DE2210878C3 - Verfahren zum einbadigen Färben von Textilmaterialien aus unmodifizierten Potyolefinfasern mit Metallkomplexfarbstoffen - Google Patents

Description

CH₃COO

oder thermisch instabile Chelate von Kupfer, Nickel, Kobalt, Chrom, Eisen, Aluminium oder Zink mit Nitriloacetaten, Äthylendiamintetraacetaten, PoIyphosphaten, Tartraten, Citraten, aliphatischen Aminen oder mit Ammoniak verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als metallierbare Farbstoffe wasserlösliche Beizenfarbstoffe verwendet.

2.. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als metallierbare Farbstoffe wasserunlösliche Dispersionsfarbstoffe verwendet.

Von unmodifizierten Polyolefinfasern, beispielsweise Polypropylenfasern, ist es bekannt, daß sie sich in der Regel nur schwer nach Direktfärbemethoden anfärben lassen. Außer dem unmittelbaren Färben der Spinnmasse in der Schmelze mit Pigmentfarbstoffen ist auch noch das Färben von Stückware aus solchen Fasern mit wäßrigen Suspensionen von Pigmentfarbstoffen und härtbaren Bindersystemen beschrieben, die beim Erhitzen auf der Faseroberfläche einen entsprechend gefärbten, waschechten Filmüberzug bilden. Dispersionsfarbstoffe, wie sie für das Färben von Polyesterfasern und anderen hydrophoben Fasern angewendet werden, ergeben jedoch unter vergleichbaren thermischen Bedingungen bei der Fixierung nur sehr helle Färbungen, deren Ausbeute in keinem Verhältnis zur aufgewendeten Farbstoffmenge steht
Durch verschiedenartige Methoden zur Modifikation des Polyolefinmaterials gelingt es wohl, die Anfärbbarkeit der Fasern wesentlich zu verbessern. So werden z. B. stickstoffhaltige, basisch wirkende Copolymere in die Spinnschmelze des Fasergrundstoffs eingebracht

ίο und auf diesem Weg in dem Makromolekül verankert. Die so modifizierten Fasern haben dann Affinität zu anionischen Farbstoffen. Eine weitere Möglichkeit zur Modifizierung von Polypropylen besteht darin, Verbindungen solcher Metalle in die Masse oder Faser einzuverleiben, die mit metallierbaren Farbstoffen echte Farblacke bilden können. Diese Beeinflussung der Fasereigenschaften geschieht entweder durch ein metallhaltiges Copolymerisat oder durch spezielle Nachbehandlungsoperationen des fertigen, nicht modi-

:o fizierten Fasermaterials vor dem Färben, wie sie z. B. in den DT-AS 12 97 577, DT-AS 14 69 600 und DT-AS 16 19 601 beschrieben werden. Jedes dieser Verfahren zur Modifizierung von Polyolefinen erfordert allerdings zusätzlichen Arbeitsaufwand, der die Faser verteuert, und bringt mitunter eine nachteilige Beeinflussung der physikalischen Eigenschaften der Faser, wie z. B. geringere Festigkeit, Elastizität oder erhöhte Entflammbarkeit, mit sich.
Gemäß dem Verfahren der GB-PS 9 53 757 werden

ίο zum Färben von Polyolefinmaterialien wasserunlösliche Dispersionsfarbstoffe, die allerdings metallisi^rbar sind, im Verein mit Schwermetallionen abgebenden Substanzen eingesetzt. Hierbei werden die beiden Komponenten in beliebiger Reihenfolge, aber getrennt auf das

.15 Textilgut appliziert. Man hatte nämlich in der Praxis erkannt, daß Dispersionsfarbstoffe allein auf den Polyolefinen viel zu schwache Färbungen, eigentlich nur Pastelltöne ergeben.

Zum Unterschied von diesem Stand der Technik werden erfindungsgemäß für das Färben einer nichtmodifizierten Polypropylenfaser ein wasserlöslicher Farbstoff mit wasserlöslich machenden Gruppen oder ein aus zwei wasserlöslichen Komponenten im Färbebad sich bildendes Farbstoffpigment verwendet, wobei in der Färbeflotte gleichzeitig ein Schwermetalldonator anwesend ist.

