DE1619489C3 - Emulgiermittel für wasserunlösliche Carrier für das Färben und Bedrucken von synthetischen Fasern - Google Patents
Emulgiermittel für wasserunlösliche Carrier für das Färben und Bedrucken von synthetischen FasernInfo
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Description
Es ist bekannt, daß das Färben von synthetischen Fasermaterialien wie Polyester-, Celluloseacetat-,
Polyvinylchlorid-, Polyolefin- oder anderen Fasern oder auch Gemischen von synthetischen und natürlichen
Fasern mit dazu geeigneten Farbstoffen, wie z. B. Dispersionsfarbstoffen, Entwicklungsfarbstoffen
oder Küpenfarbstoffen, durch Mitverwendung geeigneter Hilfsmittel, sogenannter Carrier, begünstigt wird
und daß man durch die Anwendung dieser Hilfsmittel eine erhebliche Steigerung der Farbstärke
erreichen kann.
Als derartige Carrier sind bereits zahlreiche Verbindungen, wie z. B. o- und p-Phenylphenol, Alkylnaphthaline,
insbesondere Methylnaphthaline, Diphenyl, halogenierte Aromaten, aromatische Carbonsäuren
und deren Ester sowie Phenolderivate vorgeschlagen worden. Die Anwendung solcher Carrier
ist jedoch oft mit Schwierigkeiten und Nachteilen verbunden. Ein sehr großer Nachteil in der Anwendung
einiger Carriersubstanzen in der Praxis stellt ihre Unlöslichkeit und schwere Emulgierbarkeit in
Wasser dar. Dies trifft besonders zu auf Verbindungen, die im übrigen eine sehr gute Wirkung
hinsichtlich der Steigerung der Farbstärke besitzen. Viele dieser Carrier lassen sich nicht genügend stabil
emulgieren oder dispergieren, so daß die Gefahr besteht, daß der Carrier in der Färbeflotte oder
Druckpaste ausfällt, was zu Fleckenbildung, Reibechtheitsverschlechterung der Färbungen und Drucke,
zu Farbstoffverlusten und zum Verschmutzen der Maschinen und Geräte führen kann.
Es hat sich auch als nicht ratsam erwiesen, größere Mengen an Emulgatoren oder Dispergiermitteln einzusetzen,
um eine Stabilisierung der Carrieremulsionen zu erzielen, da die meisten dieser Emulgier-
und Dispergiermittel sehr stark retardierend auf Dispersions-Farbstoffe wirken und damit die Carrierwirkung
der zu emulgierenden Substanz mehr oder weniger stark aufheben.
Eine Anzahl der bekannten unlöslichen Carriersubstanzen, insbesondere die Carbonsäureester, wie
z. B. Benzoesäurealkylester, sind stark wasserdampfflüchtig, so daß beim Färben bei Kochtemperatur
die Flotte schnell an Carrier verarmt. Es besteht dann die Gefahr, daß sich diese flüchtigen Carriersubstanzen
an kälteren Maschinenteilen wieder kondensieren und daß das herabtropfende Kondensat
in der Färbeflotte nicht wieder ausreichend emulgiert wird und so zu Unegalitäten und Flecken auf der
Ware führt.
Ein besonderes Problem stellt darüber hinaus die Stabilität der Carrieremulsionen bei Einwirkung von
Kälte dar. Die Stammemulsion eines Carriers kann durch Einwirkung von Kälte so stark entmischt
werden, daß die Carrierpräparate ohne großen technischen Aufwand kaum mehr verarbeitbar sind.
Ein weiteres Problem bei der Anwendung von Carriern, beim Färben von Mischungen aus z. B.
Polyesterfasern und Wolle, stellt die bei zahlreichen Carriern auftretende Anschmutzung des Wollanteils
durch die Dispersionsfarbstoffe dar. Dieser Nachteil kann die Verwendbarkeit von sonst gut geeigneten
Carriern beim Färben derartiger Mischgewebe beeinträchtigen.
