BRPI0610829A2 - soluções aquosas de corantes diretos - Google Patents

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Abstract

SOLUçõES AQUOSAS DE CORANTES DIRETOS. A invenção refere-se a uma solução aqosa de corante, que compreende a) 5 a 30% em peso de um corante çlireto aniónico ou catiónico, b) 0,01 a 5% em peso do composto da fórmula onde M representa hidrogênio, um metal alcalino ou um metal alcalinoterroso, amónio ou amónio dissubstitu ido, trissubstitu ido ou tetrassubstituido com alquila de C~ 1~-C~ 4~ ou hidróxi-alquila de C~ 2~-C~ 4~, ou misturas deles, c) O a 10% em peso de um ácido inorgânico ou orgânico, d) O a 20% em peso de outros aditivos, e e) água para completar até 100%, desde que os corantes diretos da fórmula onde K é um resíduo de um componente acoplador da série de aceto-acetanilidas, piridonas, pirazolonas ou pirimidinas, e M é definido como acima, estejam excluídos, um processo para sua preparação, e seu uso para tingir papel.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "SOLUÇÕESAQUOSAS DE CORANTES DIRETOS".
A presente invenção refere-se a soluções aquosas concentra-das, estáveis durante a estocagem, de corantes diretos, tanto corantes aniô-nicos como corantes catiônicos ou básicos, um processo para sua prepara-ção e seu uso para tingir papel.
No documento n- WO 03/064539 A1, estão descritas formula-ções líquidas estáveis na estocagem, de azocòrantes específicos baseadosem ácido 2-(4-amino-fenil)-6-metil-benzotiazol-7-sulfônico como o compo-nente diazo. O componente principal destas formulações é, na realidade,este componente diazo, que aparentemente funciona protegendo a formula-ção cristalina líquida, senão ocorreria a precipitação subseqüente do coranteda solução. Seria esperado, assim, que a adição do ácido 2-(4-amino-fenil)-6-metil-benzotiazo|-7-sulfônico, como um auxiliar de formulação, para produ-zir soluções de corantes estáveis na estocagem, pudesse funcionar apenasquando esta unidade estrutural também estivesse presente no corante emquestão.
Surpreendentemente, entretanto, descobriu-se que este não é ocaso, e que o ácido 2-(4-amino-fenil)-6-metil-benzotiazol-7-sulfônico real-mente funciona como um auxilar de formulação extremamente eficiente napreparação de formulações estáveis na estocagem de uma vasta série decorantes aparentemente não-relacionados. Além da sua estabilidade na es-tocagem, as soluções resultantes apresentam uma viscosidade dinâmicasurpreendentemente baixa, propriedade esta que recomenda ainda mais seuuso, especialmente no fingimento dé papel.
Conseqüentemente, a presente invenção refere-se a uma solu-ção aquosa de corante, compreendendo
a) 5 a 30%, de preferência 10 a 25% em peso de um corantedireto aniônico ou catiônico,
b) 0,01 a 5%, de preferência 0,1 a 2% em peso do composto dafórmula<formula>formula see original document page 3</formula>
M representa hidrogênio, um metal alcalino ou alcalino-terroso,amônio ou amônio monossubstituído, dissubstituído, trissubstituído ou te-trassubstituído com alquila de C1-C4 ou hidróxi-alquila de C2-C4 ou misturasdos mesmos,
c) 0 a 10% em peso de um ácido inorgânico ou um ácido orgânico,
d) 0 a 20% em peso de outros aditivos, e
e) água até completar 100%, desde que os corantes diretos dafórmula
<formula>formula see original document page 3</formula>
K é um resíduo de um componente acoplador da série de aceto-acetanilidas, piridonas, pirazolonas ou pirimidinas, e
M é como definido acima, estejam excluídos.
Quando as soluções da invenção são soluções de corantes ani-ônicos, estes corantes diretos são, de preferência, selecionados entre oscorantes que contêm pelo menos um grupo de ácido sulfônico e/ou ácidocarboxílico, e são derivados a partir das seguintes classes de corantes: mo-noazo, disazo e poliazocorantes metálicos ou isentos de metais, corantes depirazolona, tioxantona, oxazina, estilbeno, formazano, antraquinona, nitro,metina, trifenil-metano, xantona, naftazarina, estirila, azastirila, naftoperino-na, quinoftalona, e ftalocianina.
