Herstellung von stabilen, konzentrierten Farbstoffzubereitungen
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von kationischen Farbstoffen oder Fafbstoffsalzen, beste- hend aus einem Farbstoffkation und einem Boratanion, erhalten durch Umsetzen eines kationischen Farbstoffs, dessen Anion von einem Boratanion verschieden ist, mit Borsäure oder einem Boratsalz, zur Herstellung von stabilen, konzentrierten Zubereitungen.
Die Herstellung der zu verwendenden Farbstoffsalze wiird vorteilhaft in Wasser durchgeführt, beispielsweise mit einem Metallborat, z.B. mit Borax oder mit einem Gemisch aus Borax und Borsäure.
Man kann die Umsetzung aber auch in einem organischen Lösungsmitte-l oder Lösungsmittelgemisch oder beispielsweise auch in einem IGemisdh aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel durchführen. Als organische Lösungsmittel seien beispielsweise die Alkohole, wie Methyl- oder Aethylalkohol genannt.
Man kann beispielsweise kationische Farbstoffe Ider Formel F# A# (I) , worin F # ein Farbstoffkation und A S ein Boratanion bedeuten, herstellen, wenn man einen kation;
;ischen Farbstoff der Formel F# Al# (II), worin A1 O ein von einem Boratanion verschiedenes Anion bedeutet, mit einer Verbindung der Formel Me3 As (III) , worin M e ein Wasserstoffatom oder ein Metallkation bedeutet, zu einem Farbstoff der Formel F# A# (I) und einer Verbindung der Formel M# Al# (IV) umsetzt, wobei die genannten Ionen verschiedene Wertigkeiten besitzen können.
Die zu verwendenden kationischen Farbstoffe kön nen die folgenden Anionen, z. B. ein Anion A1 e, enthalten:
Halogen-, wie Chlorid-, Bromid- oder Iodid-, Sulfat-, Disulfat-, Metlhylsulfat-, Aminosulfonat-, Perchiorat-, Carbonat-, Blicarbonat-, -OH#, Phosphat-, Phosphormolybdat-, Phosphorwolframat-, Phosphorwolframmo- lybdat-, Benzolsulfonat-, Naphthalinsulfonat-, 4-Chlorbenzolsulfonat-, Oxalat-, Maleinat-, Acetat-, Propionat-, Lactat-, Succinat-, Chloracetat-, Tartrat-, Methansulfonat- oder Benzoatanionen oder komplexe Anionen, wie das von Chlorzinkdoppelsalzen.
Die zur Herstellung der Zubereitung verwendeten Farbstoffsalze liegen im allgemeinen als Tetraborate vor.
Die Farbstoffsalze sind in Wasser sehr gut löslich.
Mit den kationischen Farbstoffen können feste oder flüssige Zubereitungen hergestellt werden.
in den folgenden Beispielen bedeuten die Teile Gewichtsteile und die Prozente Gewichtsprozente. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.
Beispiel 1
30 Teile des als Gemisch aus einem 'Sulfat und Chlorid vorliegenden roten kationischen Farbstoffes, den man durch Kuppeln von diazotiertem 5-Amino-3-phe nyl-1, 2, 4-thiadiazol mit 1-(2'-N-AethylwN-phenylami- no)- äthyl-1,1-dimethylhydraziniumchlorid erhält, werden in 2000 Teilen Wasser auf 95 erwärmt, wobei der Farbstoff in Lösung geht. Man versetzt die warme Lösung mit 100 Teilen Borax und lässt langsam auf Zimmertemperatur erkalten. Der ausgefallene Farbstoff wird abfiltriert und als feuchte Paste erneut in 1800 Teilen Wasser auf 900 erhitzt, 'heiss f'iltriert -und bei 800 mit 50 Teilen Borax versetzt. Anschliessend trägt man bei 750 90 Teile Borsäure ein, bis zu einem pH Wert von 6,9.
Bei 500 wird der ausgesalzene Farbstoff filtriert, mit 150 Teilen leiner 2 %-igen wässrigen Bor säure-Lösung gewaschen und abgepresst.
Zur Entferniung von überschüssigen Borsalzen wird das rohe Farbstoffiborat in 70 Teilen Isopropylalkohol bei 200 während 5 Stunden aufgeschlämmt, filtriert und mit 30 Teilen Isopropylalkohol gewaschen. Nach dem Trocknen im Vakuum bei 500 erhält man 22 Teile Farbstoffborat.
