DE2447347C2 - Präparate von Dispersionsfarbstoffen, deren Herstellung und Verwendung - Google Patents
Präparate von Dispersionsfarbstoffen, deren Herstellung und VerwendungInfo
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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).
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
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
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-120cC 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
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
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)
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.
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