DE2732216A1

DE2732216A1 - Faerbeverfahren unter anwesenheit metallionen zu komplexen bindender wirkstoffe

Info

Publication number: DE2732216A1
Application number: DE19772732216
Authority: DE
Inventors: Jean Balland
Original assignee: Manufacture de Produits Chimiques Protex SARL
Current assignee: Manufacture de Produits Chimiques Protex SARL
Priority date: 1976-07-23
Filing date: 1977-07-16
Publication date: 1978-01-26
Also published as: NL7707481A; FR2359243A1; US4231749A; CH615064GA3; CH615064B; FR2359243B1

Description

PROTEX

Färbeverfahren unter Anwesenheit Metallionen zu Komplexen bindender Wirkstoffe

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Färbung von Textilfasern unter gemeinsamer Anwesenheit metallhaltiger Farbstoffe oder Farbstoffe, in deren Aufbau ein oder mehrere metallische Elemente eintreten, sowie von Wirkstoffen, die Metallionen in Komplexe binden und die nachfolgend als sequestrierende Wirkstoffe bezeichnet werden.

Es ist der ungünstige Einfluß bekannt, dem bestimmte Farbstoffe, die zu den verschiedensten Farbstoffklassen gehören können, unterliegen, wenn im Färbebad erdalkalische Ionen oder Ionen schwerer Metall wie Eisen oder Kupfer enthalten sind, die aus unbeabsichtigt eingebrachten Verunreinigungen herrühren. Man kann Ausfällungen und Ausflockungen des Farbstoffes im Färbebad beobachten, sowie auch Modifikationen der Farbtönung, einen starken Abfall der Färbeleistung und sogar einen Abfall der Beständigkeit der erzielten Färbung.

Es ist bereits vorgeschlagen, zur Vermeidung jedes Risikos der Modifizierung der physikalischen und färbemäßigen Eigenschaften der Farbstoffe dem Färbebad Bestandteile zuzufügen, die sogenannte sequestrierende Eigenschaften gegenüber erdalkalischen oder von schweren Metallen herrührende Ionen haben. Man kann unter diesen Bestandteilen die Polyphosphate von Alkalimetallen und die Derivate von Aminopolycarboxylsäure nennen.

Diese bekannten Bestandteile ermöglichen es jedoch nicht, die vorstehend genannten Probleme vollständig zu lösen. Es

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kann nämlich geschehen, daß ihre Anwendung neue Probleme schafft, da in bestimmten Fällen ihre sequestrierende, d.h. Metallionen zu Komplexen bindende Wirkung sich auch auf am Molekül eben des Farbstoffes selbst anhängenden Stoffen auswirkt. So kann beispielsv/eise die Verwendung in Färbebädern mit Farbstoffen, deren Moleküle Metalle tragen, wie beispielsweise Kupfer und Chrom, durcnjeben die Derivate der Aminopolycarboxylsäuren eine Demetallisierung des Moleküls des Farbstoffes hervorrufen, was zu Farbtonmodifizierungen und zu einer erheblichen Schwächung der Beständigkeit, insbesondere der Lichtbeständigkeit der erzielten Färbung führt. Die Anzahl von Farbstoffen der in Frage stehenden Art, die durchaus zu verschiedenen Klassen gehören und die gegenüber einer Demetallisierung durch die sequestrierenden Derivate der Aminopolycarboxylsäuren empfindlich sind, ist ausreichend groß, um im allgemeinen auf die Verwendung dieser Derivate bei der Färbung zu verzichten und sie durch alkalische Polyphosphate zu ersetzen.

Die Verv/endung dieser Polyphosphate ruft eine Gefahr der Demetallisierung oder Demineralisierung der Farstoffmoleküle nicht hervor und führt auch nicht zu einer Veränderung der Färbeeigenschaften. Es ist jedoch das Bindevermögen der Polyphosphate gegenüber Ionen von schweren Metallen wie Eisen und Kupfer gering und deutlich kleiner als dasjenige der Derivate der Aminopolycarboxylsäuren. Das Bindevermögen verringert sich darüber hinaus in dem Maße, wie die Behandlungstemperatur erhöht wird.

