DE2653284B2

DE2653284B2 - Verfahren zum gleichmäßigen Farben von synthetischen Fasermaterialien

Info

Publication number: DE2653284B2
Application number: DE2653284A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl.-Chem. Dr. Engelhardt; Karl Dipl.-Chem. Dr. Hintermeier; Joachim Dipl.- Chem. Dr. 6050 Offenbach Ribka; Ralf 6238 Hofheim Zimmermann
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1976-11-24
Filing date: 1976-11-24
Publication date: 1978-09-07
Also published as: NL7712735A; DE2653284C3; BE861154A; US4252532A; DE2653284A1; FR2372270A1; IT1088279B; GB1585679A; CH620079GA3; CA1119359A; JPS5365477A; CH620079B; FR2372270B1

Description

HO-R-O-CO

CO-O-(R-O^H

(D

worin m gleich O oder J und π eine so große Zahl ist, daß das durchschnittliche Molekulargewicht des Polyesters zwischen 800 und 5000 liegt, X ein Wasserstoffatom oder eine Gruppe der Formel

-O-CH2-CH2-CH2-SO3M oder -SO₃M

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bedeutet, in welcher M ein Wasserstoffatom oder ein Alkalimetallatom, insbesondere Natrium, oder eine Ammonium- oder substituierte Ammoniumgruppe, insbesondere Triäthylammonium, darstellt, und in der R ein Bisalkohol-Radikal mit 2—10 Kohlenstoffatomen einer gesättigten oder ungesättigten aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Verbindung ist, wobei die Bedeutung der J5 Reste X in diesen Polyestern so abgestimmt wird, daß 5—30 Mol-% aller Phenylcnreste in Formel (1) Sulfogruppen bzw. deren Salze tragen, dadurch gekennzeichnet, daß man den wäßrigen Färbeflotten rieben den genannten Farbstoffen und pH-regulierenden Substanzen als Dispergiersystem mit Egalisierwirkung die genannten Polyester zusammen mit oberflächenaktiven Oxäthylierungsprodukten, die ein Gemisch aus (A) Fettsäurepolykolester, (B) Polyglykol und (C) oxäthylierten Alkylarylverbindungen darstellen, in einem Mischungsverhältnis von 1:0,25 bis 1:1,5 zusetzt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Dispergiermittelkomponente solche löslichen Polyester verwendet, bei denen bis so zu 40% der Kettenglieder durch Hydroxycarbonsäureeinheiten ersetzt worden sind.

3. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Dispergiermittelkomponente Polyester verwendet, bei denen als gegebenenfalls eine Sulfogruppe tragende Dicarbonsäurekomponente eine Benzoldicarbonsäure eingesetzt worden ist.

4. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Dispergiermittelkom- bo ponente Polyester verwendet, bei denen als vorherrschende Diolkomponente aliphatische Bisalkohole mit Ätherbrücken, vorzugsweise Diäthylenglykol oder Polyäthylenglykole, eingesetzt werden.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekenn- t>5 zeichnet, daß man als Dispergiermittelkomponente Oxäthylierungsprodukte verwendet, die ein Gemisch aus

(A) Anlagerungsverbindungen von 1 bis 10 Mol Äthi'lenoxid an 1 Mol einer gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Carbonsäure mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen,

(B) Polyäthylenglykolen mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 300 bis 1000, besonders 500 bis 800, und

(C) Anlagerungsverbindungen von 5 bis 15 Mol Äthylenoxid an 1 Mol eines Alkylphenols mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen

darstellen.

6. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Fasermaterial aus linearen Polyestern oder deren Mischungen gefärbt wird.

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20 Beim Hochtemperatur(HT-)Färben von Textilmaterial aus synthetischen Fasern mit Dispersionsfarbstoffen nach Schnellfärbemethoden treten oft farbstoffbedingte Schwierigkeiten bezüglich Egalität, Reibechtheit und Badstabilität besonders bei Farbstoff-Dreierkombinationen auf.

Aus der DE-OS 25 08 472 ist ein Verfahren bekannt, wonach synthetische Fasermaterialien oder deren Mischungen mit natürlichen Fasern mit wasserunlöslichen Dispersionsfarbstoffen nach der Ausziehmethode mit sehr guter Egalität und Stabilität der Flotten dadurch gefärbt werden können, daß man den wäßrigen Färbeflotten neben den genannten Farbstoffen und pH-regulierenden Substanzen als Egalisierhilfsmittel sulfogruppenhaltige, in Wasser lösliche oder dispergierbare lineare Polyester zusetzt. Dadurch werden bereits eine Reihe von farbstoffabhängiger Schwierigkeiten vermieden.

