DE2336111A1 - Aqueous printing paste and paint composition - Google Patents
Aqueous printing paste and paint compositionInfo
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Description
233611233611
Dip!.-|ng. P. WirthDip! .- | ng. P. Wirth
Dr. V. Schmied-KowarzikDr. V. Schmied-Kowarzik
Dipl. Ing. G. DannenbergDipl. Ing. G. Dannenberg
Dr. P. WeinhoM, Dr. D. GudelDr. P. WeinhoM, Dr. D. Gudel
6 Frankfurt/M., Gr. Eschenheimer Str. 39 6 Frankfurt / M., Gr. Eschenheimer Str. 39
SANDOZ A.G. .SANDOZ A.G. .
i/Schweizi / Switzerland
Case 150 - 3410Case 150 - 3410
Die vorliegende Erfindung betrifft neue Zusammensetzungen für Druckpasten und Färbeflotten kationischer Farbstoffe hoher Stabilität und geringer Farbstoffagglomeration oder Ausfällung.The present invention relates to new compositions for printing pastes and dye liquors of cationic dyes high stability and low dye agglomeration or precipitation.
Farbstoffkombinationen mit Koazervatbildnern als integrierenden Bestandteilen von Färbeflotten oder Druckpasten sind aus der Literatur bekannt.Dye combinations with coacervate formers as integrating Components of dye liquors or printing pastes are known from the literature.
Als Koazervatbildner bezeichnet man bekannterweise Verbindungen, welche eine Entmischung einer kolloidalen Lösung eines hydrophilen Kolloids in zwei flüssige Phasen bewirken. Die körperreichere Phase wird dabei als Koazervat und die körperärmere als Gleichgewichtsflüssigkeit bezeichnet/ wcbei in beiden Phasen das gleiche Lösungsmittel vorhanden ist. Eine zusammenfassende Darstellung As is known, coacervate formers are compounds which cause a separation of a colloidal solution of a hydrophilic colloid into two liquid phases. The phase richer in body is referred to as the coacervate and the phase poorer in the body as the equilibrium fluid / where the same solvent is present in both phases. A summary presentation
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- 2 - Case 150-3410- 2 - Case 150-3410
dieses Phänomens und eine Aufzählung von koazervierenden Mitteln findet sich z.B. in der Ch-Patentschrift 428 655.this phenomenon and a list of coacervating Agents can be found, for example, in Ch-Patent 428 655.
In der vorgenannten Ch-Patentschrift 428 655 wird auch schon ein Färbeverfahren beschrieben, in welchem wässerige Zubereitungen, die kationische Farbstoffe enthalten, in Gegenwart koazervierender Mittel sowie gegebenenfalls v/eiterer oberflächenaktiver Mittel nach dem Kaltverweilverfahren zum Färben von Polyacrilnitrilfasern angewendet werden. Ebenfalls in den französischen Patentschriften, 1 3Ol 494, 1 312 787, 1 398 369, 1 398 370, 1 398 371 und 1 445 575 befinden sich Hinweise auf Färbeverfahren in Gegenwart von Koazervatbildnern.The aforementioned Swiss patent 428 655 also describes a dyeing process in which aqueous preparations containing cationic dyes are used in the presence of coacervating agents and optionally other surface-active agents by the cold pad process for dyeing polyacrylonitrile fibers. Also in French patents 1 301 494, 1 312 787, 1 398 369, 1 398 370, 1 398 371 and 1 445 575 there are references to dyeing processes in the presence of coacervate formers.
Die vorliegende Erfindung beschreibt nun neue Zusammensetzungen für Druckpasten und Färbeflotten für kationische Farbstoffe zur Erreichung einer hohen Stabilität der Pasten und Flotten und zur Verhinderung einer Farbstoffagglomeration oder Ausfällungen über einen längeren Zeitraum hinweg. Im weiteren wird auch eine sehr gute Netzfähigkeit erzielt, sodass schwankende Druckausfälle, welche beispielsweise bei Aenderung der Druckgeschwindigkeit infolge unterschiedlichen Eindringens des Farbmittels in das Substrat auftreten können, weitgehend vermieden werden. The present invention now describes new compositions for printing pastes and dye liquors for cationic dyes to achieve high stability of the pastes and liquors and to prevent dye agglomeration or precipitation over a prolonged period. Furthermore, a very good wetting ability is achieved, so that fluctuating print failures, which can occur, for example, when the printing speed changes as a result of different penetration of the colorant into the substrate, are largely avoided.
