DE19615898A1 - Färbeverfahren - Google Patents
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Description
Um Textilien aus OH- und/oder NH-Gruppen enthaltenden Fasern migrations-,
schweiß- und waschecht zu färben, bedient man sich im allgemeinen der soge
nannten Reaktivfarbstoffe. Diese Farbstoffe enthalten Reaktivgruppen, die unter
Färbebedingungen mit den OH- und/oder NH-Gruppen der Faser kovalente Bin
dungen eingehen. Zu den gängigsten Reaktivgruppen zählen N-Heterocyclen,
welche Chlor- und/oder Fluoratome als Abgangsgruppen enthalten, durch deren
Abspaltung unter alkalischen Reaktionsbedingungen eine kovalente Bindung des
Farbstoffs zur Faser hergestellt wird. Weiterhin gebräuchlich sind Vinylsulfone
bzw. Schwefelsäureester des β-Hydroxyethylsulfons, welche unter alkalischen Be
dingungen verseifen und Vinylsulfon bilden, das dann additiv mit den Hydroxyl
gruppen der Cellulosefaser reagiert. Isothiocyanatgruppen als Reaktivhaken sind
ebenfalls bekannt (vgl. z. B. US 2 937 186). Von der Verwendung von
Isocyanatgruppen als Reaktivhaken wird jedoch wegen deren geringer Hydrolyse
beständigkeit abgeraten (vgl. Angew. Chem. 73 (1961), 125ff). Nachteilig beim
Färben mit Reaktivfarbstoffen ist der relativ hohe färberische Aufwand sowie die
schlechtere Handhabbarkeit der hochreaktiven Farbstoffe.
Direktfarbstoffe, die keine Reaktivgruppen enthalten und aufgrund physikalischer
Vorgänge an die Faser gebunden werden, eignen sich ebenfalls zum Färben von
Cellulose und deren Mischungen mit Synthetikfasern, wobei die problemlose
Applikation, hohe Wirtschaftlichkeit und gute Lichtechtheit dieser Farbstoffe im
Vordergrund stehen. Die Naßechtheiten lassen bei den mit Direktfarbstoffen
gefärbten Textilien meist zu wünschen übrig. Eine Verbesserung der Echtheiten
kann bei diesen Farbstoffen durch eine Nachbehandlung, z. B. mit kationischen
Hilfsmitteln, erzielt werden. Die Wirkungsweise dieser Hilfsmittel beruht einerseits
auf einem Herabsetzen der Hydrophilie des Farbstoffs infolge Ionenpaarbildung
und andererseits auf einem Verkleben der Poren der Textilfasern.
Aus CH-560 802 ist bereits ein Verfahren zur Nachbehandlung von mit Disper
sionsfarbstoffen gefärbten Textilmaterialien mit Isocyanatabspaltern bekannt. Diese
Isocyanatabspalter sind Vernetzungsprodukte von Isocyanaten mit z. B. Alkoholen,
Phenolen, Thiolen, Carbonsäuren, die unter Einfluß von Wärme zerfallen und
Isocyanate freisetzen. Die aus dem Stand der Technik bekannten Färbeverfahren
sind nicht hinsichtlich aller an sie gestellter Anforderungen zufriedenstellend.
Es wurde nun ein neues Färbeverfahren gefunden, das sich der gut handhabbaren
und wirtschaftlichen Direktfarbstoffe bedient und dabei Färbungen erzielt, deren
Echtheiten mit denen der Reaktivfarbstoffe vergleichbar sind.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Färben von OH- und/oder
NH-Gruppen enthaltenden Fasern mit Farbstoffen, die mindestens eine primäre
oder sekundäre Aminogruppe aufweisen in Gegenwart von mindestens einem was
serdispergierbaren Polyisocyanat.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielten Färbungen zeichnen sich ins
besondere durch eine hervorragende Naßechtheit aus.
Bei den mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu färbenden Fasern handelt es
sich vorzugsweise um Cellulose oder Wolle oder deren Mischungen oder beliebige
Mischungen der genannten Faserarten mit anderen Fasern wie z. B. Polyamid,
Polyester, etc.
Der Begriff "wasserdispergierbar" in Verbindung mit den erfindungsgemäß zu ver
wendenden Polyisocyanaten bedeutet, daß die Polyisocyanate in einer Konzentra
tion von < 0,1 bis 99,5 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.-% mit Wasser
feinteilige Dispersionen ergeben.
