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Dokumentenidentifikation DE102004011957A1 29.09.2005
Titel Verfahren zum optischen Aufhellen von synthetischen Fasern oder von synthetischen Fasern in Mischung mit natürlichen Fasern
Anmelder BASF AG, 67063 Ludwigshafen, DE
Erfinder Siemensmeyer, Karl, Dr., 67227 Frankenthal, DE;
Weber, Dieter, 67454 Haßloch, DE;
Misske, Andrea, Dr., 67346 Speyer, DE;
Heißler, Heinz, 67227 Frankenthal, DE
Vertreter Patentanwälte Isenbruck Bösl Hörschler Wichmann Huhn, 68165 Mannheim
DE-Anmeldedatum 11.03.2004
DE-Aktenzeichen 102004011957
Offenlegungstag 29.09.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.09.2005
IPC-Hauptklasse D06L 3/00
IPC-Nebenklasse D06M 13/345   D06M 23/12   
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum optischen Aufhellen von synthetischen Fasern oder von synthetischen Fasern in Mischung mit natürlichen Fasern durch Behandlung in einem Behandlungsbad, dem eine Mikroemulsion zugesetzt wurde, das neben Wasser die aufzuhellenden Komponenten beinhaltet. Die Mikroemulsion beinhaltet nichtionogene Tenside, ionische Tenside, organische Lösevermittler und Wasser.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum optischen Aufhellen von synthetischen Fasern oder von synthetischen Fasern in Mischung mit natürlichen Fasern, wobei die synthetischen Fasern oder Mischungen der synthetischen Fasern mit natürlichen Fasern in einem Behandlungsbad, enthaltend optische Aufheller, dem eine Mikroemulsion zugesetzt wurde, behandelt werden.

Zahlreiche Verbindungen, so genannte optische Aufheller, sind für ihre Eigenschaft bekannt, Textilien oder Kunststoffen eine weiße Farbe zu geben.

Die EP 0 023 026 offenbart Verbindungen der allgemeinen Formel I

wobei die Reste R1 und R2 beispielsweise H, F, Cl, Phenyl, CF3, Alkyl oder zahlreiche andere Reste sein können, und wobei V ausgewählt wird aus

Ein Nachteil bei der Verwendung von Verbindungen der allgemeinen Formel I als optische Aufheller ist, dass ihrer Ergiebigkeit bei niedriger Temperatur begrenzt ist, d.h. man benötigt viel Produkt, um den gewünschten Aufhelleffekt zu erzielen.

Des Weiteren ist ein Verfahren zur optischen Aufhellung von Textilien bekannt, bei dem die Textilien mit Distyrylbenzolverbindungen behandelt werden, die z.B. aus CH-A 366 512 bekannt sind.

EP-A 0 023 027 und EP-B2 0 032 917, sowie die in EP-B2 0 030 917 zitierte Literatur offenbaren den Einsatz von Gemischen von zwei oder mehr Dicyanostyrylbenzolverbindungen zur optischen Aufhellung von Polyestern.

Die DE 102 19 993 A1 betrifft ein Verfahren zum Aufhellen von textilen Materialien, bei dem Verbindungen der allgemeinen Formel I, eine Dicyanostyrylbenzolverbindung und eine Verbindung der allgemeinen Formel II,

in der R ausgewählt ist aus C4-10-Alkyl, eingesetzt wird.

Das optische Aufhellen von textilen Materialien erfolgt im Allgemeinen durch das Auszieh- bzw. das Thermosolverfahren.

Beim Thermosolverfahren wird üblicherweise das aufzuhellende textile Material mit einer wässrigen Flotte, die die optisch aufhellenden Substanzen, gegebenenfalls einen blauen oder violetten Nuancierfarbstoff oder Mischungen derselben und gegebenenfalls Zuschlagstoffe (s.o.) enthält, foulardiert. Die Flottenaufnahme beträgt im Allgemeinen 30 bis 100%. Danach wird das textile Material getrocknet und bei einer Temperatur von 150 bis 200°C für 5 bis 60 Sekunden fixiert.

Nachteilig am Thermosolverfahren ist, dass die Fixiertemperatur von 150 bis 210°C, insbesondere von 170 bis 190°C einen hohen Energiebedarf erfordert. Bei diesen hohen Fixiertemperaturen rauchen gegebenenfalls Zusatzstoffe oder durch vorherige Behandlungsschritte dem Textilgut anhaftende Verunreinigungen ab und führen zu gasförmigen Emissionen. Trotz der hohen Temperaturen wird im Thermosolverfahren nur eine Ringaufhellung erreicht, die im Weißgrad dem einer Ausziehfärbung unterlegen ist. Im Falle von Mischungen der Chemiefasern mit Naturfasern oder mit synthetischen Cellulosefasern kann es zum Verbräunen der Naturfaser oder synthetischen Cellulosefaser kommen.

Ein weiteres bekanntes Verfahren ist das Ausziehverfahren, bei dem in wässriger Flotte meist bei Temperaturen von 90 bis 135°C gearbeitet wird.

Beim Ausziehverfahren wird in der Regel das aufzuhellende textile Material bei einer Temperatur von 10 bis 50°C in eine wässrige Flotte gebracht, das die optisch aufhellenden Verbindungen, gegebenenfalls einen blauen oder violetten Nuancierfarbstoff oder eine Mischung derselben und gegebenenfalls Zuschlagstoffe, z.B. Dispergiermittel, Carbonsäuren oder Basen, enthält und dessen pH-Wert meist 3 bis 12, vorzugsweise 3 bis 8, beträgt. Das Flottenverhältnis (Gewichtsverhältnis textiles Material: Flotte) beträgt dabei 1 : 1,5 bis 1 : 40, vorzugsweise 1 : 5 bis 1 : 20. Das Bad wird dann innerhalb von 15 bis 60 Minuten auf eine Temperatur von 95 bis 135°C erhitzt und 15 bis 60 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Danach wird das aufgehellte textile Material gespült und getrocknet.

