CH618729A5

CH618729A5 -

Info

Publication number: CH618729A5
Application number: CH1465275A
Authority: CH
Inventors: Chem Roger Dr Lacroix; Chem Roland Dr Haeberli
Original assignee: Ciba Geigy Ag
Priority date: 1975-11-12
Filing date: 1975-11-12
Publication date: 1980-08-15
Also published as: GB1559520A; DE2649551A1; DE2649551C3; DE2649551B2; US4073615A

Description

Die Erfindung betrifft eine stabile Farbstofflösung von sauren Farbstoffen, die mit Wasser in jedem Verhältnis mischbar ist; Verfahren zur Herstellung dieser Farbstofflösung, sowie die Verwendung dieser zur Bereitung einer Tinte, insbesondere Drucktinte.

Viele Farbstoffe kommen gewöhnlich als getrocknete und feingemahlene Pulver in den Handel, die zum Färben im Färbebad gelöst oder dispergiert werden müssen. Diese Anwendungsform hat jedoch erhebliche Nachteile. Abgesehen von der unangenehmen, durch Abwägen, Um- oder Einfüllen der intensiv gefärbten Farbstoffpulver bedingten Staubentwicklung und der Gefahr des Zusammenbackens der feingemahlenen Farbstoffpulver infolge unsachgemässer Lagerung durch Einwirkung von Feuchtigkeit oder Wärme, bereiten das Auflösen oder das Dispergieren der Pulver im Färbebad ernsthafte Schwierigkeiten, da die Farbstoffe meistens nur ungenügend in Wasser löslich sind, besonders wenn hohe Farbstoffkonzentrationen benötigt werden, wie sie z. B. beim kontinuierlichen Färben oder beim Druck erforderlich sind. Sofern es nicht gelingt, die ungelöst gebliebenen Farbstoffanteile einer Klotzflotte bzw. einer Druckpaste in eine ausreichende Feinverteilung zu bringen, erhält man unruhige und schipprige Färbungen bzw.

Drucke.

Es wurde daher schon vorgeschlagen, Farbstoffe, unter anderem auch saure, in Form konzentrierter Lösungen zu verwenden. Hierdurch können gewisse Nachteile, wie z. B. Stauberzeugung und Lösungsschwierigkeiten, vermieden werden, die bei der Verwendung von Farbstoffpulvern auftreten.

So ist aus der DOS 2 335 512 eine Farbstofflösung bekannt, die mindestens einen sulfonsäuregruppenhaltigen Azo- oder Nitrofarbstoff oder einen Anthrachinonfarbstoff gelöst in einem mit Wasser in jedem Verhältnis mischbaren Lösungsmittelgemisch, bestehend aus einem aprotischen Lösungsmittel, einem Glykol und gegebenenfalls Wasser, enthält.

Es wurde nun gefunden, dass bei der Verwendung von N-Cyclohexylpyrrolidon als aprotisches Lösungsmittel einerseits dieses allein und nicht unbedingt in Kombination mit einem Glykol als Lösungsmittel verwendet werden kann und andererseits, dass im Falle von anderen gegenwärtigen organischen Lösungsmitteln diese wenigstens teilweise durch Wasser ersetzt werden können.

Überraschenderweise wird durch die Anwendung von N-Cyclohexylpyrrolidon die Verdünnbarkeit der Farbstofflösung mit Wasser verbessert und ebenso ist die verdünnte Lösung - auch im sauren pH-Bereich - stabiler. Das hat zur Folge, dass man eine derartige Lösung insbesondere in der kontinuierlichen Teppichfärberei verwenden kann.

Die Erfindung betrifft somit eine stabile, an Farbstoff hochkonzentrierte, mit Wasser in jedem Verhältnis mischbare Farbstofflösung, die enthält:

a) 20 bis 40 Gewichtsprozent mindestens eines sauren, insbesondere sulfonsäuregruppenhaltigen Azo-, Nitro- oder Anthrachinonfarbstoffes;

b) 20 bis 80 Gewichtsprozent N-Cyclohexylpyrrolidon;

c) gegebenenfalls 0,1 bis 20 Gewichtsprozent Wasser, und d) gegebenenfalls 0,1 bis 50 Gewichtsprozent eines Glykols oder Glkoläthers oder einer Mischung von Glykolen und/oder Glykoläthern, wobei Glykol und Glykoläther mit Wasser in jedem Verhältnis mischbar sind.