Als wasserdispergierbare Polyisocyanate können auch Gemische von Polyiso
cyanaten, die nicht selbstdispergierbar sind, mit externen, ionischen oder nicht
ionischen Emulgatoren eingesetzt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden
jedoch selbstdispergierende Polyisocyanate eingesetzt, wie beispielsweise
- (I) wasserdispergierbare nichtionische Polyisocyanatgemische aus Polyiso cyanaten und Polyether-modifizierten Polyisocyanaten mit cycloaliphatisch und/oder araliphatisch und/oder aliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen, die in der Hauptkette gegebenenfalls Ester- und/oder Amidgruppen ent halten,
- (II) Polyisocyanatgemische aus Polyisocyanaten und Carboxylatgruppen-modifi zierten Polyisocyanaten mit cycloaliphatisch und/oder aliphatisch gebunde nen Isocyanatgruppen oder
- (III) wasserdispergierbare, nichtionische Polyisocyanate mit aromatisch gebunde nen Isocyanatgruppen oder Gemische solcher Polyisocyanate.
Vorzugsweise eingesetzt werden wasserdispergierbare Polyisocyanatgemische (I)
mit
- a) einer mittleren NCO-Funktionalität von 1,8 bis 4,2, bevorzugt 2,1 bis 4,2,
- b) einem Gehalt an aliphatisch und/oder cycloaliphatisch gebundenen Iso cyanatgruppen (berechnet als NCO, Molekulargewicht = 42) von 3,0 bis 21,5 Gew.-%, bezogen auf das Polyisocyanatgemisch (I),
- c) einem Gehalt an innerhalb von Polyetherketten angeordneten Ethylen oxideinheiten (berechnet als C₂H₄O, Molekulargewicht = 44) von 2 bis 20 Gew.-%, bezogen auf Polyisocyanatgemisch (I), wobei die Polyether ketten im statistischen Mittel 5 bis 70 Ethylenoxideinheiten aufweisen, und
- d) einem Gehalt an Estergruppen von 0 bis 300 Mol-% und/oder einem Gehalt an Amidgruppen von 0 bis 300 Mol-%, bezogen auf die im Gemisch ent haltenen freien NCO-Gruppen.
Die wasserdispergierbaren Polyisocyanatgemische (I) können in an sich bekannter
Weise durch Umsetzung einer Polyisocyanatkomponente A) mit einer (mittleren)
NCO-Funktionalität von 1,9 bis 4,4, vorzugsweise 2,0 bis 4,3, bestehend aus
mindestens einem Polyisocyanat mit ausschließlich aliphatisch und/oder
cycloaliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen sowie gegebenenfalls mit einem
ein- oder mehrwertigen, im statistischen Mittel 5,0 bis 70 Ethylenoxideinheiten
aufweisenden Polyalkylenoxidpolyetheralkohol B) unter Einhaltung eines
NCO/OH-Äquivaientverhältnisses von mindestens 2 : 1, im allgemeinen von 4 : 1 bis
ca. 1000 : 1, wobei im übrigen Art und Mengenverhältnisse der genannten
Ausgangskomponenten so gewählt werden, daß die resultierenden Umset
zungsprodukte den oben unter a) bis d) genannten Bedingungen entsprechen.
Es handelt sich bei den Polyisocyanatkomponenten A) um solche mit Uretdion
und/oder Isocyanurat-, Urethan-und/oder Allophanat-, Biuret- oder Oxadiazintrion
struktur, wie sie beispielsweise in DE-A-16 70 666, DE-A-37 00 209 und DE-A-
39 00 053 oder in EP-A-336 205 und EP-A-339 396 beschrieben sind, die durch
Prepolymerisierung oder sonstige Modifizierung einfacher (vorzugsweise ali
phatischer und/oder cycloaliphatischer) Diisocyanate hergestellt werden können.
Geeignete Diisocyanate zur Herstellung solcher Polyisocyanatkomponenten A) sind
grundsätzlich solche des Molekulargewichtsbereichs 140 bis 400 mit aliphatisch
und/oder cycloaliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen, wie z. B. 1,4-Diisocya
natobutan, 1,6-Diisocyanatohexan, 1,5-Diisocyanato-2,2-dimethylpentan, 2,2,4-
bzw. 2,4,4-Trimethyl-1,6-diisocyanatohexan, 1,10-Diisocyanatodecan, 1,3- und 1,4-
Diisocyanatocyclohexan, 1-Isocyanato-3,3,5-trimethyi-5-isocyanatomethylcyclo
hexan (Isophorondiisocyanat) und 4,4′-Diisocyanatodicydohexylmethan oder belie
bige Gemische solcher Diisocyanate, die durch Trimerisierung zum Trisisocyanato
isocyanurat oder Biuretisierung oder Allophanatisierung und anschließendes
Dünnschichten frei von monomeren Diisocyanaten sind.
Zur Verwendung können solche Isocyanatmischungen kommen, die zur besseren
Emulgierbarkeit in Wasser entweder im Gemisch Emulgatoren enthalten oder bei
denen die Emulgierbarkeit durch Reaktion eines Teils (5-50%, vorzugsweise 8-
30%) der NCO-Gruppen mit Verbindungen, die zur Salzbildung befähigt sind
(z. B. Dimethylolpropionsäure oder N,N-Dimethylethanolamin (z. B. gemäß DE-
A 43 19 571 oder DE-A 44 18 836)) und/oder hydrophilen, vorzugsweise
monofunktionellen Polyethern (gemäß DE-A 42 11 480) herbeigeführt wurde.
