DE2309906A1

DE2309906A1 - Verfahren zum faerben hydrophober fasern

Info

Publication number: DE2309906A1
Application number: DE19732309906
Authority: DE
Inventors: Kurt A Dellian; Thomas E Furia
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1972-03-06
Filing date: 1973-02-28
Publication date: 1973-09-20
Also published as: US3816071A

Description

Verfahren zum Färben hydrophober Pasern *~ Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anfärben hydrophober organischer polymerer Pasern, sei es durch Anfärben oder Bedrucken, unter Verwendung eines zusätzlichen Trägerstoffes.

Von den bekannten Verfahren zum Anfärben und Bedrucken ist es bekannt, daß besondere Verfahrensmaßnahmen notwendig sind, um eine Textilie oder ein Gewebe zu färben, das von V/asser im wesentlichen nicht durchdrungen v/erden kann, da andererweise schwerwiegende Probleme entstehen. So durch-

dringt bei vielen üblichen Färbeverfahren der Farbstoff z.3. das wasserundurchlässige Material nicht und bewirkt somit keine Färbung. Tritt Färbung ein, ist diese nicht dauerhaft und wird bei den darauf folgenden Waschstufen ausgewaschen.

Um das Problem der mangelhaften Färbung und des Auswaschens des Farbstoffes zu umgehen, wurden bei der Behandlung der hydrophoben synthetischen Fasern bisher erhöhte Drucke zusammen mit im allgemeinen oberhalb von .120 C liegenden Temperaturen angewandt. Allgemein gesagt ist das Färben unter Drucx bei erhöhten Temperatüren jedoch wegen der teueren und komplizierten Ausrüstungen unerwünscht. Um dies zu vermeiden, entwickelte man auch spezielle Trägerstoffe. Diese Träger- etoffe unterstützen die Eindringung des Farbstoffes in die Paser dadurch, daß sie ein Quellen des Substrats bewirken.

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Der Einsatz von Trägerstoffen bei der Färbung hydrophober Pasern ermöglicht befriedigende Ergebnisse bei so niedrigen Temperaturen wie 93 bis 99° C, obwohl eine Temperatur von 100° C bei Normaldruck bevorzugt ist. Es sind zahlreiche Trägerstoffe für hydrophobe Pasern bekannt, die mit einer Vielzahl verschiedener Farbstoffe eingesetzt werden. Unter den typischen Trägerstoffen, die bisher eingesetzt werden, sind verschiedene Derivate des Benzols und Phenols wie o- und p-Ffenylphenol, chlorierte Benzole, Xylole, Naphthaline, Toluole, aromatische Ester oder Äther und Bipheny-1. Nichtsdestoweniger haben viele dieser Trägerstoffe einige Nachteile, wie schlechte Zugänglichkeit, zu hohe Giftigkeit, zu schlechte Entfernbarkeit vom Substrat, negativer Einfluß auf die Lichtechtheit des Farbstoffes oder Einfluß auf die Bildung einer starken Schattierung.

Es ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung, neue Träger-Btoffe zu schaffen, die zum Färben hydrophober Materialien geeignet sind.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zum Anfärben oder Bedrucken organischer hydrophober Fasern ein disperser oder kationischer Farbstoff angewandt. Zusammen mit dein Farbstoff wird ein Trägerstoff verwendet, der die Eindringung des Farbstoffes in das Substrat unterstützt.

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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Farben hydrophober organischer Pasermaterialien mit einem dispersen oder kationischen Farbstoff unter Zuhilfenahme eines Trägerstoffes in Emulsion oder Dispersion ist dadurch gekennzeichnet, daß als Trägerstoff eine Verbindung der allgemeinen Formel

-(X)_n --CO₁

verwendet wird, worin X ein Halogenatom, η eine ganze Zahl von 0 bis 31 Y ein Chlor- oder Bromatora, m eine ganze Zahl von 0 bis 3 und die Summe von η und m 1 bis 3 ist.

Eine bevorzugte Gruppe der halogenierten Hydroxybiphenyläther der vorstehenden Formel sind diejenigen, in denen X und Y Chloratome darstellen.

