DE2002285A1

DE2002285A1 - Verfahren zum Verbessern der textilen und faerberischen Eigenschaften von Textilmaterialien,die aus Polyestern bestehen oder diese enthalten

Info

Publication number: DE2002285A1
Application number: DE19702002285
Authority: DE
Inventors: Walter Birke; Dipl-Chem Dr Eltz Hans-Ulr Der; Wolfgang Kunze; Franz Schoen
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1970-01-20
Filing date: 1970-01-20
Publication date: 1971-07-29
Also published as: CH555924A; BE761703A; US3679349A; FR2077227A1; FR2077227B1; NL7100579A; CH72571A4; DE2002285B2; GB1323994A

Description

FARBWERKE HOECHST AG vormals Meister Lucius & BrÜning

Aktenzeichen: - HOE 70/F 004

FrankfurtCM)-Höchst, den 19. Jan. 1970 -Dr. B/sr

Verfahren zum Verbessern der textilen und färberischen Eigenschaften von Texti!materialien, die aus Polyestern bestehen oder diese enthalten

Bei der Synthese von Polyestern entstehen in einer Nebenreaktion auch Oligomere, die zu einer Reihe von Störungen führen können. Die Störungen in Form von Ablagerungen treten sowohl auf der Faser, wo sie-zu färberischen Schwierigkeiten führen, als auch auf Maschinenteilen ein. Neben cyclischen Oligomeren lassen sich auch lineare Oligomere nachweisen (vgl. Zeitschrift für die gesamte Textil-Indüstrie 71, 7 (1969), Seite 488). ,

Im allgemeinen beträgt der gewichtsmäßige Anteil an diesen Oligomeren etwa 1 - 5 Gew.-%„ Bei Färbeprozessen, besonders beim Färben unter HT-Bedingungen oder beim Thermofixieren der Ware, können diese Oligomere aus der polymeren.Fi sei* heraustreten. Da Oligomere mit den zum Färben von Polyesterfasern üblichen Dispersionsfarbstoffen nicht anfärbbar sind, kann es hierbei zu hellen Fleckenbildungen auf der gefärbtenWare kommen. Weiterhin bewirken gefärbte Polyesterfasern, die Oligomere ent·* halten, beim Spinnprozeß ein starkes Stauben, wodurch es zu Prodüktionsschwierigkeiten kommt. Oftmals lagern sich auch 0Ii-. gömere in den Flottenpumpen der Färbeapparate ab* was Betriebsunterbrechungen und zeitraubende Reinigungsvorgänge zur Folge hat.

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Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, solche Oligomere durch verschiedene Nachbehandlungen aus dem Polyestermaterial zu entfernen. So ist beispielsweise bekannt, daß man Oligomere durch Spülen mit heißem Wasser oder durch eine alkalische reduktive Nachbehandlung in Gegenwart eines Tensides, wie beispielsweise eines Fettsäurepolyglykolesters, bei erhöhter Temperatur teilweise entfernen kann. Weiterhin ist bekannt, daß man Oligomere durch Behandeln des Textilmaterial mit organischen Lösungsmitteln entfernen kann. Dieses letztgenannte Verfahren hat jedoch keine praktische Bedeutung erlangt, weil es die textlien Eigenschaften der Fasern beeinflußt. Falls es sich um gefärbte Textilmaterialien handelt, wird auch in erheblichem Umfang der Farbstoff aus der Faser herausgelöst. So ist beispielsweise die Entfernung von Oligoraeren mit Dioxan bekannt. Nach zweistündigem Extrahieren des Polyesterfasermaterials mit Dioxan sind aber erst 1,5 % an Oligomeren entfernt. Diese Menge erhöht sich erst nach 32 Stunden und erreicht erst bei 64 Stunden etwa 4 %. Methylenchlorid besitzt zwar ein sehr gutes Lösevermögen für Oligomere aus hochmolekularen Polyestern. Hierbei erfolgt jedoch eine erhebliche Faserschädigung, welche sich in einer Schrumpfung des Gewebes äußert. Behandelt man eine Polyesterfärbung mit Methylenchlorid, so tritt nicht nur eine Faserschädigung ein, sondern darüber hinaus wird noch ein großer Teil des in der Faser befindlichen Farbstoffes herausgelöst.

