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FAERBEVERFAHREN
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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Färben, Foulardieren,
Bedrucken oder optischen Aufhellen von hydroxygruppen- oder stickstoffhaltigen organischen
Substraten oder Gemischen von solchen Substraten, dadurch gekennzeichnet, dass man
hierzu einen substantiven Farbstoff bzw. einen Direktfarbstoff oder Gemische davon
oder deren Salze, der einen oder mehrere, beispielsweise 1 bis 3 und bevorzugt einen
oder zwei und besonders bevorzugt zwei Reste eines 5- oder 6-gliedrigen heterocyclischen
Ringes mit aromatischem Charakter mit vorzugsweise 2 oder 3 N-Atomen, welcher heterocyclische
Ring durch 1 bis 3 Halogenatome, insbesondere Chlor oder Fluor, substituiert ist,
aufweist, einen Schwefelfarbstoff oder Gemische davon oder einen basischen Farbstoff
oder Gemische davon oder einen optischen Aufheller verwendet, und die Färbungen
oder Drucke oder das optisch aufgehellte Substrat oder Substratgemisch mit einer
polymeren, polybasischen Aminoverbindung (a) bei einem pH-Wert von 7 bis 14 nachbehandelt.
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Als Substrat verwendet man vor allem Baumwolle oder regenerierte Cellulose,
gegebenenfalls im Gemisch mit anderen Textilmaterialien; z.B. mit Polyesterfasern,
wobei letztere mit einem Dispersionsfarbstoff gefärbt werden können; die Nachbehandlung
der Substrate wird mit der polymeren polybasischen Verbindung (a) vorteilhaft bei
einem pH-Wert von 8-12 und vorzugsweise 10-11 im Ausziehverfahren nach an sich bekannten
Methoden durchgeführt. Solche Nachbehandlungsverfahren sind in der DE-OS 32. 16.
745 beschrieben.
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Das Färben, Foulardieren und Bedrucken oder Aufhellen der Substrate
wird nach an sich bekannten Methoden mit den für die SubstrateEgeeigneten Farbstoffen
oder Aufhellern durchgeführt.
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Eine vorteilhafte Gruppe von Farbstoffen besitzen sowohl die Eigenschaften
eines Direkt- bzw. substantiven Farbstoffs als auch diejenige eines Reaktivfarbstoffs.
Sie sind hochsubstantiv auf Baumwolle, falls sie gemäss dem für Direktfarbstoffe
üblichen Aufziehverfahren gefärbt
werden; sie haben einen Ausziehwert
von 70-100% und vorzugsweise 8im100% bei einer 1/1 Richttypstärke bei Kochtemperatur.
Ausserdem weisen sie im Molekül ein oder mehrere Halogenatome auf, welche am aromatisch-heterocyclischen
Rest gebunden sind und unter alkalischen Fixierbedingungen als Anion abgespalten
werden können. Vorteilhafte Farbstoffe dieses Typus enthalten mindestens zwei -S03H-
oder Sulfonamidgruppen, vorteilhaft 3 bis 8 und insbesondere 4 bis 6 S03H- oder
Sulfonamidgruppen. Vorteilhaft besitzen solche Farbstoffe ein Molekulargewicht über
1000 und insbesondere über 1200 und sind hauptsächlich 1:1- oder 1:2-Metalikomplexe,
insbesondere 1:1-Kupferkomplexe.
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Von diesen Farbstoffen sind diejenigen besonders bevorzugt, die einen
oder zwei Mono- oder Dihalogen-, vorzugsweise Chlor- oder Fluor- und insbesondere
Chlortriazinylreste aufweisen.
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Beispiele von Farbstoffen mit einem Monohalogentriazinylrest entsprechen
der Formel
worin R unabhängig voneinander Wasserstoff, (1-4C)-Alkyl oder einen durch OH, CN
oder Phenyl substituierten (1-4C)-Alkylrest, R1 Chlor oder Fluor, insbesondere Chlor
und F gleiche oder verschiedene chromophore Reste bedeuten.
