CH655123A5 - Feste farbstoffpraeparate von anionischen farbstoffen. - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft feste Farbstoffpräparate sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Feste Farbstoffpräparate von anionischen Farbstoffen sind bereits bekannt. Diese enthalten beispielsweise den Farbstoff, ein Dispergiermittel, meistens ein solches anionischer Art, sowie weitere Zusätze, wie z.B. Coupagemittel, Netzmittel usw. Diese Präparate weisen jedoch oft Nachteile auf, wie eine ungenügende Kaltwasserlöslichkeit, mangelhafte Redispergierbarkeit und/oder Benetzbarkeit in Wasser.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, feste Farbstoffpräparate zu entwickeln, welche die genannten Nachteile nicht aufweisen.
Es wurde nun gefunden, dass Farbstoffpräparate, die neben einem anionischen Farbstoff, einem anionischen Dispergiermittel sowie einem nichtionischen Emulgator, 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das fertige Präparat eines quaternären Ammoniumsalzes enthalten, die genannten Nachteile nicht aufweisen. Das quaternäre Ammoniumsalz hat die Formel I
„ -l2a„ Ä„e worin Rj eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 8 bis 20 C-Ato-men, R2, R3 und R4 unabhängig voneinander jeweils eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen und An® ein Anion bedeutet.
Gegenstand der Erfindung sind somit feste Farbstoffpräparate aus mindestens einem anionischen Farbstoff, mindestens einem anionischen Dispergiermittel sowie einem nichtionischen Emulgator, dadurch gekennzeichnet, dass diese Präparate zusätzlich 0,1 bis 10 Gew.-% bezogen auf das fertige Präparat, eines quaternären Ammoniumsalzes der Formel I enthalten.
Diese Präparate weisen gegenüber bekannten Farbstoffpräparaten, die kein quaternäres Ammoniumsalz enthalten, eine bessere Kaltwasserlöslichkeit und Benetzbarkeit auf und sind ferner auch in der Wärme besser löslich. Weitere Vorteile gegenüber den bekannten Präparaten dieser Farbstoffe sind das erhöhte Schüttgewicht der erfindungsgemässen Präparate sowie die Möglichkeit, sie durch Sprühtrocknung zu trocknen, während bisher in vielen Fällen die Trocknung im
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Schaufeltrockner erfolgen musste, wobei oft eine unerwünschte Modifikationsumwandlung erfolgte.
Überraschend ist, dass die kationischen Verbindungen der Formel I weder mit dem anionischen Farbstoff noch mit dem anionischen Dispergiermittel wasserunlösliche Ausfällungen ergeben und zudem die Kaltwasserlöslichkeit anionischer Farbstoffe verbessern. Dass quaternäre Ammoniumsalze in Gegenwart anionischer Verbindungen zur Bildung von Ausfällungen neigen, ist bekannt und z.B. in «Arquads» einer Firmenschrift der Armour Hess Chem. Ltd. (1963) beschrieben.
Die erfindungsgemässe Farbstoffpräparate weisen bevorzugt die folgende Zusammensetzung auf:
a) 30-90 Gew.-% eines anionischen Farbstoffes;
b) 0,1-10 Gew.-% eines quaternären Ammoniumsalzes der Formel I;
c) 1-20 Gew.-% mindestens eines anionischen Dispergiermittels;
d) 1-20 Gew.-% eines nichtionischen Emulgators sowie gegebenenfalls weitere Zusätze.
Als anionische Farbstoffe kommen beispielsweise Nitro-, Aminoketon-, Ketonimin-, Methin-, Nitrodiphenylamin-, Chinolin-, Aminonaphthochinon- oder Cumarinfarbstoffe in Frage und insbesondere Anthrachinon- und Azofarbstoffe, wie Monoazo- und Disazofarbstoffe.
Diese Farbstoffe enthalten mindestens eine anionische wasserlöslichmachende Gruppe, wie z.B. eine Carbonsäureoder insbesondere eine Sulfonsäuregruppe. Saure Farbstoffe liegen dabei im allgemeinen in ihrer Salzform vor, wie z.B. als Lithium-, Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalz. Bevorzugt sind anionische Farbstoffe, die frei von faserreaktiven Resten sind.
