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FAERBEREIPRODUKTE UND VERFAHREN ZUM NACHBEHANDELN VON FAERBUNGEN
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Gegenstand der Erfindung sind Färberei produkte sowie ein Verfahren
zur Verbesserung der Nassechtheiten von gefärbtem, bedrucktem oder aufgehellem hydroxyl
gruppenhal ti gem Textilmaterial.
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Der Gegenstand der Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Verbesserung
der Echtheitseigenschaften eines Farbstoffes oder eines optischen Aufhellers auf
einem hydroxylgruppenhaltigen Textilmaterial, welches dadurch gekennzeichnet ist,
dass man gefärbtes, bedrucktes oder aufgehelltes Textilmaterial mit einem Nachbehandlungsmittel
behandelt, welches A) ein lineares oder verzweigt-gliedriges Polymer, welches.als
wiederkehrende Einheiten wenigstens zwei quaternäre Ammoniumgruppen, welche durch
Alkylen- oder Arylengruppen als BrUckenglieder miteinander verbunden sind, B) gegebenenfalls
ein N-Methylolderivat eines Harnstoffs,Melamins, Guanamins, Triazinons, Urons, Carbamates
oder Säureamides und als wesentliche Komponente, C) einen Katalysator für die Vernetzung
von N-Methylol.-Verbindungen wie B) enthält, und anschliessend eine Wärmebehandlung
durchführt.
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Das Nachbehandlungsmittel kann eine Mischung von A) und C); oder eine
Mischung von A),.B) und C) sein; ein Vorkondensat, erhalten durch Umsetzen von A)
und B) in Gegenwart von C); oder eine Mischung von C) und einem Vorkondensat, erhalten
durch Umsetzen von A) und B) in Abwesenheit von C).
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Falls das Nachbehandlungsmittel aus einem Gemisch von zwei oder mehreren
Komponenten besteht, kann man auch die Komponenten des Gemisches einzeln
auf
das Substrat aufbringen. So kann z.B. die Komponente A) in einer Operation eingesetzt
werden, gefolgt von einem Gemisch von B) und C), so wie es im allgemeinen bei der
Knitterfestausrüstung von Baumwolle üblich ist. Solche Möglichkeiten müssen beim
erfindungsgemässen Verfahren in Betracht gezogen werden.
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Die Nachbehandlungsmittel sind neu und sind ebenfalls Gegenstand der
vorliegenden Erfindung; ebenfalls neu sind die Vorkondensate von A) und B) und gewisse
Polymerverbindungen A).
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Die quaternäre Ammoniumgruppen-aufweisenden linearen oder netzartig
verzweigt-gliedrigen Polymeren A) enthalten wiederkehrende Einheiten der Formel
I
worin W unabhängig voneinander
R unabhängig voneinander (5-6 C)-Cycloalkyl, (1-20 C)-Alkyl, (1-20 C)-Alkyl, monosubstituiert
durch -OH, -CN, R1-O-, R1-S-,
R1CO- oder -CON(R2)2, (1-4 C)-Alkyl,
monosubstituiert durch -COOH oder Arylsulphonyl oder mono- oder disubstituiert durch
-COOR1, unsubstituiertes Phenyl oder Benzyl oder bis zu drei mal durch die Gruppen
R1-, R1O-> -OH, -CN, Halogen oder -COOH substituiertes Phenyl oder Benzyl,oder
zwei R eines einzelnen N-Atoms, zusammen mit dem an sie gebundenen N-Atom, einen
5- oder 6-gliedrigen Ring bilden können, R1 (1-4 C)-Alkyl, R2 Wasserstoff, (1-4
C)-Alkyl, das durch OH, Aryl oder (1 - 4 C)-Alkoxy monosubstituiert sein kann, X1
ein zweiwertiges Brückenglied und X einen (2-12 C)-Alkylenrest, unsubstituiert oder
durch bis zu drei -OH oder -OR1 Gruppen substituiert, einen Phenylenrest, unsubstituiert
oder durch bis zu drei Gruppen Halogen, -OH, -R1, -OR1 oder (1-4 C)-Halogenalkyl
substituiert sind, oder eine Gruppe der Formel - Y - Z - Y -, worin Y unabhängig
voneinander einen Arylen-, Aralkylen-, Alkarylen-, Oxyarylen- oder (1-15 C)-Alkylenrest,
welcher durch bis zu 7 Sauerstoffatome oder 3 quaternäre Ammoniumgruppen unterbrochen
sein kann oder durch bis zu 3-OH oder -OR1-Gruppen substituiert sein kann und Z
ein Brückenglied der Formel -NHCONH-, -NH-COR5CONH-, -CONH-, -OCONH-, -COO-, -COR6CO-,
-OCOR7COO-, -O.CONHR8NHCOO- oder eine Gruppe der Formel e) oder f)
worin R5 die direkte Bindung, einen (1-12 C)-Alkylenrest, der
durch bis zu 3 N oder 3 O-Atome unterbrochen sein kann, einen Arylenrest, einen
Diaminoarylenrest oder einen Dioxyarylenrest, R6 einen (1-12 C)-Alkylenrest oder
einen (2-12 C)-Alkylenrest, der durch bis zu 3 N-, 0- oder S-Atome unterbrochen
sein kann, R7 einen Arylenrest, R8 einen (1-12 C)-Alkylenrest oder einen Arylenrest,
Rg unabhängig voneinander Wasserstoff, (1-20 C)-Alkyl, unsubstituiert oder durch
bis zu 3 Hydroxyl,(l-4 C)-Alkoxy oder Halogen substituiert eine Gruppe der Formel
oder eine Gruppe der Formel
worin Y und R die zuvor angegebenen Bedeutungen besitzen und R10 (1-20 C)-Alkyl,
das unsubstituiert oder durch bis zu 3-OH oder Halogen substituiert sein kann und/oder
durch bis zu 3-0-, -S-, -NR11- oder -N(Rl)2-Gruppen unterbrochen sein kann, und
R10 Wasserstoff oder (1-4 C)-Alkyl und R1 (1-4 C)-Alkyl bedeuten.
