DD144785B1 - Verfahren zur herstellung pulverfoermiger oder granulierter farbstoffpraeparate - Google Patents

Description

v^r2E СКЕМІЕКОМВШАТ BITTEHi¹EED Bitterfeld, 2· Juli 1979

1965

Verfahren zur Herstellung pulverförmiger oder granulierter Farbstoffpräparate

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung pulver« fö'rmiger oder granulierter Farbstoff präparat e von Dispersionsfarbstoffen oder Dispersionsaufhellern.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Unter Dispersionsfarbstoffen und -aufhellern versteht man pigmentähnliche Substanzen, die in Form feindisperser und ausreichend stabiler wäßriger Suspensionen zum Färben oder Aufhellen hydrophober Polymersubstrate, wie Polyester, Polyamid, Celluloseester, eingesetzt v/erden. Dazu ist es erforderlich, die nach der Synthese anfallenden Rohpigmente in eine solche Pulver- oder Granulatform umzuwandeln, aus der durch einfaches Einrühren in Wasser die erforderlichen hochdispersen Farbstoff- bzw. Aufhellersuspensionen entstehen. Die Erzeugung des hochdispersen Zustandes ist die

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qualitätsentscheidende Etappe bei der Herstellung von Dispersionsfarbstoffen und Dispersionsaufhellern, Gegenüber den sogenannten Flüssigmarken, bei denen die Handelsform eine konzentrierte wäßrige Suspension der Farbstoffe bzw* Aufheller ist, kommt bei der Produktion von Pulver- bzw* Granulatmarlten noch erschwerend hinzu, daß sich der hochdisperse Zustand der Farbstoff- bzw. Aufhellertdgmente beim Trooknungsprozeß nioht verändern darf.

Zur Erzeugung der erforderlichen Feinverteilung werden die nach der Synthese anfallenden grobdispersen Niederschläge der entsprechenden Farbstoff- bzw. Aufhellerpigmente säure- und elektrolytfrei gewaschen und anschließend der Haßfeinstmahlung unterzogen. Als Mahlaggregat verwendet man in der Regel sehne Häufende Rührwerksmühle η mit Quarz-, Glas- oder Kunstharzperlen als Mahlkörper. Bei der Mahlung werden Dispergiermittel zugesetzt, die wesentlichen Einfluß auf die Mahlintensität haben und das entstehende Feinkorn des Farbstoffes bzw. Aufhellers vor Reagglomeration, Reaggregation und Rekristallisation schützen. Bei der Herstellung von Pulver- bzw. Granulatmarken muß der Anteil an wasserlöslichem Dispergiermittel so bemessen sein, daß sich beim Trocknen um die Färbstoffpartikel eine isolierende Schutzhülle aus Dispergiermittel bildet, die das Zusammensintern des Farbstoff- baw. Aufhellerfeinkorns verhindert. Wird das getrocknete Pulver bzw. Granulat später wieder mit Wasser in Berührung gebracht, lösen sich diese Zwischenschichten heraus und legen das Feinkorn frei.

Gegenüber der Herstellung von FlüsSigmarken, für die in der Patentliteratur eine große Zahl von Verbindungen als Dispergiermittel beschrieben werden, eignen sich zur Herstellung von Pulver- bzw. Granulatmarken nur verhältnismäßig v/enige Typen von Dispergiermitteln.

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Am gebräuchlichsten sind Kondensationsprodukte von Naphthalin-{sulfonsäuren mit Formaldehyd, Dispergiermittel auf Basis von Ligninsulfonaten und Kondensationsprodukte aus Kresol, formaldehyd, Natriumsulfit und dem Natriumsalz der 2-Naphtho1-6-sulfonsäure (Schäffersalz), deren Herstellung im FIAT-Report 1013 beschrieben ist. Namentlich Dispergiermittel, die naoh der zuletzt genannten Literatur st eile hergestellt werden, haben sich bei der Naßmahlung vieler Dispersionsfarbstoffe bewährt» In der Regel arbeitet man mit Gemischen dieses Dispergatortyps und den zuerst erwähnten Kondensationsprodukten von Naphthalinsulfonsäuren mit Formaldehyd, Nachteile der im I¹IAT-Report 1013 beschriebenen Dispergiermittel sind:

- die relativ große Tendenz zur Nachkondensation bei thermischer Belastung; das begrenzt die Trocknungstemperatur der Farbstoff- bzw. Aufhellersuspension, da sonst Partikelagglomerationen auftreten

- die tiefe Eigenfarbe der Produkte, die sich besonders bei optischen Aufhellern sehr störend bemerkbar macht und deren Einsatz oft ausschließt

« der relativ hohe Gehalt an Rest-Sulfiten im Produkt, die bei empfindlichen Azofarbstoffen zu sogenannten Verkochungserscheinungen beim Färbeprozeß fü>ren können

- der Umstand, daß eine ausreichende Stabilität der Farbstoffbzw. Aufhellersuspensionen beim Applikationsprozeß im allgemeinen nur bei Einsatz verhältnismäßig hoher Mengen dieser Dispergiermittel zu erreichen ist; dadurch treten die bereits genannten Nachteile (intensive Eigenfarbe, Gehalt an reduzierender Substanz, Tendenz zur Teilchenagglomeration beim Trocknen uswe) besonders unangenehm hervor

- die bei bestimmten Farbstoffen bzw, Aufhellersub stanzen sehr niedrige Intensität des Naßmahlprozesses·

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Ähnliche Dispergiermittel, die im Gegensatz zu den im FIAT-Beport 1013 beschriebenen ihre Dispergierwirkung auoh im neutralen und sauren Milieu beibehalten, werden erhalten, wenn bei der Synthese anstelle des Schaffersalzes 2-Naphthol in Mengen bis zu 30 Masse-Teilen pro 100 Masse-Teile Kresol eingesetzt und die Umsetzung in Wasser als Lösungsmittel bei Normaldruok vorgenommen wird (DE-OS 2 439 878)» Werden darüber hinaus gehende Mengen an 2~Naphthol eingesetzt, sollen Kondensationsprodukte entstehen, deren Dispergierwirlcung insbesondere unter den Bedingungen der Hoohtemperaturfärberei wieder zurüokgeht«

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung pulverförmiger oder granulierter Farbstoffpräparate von Dispersionsfarbstoffen oder -aufhe Hern unter Verwendung von Dispergiermitteln, die eine vergleichbar gute Kombinierbarkeit mit Kondensationsprodukten aus Naphthalinsulfonsäuren und Formaldehyd besitzen, wie die nach dem FIAT-Report 1013 und der DE-OS 2 439 878 hergestellten, die aber die Nachteile des Standes der Technik nicht oder nur in vermindertem Umfange aufweisen»

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es wurde gefunden, daß das gestellte Ziel in hervorragender Weise erreicht wird, wenn bei der Naßfeinstmahlung aus Phenol, Natriumsulfit, Formaldehyd und 2-Naphthol durch Umsetzung in wäßriger Lösung im Verhältnis von etwa 3 Mol Formaldehyd pro Mol Phenol, etwa 1,2 Mol Natriumsulfit pro Mol Phenol, etwa 120 Masse-Teilen 2-Naphthol pro 100 Masse-Teile Phenol und 400 bis ^00 Masse-Teilen Wasser pro 100 Masse-Teile Phenol in einem verschlossenen Reak-bor turber Rühren Ъеі Temperaturen

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zwischen 110 und 130 ⁰G und dem sioh dabei einstellenden Eigendruok erhaltene Kondensationsprodukte als Dispergiermittel eingesetzt werden.

Bie höchste Intensität des Mahlprozesses wird bereits bei Verwendung von 10 biß 15 % Trockenmasse der so erhaltenen Kondensationsprodukte bezogen auf Trockensubstanz Rohfarbstoff erreicht. Da gewöhnlich die Bestwerte für die Mahlintensität und die hydrothermische Stabilität der Färbstoffpräparate bei ihrer Anwendung nioht bei dem gleiohen Dispergatoranteil erreicht werden, arbeitet man vorteilhaft so, daß zunächst die für den Mahlproseß optimale Dispergatormenge eingesetzt und die Differenzmenge zur GewährIeistung einer optimalen thermischen Dispersionsstabilität, bevorzugt nochmals die gleiche Menge des Dispergators, erst dann ergänzt wird, wenn die erforderliche Kornverteilung erreicht ist.

