CH511974A

CH511974A - Verwendung eines Emulgatorgemisches zum Emulgieren von wasserunlöslichen Carriers beim Färben und Bedrucken von synthetischen Textilfasern

Info

Publication number: CH511974A
Application number: CH1251967A
Authority: CH
Inventors: Weckler Gerhard
Original assignee: Hoechst Ag
Priority date: 1966-09-09
Filing date: 1967-09-07
Publication date: 1971-05-14
Also published as: CH1251967A4; BE703716A; NL6712105A; DE1619489A1; GB1171348A; DE1619489B2; FR1536648A; DE1619489C3

Description

Verwendung eines Emulgatorgemisches zum Emulgieren von wasserunlöslichen Carriers beim Färben und Bedrucken von synthetischen Textilfasern
Es ist bekannt, dass das Färben von synthetischen Fasermaterialien wie Polyester-, Celluloseacetat-, Polyvinylchlorid-, Polyolefin- oder anderen Fasern oder auch Gemischen von synthetischen und natürlichen Fasern mit dazu geeigneten Farbstoffen, wie z. B. Dispersionsfarbstoffen, Entwicklungsfarbstoffen oder Küpen farbstoffen, durch Mitverwendung geeigneter Hilfsmittel, sogenannter Carrier, begünstigt wird und dass man durch die Anwendung dieser Hilfsmittel eine erhebliche Steigerung der Farbstärke erreichen kann.

Als derartige Carrier sind bereits zahlreiche Verbindungen, wie z. B. o- und p-Phenylphenol, Alkylnaphthaline, insbesondere Methylnaphthaline, Diphenyl, halogenierte Aromaten, aromatische Carbonsäuren und deren Ester sowie Phenolderivate vorgeschlagen worden. Die Anwendung solcher Carrier ist jedoch oft mit Schwierigkeiten und Nachteilen verbunden. Ein sehr grosser Nachteil in Idler Anwendung einiger Carrier in der Praxis stellt ihre Unlöslichkeit und schwere Emulgierbarkeit in Wasser dar. Dies trifft besonders zu auf Verbindungen, die im übrigen eine sehr gute Wirkung hinsichtlich der Steigerung der Farbstärke besitzen.

Viele dieser Carrier lassen sich nicht genügend stabil emulgieren oder dispergieren, so dass die Gefahr besteht, dass der Carrier in der Färbeflotte oder DIuck- paste ausfällt, was zu Fleckenbildung, Reibechtheitsverschlechterung der Färbungen und Drucke, zu Farbstoffverlusten und zum Verschmutzen der Maschinen und Geräte führen kann.

Es hat sich auch als nicht ratsam erwiesen, grössere Mengen an Emulgatoren oder Dispergiermitteln einzusetzen, um eine Stabilisierung der Carrieremulsionen zu erzielen, da die meisten dieser Emulgier- und Dispergiermittel sehr stark retardierend auf Dispersionsfarbstoffe wirken und damit die Carrierwirkung der zu emulgierenden Substanz mehr oder weniger stark aufheben.

Eine Anzahl der bekannten unlöslichen Carrier, insbesondere die Carbonsäureester, wie z. B. Benzoesäurealkylester, sind stark wasserdampfflüchtig, so dass beim Färben bei Kochtemperatur die Flotte schnell an Carrier verarmt. Es besteht dann die Gefahr, dass sich diese flüchtigen Carrier an kälteren Maschinen- teilen wieder kondensieren und dass das herabtropfende Kondensat in der Färbeflotte nicht wieder ausreichend emulgiert wird und so zu Unegalitäten und Flecken auf der Ware führt.

Ein besonderes Problem stellt darüber hinaus die Stabilität der Carrieremulsionen bei Einwirkung von Kälte dar. Die Stammemulsion eines Carriers kann durch Einwirkung von Kälte so stark entmischt werden, dass die Carrierpräparate ohne grossen technischen Aufwand kaum mehr verarbeitbar sind.

Ein weiteres Problem bei der Anwendung von Carriern, beim Färben von Mischungen aus z. B. Polyesterfasern und Wolle, stellt die bei zahlreichen Carriern auftretende Anschmutzung des Wollanteils durch die Dispersionsfarbstoffe dar. Dieser Nachteil kann die Verwendbarkeit von sonst gut geeigneten Carriern beim Färben derartiger Mischgewebe beeinträchtigen.