Eine besonders bevorzugte Farbstofflösung setzt sich zusammen aus:

a) 25 bis 35 Gewichtsprozent eines sulfonsäuregruppenhaltigen Azo-, Nitro- oder Anthrachinonfarbstoffes;

b) 20 bis 30 Gewichtsprozent N-Cyclohexylpyrrolidon;

c) 0,1 bis 10 Gewichtsprozent Waser und d) 30 bis 50 Gewichtsprozent eines Glykols oder Glykoläthers. Eine solche Farbstofflösung ist dünnflüssig, weist einen pH-Wert von etwa 6 bis 8 auf, ist hochkonzentriet an Farbstoff, mit Wasser in jedem Verhältnis mischbar, lagerstabil über 3 bis 4 Monate und temperaturstabil von -20 bis +50 °C.

Die sauren, insbesondere sulfonsäuregrppenhaltigen Azo-, Nitro- und Anthrachinonfarbstoff können in Form der freien Sulfonsäure, vorteilhaft jedoch in Form ihrer Metallsalze, z. B. Natrium-, Kalium- oder Magnesiumsalze, erfindungsgemäss in der Farbstofflösung vorhanden sein.

Als sulfonsäuregruppenhaltige Azofarbstoffe kommen z. B. Disazofarbstoffe, vor allem aber Monoazofarbstoffe in Betracht, die z. B. der Benzol-azo-benzol, Benzol-azo-naphtha-lin-, Naphthalin-azo-naphthalin-, Benzol-azo-pyrazolon-, Benzol-azo-aminopyrazol-, Benzol-azo-acetessigsäureamid-, Benzol-azobenzol-azobenzol-, Benzol-azo-naphthalin-azo-benzol- oder Benzol-azo-benzol-azo-naphthalin-Reihe angehören, und noch weitere Substituenten, wie Amino-, Hydroxy-, Alkylsulfonyl-, Arylsulfonyl-, Alkyl- oder Alkoxygruppen mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Halogenatome, wie Chlor, Brom oder Fluor, oder Nitrogruppen, enthalten können.

Als saure Nitrofarbstoffe seien vor allem Nitrophenylamino-Verbindungen erwähnt, die noch weitere Substituenten, z. B. Aminogruppen, enthalten können.

Die Anthrachinonfarbstoffe können koloristisch gesehen

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

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den verschiedensten Klassen angehören. Chemisch gesehen sind besonders die l-Amino-4-arylamino-anthrachinone interessant.

Als erfindungsgemäss gegebenenfalls verwendbare Gly-kole oder Glykoläther kommen solche in Betracht, die mit s Wasser in jedem Verhältnis mischbar sind. Beispielsweise seien genannt: Athylenglykol, 1,2-PropylengIykol, Diäthylenglykol, Triäthylenglykol und Tetraäthylenglykol, 2-Methylpentandiol-3,4, Äthylenglykolmonomethyl-, -äthyl- oder n-butyläther, Di-äthylenglykolmonomethyl-, -äthyl- oder -butyläther, Diäthylen- i o glykolmonomethyl-, -äthyl-0 oder -butyläther, Diäthylenglykolmo noäthylätheracetat, Triäthylenglykolmonobutyläther, Tetra-äthylenglykoldimethyläther, Dipropylenglykol, Glycerin, Glyce-rin-l,3-diäthyläther oder Thiodiglykol.

Von den genannten Glykolen oder Glykoläthern, die auch i s in Mischung miteinander oder untereinander eingesetzt werden, werden Tetraäthylenglykol, Diäthylenglykolmonomethyläther und Tetraäthylenglykoldimethyläther bevorzugt verwendet.

Den erfindungsgemässen Farbstofflösungen können ferner 20 wasserlösliche eigenschaftsverbessernde Zusätze, wie Schaumverhütungsmittel oder Dispergatoren, zugesetzt werden.

Man erhält die erfindungsgemässen Farbstofflösungen,

indem man den handelsüblichen oder reinen, definitionsgemäs-sen Farbstoff, vorzugsweise in getrockneter Pulverform in 5 N-Cyclohexylpyrrolidon, gegebenenfalls in Gegenwart von Wasser und/oder einem Glykol oder Glykoläther, bei einer Temperatur von etwa 20 bis 60 °C vermischt und homogen verrührt. Die Lösungstemperatur und -zeit hängen vom verwendeten Farbstoff und den Lösungsmitteln ab. Beide Daten lassen 30 sich leicht durch Vorversuche ermitteln.

Nötigenfalls nach Abfiltrieren der unlöslichen Anteile, wie z. B. anorganischen Salzen, Verunreinigungen usw., erhält man die homogene erfindungsgemässe Farbstofflösung.

