EP1725708A2 - Verfahren zum optischen aufhellen von synthetischen fasern oder von synthetischen fasern in mischung mit natürlichen fasern - Google Patents

Verfahren zum optischen aufhellen von synthetischen fasern oder von synthetischen fasern in mischung mit natürlichen fasern

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EP1725708A2
EP1725708A2 EP05715882A EP05715882A EP1725708A2 EP 1725708 A2 EP1725708 A2 EP 1725708A2 EP 05715882 A EP05715882 A EP 05715882A EP 05715882 A EP05715882 A EP 05715882A EP 1725708 A2 EP1725708 A2 EP 1725708A2
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EP
European Patent Office
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carbon atoms
weight
radical
aliphatic
synthetic fibers
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EP05715882A
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English (en)
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EP1725708B1 (de
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Karl Siemensmeyer
Dieter Weber
Andrea Misske
Heinz Heissler
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BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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Publication date
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Publication of EP1725708B1 publication Critical patent/EP1725708B1/de
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06P—DYEING OR PRINTING TEXTILES; DYEING LEATHER, FURS OR SOLID MACROMOLECULAR SUBSTANCES IN ANY FORM
    • D06P3/00—Special processes of dyeing or printing textiles, or dyeing leather, furs, or solid macromolecular substances in any form, classified according to the material treated
    • D06P3/34—Material containing ester groups
    • D06P3/52—Polyesters
    • D06P3/54—Polyesters using dispersed dyestuffs
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06L—DRY-CLEANING, WASHING OR BLEACHING FIBRES, FILAMENTS, THREADS, YARNS, FABRICS, FEATHERS OR MADE-UP FIBROUS GOODS; BLEACHING LEATHER OR FURS
    • D06L4/00—Bleaching fibres, filaments, threads, yarns, fabrics, feathers or made-up fibrous goods; Bleaching leather or furs
    • D06L4/60—Optical bleaching or brightening
    • D06L4/664—Preparations of optical brighteners; Optical brighteners in aerosol form; Physical treatment of optical brighteners
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • D06L4/00—Bleaching fibres, filaments, threads, yarns, fabrics, feathers or made-up fibrous goods; Bleaching leather or furs
    • D06L4/60—Optical bleaching or brightening
    • D06L4/671—Optical brightening assistants, e.g. enhancers or boosters

Definitions

  • the present invention relates to a process for the optical brightening of synthetic fibers or of synthetic fibers in a mixture with natural fibers, the synthetic fibers or mixtures of the synthetic fibers with natural fibers being treated in a treatment bath containing optical brighteners to which a microemulsion has been added ,
  • optical brighteners are known for their ability to give textiles or plastics a white color.
  • EP 0023 026 discloses compounds of the general formula I.
  • radicals R 1 and R 2 can be, for example, H, F, Cl, phenyl, CF 3 , alkyl or numerous other radicals, and where V is selected from
  • a disadvantage of using compounds of general formula I as optical brighteners is that their low temperature yield is limited, i.e. you need a lot of product to achieve the desired brightening effect.
  • EP-A 0 023 027 and EP-B2 0 032 917 disclose the use of mixtures of two or more dicyanostyrylbenzene compounds for the optical brightening of polyesters.
  • DE 102 19 993 AI relates to a process for lightening textile materials, in which compounds of the general formula I, a dicyanostyrylbenzene compound and one
  • the optical brightening of textile materials is generally carried out by the pull-out or thermosol process.
  • the textile material to be lightened is usually padded with an aqueous liquor which contains the optically lightening substances, optionally a blue or violet shading dye or mixtures thereof and optionally additives (see above).
  • the liquor intake is generally 30 to 100%.
  • the textile material is then dried and fixed at a temperature of 150 to 200 ° C for 5 to 60 seconds.
  • thermosol process A disadvantage of the thermosol process is that the fixing temperature of 150 to 210 ° C, in particular of 170 to 190 ° C, requires a high level of energy. At these high fixing temperatures, additives or any contaminants adhering to the textile material from previous treatment steps smoke and lead to gaseous emissions. Despite the high temperatures, only a ring brightening is achieved in the thermosol process, which is inferior to that of a pull-out coloring in terms of whiteness. In the case of mixtures of the chemical fibers with natural fibers or with synthetic cellulose fibers, the natural fiber or synthetic cellulose fiber may brown.
  • Another known process is the exhaust process, in which the aqueous liquor is usually used at temperatures of 90 to 135 ° C.
  • the textile material to be lightened is usually brought into an aqueous liquor at a temperature of 10 to 50 ° C, which contains the optically brightening Bonds, optionally a blue or violet shading dye or a mixture thereof and optionally additives, for example dispersants, carboxylic acids or bases, and the pH value of which is usually 3 to 12, preferably 3 to 8.
  • the liquor ratio (weight ratio of textile material: liquor) is 1: 1.5 to 1:40, preferably 1: 5 to 1:20.
  • the bath is then heated to a temperature of 95 to 135 ° C. within 15 to 60 minutes and held at this temperature for 15 to 60 minutes.
  • the lightened textile material is then rinsed and dried.
  • the HT process high temperature process is usually used. If the color transition temperature of the polyester is exceeded sufficiently, the lightening process must be carried out by 130 ° C in order to achieve a lightening effect which is sufficient in practice. Since the lightening takes place in the aqueous medium, an autoclave, a high-pressure apparatus or a high-pressure machine must be used. Disadvantages include that such a unit is more expensive than an open unit, that the heating and cooling time and thus the machine occupancy is long and that the amount of energy required, especially for heating to 130 ° C, is very high.
  • Carriers are often formulations based on emulsifiers, sometimes solvents and the active component.
  • Active components are compounds based on liquid, halogenated benzene derivatives, alkyl aromatic compounds, aromatic hydroxy compounds, aromatic alcohols, ketones, carboxylic acids and their esters, alkyl phthalimides or substituted phenyl glycols and their esters.
  • the most important active components are 1,2-dichlorobenzene, 1,2,4-trichlorobenzene, 2-phenylphenol, diphenyl, diphenyl ether, methyl, butyl or benzyl benzoates, methyl salicylates, dimethyl phthalates, phthalic acid N-butyl imides or chlorophenoxyethanol.
  • the Carrier process brings excellent white effects in a short brightening time with a lower brightening temperature and thus lower energy consumption.
  • carriers can cause stains.
  • carriers are often carcinogenic.
  • a low-temperature process has been developed as an alternative to the carrier process.
  • mixtures of nonionic and ionic surfactants with aliphatic or aromatic dicarboxylic acid esters are used instead of the carcinogenic carriers. These mixtures are not fiber-active, but they increase the solubility of the brighteners in the dyeing liquor and thus enable them to be brightened at 98 to 110 ° C.
  • the mixtures of non-ionic and ionic surfactants with aliphatic or aromatic dicarboxylic acid esters are also known as diffusion accelerators, ie they accelerate the diffusion of the brighteners from the dye liquor into the fiber.
  • the process has several disadvantages: when diluted, the diffusion accelerators go through a swelling phase, which affects the homogeneous distribution in the lightening bath.
  • the resulting whiteness is inferior to that of carrier lightening.
  • the whitening effect quickly decreases at brightening temperatures below 100 ° C. If acceptable white effects are achieved at 98 ° C, the resulting whiteness at 95 ° C is no longer sufficient for many requirements.
  • temperatures above 95 ° C cannot often be reached in open aggregates in an aqueous medium.
  • the object of the present invention is to provide a lightening process which can be used in open aggregates, which achieves excellent degrees of whiteness, which is free of toxic or carcinogenic auxiliaries, which avoids liquor inhomogeneities (in particular due to swelling phases of surfactants) and which at temperatures around 95 ° C still produces excellent white effects.
  • This object is achieved according to the invention by a process for the optical brightening of synthetic fibers or of mixtures of synthetic fibers with natural fibers, the synthetic fibers or mixtures of synthetic fibers with natural fibers in a treatment bath containing optical brighteners to which a microemulsion has been added was treated.
  • microemulsions are already used as leveling aids in dyeing polyester in textile form. Dyeing of polyester in textile form often becomes u-negative, uneven, stained. Such irregularities can be prevented or significantly reduced by adding microemulsions to the staining solutions.
  • the addition of the microemulsion stabilizes the disperse dye particles and controls the molecular transport process to the fiber and the dissolving process of the dye molecules in the polyester fiber.
  • Another task of the microemulsion is to control the dilution process when preparing the dye liquor so that no highly viscous intermediate states are obtained. In the optical brightening of synthetic textile materials, there are usually no irregularities or they cannot be recognized by the sluggishness of the eye.
  • microemulsions have no leveling effect when optically brightening synthetic fiber materials, they act as diffusion accelerators, ie the required fixing temperature, for example with polyester, can be reduced by approx. 35 ° C from approx. 130 ° C to approx. 95 ° C. without a noticeable reduction in whiteness.
