DE3878962T2 - Zusammensetzung zum faerben von synthetischem, aromatischem polyamidfasermaterial. - Google Patents
Zusammensetzung zum faerben von synthetischem, aromatischem polyamidfasermaterial.Info
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zusammensetzung zum Färben von synthetischem, aromatischem Polyamidfasermaterial, insbesondere eine Färbezusammensetzung, die sich aus einem kationischen Farbstoff und einer Färbehilfsmittelmischung aus einem N-substituierten Phthalimid und einem Emulgator zusammensetzt.
- Aus aromatischen Polyamidfasern hergestellte Textilerzeugnisse wurden lange Zeit wegen ihrer ausgezeichneten feuerhemmenden Eigenschaften geschätzt, sie besitzen sehr hohe Schmelzpunkte und entzünden sich auch bei Temperaturen oberhalb ihrer Verkohlungspunkte nicht. Daher gehören sie zu den wichtigsten Materialien für Feuerwehrmänner, Rennfahrer, Astronauten und Personen, die mit Feuer oder hohen Temperaturen in Kontakt kommen können.
- Bisher war es jedoch schwierig, solche Polyamidmaterialien hinreichend gut zu färben, und trotz fortwährender Bemühungen ist das heute am häufigsten eingesetzte handelsübliche Verfahren zum Färben von aromatischem Polyamidmaterial ein System, bei dem Arylketone, z.B. Acetophenon, als Färbehilfsmittel verwendet werden (US-PS 3,674,420, Sapers, 1972). Solche Färbehilfsmittel sind jedoch zu beanstanden, da sie einen strengen, unangenehmen Geruch aufweisen, der sich nicht nur in der Färberei verbreitet, sondern auf dem textilen Flächengebilde auch einen Restgeruch hinterlassen; ferner, weil sie eine korrodierende Wirkung auf Geräte und schädliche Auswirkungen auf die Belegschaft (sie werden als Hypnotikum eingestuft) haben sowie schädliche Einflüsse als Luft- und Wasserverschmutzer und eine zersetzende Wirkung auf Cellulosefasern aufweisen. Trotz dieser unerwünschten Eigenschaften sind Arylketone, und insbesondere Acetophenone, noch immer der üblicherweise eingesetzte Färbehilfsstoff, und bis heute war man noch nicht in der Lage, ein Färbehilfsmittel zu entwickeln, das die oben genannten Nachteile auf wirtschaftlich vernünftige Weise nicht aufweist.
- Durch die vorliegende Erfindung wird ein Färbehilfsmittel bereitgestellt, das in einer kationischen Färbezusammensetzung zum Färben von Fasermaterialien aus aromatischen Polyamidfasern eingesetzt werden kann, nur geringen oder gar keinen unangenehmen Geruch aufweist, keine Korrosionen an den Geräten verursacht, keine bekannten toxikologischen Wirkungen auf das Personal hat, ein weniger schädlicher Schmutzstoff als Arylketone ist und Cellulosefasern nur unwesentlich zersetzt. Darüber hinaus kann es bei einigen Anwendungszwecken sogar die Entzündungsverzögerung verbessern.
- Kurz dargelegt, stellt die vorliegende Erfindung eine Zusammensetzung zum Färben von Material aus synthetischen, aromatischen Polyamidfasern zur Verfügung, die einen kationischen Farbstoff und ein Färbehilfsmittel enthält. Das Färbehilfsmittel ist eine Mischung aus N- substituiertem Phthalimid und einem Emulgiermittel, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus der Mischung aus einem Propylenoxid- und Ethylenoxidblockpolymer und einem Tensid, der Mischung aus oxalkyliertem Alkylalkohol, oxalkyliertem Phenolharz und einem ethoxylierten Alkylphosphatester, der Mischung aus dem Isopropylaminsalz von Dodecylbenzolsulfonsäure und ethoxyliertem Nonylphenol, der Mischung aus dem Isopropylaminsalz von Dodecylbenzolsulfonsäure und ethoxyliertem Sojaamin sowie der Mischung aus dem Isopropylaminsalz von Dodecylbenzolsulfonsäure und ethoxyliertem Rizinusöl.