Falls man hydrolisierbare Verbindungen haben möchte, können anteilig oder allein
Ester und/oder Amidgruppen enthaltende Isocyanate verwandt werden, die durch
Umsetzung von Isocyanaten mit OH-Gruppen enthaltenden Komponenten nach
bekannten Verfahren erhalten werden können.
Als Isocyanate sind Diisocyanate wie z. B. 1,4-Diisocyanatobutan, 1,6-
Diisocyanatohexan, 1,5-Diisocyanato,2,2-dimethylpentan, 2,2,4- bzw. 2,4,4-Tri
methyl-1,6-diisocyanatohexan, 1,10-Diisocyanatdecan, 1,3- und 1,4-Diisocyanato
cyclohexan, 1-Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexan (Iso
phorondiisocyanat), 4,4′-Diisocyanatodicydohexylmethan und beliebige Gemische
solcher Diisocyanate. Prinzipiell können auch aromatische Isocyanate, z. B.
Toluylendiisocyanate, 4,4-Diisocyanato-di-phenylmethan eingesetzt werden: wegen
deren mangelhafter Lichtechtheit und zu hoher Reaktivität gegenüber Wasser sind
jedoch die aliphatischen Isocyanate bevorzugt. Anteilig können im Rahmen der
angegebenen Parameter auch Polyisocyanate, die durch Modifizierung der oben
genannten Diisocyanate, bzw. Mischungen derselben nach literaturbekannten
Verfahren mit Uretdion-, Urethan-, Isocyanurat-, Biuret-, oder Allophonatgruppen
mit eingesetzt werden.
Als OH-Gruppen enthaltende Verbindungen mit Ester und/oder Amidgruppen sind
Produkte geeignet, die im Mittel mindestens 2 OH-Gruppen haben und im Mittel
mindestens eine Ester und/oder Amidgruppe aufweisen.
Geeignet sind z. B. kurzkettige Polyester aus Dicarbonsäuren, und Dicarbon
säureestern mit monofunktionellen Alkoholen oder Phenolen oder Dicar
bonsäureanhydriden mit Diolen und/oder Trilonen.
Als Dicarbonsäuren bzw. Dicarbonsäurederivate seien genannt: Kohlensäure
dimethylester, -diethylester, -diphenylester, Ethylenglykolcarbonat,
Propylenglykolcarbonat, Oxalsäure-, Malonsäurediester, Bernstein-, Glutar-,
Maleinsäure sowie ihre entstehenden Anhydride, Adipin-, Sebacin-,
(gegebenenfalls hydrierte) Phthal-, Hydroxymono- oder Dicarbonsäuren
(gegebenenfalls in Form innerer Ester (Lactone)), wie Glykol-, Wein-, Milch-,
Zitronen-, Hydroxycapron-, sowie Hydroxybutter- oder Ricinolsäure.
Als Diole sind z. B. die technisch im großen verfügbaren, Ethan-, Propan- (1,2
oder 1,3-), isomere Butan-, Pentan-, Hexan- etc. Diole, ferner Ethergruppen haltige
Oligo- oder Polymer von Ethylen- und Proppylenglykol geeignet.
Cycloaliphatische oder aromatische Diole seien erwähnt - sind aber wegen der
hohen Viskosität der Ester nicht bevorzugt. Geeignete Triole sind beispielsweise
Glycerin, Trimethylolpropan.
Polyester werden durch Kondensation der Säuren und/oder deren Ester
mitmonofunktionellen Alkoholen und/oder der Anhydride der Säuren mit den
aufgeführten Di- oder Triolen nach bekannten Verfahren gewonnen. Durch
Einsetzen der OH-Verbindungen im Überschuß und anschließende Extraktion mit
Wasser oder durch Kruzwegdestillation kann eine enge Molgewichtsverteilung und
damit eine niedrige Viskosität erzeugt und ein geringer Gehalt an nicht Ester
tragenden Komponenten erzielt werden. Ebenfalls gut geeignet ist die ringöffnende
Umesterung von Lactomen (beispielsweise Butyro-Valero- oder Caprolacton).
Diese Umesterung kann gegebenenfalls mit den oben genannten Maßnahmen
gekoppelt werden.
Besonders geeignete, OH-Gruppen enthaltende Verbindungen werden durch
Reaktion einer Di- oder Hydroxy-Carbonsäure mit Alkylenoxyd erhalten dadurch
entstehen in einfacher Weise definierte, niedermolekulare Esterdiole.
Amidgruppen enthaltende OH-Verbindungen können aus den genannten Säuren
oder deren Estern (Lactonen) durch Reaktion mit Hydroxyaminen, die eine
sekundäre Aminogruppe wie z. B. Addukte des Ethyl- oder Propylenoxyds an
Mono-alkylamin (Methyl-, Ethylen- tc. amin) enthalten, hergestellt werden.