Es wurde nun gefunden, daß man die textile., und färberischen Eigenschaften von Textilmaterialien, die aus hochmolekularen Polyestern bestehen oder diese enthalten, in sehr einfacher und wirtschaftlicher Weise verbessern kann, wenn man diese Materialien mit einem Lösungsraittelgemisch aus halogenhaltigen Methan- oder Xthanderivaten der allgemeinen Formel

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worin R ein Rest der Formel FClgC-CFCl- oder Cl₃C- bedeutet, und Methylenchlorid, das die beiden Komponenten in einem Gewicht^-» verhältnis von 30 : 70 bis 70 : 30, vorteilhaft von 45 · 55 bis 55 t 45 enthält, behandelt.

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Vorzugsweise verwendet man beim erfindungsgemäßen Verfahren als Losungsmittelgemisch ein azeotropes Gemisch aus 50,5 Gew.-% 1,2,2-Trifluortrichlorfithan und 49,5 Gew.-% Methylenchlorid. Dieses Gemisch hat einen Siedepunkt von 37°C,bei 760 Torr. Die Anwendung dieses Gemisches ist in der Praxis besonders, deshalb vorteilhaft, weil sich das azeotrope Gemisch sowohl in der FlÜssigkeits- als auch in der Dampfphase als einheitlicher Stoff verhält. Während der Behandlung und bei der anschließenden Rückgewinnung des Lösungsmittels ist also mit keiner Verarmung, einer Komponente zu rechnen.

Die Behandlung mit den Lösungsmittelgemischeni führt man zweckmäßig bei Temperaturen zwischen etwa 10 und GO C₁ vorzugsweise zwischen etwa 20 und 40⁰C durch. Liegt die Behandlungstemperatur oberhalb des Siedepunktes des Lösungsmittels, so führt man die Behandlung unter dem sich .jeweils einstellenden Druck in druckfesten Vorrichtungen durch. Ferner ist es möglich, die Behandlung des Textilmaterials unter Rückfluß des LÖsüngsraittelgemisches vorzunehmen.

Die zur Entfernung der Oligomeren erforderliche Behandlungszeit richtet sich vor allem nach deren Menge und besonders nach der Behandlungstemperatuif. Im allgemeinen ist eine Behandlungsdauer zwischen etwa 1 und 15 Minuten ausreichend. Die Behandlung mit dem Losungsmittelgemisch kann aber auch über einen längeren Zeitraum fortgeführt werden, ohne daß es zu einer Schädigung des Textilmaterials kommt.

Das Lösungsmittelgemisch wird mindestens_;" in^.einer solchen Menge angewendet, die zum vollständigen Herauslösen der Oligomeren aus dem Textilmaterial erforderlich ist. Die jeweils anzuwendende optimale Menge kann durch Vorversuche leicht ermittelt werden,- Im allgemeinen wird ein Flotten verhältnis von etwa 1 · 5 bis 1 t 50 angewendet. Hierbei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn während der Behandlung für eine gute Flottenzirkuiation gesorgt wird.

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Das erfindungsgemäße Verfahren kann in herkömmlichen Vorrichtungen durchgeführt werden. Im Hinblick auf den schon bei Raumtemperatur erheblichen Dampfdruck der Losungsraittelgemische sollten diese Vorrichtungen jedoch gasdicht sein. So kann beispielsweise das Verfahren der vorliegenden Erfindung in Anlagen durchgeführt werden, wie sie zum Chemisch-Reinigen verwendet werden. Beim Vorliegen von Polyestergarnen in Form von Kreuzspulen ist es ferner möglich, das Behandlungsverfahren in üblichen Kreuzspulfärbeapparaten vorzunehmen, wobei für eine laufende Umwälzung des Losungsmittelgemisches zu sorgen ist. Das Verfahren kann sowohl diskontinuierlich als auch kontinuierlich durchgeführt werden. Die letztgenannte Ausführungsform ist besonders dann vorteilhaft, wenn das Textilmaterial in Form von Geweben oder Gewirken vorliegt.