Es wurde nun gefunden, dass man bei Einsatz von wasserunaleslichen Carrier beim Färben und Bedrucken von synthetischen Textilfasern die vorstehend geschilderten Nachteile vermeiden kann, wenn man zur Emulgierung der Carrier ein Emulgatorgemisch verwendet, das aus Anlagerungsverbindungen von Alkylenoxyd an noch freie Hydroxygruppen aufweisende Ester von gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Carbonsäuren oder Oxycarbonsäuren mit mehrwertigen, 2-6 Hydroxylgruppen enthaltenden Alkoholen (Komponente I), Alkali- und/oder Erdalkalisalzen von Alkylbenzolsulfosäuren (Komponente II) und aliphatischen primären oder sekundären Alkoholen mit 3-6 Kohlenstoffatomen (Komponente III) besteht.

Beispielsweise kommt ein Emulgatorgemisch gemäss der vorliegenden Erfindung zur Anwendung, das zu 40-60 Ges.%, vorzugsweise zu 45-55 Ges.%, aus der Komponente I, zu 20-50 Gew.%, vorzugsweise zu 3040 Gew.6,;, aus der Komponente II und zu 10-30 Ges.%, vorzugsweise zu 15-20 Ges.%, aus der Komponente III besteht. Als besonders vorteilhaft hat sich die Anwendung der 3 Komponenten in einem Verhältnis von etwa 10: 7 : 3 erwiesen.

Die Menge des erfindungsgemäss zu verwendenden Emulgatorgemisches, welche zur Erzielung einer optimalen Emulsion erforderlich ist, richtet sich vor allem nach dem zum Einsatz kommenden wasserunlöslichen Carrier. Im allgemeinen kommt das Emulgatorgemisch in Mengen von etwa 5-15 Gew.%, vorzugsweise von 8-12 Ges.%, bezogen auf das Gewicht der Carriers, zur Anwendung.

Bei der Herstellung der Alkylenoxyd-Umsetzungsprodukte (Komponente I) wird im allgemeinen von Estern ausgegangen, deren Säurekomponente etwa 8-18, vorzugsweise 12-18, Kohlenstoffatome aufweisen. Als geeignete Säuren seien beispielsweise Kokosfettsäure, ölsäure, Rizinolsäure und Stearinsäure genannt.

Als Alkoholkomponente der Ester kommen vorzugsweise Glykole, insbesondere Athylen- oder Propylenglykol, Glyzerin und Sorbit in Betracht. Es können sowohl natürlich vorkommende Ester mit noch freien OH-Gruppen im Molekül, wie z. B. Rizinolsäure-glyzerid (Rizinusöl) oder auch synthetisch hergestellte Ester mit noch freien Hydroxylgruppen im Molekül zur Anwendung kommen. Bei den Estern können die freien Hydroxylgruppen entweder aus der Alkoholkomponente oder aber auch, bei Verwendung von Oxycarbonsäure, aus der Säurekomponente stammen. Für die Umsetzung der Ester mit Alkylenoxyden kommen pro Mol der Ester im allgemeinen etwa 12-40 Mol, vorzugsweise 20-35 Mol, Alkylenoxyd zur Anwendung.

Bevorzugt kommen die Anlagerungsverbindungen von Äthylenoxyd an die vorstehend genannten Ester in Betracht.

Als Alkylbenzolsulfosäuren, die in Form ihrer Alkali- und bzw. oder Erdalkalisalze zum Einsatz kom men, kommen insbesonders solche zur Anwendung, die etwa 8-12 Kohlenstoffatome im Alkylrest aufweisen, vorzugsweise werden die Dodecyl- oder Isododecylbenzolsulfosäure verwendet.

Aus der Reihe von aliphatischen primären oder sekundären Alkoholen mit 3-6 Kohlenstoffatomen (Komponente III) werden für das erfindungsgemäss verwendete Emulgatorgemisch vorzugsweise Butanol oder Isobutanol in Betracht gezogen.

Als zu emulgierende Carrier kommen alle unlöslichen, für das Färben und Bedrucken synthetischer Fasermaterialien bekannten Hilfsmittel dieser Kategorie, wie z.B. o- und p-Phenylphenol, Diphenyl, Alkylnaphthaline, insbesondere Methylnaphthaline, Halogennaphthole bzw. Halogennaphthaline, halogenierte Ben zolkohlenwasserstoffe, Phenolderivate wie Chlorphenyl äther, aromatische Carbonsäureester wie Salicylsäurebenzylester und dergleichen, in Frage.