Die erfindungsgemäß verwendeten Trägerstoffe des halogenierten Hydroxybiphenyläther-Typs sind in der US-Patentschrift 3 506 720 beschrieben. Auf die Offenbarung in dieser Patentschrift wird hier Bezug genommen. - ·

Die erfindungsgemäß verwendeten Trägerstoffe stellen in den meisten Fällen klare farblose Feststoffe dar. Sie werden in der Form einer Emulsion oder Dispersion eingesetzt, die dem Färbebad, der Druckpaste oder dem Vorbehandlungsbad einver-

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leibt wird, lieben ihrer Y/irksamkeit als Trägerstoff besitzen diese Verbindungen auch bakteriostatische Y/irksamkeit.

Die erfindungsgemäß verwendeten Trägerstoffe sind im allgemeinen farblos, geruchlos und ungiftig oder nahezu ungiftig. Im allgemeinen üben sie keinen Nachteil, sondern wirken nur verbessernd auf die Echtheit der Farben und stellen entweder nicht schäumende oder nur sehr geringfügig schäumende Produkte dar. Die unter Verv/endung der erfindungsgemäßen Trägerstoffe durchgeführten Färbungen zeigen ein langsames Aufziehen des Farbstoffes, was eine ausgezeichnete Ausgeglichenheit und extrem gute Ausnutzung bzw. Erschöpfung des Farbstoffes ergibt.

Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren Farbstofftypen sind dem Fachmann als disperse und kationische Farbstoffe bekannt. Beispiele für geeignete disperse Farbstoffe sind diejenigen, die im Farbstoffindex ("Color Index") unter der Klassifikation der dispersen Farbstoffe aufgeführt sind. Die verwendbaren dispersen Farbstoffe sind aber nicht hierauf beschränkt.

Zum Färben des synthetischen Faserniaterials unter Verwendung des dispersen oder kationischen Farbstoffs und des hier beschriebenen Trägerstoffs sind verschiedene Maßnahmen gegeben. Der hier verwendete Ausdruck "Fasermaterial" umfaßt Fasern,

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Garne, Schußfasern, gewobene Bänder und Streifen.

Der Farbstoff und der emulgierte Trägerstoff können einem Bad bei einer Temperatur zugegeben, die dem Siedepunkt des V/assers entspricht. Es werden Zeiträume von 2 oder 3 Stunden angewandt, während der das Pasersubstrat mit dem Färbebad in Kontakt gebracht wird. Hiernach wird das Gewebe gewaschen und sodann getrocknet.

Ein anderes Verfahren zum Auftragen des Farbstoffes im emulgierten Trägerstoff besteht darin, dass das Substrat mit einer Farbstoff, Trägerstoff und Emulgator enthaltenden Flotte foulardiert und sodann für 10 bis 15 Minuten gedämpft, wird.

Bezüglich der Druckverfahren kann so verfahren v/erden, dass die Trägerstoffemulsion in üblicher V/eise einer Druckpaste einverleibt und das zu bedruckende Substrat in einer Walzen- oder Siebdruckvorrichtung bedruckt wird. Der Farbstoff wird sodann fixiert, indem das bedruckte Gewebe einer Dampf- oder Hitzebehandlung ausgesetzt wird.

Es kann auch eine Thermosol-Verfahrensweise angewandt werden, indem das Material mit einem Geraisch aus einem dispersen Farbstoff und einem der hier offenbarten emulgierten Trägerstoffe foulardiert wird und das so behandelte Material bei einer Temperatur im Bereich von 100 bis 250° C 1 bis 30 Minuten getrocknet wird. Andererseits kann auch eine Thermo-

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fixierung mit Dampfeinblasung bei Temperatur-Zeit-Bedingungen wie 160-18O⁰C für 1 bis 30 Minuten stattfinden.