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Polymere Verbindungen der Formel I, welche die Melamingruppen e) oder
f) enthalten, sind neu und sind Gegenstand der Erfindung.
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Obgleich die in der Formel I dargestellten Polymeren als lineare Struktur
bezeichnet werden, so soll mit dieser Struktur verstanden werden, falls Z eine Melamingruppe
e) oder f) bedeutet, dass verzweigte Ketten in grösserem oder kleinerem Umfang vorkommen
können, und somit eine verzweigt-kettige oder vernetzende polymere Struktur vorkommen
kann, d.h.
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gebildet werden kann. In einem solchen Fall kann Rg auch die direkte
Bindung zu einer weiteren Gruppe Y bedeuten, wobei verzweigte Strukturen
des
allgemeinen Typs gebildet werden können
Verzweigte, verzweigt-kettige oder vernetzende Polymere dieses Typs sind ebenfalls
Gegenstand der Erfindung.
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In den polymeren Verbindungen der vorliegenden Erfindung kann jedes
basische Stickstoffatom, welches nicht quaterniert ist, durch Zufügen einer organischen
oder anorganischen Säure protoniert werden. Solche Additionssalze sind ebenfalls
Gegenstand der Erfindung. Die kationischen Polymeren können im Zusammenhang mit
vielen'anorganischen oder organischen Anionen vorkommen, ob sie nun in quaternierter
oder protonierter Stelle des Moleküls sind.
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In den Polymeren der Formel I bedeutet Halogen Chlor oder Brom, vorteilhaft
Chlor; Aryl steht hauptsächlich für Phenyl und Arylen hauptsächlich für meta- oder
para-Phenylen. In den neuen--Petymeren, welche eine Melamingruppe aufweisen, steht
W vorteilhaft für eine Gruppe der Formel a), worin R unabhängig voneinander für
Ra steht, worin Ra (1-20 C)-Alkyl, unsubstituiert oder durch einen Phenylrest, eine
Hydroxy- oder Cyanogruppe substituiert ist. Vorteilhaft steht R für Rb, worin Rb
(1-4 C)-Alkyl, insbesondere Methyl bedeutet.
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Xl steht hauptsächlich für Xla,
R3 einen geradkettigen oder verzweigten (2-12 C)-Alkylenrest, unsubstituiert oder
durch bis zu 3 Halogenatome substituiert,
n 2 bis 12, p 2 bis 15 und x 1 bis 5, vorteilhaft 2 bedeuten.
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- Vorteilhaft steht X1 für Xlb> worin Xlb einen (2-10C) Alkylenrest
oder -CH2-CHOH-CH2- bedeutet.
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Vorteilhaft steht Y für Ya ' worin a einen (2-5C)-Alkylenrest, welcher
durch ein oder zwei Sauerstoffatome unterbrochen sein kann; insbesondere steht Y
für -CH2-CH2-OCH2-.
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R9 steht hauptsächlich für Rga worin Rga Wasserstoff, Methyl, Aethyl,
-CH20H, -C2H4OH, -CH2OCH3 oder eine Gruppe -Ya-N(Ra)2 oder -Ya-N#(Ra)2R10a, worin
R10a (1-20 C)-Alkyl, unsubstituiert oder substituiert durch OH und/oder unterbrochen
durch -N+(R1)2-. Vorteilhaft steht R9 für Rgb, worin Rgb -CH20H, -CH20CH3, -CH2-OCH2-CH2-N(CH3)2
oder -CH2-CH2 N+(CH3)2CH2CHOH CH2 N+(CH3)2CH2CH2OH bedeutet.
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Vorteilhafte Melamingruppen-haltige Polymere enthalten die wiederkehrende
Struktureinheiten der Formel Ia
und besonders solche, welche die wiederkehrende Struktureinheiten
der Formel Ib
Rgb Rgb |
~ - N NN H2C-H2C-O-H2C + N CH, |
1LN-CH2-OLCH N -CH2. 1 3 |
CH3 R9b P9b CH3 |
enthalten. Ib) |
Insbesondere gute polymere Verbindungen enthalten die Struktureinheiten der Formel
oder der Formel
Polymere, welche die widerkehrende Struktureinheiten der Formel
I, worin X für -Y-Z-Y- steht, worin Z eine Melamingruppe der Formel e) oder f) bedeutet,
können erhalten werden, wenn man eine Verbindung der Formel Q - xl - Q III, worin
X1 die zuvor angegebenen Bedeutungen besitzt und Q einen als Anion AO abspaltbaren
Rest bedeutet, mit einer Verbindung der Formel IV)
umsetzt, worin R90 unabhängig voneinander eine Gruppe Rg oder eine Gruppe der Formel
oder
bedeutet, mit der Massgabe, dass wenigstens zwei Gruppen Rg0 solche Gruppen sind,
die quaternierbare N-Atome enthalten.
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Ein weiteres Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine Verbindung
der Formel V)
mit einer Verbindung der Formel VI - IX
umsetzt.
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Beide Reaktionen können in einem inerten Lösungsmittel durchgeführt
werden, z.B. in einem Alkohol; Glykol, Keton oder cyclischen Aether.
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Geeignete Lösungsmittel sind Methanol, Aceton, Dioxan oder Tetrahydrofuran.
