DE2442553B1

DE2442553B1 - Farbstoffpräparationen zur herstellung tiefer gelbtöne mit reaktivfarbstoffen, deren herstellung und deren verwendung

Info

Publication number: DE2442553B1
Application number: DE2442553A
Authority: DE
Inventors: Erwin Ungermann
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1974-09-05
Filing date: 1974-09-05
Publication date: 1976-01-22

Description

Unter den Gelbmarken der Handelssortimente der Sulfatoäthylsulfonfarbstoffe werden auf Grund der hohen Farbstärke, des Farbtons und der guten Allgemeinechtheiten folgende Individuen bevorzugt:
Konstitution B R bedeutet in diesen Formeln einen Äthylrest, vorzugsweise aber den Methylrest.
Obwohl der Farbstoff der Konstitution B - im folgenden Farbstoff B genannt - die deutlich farbstärkere und somit wertvollere Marke ist, wird der Farbstoff der Konstitution A - im folgenden Farbstoff A genannt - in weit größerem Umfang angewendet.
Dies liegt darin begründet, daß die Löslichkeit bzw. die Beständigkeit der Lösungen des Farbstoffs B unter üblichen Applikationsbedingungen sehr zu wünschen übrig läßt.
In allen Einbad-Klotz-Verfahren ist der Farbstoff B deshalb entweder überhaupt nicht oder nur mit Einschränkungen anwendbar. Sogar beim Ausziehverfahren (also bei wesentlich geringeren Konzentrationen), das vielfach bei 40"C unter Verwendung hoher Salzkonzentration (z. B. 80 g/l Natriumchlorid) durchgeführt wird, fällt der Farbstoff B beim Färben tiefer Nuancen häufig aus, so daß kein betriebssicheres Arbeiten gewährleistet ist.
Die Löslichkeitsgrenze des Farbstoffs B und die Stabilität seiner Lösungen hängen von den Applikationsbedingungen (Temperatur, pH-Wert, Alkali- und Elektrolytkonzentration) ab. Ungelöste bzw. wieder ausgefallene Farbstoffanteile sind für den Färbeprozeß nicht mehr verfügbar, was zu einem Ausbeuteverlust und außerdem zu unegalen Färbungen führt.
Zur Überwindung von Löslichkeits- oder Badstabilitätsproblemen bei Reaktivfarbstoffen wurden bisher Chemikalien mit lösungsvermittelnder Wirkung, z.B.
Harnstoff, oder von Hilfsmitteln, wie sie in der DT-OS 22 13 239 beschrieben werden, verwendet.
Die Verwendung von Harnstoff führt jedoch auch bei hohen Konzentrationen nicht immer zu einer ausreichenden Löslichkeits- bzw. Stabilitätsverbesserung, die Anwendung von wirksamen lösevermittelnden Hilfsmitteln ist aufwendig. da praktisch Farbstoff und Hilfsmittel in gleicher Menge angewendet werden müssen.
Es wurde nun gefunden, daß die Löslichkeit des wertvolleren Farbstoffes B und die Stabilität seiner Lösungen in überraschendem Ausmaß verbessert werden, wenn Farbstoff A im Verhältnis 1:9 bis 9 :1, vorzugsweise 3 : 7 bis 7 : 3, beigemischt wird. Dadurch kann der hinsichtlich Farbstärke überlegene Farbstoff B in allen Bereichen der Textilfärberei voll nutzbar gemacht werden. Farbstoffmischungen aus Farbstoff A und Farbstoff B sind in gleicher Weise universell anwendbar wie der Farbstoff A allein, zeichnen sich aber durch erheblich höhere Farbstärke aus. Damit verbunden ist ferner ein günstigeres Verhältnis der Produktionskosten zur erzielten Farbtiefe.
Der Einfluß des Farbstoffs A auf Löslichkeit und Stabilität der Lösungen des Farbstoffes B entspricht im Effekt zumindestens dem der lösungsvermittelnden Chemikalien und übertrifft ihn sogar. In bestimmten Fällen (Beispiel 3.3.) wird auch Löslichkeit und Badstabilität des Farbstoffs A seinerseits durch die Beimischung der Komponente B gesteigert, woraus sich die Gegenseitigkeit des Effekts ergibt, was auf eine echte synergistische Wirkung schließen läßt.
Löslichkeit und Flottenbeständigkeit der Komponente B werden durch die Beimischung von Farbstoff A so weit erhöht, daß sie auch für hohe Klotzflottenkonzentrationen in jedem Fall ausreicht.
In einigen Fällen (Beispiel 1.3.) wird die Gesamtfarbstoffkonzentration vervierfacht und die der (allein schwer löslichen) Komponente B in diesem System verdoppelt.
Bei einigen wichtigen Einbad-Klotz-Verfahren, dem Klotz-Trocknungs-Verfahren, dem Einbad-Klotz-Dämpf-Verfahren und dem Pad-Roll-Verfahren, denen gemeinsam ist, daß als Alkali Natriumcarbonat verwendet wird, weist nicht nur der Farbstoff B, sondern auch der Farbstoff A ungenügende Löslichkeit auf. Werden beide Farbstoffe etwa im Verhältnis 1:1 gemischt, so besitzt die resultierende Farbstoffmischung überraschenderweise eine Löslichkeit, die wesentlich höher liegt, als sie auf Grund des Verhaltens der Einzelkomponenten erwartet werden kann. Damit können beide Farbstoffe ohne Einschränkungen auch in natriumcarbonathaltigen Klotzflotten verwendet werden, ohne daß spezielle Hilfsmittel oder Chemikalien als Lösungsvermittler erforderlich wären.
