Carrier für das Färben von Polyestermaterialien

Abstract

 Die Carriermischung enthält N-Alkylphthalimide und Verbindungen der allgemeinen Formel

worin
R C₁-C₇-Alkyl; Phenyl, Benzyl oder Phenylethyl, die durch C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkoxy oder C₁-C₄-Alkoxy­carbonyl substituiert sein können,
R¹ Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkylcarbonyloxy, Hydroxy oder C₁-C₄-Alkylcarbonyloxy,
m 0 oder 1,
n 0 oder 1, wobei m und n nicht gleichzeitig 0 sind, bedeuten.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft Carrier, ihre Zubereitungen und Verfahren zum Färben von Polyestermaterialien mit Dis­persionsfarbstoffen in Gegenwart dieser Carrier.

[0002] Zu den bekannten Carriern, die in der textilen Praxis beim Färben von Polyester verwendet werden, gehören Halogenbenzole, Halogentoluole, N-Alkylphthalimide, aromatische Carbonsäureester, Methylnaphthalin, Di­phenyl, Diphenylether, Naphtholether, Phenolether und Oxydiphenyle. Diese Verbindungen haben jedoch Nachteile. Alle Verbindungen, bis auf die N-Alkylphthalimide, be­sitzen einen starken Eigengeruch. Methylnaphthalin und die Oxydiphenyle beeinflussen nachteilig die Lichtechtheit der Färbungen. Diphenylether hat den Nachteil, daß seine Carrierwirksamkeit stark von der Konstitution des verwendeten Dispersionsfarbstoffes abhängt und deshalb oft keine reproduzierbaren Färbungen erhalten werden. N-Alkylphthalimide zeigen bei Färbe­temperaturen unterhalb 98°C einen starken Abfall der Carrierwirkung, was ihre Verwendung in höher gelegenen Regionen, in denen bei offenen Färbeapparaturen diese Temperatur nicht erreicht wird, einschränkt. Phthal­säureester und Benzoesäureester besitzen nur eine be­grenzte Carrierwirkung und ein begrenztes Egalisierver­mögen und erfordern deshalb hohe Einsatzmengen.

[0003] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, hochwirksame, halogenfreie Carrier zur Verfügung zu stellen, die mit geringer Einsatzmenge eine möglichst egale Färbung be­wirken. Gleichzeitig soll die erzielte Färbung hohen Echtheitsansprüchen genügen, und bei der Färbung von Mischfasern soll keine Anschmutzung der Begleitfaser erfolgen.

[0004] Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe mit den erfin­dungsgemäßen Carriern, die eine Mischung von N-Alkyl­phthalimiden (I) und Verbindungen der allgemeinen Formel

worin
R C₁-C₇-Alkyl; Phenyl, Benzyl oder Phenylethyl, die durch C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkoxy oder C₁-C₄-Alkoxy­carbonyl substituiert sein können.
R¹ Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkylcarbonyloxy, Hydroxy oder C₁-C₄-Alkoxycarbonyl, m 0 oder 1,
n 0 oder 1, wobei m und n nicht gleichzeitig 0 sind,
enthalten,
gelöst wird. Diese Mischungen von Carrierwirkstoffen zeigen gegenüber den Einzelkomponenten eine syner­gistische Erhöhung der färbebeschleunigenden Wirkung.

[0005] Das bevorzugte Gewichtsverhältnis von N-Alkylphthalimi­den (I) zu den Verbindungen (II) liegt bei 0,5 - 12 : 1.

[0006] Da die erfindungsgemäßen Carriermischungen wasserunlös­lich sind, werden sie vorzugsweise in Form von Zuberei­tungen, die Emulgier- oder Dispergiermittel und ge­gebenenfalls Lösungsmittel enthalten, den Färbeflotten zugesetzt.

[0007] Bevorzugt werden Carriermischungen, die

1.) 40-90, insbesondere 45-80 Gew.-% (I),

2.) 8-58, insbesondere 10-45 Gew.-% (II),

3.) 2-30, insbesondere 10-20 Gew.-% eines Emulgators und

4.) 0-10 Gew.-% eines Lösungsmittels

enthalten. Dabei können die Komponenten 1.) - 4.) auch als Mischungen eingesetzt werden.

[0008] Unter N-Alkylphthalimiden (I) versteht man insbesondere mit gradkettigen oder verzweigten Alkylresten (C1-C6) am Stickstoff substituierte Phthalimide oder deren Ge­mische, die z. B. durch die Umsetzung von Phthalsäure­anhydrid oder Phthalsäureestern mit Aminen hergestellt werden können. Die Carrier können deshalb herstellungs­bedingt Phthalsäureamide und -ester enthalten.