Gegenstand vorliegender Erfindung sind wässerige Druckpasten- oder Färbeflottenzusammensetzungen, v/elche mindestens einen wasserlöslichen kationischen Farbstoff und ein oberflächenaktives anionisches Hilfsmittel in einem Koazervatsystem enthalten.The present invention relates to aqueous printing paste or dye liquor compositions, at least one of them a water soluble cationic dye and an anionic surfactant adjuvant in a coacervate system contain.
Die Erfindung betrifft im v/eiteren die Verwendung dieser Zusammensetzung zum Bedrucken und Färben .von textlien Materialien die Fasern aus Polyacrylnitril enthalten. Das Wesen der vorliegenden Erfindung besteht darin, dassThe invention further relates to the use of this composition for printing and dyeing textile materials which contain fibers made of polyacrylonitrile. The essence of the present invention is that
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- 3 - Case 150-3410- 3 - Case 150-3410
man das aus dem kationaktiven Farbstoff mit dem anionaktiven Hilfsmitteln gebildete Farbstoff-Hilfsmittel-Salz mittels eines Koazervatsysterns, d.h. unter Verwendung eines Koazervatbildners, stabilisiert, "wobei, wie erwähnt, besondere Effekte erzielt werden.one that from the cation-active dye with the anion-active one Auxiliary dye-auxiliary salt formed by means of a coacervate system, i.e. using of a coacervate former, stabilized, "whereby, as mentioned, special effects are achieved.
Weitere in der Färberei übliche Hilfsmittel, wie z.B. Verdickungsmittel, Säuren, Emulgatoren, Textilveredler, Antistatika u.a. können gleichzeitig mitverwendet werden, wenn sie das Gleichgewicht kationischer Farbstoff/Anionisches Hilfsmittel/ Koazervatbildner nicht störend beeinflussen. Other auxiliaries commonly used in dyeing, such as thickeners, Acids, emulsifiers, textile finishers, antistatic agents i.a. can be used at the same time, if they do not interfere with the balance of cationic dye / anionic auxiliary / coacervate former.
Als kationische Farbstoffe kommen vor allem solche mit einer quaternären Ammonium-, Hydrazinium-, Cycloimmoniuin-, Aminoxid oder einer verätherten Hydroxylammoniuirgruppe in Frage. Auch Farbstoffe, welche ein protonisierbares N-Atom enthalten, können eingesetzt werden. Diese Gruppen können die FormelnCationic dyes are mainly those with a quaternary ammonium, hydrazinium, cycloimmonium, Amine oxide or an etherified hydroxylammonium group in Question. Also dyes, which have a protonizable nitrogen atom can be used. These groups can use the formulas
oderor
0R5 (III)0R 5 (III)
haben,to have,
worin R1 für einen gegebenenfalls substituierten Alkylwherein R 1 represents an optionally substituted alkyl
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Case 150-3410Case 150-3410
oder Cycloalkylrest oder zusammen mit R2 und dem benachbarten N-Atorn für einen Heterocyclus,or cycloalkyl radical or together with R 2 and the adjacent N atom for a heterocycle,
P*2 für einen gegebenenfalls substituierten Alkyl- oder Cycloalkylrest oder zusammen mit Ri und dem benachbarten N-Atom für einen Heterocyclus,P * 2 for an optionally substituted alkyl or cycloalkyl radical or together with Ri and the adjacent N atom for a heterocycle,
R3 und R4 jeweils für ein Wasserstqffatoin oder für gleiche oder voneinander verschiedene, gegebenenfalls substituierte Alkyl- oder Cycloalkylreste,R 3 and R 4 each stand for a hydrogen atom or for the same or different, optionally substituted alkyl or cycloalkyl radicals,
R5 für einen gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest, ,R5 for an optionally substituted hydrocarbon radical,,
Rö für einen gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoff rest oder für den Farbstoffrest selbst,Rö for an optionally substituted hydrocarbon rest or for the dye residue itself,
