, wodurch die Dia/.oiierung >ies primären aromatischer Amins und die Kupplung /uir Azofarbstaff dann parallel da/11 in Gang kommt und innerhalb von 30 Minuten, in der die Ware bei 25 -30X behandelt wird, beendet ist.

(Anmerkung: Obwohl das als Puffer vorgeschriebene Dinatriumphosphat mit der gleichzeitig anwesenden " Natronlauge zu Trinatriumphosphat reigiert, muii e< verfahrensgemäß verwendet werden. Das Handelspro dukt Dinatriumphosphat krist. (Dodekahydrat.

Na2HPO4 ■ I2H2O) enthält nämlich stets die gleiche Menge Kristallwasser je Mol; von Trinatriumphosphat sind jedoch Produkte mit wechselndem Kristallwassergehalt zugänglich, bei deren Anwendung Differenzen im angestrebten pH-Bereich verursacht werden könnten.)

Die Nachbehandlung der Färbungen erfolgt dann in üblicher Weise durch gründliches kaltes und warmes Spülen mit Wasser sowie durch Seifen bei 6O⁰C und bei Kochtemperatur mit Natriumcarbonat, Waschmittel und Polyphosphate

Zur Erzeugung der Färbungen nach der vorliegenden Erfindung bei einem Flottenverhältnis von 1 :20 gilt folgende allgemeine Vorschrift für den Vollton:

1) Gemeinsames Lösen (vorteilhaft für Amine, die als Hydrochloride vorliegen)

1,5 — 3 g/l einer Kupplungskomponente und

1 — 1,5 g/l eines primären aromatischen Amins werden

mit
4-bml/l eines einwertigen, aliphatischen Alkohols

mit 1 —4 C-Atomen,

3-5 ml/i weichem Wasser von 80'C und
1.5-2 ml/l Natronlauge 32.5"/oig(38 Be)gelöst.

lljGeiienntes Lösen

1.5 — J g I einer Kupplungskomponente werden mit
1.5-6 ml 1 eines einwertigen, aliphatischen Alkohol«.

mit I —4C-Atomen.

0.7 -2 ml 1 Natronlauge. 32.5"/oig(38 Be) und
3-6 HiM weichem Wasser von 50 C gelöst.

1 1.5 g/l eines primären aromatischen Aminswerv.cn

in

3-5 ml.! eines Lösungsniii.Uv /.B. Äthanol oder Dimethylsulfoxid. gelöM.

Diese Lösung b/.w. Lösungen werden in eine uäiinge Flotte von 30X eingerührt, enthaltend als weitere Bestandteile:

b--8ir,l/l Natronlauge. 32.5'V'oig(38 Be).

5 g/l 2.2'-Dinaphth>imeth;v b.6'-disulfons.uues

Natriun oder

3 g/l O'eylmethyltaurin und

3 g/l Ligninsulfonat.
4 g'l Dinatriumphosphat krist. (Dodekahydra·

Na₃HPO₁ 12 11.0)

2 g/l Natriumnitrit knsi.und
10-20 g/l Natriumchlorid.

Der Säurc/.usai/ zur Diazotierung und Kupplung beträgt je ml/l aufgewendeter Gesamtlauge

1 ml/l Salzsäure 20" Be und
0.1 ml/1 Essigsäure 60°/nig.

Für die Diazotierung vor primären aromatischen Aminen (Echtbasen) unter diesen Bedingungen werden theoretisch folgende Säuremengen benötigt:

Säure zur Neutralisation des Alkalis aus der Grundierungsstufe,

Säuremenge zur Bilduni/ dos Salzes des Amins (ζ. Β. Hydrochloride

Säuremcngv /ur Bildung von N>Oi (bzw. HNO_:) aus den¹ Natriumnitrit.

Diese theoretische Gesjintsäuremengc ist errechenba >. ua sie vor, den vorgegebenen Kon/Lntrationen an Base, Nitrit und Alkali abhängig ist.

Im Zusammenhang mit dem beanspruchten Verfah

ren hat es sich nun überraschenderweise gezeigt, daß die zur Erreichung einer vollen Farbstoffausbeute, & h. zur vollständigen Kupplung, erforderliche Säuremenge deutlich geringer ist, als die theoretisch errechnete Menge, die deshalb unterschritten wird, weil das durch die Diazotierung soeben gebildete Diazoniumsalz bei der unmittelbar darauf folgenden Kupplung eine gewisse Säuremenge freigibt, die für weitere Reaktionen zur Verfügung steht Das Gleichgewicht zwischen diazotierter und nichtdiazotierter Azobase wird laufend dadurch verschoben, daß der diazotierte Basenanteil durch die Kupplung stetig gebunden wird.