Im Falle des Aufhellens von Polyester oder Polyestermischungen wird üblicherweise das HT-Verfahren = Hochtemperaturverfahren angewandt. Zur ausreichenden Überschreitung der Färbeumwandlungstemperatur des Polyesters muss der Aufhellvorgang um 130°C durchgeführt werden, um einen für die Praxis ausreichenden Aufhelleffekt zu erreichen. Da die Aufhellung im wässrigen Medium erfolgt, muss in einem Autoklaven, einem Hochdruckapparat oder einer Hochdruckmaschine gearbeitet werden. Als Nachteile sind zu nennen, dass ein solches Aggregat teurer ist als ein offenes Aggregat, dass die Aufheiz- und Abkühlzeit und somit die Maschinenbelegung lange ist und dass die erforderliche Energiemenge, insbesondere zum Aufheizen auf 130°C sehr hoch ist.

Beim Carrier-Verfahren werden der Aufhellflotte Carrier zugesetzt, die die Färbeumwandlungstemperatur um ca. 30°C herabsetzen.

Carrier sind häufig Formulierungen auf der Basis von Emulgatoren, manchmal Lösemittel und die aktive Komponente. Aktive Komponenten sind Verbindungen auf der Basis von flüssigen, halogenierten Benzolderivaten, alkylaromatische Verbindungen, aromatische Hydroxyverbindungen, aromatische Alkohole, Ketone, Carbonsäuren und deren Ester, Alkylphthalimide oder substituierte Phenylglykole und deren Ester. Die wichtigsten aktiven Komponenten sind 1,2-Dichlorbenzol, 1,2,4-Trichlorbenzol, 2-Phenylphenol, Diphenyl, Diphenylether, Methyl-, Butyl- oder Benzylbenzoate, Methylsalicylate, Dimethylphthalate, Phthalsäure-N-butylimide oder Chlorphenoxyethanol.

Das Carrier-Verfahren bringt hervorragende Weißeffekte in kurzer Aufhellzeit bei niedrigerer Aufhelltemperatur und somit geringerem Energieverbrauch. Allerdings können Carrier zur Fleckenbildung führen. Zudem sind Carrier oft krebserregend.

Als Alternative zum Carrier-Verfahren wurde ein Niedertemperaturverfahren entwickelt. In diesem Verfahren werden anstelle der cancerogenen Carrier Mischungen von nichtionischen und ionischen Tensiden mit aliphatischen oder aromatischen Dicarbonsäureestern verwendet. Diese Mischungen sind nicht faseraktiv, erhöhen aber die Löslichkeit der Aufheller in der Färbeflotte und ermöglichen dadurch die Aufhellung schon bei 98 bis 110°C. Die Mischungen aus nicht-ionischen und ionischen Tensiden mit aliphatischen oder aromatischen Dicarbonsäureestern werden auch als Diffusionsaccelleratoren bezeichnet, d.h. sie beschleunigen die Diffusion der Aufheller von der Färbeflotte in die Faser.

Das Verfahren hat einige Nachteile: Beim Verdünnen durchlaufen die Diffusionsaccelleratoren eine Quellphase, was die homogene Verteilung im Aufhellbad beeinträchtigt. Der resultierende Weißgrad ist dem einer Carrier-Aufhellung unterlegen. Bei Aufhelltemperaturen unter 100°C nimmt der Weißeffekt schnell ab. Werden bei 98°C noch akzeptable Weißeffekte erreicht, so ist der resultierende Weißgrad bei 95°C vielen Anforderungen nicht mehr genügend. In der textilveredelnden Industrie lassen sich in offenen Aggregaten aber oftmals in wässrigem Medium Temperaturen über 95°C nicht erreichen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Aufhellverfahren bereitzustellen, welches in offenen Aggregaten eingesetzt werden kann, welches hervorragende Weißgrade erzielt, welches frei von toxischen oder cancerogenen Hilfsstoffen ist, welches Flotteninhomogenitäten (insbesondere durch Quellphasen von Tensiden) vermeidet und welches bei Temperaturen um 95°C noch hervorragende Weißeffekte erbringt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum optischen Aufhellen von synthetischen Fasern oder von Mischungen von synthetischen Fasern mit natürlichen Fasern, wobei die synthetischen Fasern oder Mischungen von synthetischen Fasern mit natürlichen Fasern in einem Behandlungsbad, enthaltend optische Aufheller, dem eine Mikroemulsion zugesetzt wurde, behandelt werden.

Solche Mikroemulsionen werden bereits beim Färben von Polyester in textiler Form als Egalisierhilfsmittel eingesetzt. Färbungen von Polyester in textiler Form werden häufig unegal, ungleichmäßig, fleckig. Solche Unegalitäten können durch Zusatz von Mikroemulsionen zu den Färbelösungen verhindert oder deutlich verringert werden. Der Zusatz der Mikroemulsion stabilisiert hierbei die dispersen Farbstoffteilchen und steuert den molekularen Transportprozess zur Faser und den Löseprozess der Farbstoffmoleküle in der Polyesterfaser. Eine weitere Aufgabe der Mikroemulsion ist es, den Verdünnungsvorgang beim Ansetzen der Farbstoffflotte so zu steuern, dass keine hochviskosen Zwischenzustände erhalten werden.