Wenn der Gehalt an Oligomeren im Lösungsmittelgemisch zu groß wird, muß das Lösungsmittelgemisch durch ein frisches Gemisch ersetzt werden. Wann dies der Fall ist, ist im Einzelfall durch einfache Vorversuche leicht zu bestimmen. Es ist auch möglich, die Behandlung in mehreren hintereinander geschalteten Bädern vorzunehmen. Vorteilhaft kann man auch so verfahren, daß man das Lösungsmittelgemisch zum Sieden erhitzt, die Lösungsmitteldämpfe mit dem Textilmaterial in Berührung bringt.,., diese auf dem Textilmaterial kondensiert und das Kondensat in das siedende Lösungsmittelgemisch zurückführt. Diese Ausführungsform ist besonders deshalb vorteilhaft, weil hierbei das Textilmaterial stets mit frischem Lösungsmittelgeraisch in Berührung gebracht wird. Die Aufarbeitung des benutzten Lösungsmittelgemisches erfolgt durch Abdestillieren und Kühlen. Das so wiedergewonnene Lösungsmittelgemisch kann dann für weitere Behandlungen wiederverwendet werden. Es ist somit möglich, mit einer begrenzten Lösungsmittelmenge auszukommen. Erforderlichenfalls werden geringfügige Verluste ausgeglichen.

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Als hochmolekulare Polyester kommen vor allem Polväthvlenglykoltdfephthaiat und modifizierte Polyäthylenglykolterephthalate in Frage, die auch in Mischungen mit anderen Faserstoff en , vor allem Cellulpsefasern oder Wolle, vorliegen können. Das zu behandelnde Textilmaterial kann in verschiedenen Verarbeitungszuständen vorliegen, beispielsweise in Form von Flocke, Kammzug; Garn, Gewirken, Geweben und von Vliesen.

Das erfindurigsgemäße Verfahren ist sowohl zur Behandlung von ungefärbten als auch gefärbten öder bedruckten Polyestermateriaiien geeignet. Für den Erfolg des erfindungsgemäßert Verfah- ■-■ rens ist es hierbei ohne Belang, ob das Textilmaterial mit Dispersionsfarbstoffen, Azoentwicklungsfarbstoffen, Küpenfarbstoffen öder Schwefelsäureestern von Leuköküpenfärbstoffen gefärbt oder bedruckt worden ist. '

Die Lösungsmittelgemische können auch zum Entfernen von Oligomereriabiagerungen aus Textilmaschinen verwendet werden.

Bei der Behandlung des Textilmäteri'als nach dem erf indüngsgemäßen Verfahren werden die in dem Textilmaterial enthaltenen Oligomeren vollständig aus dem Textilmaterial herausgelöst. Hierbei tritt weder eine Faserschädigürig ein, noch wird bei der Behandlung von gefärbten oder bedruckten Textilmäteriälien der Farbstoff herausgelöst. Durch die erfindungsgemäße Lösungsmittelbehandlung erfolgt gleichzeitig eine Fixierung der Faser, wie sie bisher nur durch eine entsprechende Hitzebehandlung möglich gewesen ist.

Gegenüber der bisher üblichen Arbeitsweise unter Verwendung wäßriger Medien besitzt das erfindurigsgemäße Verfahren den Vorteil -, daß die Behandlung bei wesentlich tieferen Temperaturen erfolgt. Aufgrund dessen und wegen der wesentlich geringeren spezifischen Wärme der erfiridungsgemäß verwendeten Lösungsmittelgeraische ist der Energiebedarf beim vorliegenden Verfahren -erheblich geringer als bei dem herkömmlichen Verfahren. Eine

weitere Einsparung an Energie erfolgt bei der Trocknung des Textilmaterial, weil die verwendeten Lösungsmittelgemische eine wesentlich geringere Verdampfungswärme als Wasser besitzen. Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich ferner in vorteilhafter Weise dadurch von der herkömmlichen Arbeitsweise, daß praktisch keine Korrosion an Apparateteilen auftritt. Ein weiterer sehr erheblicher Vorteil besteht darin, daß beim vorliegenden Verfahren keine Abwasserprobleme auftreten, da das Lösungsmittelgemisch in einfacher V'eise zurückgewonnen werden kann und der aus den Oligomeren bestehende Rückstand leicht beseitigt werden kann, beispielsweise durch Verbrennen.