Es wurde nun gefunden, daß man synthetische Fasermaterialien und deren Mischungen mit natürlichen Fasern mit wasserunlöslichen Dispersionsfarbstoffen besonders bei schwierig zu färbenden Farbstoff-Dreierkombinationen und bei Farbstoffen, die zu Störungen der Badstabilität neigen, dann mit noch besserer Egalität und ohne Abfiltrationen färben kann, wenn man bei der Durchführung der Färbungen als Hilfsmittel außer den genannten, wasserlöslichen bzw. dispergierbaren Polyestern noch oberflächenaktive Oxäthylierungsprodukte anwendet.

Erfindungsgegenstand ist daher ein Verfahren zum gleichmäßigen Färben von synthetischen Fasermaterialien und deren Mischungen mit natürlichen Fasern mit wasserunlöslichen Dispersionsfarbstoffen nach einem üblichen HT- oder Schnellfärbeprozeß entsprechend der Ausziehmethode unter Verwendung von in Wasser löslichen oder dispergierbaren linearen Polyestern der allgemeinen Formel (1)

HO4R-O-CO-k>j-CO-O-|-fR-OferH (1)

worin m gleich 0 oder 1 und η eine so große Zahl ist, daß das durchschnittliche Molekulargewicht des Polyesters zwischen 800 und 5000 liegt, X ein Wasserstoffatom

oder eine Gruppe der Formel

-0-CH₂-CH₂-CH₂-SO₃MOdCr -SO₃M

bedeutet, in welcher M ein Wasserstoffatom oder ein Alkalimetallatom, insbesondere Natrium, oder eine Ammonium- oder substituierte Ammoniumgruppe, insbesondere Triäthylammonium, darstellt, und in der R ein Bisalkohol-Radikal mit 2—10 Kohlenstoffatomen einer gesättigten oder ungesättigten aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Verbindung ist, wobei die Bedeutung der Reste X in diesen Polyestern so abgestimmt wird, daß 5—30 Mol-% aller Phenylreste in Formel (1) Sulfogruppen bzw. deren Salze tragen, dadurch gekennzeichnet, daß man den wäßrigen Färbeflotten neben den genannten Farbstoffen und pH-regulierenden Substanzen als Dispergiersystem mit Egalisierwirkung die genannten Polyester zusammen mit oberflächenaktiven Oxäthylierungsprodukten, die ein Gemisch aus (A) Fettsäurepolykolester, (B) Polyglykol und (C) oxäthylierten Alkyfary/verbindungen darstellen, in einem Mischungsverhältnis von 1:0,25 bis hinzusetzt.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde überraschenderweise festgestellt, daß bei der Verwendung der zuvor erläuterten Kombination aus den Polyestern und den Oxäthylierungsprodukten unter Berücksichtigung der angegebenen Mischungsverhältnisse und des Konzentrationsbereichs beim HT-Färben von (texturierten) Polyesterfasern in Form von Wickel- jo körpern mit Dispersionsfarbstoffen nach der Ausziehmeihode ein erkennbar besseres Resultat bezüglich Egalität, der Reproduzierbarkeit auch bei Dreierkombinationen mit solchen Farbstoffen, die voneinander abweichende Affinitätscharakteristiken haben, sowie bezüglich der Badstabilität (Erhaltung der optimalen Teilchengröße der Dispersionen) gegeben ist, als es mit den Einzelkomponenten des beschriebenen Dispergiersystems allein in vergleichbaren Anwendungskonzentrationen erzielbar wäre, was als synergistischer Effekt gedeutet werden kann.

Es war gleichfalls überraschend, daß die gemeinsame Anwendung der löslichen Polyester mit der nichtionogenen, oberflächenaktiven Komponente unter den angegebenen Bedingungen in keinem Fall zu einer Tonverschiebung bei Farbstoffkombinationen geführt hat oder es dadurch zu einer Ausbeuteverringerung (Farbstoffzurückhaltung in der Flotte infolge Anlösens der Dispersion durch den oberflächenaktiven Anteil) gekommen ist.