Beim optischen Aufhellen von synthetischen Textilmaterialien treten üblicherweise keine Unegalitäten auf bzw. sie können durch die Trägheit des Auges nicht erkannt werden. Textilhilfsmittel mit Egalisiereffekten sind daher beim optischen Aufhellen nicht erforderlich und werden in der Praxis auch nicht eingesetzt. Mikroemulsionen haben zwar beim optischen Aufhellen von synthetischen Fasermaterialien keinen Egalisiereffekt, sie wirken aber als Diffusionsaccelleratoren, d.h., die erforderliche Fixiertemperatur z.B. bei Polyester kann um ca. 35°C von ca. 130°C auf ca. 95°C reduziert werden, ohne dass es dabei zu einer merklichen Reduktion des Weißgrades kommt.

Die erfindungsgemäß einsetzbare Mikroemulsion beinhaltet nichtionogene Tenside, ionische Tenside, organische Lösevermittler und Wasser.

Insbesondere enthält die erfindungsgemäß einsetzbare Mikroemulsion die folgenden Komponenten:

  • (a) Als Komponente A 1–40 Gew.-% einer Verbindung, die durch Reaktion einer Verbindung a1 der allgemeinen Formel III
    wobei R1, R2, R3 unabhängig voneinander für einen aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest stehen;

    bevorzugt sind R1, R2, R3 verzweigte oder unverzweigte, gesättigte, aliphatische Reste mit 1–40 Kohlenstoffatomen oder verzweigte oder unverzweigte, ungesättigte, aliphatische Reste mit 2–40 Kohlenstoffatomen, die mit gegebenenfalls wenigstens einer funktionellen Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxy-, Ether-, Amino-, Thio-, Aldehyd-, Keto-, Carbonsäure-, Ester-, Amidogruppe und Halogen substituiert sein können;

    besonders bevorzugt sind die Reste R1, R2, R3 unabhängig voneinander teilweise ungesättigte, aliphatische Reste mit 10–25 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls mit wenigstens einer Hydroxy- und/oder Aminogruppe substituiert sein können;

    ganz besonders bevorzugt sind alle Reste R1, R2, R3 gleich -(CH2)7-CH=CH-CH2-CH(OH)-(CH2)4CH3, wobei die Doppelbindung bevorzugt in der cis-Konfiguration vorliegt;

    R4 steht unabhängig voneinander für Wasserstoff oder einen aliphatischen Rest mit 1–15 Kohlenstoffatomen, einen aromatischen Rest mit 6–15 Kohlenstoffatomen oder einen araliphatischen Rest mit 7–15 Kohlenstoffatomen, bevorzugt ist R4 Wasserstoff oder ein linearer oder verzweigter, gesättigter, aliphatischer Rest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder ein linearer oder verzweigter, ungesättigter, aliphatischer Rest mit 2–10 Kohlenstoffatomen, ganz besonders bevorzugt ist R4 Wasserstoff;

    mit einer Verbindung a2 der allgemeinen Formel IV entsteht
    wobei R5 unabhängig voneinander Wasserstoff oder aliphatischer Rest mit 1–15 Kohlenstoffatomen, aromatischer Rest mit 6–15 Kohlenstoffatomen oder araliphatischer Rest mit 7–15 Kohlenstoffatomen bedeutet, bevorzugt ist R5 Wasserstoff oder ein linearer oder verzweigter, gesättigter, aliphatischer Rest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder ein linearer oder verzweigter, ungesättigter, aliphatischer Rest mit 2–10 Kohlenstoffatomen, ganz besonders bevorzugt ist R5 unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl, Ethyl oder Propyl;
  • (b) Als Komponente B 1–25 Gew.-% einer Verbindung, die durch Reaktion einer Verbindung b1 der allgemeinen Formel V
    wobei R6 für einen aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest steht;

    bevorzugt ist R6 ein verzweigter oder unverzweigter, gesättigter, aliphatischer Rest mit 1–40 Kohlenstoffatomen oder ein verzweigter oder unverzweigter, ungesättigter, aliphatischer Rest mit 2–40 Kohlenstoffatomen, der mit gegebenenfalls wenigstens einer funktionellen Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxy-, Ether-, Amino-, Thio-, Aldehyd-, Keto-, Carbonsäure-, Ester-, Amidogruppe und Halogen substituiert sein kann;

    besonders bevorzugt ist der Rest R6 ein teilweise ungesättigter, aliphatischer Rest mit 10–25 Kohlenstoffatomen, der gegebenenfalls mit wenigstens einer Hydroxy- und/oder Aminogruppe substituiert sein kann;

    ganz besonders bevorzugt ist der Rest R6 gleich -(CH2)7-CH=CH-CH2-CH(OH)-(CH2)4CH3, wobei die Doppelbindung bevorzugt in der cis-Konfiguration vorliegt;

    mit einer Verbindung b2 der allgemeinen Formel VI entsteht
    wobei R7 unabhängig voneinander Wasserstoff oder aliphatischer Rest mit 1–15 Kohlenstoffatomen, aromatischer Rest mit 6–15 Kohlenstoffatomen oder araliphatischer Rest mit 7–15 Kohlenstoffatomen bedeutet, bevorzugt ist R1 Wasserstoff oder ein linearer oder verzweigter, gesättigter, aliphatischer Rest mit 1–10 Kohlenstoffatomen oder ein linearer oder verzweigter, ungesättigter, aliphatischer Rest mit 2–10 Kohlenstoffatomen, ganz besonders bevorzugt ist R7 unabhängig voneinander Wasserstoff, Methyl, Ethyl oder Propyl;
  • (c) Als Komponente C 1–15 Gew.-% einer Verbindung der allgemeinen Formel VII
    wobei R8 für einen aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest steht;

    bevorzugt ist R8 ein verzweigter oder unverzweigter, gesättigter, aliphatischer Rest mit 1–40 Kohlenstoffatomen oder ein verzweigter oder unverzweigter, ungesättigter, aliphatischer Rest mit 2–40 Kohlenstoffatomen, der mit gegebenenfalls wenigstens einer funktionellen Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxy-, Ether-, Amino-, Thio-, Aldehyd-, Keto-, Carbonsäure-, Ester-, Amidogruppe und Halogen substituiert sein kann;

