DE2338151A1 - Farbstoffe und deren verwendung - Google Patents
Farbstoffe und deren verwendungInfo
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Description
ν. 23.Mai 1973 in USA Serial No.: 363 285
Die Erfindung betrifft bis-kationische Farbstoffe und deren
Verwendung zur Anfärbung von Fasern oder Fäden. Spezieller betrifft die Erfindung basische/ bis-kationische Farbstoffe
und deren Verwendung zum Anfärben kationisch anfärbbarer Fasern oder Fäden.
Bis-kationische Farbstoffe sind an sich nicht neu, wie sich aus der USA-Patentschrift 3 649 162 ergibt. Bisher wurden
jedoch bis-kationische Farbstoffe aus einem einzelnen Chromophor oder einer einzelnen farbgebenden Komponente aufgebaut,
welche zwei positiv geladene Stickstoffatome enthielt.
409808/10S3 " 2 '
Obwohl solche Farbstoffe für bestimmte Typen synthetischer Fasern oder Fäden geeignet sind, sind sie nicht geeignet
für alle kationisch anfärbbaren Fasern, besonders nicht für Nylon-6. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher,
bis-kationische Farbstoffe herzustellen, die in ihrer Anwendbarkeit
nicht wie jene nach dem Stand der Technik beschränkt sind.
Bei der Auswahl eines Farbstoffes für die Verwendung mit
einer basisch anfärbbaren Faser muß man verschiedene Eigenschaften berücksichtigen. So muß der Farbstoff von der Faser
angenommen werden und sollte einen hohen Grad an "Echtheit" besitzen. Unter dem Begriff "Echtheit" versteht man, daß der
Farbstoff bei den Bedingungen, denen die gefärbte Faser ausgesetzt wird, nicht oder so wenig wie möglich angegriffen
wird. Beispielsweise sollte ein eingefärbtes Nylon-Teppichgarn seine Farbe behalten, auch wenn es Licht oder Ozon ausgesetzt
wird oder mit Detergentien gewaschen wird usw. Um mehrfarbige Effekte zu bekommen, wenn die Faser in einem
Gewebe zusammen mit sauer anfärbbaren Fasern vorhanden ist, sollte die basisch anfärbbare Faser auch gute "Zurückhaltung"
zeigen, d.h. den sauren Farbstoff nicht annehmen und nicht von ihm befleckt werden.
Es wird angenommen, daß die Mobilität des Farbstoffmoleküls in dem Faserpolymer, wie beispielsweise in Nylon-6, Nylon-66,
einem Polyester oder einem Acrylpolymer usw., eine große Wirkung auf die Echtheit des Farbstoffes besitzt. Wenn der
Farbstoff zu der Oberfläche wandert, wird er empfänglicher
409808/1053 - 3 -
gegenüber dem Angriff durch Licht, Ozon und Waschen. Besonders Ozon zerstört die meisten Farbstoffe, da, wie allgemein
angenommen wird. Ozon Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppenbindungen
angreift. Da viele Farbstoffe solche Bindungen enthalten, ist jegliche Wanderung derselben zu der Oberfläche
der Faser offenbar unerwünscht, da dadurch die Empfindlichkeit gegenüber Ozon erhöht wird.
Es wurde in einer Dissertation von Lebensaft an der Universität von North Carolina in Greensboro im Mai 1970 vorgeschlagen,
Ananloge zu Disperse Blue 3 mit höherem Molekulargewicht herzustellen, um die Therorie zu überprüfen, daß
die Ozonverblassungsgeschwindigkeit bei Nylon eher in Beziehung zu der Feuchtbeständxgkeit steht als die eigentliche
Beständigkeit zu der Oxydation des Farbstoffes. Es ist aber keine Veröffentlichung auf diesem Gebiet bekannt.
In der Tat würde der Fachmann auf dem Farbstoffgebiet erwarten, daß eine Vergrößerung des Farbstoffmoleküls zu bestimmten
Nachteilen führt. Hauptsächlich wäre zu erwarten, daß ein größeres Molekül zu einer Ansammlung des Farbstoffes
auf der Oberflüche der Faser führt, da das größere Molekül nicht in der Lage ist, in die molekularen Verwirrungen des
Faserpolyiners einzudringen. Dies würde natürlich die Lichtechtheit,
Ozonechtheit und Wasserbeständigkeit herabsetzen. Außerdem wäre zu erwarten, daß ein größeres Farbstoffmolekül
zu einer schlechten Abfärbebeständigkeit führt.
Nach der vorliegenden Erfindung bekommt man einen bis-
kationischen Farbstoff aus zwei basischen Farbstoffresten,
409808/1053 -4-
von denen jeder ein quaternäres Stickstoffatom enthält. Die
beiden basischen Farbstoffreste sind mit Hilfe einer zweibindigen
organischen Gruppe miteinander verbunden, die frei von sauren und wasserlöslich .machenden Gruppen ist. Wenigstens
zwei der Wertigkeiten der guaternären Stickstoffatome
sind durch niedermolekulare Alkylgruppen oder Phenylgruppen abgesättigt, wobei, wenn die zweibindige organische Gruppe
über ein quaternäres Stickstoffatom mit einem Farbstoffrest
verbunden ist, der Stickstoff in der Form eines Gliedes eines heterocyclischen Ringes vorliegen kann.
Obwohl die Farbstoffe nach der Erfindung ein höheres Molekulargewicht
und eine größere Molekülstruktur als die meisten handelsüblichen Farbstoffe besitzen, zeigen sie überraschenderweise
beim Aufbringen auf eine Faser ausgezeichnete Eigenschaften, wie Echtheit und "Zurückhaltung", was zeigt, daß
das größere Farbstoffmolekül tatsächlich in das Faserpolymer eindringt. Es wird angenommen, daß die Anwesenheit von zwei
positiv geladenen Stickstoffatomen plus die große Molekülstruktur die Mobilität des Farbstoffmoleküls vermindert
und so eine Wanderung zu der Faseroberfläche verhindert.