  • microemulsion which can be used according to the invention contains nonionic surfactants, ionic surfactants, organic solubilizers and water.
  • microemulsion which can be used according to the invention contains the following components:
  • R 1 , R 2 , R 3 independently of one another represent an aliphatic, aromatic or aromatic lipatic radical
  • R 1 , R 2 , R 3 branched or unbranched, saturated, aliphatic radicals with 1-40 carbon atoms or branched or unbranched, unsaturated, aliphatic radicals with 2-40 carbon atoms, which are optionally selected from the group with at least one functional group Group consisting of hydroxy, ether, amino, thio, aldehyde, keto, carboxylic acid, ester, amido group and halogen may be substituted;
  • R 4 independently of one another represents hydrogen or an aliphatic radical with 1-15 carbon atoms, an aromatic radical with 6-15 carbon atoms or an aromatic lipatic radical with 7-15 carbon atoms, R 4 is preferably hydrogen or a linear or branched, saturated, aliphatic radical with 1 to 10 carbon atoms or a linear or branched, unsaturated, aliphatic radical with 2 - 10 carbon atoms, R 4 is very particularly preferably hydrogen;
  • R 5 is independently hydrogen or an aliphatic radical having 1-15 carbon atoms, an aromatic radical having 6-15 carbon atoms or an araliphatic radical having 7-15 carbon atoms;
  • R 5 is preferably hydrogen or a linear or branched, saturated, aliphatic Radical with 1 to 10 carbon atoms or a linear or branched, unsaturated, aliphatic radical with 2 - 10 carbon atoms, very particularly preferably R 5 is independently hydrogen, methyl, ethyl or propyl;
  • component B 1-25% by weight of a compound which is obtained by reacting a compound bl of the general formula V V wherein R 6 represents an aliphatic, aromatic or araliphatic radical;
  • R 6 is preferably a branched or unbranched, saturated, aliphatic radical having 1 to 40 carbon atoms or a branched or unbranched, unsaturated, aliphatic radical having 2 to 40 carbon atoms, which optionally has at least one functional group selected from the group consisting of hydroxyl, Ether, amino, thio, aldehyde, keto, carboxylic acid, ester, amido group and halogen may be substituted; the radical R 6 is particularly preferably a partially unsaturated, aliphatic radical having 10-25 carbon atoms, which may optionally be substituted by at least one hydroxyl and or amino group;
  • R 7 independently of one another is hydrogen or an aliphatic radical with 1-15 carbon atoms, an aromatic radical with 6-15 carbon atoms or an araliphatic radical with 7-15 carbon atoms, R 7 is preferably hydrogen or a linear or branched, saturated, aliphatic radical with 1 - 10 carbon atoms or a linear or branched, unsaturated, aliphatic radical with 2 - 10 carbon atoms, very particularly preferably R 7 is independently hydrogen, methyl, ethyl or propyl;
  • R 8 is preferably a branched or unbranched, saturated, aliphatic radical having 1-40 carbon atoms or a branched or unbranched, unsaturated, aliphatic radical having 2-40 carbon atoms, which optionally has at least one functional group selected from the group consisting of hydroxy, Ether, amino, thio, aldehyde, keto, carboxylic acid, ester, amido group and halogen may be substituted;
  • the radical R 8 is particularly preferably a partially unsaturated, aliphatic radical having 10-25 carbon atoms, which can optionally be substituted by at least one hydroxyl and / or amino group;
  • R 9 is preferably a branched or unbranched, saturated, aliphatic radical having 1-12 carbon atoms or a branched or unbranched, unsaturated, aliphatic radical having 2-12 carbon atoms, which optionally has at least one functional group selected from the group consisting of hydroxy, Ether, amino, thio, aldehyde, keto, carboxylic acid, ester, amido group and halogen may be substituted;
  • the radical R 9 is particularly preferably a saturated, aliphatic radical with 1-6 carbon atoms, which can optionally be substituted with at least one hydroxyl and / or amino group;
  • the radical R 9 is very particularly preferably selected from the group consisting of ethyl, n-propyl, n-butyl and n-pentyl;
  • the mean value for n in the formula VHI is a whole or fractional positive number from 1 to 10, preferably from 1 to 8, particularly preferably from 1 to 5; when mixtures of compounds of the general formula VHI are present, the mean value for n can assume fractional values.
  • R 10 is preferably a branched or unbranched, saturated, aliphatic radical having 1-12 carbon atoms or a branched or unbranched, unsaturated, aliphatic radical having 2-12 carbon atoms, which optionally has at least one functional group selected from the group consisting of hydroxy , Ether, amino, thio, aldehyde, keto, carboxylic acid, ester, amido group and halogen may be substituted; the radical R 10 is particularly preferably a saturated, aliphatic radical with 1-6 carbon atoms, which can optionally be substituted with at least one hydroxyl and / or amino group;
  • the radical R 10 is very particularly preferably selected from the group consisting of ethyl, n-propyl, n-butyl and n-pentyl;
  • the mean value for m in formula IX is a whole or fractional positive number from 0 to 10, preferably from 0 to 8, particularly preferably from 0 to 5; in the case of mixtures of compounds of the general formula IX, the mean value for m can assume fractional values.
  • Components A, B, C, D and E are preferably present in the microemulsion in the following proportions: component A: 5-35% by weight, component B: 5-20% by weight, component C: 1-10 % By weight, component D: 5-35% by weight, component E: 5-40% by weight and 5-35% by weight of water as solvent, the sum of the% by weight being 100% by weight. -% results.
  • Components A, B, C, D and E are particularly preferably present in the microemulsion in the following proportions: component A: 10-30% by weight, component B: 5-15% by weight, component C: 2- 8% by weight, component D: 10-30% by weight, component E: 10-35% by weight and 10-30% by weight of water as solvent, the sum of the% by weight being 100% by weight .-% results.
  • microemulsions which can be used according to the invention can be prepared by mixing the corresponding components in any order.
  • the advantage of the microemulsion used according to the invention is its low viscosity at any mixing ratio with water. The product can therefore be used in dosing systems without any problems.
  • the microemulsion is absolutely transparent. The oil phase contained in addition to the aqueous phase is thus so finely distributed in the microemulsion that no visible scatter is noticeable.
  • the average size of the droplets of the disperse phase of the microemulsion used according to the invention can be determined according to the principle of quasi-elastic dynamic light scattering (the so-called z-average droplet diameter d z of the unimodal analysis of the autocorrelation function).
  • the droplet size of the microemulsions used according to the invention is ⁇ 500 nm for d z .
  • the value for d z is preferably 50 nm to 300 nm, particularly preferably the value for d z is 50 nm to 200 nm.
  • the process according to the invention makes it possible to optically lighten polyesters, polyamides or mixtures of polyesters or polyamides with one another, it also being possible for these to be mixed with other synthetic or natural fibers.
  • Examples of other synthetic or natural fibers are cellulose fibers, polyacrylonitrile fibers, polyurethane fibers, acetate fibers or wool fibers.
  • the process according to the invention is particularly suitable for the optical brightening of polyester fibers or of mixtures of polyester fibers.
  • Polyesters are understood to mean homopolymers, copolymers, mixtures and grafts of synthetic long-chain polyesters which, as an essential constituent, repeatedly have ester groups in the polymer main chain.
  • the polyesters used according to the invention are produced from aromatic or aliphatic hydroxycarboxylic acids.
  • the aliphatic hydroxycarboxylic acids used in the polyesters according to the invention are C 1 -C 6 -carboxylic acids which are optionally substituted by C t -s-alkyl chains and which, in addition to the COOH group, also contain at least one OH group.
  • the Ci 8 alkyl chains mentioned are optionally substituted with further functional groups.
  • Hydroxycarboxylic acids are preferably selected from the group consisting of 2-hydroxyacetic acid, 2-hydroxypropionic acid, 3-hydroxypropionic acid, 4-hydroxybutter- acid, 5-hydroxypentanoic acid, 6-hydroxyhexanoic acid, malic acid, tartaric acid and citric acid.
  • the aromatic or aliphatic hydroxycarboxylic acids which can be used according to the invention contain 7 to 20 carbon atoms and at least one hydroxy functionality; ortho-, meta- or para-hydroxy-benzoic acid are preferably used in the polyesters which can be used according to the invention.
  • the polyesters which can be used include diacids and diols.
  • the diacids contained in the polyesters according to the invention can be aliphatic or aromatic diacids having 4 to 18 carbon atoms.
  • Dicarboxylic acids are preferably selected from the group consisting of phthalic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalene-1,4-dicarboxylic acid, naphthalene-2,3-dicarboxylic acid, naphthalene-2,6-dicarboxylic acid, cyclohexanedicarboxylic acid, cyclohexanediacetic acid, diphenyl-4,4-dicarboxylic acid , Succinic acid, gluataric acid, adipic acid,fugic acid, and sebacic acid or mixtures thereof.
