BRPI0610814B1 - Use of a dyeing solution comprehending 1-phenoxy-2-propanol, and paper - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "USO DE UMA SOLUÇÃO CORANTE COMPREENDENDO 1-FENÓXI-2-PROPANOL, E PAPEL". A presente invenção refere-se a soluções aquosas concentradas, estáveis em armazenamento de corantes diretos, ambos corantes aniô-nicos e catiônicos ou corantes básicos, um processo para a preparação dos mesmos e o uso dos mesmos para a tintura de papéis.

Nos anos recentes, o uso de soluções aquosas concentradas de corantes ganhou importância, especialmente com relação à tintura de papéis, devido às vantagens possuídas por tais soluções quando comparadas com os corantes em forma de pó. Desse modo, por exemplo, o uso de soluções evita as dificuldades associadas com a formação de poeira e libera o usuário da dissolução consumidora de tempo e freqüentemente difícil do pó do corante na água. O uso de soluções concentradas também foi induzido pelo desenvolvimento de processos de tintura contínuos, uma vez que é conveniente nesses processos introduzir a solução diretamente no interior da corrente da polpa ou adicionar a mesma em algum outro ponto adequado durante o processo da fabricação do papel. No entanto, essas soluções devem ser ecologicamente e toxicologicamente aceitáveis, estáveis na armazenagem, também em forma concentrada e serem facilmente bombeáveis, mesmo em temperaturas relativamente baixas.

Uma tentativa recente para a resolução desse problema foi descrita na EP 1.235.881 B1, através da qual foi descoberto que soluções aquosas concentradas de corantes aniônicos solúveis em água podem ser obtidas através da adição de até 4% de álcool de benzila, cujas soluções são tanto estáveis em armazenamento, embora as definições exatas de estabilidade em armazenamento não estejam descritas, como também exibem propriedades de fluxo desejáveis, embora, de novo não seja divulgado nenhum dado numérico. Além do mais, este documento também resume as diversas tentativas anteriores para a provisão de soluções aquosas de corante estáveis em armazenamento pela adição de, por exemplo, uréia, misturas de uréia/N-metilpirrolidona/ álcool de benzila, álcoois incluindo glicóis e éteres de glicoi e outros solventes orgânicos, bem como as desvantagens do uso dos mesmos.

Embora o álcool de benzila possa aparecer como sendo o aditivo de escolha para a preparação de formulações aquosas de corantes aniô-nicos estáveis em armazenagem, uma desvantagem clara é odor indesejável do álcool de benzila, mesmo se utilizado em quantidades relativamente pequenas.

Surpreendentemente, foi agora descoberto que o uso de 1-fenó-xi-2-propanol como um auxiliar de formulação proporciona formulações inodoras de ambos os corantes diretos aniônicos e catiônicos que são estáveis em armazenagem durante longos períodos de tempo e que são superiores em suas propriedades de fluxo para aquelas formulações descritas na técnica anterior, que continham álcool de benzila.

Por conseqüência, a invenção refere-se a uma solução aquosa de corante compreendendo: a) de 5 até 30%, de preferência de 10 até 25%, em peso de um corante direto aniônico ou catiônico, b) de 0,1 até 10%, de preferência de 0,5 até 5%, e de maior preferência de 0,5 até 3% em peso de 1-fenóxi-2-propanol, c) de 0 até 20% em peso de um ácido inorgânico ou orgânico, d) de 0 até 20% em peso de outros aditivos e e) água para completar até 100%.

Quando as soluções da invenção forem soluções de corantes aniônicos, essas corantes diretos são selecionados de preferência a partir de corantes que contenham pelo menos um grupo de ácido suifônico e/ou de um ácido carboxílico e que sejam derivados a partir das seguintes classes de corantes: corantes isentos de meta! ou monoazo, disazo e poliazo metálicos, pirazoiona, tioxantona, oxazina, estilbeno, formazano, antraquinona, nitro, metina, trifenilmetano, xantona, naftazarina, estirila, azastirila, naftope-rinona, quinoftalona, e fitalocianina.

Os exemplos típicos de corantes aniônicos diretos estão relacionados no Colour Index International, Fourth Edition Online (uri: http7wwwcolour-index.org) e podem ser selecionados a partir de C.l. Direct Yeilows 1-177, C.l. Direct Oranges 1-122, C.l. Direct Reds 1-277, C.l. Direct Violets 1-108 e C.l. Direct Blues 1-313.