Die basischen Farbstoffreste können gleich oder verschieden
sein. Jeder enthält ein Chromophor beziehungsweise eine farbgebende
Komponente. Somit ist es möglich, durch Kupplung unterschiedlicher Farbstoffreste verschiedene Farbtöne zu
erhalten. Beispielsweise führt die Kupplung eines blauen Farbstoffes mit einem gelben Farbstoff zu einem grünen Farbstoff,
und die Kupplung eines roten mit einem gelben Farb-
4 09808/1053 -5-
stoff· zu einem orangen Farbstoff usw.
Bei der bevorzugten Methode zur Herstellung der bis-kationischen
Farbstoffe nach der Erfindung wird ein basischer Farbstoff mit einem daran hängenden Aminosubstituenten mit einem
bis-quaternisierenden Mittel/ wie Butylendichlorid, umgesetzt. Um einen gekuppelten bis-kationischen Farbstoff bzw. ein-~
"Dimer" zu erhalten, sollte das Molverhältnis von Farbstoff zu quaternisierendem Mittel etwa 2:1 betragen. Bei einer
anderen Methode wird ein Farbstoff mit einer daran hängenden quaternisierenden Gruppe, wie beispielsweise der Gruppe
-CH2Cl, mit einem bis-tertiären Diamin, wie beispielsweise
Tetramethylbutylendiamin, umgesetzt. Bei beiden Verfahren ist das Ergebnis das gleiche, d.h. ein bis-kationischer Farbstoff.
Außerdem können die Farbstoffmoleküle auch zuerst gekuppelt und danach nach bekannten Methoden quaternisiert
werden.
Die bei der Herstellung der bis-kationischen Farbstoffe nach
der Erfindung brauchbaren basischen Farbstoffe sind beispielsweise
alle jene basifechen Farbstoffe, die bekanntermaßen unter diese Therminologie fallen. Beispiele bekannter basischer
Farbstoffe sind Thiazole, Imine, Acridine, Methine, Cyamine, Azofarbstoffe, Nitrofarbstoffe, Chinoline, Azomethine,
Benzimidazole, Xanthine, Azine, Arylmethane, Oxazine, Thiazine, Phthalocyanine und Anthrachinone. Die Anerkennung solcher
Verbindungen als basische Farbstoffe ergibt sich aus ihrer Aufstellung in dem Colour Index, dritte Auflage, Band I
409808/1053
Wenn die bis-kationischen Farbstoffe nach der Erfindung über der): quaternären Stickstoff gekuppelt werden, können
sie durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben werden:
R1
1 j
D - N - Q - N - D.l R2 - R5
worin D und D einbindige basische Farbstoffgruppen bedeuten,
R-, R-, R. und Rc niedermolekulare (1 bis 4 Kohlenstoffatome)
Alkylgruppen, niedermolekulare Hydroxyalkylgruppen oder
Phenylreste bedeuten, Q eine zweibindige organische Gruppe mit bis zu 25 Kohlenstoffatomen und A ein Anion ist. Im Falle
eines bis-kationischen Farbstoffes, der durch ein Diamin in der Form eines gesättigten oder ungesättigten Heterocyclus
gekuppelt ist, hätte der Farbstoff die folgende allgemeine Formel:
©χ
«ν
D-N N- D1
R9 R8 ■_■_- -:-l
worin D, D und A wie oben definiert sind und R7 und Rg
niedermolekulare Alkylgruppen, Phenylreste oder eine Valenzbindung
zu dem benachbarten Kohlenstoffatom an dem Ring bedeuten.
- 7 -
409808/1053
Die bis-kationischen Farbstoffe nach der Erfindung, die nicht über das quaternäre Stickstoffatom gekuppelt sind,
besitzen die allgemeine Formel
~ RiU
r__n'- D - Q - D1 - N - R6 ' , . .2A
1 · *
worin D, D , Q, R1, R-, R4, R5 und A wie oben definiert
sind und R3 und Rg niedermolekulare Alkylgruppen oder
Phenylreste bedeuten.
Die bei der Herstellung der Farbstoffe nach der Erfindung verwendeten Kupplungsmittel werden auf der Grundlage ihrer
Fähigkeit ausgewählt, mit den basischen Farbstoffen, die gekuppelt werden sollen, zu reagieren, und sie sollen keine
Substituenten haben, die das erwünschte Ergebnis stören würden, d.h. die Substituenten dürfen nicht mit einem der
Farbstoffreste in der Weise reagieren, daß sie deren Funktion beeinträchtigen. Wenn die Farbstoffe nach der Erfindung
durch Kupplung der Farbstoffreste über das Stickstoffatom hergestellt werden, sollte das Kupplungsmittel ein bisquaternisierendes
Mittel sein, d.h. dieses Mittel sollte beide Stickstoffatome quaternisieren. Brauchbare bis-quaternisierende
Mittel können durch die folgenden Formeln wiedergegeben werden:
(I) A(CH2)x-G-(CH2)y-A, und
(II) A2 CHY - 8 -
409808/105 3
worin A wie oben definiert ist, χ und y ganze Zahlen von 1 bis IO bedeuten, G Sauerstoff, Schwefel,
-CH=CH, 0 , 0 , H „C- -S- -N-
0 j
Alkylen, Arylen, Aralkylen 'oder Alkarylen bedeutet, wobei
nicht mehr als 25 Kohlenstoffatome die Anionen in der Formel
(I) voneinander trennen, und Y eine Alkylgruppe, Arylgruppe,
Aralkylgruppe oder Alkarylgruppe mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen bedeutet. G und Y sollten frei von sauren und wasserlöslichmachenden
Gruppen sein. Wie bekannt ist/ hängt das spezielle Anion von dem verwendeten bis-quaternisierenden
Mittel ab. Beispiele von Anionen sind Chlorid-, Bromid-, Jodid-, Alky!sulfat-, wie Methylsulfat- und Äthylsulfat-,
sowie andere bekannte Anionen. Zur Vereinfachung der Darstellung werden nachfolgend die Kupplungsmittel als die
Dichlorverbindungen b-eispielhalber dargestellt. Es sei jedoch
darauf hingewiesen, daß dies nur beispielhalber erfolgt und daß andere Anionen in gleicher Weise wirksam sind. Beispiele
von Kupplungsmitteln, die unter die Formel (I) fallen, sind folgende:
1. Wenn G Sauerstoff ist:
^, °\'-Dichlordimethyläther,
tf. , (λ '-Dichlordiäthyläther, θΊ ι <i '-Dichlordipropylather ,
(X ι ^h ' ~°i chlorine thy la thy lather,
C^ , Ο*\ '-Dichlordihexyläther und dergleichen.
s — 9 —
409808/1053
2. Wenn G Schwefel ist:
Die gleichen Verbindungen wie unter 1., jedoch mit der Ausnahme,
daß die Verbindungen die entsprechenden Thioäther sind.
