DE2223768B2 - Auszieh verfahren zum Färben von synthetischem Fasermaterial - Google Patents

Description

	O H	X	— R
	I HO
ν)	C \ /	N I	Λ/
	C	I H
	ΟΘ

IO

in der X ein Sauerstoffatom, ein Schwefelatom oder eine Sulfonylgruppe und R einen Hydroxyalkyl-, Alkoxy-alkyl-, Hydroxy-alkoxy-alkyl-, AIkoxy-alkoxy-alkyl-, Phenyl-alkyl-, Alkyl-phenylalkyl-, Phenyl-, Halogen-phenyl-, Cyan-phenyl-, Alkyl - phenyl-, Alkoxy - phenyl-, Hydroxy - alkylphenyl-, Hydroxy-alkoxy-phenyl-, Alkoxy-alkoxy - phenyl-, Alkoxy - alkyl - phenyl-, Alkoxy - carbonyl - phenyl-, Alkyl - carbonyl - phenyl-, Alkylcarboxy - phenyl-, Alkoxy - sulfonyl - phenyl-, Alkyl-sulfonyl-phenyl-.Alkyl-sulfonyl-oxy-phenyl-, Cyan-alkyl-phenyl-, Cyan-alkoxy-phenyl-, Halogen-alkyl-phenyl- oder Halogen-alkoxy-phenyl-Rest oder in der X ein Schwefelatom oder eine Sulfonylgruppe und R einen Alkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt, verwendet.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man aus Kohlenwasserstoffen bei erhöhten Temperaturen unter Verwendung von homogenen Lösungen von einem oder mehreren Farbstoffen färbt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man aus Kohlenwasserstoffen bei erhöhter Temperatur unter Verwendung eines Depot-Filters mit einem oder mehreren Farbstoffen färbt.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man bei einem Flotten verhältnis kleiner als 1:10 färbt.

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Färbungen in der Nähe des Siedepunktes des verwendeten Lösungsmittels ausgeführt werden.

6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsmittel Perchloräthylen verwendet.

7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man Polyester färbt.

Die Vorteile einer solchen Verfahrensweise bestehen darin, daß

1. die vielerorts bestehende und in Zukunft immer größer werdende Wasse'rkanppheit umgangen wird und demzufolge die Probleme der Wasserverschmutzung durch Färbereiabwässer vermieden werden,

2. die Färbezeiten wesentlich verkürzt werden, wodurch die Energie- und Personalkosten stark gesenkt werden können, und

3. die Anwendung der Farbstoffe nicht mehr aus wäßriger Dispersion erfolgen muß.

Gegenstand der Erfindung ist ein Auszieh-Verfahren zum Färben von synthetischen Fasermaterialien aus organischen Lösungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß man Farbstoffe der Chinophthalonreihe mit der allgemeinen Formel

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Es ist allgemein bekannt, daß man synthetisches Fasermaterial aus organischen Lösungsmitteln, z. B. chlorierten Kohlenwasserstoffen, vorzugsweise Perchloräthylcn, diskontinuierlich färben kann (vgl. britische Patentschrift 282 036, belgische Patentschrift 525 und deutsche Offenlegungsschrift 1 963 063).

in der X ein Sauerstoffatom, ein Schwefelatom oder eine Sulfonylgruppe und R einen Hydroxy-alkyl-, Alkoxy - alkyl-, Hydroxy - alkoxy - alkyl-, Alkoxy - alkoxy - alkyl-, Phenyl - alkyl-, Alkyl - phenyl - alkyl-, Phenyl-, Halogen-phenyl-, Cyan-phenyl-, Alkyl-phenyl-, Alkoxy - phenyl-, Hydroxy - alkyl - phenyl-, Hydroxyalkoxy - phenyl-, Alkoxy - alkoxy - phenyl-, Alkoxy - alkyl - phenyl-, Alkoxy - carbonyl - phenyl-, Alkyl - carbonyl - phenyl-, Alkyl - carboxy - phenyl-, Alkoxy - sulfonylphenyl-, Alkyl - sulfonyl - phenyl-, Alkyl - sulfonyloxyphenyl-, Cyan - alkyl - phenyl-, Cyan - alkoxy - phenyl-, Halogen-alkyl-phenyl- oder Halogen-alkoxy-phenyl-Rest oder in der X ein Schwefelatom oder eine Sulfonylgruppe und R einen Alkylrest mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt, verwendet.

