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Alkylbenzimidazolylvinylbenzoate sowie Verwendung derselben zum Färben
von textilen Gebilden aus Polyamiden Es ist bekannt, z.B. aus der GB-PS 1 244 762,
zum optischen Aufhellen von textilen Gebilden aus Polyamiden substituierte 2-Styrylbenzimidazole
zu verwenden.
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Es ist des weiteren bekannt, z.B. aus der US-PS 3 137 655 zum optischen
Aufhellen von textilen Gebilden aus Polyamiden das Reaktionsprodukt aus 2-btethylbenzimidazol
mit Benzaldehydcarbonsäure-4 der folgenden Formel zu verwenden:
Aufgabe der Erfindung war es gegenüber den bekannten optischen -Aufhellern weiterhin
verbesserte optische Aufheller aufzufinden, die sich insbesondere zum optischen
Aufhellen von textilen Gebilden aus Polyamiden eignen.
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Der Erfindung lag die Erkenntnis zugrunde, daß sich zum optischen
Aufhellen von Polyamiden in ganz besonders vorteilhafter Weise Alkylbenzimidazolylvinylbenzoate
verwenden lassen.
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Gegenstand der Erfindung sind Alkylbenzimidazolylvinylbenzoate der
Formel:
worin bedeuten: R1 - ein Wasserstoffatom oder einen kurzkettigen
Alkylrest und R2 einen kurzkettigen Alkylrest.
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Gegenstand der Erfindung ist des weiteren die Verwendung voq Alkylbenzimidazolylvinylbenzoaten
der angegebenen Formel als optische Aufheller zum Aufhellen von textilen Gebilden
aus Polyamiden.
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In der angegebenen Formel sind die durch R1 und R2 dargestellten kurzkettigen
Alkylreste vorzugsweise Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, d.h. beispielsweise
Methyl-, Äthyl-, Propyl-, Butyl- oder Isobutylreste.
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Ein besonders vorteilhafter optischer Aufheller besteht aus einer
Verbindung der angegebenen Formel, in-der darstellen: R1 ein Wasserstoffatom und
RZ einen Methylrest.
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Die erfindungsgemäßen Verbindungen stellen wie bereits dargelegt besonders
vorteilhafte optische Aufheller oder Weißmacher für Polyamide dar, wobei sie sich
in vorteilhafter Weise aus wäßrigen Dispersionen, z.B. auf Polyamidfäden und - fasern
applizieren lassen.
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Die erfindungsgemäßen Verbindungen verleihen den Polyaidfäden und
Polyamidfasern ausgezeichnete Weißheitsgrade, und zwar sowohl bei künstlichem als
auch natürlichem Licht. Die erzielten Aufhelleffekte zeichnen sich dabei durch eine
ausgezeichnete Lichtechtheit aus. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Alkylbenzimidazolylvinylbenzoate
besteht darin, daß sich mit ihnen ausgezeichnete Ergebnisse innerhalb eines breiten
pH-Bereiches, z.B. eines pH-Bereiches von etwa 3 bis 9 erzielen lassen. Des
weiteren
zeigen die erfindungsgemäßen Verbindungen eine ausgezeichnete Stabilität gegenüber
Verbindungen, die üblicherweise zum Bleichen von Fäden und Fasern aus Polyamiden
verwendet werden.
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Aufgrund der beschriebenen Kombination von vorteilhaften Eigenschaften
unterscheiden sich die erfindungsgemäßen Verbindungen in vorteilhafter Weise von
den aus der US-PS 3 137 655 bekannten Verbindungen und den aus der GB-PS 1 244 762
bekannten Verbindungen.
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So ist die aus der US-PS 3 137 655 bekannte Verbindung beispielsweise
dadurch gekennzeichnet, daß ihre Aufhellwirksawkeit oder Weißkraft im Vergleich
zu den erfindungsgemäßen Verbindungen beträchtlich geringer ist. Nachteilig an der
Verbindung des Beispieles 21 der GB-PS 1 244 762 ist beispielsweise, daß diese Verbindungen
textile Gebilde zwar aufhellen, jedoch einen-unerwünschten Grünstich liefern.
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Die erfindungsgemäßen Alkylbenzimidazolylvinylbenzoate lassen sich
nach Üblichen bekannten Methoden herstellen und auf textile Gebilde aus Polyamiden
aufbringen.
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Die im E9eelfalle günstigste Konzentration an optischen Aufheller,
d.h. die Konzentration, die zur Erzielung optimaler WeiBheitsgrade erforderlich
ist, kann etwas von der von der aufzuhellenden Polyamidfäden oder Polyamidfasern
abhängen, der thermischen Behandlung derselben und dem Polyamidtyp, aus dem die
Fäden oder Fasern gesponnen wurden.
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In vorteilhafter Weise werden zum Aufhellen Konzentrationen von etwa
0,01 bis etwa 1,0, vorzugsweise Konzentrationen von 0,05 bis 0,5 %, bezogen auf
das Gewicht des aufzuhellenden Textilgutes verwendet.
