DE2512520B1

DE2512520B1 - Verfahren zum faerben von cellulosefasern, stickstoffhaltigen fasern, synthetischen fasern und deren mischungen

Info

Publication number: DE2512520B1
Application number: DE19752512520
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl-Chem Dr Cuntze; Gerhard Dipl-Chem Dr Weckler
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1975-03-21
Filing date: 1975-03-21
Publication date: 1976-06-24
Also published as: FR2304714B1; DE2512520C2; GB1535586A; IT1058638B; FR2304714A1

Description

Beim Färben mit Natrium-Leukoverbindungen von Küpenfarbstoffen kommt es häufig dadurch zu Schwierigkeiten, daß die Affinität der Leukoverbindungen sehr vieler Küpenfarbstoffe zu Cellulosefasern sehr groß ist und die dadurch bedingte hohe Aufziehgeschwindigkeit unegale Färbungen zur Folge hat. Ähnliche Schwierigkeiten treten in vielen Fällen auch mit Substantiven Farbstoffen sowie auch beim Färben von stickstoffhaltigen, mit sauren Farbstoffen färbbaren Fasern, z. B. mit neutral- und schwach sauer ziehenden Wollfarbstoffen oder 1:2-Metallkomplexfarbstoffen, auf.

Um dies zu verhindern ist es bereits bekannt, durch Zusatz von kationaktiven Verbindungen auf der Basis von Polyalkylenpolyaminen zu den Färbebädern die Aufziehgeschwindigkeit herabzusetzen und so zu gleichmäßigeren Färbungen zu gelangen. Diese Arbeitsweise bringt aber häufig den Nachteil mit sich, daß die zwischen Farbstoff und Hilfsmittel gebildeten Anlagerungsverbindungen sehr stabil sind und der Farbstoff im Verlauf des Färbeprozesses auch bei Temperaturerhöhung nur unvollständig wieder freigegeben wird, so daß beträchtliche Mengen an Farbstoff für den Färbeprozeß verlorengehen. Ähnliche Nachteile besitzen häufig die ebenfalls bekannten und zur Erzielung gleichmäßiger Färbungen als Zusatz zu den Färbebädern empfohlenen oxäthylierten Fettalkohole. Auch bei diesen Produkten sind die im Färbebad zwischen Farbstoff und Hilfsmittel gebildeten Komplexe oft so stabil, daß große Farbstoffmengen für den Färbeprozeß verlorengehen und helle Färbungen resultieren.

Es ist bekannt, daß man wasserlösliche Oxazolinderivate, welche in 4-Stellung Polyglykolätherketten tragen, zum Egalisieren verwenden kann. Diese Oxazolinderivate besitzen jedoch eine verhältnismäßig hohe Retardierwirkung (deutsche Patentschrift 12 66 271). Ähnliche Nachteile besitzen die in der deutschen Patentschrift 19 53 068 beanspruchten Verbindungen.

Beim Färben von synthetischen Fasern, vor allem von Polyesterfasern, mit Dispersionsfarbstoffen machen sich ähnliche Schwierigkeiten bemerkbar. Bei den Polyesterfasern tritt außerdem noch das Problem auf, daß sich bei deren Herstellung kurzkettige Oligomeren bilden, die sich beim Färben, insbesondere bei einer Hitzebehandlung, störend bemerkbar machen.

Auch beim einbadigen Färben von Fasermischungen, wie beispielsweise Polyester-Polyacrylnitrilfaser-Mischungen, mit anionischen und kationischen Farbstoffen ist in fast allen Fällen mit Ausfällungen dieser Farbstoffe im Färbebad zu rechnen, welche dann unbrauchbare Färbungen zur Folge haben.

Ein weiteres Problem stellt beim Färben von Mischungen aus Polyesterfasern und Wolle oder Cellulosefasern mit Dispersionsfarbstoffen das Anschmutzen der Begleitfasern und die damit verbundenen schlechteren Echtheitseigenschaften der gefärbten Ware dar.
Weiterhin ist die Verhinderung der Migration beim Trocknen gefärbter Textilmaterialien in der Praxis ein bedeutsames Problem.