Diese Reaktion ist besonders geeignet, weil sie durch die Selektivität der
Aminogruppen zu überwiegend definierten Verbindungen führt. Die mittleren
Molgewichte der erfindungsgemäßen OH-Verbindungen betragen 148-2000,
vorzugsweise 148-1000, besonders bevorzugt 148-500.
Zur Herstellung des Isocyanats werden NCO-enthaltende Verbindungen mit OH-
enthaltender Komponente im NCO-OH-Verhältnis von 1,3-20, vorzugsweise 1,5-10
eingesetzt.
Bei NCO/OH < 1.5 Verhältnissen bleibt ein - von der Struktur des Isocyanats
abhängiger Anteil an nicht reagiertem Isocyanat zurück. Aus gewerbehygienischen
Gründen sollten diese freien Isocyanate z. B. durch Dünnschichtdestillation entfernt
werden (In diesem Falle wird sogar ein hohes NCO/OH-Verhältnis bevorzugt, weil
dann viskositätserhöhende Kettenverlängerungsreaktionen weitgehend unterdrückt
werden.)
Die beim erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten wasserdispergierbaren Poly
isocyanate können zur Erleichterung der Einarbeitung in die wäßrige Phase gege
benenfalls in einem gegenüber Isocyanatgruppen inerten Lösemittel gelöst
eingesetzt werden. Geeignete Lösemittel sind z. B. Ethylacetat, Butylacetat,
Ethylenglykolmonomethyl- oder -ethyletheracetat, 1-Methoxypropyl-2-acetat, 2-
Butanon, 4-Methyl-2-pentanon, Cyclohexanon, Toluol, oder deren Gemische, aber
auch Lösemittel wie Propylenglykoldiacetat, Diethylenglykoldimethylether,
Diethylenglykolethyl- und -butyletheracetat, N-Methylpyrrolidon und N-
Methylcaprolactam, oder Gemische solcher Lösemittel. Diese Lösemittel werden
den wasserdispergierbaren Polyisocyanaten gegebenenfalls in Mengen bis zu
90 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 50 Gew.-% und besonders bevorzugt höch
stens 20 Gew.-%, bezogen auf die entstehende Lösung zugesetzt. Ganz besonders
bevorzugt ist jedoch die Verwendung lösemittelfreier, wasserdispergierbarer Poly
isocyanate.
Die wasserdispergierbaren Polyisocyanate kommen beim erfindungsgemäßen Ver
fahren in Mengen von 0,005 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-%,
bezogen auf textiles Substrat zum Einsatz, vorzugsweise werden sie im Kaltver
weilverfahren eingesetzt, das heißt sie werden zusammen mit dem Farbstoff einge
setzt. Vor dem Einsatz der Polyisocyanate können diese mit der 1-4-fachen Menge
Wasser, bezogen auf Polyisocyanat, vordispergiert werden. Dabei ermöglicht die
Verwendung der Komponente (I) Verarbeitungszeiten von bis zu 24 Stunden. Bei
Verwendung wasserdispergierbarer aromatischer Polyisocyanate (III) sind die Ver
arbeitungszeiten aufgrund der höheren Reaktivität gegenüber Wasser deutlich kur
zer und betragen im allgemeinen weniger als 8 Stunden.
Die erfindungsgemäß anzuwendenden wasserdispergierbaren Polyisocyanate kön
nen bei den in der Textilindustrie üblichen Verarbeitungstemperaturen eingesetzt
werden. Dabei können sich je nach Temperatur unterschiedliche Verarbeitungszei
ten für die erfindungsgemäß anzuwendenden Produkte ergeben. So hat man
beispielsweise bei Polyisocyanat gemäß DE-A-42 11 480 Bsp. A) bei 23-25°C
relativ lange Verarbeitungszeiten, denn es liegen bei dieser Temperatur nach 5
Stunden noch ca. 60% Isocyanatgruppen vor. Bei einer Temperatur von 35°C
liegen bei Polyisocyanat A) nach 5 Stunden noch ca. 50% und bei 50°C nach
3 Stunden noch 33% Isocyanatgruppen vor. Die Verarbeitungszeit bei einer be
stimmten Temperatur kann also durch die Wahl eines geeigneten, erfindungsgemäß
anzuwendenden Polyisocyanats beeinflußt werden.
