DE102008054531A1

DE102008054531A1 - Mischungen von Dispersionsfarbstoffen

Info

Publication number: DE102008054531A1
Application number: DE102008054531A
Authority: DE
Inventors: Adrian Murgatroyd; Clemens Grund; Klaus-Wilfried Wanken; Hartwig Jordan
Original assignee: Dystar Textilfarben GmbH and Co Deutschland KG
Current assignee: Dystar Colours Distribution GmbH
Priority date: 2008-12-11
Filing date: 2008-12-11
Publication date: 2010-06-17
Also published as: TW201022374A; CN102245713A; HK1158243A1; KR20110100195A; PT2376579E; EP2376579A2; BRPI0922441B1; WO2010066587A3; BRPI0922441A2; MX2011006223A; KR101670102B1; WO2010066587A2; CN102245713B; EP2376579B1; JP5613170B2; TWI470035B; JP2012514051A; ES2396925T3

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Farbstoffmischungen, die mindestens einen Farbstoff der Formel (I) $F1 und mindestens einen Farbstoff der Formel (II) $F2 enthalten, worin R, R, Rund X wie in Anspruch 1 angegeben definiert sind, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung.

Description

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Dispersionsfarbstoffe zum Färben von hydrophoben Textilmaterialien.
Aus der JP 7-331104 und der JP 10-077583 sind bereits Mischungen von Phenylazo- mit Pyridonazo-Dispersionsfarbstoffen bekannt.
Es wurde nun gefunden, dass die nachfolgend beschriebenen Mischungen im Vergleich zu den bekannten Mischungen verbesserte Eigenschaften hinsichtlich Wasch- und Kontaktechtheiten von Polyester- und speziell Polyester-Elasthan-Färbungen aufweisen. Eine weitere Verbesserung kann mit den beschriebenen Mischungen beim Aufbauvermögen der Färbungen von Polyester- und Polyester-Elasthan-Materialien erzielt werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Farbstoffmischung, die mindestens einen Farbstoff der Formel (I)
worin
R¹ (C₁-C₄)-Alkyl oder (C₁-C₄)-Alkoxy-(C₁-C₄)-alkyl; und
R² (C₁-C₄)-Alkoxy;
bedeuten;
und mindestens einen Farbstoff der Formel (II)
worin
X Chlor oder Brom; und
R³ (C₁-C₄)-Alkyl;
bedeuten;
enthält.
(C₁-C₄)-Alkyl-Gruppen können geradkettig oder verzweigt sein und bedeuten beispielsweise Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, i-Butyl oder tert.-Butyl. Bevorzugt sind Methyl und Ethyl.
Analoges gilt für (C₁-C₄)-Alkoxy-Gruppen, so dass Methoxy und Ethoxy bevorzugt sind.
Beispiele für (C₁-C₄)-Alkoxy-(C₁-C₄)-alkyl sind Methoxymethyl, Ethoxymethyl, Ethoxyethyl, Methoxyethyl und Isopropoxypropyl,
Besonders bevorzugt bedeuten R¹ Ethyl, R² Methoxy und R³ Methyl.
X bedeutet bevorzugt Brom.
Bevorzugte Farbstoffmischungen enthalten die Farbstoffe der Formeln (I) und (II) in Mengen von jeweils 1 bis 99 Gew.-%, besonders bevorzugt in Mengen von jeweils 20 bis 80 Gew.-%. Ganz bevorzugte Farbstoffmischungen enthalten den Farbstoff der Formel (I) in Mengen von 30 bis 45 Gew.-% und den Farbstoff der Formel (II) in Mengen von 55 bis 70 Gew.-%.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Farbstoffmischungen außer den Farbstoffen der Formeln (I) und (II) keine weiteren Farbstoffe oder weitere Farbstoffe nur in Mengen bis zu 2 Gew.-%, insbesondere 0,01 bis 2 Gew.-%.
Die erfindungsgemäßen Farbstoffmischungen können durch mechanisches Mischen der Farbstoffe der Formeln (I) und (II) hergestellt werden. Dabei werden die Mengen insbesondere so gewählt, dass Mischungen gewünschter Zusammensetzungen entstehen.
Die Farbstoffe der Formel (I) sind bekannt und beispielsweise in DE 1932806 beschrieben. Auch die Farbstoffe der Formel (II) sind bekannt und beispielsweise in DE 2548052 beschrieben.
Die erfindungsgemäßen Farbstoffmischungen eignen sich in hervorragender Weise zum Färben und Bedrucken von hydrophoben Materialien, wobei sich die erhaltenen Färbungen und Drucke durch egale Farbtöne und hohe Gebrauchsechtheiten auszeichnen. Hervorzuheben sind gute Wasch- und Kontaktechtheiten, sowie ausgezeichnete Farbaufbaueigenschaften, insbesondere auf Polyester und Polyester-Elasthan-Materialien.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Farbstoffmischungen zum Färben und Bedrucken von hydrophoben Materialien bzw. Verfahren zum Färben oder Bedrucken solcher Materialien in an und für sich üblichen Verfahrensweisen, bei welchen man eine erfindungsgemäße Farbstoffmischung als Farbmittel einsetzt.
