DE2447347C2 - Präparate von Dispersionsfarbstoffen, deren Herstellung und Verwendung - Google Patents

Description

Für praktisch sämtliche Färbeverfahren, bei denen Dispersionsfarbstoffe zur Anwendung kommen, ist die Feinverteilung der Farbstoffe in der Färberflotte oder Orackpaste für deren Verwendbarkeit entscheidend. Nach bekannten Verfahren wird die Feinverteilung von etwa 0,1—5 Mikron, die beispielsweise für die wäßrige Ausziehfärbung von hydrophoben Fasermaterialien erforderlich ist, durch Mahlung der Dispersionsfarbstoffe in Gegenwart von Tensiden erreicht (GB 6 54 795; US 27 68 054; CH 4 96 770; CH 4 98 908). Diese mechanische Zerkleinerung, beispielsweise in Knetern oder schnellaufenden Rührwerksmühlen, erfordert einen hohen Aufwand an Energie, Zeit und Apparaturen bei gleichzeitig geringer Raum-Zeit-Ausbeute.

Es wurde nun gefunden, daß man auf einfache Weise rieselfähige, nicht staubende Präparate von Dispersionsfarbstoffen, die in wäßrigen oder organischen Färbeflotten oder Druckpasten zu feinteiligen Farbstoffdispersionen zerfallen, erhält, indem man mindestens einen Dispersionsfarbstoff bei einer Temperatur höher 50⁰C, vorzugsweise 80— 160⁰C. in der Schmelze eines oder mehrerer, in dem vorgesehenen Anwendungsmedium löslicher Harnstoffe löst und die Schmelze unier Formgebung abkühlt.

Erfindungsgegenstand sind daher die in den Ansprüchen 1 und 2 genannten Präparate, deren Herstellung (Anspruch 3) und Verwendung (Anspruch 4).

Aus den deutschen Offenlegungsschriften 16 19 375 und 23 22 308 waren zuvor bereits rieselfähige und staubarme Harnstoffpräparationen von wasserlöslichen Farbstoffen bekannt, jedoch konnte in keiner Weise erwartet werden, daß sich diese Formierungsart auch erfolgreich auf Dispersionsfarbstoffe übertragen läßt, d. h., daß sich diese wasserunlöslichen Farbstofftypen ohne die sonst übliche mechanische Feinzerteilung in gebrauchsfähige Färbepräparate umwandeln lassen.

Als Dispersionsfarbstoffe kommen in Wasser unlösliche bzw. praktisch unlösliche Polyester- und Polyamidfarbstoffe in Betracht, insbesondere solche der Azo-, Anthrachinone Methin-, Chinophthalon- und Aminocumarinreihe, wie' sie beispielsweise im Colour Index 3. Auflage (1971), Band 2, Seite 2483—274i aufgeführt sind. Dispersionsfarbstoffe im Sinne dieser Erfindung sind auch wasserunlösliche optische Aufheller, etwa solche der Cumarin-, Stilben-, Naphthaiimid- und Carbostyryl-Reihe.

Der Begriff Harnstoff umfaßt bei Raumtemperatur feste Diamide der Kohlensäure» deren Stickstoffatome außer Wasserstoff bis zu vier gleiche oder verschiedene Substituenten tragen können. Geeignete Harnstoffe sind beispielsweise: Harnstoff, Methyl-, Äthyl-, 2-Propyl-. Phenyl-, Ν,Ν'-Dimethyl-, Ν,Ν'-Diäthyl-, N,N'-Diacetyl-, N-Methyl-N'-phenyl-, N-2-PropyI-N'-phenyl-, Trimethyl- und N-Methyl-N,N'-diphenyl und N,N'-Diäthyl-N,N'-diphenyl-harnstoff.

Für zahlreiche Anwendungsbereiche ist e* vorteilhaft den erfindungsgemäßen Farbstoffpräparaten Färbereihilfsmittel, insbesondere nichtionogene oder anionenaktive Tenside wie sie in wäßrigen oder organischen Färbeflotten oder Druckpasten von Dispersionsfarbstoffen verwendet werden, zuzusetzen.

Aus der Reihe der nichtionogenen Tenside seien vor allem Polyglykoläther, wie Alkylpolyglykoläther, Alkylphenolpolyglykoläther oder Novolakpolyglykoläther genannt.

