DE2848447A1

DE2848447A1 - Faerbeverfahren

Info

Publication number: DE2848447A1
Application number: DE19782848447
Authority: DE
Inventors: David George Evans; James Kenneth Dr Skelly
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1977-11-10
Filing date: 1978-11-08
Publication date: 1979-05-17
Also published as: JPS5473981A; FR2408681B1; DE2848447B2; AU4145678A; CA1124457A; DE2848447C3; GB2010338A; US4370144A; JPS574742B2; FR2408681A1; GB2010338B

Description

DR. BERG DIPL.-ING. STAPF DIPL.-ING. SCHWABE DR. DR. SANDMAIR

PATENTANWÄLTE MÜNCHEN 86, POSTFACH 8602 45 * V H Q H H /

-I₀-

Anwaltsakte: 29 62^P P. November 1978

CTRA-GEiav AG
Basel / Scbv/eiz

Pc^rb ever fahr en

Case: l-lli)ill/FA 1715*

9098?0/07fl£

(089) 98 82 72 8 München 80, MauerBrcBeni&aße « Banken: Bayerische Vereinsbank München 453100

987043 Telegramme: BERGSTAPFPATENT München Hypo-Bank München 3892623

3310 TELEX: 0524560 BERG d Postscheck München 65343-808

Case 1-11441/MA 1715* Ϋ
Deutschland

FAERBEVERFAHREN

Vorliegende Erfindung betrifft ein neuartiges Färbeverfahren, und insbesondere ein Verfahren zum Färben aus einer zweiphasigen Suspension.

In der britischen Patentschrift 1 418 204 der Anmelderin wird ein Verfahren zum Färben von Textilfasern beschrieben und beansprucht, bei welchem die Faser mit einer zweiphasigen Suspension in Berührung gebracht wird, die aus einem aktiven, den gelösten Farbstoff enthaltenden Lösungsmittel und der erforderlichen Menge eines inerten, weitgehend nicht-mischbaren Auffüllungslösungsmittels besteht, wobei das aktive Lösungsmittel unter den Färbebedingungen flüssig ist, ein Lösungsmittel für den Farbstoff darstellt und in dem inerten Lösungsmittel unlöslich oder nur wenig löslich ist, und wobei die Affinität der Faser für den zu fixierenden Farbstoff grosser ist als die des aktiven Lösungsmittels für den Farbstoff bei der zur Fixierung erforderlichen Temperatur.

In der gleichzeitigen britischen Patentanmeldung Nr. 28 907/77 der Anmelderin wird eine Abwandlung des im britischen Patent Nr. 1 418 204 beanspruchten Verfahrens beschrieben, bei welcher das aktive Lösungsmittel während der Imprägnierung in einer Konzentration vorliegt, die seine Löslichkeit in dem inerten Lösungsmittel bei der Fixiertemperatur übersteigt, und diese anschliessend zwecks Erzielung der Fixierung auf eine Konzentration vermindert wird, die ungefähr gleich wie oder nicht wesentlich niedriger als seine Löslichkeit in dem inert«,

Während sich das in den oben erwähnten Patentschriften der Anmelderin beschriebene Verfahren in den meisten Fällen bewährt hat, wurde nun gefunden, dass bei Durchführung des Verfahrens unter hochturbulenten Bedingungen, beispielsweise in einem Düsenfärbeapparat, die erhaltene Tiefe des Farbtons nicht immer den Erwartungen entspricht. Dies gilt besonders bei Verwendung eines Dispersionsfarbstoffs. Solche Farbstoffe enthalten üblicherweise eine grosse Menge Dispergiermittel, häufig über 30 Gew.-?6, und die Pulverformen enthalten mehr als die flüssigen Formen.

Es wurde festgestellt, dass sich bei Verwendung solcher Farbstoffe unter hochturbulenten Bedingungen eine stabile Emulsion des aktiven Lösungsmittels bildet und die erforderlichen zwei Phasen deshalb nicht vorhanden sind.

Die britische Patentschrift Nr. 1 513 160 der Anmelderin beschreibt und beansprucht unter anderem wässrige, stabile, hochkonzentrierte, feindispergierte, fliessfähige Zubereitungen von in Wasser unlöslichen bis schwerlöslichen Farbstoffen, welche Zubereitungen wenig Dispergiermittel enthalten und eine kleinere Teilchengrösse als 10 μ, insbesondere kleiner als 2 μ, besitzen und dadurch gekennzeichnet sind, dass die Zubereitungen mindestens 10 Gewichtsprozent Wasser, mindestens 30 Gewichtsprozent eines feindispergierten, in Wasser unlöslichen bis schwerlöslichen Farbstoffs und ein Gemisch aus höchstens 10 Gewichtsprozent eines anionen-aktiven Dispergiermittels , höchstens 5 Gewichtsprozent eines nichtionogenen Dispergiermittels und höchstens 35 Gewichtsprozent eines hydrotropen Mittels sowie gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe enthalten.

In der Schweizer Patentanmeldung 14 346/77 ist eine ähnliche wässrige Farbstoffzubereitung beschrieben, die kein hydrotropes Mittel, jedoch ein nicht-ionogenes Dispergiermittel enthält, welches ein Copolymer von Aethylenoxyd und einem weiteren Olefinoxyd darstellt, mindestens

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65 Gew.-?6 Aethylenoxyd enthält und ein Molekulargewicht über 12 000 besitzt.