Der pH-Wert des Färbebades sollte bei Zusatz der erfindungsgemäß anzuwen
denden Polyisocyanate vorzugsweise zwischen 5 und 8,5, insbesondere im neutra
len Bereich liegen. PH-Werte unter 4 bzw. über 9 sollten vermieden werden.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Farbstoffe
weisen mindestens eine primäre oder sekundäre acylierbare Aminogruppe auf und
sind hinreichend bekannt. Ein substantiver Charakter der Farbstoffe ist von Vorteil,
d. h. Direktfarbstoffe, beispielsweise solche zum Färben von Baumwolle und Papier
mit entsprechenden Aminofunktionen, sind bevorzugt, wie z. B. die beiden
Schwarzfarbstoffe der Strukturen (I) und (II)
Bevorzugt sind ebenso sogenannte Farbbasen (Farbstoffchromophore) der
allgemeinen Formel [FB]-(H)1-4, die als acylierbare Zwischenprodukte in der
Reaktiv- oder Direktfarbstoffsynthese Verwendung finden und die ebenfalls
substantive Eigenschaften aufweisen. Beispiele für Farbbasen der Formel
[FB]-(H)1-4 sind folgende Strukturen (III) bis (XII)
Besonders bevorzugt sind sulfogruppen- und triazingruppenhaltige Farbstoffe mit
basischen primären und sekundären Aminogruppen, wie sie in den DE-A-
29 15 323, DE-A-30 30 916, DE-A-33 13 965, DE-A-34 40 777 und DE-A-
36 25 576 als Papierfarbstoffe beschrieben sind und die in nichtionisierter Form
der Formel (XIII)
entsprechen, worin
FB für den Rest eines Farbstoffchromophors, wie z. B. in den Strukturen (III) bis (XII) enthalten,
Z₁ für ein Brückenglied -CO-, -SO₂- oder
FB für den Rest eines Farbstoffchromophors, wie z. B. in den Strukturen (III) bis (XII) enthalten,
Z₁ für ein Brückenglied -CO-, -SO₂- oder
Z₂ für ein Brückenglied
wobei das Brückenglied Z₁ bzw. Z₂ jeweils an ein N-Atom in FB
gebunden ist,
Y für Cl, OH, NH₂ oder einen aliphatischen oder aromatischen Aminrest, gegebenenfalls auch für X,
X für eine basische Gruppe vorzugsweise -NR²-Q-NR³R⁴,
Y für Cl, OH, NH₂ oder einen aliphatischen oder aromatischen Aminrest, gegebenenfalls auch für X,
X für eine basische Gruppe vorzugsweise -NR²-Q-NR³R⁴,
oder
einen Rest der Formel
einen Rest der Formel
wobei die aromatischen Ringe zusätzliche Substituenten wie SO₃H, CO₂H,
CH₃, C₂H₅, Cl, Br, CH₃O, C₂H₅O aufweisen können,
Q für lineares oder verzweigtes C₂-C₆-Alkylen,
R² für Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl,
R³ und R⁴ unabhängig voneinander für Wasserstoff- unsubstituiertes C₁-C₆-Alkyl, durch Hydroxy oder Cyano substituiertes C₂-C₆-Alkyl, Phenyl-C₁-C₃-alkyl, dessen Phenylrest durch bis zu drei Substituenten aus der Reihe Chlor, C₁- C₄-Alkyl und C₁-C₄-Alkoxy substituiert sein kann, unsubstituiertes oder durch bis zu drei C₁-C₄-Alkylgruppen substituiertes C₅-C₆-Cycloalkyl stehen, oder
R³ und R⁴ zusammen mit dem an sie gebundenen N-Atom einen 5- oder 6-gliedri gen, gegebenenfalls ein weiteres Heteroatom (aus der Reihe O, N, S) einschließenden gesättigten Ring bilden,
m für eine ganze Zahl von 1 bis 4,
n für 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 4 und
p für 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 3 steht,
wobei bezüglich der Anzahl vorhandener basischer Gruppen X die Bedin gungen
Q für lineares oder verzweigtes C₂-C₆-Alkylen,
R² für Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl,
R³ und R⁴ unabhängig voneinander für Wasserstoff- unsubstituiertes C₁-C₆-Alkyl, durch Hydroxy oder Cyano substituiertes C₂-C₆-Alkyl, Phenyl-C₁-C₃-alkyl, dessen Phenylrest durch bis zu drei Substituenten aus der Reihe Chlor, C₁- C₄-Alkyl und C₁-C₄-Alkoxy substituiert sein kann, unsubstituiertes oder durch bis zu drei C₁-C₄-Alkylgruppen substituiertes C₅-C₆-Cycloalkyl stehen, oder
R³ und R⁴ zusammen mit dem an sie gebundenen N-Atom einen 5- oder 6-gliedri gen, gegebenenfalls ein weiteres Heteroatom (aus der Reihe O, N, S) einschließenden gesättigten Ring bilden,
m für eine ganze Zahl von 1 bis 4,
n für 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 4 und
p für 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 3 steht,
wobei bezüglich der Anzahl vorhandener basischer Gruppen X die Bedin gungen
n + 2p < m + 1 und n + p ≠ 0
gelten,
und als inneres Salz vorliegen können.
und als inneres Salz vorliegen können.
