DE2556376C2 - Verfahren zum Färben von Polyacrylnitril-Fasermaterial - Google Patents

Description

—R⁴

R²—CHOH R⁵

(D

R¹—CH

R^J

N⁽⁺⁾—R⁴

R²—CHOH R^s

worm

R' und R² Alkylreste der Kettenlänge C₁ - Ci₅, wobei die Summe der C-Atome in den Resten R¹ und R² 9-18 beträgt,

R³ einen Alkylrest oder Hydroxyalkylrest der Kettenlänge Ci-C₅,

R⁴ einen Alkylrest oder Hydroxyalkylrest der Kettenlänge Ci-Cs oder einen Denzylrest,.

R⁵ einen Benzylrest X- ein salzbildendes Anion

bedeuten,

als Retardier- und Egalisiermittel verwendet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das quaternäre Ammoniumsalz der Färbeflotte in einer Menge von 0,25 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Fasergewicht, zusetzt.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Färben von Polyacrylnitril-Fasermaterial mit basischen Farbstoffen mit dem Ziel, eine hohe Egalität der Färbung zu erreichen.

Die Probleme beim Färben von Polyacrylnitril-Fasermaterial oder acrylnitrühaltigem Mischpolymerisat· Fasermaterial mit kationischen Farbstoffen sind bekannt. Die kationischen Farbstoffe besitzen infolge ihres basischen Charakters eine hone Affinität zum Polyacrylnitril-Material und ziehen daher unegal auf. Dieser Nachteil zeigt sich besonders, wenn man in hellen Nuancen färben will.

Man hat bereits versucht, durch vorsichtige Temperaturführung oder durch Zusatz von quaternären Ammoniumsalzen, die höhere lineare oder nur schwach verzweigte Fettketten enthalten, wie z. B. Alkylpyridiniumsalze oder Fettalkyltrimethyl- bzw. Fettalkylbenzytdimethyl-ammoniumsalze, die Aufziehgeschwindigkeit der Farbstoffe herabzusetzen, um zu gleichmäßigeren Färbungen zu gelangen. Das langsame Aufheizen der Färbeflotten ist jedoch äußerst zeitrau· bend und unsicher, und die bisher verwendeten Hilfsmittel besitzen nur eine spezifische Wirkung mit relativ enger Einsatzbreite.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Färben von Polyacrylnitril-Fasermaterial mit basischen Farbstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man ein qua-(ernäres Ammoniumsalz der allgemeinen Formel

worin

R¹ und R² Alkylreste der Kettenlänge C|-Ci_S, wobei die Summe der C-Atome in den Resten R¹ und R² 9—18 beträgt,

R³ einen Alkylrest oder Hydroxylalkylrest der Kettenlänge C₁-C₅,

R⁴ einen Alkylrest oder Hydroxyalkylrest der Kettenlänge C 1—C5 oder einen Benzylrest,

R⁵ einen Benzylrest X- ein salzbildendes Anion

bedeuten,

als Retardier- und Egalisiermittel verwendet. Vorzugsweise werden solche Verbindungen eingesetzt, hei denen R³ und/oder R⁴ Methylreste sind und X-Cl- ist, und bei denen die Summe der Reste R¹ und R² die folgende Kettenlängenverteilung besitzt:

C₁₃ = 25% Cu = 30% Ci₅ = 30% C₁₆ = 15%

Die Verbindungen regulieren die Aufziehgeschwindigkeit der Farbstoffe und fuhren auch in schwierigen Fällen zu gleichmäßigen Färbungen.

Die erfindungsgemäß zu verwendenden quaternären Ammoniumsalze können nach an sich bekannten Methoden dargestellt werden. Beispielsweise setzt man ein innenständiges Olefin der Kettenlänge C_n-Cj₀, dessen Doppelbindung statistisch entlang der Kohlenwasserstoffkette verteilt, aber nicht endständig ist, mit Epoxydierungsmitteln, z, B. Peressigsäure, unter Bildung des entsprechenden Olefinepoxidesum und bildet anschließend mit Ammoniak oder Aminen, vorzugsweise mit sekundären Aminen wie Dimethyl- oder Diäthyl- oder Diäthanolamin, das entsprechende Hydroxyamin-Derivat der allgemeinen Formel

(Π) R¹ —CH-

-N

R²—CHOH

worin R¹ und R² die vorstehend angegebene Bedeutung haben. Durch weitere Umsetzung mit Alkylierungsmitteln, vorzugsweise mit Benzylhalogenid, werden erfindungsgemäß zu verwendende quaternäre Ammoniumsalze erhalten. Die Herstellung von Verbindungen der Formel II ist beispielsweise in der DE-OS 25 20 275 bzw. in der japanischen Auslegeschrift 10 729/67 beschrieben.