Es wurde nun gefunden, dass diese Zubereitungen wegen des niedrigeren Gehalts und der Art von Dispergiermittel darin, sowohl in Gegenwart als auch in Abwesenheit eines hydrotropen Mittels, bei der Verwendung unter hochturbulenten Bedingungen keine stabile Emulsion bilden.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zum Färben von Textilfasern, bei welchem die Faser mit einer zweiphasigen Suspension in Berührung gebracht wird, die aus einem aktiven, den gelösten Farbstoff enthaltenden Lösungsmittel und der erforderlichen Menge eines inerten, weitgehend nicht-mischbaren Auffüllungslösungsmittels besteht, wobei das aktive Lösungsmittel unter den Färbebedingungen flüssig ist, ein Lösungsmittel für den Farbstoff darstellt und in dem inerten Lösungsmittel unlöslich oder nur wenig löslich ist, und wobei die Affinität der Faser für den zu fixierenden Farbstoff grosser ist als die des aktiven Lösungsmittels für den Farbstoff bei der zur Fixierung erforderlichen Temperatur, wobei der verwendete Farbstoff in Form einer wie oben beschriebenen, wässrigen, stabilen, hochkonzentrierten, feindispergierten, fliessfähigen Zubereitung vorliegt.

Diese Zubereitungen sind dadurch gekennzeichnet, dass sie vorzugsweise mindestens 10 Gewichtsprozent und insbesondere 20 bis 30 Gewichtsprozent Wasser, mindestens 25 Gewichtsprozent und insbesondere 35 bis 65 Gewichtsprozent, vorzugsweise 40 bis 60 Gewichtsprozent, eines feindispergierten, in Wasser unlöslichen bis schwerlöslichen Farbstoffs und ein Gemisch aus höchstens 10 Gewichtsprozent, insbesondere 0,1 bis 5 Gewichtsprozent, eines anionenaktiven Dispergiermittels und 0,5 bis 5 Gewichtsprozent, insbesondere 1 bis 3 Gewichtsprozent, eines nicht-ionogenen Dispergiermittels enthalten sowie bei Vorliegen eines hydrotropen Mittels dieses vorzugsweise in einer Menge von höchstens 35 Gewichtsprozent, insbesondere 5 bis 20 Gewichtsprozent, gegebenenfalls zusammen mit weiteren

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Zusatzstoffen vorhanden ist.

Als in Wasser unlösliche bis schwerlösliche Farbstoffe eignen sich insbesondere Dispersionsfarbstoffe. Um nur wenige zu nennen, seien beispielsweise die Celliton ^- und Palanil ^Farbstoffe der BASF,' die Cibacet^'-

und Terasil ^Farbstoffe von Ciba-Geigy, die Artisil'^R^-

und Foron^v -^Farbstoffe von Sandoz und die Duranol^v -Farbstoffe von ICI erwähnt.

Verschiedene chemische Klassen von Farbstoffen sind verwendbar, wie Nitrofarbstoffe, Aminoketonfarbstoffe, Ketoniminfarbstoffe, Methinfarbstoffe, Nitrodiphenylaminfarbstoffe, Chinolinfarbstoffe, Aminonaphthochinonfarbstoffe, Cumarinfarbstoffe sowie insbesondere Anthrachinonfarbstoffe und Azofarbstoffe wie Monoazo- und Disazofarbstoffe.

Solche Dispersionsfarbstoffe sind beispielsweise die Monoazofarbstoffe der Formel

N = N

worin X und Y je für einen Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen stehen,

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—5--

NO,

H₃C

N=N- CH

CO- CH.

CO-NH

und insbesondere der Chinophthalonfarbstoff der Formel

OH 0

OH

und die Anthrachinonfarbstoffe der Formeln

0 NH-Z

(Z = Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen),

o - R

(R = Alkyl oder Aryl)

0 OH

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O OH

(R = Hal)

CO-OR₁

(R-, = Alkyl mit 3 bis 4 Kohlenstoffatomen),

O NHCHo

O NHCH

OCK.

NH,

0 NK-A

(A = Alkyl oder Aryl), sowie bromierte oder chlorierte 1,5-Diamino-4,8-dihydroxyanthrachinone.

Reaktivdispersionsfarbstoffe wie die Farbstoffe der Formeln

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= N

sind jedoch ebenfalls geeignet.

Ein weiterer wichtiger Faktor ist die Wahl der Farbstoffe im Fall von Färbstoffkombinationen, denn nur solche Farbstoffe, die ähnliche Färbeeigenschaften besitzen, sollten kombiniert werden.

Als anionen-aktive Dispergiermittel eignen sich beispielsweise: sulfatierte primäre oder sekundäre, rein aliphatische Alkohole, deren Alkylkette 8 bis 18 Kohlenstoff atome enthält, z.B. Natriumlaurylsulfat, Kalium-α-methylstearylsulfat, Natriumtridecylsulfat, Natriumoleylsulfat, Kaliumstearylsulfat oder die Natriumsalze von Kokosfettalkoholsulfaten; sulfatierte ungesättigte höhere Fettsäuren oder Fettsäureester, wie Oelsäure, Elaidinsäure oder Ricinolsäure oder deren Niederalkylester, z.B. Aethylester, Propylester oder Butylester, und die solche Fettsäuren enthaltenden OeIe wie Olivenöl, Rizinusöl oder Rapsöl; Anlagerungsprodukte von 1 bis 20 Mol Aethylenoxyd an Fettamine, Fettsäuren oder aliphatische Alkohole mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen in der Alkylkette, wobei diese Anlagerungsprodukte mittels einer organischen Dicarbonsäure wie Maleinsäure, Malonsäure oder Bernsteinsäure, jedoch vorzugsweise mit einer anorganischen mehrbasischen Säure wie o-Phosphorsäure oder insbesondere Schwefelsäure, in einen Säureester umgewandelt werden, beispielsweise