[0009] Beispiele für die Verbindungen (II) sind aromatische Monocarbonsäureester (z. B. Ester der Benzoesäure, Methylbenzoesäure, Salicylsäure), Dicarbonsäureester (z. B. Ester der Terephthalsäure oder Phthalsäure), Carbonate (z. B. Diphenylcarbonat) und Ether (z. B. Di­phenylether oder Ditolyether). Als Alkoholkomponenten der Ester sind z. B. C₁-C₆-Alkanole, Phenole und Benzyl­alkohol zu nennen.

[0010] Als Emulgatoren 3.) werden nichtionische und anionische Emulgatoren bevorzugt.

[0011] Beispiele geeigneter Emulgatoren, sind Gemische aus a) oxethylierten Ölen, wie Rizinusöl oder Sojaöl, oxethy­lierten Alkoholen, Alkylphenolpolyglykolethern oder Phenylalkylphenolpolyglykolethern, b) Alkali-, Erd­alkali- und/oder Ammoniumsalzen organischer, mindestens 10 Kohlenstoffatome aufweisender Sulfonsäuren, wie Do­decylbenzolsulfonsäure, Diisobutylnaphthalinsulfonsäure, alpha-Sulfofettsäuren und Rizinoleylmethyltaurid.

[0012] Als Lösungsmittel 4.), die gegebenenfalls die Viskosität der Formulierung verbessern, können z. B. Alkanole, Gly­kole, Ketone, N-substituierte Caprolactame oder Ether verwendet werden.

[0013] Besonders bevorzugte Carrier enthalten

1.) 50-75 Gew.-% eines N-Alkylphthalimids mit gradket­tigem oder verzweigtem Alkylrest mit 3-5 C-Atomen,

2.) 10-40 Gew.-% eines C₁-C₄-Alkyl-, Phenyl- oder Benzylesters der Benzoe-, Methylbenzoe-, Tere­phthal-, Phthal- oder Salicylsäure oder Diphenyl­carbonat, Diphenylether oder Ditolylether und

3.) 5-20 Gew.-% eines Additionsproduktes von 15-30 mol Ethylenoxid an Rizinus- oder Sojaöl, von 5-50 mol Ethylenoxid und/oder Propylenoxid an C₁₆-C₂₂-Fett­alkohole, Octyl- oder Nonylphenol oder Phenylethyl­phenol, Alkali-, Erdalkali-, Ammonium- oder Mono-, Di- oder Triethanolaminsalze der Dodecylbenzolsul­fonsäure.

[0014] Da die erfindungsgemäßen Carrier-Mischungen gut ver­träglich mit anderen Carriern sind, können sie auch in Mischung mit bekannten anderen Carriern verwendet werden.

[0015] Die zur Färbung verwendten Dispersionsfarbstoffe sind die üblicherweise zum Färben von Polyestern verwendeten Dispersionsfarbstoffe, wie sie beispielsweise im "Colour Index" Vol. 2, S. 2483-2741, 3. Edition (1971) be­schrieben sind. Das Färben in Gegenwart der erfindungs­gemäßen Carrier wird nach den für das Färben mit Dis­persionsfarbstoffen üblichen diskontinuierlichen Ver­fahren durchgeführt; als solche seien das übliche bei 98°C arbeitende Verfahren und das Hochtemperatur-Ver­fahren genannt.

[0016] Die erfindungsgemäßen Carrier-Mischungen eignen sich auch zum Färben von Polyester/Wolle- und Polyester/Baum­wolle-Mischgeweben, weil bei ihrer Verwendung die An­schmutzung des Woll- und Baumwolleanteils durch die Dis­persionsfarbstoffe vermieden wird.

[0017] Mit Hilfe der Carrier-Mischungen gelingt es, Gebilde, z. B. Fäden, Fasern, Gewebe, Gewirke, Filme und Folien aus Polyestern, wie Polyterephtalsäureglykolestern, oder Polyester-Mischgewebe mit Dispersionsfarbstoffen in tiefen Tönen und hervorragend gleichmäßig zu färben. Die Färbung kann bei Temperaturen von 90-140°C durchgeführt werden, wobei die bevorzugte technische Anwendung bei 90-150°C erfolgt. Ein zusätzlicher Vorteil der be­schriebenen Carrier-Einstellungen ist die sehr gute Wirksamkeit unterhalb Kochtemperatur, die reine N-Alkyl­phthalimid-Carrier nicht zeigen, z. B. bei 95°C, die häufig unter Praxisbedingungen bei offenen Färbeappa­raten nicht überschritten wird.