    besonders bevorzugt ist der Rest R8 ein teilweise ungesättigter, aliphatischer Rest mit 10–25 Kohlenstoffatomen, die gegebenenfalls mit wenigstens einer Hydroxy- und/oder Aminogruppe substituiert sein kann;

    ganz besonders bevorzugt ist der Rest R8 gleich -(CH2)7-CH=CH-(CH2)7CH3, wobei die Doppelbindung bevorzugt in der cis-Konfiguration vorliegt;
  • (d) Als Komponente D 1–40 Gew.-% einer Verbindung der allgemeinen Formel VIII
    wobei R9 für einen aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest steht;

    bevorzugt ist R9 ein verzweigter oder unverzweigter, gesättigter, aliphatischer Rest mit 1–12 Kohlenstoffatomen oder ein verzweigter oder unverzweigter, ungesättigter, aliphatischer Rest mit 2–12 Kohlenstoffatomen, der mit gegebenenfalls wenigstens einer funktionellen Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxy-, Ether-, Amino-, Thio-, Aldehyd-, Keto-, Carbonsäure-, Ester-, Amidogruppe und Halogen substituiert sein kann;

    besonders bevorzugt ist der Rest R9 ein gesättigter, aliphatischer Rest mit 1–6 Kohlenstoffatomen, der gegebenenfalls mit wenigstens einer Hydroxy- und/oder Aminogruppe substituiert sein kann;

    ganz besonders bevorzugt ist der Rest R9 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethyl, n-Propyl, n-Butyl und n-Pentyl;

    der mittlere Wert für n in der Formel VIII ist eine ganze oder gebrochene positive Zahl von 1 bis 10, bevorzugt von 1 bis 8, besonders bevorzugt von 1 bis 5; bei Vorliegen von Mischungen von Verbindungen der allgemeinen Formel VIII kann der mittlere Wert für n gebrochene Werte annehmen.
  • (e) Als Komponente E 1–50 Gew.-% einer Verbindung der allgemeinen Formel IX
    wobei R10 für einen aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest steht;

    bevorzugt ist R10 ein verzweigter oder unverzweigter, gesättigter, aliphatischer Rest mit 1–12 Kohlenstoffatomen oder ein verzweigter oder unverzweigter, ungesättigter, aliphatischer Rest mit 2–12 Kohlenstoffatomen, der mit gegebenenfalls wenigstens einer funktionellen Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxy-, Ether-, Amino-, Thio-, Aldehyd-, Keto-, Carbonsäure-, Ester-, Amidogruppe und Halogen substituiert sein kann;

    besonders bevorzugt ist der Rest R10 ein gesättigter, aliphatischer Rest mit 1–6 Kohlenstoffatomen, der gegebenenfalls mit wenigstens einer Hydroxy- und/oder Aminogruppe substituiert sein kann;

    ganz besonders bevorzugt ist der Rest R10 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethyl, n-Propyl, n-Butyl und n-Pentyl;

    der mittlere Wert für m in der Formel IX ist eine ganze oder gebrochene positive Zahl von 0 bis 10, bevorzugt von 0 bis 8, besonders bevorzugt von 0 bis 5; bei Vorliegen von Mischungen von Verbindungen der allgemeinen Formel IX kann der mittlere Wert für m gebrochene Werte annehmen.

    und 1–40 Gew.-% Wasser als Lösungsmittel, wobei die Summe der Gew.-% 100 ergibt.

Die Komponenten A, B, C, D und E liegen in der Mikroemulsion bevorzugt in den folgenden Anteilen vor: – Komponente A: 5–35 Gew.-%, – Komponente B: 5–20 Gew.-%, – Komponente C: 1–10 Gew.-%, – Komponente D: 5–35 Gew.-%, – Komponente E: 5–40 Gew.-%
und 5–35 Gew.-% Wasser als Lösungsmittel, wobei die Summe der Gew.-% 100 Gew.-% ergibt.

Besonders bevorzugt liegen die Komponenten A, B, C, D und E in der Mikroemulsion in den folgenden Anteilen vor: – Komponente A: 10–30 Gew.-%, – Komponente B: 5–15 Gew.-%, – Komponente C: 2–8 Gew.-%, – Komponente D: 10–30 Gew.-%, – Komponente E: 10–35 Gew.-%
und 10–30 Gew.-% Wasser als Lösungsmittel, wobei die Summe der Gew.-% 100 Gew.-% ergibt.

Die erfindungsgemäß einsetzbaren Mikroemulsionen können durch Mischen der entsprechenden Komponenten in beliebiger Reihenfolge hergestellt werden.

Vorteil der erfindungsgemäß eingesetzten Mikroemulsion ist ihre niedrige Viskosität bei jedem Mischungsverhältnis mit Wasser. Das Produkt kann somit in Dosieranlagen problemlos eingesetzt werden. Die Mikroemulsion ist absolut transparent. Die neben der wässrigen Phase enthaltene Ölphase ist in der Mikroemulsion somit so fein verteilt, dass keine optische Streuung bemerkbar ist.

Die mittlere Größe der Tröpfchen der dispersen Phase der erfindungsgemäß eingesetzten Mikroemulsion lässt sich nach dem Prinzip der quasielastischen dynamischen Lichtstreuung bestimmen (der so genannte z-mittlere Tröpfchendurchmesser dz der unimodalen Analyse der Autokorrelationsfunktion).