Aufgabe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, die beim HT-Färben von Polyesterfasern auftretenden Schwierigkeiten bezüglich Egalität, Badstabilität und Reibechtheit sowie der Reproduzierbarkeit von Kombinationsfärbungen zu verhindern. Diese Schwierigkeiten sind in erheblichem Umfang mit den Eigenschaften der Farbstoffe selbst verbunden. Der Einsatz der neuen Kombination aus Polyester und Oxäthylierungsprodukt führt zu einer gewissen Verzögerung des Aufziehens der Farbstoffe, wobei der Einfluß des Hilfsmittels auf die öo Farbstoffteilchen der Dispersion erfolgt. Eine Notwendigkeit zur Verlängerung der Färbezeit wurde jedoch in keinem Fall beobachtet, was auch für Schnellfärbeverfahren gilt.

Manche Dispersionsfarbstoffe haben gegenüber Türbulenzen in den Apparaten während des Färbeprozesses eine gewisse Neigung zur Instabilität ihrer Dispersionen; es kommt dabei zu Abscheidungen, die sich auf den Wickelkörpern ablagern und zur Verringerung der Reibechtheiten Anlaß geben. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Dispergiermittelkombinaiion verhindert solche Schwierigkeiten, erhöht die Betriebssicherheit und macht Farbstoffe für die HT-Färberei von Wickelkörpern verwendbar, die bisher dafür wegen ihrer zu geringen Flottenstabilität nicht geeignet waren.

In diesen erfindungsgemäß eingesetzten Polyestern der Formel (1) können bis zu 40% der Kettenglieder durch Hydroxycarbonsäureeinheiten ersetzt worden sein. Insbesondere kommen verfahrensgemäß als Dispergiermittelkomponente solche Polyester in Frage, bei deren Herstellung als gegebenenfalls eine Sulfogruppe tragende Dicarbonsäurekomponente eine Benzoldicarbonsäure verwendet und bei denen als vorherrschende Diolkomponenten aliphatische Bisalkohole mit Ätherbrücken, vorzugsweise Diäthylenglykol oder Polyäthylenglykole, eingesetzt worden sind.

Aus dem Kreis von Verbindungen, welche von der zuvor genannten Formel (1) unfaßt werden, sollen im Zusammenhang mit dem beanspruchten Verfahren solche wasserlösliche Polyester hervorgehoben werden, worin von den Phenylenresten in der allgemeinen Formel

10—20Mol-°/o durch Einkondensieren von 5-Natriumsulfonatopropoxyisophthalsäure-dimethylester oder 5-Natriumsulfonatoisophthalsäure-dimethylester,

40—90 Mol-% durch Einkondensieren von Isophthalsäure oder ihrer Derivate und

0—40 Mol-% durch Einkondensieren von Terephthalsäure, bevorzugt in Form des Dimethylesters

erhalten worden sind, und in denen
0—95 Mol-% des eingesetzten Bisalkohols Diäthylenglykol und

5—40 Mol-% des eingesetzten Bisalkohols ein oder mehrere andere Diole, bevorzugt PoIyäthylenglykole vom durchschnittlichen Molekulargewicht 300-1000

Eine weitere Variation in der Zusammensetzung der

als brauchbar erkannten wasserlöslichen Polyester besteht darin, daß man

0—40 Mol-% des gesamten Anteils an Benzoidicarbonsäuren in der allgemeinen Formel durch eine aliphatische oder cycloaliphatische Dicarbonsäure mit 4 bis 10 Kohlenstoffatomen
ersetzt.

Bei den erfindungsgemäß als Dispergiermittelkomponente eingesetzten oberflächenaktiven Oxäthylierungsprodukten handelt es sich im besonderen um ein Gemisch aus

(A) Anlagerungsverbindungen von 1 bis 10 Mol Äthylenoxid an 1 Mol einer gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Carbonsäure mit 10 bis 20 Kohlenstoffatomen,

(C) Anlagerungsverbindungen von 5 bis 15 Mol Äthylenoxid an 1 Mol eines Alkylphenols mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen.

In diesen Gemischen wird im allgemeinen die Komponente A im Überschuß oder im gleichen Anteil

wie die Komponente C in der Mischung enthalten sein. Der Anteil der Komponenten A und C in der Mischung bewegt sich meist in den Grenzen zwischen etwa 30 und 40 Gewichtsprozent für jede Komponente.