R7 für einen gegebenenfalls substituierten Alkyl- oder Cycloalkylrest,R7 for an optionally substituted alkyl or cycloalkyl radical,
Rs für einen gegebenenfalls substituierten Alkyl- oder Cycloalkylrest,Rs for an optionally substituted alkyl or cycloalkyl radical,
Rg für eine Aminogruppe oder für einen gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest,Rg for an amino group or optionally for one substituted hydrocarbon radical,
R^O ftir einen gegebenenfalls substituierten Kohlenwasserstoffrest, R ^ O for an optionally substituted hydrocarbon radical,
Z für ein Kohlenstoff- oder Stickstoffatom stehen,Z stand for a carbon or nitrogen atom,
Rl zusammen mit R3 und/oderRl together with R3 and / or
R2 zusammen mit R4 und den diesen Substituenten benachbarten N-Atomen,R2 together with R4 and those adjacent to these substituents N atoms,
R5 und Rß oder ffi R5 and Rß or ffi
R5, Rg und R7 zusammen mit dem N-Atom Heterocyclen bilden können und die Gruppe der Formel (IV) den Rest eines mehrgliedrigen, vorzugsweise 5- oder 6-gliedrigen, gesättigten oder teilweise gesättigten, gegebenenfalls weitersubstituierten Ringes und die Gruppe der Formel (V) den Rest eines mehrgliedrigen, vorzugsweise 5- oder 6-gliedrigen ungesättigten, gegebenenfalls substituierten Ringes bedeuten.R5, Rg and R7 together with the N atom form heterocycles can and the group of the formula (IV) is the radical of a multi-membered, preferably 5- or 6-membered, saturated or partially saturated, optionally further substituted ring and the group of the formula (V) the radical of a multi-membered, preferably 5- or 6-membered unsaturated, optionally substituted ring mean.
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Case 150-3Case 150-3
Ausser den vorgenannten Stickstoff-(Amino-)Gruppen enthaltenden kationischen Farbstoffen können erfindungsgemäss auch weitere im breitesten Sinne als kationisch oder basische Farbstoffe bezeichnete Verbindungen erfindungsgemäss verwendet werden.-Solche kationischen Farbstoffe können zur Klasse der Sulfonium, Oxonium, Carbenium, Isothiouronium und anderer bekannter Farbstoffklassen der kationischen Reihe gehören.In addition to the aforementioned cationic dyes containing nitrogen (amino) groups, according to the invention also further compounds according to the invention which are referred to in the broadest sense as cationic or basic dyes - Such cationic dyes can belong to the class of the sulfonium, oxonium, Carbenium, isothiouronium and other known classes of dyes belong to the cationic series.
-Die in den obigen Gruppenformeln genannten Substituenten sind in allgemeinen Ausdrücken beschrieben, für detailliertere Angaben wird auf die einschlägige Literatur über kationische Farbstoffe verwiesen, z. B. auf die Franz. Patente 1325 176 und 1433 060 sowie die Belgischen Patente 630 895, 633 447, 638 438, 639 oder 733 186. In diesen und weiteren Patentschriften befinden sich Angaben darüber, welche Substituenten in den vorgenannten kationischen Gruppen vorhanden sein können.-The substituents mentioned in the group formulas above are described in general terms; for more detailed information, please refer to the relevant literature referenced via cationic dyes, e.g. B. on the French patents 1325 176 and 1433 060 and the Belgian patents 630 895, 633 447, 638 438, 639 or 733 186. In these and other patents there is information about which substituents are present in the aforementioned cationic groups can.
Prinzipiell können aber alle kationaktiven Farbstoffe, die für das Färben von Polyacrylnitril bekannt sind, verwendet werden. Erfindungsgemäss besonders bevorzugt sind kationaktive Farbstoffe aus der Gruppe der Anthrachinon - und Azofarbstoffe.In principle, however, all cation-active dyes that are known for dyeing polyacrylonitrile can be be used. According to the invention, cation-active dyes from the group of the anthraquinones are particularly preferred - and azo dyes.