3. Wenn G O=S=O ist:
cK r <Λ •-Dichlordimethylsulfon,
<f\ , d\ '-Dichlordiäthylsulfon,
d\ , &\ '-Dichlormethylpropylsulfon,
φ , \K '-Dichlordibutylsulfon und dergleichen.
4. Wenn G -CH=CH- ist: " .
1,4-Dichlor-2-buten,
1,5-Dichlor-2-penten, 1,5-Dichlor-3-hexen,
!,lO-Dichlor-S-decen-und dergleichen.
5. Wenn G C=O ist:
1,3-Dichlorpropan-2-on,
1,V-Dichlorheptan-S-on,
l,5-Dichlorpentan-4-on und dergleichen,
6. Wenn G -NH- ist:
Di-(chlormethyl)-amin, Di-(chloräthyl)-amin,
Di-(chlorpropyl)-amin, Chlormethylchlorpropylamin und dergleichen.
409808/1053
7. Wenn G Alkylen, Arylen, Aralkylen oder-Alkarylen ist:
1,2-Äthylendichlorid,
1,3-Propylendichlorid,
1,5-Pentylendichlorid, 1,5-Hexylendichlorid,
1,10-Decylendichlorid,
*^ , (^ '-DichlorEthylbenzol,
ά , oC '-Xylylendichlorid,
CK , V^ ' -Chloräthyl-p-chlormethylbenzol,
Di-( <* -toluolchlorid),
1,5-Dichloräthylnaphthalin,
PfP'-Diphenylmethandimethylchlorid und dergleichen.
Beispiele von Kupplungsmittein innerhalb der Formel II
sind folgende:
1,1-Dichloräthan,
1,1-Dichlorbutan,
l-Dichlor-3-penten, 0^ , 0^ -Di chlor toluol,
<λ ,«λ'-Di chlor xylol,
l,l-Dichlor-4-pheny!buten und dergleichen.
In jenen Fällen, wo die bis-kationischen Farbstoffe nach der Erfindung durch Umsetzung zweier basischer Farbstoffreste
hergestellt werden, von denen jeder als Substituenten ein Quaternisierungsmittel, wie beispielsweise die Gruppe
-CH2A, enthält, ist das Kupplungsmittel ein Diami.n der
allgemeinen Formel
- 11 409808/1063
R1 - R1,
N-G-N
R2
worin R. , R2 , R4/ R5 und G wie oben definiert sind
Die bis-kationischen Farbstoffe nach der Erfindung können in der Weise hergestellt werden, daß man zwei basiaäie Farbstoffreste,
die gleich oder verschieden sein können, mit dem Kupplungsmittel in einem Lösungsmittelmedium kuppelt
und quaternisiert. Geeignete Lösungsmittel, die erwähnt werden können, sind aromatische flüssige Kohlenwasserstoffe,
wie Benzol und Toluol, die niedermolekularen Alkohole, wie Äthanol, Butanol und Propanol, und dergleichen. Lösungsmitte lgemis ehe können ebenfalls verwendet v/erden und sind .
in einigen Fällen bevorzugt.-Um die besten Ergebnisse zu bekommen, sollten die Lösungsmittel nach ihrer Fähigkeit,
die basischen Farbstoffreste zu lösen und den gekuppelte!.,
bis-kationische"1 Farbstoff auszufällen, ausgewählt werden.
Gewöhnlich werden die Farbstoffkomponenten in dem Lösungsmittel gelöst. Das Kupplungsmittel wird unter Rühren und
unter mildein Erhitzen zugesetzt. Danach wird das Lösungsmittel gewöhnlich durch Verdampfen entfernt und hinterläßt den ausgefällten
bis-kationischen Farbstoff. In üblicher Weise wird der ausgefällte Farbstoff dann ir.it Vorteil mit einem Lösungsmittel
für die ungekuppelten Materialien gewaschen und dann getrocknet.
- 12 -
409808/1053 ;
Bevorzugte Farbstoffe nach der vorliegenden Erfindung sind bis-kationischeAnthrachinone. Diese Farbstoffe sind allgemein
blau, zeigen ausgezeichnete Ozonbeständigkeit und können durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben werden:
N-
R:
,2AT
worin Q, A, R- und R2 wie oben definiert sind, Rg jeweils
ein Wasserstoffatom oder eine niedermolekulare (1-4 Kohlenstoff
atome) Alkylgruppe, R_ jeweils ein Halogenatom, eine
Hydroxylgruppe oder eine niedermolekulare Alkylgruppe, Rg
ein Wasserstoffatom, Halogenatom, eine Hydroxylgruppe oder niedermolekulare Alkylgruppe bedeutet, r eine ganze Zahl von
0 bis 4 ist und Rg eine Alkylengruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen
oder einen Phenylenrest bedeutet. Stärker bevorzugt bedeutet Q eine der folgenden Gruppen:
- 13 -
40 9 808/1053
(CH2).
H C
(CH2 ^tCH=CH tt CH2 )y ;
Besonders bevorzugte bis-kationische Farbstoffe nach der
Erfindung sind jene mit den Formeln
.2A
.2A
-CH2
409808/1053
Die am meisten bevorzugten anthrachinonfarbstoffe nach der Erfindung sind jene, in denen R^ in den obigen Formeln
Brom bedeutet.