- Das N-substituierte Phthalimid ist ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus N-Butylphthalimid, N-Isopropylphthalimid, N-Ethylphthalimid, N-Isobutylphthalimid, N-2-Ethylhexylphthalimid, N-Ethoxymethylphthalimid, N-Propoxymethylphthalimid, N-Methylcarbonyl-N- methoxylphthalimid sowie N-Propoxymethylphthalimid. Das N-substituierte Phthalimid ist vorzugsweise eine Mischung aus N-Butylphthalimid und N-Isopropylphthalimid. In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden diese Komponenten in einem Molverhältnis von 2:1 und in einer Zusammensetzung, enthaltend etwa 80 Gew.-% des N-substituierten Phthalimids und etwa 20 Gew.-% des Emulgators gemischt.
- Vorzugsweise ist der Emulgator ein Propylenoxid- und Ethylenoxidblockpolymeres und ein Tensid, wobei dieser oberflächenaktive Stoff eine anionische oberflächenaktive Mischung auf einem mit Diethylsulfat quaternierten tertiären Fettsäureamin, ethoxyliertem Nonylphenol und einem Dodecylbenzolsulfonsäureaminsalz sowie eine anionische/kationische Mischung aus Dodecylbenzolsulfonsäureaminsalz und einem ethoxylierten Nonylphenol mit niedrigem Trübungspunkt ist. In der bevorzugten Ausführungsform ist das Emulgiermittel zu etwa 50 Gew.-% das Blockpolymer, zu etwa 25% Gew.-% die anionische grenzflächenaktive Mischung und zu etwa 25% Gew.-% die anionische/kationische grenzflächenaktive Mischung.
- Die vorliegende Erfindung wird typischerweise zum Färben von Textilerzeugnissen aus Nomex Typ III 455, hergestellt von E.I. DuPont de Nemours & Co., und ähnlichen Materialien eingesetzt. Es werden kationische Farbstoffe eingesetzt, wobei der prozentuale Farbstoffgehalt von der erforderlichen Farbtiefe abhängt. Das bevorzugte N-substituierte Phthalimid ist N-Butylphthalimid und Isopropylphthalimid, die in einem Molverhältnis von 2:1 gemischt werden, wodurch eine eutektische Mischung bereitgestellt wird, die für den Einsatz in einem Färbehilfsmittelsystem besonders geeignete Eigenschaften aufweist.
- Vorzugsweise beträgt das Verhältnis von Färbehilfsmittel zur Färbeflotte 1,5 bis 2,0 Gew.-%. Außerdem wird 1 bis 2% Natriumnitrat empfohlen, das Färbebad wird mit Essig- oder Ameisensäure auf einen pH von 3,0 eingestellt. Der pH-Bereich kann zwischen 2,5 und 4 liegen, wobei Ameisensäure eingesetzt wird, wenn der pH unter 3 liegen soll.
- In den folgenden Beispielen sind die als Basic Yellow 21, Basic Blue 41 und Basic Red 18 bezeichneten Farbstoffe im Colour Index, 3. Auflage, herausgegeben von der Society of Dyers and Colourists, Dean House, Piccadilly Bradford, Yorkshire, England, näher beschrieben.
- Es wurde ein Färbehilfsmittel hergestellt, das zu 80% aus einer Phthalimidmischung aus N-Butylphthalimid und Isopropylphthalimid in einem Molverhältnis von 2:1 und zu 20% aus Emulgator bestand. Der Emulgator setzte sich zusammen aus 50% Propylenoxid- und Ethylenoxidblockpolymer, 25% anionischer grenzflächenaktiver Mischung und 25% anionischer/kationischer grenzflächenaktiver Mischung. Das Blockpolymere war Pluronic 31R1, hergestellt von BASF Wyandotte Corp. Bei der anionischen oberflächenaktiven Mischung handelte es sich um Ahco AB-160 der Imperial Chemical, Inc., die eine Mischung aus einem mit Diethylsulfat quaternierten tertiären Fettsäureamin, ethoxyliertem Nonylphenol und einem Dodecylbenzolsulfonsäureaminsalz ist. Bei der anionischen/kationischen Mischung handelte es sich um Ahco AB-118 der Imperial Chemical, Inc., dies ist eine Mischung aus einem Dodecylbenzolsulfonsäureaminsalz und einem ethoxylierten Nonylphenol mit niedrigem Trübungspunkt.