Es sind dies grösstenteils dieselben kationischen Farbstoffe, wie sie beispielsweise in den vorgenannten Franz. Patenten Nos. 1 433 060 und 1 325 176 oder den belgischen Patenten Nos. 630 895, 633 447, 638 438, 639 981 oder 733 186 beschrieben sind.These are for the most part the same cationic dyes as, for example, in the aforementioned Franz. Patents Nos. 1 433 060 and 1 325 176 or the Belgian patents Nos. 630 895, 633 447, 638 438, 639 981 or 733 186 are described.
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- 6 - Case 150-:- 6 - Case 150-:
Als oberflächenaktive anionische Hilfsmittel kommen vor .allem sulfonierte Naphtalinderivate in Frage, wie z. B. Naphthy lme thandisulfonsäure bzw. deren Alkalisalze wie das Natriumsalz, oder Sulfonsäure-oder Carboxylsäurederivate von Naphthalin selbst, wie beispielsweise im Franz. Patent Kr. 1 4 33 060 beschrieben. Im weiteren können als oberflächenaktive, anionische Hilfsmittel die hochsulfatierten Derivate 'von ungesättigten Fettsäuren oder deren Estern vorzugsweise mit 16 bis 22-C-Atomen, wie beispielsweise von Olein- oder Ricinoleinsäure bzv/. Olein- oder Ricinoleinsäureester v/ie der Methylester sowie auch oxäthylierte Derivate von Phenolen und insbesondere substituierten Phenolen, die mit gesättigten Kohlenwasserstoff resten wie z. B. dem Octyl- oder Isooctylrest substituiert sind, z. B. 30 bis 50 Aethylenoxidresten und 1 bis 2 Carboxylgruppen tragen, verwendet werden. Anlagerung sprodukte von Alkylenoxid und Alkylenimin an Fettalkohole wie Stearylaikohol mit ca. 8 bis 20 Aethylenoxid-, 2-5 Aethylenimin-,welche 1 bis 2 Carboxylgruppen enthalten, sind ebenfalls geeignet.There are surface-active anionic auxiliaries .allem sulfonated naphthalene derivatives in question, such as. B. Naphthyl methane disulfonic acid or its alkali metal salts such as the sodium salt, or sulfonic acid or carboxylic acid derivatives of naphthalene itself, as described, for example, in French Patent Kr. 1 4 33 060. Furthermore, as Surface-active, anionic auxiliaries, the highly sulfated derivatives of unsaturated fatty acids or their Esters preferably with 16 to 22 carbon atoms, such as, for example, of oleic or ricinoleic acid or. Olein or ricinoleic acid esters v / ie the methyl esters and also oxyethylated derivatives of phenols and, in particular, substituted ones Phenols that are left with saturated hydrocarbon such. B. substituted the octyl or isooctyl radical are e.g. B. 30 to 50 ethylene oxide residues and 1 to 2 carboxyl groups can be used. Attachment products of alkylene oxide and alkyleneimine to fatty alcohols such as stearyl alcohol with approx. 8 to 20 ethylene oxide, 2-5 ethyleneimine, which contain 1 to 2 carboxyl groups, are also suitable.
Als Koazervatbildner verwendet man vorzugsweise Anlagerungsprodukte von Aethylenoxid an Phenol oder substituierte Phenole wie beispielsweise Isooctylphenol mit 4 bis 6 Aethylenoxidgruppen. Es können aber auch Koazervatbildner verwendet werden, v/ie sie ijn Franz. Patent Nr. 1 312 787 beschrieben sind.Addition products are preferably used as coacervate formers of ethylene oxide to phenol or substituted phenols such as isooctylphenol with 4 up to 6 ethylene oxide groups. However, coacervate formers can also be used, as described in French Patent No. 1,312,787.
Die erfindungsgemässen Zusammensetzungen enthalten bevorzugt: pro I1OOO Gewichtsteile 0#5 bis 5C Gewichtsteile Farbstoff, 1 bis 20, besonders bevorzugt 5-10 Gewichtsteile eines anionaktiven Hilfsmittels und 1 bis 20, besonders bevorzugt 5-10 Gev/ichtsteile eines Koazervatbildners. The compositions of this invention preferably contain: I 1 OOO per parts by weight 0 # 5 to 5C parts by weight dye, 1 to 20, more preferably 5-10 parts by weight of an anionic auxiliary, and 1 to 20, particularly preferably 5-10 Gev / layer parts of a Koazervatbildners.