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solche Anlagerungsprodukte mit Stearylamin, Oleylamin, Stearinsäure, Oelsäure, Laurylalkohol, Myristy!alkohol, Stearylalkohol oder Oleylalkohol, wie das Ammoniumsalz von sulfatiertem Laurylalkoholtriglykoläther, oder von 1 bis 5 Mol Aethylenoxyd an Alkylphenole, wie der saure Schwefelsäureester des Anlagerungsprodukts von 2 Mol Aethylenoxyd an 1 Mol p-Nonylphenol, der saure Schwefelsäureester des Anlagerungsprodukts von 1,5 Mol Aethylenoxyd an 1 Mol p-tert.-Octylphenol, der saure Schwefelsäureester des Anlagerungsprodukts von 5 Mol Aethylenoxyd an 1 Mol p-Nonylphenol, der saure Phosphorsäureester des Anlagerungsprodukts von 2 Mol Aethylenoxyd an 1 Mol p-Nonylphenol, der saure Maleinsäureester des Anlagerungsprodukts von 2 Mol Aethylenoxyd an 1 Mol p-Nonylphenol; sulfatierte veresterte Polyoxyverbindungen. beispielsweise sulfatierte,teilweise veresterte mehrwertige Alkohole wie das Natriumsalz des sulfatierten' Monoglycerids von Palmitinsäure; anstelle von Sulfaten kommen auch Ester mit anderen mehrbasischen Mineralsäuren, z.B. Phosphate, in Frage; primäre und sekundäre Alkylsulfonate mit 8 bis Kohlenstoffatomen in der Alkylkette, z.B. Ammoniumdecylsulfonat, Natriumdodecylsulfonat, Natriumhexadecansulfonat und Natriumstearylsulfonat; Alkylarylsulfonate wie Alkylbenzolsulfonat mit einer geraden oder verzweigten Alkylkette mit mindestens 7 Kohlenstoffatomen, z.B. Natriumdodecylbenzolsulfonat, 1,3,5,7-Tetramethyloctylbenzolsulfonat, Natriumoctadecylbenzolsulfonat; wie Alkylnaphthalinsulfonate, beispielsweise Natrium-1-isopropylnaphthalin-2-sulfonat; Natriumdibutylnaphthalinsulfonat; oder wie Dinaphthylmethansulfonate, beispielsweise das Dinatriumsalz von Di-(6-sulfonaphthyl-2)-methan; Sulfonate von Polycarbonsäureestern, beispielsweise Natriumdioctylsulfosuccinat, Natriumdihexylsulfophthalat; die Natrium-, Kalium-, Ammonium-, N-Alkyl-, N-Hydroxyalkyl-, N-Alkoxyalkyl- oder N-Cyclohexylammonium- oder -hydrazinium- und -morpholiniumsalze von Fettsäuren mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen, welche als Seifen bezeichnet

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werden, wie Laurin-, Palmitin-, Stearin- oder OeI-säure, von Naphthensäuren, von Harzsäuren wie Abietinsäure, z.B. die sogenannte Harzseife; Ester von PoIyalkoholen, insbesondere Mono- oder Diglyceride von Fettsäuren mit 12 "bis 18 Kohlenstoffatomen, z.B. die Monoglyceride von Laurin-, Stearin-, Palmitin- oder Oelsäure, sowie die Fettsäureester von Zuckeralkoholen wie Sorbit, Sorbitanen und Saccharose, beispielsweise Sorbitanmonolaurat (Span 20), Sorbitanpalmitat (Span 40), Sorbitanstearat (Span 60), Sorbitanoleat (Span 80), Sorbitansesquioleat, Sorbitantrioleat (Span 85) sowie deren Oxyäthylierungsprodukte (Tween).

Anionen-aktive Dispergiermittel, die sich besonders bewährt haben, sind Kondensationsprodukte von aromatischen Sulfonsäuren mit Formaldehyd, wie Kondensationsprodukte aus Formaldehyd und Naphthalinsulfonsäuren, oder aus Formaldehyd, Naphthalinsulfonsäure und Benzolsulfonsäure, oder ein Kondensationsprodukt aus Rohkresol, Formaldehyd und Naphthalinsulfonsäure, und Ligninsulfonaten und Polyphosphaten. Gemische von anionischen Dispergiermitteln, wie z.B. ein Gemisch des Kondensationsprodukts aus Rohkresol, Formaldehyd und Naphthalinsulfonsäure mit Ligninsulfonat kommen ebenfalls in Betracht.

Ueblicherweise liegen die anionen-aktiven Dispergiermittel in Form ihrer Alkalisalze, ihrer Ammoniumsalze oder ihrer wasserlöslichen Aminsalze vor. Zweckmässig verwendet man Qualitäten mit einem niedrigen Fremdelektrolytgehalt .