Die Arten von Substraten, auf die das erfindungsgemäße Verfahren angewandt werden können, sind hydrophobe Materialien, die nicht leicht ohne Einsatz eines Trägerstoffes gefärbt werden können. Beispiele geeigneter hydrophober Materialien sind Polyester und säuremodifizierte Polyester, Polyamide, kationisch färbbare Polyamide, Polypropylen, Polyacrylnitril und seine modifizierten Derivate, Modacrylics oder Triacetat.

Wie vorstehend angegeben, werden die erfindungsgemäßen Trägerstoffe im allgemeinen in Form einer Emulsion eingesetzt, um eine rasche und einheitliche Verteilung des Trägerstoffes in dem Vorbehandlungsbad, Färbebad oder in der Druckpaste zu bewirken. Die hierbei verwendeten Emulgatoren können im allgemeinen kationische, aniosche oder nicht-ionische oberflächenaktive Stoffe sein, wie sie dem Fachmann bekannt sind. Repräsentative Beispiele für derartige oberflächenaktive Stoffe sind die Produkte der folgenden allgemeinen Formeln in der R ein Alkylrest und M ein Metallkation wie Natrium oder Kalium oder ein Ammoniumion ist, sowie die Derivate dieser Verbindungen:

(1) R-COOM

worin R eine Alkylgruppe. mit 7 bis 24 Kohlenstoffatomen ist;

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(2) ROSO₂OM

worin R eine Alkylgruppe mit 7 bis 24 Kohlenstoffatomen ist;

(3) RSO₃M

worin R eine Alkylgruppe mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen ist;

(4) R-Ar-SO₅M

worin R eine Alkylgruppe mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen und Ar ein Benzol-, Naphthalin-, Anthracen- oder dergleichen aromatischer Rest ist;

(5) R-Ar- (OCH₉CH₀)_—OSO,M

oder

I—Ar—(OCH₂CH₂) _z—0—]

^ OM

worin R ein Alkylsubstituent an einem Benzolring ist, der 1 bis 18 Kohlenstoffatome hat, und Ar ein Benzolring ist und ζ mindestens 1 und höchstens 10 ist;

(6) R—Ar—(OCH₀ CH₀) „-0H

C. C. Li

worin R eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, Ar ein Benzolring und ζ eine Zahl von 4 bis 40 ist;

(7) R—( OCH₂CH₂ )_z0H

worin R eine Alkylgruppe mit 7 bis 24 Kohlenstoffatomen und ζ eine Zahl von 4 bis 4ü ist;

(8) R—(OCH₂CH₂)—OSO₃M

oder _Λ

R—( OCH₂CH₂ ) _z—0—P

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worin R eine Alkylgruppe mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen und ζ eine Zahl von 1 bis 4 ist;

(9) R-C0-~(0CH₂CH₂)_z0H

worin R ein Fettalkylrest mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen und ζ eine Zahl von 4 Ms 40 ist;

R—N X

^R2 ^R3

worin R ein Alkyl- oder Amidorest mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen, R-. Wasserstoff oder ein Alkyl- oder Aralkylrest, R₂ Wasserstoff oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, R^ Wasserstoff oder eine Alkyl- oder Aralkylgruppe und X ein anionisches Radikal wie das Chlorid- oder Sulfation oder das Ion eines Sulfatderivats ist.

Beispiele für spezielle Emulgatoren, die eingesetzt werden können, sind Lauryldimethylbenzylammoniumchlorid, Türkischrotöl, Natriumlaurylsulfat, Natriumdodecylbenzolsulfonat, das Triäthanolaminsalz von Laurylsulfat, äthoxyliertes ITonylphenol und dergleichen.

Besonders bevorzugt ist das Natriurasals des Oleylamylestersulfate.

Werden kationische Farbstoffe eingesetzt, ist der Emulgator bevorzugt ein solcher des nicht-ionischen oder kationischen Typs. In den meisten Fällen werden die nicht-ionischen ober-

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flächenaktiven Stoffe bevorzugt.