Es muß angenommen werden, daß für das gefundene Phänomen der gegenseitigen Löslichkeitsverbesserung kolloidchemische Vorgänge verantwortlich sind. Das Ausfallen konzentrierter Farbstofflösungen bei gleichzeitiger Anwesenheit größerer Anteile an Elektrolyten ist auf die Aggregation der Farbstoffmoleküle zurückzuführen. Da beide Farbstoffe eine sehr ähnliche chemische Struktur aufweisen, wird die Ausbildung von Wasserstoffbrücken angenommen. So können sich Mischaggregate bilden, die entweder einen niedrigeren Assoziationsgrad aufweisen oder ein günstigeres Hydratationsverhalten zeigen.
Die Licht- und Naßechtheitseigenschaften der Farbstoffe A und B stimmen praktisch überein, in den Mischungen erfolgt ohne Rücksicht auf das Mischungsverhältnis weder eine negative noch eine positive Beeinflussung der Echtheitzszahlen.
Beide Mischungskomponenten ergeben für sich lebhafte Gelbtöne, die Farbtöne der Mischungen sind entsprechend dem Mischungsverhältnis erwartungsgemäß abgestuft.
Nachstehende Beispiele sollen die vorliegende Erfindung erläutern, ohne in irgendeiner Weise einschränkend zu wirken. In der hier verwendeten Farbstoffpräparation bedeuten die Substituenten R in den allgemeinen Formeln für die Farbstoffe A und B jeweils Methylgruppen.
Beispiel 1 Beim Einbad-Klotz-Aufdock-Verfahren wird unter Zugabe von Natronwasserglas und Natronlauge gearbeitet. Da kein Mischgerät eingesetzt wird, muß die Flottenstabilität über einen Zeitraum von 2 Stunden gewährleistet sein.
1.1. 20 Gewichtsteile einer 50%igen Einstellung des Farbstoffes B werden in 300 Volumteilen heißem Wasser gelöst und mit kaltem Wasser auf 500 Volumteile weiterverdünnt. Nach dem Erkalten werden 150 Gewichtsteile Natronwasserglas 48 bis 50"Be (Na2O : SiO2 1: 2,6) und 7,5 Volumteile Natronlauge 32,5% zugegeben und mit kaltem Wasser auf 1000 Volumteile eingestellt. Die so erhaltene Farbstofflösung besitzt nicht die notwendige Beständigkeit von 2 Stunden. Bereits nach 60 Minuten ist der Farbstoff ausgefallen.
Nach 2 Stunden wird ein Baumwollgewebe auf dem Foulard mit der beschriebenen Farbstofflösung geklotzt, aufgerollt und 24 Stunden verweilen gelassen. Anschließend wird die Färbung wie üblich gespült, abgesäuert und geseift. Man erhält - wie auf Grund der Beschaffenheit der Klotzflotte zu erwarten - eine farbschwache, fleckige, unbrauchbare Färbung.
1.2. Zu 20 Gewichtsteilen einer 50%igen Einstellung des Farbstoffes B werden 7,5 Gewichtsteile einer 50%igen Einstellung des Farbstoffes A beigegeben.
Bei der Bereitung der Lösung wird wie bei 1.1.
verfahren. In der so erhaltenen Farbstofflösung sind die Farbstoffe auch nach 2 Stunden völlig klar gelöst.
Nach 2 Stunden wird ebenfalls eine Klotzung, wie unter 1.1. beschrieben, durchgeführt. Man erhält eine lebhafte, gleichmäßige Gelbfärbung mit gleich guten Echtheiten, wie sie die Einzelkomponenten aufweisen.
1.3. 40 Gewichtsteile einer 50%igen Einstellung des Farbstoffes B und 40 Gewichtsteile einer 50%igen Einstellung des Farbstoffes A werden gemäß 1.1.
gelöst und auf 1000 Volumteile eingestellt. Abweichend davon werden entsprechend den Verfahrensvorschriften 15 Volumteile Natronlauge 32,5% eingesetzt.
Die so erhaltene Farbstofflösung ist auch nach 2 Stunden völlig klar. Nach 2 Stunden wird ebenfalls eine Klotzung, wie unter 1.1. beschrieben, durchgeführt. Man erhält eine sehr tiefe, lebhafte und gleichmäßige Gelbfärbung mit guten Echtheiten.
Gleich gute Ergebnisse werden erreicht, wenn der Farbstoff A mit einer Äthylgruppe an Stelle der Methylgruppe bzw. der Farbstoff B mit einer Athoxygruppe an Stelle der Methoxygruppe verwendet wird.
Beispiel 2 Beim Klotz- Kurzverweil-Verfahren (Normalverfahren) wird unter Zusatz von Natriumsulfat und Natronlauge unter Verwendung eines Mischgerätes gearbeitet. Die Löslichkeit muß über 20 Minuten gewährleistet sein.
2.1. 40 Gewichtsteile einer 50%igen Einstellung des Farbstoffes B werden in 300 Volumteilen heißem Wasser gelöst und mit kaltem Wasser auf 800 Volumteile eingestellt (Lösung I).
30 Gewichtsteile wasserfreies Natriumsulfat werden in 150 Volumteilen heißem Wasser gelöst.
Hierauf werden 16 Volumteile Natronlauge 32,5% zugegeben und mit kaltem Wasser auf 200 Volumteile eingestellt (Lösung II).
Nach dem Erhalten werden Lösung I und Lösung II zusammen gegeben und gemischt Der Farbstoff ist vor Ablauf von 20 Minuten ausgefallen. Die Klotzlösung ist zur Durchführung einer Färbung nicht geeignet.