Ebenso war nicht voraussehbar, daß die beim üblichen (zweibadigen) Kuppeln verwendeten relativ hohen Basenüberschüsse über die theoretische Menge erfindungsgemäß kleiner gehalten werden können. Dies leitet sich aus dem (durch den Säure-Unterschuß resultierenden) günstigen, in der Nahe des Neutralpunktes liegenden pH-Bereich her und der sich daraus ergebenden vollständigeren Kupplung, die durch das ebenfalls ständig verschobene Gleichgewicht zwischen gekuppelter und ungekuppelter Diazokomponente auch wesentlich schneller abläuft. In dieser Hinsicht können als verfahrensgemäß erzielte Vorteile geltend gemacht werden: Zeiteinsparung durch schnelleren Ablauf der : Färbung; Zusammenfassung mehrerer Arbeitsgänge in einen Verfahrensschritt, wobei Diazotierung und Kupplung gleichzeitig stattfinden: Einsparung von A/obase durch kleinere Überschüsse; höhere Ausbeute durch bessere Ausnutzung der Azofarbstoffe bildenden Komponenten.

Gleichfalls konnte nicht erwartet werden, daß die Reibechtheiten der so hergestellten Färbungen dem Standard gleich voller, nach dem üblichen Zweibadverfahren hergestellten Färbungen mit unlöslichen Azofarbstoffcd auf der Faser entsprechen und wegen der Wirksamkeit des beanspruchten Dispergiersystems. das den außerhalb der Faser gebildeten Pigmentanteil in sehr gut ausspülbarem Zustand hält, sogar in manchen Fällen besser sind.

Die in den Beispielen zur Charakterisierung der Farbstoffe angegebenen Colour-Index-Nummcrn wurden der 2. Auflage 1956 sowie dem Ergänzungsband von 1963 entnommen:

Beispiel I

Nach entsprechender Vorbehandlung durch Abkochen werden Baumwoll Kreuzspulen in einem Färbeap-' parat bei einem Flottenverhältnis von 1 :20 für 30 Minuten mit einer wäßrigen Flotte von 30°C behandelt, die man pro Liter Färbebad wie folgt herstellt:
1 5 g/l der Verbindung Azoic Coupling Component 28

-C.l.-Nr.37 541 und
ι \2 g/l des Amins Azoic Diazo Component 11 _

GI.-Nr. 37 085 werden mit
6 ml/1 Äthanol,

1,5 ml/l Natronlauge 32,5°/oig(38° Be) und
3 ml/1 Wasser von 50° C

gelöst, und diese Lösung wird in ein vorbereitetes wäßriges Bad von 30° C und der nachstehenden Zusammensetzung eingerührt:
6 ml/1 Natronlauge 32,5%ig (38° Be),
5 g/l 2.2'-DinaphthyImethan-6,6'-disulfonsaures Natrium,

4 g/l Dinatriumphosphat krist..
2 g/l Natriumnitrit krist. und
20 g/l Natriumchlorid.

Nach einer Einwirkzeit auf das Textilmaterial von 30 Minuten wird die Flotte in den Ansatzbehälter zurückgepumpt, und derselben werden nunmehr
7,5 ml/1 Salzsäure 20° Be und
0,75 ml/1 Essigsäure, 60%ig,

zugesetzt. Mit dieser Flotte von pH etwa 5,9 behandelt man die Ware weitere 30 Minuten bei 25 - 30⁰C, sodann werden die gefärbten Spulen mit kaltem und warmem Wasser gespült, mit einer wäßrigen Lösung von
1 g/l Oleylmethyltaurin,
I g/l Natriumcarbonat wasserfrei und
1 g/l Natriumtripolyphosphat

je 15 Minuten bei 60^cC und bei Kochtemperatur geseift, nochmals gespült sowie fertiggestellt.

Es resultiert eine volle Rotfärbung mit sehr guten Echtheitseigenschaften.

Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht über weitere nach der Färbevorschrift von Beispiel 1 (gemeinsames Lösen) verwendbare Kombinationen von farbstoffbildenden Komponenten, deren Einsatzmengen sowie die dabei auf Cellulosefasern erzielbaren Farbtöne:

Beispiel	kupplungskomponente	Azoic Coupling Component	35-C. I. 37 615	.37 541	32-C.	. 37 090	Farbton
2	.5 g/l	desgl.	28-C.	. 37 525	2-C.	. 37 005	gelb
3	,5 g/l	desgl.	8-C.	1. 37 555	32-C.	. 37 090	orange
4	.5 g/l	desgl.	23-C.	I. 37 560	3-C.	. 37010	Scharlach
5	.5 g/l	desgl.	4-C.	I. 37 595	46-C.	. 37 080	rot
6	.5 g/l	desgl.	13-C.	I. 37 600	H-C.	. 37 085	boido
7	,5 g/l	desgl.	15-C.		46-C.	. 37 080	blauschwarz
8	.5 g/l	aromatisches Amin		braun
Beispiel	'rimäres	Azoic Dia/o Component
2	g/l	desgl.
3	.2 g/l	desgl.
4	.5 g/l	desgl.
5	.2 g/l	desgl.
6	.5 g/l	desgl.
7	,5 g/l	desgl.
8

Beispiel 9

Stranggarn aus Baumwolle wird auf einer Stranggarnfärbemaschine bei einem Flottenverhältnis von 1 : 20 für 30 Minuten mit einer wäßrigen Flotte gefärbt, die man pro Litervolumen wie folgt zubereitet:

1 g/l der Verbindung Azoic Coupling Component

12 — C.l.-Nr. 37 550 wird mit einer Mischung aus
3 ml/1 Äthanol.

2 ml/1 Wasser von 50° C und

0,3 ml/1 Natronlauge, 32,5%ig (38° Be) gelöst;

ebenso werden 1,5 g/l des primären aromatischen Amins der Formel

in 4.5 ml/1 Dimethylsulfoxid gelöst.

Beide Lösungen werden sodann in die gleiche vorbereitete wäßrige Flotte wie in Beispiel 1 beschrieben, eingerührt, und das Fasermaterial wird mit diesem Bad wie dort angegeben behandelt, zur Farbr.ioffcntwicklung angesäuert und mit Wasser gespült.

Zur Überführung der auf diese Weise auf der Faser erzeugten metallfreien roten Färbung in die entsprechende Metallkomplexverbindung wird die Ware 30 Minuten bei 95°C mit einer wäßrigen Flotte folgender Zusammensetzung

1 g/l Kobaltchlorid (CoCl₂ · 2 H₂O),

5 ml/l einer 50%igen wäßrigen Lösung von Natriumni-

triloacetat,
3 g/l N atriumcarbonat (wasserfrei) und

2 g/l des Umsetzungsproduktes von 1 Mol lsotridecyl-

alkohol mit 8 Mol Äthylenoxid

behandelt und anschließend warm und sehr gut kali gespült. Dabei wird aus der ursprünglichen roter Färbung ein grüner Farbton mit sehr guten Echtheiter entwickelt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum einbadigen Farben von Cellulosefasern oder deren Mischungen mit synthetischen Fasern, vorzugsweise Polyesterfasern, mit auf der Faser erzeugten wasserunlöslichen Azofarbstoffen nach der Ausziehmethode, dadurch gekennzeichnet, daß man auf das Textilmaterial bei Raumtemperatur oder mäßig erhöhter Temperatur eine wäßrige Flotte einwirken läßt, die neben Alkali, Natriumnitrit und einem anionischen Dispergiersystem noch die Lösung oder Dispersion mindestens einer zur Azokupplung befähigten Komponente sowie mindestens eines undiazotierten primären aromatischen Amins in einem Medium auf Basis eines mit Wasser mischbaren organischen Lösungs mittels oder Lösevermittlers enthält, und anschließend nach dem Aufziehen der Kupplungskomponente durch Zusatz von Säure oder sauren Salzen zum Färbebad bei Raumtemperatur die Diazotierung des Amins sowie die Farbstoffbildung durch Kupplung herbeiführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel für das gemeinsame und gleichzeitige Lösen von Kupplungskomponente und primärem aromatischem Amin aliphatische, einwertige Alkohole mit 1 —4 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Äthanol, bei Anwesenheit von Natriumhydroxid und wenig Wasser verwendet.

3. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß man im Fall einer getrennten Lösungsoperation der farbstoffbildenden Komponenten als Lösungsmittel für das primäre aromatische Amin aliphatische, einwertige Alkohole mit 1 — 4 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise Äthanol, oder Diacetonalkohol, Dimethylsulfoxid, Diinethylacetamid, Dimethylformamid, Tetrahydrofurfurylalkohol. Glycerin oder Methoxybutanol. und für die Kupplungskomponente die in Anspruch 2 genannten Lösungsmitte! verwendet, worauf beide Lösungen miteinander vereinigt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß man als anionisches Dispergiersystem für die farbstoffbildenden Komponenten und das außerhalb der Faser gebildete Azopigment vor und nach dem Säurezusatz Hilfsmittel auf Basis von 2,2'-Dinaph!hylmethan-6,6'-disulfonsaurem Natrium oder von Ligrinsulfonat in Mischung mit Oleylmethyltaurin verwendet.