  • the diacids contained in the polyester are particularly preferably selected from terephthalic acid or naphthaldic acid or a mixture thereof.
  • the diols contained in the polyester which can be used according to the invention can be cycloaliphatic diols having 6 to 20 carbon atoms or aliphatic diols having 2 to 20 carbon atoms.
  • the diol contained in the polyester is preferably selected from the group consisting of ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, propane-1,3-diol, butane-1,4-diol, pentane-1,5-diol, hexane - 1, 6-diol, 2-methylpentane-l, 4-diol, 2,2,4-trimethylpentane-l, 3-diol, hexane-1,3-diol, 2,2-bis- (4-hydroxycyclohexyl) propane and 2,4-dihydroxy-l, l, 3,3-tetramethylcyclobutane or mixtures thereof.
  • the polyester which can be used according to the invention contains ethylene glycol as the diol component.
  • polyesters In a particularly preferred embodiment of the present invention, homopolymers of polyethylene terephthalate (PET) or mixtures of polyethylene terephthalate with other polyesters are used as polyesters.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the molecular weight of the polyesters which can be used according to the invention is preferably in the range from 2000 to 50,000 g / mol.
  • the polyesters which can be used according to the invention can be present in any possible thread size and in any form, ie as a flake, fiber, yarn, twine, woven, knitted or nonwoven.
  • polyesters used according to the invention are produced by processes known to the person skilled in the art, see Encycl. Polym. Be. Engng. 12, 1 to 313 and Houben-Weyl E20 / 2, 1405 to 1429, Ulimann (4.) 19, 61 to 88.
  • the method according to the invention is very particularly suitable for the optical brightening of polyester fibers based on PET or mixtures of PET with other synthetic or natural fibers.
  • Preferred optical brighteners in the process according to the invention are 1,4-bis-dicyanostyrylbenzenes of the general formula X
  • All possible isomers of 1,4-bis-dicyanostyrylbenzenes of the formula X can be used in the process according to the invention, such as, for example, ortho-ortho, ortho-meta, ortho-para, meta-meta, meta-para, para-para or mixtures of two or more.
  • the ortho-para isomer, the ortho-meta isomer or the meta-para isomer or mixtures of two or three or all of the isomers with one another or mixtures of one, two or all three isomers with the ortho-ortho isomers are particularly preferred or can be used in the process according to the invention with a compound of the general formula I.
  • Optical brighteners and shading dyes are generally used as aqueous preparations in the process according to the invention.
  • Such preparations generally contain water and, based on the weight of the preparation, 1 to 40% by weight, preferably 2 to 25% by weight, particularly preferably 3 to 10% by weight, of the mixture of brightener described in more detail above and shading dye and 1 to 60% by weight, preferably 3 to 56% by weight, particularly preferably 5 to 52% by weight of auxiliaries.
  • Suitable tools are e.g. anionic or nonionic dispersants, from the class of ethylene oxide adducts with fatty alcohols, higher fatty acids or alkylphenols or ethylenediamine-ethylene oxide-propylene oxide adducts, or dispersants, as described in DE-A-2 745 449, copolymers of N-vinylpyrolidone with 3-vinyl propionic acid , Water retention agents such as ethylene glycol, glycerin or sorbitol or biocides.
  • a brightener preparation containing, in addition to water, in each case based on the weight of the preparation, 1 to 40% by weight, preferably 2 to 25% by weight, particularly preferably 3 to 10% by weight, of the Mixture of brightener and shading dye, specified in more detail above, 1 to 30% by weight, preferably 2 to 20% by weight, particularly preferably 3 to 12% by weight of anionic or nonionic dispersant and 1 to 50% by weight, preferably 1 to 35% by weight, particularly preferably 1 to 25% by weight of further auxiliaries (for example water retention agents or biocides).
  • further auxiliaries for example water retention agents or biocides
  • the treatment bath containing optical brighteners can contain shading dyes.
  • Shading dyes suitable according to the invention generally originate from the class of disperse, acid or vat dyes. These are common names. Such dyes are listed in the color index, for example under the name Disperse Blue or Disperse Violet or Acid Blue or Acid Violet or Vat Blue or Vat Violet. Blue dyes from the class of anthraquinones, azo dyes, methine dyes, violanthrones or indanthrones are particularly suitable.
  • an aqueous treatment bath containing optical brightener which has the following ingredients: 0.001 to 1.00% by weight, preferably 0.01 to 0.75% by weight, particularly preferably 0.01 to 0.50% by weight of the described brightener preparation and
  • the process according to the invention is carried out at a temperature of 80 to 120 ° C., preferably 90 to 110 ° C., particularly preferably 95 to 100 ° C.
  • the process according to the invention is carried out over a period of 10 to 300 min, preferably over a period of 20 to 200 min, particularly preferably over a period of 30 to 120 min.
  • the present invention further relates to the use of the treatment bath according to the invention, containing optical brighteners, for optically brightening synthetic fibers or mixtures of synthetic fibers with natural fibers.
  • the present invention also relates to a treatment bath to which a microemulsion according to the invention has been added, for synthetic fibers or for synthetic fibers in a mixture with natural fibers containing water, optical brighteners and optionally shading dyes.
  • the present invention relates to the use of the microemulsion according to the invention in treatment baths containing optical brighteners for synthetic fibers or synthetic fibers in a mixture with natural fibers.
  • Example 1 In an autoclave, 10 g of polyester fabric were introduced at 25 ° C. into 100 ml of a healing bath containing 0.04 g of a brightener dispersion.
  • the brightener dispersion contains the following optical brighteners
  • the individual brightener components were first dispersed separately (“finished”) and then mixed. The bath was then heated to 95 ° C. in the course of 30 minutes and held at this temperature for a further 30 minutes. During this time, the liquor was stirred Tissue was removed from the bath, rinsed and dried and the optical whiteness was determined according to the CIE.
  • Diffusion accelerator 1 is a mixture of an oleic acid ethoxylate with 5 EO units (50% by weight) and succinic acid n-butyl ester (50% by weight).
  • Diffusion accelerator 2 is a mixture of an oleic acid ethoxylate with 5 EO units (45% by weight), phthalic acid di-n-butyl ester (30%) and an oleic acid ethoxylate with 12 EO units.
  • Both diffusion accelerators are low-viscosity liquids, which form highly viscous states when diluted with water. These products are therefore not suitable for modern dosing systems.
  • composition of the microemulsion used according to the invention (in% by weight): Castor oil ethoxylated with 40 EO 20
  • the microemulsion used according to the invention is produced by mixing the components in the appropriate amounts, the order in which the individual components are added has no influence on the effectiveness of the microemulsion.
  • the resulting whiteness levels are as follows:
  • the resulting whiteness levels are as follows:
  • polyester staple fiber yarn were introduced at 25 ° C. into 100 ml of a whitening bath which contains 0.04 g of a whitening agent dispersion.
  • the brightener dispersion contains the following optical brighteners
  • the individual brightener components were first dispersed separately (“finished”) and then mixed.
  • the bath was then heated to 95 ° C. in the course of 30 minutes and held at this temperature for a further 30 minutes.
  • the liquor was then stirred the staple fiber yarn was removed from the bath, rinsed and dried, and the optical whiteness was determined according to the CIE for analysis.
  • the resulting whiteness levels are as follows:
  • polyester / viscose knitwear (mixing ratio 50% polyester and 50% viscose) were introduced at 25 ° C. into 100 ml of a brightening bath which contains 0.04 g of a brightener dispersion.
  • the brightener dispersion contains the following optical brighteners.
  • the resulting whiteness levels are as follows:
  • polyester staple fiber yarn were introduced at 25 ° C. into 100 ml of a whitening bath which contains 0.25 g of a brightener dispersion.
  • the brightener dispersion contains the following optical brighteners
  • the resulting whiteness levels are as follows:

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Description

Verfahren zum optischen Aufhellen von synthetischen Fasern oder von synthetischen Fasern in Mischung mit natürlichen Fasern
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum optischen Aufhellen von synthetischen Fasern oder von synthetischen Fasern in Mischung mit natürlichen Fasern, wobei die synthetischen Fasern oder Mischungen der synthetischen Fasern mit natürlichen Fasern in einem Behandlungsbad, enthaltend optische Aufheller, dem eine Mikroemulsion zugesetzt wurde, behandelt werden.
Zahlreiche Verbindungen, so genannte optische Aufheller, sind für ihre Eigenschaft bekannt, Textilien oder Kunststoffen eine weiße Farbe zu geben.
