DE2417253B1

DE2417253B1 - Flüssige Farbstoffzubereitungen eines Reaktivfarbstoffes

Info

Publication number: DE2417253B1
Application number: DE2417253A
Authority: DE
Inventors: Konrad Dipl.Chem. Dr. 6237 Liederbach Opitz; Ludwig Dipl.-Chem. Dr. 6239 Fischbach Schlaefer
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1974-04-09
Filing date: 1974-04-09
Publication date: 1975-07-10
Also published as: BE827751A; JPS5944327B2; DE2417253A1; JPS5925838A

Description

Die neuen flüssigen Färbezubereitungen des Farbstoffes der Formel (1) werden nämlich in erfindungsgemäßer Weise so hergestellt, daß man die bei der
Synthese anfallende, geklärte Farbstofflösung direkt verwendet und sie, falls erwünscht, da vorteilhaft, entweder durch Aufkonzentrieren, beispielsweise durch Abdestillieren eines Teils des Wassers unter Vakuum, oder vorteilhaft durch Zusatz eines getrockneten, beispielsweise sprühgetrockneten Anteils derselben, bei der Synthese erhaltenen und geklärten Farbstofflösung auf den gewünschten höheren Farbstoffgehalt einstellt, wobei in allen Fällen zu dieser Farbstofflösung noch Puffersubstanzen zugesetzt werden.
Zur Herstellung solcher erfindungsgemäßer Färbezubereitungen mit bis zu 35 Gewichtsprozent Farbstoff ist es vorteilhaft, von wäßrigen, geklärten Farbstofflösungen auszugehen, deren Gehalt an inerten Salzen, wie beispielsweise Natriumsulfat oder Natriumchlorid, möglichst niedrig ist und unter 50 Gewichtsprozent des Farbstoffgehalts dieser bei der Synthese anfallenden Farbstofflösungen liegt. Bei der Herstellung von Färbepräparationen, die einen geringeren Farbstoffgehalt besitzen, wie solchen mit bis zu 15 Gewichtsprozent Farbstoff, sollte der Inertsalzgehalt der Ausgangslösungen niedriger als deren Farbstoffgehalt sein. In der Regel liegt der Inertsalzgehalt der bei der Synthese anfallenden wäßrigen Farbstofflösungen unter diesen Grenzen. Um auch bei Lösungen des Reaktivfarbstoffes mit der ,B-Sulfatoäthylsulfonylgruppe, die durch Veresterung der fl-Hydroxyäthylsulfonylgruppe mit konzentrierter Schwefelsäure erhalten wurde, den Inertsalzgehalt unter diesen Grenzen zu halten, kann der zur Bildung dieser Schwefelsäurehalbestergruppe erforderliche Schwefelsäureüberschuß nicht mit Natronlauge oder anderen Reagenzien, die zu leicht löslichen Inertsalzen führen, neutralisiert werden. Es empfiehlt sich hier vielmehr, den Schwefelsäureüberschuß mit Calciumcarbonat zu neutralisieren und die Farbstofflösung durch Filtration vom schwerlöslichen Calciumsulfat zu trennen. Diese Verfahrensweise wird unter anderem in den DT-OS 19 55 849, Beispiel 1, DT-OS 20 49 664, Beispiel 1, und DT-OS 20 60081, Beispiel2, beschrieben.