Es wurde nun gefunden, daß man beim Einsatz von wasserunlöslichen Carriern beim Färben und
Bedrucken von synthetischen Fasermaterialien die vorstehend geschilderten Nachteile vermeiden kann,
wenn man zur Emulgierung der Carrier ein Emulgatorgemisch verwendet, das aus 40 bis 60 Gewichtsprozent
Anlagerungsverbindungen von Alkylenoxyd an noch freie Hydroxylgruppen aufweisende Ester von gesättigten
oder ungesättigten aliphatischen Carbonsäuren oder Oxycarbonsäuren mit mehrwertigen 2 bis 6 Hydroxylgruppen
enthaltenden Alkoholen (Komponente I), 20 bis 50 Gewichtsprozent Alkali- und/oder
Erdalkalisalzen von Alkylbenzolsulfonsäuren (Komponente II) und 10 bis 30 Gewichtsprozent aliphatischen primären oder sekundären Alkoholen mit 3 bis
6 Kohlenstoffatomen (Komponente III) in Mengen von 5 bis 15 Gewichtsprozent, vorzugsweise 8 bis
12 Gewichtsprozent, vom Gewicht der zu emulgierenden
wirksamen Carriersubstanz besteht.
Im allgemeinen kommt ein Emulgatorgemisch ge-
maß der vorliegenden Erfindung zur Anwendung, daß zu etwa 45 bis 55 Gewichtsprozent aus der
Komponente I, zu etwa 30 bis 40 Gewichtsprozent aus der Komponenten und zu etwa 15 bis 20Gewichtsprozent
aus der Komponente III besteht. Als besonders vorteilhaft hat sich die Anwendung der
3 Komponenten in einem Verhältnis von etwa 10:7:3 erwiesen.
Bei der Herstellung der Alkylenoxyd-Umsetzungsprodukte (Komponente I) wird im allgemeinen von
Estern ausgegangen, deren Säurekomponente etwa 3 bis 18, vorzugsweise 12 bis 18 Kohlenstoffatome
aufweisen. Als geeignete Säuren seien beispielsweise Kokosfettsäure, ölsäure, Rizinolsäure und Stearinsäure
genannt. Als Alkoholkomponente der Ester kommen vorzugsweise Glykole, insbesondere Äthylen-.
oder Propylenglykol, Glyzerin und Sorbit in Betracht. Es können sowohl natürlich vorkommende Ester
mit noch freien OH-Gruppen im Molekül, wie z. B. Rizinolsäure-glyzerid (Rizinusöl), oder auch synthetisch
hergestellte Ester mit noch freien Hydroxylgruppen im Molekül zur Anwendung kommen. Bei
den Estern können die freien Hydroxylgruppen entweder aus der Alkoholkomponente oder aber auch,
bei Verwendung von Oxycarbonsäure, aus der Säurekomponente stammen. Für die Umsetzung der Ester
mit Alkylenoxyden kommen pro Mol der Ester im allgemeinen etwa 12 bis 40MoI, vorzugsweise 20 bis
35 Mol Alkylenoxyd zur Anwendung. Bevorzugt kommen die Anlagerungsverbindungen von Äthylenoxyd
an die vorstehend genannten Ester in Betracht.
Als Alkylbenzolsulfosäuren, die in Form ihrer Alkali- und bzw. oder Erdalkalisalze zum Einsatz
kommen, kommen insbesondere solche zur Anwendung, die etwa 8 bis 12 Kohlenstoffatome im Alkylrest
aufweisen, vorzugsweise werden die Dodecyl- oder Isododecylbenzolsulfonsäure verwendet.
Aus der Reihe von aliphatischen primären oder sekundären Alkoholen mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen
(Komponente III) werden für das erfindungsgemäß verwendete Emulgatorgemisch vorzugsweise Butanol
oder Isobutanol in Betracht gezogen.
Als zu emulgierende Carriersubstanzen kommen alle unlöslichen, für das Färben und Bedrucken synthetischer
Fasermaterialien bekannten Hilfsmittel wie z. B. o- und p-Phenylphenol, Diphenyl, Alkylnaphthaline,
insbesondere Methylnaphthaline, Halogennaphthole bzw. Halogennaphthaline, halogenierte
Benzolkohlenwasserstoffe, Phenolderivate wie Chlorphenyläther, aromatische Carbonsäureester wie SaIicylsäurebenzylester
u. dgl. in Frage.