Die Tröpfchengröße der erfindungsgemäß eingesetzten Mikroemulsionen liegen für dz bei ≤ 500 nm. Bevorzugt liegt der Wert für dz bei 50 nm bis 300 nm, besonders bevorzugt liegt der Wert für dz bei 50 nm bis 200 nm.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, Polyester, Polyamide oder Mischungen von Polyestern oder Polyamiden untereinander optisch aufzuhellen, wobei diese auch mit anderen synthetischen oder natürlichen Fasern gemischt vorliegen können.

Beispiele für andere synthetische oder natürliche Fasern sind Cellulosefasern, Polyacrylnitrilfasern, Polyurethanfasern, Acetatfasern oder Wollfasern.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zum optischen Aufhellen von Polyesterfasern oder von Mischungen von Polyesterfasern.

Unter Polyestern werden Homopolymere, Copolymere, Mischungen und Pfropfungen von synthetischen langkettigen Polyestern verstanden, die als wesentlichen Bestandteil wiederkehrend Estergruppen in der Polymer-Hautpkette aufweisen.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die erfindungsgemäß eingesetzten Polyester aus aromatischen oder aliphatischen Hydroxycarbonsäuren hergestellt. Die in den erfindungsgemäßen Polyestern eingesetzten aliphatischen Hydroxycarbonsäuren sind gegebenenfalls mit C1-8-Alkylketten substituierte C1-12-Carbonsäuren, die neben der COOH-Gruppe auch noch wenigstens eine OH-Gruppe enthalten. Die genannten C1-8-Alkylketten sind gegebenenfalls mit weiteren funktionellen Gruppen substituiert. Bevorzugt werden Hydroxycarbonsäuren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 2-Hydroxyessigsäure, 2-Hydroxypropionsäure, 3-Hydroxypropionsäure, 4-Hydroxybutter-säure, 5-Hydroxypentansäure, 6-Hydroxyhexansäure, Äpfelsäure, Weinsäure und Zitronensäure. Die erfindungsgemäß einsetzbaren aromatischen oder aliphatischen Hydroxycarbonsäuren beinhalten 7 bis 20 Kohlenstoffatome und wenigstens eine Hydroxyfunktionalität, bevorzugt werden in den erfindungsgemäß einsetzbaren Polyestern ortho-, meta- oder para-Hydroxy-Benzoesäure eingesetzt.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhalten die einsetzbaren Polyester Disäuren und Diole.

Die in den erfindungsgemäßen Polyestern enthaltenden Disäuren können aliphatische oder aromatische Disäuren mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen sein. Bevorzugt sind Dicarbonsäuren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Phthalsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalin-1,4-dicarbonsäure, Naphthalin-2,3-dicarbonsäure, Naphthalin-2,6-dicarbonsäure, Cyclohexandicarbonsäure, Cyclohexandiessigsäure, Diphenyl-4,4-dicarbonsäure, Bernsteinsäure, Gluatarsäure, Adipinsäure, Acelainsäure, und Sebacinsäure oder Gemische davon.

Besonders bevorzugt sind die im Polyester enthaltenden Disäuren ausgewählt aus Terephthalsäure oder Naphthaldisäure oder einem Gemisch davon.

Die in dem erfindungsgemäß einsetzbaren Polyester enthaltenen Diole können cycloaliphatische Diole mit 6 bis 20 Kohlenstoffatomen oder aliphatische Diole mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen sein. Bevorzugt ist das im Polyester enthaltene Diol ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, 1,4-Cyclohexandimethanol, Propan-1,3-diol, Butan-1,4-diol, Pentan-1,5-diol, Hexan-1,6-diol, 2-Methylpentan-1,4-diol, 2,2,4-Trimethylpentan-1,3-diol, Hexan-1,3-diol, 2,2-bis-(4-Hydroxycyclohexyl)-propan und 2,4-Dihydroxy-1,1,3,3-tetramethylcyclobutan oder Gemischen davon.

In einer bevorzugten Ausführungsform beinhaltet der erfindungsgemäß einsetzbare Polyester Ethylenglykol als Diolkomponente.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden als Polyester Homopolymere von Polyethylenterephthalat (PET) oder Gemische von Polyethylenterephthalat mit weiteren Polyestern eingesetzt.

Das Molekulargewicht der erfindungsgemäß einsetzbaren Polyester liegt bevorzugt im Bereich von 2000 bis 50000 g/mol. Die erfindungsgemäß einsetzbaren Polyester können in jeder möglichen Fadenstärke, sowie in jeglicher Form, d.h. als Flocke, Faser, Garn, Zwirn, Webware, Maschenware oder Nonwoven vorliegen.

Die Herstellung der erfindungsgemäß eingesetzten Polyester geschieht nach dem Fachmann bekannten Verfahren, siehe dazu Encycl. Polym. Sci. Engng. 12, 1 bis 313 und Houben-Weyl E20/2, 1405 bis 1429, Ullmann (4.) 19, 61 bis 88.

Als optische Aufheller können in das erfindungsgemäße Verfahren solche Verbindungen eingesetzt werden, die an sich schon bekannt sind, z.B. aus Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5. Auflage, Band A18, Seiten 156 bis 161.

Ganz besonders eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zum optischen Aufhellen von Polyesterfasern auf Basis von PET oder Mischungen von PET mit anderen synthetischen oder natürlichen Fasern.

Bevorzugt als optische Aufheller werden in dem erfindungsgemäßen Verfahren 1,4-bis-Dicyanostyrylbenzole der allgemeinen Formel X

oder 1,4-bis-Dicyanostyrylbenzole der allgemeinen Formel X in Mischung untereinander oder mit anderen optischen Aufhellern, die frei sind von ionischen Gruppen, oder Verbindungen der allgemeinen Formel I oder Verbindungen der allgemeinen Formel I in Mischung mit anderen optischen Aufhellern, die frei sind von ionischen Gruppen, eingesetzt.