Die US-PS 30 97 044 betrifft das Färben unmodifizierter Polypropylenfasern nach Klotz- oder Ausziehfärbemethoden mit wasserlöslichen Beizenfarbstoffen in Gegenwart von freier Säure und löslichen Chromsalzcn. Durch die Anwesenheit von relativ viel Säure (bis zu 5 Gew.-%) wird beim bekannten Verfahren das Enistehen von Farblacken verhindert, weshalb es nur zu verhältnismäßig schwachen Anfärbungen des Textilma-

Ss terials kommt. Erst der Zusatz erheblicher Mengen (bis zu 5 Vol.-°/o) von vollständig oder teilweise wasserlöslichen organischen Lösemitteln (z. B. Benzylalkohol), welche als Faseröffner wirken, erbringt hier eine gewisse Verbesserung der Farbausbeutc.

do Dagegen wird nach der vorliegenden Erfindung ohne direkten Zusatz von Säure gearbeitet und so bewußt die Bildung von wasserunlöslichen Farblacken aus den eingesetzten Farbstoffen und den aufgrund ihrer chemischen Natur nicht vollkommen wasserlöslichen

''S Metallierungsmitteln herbeigeführt, welche durch das angewandte Dispergiersystem in den Flotten in stabiler Verteilung gehalten werden und die für die höhere Intensität sowie bessere Echtheitseigenschaften der

erzeugten Färbungen im Vergleich zu denjenigen nach der zuvor erwähnten US-PS verantwortlich sind. Außerdem ermöglicht das erfindungsgemäß eingesetzte Dispergiersystem auch die Verwendung von wasserunlöslichen Farbstoffen beim neuen Verfahren.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum einbadigen Färben von Textilmaterialien aus unmodifizierten Poiyolefinfasern mit Metallkomplexfarbstoffen, wobei man diese Textilmaterialien mit wäßrigen Flotten aus wi.sserlöslichen bzw. dispergierten, metallierbaren Farbstoffen, die zur Bildung von in Wasser schwer löslichen Farblacken befähigt sind, und schwermetallionenabgebenden Verbindungen färbt, und zwar nach einem Abziehverfahren während 40 — 70 Minuten, vorzugsweise etwa 60 Minuten, bei Temperaturen von 120—135°C, vorzugsweise etwa 130°C, oder nach einem Kloiz-Dämpf-Verfahren, bei dem man die geklotzten V.aterialien, mit oder ohoe Zwischentrocknung, in einem Druckdämpier bei 100-135⁰C, vorzugsweise etwa 130⁰C, innerhalb von 10-40, vorzugsweise etwa 30 Minuten, dämpft, dadurch gekennzeichnet, daß in den Flotten als Dispergiersystem für das Ausziehverfahren anionische Schutzkolloide mit Dispergierwirkung in Kombination mit einem nichtionogenen Hilfsmittel auf Basis von Alkyl-, Alkylarylpolyglykoläthern bzw. oxäthylierten Fettsäurepolyglykolestern und für das Klotz-Dämpf- Verfahren nichtionogene Schutzkolloioe mit Verdickungswirkung in Kombination mit einem nichtionogenen Hilfsmittel auf Basis von Alkyl-, Alkylarylpolyglykoläthern bzw. oxäthylierten Fettsäurep&lyglykolestern, und als sehwermetallionenabgebende Verbindungen das Chrom(lll)-acetatosulfat der Formel

CHjCOO

Cr

CH₁COO

SO₄

Cr

oder thermisch instabile Chelate von Kupfer, Nickel, Kobalt, Chrom, Eisen, Aluminium oder Zink mit Nitriloacetaten, Äthylendirmintetraacetaten, Polyphosphates Tartraten, Citratcr, aliphatischen Aminen oder mit Ammoniak verwendet werden.

Verfahrensgemäß werden vorzugsweise Polypropylenfasern gefärbt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Beobachtung zugrunde, daß der bei Anwendung metallierbarer Farbstoffe und Metallierungsmitteln im gleichen Färbebad in Gegenwart eines bestimmten Dispergiersystems in der Flotte gebildete Farblack in einem besonderen kolloidalen Dispersionszustand vorliegt, in welchem dieser dann unter geeigneten th>_rmisrhen Bedingungen technisch brauchbare Affinität zur unmodifizierten Polyolefinfaser aufweist. Unter diesen Voraussetzungen können die Färbungen entsprechend dem beanspruchten Verfahren sowohl nach der Auszieh- als auch nach der Klotz-Dämpf-Methode erfolgen. Die hierzu erforderlichen Temperaturen sowohl für das Ausziehverfahren als auch für das Klotz-Dämpf-Verfahren sowie die diesbezüglichen Einwirkungszeiten werden dabei so ausgewählt, daß der technische Sicherheitsabstand der genannten Temperaturen vom Erweichungsbereich der Polypropylenfaser, der sich bei 150—155°C befindet, dadurch gewahrt wird.