In den quaternären Ammoniumverbindungen der Formel I kann die Alkyl- oder Alkenylgruppe Ri geradkettig oder verzweigt sein. Es handelt sich beispielsweise um die n-Octyl-, iso-Octyl-, Decyl- oder Oleylgruppe. Vorzugsweise stellt Ri eine Alkylgruppe mit 12 bis 18 C-Atomen dar, z.B. die Lauryl-, Stearyl- oder vor allem die Cetylgruppe.
R2, R3 und R4 bedeuten unabhängig voneinander jeweils eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen, also die Methyl-, Äthyl-, n-Propyl-, iso-Propyl-, n-Butyl-, iso-Butyl- oder tert.-Butylgruppe. Vorzugsweise bedeuten R:, R3 und R4 die Methyl- oder Äthylgruppe.
Als Anionen An® kommen die Halogenidionen in Frage, wie das Chlorid-, Bromid- oder Jodidion. Als quaternäres Ammoniumsalz der Formel I eignet sich insbesondere das Cetyltrimethylammoniumchlorid bzw. -bromid.
Bei den anionischen Dispergiermitteln handelt es sich um die üblichen Dispergiermittel für anionische Farbstoffe, insbesondere um Formaldehyd-Kondensationsprodukte aromatischer Sulfonsäuren oder Ligninsulfonate. Es können auch Gemische dieser Dispergiermittel verwendet werden.
Als nichtionischer Emulgator kommen vor allem Umsetzungsprodukte von Äthylenoxid und/oder Propylenoxid mit a) gesättigten oder ungesättigten Fettalkoholen mit 6 bis 20 C-Atomen, oder b) Alkylphenolen mit 4 bis 12 C-Atomen im Alkylrest, oder c) gesättigten oder ungesättigten Fettaminen mit 14 bis 20 C-Atomen, oder d) gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren mit 14 bis 20 C-Atomen;
in Frage, wobei derartige Umsetzungsprodukte vorzugsweise ein Molekulargewicht von 1000 bis 5000 aufweisen.
Daneben können die Präparate noch weitere Zusätze, wie übliche Coupagemittel, z.B. Dextrin, Harnstoff oder anorganische Salze, wie Natriumchlorid oder Natriumsulfat, sowie Netzmittel, wie Nonylphenoldiglykoläthersulfat oder Dode-
cylbenzolsulfonat, oder auch Entstäubungsmittel, anti-Schaummittel und/oder Bindemittel enthalten.
Präparate, die sich durch eine besonders gute Kaltwasserlöslichkeit auszeichnen, weisen die folgende Zusammensetzungen auf :
a) 60-90 Gew.-% eines sulfogruppenhaltigen Azo- oder Anthrachinonfarbstoffs ;
b) 0,1-3 Gew .-% Cetyltrimethylammoniumchlorid oder -bromid;
c) 1-10 Gew.-% eines Gemisches aus Ligninsulfonat und einem Naphthalinsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensat;
d) 1-10 Gew.-% eines Umsetzungsproduktes von Äthylenoxid mit einem gesättigten oder ungesättigten Fettalkohol mit 10 bis 20 C-Atomen, wobei das Umsetzungsprodukt ein Molekulargewicht von 3000 bis 6000 hat und e) 0,1-5 Gew.-% eines anti-Schaummittels.
Die erfindungsgemässen festen Farbstoffpräparate werden z.B. hergestellt, indem man mindestens einen anionischen Farbstoff in Wasser unter Zusatz eines quaternären Ammoniumsalzes der Formel (I), eines anionischen Dispergiermittels oder Dispergiermittelgemisches, eines nichtionischen Emulgators, sowie gegebenenfalls weiterer Zusätze anschlämmt oder löst, die Komponenten miteinander mischt oder vorzugsweise vermahlt und anschliessend trocknet. Die Trocknung erfolgt bevorzugt in einem Sprühtrockner.