Die wesentlich größere Wirksamkeit der erfindungsgemäß eingesetzten Dispergiermittel gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten führt zu einer Verringerung der erforderHohen Mahlgänge. Da zudem auf Grund des gegenüber dem Stand der Technik geringeren Dispergatoranteils pro Mahlgang ein kleineres Suspensionsvolumen durchgesetzt werden muß, ergibt sich insgesamt eine signifikante Erhöhung der Raum-Zeit-Ausbeute bei dieser Verfahrensstufe der Färbstoffpräparatherstellung·

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich auch von reduktionsempfindlichen Azofärbstoffen Färbstoffpräparate herstellen, da auf Grund des Restsulfitgehalts von weniger als 0,05 Masse-$ im verwendeten Dispergiermittel Verkochungserscheinungen praktisch ausgeschaltet sind. Ein weiterer Vorteil ergibt sioh daraus, daß die erfindungsgeraäß verwendeten Dispergiermittel eine deutlich verminderte Neigung zur Nachkondensation zeigen, wodurch die ausgemahlenen Dispersfarbstoff- bzw« Dispersaufhellersuspensionen bei höheren Temperaturen ohne

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negative Veränderung ihres Kornverteilungsspektrums getrocknet werden können, als das bei Einsatz der aus dem Stand der Teohnik bekannten Dispergiermittel mb'glioh ist«

Sofern erforderlioh können bei der Naßmahlung neben dem Dispergiermittel handelsübliche Entschäumer zugesetzt werden.

Nach Erreichung der erforderlichen Kornverteilung und Zugabe des zur Gewährleistung einer optimalen thermisohen Dispersionsstabilität erforderlichen Restes an Dispergiermittel werden der Mahlsuspension sogenannte Stellmittel, wie Kondensationsprodukte aus Naphthalinsulfonsäure und Formaldehyd, bevorzugt ік einer solchen Menge zugegeben, daß der Farbstoff- bzw· Aufhelleranteil im Farbstoffpräparat etwa 40 Masse-% bezogen auf Trockensubstanz beträgt.

Die so bereitete Suspension wird nunmehr auf übliche Weise getrocknet, vorzugsweise sprühgetrocknet.

Das nachfolgende Beispiel dient der näheren Erläuterung der Erfindung, ohne diese hierauf beschränken zu wollen«

Ausführung sbe i spie 1

30 g des Farbstoffes C, I, Disperse Orange 30 in Form eines Preßkuchens mit etwa 30 Masse-$ Fe ststoffgehalt werden mit 6,4 g eines durch vierstündiges Erhitzen von 300 ml Wasser, 94 g Phenol, 151 g Na₂SO₃, 115 g 2-Naphthol und 300 g einer 30 #igen wäßrigen Formalin-Lösung in einem 2 1-Laborautoklaven auf 110 ⁰C als braune, leicht viskose Flüssigkeit mit etwa 45 blasse-^ Fe st stoff gehalt erhaltenen Kondensationsproduktes und 0,8 g Iriisopropy!phosphat in einer Laborperlmühle vom Typ "Molinex" mit 1450 U«min""¹ solange vermählen, bis 40 % des Farbstoffs in einer Korngröße І2 jm vorliegen. Die Kornverteilung wird mittels einer an anderer Stelle zu beschreibenden Zentrifugalsedimentationsmethode verfolgt« Der ge-

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wünschte Kornverteilungsgrad ist nach 75 Minuten erreicht» Danach werden der Suspension noohmals 6,4 g des obigen Kondensationsproduktes zugesetzt und durch Eühren verteilt» Anschließend wird der Suspension so viel eines Kondensationsproduktes aus Kaphthalin-2-sulfonsäure und Formaldehyd zugegeben, daß der Färbstoffanteil an der Trockensubstanz 40 Masse-$ beträgt·

Bie derart eingestellte Suspension wird von den Mahlkörpern getrennt und in einem laborzerstMubungstrookner vom Typ "Mro-Atomizer" mit 160 ⁰O Eingangstemperatur und 90 ⁰O Ausgangstemperatur sprühgetrocknet» Der so erhaltene pulverförmige Dispersionsfarbstoff entspricht in allen anwendung stechnisohen Parametern dem Stand der Technik, Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren ergibt sioh ein um das Vier- bis Fünffache höherer Raum-Zeit-Durchsatz bei kontinuierlicher Mahlung»