Gegenüber den bekannten Verfahren, bei denen organische Lösungsmittel verwendet werden, besitzt das vorliegende Verfahren den Vorteil, daß keine Faserschädigung, wie sie sich beispielsweise im Schrumpfen des Gewebes äußert, auftritt. Weiterhin wird bei der Behandlung von gefärbten oder bedruckten Textilmaterialien kein Farbstoff aus dem Material herausgelöst. Darüber hinaus sind die angewendeten Lösungsmittelgemische weitaus weniger giftig als die bisher verwandten Lösungsmittel. Weiterhin ist die Behandlungsdauer wesentlich kürzer als bei den herkömmlichen Verfahren und überdies ist der herausgelöste Anteil von Oligomeren erheblich höher als bei der Anwendung der bisher für diesen Zweck verwandten organischen Lösungsmittel. Noch ein weiterer sehr großer Vorteil ist darin zu sehen, daß die verfahrensgemäß behandelten Textilmaterialien anschließend nicht fixiert zu werden brauchen, wodurch erhebliche Energiemengen eingespart werden.

/7 109 831/2 101 ß^ ORtGiNAt

Beispiel 1:

1 kg einer unter HT-Bedingungen mit 2 % des Dispersionsfarbstoffes der folgenden Konstitut-ion

ΪΗ

hergestellten Färbung auf Polyäthvlengl·vkolterephthalat-Taft-Gewebe, die helle Flecken ,bestehend aus Oligomeren aufweist, wurde IO Minuten mit 10 Liter einer azeotropen Mischung aus 50,5 Gew.-% 1,2,2-Trifluortrichlorathan und 49,5 Gew.-% Methylenchlorid bei Raumtemperatur behandelt. Nach dieser Behandlungsxeit konnten keine Oligomerablagerungen auf der Ware mehl* festgestellt worden. Hierbei wurde kein Farbstoff aus dem Gewebe herausgelöst.

Beispiel 2: .

20 g einer Wirkv/are. aus texturierten Polväthylenglykoltere— phthalatfasern werden mit 1,4 % des Dispersionsfarbstoffes der folgenden Konstitution . . ■ ■ .

2 % des Dispersionsfarbstoffes der Formel

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10 3 8 3·! /21 01

BAD ORIGINAL

Br

1 g/l eines Dispergiermittels vom Typ eines Naphthalinsulfosäure-Formaldehyd-Kondensats (als Natriumsalz) und 0,5 g/l eines handelsüblichen Carriers auf Esterbasis bei einem pH-Wert von 5,5 (eingestellt mit Essigsäure) und in einem Flottenverhältnis von 1 : 20 90 Minuten bei 120°C gefärbt. Nach dem Spülen und Trocknen wird die Hälfte der Färbung 15 Minuten bei Raumtemperatur in 100 ml Methylenchlorid, die andere Hälfte unter gleichen Bedingungen in einer Mischung aus 45 ml 1,2,2-Trifluortrichloräthan und 55 ml Methylenchlorid behandelt. Anschließend werden beide Teile an der Luft getrocknet.

Im Fall von reinem Methylenchlorid wies die behandelte Färbung sehr starke Knitter auf und außerdem erfolgte ein sehr starkes Abbluten der Farbstoffe von der Färbung in die Behandlungsflotte. Bei Verwendung der oben angegebenen Mischung erhielt man dagegen eine völlig glatte Ware, und es konnte auch keine Anfärbung der Flotte festgestellt werden. Oligomere konnten nicht mehr festgestellt werden.

Beispiel 3:

Auf zwei nicht fixierten Polyäthylenglykolterephthalat-Taft-Geweben (Größe ca. 30 χ 30 cm) werden in Kett- und Schußrichtung Abstände von je 20 cm markiert. Anschließend werden die Gewebe wie folgt behandelt:

a) 15 Minuten bei Raumtemperatur in Methylenchlorid einlegen, Flottenverhältnis 1 : 20;

b) 15 Minuten bei Raumtemperatur in eine Mischung aus 50 % Methylenchlorid und 50 % 1,2,2-Trifluortrichloräthan einlegen, Flottenverhältnis 1 : 20.