Die Reaktionstemperatur schwankt von Raumtemperatur bis zum Siedepunkt des eingesetzten
Lösungsmittels, normalerweise zwischen 200C und 150°C, vorteilhaft zwischen 50 bis
100°C. Es ist auch möglich, die Umsetzungen in Abwesenheit eines Lösungsmittels
durchzuführen.
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Vorteilhafte Verbindungen der Formel III sind solche, worin Q Halogen
bedeutet, insbesondere 1 l,2-Dibromäthan, 1 1,6-Dibromhexan, 1 l,10-Dibromdecan,
para-Bis-(chlormethyl)-benzol, p,p'-Bis-(chlormethyl)-biphenyl und 1,3-Dichlorpropan-2-ol.
Andere Halogenverbindungen können durch Umsetzen von Glykolen oder Polyglykolen
mit Epichlorhydrin oder durch Halogenmethylierungsverfahren hergestellt werden.
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Melaminderivate mit tertiären Aminogruppen, wie solche der Formel
IV, können z.B. hergestellt werden, wenn man ein Hexamethylolmelamin oder ein Aether
davon mit einem Dialkylhydroxyalkylamin umsetzt. Halogengruppen
-enthaltende.
Melamine, wie z.B. solche der Formel V, worin Q Halogen bedeutet, können nach bekannten
Methoden hergestellt werden, z.B. in einer ersten Stufe durch Umsetzen eines Methylolmelamins
und einem Glykol und anschliessende Umsetzung der freien alkoholischen Gruppe mit
Epichlorhydrin.
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Vorteilhafte Melamin enthaltende Polymere mit der wiederkehrenden
Struktureinheit der Formel I enthalten verätherte N-Methylolgruppen und haben vorwiegend
lineare Struktur. Sie sind entweder wasserlöslich oder in Wasser dispergierbar und
haben ein durchschnittliches Molekulargewicht zwischen 1000 und l0O'OOO, vorzugsweise
von 2000 bis 50'000.
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Eine weitere vorteilhafte polymere Gruppe A), welche eine wiederkehrende
Struktureinheit der Formel I aufweisen, enthalten keinen Melaminnng in der Struktureinheit.
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In solchen Polymeren bedeutet W vorteilhaft eine Gruppe der Formel
a), worin R unabhängig voneinander R' bedeutet, worin R' einen unsubstituierten
oder einen durch eineOH-Gruppe substituierten (1-4 C)-Alkylrest, (1-4 C)-Alkoxy-
oder eine -CON(R12)2-Gruppe> worin R12 unabhängig voneinander Wasserstorf, (1-4
C)-Alkyl> (1-4 C)-Hydroxyalkyl oder (1-4 C)-Alkoxy-(1-4 C)-Alkyl bedeutet. Insbesondere
steht R für Methyl.
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X, ist vorteilhaft X1 wie zuvor angegeben, insbesondere X1', worin
X1' (2-12 C)-Alkylen, -CH2-CO-CH2-,
- bedeutet.
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X steht hauptsächlich fUr X', worin X' (2-12 C )-Alkylen oder -Y'-Z'-Y'-,
worin Y' (2-12 C)-Alkylen und Z' -NHCONH- oder -NH-CO-Y'-CONH- bedeuten.
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Vorteilhaft steht X für Xl'> worin X" -(CH2)y-NH-CONH-(CH2)y- und
y unabhängig voneinander 2 bis 4, inbesondere 3 ist.
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Vorteilhafte Polymere dieses Typs enthalten die wiederkehrende Struktureinheit
der Formel I'
und insbesondere Polymere, die die wiederkehrende Struktureinheit der Formel Iii
enthalten.
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Polymere dieses Typus sind bekannt und können nach den Angaben in
der US-Patentschrift 4"247'476 hergestellt werden.
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Als N-Methylolverbindungcn B) eignen sich insbesondere die als Vernetzer
für Cellulose bekannten Verbindungen.
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Beispiele solcher Methylolverbindungen sind acyclische oder cyclische
N-Methylolharnstoffe, die veräthert sein können. Verätherte Derivate enthalten Alkyläther
mit beispielsweise 1-4 C-Atomen.
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Als N-Methylolharnstoffe kommen Harnstoffabkömmlinge mit N-Methylolgruppen
in Frage, z.B. solche des Aethylenharnstoffs, Propylenharnstoffs, Acetylenharnstoffs,
Dihydroxyäthylenharnstoffs, Uron- oder Triazonderivate, Urethane, Carbamate, wie
z.B. der Acrylsäuren. Als Beispiele seien genannt:
N,N'-D.imethylolharnstoff,
N,N-Cimethylolharnstoff-dimethyläther, N,N'-Tetramethylolacetylendiharnstoff, N,N-Dimethylolpropylenharnstoff,
4,5-Dihydroxy-N,N'-dimethyloläthylenharnstoff, 4,5-Dihydroxy-N,N'-dimethyloläthylenharnstoffdimethyläther,
N,N'-Dimethylol-5-hydroxypropylenharnstoff, 4-Methoxy-5,5-dimethylolpropylenharnstoff,
N,N'-Dimethyloläthylenharnstoff, Methoxymethylmelamine, Dimethylolalkandiol-diurethane,
Dimethylolhexahydrotri azinone, Dimethylolurone, Dimethylolcarbamate usw. Diese
Verbindungen können allein oder im Gemisch miteinander für die Umsetzung eingesetzt
werden.
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Besonders geeignet sind hydrolysenbeständige Vernetzer bzw.
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Reaktantharze, wie z.B. N-Dimethylol- oder N-Dialkoxymethylderivate
von 4,5-Dihydroxy- bzw. 4,5-Dimethoxyäthylenharnstoff, 4-Methoxy-5,5-dimethylpropylenharnstoff
und N-Dimethylol-bzw.