Die bis-kationischen Azofarbstoffe nach der Erfindung können
durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben werden:
worin R1, Rn, R.,, R^, RQ, Q, η und A wie oben definiert sind.
JZoJo
Bis-kationische Farbstoffe der Chinophthalonreihe, die nach
der Erfindung hergestellt werden, können durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben werden:
C-N-
.2A
409808/1053
worin R,, R_ sind.
R.,, Rg/ Q, η und A wie oben definiert
Wie oben angegeben, können die bis-kationischen Farbstoffe nach der Erfindung in einem weiten Bereich von Farben und
Farbtönungen hergestellt werden. Ein Grund für diese Flexibilität liegt in der Tatsache, daß unterschiedlich gefärbte
Farbstoffreste miteinander gekuppelt oder verbunden werden. Beispielsweise kann ein blauer Farbstoffrest mit einem gelben
Farbstoffrest unter Bildung eines grünen bis-kationischen Farbstoffes gekuppelt werden, der beispielsweise die folgende
Formel besitzt:
.2Cl
(GH3)2 (CH3)2
0 NH- (CH2) 3-H-CH2O-CH2-N- (CH2) 3-HH-OC
In gleicher Weise können rote und gelbe Farbstoffreste
unter Bildung eines orange-farbigen Farbstoffes, rote und blaue Farbstoffreste unter Bildung eines violetten Farbstoffes,
rote und orange-farbige Farbstoffreste unter Bildung
- 16 4 098.0 87 1 0 5 3;
2333151
eines scharlach-roten Farbstoffes usw. gekuppelt werden.
So liegt zusätzlich zu den oben dargelegten vorteilhaften Eigenschaften der bis-kationischen Farbstoffe ein weiterer
überraschender Vorteil in deren breitem Bereich von Farben und Farbtönungen.
Beispiele der bis-kationischen Farbstoffe nach der Erfindung sind folgende:
409808/1053
2333151
O CVJ
CVl
O —
=
CV!
= ο
ο —
- 18 -
409808/1053
Ή ο
CM
O—
ο | |
CU | I |
Ό- | |
ο —
409808/1053 ORIGINAL INSPECTED
O CM
cn
OJ
O rr
Ol
H O CVJ
409808/ 1053
2ο -
'rH
'r-l CV
- 21 -
A09808/1053
233
[8151
CM
m ίΰ ο
•=r O CO
CM
'ι-? ϋ <M
cn | O |
t | |
ο— | ■2: |
!Γ* | •=t |
CC | SC |
CVJ | CM |
O | O |
\ | / |
CVJ
409808/1053
Die folgenden Beispiele dienen lediglich der Erläuterung, um dem Fachmann Beispiele für die bevorzugten Farbstoffe
nach1 der Erfindung zu geben. Es sei jedoch festgestellt,
daß auch andere Farbstoffe innerhalb des Erfindungsgedankens
in gleicher Weise hergestellt werden können.
Die ernsthaftestesten Ozonausbleichprobleme treten bei blauen kationischen und dispersen Farbstoffen auf einer
Nylonfaser mit einer relativ offenen Kristallstruktur auf. Somit sind die bevorzugten Farbstoffe jene, die dieses Problem
überwinden. Vier der Farbstoffe, die dieses Ozonausbleichen von Nylonfasern in Teppichen und anderen Textilien
beseitigen, leiten sich von den Vorläufern bekannter blauer Farbstoff-Monomere" her, die mit Hilfe von zwei bevorzugten
bis-quaternisierenden Mitteln miteinander gekuppelt werden und so die neuen bis-kationischen gekuppelten Verbindungen
oder "Dimere" nach der Erfindung bilden. Die bekannten blauen Farbstoffvorlaufer sind die gleichen Vorläufer, die
zur Herstellung von Nabor Blue B (Color Index Basic Blue 21) und Nabor Blue 2 G (Color Index Basic Blue 22) verwendet
werden.
Eine Lösung von 34 g (0,1 Mol) 4-(N1 ,N1-Dimethylaminopropyl) ■
amino-1-methylaminoanthrachinon (Nabor Blue 2 G) in 350 ml
eines Gemisches von Toluol und Butanol (25 : 75) wird auf etwa 50°C erhitzt. Zu dieser Lösung gibt man 8,8 g (O,O5 Mol)
G\ , <k '-Dichlorxylol. Das Gemisch wird zwei Stunden bei
bis 65°C gerührt und die Temperatur dann auf 95 bis 1000C ge-
40980 87 1053 -23-
_ Tl _
ι-. J
steigert und über Nacht auf dieser Höhe gehalten. Es bildet sich ein Niederschlag, der abfiltriert, mit 100 ml des
Gemisches von Toluol und Butanol gewaschen und getrocknet wird. Durch Analyse ergab sich für das Produkt folgende
Strukturformel:
Nil. CH
B3C-NE
NH(CH2)O-N-CH2-/ VcH2-N-(CH2) 3
(?) ^S Θ
.2Cl
Das Verfahren des Beispiels 1 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß 40 g (0,01 Mol) l-Amirio^-brom^- (3-N1 ,N' dimethylaminopropyl-l-aminoanthrachinon
(IJabor Blue B-Vorläufer)
an Stelle des Nabor Blue 2 G-Vorläufers verwendet
wurde. Das ausgefällte Produkt besaß die folgende Strukturformel·
:
.2Cl
- 24 -
AO9808710 53
Das Verfahren des Beispiels 2 wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß 6,2 g (0,05 Mol) l,4-Dichlorbuten-2- an Stelle
des CA , ^A '-Dichlorxylols verwendet wurden. Das ausgefällte
Produkt besaß die folgende Strukturformel:
0 MH2 NH2 0
2Cl (CH3)2 (CII3) 2
HH- (CH2) 3H-CH2-GH=CJi-CH2-M-TCH2 ) 3-NII 0
Bewertung der angefärbten Fasern
Vier gekuppelte Verbindungen oder "Diinere" von Nabor Blue B
und Nabor Blue 2 G wurden nach der obigen Methode für eine Bewertung durch Anfärben von Fasern und Testen der angefärbten
Fasern hergestellt. Die Ergebnisse und Schlußfolgerungen dieser Bewertungen sind nachfolgend zusammengestellt.