[0018] Die zur Durchführung der Färbung erforderlichen Mengen der Mischung der Carrier (I) und (II) lassen sich durch Vorversuche von Fall zu Fall leicht ermitteln. Im all­gemeinen haben sich Mengen von 1 bis 7 g je Liter Färbe­flotte bei den üblichen Flottenverhältnissen von 1:5 bis 1:40 bewährt.

[0019] Die Verwendung der Komponenten (I) und (II) als Carrier beim Färben von Polyester ist bekannt.

[0020] So ist z. B. die Verwendung von N-Alkylphthalimiden in der DE-PS 1 769 210, die Verwendung von Phthalsäure­estern in der US-PS 4 032 291 und die Verwendung von Benzoesäureestern in DE-A 2 348 363 beschrieben. Aus der DE-PS 1 769 210 ist auch die Verwendung von Mischungen von N-Alkylphthalimiden mit disubstituierten Benzoe­säureestern bekannt.

[0021] Überraschend wurde nun gefunden, daß die erfindungsge­mäßen Mischungen eine höhere färbebeschleunigende Wir­kung aufweisen, als es der Summe der Einzelwirkungen entspricht. Diese synergistische Erhöhung der Wirksam­keiten zeigen die bisher bekannten Mischungen (z. B. die in der DE-PS 1 769 210 beschriebenen Mischungen von N-Alkylphthalimiden mit alkylgruppenhaltigen Salicyl­säure-Verbindungen) nicht. Das Mischungsverhältnis, bei dem das synergistische Optimum vorliegt, ist dabei von den Komponenten der Carrier-Mischungen abhängig und ist im Einzelfall durch Vorversuche leicht zu ermitteln.

Beispiel 1

[0022] Garne aus Polyesterfasern werden im Flottenverhältnis von 1:40 in ein auf 60°C erwärmtes Bad eingebracht, das je Liter 0,25 g eines Farbstoffes der Formel

2 g eines Kondensationsprodukts aus Naphthalinsulfonat und Formaldehyd, 2 g Natriumdihydrogenphosphat und 3 g einer Carrier-Einstellung folgender Zusammensetzung ent­hält:
1,80 g N-Alkylphthalimide (Alkyl= 50 % n-Butyl, 50 % n-Propyl)
0,75 g 4-Methylbenzoesäuremethylester
0,25 g eines Additionsprodukts von Tri-(methylphenyl­ethyl)-phenol mit ca. 15 mol EO
0,20 g Monoethanolaminsalz der Dodecylbenzol­sulfonsäure.

[0023] Der pH-Wert des Bades wird mit Essigsäure auf pH 4,5-5 eingestellt. Dann wird das Bad auf 98°C erhitzt und 60 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Man erhält eine gleichmäßige Blaufärbung.

Beispiel 2-12

[0024] Die Färbung wird wie in Beispiel 1 beschrieben durchge­führt, wobei man Carrier-Einstellungen folgender Zu­sammensetzungen verwendet:

Beispiel 2:

[0025] 1,65 g N-Butylphthalimid
0,90 g 4-Methylbenzoesäureethylester
0,20 g Calciumdodecylbenzolsulfonat (70 % in Butanol)
0,20 g Rizinusöl mit ca. 30 mol EO
0,05 g Stearylalkoholhexaethylen­glykolether

Beispiel 3:

[0026] 2,25 g N-Butylphthalimid
0,30 g Terephthalsäuredimethylester
0,25 g Tri-(methylphenylethyl)-phenol mit ca. 15 mol EO
0,20 g Monoethanolaminsalz der Dodecyl­benzolsulfonsäure

Beispiel 4:

[0027] 1,50 g N-Butylphtalimid
1,05 g Salicylsäuremethylester
0,25 g Tri-(methylphenylethyl)-phenol mit ca. 15 mol EO
0,20 g Monoethanolaminsalz der Dodecyl­benzolsulfonsäure

Beispiel 5:

[0028] 1,50 g N-Alkylphthalimide (Alkyl = 50 % n-Butyl, 30 % Propyl, 20 % Ethyl)
1,05 g Benzoesäurebenzylester
0,25 g Di-(phenylethyl)-phenol mit ca. 10 mol EO
0,20 g Monoethanolaminsalz der Dodecyl­benzolsulfonsäure

Beispiel 6:

[0029] 1,80 g N-Alkylphthalimide (Alkyl = 70 % Butyl, 30 % Propyl)
0,75 g Benzoesäure-n-butylester
0,30 g Rizinusöl mit ca. 30 mol EO
0,15 g Calciumdodecylbenzolsulfonat (70 % in Butanol)

Beispiel 7:

[0030] 2,10 g N-Butylphthalimid
0,45 g Benzoesäurephenylester
0,30 g Di-(methylphenylethyl)-phenol mit ca. 12 mol EO
0,15 g Calciumdodecylbenzolsulfonat (70 % in Butanol)

Beispiel 8:

[0031] 1,50 g N-Butylphthalimid
1,05 g Diphenylether
0,30 g Di-(phenylethyl)-phenol mit ca. 10 mol EO
0,15 g Monoethanolaminsalz der Dodecyl­benzolsulfonsäure

Beispiel 9:

[0032] 1,90 g N-Alkylphthalimide (Alkyl = 50 % Butyl, 30 % Propyl, 20 % Ethyl)
0,65 g Diphenylcarbonat
0,25 g Tri-(methylphenylethyl)-phenol mit ca. 15 mol EO
0,20 g Monoethanolaminsalz der Dodecyl­benzolsulfonsäure

Beispiel 10:

[0033] 2,10 g N-Butylphthalimid
0,45 g 2-Methylbenzoesäurebutylester
0,25 g Tri-(methylphenylethyl)-phenol mit ca. 15 mol EO
0,20 g Monoethanolaminsalz der Dodecyl­benzolsulfonsäure

Beispiel 11:

[0034] 1,50 g N-Alkylphthalimide (Alkyl = 60 % n-Butyl, 40 % n-Propyl)
1,05 g 3-Methylbenzoesäureethylester
0,25 g Tri-(methylphenylethyl)-phenol mit ca. 15 mol EO
0,20 g Monoethanolaminsalz der Dodeyl­benzolsulfonsäure

Beispiel 12:

[0035] 1,50 g N-Butylphthalimid
1,05 g Ditolylether
0,25 g Tri-(methylphenylethyl)-phenol mit ca.15 mol EO
0,20 g Monoethanolaminsalz der Dodecyl­benzolsulfonsäure

[0036] Man erhält jeweils eine gleichmäßige Blaufärbung.

[0037] Die Bestimmung der Carrierwirksamkeit der Carrier­mischungen der Beispiele 1-12 erfolgt durch Vergleich der erzielten Farbtiefen. In der folgenden Tabelle wird die Menge an Carriermischung und an Ester/Ether (II) an­gegeben, die zur Erzielung gleicher Farbtiefen erforder­lich ist. Die Mengenangabe ist bezogen auf die Menge an N-Alkylphthalimid (I) = 100. Die geringen Mengen der Mi­schungen belegen ihre vorteilhaftere Carrierwirksamkeit gegenüber den Einzelkomponenten.

Beispiel	Gew.-% der Komponenten in der Mischung	erforderliche Menge an
		Mischung	Komponente II
1	60 I	80	100
	25 II
2	55 I	80	90
	30 II
3	75 I	80	120
	10 II
4	50 I	80	125
	35 II
5	50 I	60	80
	35 II
6	60 I	80	120
	25 II
7	70 I	80	90
	15 II
8	50 I	80	100
	35 II
9	63 I	60	80
	22 II
10	70 I	90	120
	15 II
11	50 I	80	100
	35 II
12	60 I	90	120
	25 II

Beispiel 13 (Vergleichsbeispiel zu DE-PS 1 769 210)

[0038] Garne aus Polyesterfasern werden im Flottenverhältnis von 1:40 in ein auf 60°C erwärmtes Bad eingebracht, das je Liter 0,25 g eines Farbstoffs der Formel

2 g eines Kondensationsprodukts aus Naphthalinsulfonat und Formaldehyd, 2 g Natriumhydrogenphosphat und 3 g einer Carrier-Einstellung folgender Zusammensetzung ent­hält:
1,80 g N-Alkylphthalimide (Alkyl = 60 % Butyl, 40 % Propyl)
0,75 g o-Kresotinsäureethylester
0,25 g Tri-(methylphenylethyl)-phenol mit ca. 15 mol EO
0,20 g Monoethanolaminsalz der Dodecylbenzol­sulfonsäure.

[0039] Der pH-Wert des Bades wird mit Essigsäure auf pH 4,5-5 eingestellt. Dann wird das Bad auf 98°C erhitzt und 60 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Man erhält eine gleichmäßige Blaufärbung. Die Bestimmung der Carrierwirksamkeit erfolgte wie vorstehend beschrieben ((I) = 100).