Nach dem beanspruchten Verfahren kann man das Dispergiersystem aus den Polyestern und den oberflächenaktiven Oxäthylierungsprodukten entsprechend einer Gesamtkonzentration von 0,5 g/l bis 3 g/l als fertige Mischung oder die Einzelkomponenten davon getrennt voneinander den Färbeflotten zusetzen. ι ο

Als Faserniaterial für das erfindunsgemäße Verfahren eignen sich alle Synthesefasern, die nach HT-Ausziehverfahren mit wasserunlöslichen Dispersionsfarbstoffen (Colour Index: Disperse Dyes) gefärbt werden können. Es sind dies z. B. Cellulosetriacetat-, Polyamid- und Polyurethanfasern, vorzugsweise jedoch lineare Polyesterfasern und diese wiederum in texturierter Form und in Form von Wickelkörpern, wie Weichwickel (»muffs«), weil bei diesem Verarbeitungszustand die Faser gegenüber farbstoffbedingten Neigungen zur Unegalität besonders empfindlich ist. Der Synthesefaseranteil von Fasermischungen kann ebenfalls nach dem beanspruchten Verfahren gefärbt werden.

Beispiel 1

Wickelkörper (»Muffs«) aus texturierten Polyestergarnen werden auf einem HT-Färbeapparat bei einem Flottenverhältnis von 1:10 mit einer Flotte von 130°C OH

durchströmt, die aus weichem Wasser von pH 4,5 (eingestellt mit Essigsäure) und 0,5 g/l eines linearen, jo wasserlöslichen Polyesters vom Molgewicht 2500 besteht, der durch Polykondensation aus

0,52% des Dispersionsfarbstoffes der Formel H

O NH

O OH

und 0,17% des Dispersionsfarbstoffes der Formel III (aus etwa gleichen Teilen)

NH₂ NH₂

O. NH-CH₂OH I O OH

O OH

O NH-CH₂OH

Isophthalsäure	50 Mol-%
Dimethylterephthalat	40 Mol-%
5-Sulfopropoxy-isophthal-
säuredimethylester	10 Mol-%
Diäthylenglykol und	100 Mol-%
Polyäthylenglykol vom
durchschnittlichen
Molekulargewicht 600	10 Mol-%

40

hergestellt und der dann noch 0,25 g/l einer nichtionogenen Kombination von

40 Gew.-% der Anlagerungsverbindung von 6 Mol Äthylenoxid an 1 Mol ölsäure,

20 Gew.-% Polyäthylenglykol mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 600 und

40Gew.-% der Anlagerungsverbindung von 13 Mol

Äthylenoxid an 1 Mol Tributylphenol

zugesetzt worden sind.

Dieser Flotte wird sodann mittels eines Einschleusgeräts ein mit Wasser von 40⁰C vordispergiertes Gemisch der folgenden Dispersionsfarbstoffe in handelsüblicher Form rasch zugesetzt:

0,46% des Dispersionsfarbstoffes der Formel I

1 HO

/γ v,. YY^

^N-\y

"c

60

b5

Die Durchströmmenge dieser Dispersion durch den Muff liegt bei 20 l/kg in der Minute. Nach 30 Minuten Behandlung bei 130° C wird die Flotte abgekühlt sowie abgelassen und die gefärbte Ware reduktiv gereinigt.

Es resultiert eine vollkommen egale Braunfärbung mit voller Farbstoffausbeute.

Führt man zum Vergleich dieselbe Färbung mit den gleichen Farbstoffen sowie unter gleichen Bedingungen wie oben durch, jedoch ohne den Zusatz des wasserlöslichen, linearen Polyesters, aber unter Verwendung handelsüblicher Dispergier- (auf Basis von

Naphthalinsulfonsäure/Formaldehyd-Kondensaten)
und Egalisierhilfsmitteln (aus Fettsäurepolyglykolester, Polyglykol und oxäthyiierten Alkylphenolen), so resultiert eine ungleichmäßige Färbung mit starken Unterschieden in der Farbtiefe und im Farbton des einzelnen Wickelkörpers.

Beispiel 2

Man verfährt bei der Durchführung der Färbung wie im Beispiel 1 unter Verwendung einer Hilfsmittelkombination aus demselben linearen, wasserlöslichen Polyester und aus demselben Oxäthylatgemisch, jedoch (nicht wie im Beispiel 1 im Verhältnis 1:0,5) im Verhältnis 1:1, d.h. mit je 0,5 g/l der beiden dort genannten Komponenten.

Man färbt die Wickelkörper 30 Minuten bei 130° C und erhält sodann nach üblicher Fertigstellung eine vollkommen egale braune Färbung.