Quando as soluções da invenção forem soluções de corantes catiônicos, esses corantes catiônicos diretos são corantes básicos. Esses corantes denominados de corantes básicos são selecionados a partir das seguintes classes: acridina, antraquinona, azina, azometina, azostirila, mono-, bis- e poliazo, benzimidazol, benzotiazol, cianina, di- e triarilmetano, ce-tona imina, metano e polimetina, naftostirila, nitro, oxazina e dioxazina, ftalo-cianina, quinolina, quinoftalona, tiazina, tiazol e derivados de xanteno.

Os exemplos típicos de corantes catiônicos diretos estão relacionados no Colour Index International, Fourth Edition Online (uri: http:/www.colour-index.org) e podem ser selecionados a partir de C.l. Basic Yeilows 1-108, C.l. Basic Oranges 1-69, C.l, Basic Reds 1-118, C.l. Basic Violets 1-51 e C.l. Basic Blues 1-164. A invenção é especialmente útil com relação a soluções de corantes específicos, tais como C.l. Basic Yellow 99 e 106, C.l. Basic Red 111, C.l. Basic Blue 100 e 153, C.l. Direct Yellow 11, 50 e 84, C.l. Direct Orange 29 e 102, C.l. Direct Red 23, 80, 81,239, 254 e 262, C.l. Direct Violet 9, 35 e 51 e C.l. Direct Blue 75,86, 87, 199, 290 e 301.

Quando as composições da invenção contêm um ácido orgânico ou inorgânico, aqueles ácidos especificamente adequados podem ser selecionados a partir de, por exemplo, ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido fos-fórico, ácido fórmico, ácido acético, ácido propiônico, ácido glicólico, ácido glucônico, ácido metanossulfônico, ácido cítrico, ácido succínico, ácido lácti-co, ácido glutâmico, ácido adípico, ou ácido mandélico. Qualquer um de tais ácidos pode ser usado de forma isolada ou em uma mistura de ácidos, embora o ácido fórmico seja de maior preferência.

Embora a adição de um ácido à composição seja opcional, de preferência o ácido está presente em uma quantidade de entre 1 e 20% em peso, de maior preferência entre 1 e 5% com base no peso total da composição.

As soluções de corantes de acordo com a invenção podem, a-íém disso, conter outros aditivos como o componente d), tais como solubiii-zantes orgânicos solúveis em água, exemplos dos quais são uréia, formami-da, ε-caprolactamo, açucares, tais como dextrina, maltose ou lactose, carbo-1 xiceluloses, tais como xantano, dimetilformamidpi, 1,2-diaminopropano, ácido 2-(4-aminofenii)-6-metilbenzotiazol 7-sulfônico e sais do mesmo e álcoois poliídricos tais como etileno glicol ou glicerol, ε-caprolactamo e o ácido 2-(4-aminofeni!)-6-metilbenzotiazol 7-sultônico e sais do mesmo sendo os de preferência. Outros aditivos que podem estar presentes nas soluções da invenção são, por exemplo, agentes hidrotrópicos, reguladores de viscosidade, agentes de dispersão, microbicidas, especificamente fungicidas, e agentes de ajuste de pH.

Como agentes de ajuste de pH é possível à utilização dos ácidos, bases ou tampões que sejam convencionais e sejam usados de forma usual para o ajuste do pH das formulações de corante, por exemplo ácidos minerais tais como o ácido clorídrico, ácido sulfúrico ou ácido fosfórico, ácidos carboxílicos alifáticos de baixo peso molecular, por exemplo, que tenham de 1 até 6 átomos de carbono, tais como o ácido fórmico, ácido acéti-co, ácido láctico ou ácido cítrico, ou bases, tais como os hidróxidos ou car-bonatos de metal alcalino ou também, aminas alifáticas de baixo peso molecular, tais como aquelas que podem ser usadas para a formação do sal correspondente dos grupos de ácido acima mencionados, por exemplo, amônia, dietanolamina, trietanolamina ou N-metildietanolamina. Como tampões, é possível o emprego de, por exemplo, fosfato de mono- ou dissódio, acetato de sódio ou sulfato de amônio. O pH das soluções concentradas de corante podem desse modo ser ajustados como necessário, dependendo do corante específico em questão. No entanto, de preferência, o pH das soluções em geral fica dentro da faixa a partir de 3 até 11, por meio do que no caso de corantes catiônicos, uma faixa a partir de 4 até 6 é de preferência, embora, no caso dos corantes aniônicos, um valor de pH de entre 6 e 8 seja de preferência.

De preferência, as soluções aquosas também contêm produtos conhecidos como os que são usualmente empregados para a proteção contra o efeito prejudicial de microorganismos, principalmente produtos que inibem o crescimento de microorganismos ou também microbicidas, especificamente os fungicidas. Esses produtos podem ser empregados em baixas concentrações, por exemplo, na faixa a partir de 0,01 até 1%, especialmente a partir de 0,05 até 0,5%.