Beispiele für nicht-ionogene Dispergiermittel sind: Anlagerungsprodukte von z.B. 5 bis 50 Mol Alkylenoxyden,insbesondere Aethylenoxyd (wobei einige Aethylenoxydeinheiten durch substituierte Epoxyde wie Styroloxyd und/oder Propylenoxyd ersetzt sein können) an höhere Fettsäuren oder an gesättigte oder ungesättigte Alkohole, Merkaptane oder Amine mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen, oder an Alkylphenole oder Alkylthiophenole, deren Alkylreste mindestens 7 Kohlenstoffatomen enthalten;

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Reaktionsprodukte von höhermolekularen Fettsäuren mit Hydroxyalkylaminen; diese lassen sich beispielsweise aus höhermolekularen Fettsäuren, vorzugsweise solchen mit etwa 8 bis 20 Kohlenstoffatomen, z.B. Caprylsäure, Stearinsäure, Oelsäure und insbesondere dem unter den Sammelnamen "Kokosfettsäure" fallenden Säuregemisch, und aus Hydroxyalkylaminen wie Triäthanolamin oder vorzugsweise Diäthanolamin sowie aus Gemischen dieser Amine herstellen, wobei die Umsetzung so durchgeführt wird, dass das Molmengenverhältnis zwischen Hydroxyalkylamin und Fettsäure über 1, beispielsweise bei 2:1, liegt. Derartige Verbindungen sind in der amerikanischen Patentschrift Nr. 2 089 212 beschrieben; Kondensationsprodukte eines Alkylenoxyds, insbesondere Aethylenoxyd, wobei einige Aethylenoxydeinheiten durch substituierte Epoxyde wie Styroloxyd und/oder Propylenoxyd ersetzt sein können.

Fettalkoholpolyglykoläther haben sich besonders bewährt, insbesondere solche mit mehr als 20 Mol Aethylenoxyd, wie mit 25 Mol Aethylenoxyd verätherter Cetylstearylalkohol, mit 80 Mol Aethylenoxyd verätherter Stearyl-oleylalkohol und mit 20 bis 80 Mol Aethylenoxyd verätherter Oleylalkohol. Ferner sind Phenoläther, wie mit 9 Mol Aethylenoxyd veräthertes p-Nonylphenol, Ricinolsäureester mit 15 Mol Aethylenoxyd und mit 25 Mol Aethylenoxyd verätherter Hydroabietylalkohol ebenfalls sehr geeignet.

Diese nicht-ionogenen Dispergiermittel haben vorteilhafterweise einen niedrigen Elektrolytgehalt. Gemische solcher Mittel sind möglich und besitzen in einigen Fällen synergistische Wirkungen.

Ist das nicht-ionogene Dispergiermittel ein Copolymer von Aethylenoxyd und einem weiteren Olefinoxyd, welches mindestens 65 Gew.-% Aethylenoxyd enthält und ein Molekulargewicht über 12 000 besitzt, so kann als Olefinoxyd beispielsweise 1,2- oder 2,3-Butylenoxyd, Styroloxyd, 2,3-Epoxyhexan, 1,2-Epoxyhexan, 1,2-Epoxyo ctan,

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Butadienmonoxyd oder Cyclohexenmonoxyd, jedoch insbesondere Propylenoxyd vorliegen.

Bevorzugte Copolymere sind solche aus Aethylenoxyd und Propylenoxyd, der Formel:

HO(CH₂-CH₂-O)_a-(CH-CH₂-O)_b-(CH₂-CH₂-O)_CH

CH₃

worin die Summe von a und c eine Zahl von mindestens 150 und vorzugsweise zwischen 200 und 400 sowie b eine Zahl zwischen 20 und 100, vorzugsweise 30 bis 80, ist.

Unter diesen Copolymeren haben sich die folgenden für das erfindungsgemässe Verfahren besonders bewährt:

a) Copolymere der oben angegebenen Formel, worin die Summe von a und c eine Zahl von 200 bis 225 und b eine Zahl von 60 bis 80 ist,

b) Copolymere der oben angegebenen Formel, worin die Summe von a und c eine Zahl von 280 bis 320 und b eine Zahl von 50 bis 60 ist, und

c) Copolymere der oben angegebenen Formel, worin die Summe von a und c eine Zahl von 220 bis 280 und b eine Zahl von 40 bis 55 ist.

Unter den in der wässrigen Zubereitung verwendeten hydrotropen Mitteln versteht man solche Mittel, die dazu fähig sind, die Dispersion der in Wasser unlöslichen bis schwerlöslichen Farbstoffe in eine stabile entflockte Form zu überführen, ohne dass dabei eine chemische Reaktion zwischen dem Farbstoff und der hydrotropen Substanz stattfindet. Diese Verbindungen sollten wasserlöslich sein. Geeignete Substanzen mit diesen Eigenschaften sind zum Beispiel: hydrotrope Salze wie das Natriumsalz der Benzoesäure, das Natriumsalz der Benzolsulfonsäure, das Natriumsalz der p-Toluolsulfonsäure oder das Natriumsalz der N-Benzylsulfanilsäure. In diesen Zusammenhang besonders bewährte Verbindungen sind jedoch stickstoffhaltige Verbindungen, wie Harnstoff und dessen Derivate, beispielsweise Dimethylharnstoff und Guanidinchlorid, bzw. Säureamide wie Acetamid und Propionamid und

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Ai

.«:. 28484A7

deren Derivate, insbesondere N-Methylacetamid.