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Auch kann die Temperatur, bei welcher die erfindungsgemäßen Verbindungen
beste Ergebnisse liefern, von Verbindung zu Verbindung etwas verschieden sein. Es
hat sich jedoch gezeigt, daß been sonders güte Ergebnisse bei Applikationstemperatur7von
etwa 60 bis etwa 1000 c erhalten werden.
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Bei den erfindungsgemäß optisch aufhellbaren Polyamiden handelt es
sich um die Üblichen bekannten linearen Polyamide, d.h. in Wasser unlösliche hochmolekulare
Kondensationsprodukte aus Dicarbonsäuren und Diaminen und/oder Aminocarbonsäuren
mit der Gruppierung C0-NH als wiederkehrendefEinheit der Molekularstruktur.
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Das mittlere Molekulargewicht liegt bei über 10 000. Dicarbonsäuren
und Diamine, die sich als Ausgangsverbindungen für die Kondensationsreaktion zu
linearen Polyamiden eignen, sind insbesondere aliphatische Verbindungen, insbesondere
solche mit 4 oder mehr Kohlenstoffatomen im Mol1, z.B. Bernsteinsäure, Glutarsäure,
Adipinsäure, Pimelinsäure und Suberinsäure sowie Butylendiamin, Pentamethy lendiamin
und Hexamethylendiamin.
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Zu den linearen Polyamiden auf Basis von Aminocarbonsäuren gehören
solche, die sich herstellen lassen, ausgehend oder unten Verwendung von y-Aminobuttersäure,
d-Aminovaleriansäure und e-Aminocapronsäure oder aus den entsprechenden Lactamen,
z.B.
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-Caprolactam oder Capryllactam oder aus -Aminoundecylsäure.
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Lineare Polyamide, die sich mit den erfindungsgemäßen Verbindungen
optisch aufhellen lassen, können auch aus den Kondensationsprodukten von Mischungen
von verschiedenen Dicarbonsäuren und Diaminen oder aus Mischungen von Dicarbonsäuren,
Diaminen und Aminocarbonsäuren oder Lactamen hiervon hergestellt worden sein.
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Typische erfindungsgemäß aufhellbare Polyamide sind unter der Handelsbezeichnung
"Nylon" im Handel erhältlich. Handelsübliche Polyamide sind beispielsweise solche
auf Basis Polyhexamethylenadipamid, hergestellt durch Kondensation von Adipinsäure
und
Hexamethylendiamin (Nylon 66), ferner Polyamide auf Basis von
Polycaprolactam, hergestellt durch Kondensation von e-Aminocapronsäure Lactam (Caprolactam)
(Nylon 6) und Polyamide, hergestellt durch Umsetzung von Methanol und Formaldehyd
mit dem.
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Kondensationsprodukt von Hexamethylendiamin und Adipinsäure (Nylon
8).
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Im folgenden soll zunächst die Herstellung eines erfindungsgemäßen
Alkylbenzimidazolylvinylbenzoates beschrieben werden.
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Herstellung von Methyl-p-/ 2-(2-benzimidazolyl)vinyl-7benzoat.
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Zunächst wurde p-t~2-(2-Benzimidazolyl)vinyl 7benzoesäure Kondensation
von 2-Methylbenzimidazol mit Terephthalaldehydsäure wie in der US-PS 3 137 655 beschrieben
hergestellt, Eine Mischung von 5 g p--2-(2-Benzimidazolyl)vinyl 7benzoesäure, 25
ml Thionylchlorid und 2 Tropfen Dimethylformamid wurden dann solange auf schwache
Rückflußtemperatur erhitzt, bis die Entwicklung von Chlorwasserstoff und Schwefeldioxid
beendet war, was nach etwa 2 Stunden der Fall war. Die erhaltene Lösung wurde dann
im Vakuum zwecks Entfernung überschüssigen Thionylchlorides destilliert, worauf
das hinterbliebene Säurechlorid etwa 4 Stunden lang mit 100 ml Methanol und 10 ml
Pyrydin auf Rückflußtemperatur erhitzt wurde. Das erhaltene Reaktionsprodukt wurde
dann in Wasser gegossen und durch Umkristallisation aus einer Mischung von Dioxan
und Isopropylalkohol gereinigt.
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Das erhaltene Methyl-p-/ (2;benzimidazolyl)vinyl 7benzoat wies einen
Schmelzpunkt von 214 bis 217ob auf.
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Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung des weiteren veranschaulichen.
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Beispiel 1 Zunächst wurde einewäßrige Dispersion mit 10 Gew.- Methyl-pt-2-(2-bentimidazolyl)vinyl~7benzoat
dadurch hergestellt, daß
der Aufheller in einer Kugelmühle (Szegvari
Attritor) mit Kugeln aus rostfreiem Stahl in Gegenwart von Wasser und einer gleichen
Gewichtsmenge Polyvinylalkohol (Elvanol 51-05) und einer geringen Menge Äthylenglykol
vermahlen wurde.