PXDC ist p-Xyloldichlorid, und DCB ist 1,4-Dichlorbuten-2.
Das Nabor-Blue-B-"Dimer" wurde mit PXDC gekuppelt.
Das Nabor-Blue-2 G-"Dimer" wurde mit DCB und mit PXDC gekuppelt.
Ein viertes "Dimer" war eine gereinigte Form des PXDC-Blue-2 G-"Dimers".
40S808/1QS3
Anfärbeverfahren für das Testen
Eine Laboratoriumsfärbemaschine (Ahiba) wurde verwendet,
um die Farbstoffe auf kationisch anfärbbaren (sulfansäuremodifizierten)
Nylon-6- und Nylon-6,6-Garnen in der Form
gestrickter Ärmel zu bewerten. Die Ärmel wurden vor dem Testen bei 132°C (2700F) ijn Autoklaven behandelt. Die Farbstoffe
wurden mit Dextrin stabilisiert oder gestreckt. Das Färbebad enthielt außer 0,25 bis 1 %, bezogen auf das Gewebegewicht,
des Farbstoffes die folgenden Bestandteile, ebenfalls in Prozentsätzen, bezogen auf das Gewebegewicht:
1 % Mononatriumphosphat 1,5 & Dinatriumphosphat,
um auf pH 7 einzustellen,
1 % aliphatisches Estersulfat (Millraaster' Onyx)
als Farbstoffhilfsmittel (Verlaufmittel),
1 % Chemcogen 132 (Chemical Processing of Georgia) als einer Mischauäfällung entgegenwirkendes Mittel und Färbehilfsmittel
(um ein konkurrierendes Anfärben mit sauren Farbstoffen
zu simulieren).
Das Verhältnis von Flüssigkeit zu Ware betrug 40:1. Die Badtemperatur
begann bei Raumtemperatur und stieg um 1,7°C (3QF) je Minute bis auf 96 bis 99°C und wurde 1 Stunde auf
dieser Temperatur gehalten. Die Proben wurden dann herausgenommen und mit klarem, kaltem Wasser gespült.
- 26 -
409808/1063
Nabor-Blue-2G-Dimere
a. Allgemeine Anfärbeeigenschaften
Es gab einen sehr kleinen Unterschied in den allgemeinen Anfärbeeigenschaften der drei oben beschriebenen Dimere.
Das gereinigte PXDC-Dimer erfordert keinen zusätzlichen Farbstoff, um eine Tönungstiefe äquivalent der des ursprünglichen
Farbstoffes zu erreichen. Die unreinen PXDC- und DCB-Dimere erforderten etwa IO % zusätzlichen
Farbstoffes.
b. Ozonausbieichung
Reinigung des PXDC-Dimers verbesserte die Ozonbeständigkeit
wesentlich (VAF 43,8 statt 27,1).
Die Beständigkeit des DCB-Dimers ist etwa schlechter als
die von unreinem PXDC-Dimer (VAF 24,9 statt 27,1).
c. Verlaufeigenschaften
Es gibt keinen Unterschied zwischen den Dimereigenschaften,
wie oben beschrieben wurde.
d. Kreuzungspunkt-Anfärbung
Gereinigte Farbstoffe haben bessere Färbeeigenschaften als das unreine Dimer.
e. Lichtechtheit
Das gereinigte PXDC-Dimer hat etwas bessere Lichtechtheit als der ursprüngliche Farbstoff. Das DCB-Dimer und das unreine
PXDC-Dimer haben eine Lichtechtheit, die der des
4098.08/1053 ! - 27 -
ursprünglichen Farbstoffes äquivalent ist. 2338151
f. Abfärben
Nicht feststellbar.
9· Waschbeständigkeit
Alle Dimere sind wesentlich besser als der ursprüngliche Farbstoff. Das gereinigte PXDC-Dimer ist etwas besser als
das unreine PXDC-Dimer. Das DCB-Dimer ist etwas schlechter als das gereinigte PXDC-Dimer.
Blue-B-Dimer
(1) Allgemeine Anfärbeeigenschaften
Der Aufbrauch ist gering, und etwa 15 % zusätzlicher Farbstoff sind erforderlich für eine äquivalente Farbtiefe,
wie bei dem ursprünglichen Farbstoff. Die Färbung dieses Dimers ist etwas röter als die des ursprünglichen
Farbstoffes. Zugabe von Verlaufmitteln verursacht eine Farbveränderung des Farbstoffes in dem Bad. Die Farbe ist
jedoch normal, wenn sie auf der Faser sorbiert wird.
(2) Ozonbeständigkeit
Diese ist ausgezeichnet im Vergleich mit dem ursprünglichen Farbstoff und die beste der bisher getesteten Dimeren.
Verlängerter Ausbleichfaktor (VAF)-26>0.
— /o —
409808/1053
. 28 -
(3) Verlaufeigenschaften
Diese sind sehr schlecht bei dem Überführungstest, doch
kann man annehmbare Verlauffärbungen wegen geringer
Erschöpfungsgeschwindigkeit erhalten.
(4) Kreuzpunktanfärbung
Diese ist ausgezeichnet, die beste aller bisher getesteten Dimere.
(5) Lichtechtheit
Wesentlich besser als beim ursprünglichen Farbstoff.
(6) Abfärben
Nicht feststellbar.
(7) Waschbeständigkeit
Wesentlich verbessert.
Definition des verlängerten Ausbleichfaktors (VAF)
Das Ausbleichen von Proben, die mit experimentellen Farbstoffen angefärbt waren, erfolgte während längerer Zeiten in
dem Atlas-Gas-Fadeoitieter. Die Bedingungen waren 4O C, 9O %
relative Feuchtigkeit und 20 pphm Ozon. Die Versuchszeitbegrenzung
lag bei 72 Stunden (praktisch äquivalent 12 mittleren Monaten in Süd-Florida unter den bestimmten Testbedingungen)
. Für jeden experimentellen Farbstoff wurde im Vergleich mit dem ursprünglichen Farbstoff der Ausbleichgrad
gegen die Zeit aufgetragen. Die Kurve für jeden experimentel-
409808/1053
len Farbstoff wurde bis zu dem Ausbleichwert des
liehen Farbstoffes bei 5 Stunden verlängert und die Zeit von der Kurve abgelesen. Der VAF ist daher das Vielfache des
verlängerten Zeitraumes für- den experimentellen Farbstoff, um den Ausbleichwert des betreffenden ursprünglichen Farbstoffes
bei 5 Stunden zu erreichen.