Embora a adição de tais aditivos à composição da invenção seja opcional, de preferência eles estão presentes em uma quantidade entre 1 e 20% em peso, de mais preferência entre 1 a 10%, com base no peso total da composição.

Aiém das pequenas quantidades de impurezas que podem resultar a partir da síntese do corante, e sais, as soluções da invenção dão de preferência, essencialmente isentas de outros solventes, especificamente de outros álcoois, que não o 1-fenóxi-2-propanol.

Em um aspecto adicional, a invenção refere-se a um processo para a preparação de uma solução corante cujo processo compreende a agitação do corante com uma mistura de água, 1-fenóxi-2-propanol, e, se desejado, os componentes (c) e (d), como descritos acima em uma temperatura entre a temperatura ambiente e 909C, de preferência entre 30 e 609C, e se necessário, filtrando. Os corantes podem ser empregados na forma de corantes secos correspondentes, como ocorre nas formas comerciais combinadas, ou, de preferência, como tortas de filtro úmidas ou também secas, ou ainda como soluções que tenham sido previamente submetidas à purificação através de micro- ou ultrafiltragem.

De preferência, os corantes aniônicos estão presentes na forma de sais facilmente solúveis em água. Por consequência, os sais adequados são os sais de metal alcalino tais como os sais de lítio ou de potássio, ou especialmente os sais de sódio ou os sais de amônio, sais de di-, tri, ou tetra C1-C4 alquil amônio ou sais de C2-C4 hidroxialquil amônio ou as misturas dos mesmos.

Similarmente, no caso dos corantes catiônicos, o contra íon deve ser tal que possa assegurar solubilidade suficiente na água. Os sais de pre- ferência neste caso são por exemplo, os halogenetos, especialmente os cloretos, sulfatos, metossuifatos e, especificamente carboxilatos aiifáticos inferiores tais como os formiatos, acetatos e lactatos. A formulação da invenção é adequada para a tintura de materi-' ais naturais ou sintéticos, especificamente, materiais celulósicos em qualquer tom desejado. De modo específico, as formulações são adequadas para a tintura de papel e papelão.

Por consequência, em um aspecto adicional, a invenção refere-se ao uso das soluções para a tintura de papel, através do tratamento do papel com uma composição líquida como definida anteriormente. A preparação líquida é usada, opcionalmente depois da diluição com água, para a tintura do papel ou do papelão, por meio do que esses materiais podem ser tingidos, por exemplo, na polpa, por pincel ou imersão ou através da aplicação a superfície do papel por revestimento ou por pulverização ou para aplicação em um processo de tintura contínuo, por meio do qual o papel ou o papelão que tenha sido tingido com a composição líquida da invenção constitui ainda um aspecto adicional da invenção.

Os exemplos que se seguem servem para ilustrar a invenção, sem pretender ser de natureza restritiva. As partes e percentagens são em peso, a não ser que declarado de outra forma.

Exemplo 1 Uma mistura consistindo em 100 partes de ε-caprolactamo, 30 partes de 1-fenóxi-2-propanol, 18 partes de ácido fórmico e 270 partes de água são agitadas e aquecidas para 40°C. 600 partes de uma torta de filtragem molhada, que foi previamente precipitada em pH 9,0 e lavada livre de sais inorgânicos, contendo 37,5% do corante C.l. Basic Blue 100 da fórmula CuPC{[S02NH(CH3)2]2-3S03H}i.2 (101), na qual PC representa ftalocianina, são em seguida adicionadas. Depois de agitada durante 2 horas em 60°C, a mistura é resfriada e filtrada, para dar uma solução contendo 22,5% do corante da fórmula (101), 10% de ε-caprolactamo, 1,8% de ácido fórmico e 3% de 1-fenóxi-2-propanol. A solução exibe uma viscosidade dinâmica de 300 mPas a 5°C, é facilmente diluível com água e é estável para armazenagem em temperaturas de entre -10 e 50°C durante um período em excesso de 6 meses.

De modo similar são obtidas formulações estáveis através do emprego de quantidades variáveis de 1 -fenóxi-2-propanol com a faixa a partir de 1 até 5%, por meio do que a viscosidade dinâmica das soluções resultantes fica dentro da faixa a partir de 1500 até 200 mPas, dependendo da quantidade de álcool usada.

Adicionalmente, formulações estáveis similares são obtidas contendo entre 1 e 5%, no lugar de 1,8% de ácido fórmico, por meio do que o pH das soluções varia entre 3 e 6, dependendo da quantidade de ácido adicionada.