Die bei der Synthese anfallenden Farbstofflösungen des Farbstoffes der Formel (1) enthalten zwischen 5 und 15 Gewichtsprozent Farbstoff und können durch Zusatz von getrocknetem Farbstoff oder durch Abdestillieren von Wasser im Vakuum bis auf einen Farbstoffgehalt von etwa 30 bis 35 Gewichtsprozent gebracht werden.
Beim Farbstoffproduzenten entfallen also die sehr stark salzhaltigen, teilweise salzgesättigten Mutterlaugen, und auch beim Farbstoffanwender wird der Salzgehalt der Abwässer beträchtlich reduziert, weil die zum Einstellen von Farbstoffpulvern eingesetzten Salzmengen bei der Herstellung der erfindungsgemällen Flüssigeinstellungen entfallen.
Für die erfindungsgemäßen Färbepräparate sind alle diejenigen Puffersubstanzen geeignet, die zu keiner die Farbausbeute mindernden chemischen Reaktion mit der ß-Sulfatoäthylsulfonyl-Gruppe oder deren Vinylsulfonyl-Analogon fähig sind, wie beispielsweise Natrium- und Kaliumacetat, Natrium- und Kaliumoxalat, die sauren Natrium- und Kaliumsalze der Phosphorsäure, Mischungen der verschiedenen Natrium- oder Kaliumsalze der Phosphorsäure sowie Natriumborat. Bevorzugt sind hiervon Natriumborat und Natriumhydrogenphosphat zu nennen.
Der Mechanismus der Reaktion von Reaktivfarbstoffen des obengenannten Typs mit Cellulosefasern ist allgemein bekannt. Die Ausbildung der kovalenten Bindung zwischen dem Fasersubstrat und dem Farbstoffmolekül gemäß der Reaktion (4) des unten angegebenen Schemas nach Überführung der ß-Sulfatoäthylsulfonylgruppe in die Vinylsulfongruppe in Gegenwart von alkalisch wirkenden Agenzien gemäß Reaktion (1) bedingt die bekannten guten Echtheitseigenschaften von Färbungen mit Reaktivfarbstoffen.
Es ist weiterhin von der Anwendung der Reaktivfarbstoffe mit der ß-Sulfatoäthylsulfonylgruppe her bekannt, daß sich diese Reaktivgruppe wie auch in Form ihrer Vinylsulfonylgruppe mit Wasser, nicht nur in Gegenwart von Alkalien, sondern auch im sauren Bereich, in einer Konkurrenzreaktion zur eigentlichen Färbereaktion (4) gemäß (2) oder (3) des Schemas zu der mit dem Fasersubstrat nur reaktionsträgen ß-Hydroxyäthylsulfonylgruppe umsetzt.