Die EP 0023 026 offenbart Verbindungen der allgemeinen Formel I
wobei die Reste R1 und R2 beispielsweise H, F, Cl, Phenyl, CF3, Alkyl oder zahlreiche andere Reste sein können, und wobei V ausgewählt wird aus
Ein Nachteil bei der Verwendung von Verbindungen der allgemeinen Formel I als optische Aufheller ist, dass ihrer Ergiebigkeit bei niedriger Temperatur begrenzt ist, d.h. man benötigt viel Produkt, um den gewünschten Aufhelleffekt zu erzielen.
Des Weiteren ist ein Verfahren zur optischen Aufhellung von Textilien bekannt, bei dem die Textilien mit Distyrylbenzolverbindungen behandelt werden, die z.B. aus CH-A 366 512 bekannt sind.
EP-A 0 023 027 und EP-B2 0 032 917, sowie die in EP-B2 0 030 917 zitierte Literatur of- fenbaren den Einsatz von Gemischen von zwei oder mehr Dicyanostyrylbenzolverbindun- gen zur optischen Aufhellung von Polyestern. Die DE 102 19 993 AI betrifft ein Verfahren zum Aufhellen von textilen Materialien, bei dem Verbindungen der allgemeinen Formel I, eine Dicyanostyrylbenzolverbindung und eine
Verbindung der allgemeinen Formel
II in der R ausgewählt ist aus C4.]o-Alkyl, eingesetzt wird.
Das optische Aufhellen von textilen Materialien erfolgt im Allgemeinen durch das Ausziehbzw, das Thermosolverfahren.
Beim Thermosolverfahren wird üblicherweise das aufzuhellende textile Material mit einer wässrigen Flotte, die die optisch aufhellenden Substanzen, gegebenenfalls einen blauen oder violetten Nuancierfarbstoff oder Mischungen derselben und gegebenenfalls Zuschlagstoffe (s.o.) enthält, foulardiert. Die Flottenaufnahme beträgt im Allgemeinen 30 bis 100%. Danach wird das textile Material getrocknet und bei einer Temperatur von 150 bis 200 °C für 5 bis 60 Sekunden fixiert.
Nachteilig am Thermosolverfahren ist, dass die Fixiertemperatur von 150 bis 210 °C, insbesondere von 170 bis 190 °C einen hohen Energiebedarf erfordert. Bei diesen hohen Fixiertemperaturen rauchen gegebenenfalls Zusatzstoffe oder durch vorherige Behandlungsschrit- te dem Textilgut anhaftende Verunreinigungen ab und führen zu gasförmigen Emissionen. Trotz der hohen Temperaturen wird im Thermosolverfahren nur eine Ringaufhellung erreicht, die im Weißgrad dem einer Ausziehfärbung unterlegen ist. Im Falle von Mischungen der Chemiefasern mit Naturfasern oder mit synthetischen Cellulosefasern kann es zum Ver- bräunen der Naturfaser oder synthetischen Cellulosefaser kommen.
Ein weiteres bekanntes Verfahren ist das Ausziehverfahren, bei dem in wässriger Flotte meist bei Temperaturen von 90 bis 135 °C gearbeitet wird.
Beim Ausziehverfahren wird in der Regel das aufzuhellende textile Material bei einer Tem- peratur von 10 bis 50 °C in eine wässrige Flotte gebracht, das die optisch aufhellenden Ver- bindungen, gegebenenfalls einen blauen oder violetten Nuancierfarbstoff oder eine Mischung derselben und gegebenenfalls Zuschlagstoffe, z.B. Dispergiermittel, Carbonsäuren oder Basen, enthält und dessen pH- Wert meist 3 bis 12, vorzugsweise 3 bis 8, beträgt. Das Flottenverhältnis (Gewichtsverhältnis textiles Material: Flotte) beträgt dabei 1 : 1,5 bis 1 : 40, vorzugsweise 1 : 5 bis 1 : 20. Das Bad wird dann innerhalb von 15 bis 60 Minuten auf eine Temperatur von 95 bis 135 °C erhitzt und 15 bis 60 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Danach wird das aufgehellte textile Material gespült und getrocknet.
Im Falle des Aufhellens von Polyester oder Polyestermischungen wird üblicherweise das HT- Verfahren = Hochtemperaturverfahren angewandt. Zur ausreichenden Überschreitung der Färbeumwandlungstemperatur des Polyesters muss der Aufhellvorgang um 130 °C durchgeführt werden, um einen für die Praxis ausreichenden Aufhelleffekt zu erreichen. Da die Aufhellung im wässrigen Medium erfolgt, muss in einem Autoklaven, einem Hochdruckapparat oder einer Hochdruckmaschine gearbeitet werden. Als Nachteile sind zu nen- nen, dass ein solches Aggregat teurer ist als ein offenes Aggregat, dass die Aufheiz- und Abkühlzeit und somit die Maschinenbelegung lange ist und dass die erforderliche Energiemenge, insbesondere zum Aufheizen auf 130 °C sehr hoch ist.
Beim Carrier- Verfahren werden der Aufhellflotte Carrier zugesetzt, die die Färbeumwand- lungstemperatur um ca. 30 °C herabsetzen.
Carrier sind häufig Formulierungen auf der Basis von Emulgatoren, manchmal Lösemittel und die aktive Komponente. Aktive Komponenten sind Verbindungen auf der Basis von flüssigen, halogenierten Benzolderivaten, alkylaromatische Verbindungen, aromatische Hydroxyverbindungen, aromatische Alkohole, Ketone, Carbonsäuren und deren Ester, Al- kylphthalimide oder substituierte Phenylglykole und deren Ester. Die wichtigsten aktiven Komponenten sind 1,2-Dichlorbenzol, 1,2,4-Trichlorbenzol, 2-Phenylphenol, Diphenyl, Diphenylether, Methyl-, Butyl- oder Benzylbenzoate, Methylsalicylate, Dimethylphthalate, Phthalsäure-N-butylimide oder Chlorphenoxyethanol.
Das Carrier- Verfahren bringt hervorragende Weißeffekte in kurzer Aufhellzeit bei niedrigerer Aufhelltemperatur und somit geringerem Energieverbrauch. Allerdings können Carrier zur Fleckenbildung führen. Zudem sind Carrier oft krebserregend.
Als Alternative zum Carrier- Verfahren wurde ein Niedertemperaturverfahren entwickelt. In diesem Verfahren werden anstelle der cancerogenen Carrier Mischungen von nichtionischen und ionischen Tensiden mit aliphatischen oder aromatischen Dicarbonsäureestern verwendet. Diese Mischungen sind nicht faseraktiv, erhöhen aber die Löslichkeit der Aufheller in der Färbeflotte und ermöglichen dadurch die Aufhellung schon bei 98 bis 110 °C. Die Mischungen aus nicht-ionischen und ionischen Tensiden mit aliphatischen oder aromatischen Dicarbonsäureestern werden auch als Diffusionsaccelleratoren bezeichnet, d.h. sie beschleunigen die Diffusion der Aufheller von der Färbeflotte in die Faser.
Das Verfahren hat einige Nachteile: Beim Verdünnen durchlaufen die Diffusionsaccelleratoren eine Quellphase, was die homogene Verteilung im Aufhellbad beeinträchtigt. Der resultierende Weißgrad ist dem einer Carrier-Aufhellung unterlegen. Bei Aufhelltemperaturen unter 100 °C nimmt der Weißeffekt schnell ab. Werden bei 98 °C noch akzeptable Weißeffekte erreicht, so ist der resultierende Weißgrad bei 95 °C vielen Anforderungen nicht mehr genügend. In der textilveredelnden Industrie lassen sich in offenen Aggregaten aber oftmals in wässrigem Medium Temperaturen über 95 °C nicht erreichen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Aufhellverfahren bereitzustellen, welches in offenen Aggregaten eingesetzt werden kann, welches hervorragende Weißgrade erzielt, welches frei von toxischen oder cancerogenen Hilfsstoffen ist, welches Flotteninhomogenitäten (insbesondere durch Quellphasen von Tensiden) vermeidet und welches bei Temperaturen um 95 °C noch hervorragende Weißeffekte erbringt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum optischen Aufhellen von synthetischen Fasern oder von Mischungen von synthetischen Fasern mit natürlichen Fasern, wobei die synthetischen Fasern oder Mischungen von synthetischen Fasern mit natürlichen Fasern in einem Behandlungsbad, enthaltend optische Aufheller, dem eine Mikro- emulsion zugesetzt wurde, behandelt werden.