- Mit diesem Färbehilfsmittel wurde ein Färbebad hergestellt, bestehend aus den folgenden Komponenten, nach Gewicht der Färbeflotte: Komponente Prozentgehalt Wasser Färbehilfsmittel Natriumnitrat Essigsäure (56%ig) Basic Yellow 21
- Ein Textilerzeugnis, bestehend aus 100% Nomex Typ III 455 wurde in das Färbebad gegeben, welches sodann auf eine Temperatur von ca. 121ºC (250º Fahrenheit) bei einer Anstiegsgeschwindigkeit von ca. 1,1ºC pro Minute (2º pm) erhitzt und eine Stunde bei dieser Temperatur gehalten wurde. Danach wurde die Temperatur auf 60ºC (140º Fahrenheit) gesenkt, die Farbflotte abgelassen und das Textilerzeugnis unter Überlauf gespült.
- Das textile Flächengebilde wurde sodann mit der folgenden Zusammensetzung nachgewaschen, nach Gewicht der Flotte: Komponente Prozentgehalt Wasser Essigsäure (56%ig) Emulgator (wie oben beschrieben)
- Die Flotte wurde auf ca. 71ºC (160º Fahrenheit) erhitzt und 20 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Die Flotte wurde abgelassen, das Textilerzeugnis unter Überlauf gespült und entnommen, überschüssiges Wasser wurde extrahiert und das Textilerzeunis getrocknet.
- Die Probe wies eine ausgezeichnete Farbausbeute und keinen Restgeruch im textilen Flächengebilde auf.
- Die Zusammensetzungen und Vorgehensweisen entsprachen Beispiel I, mit der Ausnahme, daß Basic Blue 41 eingesetzt wurde. Es wurde die gleiche ausgezeichnete Farbausbeute ohne Restgeruch erzielt.
- Zusammensetzungen und Vorgehensweisen gemäß Beispiel I; jedoch wurde Basic Red 18 eingesetzt. Die gleiche ausgezeichnete Farbstoffausgiebigkeit wurde erzielt, es war kein Restgeruch vorhanden.
- Zusammensetzung und Vorgehensweise entsprach Beispielen I, II und III, wobei ein Emulgator, bestehend aus oxalkyliertem Alkylalkohol, oxalkyliertem Phenolharz und einem ethoxylierten Alkylphosphatester eingesetzt wurde, der unter dem Handelsnamen Witcomul 1054-HF (Witco Co.) vertrieben wird.
- Die Proben wiesen eine akzeptable Farbausbeute auf, es wurden keine Geruchsergebnisse erhalten.
- Die Zusammensetzung und die Vorgehensweise entsprach Beispielen I, II und III, wobei ein Emulgator eingesetzt wurde, der aus 50% Isopropylaminsalz von Dodecylbenzolsulfonsäure und 50% ethoxyliertem Nonylphenol (bei einem Molverhältnis von 10 Molen Ethylenoxid und einem Mol Nonylphenol) bestand.
- Die Proben wiesen eine akzeptable Farbstoffausgiebigkeit auf, es wurden keine Ergebnisse in bezug auf Geruch erhalten.
- Zusammensetzung und Vorgehensweise gemäß Beispielen I, II und III; es wurde ein Emulgator, bestehend aus 50% Isopropylaminsalz von Dodecylbenzolsulfonsäure und 50% ethoxyliertem Sojaamin (bei einem Molverhältnis von 23 Molen Ethylenoxid und einem Mol Sojaamin) eingesetzt. Die Proben hatten eine akzeptable Farbausbeute und es wurden keine Ergebnisse in bezug auf Geruch erhalten.
- Zusammensetzung und Vorgehensweise gemäß Beispielen I, II und III, wobei ein Emulgator, bestehend aus 50% Isopropylaminsalz von Dodecylbenzolsulfonsäure und 50% ethoxyliertem Rizinusöl (40 Mole Ethylenoxid auf Rizinusöl) eingesetzt wurde.
- Die Proben wiesen eine akzeptable Farbausbeute auf, es wurden keine Geruchsergebnisse erhalten.
- Die vorliegende Erfindung wird durch die dargelegten Beispiele oder die Beschreibung nicht eingeschränkt. Es wird davon ausgegangen, daß die vorliegende Erfindung nur durch den Umfang der folgenden Patentansprüche und deren Äquivalente begrenzt wird.
