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Flüssige, wäßrige Färbepräparationen von Reaktivfarb-
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stoffen und ihre Verwendung Die vorliegende Erfindung betrifft flüssige,
wäßrige Färbepräparationen von Reaktivfarbstoffen mit Reaktivgruppen aus der aliphatischen
Reihe, die dadurch gekennzeichnet sind, daß die bei der Synthese anfallendenFarbstofflösungen
durch einen Membrantrennprozeß konzentriert werden. Die Reaktivgruppe ist vorzugsweise
eine Vinylsulfonyl-, i3-Sulfatoäthylsulfonyl-, ß-Thiosulfatoäthylsulfonyl-, g-Phosphatoäthylsulfonyl-r
»-Chloräthylsulfonyl- oder ß-Sulfatoäthylaminosulfonyl-Gruppe.
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Die in den erfindungsgemäßen Färbepräparationen enthaltenen Reaktivfarbstoffe
und die zu ihnen führenden Herstellungsverfahren sind bekannt. Die Farbstoffe tragen
wenigstens eine wasserlöslichmachende Gruppe, wobei es sich vorzugsweise um Sulfogruppen
handelt.
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Der Membrantrennprozeß wird vorzugsweise unter Druck durchgeführt
(Druckpermeation). Geeignete Membrantrennprozesse sind zum Beispiel Dialyse oder
Elektrodialyse und, vorzugsweise, die Reversosmose und die Ultrafiltration. Eine
zusammenfassende Beschreibung dieser Trennverfahren und dafür geeigneter Membranen
findet man beispielsweise in Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 4. Auflage,
Band 16, S. 515; Verlag Chemie, Weinheim-New York; 1978.
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Bei dem besonders bevorzugten Trennverfahren werden Reversosmose und
Ultrafiltration kombiniert (Druckpermeation). Dabei wird die bei der Synthese anfallende
verdünnte Reaktivfarbstofflösung unter einem ihren osmotischen Druck übersteigenden
äußeren Druck über eine geeignete semipermeable Membrane filtriert. Während der
gelöste Reaktivfarbstoff die Mem-brane praktisch nicht passiert, erhält man ein
Permeat, das Wasser, anorganische
Salze und niedermolekulare Verunreinigungen
wie nicht umgesetzte Vorprodukte oder bei der Farbstoffsynthese anfallende Nebenprodukte
enthält. Geeignete Membranen sind solche, die wenigstens 95 % des Farbstoffs zurückhalten
und den äußeren Bedingungen des Trennverfahrens standhalten. Man arbeitet mit strömungsführenden
Geräten, sog. Modulen, die für die unterschiedlichsten Formen und Anordnungen der
Membranen ausgelegt werden. Grundsätzlich können die Membranen in Form von Flach-
oder Schlauchfolien in entsprechenden Modulen, wie Rohr-, Platten-oder Spiral-Modulen,
verwendet werden. Als Membranmaterialien eignen sich beispielsweise Cellulose und
Celluloseacetate, aber auch synthetische Polymere wie Polyamide, Polyolefine oder
Polysulfone.
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Die erforderlichen Drücke hängen außer vom osmotischen Druck der Lösung
von der Modul-Bauweise und von der verwendeten Membrane-ab. In der Praxis wird mit
Drücken zwischen 5 und 60 bar gearbeitet.
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Wegen der Alkaliempfindlichkeit der Reaktivfarbstoffe wird das Trennverfahren
vorteilhaft mit schwach sauren bis neutralen Lösungen (im pH-Bereich zwischen 3
und 7) durchgeführt.
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Ein besonderer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß es bei Raumtemperatur
ablaufen kann.
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Die erfindungsgemäßen flüssigen Färbepräparationen stellen in der
Regel Lösungen mit Farbstoffgehalten von 10 bis SQ Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 50
Gew.- dar, die neben den Reaktivfarbstoffen noch Reste anorganischer Salze, insbesondere
Natrivmchlorid und Natriumsulfat, enthalten können. Der Salzgehalt liegt bei ca.
0,2 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise bei ca. 0,5 - 5 Gew.-%. Darüberhinaus enthalten
die flüssigen Färbepräparationen zweckmäßig Puffersubstanzen, wie in der DE-PS 2
417 255 beschrieben wobei deren Zusatz vor oder nach dem Aufkonzentrieren
erfolgen
kann.
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Die erfindungsgemäßen Färbepräparationen sind, insbesondere in gepufferter
Form, sowohl bei Raumtemperatur als auch bei Temperaturen von 509C, ausgezeichnet
lagerstabil ünd unempfindlich gegen Kälteeinwirkung. In der Regel liegen die Farbstoffe
als Alkalisalze oder substituierte Ammoniumsalze vor. Ebenso können Mischungen dieser
Salzformen vorliegen. Manche der Farbstoffe bilden -in den konzentrierten Färbepräparationen
flüssige Kristalle aus und zeigen dann Doppelbrechung. Auch durch Röntgenkleinwinkelbeugung
können die Flüssig-Kristalle nachgewiesen werden.