Die genannten hydrophoben Materialien können synthetischen oder halbsynthetischen Ursprungs sein. Es kommen beispielsweise Cellulose-2½-acetat, Cellulosetriacetat, Polyamide, Polylactide und insbesondere hochmolekulare Polyester in Betracht. Materialien aus hochmolekularem Polyester sind insbesondere solche auf Basis von Polyethylenterephthalaten oder Polytrimethylentherephthalaten. In Betracht kommen auch Mischgewebe und Mischfasern wie z. B. Polyester-Baumwolle oder Polyester-Elasthan. Die hydrophoben synthetischen Materialien können in Form von Folien oder flächen- oder fadenförmigen Gebilden vorliegen und beispielsweise zu Garnen oder gewebten, gewirkten oder gestrickten Textilstoffen verarbeitet sein. Bevorzugt sind faserförmige Textilmaterialien, die beispielsweise auch in Form von Mikrofasern vorliegen können.
Das Färben gemäß erfindungsgemäßer Verwendung kann in an sich bekannter Weise erfolgen, vorzugsweise aus wässriger Dispersion, gegebenenfalls in Gegenwart von Carriern, zwischen 80 bis ca. 110°C nach dem Ausziehverfahren oder nach dem HT-Verfahren im Färbeautoklav bei 110 bis 140°C, sowie nach dem sogenannten Thermofixierverfahren, wobei die Ware mit der Färbeflotte geklotzt und anschließend bei etwa 180 bis 230°C fixiert wird.
Das Bedrucken der genannten Materialien kann in an sich bekannter Weise so durchgeführt werden, dass die erfindungsgemäßen Farbstoffmischungen einer Druckpaste einverleibt werden und die damit bedruckte Ware zur Fixierung des Farbstoffes, gegebenenfalls in Gegenwart eines Carriers, bei Temperaturen zwischen 180 bis 230°C mit HT-Dampf, Druckdampf oder Trockenhitze behandelt wird.
Die erfindungsgemäßen Farbstoffmischungen sollen bei ihrer Anwendung in Färbeflotten, Klotzflotten oder Druckpasten in möglichst feiner Verteilung vorliegen. Die Feinverteilung der Farbstoffe erfolgt in an sich bekannter Weise dadurch, dass man sie zusammen mit Dispergiermitteln in einem flüssigen Medium, vorzugsweise in Wasser, aufschlämmt und die Mischung der Einwirkung von Scherkräften aussetzt, wobei die ursprünglich vorhandenen Farbstoffteilchen mechanisch so weit zerkleinert werden, dass eine optimale spezifische Oberfläche erreicht wird und die Sedimentation des Farbstoffes möglichst gering ist. Dies geschieht in geeigneten Mühlen, wie Kugel- oder Sandmühlen. Die Teilchengröße der Farbstoffe liegt im Allgemeinen zwischen 0,1 und 5 μm, vorzugsweise bei etwa 1 μm.
Die bei dem Mahlvorgang mitverwendeten Dispergiermittel können nichtionogen oder anionaktiv sein. Nichtionogene Dispergiermittel sind beispielsweise Umsetzungsprodukte von Alkylenoxiden, wie zum Beispiel Ethylen- oder Propylenoxid mit alkylierbaren Verbindungen, wie zum Beispiel Fettalkoholen, Fettaminen, Fettsäuren, Phenolen, Alkylphenolen und Carbonsäureamiden. Anionaktive Dispergiermittel sind beispielsweise Ligninsulfonate, Alkyl- oder Alkylarylsulfonate oder Alkyl-aryl-polyglykolethersulfate.
Die so erhaltenen Farbstoffzubereitungen sollen für die meisten Anwendungen gießbar sein. Der Farbstoff- und Dispergiermittelgehalt ist daher in diesen Fällen limitiert. Im Allgemeinen werden die Dispersionen auf einen Farbstoffgehalt von bis zu 50 Gewichtsprozenten und einen Dispergiermittelgehalt von bis zu etwa 25 Gewichtsprozent eingestellt. Aus ökonomischen Gründen werden Farbstoffgehalte von 15 Gewichtsprozent meist nicht unterschritten.
Die Dispersionen können auch noch weitere Hilfsmittel enthalten, beispielsweise solche, die als Oxidationsmittel wirken, wie zum Beispiel Natrium-m-nitrobenzol-sulfonat oder fungizide Mittel, wie zum Beispiel Natrium-o-phenyl-phenolat und Natriumpentachlorphenolat und insbesondere sogenannte „Säurespender”, wie zum Beispiel Butyrolacton, Monochloracetamid, Natriumchloracetat, Natriumdichloracetat, das Na-Salz der 3-Chlorpropionsäure, Halbester der Schwefelsäure wie zum Beispiel Laurylsulfat, sowie Schwefelsäureester von oxethylierten und oxypropylierten Alkoholen, wie zum Beispiel Butylglykolsulfat.
Die so erhaltenen Farbstoffdispersionen können sehr vorteilhaft zum Ansatz von Färbeflotten und Druckpasten verwendet werden.