Claims (10)
1. Zusammensetzung zum Färben von synthetischem,
aromatischem Polyamidfasermaterial, enthaltend einen
kationischen Farbstoff und ein Färbehilfsmittel, wobei
das Färbehilfsmittel eine Mischung ist aus
N-substituiertem Phthalimid und einem Emulgiermittel, ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus der Mischung aus einem
Propylenoxid- und Ethylenoxidblockpolymer und einer
grenzflächenaktiven Substanz, der Mischung aus
oxalkyliertem Alkylalkohol, oxalkyliertem Phenolharz und
einem ethoxylierten Alkylphosphatester, der Mischung
aus dem Isopropylaminsalz von Dodecylbenzolsulfonsäure
und ethoxyliertem Nonylphenol, der Mischung aus dem
Isopropylaminsalz von Dodecylbenzolsulfonsäure und
ethoxyliertem Sojaamin sowie der Mischung aus dem
Isopropylaminsalz von Dodecylbenzolsulfonsäure und
ethoxyliertem Rizinusöl.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, ferner dadurch
gekennzeichnet, daß das N-substituierte Phthalimid
ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus
N-Butylphthalimid, N-Isopropylphthalimid, N-Ethylphthalimid,
N-Isobutylphthalimid, N-2-Ethylhexylphthalimid,
N-Ethoxymethylphthalimid, N-Propoxymethylphthalimid,
N-Methylcarbonyl-N-methoxylphthalimid sowie
N-Propoxymethylphthalimid.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 2, ferner dadurch
gekennzeichnet, daß das N-substituierte Phthalimid eine
Mischung aus N-Butylphthalimid und
N-Isopropylphthalimid enthält.
4. Zusammensetzung nach Anspruch 3, ferner dadurch
gekennzeichnet, daß die Mischung aus N-Butylphthalimid
und N-Isopropylphthalimid eine Mischung mit einem
Molverhältnis von 2:1 ist.
5. Zusammensetzung nach Anspruch 1, ferner dadurch
gekennzeichnet, daß sie etwa 80 Gew.-% N-substituiertes
Phthalimid und etwa 20 Gew.-% Emulgator enthält.
6. Zusammensetzung nach Anspruch 4, ferner dadurch
gekennzeichnet, daß sie etwa 80 Gew.-% N-substituiertes
Phthalimid und etwa 20 Gew.-% Emulgator enthält.
7. Zusammensetzung nach Anspruch 1, ferner dadurch
gekennzeichnet, daß der Emulgator ein Propylenoxid- und
Ethylenoxidblockpolymer und ein oberflächenaktiver
Stoff ist und der oberflächenaktive Stoff eine
anionische oberflächenaktive Mischung aus einem mit
Diethylsulfat quaternierten tertiären Fettsäureamin,
ethoxyliertem Nonylphenol und einem
Dodecylbenzolsulfonsäureaminsalz sowie eine anionische/kationische
Mischung aus Dodecylbenzolsulfonsäureaminsalz und einem
ethoxylierten Nonylphenol mit niedrigem Trübungspunkt
enthält.
8. Zusammensetzung nach Anspruch 7, ferner dadurch
gekennzeichnet, daß das Emulgiermittel zu etwa 50 Gew.-%
ein Blockpolymer, zu etwa 25% Gew.-% eine anionische
grenzflächenaktive Mischung und zu etwa 25% Gew.-%
eine anionische/kationische grenzflächenaktive
Mischung ist.
9. Zusammensetzung nach Anspruch 4, ferner dadurch
gekennzeichnet, daß der Emulgator das Propylenoxid- und
Ethylenoxidblockpolymere und eine grenzflächenaktive
Substanz ist und die grenzflächenaktive Substanz eine
anionische grenzflächenaktive Mischung aus einem mit
Diethylsulfat quaternierten tertiären Fettsäureamin,
ethoxyliertem Nonylphenol und einem
Dodecylbenzolsulfonsäureaminsalz sowie eine anionische/kationische
Mischung aus Dodecylbenzolsulfonsäureaminsalz und einem
ethoxylierten Nonylphenol mit niedrigem Trübungspunkt
enthält.
10. Zusammensetzung nach Anspruch 9, ferner dadurch
gekennzeichnet, daß der Emulgator zu etwa 50 Gew.-%
ein Blockpolymeres, zu etwa 25 Gew.-% eine anionische
oberflächenaktive Mischung und zu etwa 25 Gew.-% eine
anionische/kationische grenzflächenaktive Mischung
ist.
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