CH617453A5

CH617453A5 - Stable, commercial aqueous solutions of water-soluble brighteners

Info

Publication number: CH617453A5
Application number: CH296176A
Authority: CH
Inventors: Frank Dr Lohmann; Werner Mischler; Juergen Sterzel
Original assignee: Ciba Geigy Ag
Priority date: 1976-03-10
Filing date: 1976-03-10
Publication date: 1980-05-30
Also published as: GB1533353A; FI770298A; FR2343853A1; FR2343853B1; DE2709636A1; BR7701435A; AR217642A1; SE7702648L

Description

Die Erfindung betrifft stabile, handelsfähige wässrige Lösungen von in der Textilveredlung und besonders in der Papierindustrie zum Einsatz gelangenden wasserlöslichen Aufhellern.

Gegenüber festen Handelsformen besitzen flüssige Handelsformen die Vorteile der Staubfreiheit, der leichten Dosier-barkeit und der Vermeidung der bei festen Handelsformen häufig vorhandenen geringen Lösungsgeschwindigkeit. Daher werden auch wasserlösliche Aufheller in der Textilveredlung und in der Papierindustrie in ständig wachsendem Ausmass als flüssige Handelsformen eingesetzt.

Es ist bekannt, flüssige Handelsformen wasserlöslicher optischer Aufheller und Farbstoffe in Form von Lösungen herzustellen. Jedoch gelingt es nur bei leichtlöslichen optischen Aufhellern, wie z. B. in den britischen Patentschriften 986 338 und 1 000 825 beschrieben, rein wässerige Lösungen in konzentrierter Form herzustellen. Allgemein ist es notwendig, die Löslichkeit von wasserlöslichen Aufhellern in der Handelsform durch Zugabe von mit Wasser mischbaren organischen Lösungsvermittlern, wie z. B. ein- oder mehrwertigen Alkoholen bzw.

deren Äthern oder polaren Verbindungen wie Dimethylsulfoxid, Dimethylformamid oder Laktonen, zu erhöhen. Derartige wässerige Lösungen sind u. a. in der deutschen Patentschrift 1 206 296 beschrieben.

Der Nachteil von Lösungen als flüssige Handelsformen, die unter Einsatz von Lösungsvermittlern hergestellt werden, liegt häufig darin, dass die Lösungsvermittler bei der Applikation nicht verbraucht und so zu einer zusätzlichen ökologischen Belastung der Abluft und/oder des Abwassers führen.

Es bestand daher das Bedürfnis, wässrige Lösungen für die Papierindustrie zu entwickeln, bei denen die eingesetzten Lösungsvermittler oder zumindestens ein Teil derselben aus Chemikalien bestehen, die zugleich für die Papierherstellung benötigt werden.

Wie bekannt ist, werden Aminoplastvorkondensate in grossem Ausmass in der Papierherstellung zur Verbesserung, z. B. der Nassfestigkeit, Nassreissfestigkeit und Trockenfestigkeit sowie zur Leimungsverstärkung, eingesetzt.

Es wurden nun neuartige wässrige Lösungen wasserlöslicher Aufheller, vorzugsweise für die Papierindustrie gefunden, welche Aminoplastvorkondensate als Lösungsvermittler allein oder im Gemisch mit bekannten Lösungsvermittlern enthalten. Durch die dabei gefundene löslichkeitsverbessernde Wirkung der Aminoplastvorkondensate lassen sich so wässrige Lösungen unter Vermeidung bzw. Verringerung des Einsatzes zusätzlicher, bei der Applikation nicht benötigter Lösungsmittel herstellen.

Die erfindungsgemässe stabile, handelsfähige wässrige Lösung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie a) einen wasserlöslichen Aufheller b) ein Aminoplast-Vorkondensat und c) Wasser enthält.

Anstelle des Aminoplast-Vorkondensates kann auch eine Mischung eines Aminoplast-Vorkondensates mit einem Lösungsvermittler zur Anwendung gelangen.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemässe Lösung:

5 bis 30% eines wasserlöslichen Aufhellers,

10 bis 50% Aminoplast-Vorkondensat und 20 bis 80% Wasser oder

5 bis 30% eines wasserlöslichen Aufhellers,

10 bis 30% Aminoplast-Vorkondensat,

1 bis 20% eines Lösungsvermittlers und 20 bis 80% Wasser,

wobei der Wassergehalt so gewählt werden soll, dass noch giessbare Lösungen erhalten werden.