Verbindungen der allgemeinen Formel I sind aus der EP 0 023 026 bekannt. Alle darin offenbarten Verbindungen sind in dem erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbare Verbindungen der allgemeinen Formel I.

In das erfindungsgemäße Verfahren können alle möglichen Isomere von 1,4-bis-Dicyanostyrylbenzolen der Formel X eingesetzt werden, wie z.B. ortho-ortho, ortho-meta, ortho-para, meta-meta, meta-para, para-para oder Mischungen von zwei oder mehr.

Besonders bevorzugt können das ortho-para-Isomere, das ortho-meta-Isomere oder das meta-para-Isomere oder Mischungen zweier oder dreier oder aller Isomere untereinander oder Mischungen eines, zweier oder aller drei Isomere mit den ortho-ortho-Isomeren oder mit einer Verbindung der allgemeinen Formel I in das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt werden.

In das erfindungsgemäße Verfahren werden optische Aufheller und Nuancierfarbstoffe in der Regel als wässrige Zubereitungen zur Anwendung gebracht.

Solche Zubereitungen enthalten in der Regel Wasser und jeweils bezogen auf das Gewicht der Zubereitung, 1 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 25 Gew.-%, besonders bevorzugt 3 bis 10 Gew.-%, der oben näher bezeichneten Mischung aus Aufheller und Nuancierfarbstoff sowie 1 bis 60 Gew.-%, bevorzugt 3 bis 56 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 bis 52 Gew.-% an Hilfsmitteln.

Geeignete Hilfsmittel sind z.B. anionische oder nicht-ionische Dispergiermittel, aus der Klasse der Ethylenoxidaddukte mit Fettalkoholen, höheren Fettsäuren oder Alkylphenolen oder Ethylendiamin-Ethylenoxid-Propylenoxidaddukte, oder Dispergiermittel, wie in der DE-A-2 745 449 beschrieben, Copolymerisate von N-Vinylpyrolidon mit 3-Vinylpropionsäure, Wasserrückhaltemittel wie Ethylenglykol, Glycerin oder Sorbit oder Biozide.

In einer bevorzugten Verfahrensweise verwendet man eine Aufhellerzubereitung enthaltend neben Wasser, jeweils bezogen auf das Gewicht der Zubereitung, 1 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 25 Gew.-%, besonders bevorzugt 3 bis 10 Gew.-%, der oben näher bezeichneten Mischung aus Aufheller und Nuancierfarbstoff, 1 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 2 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 3 bis 12 Gew.-% anionisches oder nicht-ionisches Dispergiermittel und 1 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 1 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 25 Gew.-% weitere Hilfsmittel (z.B. Wasserrückhaltemittel oder Biozide).

Das Behandlungsbad, enthaltend optische Aufheller, kann Nuancierfarbstoffe enthalten.

Erfindungsgemäß geeignete Nuancierfarbstoffe stammen in der Regel aus der Klasse der Dispersions-, Säure- oder Küpenfarbstoffe. Dies sind gebräuchliche Bezeichnungen. Im Colourindex sind solche Farbstoffe z.B. unter der Bezeichnung Disperse Blue oder Disperse Violet oder Acid Blue oder Acid Violet oder Vat Blue oder Vat Violet aufgeführt.

Besonders geeignet sind blaue Farbstoffe aus der Klasse der Anthrachinone, Azofarbstoffe, Methinfarbstoffe, Violanthrone oder Indanthrone.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein wässriges Behandlungsbad, enthaltend optische Aufheller, eingesetzt, welches die folgenden Inhaltsstoffe aufweist:

  • – 0.001 bis 1.00 Gew.-%, bevorzugt 0.01 bis 0.75 Gew.-%, besonders bevorzugt 0.01 bis 0.50 Gew.-% der beschriebenen Aufhellerzubereitung und
  • – 0.1 bis 5 g/l, bevorzugt 0.3 bis 3 g/l, besonders bevorzugt 0.5 bis 1.5 g/l der beschriebenen Mikroemulsion.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird bei einer Temperatur von 80 bis 120°C, bevorzugt von 90 bis 110°C, besonders bevorzugt von 95 bis 100°C durchgeführt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird über eine Dauer von 10 bis 300 min, bevorzugt über eine Dauer von 20 bis 200 min, besonders bevorzugt über eine Dauer von 30 bis 120 min durchgeführt.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung des erfindungsgemäßen Behandlungsbads, enthaltend optische Aufheller, zum optischen Aufhellen von synthetischen Fasern oder von Mischungen von synthetischen Fasern mit natürlichen Fasern.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Behandlungsbad, dem eine erfindungsgemäße Mikroemulsion zugesetzt wurde, für synthetische Fasern oder für synthetische Fasern in Mischung mit natürlichen Fasern enthaltend Wasser, optische Aufheller und gegebenenfalls Nuancierfarbstoffe.

Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Mikroemulsion in Behandlungsbädern, enthaltend optische Aufheller, für synthetische Fasern oder synthetische Fasern in Mischung mit natürlichen Fasern.

 Beispiel 1

In einem Autoklaven wurden 10 g Polyestergewebe bei 25°C in 100 ml eines Aufhellbades eingebracht, welches 0,04 g einer Aufhellerdispersion enthält. Die Aufhellerdispersion enthält die folgenden optischen Aufheller

in den Gewichtsanteilen m,p' 4%, p,o' 4%, o,o' 2%, zusätzlich Dispergiermittel für die optischen Aufheller und Wasser. Die einzelnen Aufhellerkomponenten wurden hierzu zunächst getrennt dispergierf („gefinisht") und anschließend gemischt. Das Bad wurde dann innerhalb von 30 min auf 95°C erhitzt und noch 30 min bei dieser Temperatur gehalten. In dieser Zeit wird die Flotte gerührt. Danach wurde das Gewebe aus dem Bad genommen, gespült und getrocknet. Zur Analyse wurden die optischen Weißgrade nach CIE bestimmt.