Besonders bevorzugt sind demnach Farbstoffe der Formeln (XIV) bis (XXIII)
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt üblicherweise nach
den für Direktfarbstoffe gebräuchlichen Färbeverfahren. Das erfindungsgemäß ein
zusetzende Polyisocyanat kann während dem Färbevorgang der Färbeflotte zuge
setzt werden oder aber vorzugsweise in einem Nachbehandlungsschritt dem ge
färbten Textil zugesetzt werden. Vorzugsweise erfolgt diese Nachbehandlung des
gefärbten Textils durch eine Klotzapplikation der erfindungsgemäß anzuwendenden
Polyisocyanate in Form einer wäßrigen Dispersion mit anschließender Fixierphase.
Die wäßrigen Klotzflotten der erfindungsgemäß anzuwendenden Polyisocyanate
enthalten beispielsweise 0,1-20 Gew.-% an Polyisocyanat, vorzugsweise 2 -
20 Gew.-%. Bei der Klotzapplikation wird das gefärbte Textil mittels
Umlenkrollen durch ein Chassis mit der Polyisocyanat-Dispersion geführt. Durch
nachgeschaltete Abquetschwalzen wird eine definierte Flottenaufnahme
sichergestellt.
Die wäßrigen Polyisocyanat-Dispersionen, welche als Klotzflotte eingesetzt wer
den, enthalten gegebenenfalls weitere Hilfs- und Zusatzstoffe wie z. B. Harnstoff,
Netzmittel, Dispergiermittel und Verdickungsmittel in Mengen von beispielsweise
0,1 bis 10% bezogen auf die Klotzflotte. Beispielhaft sei folgende bevorzugte
Klotzflotte genannt:
Die Flottenaufnahme beträgt im allgemeinen 50 bis 120% vom Warengewicht, die
Klotzflottentemperatur beträgt vorzugsweise 20 bis 30°C.
Mögliche Fixiervarianten sind:
- a) Kaltverweilzeiten bei einer Temperatur von 15 bis 30°C während 12 bis 24 Stunden (semikontinuierliche Arbeitsweise).
- b) Behandlung mit gestättigtem Dampf bei 100 bis 106°C, über wenige Minu ten, vorzugsweise 1 bis 3 Minuten (kontinuierliche Arbeitsweise).
- c) Trockenhitzefixierung bei 100 bis 210°C innerhalb weniger Minuten, insbe sondere 1 bis 3 Minuten (kontinuierliche Arbeitsweise).
- d) HT-Dampfbehandlung bei 150 bis 200°C, vorzugsweise während 1 bis 15, insbesondere 2 bis 8 Minuten (kontinuierliche Arbeitsweise).
Nach der Fixierung werden erheblich bessere Gebrauchsechtheiten, insbesondere
Waschechtheiten, erreicht, als mit normalen Direktfärbungen.
Erfolgt nach der Fixierphase noch eine Wäsche bei 90 bis 95°C, werden nochmals
verbesserte Waschechtheiten erzielt, die bisher nur bei Verwendung von Reaktiv
farbstoffen erreicht werden konnten.
1,0 Val eines Isocyanuratgruppen-haltigen Polyisocyanates auf Basis von 1,6-
Diisocyanatohexan (HDI) mit einem NCO-Gehalt von 21,5% und einer Viskosität
von 3.000 mPas (23°C) wurden bei Raumtemperatur unter Rühren mit 0,11 Val
eines auf Methanol gestarteten, monofunktionellen Polyethylenoxidpolyethers mit
einem mittleren Molekulargewicht von 350 versetzt und anschließend für 3 h auf
100°C erwärmt. Nach Abkühlen auf Raumtemperatur lag ein praktisch farbloses
klares Polyisocyanatgemisch vor. Der NCO-Gehalt betrug 16,0%, die Viskosität
3.050 mPas (23°C).
8 Teile des so erhaltenen Polyisocyanats wurden mit 2 Teilen Propylenglykol
diacetat verdünnt. Man erhielt eine 80%ige Lösung mit einem NCO-Gehalt von
12,8% und einer Viskosität von 510 mPa.s
20 g eines Baumwollnesselgewebes wurden mit 0,3 g des Farbstoffes (II) im
Ausziehverfahren bei 90 bis 95°C gefärbt (30 g/l Natriumsulfat, Flottenverhältnis
1 : 20, 30 Min.). Nach dem Spülen und Trocknen wurde das gefärbte Gewebe am
Foulard mit einer Klotzflotte aus
75 Teilen eines Polyisocyanats, hergestellt gemäß a)
1 Teil Netzmittel (Erkantol AS)
10 Teile Verdicker (Levalin TM) und
914 Teilen Wasser behandelt.
75 Teilen eines Polyisocyanats, hergestellt gemäß a)
1 Teil Netzmittel (Erkantol AS)
10 Teile Verdicker (Levalin TM) und
914 Teilen Wasser behandelt.
Die Flottenaufnahme betrug 85% vom Warengewicht. Anschließend wurde 15 h
bei 30°C verweilt. Danach wurde mit 90 bis 95°C heißem Wasser gespült und
getrocknet. Das so erhaltene tief schwarze Textil hatte sehr gute Echtheiten.