Als wasserlösliche Aufheller für die Textilveredlung und die Papierindustrie kommen optische Aufheller mit wasserlöslichmachenden Gruppen und einer Löslichkeit von mindestens 5 g pro Liter Wasser bei Raumtemperatur in Betracht.

Gut geeignet sind z. B. Verbindungen, welche Stilbengruppierungen und wasserlöslichmachende Gruppen aufweisen; als Beispiel seien solche aus den Klassen der Distyrylarylene, Diaminostilbene, Ditriazolylstilbene, Phenylbenzoxazolylstilbene, Stilbennaphthatriazole und Dibenzoxyazolylsilbene, vorzugsweise solche aus den Klassen der Distyrylbiphenyle und der Bis-triazinylamino-stilbene, wie z. B. 4,4'-Bis-(2-sulfostyryl> diphenyl und 4,4'-Bis-(2-phenylamino4-N,N- di-äthanolamino-s-triazin-(6)-yl-amino>stilben-2,2-disulfonsäure sowie deren Mischungen genannt.

Als wasserlöslichmachende Gruppen kommen z. B. die -COOM und -SO3M, vorzugsweise die -SChM-Gruppe in Betracht, worin M Wasserstoff, eine Alkali-, wie Natrium- oder Kalium-, Erdalkali-, wie Calcium- oder Magnesium-, Ammonium, Mono- oder Dialkylamin- oder Mono- oder Dihydroxyal-kylamin-kation bedeutet. Die Alkylreste in den Dialkyl- und Dihydroxyalkylaminoresten haben 1 bis 4 Kohlenstoffatome.

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Unter Aminoplast-Vorkondensaten werden Additionsprodukte von Formaldehyd an methylolierbare Stickstoffverbindungen verstanden. Als methylolierbare Stickstoffverbindungen seien genannt: 1,3,5-Aminotriazine wie Melamin und N-sub-stituierte Melamine, z. B. N-Butylmelamin, N-Trihalogen-methylmelamine, Triazole sowie Guanamine, z. B. Benzoguana-mine, Acetoguanamine oder auch Diguanamine.

Weiter kommen in Frage: Cyanamid, Acrylamid, Alkyl-oder Arylharnstoffe und -thioharnstoffe, Alkylenharnstoffe oder -diharnstoffe, z. B. Harnstoff, Thioharnstoff, Urone, Äthylenharnstoff, Propylenharnstoff, Acetylenharnstoff oder 4,5-Dihydroxyimidazolidon-2 und Derivate davon, z. B. das in 4-Stellung an der Hydroxylgruppe mit dem Rest -CH2CH2CO-NH-CH2OH substituierte 4,5-Dihydroxyimidazolidon-2. Bevorzugt werden die Methylolverbindungen eines Harnstoffes,

eines Äthylenharnstoffes oder insbesondere des Melamins verwendet. Wertvolle Produkte liefern im allgemeinen möglichst hochmethylolierte Produkte, z. B. verätherte oder unverätherte Methylolmelamine, wie das Penta- oder Hexamethylolmelamin bzw. dessen entsprechende Äther. Als Aminoplast-Vorkonden-sate eignen sich sowohl vorwiegend monomolekulare als auch höher vorkondensierte Aminoplaste.

Auch die Äther oder Teiläther dieser Aminoplast-Vorkon-densate können verwendet werden. Vorteilhaft sind z. B. die Äther von Alkanolen wie Methanol, Äthanol, n-Propanol, Iso-propanol, n-Butanol oder Pentanolen. Zweckmässig ist es jedoch, wenn diese Aminoplast-Vorkondensate wasserlöslich sind.

