JPS5922827B2 - ポリエステル系合成繊維の染色方法 - Google Patents

ポリエステル系合成繊維の染色方法

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JPS5922827B2
JPS5922827B2 JP54005872A JP587279A JPS5922827B2 JP S5922827 B2 JPS5922827 B2 JP S5922827B2 JP 54005872 A JP54005872 A JP 54005872A JP 587279 A JP587279 A JP 587279A JP S5922827 B2 JPS5922827 B2 JP S5922827B2
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康行 金岡
芳夫 情野
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【発明の詳細な説明】 本発明は、ポリエステル系合成繊維及びポリエステル系
合成繊維と木綿、羊毛、レーヨン、麻など他の繊維との
混紡品・交編織品を分散染料単独または他の染料と同浴
にて染色する際、分散性及び均染性を付与する新規な染
色助剤を用いて均染な染色物を得る方法に関するもので
ある。
ポリエステル系合成繊維製品(ポリエステル系合成繊維
とセルロース系繊維その他の繊維との混紡品・交編織品
を含む)は、通常キャリヤーを用いるキャリヤー染色法
又は120〜140℃の高温染色法によって染色されて
いる。
そして近時、染色時間の短縮による作業性の合理化や染
色物の高付加価値の付与が活発に進められており、染色
助剤の役割は極めて重要になってきている。
しかるに、従来用いられているナフタリンスルホン酸ソ
ーダのホルマリン縮合物、高級アルコール硫酸エステル
塩ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテルサル
フェートなどの染色助剤は、分散性 均染性或いは起泡
性の面から満足すべきものでなく、分散染料の分散不良
によるターリングの発生、均染性不足による染むら、起
泡による生地の浮き・よじれなどによる染色トラブルが
発生しやすい欠点がある。
また分散性・均染性に優れた公知の染色助剤であるポリ
オキシエチレンスチレン化フェニルエーテルサルフェー
ト等においても、高温短時間染色においてけ十分な効果
が得られず、特に起泡性の面から満足できず、かかる染
色上のトラブルを解決する染色助剤の要望は極めて大な
るものがある。
本発明者等は、上記に鑑みポリエステル系合成繊維染色
の問題点を解決すべく鋭意研究した結果本発明に到達し
たものである。
即ち、本発明は、ポリエステル系合成繊維の分散染料に
よる高温短時間染色において、分散染料の分散不良およ
び均染性不良を解決するとともに起泡によるトラブルお
も同時に解決する染色助剤を用いる優れた染色ン方法を
提供するものである。
以下、本発明に用いる染色助剤につき述べ、その効果に
及ぶ。
本発明に用いる染色助剤は、一般式CI、1で示される
、ウレタン化合物の硫酸化物塩の一種又は二種以上を混
合したものである。
この化合物〔I〕は、下記の一般式CII、lで示され
る化合物とイソシアネート化合物を反応して得られるウ
レタン化合物(後述の一般式[IV〕で示される一種の
界面活性剤)、或いは一般式(ID及び一般式Cl)で
示される化合物とイソシアネート化合物を反応して得ら
れるウレタン化合物〔■〕を、クロルスルフォン酸、ス
ルファミン酸、発煙硫酸、硫酸等の硫酸化剤を用いて硫
酸化し、更にアルカリ金属水和物、炭素数5以下のN−
アルキル基等の塩素性物質により塩交換或いは中和して
得られるものである。
ここに、一般式CIDで示される化合物 AZ(C2H40)n(C3H60)mH”””・・’
[IDは、一般式〔団〕で示される化合物 AZH−・・・・・・・・・・・・・・・−・・・・・