Es hat sich nun in sehr überraschender Weise herausgestellt, daß die Verwendung von Derivaten von Phosphorsäuren als Metallionen in Komplexen bindenden Wirkstoffen in den Färbebädern es ermöglichen, eine hervorragende Bindung eventueller metallischer Verunreinigungen in diesen Bädern in Komplexe durchzuführen, ohne daß dabei in irgendeiner Weise eine

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Entmetallisierung der Moleküle der Farbstoffe eintritt und somit auch deren Färbeeigenschaften nicht beeinträchtigt werden. Die Wirksamkeit dieser sequestrierenden Wirkung dieser Derivate wird dabei auch keineswegs durch erhöhte Temperaturen beeinflußt, die man bei der Färbung bestimmter synthetischer Fasern und Gemische dieser Fasern anwenden muß.

Die vorliegende Erfindung zeigt somit ein Färbeverfahren für textile Fasern auf, bei dem man als sequestrierende Wirkstoffe dem Färbebad Derivate von Phosphorsäuren beifügt, die mit den metallischen Verunreinigungen des Bades Komplexe bilden und dabei keinerlei Entmetallisierungswirkung auf das Molekül des Farbstoffes ausüben.

Besonders geeignete Derivate der Phosphorsäuren im Verfahren gemäß der Erfindung sind die Salze der polyphosphorischen Aminosäuren (niedere Alkane) und/oder der Salze der Hydroxy-Alkan-Phosphorsäuren.

Man kann als Vertreter der Aminophosphorsäuren (niedere Alkane) gewisse Zusammensetzungen als Derivate von Kohlen-Wasserstoffen mit C. bis C, nennen, wie beispielsweise Aminomethandiphosphorsäure, Amino-bis-MethyIen-Phosphorsäure, Diäthylen-Triaminopentakis-Methylen-Phosphorsäure, Äthylen-Diamin-tetrakis-Methy1en-Phosphorsäure, 1-Amino-Methy1-CycΙο-Pentylamin-2-tetrakis-Methylen-Phosphorsäure und 1,2-Cyclohexan-Tetrakis-Methylen-Phosphorsäure.

Als Typen für Hydroxy-Alkan-Phosphorsäuren kann man bestimmte Derivate der Kohlenwasserstoffe mit C.. bis C. nennen, wie beispielsweise Hydroxy-Äthan-1-l-Diphosphorsäure oder l-Hydroxypropan-1,1,3-Triphosphorsäure.

Die nachfolgend aufgeführten Durchführungsbeispiele des Verfahrens sind nicht einschränkend zu verstehen. Sie zeigen in besonders konkreter Weise die verschiedenen Möglich-

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keiten auf, die die vorliegende Erfindung bietet.

Beispiel 1

Ein Baumwo11gewebe, das zuvor gekocht und gebleicht wurde, wird unter normalen Bedingungen der sogenannten Direktfärbung (Temperatur 98°C, Dauer 60 Minuten) gefärbt,und zwar unter Zugrundelegung der nachfolgenden drei Formeln und mit einem Farbstoff für die Direktfärbung, der speziell für seine Empfindlichkeit gegenüber sequestrierender Wirkung bekannt ist. Es wurde ein Farbstoff genommen, der im Farbenindex als Violett Direkt 47 bekannt ist. In den drei Formeln ist jeweils das Färbebad mit destilliertem Wasser zubereitet und das Badverhältnis beträgt 1 : 20.

Formel A - Farbstoff 2 % Angaben in Gewichts-Cl Na 10 % prozent des zu färbenden Materials

Formel B - entsprechend A, aber unter dem Zusatz von 2 %

Hydroxyäthan 1-1 Diphosphorsäure, die zuvor neutralisiert und mit Hilfe von Ätznatron auf einen pH-Wert von 7 gebracht wurde.

Formel C - entsprechend A, aber mit einem Zusatz von 2 %

Äthylen-Diaminotetracetsäure, die zuvor neutralisiert und mit Hilfe einer Ätznatronlösung auf einen pH-Wert von 7 gebracht wurde.