Bevorzugte Melamin-Formaldehyd-Kondensationspro-dukte sind aus 1 Mol Melamin, 2 bis 6, vorzugsweise 5 bis 6 Mol, 30 Formaldehyd und 0 bis 6, vorzugsweise 0 bis 5 Mol Äthanol oder besonders Methanol aufgebaut. Als Beispiele seien der Di-bis Trimethanoläther des Pentamethylolmelamins, der Hexa-methylolmelaminpentamethyläther, das Di- bis Trimethylolme-lamin oder das Tri- und das Tetramethylolmelamin erwähnt. Bevorzugt sind auch die Produkte, die durch Kondensation von 1 Mol Melamin und 1 Mol Äthylenharnstoff mit 8 Mol Formaldehyd und anschliessende Verätherung mit 4 bis 5 Mol Methanol erhalten werden. Ferner kommen auch Produkte wie der Dimethylolharnstoff oder der Dimethyloldihydroxyäthylen-harnstoff in Betracht.

Als Lösungsvermittler kommen z. B. wasserlösliche Alkohole, Glykole, Polyglykole, Glykol- und Polyglykoläther, Amide wie Dimethylformamid sowie andere wasserlösliche polare yerbindungen wie Dimethylsulfoxid, Dimethylsulfon oder Äthylen- oder Propylencarbonat in Betracht.

Bevorzugte erfindungsgemässe Lösungen können dadurch erhalten werden, dass man in Wasser oder einem Gemisch aus Wasser und einem mit Wasser mischbaren Lösungsmittel einen

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Aufheller, z. B. 4,4'-Bis-(2-sulfostyryl)-diphenyl oder 4,4'-Bis-(2-phenylamino-4-N,N-diäthanolamino-s-triazin-(6)-yl-amino)-stil-ben-2,2'-disulfonsäure mit einem Aminoplast-Vorkondensat, z. B. dem Kondensationsprodukt von 2 bis 3 Mol Formaldehyd und einem Mol Harnstoff oder dem Kondensationsprodukt von je 1 Mol Melamin und Äthylenharnstoff mit 8 Mol Formaldehyd und 4 bis 5 Mol Methanol bzw. dem Kondensationsprodukt von einem Mol Melamin mit 5 Mol Formaldehyd und 2 bis 3 Mol Methanol, gegebenenfalls unter Erwärmen vermischt.

Die erfindungsgemässen Lösungen eignen sich in hervorragender Weise zum optischen Aufhellen von Beschichtungsmit-teln. Darunter werden Zubereitungen für die Beschichtung von Papier und anderen textilen und nichttextilen natürlichen oder synthetischen organischen Materialien verstanden, wie z. B. Papierstreichmassen. Das optische Aufhellen kann dadurch erfolgen, dass erfindungsgemässe Lösungen in die aufzutragende Beschichtungsmittel eingearbeitet werden und diese in an sich bekannter Weise auf die Substrate aufgetragen werden.

Das optische Aufhellen von textilen organischen Materialien z. B. in Kombination mit Pflegeleicht-Ausrüstung kann in an sich bekannter Weise z. B. nach dem Ausziehverfahren oder dem Fóulardthermverfahren erfolgen.

Unter Beschichtungsmittel ist besonders eine aus einer wässrigen Zubereitung bestehende Papierstreichmasse, welche einen polymeren Binder, ein anorganisches Pigment und gegebenenfalls weitere Zusatzstoffe wie z. B. Wachse, Dispergiermittel, Netzmittel oder andere oberflächenaktive Mittel, Viskositätsregler, Schaumverhütungsmittel, Gleitmittel, Weichmacher und Konservierungsmittel enthält, zu verstehen.

Als polymere Binder kommen die üblichen in der Papierindustrie verwendeten, polymeren Klebstoff-Bindemittelsysteme in Betracht. So können im Rahmen der Erfindung vor allem beliebige der bekannten, modifizierten oder umgewandelten Stärkearten, wie z. B. oxydierte, hydrolysierte oder hydroxy-äthylierte Stärken, verwendet werden. Ausser den verschiedenen Stärkesorten und -typen können andere natürliche oder synthetische polymere Bindemittelsysteme allein oder besonders im Falle von synthetischen polymeren Bindemitteln in Kombination miteinander Verwendung finden.