Bei der erfindungsgemässen Anwendung von Dispersionen der wie oben definierten Farbstoffe mit oder ohne eine hydrotrope Substanz erhält man eine Stabilisierung der entflockten Dispersion, ohne dass eine eigentliche Auflösung der Farbstoffe stattfindet. Gewünschtenfalls kann das hydrotrope Mittel aus der Farbstoffzubereitung weggelassen und dem Färbebad zugesetzt werden.

Mittels dieser erfindungsgemässen Kombination, nämlich aus dem anionen-aktiven und dem nicht-ionogenen Dispergiermittel mit oder ohne das hydrotrope Mittel, kann man wässrige Zubereitungen erhalten, die einerseits einen niedrigen Dispergiermittelgehalt und andererseits einen hohen Farbstoffgehalt aufweisen.

Wenn erwünscht oder erforderlich, können die erfindungsgemässen Zubereitungen weitere Zusatzstoffe zur Verbesserung der Eigenschaften enthalten, wie hygroskopische Mittel, z.B. Glykole oder Sorbite; Frostschutzmittel, z.B. Aethylenglykol oder Monopropylenglykol; Antimikrobica; Fungizide, z.B. wässrige Formalinlösung; Entschäumer und Viskositätsverbesserungsmittel.

Die Herstellung der Farbstoffzubereitungen ist im britischen Patent Nr. 1 513 160 und in der Schweizer Anmeldung Nr. 14 346/77 der Anmelderin beschrieben.

Wegen der geringen Mengen und der Arten vorhandener Dispergiermittel bildet sich keine stabile Emulsion des aktiven Lösungsmittels unter hochturbulenten Bedingungen. Dies ermöglicht das Vorhandensein von zwei Phasen und führt zu Färbungen mit sehr kräftigem Farbton und hohem Ausziehen des Farbstoffs aus dem Färbebad. Diese Verbesserung tritt sowohl beim Färben unter hochturbulenten Bedingungen als auch unter niedrigturbulenten Bedingungen auf.

Das Färben lässt sich nach dem in der oben erwähntsi britischen Anmeldung Nr. 28 907/77 der Anmelderin beschriebenen Verfahren durchführen, bei welchem das aktive Lösungsmittel während der Imprägnierung in einer Konzentration

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vorliegt, die seine Löslichkeit in dem inerten Lösungsmittel bei der Fixiertemperatur übersteigt, und diese anschliessend zwecks Erzielung der Fixierung auf eine Konzentration vermindert wird, die ungefähr gleich wie oder nicht wesentlich niedriger als seine Löslichkeit in dem inerten Lösungsmittel ist.

Bei einem solchen Verfahren kann sich die Verminderung der Konzentration an aktivem Lösungsmittel auf 5 bis 5096 und vorzugsweise auf 10 bis 30% belaufen.

Als aktive Lösungsmittel für dieses Verfahren eignen sich beispielsweise Phenoxyäthanol, Phenoxypropanol und Benzylalkohol; Wasser ist ein Beispiel für ein inertes Lösungsmittel.

Der Einfachheit halber und aus wirtschaftlichen Gründen übersteigt die Konzentration an aktivem Lösungsmittel während der Imprägnierung seine Löslichkeit in dem inerten Lösungsmittel bei der Fixiertemperatur vorzugsweise ■um nicht mehr als 20 Gew.-%.

Während der Fixierung entspricht die Konzentration an aktivem Lösungsmittel vorzugsweise der maximalen oder einer etwas geringeren Menge, die-sich bei der Fixiertemperatur in dem inerten Lösungsmittel auflöst.

Nach der Imprägnierung kann die Konzentration an

aktivem Lösungsmittel auf der Faser durch physikalische oder chemische Methoden vermindert werden. Beispielsweise kann man mehr inertes Lösungsmittel zusetzen, so dass bei normalen Gleichgewichtsvorgängen das aktive Lösungsmittel von der Faser in das inerte Lösungsmittel desorbiert wird. Ferner kann man bei Durchführung der Färbung in einem umlaufsystem, das eine Färbekammer und einen Reservebehälter umfasst, das mit dem aktiven Lösungsmittel gesättigte inerte Lösungsmittel im Reservebehälter kühlen, wodurch das aktive Lösungsmittel aus der Lösung austritt. Das inerte Lösungsmittel wird dann in die Färbekammer zurückgeführt, wo zum Erreichen des Gleichgewichts in Lösung das aktive Lösungsmittel von der Faser desorbiert wird.

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Eine weitere Methode zur Verminderung der Konzentration des aktiven Lösungsmittels besteht darin, dass man es im Reservebehälter aus dem inerten Lösungsmittel mit einem Lösungsmittel extrahiert, in dem das aktive Lösungsmittel löslich ist und mit dem das inerte Lösungsmittel nicht mischbar ist. Beispiele für solche Lösungsmittel sind Perchloräthylen und Xylol.

Das inerte Lösungsmittel wird dann in die Färbekammer zurückgeführt, wo zum Erreichen des Gleichgewichts in Lösung das aktive Lösungsmittel von der Faser desorbiert wird.

Das erfindungsgemässe Verfahren ermöglicht es, eine schnellere und einheitlichere Imprägnierung, gewünscht enf alls bei einer höheren Anfangstemperatur, beispielsweise 60° bis 100⁰C, sowie auch völlige Fixierung zu erreichen.