Zu den erfindungsgemäß für das Färben aus organischen Lösungsmitteln verwendeten Farbstoffen der zuvor angegebenen Formel gelangt man nach an sich bekannten Verfahren z. B. durch die Umsetzung von 4-Halogen-3-hydroxy-chinophthalonen, wie 4-Brom-3-hydroxy-chinophthalon, mit den Verbindungen der Formel

R-XH

in der R und X die obengenannte Bedeutung besitzen, wie Alkoholen, Mercaptanen, Phenolen, Thiophenölen sowie aliphatischen oder aromatischen Sulfinsäuren, gegebenenfalls in Gegenwart von alkalischen Mitteln wie Alkalihydroxiden oder Alkalicarbonaten, beispielsweise nach der in der deutschen Offenlegungsschrift 1 769 436 beschriebenen Methode.

Für das erfindungsgemäße Verfahren kommen als organische Lösungsmittel solche Substanzen in Betracht, die mit Wasser nicht mischbar sind und deren Siedepunkte zwischen 40 und 17O⁰C liegen, z. B. aromatische Kohlenwasserstoffe und Halogenkohlenwasserstoffe, insbesondere aliphatische Chlorkohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid, Chloroform, Tetra-

chlorkohlenstoff, 1,1-Dichloräthan, 1,2-Dichloräthan, 1,1,2 - Trichloräthan, 1,1,1,2 - Tetrachloräthan, 1,1,2,2 - Tetrachloräthan, Pentachloräthan, 1-Chlorpropan, 2-Chlorpropan, 1,2-Dichlorpropan, 1,1,1 -Trichlorpropan, 1 - Chlorbutan, 2 - Chlorbutan, 1,4-Dichlorbutan, l-Chlor-2-methylpropan oder 2-Chlor-2-methylpropan, sowie aliphatische Fluor- oder Fluorchlor-KohlenWasserstoffe, wie 1,2,2-Trifluor-trichloräthan und !,!,l-Trifluorpentachlorpropan, und aromatische Chlor- oder Fluorkohlenwasserstoffe, wie Chlorbenzol, Fluorbenzol, Chlortoluol und Benzotrifluorid. Besonders bewährt haben sich Tetrachloräthylen, Trichloräthylen und 1,1,1-Trichloräthan. Auch Gemische dieser Lösungsmittel sind verwendbar.

Vielfach hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Färbeflotten geringe Mengen, d. h. bis zu 1 Gewichtsprozent, bevorzugt 0,5 Gewichtsprozent, Wasser, bezogen auf das Gewicht der organischen Lösungsmittel, enthalten.

Mit Wasser mischbare, hydrophile Lösungsmittel bilden eine andere geeignete Klasse von verfahrensgemäß als Färbemedium brauchbaren Verbindungen, wie beispielsweise Alkohole aller Art, Dioxan, Tetrahydrofuran, Glycerinformal und Glykolformal, sowie Acetonitril, Tetrahydrofurfurylamin und Pyridin, ferner höhersiedende Glykolderivate, wie Diacetonalkohol und besonders Athylenglykolmonomethyl-, -äthyl-, und -butyläther und Diäthylenglykolmonomethyl- oder -äthyläther, Thiodiglykol, Polyäthylenglykole, soweit sie bei Zimmertemperatur flüssig sind, Äthylencarbonat, y-Butyrolacton und besonders die Gruppe der über 120⁰C siedenden, mit Wasser mischbaren aktiven Lösungsmittel wie Ν,Ν-Dimethylformamid, N,N - Dimethylacetamid, Bis - (dimethylamido) - methanphosphat, Tris - (dimethylamido) - phosphat, N - Methylpyrrolidon, 1,5 - Dimethylpyrrolidon, N₁N - Dimethylmethoxy - acetamid, Tetrahydromethylensulfon (Sulfolan) und 3-Methylsulfolan.

Unter den hydrophilen Lösungsmitteln gibt es zwei bevorzugte Untergruppen, nämlich 1. solche, die sich zum Lösen von linearen spinnbaren, vollsynthetischen Polymerisaten oder Polykondensaten, wie z. B. Acrylnitrilpolymerisaten eignen, und 2. die Gruppe der mit Wasser in jedem Verhältnis mischbaren Lösungsmittel.