Solche Mikroemulsionen werden bereits beim Färben von Polyester in textiler Form als Egalisierhilfsmittel eingesetzt. Färbungen von Polyester in textiler Form werden häufig u- negal, ungleichmäßig, fleckig. Solche Unegalitäten können durch Zusatz von Mikroemulsi- onen zu den Färbelösungen verhindert oder deutlich verringert werden. Der Zusatz der Mikroemulsion stabilisiert hierbei die dispersen Farbstoffteilchen und steuert den molekularen Transportprozess zur Faser und den Löseprozess der Farbstoffmoleküle in der Polyesterfaser. Eine weitere Aufgabe der Mikroemulsion ist es, den Verdünnungsvorgang beim Ansetzen der Farbstoffflotte so zu steuern, dass keine hochviskosen Zwischenzustände erhalten werden. Beim optischen Aufhellen von synthetischen Textilmaterialien treten üblicherweise keine Unegalitäten auf bzw. sie können durch die Trägheit des Auges nicht erkannt werden. Tex- tilhilfsmittel mit Egalisiereffekten sind daher beim optischen Aufhellen nicht erforderlich und werden in der Praxis auch nicht eingesetzt. Mikroemulsionen haben zwar beim opti- sehen Aufhellen von synthetischen Fasermaterialien keinen Egalisiereffekt, sie wirken aber als Diffusionsaccelleratoren, d.h., die erforderliche Fixiertemperatur z.B. bei Polyester kann um ca. 35 °C von ca. 130 °C auf ca. 95 °C reduziert werden, ohne dass es dabei zu einer merklichen Reduktion des Weißgrades kommt.
Die erfindungsgemäß einsetzbare Mikroemulsion beinhaltet nichtionogene Tenside, ionische Tenside, organische Lösevermittler und Wasser.
Insbesondere enthält die erfindungsgemäß einsetzbare Mikroemulsion die folgenden Komponenten:
(a) Als Komponente A 1 - 40 Gew.-% einer Verbindung, die durch Reaktion einer Verbindung al der allgemeinen Formel m
III wobei R1, R2, R3 unabhängig voneinander für einen aliphatischen, aromatischen oder ara- liphatischen Rest stehen;
bevorzugt sind R1, R2, R3 verzweigte oder unverzweigte, gesättigte, aliphatische Reste mit 1 - 40 Kohlenstoffatomen oder verzweigte oder unverzweigte, ungesättigte, aliphatische Reste mit 2 - 40 Kohlenstoffatomen, die mit gegebenenfalls wenigstens einer funktioneilen Grup- pe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxy-, Ether-, Amino-, Thio-, Aldehyd-, Keto-, Carbonsäure-, Ester-, Amidogruppe und Halogen substituiert sein können;
besonders bevorzugt sind die Reste R1, R2, R3 unabhängig voneinander teilweise ungesättigte, aliphatische Reste mit 10 - 25 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls mit wenigstens einer Hydroxy- und/oder Aminogruppe substituiert sein können; ganz besonders bevorzugt sind alle Reste R1, R2, R3 gleich -(CH2)7-CH=CH-CH2-CH(OH)- (CH2) CH3, wobei die Doppelbindung bevorzugt in der cis-Konfiguration vorliegt;
R4 steht unabhängig voneinander für Wasserstoff oder einen aliphatischen Rest mit 1 - 15 Kohlenstoffatomen, einen aromatischen Rest mit 6 - 15 Kohlenstoffatomen oder einen ara- liphatischen Rest mit 7 - 15 Kohlenstoffatomen, bevorzugt ist R4 Wasserstoff oder ein linearer oder verzweigter, gesättigter, aliphatischer Rest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder ein linearer oder verzweigter, ungesättigter, aliphatischer Rest mit 2 - 10 Kohlenstoffatomen, ganz besonders bevorzugt ist R4 Wasserstoff;
mit einer Verbindung a2 der allgemeinen Formel IV entsteht IV wobei R5 unabhängig voneinander Wasserstoff oder aliphatischer Rest mit 1 - 15 Kohlen- stoffatomen, aromatischer Rest mit 6 - 15 Kohlenstoffatomen oder araliphatischer Rest mit 7 - 15 Kohlenstoff atomen bedeutet, bevorzugt ist R5 Wasserstoff oder ein linearer oder verzweigter, gesättigter, aliphatischer Rest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder ein linearer oder verzweigter, ungesättigter, aliphatischer Rest mit 2 - 10 Kohlenstoffatomen, ganz besonders bevorzugt ist R5 unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl, Ethyl oder Propyl;
(b) Als Komponente B 1 - 25 Gew.-% einer Verbindung, die durch Reaktion einer Verbindung bl der allgemeinen Formel V V wobei R6 für einen aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest steht;
bevorzugt ist R6 ein verzweigter oder unverzweigter, gesättigter, aliphatischer Rest mit 1 - 40 Kohlenstoffatomen oder ein verzweigter oder unverzweigter, ungesättigter, aliphatischer Rest mit 2 - 40 Kohlenstoffatomen, der mit gegebenenfalls wenigstens einer funktioneilen Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxy-, Ether-, Amino-, Thio-, Aldehyd-, Keto-, Carbonsäure-, Ester-, Amidogruppe und Halogen substituiert sein kann; besonders bevorzugt ist der Rest R6 ein teilweise ungesättigter, aliphatischer Rest mit 10 - 25 Kohlenstoffatomen, der gegebenenfalls mit wenigstens einer Hydroxy- und oder Ami- nogruppe substituiert sein kann;
ganz besonders bevorzugt ist der Rest R6 gleich -(CH2)7-CH=CH-CH2-CH(OH)-(CH2)4CH3, wobei die Doppelbindung bevorzugt in der cis-Konfiguration vorliegt;
mit einer Verbindung b2 der allgemeinen Formel VI entsteht VI wobei R7 unabhängig voneinander Wasserstoff oder aliphatischer Rest mit 1 - 15 Kohlenstoffatomen, aromatischer Rest mit 6 - 15 Kohlenstoffatomen oder araliphatischer Rest mit 7 - 15 Kohlenstoffatomen bedeutet, bevorzugt ist R7 Wasserstoff oder ein linearer oder verzweigter, gesättigter, aliphatischer Rest mit 1 - 10 Kohlenstoffatomen oder ein linearer oder verzweigter, ungesättigter, aliphatischer Rest mit 2 - 10 Kohlenstoff atomen, ganz besonders bevorzugt ist R7 unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl, Ethyl oder Propyl;
(c) Als Komponente C 1 - 15 Gew.-% einer Verbindung der allgemeinen Formel VII VII wobei R8 für einen aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest steht;
bevorzugt ist R8 ein verzweigter oder unverzweigter, gesättigter, aliphatischer Rest mit 1 - 40 Kohlenstoffatomen oder ein verzweigter oder unverzweigter, ungesättigter, aliphatischer Rest mit 2 - 40 Kohlenstoffatomen, der mit gegebenenfalls wenigstens einer funktionellen Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxy-, Ether-, Amino-, Thio-, Alde- hyd-, Keto-, Carbonsäure-, Ester-, Amidogruppe und Halogen substituiert sein kann;
besonders bevorzugt ist der Rest R8 ein teilweise ungesättigter, aliphatischer Rest mit 10 - 25 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls mit wenigstens einer Hydroxy- und/oder Ami- nogruppe substituiert sein kann;
ganz besonders bevorzugt ist der Rest R8 gleich -(CH2)7-CH=CH- (CH2)7CH3, wobei die Doppelbindung bevorzugt in der cis-Konfiguration vorliegt; (d) Als Komponente D 1 - 40 Gew.-% einer Verbindung der allgemeinen Formel Vm VIII wobei R9 für einen aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest steht;
bevorzugt ist R9 ein verzweigter oder unverzweigter, gesättigter, aliphatischer Rest mit 1 - 12 Kohlenstoffatomen oder ein verzweigter oder unverzweigter, ungesättigter, aliphatischer Rest mit 2 - 12 Kohlenstoffatomen, der mit gegebenenfalls wenigstens einer funktionellen Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxy-, Ether-, Amino-, Thio-, Aldehyd-, Keto-, Carbonsäure-, Ester-, Amidogruppe und Halogen substituiert sein kann;
besonders bevorzugt ist der Rest R9 ein gesättigter, aliphatischer Rest mit 1 - 6 Kohlenstoff- atomen, der gegebenenfalls mit wenigstens einer Hydroxy- und/oder Aminogruppe substituiert sein kann;
ganz besonders bevorzugt ist der Rest R9 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethyl, n- Propyl, n-Butyl und n-Pentyl;
der mittlere Wert für n in der Formel VHI ist eine ganze oder gebrochene positive Zahl von 1 bis 10, bevorzugt von 1 bis 8, besonders bevorzugt von 1 bis 5; bei Vorliegen von Mi- schungen von Verbindungen der allgemeinen Formel VHI kann der mittlere Wert für n gebrochene Werte annehmen.