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N-Dialkoxymethyiderivate von Carbamaten. N-Methylolverbindungen sind
beispielsweise beschrieben in STextilveredlung 3, No. 8, S. 414-415 (1968).
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Als Katalysatoren (C) verwendet man vorteilhaft Hertungs- bzw.
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Vernetzungskatalysatoren., wie sie bei der Veredlung von Cellulose
bekannt sind. Hierbei handel' es sich um sauer reagierende Salze mehrwertiger Metalle,
wie die Nitrate, Sulfate, Chloride oder Hydrogenphosphate von Aluminium, Magnesium
oder Zink, beispielsweise Aluminiumnitrat, -sulfat, -chlorid oder -dihydrogenphosphat,
Magnesium-bzw. Zinknitrat, -sulfat, -chlorid oder -dihydrogenphosphat oder Mischungen
dieser Salze, wie z.B. aus Magnesium-, Aluminium- und Aluminiumhydroxychlorid, Zinknitrat
und Aluminiumsulfat, usw. Weitere geeignete Katalysatoren.sind Zinkfluorborat, Zirkonyloxychlorid.
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Geeignet sind auch die zuvor genannten Katalysatoren im Gemisch mit
neutralen anorganischen wasserlöslichen Salzen, insbesondere mit Alkalimetallsulfaten,
wie Natrium- oder Kaliumsulfat oder Erdalkalisulfaten oder -Chloriden, wie die des
Calciums. Geeignet sind auch Kombinationen von Säuren und Salzen, wie
Phosphorsäure-Ammoniumchlorid,
Calciumchlorid und organische Säuren, wie 7itronensäure. Weitere Beispiele von Katalysatoren
sind Natriumbisulfat, die Tetrafluorborate des Zinks und Magnesiums, organische
Hydrochloride, z.B. 2-Ami no-2-methylpropanol-hydrochlorid.
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Organische Säuren, wie Zitronensäure, Oxalsäure, Maleinsäure, Glykolsäure,
Trichloressigsäure und anorganische Säuren, wie Phosphorsäure, Salzsäure können
entweder allein oder in Kombination mit Metallsalzen verwendet werden. Geeignete
Katalysatoren sind auch Ammoniumsalze anorganischer Säuren, wie Ammoniumnitrat,
-chlorid, -sulfat, Mono- und Diammoniumphosphat, Ammoniumoxalat, usw. Die Auswahl
des Katalysators ist weitgehend abhängig von der Auswahl der Methylolverbindung
(B). Bevorzugte Katalysatoren sind Al, Mg oder Zn-Salze, vor allem Mg-Salze, besonders
MgC12, gegebenenfalls zusammen mit Alkali-, insbesondere Natriumsulfat, wobei der
optimale Katalysator von der Wahl der Methylolkomponente (B) abhängig ist.
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Gegenstand der Erfindung ist im weiteren ein Vorkondensat, welches
ein Reaktionsprodukt einer kationischen Polymeren Verbindung A) und einer N-Methylol-Verbindung
B) ist. Ein Vorkondensat ist ein Reaktionsprodukt, welches wasserlöslich bleibt
und nicht geliert und welches befähigt ist, weitere Reaktionen mit hydroxylgruppenhaltigen
Fasern bei einem Erwärmungsprozess einzugehen. Das Vorkondensat kann durch Einsetzen
von A) und B) in wässerigem Medium hergestellt werden, vorteilhaft unter stetigem
Rühren, bei Raumtemperatur bis looOC, vorteilhaft 0 0 zwischen 50 bis 100 C, insbesondere
zwischen 60 - 70 C. Die Reaktion wird gestoppt, bevor das Reaktionsprodukt wasserunlöslich
wird oder ein Gel bildet. Die Reaktionszeit beträgt 30 Minuten bis zu 3 Stunden.
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Die Komponente A) wird vorteilhaft unter Rühren portionenweise zur
Komponente B) bei 60 - 700C zugegeben.
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Die Umsetzung von A) und B) kann in Gegenwart eines Katalysators C)
durchgeführt werden; es kann aber auch C) nach der Umsetzung von A) und B) zugegeben
werden.
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Das Verhältnis von A : B in einem solchen Vorkondensat ist im allgemeinen
zwischen 1 : 0,625 - 20, vorteilhaft von 1 : 1,75 - 7,5.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung beinhaltet ein Nachbehandlungsmitte
von gefärbtem, bedrucktem oder aufgehelltem Substrat, bestehend aus hydroxylgruppenhaltigen
Fasern, enthaltend ein kationisches Polymer A), einen Katalysator C) und, gegebenenfalls
eine N-Methylol-Verbindung B).
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Falls die polymere Verbindung A) keine N-Methylolgruppen enthält,
wie z.B. die Verbindung der Formel I', ist es vorteilhaft dass eine N-Methylolverbindung
B) anwesend ist. Falls die Komponente B) anwesend ist, ist es vorteilhaft, dass
sie in Form eines Vorkondensates mit der Komponente A) vorhanden ist. Die Verhältnisse
der drei Komponenten A) : B) : C), falls alle drei vorhanden sind, schwanken vorteilhaft
in einem Bereich von 1:0,625-20:0,25-4 für das Melaminhaltige Polymer A) oder im
Bereich von l : 0,625-20 : 0,025-6 für die übrigen Polymeren A).
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In jedem Fall ist der bevorzugte Bereich von 1 : 1,75 - 7,5 : 0,25-1,5.
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Alle Werte beziehen sich auf das Trockengewicht des aktiven Materials
Falls Komponente B) abwesend ist, muss die verwendete Menge des Katalysators C)
entsprechend kleiner-sein.