Gew.-% der Komponenten in der Mischung	erforderliche Menge an
	Mischung	/ Ester
60 I	100	100
25 Ester nach DE-PS 1 769 210

[0040] Diese Mischung zeigt im Gegensatz zu den beanspruchten Carriermischungen keine synergistische Erhöhung der Carrierwirksamkeit im Vergleich zu den Einzelkompo­nenten.

Beispiel 14

[0041] Stückware, die in Kette und Schuß aus Polyester-Spinn­faser besteht, wird im Flottenverhältnis von 1:40 in ein auf 50°C erwärmtes Bad gegeben, das je Liter 0,2 g eines Farbstoffs der Formel

2 g eines Kondensationsprodukts aus Naphthalinsulfonat und Formaldehyd, 2 g Natriumdihydrogenphosphat und 2,5 g einer Carrier-Einstellung folgender Zusammensetzung ent­ hält:
1,80 g N-alkylphthalimide (Alkyl = 60 % Butyl, 40 % Propyl)
0,75 g 4-Methylbenzoesäuremethylester
0,25 g Tri-(methylphenylethyl)-phenol mit ca. 15 mol EO
0,20 g Monoethanolaminsalz der Dodecylbenzol­sulfonsäure.

[0042] Der pH-Wert des Bades wird mit Essigsäure auf pH 4,5-5 eingestellt. Die Färbeflotte wird dann auf Kochtempera­tur gebracht und eine Stunde bei dieser Temperatur ge­halten. Es wird eine volle, gleichmäßige Rotfärbung er­zielt.

Beispiel 15

[0043] Polyester-Spinnfasern werden im Flottenverhältnis von 1:15 in eine Färbeflotte eingebracht, die je Liter 1 g eines Dispersionsfarbstoffs nach Beispiel 14, 0,03 g eines Farbstoffs gemäß Colour Index, 2. Auflage (1956) Band 3, Nr. 12790, 2 g eines Kondensationsprodukts aus Naphthalinsulfonat und Formaldehyd, 2 g Natriumdihydro­genphosphat und 3,5 g einer Carrier-Einstellung des Bei­spiels 14 enthält. Der pH-Wert des Bades wird mit Essig­säure auf pH 4,5-5 eingestellt. Man erhitzt die Flotte langsam auf 98°C und behandelt eine Stunde bei dieser Temperatur. Man erhält eine dunkle Rotbraunfärbung.

Ansprüche

1. Carriermischung, die N-Alkylphthalimide (I) und Verbindungen der allgemeinen Formel

worin
R C₁-C₇-Alkyl; Phenyl, Benzyl oder Phenylethyl, die durch C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkoxy oder C₁-­C₄-Alkoxycarbonyl substituiert sein können.
R¹ Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkylcarbo­nyloxy, Hydroxy oder C₁-C₄-Alkylcarbonyloxy,
m 0 oder 1,
n 0 oder 1, wobei m und n nicht gleichzeitig 0 sind,
enthält.

2. Carriermischung nach Anpsruch 1, die die Komponen­ten (I) und II) im Gewichtsverhältnis 0,5 - 12 : 1 enthält.

3. Carriermischung nach Anspruch 1, die
1.) 40-90 Gew.-% (I),
2.) 8-58 Gew.-% (II),
3.) 2-30 Gew.-% eines Emulgators und
4.) 0-10 Gew.-% eines Lösungsmittels
enthält.

4. Carriermischung nach Anspruch 1, die
1.) 50-75 Gew.-% eines N-Alkylphthalimids mit gradkettigem oder verzweigtem Alkylrest mit 3-5 C-Atomen,
2.) 10-40 Gew.-% eines C₁-C₄-Alkyl-, Phenyl- oder Benzylesters der Benzoe-, Methylbenzoe-, Tere­phthal-, Phthal- oder Salicylsäure oder Diphenylcarbonat, Diphenylether oder Ditolylether und
3.) 5-20 Gew.-% eines Additionsproduktes von 15-30 mol Ethylenoxid an Rizinus- oder Sojaöl, von 5-50 mol Ethylenoxid und/oder Propylenoxid an C₁₆-C₂₂-Fettalkohole, Octyl- oder Nonyl­phenol oder Phenylethylphenol, Alkali-, Erd­alkali-, Ammonium- oder (Di-) Ethanolaminsalze der Dodecylbenzolsulfonsäure.
enthält.

5. Verfahren zum Färben von Polyestermaterialien mit Dispersionsfarbstoffen in Gegenwart von Carrier­mischungen des Anspruchs 1.