(e) Als Komponente E 1 - 50 Gew.-% einer Verbindung der allgemeinen Formel IX IX wobei R10 für einen aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest steht;
bevorzugt ist R10 ein verzweigter oder un verzweigter, gesättigter, aliphatischer Rest mit 1 - 12 Kohlenstoffatomen oder ein verzweigter oder unverzweigter, ungesättigter, aliphatischer Rest mit 2 - 12 Kohlenstoffatomen, der mit gegebenenfalls wenigstens einer funktionellen Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxy-, Ether-, Amino-, Thio-, Aldehyd-, Keto-, Carbonsäure-, Ester-, Amidogruppe und Halogen substituiert sein kann; besonders bevorzugt ist der Rest R10 ein gesättigter, aliphatischer Rest mit 1 - 6 Kohlenstoffatomen, der gegebenenfalls mit wenigstens einer Hydroxy- und/oder Aminogruppe substituiert sein kann;
ganz besonders bevorzugt ist der Rest R10 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethyl, n-Propyl, n-Butyl und n-Pentyl;
der mittlere Wert für m in der Formel IX ist eine ganze oder gebrochene positive Zahl von 0 bis 10, bevorzugt von 0 bis 8, besonders bevorzugt von 0 bis 5; bei Vorliegen von Mischun- gen von Verbindungen der allgemeinen Formel IX kann der mittlere Wert für m gebrochene Werte annehmen.
und 1 - 40 Gew.-% Wasser als Lösungsmittel, wobei die Summe der Gew.-% 100 ergibt.
Die Komponenten A, B, C, D und E liegen in der Mikroemulsion bevorzugt in den folgenden Anteilen vor: Komponente A: 5 - 35 Gew.-%, Komponente B: 5 - 20 Gew.-%, Komponente C: 1 - 10 Gew.-%, - Komponente D: 5 - 35 Gew.-%, Komponente E: 5 - 40 Gew.-% und 5 - 35 Gew.-% Wasser als Lösungsmittel, wobei die Summe der Gew.-% 100 Gew.-% ergibt.
Besonders bevorzugt liegen die Komponenten A, B, C, D und E in der Mikroemulsion in den folgenden Anteilen vor: Komponente A: 10 - 30 Gew.-%, Komponente B: 5 - 15 Gew.-%, Komponente C: 2 - 8 Gew.-%, - Komponente D: 10 - 30 Gew.-%, Komponente E: 10 - 35 Gew.-% und 10 - 30 Gew.-% Wasser als Lösungsmittel, wobei die Summe der Gew.-% 100 Gew.-% ergibt.
Die erfindungsgemäß einsetzbaren Mikroemulsionen können durch Mischen der entsprechenden Komponenten in beliebiger Reihenfolge hergestellt werden. Vorteil der erfindungsgemäß eingesetzten Mikroemulsion ist ihre niedrige Viskosität bei jedem Mischungsverhältnis mit Wasser. Das Produkt kann somit in Dosieranlagen problemlos eingesetzt werden. Die Mikroemulsion ist absolut transparent. Die neben der wässrigen Phase enthaltene Ölphase ist in der Mikroemulsion somit so fein verteilt, dass keine opti- sehe Streuung bemerkbar ist.
Die mittlere Größe der Tröpfchen der dispersen Phase der erfindungsgemäß eingesetzten Mikroemulsion lässt sich nach dem Prinzip der quasielastischen dynamischen Lichtstreuung bestimmen (der so genannte z-mittlere Tröpfchendurchmesser dz der unimodalen Analyse der Autokorrelationsfunktion) .
Die Tröpfchengröße der erfindungsgemäß eingesetzten Mikroemulsionen liegen für dz bei < 500 nm. Bevorzugt liegt der Wert für dz bei 50 nm bis 300 nm, besonders bevorzugt liegt der Wert für dz bei 50 nm bis 200 nm.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, Polyester, Polyamide oder Mischungen von Polyestern oder Polyamiden untereinander optisch aufzuhellen, wobei diese auch mit anderen synthetischen oder natürlichen Fasern gemischt vorliegen können.
Beispiele für andere synthetische oder natürliche Fasern sind Cellulosefasem, Polyacryl- nitrilfasern, Polyurethanfasern, Acetatfasern oder Wollfasern.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zum optischen Aufhellen von Polyesterfasern oder von Mischungen von Polyesterfasern.
Unter Polyestern werden Homopolymere, Copolymere, Mischungen und Pfropfungen von synthetischen langkettigen Polyestern verstanden, die als wesentlichen Bestandteil wiederkehrend Estergruppen in der Polymer-Hautpkette aufweisen.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die erfindungsgemäß eingesetzten Polyester aus aromatischen oder aliphatischen Hydroxycarbonsäuren hergestellt. Die in den erfindungsgemäßen Polyestern eingesetzten aliphatischen Hydroxycarbonsäuren sind gegebenenfalls mit Ct-s-Alkylketten substituierte C ^-Carbonsäuren, die neben der COOH-Gruppe auch noch wenigstens eine OH-Gruppe enthalten. Die genannten Ci_8- Alkylketten sind gegebenenfalls mit weiteren funktionellen Gruppen substituiert. Bevorzugt werden Hydroxycarbonsäuren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 2- Hydroxyessigsäure, 2-Hydroxypropionsäure, 3-Hydroxypropionsäure, 4-Hydroxybutter- säure, 5-Hydroxypentansäure, 6-Hydroxyhexansäure, Äpfelsäure, Weinsäure und Zitronensäure. Die erfindungsgemäß einsetzbaren aromatischen oder aliphatischen Hydroxycarbonsäuren beinhalten 7 bis 20 Kohlenstoffatome und wenigstens eine Hydroxyfunktionalität, bevorzugt werden in den erfindungsgemäß einsetzbaren Polyestern ortho-, meta- oder para- Hydroxy-Benzoesäure eingesetzt.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhalten die einsetzbaren Polyester Disäuren und Diole.
Die in den erfindungsgemäßen Polyestern enthaltenden Disäuren können aliphatische oder aromatische Disäuren mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen sein. Bevorzugt sind Dicarbonsäuren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phthalsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalin- 1 ,4-dicarbonsäure, Naphthalin-2,3-dicarbonsäure, Naphthalin-2,6- dicarbonsäure, Cyclohexandicarbonsäure, Cyclohexandiessigsäure, Diphenyl-4,4- dicarbonsäure, Bernsteinsäure, Gluatarsäure, Adipinsäure, Acelainsäure, und Sebacinsäure oder Gemische davon.
Besonders bevorzugt sind die im Polyester enthaltenden Disäuren ausgewählt aus Terephthalsäure oder Naphthaldisäure oder einem Gemisch davon.
Die in dem erfindungsgemäß einsetzbaren Polyester enthaltenen Diole können cyclo- aliphatische Diole mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen oder aliphatische Diole mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen sein. Bevorzugt ist das im Polyester enthaltene Diol ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,4- Cyclohexandimethanol, Propan- 1 ,3-diol, Butan- 1 ,4-diol, Pentan- 1 ,5-diol, Hexan- 1 ,6-diol, 2- Methylpentan-l,4-diol, 2,2,4-Trimethylpentan-l,3-diol, Hexan- 1,3 -diol, 2,2-bis-(4- Hydroxycyclohexyl)-propan und 2,4-Dihydroxy-l,l,3,3-tetramethylcyclobutan oder Gemischen davon.
In einer bevorzugten Ausführungsform beinhaltet der erfindungsgemäß einsetzbare Polyester Ethylenglykol als Diolkomponente.
In einer besonders bevorzugten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung werden als Polyester Homopolymere von Polyethylenterephthalat (PET) oder Gemische von Polyethy- lenterephthalat mit weiteren Polyestern eingesetzt. Das Molekulargewicht der erfindungsgemäß einsetzbaren Polyester liegt bevorzugt im Bereich von 2000 bis 50000 g/mol. Die erfindungsgemäß einsetzbaren Polyester können in jeder möglichen Fadenstärke, sowie in jeglicher Form, d.h. als Flocke, Faser, Garn, Zwirn, Webware, Maschenware oder Nonwoven vorliegen.
Die Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten Polyester geschieht nach dem Fachmann bekannten Verfahren, siehe dazu Encycl. Polym. Sei. Engng. 12, 1 bis 313 und Houben- Weyl E20/2, 1405 bis 1429, Ulimann (4.) 19, 61 bis 88.
Als optische Aufheller können in das erfindungsgemäße Verfahren solche Verbindungen eingesetzt werden, die an sich schon bekannt sind, z.B. aus Ullmann's Encyclopedia of In- dustrial Chemistry, 5. Auflage, Band A18, Seiten 156 bis 161.
Ganz besonders eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zum optischen Aufhellen von Polyesterfasern auf Basis von PET oder Mischungen von PET mit anderen synthetischen oder natürlichen Fasern.