・・・・・・・・−・・・・・CI、1のエチレンオキ
サイド又はエチレンオキサイドとプロピレンオキサイド
の付加物である。
そして式CI3〜[lV)中、Aはベンゼン核;1個以
上のアルキル基、アリール基、シクロアルキル基、或い
はアラルキル基により置換されたベンゼン核:又は長鎖
アルキル基を示し、Zは0、N又はNHの内いずれかの
原子あるいは原子団を、n及びmは夫々0又は1〜50
の整数を、■はアルキレン基及び/又はアリーレン基の
1〜数個からなる基を、MはNa、に、NH4或いは炭
素数5以下のアルキルアミン又はアルカノールアミンを
、夫々※示す。
一般式CI)で示される具体的な化合物としては、フェ
ニルフェノール、クミルフェノール、ナフトール、ノニ
ルフェノール、シクロヘキシルフェノール、ブチルフェ
ノール、ベンジルフェノール、スチレン化フェノール、
スチレン化シクロヘキシルフェノール等のフェノール類
、及び長鎖アルキルアミンがある。
一般式CIDで示される化合物については、付加するエ
チレンオキサイドまたはエチレンオキサイドとプロピレ
ンオキサイドの付加モル数は、一般式Cl)で示す化合
物′1モルに対しO(但し両者とも0になることはない
)〜150モルであるが、好ましくは0〜100モルで
あり、更に好ましくは5〜40モルである。
また、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドのブ
ロック付加の場合は、常に親水基であるエチレンオキサ
イドの平均付加モル数がプロピレンオキサイドの平均付
加モル数よりも多いことが必要である。
次に、本発明において使用するジイソシアネート化合物
は、 トリレンジイソシアネート、キシリレンジイソシ
アネート、ジフェニルメタンシイ゛ノシアネート、シク
ロへキシルジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン
ジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、
ハロゲン化フェニルジイソシアネート、フェニルジイソ
シアネート及びこれらの低重合体の混合物などであるが
、これらに限定されるものではない。
上記諸反応中、中間生成物として得られるウレタン化合
物(一般式〔■〕) は、既存化学物質官報番号(7)−1343、(9)−
1810などで示されているように公知の物質である。
ただ、これらのウレタン化合物を硫酸化する方法、及び
この硫酸化合物を染色助剤として利用する染色方法は見
当たらない。
更ζこ、これらの既存化学物質官報番号(7)−134
3、(9)−1810等で示されているようなウレタン
化合物〔■〕は、一般式[II)で示されるアルキルア
ミン或いはアルキルアルコールのエチレンオキサイド付
加物又は炭素多環式フェノールのエチレンオキサイド付
加物などのノニオン化合物さ、通常ウレタン樹脂の製造
などに使用されるモノ、ジ、或いはそれ以上の−NCO
基を有するインシアネート化合物とにより、通常のウレ
タン反応によって合成され、界面活性剤として利用され
るものであるが、ポリエステル系合成繊維の染色助剤と
しては不満足なものである。
即ち、これらのウレタン化合物は、親水基であるエチレ
ンオキサイドの末端の一〇H基がインシアネート基ζこ
より封鎖される結果、そのエチレンオキサイド平均付加
モル数が少ない場合即ちHLBが低い場合溶解性がわる
くなるため、HLBの極度に大きいノニオン化合物が用
いられる。
従って、一般的にはこれらの7ニオン化合物をインシア
ネート化合物のダラム当量数と比較して大過剰に使用し
てウレタン化合物と未反応のノニオン化合物の共存状態
で界面活性剤として用いたり、或いはインシアネート化
合物の−NCO基の一部に親水基を付加させて使用する
方法が採られているのが現状である。
しかし、これらのノニオンウレタン化合物或いは酸性亜
硫酸ソーダなどでブロックされたウレタン化合物は、分
散性や熱安定性に劣るためポリエステル系合成繊維の染