Schema: F-SO2 -CH2-CH-O-CelL

(4) T + Cell. - OH

(1)

FSO2CH2CHaOSO3H > FSO2CH = CH2

- HaS04

+ H2O

-H2SO4 (2) (3) + H2O

F-SO2-CH2-CH2-OH

worin F den Rest eines Farbstoffmoleküls bedeutet und Cell. - OH für die Cellulose steht.
Die Hydrolyse (2) und die Addition von Wasser (3) sind unter Färbebedingungen praktisch nicht umkehrbar und mindern somit die Farbausbeute.
Aus diesem Grunde wird bei der Fabrikation wasserlöslicher Reaktivfarbstoffe in aller Regel so verfahren, daß die anfangs erwähnte Abtrennung und Trocknung der Reaktivfarbstoffe aus der Syntheselösung auch zeitlich unmittelbar an die Synthese vor- genommen wird, um aus den obenerwähnten Gründen Färbestärkeverluste zu vermeiden.
Um so überraschender war es deshalb festzustellen, daß neutrale bis schwach saure wäßrige, gepufferte Lösungen des Reaktivfarbstoffs (I) über längere Zeit ohne Farbstärkeverlust haltbar sind. Erfindungsgemäße wäßrige Lösungen des Farbstoffs der Formel (I) liefern auch nach mehrmonatiger, beispielsweise 6monatiger Lagerung bei Raumtemperatur oder mehrwöchiger, beispielsweise bei 8wöchiger Lagerung bei 500 C Färbungen und Drucke unveränderter Farbstärke.
Die erfindungsgemäßen Färbepräparate eignen sich in der für Reaktivfarbstoffe üblichen und allgemein bekannten Weise nach Verdünnen mit Wasser und gegebenenfalls nach Zusatz üblicher Färbehilfsmittel oder entsprechend nach Zugabe von in der Druckerei üblichen Verdickungsmitteln und gegebenenfalls Drukkereihilfsmitteln zum Färben und Bedrucken von Fasermaterialien aus Wolle, Seide, Polyamid und natürlicher oder regenerierter Cellulose oder von Fasermischungen, die eine oder mehrere der genannten Faserart enthalten.
Die nachstehenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung.
Beispiel 1 200 Gewichtsteile einer wäßrigen, geklärten Farbstofflösung des Farbstoffes der obigen Formel (1) mit einem pH-Wert von 6,0 und einem Farbstoffgehalt von 15 Gewichtsprozent, die in üblicher Weise bei der Synthese des Farbstoffes durch Diazotieren und Kuppeln entsprechender Ausgangsverbindungen erhalten wurde, wurden unter Rühren mit 37 Gewichtsteilen eines trockenen Farbstoffpulvers mit 67 Gewichtsprozent Farbstoffgehalt, das durch Sprühtrocknung eines anderen Teils derselben geklärten Farbstofflösung erhalten wurde, versetzt. Die so erhaltenen 237 Gewichtsteile einer 23,1 Gewichtsprozent Reinfarbstoff enthaltenden wäßrigen Lösung mit einem pH-Wert von 6,0 ergaben nach Zusatz von 6 Gewichtsteilen Dinatriumhydrogenphosphat eine wäßrige Färbepräparation, die einen Reinfarbstoffgehalt von 22,5 Gewichtsrpozent und einen pH-Wert von 6,2 aufwies.
Mit 2 Gewichtsteilen dieser pH-stabilisierten Lösung wurden jeweils Färbebäder, Klotzflotten und Druckpasten in bekannter und üblicher Weise hergestellt, die, in der für Reaktivfarbstoffe üblichen Weise auf Baumwolle appliziert und fixiert, schwarze oder graue Färbungen und Drucke ergaben, die genauso farbstark waren wie diejenigen, die unter entsprechender Verwendung gleichkonzentrierter Färbebäder, Klotzflotten oder Druckpasten mit 1 Gewichtsteil einer 45 Gewichtsprozent Reinfarbstoff enthaltenden Pulvereinstellung hergestellt wurden.
Diese Farbstärke der Drucke und Färbungen wurde unverändert erhalten, wenn die oben angegebene neue wäßrige Präparation 6 Wochen lang bei 50"C im geschlossenen Gefäß aufbewahrt wurde.
Beispiel 2 200 Gewichtsteile einer wäßrigen, geklärten Farbstofflösung des Farbstoffes der obigen Formel (I) mit einem pH-Wert von 5,5 und einem Farbstoffgehalt von etwa 14,5 Gewichtsprozent, die in üblicher Weise bei der Synthese des Farbstoffes durch Diazotieren und Kuppeln entsprechender Ausgangsverbindungen erhalten wurde, wurden unter Rühren mit 45 Gewichtsteilen eines trockenen Farbstoffpulvers mit 64 Gewichtsprozent Farbstoffgehalt, das durch Sprühtrocknung eines anderen Teils derselben geklärten Farbstofflösung erhalten wurde, versetzt. Die so erhaltenen 245 Gewichtsteile einer 23,6 Gewichtsprozent Reinfarbstoff enthaltenden wäßrigen Lösung ergaben nach Zusatz von 12 Gewichtsteilen Dinatriumhydrogenphosphat 257 Gewichtsteile einer wäßrigen Färbepräparation, die einen Reinfarbstoffgehalt von 22,5 Gewichtsprozent und einen pH-Wert von 6,2 aufwies.