Schließlich besteht beim Färben von Stückware aus synthetischen Fasern oder deren Mischungen mit Cellulosefasern, besonders von dichtgeschlagenen Geweben bzw. empfindlichen Gewirken auf Haspelkufen, häufig die Gefahr der Falten- und Schwielenbildung, so daß ungleichmäßige Färbungen resultieren.

Es wurde nun ein Verfahren zum Färben von Textilmaterial aus Cellulosefasern, stickstoffhaltigen Fasern, Polyesterfasern und deren Mischungen in Gegenwart eines Oxäthylats gefunden, daß dadurch gekennzeichnet ist, daß das Oxäthylat ein Ester aus einem Mol einer ungesättigten Fettsäure mit 11 bis 21, vorzugsweise 13 bis 17 C-Atomen und einem Mol eines Oxäthylats aus 1 Mol Butandiol-1,4 und 8 bis 30 Mol Äthylenoxid ist.

Durch den Einsatz des Oxäthylats werden die oben beschriebenen Probleme weitgehend gelöst.
Diese Ester werden erhalten durch Umsetzung von einem Mol eines Oxäthylats aus 1 Mol Butandiol und 8 bis 30 Mol Äthylenoxid mit einem Mol einer geradkettigen Alkenmonocarbonsäure. Diese Umsetzung erfolgt ohne Lösungsmittel bei Temperaturen von 150 bis 180⁰C in Gegenwart eines sauren Katalysators wie etwa 1 % Schwefelsäure oder p-Toluolsulfonsäure. Anstelle einer reinen Alkenmonocarbonsäure kann man naturgemäß auch Mischungen derartiger Säuren verwenden oder auch Mischungen von Alken- und Alkanmonocarbonsäuren. Doch soll, damit die fertigen Ester noch flüssig sind, der Anteil der Alkanmonocarbonsäuren in diesen Gemischen 85% nicht überschreiten. Vorteilhaft sind Gemische mit 70% Alkanmonocarbonsäuren. Als Alken- bzw. Alkanmonocarbonsäuren kommen insbesondere deren natürlich vorkommende Mischungen in Frage, wie beispielsweise Talgfectsäure, ölsäure, Kokosölfettsäure, Palmkernölfettsäure, Tallölfettsäure, Tranfettsäure oder Spermölfeitsäure. Vorteilhaft wird ein

Ester aus 1 Mol Talgfettsäure und 1 Mol eines Oxäthylats aus 1 Mol Butandiol-1,4 und 10 bis 18 Mol Äthylenoxid verwendet.

Die zu verwendenden Mengen dieser Ester richten sich hauptsächlich nach der zu erzielenden Wirkung bzw. nach der Art des Färbeprozesses. Bei Ausziehverfahren, wo die Dispergier-, Egalisier- und Waschwirkung der Ester im Vordergrund steht, verwendet man 0,25 bis 5 gi. Bei Kontinue-Verfahren, wo es mehr auf die migrationsverhindernde Wirkung ankommt, sind 5 bis 20 g, insbesondere 10 bis 15 g 1 erforderlich. Man kann bei den Ausziehverfahren auch ohne Anwendung dieser Hilfsmittel färben und nach dem Färben dieses Hilfsmittel bei der anschließenden Reduktivreinigung zum Ausegalisieren zusetzen.

Als zu färbendes Material kommen Textilien, wie z. B. Gewebe, Gewirke, Faservliese u. dgl. in Betracht, die aus Cellulose, Wolle, Polyacrylnitril, Polyester oder deren Mischungen untereinander oder mit anderen Faserarten bestehen. Als Farbstoffe werden die für diese Faserarten üblicherweise benutzten Farbstoffe verwendet.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäß zu verwendenden Hilfsmittel liegt in ihrer Egalisierwirkung, die sich beim Färben aller genannten Fasertypen in gleicher Weise zeigt, während die meisten bisher bekannten Egalisiermittel sich nur für Färbungen der einen oder anderen Faserart eignen.