Os exemplos típicos de corantes diretos aniônicos estão listadosno Colour Index International, Quarta Edição On-line (uri: http:/www.colour-index.org) e podem ser selecionados entre Cl. Direct Yellows 1-177, Cl.Direct Oranges 1-122, Cl. Direct Reds 1-277, Cl. Direct Violets 1-108 andCl. Direct Blues 1-313, desde que os corantes da fórmula (2) estejam exclu-ídos.
Quando as soluções da invenção são soluções de corantes cati-ônicos, estes corantes diretos catiônicos são corantes básicos. Estes coran-tes assim denominados básicos são selecionados entre as seguintes clas-ses: derivados de acridina, antraquinona, azina, azometina, azoestirila, mo-no-, bis- e poliazo, benzimidazol, benzotiazol, cianina, di- e triaril-metano,cetona-imina, metano e polimetina, naftoestirila, nitro, oxazina e dioxazina,ftalocianina, quinolina, quinoftalona, tiazina, tiazol e xanteno.
Os exemplos típicos de corantes diretos catiônicos estão listadosno Colour Index International, Quarta Edição On-line (uri: http:/www.colour-index.org) e podem ser selecionados entre Cl. Basic Yellows 1-108, Cl. Ba-sic Oranges 1-69, Cl. Basic Reds 1-118, Cl. Basic Violets 1-51 and Cl. Ba-sic Blues 1-164.
A invenção é especialmente útil para soluções de corantes es-pecíficos, tais como Cl. Basic Yellow 99 e 106, Cl. Basic Red 111, Cl. Ba-sic Blue 100 e 153, Cl. Direct Yellow 11, 50 e 84, Cl. Direct Orange 29 e102, Cl. Direct Red 23, 80, 81, 239, 254 e 262, Cl. Direct Violei 9, 35 e 51,e Cl. Direct Blue 75, 86, 87, 199, 290 e 301.
Quando a composição da invenção contém um ácido orgânicoou inorgânico, os ácidos particularmente apropriados podem ser seleciona-dos entre, por exemplo, ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, áci-do fórmico, ácido acético, ácido propiônico, ácido glicólico, ácido glicônico,ácido metanossulfônico, ácido cítrico, ácido succínico, ácido lático, ácidoglutâmico, ácido adípico, ou ácido mandélico. Qualquer um destes ácidospode ser usado isoladamente, ou em uma mistura de ácidos, embora o ácidoformico seja mais preferido.
Embora a adição de um ácido à composição da invenção sejaopcional, de preferência o ácido está presente em uma quantidade entre 1 e10% em peso, mais preferivelmente entre 1 e 5%, baseado no peso total dacomposição.As soluções de corantes de acordo com a invenção podem con-ter, além disso, outros aditivos como componente (d),tais como auxiliares desolubilização orgânicos solúveis em água, cujos exemplos são uréia, forma-mida, e-caprolactama, açúcares, tais como dextrina, maltose ou lactose, car-bóxi-celuloses, tais como xantana, dimetil-formamida, 1,2-diaminopropano,1-fenóxi-2-propanol e álcoois poliidroxilados, tais como etilenoglicol ou glice-rina, onde a e-caprolactâma e 1-fenóxi-2-propanol são preferidos. Outrosaditivos que podem estar presentes nas solções da invenção são, por exem-plo, agentes hidrotrópicos, reguladores de viscosidade, agentes dispersan-tes, microbiocidas e agentes ajustadores do pH.
Na qualidade de agentes ajustadores de pH, é possível usar áci-dos, bases ou tampões convencionais e usados usualmente para o ajuste dopH de formulações de corantes, como por exemplo, ácidos minerais, taiscomo ácido clorídrico, ácido sulfúrico ou ácido fosfórico, ácidos carboxílicosalifáticos de baixo peso molecular, tendo, por exemplo, 1 a 6 átomos de car-bono, tais como ácido fórmico, ácido acético, ácido lático ou ácido cítrico, oubases, tais como hidróxidos ou carbonatos de metais alcalinos, ou tambémaminas alifáticas de baixo peso molecular, tais como aquelas que podem serusadas para a formação de sais correspondentes dos grupos ácidos supra-mencionados, dos quais a amônia ou trietanol-amina são preferidas. Na qua-lidade de tampões, é possível empregar, por exemplo, fosfato monossódicoou dissódico, acetato de sódio ou sulfato de amônio.