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Beispiele von Farbstoffen mit zwei Monohalogentriazinylresten, welche
direkt miteinander oder über ein Brückenglied miteinander verbunden sind, entsprechen
der Formel
worin R, R1 und F die zuvor angegebenen Bedeutungen besitzen und
B die direkte Bindung oder ein zweiwertiges aliphatisches, aromatisches, cycloaliphatisches
oder heterocyclisches Brückenglied bedeutet oder zusammen mit den beiden
an welchen es gebunden ist, einen Heterocyclus bilden kann.
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In den Verbindungen der Formeln I und II steht der chromophore Rest
F für gleiche oder verschiedene Reste von Mono- oder Polyazofarbstoffen oder von
Anthrachinon-, Stilbenyl-, Hydrazon-, Methin- oder Azomethinfarbstoffen, wobei die
Mono- oder Polyazofarbstoffe auch für Reste von 1:1- und/oder 1:2-Metalikomplexen,
wie 1:1-Kupfer-, Chrom-, Kobalt-, Nickel- oder Mangan-Komplexe bzw. für 1:2-Chrom-,
Kobalt- oder Eisenkomplexe stehen können.
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Das Brückenglied B steht vorteilhaft für
oder
worin X in 4,4-, 4,3- oder 3,3-Stellung gebunden sein kann und für die direkte Bindung
oder ein in der Reihe der Direktfarbstoffe übliches Brückenglied steht.
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B kann zusammen mit den
an welche es gebunden ist, einen Piperazinring bilden.
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Solche Farbstoffe sind beispielsweise in den DE-OSen 32 28 286, 32
44 999 oder DE-OS 33 20 972 beschrieben, d.h. Farbstoffe mit einem oder zwei Triazinylresten,
wobei die Triazinylreste je ein Chloratom aufweisen.
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Geeignete gegebenenfalls sulfonsäuregruppenhaltige basische Farbstoffe,
die nach bekannten Methoden basisch färbbare Substrate färben, foulardieren oder
bedrucken und als CI Basic Dyes bekannt sind enthalten protonierbare, primäre, sekundäre,
tertiäre und/oder quaternäre
Ammoniumgruppen. Geeignete basische
Farbstoffe sind aus der DOS 32 21 951 bekannt. Enthalten die basischen Farbstoffe
Sulfogruppen, so ist die Summe der basischen Gruppen um eine Einheit grösser als
die Summe der Sulfogruppen. Das Textilmaterial kann auch mit einem Schwefelfarbstoff
gefärbt oder bedruckt werden. Ebenfalls können optische Aufheller, insbesondere
anionische Gruppen enthaltende Aufheller verwendet werden.
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Die Nachbehandlung mit einer polymeren Verbindung (a) wird üblicherweise
bei 200-190'C und vorteilhaft zwischen 30"-70"C während 3 bis 60 Minuten und vorteilhaft
während 5 bis 20 Minuten durchgeführt, von Vorteil in Gegenwart von 5-10 g/l eines
Elektrolyten, wie z.B.
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Natriumchlorid oder Natriumsulfat, und unter Verwendung von 0,1 bis
6% und insbesondere von 1 bis 2% einer Verbindung (a), bezogen auf das Substratgewicht.
Die einzusetzende Menge der Verbindung (a) ist u.a.
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auch abhängig von der Farbstofftiefe des Substrates. Der pH-Wert der
wässrigen Nachbehandlungsflotte wird hauptsächlich mit einem Alkalicarbonat, vorzugsweise
mit Natriumcarbonat oder mit einem Alkalihydroxyd, insbesondere mit Natrium- oder
Kaliumhydroxyd bei einem Flottenverhältnis von 1:2 bis 1:50 eingestellt , wobei
das gefärbte, foulardierte, bedruckte oder optisch aufgehellte Substrat vor der
Nachbehandlung gegebenenfalls zwischengetrocknet wird.