Die nachfolgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Beispiele 1-11

Verschiedene DispersionsfarbstoffZubereitungen, wie unten angeführt, werden dazu verwendet, Polyesterfaser in einem Laboratoriumsfärbeapparat, der keine hohe Turbulenz erzeugt, bei einem Flottenverhältnis von 15:1 und mit 40 g/l 2-Phenoxyäthanol 15 Minuten lang bei 100⁰C zu färben. Ebenfalls führt man Färbungen auf Polyester in einem offenen Becherglas unter Schnellrühren (3 000 U/Min.) bei einem Flottenverhältnis von 25:1 15 Minuten lang bei 100⁰C durch. Zum Vergleich wird auch eine normale Pulverqualität jeden Farbstoffs verwendet. In der Tabelle unten ist die prozentuale Erschöpfung der Farbstoffe angegeben, was die höheren Erschöpfungsgrade und somit kräftigeren Farbtöne aufzeigt, die man bei Verwendung der flüssigen FarbstoffZubereitungen erhält.

Die Farbstoffe werden nach folgender Formulierung angesetzt und besitzen eine Viskosität von 300-800 cp (Brookfield).

30-42% Farbstoff

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1-2% Natriumsalz von kondensierter Naphthalin-

sulfonsäure
1-3% nicht-ionogenes Dispergiermittel 20% hydrotrope Mittel

Rest Wasser, Glykole, BJoririe und VeiüickangsBittEL. Die folgenden Farbstoffe werden in diesen Formulierungen verwendet:
Beispiel Farbstoff

1 35% CI

2 30% CI

3 und 9 39% C

4 42% C

5 und 10 41% C

6 und 11 42% C

7 42% C

8 30% C

Disperse Orange 53 Disperse Yellow 82 Disperse Red 169 Disperse Yellow 85 Disperse Yellow 42 Disperse Orange 80 Disperse Violet 57 Disperse Blue 87 Unten in der Tabelle bezieht sich A auf eine normale handelsübliche Pulverform des Farbstoff und B auf die erfindungsgemässen flüssigen Zubereitungen. Die Färbungen werden mit 2% (auf Fasergewicht) der normalen handelsüblichen Pulverform äquivalenten Tiefen des Farbtons hergestellt.

	% Erschöpfung	A	B	r	A	Γ	B
Beispiel		93,7	96,1		89,5		92,2
		94,9	98,4	91,8	98,2
1	93,0	97,6	95,7	98,2
2	95,8	96,7	96,5	97,6
3	92,7	96,0	90,2	95,6
4	86,2	94,6	92,7	97,1
5	91,4	98,5	92,0	98,9
6	96,4	98,5	89,1	98,3
7
8

L = Färbung in einem Laboratoriumsfärbeapparat hergestellt,

der keine hohe Turbulenz erzeugt-T = Becherglasfärbung mit hoher Turbulenz.

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Der Effekt ist noch ausgeprägter, wenn man Färbungen in kräftigen Farbtönen herstellt, d.h. bei einer Tiefe von 6% (auf Fasergewicht) der normalen handelsüblichen Pulverform des Farbstoffs.

	% Erschöpfung	A	B
Beispiel	T	75,0 77,6 78,1	94,3 88,9 91,6
9 10 11

Die grössere Menge Dispersionsfarbstoff als normales handelsübliches Pulver zur Erzeugung kräftiger Farbtöne bedeutet auch, dass eine grosse Menge Dispergiermittel vorliegt, wodurch sich eine stabilere Emulsion bildet und die auf die Faser ausgezogene Farbstoffmenge vermindert wird.

Herstellung der Zubereitung Beispiel 12

Man trägt 500 Teile grobkristallinen trockenen Farbstoffs der Formel

)H

unter intensivem Rühren langsam in eine zuvor bereitete Lösung von 25 Teilen eines anionen-aktiven Dispergiermittels (mit Formaldehyd kondensiertes Natriumsalz von Naphthalinsulfonsäuren 10 Teilen Fettalkoholpolyglykoläther als nicht-ionogenem Dispergiermittel (mit 25 Mol Aethylenoxyd verätherter Cetyl/Stearylalkohol), 10 Teilen 35%iger wässriger Formalinlösung, 100 Teilen 1,2-Propylenglykol als Frostschutzmittel und 118 Teilen Harnstoff als hydrotropes Stabilisierungsmittel ein und homogenisiert dann das Ganze etwa 1 Stunde lang und entlüftet.

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284844?

■ Dieses 55%ige Farbstoffgemisch wird dann in einer Sandmühle bzw. vorzugsweise in einer geschlossenen Kugelmühle (Perlmühle) mittels Ottawasand bzw. SiIiquarzitkugeln (1 mm Durchmesser) etwa 10 Stunden bei einer Temperatur von.20 bis 50⁰C gemahlen. Nach dieser Zeit· erhält man eine Dispersion, worin die überwiegende Mehrheit, der Teilchen kleiner als 5 μ ist. Durch Zugabe weiterer 90 Teile Wasser, das nötigenfalls eine (zuvor zu bestimmende) Menge Carboxymethylcellulose als Verdickungsmittel enthält, um die Endviskosität in den idealen Bereich von 500 bis 1 000 cp (Brookfield Viskosimeter; 30 U/Min.) zu bringen, wird die feingemahlene Dispersion auf einen Farbstoffgehalt von 50% verdünnt (Ausbeute: 1 000 Teile).