Analog Beispiel 1 wurden 20 g Baumwollgewebe mit 0,2 g Farbstoff der Formel
gefärbt. Das gefärbte Textil wurde gespült und getrocknet und dann mit einer
Klotzflotte aus
75 Teilen Polyisocyanat gemäß Beispiel 1 a),
100 Teilen Harnstoff und
825 Teilen Wasser
am Foulard behandelt (Flottenaufnahme 88%).
75 Teilen Polyisocyanat gemäß Beispiel 1 a),
100 Teilen Harnstoff und
825 Teilen Wasser
am Foulard behandelt (Flottenaufnahme 88%).
Das so erhaltene Textil wurde bei 120°C ca. 1 Min. getrocknet und dann 1 Min.
bei 150°C fixiert. Nach dem Spülen wurde eine brillante, gelbstichig rote Färbung
mit guten Waschechtheiten erhalten.
Analog Beispiel 2 wurden 20 g Baumwollgewebe mit 0,2 g des Farbstoffs der
Formel
gefärbt und mit einer Klotzflotte gemäß Bsp. 2 nachbehandelt. Dies ergab eine
klare blaue Färbung mit guten Gebrauchsechtheiten.
Analog Beispiel 2 wurden 20 g Baumwollgewebe mit 0,7 g des Farbstoffes (I) der
Formel
gefärbt und mit einer Klotzflotte Bsp. 2 nachbehandelt. Es wurde eine tiefe
schwarze Färbung mit gutem Echtheitsniveau erhalten.
Claims (9)
1. Verfahren zum Färben von OH- und/oder NH-Gruppen enthaltenden Fasern
mit Farbstoffen, die mindestens eine primäre oder sekundäre Aminogruppe
aufweisen, in Gegenwart von mindestens einem wasserdispergierbaren
Polyisocyanat.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern
während des Färbevorgangs oder danach mit mindestens einem
wasserdispergierbaren Polyisocyanat behandelt werden.
3. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als
wasserdispergierbare Polyisocyanate
- (I) wasserdispergierbare nichtionische Polyisocyanatgemische aus Poly isocyanaten und Polyether-modifizierten Polyisocyanaten mit cycloaliphatisch und/oder araliphatisch und/oder aliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen, die in der Hauptkette gegebenenfalls Ester- und/oder Amidgruppen enthalten,
- (II) Polyisocyanatgemische aus Polyisocyanaten und Carboxylatgruppen modifizierten Polyisocyanaten mit cycloaliphatisch und/oder ali phatisch gebundenen Isocyanatgruppen oder
- (III) wasserdispergierbare, nichtionische Polyisocyanate mit aromatisch gebundenen Isocyanatgruppen oder Gemische solcher Polyiso cyanate
eingesetzt werden.
4. Verfahren gemäß Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß als
wasserdispergierbare Polyisocyanate Polyisocyanatgemische (I) mit
- a) einer mittleren NCO-Funktionalität von 1,8 bis 4,2, bevorzugt 2,1 bis 4,2,
- b) einem Gehalt an aliphatisch und/oder cycloaliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen (berechnet als NCO, Molekulargewicht = 42) von 3,0 bis 21,5 Gew.-%, bezogen auf das Polyisocyanatgemisch (I),
- c) einem Gehalt an innerhalb von Polyetherketten angeordneten Ethylenoxideinheiten (berechnet als C₂H₄O, Molekulargewicht = 44) von 2 bis 20 Gew.-%, bezogen auf Polyisocyanatgemisch (I), wobei die Polyetherketten im statistischen Mittel 5 bis 70 Ethylenoxideinheiten aufweisen, und
- d) einem Gehalt an Estergruppen von 0 bis 300 Mol-% und einem Gehalt an Amidgruppen von 0 bis 300 Mol-%, bezogen auf die im Gemisch enthaltenen freien NCO-Gruppen
eingesetzt werden.
5. Verfahren gemäß Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die
wasserdispergierbaren Polyisocyanate in Mengen von 0,005 bis 50 Gew.-%
bezogen auf das Gewicht der zu färbenden Fasern eingesetzt werden.
6. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als
Farbstoffe solche der Formel
worin
FB für den Rest eines Farbstoffchromophors,
Z₁ für ein Brückenglied -CO-, -SO₂- oder Z₂ für ein Brückenglied wobei das Brückenglied Z₁ bzw. Z₂ jeweils an ein N-Atom in FB gebunden ist,
Y für Cl, OH, NH₂ oder einen aliphatischen oder aromatischen Aminrest, gegebenenfalls auch für X,
X für eine basische Gruppe vorzugsweise -NR²-Q-NR³R⁴, oder
einen Rest der Formel wobei die aromatischen Ringe zusätzliche Substituenten wie SO₃H, CO₂H, CH₃, C₂H₅, Cl, Br, CH₃O, C₂H₅O aufweisen können,
Q für lineares oder verzweigtes C₂-C₆-Alkylen,
R² für Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl,
R³ und R⁴ unabhängig voneinander für Wasserstoff, unsubstituiertes C₁-C₆- Alkyl, durch Hydroxy oder Cyano substituiertes C₂-C₆-Alkyl, Phenyl-C₁-C₃-alkyl, dessen Phenylrest durch bis zu drei Substituenten aus der Reihe Chlor, C₁-C₄-Alkyl und C₁-C₄-Alkoxy substituiert sein kann, unsubstituiertes oder durch bis zu drei C₁-C₄- Alkylgruppen substituiertes C₅-C₆-Cycloalkyl stehen, oder
R³ und R⁴ zusammen mit dem an sie gebundenen N-Atom einen 5- oder 6- gliedrigen, gegebenenfalls ein weiteres Heteroatom aus der Reihe O, N, S einschließenden gesättigten Ring bilden,
m für eine ganze Zahl von 1 bis 4,
n für 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 4 und
p für 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 3 steht,
wobei bezüglich der Anzahl vorhandener basischer Gruppen X die Bedingungenn + 2p < m + 1 und n + p ≠ 0gelten,
die als inneres Salz vorliegen können, eingesetzt werden.
FB für den Rest eines Farbstoffchromophors,
Z₁ für ein Brückenglied -CO-, -SO₂- oder Z₂ für ein Brückenglied wobei das Brückenglied Z₁ bzw. Z₂ jeweils an ein N-Atom in FB gebunden ist,
Y für Cl, OH, NH₂ oder einen aliphatischen oder aromatischen Aminrest, gegebenenfalls auch für X,
X für eine basische Gruppe vorzugsweise -NR²-Q-NR³R⁴, oder
einen Rest der Formel wobei die aromatischen Ringe zusätzliche Substituenten wie SO₃H, CO₂H, CH₃, C₂H₅, Cl, Br, CH₃O, C₂H₅O aufweisen können,
Q für lineares oder verzweigtes C₂-C₆-Alkylen,
R² für Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl,
R³ und R⁴ unabhängig voneinander für Wasserstoff, unsubstituiertes C₁-C₆- Alkyl, durch Hydroxy oder Cyano substituiertes C₂-C₆-Alkyl, Phenyl-C₁-C₃-alkyl, dessen Phenylrest durch bis zu drei Substituenten aus der Reihe Chlor, C₁-C₄-Alkyl und C₁-C₄-Alkoxy substituiert sein kann, unsubstituiertes oder durch bis zu drei C₁-C₄- Alkylgruppen substituiertes C₅-C₆-Cycloalkyl stehen, oder
R³ und R⁴ zusammen mit dem an sie gebundenen N-Atom einen 5- oder 6- gliedrigen, gegebenenfalls ein weiteres Heteroatom aus der Reihe O, N, S einschließenden gesättigten Ring bilden,
m für eine ganze Zahl von 1 bis 4,
n für 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 4 und
p für 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 3 steht,
wobei bezüglich der Anzahl vorhandener basischer Gruppen X die Bedingungenn + 2p < m + 1 und n + p ≠ 0gelten,
die als inneres Salz vorliegen können, eingesetzt werden.
7. Verfahren gemäß Ansprüchen l bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es sich
bei den zu färbenden Fasern um solche aus Cellulose, Wolle oder deren
Mischungen oder um beliebige Mischungen der genannten Faserarten mit
Polyamid oder Polyester handelt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996115898 DE19615898A1 (de) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | Färbeverfahren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996115898 DE19615898A1 (de) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | Färbeverfahren |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19615898A1 true DE19615898A1 (de) | 1997-10-23 |
Family
ID=7792023
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996115898 Withdrawn DE19615898A1 (de) | 1996-04-22 | 1996-04-22 | Färbeverfahren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19615898A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999050326A1 (en) * | 1998-03-31 | 1999-10-07 | Avecia Limited | Coloured polyurethanes |
WO1999050361A1 (en) * | 1998-03-31 | 1999-10-07 | Avecia Limited | Coloured polyurethanes |
-
1996
- 1996-04-22 DE DE1996115898 patent/DE19615898A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999050326A1 (en) * | 1998-03-31 | 1999-10-07 | Avecia Limited | Coloured polyurethanes |
WO1999050361A1 (en) * | 1998-03-31 | 1999-10-07 | Avecia Limited | Coloured polyurethanes |
US6632858B1 (en) | 1998-03-31 | 2003-10-14 | Avecia Limited | Colored polyurethanes |
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