Für gewisse Anwendungsbereiche werden Pulvereinstellungen bevorzugt. Diese Pulver enthalten den Farbstoff, Dispergiermittel und andere Hilfsmittel, wie beispielsweise Netz-, Oxidations-, Konservierungs- und Entstaubungsmittel und die oben genannten „Säurespender”.
Ein bevorzugtes Herstellungsverfahren für pulverförmige Farbstoffzubereitungen besteht darin, dass den oben beschriebenen flüssigen Farbstoffdispersionen die Flüssigkeit entzogen wird, zum Beispiel durch Vakuumtrocknung, Gefriertrocknung, durch Trocknung auf Walzentrocknern, vorzugsweise aber durch Sprühtrocknung.
Zur Herstellung der Färbeflotten werden die erforderlichen Mengen der oben beschriebenen Farbstoffeinstellungen mit dem Färbemedium, vorzugsweise mit Wasser, so weit verdünnt, dass sich für die Färbung ein Flottenverhältnis von 1:5 bis 1:50 ergibt. Zusätzlich werden den Flotten im Allgemeinen weitere Färbereihilfsmittel, wie Dispergier-, Netz- und Fixierhilfsmittel zugesetzt. Durch Zugabe von organischen und anorganischen Säuren wie Essigsäure, Bernsteinsäure, Borsäure oder Phosphorsäure wird ein pH-Wert von 4 bis 5, vorzugsweise 4,5, eingestellt. Es ist vorteilhaft, den eingestellten pH-Wert abzupuffern und eine ausreichende Menge eines Puffersystems zuzusetzen. Ein vorteilhaftes Puffersystem ist zum Beispiel das System Essigsäure/Natriumacetat.
Soll die Farbstoffmischung im Textildruck verwendet werden, so werden die erforderlichen Mengen der oben genannten Farbstoffeinstellungen in an sich bekannter Weise zusammen mit Verdickungsmitteln, wie zum Beispiel Alkali-Alginaten oder dergleichen, und gegebenenfalls weiteren Zusätzen, wie zum bespiel Fixierbeschleunigern, Netzmitteln und Oxidationsmitteln, zu Druckpasten verknetet.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch Tinten für den digitalen Textildruck nach dem Ink-Jet Verfahren, die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie eine erfindungsgemäße Farbstoffmischung enthalten.
Die erfindungsgemäßen Tinten sind bevorzugt wässrig und enthalten erfindungsgemäße Farbstoffmischungen beispielsweise in Mengen von 0,1 bis 50 Gew.-%, bevorzugt in Mengen von 1 bis 30 Gew.-% und besonders bevorzugt in Mengen von 1 bis 15 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte.
Daneben enthalten sie insbesondere von 0,1 bis 20 Gew.-% eines Dispergiermittels. Geeignete Dispergiermittel sind dem Fachmann bekannt, im Handel erhältlich und schließen beispielsweise sulfonierte oder sulfomethylierte Lignine, Kondensationsprodukte aus aromatischen Sulfonsäuren und Formaldehyd, Kondensationsprodukte aus gegebenenfalls substituiertem Phenol und Formaldehyd, Polyacrylate und entsprechende Copolymere, modifizierte Polyurethane und Umsetzungsprodukte von Alkylenoxiden mit alkylierbaren Verbindungen, wie beispielsweise Fettalkoholen, Fettaminen, Fettsäuren, Carbonsäureamiden und gegebenenfalls substituierten Phenolen ein.
Weiterhin können die erfindungsgemäßen Tinten die üblichen Zusatzstoffe enthalten, wie beispielsweise Viskositätsmoderatoren um Viskositäten im Bereich von 1,5 bis 40,0 mPas in einem Temperaturbereich von 20 bis 50°C einzustellen. Bevorzugte Tinten haben eine Viskosität von 1,5 bis 20 mPas und besonders bevorzugte Tinten haben eine Viskosität von 1,5 bis 15 mPas.
Als Viskositätsmoderatoren eignen sich rheologische Additive, wie beispielsweise Polyvinylcaprolactam, Polyvinylpyrrolidon sowie deren Co-Polymere, Polyetherpolyol, Assoziativverdicker, Polyharnstoff, Natriumalginate, modifizierte Galaktomannane, Polyetherharnstoff, Polyurethan und nichtionogene Celluloseether.
Als weitere Zusätze können die erfindungsgemäßen Tinten oberflächenaktive Substanzen zur Einstellung von Oberflächenspannungen von 20 bis 65 mN/m, die in Abhängigkeit von dem verwendeten Verfahren (Thermo- oder Piezotechnologie) gegebenenfalls angepasst werden.
Als oberflächenaktive Substanzen eignen sich beispielsweise Tenside aller Art, bevorzugt nichtionogene Tenside, Butyldiglykol und 1,2-Hexandiol.
Weiterhin können die Tinten noch übliche Zusätze, wie beispielsweise Stoffe zur Hemmung des Pilz- und Bakterienwachstums in Mengen von 0,01 bis 1 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Tinte enthalten.
Die erfindungsgemäßen Tinten können in üblicher Weise durch Mischen der Komponenten in Wasser hergestellt werden.
Beispiel 1