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Bei der alkalischen Nachbehandlung verwendet man vorteilhaft polymere
polybasische Aminoverbindungen (a), die mindestens zwei primäre und/ oder sekundäre
und/oder tertiäre Aminogruppen, welche in Form der freien Base oder in protonierter
Form vorliegen können, und/oder quaternäre Ammoniumgruppen enthalten. Solche Aminoverbindungen
(a) sind z.T. bekannt.
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Polybasische Aminoverbindungen (a) sind insbesondere Umsetzungsprodukte
von mono- und/oder polyfunktionellen Verbindungen mit primären, sekundären oder
tertiären Aminogruppen, mit Cyanamid, Dicyandiamid, Guanidin, Bisguanidin oder einem
Derivat derselben, oder von Ammoniak mit Cyanamid oder Dicyandiamid, bzw. ein Additionssalz
von organischen Säuren oder Mineralsäuren davon, wobei bis zu 50 Molprozente des
Cyanamids, Dlcyandiamids, Guanidins oder Bisguanidins durch Dicarbonsäuren
oder
deren Mono- oder Diester ersetzt werden können, solange das Produkt (a) freie, an
Stickstoff gebundene Wasserstoffatome enthält.
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Eine bevorzugte polybasische Aminoverbindung (a), hier A1 genannt,
ist ein Umsetzungsprodukt eines Amins der Formel R10 - NH - R10 III oder R10R10N
- (Z - Xo)n - Z - NR1OR10 IV, worin R10 unabhängig voneinander Wasserstoff oder
einen gegebenenfalls durch Hydroxy, (1-4C)-Alkoxy oder Cyan substituierten (l-1OC)-Alkylrest,
n eine Zahl von 0 bis 100, worin Z unabhängig voneinander, falls n zu O ist, (1-4C)-Alkylen
oder -Hydroxyalkylen und XO unabhängig voneinander, wenn n zu 1 ist, -0-, -S- oder
-NR10 bedeuten, mit der Massgabe, dass das Amin der Formel IV wenigstens eine -NH-oder
-NH2-Gruppe enthält, mit Cyanamid, Dicyandiamid, Guanidin oder Bisguanidin oder
ein Derivat derselben, bzw. ein Additionssalz von organischen Säuren oder Mineralsäuren
der Amine.
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In bevorzugten Verbindungen der Formel IV steht jedes R10 für Wasserstoff,
(1-4C)-Alkyl oder Hydroxyalkyl, insbesondere für Wasserstoff, n für eine Zahl von
0 bis 30, besonders 0 bis 6 und insbesondere 0 bis 4, X0 unabhängig voneinander
für -NR10-, besonders für -NH- oder -N(CH3)- und Z unabhängig voneinander für (1-4C)-Alkylen,
insbesondere 1,2-Aethylen, 1,3-Propylen oder 1,3-(2-Hydroxy)propylen.
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Bevorzugte Amine der Formel IV sind Diäthylentriamin, Triäthylentetramin,
Tetraäthylenpentamin, 2-Aminoäthyl-3-amino-propylamin, Dipropylentriamin oder N,N-Bis-(3-aminopropyl
)-methylamin.
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Eine besonders gute Aminoverbindung (a) ist ein Umsetzungsprodukt
von Dicyandiamid mit Diäthylentriamin oder Triäthylentetramin.
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Solche Aminoverbindungen (a) sind bekannt aus den Schweizer Patenten
Nos. 232.132, 253.709, 260.856, 261.048, 261.049, 261.050, 261.051, 2.610.052, ferner
aus den deutschen Patentschriften Nos. 836.644, 855.001, aus der österreichischen
Patentschrift 177.756, aus der französischen Patentschrift 1.149.191 und der DDR-Patentschrift
10 .0 50 .
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Die Amine der Formeln III und IV sind bekannt oder können nach an
sich bekannten Methoden hergestellt werden.
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Weitere geeignete Aminoverbindungen ((a) (hier genannt als A2) sind
Reaktionsprodukte der Verbindungen A1) mit Epihalogenhydrin oder einer Vorstufe
davon, insbesondere mit Epichlorhydrin; sie sind aus der DE-OS 32 16 913 bekannt
(d.h. die dort genannten Verbindungen A). Sie lassen sich auf die Erfindung übertragen.