Die Farbstoffe können z.B. als getrocknete Ware oder als Presskuchen oder auch im Form der Syntheselösung oder -suspension eingesetzt werden.
Falls vermählen wird, kann man auch einen Teil der Komponente erst nach dem Vermählen zusetzen. Es ist auch möglich, zunächst nur einen Teil der Komponenten miteinander zu vermischen und den Rest, z.B. das Entstäubungsmittel erst zum Schluss, z.B. nach dem Trocknen, zuzugeben.
Verwendung finden die erfindungsgemässen Farbstoffpräparate zur Herstellung von Färbebändern, Klotzflotten oder Druckpasten. Diese eignen sich zum Färben oder Bedrucken vor allem von Textilmaterial, z.B. aus Wolle oder synthetischem Polyamid.
Das folgende Beispiel dient zur Erläuterung der Erfindung; Prozente bedeuten Gewichtsprozente.
Beispiel:
Man schlämmt 26,8 kg des Rohfarbstoffs der Formel
• • •
I li fi I
% /\ /\ /
• • •
° H\AXCII3
* ÌI
W
I 3
S0„NHC„H.OH 2 2 4
in etwa 20 1 Wasser an. Die Anschlämmung versetzt man mit 270 g Ligninsulfonat, 1,07 kg eines Umsetzungsproduktes von Oleylalkohol und Äthylenoxid im Molverhältnis 1:80 (nichtionischer Emulgator MG ~ 3.790), 1,072 kg Naphthalinsul-fonsäure-Formaldehyd-Kondensationsprodukt, 140 g Cetyltrimethylammoniumchlorid und 270 g eines schaumhemmenden Tensids. Das so erhaltene Gemisch wird zu einem homogenen Teig verrührt, mit einem Feststoffgehalt von 46% und einem pH-Wert von etwa 9,5. Die Suspension wird anschliessend einer Nassmahlung unterworfen und während 5 bis 6 Stunden durch eine Dyno-Mühle gepumpt.
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
655 123
4
Nach der Mahlung wird die Farbstoffsuspension durch Zugabe von Sulfitablauge (trocken) auf den geforderten Endfarbstoffgehalt eingestellt und dann sprühgetrocknet.
Man erhält so ein festes Farbstoffpräparat der folgenden Zusammensetzung :
86%
Rohfarbstoff
0,86%
Ligninsulfonat
3,4%
nichtionischer Emulgator
3,4%
Naphthalinsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensa-
tionsprodukt
0,45%
Cetyltrimethylammoniumchlorid
0,85%
schaumhemmendes Tensid
5%
Restfeuchte
Das Präparat hat eine Kaltwasserlöslichkeit von 30 g/1, ist einwandfrei benetzbar und redispergierbar und eignet sich zum Färben und Bedrucken von Textilmaterialien aus Wolle oder Polyamid.
Die Kaltwasserlöslichkeit des Präparates wurde wie folgt ermittelt (Einstreutest):
s Bestimmte Mengen des Farbstoffpräparates werden jeweils in 200 ml entsalztes Wasser, das auf etwa 20° C temperiert ist, eingetragen und 2 Minuten gerührt (400 ml Becherglas, Magnetrührer 750 U/min). Anschliessend wird die Farbstofflösung filtriert (Papierfilter SS 1450 CV, 0 7 cm) und das io Filterpapier mit 50 ml entsalztem Wasser nachgespült.
Als Kaltwasserlöslichkeit wird die maximale Menge an Farbstoff in g pro Liter angegeben, die sich vollständig löst, d.h. eine Lösung ergibt, die sich rückstandsfrei filtrieren lässt.
Ein Präparat der gleichen Zusammensetzung wie zuvor i5 angegeben, jedoch ohne Cetyltrimethylammoniumchlorid, weist eine Kaltwasserlöslichkeit von weniger als 1 g pro Liter auf.