Das erfindungsgemäss verwendete Emulgatorgemisch gestattet es, die wasserunlöslichen Carrier ohne besondere Einrichtungen, durch einfaches Verrühren bei Normaltemperatur leicht in Wasser zu emulgieren.

Auch können mit den Emulgatorgemischen erhaltene Carrierzubereitungen ohne die sonst meist erforderliche Voremulgierung mit Wasser unmittelbar dem Färbebad zugegeben und verrührt werden.

Aus der USA-Patentschrift Nr. 2 972 509 ist bekannt, dass sich die als Carrier bewährten Phenylphenole in wässrige Emulsionen überführen lassen, wenn man das Phenylphenol in ein Gemisch aus einem Kohlenwasserstoff, besonders Toluol oder Xylol, oder einem Glykol oder einem Glykoläther als Lösungsmittel für den Carrier sowie aus einer Alkylarylsulfonsäure als Emulgiermittel einträgt und - sobald sich die Zubereitung homogen vermischt hat - diese in Wasser emulgiert.

Sofern die Bereitung der Carrieremulsion nach diesem Stand der Technik bei Normaltemperatur vorgenommen wird, so stellt diese Massnahme einen zeitraubenden Vorgang dar, insofern als der Carrier zwecks Erzielung ausreichender Emulgierwirkung erst nach mindestens 8-stündigem Verweilen der zuvor aus dem Lösungsmittel und dem Emulgator hergestellten Mischung zugefügt werden soll, worauf weitere 8-48 Stunden erforderlich sind, bis nach Erhalt einer klaren, transparenten Lösung der Carrierpräparation diese dem Färbebad zugesetzt werden kann. Dies bedeutet hinsichtlich Arbeits- und Zeitaufwand einen erheblichen Nachteil gegenüber dem erfindungsgemäss zur Anwendung gelangenden Emulgatorgemisch.

Weiterhin ist das Emulgatorsystem nach der vorliegenden Erfindung weitgehend universell einsetzbar für alle im Zusammenhang mit dem Färben von synthetischen Textilmaterialien gebräuchlichen Carriersubstlanzen, ohne Abhängigkeit von der in weitem Bereich unterschiedlichen chemischen Struktur dieser Verbindungen. Eine entsprechende technische Lehre kann der zitierten USA-Patentschrift nicht entnommen werden.

Die gemäss schweiz. Patentschrift Nr. 375 691 beschriebenen Carrierzubereitungen, bestehend aus Methylnaphthalin, Äthanol als Lösungsmittel und gegebenenfalls einem Alkylnaphthalinsulfonat als Emulgator, besitzen den Nachteil, dass nach deren Emulgierung in Textilbehandlungsbädern die so erhaltenen Emulsionen nur bei Temperaturen oberhalb 330 C genügend stabil sind, während die unter Verwendung des erfindungsgemässen Emulgatorsystems hergestellten Emulsionen von wasserunlöslichen Carriern auch bei Temperaturen unterhalb 200 C stabil sind. Zudem liegt aufgrund der nach diesem bekannten Stand der Technik für die Feinverteilung der Methylnaphthaline benötigten 20- bis 30fachen Menge an Lösungsmittel der Carrier dann in der Färbeflotte in so grosser Verdünnung vor, dass die erzielbare Farbausbeute unbefriedigend ist.

Beispiel 1 a) 10 g eines Polyäthylenglykolterephthalatgewebes mit einem Wollanhänger werden im Flottenverhältnis 1: 40 11/2 Stunden lang bei Kochtemperatur in einem wässrigen Färbebad behandelt, das - bezogen auf das Warengewicht - 2 % des Dispersionsfarbstoffes der Formel
EMI2.1
sowie 3 g/l der folgenden Carrierzubereitung enthält:
60 Gewichtsteile Benzoesäuremethylester (als Carrier)
30 Gewichtsteile Benzoesäurebenzylester (als Carrier)
10 Gewichtsteile eines Emulgatorgemisches, bestehend aus
50 Gewichtsteilen eines Anlagerungsproduktes von
36 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol Rizinusöl
35 Gewichtsteilen tetrapropylen-benzolsulfon saurem Calcium
15 Gewichtsteilen Isobutanol.