Formulações estáveis também são obtidas a partir de tortas de filtrado do corante contendo sal, por meio do que viscosidade das soluções aumenta ligeiramente.

Exemplos Comparativos de 2 a 6.

Pelo processamento descrito no exemplo 1, porém substituindo as 30 partes de 1-fenóxi-2-propanol por 30 partes dos aditivos mostrados na Tabela 1, são obtidas soluções, a viscosidade dinâmica das quais são medidas e os resultados resumidos na tabela 1 que se segue baixo: Tabela 1 Como é aparente a partir dos resultados acima, as viscosidades dessas soluções são substancialmente mais elevadas do que aquela da solução do exemplo 1.

Exemplo 7 Um concentrado isento de sal do corante C.l. Direct Orange 102:1 da fórmula: obtido diretamente a partir da síntese e submetido a diafiltragem é tratado com 1-fenóxi-2-propanoi e diluído com água para produzir uma solução contendo t% de 1-íenóxi-2-propanol e 14% do composto da fórmula (102) A solução resultante exibe uma viscosidade dinâmica de 50 mPas à 25eC e não mostra qualquer sedimentação quando armazenado em temperaturas entre -10 e 50-C durante um período de tempo em excesso de 6 meses.

Exemplos Comparativos de 8 a 18.

Procedendo como descrito no exemplo 7, porém substituindo o 1-fenóxi-2-propanol pelas mesmas quantidades dos aditivos mostrados na Tabela 2, são obtidas soluções, as viscosidades dinâmicas das quais são medidas e os resultados resumidos na Tabela 2 que se segue abaixo: Tabela 2 Como é aparente a partir dos resultados acima, as viscosidades dessas soluções são substancialmente mais elevadas do que aquela da solução do exemplo 7.

REIVINDICAÇÕES

Claims (6)

1. Uso de uma solução aquosa de corante, caracterizado pelo fato de que de ser para tintura de papel, sendo que a referida solução compreende: a) de 5 até 30% em peso de um corante direto aniônico ou ca- tiônico, b) de 0,1 até 10% em peso de 1-fenóxi-2-propanol, c) de 0 até 20% em peso de um ácido inorgânico ou orgânico, d) de 0 até 20% em peso de outros aditivos e e) água para completar até 100%.

2. Uso, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corante aniônico direto é selecionado a partir de corantes que contém pelo menos um grupo de ácido sulfônico e/ou de ácido carboxílico e é derivado a partir das seguintes classes de corantes: corantes isentos de metal ou monoazo, disazo e poliazo metálicos, pirazolona, tioxantona, oxazina, estilbeno, formazano, antraquinona, nitro, metina, trifenilmetano, xantona, naftazarina, estirila, azastirila, naftoperinona, quinoftalona, e fitalocianina.

3. Uso, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o corante direto catiônico é um chamado corante básico e é selecionado a partir das classes que se seguem: acridina, antraquinona, azina, azometina, azostiril, mono-, bis- e poliazo, benzimidazol, benzotiazol, ciani-na, di- e triarilmetano, cetona imina, metano e polimetina, naftostiril, nitro, oxazina e dioxazina, ftalocianina, quinolina, quinoftalona, tiazina, tiazol e derivados de xanteno.

4. Papel, caracterizado pelo fato de que tenha sido tingido com uma solução aquosa de corante compreendendo: a) de 5 até 30% em peso de um corante direto aniônico ou catiônico, b) de 0,1 até 10% em peso de 1-fenóxi-2-propanol, c) de 0 até 20% em peso de um ácido inorgânico ou orgânico, d) de 0 até 20% em peso de outros aditivos e e) água para completar até 100%.

5. Papel, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o corante aniônico direto é selecionado a partir de corantes que contém pelo menos um grupo de ácido sulfônico e/ou de ácido carboxílico e é derivado a partir das seguintes classes de corantes: corantes isentos de metal ou monoazo, disazo e poliazo metálicos, pirazolona, tioxantona, oxazi-na, estilbeno, formazano, antraquinona, nitro, metina, trifenilmetano, xanto-na, naftazarina, estirila, azastirila, naftoperinona, quinoftalona, e fitalocianina.

6. Papel, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o corante direto catiônico é um chamado corante básico e é selecionado a partir das classes que se seguem: acridina, antraquinona, azina, azometina, azostiril, mono-, bis- e poliazo, benzimidazol, benzotiazol, ciani-na, di- e triarilmetano, cetona imina, metano e polimetina, naftostiril, nitro, oxazina e dioxazina, ftalocianina, quinolina, quinoftalona, tiazina, tiazol e derivados de xanteno.