Anionaktive Tenside sind z. B. Fettsäuren, Harzsäuren, Sulfate, beispielsweise sulfatierte primäre oder sekundäre aliphatische Alkohole mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen, sulfatierte Fettsäureamide, sulfatierte Alkylenoxydaddukte, sulfatierte partiell veresterte mehrwertige Alkohole; und vor allem Sulfonate, wie langkettige Alkylsulfonate, beispielsweise Laurylsulfonat, Cetylsulfonat, Stearylsulfonat, Natriumdialkylsulfosuccinate, wie Natriumdioctylsulfosuccinat und Tauride, beispielsweise Oleylmethyltaurid (Natriumsalz), Alkylarylsulfonate, wie Alkylbenzosulfonate mit geradkettiger oder verzweigter Alkylkette mit etwa 7 bis 20 Kohlenstoffatomen, und Mono- und Dialkylnaphthalinsulfonate, wie Nonylbenzolsulfonat, Dodecylbenzolsulfonat und Hexadecylbenzolsulfonat, sowie 1-lsopropylnaphthalin-2-sulfonat, Di-iso-propylnaphthalinsulfonat, Di-n-butylnaphthalinsulfonat, Diisobutylnaphthalinsulfonat; Kondensationsprodukte aus Naphthalinsulfonsäuren und Formaldehyd, wie Dinaphthylmethandisulfonat, dann Ligninsulfonate und Oxyiigninsulfonate, Sulfonate von Polycarbonsäureestern und -amiden und Kondensationsprodukte von Fettsäuren mit Aminoalkylsulfonaten, ferner phosphatierte Tenside, wie Mono- und Diphosphorsäureester von oxäthylierten Fettalkohoijn, Alkylphenolen und Fettsäuren.

Neben Tensiden können weitere Hilfsmittel, beispielsweise Thioharnstoff, Essigsäureamid oder E-Caprolactam zugesetzt werden. Diese Zusätze erniedrigen beispielsweise die Schmelzpunkte der Harnstoffe.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Farbstoffpräparate erfolgt zweckmäßigerweise so, daß man die trockenen Farbstoffe in einer Schmelze mindestens eines Harnstoffs, gegebenenfalls in Gegenwart von Tensiden und weiteren Hilfsmitteln auflöst und anschließend unter Formgebung abkühlt. Die Formgebung kann beispielsweise so durchgeführt werden, daß man die Schmelze durch eine Lochscheibe preßt und die Stränge abkühlt und schneidet, oder indem man die Schmelze abkühlt und mahlt, oder auf einer Kühlwalze schuppiert, oder mit besonderem Vorteil, indem man die Schmelze mit einer Düse oder einer Zerstäuberscheibe zerstäubt und in einem Gasstrom erstarren läßt. Man kann die

Schmelze auch in Formen gießen und darin abkühlen. Die Abmessungen der Granulate schwanken üblicherweise etwa zwischen 1 und 10 mm, wobei Formkörper mit großer spezifischer Oberfläche, beispielsweise Schuppen, wegen ihrer schnelleren Verteflbarkeit im Färbemedium vorteilhaft SiDd. Läßt man die Schmelze in gekühlten Formen erstarren, so erhält man für spezielle Anwendungen geeignete große Formkörper, beispielsweise Tafeln oder Quader mit untereinander gleichen Abmessungen und Gewichten, deren Dosierung in speziellen Anwendungsgebieten durch Abzählen möglich ist

Anstelle von trockenem Farbstoff kann man auch von feuchten Farbstoffen wie den Farbstoffpreßkuchen ausgehen. In diesem Fall wird der Farbstoffpreßkuchen zusammen mit dem Harnstoff, gegebenenfalls unter Zusatz von Tensiden und weiteren Hilfsmitteln, gegebenenfalls unter vermindertem Druck erhitzt, so daß das Wasser abdestilliert Die so erhaltene Schmelze wird wie vorsteheaä beschrieben, weiter verarbeitet Man kann aber auch die Farbstoffe in den Harnsteffen herstellen und diese so erhaltene Schmelze unter Formgebung abkühlen.

Ein schnelles Erstarren der Schmelze ist zur Verhinderung von Entmischungen, beispielsv/eise Auskristallisieren des Farbstoffs, vorteilhaft

Die erfindungsgemäßen Farbstoffpräparate zeichnen sich durch hohes spezifisches Gewicht aus und enthalten 10—80Gew.-% vorzugsweise 20—50Gew.-% Farbstoff, 20—90 Gew.-% Harnstoff oder Mischungen verschiedener Harnstc/ie, 0—40Gew.-% Tensid und 0—40 Gew.-% weitere Hilfsmittel, insbesondere Thioharnstoff sowie gegebenenfalls geringe Mengen Wasser.

Bei den erfindungsgemäßen Farbstoffpräparaten handelt es sich praktisch um feste Lösungen von Dispersionsfarbstoffen in Harnstoffen, die eine ideale Feinverteilung des Dispersionsfarbstoffes aufweisen, andererseits aber nicht die Nachteile flüssiger Lösungen, beispielsweise Auskristallisieren des Farbstoffs bei niedrigen Lagertemperaturen, besitzen.

Die neuen Farbstoffpräparate können grundsätzlich bei allen üblichen Färbeverfahren eingesetzt werden. Hervorzuheben ist jedoch ihre Eignung für das Färben von hydrophoben Fasermaterialien nach einem speziellen Hochtemperatur (HT)-Verfahren, bei dem das Farbstoffpräparat erst bei Färbetemperatur, d. h. 115 bis 140⁰C, in das Färbebad eingeschleust wird (vgl. DE-OS 22 35 110 und 22 56 116 sowie »Chemiefasern« 7 [1970], S. 553-560).