Bei Anwesenheit von Hydroxylgruppen im Lösungsmittelmolekül enthält dieses vorzugsweise noch mindestens eine weitere Funktion, wie eine Äther- oder Mercaptogruppe. Verwendet man Mischungen von Lösungsmitteln, so kann die Mischung entweder aus zwei oder mehr Komponenten hydrophober oder hydrophiler Natur bestehen.

Mischt man miteinander verträgliche hydrophile und hydrophobe Lösungsmittel, so kann man den Anteil des hydrophilen Lösungsmittels von Null bis 100% variieren. Besonders bevorzugt sind hierbei Gemische aus chlorierten Kohlenwasserstoffen, wie Trichloräthylen und Perchloräthylen, und bis zu 50 Volumprozent, vorzugsweise bis zu 20 Volumprozent, eines aktiven Lösungsmittels, insbesondere den Amiden niederer Fettsäuren, wie Ν,Ν-Dimethylformamid, Ν,Ν-Dimethylacetamid und N-Methylpyrrolidon.

Ferner hat sich in manchen Fällen ein Zusatz nichtionogener Hilfsmittel zu den Färbeflotten bewährt. Als nichtionogene Hilfsmittel kommen insbesondere die bekannten grenzflächenaktiven Oxäthylierungs- und Propoxylierungsprodukte von Fettalkoholen, Alkylphenolen, Fettsäureamiden und Fettsäuren sowie deren Mischungen in Betracht; die Hilfsmittel werden in einer Menge von 0,05 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht der organischen Lösungsmittel, eingesetzt. Anstatt die Hilfsmittel den Färbeflotten unmittelbar zuzusetzen, kann man sie mit Vorteil auch zum Anteigen der Farbstoffe verwenden und sie auf diese Weise den Färbeflotten in Form eines Farbstoff-Hilfsmittel-Teiges zugeben.

Bei den erfindungsgemäß zu färbenden synthetischen Fasermaterialien handelt es sich vor allem um Fasermaterialien aus Polyester, z. B. Polyäthylenterephthalat oder Polycyclohexandimethylen-terephthalat, aus Cellulosetriacetat, Cellulose-2V₂-acetat, Polyacrylnitril, synthetischen Polyamiden, wie Hexamethylendiamindipat, Poly - ε - caprolactam oder ω-Aminoundecansäure und Polyurethanen. Diese Fasermaterialien können in den verschiedensten Verarbeitungsstadien vorliegen, z.B. als Faden, Flocke, Kammzug, Garn, als Stückware, wie Gewebe oder Gewirk, oder als konfektionierte Ware.

Beim Verfahren nach der Erfindung kann die Durchführung der Färbungen aus den Kohlenwasserstoffen bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise in der Nähe des Siedepunktes des verwendeten Lösungsmittels, entweder unter Verwendung von homogenen Lösungen von einem oder mehreren Farbstoffen oder unter Verwendung eines (in den Flottenkreislauf eingeschalteten) Depot-Filters mit einem oder mehreren Farbstoffen erfolgen. Zweckmäßigerweise wird man dabei das Flotten verhältnis kleiner als 1:10 wählen.

Das erfindungsgemäße Färben wird vorzugsweise in geschlossenen Apparaturen vorgenommen, z. B. in der Weise, daß man die Fasermaterialien bei Raumtemperatur in das Färbebad einbringt, das Färbebad auf 60 bis 170⁰C erhitzt und so lange auf dieser Temperatur hält, bis die Flotte erschöpft ist; dies ist im allgemeinen nach 10 bis 60 Minuten der Fall. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wird die Flotte abgetrennt und die Fasermaterialien gegebenenfalls nach kurzem Spülen mit frischem organischem Lösungsmittel durch Absaugen oder Schleudern und anschließendes Trocknen in einem warmen Luftstrom vom anhaftenden Lösungsmittel befreit. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens gelingt es in einfacher Weise, synthetische Fasermaterialien mit hohen Farbstoffausbeuten und in ausgezeichneten Echtheiten aus organischen Lösungsmitteln zu färben.