色助剤としては好ましくなむ)。
従って、現在ポリエステル系合成繊維の分散均染剤とし
ては、分散性面から見て芳香族核を有する化合物が有利
であることより、一般式〔■〕で示される化合物のうち
、炭素多環式フェノールのエチレンオキサイド付加物、
即ちポリオキシエチレンスチレン化フェノールの如きノ
ニオン化合物の硫酸化物が一般に使用されている。
しかしこれらは分散性、均染性に優れるものの起泡性が
大きく、ラビット高温高圧染色法には適当でない。
そのため低起泡性である非イオン性界面活性剤を30〜
70%配合して使用することもあるが、分散性が極端に
低下したりコストが高くなる等の欠点があり、理想的な
染色助剤とは言い難い。
これに対し本発明では、上記ウレタン化合物を硫酸化し
更lこ塩基性物質により塩交換または中和して得た化合
物を、ポリエステル系合成繊維の分散均染用の助剤とし
て用いるものである。
但し本発明の染色助剤においては、上記従来品の如く未
反応のノニオン化合物が過剰に残るような非イオン性ウ
レタン化合物の酸炭化を意図するものではなく、逆に未
反応の−NCO基が残存するウレタン生成物の硫酸化を
本来の目的とするものである。
即ち、本発明の染色助剤では一般式CI)で示される化
合物の使用量は、インシアネート化合物の−NCO基1
に対して、該化合物の一〇H基が025〜2になるよう
な割合であることが好ましい。
−NCO基1に対する一〇H基の割合が0.25以下の
場合には、未反応の−NCO基が相当量残存し、この残
存する一NCO基は一般式CHDで示される親水基を有
さず活性水素を有する化合物と反応するため、溶解性、
均染性、分散性に乏しくなる。
一方、−OH基の割合が2以上である場合にはノニオン
化合物が大量に残存するため、これらを硫酸化して得ら
れる化合物は分散均染剤としての性能は優れるが、起泡
性が要求される染色法には不適当である。
本発明に係る化合物は、上述した如く、まず一般式[I
VIで示される水に不浴す、或いは部分分散するウレタ
ン化合物を通常のスルフォン化剤乃至硫酸化剤を用いて
硫酸化するものである。
ただ、硫酸化剤として大過剰のクロルスルフォン酸或い
は発煙硫酸を使用する場合、一般式〔■〕で示される化
合物のうち、芳香族基を有する化合物においては芳香族
環が硫酸化される。
これらの硫酸化物の精製品は冷水に可溶であり、分散性
、均染性に優れた効果を示し、しかも低起泡性であるが
、過剰な硫酸化剤を用いるため複雑な精製装置を必要と
する。
一方、従来からポリオキシエチレンスチレン化フェニル
エーテルサルフェート等の合成に使用されている硫酸或
いはスルファミノ酸は、選択的に−OH基と反応するた
め多くのアニオン界面活性剤の合成に使用されている。
特に、スルファミノ酸はNH3(+イオン)、5O3(
−イオン)の両性イオンからなり、中和工程を必要とし
ないため硫酸化剤として有効であることは広く知られて
いる。
ところで、スルファミノ酸と有機化合物との反応として
は、アルデヒド化合物との反応(ILS、P。
231.958、U、S、P、 2,355,600
)、脂肪族アルコールとの反応(Get、P、 558
,299 )、フェノール類との反応(Ber、45
1394)、スチロール類との反応(Italy37
793)。
アミン類との反応(Ber、且 1896)、アマイド
類との反応(Ber、9 1929)、ス/L/7アミ
ン酸のアミン基の水素の反応(F、P。
638、175、Get、P、159,046 )等が
報告されているが、ウレタン化合物とスルファミン酸と
の反応についての報告は見られない。
本発明者等は、一般式〔■〕で示されるるウレタン化合
物がスルファミノ酸により任意に硫酸化されることを見
いだしたものであり、同時に硫酸化して得られた化合物
・及び更に塩基性物質で塩交換又は中和した化合物が分
散均染剤として卓越した性能を持ち合わせていることを
見いだして本発明を完成させたものである。
この硫酸化反応のメカニズムは定かではないが。
あえて推察するとスルファミン酸がウレタン化合物のウ