Das Farbträgerprodukt wird hergestellt, indem entweder etwa 10 bis etwa 90 Gewichtsteile Träger3toff und etwa 10 bis etwa 90 Gewichtsteile Emulgator vermischt v/erden. Die Emulsion wird im allgemeinen in Wasser nach bekannten Verfahren hergestellt. Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, daß 50 bis 80 Gewichtsteile Trägerstoff in Verbindung mit 20 bis 50 Gewichtsteilen Emulgator zum Einsatz kommen, wobei ein Produkt ganz besonders bevorzugt ist, das etwa 70 Gewichtsteile Trägerstoff und etv/a '30 Gewichtsteile Emulgator enthält.

Die erfindungsgemäß verwendeten Parbträgerstoffe sind im allgemeinen nicht nur frei von unerwünschten Färb-, Geruch-, Schaum-, Reizungs- und toxischen Eigenschaften. Auf Gewichtsbasis sind sie dazu noch etwa zwei- bis dreimal so wirkungsvoll wie bisher verwendete Trägerstoffe wie Biphenyl, Methylnaphthalin, o-Phenylphenol und dergleichen.

Die vorliegende Erfindung wird weiter durch die folgenden Beispiele erläutert.

Beispiel 1

Ein Farbträgerprodukt wurde hergestellt, indem 80 Gewichtsteile 2-Hydroxy-2^r,4',4-trichlordiphenyläther, 10 Teile des Natriumsalzes von Nonylphenoxypolyäthylenoxyläthanol und 10 Teile des Natriumsalzes von Oleylamylestersulfat zusammengeschmolzen werden. Nach dem Kühlen wird das Gemisch

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pulverisiert. Das Färbebad wird bei 50° C mit einem doppelten Gewebe aus Polyäthylenterephthalat bei einem Flottenverhält- nie von 40:1 beladen. Auf der Basis des Gewebegewichts
werden 2 $ des folgenden Farbstoffes eingesetzt:

CH,

Hiernach wird die Temperatur auf 80 C gesteigert. Bei dieser Temperatur werden 15 Gewichtsprozent des Trägerstoffpulvers zugefügt. Die Temperatur wird auf Siedetemperatur
gesteigert und das Sieden 90 Minuten fortgesetzt. Sodann wird das Bad auf etwa 45° C abgekühlt und abgegossen, wonach das
Gewebe im fließenden V/asser behandelt und nachgewaschen wird. Es wird eine sehr befriedigende gelbe Färbung erhalten.

Beispiel 2

Die Verfahrensweise des Beispiels 1 wurde wiederholt, hierbei jedoch 3 Teile des Gewichts der Faser an einem Farbstoff der
Formel:

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N= N

C₂H₄CH

O₂CH₃

eingesetzt wurde. Es wurde eine stark rötlich-braune Färbung mit ausgezeichneter Lichtechtheit erhalten.

Beispiel 3

Eine Druckpaste wurde hergestellt, die 10 Gewichtsteile des im Beispiel 1 beschriebenen Trägerproduktes, 2,5 Teile eines

Farbstoffes der Formel:

3 Teile Natriumalginat-Verdicker und 20 Teile Benzin enthielt. Ein Polyäthylenterephthalat-Tuch wird mit der Paste bedruckt und das beiruckte Tuch wird sodann 1 Minute bei einer Temperatur von 170 bis 200° C ausgehärtet. Das Tuch wird sodann geseift und ausgespült. Es wird eine lebhaft rötlichblaue Tönung erhalten.

Beispiel 4

Gemäß der allgemeinen Verfahrensweise des Beispiels 1 wurde ein Gewebe aus einem säuremodifizierten Polyäthylenterephthalat

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(Dacron 64) unter Verwendung von 1,5 Teilen des Farbstoffes der Formel:

CH, .CH,
\ / ³

C₂H₄CN

Cl

gefärbt. Anstelle des Natriumsalzes von Oleylamylestersulfat wurde äthoxyliertes Nonylphenol verwendet. Es wurde eine leuchtend-rosa Färbung mit guter Lichtechtheit erhalten.

Beispiel 5

Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch 2,5 Teile des Farbstoffes der Formel

OCH,

und 6 Teile des Trägeremulsionsproduktes eingesetzt wurden. Es wurde eine lebhaft-rosa Färbung mit ausgezeichneter Licht-

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echtheit erhalten.