Der Druckpaste kann man auch ein Verdickungsmittel v/ie aufgeschlossene Stärke, "Kristallgummi", Johannisbrotoder Guarkernmehl oder deren Derivate zufügen. Als Elektrolyte,insbesondere auch zur pK-Einstellung,kannThe printing paste can also be a thickener v / ie digested starch, "crystal gum", carob or Add guar gum or its derivatives. As electrolytes, in particular also for pK adjustment, can
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- 7 - Case 150-3410- 7 - Case 150-3410
man wie üblich organische oder anorganische Säuren wie Essigsäure, Oxalsäure, Weinsäure, Phosphor-, Schwefel- oder Salzsäure oder deren Ammoniumsalze u.a. verwenden. Der pH-Wert liegt ca. bei 2 bis 7, vorzugsweise bei'4 bis 6. Man färbt bzw. drückt bei Temperaturen von 100C bis 80°C, vorzugsweise bei 15°C bis 300C. Man fixiert wie üblich bei. 100°C bis 150°C, Vorzugsweise bei 100°C bis 110°C in Dampf-Atmosphäre.you can use organic or inorganic acids such as acetic acid, oxalic acid, tartaric acid, phosphoric, sulfuric or hydrochloric acid or their ammonium salts, among others, as usual. The pH is about 2 to 7, preferably to 6 bei'4 are dyed or presses at temperatures of 10 0 C to 80 ° C, preferably at 15 ° C to 30 0 C. It is fixed as usual with . 100 ° C to 150 ° C, preferably at 100 ° C to 110 ° C in a steam atmosphere.
Bei der Herstellung der Druckpaste bzw. Färbeflotte geht man vorzugsweise so vor, dass man den gelösten oder flüssigen
Farbstoff in das wässerige Koazervat, v?elches das anionische, oberflächenaktive Hilfsmittel sowie eventuelle
weitere Hilfsstoffe wie das Verdickungsmittel enthält, einführt.
Man kann aber auch eine andere Reihenfolge wählen.In the preparation of the printing paste or dye liquor, the preferred procedure is to introduce the dissolved or liquid dye into the aqueous coacervate, whichever contains the anionic, surface-active auxiliaries and any other auxiliaries such as the thickener.
But you can also choose a different order.
Durch folgende Beispiele soll die Erfindung weiter erläutert werden, jedoch ohne sie zu beschränken. Teile bedeuten jeweils 'Gewichtsteile, Prozente sind Gewichtsprozente .The invention is to be explained further by the following examples, but without restricting it. Parts mean in each case parts by weight, percentages are percentages by weight .
10 Teile Nonyl-phenyl-pentagIykolather und10 parts of nonyl-phenyl-pentaglycol ether and
50 Teile einer 20 %igen, handelsüblichen, wässerigen Lösung von Ricinoleinsäure- und Oleinsäureestersulfonat-natriumsalz werden in 500 Teilen Verdickung, bestehend aus 22 % Kristallgummi, 13 % aufgeschlossene Stärke und 65 % Wasser mit Hilfe eines Probellerrührers bei Raumtemperatur eingerührt, v/obei sich zwei wässerige Phasen bilden nach dem Grundsatz der Koazervation.50 parts of a 20%, commercially available, aqueous solution of ricinoleic acid and oleic acid ester sulfonate sodium salt are thickened in 500 parts, consisting of 22% crystal rubber, 13% digested starch and 65% water is stirred in at room temperature using a probeller stirrer, v / above two watery phases form according to the principle of coacervation.