Geprüft wurden nach der Färbung, Spülung in permutiertem Wasser und Trocknung die Färbeleistung und ann die Beständigkeit gegenüber dem Licht, wie sie nach den verschiedenen Formeln, wie sie vorstehend aufgeführt wurden, erhalten wurden.

Man stellte fest, daß der Prüfling nach der Formel B, d.h. in Anwesenheit eines Derivates von Diphosphorsäure, keinerlei Modifikationen weder der Färbeleistung noch der Licht-

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Stabilität im Verhältnis zu dem Prüfling nach der Formel A hatte. Man stellte ferner fest, daß bei dem Prüfling nach der Formel C eine erhebliche Modifizierung der Färbeleistung vorhanden war, die sich in einer Umänderung der Farbnuance nach Rot hin ausdrückte, und daß auch ein erheblicher Abfall in der Lichtbeständigkeit vorhanden war.

Beispiel 2

Bedingungen und Formeln für die Färbung sind die gleichen wie im Beispiel 1, aber die Vergleichsversuche wurden mit Direktfarbstoffen gemacht, die bekannt sind für ihre Empfindlichkeit gegenüber den sequestrierenden Wirkungen von Äthylen-Diaminotetracetsäure. Es wurden die Farbstoffe nach dem Farbenindex Blau Direkt 93 und Grün Direkt 34, Schwarz Direkt 71 und Blau Direkt 86 genommen. Wie beim Beispiel 1 stellte man keinerlei Modifikationen bei Anwesenheit der Derivate der Phosphorsäure fest, während die Färbungen in Anwesenheit von Äthylen-Diaminotetracetsäure demgegenüber Modifikationen der Farbtöne einen beträchtlichen Abfall der Lichtbeständigkeit der Färbung hatten.

Beispiel 3

Die Färbebedingungen sind die gleichen wie im Beispiel 1 und die benutzten Farbstoffe sind diejenigen des Beispiels 2. In Abweichung benutzt man in der Formel B 2 % Aminotris-Methylen-Phosphorsäure anstelle der 2 %igen Hydroxy-Xthan 1-1-Diphosphorsäure des Beispiels 1. Wie in den vorhergehenden Beispielen führt die Verwendung dieser Zusammensetzung dazu, daß keinerlei Modifizierungen in den Farbnuancen und keinerlei Abfall in der Lichtbeständigkeit eintritt.

Beispiel 4

Man führt bei einem zuvor gekochten und gebleichten Baumwollgewebe eine Direktfärbung durch, indem man dem destillierten

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Wasser, das zur Zubereitung des Färbebades dient, eine gewisse Härte gibt, indem 0,3 g Calciumchlorid und 0,3 g Magnesiumchlorid zugefügt werden.

Man benutzt eine Kombination von Direktfarbstoffen, die für ihre Empfindlichkeit gegenüber harten Wasser bekannt sind, und zwar nach dem Farbenindex Blau Direkt 81 und Orange Direkt 63. Die Anwendungsbedingungen sind dabei wie folgt:

Formel A -

Blau 81	o,	5	%	jeweils	in Gewichts
Orange 63	o,	5	%	prozent	des zu fär-
Natriumchlorid	10,	0	%	benden Materials
Badverhältnis	1 :	20
Temperatur		98	° C
Dauer		60	Minuten

Formel B -

Formel C -

identisch wie Formel A, aber unter Zusatz von 4 % Hdroxyäthan 1-1 Diphosphorsäure, die zuvor neutralisiert und mit Ätznatron auf einen pH-Wert von 7 gebracht wurde.

identisch Formel A, aber unter Zusatz von 4 % Äthylen-Diaminotetracetsäure, die zuvor neutralisiert und durch Ätznatron auf einen pH-Wert von 7 gebracht wurde.

Nach der Färbung stellt man im Vergleich mit einem Testprüfiing, der mit destilliertem Wasser erzielt wurde, fest, daß die Anwesenheit von erdalkalischen Ionen im Fall der Formel A zu einer erheblichen Schwankung in der Färbung führt und ein erheblicher Abfall in der Färbeleistung vorhanden ist.