Um Faserschädigungen zu vermeiden, prüft man vor der Durchführung der Färbung durch einen einfachen Handversuch, ob die Faser unter den Färbebedingungen in Gegenwart des Lösungsmittel ungelöst bleibt. , Angaben über die Verträglichkeit von Lösungsmitteln mit den verschiedenen Fasertypen findet man z. B. in dem Technischen Bulletin X-156 der Firma DuPont de Nemours S.A., Genf, Schweiz, S. 14 und 15, Ausgabe August 1962.

Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Färbeverfahrens gegenüber der konventionellen Färberei mit in Wasser dispergierten Farbstoffen ist die Möglichkeit, unkonditionierte Farbstoffe zu verwenden, während bei konventionellen Färbeverfahren aus wäßriger Flotte stets ein zum Zweck der leichten Dispergierung in Wasser besonders konditioniertes Farbstoffpräparat verwendet werden muß.

Dies bedeutet für den Farbstoffhersteller, daß er auf den oftmals schwierigen und kostspieligen »Finish« verzichten kann und daß der Färber keine Ablagerungen auf Wickelkörpern mehr zu befürchten braucht,

die durch mangelhafte Stabilität der wäßrigen Dispersionen verursacht werden.

Es ist ferner bekannt, daß das Färben von unmodifizierten Polyesterfasern mit herkömmlichen Farbstoffen auf einer linearen Verteilung des Farbstoffes S zwischen Substrat und Bad basiert, d. h., die Konzentration an Farbstoff auf dem Substrat ist im Gleichgewicht immer direkt proportional der Konzentration an gelöstem Farbstoff im Bad. Dies gilt für das Färben aus Wasser sowie auch für das Färben aus organischen Lösungsmitteln.

Diese Proportionalitätskonstantc (Verteilungskoeffizient) ist Tür alle Farbstoffe bei organischen Lösungsmitteln wesentlich kleiner als bei Wasser. Dies bedeutet, daß bei gleichem Flottenverhältnis die mögliche Farbausbeute aus Lösungsmitteln, z. B. Perchloräthylcn, kleiner ist als aus Wasser.

Sucht man die Farbstoffe mit den besten Verteilungskoeffizienten aus, findet man, daß diese größtenteils zu kleine Löslichkeiten in dem Lösungsmittel besitzen, um noch in tieferen Tönen aus einer echten Lösung Polyester färben zu können. Man müßte also wie bei der wäßrigen Färbung einen Überschuß an festem Farbstoff anbieten, aus welchem Reservoir der Farbstoff nach Bedarf ausgelöst werden kann. Den Farbstoff als Dispersion anzubieten, wie bei der wäßrigen Färbung, ist schon vorgeschlagen worden, aber solche Dispersionen in organischen Lösungsmitteln sind erfahrungsgemäß noch unstabiler als im Wasser. Eine andere Methode, die auch schon vorgeschlagen worden ist (deutsche Offenlcgungsschriften 1 469 263 und 1 918 309), besteht darin, den Farbstoff auf einem Anschwemmfilter (z. B. aus Kieselgur und Absorptionsmittel) in feinverteilter Form anzuschwemmen, das Filter in den Zirkulationskreislauf einzuschalten und den Farbstoff in dem Maße aus dem Depot auszulösen, wie er vom Färbegut sorbiert wird.

Beispiele

100 Gewichtsteile Polyestermaterial werden 30 Minuten bei 121⁰C in 900 Volumteilen Perchloräthylen behandelt, wobei 2 Gewichtsteile der folgenden Farbstoffe (s. Tabelle) auf ein im Kreislauf befindliches Filter aufgebracht sind.

Sodann spült man die Ware entweder unter Verwendung eines lediglich mit Kieselgur und Absorptionsmittel angeschwemmten Filters einmal warm oder ohne Filter einmal warm und einmal kalt, aber in jedem Fall mit frischem Perchloräthylen. Man erhält eine kräftige Färbung, deren Ton aus der Tabelle zu entnehmen ist.

Konstitution

SO₂-CH₂-CH₃

OCH₃

Farbton auf Polyester

rotstichiges Gelb

neutrales
Gelb

neutrales
Gelb

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Auszieh-Verfahren zum Färben von synthetischen Fasermaterialien aus organischen Lösungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Färben Farbstoffe der Chinophthalonreihe mit der allgemeinen Formel