Die quaternären Ammoniumsalze sind gut wasserlöslich. Sie werden in Konzentrationen von 0,25 bis 2%, bezogen auf das Fasergewicht, angewandt, doch läßt sich die Einsatzmenge innerhalb weiterer Grenzen variieren. Der gleichzeitige Zusatz von Salzen, wie Natriumsulfat, wie er bei derartigen Färbeprozessen üblich ist, fuhrt zu keinerlei Störungen.

Als kationische Farbstoffe kommen solche der verschiedensten Verbindungsklassen in Betracht, beispielsweise Diphe. ylmethan-, Triphenylmetha.v und Rhodaminfarbstoffe, ferner Oxazin, Thiazin-, Diazin-, Indolin- und Cyaninfarbstoffe sowie die basischen Azo- und Azomethinfarbstoffe und dgl.

Als zu färbendes Fasermaterial kommen Fasern, Fäden, Gewirke, Gewebe, Vliese, Teppiche und dgL aus Polyacrylnitril oder aus polyacrylnitrilhajtigen Mischpolymeren, gegebenenfalls im Gemisch mit anderem natürlichem oder synthetischem Fasermaterial in Frage. Insbesondere kann das Material als Spinnkabel, Kammzug, Flocke, Endlosfaden, Garn, Kreuzspule oder in einer anderen, für die Weiterverarbeitung zu textlien Flächengebilden bestimmten Form vorliegen.

Das Färben derPolyaciylnitirl-Fasermaterialien wird in üblicher Weise durchgeführt, wobei die bekannten Färbeapparate, wie Haspelkufe, Kreuzspulfarbeapparat, Baumfärbeapparat, Stranggarnfarbeapparat, Flokkenfarbeapparat, Kardenbandfarbeapparat, Teppicbfärbeapparat, Färbeapparat im Pack-, Trommel- und Paddelsystem, zur Anwendung kommen. Die nachfolgenden Beipsiele erläutern die Anwendung der beanspruchten Verbindungen.

B eispiel 1

a) Es wurde eine Färbung auf einem Stranggarnfärbeapparat mit einem anionisch modifizierten PoIyacrylnitril-Garn im Flottenverhältnis 1:25 durchgeführt. Das Färbeband enthielt, bezogen auf das Warengewicht:

0,15% €. J. Basic Yellow 21 0,10% C. J. Basic Red 18 0,10% C. J. Basic Blue 45 4,0 % Essigsäure 30%ig

0,2 % Addukt von 35 Mol Äthylenoxid an ein Fettalkohotgemisch der Kettenlängen Ci₂-Cu und der Jodzahl 45-50

1,0 % erfindungsgemäß beanspruchtes Hilfsmittel Nr. 1.

Die Flotte wurde, beginnend bei 75° C, innerhalb _4ä von 30 Minuten auf 98° C erhitzt, 15 Minuten bei dieser Temperatur gefärbt, dann abgekühlt und gespult.

Das Hilfsmittel Nr. 1 entsprach der allgemeinen Formel (I), wobei die Summe R¹ + R² = Cj_,_{2 w} RJ = CH₃, R* = CH₃, R5 = -CH₂C₆R₅, X- = Cl- war. b) Zum Vergleich wurde eine Färbung mit gleicher Rezeptur durchgeführt, wobei anstelle des erfindungsgemäßen Hilfsmittels Nr. 1 1,0% Dodecyltrimethylammoniumchlorid verwendet wurde. ^-

Die Färbung a) zeigt eine deutlich stärkere Petardierwirkung und wies eine vorzügliche Egalität gegenüber der Färbung b) auf.