Kasein, Sojaprotein, Polyvinylalkohol und viele verschiedene Latex-Typen, z. B. Polyvinylacetat, Styrol-Butadien-Copo-lymere und die verschiedensten Acrylpolymeren, wie Poly-acrylsäure, Polyäthylacrylat oder Polymethylmethacrylat kommen als Bindemittel in Betracht.

In den nachfolgenden Beispielen bedeuten Teile, soweit nicht anders angegeben, Gewichtsteile.

Beispiel 1 :

11 Teile des Aufhellers

V

\-/""VlL -/°3Na -

^ ^ HN—^

• w •

(hoch2ch2) /

•-N/

\ / • mm

S^Na y x

» /H"< >

TJ— • «st*

nn—

VcH^OH^

werden in einem Gemisch aus 20 Teilen eines Aminoplasten, 60 zung einer Mischung von einem Mol Melamin und einem Mol der aus einem Kondensationsprodukt von einem Mol Melamin Äthylenharnstoff mit 8 Molen Formaldehyd sowie 4 bis 5

mit 5 Molen Formaldehyd und 2 bis 3 Molen Methanol besteht, Molen Methanol hergestellt wird, und 44 Teilen Wasser gelöst,

und 69 Teilen Wasser gelöst. Man erhält eine gut giessbare Man erhält eine gut giessbare und bis zu 0 °C gut lagerstabile lagerstabile Lösung. Lösung.

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Beispiel 2: Beispiel 3:

28 Teile der Verbindung aus Beispiel 1 werden in einem

Gemisch aus 28 Teilen eines Aminoplasten, der durch Umset- 12 Teile der Verbindung

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4

*\ /*"'CH=CH"* \ /*"*C CH»CH—^

•=• •=• \=.

S03Na St^Na werden in einem Gemisch aus 28 Teilen eines Aminoplasten, Lösung gelöst.

der aus einem Additionsprodukt von 2 bis 3 Molen Formaldehyd und einem Mol Harnstoff besteht, 18 Teilen Äthylenglykol w Beispiel 4:

und 42 Teilen Wasser zu einer bei Raumtemperatur stabilen 15 Teile des Aufhellers

Na03Sx

< >-®s „ /°3Ka .. )

.N-*.

y- NH—^ y-CH-CH—^ y- NH—'

(HOCH2CH2)2W S03Na N(CH2CH2OH)£

werden in einem Gemisch aus 25 Teilen eines Kondensations- einem Mol Melamin und 3 bis 4 Mol Formaldehyd mit 1 Mol

Produktes aus einem Mol Melamin mit 5 Molen Formaldehyd 25 Methanol und 69 Teilen Wasser gelöst.

und 2 bis 3 Molen Methanol, und 60 Teilen Wasser gelöst. Man erhält eine gut giessbare und bei 20 °C gut lagerstabile Lösung. Man erhält eine gut giessbare und bei 20 °C gut lagerstabile

Lösung.

Beispiel 5:

14 Teile des Aufhellers aus Beispiel 4 werden in einem 30 Beispiel 6:

Gemisch aus 17 Teilen eines Kondensationsproduktes aus 19 Teile des Aufhellers

/SO Na

< >-H^

• * • ••"N •—• «

S^Na NH—^ ^•-CH=CH— ^

• • za •

sf)„Na

S^3Na

^NH—

\ /N—\

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(CLHjj/

S03Na

2 5'2

\(c2H5>2

werden in einem Gemisch aus 16 Teilen eines Kondensations- 45 Produktes aus einem Mol Melamin mit 5 Molen Formaldehyd und 2 bis 3 Molen Methanol und 65 Teilen Wasser gelöst. Man erhält eine gut giessbare und bei 20 °C gut lagerstabile Lösung.

Beispiel 7 :

17 Teile des Aufhellers von Beispiel 4 werden in einem

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Gemisch aus 25 Teilen eines Kondensationsproduktes aus einem Mol Harnstoff mit 2 bis 3 Molen Formaldehyd und 58 Teilen Wasser gelöst. Man erhält eine gut giessbare und bei 20 °C gut lagerstabile Lösung.