Bevorzugt als optische Aufheller werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren 1,4-bis- Dicyanostyrylbenzole der allgemeinen Formel X
X oder 1,4-bis-Dicyanostyrylbenzole der allgemeinen Formel X in Mischung untereinander oder mit anderen optischen Aufhellern, die frei sind von ionischen Gruppen, oder Verbindungen der allgemeinen Formel I oder Verbindungen der allgemeinen Formel I in Mischung mit anderen optischen Aufhellern, die frei sind von ionischen Gruppen, eingesetzt.
Verbindungen der allgemeinen Formel I sind aus der EP 0 023 026 bekannt. Alle darin offenbarten Verbindungen sind in dem erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbare Verbindungen der allgemeinen Formel I.
In das erfindungsgemäße Verfahren können alle möglichen Isomere von 1,4-bis- Dicyanostyrylbenzolen der Formel X eingesetzt werden, wie z.B. ortho-ortho, ortho-meta, ortho-para, meta-meta, meta-para, para-para oder Mischungen von zwei oder mehr. Besonders bevorzugt können das ortho-para-Isomere, das ortho-meta-Isomere oder das me- ta-para-Isomere oder Mischungen zweier oder dreier oder aller Isomere untereinander oder Mischungen eines, zweier oder aller drei Isomere mit den ortho-ortho-Isomeren oder mit einer Verbindung der allgemeinen Formel I in das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden.
In das erfindungsgemäße Verfahren werden optische Aufheller und Nuancierfarbstoffe in der Regel als wässrige Zubereitungen zur Anwendung gebracht.
Solche Zubereitungen enthalten in der Regel Wasser und jeweils bezogen auf das Gewicht der Zubereitung, 1 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 25 Gew.-%, besonders bevorzugt 3 bis 10 Gew.-%, der oben näher bezeichneten Mischung aus Aufheller und Nuancierfarbstoff sowie 1 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 3 bis 56 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 bis 52 Gew.-% an Hilfsmitteln.
Geeignete Hilfsmittel sind z.B. anionische oder nicht-ionische Dispergiermittel, aus der Klasse der Ethylenoxidaddukte mit Fettalkoholen, höheren Fettsäuren oder Alkylphenolen oder Ethylendiamin-Ethylenoxid-Propylenoxidaddukte, oder Dispergiermittel, wie in der DE-A-2 745 449 beschrieben, Copolymerisate von N-Vinylpyrolidon mit 3- Vinylpropionsäure, Wasserrückhaltemittel wie Ethylenglykol, Glycerin oder Sorbit oder Biozide.
In einer bevorzugten Verfahrensweise verwendet man eine Aufhellerzubereitung enthaltend neben Wasser, jeweils bezogen auf das Gewicht der Zubereitung, 1 bis 40 Gew.-%, bevor- zugt 2 bis 25 Gew.-%, besonders bevorzugt 3 bis 10 Gew.-%, der oben näher bezeichneten Mischung aus Aufheller und Nuancierfarbstoff, 1 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 20 Gew.- %, besonders bevorzugt 3 bis 12 Gew.-% anionisches oder nicht-ionisches Dispergiermittel und 1 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 25 Gew.-% weitere Hilfsmittel (z.B. Wasserrückhaltemittel oder Biozide).
Das Behandlungsbad, enthaltend optische Aufheller, kann Nuancierfarbstoffe enthalten.
Erfindungsgemäß geeignete Nuancierfarbstoffe stammen in der Regel aus der Klasse der Dispersions-, Säure- oder Küpenfarbstoffe. Dies sind gebräuchliche Bezeichnungen. Im Colourindex sind solche Farbstoffe z.B. unter der Bezeichnung Disperse Blue oder Disperse Violet oder Acid Blue oder Acid Violet oder Vat Blue oder Vat Violet aufgeführt. Besonders geeignet sind blaue Farbstoffe aus der Klasse der Anthrachinone, Azofarbstoffe, Methinfarbstoffe, Violanthrone oder Indanthrone.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein wässriges Behandlungsbad, enthaltend opti- sehe Aufheller, eingesetzt, welches die folgenden Inhaltsstoffe aufweist: 0.001 bis 1.00 Gew.-%, bevorzugt 0.01 bis 0.75 Gew.-%, besonders bevorzugt 0.01 bis 0.50 Gew.-% der beschriebenen Aufhellerzubereitung und
0.1 bis 5 g/1, bevorzugt 0.3 bis 3 g/1, besonders bevorzugt 0.5 bis 1.5 g/1 der be- schriebenen Mikroemulsion.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird bei einer Temperatur von 80 bis 120 °C, bevorzugt von 90 bis 110 °C, besonders bevorzugt von 95 bis 100 °C durchgeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird über eine Dauer von 10 bis 300 min, bevorzugt über eine Dauer von 20 bis 200 min, besonders bevorzugt über eine Dauer von 30 bis 120 min durchgeführt.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung des erfindungsgemäßen Behand- lungsbads, enthaltend optische Aufheller, zum optischen Aufhellen von synthetischen Fasern oder von Mischungen von synthetischen Fasern mit natürlichen Fasern.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Behandlungsbad, dem eine erfindungsgemäße Mikroemulsion zugesetzt wurde, für synthetische Fasern oder für synthetische Fasern in Mischung mit natürlichen Fasern enthaltend Wasser, optische Aufheller und gegebenenfalls Nuancierfarbstoffe.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Mikroemulsion in Behandlungsbädern, enthaltend optische Aufheller, für synthetische Fa- sern oder synthetische Fasern in Mischung mit natürlichen Fasern.
Beispiele
Beispiel 1 In einem Autoklaven wurden 10 g Polyestergewebe bei 25 °C in 100 ml eines Aufheilbades eingebracht, welches 0,04 g einer Aufhellerdispersion enthält. Die Aufhellerdispersion enthält die folgenden optischen Aufheller
P, O' in den Gewichtsanteilen m,p' 4%, p,o' 4%, o,o' 2%, zusätzlich Dispergiermittel für die optischen Aufheller und Wasser. Die einzelnen Aufhellerkomponenten wurden hierzu zunächst getrennt dispergiert („gefinisht") und anschließend gemischt. Das Bad wurde dann innerhalb von 30 min auf 95 °C erhitzt und noch 30 min bei dieser Temperatur gehalten. In dieser Zeit wird die Flotte gerührt. Danach wurde das Gewebe aus dem Bad genommen, gespült und getrocknet. Zur Analyse wurden die optischen Weißgrade nach CIE bestimmt.
Im 1. Versuch wurden keine weiteren Hilfsstoffe zugesetzt. Im 2. Versuch wurde ein gängiger Diffusionsbeschleuniger 1 mit 0,7 g/1 zugegeben.
Im 3. Versuch wurde ein weiterer gängiger Diffusionsbeschleuniger 2 ebenfalls mit 0,7 g/1 zugegeben.
Im 4. Versuch wurde 0,7 g/1 einer erfindungsgemäßen Mikroemulsion zugegeben, die nachstehend beschrieben ist.
Diffusionsbeschleuniger 1 ist eine Mischung aus einem Ölsäureethoxylat mit 5 EO- Einheiten (50 Gew.-%) und Bernsteinsäure-n-butylester (50 Gew.-%). Diffusionsbeschleuniger 2 ist eine Mischung aus einem Ölsäureethoxylat mit 5 EO- Einheiten (45 Gew.-%), Phthalsäure-di-n-butylester (30 %) und einem Ölsäureethoxylat mit 12 EO-Einheiten.
Beide Diffusionsbeschleuniger sind niederviskose Flüssigkeiten, welche bei Verdünnung mit Wasser hochviskose Zustände ausbilden. Diese Produkte sind damit für moderne Dosiersysteme nicht geeignet.
Zusammensetzung der erfindungsgemäß eingesetzten Mikroemulsion (in Gew.-%): Rizinusöl ethoxyliert mit 40 EO 20
Ölsäure ethoxyliert mit 5 EO 10
Ölsäure 5
Butyldiglykol 20
Glutarsäure-di-n-butylester 25
Wasser 20
Die erfindungsgemäß eingesetzte Mikroemulsion wird hergestellt, indem die Komponenten in den entsprechenden Mengen vermischt werden, wobei die Reihenfolge der Zugabe der einzelnen Komponenten keinen Einfluss auf die Wirksamkeit der Mikroemulsion hat.
Die resultierenden Weißgrade sind wie folgt:
Ohne Hilfsmittel 128
Diffusionsbeschleuniger 1 128,5
Diffusionsbeschleuniger 2 128
Mikroemulsion 133
CIE- Weißgraddifferenzen ab 3 Einheiten sind visuell sichtbar und somit als technischer Vorteil zu werten.