Die Produkte A2 können in Form von stabilen wässrigen Dispersionen durch Ansäuern
der Reaktionsprodukte aus dem US-Patent 4'439'203 erhalten und verwendet werden.
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Weitere geeignete Aminoverbindungen (a) (hier genannt als A3) sind
polymere Verbindungen, hergestellt durch Umsetzen einer Verbindung A1 mit b) einer
organischen Verbindung, welche mindestens zwei Reste aufweist, die bei der Umsetzung
als Anion abspaltbar sind.
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Besonders geeignete polymere Verbindung A3) sind solche, welche hergestellt
werden durch Umsetzen eines polymeren Dicyandiamidproduktes A1, welches vorzugsweise
ein Umsetzungsprodukt von Dicyandiamid mit Diäthylentriamin oder Triäthylentetramin,
bzw. ein Additionssalz von organischen Säuren oder Mineralsäuren davon ist, mit
einer Verbindung der Formel NH(CH2CH2Cl)2 V, vorteilhaft in einer Säureadditionsform
der Formel NH2(CH2CH2C1)2 A(3 Va) (PPein ein Anion, z.B. Chlor3) oder der Formel
e worin Y Chlor oder -NHC3H6-N (CH3)3 A1, Y1 gleiche Reste Chlor
oder Brom und A1 ein Cl° oder CH3S040 Anion bedeuten, oder 1,2 - Dibromäthan VII.
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Die polymeren Verbindungen A3 kann man erhalten, wenn man ein polymeres
Produkt Amit einer Verbindung b) nach bekannten Methoden umsetzt, beispielsweise
in Wasser oder in einem organischen Lösungsmittel bei neutralen bis schwach alkalischen
Bedingungen, bei Temperaturen von -5e bis 1300C, vorteilhaft zwischen 0 bis 70"C,
wobei man vorzugsweise 0,1 bis 3 Moläquivalente, d.h. 0,05 bis 1,5 Mol einer Verbindung
b) für jede funktionelle Gruppe der polymeren Verbindun A1) einsetzt, insbesondere
werden 0,2 bis 0,5 Moläquivalente von b) mit jedem Aequivalent von A1) umgesetzt.
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Weitere geeignete Aminoverbindungen (a), hier als Verbindungen A4)
genannt, sind polymere Verbindungen, erhalten durch Umsetzen von 1,5-2,5 Mol Epihalogenhydrin
oder einer Vorstufe von Epihalogenhydrin mit 1 Mol eines Polyalkylenpolyamins, bzw.
einem Salz davon, der Formel
worin m eine Zahl von 1 bis 5, Ra unabhängig voneinander einen (2-4C)-Alkylenrest,
R1a unabhängig voneinander einen gegebenenfalls durch OH, OR2a, Halogen oder Phenyl
substituierten (1-4C)-Alkylrest oder einen Phenylrest und R2a einen (1-4C)-Alkylrest
bedeuten.
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Besonders geeignete polymere Verbindungen A4) sind solche, welche
durch Umsetzen von 1,8-2,3 Mol Epichlorhydrin mit 1 Mol N,N-Bis-(3-aminopropyl )-methyl
amin erhalten werden.
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Das Verfahren zur Herstellung von polymeren Verbindungen A4)ist dadurch
gekennzeichnet, dass man 1,5-2,5 Mol Epihalogenhydrin oder eine Vorstufe von Epihalogenhydrin
mit 1 Mol eines Polyalkylenpolyamins bzw. einem Salz davon der Formel VII, nach
bekannten Methoden umsetzt, z.B. in Wasser oder einem organischen Lösungsmittel
bei Temperaturen von -5" bis 100"C, vorteilhaft zwischen 0 und 400C.
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Das Nachbehandlungsverfahren wird, wie zuvor erwähnt, vorteilhaft
im Ausziehverfahren und/oder auch durch andere Auftragsverfahren, wie Foulardieren,
Pflatschen, Sprühen usw. durchgeführt.