Für die Durchführbarkeit des beanspruchten Verfahrens ist es wesentlich, daß der metallfreie Farbstoff und die zur Farblackbildung nötige zweite Komponente, das Metallisierungsmittel, aus einer Flotte, also gleichzeitig und einbadig angewendet werden, damit es zur

ι ο Entstehung der Metallkomplexverbindungen unter ganz bestimmten Bedingungen kommt. Obwohl beim Färben von metallmodifizierten Polypropylenfasern ebenfalls die Bildung des Farblacks aus Farbstoff und dem in der Faser enthaltenen Metallisierungsmittel erfolgt, so kann

is dieser Vorgang nur bestenfalls an der Oberfläche der Faser, stattfinden, d. h. an denjenigen Stellen, an denen sich bei der metallisch modifizierten Faser ein Metallatom befindet. Da das Metall in diesen Fällen nur in der Außenschicht der Faser sitzt, besteht dann auch

2ü keine Möglichkeit mehr für den Farbstoff, sich im ]nnern der Faser festzusetzen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren findet die Bildung des Farblacks dagegen außerhalb der Fasern in der Flotte statt.

Da solche Farblacke zwangsläufig wasserunlöslich sind, ist ein Dispergiersystem erforderlich, das den sich bildenden Farblack in einem geeigneten Verteilu.ngszustand aufrechterhält, der eine Diffusion und damit ein Aufziehen des Metallkomplexfarbstoffes auf die Faser ermöglicht. Dieses Dispergiersystem besteht im wesentlichen aus einem nichtionogenen Hilfsmittel auf Basis von Alkyl-, Alkylarylpolyglykoläthern bzw. oxäthylierten Fettsäurepolyglykolestern, vorzugsweise einem Umsetzungsprodukt aus 1 Mol Isotridecylalkohol mit 8

is Mol Äthylenoxid, das beim Ausziehverfahren mit anionaktiven Schutzkolloiden mit Dispergierwirkung, vorzugsweise solchen auf Basis von Ligninsulfonsäure, und für das Klotz-Dämpf-Verfahren mit nichtionogenen Schutzkolloiden mit Verdickungswirkung, vorzugsweise vom Typ eines vollständig verätherten Kernmehls, kombiniert wild.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist es als überraschend zu bezeichnen, daß diese Farblackdispersionen bei Anwesenheit der genannten Dispergiermittel eine Affinität zu den unmodifizierten Poiyolefinfasern aufweisen. Ebenso war es nicht voraussehbar, daß das genannte Oxäthylierungsprodukt die Bildung des Farblacks erheblich beschleunigt.

Die für die Durchführung der Färbungen nach der neuen Methode vorgesehenen metallierbaren Farbstoffe können sowohl wasserlöslich (Beizenfarbstoffe) als auch wasserunlöslich (metallierbare Dispersionsfarbstoffe) sein. Vom chemischen Standpunkt aus gesehen, werden unter diesen Kategorien von Farbstoffen solche

ss Verbindungen verstanden, die aufgrund ganz bestimmter konstitutioneller Voraussetzungen befähigt sind, mit mehrwertigen Metallatomen einen koordinativen Komplex einzugehen, wobei das Metall teils haupt-, teils nebenvalenzmäßig gebunden wird. Bei diesen Farbstof-

()o fen handelt es sich um Produkte aus unterschiedlichen chemischen Verbindungsklassen. Hierfür eignen sich alle Farbstoffe, welche eine o-Hydroxycarbonyl-Gruppierung (z. B. o-Hydroxyanthrachinone) oder o-Hydroxycarboxyl-Gruppierung (z. B. Salicylsäure-Derivate)

<\s aufweisen, oder die in ortho- bzw. peri-Stellung zwei Hydroxylgruppen bzw. eine Hydroxy- und eine Carboxyl-Gruppe (z. B. Alizarine) enthalten. Weiterhin zählen zu dieser Klasse von Farbstoffen solche

Azokörper, die in ortho- oder peri-Stellung zur Azogruppierung (-N = N-) in einem oder besser in beiden aromatischen Kernen eine Hydroxyl- oder Carboxyl-Gruppe oder in dem einen Kern eine Hydroxyl- bzw. Carboxyl-Gruppe und in dem anderen Kern des Azofarbstoffs eine Amiriogruppe besitzen. Farbstoffe des zuvor erläuterten Typs werden in der Literatur eingehend beschrieben.