Durch das Vorhandensein einer Lösung wird die bei Dis- 35 persionen oft vorhandene Gefahr der Ausflockung und Sedimentation vermieden.

Die erfindungsgemässe Farbstofflösung ist ohne Ausfällung des Farbstoffes in jedem Verhältnis mit Wasser mischbar und lässt sich leicht volumetrisch dosieren, unabhängig davon, ob 40 man sie mit Wasser verdünnt oder in Wasser eingiesst. Das Eintragen der erfindungsgemässen Farbstofflösung in die Flotte kann sogar bei Raumtemperatur ohne Gefahr von Klumpenbildung erfolgen. Bei Farbstoffpräparaten in Pulverform muss dagegen oft zur Zugabe des Farbstoffes zum Färbebad eine 45 Stammlösung bei erhöhter Temperatur in Wasser zubereitet werden, damit sich die Farbstoffe im Färbebad vollständig lösen bzw. verteilen.

Die erfindungsgemässe Farbstofflösung muss vor deren weiteren Verwendung noch mit Wasser etwa im Verhältnis 50 1:10 bis 1:50, d. h. 1 Teil Farbstofflösung und 10 bis 50 Teile Wasser, verdünnt werden.

- Verwendung findet eine derartige Farbstofflösung vor allem zur Bereitung eines Färbebades oder auch vor dem Verdünnen mit Wasser und nach Zusatz von geeigneten Verdik- 55 kungsmiteln auch zur Bereitung von wässerigen, organischwässerigen oder reinen organischen Drucktinten.

In der Kontinuefärberei erleichtert die Verwendung von hochkonzentrierten Farbstofflösungen das Ansetzen von Klotzflotten ausserordentlich. Besonders wünschenswert ist 60 dabei, dass diese Klotzflotten stabil sind, welche Eigenschaft die erfindungsgemässe Farbstofflösung nach Verdünnung mit Wasser erfüllt. Dies ist vor allem dann von Vorteil, wenn beispielsweise Bodenbeläge aus Polyamidfasermaterial, wie Tuf-tingteppiche oder Nadelfilzteppiche, in grossen Metragen kon- 65 tinuierlich gefärbt werden und dafür pro Partie mehrere Kubikmeter Klotzflotte erforderlich sind.

Somit eignet sich die erfindungsgemässe Farbstofflösung vor allem in der kontinuierlichen Teppichfärberei. Sie ist aber auch für andere Zwecke verwendbar, wie z. B. zur Herstellung von Färbebädern für das kontinuierliche und diskontinuierliche Verfahren anwendbar auf Textilmatèrialien, die mit sauren Farbstoffen anfärbbar sind. Ferner ist eine derartige Farbstofflösung verwendbar zur Herstellung von Tinten bzw. Drucktinten für Anzeigeinstrumente, Stempelkissen und Schreibmaschinenfarbbänder.

In den nachfolgenden Beispielen, welche die Erfindung veranschaulichen aber nicht darauf limitieren, bedeuten die Teile, sofern nichts anderes angegeben wird, Gewichtsteile und die Temperaturen sind Celsiusgraden angegeben.

Beispiel 1

Durch Eintragen von 35 Teilen des salzhaltigen Farbstoffpulvers der Formel

/y\

NO,

SO^Na

/ NO,

in eine Mischung von 25 Teilen N-Cyclohexylpyrrolidon, 10 Teilen Wasser und 30 Teilen Tetraäthylenglykoldimethyläther bei 60° unter Rühren erhält man eine lagerstabile Lösung.

Die Lösung wird sodann während einer Stunde bei Raumtemperatur weitergerührt und vom verbleibenden Rückstand abfiltriet. Aus der so erhaltenen Lösung kristallisiert selselbst nach 3 Monaten bei Temperaturen von -20,25 und 50° der Farbstoff nicht aus. Wird die Farbstofflösung in Wasser gegossen, so erfolgt augenblicklich eine homogene Verteilung.

Die koloristischen Eigenschaften der Lösung sind besser als diejenigen des entsprechenden standardisierten Farbstoff-Pulvertyps.

Beispiel 2

31 Teile des trockenen salzhaltigen Farbstoffes der Formel

SO^Na werden bei Raumtemperatur in eine Mischung von 20 Teilen N-Cyclohexyl-2-pyrrolidon und 49 Teilen Diäthylenglykolmonomethyläther eingetragen. Die Mischung wird während einer Stunde bei Raumtemperatur gerührt. Der Farbstoff geht in Lösung und wird anschliessend filtriert. Bei der Filtration bleibt praktisch kein Rückstand auf dem Filter. Die erhaltene Lösung ist dünnflüssig, lagerstabil, mit Wasser in jedem Verhältnis mischbar und zeichnet sich in ihrer verdünnten Form durch eine besonders gute Lagerstabilität aus. Sie eignet sich sehr gut in der kontinuierlchen Teppichfärberei.