Claims (13)
1. Feste Farbstoffpräparate'aus mindestens einem anionischen Farbstoff, mindestens einem anionischen Dispergiermittel sowie einem nichtionischen Emulgator, dadurch gekennzeichnet, dass diese Präparate 0,1 bis 10 Gew.-% bezogen auf das fertige Präparat, eines quaternären Ammoniumsalzes der Formel I enthalten,
R2
Rj-N @-R3 An ® (I)
worin Ri eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 8 bis 20 C-Ato-men, R2, R3 und R4 unabhängig voneinander jeweils eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen und An® ein Anion bedeutet.
2. Feste Farbstoffpräparate gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese a) 30-90 Gew.-% eines anionischen Farbstoffes,
b) 0,1-10 Gew.-% eines quaternären Ammoniumsalzes der Formel I,
c) 1-20 Gew.-% mindestens eines anionischen Dispergiermittels,
d) 1-20 Gew.-% eines nichtionischen Emulgatore sowie gegebenenfalls weiterer Zusätze enthalten.
2
PATENTANSPRÜCHE
3. Feste Farbstoffpräparate gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese als quaternäres Ammoniumsalz eine Verbindung der Formel I enthalten, worin Ri eine Alkylgruppe mit 12-18 C-Atomen darstellt und R2, R3 und R4 jeweils Ethyl oder Methyl bedeuten.
4. Feste Farbstoffpräparate gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese als quaternäres Ammoniumsalz Cetyltrimethylammoniumchlorid oder -bromid enthalten.
5. Feste Farbstoffpräparate gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese als anionisches Dispergiermittel ein Formaldehydkondensationsprodukt einer aromatischen Sulfonsäure oder ein Ligninsulfonat enthalten.
6. Feste Farbstoffpräparate gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese als nichtionischen Emulgator ein Umsetzungsprodukt von Äthylenoxid und/oder Propylen-oxid mit a) gesättigten oder ungesättigten Fettalkoholen mit 6 bis 20 C-Atomen, oder b) Alkylphenolen mit 4 bis 12 C-Atomen im Alkylrest, oder c) gesättigten oder ungesättigten Fettaminen mit 14 bis 20 C-Atomen, oder d) gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren mit 14 bis 20 C-Atomen;
enthalten, wobei das Umsetzungsprodukt ein Molekulargewicht von 1000 bis 5000 aufweist.
7. Feste Farbstoffpräparate gemäss Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Farbstoff einen Azo-oder Anthrachinonfarbstoff mit mindestens einer Sulfo-gruppe enthalten.
8. Feste Farbstoffpräparate gemäss Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese als weitere Zusätze ein anti-Schaummittel, Bindemittel und/oder Entstäubungsmittel enthalten.
9. Feste Farbstoffpräparate gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese a) 60-90 Gew.-% eines sulfogruppenhaltigen Azo- oder Anthrachinonfarbstoffs ;
b) 0,1-3 Gew.-% Cetyltrimethylammoniumchlorid oder -bromid;
c) 1-10 Gew.-% eines Gemisches aus Ligninsulfonat und einem Naphthalinsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensat;
d) 1—10 Gew.-% eines Umsetzungsproduktes von Äthylenoxid mit einem gesättigten oder ungesättigten Fettalkohol mit 10 bis 20 C-Atomen, wobei das Umsetzungsprodukt ein Molekulargewicht von 3000 bis 4000 hat und e) 0,1-5 Gew.-% eines anti-Schaummittels enthalten.
10. Verfahren zur Herstellung der festen Farbstoffpräparate gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens einen anionischen Farbstoff in Wasser unter Zusatz eines quaternären Ammoniumsalzes der Formel (I), eines anionischen Dispergiermittels oder Dispergiermittelgemisches sowie eines nichtionischen Emulgators anschlämmt oder löst, die Komponenten miteinander mischt und anschliessend trocknet.
11. Verfahren gemäss Anspruch 10. dadurch gekennzeichnet, dass man die wässrige Suspension der Komponenten vermahlt.
12. Verfahren gemäss Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung durch Sprühtrocknung erfolgt.
13. Die gemäss dem Verfahren nach Ansprüchen 10-12 erhaltenen Farbstoffpräparate.
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