Beispiel 1

In einer Schmelze von 60 g N,N'-Dimethylharnstoff löst man bei 100—110⁰C 35g Disperse Yellow 60, Colour Index Nr. 12 712 und 5 g Natrium-Ligninsulfonat

Aus dieser Schmelze kann man wie folgt Formkörper herstellen:

a) Man gießt die Schmelze auf ein Blech, läßt sie durch Abkühlen erstarren und bricht den dünnen Film zu 1 —10 mm großen Blättchen. Man kann aber auch die Schmelze auf einer mit Abstreifern versehenen Kühlwalze schuppieren, oder die Schmelze — bevor sie vollständig erhärtet ist — durch ein Sieb drücken, um längliche Granulate zu erhalten.

b) Man zerstäubt die Schmelze durch eine Einstoffdüse in Luft Durch den Kontakt mit der kalten Luft erstarren die Teilchen kugelförmig.

100 Teile eines Polyester-Gewebes werden bei Raumtemperatur in ein Färbebad eingebracht, das durch Auflösen von 4 Teilen des beschriebenen Farbstoffpräparates in 1OCO Teilen Wasser unter Zusatz von 3 Teilen eines Kondensationsproduktes aus Naphthalinsulfonsäure und Formaldehyd, sowie 1 Teil Dinatriumphosphat bereitet wurde. Mit wenig Essigsäure wird das Färbebad auf pH 4,5 eingestellt. Das Bad wird unter lebhafter Flottenzirkulation innerhalb von 15 Minuten auf 130⁰C erhitzt und 30 Minuten bei 130—140⁰C gehalten. Dann wird die Flotte abgetrennt, das Färbegut gespült und anschließend getrocknet. Man erhält eine gleichmäßige Gelbfärbung mi: dem für diesen bekannten Farbstoff typischen Echtheitsniveau.

Beispiel 2
25 g eines gelben Dispersionsfarbstoffes der Formel

CN

HjC-O-CO-fV-CO-O-CHj-CHi-N

CH = C

C₂H₅

CHj

CN

und 3 g eines Kondensationsproduktes aus Naphthalinsulfonsäure und Formaldehyd löst man unter Rühren bei 110—120⁰C in einer Schmelze bestehend aus einer Mischung von 60 g Harnstoff und 12 g E-Caprolactam. Die Formgebung erfolgt wie in Beispiel 1. Analog

O NH₂

Beispiel I gefärbt erhält man eine gleichmäßige Gelbfärbung.

Beispiel 3
30 g eines roten Dispersionsfarbstoffes der Formel

CH₃-N

OH

5 g Natrium-Ligninsulfonat und 1 g eines Additionsproduktes von 8 Mol Athylenoxid an Nonylphenol löst man bei UO-120^cC in einer Schmelze bestehend aus 50 g Harnstoff und 14 g Thioharnstoff. Nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Färbeverfahren erhält auf Polyester eine gleichmäßige Rotfär'oung.

O₂N

CN

Beispiel 4

In einer Schmelze von 60 g N,N'-DiäthyI-N,N'-diphenylharnstoff löst man bei 80—90⁰C 20 g eines roten Dispersionsfarbstoffs der Formel

CH₂—CH₂—CN

CH₂—CH—CH₂—OH
OH

und 20 g eines Novolaks, dessen Herstellung '-m Beispiel 1 der Deutschen Offenlegungsschrift 21 43 993 beschrieben wird. Die Schuppierung erfolgt auf einer Kühlwalze. iOOTeiie eines Gewebes aus Polyäthy'enterephihaiat werden bei Raumtemperatur in ein Färbebad eingebracht, das durch Auflösen von 5 Teilen de*i beschriebenen Farbstoffpräparates in 1 500 Teilen Tetrachloräthylen hergestellt wurde. Das Färbebad wird unter lebhafter Flottenzirkulation innerhalb von 10 Minuten auf 100⁰C erhitzt und 30 Minuten bei dieser Temperatur gehalten. Nach Abtrennung der Färbeflotte wird das Färbegut mit frischem Lösungsmittel bei ca. 40⁰C gespült Die Spülflotte wird abzentrifugiert und das Färbegut wird im Luftstrom getrocknet. Man erhält eine gleichmäßige, kräftige Rotfärbung.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Rieselfähige, nicht staubende und im Anwendungsmedium leicht lösliche bzw. dispergierbare Präparate von Dispersionsfarbstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens einen Dispersionsfarbstoff in Form einer festen Lösung in Harnstoffen enthalten.

2. Präparate gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 10—80 Gew.-% mindestens eines Dispersionsfarbstoffs, 20—90Gew.-% eines Harnstoffs, und gegebenenfalls 0—40Gew.-% Tensid sowie 0—40 Gew.-% anderer Hilfsmittel enthalten.

3. Verfahren zur Herstellung von rieselfähigen, nicht staubenden und im Anwendungsmedium leicht löslichen Präparaten von Dispersionsfarbstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man mindestens einen Dispersionsfarbstoff bei einer Temperatur höher 50⁰C, vorzugsweise 80—160⁰C, in der Schmelze eines oder mehrerer, in dem vorgesehenen Anwendungsmedium löslicher Harnstoffe löst und die Schmelze unter Formgebung abkühlt.

4. Verwendung der Präparate gemäß Anspruch 1 zur Bereitung von Färbebädern oder Druckpasten.