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Die erfindungsgemäßen Färbepräparationen eignen sich in der für Reaktivfarbstoffe
üblichen und allgemein bekannten Weise nach Verdünnen mit Wasser und gegebenenfalls
nach Zusatz üblicher Färbehilfsmittel oder entsprechend nach Zugabe von in der Druckerei
üblichen Verdickungsmitteln und gegebenenfalls Druckereihilfsmitteln zum Färben
und Bedrucken von Fasermaterialien aus Wolle, Seide, Polyamid und natürlicher oder
regenerierter Cellulose oder von Fasermischungen, die eine oder mehrere der genannten
Faserarten enthalten. Die Erfindung betrifft deshalb auch die Verwendung der erfindungsgemäßen
Färbepräparationen zum Färben und Bedrucken von Fasermaterialien aus Wolle, Seide,
Polyamid und natürlicher oder regenerierter Cellulose oder von Fasermischungen,
die diese Faserarten enthalten.
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In den nachstehenden Beispielen beziehen sich Prozentangaben auf das
Gewicht.
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Beispiel 1 1500 g einer bei der Herstellung des Farbstoffes der Formel
entsprechend Beispiel 1 der DE-PS 1 150 163 erhaltenen Lösung mit ca. 12 % Farbstoffgehalt
werden bei Raumtemperatur in einer Druckpermeationszelle, die eine Polyamid-Membrane
ohne Rückhaltevermögen für NaCl und Na enthält (Durchmesser 76 mm), bei einem Druck
von 40 bar innerhalb 9 Stunden von 675 g salzhaltigem Permeat befre-it. Die verbleibenden
825 g Farbstofflösung enthalten ca. 22 % Farbstoff und werden mit 10 g Dinatriumhydrogenphosphat
auf pH 6,0 eingestellt. Die so erhaltene Färbepräparation, die den Farbstoff zum
Teil als flüssige Kristalle enthält, hat sowohl bei Raumtemperatur als auch bei
500C eine sehr gute Lagerbeständigkeit und kann direkt in Färbebäder, Klotzflotten
oder Druckpasten eingearbeitet werden. In der für Reaktivfarbstoffe üblichen Weise
auf Fasermaterialien aus Wolle, Seide, Polyamid und natürlicher oder regenerierter
Cellulose oder auf Fasermischungen, die diese Faserarten enthalten, appliziert und
fixiert, werden damit farbstarke klare gelbe Färbungen und Drucke erhalten.
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Beispiel 2 Aus 5 kg einer Lösung, die bei der Herstellung des Farbstoffs
der Formel
entsprechend Beispiel 1 der DE-PS 1 248 188 mit einem Farbstoffgehalt von ca. 7
% anfällt, werden mit Hilfe eines Druckpermeationsgerätes (0,25 m2 Membranfläche,
Polyamid, Trenngrenze bei Molgewicht ca. 500) bei Raumtemperatur unter einem Druck
von 30 bar innerhalb von 2 Stunden 2650 g salzhaltiges Permeat entfernt. Man erhält
2350 g einer ca. 17 % Farbstoff enthaltenden Färbepräparation, die den Farbstoff
in Form von Flüssig-Kristallen enthält. Diese Färbepräparation zeigt bei Raumtemperatur
sowie bei 500C eine sehr gute Lagerbeständigkeit und kann direkt in Färbebäder,
Klotzflotten oder Druckpasten eingearbeitet werden. In der für Reaktivfarbstoffe
üblichen Weise auf Fasermaterialien aus Wolle, Seide, Polyamid und natürlicher oder
regenerierter Cellulose oder auf Fasermischungen, die diese Faserarten enthalten,
appliziert und fixiert, werden damit farbstarke brillante gelbe Färbungen und Drucke
erhalten.
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Beispiel 3 Von 5 kg einer Lösung, die bei der Herstellung des Farbstoffs
der Formel
entsprechend Beispiel 1 der DE-PS 1 282 213 anfällt und einen Farbstoffgehalt
von ca. 13 % aufweist, werden auf einem Druckpermeationsgerät entsprechend dem in
Beispiel 2 benutzten bei Raumtemperatur und einem Druck von 40 bar innerhalb 1 1/2
Stunden 2400 g salzhaltiges Permeat abgetrennt. Es resultieren 2600 g einer ca.