Als Metallierungsmittel eignen sich verfahrensgemäß solche Verbindungen von Chrom, Kupfer, Eisen Kobalt, Nickel, Zink und Aluminium, die entsprechende Metallionen in der Wärme abspalten, ohne dabei die Badstabilität, etwa durch Hydroxidbildung, nachteilig zu beeinflussen. Diese Verbindungen sind Salze von organischen oder anorganischen Säuren, wie thermisch relativ instabile Chelate dieser farblackbildenden Metallionen mit Nitriloacetaten, Äthylendiamintetraacetaten, Polyphosphaten, Tartraten, Citraten oder mit aliphatischen Aminen, besonders Triäthanolamin, oder auch mit Ammoniak.

Die mit Chrom metallierbaren Beizenfarbstoffe sind deshalb besonders wichtig, weil deren Farblacke echte Färbungen in ansprechenden Tönen ergeben.

Besonders geeignet ist ferner das Chrom(l 11)-acetatosulfat. Es handelt sich dabei um eine Verbindung folgender Struktur:

- H,COO

CH₁COO

CH₃COO

Cr

SO₄

Cr

IK) ·'" NH CO

COOH

N N -" 2% eines anionaktiven SchutzkoHoids auf Basis

von Ligninsulfonsäure,

1% des Umsetzungsprodukts aus 1 MoI Isotride-. cylalkohol mit 8 Mol Äthylenoxid und

3% ChromOIIJ-acetato-sulfat.

Nach dem Färben wird die so erhaltene Ware in üblicher Weise gespült, geseift und fertiggestellt.

Man erhält eine brillante, echte Orangefärbung in ίο einer dem Farbstoffaufwand angemessenen Farbtiefe.

Beispiel 2

Die Färbung wird entsprechend der in Beispiel 1 beschriebenen Methode vorgenommen, jedoch unter Verwendung von

2% des Beizenfarbstoffs der Formel

SO., H

HO O NH

CHj

SO₁H

Man erhält eine brillante, echte Grünfärbung. Beispiel 3

Die Durchführung der Färbung erfolgt wie in Beispiel 1, jedoch unter Verwendung von

2% des Beizenfarbstoffs der Formel

Diese Substanz liefert in wäßriger Lösung zunächst keine Cr(IH';-Ionen; erst durch Hydrolyse, besonders in der Wärme, werden allmählich Chrom(Ill)-Ionen abgegeben, gleichzeitig mit der Entstehung von Essigsäure. Das Metallierungsmittel wirkt somit einerseits als Donator für Chromionen, andererseits als Säurespender, was der allmählichen Bildung eines besonders fein verteilten Farblacks sehr entgegenkommt.

Die in den Beispielen zur Charakterisierung der Farbstoffe angegebenen Colour-Index-Nummern wurden der 2. Auflage 1956 sowie dem Ergänzungsband 1963 entnommen:

Beispiel 1

Flocke aus unmodifizierten Polypropylenfasern wird in einem HT-Färbeapparat bei einem Flottenverhältnis von 1 : 20 für 60 Minuten bei 130⁰C mit einer wäßrigen Flotte gefärbt, die — bezogen auf das Gewicht der trockenen Ware — folgende Komponenten enthält:

2% des Beizenfarbstoffes der Formel

HO

Cl

HO₁SOH

IK)

N --C₄R₁In)

Es resultiert eine echte Weinrotfärbung. Beispiel 4

Wie bei Beispiel ) beschrieben wird eine Färbung hergestellt, jedoch unter Verwendung von

2% des Beizenfarbstoffs der Formel

IK)

HjC

COOH COOH

. /A

C CHj

SO₁II

SO₁II

SO,H Man erhält eine echte Blaufärbung.

Beispiel 5

Die Maßnahmen zur Herstellung der Färbung werden wie in Beispiel 1 vorgenommen, jedoch unter Verwendung einer wäßrigen Flotte eines dispergierten Azopigments, gebildet durch Diazotieren und Kuppeln von

1% des aromatischen primären Amins 6-Chlor-3-amino-indazol mit der Kupplungskomponente Azoic Coupling Component 12- C. I. Nr. 37 550

und enthaltend als Metallierungsmittel folgende Kombination von Chemikalien:

1,6% Kobalt(Il)-chlorid-dihydrat,

S% Natrium-niiriioiriacetat,

1% des IJmsetzungsprodukts aus 1 Mol Isotride-

cylalkohol mit 8 Mol Äthylenoxid und
5% eines anionaktiven Schutzkolloids auf Basis von Ligninsulfonsäure.

Die angegebenen Prozentzahlen beziehen sich auf das Gewicht der trockenen Ware.