Mit 2 Gewichtsteilen dieser pH-stabilisierten Lösung wurden jeweils Färbebäder, Klotzflotten und Druckpasten in bekannter und üblicher Weise hergestellt die, in der für Reaktivfarbstoffe üblichen Weise auf Baumwolle appliziert und fixiert, schwarze oder graue Färbungen und Drucke ergaben, die genauso farbstark waren wie diejenigen, die unter entsprechender Verwendung gleichkonzentrierter Färbebäder, Klotzflotten oder Druckpasten mit 1 Gewichtsteil einer 45 Gewichtsprozent Reinfarbstoff enthaltenden Pulvereinstellung hergestellt wurden.
Diese Farbstärke der Drucke und Färbungen wurde unverändert erhalten, wenn die oben angegebene neue wäßrige Präparation 4 Monate lang bei 20"C im geschlossenen Gefäß aufbewahrt wurde.
Beispiel 3 200 Gewichtsteile einer wäßrigen, geklärten Farbstofflösung des Farbstoffes der obigen Formel (I) mit einem pH-Wert von 5,5 und einem Farbstoffgehalt von 14,5 Gewichtsprozent, die in üblicher Weise bei der Synthese des Farbstoffes durch Diazotieren und Kuppeln entsprechender Ausgangsverbindungen erhalten wurde, wurden mit 12 Gewichtsteilen Dinatriumhydrogenphosphat versetzt. Von dieser Farbstofflösung wurden unter Rühren bei 60"C und unter Vakuum von 18 Torr 83 Gewichtsteile Wasser abdestilliert. 129 Gewichtsteile einer wäßrigen Färbepräparation wurden erhalten, die einen Reinfarbstoffgehalt von 22,5 Gewichtsprozent und einen pH-Wert von 6,5 bei 20"C aufwies.
Mit 2 Gewichtsteilen dieser Lösung wurden jeweils Färbebäder, Klotzflotten und Druckpasten in bekannter und üblicher Weise hergestellt, die, in der für Reaktivfarbstoffe üblichen Weise auf Baumwolle appliziert und fixiert, schwarze oder graue Färbungen und Drucke ergaben, die genauso farbstark waren wie diejenigen, die unter entsprechender Verwendung gleichkonzentrierter Färbebäder, Klotzflotten oder Druckpasten mit 1 Gewichtsteile einer 45 Gewichtsprozent Reinfarbstoff enthaltenden Pulvereinstellung hergestellt wurden.
Diese Farbstärke der Drucke und Färbungen wurde unverändert erhalten, wenn die oben angegebene neue wäßrige Präparation 6 Wochen lang bei 500 C in geschlossenen Gefäß aufbewahrt wurde.
Beispiel 4 200 Gewichtsteile einer wäßrigen, geklärten Farbstofflösung des Farbstoffes der obigen Formel (1) mit einem pH-Wert von 6,0 und einem Farbstoffgehalt von 12 Gewichtsprozent, die in üblicher Weise bei der Synthese des Farbstoffes durch Diazotieren und Kuppeln entsprechender Ausgangsverbindungen erhalten wurde, wurden unter Rühren mit 14 Gewichtsteilen eines trockenen Farbstoffpulvers mit 67 Gewichtsprozent Farbstoffgehalt, das durch Sprühtrocknung eines anderen Teils derselben geklärten Farbstofflösung erhalten wurde, versetzt. Die so erhaltenen 214 Gewichtsteile einer 15,6 Gewichtsprozent Reinfarbstoff enthaltenden wäßrigen Lösung mit einem pH-Wert von 6,0 ergaben nach Zusatz von 8 Gewichtsteilen Natriumborat eine wäßrige Färbepräparation, die einen Reinfarbstoffgehalt von 15 Gewichtsprozent und einen pH-Wert von 6,2 aufwies.
Mit 3 Gewichtsteilen dieser pH-stabilisierten Lösung wurden jeweils Färbebäder, Klotzflotten und Druckpasten in bekannter und üblicher Weise hergestellt, die, in der für Reaktivfarbstoffe üblichen Weise auf Baumwolle appliziert und fixiert, schwarze oder graue Färbungen und Drucke ergaben, die genauso farbstark waren wie diejenigen, die unter entsprechender Verwendung gleichkonzentrierter Färbebäder, Klotzflotten oder Druckpasten mit-l Gewichtsteil einer 45 Gewichtsprozent Reinfarbstoff enthaltenden Pulvereinstellung hergestellt wurden.
Diese Farbstärke der Drucke und Färbungen wurde unverändert erhalten, wenn die oben angegebene neue wäßrige Präparation 4 Monate lang bei 20"C im geschiossenen Gefäß aufbewahrt wurde.