O pH das soluções concentradas de corantes pode ser, assim,ajustado conforme necessário, dependendo do corante específico em ques-tão. De preferência, entretanto, o pH das soluções fica genericamente den-tro da faixa entre 3 e 11, com o que, no caso de corantes catiônico, prefere-se uma faixa entre 4 e 6, enquanto que, no caso de corantes aniônicos, umvalor de pH entre 6 e 8 é preferível.
De preferência, as soluções aquosas contêm também produtosconhecidos empregados usualmente para proteção contra o efeito nocivo demicroorganismos, principalmente produtos que inibem o crescimento de mi-croorganismos, ou também microbiocidas, particularmente fungicidas. Elespodem ser empregados em baixas concentrações, por exemplo, na faixaentre 0,01 a 1%, especialmente entre 0,05 a 0,5%.
Embora a adição de tais aditivos à composição da invenção sejaopcional, de preferência, eles estão presentes em uma quantidade entre 1 e20% em peso, mais preferivelmente entre 1 e 10%, baseado no peso total dacomposição.
Em um outro aspecto, a invenção refere-se a um processo paraa preparação da solução de corante de acordo com a invenção, processoeste que compreende agitar o corante com uma mistura de água, o compos-to da fórmula (1) e, caso desejado, os componentes (c) e (d), em uma tem-peratura entre a temperatura ambiente e 90 °C, de preferência entre 30 e 60°C, e caso necessário, filtrar.
De preferência, os corantes da invenção são primeiramente puri-ficados, depois da fabricação, lavando a torta do filtro bruta para removersais inorgânicos, ou por técnicas de separação com membranas, tais comomicrofiltração ou ultrafiltração.
De preferência, os corantes aniônicos estão presentes na formade sais facilmente solúveis em água. Conseqüentemente, os sais apropria-dos são os sais de metais alcalinos, tais como lítio, potássio ou, especial-mente, sais de sódio, ou sais de amônio, sias de mono-, di-, tri- or tetral-quil(Ci-C4)-amônio ou sais de hidróxi-alquil(C2-C4)-amônio, ou misturas dosmesmos.
Similarmente, no caso dos corantes catiônicos, o contra-íon de-ve ser tal de modo a assegurar suficiente solubilidade em água. Os sais pre-feridos neste caso são, por exemplo, halogenetos, especialmente cloretos,sulfatos, metossulfatos e, particularmente, carboxilatos alifáticos inferiores,tais como formiatos, acetatos e lactatos.
À formulação da invenção é apropriada para tingir materiais na-turais ou sintéticos, particularmente materiais celulosicos, em qualquer matizdesejável. Particularmente, as formulações são apropriadas para tingir pa-pel e papelão.
Conseqüentemente, em outro aspecto, a invenção refere-se aouso das soluções para o tingimento de papel, tratando o papel com umacomposição líquida como definida anteriormente. A preparação é usada,opcionalmente depois de diluição com água, para o tingimento de papel oupapelão, e assim sendo, os materiais podem ser tingidos, por exemplo, napolpa, por escovação ou imersão, ou aplicando à superfície do papel porrevestimento ou aspersão, ou para aplicação em um processo de tingimentocontínuo, e desta forma, o papel ou papelão que foi tingido com a composi-ção líquida da invenção constitui ainda outro aspecto da invenção.
Os exemplos que se seguem servem para ilustrar a invenção,sem pretender ser de natureza restritiva. As partes e porcentagens são empeso, a menos que diferentemente especificado.
Exemplo 1
Uma mistura que compreende 100 partes de e-caprolactama, 10partes de ácido 2-(4-amino-fenil)-6-metil-benzotiazol-7-sulfônico, 30 partesde ácido fórmico e 260 partes de água, é agitada e aquecida até 40 °C. 600partes de uma torta de filtro úmida, que foi previamente precipitada em pH9,0 e lavada para remover os sais inorgânicos, contendo 37,5% do coranteCl. Basic Blue 100 da fórmula
<formula>formula see original document page 7</formula>
onde PC representa ftalocianina, são então adicionadas. Depois de agitarpor 2 horas a 60 °C, a mistura é resfriàda e fitrada, para produzir uma solu-ção que contém 22,5% do corante da fórmula (101), 10% de e-caprolactama,1% do ácido 2-(4-amino-fenil)-6-metil-benzotiazol-7-sulfônico e 3% de ácidofórmico.