Die überlegene Wirksamkeit des erfindungsgemäß verwendeten Dispergators zeigt folgender Vergleichs Jeweils 100 Teile des Dispersionsfarbstoffes C» I» Disperse Orange 30 werden mit 0,2 Teilen Triisopropylphosphat und 50 Teilen (jeweils bezogen auf Trockensubstanz) eines Dispergiermittels 90 Minuten in der

—1 baborperlmühle "Molinex" mit 1450 U-min vermählen* Mach der Mahlung wird mit einem Kondensationsprodukt aus Haphthalin-2-sulfonsäure und Formaldehyd so eingestellt, daß der Farbstoffanteil an der Trockensubstanz 40 Masse-% beträgt» Die so bereiteten Suspensionen werden wie oben angegeben im Laborzerstäubungstrockner sprühgetrocknet» Von den sprühgetrockneten Proben werden mittels der erwähnten Zentrifugalsedimentationsmethode die Feinkornanteile (Partikeldurchmesser І2 лш) vor (F) und nach thermischer Belastung (F¹) bestimmt» Die erhaltenen Werte und die daraus errechneten thermischen Dispersionsstabilitäten DS

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ds - ι - £~μΐ

sind nachfolgend zusammengestellt}

Dispergiermittel P I^й DS

erfindungsgemäß verwendetes gemäß FIAT-Eeport 1013

gemäß DE-OS 2 439 878, Beispiel 1

53	,7	43	,5	0	,81
36	,6	23	,4	0	,64
36	,6	23	,3	0	,64

Claims (4)

- 9 - 1965 WP С ОУ В/214 088 Erfindungsanspruch

1. Verfahren zur Herstellung pulverförmiger oder granulierter Farbstoffpräparate von Dispersionsfarbstoffen oder Dispersionsaufhellern durch Naßmahlung der bei der Synthese anfallenden Rohpigmente in Gegenwart елев Kondensationsproduktes, das durch Umsetzung einer phenolischen Komponente, 2-Kaphthol, Natriumsulfit und Formaldehyd erhalten wird, als Dispergiermittel und gegebenenfalls von Entschäumern, Zugabe von Stellmitteln und anschließende (T_x,ruh-)Trocknung, gekennzeichnet dadurch, daß ein Kondensationsprodukt verwendet wird, das durch Umse·¹ sung von Phenol, Natriumsulfit, 2-Naphthol und Formaldehyd in wäßriger Lösung im Verhältnis von etwa 3 Mol Formaldehyd pro Mol Phenol, etwa 1,2 Mol Natriumsulfit pro Mol Phenol, etwa 120 Masse-Teilen 2-Naphthol pro 100 Masse-Teile Phenol und 400 bxs 600 Masse-Teilen Wasser pro 100 Masse-Teile Phenol in einem verschlossenen Reaktor unter Rühren bei Temperaturen zwischen 110 und 130 °0 und dem sich dabei einstellenden Eigendruck erhalten wird.

2. Verfahren na^h Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Dispergiermittel zunächst nur In einer zur Erzielung der höchsten Mahlintensität erforderlichen Menge zugesetzt und nach Erreichung der gewünschten Teilchengröße der Farbstoff- bzw. Aufhellerpartikel eine weitere, zur Gewährleistung einer optimalen thermischen Dispersionsstabilität notwendige Menge des Dispergiermittels zugegeben wird.

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3· Verfahren naoh den Punkten 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Dispergiermittel zunächst in einer Menge von 10 bis 15 # Trockenmasse bezogen auf die Trockensubstanz des Parbstoffes bzw, Aufhellers ztxgesetzt und nach Erreichung der gewünschten Teilchengröße noohmals eine Menge von 10 bis 15 Masse-% des Dispergiermittels zugegeben wird»

4» Verfahren nach den Punkten 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß das Dispergiermittel und die weiteren Hilfsmittel in einer solchen Gesamtmenge zugegeben werden, daß der Farbstoff- bzw. Aufhelleranteil im farbstoffpräparat etwa 40 Masse-$ bezogen auf Trockensubstanz beträgt«