Bei Verwendung dieser Farbstoffzubereitung in dem oben beschriebenen erfindungsgemässen Färbeverfahren erhält man ähnlich gute Ergebnisse. Beispiel 13

Man verrührt 367 Teile des Dispersionsfarbstoffs der Formel

R = 507o CH₃, 50% C₂H₅

in Form des rohen, im wesentlichen von Elektrolyten befreiten und getrockneten Farbstoffs, 20 Teile eines sulfonierten fraktionierten Kraftlignins, welches ein Verhältnis von Kohlenstoff : organisch gebundenem Schwefel von 33 : 1 aufweist und zu 80% aus Molekülen mit einem Molekulargewicht zwischen 6 000 und 50 000 besteht (Reax 85 A), und 31 Teile eines nicht-ionogerien Polykondensationsprodukts, das aus 20% Polypropylenoxyd und 80% Polyäthylenoxyd besteht und ein Molekulargewicht von etwa 16 500 besitzt (Pluronic © F 108), in einem Dispergiermedium, das aus 398 Teilen Wasser, 204 Teilen

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1,2-Propylenglykol, β Teilen einer 37%igen Formaldehydlösung, 2 Teilen Chloracetamid und 2 Teilen des Silikonentschäumers Fumexol SD \9 besteht.

Die Dispersion wird in einer Rührmühle mittels Zirkonoxydmahlkörpern gemahlen, bis die primäre Teilchengrösse des Farbstoffs im Fall der überwiegenden Mehrheit der Teilchen weniger als 5 μ beträgt. Das gemahlene Material wird von den Mahlkörpern abgetrennt und entlüftet. Um die Viskosität auf einen Wert zwischen 500 und 1 000 cp zu erhöhen, gibt man 0,1 - 0,2 Gew.-% Xanthangummi (Rhodopol 23, Rhone-Poulenc) dazu und rührt noch mehrere Stunden. Die erhaltene Farbstoffzubereitung liefert ähnlich gute Ergebnisse in dem oben beschriebenen erfindungsgemässen Färbeverfahren. Beispiele 14-24

Verschiedene DispersionsfarbstoffZubereitungen wie unten angeführt werden dazu verwendet, Polyesterfaser wie oben beschrieben zu färben. Man erhält ähnlich gute Ergebnisse.

Die Farbstoffe werden gemäss Beispiel 13 angesetzt, unter folgender Formulierung.

25 - 60% Farbstoff

0,1 - 5% anionen-aktives Dispergiermittel, speziell Natriumlignosulfonat

0,5 - 5% nicht-ionogenes Copolymer von Aethylenoxyd und einem weiteren Olefinoxyd, welches mindestens 65 Gew.-% Aethylenoxyd enthält und ein Molekulargewicht über 12 000 besitzt

Rest Wasser, Glykole, Biozide und gegebenenfalls

Verdickungsmittel. Die folgenden Farbstoffe werden dabei eingesetzt:

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Beispiel

14 CH₃-O-

CH

/^^-V-N=N-CH

O₀N

²V

-NH

SO₂-HN-^Jy

_Λ ^t R=NH überwiegender N-CH₂-CH₂-CH₂-O-CH₃ Anteil

R=O geringe Menge

OH

C₂H₄OC₂H₄CN C₂H₄CN

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--2Θ--

21 O₉N

N = N

CH,

NO,

NHCO-CH, 'CH₂CH₂OCOCH₃

R = Cl überwiegender Anteil R=H geringere Menge

NO,

Cl

= Ν-ς' ν— ν;

NHCO-CH₀

R=H ca. 60% R = CH₂CH₂OCH₂CH₂CN

0 NH₀ U ί

CH₂CH₂OCOO

809820/0704 CH₀CH₀OCOCH₀

Claims

Apv.'nltskate: 2P £?ß - C Patentansprüche;

1. Verfahren zum Färben von Textilfasern, bei welchem die Faser mit einer zweiphasigen Suspension in Berührung gebracht wird, die aus einem aktiven, den gelösten Farbstoff enthaltenden Lösungsmittel und der erforderlichen Menge eines inerten, weitgehend nicht-mischbaren AuffUllungslösungsmittels besteht, wobei das aktive Lösungsmittel unter den Färbebedingungen flüssig ist, ein Lösungsmittel für den Farbstoff darstellt und in dem inerten Lösungsmittel unlöslich oder nur wenig löslich ist, und wobei die Affinität der Faser für den zu fixierenden Farbstoff grosser ist als die des aktiven Lösungsmittels für den Farbstoff bei der zur Fixierung erforderlichen Temperatur, dadurch gekennzeichnet, dass der verwendete Farbstoff in Form einer wässrigen, stabilen, hochkonzentrierten, feindispergierten, fliessfähigen Zubereitung des in Wasser unlöslichen bis schwerlöslichen Farbstoffs vorliegt, welche wenig Dispergiermittel enthält und eine kleinere Teilchengrösse als 10 u, vorzugsweise kleiner als 2 u, besitzt, wobei die Zubereitung mindestens 10 Gewichtsprozent Wasser, mindestens 25 Gewichtsprozent eines feindispergierten, in Wasser unlöslichen bis schwerlöslichen Farbstoffs und ein Gemisch aus höchstens 10 Gewichtsprozent eines anionen-aktiven Dispergiermittels, höchstens 5 Gewichtsprozent eines nicht-ionogenen Dispergiermittels und höchstens 35 Gewichtsprozent eines hydrotropen Mittels sowie gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe enthält, und wobei man das hydrotrope Mittel weglassen kann, falls als nichtionogenes Dispergiermittel ein Copolymer von Aethylenoxyd und einem weiteren Olefinoxyd vorliegt, welches mindestens 65 Gew.-% Aethylenoxyd enthält und ein Molekulargewicht über 12 000 besitzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbstoff zubereitung 20 bis 30 Gew.-7=, Wasser enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbstoffzubereitung 35 bis 65 Gew.-% Farbstoff enthält. 909820/0704