a) 38,7 Teile des Farbstoffs (Ia)
werden mit 61,3 Teilen des Farbstoffs (IIa)
in Form der wasserfeuchten Preßkuchen werden in 150 ml Wasser mit 70 g eines Ligninsulfonats, Na-Salz versetzt und mit Schwefelsäure auf pH-Wert 6 bis 8 gestellt. Anschließend wird in einer Perlmühle bis zur Teilchengröße (Durchmesser) von 0,1–5 Mikrometer gemahlen. Diese Dispersion wird mit weiteren 65 g eines Ligninsulfonats standardisiert und in einem Sprühtrockner getrocknet.
b) 2 g der gemäß a) erhaltenen Farbstoffmischung wird bei 40–50°C in 100 ml Wasser dispergiert. Aus 11,5 ml dieser wässrigen Dispersion, 57,5 ml deionisiertem Wasser und 1,2 ml Pufferlösung (pH 4,5) wird ein Färbebad bereitet, in das man ein Stück Polyester von 5 g einbringt. Es wird auf 130°C erwärmt und 45 Minuten bei 130°C in einer Werner Mathis Hochtemperaturfärbemaschine gehalten. Nach Spülen mit Wasser und reduktiver Nachreinigung, ist das Polyestermaterial in einem gelbbraunen Farbton mit ausgezeichneten Waschechtheiten gefärbt. Eine besonders interessante Eigenschaft dieser Mischung ist das ausgezeichnete Aufbauverhalten of Polyester und Polester-Mikrofaser. Auf Polyester-Mikrofaser ist proportional mehr von der Mischung einzusetzen, um eine vergleichbare Farbstärke zu erreichen, wie auch konventionellem Polyester.