Das erfindungsgemäße Emulgatorsystem gestattet es, die wasserunlöslichen Carriersubstanzen ohne
besondere Einrichtungen durch einfaches Verrühren leicht zu emulgieren. Die Carrier und die Emulgatoren
können als Mischung ohne die sonst meist erforderliche Voremulgierung mit Wasser unmittelbar dem
Färbebad zugegeben und verrührt werden.
In der Zeitschrift »American Dyestuff Reporter«, 1955, S. P 297 und P 302, ist bereits eine Kombination
von Dioctyl-Natriumsulfosuccinat und Butanol als Emulgiermittel für bekannte Carrier beschrieben;
auch wird dort auf die Nachteiligkeit größerer Mengen an nichtionogenen Produkten in solchen Systemen
infolge der dadurch bedingten höheren Wasser-Affinität des Farbstoffs und des Carriers hingewiesen.
In diesem Zusammenhang hat es sich zunächst gezeigt, daß die Emulsionsstabilität der mit der beanspruchten
Emulgatorkombination emulgierten carrierwirksamen Substanzen deutlich besser ist als der mit dem bekannten
Emulgatorsystem emulgierten Carrierprodukte. Wie durchgeführte Vergleichsfärbungen auf PoIyesterfasern
mit Dispersionsfarbstoffen bewiesen haben, ist allerdings die farbverijiefende Wirkung beim Einsatz
der in der genannten Literaturstelle beschriebenen Emulgiermittel größer als in Anwesenheit der vom
vorliegenden Anspruch umfaßten Emulgatormischung.
Trotz der höheren Farbintensität werden aber im Falle des bekannten Produktes infolge der schlechteren
Emulgierbarkeit nur schipperige Färbungen erhalten. Auf Grund dieses Ergebnisses bezüglich der Brauchbarkeit
der beiden Emulgatortypen wird in der Praxis Heber die im Vergleich zu Dioctyl-sulfosuccinat höhere
retardierende Wirkung der im Anspruch definierten Emulgatormischung in Kauf genommen, um ein
besser emulgierbares Carriersystem in der Hand zu haben. Dieses Verhalten ist vor allem dann von
Bedeutung, wenn man mit Mischungen von mehreren unterschiedlichen Carriersubstanzen zu arbeiten hat.
Gerade dieser letzte Punkt ist wiederum nur durch die universelle Einsetzbarkeit der erfindungsgemäßen
Emulgatorkombination erst möglich. Somit waren letzten Endes beim Einsatz der erfindungsgemäßen
Emulgatormischung durch den hohen Gehalt an nichtionogenen Komponenten keine unmittelbaren Nachteile
zu erkennen.
B eis pi el 1
a) 10 g eines Polyäthylenglykolterephthalatgewebes
mit einem Wollanhänger werden im Flottenverhältnis 1 : 40 I1I2 Stunden lang bei Kochtemperatur in einem
Färbebad behandelt, das — bezogen auf das Warengewicht — 2% des Dispersionsfarbstoffes der Formel
Cl
O2N
N=N
Cl
C2H4OH
C2H4OH
sowie 3 g/l der folgenden Carriermischung enthält:
60 Gewichtsteile Benzoesäuremethylester,
30 Gewichtsteile Benzoesäurebenzylester,
10 Gewichtsteile eines Emulgatorgemisches,
30 Gewichtsteile Benzoesäurebenzylester,
10 Gewichtsteile eines Emulgatorgemisches,
bestehend aus
50 Gewichtsteilen eines Anlagerungsproduktes von 36 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol Rizinusöl,
35 Gewichtsteilen tetrapropylen-benzolsulf'onsaures Calcium,
15 Gewichtsteilen Isobutanol.
15 Gewichtsteilen Isobutanol.
Die Mischung aus Carriern und Emulgatoren wird unter Rühren in das Färbebad gegeben. Im Bad sind
auch nach I1I2 Stunden Kochzeit trotz der Wasserdampfflüchtigkeit
der verwendeten Carriersubstanzen keine Abscheidungen zu beobachten. Zurücktropfendes
Kondensat wird vollständig reemulgiert.