Nach der Fertigstellung resultiert eine echte Grünfärbung.

Beispiel 6

Die Durchführung der Färbung erfolgt wie in Beispiel 5, jedoch wird anstelle der dort genannten, die folgende Metallierungsmittel-Kombination verwendet:

1,2% Kupfersulfat krist„

4% Triethanolamin,

1 % des Umsetzungsprodukts aus ί Moi lsotridc

cy!alkohol mit 8 Mol Äthylenoxid und
5% eines anionaktiven Schutzkolloids auf Basis von Ligninsulfonsäure.

CH₃
O OH
und als Metaüierungsmittel-Kombination

2% Aluminiumsulfat krist, AI₂(SO₄Ji · 18 HA

4% eines Sequestriermittels vom Typ Natriumpolyphosphat,

1% des IJmsetzungsprodukts aus 1 Mol Isotridecylalkohol mit 8 Mol Äthylenoxid und

5% eines anionaktiven Schutzkolloids auf Basis Ligninsulfonsäure,

wird eine Färbung auf dem dort angegebenen ίο Fasermaterial erzeugt.

Es resultiert eine brillante, echte Rotfärbung.

Beispiel 8

Es wird nach der Vorschrift von Beispiel 1 eine Färbung hergestellt, jedoch unter Verwendung von

2% des in DT-AS 16 19 601 im Beispiel 12 genannten Dispersionsfarbstoffs der Formel

Es resultiert eine echte graue Färbung.

Beispiel 7
Wie in Beispiel 1, jedoch unter Verwendung von

2% des in DT-AS 16 19 601 im Beispiel 9 genannten Dispersionsfarbstoffe der Formel

HO O OH

CH₁-CH₁-CH₂-CH,

HO O OH

und als Metallierungsmittel einer Kombination aus

1 % Nickel(II)-Sulfat-hexahydrat,
3% Natrium-nitrilotriacetat,

1% des Umsetzungsprodukts aus 1 Mol Isotridecylalkohol mit 8 Mol Äthylenoxid und

5% eines anionaktiven Schutzkolioids auf Basis Ligninsulfonsäure.

Es resultiert eine echte Blaufärbung.
Beispiel 9

Stückware aus unmodifizierten Polypropylenfasern wird auf dem Foulard bei einer Flottenaufnahme von 70 Gew.-% mit einer wäßrigen Flotte von Raumtemperatur enthaltend im Liter

20 g des im Beispiel 4 genannten Beizenfarbstoffs,
20 g Chrom(IIl)-acetato-sulfat,
10 g einer 2%igen wäßrigen Lösung eines vollständig verätherten Kernmehls und

2 g des Umsetzungsprodukts von 1 Mol Isotride-

cylalkohol mit 8 Mol Äthylenoxid

geklotzt und mit/oder ohne Zwischentrocknung im HT-Dämpfer 20 Minuten bei 130⁰C gedämpft. Anschließend wird die Ware gespült und in üblicher Weise geseift
Man erhält eine echte Blaufärbung.

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum einbadigen Färben von Textilmaterialien aus unmodifizierten Polyolefinfasern mit Metallkomplexfarbstoffen, wobei man diese Textilmaterialien mit wäßrigen Flotten aus wasserlöslichen bzw. dispergierten, metallierbaren Farbstoffen, die zur Bildung von in Wasser schwer löslichen Farblacken befähigt sind, und schwermetallionenabgebenden Verbindungen färbt, und zwar nach einem Ausziehverfahren während 40 — 70 Minuten bei Temperaturen von 120-135° C oder nach einem Klotz-Dämpf-Verfahren, bei dem man die geklotzten Materialien, mit oder ohne Zwischentrocknung, in einem Druckdämpfer bei 100—135°C innerhalb von 10 - 40 Minuten dämpft, dadurch gekennzeichnet, daß in den Flotten als Dispergiersystem für das Ausziehverfahren anionische Schutzkolloide mit Dispergierwirkung in Kombination mit einem nichtionogenen Hilfsmittel auf Basis von Alkyl-, Alkylarylpolyglykoläthem bzw. oxäthylierten Fettsäurepolyglykolestern und für das Klotz-Dämpf-Verfahren nichtionogene Schutzkolloide mit Verdickungswirkung in Kombination mit einem nichtionogenen Hilfsmittel auf Basis von Alkyl-, Alkylarylpolyglykoläthem bzw. oxäthylierten Fettsäurepolyglykolestern, und als schwermetallionenabgebende Verbindungen das Chrom(lll)-acetatosulfat der Formel

CH₃COO