2.2. Zu 40 Gewichtsteilen einer 50%igen Einstellung des Farbstoffes B werden 20 Gewichtsteile einer 50%igen Einstellung des Farbstoffes A beigegeben.
Hierauf wird in 300 Volumteilen heißem Wasser gelöst und auf 800 Volumteile eingestellt (Lösung 1).
30 Gewichtsteile wasserfreies Natriumsulfat werden in 150 Volumteilen heißem Wasser gelöst Hierauf werden 18 Volumteile Natronlauge 32,5% zugegeben und mit kaltem Wasser auf 200 Volumteile eingestellt (Lösung II).
Nach dem Erkalten werden Lösung I und Lösung II zusammengegeben und gemischt. In der so erhaltenen Klotzflotte sind die Farbstoffe selbst nach 30 Minuten noch völlig klar gelöst. Die Klotzflotte ist zur Durchführung von Färbungen sehr gut geeignet.
2.3. 60 Gewichtsteile einer 50einigen Einstellung des Farbstoffes B und 40 Gewichtsteile einer 50%igen Einstellung des Farbstoffes A werden in 300 Volumteilen heißem Wasser gelöst und mit kaltem Wasser auf 800 Volumteile eingestellt (Lösung 1).
30 Gewichtsteile wasserfreies Natriumsulfat werden in 150 Volumteilen heißem Wasser gelöst.
Hierauf werden 26 Volumteile Natronlauge 32,5% zugegeben und mit kaltem Wasser auf 200 Volumteile eingestellt (Lösung II).
Nach dem Erhalten werden Lösung I und Lösung II zusammengegeben und gemischt. In der so erhaltenen Klotzflotte sind die Farbstoffe trotz der hohen Konzentration auch nach 30 Minuten völlig klar gelöst. Die Klotzflotte ist zur Durchführung von Färbungen sehr gut geeignet. Zum Beweis wird ein Baumwollgewebe in der unter 1.1. angegebenen Weise auf dem Foulard gefärbt. Man erhält eine äußerst tiefe, leuchtende, gleichmäßige Gelbfärbung mit guten Allgemeinechtheiten.
Beispiel 3 Beim Klotz-Trocknungs-Verfahren, Pad-Roll-Verfahren und Einbad-Klotz-Dämpf-Verfahren wird unter Zusatz von Natriumcarbonat gearbeitet. Bei diesem Verfahren muß der Farbstoff über einen Zeitraum von 5 Stunden klar gelöst sein.
3.1. 40 Gewichtsteile einer 50%igen Einstellung des Farbstoffes A werden in 300 Volumteilen heißem Wasser gelöst und mit kaltem Wasser auf 500 Volumteile weiter verdünnt Dann werden 30 Gewichtsteile wasserfreies Natriumcarbonat in 200 Volumteile heißem Wasser gelöst Nach dem Erkalten wird die Natriumcarbonat-Lösung der inzwischen ebenfalls erhaltenen Farbstofflösung zugegeben. Hierauf wird mit kaltem Wasser auf 1000 Volumteile eingestellt.
Der Farbstoff ist bereits vor Ablauf von 3 Stunden ausgefallen.
3.2. 40 Gewichtsteile einer 50%igen Einstellung des Farbstoffes B werden wie bei 3.1. beschrieben gelöst und nach Zugabe von 30 Gewichtsteilen wasserfreiem Natriumcarbonat mit kaltem Wasser auf 1000 Volumteile eingestellt.
Der Farbstoff ist vor Ablauf von 5 Stunden ausgefallen.
3.3. 40 Gewichtsteile einer 50%igen Einstellung des Farbstoffes A und 40 Gewichtsteile einer 50%igen Einstellung des Farbstoffes B werden gemäß 3.1.
gelöst und nach Zugabe von 30 Gewichtsteilen wasserfreiem Natriumcarbonat mit kaltem Wasser auf 1000 Volumteile eingestellt.
Obgleich gemäß den Beispielen 3.1. und 3.2. die Farbstoffe A und B allein keine genügende Löslichkeit aufweisen, ist jetzt eine einwandfreie Löslichkeit weit über 5 Stunden hinaus gegeben.
Beispiel 4 4.1. 1,5 Gewichtsteile einer 50%igen Einstellung des Farbstoffes B werden in 100 Volumteilen heißem Wasser gelöst. Dann werden 80 Gewichtsteile Natriumchlorid und 5 Gewichtsteile wasserfreies Natriumcarbonat in 500 Volumteilen heißem Wasser gelöst Nach dem Abkühlen auf 200 C wird diese Lösung mit der inzwischen ebenfalls erkalteten Farbstofflösung vereinigt und mit kaltem Wasser auf 998 Volumteile eingestellt. Hierauf werden 2 Volumteile Natronlauge 32,5% zugefügt.
Nach dem Durchmischen der Lösung werden 50 Gewichtsteile Baumwollgarn zugegeben und in der Lösung behandelt. Nach 10 Minuten wird innerhalb 30 Minuten auf 40"C erwärmt und 90 Minuten auf 40° C erwärmt und 90 Minuten bei 40° C gefärbt.
Der Farbstoff fällt nach kurzer Zeit aus, was durch Trübung der Lösung sichtbar wird. Die Färbung ist nach dem Spülen, Absäuern und Seifen viel heller als nach der Farbstoffkonzentration zu erwarten war und nicht ganz gleichmäßig.
4.2. 1,5 Gewichtsteile einer 50%igen Einstellung des Farbstoffes B werden 0,5 Gewichtsteile einer 50%igen Einstellung des Farbstoffes A beigegeben.
Hierauf wird wie unter 4.1. beschrieben verfahren.
Die Farbstofflösung bleibt während des gesamten Färbevorganges klar. Man erhält eine leuchtende, tiefe, gleichmäßige Gelbfärbung mit guten Allgemeinechtheiten.