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Die Nachbehandlung kann auf dem Foulard oder auch aus kurzer oder
langer Flotte durchgeführt werden. In langen Flotten (über 1:10) werden 1 bis 10
gjl Flotte, vorteilhaft 2-5 g/l Flotte eingesetzt, bei kurzen Flotten oder bei der
Imprägnierung auf dem Foulard sind im allgemeinen Mengen von 20 g/l bis 100 gil
des Mittels notwendig. (Alle Werte beziehen sich auf 100% Aktivsubstanz).
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Die erfindungsgemasse Nachbehandlung findet nach der Fixierung des
Farbstoffes, bzw. der Färbung stat.t, wobei das gefärbte, bedruckte oder aufgehellte
Textilmaterial zwischengetrocknet oder In feuchtem Zustand nachbehandelt werden
kann; die Bedingungen sollen so gewählt werden,
das eine genügende
Druchdringung dr Ware (pick-up) stattfindet. Das Vorkondensat wird zusammen mit
dem Katalysator und gegebenenfalls einer Methylolverbindung nach bekannten Methoden
auf das Substrat gebracht, bzw. das Substrat imprägniert, z.B. durch Foulardieren,
wie durch Aufpflatschen, Besprühen, Dippen, im Schaumauftrag und ähnlichen Auftragsverfahren,
wie aus langer oder kurzer Flotte, und vorteilhaft bei Raumtemperatur. Die Fixierung,
bzw. die Vernetzung des auf das Textilmaterials aufgebrachten Textilhilfsmittel
geschieht nach einem der bekannten Trockenvernetzungsverfahren. Man kann beispielsweise
bei Raumtemperatur mit einer das erfindungsgemässe Mittel enthaltenden Flotte, gegebenenfalls
unter Zusatz eines Weichmachers und/oder Griffmittels, imprägnieren, abquetschen
und darauf durch ein Schocktrocknungsverfahren das Vortrocknen und Kondensieren
in einer Operation bei Temperaturen zwischen 100-200iC, besonders zwischen 140-180*C
durchführen. Man kann auch bei Temperaturen von 70-120-C vortrocknen und anschliessend
bei Temperaturen von 13O-18OC während 2 bis 8 Min. vernetzen. Bei einem besonders
guten-Verfahren wird das imprägnierte Substrat bei 170 - 180°C während 30 Sekunden
bis 1 Minute behandelt.
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Die Menge des zu vernetzenden Hilfsmittels ist weitgehend abhängig
von der Farbtiefe der zu fixierenden, d.h. nachzubehandelnden Färbung. Bei Färbungen,
z.B. von 1/1 Richttypstärke betragen diese Mengen 30-200 Gramm pro Liter Imprägnierflotte,
bei einem Abquetscheffekt nach dem Imprägnieren von etwa 70-100% auf das Trockengewicht
der Masse.
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Um Färbungen mit einer waschbeständigen Nassechtheitsverbesserung,
z.B. mit Direktfarbstoffen, mit genügenden Knitterfestechtheiten bei Baumwolle zu
erhalten, benötigt man etwa 70-140 g/1; bei regenerierter Cellulose sollte diese
Menge mit etwa 50% erhöht werden auf 100-200 g/l. Bei Mischgeweben mit einem Celluloseanteil
ist die Menge auf den Celluloseanteil zu berechnen, Die Nachbehandlung wird hauptsächlich
bei mit Direkt- -oder Reaktivfarbstoffen gefärbter, bedruckter oder aufgehellter
natürlicher oder regenerierter Cellulose, z.B. Baumwolle oder Viscose,
durchgeführt,
oder auch bei Mischgeweben mit Synthesefasern. Das erfindungsgemässe Nachbehandlungsverfahren
und dlc erfindungsgemässen Mittel sind besonders gut für Baumwolle geeignet, die
mit Direktfarbstoffen, insbesondere mit Metallkomplexfarbstoffen, z.B. mit Kupferkomplexfarbstoffen,
gefärbt oder bedruckt wurden.
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Solche Farbstoffe sind im Colour Index genannt, z.B.
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C.I. Direct Red 80, 83, 84, 92, 95, 207, 211, 218, C.I. Direct Yellow-39,
50, 98, 106, 129, C.I. Direct Violet 47, 66, 95, C.I. Direct Blue 71, 77, 79, 80,
85, 90, 94, 98, 217, 251, C.I. Direct Green 27, 31, 65, 67, C.I. Direct Brown 103,
1-11, 1113, 116, 220, C.I. Direct Black 62, 117, 118.
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Besonders geeignete Färbungen mit Reaktivfarbstoffen sind z.B.
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C.I. Reactive Violet 23, C.I. Reactive Blue 23, C.I. Reactive Blue
79.
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Das hydroxylgruppenhaltige Textilmaterial wird nach bekannten Methoden
mit den genannten Farbstoffen gefärbt.
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Färbungen und Drucke mit Direktfarbstoffen zeigen oft eine ungenügende
Nassecht- und Waschechtheit.
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Der oberflächlich an die Cellulose gebundene Farbstoff wird von der
Faser durch wiederholte Waschprozesse allmählich weggelöst. Beim Ausbluten in die
Waschflotte kann der Farbstoff teilweise wieder auf die ungefärbte Cellulose aufziehen.
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Es fehlte nicht an Versuchen, diese Nachteile zu beheben, z.B. die
Komplexierung des Farbstoffes mit Metallsalzen auf der Faser, Diazotierung des Farbstoffs
auf der Faser, Behandlung des Farbstoffs und/oder der Faser mit Formaldehyd, Imprägnierung
mit Kunstharzen und Nachbehandlung mit kationischen Hilfsmitteln.