A solução resultante apresenta uma viscosidade dinâmica de300 mPas a 5°C, é estável na estocagem durante um período de vários me-ses a -10 a 50 °C e é facilmente diluível com água.
Para obter uma viscosidade e estabilidade na estocagem com-paráveis no exemplo acima, a quantidade de 1% de ácido 2-(4-amino-fenil)-6-metil-benzotiazol-7-sulfônico precisaria ser substituída por 5% de álcoolbenzílico.
Exemplo 2Um concentrado isento de sais do corante Cl. Direct Orange102, obtido por ultrafiltração do produto resultante diretamente da síntese, étratado com quantidade suficiente de ácido 2-(4-amino-fenil)-6-metil-benzotiazol-7-sulfônico, de tal modo que, depois da diluição até 15%, sejaobtida uma solução que contém 0,3%. A viscosidade dinâmica é desta for-ma reduzida de 175 para 36 mPas a 25°C, e a formulação resultante nãoapresenta qualquer sinal de sedimentação durante a estocagem a -10 a50°C durante um período maior do que 6 meses.
Em comparação, quando o mesmo concentrado é tratado com5% de e-caprolactama e diluído correspondentemente, a solução resultante,embora apresentando uma viscosidade dinâmica comparável, apresentaclaros sinais de sedimentação depois da estocagem por apenas 1 semana.

Claims (6)

1. Solução aquosa de corante, compreendendoa) 5 a 30% em peso de um corante direto aniônico ou catiônico,b) 0,01 a 5% em peso do composto da fórmula <formula>formula see original document page 9</formula> ondeM representa hidrogênio, um metal alcalino, ou metal alcalino-terroso, amônio ou amônio mono-, d\-, tri- ou tetrassubstituído com alquila deC1-C4 ou hidróxi-alquila de C2-C4 ou misturas dos mesmos,c) 0 a 10% em peso de um ácido inorgânico ou orgânico,d) 0 a 20% em peso de outros aditivos, ee) água até completar 100%, desde que os corantes diretos dafórmula <formula>formula see original document page 9</formula> ondeK é um resíduo de um componente acoplador da série de aceto-acetanilidas, piridonas, pirazolonas ou pirimidinas, eM é como definido acima, estejam excluídos.
2. Solução aquosa de corante, de acordo com a reivindicação 1,em que o corante direto aniônico é selecionado entre corantes que contêmpelo menos um grupo de ácido sulfônico e/ou ácido carboxílico, e é derivadodas seguintes classes de corantes: monoazo, disazo e poliazo corantes me-tálicos ou isentos de metais, corantes de pirazolona, tioxantona, oxazina,estilbeno, formazano, antraquinona, nitro, metina, trifenil-metano, xantona,naftazarina, estirila, azastirila, naftoperinona, quinoftalona, e ftalocianina.
3. Solução aquosa de corante, de acordo com a reivindicação 1,em que o corante direto catiônico é um assim denominado corante básico eé selecionado entre as seguintes classes: derivados de acridina, antraquino-na, azina, azometina, azoestirila, mono-, bis- e poliazo, benzimidazol, benzo-tiazol, cianina, di- e triaril-metano, cetona-imina, metano e polimetina, nafto-estirila, nitro, oxazina e dioxazina, ftalocianina, quinolina, quinoftalona, tiazi-na, tiazole xanteno.
4. Processo para a preparação de uma solução de corante comodefinida na reivindicação 1, processo este que compreende agitar o corantecom uma mistura de água, o composto da fórmula (1) e, caso desejado, oscomponentes (c) e (d), de acordo com a reivindicação 1, e, caso necessário,filtrar.
5. Uso de uma solução aquosa de corante de acordo com a rei-vindicação 1, para tingir papel.
6. Papel que foi tingido com uma solução aquosa de corante deacordo com a reivindicação 1.
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