Beispiel 6

Ein Farbträgerprodukt wird entsprechend Beispiel 1 hergestellt, wobei anstelle des 2-Hydroxy-2',4¹,4-trichlordiphenyläthers der 2-Hydroxy-4,4'-dichlordiphenylather verwendet wu^rde* Außerdem wurde der folgende Farbstoff einge setzt:

Im Färbebad mit 100 US-Pfund eines Polyäthylenterephthalat-Gewebes (Dacron 54) wurde ein Flottenverhältnis von 40:1 aufrechterhalten. Die anfängliche Badtemperatur betrug 60 C und wurde sodann auf Siedepunkt innerhalb von 20 Minuten gesteigert, wonach diese Temperatur 90 Minuten beibehalten wurde. Das Gewebe wurde mit V/asser ausgewaschen, geseift und 15 Minuten bei 82° C in ein Bad von 2 $ Hydrosulfit und 2 Gew.$ geglühte Soda gegeben. ¹Es wurde eine brillant-gelbe Färbung mit ausgezeichneter Lichtechtheit erhalten.

Beispiel 7

Es wurde eine Farbträgeremulsion entsprechend Beispiel 1 hergestellt. Das Trägerstoffpulver v/ird bei 85° C zu einem

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keinen Farbstoff enthaltenden Pärbebad gegeben, welches ein Dacron-Gewebe in einem Flottenverhältnis von 40:1 enthielt.

Die Temperatur wurde während 3 Minuten zum Sieden gebracht und weitere 30 Minuten hierbei gehalten. Sodann v/ird das Färbebad abgegossen und das Dacron-Gewebe in einen neuen Färbebad gefärbt, das 3 $ (owf) des folgenden Farbstoffes enthielt:

Cl

,ClT -N = N-

Die Färbung des Ge\vebes schreitet innerhalb eines Zeitraumes von 60 Minuten fort, während dem das Pärbebad zum Sieden erhitzt wird. Das Gewebe wird sodann ausgewaschen und mit einem Hydrosulfit und geglühte Soda enthaltenden Bad behandelt, hiernach geseift und wieder mit Wasser ausgewaschen. Es wurde eine tiefbraune Färbung mit ausgezeichneter Lichtechtheit erhalten.

Beispiel 8

Beispiel 6 wurde wiederholt, wobei jedoch der Farbstoff der Formel:

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,OClI

V-W

OCH,

verwendet wurde. Es wurde eine sehr tief-orange Färbung erzielt.

Beispiel 9

Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch anstelle des 2-Hydroxy-2¹ _t4^l,4-trichlorbiphenyläthers der 2-Hydroxy-4'-chlorbiphenyläther verwendet wurde. Außerdem wurde der folgende Farbstoff eingesetzt:

0 HH

OCH,

Es wurde eine blaue Färbung mit guter Lichtechtheit erzielt«

Beispiel 10

Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch ein Gemisch der folgenden Farbstoffe in gleichen Konzentrationen eingesetzt wurde:

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O IiH,

O OH

OCH,

und

OH

Es wurde eine brillant—violette Färbung mit ausgezeichnete: Lichtechtheit erhalten.

Beispiel 11

Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei anstelle des Polyäthylen- terephthalat-Gewebes ein Polyamid-Gewebe (Nylon 66) eingesetzt wurde.

Es wurde eine stark-gelbe Färbung erhalten.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Färben organischer hydrophober Fasermaterialien mit einem dispersen oder kationischen Farbstoff unter Zuhilfenahme eines Trägerstoffes in Emulsion oder Dispersion, dadurch gekennzeichnet, daß als Trägerstoff eine Verbindung der allgemeinen Formel

OH

verwendet wird, worin X ein Halogenatom, η eine ganze Zahl von 0 bis 3, Y Chlor oder Brom, m eine ganze Zahl von 0 bis 3 und die Summe von η und m 1 bis 3 ist.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß X Chlor oder Brom ist.

3· Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß X Chlor ist.

4. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl X als auch Y Chlor sind.

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