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Die Verwendung von kationischen Nachbehandlungsmitteln hat sich dabei
besonders bewährt. Der Nachteil aller bisher verwendeten Methoden besteht darin,
dass obgleich wirklich eine Verbesserung der oben genannten Echtheiten erzielt werden
kann, die Resultate nur temporär sind. Selbst bei Verwend.ung von kat-ionischen
Nachbehandlungsmitteln wird der Farbstoff und das Hilfsmittel durch wiederholte
Waschoperationen von der Faser weggelöst, besonders unter alkalischen Waschbedingungen
und bei höheren Temperaturen von 50 bis lOO C; der Verlust des kationischen Hilfsmittels
von der Faser bedeutet, dass die Färbungen die Nassechtheiten verlieren.
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Mit Hilfe von Reaktivfarbstoffen hoffte man das Problem der Nassechtheit
zu lösen, weil bekanntlich das Farbstoffmolekül mit der Cellulose eine chemische
Bindung eingeht.
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Das Färben von Cellulose mit Reaktivfarbstoffen brachte jedoch einen
Nachteil, insofern als der Farbstoff zwar an die Faser chemisch gebunden ist und
eine aussergewöhnlich gute Waschechtheit besitzt, das Färbegut nach der Färbung
jedoch gründlich gewaschen werden muss, um den nicht chemisch gebundenen t arbstoff
zu entfernen, welcher eine schlechte Waschechtheit aufweist.
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Die mit den neuen polymeren Reaktionsprodukten, bzw. den erfindungsgemässen
Mitteln erzielbaren waschbeständigen Verbesserungen der Nassechtheiten von Färbungen
und Drucken auf Cellulose-Textilien sind auch bei alkalischen, wiederholten Wäschen
bei Temperaturen
zwischen 40-90 C, besonders bei und über 60'C
äusserst beständig.
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Waschlaugen (Flotte z.B. 1:50) mit z.B. 5 gil Seife und 2 gil Soda
calc. und mehrmalige Waschvorgänge von je 30 Minuten, werden problemlos vertragen.
Reine Cellulose aller gebräuchl-ichen Typen, sowie Mischgewebe von Cellulosefasern
mit anderen nativen oder synthetischen Fasern können wasch- und nassecht gefärbt,
bzw. nachbehandelt werden.
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Durch die erfindungsgemässe Behandlung bzw. Nachbehandlung der gefärbten
oder bedruckten Textilien wird eine Fixierung erreicht, welche eine bisher nicht
mögliche Verbesserung der Nassechtheiten mit sich bringt.
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Gleichzeitig wird eine Vernetzung der Cellulosefasern (Veredlung),
verbunden mit einer herabgesetzten Quellung in wässrigen wie alkalischen Lösungen
erzielt. Hierdurch erreicht man ein rascheres Trocknen, eine verbesserte Dimensionsstabilität
sowie eine erhöhte Knitterechtheit.
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Bei Färbungen mit Reaktivfarbstoffen entfällt die bisher notwendige
Nachwäsche teilweise oder vollständig.
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In den folgenden Beispielen bedeuten die Teile Gewichtsteile, die
Prozente Gewichtsprozente; die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.
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Beispiel 1 a) 156 Teile Hexamethoxymethylolmelamin (1 Mol) und 100
Teile 2-Dimethylaminothanolhydrochorid (2 Mol) werden mit 1 Teil Ameisensäure versetzt
und das Gemisch unter Rühren in einer Stickstoff-Atmosphäre auf 120-1300C erhitzt.
Die Reaktion wird fortgeführt, bis 25-26 Teile Methanol abdestilliert sind. Die
Reaktionsmasse wird abgekühlt und mit einer Lösung, besthend aus 32 Teilen Natriumhydroxid
in 400 Teilen Methanol versetzt.
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b) Das Filtrat von a) wird mit 120 Teilen l,10-Dibromdecan (1 Mol)
versetzt und während 2 - 3 Stunden unter Rückflusskühlung erhitzt.
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Die entstandene klare Lösung wird unter Vakuum eingeengt bis das
Lösungsmittel entfernt ist. man erhält ein Harz, welches in Wasser dispergierbar
ist und die kationische Einheit der Formel
enthält.
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Die Viscosität beträgt 30 cp bei 200C (Rotationsviskosimeter) Die
wässrige Dispersion kann in Gegenwart eines Katalysators, z.B.
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IdgC12 und gegebenenfalls von Dimethylol-dihydroxyäthylenharnstoff
für die Nachbehandlung von Färbungen auf Cellulose oder cellulosehaltigen Textilien
verwendet werden.
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B e i s p i e 1 e 2 bis 8
Verfährt man wie im Beispiel 1 angegeben und verwendet jedoch
anstelle von 240 Teilen 1,10-Dibromdecan, (2) 195 Teile 1,6-Dibromhexan [R5°=(CH2)6],
oder (3) 200 Teile p,p'-Dichlormethyldiphenyl
oder (4) 140 Teile p,p'-Dichlormethylbenzol (5), 100 Teile 1,3-Dichloraceton (R5
= -CH2COCH2-); 150 Teile 1,2-Dibromäthan (6), oder 103 Teile 1,3-Dichlorpropanol-2
(7), (1) oder 323 Teile eines Umsetzungsproduktes aus 2 Mol Dimethylamin, 1 Mol
Salzsäure und 3 Mol Epichlorhydrin (8), dann erhält man Verbindungen, die die kationische
Struktureinheiten (S) enthalten, worin R05 die genannten Bedeutungen 2-8 besitzen.
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Für die Nachbehandlung von Färbungen auf Cellulose, zusammen mit einem
Katalysator und gegebenenfalls einer N-Methylolverbindung können die Zubereitungen
dieser Verbindungen ebenso gut verwendet werden.
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Bei spiel 9 Zu einer Mischung, bestehend aus 25 Teilen Melamin und
35 Teilen einer eigen wässrigen Formaldehyd-Lösung, werden unter Rühren allmählich
innerhalb 45 Minuten 50 Teile einer 50%igen wässrigen Dimethylaminlösung zugegeben.