Die mit den Formeln B und C erhaltenen Färbungen sind dagegen völlig konform mit dem TestprUfling und zeigen auch keinerlei Abfall in der Färbeleistung.

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Beispiel 5

Man wählt für dieses Beispiel den Farbstoff nach dem Farbenindex Rot Reaktiv 7, den man unter den normalen Färbebedingungen für Reaktivfarbstoffe anwendet. Die Färbungen geschehen mit destilliertem Wasser,

Formel A - Farbstoff 10 g/l

Natriumchlorid 100 g/l

Nach Behandlung für eine halbe Stunde bei 80⁰C fügt man 20 g/l Natriumcarbonat hinzu und führt das Färben während einer Stunde bei 70⁰C weiter.

Formel B - identisch wie bei A, aber unter dem Zusatz von 2 g/l Hydroxyäthan 1-1 Diphosphorsäure, die zuvor durch Zusatz von Ätznatron auf einen pH-Wert von 7 gebracht wurde.

Formel C - identischer wie bei A, aber unter dem Zusatz von

2 g/l Äthylen Diaminotetracetsäure, die zuvor mit Ätznatron auf einen pH-Wert von 7 gebracht wurde.

Wie schon im Beispiel 1 stellt man fest, daß der Prüfling entsprechend Formel B, d.h. in Anwesenheit eines Derivates von Diphosphorsäure, keinerlei Modifikationen weder in der Färbeleistung noch in der Lichtbeständigkeit gegenüber demjenigen nach der Formel A zeigt.

Die Verwendung von Äthylen Diaminotetracetsäure entsprechend Formel C führt dagegen zu einer Modifikation der Färbung und zu einem Abfall in der Lichtbeständigkeit.

Beispiel 6

Man führt eine Färbung eines 100 %igen Polyestergewebes während 60 Minuten bei 130⁰C mit dem Farbstoff nach dem

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Farbenindex Rot dispergiert 92 durch und benutzt dabei die folgenden Formeln:

Formel A - Farbstoff 2 % jeweils in Gewichtsprozent des Essigsäure 2 % zu färbenden Materials

Formel B - identisch A, aber mit dem Zusatz von 0,1 g/l Kupfersulfat.

Formel C - identisch Formel B, aber unter dem Zusatz unter anderem von 4 % eines Gemisches von unterschiedlich polymerisieren Polyphosphaten (Handelsname GILTEX N).

Formel D - identisch Formel B, aber unter dem Zusatz von

unter anderem 4 % Hyfroxyäthan 1-1 Diphosphor-

säure, die mit Ätznatron auf einen pH-Wert von 7 gebracht wurde.

Nach der Färbung stellt man eine beträchtliche Trübung der Farbtöne im Fall des Prüflings gemäß Formel B fest. Ebenso zeigt der Prüfling nach der Formel C eine beträchtliche Trübung, was die Unwirksamkeit der Polyphosphate unter der modifizierenden Wirkung des Kupfersulfates zeigt.

Man stellt demgegenüber fest, daß der Prüfling nach der Formel D in jedem Punkt vergleichbar ist mit demjenigen nach der Formel A, was die Wirksamkeit der Derivate der Diphosphorsäure beim Abbinden der Kupferionen in Komplexe bei hohen Temperaturen aufzeigt.

Beispiel 7

Gefärbt wird ein Tuch aus einem Polyester-Baumwollgemisch mit 67 % Polyester und 33 % Baumwolle. Als Farbstoff verwendet man ein Gemisch nach dem Farbenindex von Blau Direkt 86 und Rot dispergiert 92.