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Die Fixierung und die Aufarbeitung der nachbehandelten Substrate erfolgt
nach an sich bekannten Methoden, z.B. gemäss DOS 32 16 745, z.B.
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das Fixieren mit einer thermischen Nachbehandlung unter Verwendung
von Temperaturen von 80-1800C und vorzugsweise zwischen 100-130°C.
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Bei einem bevorzugten Nachbehandlungsverfahren geht man bei Raumtemperatur
mit dem gefärbten, feuchten oder getrockneten Substrat in das Fixierbad, welches
die vorgeschriebene Menge einer Aminoverbindung (a), etwa 5-10 g/l eines Elektrolyten
enthält, und stellt das Fixierbad mit der wässrigen .Menge Natriumcarbonat auf einen
pH-Wert von 10-11 ein.
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Innerhalb von etwa 10 Minuten wird das Bad auf etwa 600C erhöht und
den Farbstoff bei dieser Temperatur während 20 Minuten fixiert. Anschliessend wird
die nachbehandelte Färbung nach bekannten Methoden gespült, nötigenfalls neutralisiert
und getrocknet.
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Die erfindungsgemäss nachbehandelten Färbungen oder Drucke ergeben
bessere Nassechtheiten als vergleichsweise nicht-nachbehandelte Färbungen.
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In den folgenden Beispielen bedeuten die Teile Gewichtsteile, die
Prozente Gewichtsprozente und die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.
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Herstellung der polymeren Aminoverbindungen a): BEISPIEL a) (Verbindung
Al) ~ ~ 103 Teile Diäthylentriamin und 84 Teile Dicyandiamid werden auf 1100 unter
stetem Rühren erhitzt; bei 1100 setzt eine exotherm verlaufende Reaktion ein bei
welcher Ammoniak abgespalten wird. Nach Beendigung wird langsam auf 1600 weiter
erhitzt bis die Ammoniakabspaltung beendet ist (ca. 6 Stunden; die Gesamtmenge des
abgespaltenen Ammoniaks beträgt ca. 34 Teile. Das Reaktionsprodukt wird in flüssigem
Zustand ausgegossen und nach Erstarren zu einem Pulver verwendet.
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69,3 Teile dieses Pulvers werden langsam in 81 Teile Wasser unter
Rühren bei 350 eingetragen und mit 53,4 Teilen 44,6%iger Schwefelsäure unter Zugabe
von 45 Teilen Eis neutralisiert, wobei die Temperatur nicht über 48-50° ansteigen
soll. Es wird in flüssiger Form das Additionssalz als Sulfat erhalten, welches durch
Sprühtrocknung als Pulver erhalten wird.
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BEISPIEL b) (Polymere Verbindung A2) Verbindung von Beispiel 1 aus
der DOS 32.16.913.
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BEISPIEL c) (Polymere Verbindung A3) aO) 25,6 Teile 3-Dimethylamin-l-propylamin
werden in 125 Teilen Wasser gelöst und bei 0-5° innerhalb 30 Minuten mit 31,6 Teilen
Dimethylsulfat versetzt. Das Reaktionsgemisch wird eine Stunde bei 0-50 nachgerührt
und anschliessend auf Raumtemperatur gebracht.
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bo) 86,1 Teile Diäthylentriamin und 70,3 Teile Dicyandiamid werden
zusammen auf 1100 erhitzt. Bei dieser Temperatur setzt unter Ammoniakabspaltung
eine exotherme Reaktion ein. Die Temperatur steigt dabei auf 1600. Das so erhaltene
Reaktionsprodukt wird während 6 Stunden bei 1600 belassen, dann abgekühlt und bei
900 mit 344 Teilen Wasser versetzt. Die Lösung wird auf Raumtemperatur abgekühlt
und mit 52 Teilen 96 %iger Schwefelsäure auf einen pH-Wert von 7-7,5 gebracht.