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Die erhaltene Dispersion wurde dann auf eine Jersey Wirkware aus Polyhexamethylenadipamidfa,sern
(Nylon 66) aufgebracht, bei einem Flottenverhältnis von 30:1 (Gesamtvolumen des
Bades zum Gewicht der Wirkware) bei Anwendung von 1,00 Gew.-t der optischen Aufhellerdispersion,
bezogen auf das Gewicht der Wirkware.
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Die Flotten- oder Badtemperatur wurde auf anfangs 40,3 0C eingestellt.
Der pH-Wert wurde durch Zusatz von Tetranatriumpyrophosphat auf 9 eingestellt. Nach
Zugabe der Wirkware wurde die Temperatur der Flotte soweit erhöht, daß das B- durch
Aufziehen des Aufhellers auf die Fasern erschöpft wurde. Auf dieser Temperatur-wurde
die Flotte 45 Minuten lang belassen.
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Es wurde eine ausgezeichnete Aufhellung der Wirkware erreicht, wenn
die Aufhellung des Textilgutes bei Temperaturen der Flotte von 60°C bis zum Siedepunkt
der Flotte durchgeführt wurde.
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Beispiel 2 Bas in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt,
mit der Ausnahme jedoch, daß der pH-Wert der Flotte durch Zusatz von Essigsäure
auf 5 eingestellt wurde. Es wurden wiederum ausgezeichnete Aufhelleffekte erreicht,
und zwar über den ganzen Temperaturbereich von 600C bis zum Siedepunkt der Flotte.
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Beispiel 3 Zunächst wurde ein Bleichbad hergestellt, das pro Liter
Wasser enthielt: 2,5 g Natriumchlorid, 2,0 g Natriumnitrat, 0,25 X, bezogen auf
das Gewicht des zu bleichenden Textilgutes an einem
dispersion.
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sowie 0,25% der in Beispiel 1 angegebenen Aufheller Äthylenoxidkondensat
(Merphol HCS. Der pH-Wert des Bleichbades wurde durch Zusatz von Essigsäure auf
4 eingestellt. Das Flottenverhältnis lag bei 30:1. Die Wirkware wurde in das auf
30,8 OC erwärmte Bad gebracht, wobei die Temperatur innerhalb von 30 Minuten auf
80,2°C erhitzt wurde. Diese Temperatur wurde 30 Minuten lang eingehalten.
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Die Wirkware wurde dann einer 20 Minuten langen Nachbehandlung in
einem Bad von 70,4ob unterworfen, welches 4 g pro Liter Wasser Natriumbisulfit (Flo-ttenverhältnis
30:1) enthielt. Die Wirkware wurde dann in kaltem Wasser gespült. Es wurden ausgezeichnete
Weißeffekte erzielt.
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Beispiel 4 Das in Beispiel 3 beschriebene Verfahren wurde wiederholt,
unter Verwendung einer Flotte, die pro Liter enthielt: 4 g Peressigsäure (40%ige
Lösung), 1 g Natriumhexametaphosphat, 0,25 Gew.-l Merphol HCS und Soda zur Einstellung
des pH-Wertes auf 6 bis 7.
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Es wurden wiederum ausgezeichnete Aufhelleffekte erzielt.
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Beispiel 5 Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt,
mit der Ausnahme jedoch, daß als optischer Aufheller Methyl-p-L2- 2-(1-methyl-2-benzimidazolyl)vinyl
7benzoat verwendet wurde.
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Es wurden entsprechende Aufhelleffekte wie in Beispiel 1 beschrieben
erhalten.
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Beispiel 6 Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt,
jedoch unter Verwendung von Methyl-p-t 2-(1-äthyl-2-benzimidazolyl)-vinyl7benzoat
als optischer Aufheller. Es wurden entsprechende Ergebnisse wie in Beispiel 1 beschrieben
erhalten.
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Beispiel 7 (Vergleichsbeispiel) Dies Beispiel veranschaulicht den
technischen Fortschritt, der durch die Erfindung gegenüber der US-PS 3 137 655 erzielt
wird.
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Das in Beispiel 1 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, mit der
Ausnahme jedoch, daß 10 Gew.-; des in Beispiel 1 verwendeten optischen Aufhellers
ersetzt wurden durch p-t 2-(2-Benzimidazolyl)vinyl 7benzoesäure. Es wurde im Vergleich
zu dem in Beispiel 1 erzielten Ergebnis ein beträchtlich verschlechteter Aufhelleffekt
erzielt.
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In einem weiteren Versuch wurde eine Wirkware wie in Beispiel 1 beschrieben
mit einer 10 gew.-%igen Aufhellerdispersion mit 10 Gew.-1 p-t 2-(2-Benzimidazolyl)vinyl~7benzoesäure
behandelt.
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Es wurde ein Aufhellgrad erzielt, der sich nur sehr unwesentlich von
der unbehandelten Wirkware abhob.