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Der Verbrauch des Direktfarbstoffes wird zunächst bei 95 C durchgeführt, dann wird die Temperatur auf 120 C gebracht, um die Aufbringung des dispergierten Farbstoffes auf Polyester zu gewährleisten. Man arbeitet mit folgenden Formeln:

Formel A - Rot dispergiert 92 9 % alle Prozentangaben

Blau Direkt 86 Natriumchlorid Ammoniumsulfat

Kupfersulfat

1 %

10 %

1 %

0,1 g/l

in Gewichtsprozent des zu färbenden Materials

Formel B -

Formel C -

identisch wie Formel A, aber mit dem Zusatz von 4 % Hydroxyäthan 1-1 Diphoephorsäure, die mit Ätznatron auf einen pH-Wert von 7 gebracht wurde.

identisch wie Formel A, aber mit dem Zusatz von 4 % Äthylen Diaminotetracetsäure, die durch Ätznatron auf einen pH-Wert von 7 gebracht wurde.

Formel D - identisch For»*l A, aber mit dem Zusatz von

4 % eines Gemisches von Polyphosphaten (Handelsname GILTEX N).

Nach der Färbung stellt man fest, daß die Prüflinge nach den Formeln A und D identisch sind, eine normale Färbleistung bezüglich des direkten Farbstoffes aufweisen und einen erheblichen Färbeleistungsabfall und eine beträchtliche Trübung beim dispergierten Farbstoff zeigen.

Der Prüfling nach der Formel C führt zu korrekten Ergebnissen bei der Färbung des Polyesterteiles mit dem dispergierten Farbstoff. Man stellt demgegenüber aber eine Modifizierung in der Farbtönung des Direktfarbstoffes auf Baumwolle und einen beträchtlichen Abfall der Lichtbeständigkeit des Blautons fest.

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ΡίίΟΤΚΧ

— Ί& —

Der Prüfling nach der Formel B zeigt eine ausgezeichnete Färbeltiistung für beide Farbstoffe, ohne daß irgendeine Modifizierung der Tönung oder eine Verringerung der Lichtbeständigkeit bezüglich eines Testprüflings festgestellt wird, welcher Testprüfling unter den gleichen Bedingungen, aber ohne Kupfersulfat und ohne sequestrierenden Wirkstoff gefärbt v/ird.

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Claims

Patentanwälte Dr. O. Loesenbeck 2 7 3 7 2 1 f> Dipt.-ing. Strecke Dipl.-Ing. Lc es or, beck U BWefeii Herford« Slrafje 17 15/3 MANUFACTURE DE PRODUITS CHIMIUUES PKOTEX,q2, Place Joffre, Paris 7 , Frankreich Paten ta η Sprüche

1. Verfahren zur Färbung von Textilfaser^ bei Anwesenheit von metallhaltigen Farbstoffen oder Farbstoffen, in deren Aufbau ein oder mehrere metallische Elemente eintreten, sowie bei Anwesenheit von Metallionen zu Komplexen bindenden Wirkstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß als die Metallionen zu Komplexen bildende Wirkstoffe Derivate von Phosphorsäure verwendet werden, wobei diese keinerlei Einwirkung auf die physikalischchemischen Eigenschaften der in Frage stehenden Farbstoffe haben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Derivate von Phosphorsäuren Salze von Amino-Polyphosphorsäuren (niedere Alkane) verwendet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Amino-Polyphosphorsäuren (niedere Alkane) Derivate von Kohlenwasserstoffen mit C. bis C_fi verwendet werden, wie beispielsweise Amino-Methandiphosphorsäure, Aminobis-Methy1en-Phosphorsäure, Diäthylen-Triaminopentakis-Methylenphosphorsäure, Äthylen-Diamin-Tetrakis-Methylen-Phosphorsäure, l-Amino-Methyl-Cyclopentylamin-2-Tetrakis-Methylen-Phosphorsäure und 1,2-Cyclohexan-Tetrakis-Methylen-Phosphorsäure.

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4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Derivate der Phosphorsäuren Salze der Hydroxy-Alkan-Phosphorsäuren verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydroxy-Alkan-Phosphorsäuren Derivate von Kohlenwasserstoffen mit C. bis C. sind, wie z.B.

Hydroxy-Äthan-1-l-Diphosphorsä'ure oder 1-Hydroxypropan-l, 1, 3-Triphosphorsäure.

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