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cO) Herstellung des Nachbehandlungsmittels: 46,3 Teile Cyanurchlorid
werden in 135 Volumenteilen Aceton warm gelöst und unter Rühren zu 150 Teilen Eiswasser
zugegeben. Zu der so erhaltenen Dispersion lässt man bei 0-5° und innerhalb einer
Stunde die Lösung gemäss Beispiel aO) langsam zutropfen. Während der ganzen Umsetzungszeit
wird durch Zugabe einer wässrigen Natriumhydroxydlösung dafür gesorgt, dass der
pH-Wert der Reaktionsl;ösung zwischen 7 und 8 bleibt. Man rührt noch während 15
Minuten und lässt dann die Lösung Zimmertemperatur annehmen. Bei dieser Temperatur
tropft man das in Wasser gelöste Reaktionsprodukt-Harz gemäss Beispiel bo) hinzu.
Bei dieser Umsetzung wird der pH-Wert der Reaktionslösung durch Zugabe von Natriumhydroxyd
zwischen 7 und 8 gehalten. Die Reaktionsmasse wird rund 60 Minuten lang nachgerührt
und hierauf filtriert. Man erhält eine milchige Reaktionslösung, welche mit Wasser
in jedem Verhältnis mischbar und direkt für die Nachbehandlung von gefärbtem Textilmaterial
verwendet werden kann.
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Viskositätszahl (Lösungsmittel: Wasser, Temperatur 260C): 0,0625
cm3?g.
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BEISPIEL d) (Polymere Verbindung A4) 145 Teile N,N-Bis-(3-Aminopropyl)-methylamin
werden in 600 Teilen Wasser gelöst und unter Rühren und Aussenkühlung innerhalb
von 30 Minuten bei
etwa 400 mit 205 Teilen Epichlorhydrin versetzt.
Man rührt bei 400 weiter bis die Viskosität der Lösung deutlich zunimmt, was etwa
40-60 Minuten dauert. Alsdann wird das Gemisch auf Raumtemperatur abgekühlt und
unter Aussenkühlung mit etwa 160 Teilen 30%iger Salzsäure auf einen pH-Wert von
4 eingestellt. Die pH-Probe wird mit einer 1eigen Reaktion lösung durchgeführt.
Man erhält eine klare, hellgelbe, viskose Lösung, deren Viskositätszahl, in Wasser
bei 260C, 0758 cm3/g beträgt, wobei die Lösung einen Trockengehalt von etwa 35%
aufweist. Dieses in Wasser gelöste Produkt kann direkt verwendet werden.
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Anwendungsbeispiele BEISPIEL 1 Ein 100% gebleichtes Baumwollgewebe
wird mit 2% des Farbstoffs des Beispiels 1 aus der DOS 32.44.999 nach bekannten
Methoden gefärbt.
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Die gefärbte Baumwolle wird ohne zwischentrocknen während 20 Minuten
bei 60° bei einem Flüssigkeits-Substratverhältnis von 20:1 in einer wässrigen Lösung,
enthaltend 2% der polymeren Verbindung gemäss Beispiel a) und 5 g/l Natriumcarbonat
bei einem pH-Wert von 11,0 nachbehandelt und anschliessend mit kaltem Wasser gespült.
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Die so behandelte gelbe Baumwolle besitzt eine gute Waschbeständigkeit,
die einer Kochwäsche widersteht.
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BEISPIEL 2 Ein Baumwollgewebe wird mit 3% des Kupferkomplexfarbstoffes
des
Beispiels 1 aus der DOS 33.20.972nach bekannten Methoden gefärbt.
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Die gefärbte Baumwolle wird nach den Angaben im Beispiel 1 mit der
dort genannten polymeren Verbindung aus Beispiel a) bei einem pH-Wert von 11,0 nachbehandelt.
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Die fixierte Färbung besitzt gute Nassechtheiten und widersteht wiederholten
Waschoperationen.
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Ersetzt man in den Beispielen 1 und 2 bei der Nachbehandlung der Baumwollfärbung
das dort genannte Produkt aus Beispiel a) durch die polymeren Verbindungen aus den
Beispielen b), c) oder d), verfährt im übrigen nach den Angaben in den Beispielen
1 und 2, so erhält man Färbungen mit ähnlich guten Nassechtheiten.