Claims

Patentansprüche: 1. Flüssige, wäßrige Färbepräparationen eines Reaktivfarbstoffes, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 5 bis 35 Gewichtsprozent eines Farbstoffes, der in Form der freien Säure der Formel entspricht und an 1 bis 5 Gewichtsprozent Puffersubstanzen, die zu keiner chemischen Reaktion mit der Reaktivgruppe fähig sind, sowie durch einen pH-Wert von 3 bis 7.
2. Verwendung der Färbepräparate nach Anspruch 1 zum Färben und Bedrucken von Fasermaterialien aus Wolle, Seide, Polyamid und natürlicher oder regenerierter Cellulose oder von Fasermischungen, die eine oder mehrere der genannten Faserarten enthalten.

Die Erfindung betrifft flüssige, wäßrige Färbepräparationen eines Reaktivfarbstoffes, der in Form der freien Säure der Formel (1) entspricht. Diese Färbepräparationen sind dadurch gekennzeichnet, daß sie den genannten Farbstoff, bevorzugt als dessen Alkali-, insbesondere Natriumsalz, in wäßriger Lösung in einer Konzentration von 5 bis 35 Gewichtsprozent, vorzugsweise 15 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf den Reinfarbstoff der Formel (1), enthalten und einen pH-Wert zwischen 3 und 7, vorteilhaft zwischen 5,5 und 6,8, aufweisen und zusätzlich 1 bis 5 Gewichtsprozent an Puffersubstanzen, die zu keiner chemischen Reaktion mit der Reaktivgruppe fähig sind, enthalten.

Dieser Farbstoff der Formel (I) ist aus der DT-AS 16 19 491, Beispiel 8 bekannt.

Wasserlösliche Reaktivfarbstoffe werden nach ihrer Synthese in üblicher Weise so isoliert, daß sie aus der wäßrigen Reaktionslösung ausgesalzen werden, das ausgefallene Salz-Farbstoff-Gemisch abgesaugt wird und der erhaltene Preßkuchen getrocknet wird. Eine andere techniscb übliche Methode, den gelösten, in der Regel leicht wasserlöslichen Farbstoff aus der Syntheselösung zu isolieren, ist die direkte Trocknung, beispielsweise die Sprühtrocknung der Herstellungslösung.

Für die gewünschte färberische Anwendung wird das salzhaltige Farbstoffpulver in der Regel noch anschließend an das Trocknen durch Zumischen von neutralen anorganischen Salzen, wie beispielsweise Natriumsulfat, auf einen bestimmten Farbstoffgehalt eingestellt.

Diese herkömmlichen Pulvereinstellungen von Reaktivfarbstoffen weisen aber eine Reihe von Nachteilen auf, die sich insbesondere aus der Staubentwicklung solcher pulverförmigen Färbepräparate er- geben, wenn mit ihnen gearbeitet wird, wie beim Ab-und Umfüllen, beim Wägen und Dosieren oder beim Ansetzen der Färbeflotten oder Druck pasten. Hierbei stellt diese Staubentwicklung nicht nur eine Belästigung für die Arbeitskräfte im Produktions- oder Anwendungsbetrieb dar, sondern sie kann darüber hinaus in der Färberei oder Druckerei infolge des Absetzens des Farbstoffstaubes zu unangenehmen stippigen Anfärbungen ungefärbter oder bereits gefärbter Ware führen. Andererseits besteht bei der Entstaubung von pulverförmigen Farbstoffen mit den gebräuchlichen Entstaubungsmitteln auf Mineralölbasis immer die Gefahr öliger Abscheidungen beim Färben und Drucken, was zu fleckigen und deshalb unbrauchbaren Färbungen und Drucken führt. Weiterhin sind mit solchen pulverförmigen Farbstoffen oft die in der Technik erstrebenswerten Rationalisierungsmaßnahmen, wie beispielsweise kontinuierliche Färbeverfahren oder automatische Dosier- und Wägeeinrichtungen, nicht durchführbar.

Diese Nachteile, die auch für den obengenannten pulverförmigen Farbstoff der Formel (I) gelten, werden durch die erfindungsgemäße flüssige Farbstoffzubereitung dieses Farbstoffs der Formel (I) völlig vermieden.

Darüber hinaus ergeben sich für die neue Zubereitung sowohl beim Farbstoffhersteller als auch beim Farbstoffanwender dadurch Vorteile gegenüber den pulverförmigen Farbstoffeinstellungen, daß die Salzbelastung der Abwässer entscheidend verringert wird.