Im 1. Versuch wurden keine weiteren Hilfsstoffe zugesetzt.

Im 2. Versuch wurde ein gängiger Diffusionsbeschleuniger 1 mit 0,7 g/l zugegeben.

Im 3. Versuch wurde ein weiterer gängiger Diffusionsbeschleuniger 2 ebenfalls mit 0,7 g/l zugegeben.

Im 4. Versuch wurde 0,7 g/l einer erfindungsgemäßen Mikroemulsion zugegeben, die nachstehend beschrieben ist.

Diffusionsbeschleuniger 1 ist eine Mischung aus einem Ölsäureethoxylat mit 5 EO-Einheiten (50 Gew.-%) und Bernsteinsäure-n-butylester (50 Gew.-%).

Diffusionsbeschleuniger 2 ist eine Mischung aus einem Ölsäureethoxylat mit 5 EO-Einheiten (45 Gew.-%), Phthalsäure-di-n-butylester (30 %) und einem Ölsäureethoxylat mit 12 EO-Einheiten.

Beide Diffusionsbeschleuniger sind niederviskose Flüssigkeiten, welche bei Verdünnung mit Wasser hochviskose Zustände ausbilden. Diese Produkte sind damit für moderne Dosiersysteme nicht geeignet.

Zusammensetzung der erfindungsgemäß eingesetzten Mikroemulsion (in Gew.-%): Rizinusöl ethoxyliert mit 40 EO 20 Ölsäure ethoxyliert mit 5 EO 10 Ölsäure 5 Butyldiglykol 20 Glutarsäure-di-n-butylester 25 Wasser 20

Die erfindungsgemäß eingesetzte Mikroemulsion wird hergestellt, indem die Komponenten in den entsprechenden Mengen vermischt werden, wobei die Reihenfolge der Zugabe der einzelnen Komponenten keinen Einfluss auf die Wirksamkeit der Mikroemulsion hat.

Die resultierenden Weißgrade sind wie folgt: Ohne Hilfsmittel 128 Diffusionsbeschleuniger 1 128,5 Diffusionsbeschleuniger 2 128 Mikroemulsion 133

CIE-Weißgraddifferenzen ab 3 Einheiten sind visuell sichtbar und somit als technischer Vorteil zu werten.

Beispiel 2

In einem Autoklaven wurden 10 g Polyester-Maschenware bei 25°C in 100 ml eines Aufhellbades eingebracht, welches 0,04 g einer Aufhellerdispersion enthält. Die Aufhellerdispersion enthält die in Beispiel 1 aufgeführten optischen Aufheller in den Gewichtsanteilen m,p' 4%, p,o' 4%, o,o' 2%. Der Rest sind Dispergiermittel und Wasser.

Die einzelnen Aufhellerkomponenten wurden hierzu zunächst getrennt dispergierf („gefinisht") und anschließend gemischt. Das Bad wurde dann innerhalb von 30 min auf 90°C erhitzt und noch 30 min bei dieser Temperatur gehalten. In dieser Zeit wird die Flotte gerührt. Danach wurde die Maschenware aus dem Bad genommen, gespült und getrocknet. Zur Analyse wurden die optischen Weißgrade nach CIE bestimmt.

Die resultierenden Weißgrade sind wie folgt: Ohne Hilfsmittel 130 Diffusionsbeschleuniger 1 132
Diffusionsbeschleuniger 2 133 Mikroemulsion 136

Beispiel 3

In einem Autoklaven wurden 10 g Polyester-Stapelfasergarn bei 25°C in 100 ml eines Aufhellbades eingebracht, welches 0,04 g einer Aufhellerdispersion enthält. Die Aufhellerdispersion enthält die folgenden optischen Aufheller

wie Bsp. 1

in den Gewichtsanteilen p,o' 6%, o,o' 4%. Der Rest sind Dispergiermittel und Wasser. Die einzelnen Aufhellerkomponenten wurden hierzu zunächst getrennt dispergiert („gefinisht") und anschließend gemischt. Das Bad wurde dann innerhalb von 30 min auf 95°C erhitzt und noch 30 min bei dieser Temperatur gehalten. In dieser Zeit wird die Flotte gerührt. Danach wurde das Stapelfasergarn aus dem Bad genommen, gespült und getrocknet. Zur Analyse wurden die optischen Weißgrade nach CIE bestimmt.

Die resultierenden Weißgrade sind wie folgt: Ohne Hilfsmittel 131 Diffusionsbeschleuniger 1 134 Diffusionsbeschleuniger 2 134 Mikroemulsion 137

Beispiel 4

In einem Autoklaven wurden 10 g Polyester/Viskose Maschenware (Mischungsverhältnis 50% Polyester und 50% Viskose) bei 25°C in 100 ml eines Aufhellbades eingebracht, welches 0,04 g einer Aufhellerdispersion enthält. Die Aufhellerdispersion enthält die folgenden optischen Aufheller.

wie Bsp. 1

in den Gewichtsanteilen m,p' 10%. Der Rest sind Dispergiermittel und Wasser. Die einzelnen Aufhellerkomponenten wurden hierzu zunächst getrennt dispergiert („gefinisht") und anschließend gemischt. Das Bad wurde dann innerhalb von 30 min auf 98°C erhitzt und noch 30 min bei dieser Temperatur gehalten. In dieser Zeit wird die Flotte gerührt. Danach wurde die Maschenware aus dem Bad genommen, gespült und getrocknet. Zur Analyse wurden die optischen Weißgrade nach CIE bestimmt.