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Nach dieser Behandlung werden beide Gewebe an der Luft getrocknet. Nach dem Trocknen ist zu erkennen, daß das mit reinem Methylenchlorid behandelte Gewebe sehr starke Knitter- aufweist, während das andere Gewebe vollkommen glatt geblieben ist. Beim Nachmessen der markierten Abstände ergeben sich folgende Schrumpfwerte:

Gewebe a): 4,8 % bzw. 5 % Schrumpfung in Kett- bzw. Schußrichtung
Gewebe b): keine Schrumpfung

Das mit dem Trifluortrichloräthan-Methylenchlorid-Gemisch behandelte Gewebe weist textile Eigenschaften auf, wie sie sonst nur durch Thermofixieren zu erzielen sind. Eine Thermofixierung ist daher nicht erforderlich. Darüber hinaus wurden die in dem Fasermaterial enthaltenen Oligomere vollständig entfernt.

Praktisch die gleichen Ergebnisse erhält man, wenn man anstelle des obengenannten Polyestergewebes Mischgewebe aus Polyäthylenglykolterephthalat mit Baumwolle oder Wolle verwendet.

Beispiel 4;

20 g einer Wirkware aus texturierten Polyäthylenglykoltere-· phthalatfasern werden mit

0,9 % eines Dispersionsfarbstoffes der Formel

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- ίο -

0,4 % des Farbstoffes der Formel

Br

und

HO O NH,

1,2 % des Farbstoffes der Formel

.N-N —4 V-N(CH₂CH₂OH)₂

bei einem Flottenverhältnis von 1 : 30 90 Minuten lang bei 125°C gefärbt. Der mit Essigsäure eingestellte pH-Wert beträgt 5,1.

Nach dem Spülen und Trocknen wird die Hälfte der Färbung 15 Hinuten lang bei Raumtemperatur in 100 ml Methylenchlorid, die andere Hälfte unter gleichen Bedingungen in einer Mischung aus 50 ml Fluortrichlormethan und 50 ml Methylenchlorid behandelt. Anschließend werden beide Teile an der Luft getrocknet.

Man stellt fest, daß bei der Verwendung von reinem Methylenchlorid die behandelte Färbung sehr starke Knitter aufweist und außerdem die Farbstoffe von der Färbung in das Losungsmittel abbluten, d. h. sich darin lösen, so daß dieses stark gefärbt

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ist. Bei Verwendung der Mischung ctus Fluortrichlormethan und Methylenchlorid erhält man dagegen eine ganz glatte Ware und das Lösungsmittelgemisch ist nicht angefärbt. Oligomerenablagerungen konnten nach der Behandlung nicht mehr auf der Ware festgestellt werden.

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Claims

Patentansprüche:

1) Verfahren zum Verbessern der textilen und färberischen Eigenschaften von Textilmaterialien, die aus hochmolekularen Polyestern bestehen oder diese enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß man diese Materialien mit einem Lösungsmittelgemisch aus halogenhaltigen Methan- oder Xthanderivaten der allgemeinen Formel

R-F

P worin R ein Rest der Formel FCIgC-CFCl- oder Cl₃C- bedeutet, und Methylenchlorid, das die beiden Komponenten in einem Gewichtsverhältnis von 30 : 70 bis 70 : 30, vorteilhaft von 45 : 55 bis 55 : 45 enthält, behandelt.

2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Lösungsraittelgemisch ein azeotropes Gemisch aus 50,5 Gew.-% 1,2,2-Trifluortrichloräthan und 49,5 Gew.-% Methylenchlorid verwendet.

3) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Behandlung bei Temperaturen zwischen etwa 10° und

* 60°, vorzugsweise zwischen etwa 20° und 40⁰C, vornimmt.

4) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzelehnet, daß man Textilmaterialien aus Polyäthylenglykolterephthalaten oder deren Mischungen mit Cellulosefasern oder Volle behandelt..

5) Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß man mit Dispersionsfarbstoffen gefärbte oder be-

druckte Textilmaterialien eit dem Lösungsmittelgemisch behandelt.

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