Claims

Patentansprüche: 1. Pulverförmige Farbstoffpräparationen auf Basis faserreaktiver Sulfatoäthylsulfonfarbstoffe mit erhöhter Wasserlöslichkeit und Stabilität ihrer Lösungen, bestehend aus einem Farbstoff der Konstitution A und einem Farbstoff der Konstitution B worin R einen Äthylrest, vorzugsweise einen Methylrest bedeutet, im Verhältnis 1:9 bis 9 :1, vorzugsweise 3 :7 bis 7 :3.
Konstitution A 2. Verfahren zur Herstellung von Farbstoffpräparationen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermischung der Komponenten A und B in ihrer handelsüblichen Form und Beschaffenheit erfolgt.
3. Verfahren zur Herstellung von Farbstoffpräparationen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermischung der Komponenten A und B in Form der trockenen konzentrierten Fabrikationsware erfolgt.
4. Verfahren zur Herstellung von Farbstoffpräparationen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermischung der Komponenten A und B vor dem Trocknen in Form der feuchten Preßkuchen erfolgt.
5. Verfahren zur Herstellung von Farbstoffpräparationen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermischung der Komponenten A und B in Lösungen vor dem Aussalzen, Abscheiden oder Sprühtrocknen erfolgt.
6. Verwendung von Farbstoffpräparationen nach Anspruch 1, zur Herstellung von Farbstofflösungen in Form wäßriger Zubereitungen oder Zubereitungen aus organischen Lösemitteln.

Für das Färben von Cellulosematerialien haben die Reaktivfarbstoffe große Bedeutung erlangt. Eine wichtige Gruppe dieser Farbstoffklasse stellen die Sulfatoäthylsulfonfarbstoffe der allgemeinen Formel F-S02-CH2-CH2-O-S03H dar, worin F den Rest eines Farbstoffmoleküls bedeutet.

Die Reaktion dieser Farbstofftypen mit der Faser erfolgt über eine sich im alkalischen Bereich intermediär bildende Vinylsulfongruppe und führt unter Addition zur Ätherbindung mit den Hydroxylgruppen der Cellulose.