Man erhält eine tiefe braunrote, egale Färbung. Der Wollanhänger ist durch den Dispersionsfarbstoff
nur wenig angefärbt. Durch eine 20 Minuten lange Nachbehandlung der Färbung bei 85° C mit einer
Lösung, die im Liter 2 g Natriumdithionit, 2 ecm einer Natronlauge von 38° Be (32,5%) und 0,5 g eines nicht-
ionogenen Waschmittels enthält, wird der Wollanhänger praktisch völlig von dem Dispersionsfarbstoff
befreit.
Praktisch gleichwertige Ergebnisse werden erhalten, wenn bei sonst gleicher Arbeitsweise als Emulgatoren
eine Mischung aus
50 Gewichtsteilen eines Anlagerungsproduktes von 30 Mol Äthylenoxyd an das Umsetzungsprodukt aus 1 Mol Glyzerin mit 2 Mol Stearinsäure,
40 Gewichtsteilen isodecylbenzolsulfonsaures Natrium,
10 Gewichtsteilen Isobutanol
10 Gewichtsteilen Isobutanol
verwendet werden.
b) Die Färbung wird in gleicher Weise, jedoch unter Verwendung von 3 g/l eines Carriers der folgenden
Zusammensetzung:
92 Gewichtsteile /S-Oxäthyl-p-chlorphenyläther,
6 Gewichtsteile Oleylmethyltaurin-Natrium, 2 Gewichtsteile Wasser,
durchgeführt.
Die erhaltene Färbung ist heller als die vorhergehende und der Wollanhänger wesentlich stärker
durch den Dispersionsfarbstoff angeschmutzt. Auch nach einer Nachreinigung wie unter a) angegeben
bleibt eine starke Antönung der Wollfaser zurück.
a) 10 g eines Polyäthylenglykolterephthalatgewebes werden zusammen mit einem Wollanhänger im Flottenverhältnis
1:40 IV2 Stunden lang bei Kochtemperatur
in einem Färbebad behandelt, das, bezogen auf das Warenge wicht, 2% des Dispersions-Farbstoffes
der Formel
NH.
O OH
sowie^S g/l der folgenden Mischung:
60 Gewichtsteile Methylnaphthalinöl,
30 Gewichtsteile Benzoesauremethylester,
10 Gewichtsteile Emulgatorgemisch,
30 Gewichtsteile Benzoesauremethylester,
10 Gewichtsteile Emulgatorgemisch,
bestehend aus
45 Gewichtsteilen eines Anlagerungsproduktes von 36 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol Rizinusöl,
40 Gewichtsteilen tetrapropylen - benzolsulfosaures Natrium,
15 Gewichtsteilen Butanol.
20
25 Die Mischung von Carriern und Emulgatoren wird unter Rühren in das Färbebad gegossen.
Auch hier erhält man eine egale und reibechte Färbung. Der Wollanhänger ist durch den rosa
Dispersions-Farbstoff nur wenig angeschmutzt. Nach Durchführung der im Beispiel 1 beschriebenen Nachreinigung
ist die Begleitfaser praktisch nicht mehr angetönt.
Ähnliche Ergebnisse werden erhalten, wenn man als carrierwirksame Substanzen wie Chlornaphthalin.
Diphenyläther, Diphenyl oder Chlorbenzole mit dem Emulgator-Gemisch emulgiert.