In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen beziehen sich die Prozentangaben, sofern nicht ausdrücklich anders vermerkt, auf das Gewicht der zu färbenden Ware.

Beispiel 1

35

Es werden wäßrige Lösungen hergestellt, die jeweils 2 g'l des Farbstoffes C. I. 69826-Solubilised Vat Blue 6 (vgl. Colour Index, !Auflage [1956], Bd. 3, S. 3535) und steigende Mengen (0,0/0,2/0,4/0,6/0,8/ 1,0 g'l) eines Esters aus 1 Mol Talgfettsäure und 1 Mol eines Oxäthylats aus 1 Mol Butandiol-1,4 und 15 Mol Äthylenoxid enthalten. Danach wird der gelöste Farbstoff durch Oxydation mit Schwefelsäure und Natriumnitrit in seine Pigmentform überführt. Die erhaltenen Farbstoffdispersionen werden nach halbstündigem Stehen durch einen Rundfilter (Schleicher und Schüll, Nr. 1450) abgesaugt.

Die dabei erhaltenen Filterproben zeigen, daß steigende Mengen des obengenannten Oxäthylates eine zunehmende Dispergierwirkung bewirken.

Beispiel 2

55

100 kg eines Kammzugs aus Polyäthylenglykolterephthalat-Fasern werden, möglichst dicht gepackt, in einem Färbeapparat im Flotten verhältnis 1:15 während 90 Minuten bei 12O⁰C mit einer wäßrigen Flotte gefärbt, die — bezogen auf das Trockengewicht der Ware —

0,2% des Dispersionsfarbstoffes der Formel

N=N-

-N=N

-OH

65 0,12% des Dispersionsfarbstoffes der Formel
O NH₂

O OH

0,22% des Dispersionsfarbstoffes der Formel
O

O NH

0,05 ccm/1 Schwefelsäure (96%ig) und 2 g/l des Kondensationsproduktes aus 1 Mol Talgfettsäure mit 1 Mol Butandiol + 15 Äthylenoxid

enthält.

Die so erhaltene Färbung wird sodann durch eine für diese Faserart und Farbstoffklasse übliche reduktive Nachreinigung fertiggestellt. Man erhält eine einwandfreie egale Färbung, während eine zum Vergleich ohne das Hilfsmittel hergestellte Färbung sehr starke Unegalitäten aufweist und nicht brauchbar ist. Die verwendeten Hilfsmittel liefern auch bessere Ergebnisse als die in der deutschen Patentschrift 1184 730 beschriebenen Verbindungen und lassen sich anwendungstechnisch besser verarbeiten.

Beispiel 3

Eine Kreuzspule aus gebleichtem Baumwollgarn wird im Flottenverhältnis 1 :10 im geschlossenen Apparat mit 0,2% des Farbstoffes CI. 70305 (vgl. Colour Index, !Auflage [1956], S. 3537), bezogen auf das Gewicht der Ware, nach dem IN-Verfahren in üblicher Weise während 45 Minuten bei 50 bis 60° C gefärbt. Dabei werden je Liter Färbeflotte 20 ml 33%ige Natronlauge und 5 g Natriumdithionit eingesetzt. Die Spule zeigte eine schlechte Durchfärbung und einen unegalen Ausfall.

Es wird nun in der gleichen Weise, jedoch unter Zusatz von 0,5 g/l des Esters aus 1 Mol Talgfettsäure und 1 Mol des Oxäthylats aus 1 Mol Butandiol-1,4 und 15 Mol Äthylenoxid gefärbt. Man erhält so eine einwandfreie egale, gut durchgefärbte Spule.

Ähnlich gute Effekte werden erhalten, wenn man den Ester aus 1 Mol ölsäure und 1 Mol des Oxäthylats aus 1 Mol Butandiol-1,4 und 15 Mol Äthylenoxid verwendet.