Beispiel 2
In einem Autoklaven wurden 10 g Polyester-Maschenware bei 25 °C in 100 ml eines Aufhellbades eingebracht, welches 0,04 g einer Aufhellerdispersion enthält. Die Aufhellerdispersion enthält die in Beispiel 1 aufgeführten optischen Aufheller in den Gewichtsanteilen m,p' 4%, p,o' 4%, o,o' 2%. Der Rest sind Dispergiermittel und Wasser. Die einzelnen Aufhellerkomponenten wurden hierzu zunächst getrennt dispergiert („gefinisht") und anschlie- ßend gemischt. Das Bad wurde dann innerhalb von 30 min auf 90 °C erhitzt und noch 30 min bei dieser Temperatur gehalten. In dieser Zeit wird die Flotte gerührt. Danach wurde die Maschenware aus dem Bad genommen, gespült und getrocknet. Zur Analyse wurden die optischen Weißgrade nach CIE bestimmt.
Die resultierenden Weißgrade sind wie folgt:
Ohne Hilfsmittel 130 Diffusionsbeschleuniger 1 132 Dif usionsbeschleuniger 2 133 Mikroemulsion 136
Beispiel 3
In einem Autoklaven wurden 10 g Polyester-Stapelfasergarn bei 25 °C in 100 ml eines Aufhellbades eingebracht, welches 0,04 g einer Aufhellerdispersion enthält. Die Aufhellerdispersion enthält die folgenden optischen Aufheller
wie Bsp. 1
in den Gewichtsanteilen p,o' 6%, o,o' 4%. Der Rest sind Dispergiermittel und Wasser. Die einzelnen Aufhellerkomponenten wurden hierzu zunächst getrennt dispergiert („gefinisht") und anschließend gemischt. Das Bad wurde dann innerhalb von 30 min auf 95 °C erhitzt und noch 30 min bei dieser Temperatur gehalten. In dieser Zeit wird die Flotte gerührt. Da- nach wurde das Stapelfasergarn aus dem Bad genommen, gespült und getrocknet. Zur Analyse wurden die optischen Weißgrade nach CIE bestimmt.
Die resultierenden Weißgrade sind wie folgt:
Ohne Hilfsmittel 131
Diffusionsbeschleuniger 1 134
Diffusionsbeschleuniger 2 134
Mikroemulsion 137
Beispiel 4
In einem Autoklaven wurden 10 g Polyester/Viskose Maschenware (Mischungsverhältnis 50% Polyester und 50% Viskose) bei 25 °C in 100 ml eines Aufhellbades eingebracht, welches 0,04 g einer Aufhellerdispersion enthält. Die Aufhellerdispersion enthält die folgenden optischen Aufheller.
wie Bsp. 1 in den Gewichtsanteilen m,p' 10%. Der Rest sind Dispergiermittel und Wasser. Die einzelnen Aufhellerkomponenten wurden hierzu zunächst getrennt dispergiert („gefinisht") und anschließend gemischt. Das Bad wurde dann innerhalb von 30 min auf 98 °C erhitzt und noch 30 min bei dieser Temperatur gehalten. In dieser Zeit wird die Flotte gerührt. Danach wurde die Maschenware aus dem Bad genommen, gespült und getrocknet. Zur Analyse wurden die optischen Weißgrade nach CIE bestimmt.
Die resultierenden Weißgrade sind wie folgt:
Ohne Hilfsmittel 132
Diffusionsbeschleuniger 1 134
Diffusionsbeschleuniger 2 135
Mikroemulsion 138
Beispiel 5
In einem Autoklaven wurden 10 g Polyester-Stapelfasergarn bei 25 °C in 100 ml eines Auf- hellbades eingebracht, welches 0,25 g einer Aufhellerdispersion enthält. Die Aufhellerdispersion enthält die folgenden optischen Aufheller
wie Bsp. 1
In den Gewichtsanteilen o,o' 10%. Der Rest sind Dispergiermittel und Wasser. Die einzelnen Aufhellerkomponenten wurden hierzu zunächst getrennt dispergiert („gefinisht") und anschließend gemischt. Das Bad wurde dann innerhalb von 45 min auf 100 °C erhitzt und noch 30 min bei dieser Temperatur gehalten. In dieser Zeit wird die Flotte gerührt. Danach wurde das Stapelfasergarn aus dem Bad genommen, gespült und getrocknet. Zur Analyse wurden die optischen Weißgrade nach CIE bestimmt.
Die resultierenden Weißgrade sind wie folgt:
Ohne Hilfsmittel 123
Diffusionsbeschleuniger 1 124
Diffusionsbeschleuniger 2 124
Mikroemulsion 132

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum optischen Aufhellen von synthetischen Fasern oder von Mischungen von synthetischen Fasern mit natürlichen Fasern, dadurch gekennzeichnet, dass die synthetischen Fasern oder Mischungen der synthetischen Fasern mit natürlichen Fasern in einem Behandlungsbad, enthaltend optische Aufheller, dem eine Mikroemulsion zugesetzt wurde, behandelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei einer Temperatur von 80 bis 120 °C durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Polyester, Polyamide oder Mischungen von Polyestern oder Polyamiden untereinander oder mit anderen synthetischen oder natürlichen Fasern optisch aufgehellt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroemulsion nichtionogene Tenside, ionische Tenside, organische Lösevermittler und Wasser beinhaltet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroemulsion die folgenden Komponenten enthält:
(a) Als Komponente A 1 - 40 Gew.-% einer Verbindung, die durch Reaktion einer Verbindung al der allgemeinen Formel HI
wobei R , R , R unabhängig voneinander für einen aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest stehen, der durch wenigstens eine funktioneile Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxy-, Ether-, Amino-, Thio-, Aldehyd-, Keto-, Carbonsäure-, Ester-, Amidogruppe und Halogen substituiert sein kann, und R4 unabhängig voneinander für Wasserstoff oder einen aliphatischen Rest mit 1 - 15 Kohlenstoff atomen, einen aromatischen Rest mit 6 - 15 Kohlenstoff atomen oder einen araliphatischen Rest mit 7 - 15 Kohlenstoffatomen steht,
mit einer Verbindung a2 der allgemeinen Formel IV entsteht, IV wobei R5 unabhängig voneinander Wasserstoff oder aliphatischer Rest mit 1 - 15 Kohlenstoffatomen, aromatischer Rest mit 6 - 15 Kohlenstoffatomen oder araliphatischer Rest mit 7 - 15 Kohlenstoffatomen bedeutet;
(b) Als Komponente B 1 - 25 Gew.-% einer Verbindung, die durch Reaktion einer Verbindung bl der allgemeinen Formel V V wobei R6 für einen aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest steht, der durch wenigstens eine funktioneile Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
Hydroxy-, Ether-, Amino-, Thio-, Aldehyd-, Keto-, Carbonsäure-, Ester-, Amidogruppe und Halogen substituiert sein kann;
mit einer Verbindung b2 der VI entsteht, VI wobei R7 unabhängig voneinander Wasserstoff oder aliphatischer Rest mit 1 - 15 Kohlenstoffatomen, aromatischer Rest mit 6 - 15 Kohlenstoff atomen oder araliphatischer Rest mit 7 - 15 Kohlenstoffatomen bedeutet;
(c) Als Komponente C 1 - 15 Gew.-% einer Verbindung der allgemeinen Formel vπ VII wobei R8 für einen aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest steht;
(d) Als Komponente D 1 - 40 Gew.-% einer Verbindung der allgemeinen Formel vm VIII wobei R9 für einen aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest steht, und der mittlere Wert für n eine ganze oder gebrochene positive Zahl von 1 - 10 ist; (e) Als Komponente E 1 - 50 Gew.-% einer Verbindung der allgemeinen Formel IX IX wobei R10 für einen aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest steht, und der mittlere Wert für m eine ganze oder gebrochene positive Zahl von 0 bis 10 ist; und Wasser als Lösungsmittel, wobei die Summe der Gew.-% der Komponenten A, B, C, D und E sowie Wasser als Lösungsmittel 100 Gew.-% ergibt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsbad, enthaltend optische Aufheller, Nuancierfarbstoffe enthält.
7. Verwendung eines Behandlungsbads, enthaltend optische Aufheller, wie es in einem der Ansprüche 1 bis 6 definiert ist, zum optischen Aufhellen von synthetischen Fasern oder von Mischungen von synthetischen Fasern mit natürlichen Fasern.
8. Behandlungsbad, dem eine Mikroemulsion gemäß Anspruch 4 oder 5 zugesetzt wurde, für synthetische Fasern oder für synthetische Fasern in Mischung mit natürlichen Fasern enthaltend Wasser, optische Aufheller und gegebenenfalls Nuancierfarbstoffe. Verwendung einer Mikroemulsion, wie sie in einem der Ansprüche 4 oder 5 definiert ist, in Behandlungsbädern, enthaltend optische Aufheller, für synthetische Fasern oder für synthetische Fasern in Mischung mit natürlichen Fasern.
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