10 g eines Garnes aus nachchloriertem Polyvinylchlorid werden 1 Stunde lang bei 70° C in einem
Flottenverhältnis von 1:20 mit 2%, bezogen auf das Warengewicht, des Farbstoffes der Formel
NO,
O7N
OC2H5
N=N
NH CO
CH3
sowie 5 g/l einer Mischung der folgenden Zusammensetzung
behandelt:
90 Gewichtsteile Benzoesauremethylester, 10 Gewichtsteile eines Emulgatorgemisches,
bestehend aus
50 Gewichtsteilen des Anlagerungsproduktes von 30 Mol Äthylenoxyd an das Umsetzungsprodukt
von 1 Mol Glycerin und 1 Mol Kokosfettsäure,
35 Gewichtsteilen tetrapropylen-benzolsulfosaures Natrium,
15 Gewichtsteilen Isobutanol. ;
Durch dieses Emulgatorgemisch wird die Carriersubstanz in eine homogene und beständige Emulsion
gebracht. Es wird eine tiefe und egale Marineblau-CH,-CH,-O—CO-CH,
CH, -CH9-O-CO-CH,
Färbung erhalten. Ähnlich gute Ergebnisse werden erhalten, wenn man als Emulgatorgemisch
50 Gewichtsteile eines Anlagerungsproduktes von 25 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol des Umsetzungsproduktes
von 1 Mol Sorbit und 4 Mol ölsäure,
30 Gewichtsteile dodecylbenzolsulfosaures Natrium und
15 Gewichtsteile Isopropanol
verwendet.
Wird dagegen der Benzoesauremethylester gemäß der deutschen Patentschrift 741457 mit einem Kondensationsprodukt
aus 20 Mol Äthylenoxyd und 1 Mol Isooctylphenol emulgiert, so benötigt man zum Erhalt
einer beständigen Carrieremulsion größere Mengen des Emulgators, und die erhaltene Marineblau-Färbung
ist wesentlich heller. :
Claims (4)
1. Verwendung eines Emulgatorgemisches, bestehend aus 40 bis 60 Gewichtsprozent Anlagerungsverbindungen
von Alkylenoxyd an noch freie Hydroxylgruppen aufweisende Ester von gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Carbonsäuren
oder Oxycarbonsäuren mit mehrwertigen, 2 bis 6 Hydroxylgruppen enthaltenden Alkoholen
(Komponente I), 20 bis 50 Gewichtsprozent Alkalf- und/oder Erdalkalisalzen von Alkylbenzolsulfonsäuren
(Komponente II) und 10 bis 30 Gewichtsprozent aliphatischen primären oder sekundären
Alkoholen mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen (Komponente III) in Mengen von 5 bis 15 Gewichtsprozent,
vorzugsweise 8 bis 12 Gewichtsprozent, vom Gewicht der zu emulgierenden wirksamen
Carriersubstanz zum Emulgieren von wasserunlöslichen Carriern beim Färben und Bedrucken
von synthetischen Fasermaterialien.
2. Verwendung eines Emulgatorgemisches gemäß Anspruch 1, bestehend aus 45 bis 55 Gewichtsprozent
der Komponente I, 30 bis 40 Gewichtsprozent der Komponente II und 15 bis
20 Gewichtsprozent der Komponente III.
3.'Verwendung eines Emulgatorgemisches gemäß Anspruch 1 oder 2, bestehend aus einer Anlagerungsverbindung
von 12 bis 40, vorzugsweise 20 bis 35 Mol Alkylenoxyd, insbesondere Äthylenoxyd,
an 1 Mol eines noch freie Hydroxylgruppen aufweisenden Esters einer gesättigten oder ungesättigten
aliphatischen Carbonsäure oder Oxycarbonsäure mit einem Gehalt an 8 bis 18 Kohlenstoffatomen
mit mehrwertigen, 2 bis 6 Hydroxylgruppen enthaltenden Alkoholen (Komponente I),
Alkali- und/oder Erdalkalisalzen von Alkylbenzolsulfonsäuren mit 8 bis 12 Kohlenstoffatomen im
Alkylrest (Komponente II) und aliphatischen primären oder sekundären Alkoholen mit 3 bis
6 Kohlenstoffatomen (Komponente III).
4. Verwendung eines Emulgatorgemisches gemäß Ansprüchen 1 bis 3, bestehend aus einer Anlagerungsverbindung
von 12 bis 40 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol Rizinusöl (Komponente I), von Alkalioder
Erdalkalisalzen der Dodecyl- oder Isododecylsulfonsäure (Komponente II) und Butanol oder
Isobutanol (Komponente III).
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