Beispiel 8:

6 Teile des Aufhellers ho I

(h,c-hc-h c) „n.

n^ nh—^ y- ch-ch-

0H

^SO Na

• —•

(h3c-hc-h2c)2n/

hi

A

»

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S^Na VCH2-CH-CH3)2

OH

werden in einem Gemisch aus 19 Teilen eines Kondensations- 65 Beispiel 9 :

Produktes aus einem Mol Melamin mit 5 Molen Formaldehyd 15 Teile des Aufhellers von Beispiel 1 werden in einem und 2 bis 3 Molen Methanol und 75 Teilen Wasser gelöst. Man Gemisch aus 10 Teilen eines Kondensationsproduktes aus erhält eine gut giessbare und bei 20 °C gut lagerstabile Lösung. einem Mol Melamin mit 5 Molen Formaldehyd und 2 bis 3

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Molen Methanol, 10 Teilen Polyäthylenglykol mit etwa 300 Äthylenoxygruppen und 65 Teilen Wasser gelöst. Man erhält eine gut giessbare und gut lagerstabile Lösung.

Beispiel 10:

10 Teile des Aufhellers von Beispiel 3 werden in einem Gemisch aus 23 Teilen eines Kondensationsproduktes aus einem Mol Melamin mit 5 Molen Formaldehyd und 2 bis 3 Molen Methanol und 67 Teilen Wasser gelöst. Man erhält eine gut giessbare und gut lagerstabile Lösung.

Beispiel 11 :

12 Teile des Aufhellers von Beispiel 3 werden in einem Gemisch aus 6,5 Teilen Harnstoff, 6,5 Teilen eines Kondensationsproduktes aus einem Mol Melamin mit 5 Molen Formaldehyd und 2 bis 3 Molen Methanol und 75 Teilen Wasser gelöst. 5 Man erhält eine gut giessbare und gut lagerstabile Lösung.

Beispiel 12:

12 Teile des Aufhellers von Beispiel 4 werden in einem Gemisch aus 10 Teilen eines Kondensationsproduktes aus io einem Mol Melamin mit 5 Molen Formaldehyd und 2 bis 3 Molen Methanol und 78 Teilen Wasser gelöst. Man erhält eine gut giessbare und gut lagerstabile Lösung.

Claims

617453 PATENTANSPRÜCHE

1 bis 20% eines Lösungsvermittlers und 20 bis 80% Wasser enthält.

1. Stabile, handelsfähige wässrige Lösung wasserlöslicher Aufheller, dadurch gekennzeichnet, dass sie a) einen wasserlöslichen Aufheller b) ein Aminoplast-Vorkondensat und c) Wasser enthält.

2. Lösung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich einen Lösungsvermittler enthält.

3. Lösung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie 5 bis 30% eines wasserlöslichen Aufhellers,

10 bis 50% Aminoplast-Vorkondensat und

20 bis 80% Wasser enthält.

4. Lösung gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie

5. Lösung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie als wasserlöslichen Aufheller eine Stilbengruppierungen und wasserlöslichmachende Gruppen aufweisende Verbindung aus den Klassen der Distyrylarylene, Diaminostilbene, Ditriazolylstilbene, Phenylbenzoxazolylstilbene, Stilbennaph-thotriazole und Dibenzoxazolylstilbene enthält.

5 bis 30% eines wasserlöslichen Aufhellers,

10 bis 30% Aminoplast-Vorkondensat,

6. Lösung gemäss Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufheller einer aus den Klassen der Distyrylbiphenyle und der Bis-triazinylaminostilbene ist.

7. Lösung gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aminoplast-Vorkondensat ein Additionsprodukt von Formaldehyd an methylolierbare Stickstoffverbindungen ist.

8. Lösung gemäss Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lösungsvermittler ein wasserlöslicher Alkohol, ein Glykol, Polyglykol, ein Glykol- oder Polyglykoläther, ein Amid, Dimethylsulfoxid, Dimethylsulfon oder Äthylen- oder Propylencarbonat ist.

9. Verfahren zum optischen Aufhellen von Papier, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Lösung gemäss Anspruch 1 in eine Papierstreichmasse einarbeitet und mit letzterer Papier beschichtet.