Die Verwendung der beiden Hilfsmittelkomponenten jede für sich allein im Rahmen der zuvor erwähnten Färbeoperation ergibt auch bei Variation ihrer Anwendungskonzentrationen keine so guten Ergebnisse bezüglich Egalität und Reproduzierbarkeit der Farbtöne wie im Falle der oben beschriebenen Kombination.

Beispiel 3

Zur Durchführung der Färbung verfährt man wie unter Beispiel 1 beschrieben, jedoch unter Verwendung von

0.4% des Dispersionsfarbstoffes der Formel IV

CH.,
SO₁-O

OH

CH,

0.32% des Dispcrsionsfarbsioffcs der Formel V

O,N-

Br

-N = N-

CH, -Cl-I, -CN

CH,CH,

0.26% des Farbstoffes der Formel VI

NH,

O OH

-OX

O NH₁

OH

X ■= 40" ο 60%

H
CH.

Man färbt die Ware 25 Minuten bei 130⁰C und behandelt die so erhaltene Färbung reduktiv nach; man erhält auch hier eine egale Braunfärbung.

Ersetzt man bei dieser Färbung die im Beispiel 1 genannte erfindungsgemäße Hilfsmittelkombination durch handelsübliche Dispergier- und Egalisierhilfsmittel, so resultiert eine unegale Färbung mit starken Farbtiefen- und Farbtonunterschieden.

Beispiel 4
a) Vergleich

Wickelkörper (Muffs) aus texturierten Polyesterfäden werden auf einem HT-Färbeapparat bei einem Flottenverhältnis von 1:12 mit einer Färbeflotte von 80°C durchströmt, die aus weichem, mit Essigsäure auf pH 5 eingestelltem Wasser besteht und 0,5 g/l 2,2'-dinaphthylmethan-6,6'-disuifonsaures Natrium enthält.

Dieser Flotte werden sodann 1,5% vom Warengewicht des Dispersionsfarbstoffes mit der Formel VII

N = N

C-CH,

N = N-C

Il
C

HO

OH

in seiner flüssigen, handelsüblichen Aufbereitungsform zugesetzt. In 40 Minuten wird das Färbebad auf 130⁰C aufgeheizt und die Ware 30 Minuten bei dieser Temperatur gefärbt. Danach wird die Färbung heiß gespült und reduktiv nachbehandelt.

Das Ergebnis ist eine nicht ganz egale Goldgelb-Färbung mit geringer Reibechtheit durch Abfiltration von Ausscheidungen aus der gestörten Farbstoffdispersion.

b) Beispiel

Ersetzt man im Rahmen der oben beschriebenen Färbung das 2,2'-dinaphthylmethan-6,6'-disulfosaure Natrium durch 0,6 g/l des im Beispiel 1 genannten wasserlöslichen, linearen Polyesters und 0,4 g/l der ebenfalls dort erwähnten Kombination von Oxäthylierungsprodukten, und verfährt genau wie oben beschrieben, so erhält man eine reibechte, egale Goldgelb-Färbung ohne Abscheidungen auf den Wickeln.

Der bisher für das Färben von Wickelkörpern unbrauchbare Farbstoff kann somit ohne Schwierigkeiten eingesetzt werden.

Beispiel 5

Man verfährt bei der Durchführung der Färbung wie unter 4b) beschrieben, jedoch mit

2% des Dispersionsfarbstoffes der Formel VIII

N = N
OH

CH,

CO NH -

- OCH.,

in flüssiger, für das Färben von Wickelkörpern bishei nicht geeigneter Form und Beschaffenheit und mil 0,7 g/l des Gemischs der beiden aus Beispiel 1 bekannten erfindungsgemäßen Hilfsmittelkomponenten zu gleichen Teilen.

Man erhält eine egale, reibechte brillante Scharlach färbung.

Wird dieselbe Färbung unter Austausch des wasser löslichen, linearen Polyesters gegen ein handelsübliche: Dispergiermittel, z. B. auf Basis des Kondensationspro duktes aus Formaldehyd und Kresol, durchgeführt, se erhält man eine unbrauchbare, uncgalc, durch abgelagerten Farbstoff reibunechtc, stumpfe Färbung.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum gleichmäßigen Färben von synthetischen Fasermaterialien und deren Mischungen mit natürlichen Fasern mit wasserunlöslichen Dispersionsfarbstoffen nach einem üblichen HT- oder Schnellfärbeprozeß entsprechend der Ausziehrr.ethode unter Verwendung von in Wasser löslichen oder dispergierbaren linearen Polyestern der allgemeinen Formel (1)