レタン結合或いは尿素結合部分と反応しているものと推
察される。
このことは、上記結合部分の水素が、−NCO基と反応
してアロファネー4ヒト HOO I II I ++ −N−C−N−C−0−1或いはビユレットHOO I It I ++ 1 −N−C−N−C−N−を生成することから判るように
活性水素であり、また一般式〔■〕で示されるる−NC
O基1に対して一〇H基の割合が1である完全に一〇H
基の活性水素が反応されたウレタン化合物が、適当な塩
基性触媒下でスルファミン酸を該ウレタン化合物のウレ
タン結合或いは尿素結合等の官能基1に対して0.2〜
8の割合で用いて適当な条件下で反応させられると、硫
酸化率が5〜99%であるアニオン界面活性剤が得られ
ることから推論される。
このスルファミン酸による一般式〔■〕に示すウレタン
化合物の硫酸化は、溶解性、低起泡性に優れ、且つ硫酸
化率のコントロールされた化合物が任意に得られるとこ
ろから、他の硫酸化に比してより好ましい。
表−1は1本発明の一部であるスチレン化シクロヘキシ
ルフェノールのエチレンオキサイド12モル付加物2モ
ルと、ジフェニルメタンジイソシアネート1モルから得
られたウレタン化合物(X)に適当量のスルファミノ酸
を反応せしめて得られた化合物■、及びそれらの苛性ソ
ーダによる塩交換物■の硫酸化率と、溶解状態、C,P
、(曇点)、表面張力及び起泡性について、比較例との
対比において示したものである。
尚、比較例はスチレン化シクロヘキシルフェノールのエ
チレンオキサイド12モル付加物の硫酸アンモニウムエ
ステル塩である。
また表−1中には、ウレタン化合物〔X〕についても参
考としてそのデータを示しである。
これらのアニオン界面活性剤はその硫酸化率を60〜9
9%にする場合は、ウレタン化合物のウレタン結合及び
尿素結合等の官能基1に対してスルファミノ酸の割合が
1以上使用されるが、未反応のスルファミン酸及び塩交
換或いは中和の際に生成する塩類が系内に10係以上含
まれる場合は適当に溶剤に溶解して不溶物を濾過し、溶
剤は減圧黒部して回収するとよい。
但し表−1中、硫酸化率はパラトルイジン法及びカチオ
ン標準溶液滴定法により算出した。
また起泡性試験は1tのメスシリンダー(内径6.3
crrt )に80℃の調整液(界面活性剤0.2r/
4、酢酸0.3f/l)を入れ、先端にA2のボールフ
ィルターを付けたエアポンプにより底面から連続的に4
507111/mi nの空気を吹き込み、生ずる泡の
高さく cm )を測定することにより行った。
次に、本発明に使用される染色助剤の合成例、及びこれ
らの染色助剤を用いた実施例により本発明を更に詳細に
説明する。
合成例 1 還流冷却器、温度計及び滴下ロートの付いたフラスコに
、 トリスチレン化フェノールのエチレンオキサイド1
5モル付加物1,045部を入れ、温度40〜50℃に
てヘキサメチレンジイソシアネート84部を徐々に滴下
し、次に80〜90℃に昇温し、同温度で3時間反応せ
しめてウレタン化合物を得た。
このウレタン化合物に110〜120℃でスルファミン
酸97部を一度に加え160〜170℃に昇温し、同温
度にて4〜5時間反応せしめ、水に易溶な淡褐色の粘稠
な反応生成物1.230部を得た。
この反応生成物の推定構造式は以下の如きである。
。合成例 2 合成例1と同様の装置・方法でスチレン化シクロヘキシ
ルフェノールのエチレンオキサイド10モル付加物72
0部をフラスコに入れ、温度70〜80℃にてジフェニ
ルメタンジイソシアネート125部を徐々に滴下する。
次に80〜90℃に昇温し、同温度で5時間反応せしめ
てウレタン化合物を得た。
次に110〜120℃でスルフアミノ酸97部を一度に
加え160〜170℃に昇温し同温度にて5時間反応せ
しめ、水に易溶で褐色粘稠の反応生成物950部を得た
この反応生成物の推定構造式は以下の如きである。
合成例 3 合成例1と同様な装置・方法でジスチレン化フェノール
のエチレンオキサイド8モル付加物666部さキシリレ