Definition von/ X 1E, des Farbunterschiedes
Ζ_ΛE ist ein Maß für die Farbveränderung, wobei ein kleineres
/ \ E ein geringes Ausbleichen bedeutet.
Farbunterschied
Δε = \S{Al)2.+ (Aa)2 + (Ab)2
worin
L = L-i — L_
Δ a = a, - ao Δ b = b - b ist.
L, a und b sind die Ablesungen auf dem Hunterlab Color
Difference Meter. L ist eine 100-0-Ablesung der Messung
von weiß bis schwarz, a ist die Messung von rot, wenn der Wert + ist, und von grau, wenn er 0 ist, und von grün, wenn
er - ist. d mißt gelb, wenn es + ist, grau, wenn es 0 ist, und blau, wenn es - ist.
Das Hunterlab Calor Difference Meter mißt die Farbe, wie sie
bei durchschnittlichem Tageslicht gesehen wird, in ähnlicher
- 3o 409808/1053
Weise, in der das menschliche Auge auf die Farbsimufterung
reagiert. Experimente zeigten, daß das Auge sich an jede Farbe mit einer Kombination von drei "primären" gefärbten
Lichtern anpassen kann, so daß jede Farbe durch eine dreidimensionale
Identifizierung spezifiziert werden kann. Das Color-Difference Meter mißt das Licht, das von einer Probe
dirch Filter reflektiert wird, die den drei "primären" Lichtern entsprechen. Die gemachten Messungen sprechen daher
von der Art und Weise, in der das durchschnittliche menschliche Auge auf Licht reagiert, und diese Reaktionen sind in
CIE-"Standard Observer" aufgeführt. Der "Standard Observer" ist eine Tabelle von Werten, die sich aus Experimenten mit
menschlichen Beobachtern herleiten und wurde 1931 von der International Commission on Illumination (ICI) für die Verwendung
empfohlen.
409808/1053
Atlas-Ozonausbleichung j
. j
(20 pphm Ozon - 40°C - 90 % relative Feuchtigkeit |
kationisch anfärbbares (säuremodifiziertes) Nylon 6
Δ* Α* Δ>
blauer Farbstoff** / \E / \E /\e bei 132°C im Autoklaven behandelt.
5 Stunden IO Stunden 20 Stunden j
Nabor-Blue-B (Blue 21) |
9,3 | 17,9 | 30,1 |
Blue-B-Dimer r(PXDC) | 1,2 | 1,8 | 3,1 |
Blue-2G-Dimer (PXDC-unrein) |
2,5 | 4,1 | 5,7 |
Blue-2G-Dimer (PXDC-gereinigt) |
1,8 | 2,7 | 5,O |
Blue-2G-Dimer (DCB-gereinigt) |
3,2 | 4,6 | 6,3 |
in Grüntönung - die Konzentration des blauen Farbstoffes
war so eingestellt, daß sie eine Tönungstiefe ergab,
die einer Anfärbung mit Astrazon-Blue-3RL äquivalent
war.
die einer Anfärbung mit Astrazon-Blue-3RL äquivalent
war.
409808/1053
(20 pphm Ozon
40 C - 90 % relative Feuchtigkeit
kationisch anfärbbares (säuremodifiziertes) Nylon 6,6
blauer Farbstoff / \ E
5 Stunden
Δ β-
10 Stunden 20 Stunden
Nabor-Blue-B (Blue 21) |
2,2 | 3,8 | 6,2 |
Blue-B-Dimer (PXDC) | 0,7 | 0,6 | 1,2 |
Nabor-Blue-2G (Blue 22) |
3,5 | 5,4 | 8,2 i |
Blue-2G-Dimer (PXDC-unrein) |
1/3 | 1/9 | 2/4 |
Blue-2G-Dimer (PXDC-gereinigt) |
0,6 | 1,6 | 0,7 |
Blue-2G-Dimer (DCB-gereinigt) |
0,9 | 1/0 | 1/1 |
* bei 132°C im Autoklaven behandelt.
in Grüntönung - die Konzentration des blauen Farbstoffes
war so eingestellt, daß sie eine Tönungstiefe ergab,
die einer Änfärbung mit Astrazon-3lue-3RL äquivalent
war.
- 33 -
409808/ 1053
(20 pphm Ozon
Tabelle III Atlas-Qzonausbleichung
% relative Feuchtigkeit
40°C
kationisch anfärbbares feäuremodifiziertes) Nylon 6 \J
blauer Farbstoff **/\E ZA E /\E /\ E
5 Std, 10 Std. 20 Std.74 Std. äquivalente verlängerter
Ausbleich- Ausbleichzeit in faktor
Stunden
Stunden
CD OO CD
crt co
Nabor-Blue-B (Blue 21)
Blue-B-Dimer (PXDC) Nabor-Blue-2G
Blue-2G-Dimer (PXDC-unrein)
Blue-2G-Dimer (PXDC-rein)
Elue-2G-Pimer (DCB-rein)
9,8 18,3 29,8
15,3 22,1 27,6
7,0
130,0
26,0
11,1 | 135,5 | 27,1 |
8,7 | 219,0 | 43,8 |
11,6 | 124,5 | 24,9 |
bei 132 C im Autoklaven behandelt.
verlängerte Zahl der Ausbleichstunden, die für den experimentellen Farbstoff
erforderlich war, um den Ausbleichwert des ursprünglichen Farbstoffes bei 5 Stunden zu erreichen.
in Grüntönung - die konzentration des blauen Farbstoffes war so eingestellt,
daß sie eine Tönungstiefe ergab, die einer Anfärbung mit Astrazon-Blue-3RL äquivalent war.