Die Herstellung der Carrierzubereitung erfolgt durch einfaches Verrühren der Carriersubstanzen in dem oben angegebenen Emulgatorgemisch bei Raumtemperatur.

Die so erhaltene Emulsion wird dann unter Rühren in das Färbebad gegeben, ohne dass eine Voremulgierung mit Wasser notwendig ist. Im Bad sind auch nach 11/o Stunden Kochzeit trotz der Wasserdampfflüchtigkeit der verwendeten Carriersubstanzen keine Abscheidungen zu beobachten. Zurücktropfendes Kondensat wird vollständig reemulgiert.

Man erhält eine tiefe braunrote, egale Färbung. Der Wollanhänger ist durch den Dispersionsfarbstoff nur wenig angefärbt. Durch eine 20 Minuten lange Nachbehandlung der Färbung bei 850 C mit einer Lösung, die im Liter Wasser
2 g Natriumdithionit
2 cm: einer Natronlauge von 380 Be (32,5 S) und
0,5 g eines nichtionogenen Waschmittels enthält, wird der Wollanhänger praktisch völlig von dem Dispersionsfarbstoff befreit.

Praktisch gleichwertige Ergebnisse werden erhalten, wenn bei sonst gleicher Arbeitsweise als Emulgatoren eine Mischung aus:
50 Gewichtsteilen eines Anlagerungsproduktes von
30 Mol Äthylenoxyd an das Umsetzungsprodukt aus 1 Mol Glyzerin mit 2 Molen Stearinsäure
40 Gewichtsteilen isodecylbenzolsulfonsaurem Na tnum
10 Gewichtsteilen Isobutanol verwendet werden.

b) Die Färbung wird in gleicher Weise, jedoch unter Verwendung von 3 g/l der folgenden Carrierzusammensetzung:
92 Gewichtsteile p-Oxäthyl-p-chlorphenyläther
6 Gewichtsteile Oleylmethyltaurin-Natrium
2 Gewichtsteile Wasser durchgeführt.

Die erhaltene Färbung ist heller als die vorhergehende und der Wollanhänger wesentlich stärker durch den Dispersionsfarbstoff angeschmutzt. Auch nach einer Nachreim.gung, wie unter a) angegeben, bleibt eine starke Antönung der Wollfaser zurück.

Beispiel 2
10 g eines Polyäthylenglykolterephthalatgewebes werden zusammen mit einem Wollanhänger im Flottenverhältnis 1 : 40 11/2 Stunden lang bei Kochtemperatur in einem Färbebad behandelt, das, bezogen auf das Warengewicht, 2 % des Dispersions-Farbstoffes der Formel
EMI3.1
sowie 3 g/l der folgenden Carrierzubereitung enthält:
60 Gewichtsteile Methylnaphthalinöl (Carrier)
30 Gewichtsteile Benzoesäuremethylester (Carrier)
10 GewichtsteilE Emulgatorgemisch, bestehend aus
45 Gewichtsteilen eines Anlagerungsproduktes von
36 Mol Äthylenoxyd an 1 Mol Rizinusöl
40 Gewichtsteilen tetrapropylen-be n zolsul f on- saurem Natrium
15 Gewichtsteilen Butanol.

Die entsprechend den Angaben in Beispiel 1 hergestellte Carrieremulsion wird unter Rühren in das Färbebad gegossen.

Auch hier erhält man eine egale und reibechte Färbung. Der Wollanhänger ist durch den rosa Dispersionsfarbstoff nur wenig angeschmutzt. Nach Durchführung der im Beispiel 1 beschriebenen Nachreinigung ist die Begleitfaser praktisch nicht mehr ange tönt.

Ähnliche Ergebnisse werden erhalten, wenn man als Carrier z. B. Chlornaphthalin, Diphenyläther, Diphenyl oder Chlorbenzole mit dem Emulgatorgemisch emul giert.