25 % Farbstoff enthaltenden Färbepräparation, deren pH-Wert durch Zusatz von 40
g Dinatriumhydrogenphosphat bei 6,0 stabilisiert wird. Diese Färbepräparation ist
bei Raumtemperatur ebenso wie bei 50"C sehr gut lagerbeständig und kann direkt in
Färbebäder, Klotzflotten oder Druckpasten eingearbeitet werden. In der für Reaktivfarbstoffe
üblichen Weise auf Fasermaterialien aus Wolle, Seide, Polyamid und natürlicher oder
regenerierter Cellulose oder auf Fasermischungen, die diese Faserarten enthalten,
appliziert und fixiert, werden damit farbstarke klare gelbe Färbungen und Drucke
erhalten.
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Beispiel 4 Von 1500 g einer Lösung, die bei der erstellung des Farbstoffs
der Formel
der aus der DE-AS'1 544 538, 1. Tabellen-Beispiel, bekannt ist, mit ca. 11 % Farbstoffgehalt
anfällt, werden bei Raumtemperatur in einer DrSuckpermeationszelle über eine Celluloseacetat-Membrane
(Durchmesser 76 mm) unter einem Druck von 40 bar innerhalb von 10 Stunden 840 g
salzhaltiges
Permeat abgetrennt. Die verbleibenden 660 g Farbstofflösung
enthalten ca. 25 % Farbstoff und werden mit 10 g Dinatriumhydrogenphosphat auf pH
6,0 eingestellt. Die so erhaltene flüssige Färbepräparation ist bei Raumtemperatur
sowie auch bei 500C sehr gut lagerbeständig und kann direkt in Färbebäder, Klotzflotten
oder Druckpasten eingearbeitet werden. In der für Reaktivfarbstoffe üblichen Weise
auf Fasermaterialien aus Wolle, Seide, Polyamid und natürlicher oder regenerierter
Cellulose oder auf Fasermischungen, die diese Faserarten enthalten, appliziert und
fixiert, werden damit graue bis schwarze Färbungen und Drucke erhalten.
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Beispiel 5 Von 5000 g einer Lösung, die bei der Herstellung des aus
der DE-AS 1 619 491, Beispiel 8, bekannten Farbstoffs der Formel
mit ca. 11 % Farbstoffgehalt anfällt, werden bei Raumtemperatur und 40 bar mit einem
Druckpermeationsgerät 2 (ort25 m Membranfläche, Polysulfon, Farbstoffrückhaltevermögen
über 98 %, Trenngrenze bei Molgewicht ca. 500) innerhalb 2 Stunden 2700 g salzhaltiges
Permeat abgetrennt. Man erhalt 2300 y einer ca. 24 % Farbstoff enthaltenden Färbepräparation,
deren pH-Wert mit 30 g Dinatriumhydrogenphosphat auf pH 6,0 eingestellt wird. Diese
Färbepräparation zeigt bei Raumtemperatur ebenso wie bei 500C eine sehr gute Lagerbeständigkeit
und kann direkt in
Färbebäder, Klotzflotlen oder Druckpasten eingearbeitet
werden. In der für Reaktivfarbstoffe üblichen Weise auf Fasermaterialien aus Wolle,
Seide, Polyamid und natürlicher oder regenerierter Cellulose oder auf Fasermischungen,
die diese Faserarten enthalten, appliziert und fixiert, werden damit marineblaue
bis schwarze Färbungen und Drucke erhalten.
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Beispiel 6 Von 5000 g einer Lösung, die bei der Herstellung des Farbstoffs
der Formel
entsprechend Beispiel 1 der DE-PS 1 206 107 mit einem Farbstoffgehalt von ca. 10
% anfällt, werden bei Raumtemperatur und einem Druck von 40 bar mit einem Druckpermeationsgerät
entsprechend dem in Beispiel 2 benutzten innerhalb von 2 1/2 Stunden 2900 g salzhaltiges
Permeat abgetrennt. Es resultieren 2100 g einer ca. 24 % Farbstoff enthaltenden
Färbepräparation, die den Farbstoff weitgehend in Form flüssiger- Kristalle enthält.
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Durch Zusatz von 25 g Dinatriumhydrogenphosphat wird der pH-Wert der
Färbepräparation auf pH 6,0 eingestellt. Diese Färbepräparation ist bei Raumtemperatur
ebenso wie bei 500C sehr gut lagerbeständig und kann direkt in Färbebäder, Klotzflotten,
Druckpasten eingearbeitet werden. In der für Reaktivfarbstoffe üblichen Weise auf
Fasermaterialien aus Wolle, Seide, Polyamid und natürlicher oder regenerierter Cellulose
oder auf Fasermischunven, die diese Faserarten enthalten, appliziert und fixiert,
werden damit farbstarke klare gelbe Färbungen und Drucke erhalten.