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Beispiel 3

25 Teile des salzhaltigen Farbstoffpulvers der Formel

/CH3

HN -CH

S03Na werden durch Rühren in einer Mischung von 10 Teilen Wasser,

25 Teilen N-Cyclohexyl-2-pyrrolidon und 40 Teilen Tetraäthylenglykol bei Raumtemperatur aufgelöst. Das Gemsich wird während einer Stunde weitergerührt und durch Filtration vom ungelösten (Salz) abgetrennt. Die erhaltene Lösung ist lagersta-5 bil und, sofern mit Wasser verdünnt, haltbar.

Beispiel 4

25 Teile des salzhaltigen Farbstoffpulvers gemäss Beispiel 3 werden durch Rühren bei Raumtemperatur in 75 Teile io N-Cyclohexyl-2-pyrrolidon aufgelöst. Das Gemisch wird während einer Stunde weitergerührt und durch Filtration vom ungelösten (Salz) abgetrennt. Die erhaltene Lösung ist lagerstabil und, sofern mit Wasser verdünnt, haltbar.

15 Beispiel 5

28 Teile des salzhaltigen Farbstoffpulvers der Formel

Na03S

= m —Û' \-

N = N —v y—N = N —och3

// \\

OCH.

25

werden durch Rühren in einer Mischung von 10 Teilen Wasser, Gemisch wird während einer Stunde weitergerührt und durch 20 Teilen N-Cyclohexylpyrrolidon von 42 Teilen Tetraäthylen- Filtration vom ungelösten (Salz) abgetrennt. Die erhaltene glykol bei einer Temperatur von etwa 40 bis 50° aufgelöst. Das Lösung ist lagerstabil und, sofern mit Wasser verdünnt, haltbar.

Claims

618729 PATENTANSPRÜCHE

1. Stabile, an Farbstoff hochkonzentrierte, mit Wasser in jedem Verhältnis mischbare Farbstofflösung, dadurch gekennzeichnet, dass sie a) 20 bis 40 Gewichtsprozent mindestens eines sauren Azo-Nitro- oder Anthrachinonfarbstoffes und b) 20 bis 80 Gewichtsprozent N-Cyclohexylpyrrolidon enthält.

2. Farbstofflösung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich 0,1 bis 20 Gewichtsprozent Wasser und/oder 0,1 bis 50 Gewichtsprozent eines Glykols oder Glykol-äthers oder einer Mischung von Glykoläther mit Wasser in jedem Verhältnis mischbar sind.

3. Farbstofflösung gemäss den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen sulfonsäuregruppen-haltigen Azo-, Nitro- oder Anthrachinonfarbstoff enthält.

- 4. Farbstofflösung gemäss den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens einen monosulfonsäure-gruppenhaltigen Monoazo- oder Nitrofarbstoff enthält.

5. Farbstofflösung gemäss den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Anthrachinonfarbstoff einen l-Amino-4-arylamino-anthrachinonfarbstoff enthält.

6. Farbstofflösung gemäss den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Glykol Äthylenglykol, Diäthylen-glykol, Triäthylenglykol oder Tetraäthylenglykol, oder als Glykoläther Äthylenglykolmonomethyläther, Äthylenglykolmo-näthyläther, Diäthylenglykolmonomethyläther, Diäthylengly-kolmonoäthyläther, Diäthylenglykolmono-n-butyläther oder Tetraäthylenglykoldimethyläther enthält.

7. Farbstofflösung gemäss den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie enthält: a) 25 bis 35 Gewichtsprozent eines sulfonsäuregruppenhaltigen Azo-, Nitro- oder Anthrachinonfarbstoffes; b) 20 bis 30 Gewichtsprozent N-Cyclohexylpyrrolidon; c) 0,1 bis 10 Gewichtsprozent Wasser und 30 bis 50 Gewichtsprozent eines Glykols oder Glykoläthers.

8. Verfahren zur Herstellung einer Farbstofflösung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man 20 bis 40 Gewichtsprozent mindestens eines sauren Azo-, Nitro- oder Anthrachinonfarbstoffes und 20 bis 80 Gewichtsprozent N-Cyclohexylpyrrolidon bei einer Temperatur von 20 bis 60°C miteinander vermischt und homogen verrührt.

9. Verwendung der Farbstofflösung gemäss Anspruch 1 zur Bereitung einer Tinte.