Beispiel 2
38,7 Teile des Farbstoffs (Ib)
werden mit 61,3 Teilen des Farbstoffs (IIa)
in Form der wasserfeuchten Preßkuchen werden in 150 ml Wasser mit 70 g eines Dispergiermittels auf Basis eines Kondensationsproduktes aus Naphthalinsulfonsäurenatriumsalz und Formaldehyd versetzt und mit Schwefelsäure auf pH-Wert 6 bis 8 gestellt. Anschließend wird in einer Perlmühle bis zur Teilchengröße (Durchmesser) von 0,1–5 Mikrometer gemahlen. Diese Dispersion wird mit weiteren 65 g eines Dispergiermittels auf Basis eines Kondensationsproduktes aus Naphthalinsulfonsäurenatriumsalz und Formaldehyd standardisiert und in einem Sprühtrockner getrocknet.
Mit der so erhaltenen Farbstoffmischung kann gemäß dem in Beispiel 1b) angegebenen Verfahren gefärbt werden.

Analog den Beispielen 1 und 2 können auch die nachfolgenden Mischungen erhalten und Polyester gefärbt werden.

Beispiel	R¹	R²	R³	X	Mischungsverhältnis Farbstoff (I):(II)
3	Methoxymethyl	Methoxy	Methyl	Cl	30:70
4	Ethyl	Ethoxy	Ethyl	Cl	45:55
5	n-Propyl	Methoxy	Methyl	Br	20:80
6	Ethyl	Methoxy	n-Propyl	Cl	40:60
7	n-Propyl	Ethoxy	Ethyl	Br	75:25
8	Methyl	n-Propoxy	Methyl	Br	80:20
9	n-Butyl	Methoxy	Methyl	Br	65:35
10	Ethyl	n-Butoxy	Ethyl	Cl	35:65
11	Ethyl	Methoxy	n-Butyl	Cl	45:55
12	2-Ethylhexyl	Methoxy	Methyl	Cl	37:63
13	Isopropoxypropyl	Methoxy	Methyl	Br	39:61
14	Ethyl	Methoxy	Methyl	Br	40:60
15	Ethyl	Methoxy	Methyl	Cl	39:61
16	Isopropoxypropyl	Methoxy	Methyl	Cl	38:62
17	2-Ethylhexyl	Methoxy	Methyl	Br	35:65
18	Isopropoxypropyl	Ethoxy	Methyl	Br	20:80
19	n-Butyl	Ethoxy	Methyl	Br	55:45
20	Isopropoxypropyl	Methoxy	Ethyl	Cl	37:63
21	2-Ethylhexyl	Ethoxy	Methyl	Cl	34:66
22	n-Butyl	Methoxy	Methyl	Cl	38:62
23	2-Ethoxyhexyl	Ethoxy	Methyl	Br	33:67
24	n-Propyl	Methoxy	Methyl	Cl	55:45

Beispiel 25
Ein textiles Flächengebilde, bestehend aus Polyester wird mit einer Flotte bestehend aus 50 g/l einer 8%igen Natriumalginatlösung, 100 g/l einer 8–12%igen Kernmehletherlösung und 5 g/l Mononatriumphosphat in Wasser foulardiert und dann getrocknet. Die Flottenaufnahme beträgt 70%.
Auf das so vorbehandelte Textil wird eine nach oben beschriebener Vorgehensweise hergestellte wässrige Tinte, enthaltend
3,5% der Farbstoffmischung gemäß Beispiel 1,
2,5% Dispergiermittel Disperbyk 190,
30% 1,5-Pentandiol,
5% Diethylenglykolmonomethylether,
0,01% Biozid Mergal K9N und
58,99% Wasser
mit einem Drop-on-Demand (Piezo) Inkjet Druckkopf aufgedruckt. Der Druck wird vollständig getrocknet. Die Fixierung erfolgt mittels überhitzten Dampfes bei 175°C während 7 Minuten. Anschließend wird der Druck einer alkalisch reduktiven Nachbehandlung unterzogen, warm gespült und dann getrocknet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 7-331104 [0002]
- JP 10-077583 [0002]
- DE 1932806 [0012]
- DE 2548052 [0012]

Claims

Farbstoffmischung, die mindestens einen Farbstoff der Formel (I)
worin R¹ (C₁-C₄)-Alkyl oder (C₁-C₄)-Alkoxy-(C₁-C₄)-alkyl; und R² (C₁-C₄)-Alkoxy; bedeuten; und mindestens einen Farbstoff der Formel (II)
worin X Chlor oder Brom; und R³ (C₁-C₄)-Alkyl; bedeuten; enthält.
Farbstoffmischung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R¹ Ethyl R² Methoxy und R³ Methyl bedeuten.
Farbstoffmischung gemäß Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass X Brom bedeutet.
Farbstoffmischung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbstoffe der Formeln (I) und (II) in Mengen von jeweils 1 bis 99 Gew.-% enthalten sind.
Farbstoffmischung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbstoffe der Formeln (I) und (II) in Mengen von jeweils 20 bis 80 Gew.-% enthalten sind.
Farbstoffmischung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbstoffe der Formel (I) in Mengen von 30 bis 45 Gew.-% und die Farbstoffe der Formel (II) in Mengen von 55 bis 70 Gew.-% enthalten sind.
Verfahren zur Herstellung einer Farbstoffmischung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbstoffe der Formeln (I) und (II) mechanisch gemischt werden.
Verwendung einer Farbstoffmischung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 zum Färben und Bedrucken von hydrophoben Materialien.
Tinte für den digitalen Textildruck nach dem Ink-Jet Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Farbstoffmischung gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 enthält.