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbstoffzubereitung 40 bis 60 Gew.% Farbstoff enthält.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbstoffzubereitung 0,1 bis 5 Gew.-% eines anionen-aktiven Dispergiermittels enthält.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Färbstoffzubereitung 0,5 bis 5 Gew.-7o eines nicht-ionogenen Dispergiermittels enthält.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbstoffzubereitung 1 bis 3 Gew.-% eines nicht-ionogenen Dispergiermittels enthält.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbstoffzubereitung 5 bis 20 Gew.-% eines hydrotropen Mittels enthält.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der in Wasser unlösliche bis schwerlösliche Farbstoff ein Dispersionsfarbstoff ist.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als anionen-aktives Dispergiermittel das Kondensationsprodukt einer aromatischen Sulfonsäure mit Formaldehyd vorliegt.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als anionen-aktives Dispergiermittel das Kondensationsprodukt aus Formaldehyd und Naphthalinsulf onsäure vorliegt.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als anionen-aktives Dispergiermittel das Kondensationsprodukt aus Formaldehyd, Naphthalinsulfonsäure und Benzolsulfonsäure vorliegt.

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13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als anionen-aktives Dispergiermittel das Kondensationsprodukt aus Rohkresol, Formaldehyd und Naphthalinsulf onsäure vorliegt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als anionen-aktives Dispergiermittel das Kondensationsprodukt aus Rohkresol, Formaldehyd und Naphthalinsulf onsäure mit Ligninsulfonat vorliegt.

15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als nicht-ionogenes Dispergiermittel ein Anlagerungsprodukt von 5 bis 50 Mol Alkylenoxyd an höhere Fettsäuren oder an gesättigte oder ungesättigte Alkohole, Merkaptane oder Amine mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen oder an Alkylphenole oder Alkylthiophenole mit mindestens 7 Kohlenstoffatomen im Alkylrest vorliegt.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als nicht-ionogenes Dispergiermittel ein solches Reaktionsprodukt von höhermolekularen Fettsäuren und Hydroxyalkylaminen vorliegt, dass das Molmengenverhältnis zwischen Hydroxyalkylamin und Fettsäure mehr als 1 beträgt.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass als nicht-ionogenes Dispergiermittel ein Reaktionsprodukt von Kokosfettsäure und Diäthanolamin vorliegt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als nicht-ionogenes Dispergiermittel ein Kondensationsprodukt eines Alkylenoxyds vorliegt.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als nicht-ionogenes Dispergiermittel ein Copolymer von Aethylenoxyd und Propylenoxyd, der Formel

HO(CH₉-CH₉-O) -(CH-CH₉-O),-(CH₉-CH₉-O) H

CH₃

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worin die Summe von a und c eine Zahl von mindestens 150 und b eine Zahl zwischen 20 und 100 ist, vorliegt.

20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als hydrotropes Mittel Harnstoff oder Dimethy!harnstoff vorliegt.

21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass als hydrotropes Mittel N-Methylacetamid vorliegt.

22. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das aktive Lösungsmittel während der Imprägnierung in einer Konzentration vorliegt, die seine Löslichkeit in dem inerten Lösungsmittel bei der Fixiertemperatur übersteigt, und diese anschliessend zwecks Erzielung der Fixierung auf eine Konzentration vermindert wird, die ungefähr gleich wie oder nicht wesentlich niedriger als seine Löslichkeit in dem inerten Lösungsmittel ist.

23. Verfahren zum Färben von Textilfasern, bei welchem die Faser mit einer zweiphasigen Suspension in Berührung gebracht wird, die aus einem aktiven, den gelösten Farbstoff enthaltenden Lösungsmittel und der erforderlichen Menge eines inerten, weitgehend nicht-mischbaren AuffUllungslösungsmittels besteht, wobei das aktive Lösungsmittel unter den Färbebedingungen flüssig ist, ein Lösungsmittel für den Farbstoff darstellt und in dem inerten Lösungsmittel unlöslich oder nur wenig löslich ist, und wobei die Affinität der Faser für den zu fixierenden Farbstoff grosser ist als die des aktiven Lösungsmittels für den Farbstoff bei der zur Fixierung erforderlichen Temperatur, dadurch gekennzeichnet, dass der verwendete Farbstoff in Form einer wässrigen, stabilen, hochkonzentrierten, feindispergierten, fliessfähigen, in Wasser unlöslichen bis schwerlöslichen Zubereitung vorliegt, welche wenig Dispergiermittel enthält und eine kleinere Teilchengrösse als 10 ji, vorzugsweise kleiner als 2 u, besitzt, wobei die Zubereitung mindestens 10 Ge-

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wichtsprozent Wasser, mindestens 30 Gewichtsprozent eines feindispergierten, in Wasser unlöslichen bis schwerlöslichen Farbstoffs und ein Gemisch aus höchstens 10 Gewichtsprozent eines anionen-aktiven Dispergiermittels, höchstens 5 Gewichtsprozent eines nicht-ionogenen Dispergiermittels und höchstens 35 Gewichtsprozent eines hydrotropen Mittels sowie gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe enthält.

24. Gemäss einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche gefärbte Textilfasern.

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