Durch Umkristallisieren aus wässrigem Isopropylalkohol erhält man das analysenreine Tetraborat des obengenannten kationischen Farbstoffes.
Beispiel 2
50 Teile des als Chlorid vorliegenden kationischen Farbstoffes, den man durch Kuppeln von diazotiertem 1-Amino-2-chloro-4- nitrobenzol mit 1 < (2'HNvAethyl-N- phenylamino)-äthyl-1,1-dimethylhydraziniumchlorid erhält, werden in 2500 Teilen Wasser bei 850 gelöst und innerhalb 30 Minuten mit 20 Teilen Natriumbicarbonat versetzt bis der pH-Wert 8,5 beträgt. Nach Abkühlen auf 300 wird der ausgefallene Farbstoff abfiltriert und der Rückstand mit 150 Teilen Wasser gewaschen. Die feuchte Farbstoffpaste wird erneut in 450 Teilen Wasser bei 70 gelöst und die Lösung mit 80 Teilen Borsäure auf einen pH-Wert von 6 gebracht.
Man lässt die Lösung auf Zimmertemperatur erkalten, filtriert den ausgefallenen Farbstoff ab und wäscht ihn mit 100 Teilen 4 %-iger wässriger Borsäurelösung.
Der rohe Farbstoff wird, wie in Beispiel 1 erwähnt, mit 100 Teilen Isopropylalkohol aufgeschlämmt und während 5 Stunden bei Zimmertempenatur gerührt.
Nach dem Filtrieren, Waschen mit 20 Teilen Isopropylalkohol und Trocknen im Vakuum bei 500 erhält man 52 Teile des Boratfarbstoffes.
Beispiel 3
50 Teile des als Gemisch aus Chlorid und einem Sulfat vorliegenden gelben katlionischen Farbstoffes, den man durch Kuppeln von diazotiertem 1-Amiro-2,6- dichlor-4-sulfonsäuredimethylamid mit 1-(2'-N-Aethyl N-phenylamino)- äthyl- 1,1-dimethylhydraziniumchlorid erhält, werden zusammen mit 50 Teilen Borax in 1000 Teilen Aethylalkohol bei Siedetemperatur gelöst. Man lässt die Lösung erkalten, filtriert den nicht umgesetzten Ausgangsfarbstoff ab und gewinnt aus der Mutterlauge das rohe Farbstoffborat durch Abdampfen des Lösungsmittels unter vermindertem Druck.
Die im Beispiel 1-3 genannten Farbstoff borate zeichnen sich gegenlülberrd,en Ausgangsprodukten durch eine stark verbesserte Löslichkeit in-Wasser aus, speziell im Temperaturbereich von 1040 . Sie eignen sich zum Färben von Polyacrylnitril sowie von durch saure Gruppen modifizierten Polyester und Polyamide.
Man kann mit den in den Beispielen 1-3 genannten Farbstoffboraten stabile, konzentrierte Zubereitungen herstellen.
Beispiel 4
40 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen Farbstoffborats und 60 Teile Dextrin werden 4 Stunden lang in einer Pulvermühle gemahlen. Eine derart hergestellte, feste konzentrierte Mischung lässt sich beispielsweise zum Färben von Polyacrylnitril sowie von durch saure Gruppen modifizierten Polyester und Polyamide einsetzen.
Die gleiche FarbstoffnMischun,g lässt sich ebenfalls durch Anteigung in 100 Teilen Wasser und anschliessen- der Sprühtrocknung gewinnen.
Beispiel 5
20 Teile des in Beispiel 1 genannten Farbstoffborats werden in 50 Teilen Eisessig und 50 Teilen warmen Wassers unterhalb 60 gelöst und nach dem Abkühlen auf 200 zwecks Entfernung von kleinen Anteilen an unlöslichen Borsäuresalzen filtriert. Man erhält eine beständige - konzentrierte Lösung des 'basischen Farbstoffes mit einem Farbstoffgehalt von etwa 20 %, die sich nach dem Verdünnen mit Wasser beispielsweise zum Färben von Polyacrylnitril respektive von durch saure Gruppen modifizierten Polyester und Polyamiden verwenden lässt.