Tabelle IV (Λ)
Farbfestigkeit beim Waschen AATCC-Test IIA
kationisch anfärbbares (und modifiziertes) Nylon
Nylon
AATCC-Grauskala für das Anfärben von mehrfädigem
Gewebe Nr.1
Farbstoff
Wolle Viskose Seide Nylon-6,6 Baumwolle Acetat Tönungswechsel
O iß
CO O
CO
crt
Ui
Kabor-Blue-B Blue-B-Dinier
riabor-Blue-2G
Blue~2G-Dimer (PXDC-unrein)
Blue~2G"*Dinier
(PXDC-rein)
Blue-2G~Dimer (DGB-rein)
3-4 | 4 | 2-3 ■ | 2 | 4-5 | 4-5 | 1-2 |
4-5 | 4-5 | 4-5 | 4-5 | 5 | 5 | 3 |
3 | 4-5 | 3 | 1-2 | 4-5 | 3 | 1-2 |
4- | 4-5 | 3-4 | 1-2 | 5 | 3 | 3 |
4-5 | 4-5 | 4 | 4 | 5 | 5 | 3 |
4-5 | 4-5 | 3-4 | 3-4 | 4-5 | 4-5 | 2-3 |
U)
CO
U)
cn
Tabelle IV (ü)
Farbfestlcfkeit beim Waschen
AATCC-Test II Λ
kationisch anfärbbares (und modifiziertes) Nylon
Nylon 6,6
AATCC-Grauskala für das Anfärben von mehrfädigem
Gewebe Nr.1
Farbstoff | Wolle | Viskose | Seide | Nylon-6,6 | Baumwolle | Acetat | Tönungswechsel | I | |
Nabor-Blue-B | 4 | 4-5 | 3 | 3 | 4-5 | 4-5 | 4-5 | CO cn 1 |
|
O iß |
Blue-B-Dimer | 4-5 | 5 | 4-5 | 4-5 | 5 | 5 | 5 | |
8 0 8/10 | Nabor-Blue-2G Blue-2G-Dimer (PXDC-unrein) |
3 4 |
4-5 5 |
3 4 |
2 2-3 |
4-5 5 |
3. 3 |
4-5 5 |
|
tr» | Blue-2G-Diiner (PXDC-rein) |
4-5 | 5 | 4-5 | 4 | 5 ., | 4-5 | 5 | |
Blue-2G-Dimer (DCB-rein) |
4-5 | 5 | 4 | 4 | 5 | 5 | 4-5 | ||
LO
cn
—Λ
Cn
Tabulie V Xenon Lichtechtheit
kationisch anfärbbares (säuremodifiziertes) Nylon 6
blauer Farbstoff geometrische Grauskalaablesungen
Sevron-Blue-B | |
Blue-B-Dimer | |
CD | Nabor-Blue-2G |
to | |
CO | Blue-2G-Dimer |
O
co |
(PXDC-unrein) |
Blue-2G-Dimer | |
O | (PXDC-rein) |
cn | |
co | Blue-2G-Dimer |
(DCB-rein) |
2O Stunden | 40 Stunden | 60 Stunden |
4-5 | 4 | 3-4 |
5 | 4-5 | 4-5 |
4-5 | 4-5 | 4 |
4-5 | 4-5 | 4" |
4-5 | 4-5 | 4-5 |
4-5 | 4-5 | 4 |
Claims (16)
1.) Bis-kationischer Farbstoff, dadurch gekennzeichnet, daß er
einen ersten basischen Farbstoffrest mit einem positiv geladenen
Stickstoffatom umfaßt, welcher mit Hilfe einer zweibindigen organischen Gruppe, die frei von sauren und
wasserlöslichmachenden Substituenten ist und nicht mehr als etwa 25 Kohlenstoffatome enthält, mit einem zweiten basischen
Farbstoffrest mit einem positiv geladenen Stickstoffatom
verbunden ist, wobei bei wenigstens einem der beiden positiv geladenen Stickstoffatome wenigstens zwei Wertigkeiten
mit niedermolekularen Alkylgruppen oder Phenylresten abgesättigt
sind und, wenn die organische. Gruppe mit einem der positiv geladenen Stickstoffatome verbunden ist, die Stickstoffatome
als Glied eines heterocyclischen Ringes vorliegen können.
2.) Farbstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die allgemeine
Formel
R1- Ri| >
D-N-Q-N-D1 .2A-I _ ■ Γ
D-N-Q-N-D1 .2A-I _ ■ Γ
R5 .
worin D und D gleich oder verschieden sind und basische Farbstoff res te bedeuten, R-, , R2/ R4 und R5 niedermolekulare Alkylgruppen,
niedermolekulare Hydroxyalkylgruppen oder Phenylreste
bedeuten, Q einen zweibindigen organischen Rest und A
A09808/1053 - 38 -
ein Anion bedeutet.
3.) Farbstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die allgemeine
Formel
R1 |
N - D - Q - D1 - N - R6
1 - N - R6 -2A
R5 ■ - ί
worin D und D basische Farbstoffreste bedeuten, Q einen
zweibändigen organischen Rest bedeutet, R,, R-/ R·,, R4/ Rg
und Rg jeweils niedermolekulare Alkylgruppen, substituierte
niedermolekulare Alkylgruppen oder Phenylreste bedeuten und A ein Anion bedeutet.
4.) Farbstoff nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweibindige Rest eine der Gruppen
-(CH2Jx-G-(CH2) - oder CHY
bedeutet, worin χ und y ganze Zahlen von 1 bis IO sind, G
Sauerstoff, Schwefel,
-CH=CH-, -C- ,0 , Hy
If Il I j
O .-S- -N- !
o ■ I
Alkylen, Arylen, Aralkylen oder Alkarylen bedeutet, wobei
iCH2)x-G-(CH2) nicht mehr als 25 Kohlenstoffatome enthält,
und y eine Alkylgruppe, ein Arylrest, eine Aralky!gruppe
oder ein Alkarylrest mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen ist.