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CaseCase
5 Tie Weinsäure 50 %ig werden zugegeben, an-5 Tie tartaric acid 50% is added, otherwise
schliessend werden 8 Tie C.I. Basic Red 44 gelöst in 427 Tie heissem Wasser zugegeben undFinally, 8 Tie C.I. Basic Red 44 solved in 427 Tie hot water and
1000 Tie I die so erhaltene Lösung gut gerührt.1000 Tie I the solution thus obtained was stirred well.
Man erhält eine stabile Farbstofflösung, welche Polyacryl-nitilfas.ern nach konventionellen Methoden in sattem rot färbt«A stable dye solution is obtained, which polyacrylic-nitilfas.ern according to conventional Methods in a deep red color "
Beispiele 2-5Examples 2-5
Mit folgenden Mengen der in der untenstehenden Tabelle I aufgeführten anion-ischen Hilfsmittel werden die gleichen stabilen Lösungen, wie im Beispiel 1 beschrieben, erhalten. The same is achieved with the following amounts of the anionic auxiliaries listed in Table I below stable solutions, as described in Example 1, obtained.
. .TABELLE I. TABLE I
2 10 TIe 70 %ige wässerige Lösung (handelsüb2 10 TIe 70% aqueous solution (commercially available
lich) eines Arylsulfonsäure / Dihydroxydi-' arylsulfon-Formaldehydkondensats (Na-SaIz)lich) an arylsulfonic acid / dihydroxydi- ' aryl sulfone formaldehyde condensate (sodium salt)
3 5 TIe handelsübliches Formaldehyd-Naphtalin-3 5 TIe of commercially available formaldehyde naphthalene
sulfonsäurekondensat (Na-SaIz)sulfonic acid condensate (sodium salt)
4 10 TIe 70 %ige wässerige Lösung, (handelsüb4 10 TIe 70% aqueous solution, (commercially available
lich) eines Laurylpolyglykoläthersulfats (Na-SaIz)Lich) of a lauryl polyglycol ether sulfate (sodium salt)
5 10 TIe 70 %ige wässerige Lösung (handelsüb5 10 TIe 70% aqueous solution (commercially available
lich) eines Dodecylbenzolsulfonats (Na-SaIz)lich) of a dodecylbenzenesulfonate (sodium salt)
In den Beispielen 2-5 wird die Zugabe von Wasser am Ende der Zubereitung jeweils so gev/ählt, dass die Gesainntmenge 1000 Teile beträgt.In Examples 2-5, the addition of water at the end of the preparation is in each case chosen so that the total amount 1000 parts.
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" 9 " Case 150-3410" 9 " Case 150-3410
Beispiele 6-15Examples 6-15
Mit den folgenden Mengen der in untenstehender Tabelle II aufgeführten Farbstoffe, werden erfindungsgemasse Farbstoff lösung en anderer basischer Farbstoffe erhalten.The dyes according to the invention are obtained with the following amounts of the dyes listed in Table II below obtained solutions of other basic dyes.
■ TABELLE II■ TABLE II
Beispiel Farbstoff (und Menge) , jeweils handelsübliche Ware Example of dye (and amount), in each case commercially available goods
6 20 Tie C.I. Basic yellow 13 (200 %ig)6 20 Tie C.I. Basic yellow 13 (200%)
7 25 Tie C.I. Basic orange 377 25 Tie C.I. Basic orange 37
8 20 Tie C.I. Basic orange 138 20 Tie C.I. Basic orange 13
9 20 Tie CI. Basic orange 389 20 Tie CI. Basic orange 38
10 15 Tie CI. Basic red 27 (200 %ig)10 15 Tie CI. Basic red 27 (200%)
11 20 Tie CI. Basic violet 3111 20 Tie CI. Basic violet 31
12 25 Tie CI. Basic blue - 4112 25 Tie CI. Basic blue - 41
13 40 Tie C.I. Basic blue 2213 40 Tie C.I. Basic blue 22
14 40 Tie C.I. Basic blue 7314 40 Tie C.I. Basic blue 73
15 25 Tie CI. Basic blue 315 25 Tie CI. Basic blue 3
Die zum Auffüllen auf 1000 Teile benötigte Menge Wasser ergibt sich jeweils aus der Differenz obiger Mengenangaben und der im Beispiel 1 genannten Farbstpffmenge.The amount of water required to make up to 1000 parts results from the difference between the above amounts and the amount of dye mentioned in Example 1.
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