Beispiel 4

Ein Zylinder wird mit kreisförmigen Wollfilzscheiben beschickt, deren Durchmesser etwa dem Innendurchmesser des Zylinders entspricht. Dann wird die Färbeflotte für die Dauer von I¹Z₂ Minuten durch die Wollfilzscheiben gepumpt, wobei die Flotte von unten nach oben steigt und laufend umgewälzt wird. Anschließend läßt man die Flotte ablaufen und nimmt die Scheiben aus dem Zylinder heraus. Durch Vergleich der einzelnen Wollfilzscheiben läßt sich dann der Wirkungsgrad eines Egalisiermittels bestimmen.

Für diesen Versuch kann das Laborfärbegerät Praxitest (Quarzlampen Gesellschaft mbH, Hanau) verwendet werden. Die genaue Versuchsdurchführung ist im »Ratgeber zum Praxitest« unter 1.2.2. a) und b) auf den Seiten 10 und 11 beschrieben.

Der oben beschriebene Versuch wird bei 80° C im Flottenverhältnis von 1:20 mit einem Färbebad der folgenden Zusammensetzung durchgeführt:

Beispiel 5

10 g Wollgarbardine wurden im Flottenverhältnis 1 :40 bei Kochtemperatur mit einer Flotte der folgenden Zusammensetzung gefärbt:

0,27% des Farbstoffes der Formel

jeweils 0,5% der Farbstoffe der Formel

C-CH,

Cl

OH

ί -^N=N

HO₃S

-NH,

35

SO₃H

CH,

sowie 5% Essigsäure (30%ig) und 5% kalziniertes Glaubersalz.

Der Versuch wurde ferner mit folgenden Hilfsmittelzusätzen wiederholt:
a) 1,5% des Esters aus 1 Mol Talgfettsäure und 1 Mol des Oxäthylats aus 1 Mol Butandiol-1,4 und 15 Mol Äthylenoxid,

1,5% des Esters aus 1 Mol Tallölfettsäure und 1 Mol des Oxäthylates aus 1 Mol Butandiol-1,4 und 15 Mol Äthylenoxid,

1,5% des Esters aus 1 Mol Palmkernfettsäure und 1 Mol des Oxäthylats aus 1 Mol Butandiol-1,4 und 15 Mol Äthylen oxid.

Die Auswertung der Versuche ergab, daß mit den unter a) bis c) beschriebenen Hilfsmittelzusätzen deutlich egalere Färbungen (gleichmäßigere Anfärbung der einzelnen Wollfilzscheiben) als ohne Hilfsmittel erhalten werden.

in Form des 1:2-Chrom-Komplexes,
0,1 % des Farbstoffes der Formel

OH

SO₂-NH-CH₃

in Form des 1 :2-Kobalt-Komplexes,
0,13% des Farbstoffes der Formel

OH

40

45

SO₇-NH-CH,

in Form des 1:2-Chrom-Komplexes, 5% Ammoniumacetat und 2% Essigsäure, 30%ig.

Zunächst wurde die Hälfte des Materials (5 g) in das kochende Färbebad gegeben. Nach 5 Minuten Kochzeit wurde dann die restliche Hälfte hinzugefügt, und beide Teile wurden noch 1 Stunde kochend gefärbt. Der Ausfall der Färbung war hinsichtlich der Egalität auf beiden Materialhälften völlig unbefriedigend. Außerdem bestanden sehr deutliche Unterschiede im Farbton und vor allem in der Farbtiefe zwischen dem zuerst ins Färbebad gegebenen und dem nach 5 Minuten Färbezeit zugefügten Wollgewebe.

Setzt man dem oben beschriebenen Färbebad 1% des Esters aus 1 Mol Talgfettsäure und 1 Mol Butandiol-1,4 + 15 Mol Äthylenoxid zu, so erhält man einwandfreie Ergebnisse hinsichtlich der Egalität auf beiden Materialteilen sowie des Farbton- und Farbtiefenunterschieds zwischen den beiden Stoffhälften.

Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind denjenigen überlegen, die man beim Zusatz von 1% der Anlagerungsverbindung von 100 Mol Äthylenoxid an 1 Mol 2-Undecyl-4-äthyl-4-hydroxy-methyl-oxazolin erhält.

Beispiel 6

5 kg Wollgarbadine werden im Flottenverhältnis 1 :40 mit folgenden Farbstoffen und Zusätzen 1 Stunde bei Kochtemperatur auf einer Haspelkufe gefärbt:

1,4% des Farbstoffes der Formel

-CH,

in Form des 1:2-Komplexes,
0,4% des Farbstoffes der Formel

OH

IO

30 in Form des 1 :2-Chrom-Komplexes,

5% Ammoniumacetat,
1 % Essigsäure, 60%ig.

Man erhält eine stark unegale Färbung. Einen einwandfrei egalen Warenausfall erhält man jedoch,

wenn man dem Färbebad noch 0,5% des Kondensationsproduktes aus 1 Mol Kokosfettsäure und 1 Mol Butandiol-1,4 4- 15 Mol Äthylenoxid zusetzt.

Mit gleichem Erfolg können auch 0,5% des Kondensationsproduktes aus 1 Mol ölsäure bzw. Palmkernfettsäure mit jeweils 1 Mol Butandiol + 15 Äthylenoxid eingesetzt werden.

Beispiel 7

Ein Baumwollgewebe wird auf einem Foulard mit einer Flottenaufnahme von 60% mit einer Flotte nachstehender Zusammensetzung imprägniert:

30 g C. I. Vat Brown 9,
J 5 g des Esters aus 1 Mol Talgfettsäure und 1 Mol des Oxäthylats aus 1 Mol Butandiol-1,4 und 15 Äthylenoxid,
955 g Wasser, 20⁰C.

1000 g

Die Herstellung der Foulardflotte erfolgt durch Verdünnen des obengenannten Esters mit dem 10- bis 20fachen Gewicht Wasser von Raumtemperatur und Zufügen des in Wasser dispergierten Farbstoffes. Die Flotte wird dann auf 1000 g eingestellt. Die foulardierte Ware wird anschließend auf einem Spannrahmen getrocknet. Man erhält eine Imprägnierung von höchster Übereinstimmung der Farbtiefe auf der Ober- und Unterseite des Gewebes. Ein analoger Versuch ohne Hilfsmittel ergab deutlich sichtbare Unterschiede des Gewebes.

Ebenfalls werden mit dem genannten Ester bessere Ergebnisse erhalten als mit gleichen Einsatzmengen der in der deutschen Patentschrift 11 84 730 beschriebenen Verbindungen.

609526/447

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Färben von Textilmaterial aus Cellulosefasern, stickstoffhaltigen Fasern, Polyesterfasern und deren Mischungen in Gegenwart eines Oxäthylats, dadurchgekennzeichn e t, daß das Oxäthylat ein Ester aus einem Mol einer ungesättigten Fettsäure mit 11 bis 21, vorzugsweise 13 bis 17 C-Atomen und einem Mol eines Oxäthylats aus 1 Mol Butandiol-1,4 und 8 bis 30 Mol Äthylenoxid ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Färbungen in Gegenwart von Estern aus einem Mol eines Gemisches aus bis zu 15 Gewichtsprozent ungesättigten und bis zu 85 Gewichtsprozent gesättigten Fettsäuren und einem Mol eines Oxäthylats aus 1 Mol Butandiol-1,4 und 8 bis 30 Mol Äthylenoxid durchführt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Färbungen in Gegenwart eines Esters aus 1 Mol Talgfettsäure und 1 Mol eines Oxäthylats aus 1 Mol Butandiol-1,4 und 10 bis 18 Mol Äthylenoxid durchführt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man beim Ausziehverfahren das Oxäthylat bei der Reduktivreinigung nach der Färbung zusetzt.