Die Temperatur steigt dabei auf 40-450.
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Das Gemisch wird eine Stunde bei 65-70° nachgerührt. Die entstandene
Suspension wird unter vermindertem Vakuum vom Lösungsmittel befreit.
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Nach dem Trocknen erhält man Verbindung der Formel
10,3 Teile dieser Verbindung werden in 500 Volumenteilen ethanol
gelöst und mit 12,8 Teilen l,10-Dibromdecan versetzt. Die Lösung wird während 24
Stunden unter Rückflusskühlung gerührt. Nach der Reaktion, (die man durch Bromion-Bestimmung
feststellen kann) wird die Reaktionsmasse unter Vakuum vom Lösungsmittel befreit.
Man erhält ein Polymeres mit der kationischen Einheit der Formel
Diese Verbindung kann in an sich bekannter Weise mit Formaldehyd methyloliert werden
und als solche für die Nachbehandlung von Färbungen wie in den Beispielen 1 bis
8 verwendet werden.
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B e i s p i e 1 10 Beispiel la wird wiederholt; man setzt aber 150
Teile (2 Mol) Dimethylaminoäthanolhydrochlorid an Stelle von 2 Mol ein und destilliert
38 - 39 Teile Methanol ab. Das Filtrat wird mit 52 Teilen (1 Mol) 1,3-Dichlorpropan-2-ol
während 4 Stunden unter Vakuum beha-ndelt. Man erhält ein Harz, welches in Wasser
dispergierbar ist und kationische Einheiten der Formel
enthält.
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B e i s p i e 1 11 Beispiel 10 wird. wiederholt; man setzt aber 200
Teile (4 Mol)Dimethylaminoäthanolhydrochlorid an Stelle von 2 Mol ein und destilliert
38 - 39 Teile Methanol ab. Das gekühlte Produkt wird mit 64 Teilen NaOH in 600 Teilen
Methanol behandelt. Das Filtrat wird mit 103 Teilen (2 Mol)l ,3-Dichlorpropanol-2-ol
wie in Beispiel 10 behandelt. Das erhaltene Produkt, welches etwa 40 % Aktivstoff
in Methanol enthält, besitzt eine Viskosität von 22 cp bei 200C, ist in Wasser dispergierbar
und besitzt kationische Einheiten der Formel
B e i s p i e 1 12 Beispiel 10 wird wiederholt; man verwendet jedoch 48 Teile methanolische
NaOH an Stelle von 32 Teilen und 77-Teile (1,5 Mol) 1,3-Dichlorpropan-2-ol an Stelle
von 52 Teilen. Man erhält ein vernetztes Polymer mit den~wiederkehrenden kationischen
Einheiten der Formel
und auch mit linearen kationischen Einheiten der Formel in Beispiel
10.
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B e i 5 p i e 1 13 390 Teile Hexamethoxymethylolmelamin werden mit
124 Teilen Aethylenglykol und mit 4 Teilen p-Toluolsulfonsäure vermischt und unter
Rühren und in Stickstoffatmosphäre auf 120-130° erwärmt. Methanol destilliert dabei
ab; die Reaktion ist beendet, wenn insgesamt 64 Teile abdestilliert sind.
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Die Reaktionsmasse wird auf 80-90° abgekuhit und mit 4,5 Teilen Stannichlorid
versetzt. Man tropft während 16 Stunden 185 Teile Epichlorhydrin bei 80-900 ein
und rührt anschliessend 24 Stunden bei dieser Temperatur, um die Reaktion zu vervollständigen.
Nach dieser Zeit sollen im Gemisch keine im Vakuum abdestillierbaren Anteile mehr
vorhanden sein.
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63,5 Teile dieses Kondensationsproduktes werden in Methanol gelöst,
mit 11,6 Teilen 1,2-Bis-(dimethylamino)-äthan versetzt und während 24 Stunden unter
Rückfluss erwärmt. Die entstandene Lösung wird unter Vakuum eingeengt, bis das Lösungsmittel
entfernt ist.
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Das erhaltene Produkt ist mit Wasser dispergierbar und kann für die
Nachbehandlung von Färbungen auf Cellulose oder cellulosehaltigen Textilien verwendet
werden. Es enthält kationische Einheiten der Formel
B e i s p i e 1 14 20 Teile des Produktes aus Beispiel 1 wird
unter Rühren in 100 Teile einer 50 %igen wässerigen Lösung von Dimethyloldihydroxyäthylenharnstoff
gelöst. Der pH-Wert wird bei 7 eingestellt und hierauf 10 Teile Mg Cl2. 6H20 unter
Rühren zugegeben. Das Gemisch wird an-0 schliessend während 30 - 45 Minuten bei
60 - 70 gerührt und dann abgekühlt. Das erhaltene Vorkondensat kann als Nachbehandlungsmittel
für mit Direktfarbstoffen gefärbte Baumwolle verwendet werden.
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B e i 5 p i e 1 15 Aequimolare Mengen (je 0,2 Mol) p,p'-Bischlormethylbiphenyl
und 1,3-Bis-(3-dimethylaminopropyl)-harnstoff (hergestellt aus l-Dimethylamino-3-aminopropan
und Harnstoff unter Abspaltung von Ammoniak) werden in 200 ml Methanol während 24
Stunden auf Rückflusstemperatur erhitzt. Im Laufe der Reaktion nimmt die Viskosität
des Reaktionsgemisches allmählich zu. Nach Beendigung der Reaktion wird das Reaktionsgemisch
abgekühlt und das Lösungsmittel im Vakuum entfernt. Man erhält das Produkt mit den
wiederkehrenden Einheiten der Formel
worin n = 3 und
bedeutet.