Die resultierenden Weißgrade sind wie folgt: Ohne Hilfsmittel 132 Diffusionsbeschleuniger 1 134 Diffusionsbeschleuniger 2 135 Mikroemulsion 138

Beispiel 5

In einem Autoklaven wurden 10 g Polyester-Stapelfasergarn bei 25°C in 100 ml eines Aufhellbades eingebracht, welches 0,25 g einer Aufhellerdispersion enthält. Die Aufhellerdispersion enthält die folgenden optischen Aufheller

wie Bsp. 1

In den Gewichtsanteilen o,o' 10%. Der Rest sind Dispergiermittel und Wasser. Die einzelnen Aufhellerkomponenten wurden hierzu zunächst getrennt dispergiert („gefinisht") und anschließend gemischt. Das Bad wurde dann innerhalb von 45 min auf 100°C erhitzt und noch 30 min bei dieser Temperatur gehalten. In dieser Zeit wird die Flotte gerührt. Danach wurde das Stapelfasergarn aus dem Bad genommen, gespült und getrocknet. Zur Analyse wurden die optischen Weißgrade nach CIE bestimmt.

Die resultierenden Weißgrade sind wie folgt: Ohne Hilfsmittel 123 Diffusionsbeschleuniger 1 124 Diffusionsbeschleuniger 2 124 Mikroemulsion 132


Anspruch[de]
  1. Verfahren zum optischen Aufhellen von synthetischen Fasern oder von Mischungen von synthetischen Fasern mit natürlichen Fasern, dadurch gekennzeichnet, dass die synthetischen Fasern oder Mischungen der synthetischen Fasern mit natürlichen Fasern in einem Behandlungsbad, enthaltend optische Aufheller, dem eine Mikroemulsion zugesetzt wurde, behandelt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren bei einer Temperatur von 80 bis 120°C durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Polyester, Polyamide oder Mischungen von Polyestern oder Polyamiden untereinander oder mit anderen synthetischen oder natürlichen Fasern optisch aufgehellt werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroemulsion nichtionogene Tenside, ionische Tenside, organische Lösevermittler und Wasser beinhaltet.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroemulsion die folgenden Komponenten enthält:

    (a) Als Komponente A 1–40 Gew.-% einer Verbindung, die durch Reaktion einer Verbindung a1 der allgemeinen Formel III
    wobei R1, R2, R3 unabhängig voneinander für einen aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest stehen, der durch wenigstens eine funktionelle Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxy-, Ether-, Amino-, Thio-, Aldehyd-, Keto-, Carbonsäure-, Ester-, Amidogruppe und Halogen substituiert sein kann,

    und R4 unabhängig voneinander für Wasserstoff oder einen aliphatischen Rest mit 1–15 Kohlenstoffatomen, einen aromatischen Rest mit 6–15 Kohlenstoffatomen oder einen araliphatischen Rest mit 7–15 Kohlenstoffatomen steht,

    mit einer Verbindung a2 der allgemeinen Formel IV entsteht,
    wobei R5 unabhängig voneinander Wasserstoff oder aliphatischer Rest mit 1–15 Kohlenstoffatomen, aromatischer Rest mit 6–15 Kohlenstoffatomen oder araliphatischer Rest mit 7–15 Kohlenstoffatomen bedeutet;

    (b) Als Komponente B 1–25 Gew.-% einer Verbindung, die durch Reaktion einer Verbindung b1 der allgemeinen Formel V
    wobei R6 für einen aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest steht, der durch wenigstens eine funktionelle Gruppe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Hydroxy-, Ether-, Amino-, Thio-, Aldehyd-, Keto-, Carbonsäure-, Ester-, Amidogruppe und Halogen substituiert sein kann;

    mit einer Verbindung b2 der allgemeinen Formel VI entsteht,
    wobei R7 unabhängig voneinander Wasserstoff oder aliphatischer Rest mit 1–15 Kohlenstoffatomen, aromatischer Rest mit 6–15 Kohlenstoffatomen oder araliphatischer Rest mit 7–15 Kohlenstoffatomen bedeutet;

    (c) Als Komponente C 1–15 Gew.-% einer Verbindung der allgemeinen Formel VII
    wobei R8 für einen aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest steht;

    (d) Als Komponente D 1–40 Gew.-% einer Verbindung der allgemeinen Formel VIII
    wobei R9 für einen aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest steht, und der mittlere Wert für n eine ganze oder gebrochene positive Zahl von 1–10 ist;

    (e) Als Komponente E 1–50 Gew.-% einer Verbindung der allgemeinen Formel IX
    wobei R10 für einen aliphatischen, aromatischen oder araliphatischen Rest steht, und der mittlere Wert für m eine ganze oder gebrochene positive Zahl von 0 bis 10 ist;

    und Wasser als Lösungsmittel, wobei die Summe der Gew.-% der Komponenten A, B, C, D und E sowie Wasser als Lösungsmittel 100 Gew.-% ergibt.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Behandlungsbad, enthaltend optische Aufheller, Nuancierfarbstoffe enthält.
  7. Verwendung eines Behandlungsbads, enthaltend optische Aufheller, wie es in einem der Ansprüche 1 bis 6 definiert ist, zum optischen Aufhellen von synthetischen Fasern oder von Mischungen von synthetischen Fasern mit natürlichen Fasern.
  8. Behandlungsbad, dem eine Mikroemulsion gemäß Anspruch 4 oder 5 zugesetzt wurde, für synthetische Fasern oder für synthetische Fasern in Mischung mit natürlichen Fasern enthaltend Wasser, optische Aufheller und gegebenenfalls Nuancierfarbstoffe.
  9. Verwendung einer Mikroemulsion, wie sie in einem der Ansprüche 4 oder 5 definiert ist, in Behandlungsbädern, enthaltend optische Aufheller, für synthetische Fasern oder für synthetische Fasern in Mischung mit natürlichen Fasern.
Es folgt kein Blatt Zeichnungen






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