ンジイソシアネート94部を反応せしめ、次にスルフア
ミノ酸97部を一度に添加し160〜170℃で10時
間反応せしめることにより、水に易溶で淡褐色粘稠な反
応生成物850部を得た。
この反応生成物の推定構造式は以下の如きである。
合成例 4 合成例1と同様の装置 方法でトリスチレン化フェノー
ルのエチレンオキサイド30モル付加物852.5部と
7ニルフエノールのエチレンオキサイド10モル付加物
327.5部をフラスコに入れ温度70〜80℃(こて
トリレンジイソシアネート〕87゜5部を徐々に滴下す
る。
次に80〜90℃にに昇温し、同温度で5時間反応せし
め、次いでスルフアミノ酸97部を一度に添加し170
〜180℃で5時間反応せしめることにより、水に易溶
で淡褐色粘稠の反応生成物1,360部を得た。
この反応生成物の推定構造式は以下の如きである。
合成例 5 合成例1と同様の装置 方法でスチレン化シクロヘキシ
ルフェノールのエチレンオキサイド10モル付加物1,
080部とステアリルアミンのエチレンオキサイド10
モル付加物404.5部及びトリレンジイソシ、アネー
ト175部を反応せしめ、次にスルフアミノ酸194部
を合成例2と同様な方法で反応せしめることにより、水
に易溶で淡褐色粘稠な反応生成物1,630部を得た。
この反応生成物の推定構造式は以下の如きである。
合成例 6 合成例1と同様の装置一方法でノニルフェノールのプロ
ピレンオキサイド5モル付加物とエチレンオキサイド1
0モル付加物995部をフラスコに入れ、トリレンジイ
ソシアネート87.5部を除徐に滴下して反応せしめ、
次にスルファミン酸97部を一度に加えて160〜17
0℃に昇温し、同温度にて5時間反応せしめて、水に易
溶で淡褐色粘稠な反応生成物1,175部を得た。
この反応生成物の推定構造式は以下の如きである。
合成例 7 合成例1と同様な装置・方法でフラスコにトリスチレン
化フェノールのエチレンオキサイド10モル付加物82
2部を入れ、温度60〜70℃にてキシリレンジイソシ
アネート94部を徐々に滴下し、次に80〜90℃に昇
温し同温度で3時間反応せしめてウレタン化合物を得た
このウレタン化合物に110〜120℃でスルファミン
酸97部を一度に加え、160〜170℃に昇温し同温
度で4〜5時間反応せしめる。
その後90〜100℃で50係苛性ソ一ダ80部を徐々
に滴下し、同温度で10時間反応せしめ、水に易溶な淡
黄色の粘稠反応生成物1,092部を得た。
この反応生成物の推定構造式は以下の如きである。
合成例 8 合成例1と同様な装置・方法で、 トリスチレン化フェ
ノールのエチレンオキサイド15モル付加物1,045
部とトリレンジイソシアネート87.5部とを反応せし
める。
次に110〜120℃でスルフアミノ酸194部を一度
に加え160〜170叫℃で10時間反応せしめる。
更に80〜90℃でトリエタノールアミン298部を徐
々に加え同温度で5時間反応せしめ、水に易溶な淡黄色
の粘稠反応生成物1,606部を得た。
この反応生成物の推定構造式は以下の如きである。
合成例 9 還流冷却器、温度計及び滴下ロートの付いたフラスコに
クロルスルフオン酸110部を入れ、40℃以下でモノ
スチレン化フェノールのエチレンオキサイド15モル付
加物167部と、トリレンジイソシアネート17.5部
から得られたウレタン化合物を注注意深く滴下する。
徐々に昇温し100〜110℃で10時間反応せしめ室
温まで冷却後10倍量の氷水中に投入する。
その水中に食塩を過飽和になるまで加えて析出したフル
ホン化物と塩類とを分離し、未乾燥のままキジロールを
加えて濾過し、塩類を除去後黒部してキジロールを回収
する。
このスルホン化物をトリエタノールアミン59部で中和
する。
このようにして水に易溶な淡褐色の粘稠な反応生成物2
50部を得た。
この反応生成物の推定構造式は以下の如きである。
このようにして得られた本発明の染色助剤と、従来汎用
されている染色助剤(比較例1,2)との起泡性試験結
果を表−2に示す。