1,0% C, J, Basic Blue 42 0,1% α J, Basic Green 4 4,0% Essigsäure 30%ig 1,0% erfindungsgemäß beanspruchtes Hilfsmittel Nr. 2

Die Flotte wurde beginnend bei 25-30° C innerhalb von 6-8 Minuten auf 75-80° C erwärmt und anschließend dieTemperaturwährend35—40 Minuten von 80° C auf 98° C gesteigert Nach 15 Minuten bei 98° C wurde abgekühlt und gespült Das Hilfsmittel Nr. 2 entsprach der allgemeinen Formel (I), wobei die Summe R¹ + R² = C^₁₆, R³ = CH₃, R< = CH₃, RS = -CH₂C₆H₅, X- = Ch war. ₍. b) Zum Vergleich wurde eine Färbung mit gleicher Rezeptur durchgeführt, wobei anstelle des Hilfsmittels Nr. 2 1,0% Lauryldimethylbenzylammoniumchlorid verwendet wurde.

Die Färbung a) zeigt im Vergleich zur Färbung b> eine λ deutlich stärkere Retardierwirkung und eine einwandfreie Egalität

Beispiel 3

Es wurde eine Färbung auf einem Färbeapparat mit -»'> dem in Beispiel 2 genannten Garn im Flottenverhältnis 1:50 durchgeführt. Das Färbebad enthielt, bezogen auf das Warengewicht:

0,5% C. J. Basic Blue 46

_(|> 1,5 ml/1 Essigsäure 60%ig

2,0% erfindungsgemäß beanspruchte Hilfsmittel Nr. 3

Bei 60° C wurde mit dem Material in die Färbeflotte eingegangen und anschließend auf 98° C erwärmt Bei •i Erreichen von 98° C wurde eine Garnprobe entnommen, weitere Proben nach 15 und 30 Minuten bei 98° C.

Das Hilfsmittel Nr. 3 entsprach der allgemeinen Formel (I), wobei die Summe R¹ + R² = Cj₃_|₆ R* = CH₃, R⁴ = CH₃, RS = -CH₂C₆R;, X- =- CH₃SO₄ war.

Zur deutlicheren Erkennung der Retardierwirkung wurde dann noch ein Nachzug mit dem 15 Minuten bei 98°C gelaufenen Färbebad durchgeführt, d.h., es wurde in dieses Bad mit neuem Garn eingegangen, 30 Minuten bei 98° C gefärbt und wie üblich nach dem Abkühlen gespült

Anhand der Stränge des Nachzuges ließ sich die sehr gute Retardierwirkung des Hilfsmittels Nr. 3 deutlich erkennen.

Beispiel 2

a) Es wurde eine Färbung mit dem gleichen Apparat wie bei Rezeptur 1 angegeben, unter Verwendung eines anionisch modifizierten Poiyacrylnitril-Garns (Nm 40/2), im Flottenverhältnis 1 : 25 durchgeführt. Das Färbebad enthielt, bezogen auf das Warengewicht:

Beispiel 4

a) Es wurde eine Färbung auf einem Laborfärbeapparat mit einem Polyacrylnitril-Hochbauschgam im Flottenverhältnis 1 : 50 durchgeführt. Das Färbebad enthielt, bezogen auf das Warengewicht:

0,15% C. J. Basic Blue 22

0,04% C. J. Basic Violet 7 0,03% C. J. Basic Yellow 21 1,5 ml/1 Essigsäure 60%ig 2,0% erfindungsgemäß beanspruchtes

Hilfsmittel Nr. 4

Färbebedingungen: wie in Beispiel 3 angegeben.

f>5 Das Hilfsmittel Nr. 4 entsprach der allgemeinen Formel (I), wobei die Summe R¹ + R² = C_i3_ ₎₆, R³ = CH₃, R⁴ = -CH2CH2OH, R5 = CH₂C₆H₅, X- = Br war.

60

b) Zum Vergleichen wurde eine Färbung mit gleicher Rezeptur durchgeführt, wobei anstelle des Hilfsmittels Nr, 4 2,0% Cp-ie-Alkylpyridiniumchlorid verwendet wurden.

Das Ergebnis entsprach dem Beispiel 1, d, h., die Färbung a) zeigte eine deutlich stärkere Retardierwirkung gegenüber der Färbung b) und eine wesentlich bessere Egalität.

Claims (1)

Patentansprüche;

1. Verfahren zum Färben von Polyacrylnitril-Fasermaterial mit basischen Farbstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man ein quaternäres Ammoniumsalz der allgemeinen Formel

R— CH-

R'