Beispiel 3
10 g eines Garnes aus nachchloriertem Polyvinylchlorid werden im Flottenverhältnis von 1: 20 1 Stunde lang bei 700 C mit einem wässrigen Färbebad behandelt, das - bezogen auf das Warengewicht - 2 % des Farb stoffes der Formel
EMI3.2
sowie 5 g/l einer Carrierzubereitung der folgenden Zusammensetzung enthält:
90 Gewichtsteile Benzoesäuremethylester (Carrier)
10 Gewichtsteile eines Emulgatorgemisches, bestehend aus
50 Gewichtsteilen des Anlagerungsproduktes von
30 Mol Äthylenoxyd an das Umsetzungsprodukt von 1 Mol Glycerin und 1 Mol Kokosfettsäure 35 Gewichtsteiln tetrapropylen-benzolsulton saurem Natrium 15 Gewichtsteilen Isobutanol.

Durch das obengenannte Emulgatorgemisch wird die Carriersubstanz beim Verrühren unter Raumtemperatur in eine homogene und beständige Emulsion gebracht und in diesem Zustand direkt dem wässrigen Färbebad zugesetzt. Es wird eine tiefe und egale Marineblau-Färbung erhalten. Ähnlich gute Ergebnisse werden erhalten, wenn man als Emulgatorgemisch
50 Gewichtsteile eines Anlagerungsproduktes von
25 Molen Äthylenoxyd an 1 Mol des Umset zungsproduktes von 1 Mol Sorbit und 4 Molen ÖIsäure,
30 Gewichtsteile dodecylbenzolsulfosaures Natrium und
15 Gewichtsteile Isopropanol verwendet.

Wird dagegen der Benzoesäuremethylester gemäss der deutschen Patentschrift Nr. 741 457 mit einem Kondensationsprodukt aus 20 Molen Äthylenoxyd und 1 Mol Isooctylphenol emulgiert, so benötigt man zum Erhalt einer beständigen Carrieremulsion grössere Mengen des Emulgators, und die erhaltene Marineblau Färbung ist wesentlich heller.

Claims

PATENTANSPRUCH

Verwendung eines Emulgatorgemisches, bestehend aus Anlagerungsverbindungen von Alkylenoxyd an noch freie Hydroxylgruppen aufweisende Ester von gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Carbonsäuren oder Oxycarbonsäuren mit mehrwertigen, 2-6 Hydroxylgruppen enthaltenden Alkoholen (Komponente I), Alkali- und toder Erdalkalisalzen von Alkylbenzolsulfosäuren (Komponente II) und aliphatischen primären oder sekundären Alkoholen mit 3-6 Kohlenstoffatomen (Komponente III) zum Emulgieren von wasserunlöslichen Carriers beim Färben und Bedrucken von synthetischen Textilfasern.

UNTERANSPRÜCHE 1. Verwendung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Emulgatorgemisch, bestehend aus 40-60 Gew.%, vorzugsweise 45-55 Gew.%, der Komponente I, 20-50 Gew.%, vorzugsweise 30-40 Gew.%, der Komponente II und 10-30 Ges.%, vorzugsweise 15-20 Gew.%, der Komponente III eingesetzt wird.

2. Verwendung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Emulgatorgemisch, bestehend aus einer Anlagerungsverbindung von 12-40, vorzugsweise 20-35 Mol Alkylenoxyd, insbesondere Athylenoxyd, an 1 Mol eines noch freie Hydroxylgruppen aufweisenden Esters einer gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Carbonsäure oder Oxycarbonsäure mit einem Gehalt von 8-18 Kohlenstoffatomen mit mehrwertigen, 2-6 Hydroxylgruppen enthaltenden Alkoholen (Komponnente I), Alkali- und/oder Erdalkalisalzen von Alkylbenzolsulfosäuren mit 8-12 Kohlenstoffatomen im Alkylrest (Komponente II) und aliphatischen primären oder sekundären Alkoholen mit 3-6 Kohlenstoffatomen (Komponente III) eingesetzt wird.

3. Verwendung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass ein Emulgatorgemisch, bestehend aus einer Anlagerungsverbindung von 12-40 Mol 12ithylen- oxyd an 1 Mol Rizinusöl (Komponente I), von Alkalioder Erdalkalisalzen der Dodecyl- oder Isododecylbenzolsulfosäure (Komponente II) und Butanol oder Isobutanol (Komponente III) eingesetzt wird.

Entgegengehaltene Schrift- und Bit werke Schweizerisclte Patentschrft Nr. 375 691 USA-Patentschrift Nr. 2 972 509