これは、表−1に示す起泡性試験と同様、1tのメスシ
リンダー(内径6.3 cm )に80℃の調整液(染
色助剤0.2グ/l、酢酸o、3y/l)を人払先端に
扁2のボールフィルターを付けたエアーポンプによりメ
スシリンダー底部より連続的に< 450 ml/mi
nのエアーを吹き込み、液面からの泡の高さく cm
)をfillfflしたものである。
表−2より、本発明のアニオン性化合物が、従来汎用さ
れている染色助剤、即ちポリオキシエチレンアルキルフ
ェノールエーテル硫酸エステル塩(比較例1)、ポリオ
キシエチレンスチレン化フェノール硫酸エステル塩(比
較例2)よりも低起泡性であることが明白である。
次に本発明の実施例を示す。
実施例 1 グイオメーター(スガ試験機製)を用いて、下記試験条
件で分散試験を行った。
その結果を表−3に示すが、この表より本発明品が優れ
た分散性を有することがわかる。
試料:ポリエステル加工糸フィラメント 染料: ]) Sumikaron Rubine
S−2GL5係o、w、f。
2) Dianix Turq Blue (E−FS
5%o、w、f。
供試化合物:o、5′?/l(純分換算)1)本発明品
(合成例1で得られた反応 生成物) 2)比較品1 3)比較品2 浴比:1対30 流量: 200 cr:/ mi n 温度・時間:60℃→135℃/25分間、更に135
℃で20分 実施例 2 実施例1に示した化合物を用い、次の条件で移染性試験
を行った。
試 料:ポリエステル加工糸織物 染色機:カラペット12(日本染色機械製)染 刺 二
1)Resol ine BlueFBL 2%
o、w、f。
2) Re5ol ine Red FB 2 % o
異f。
3) Re5ol ine Yel lowRL 2%
o、w、f。
酢酸: 0.3 cr:/l。
浴比:1対30 温度・時間:135℃、20分 上記染色布き共に同質同量の白布を下記条件の処理浴に
投入し、移染試験を行った。
その結果を表−4に示す。
供試化合物:0.5’?/lC純分換算)、実施例1と
同じもの。
酢酸:0.3cr:/を 浴比:1対20 温度・時間:135℃、20分 実施例 3 試験用ラピッドサーキュラ−染色機(日板製)を用いて
ポリエステル加工糸織物を下記条件で染色した。
染色条件 染q : Dian ix Bl ue BG−FS
3% o、w、f。
酢酸:0.3cで/を 供試化合物:0.5グ/l(純分換算) 1)本発明品(合成例2) 2)実施例1における比較品2 浴比:1対15 還元洗浄 ビスノールDK(一方ネ堆製) 1’il/1
ハイドロサルフアイド l f/を水酸
化ナトリウム 1グ/を浴比:1対1
5 温度・時間:80℃、20分 その結果、比較品2においては起泡性著しく、布がスリ
ップして染色斑が起こったが1本発明品では、昇温時、
タキ込み時のいずれの場合も起泡が少なく、均染な染色
物が得られた。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式 で示される。 ウレタン化合物の硫酸化物塩、の一種または二種以上を
    染色助剤として用いることを特徴とするポリエステル系
    合成繊維の染色方法。 (式CI)中、Aはベンゼン核:1個以上のアルキル基
    、アリール基 シクロアルキル基、或いはアラルキル基
    により置換されたベンゼン核;又は長鎖アルキル基を示
    し、Zは0.N又はNHの内いずれかの原子或いは原子
    団を、n及びmは夫夫0又は1〜50の整数を、■はア
    ルキレン基及び/又はアリーレン基の1〜数個からなる
    基を、MはNa 、K 、NH4或いは炭素数5以下の
    アルキルアミン又はアルカノールアミンを、夫々示す。
JP54005872A 1979-01-19 1979-01-19 ポリエステル系合成繊維の染色方法 Expired JPS5922827B2 (ja)

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