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Nach Zugabe eines Katalysators, z.B. Magnesiumchlorid und vorteilhaft
einer N-Methylol-Komponente, kann das Produkt direkt als Nachbehandlungsmittel eingesetzt
werden.
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B e i s p.i e 1 e 16 - 20 Wiederholt man Beispiel 15, verwendet jedoch
äquimolare Mengen von 1,3 -Bis-(3-dimethylaminopropyl)-harnstoff oder 1,3-Bis-(2-Dimethylaminoäthyl)harnstoff
mit den Bis-halogenverbindungen gemäss Tabelle 2, erhält man Polymere mit den Struktureinheiten
der Formel X, worin n und X1 die Bedeutungen in der Tabelle 2 besitzen.
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TABELLE 2
Beispiel No Reagens n X1 |
16 p-Di-(chlormethyl)benzol 3 -CH2 e CH2- |
17 1,3-Dichloraceton 3 -CH2-CO-CH2- |
18 l,l0-Dibromdecan 3 -(CH2)10- |
19 1,6-Dibromhexan 3 |
20 p,p'-Bis-(chlormethyl)- 2 -CH2½ffQQCH2- |
biphenyl |
13 e i 5 p i e 1 21 Aequimolare Mengen (je 0,2 Mol) 1,6-Dibromhexan und
(hergestellt aus Adipinsäurediäthylester
und l-Dimethylamino-3-aminopropan,
analog den Angaben in Journ.Am.
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Chem.Soc- 73. 5822-4 (1951), Fp = 114 - 1150C (Chlorbenzol) werden
analog zu Angaben in Beispiel 15 umgesetzt. Man erhält ein Polymer mit wiederkehrenden
Einheiten der Formel
B e i s p i e 1 e 22 - 27 Beispiel 15 wird wiederholt unter Verwendung der in Tabelle
3 aufyeführten Verbindungen: TABELLE 3 Molare Mengen der Verbindungen: Beispiel
No 22 23 24 25 26 Verbindung p,p'-Bis-chlormethyl - 2 2 1 2 1 biphenyl Tetramethyl
äthyl endiamin 1 - - - -1,3-Bis(3-dimethylaminopropyl)-harnstoff 1 1 2 1 1 Tetramethylhexylendiamin
- 1 - - -1,6-Dibromhexan - - 1 - 1
Molare Mengen der Verbindungen:
Beispiel No 22 23 24 25 26 (CH3)2N(CH2)3N(CH2CH2C0NH2)2 aus Acrylamid und 3-Dime-
- - - 1 -thylamino-l-propan Tetramethylpropylendiamin - - - - 1 Das Produkt von
Beispiel 25 wird methyloliert mit Formaldehyd. Man erhält Produkt von Beispiel 27.
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ANWENDUNGSBEISPIELE B e i s p i e 1 28 Eine Baumwollfärbung mit C.I.
Direct Blue 90 (Richttyptiefe 1/1) wird mit einer Lösung, enthaltend 30 g/l des
Produktes gemäss Beispiel 1, und 15 g/l MgC12.6H20 auf einem Foulard imprägniert
und auf eine Flottnaufnahme von ca. 80% abgeguetscht. Sodann wird auf einem Spannrahmen
bei einer Temperatur von 175-180° derart schockgetrocknet, dass die reine Kondensationszeit
des trockenen Gewebes ca. 30-45 Sek.
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beträgt. Die fixierte Färbung zeichnet sich durch eine hohe Waschechtheit
aus, die auch nach wiederholten 600-Wäschen ihre guten Echtheiten beibehält und
sogar einer Kochwäsche widersteht. Aehnlich gute Resultate werden mit den Produkten
der Beispiele 2 - 13 erhalten.
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Gleichzeitig wird eine deutliche Verbesserung der Knitterechtheiten
erzielt und es resultiert ein herabgesetzter Quellwert der Cellulosefaser. Eine
ähnlich gute Färbung erhält man, wenn man bei der Nachbehandlung 50 g/l Dimethylol-dihydroxyäthylenharnstoff
einsetzt.
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Die gleich gute Kombination von Echtheiten wird erhalten, wenn man
das
Vorkondensat von Beispiel 14 einsetzt.
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13 e i s p i e 1 29 Eine gespülte, trockene Baumwollausziehfärbung
mit dem DirektfarbstoffC.I. Direct Red 80 wird mit einer mit Essigsäure auf pH 4
eingestellten Lösung, die 25 g/l Fixiermittel von Beispiel 15, 50 g/l Dimethyloldihydroxyäthylenharnstoff
und 15 g/l MgCl2 enthält, auf einem Foulard imprägniert und auf eine Flottenaufnahme
von ca. 80% abgequetscht. Das Substrat wird gemäss Beispiel 28 trocken erhitzt.
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Man erhält eine Färbung mit guter Nassechtheit. Die Produkte der Beispiele
16 - 27 können analog eingesetzt werden.
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B e i s p i e l 30 Eine nach einem üblichen Färbeverfahren durchgeführte
Baumwoll-Ausziehfärbung mit dem Reaktivfarbstoff C.I. Reactive Violet 23 (Richttyptiefe
1/1) ohne Nachwäsche, wird folgendermassen durchgeführt: Nach der Färbung wird kurz
gespült (die kochende Nachwäsche entfällt) und getrocknet. Die trockene Färbung
wird sodann mit einer Lösung gemäss Beispiel 29 imprägniert. Nach dem Abquetschen
wird das Gewebe auf eine 2 - 4 %ige Restfeuchte getrocknet und danach 60 Sekunden
lang bei 180°C kondensiert. Die fixierte Färbung hat eine hohe Waschechtheit.
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Gleichzeitig wird eine deutlich verbesserte Knitterechtheit erreicht.