409808/1053
5.) Farbstoff nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet zweibindige Rest mit den basischen Resten über die positiv
geladenen Stickstoffatome verbunden ist.
6.) Farbstoff nach Ansprach 5, dadurch gekennzeichnet, daß einer
der basischen Farbstoffreste ein Antjirachinonrest und der
andere der basischen Farbstoffreste ein Chinolinrest ist.
7.) Farbstoff nach Anspruch 1# gekennzeichnet durch die allgemeine
Formel
worin R, und R„ niedermolekulare Alkylgruppen oder Phenylreste
bedeuten, R, jeweils ein Wasserstoffatom oder eine niedermolekulare Alkylgruppe, R7 jeweils ein Halogenatom,
eine Hydroxylgruppe oder eine niedermolekulare Alkylgruppe, Rg ein Wasserstoffatom, Halogenatom, eine Hydroxylgruppe
oder niedermolekulare Alkylgruppe bedeutet, R eine ganze Zahl von 0 bis 4 ist, Rg eine Alkylengruppe mit 1 bis 5
Kohlenstoffatomen oder eine Phenylengruppe bedeutet, Q
einen zweibindigen organischen Rest einer der Formeln
409808/1053 -
4ο -
(GH2Jx-G-(CH2) - oder CHY
bedeutet, worin χ und y ganze Zahlen von 1 bis 10 sind, G
Sauerstoff, Schwefel,
-CH=CH-
-C-
Il
It
δη
H . ι
-N-
Älkylen, Arylen, Aralkylen oder Alkarylen bedeutet, wobei
die Gruppe (CH2)X~G-(CH2) nicht mehr als 25 Kohlenstoffatome
enthält, y* eine Alky!gruppe, Ary!gruppe, Aralkylgruppe
oder Alkarylgruppe mit bis zu IO Kohlenstoffatomen bedeutet
und A. ein Anion ist.
8.) Farbstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die allge
meine Formel
.2A
- 41 -
409808/1053
worin R. jeweils eine niedermolekulare Alkylgruppe oder
einen Phanylrest bedeutet, R- jeweils ein Halogenatom, eine Hydroxylgruppe oder eine niedermolekulare Alkylgruppe
bedeutet, R eine ganze Zahl von 0 bis 4 ist, Rg ein Wasserstoffatom
oder eine niedermolekulare Alkylgruppe bedeutet, R,Q eine Alkylengruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen
oder eine Phenylengruppe bedeutet, R-, eine Nitrogruppe
bedeutet, s 0 oder 1 ist, Q einen zweibindigen organischen Rest einer der Formeln
- (CH2)x-G-(CH2)y- oder CHY
bedeutet, worin χ und y ganze Zahlen von 1 bis IO sind, G
Sauerstoff, Schwefel,
j
Alkylen, Arylen, Aralkylen oder Alkarylen bedeutet, wobei die
Gruppe (CH-·) -G- (CH3) nicht mehr als 25 Kohlenstoff atome
enthält, und V eine Alkylgruppe, Arylgruppe, Aralky!gruppe
oder Alkary!gruppe mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen bedeutet,
und A ein Anion ist.
9.) Farbstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die allgemeine
Formel
409808/1053
Il vj> I
worin R_ jeweils ein Halogenatom, eine Hydroxylgruppe
oder eine niedermolekulare Alkylgruppe bedeutet, t eine ganze Zahl von O bis 5 ist, R, eine niedermolekulare Alkylgruppe
oder einen Phenylrest bedeutet, R,3 eine Alkylengruppe
mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen oder eine Phenylengruppe bedeutet, R,~ und R, . niedermolekulare Alkylgruppen
bedeuten oder zusammengenommen mit R,3 und den beiden
Stickstoffatomen einei heterocyclischen Rest bilden, Q einen
zweibindigen organischen Rest einer der Formeln
-(CH2)x-G-(CH2)y oder CHY
bedeutet, worin χ und y ganze Zahlen von 1 bis 10, G Sauerstoff,
Schwefel,
-CH=CH-
-C-
Il
-S-
It
-N-
Alkylen, Arylen, Aralkylen oder Alkarylen, wobei die Gruppe (CH0) -G-(CH.,) nicht mehr als 25 Kohlenstoff atome enthält,
und Y eine Alkyl-, Aryl-, Aralkyl- oder Alkarylgruppe mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen bedeutet, und A ein Anion ist.
409808/1053
10.) Farbstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die
Formel
N-CH3
CH3
NH(CH2 )3- N —
CH-,
-CH-
-CH,
.2A
worin A ein Anion bedeutet.
11.) Farbstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die
Formel
CH-
C-NH-(CH2)3- N
CH
-CH-
-CH2 2
,2A
worin A ein Anion bedeutet.
409808/1053
12.) Farbstoff·! nach Anspruch 1,- gekennzeichnet durch die
Formel
H
t
t
N-CH3
O NH-(CH2>3-N-CK3
worin A ein Anion bedeutet.
13.) Farbstoff -1 nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die
Formel
CH-
-CH2 CH
CH
-CH2
2Λ
worin A ein Anion bedeutet.
409808/ 1053
14.) Farbstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Formel
NHCH-
(CH3)2 NH(CH2)3-N
-CH9
r *·
CH
Il
CH t
-CHo
.2A
worin A ein Anion bedeutet.
15.) Farbstoff nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Formel
(CH-),
HN(CH2)3N Θ
-CH2
-CH-
2A
worin A ein Anion bedeutet.
409808/1053
16.) Verwendung eines Farbstoffes nach Anspruch 1 bis 15 zum
Anfärben von Polycarbonainidfasern oder -fäden.
409808/1053
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Publications (1)
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---|---|---|---|
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- 1973-08-06 FR FR7328696A patent/FR2217390A1/fr not_active Withdrawn
- 1973-08-08 JP JP8855873A patent/JPS4985133A/ja active Pending
- 1973-08-09 IT IT6941973A patent/IT994581B/it active
-
1974
- 1974-05-02 FR FR7415230A patent/FR2213968A1/fr not_active Withdrawn
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---|---|
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