DE2552564A1

DE2552564A1 - Druckfarben fuer das faerben und bedrucken von vliesstoffen

Info

Publication number: DE2552564A1
Application number: DE19752552564
Authority: DE
Inventors: Erwin Grueninger
Original assignee: Sandoz AG
Current assignee: Sandoz AG
Priority date: 1974-12-05
Filing date: 1975-11-24
Publication date: 1976-06-10
Also published as: GB1526965A; CH608826A5

Description

SANDOZ-PATENT-GMBH

7850 LSrrach _{Case 150}_₃₆₉₇

Druckfarben für das Färben und Bedrucken von Vliesstoffen

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind stabile, wässrige Druckfarbenzubereitungen vor allem für den Flexodruck, welche anionische Farbstoffe und kationische Bindemittel enthalten, und die für das Bedrucken von Faservliesstoffen, vor allem von Tissue-Papieren, Verwendung finden.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 036 074 ist es bekannt, bindemittelhaltige Vliesstoffe durch Imprägnieren von Vliesen und anschliessendes Kondensieren, dadurch herzustellen, dass man die Vliese mit einer Imprägnierflotte imprägniert, die neben einem Bindemittel kationische Gruppierungen aufweisende Verbindungen, die durch Polyalkylierung von mehreren Aminogruppen aufweisende Verbindungen mit bifunktionellen Alkylierungsmitteln erhalten wurden, - enthält.

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- 2 - Case 150-3697

Die nach dem in der vorgenannten deutschen Offenlegungsschrift 2 036 074 beschriebenen Verfahren hergestellten Vliesstoffe können sodann nach üblichen Verfahren, z.B. durch Bedrucken, Klotzen (Pad-Steam, Pad-Roll, Pad-Batch, Pat-Jigg) oder nach dem Ausziehverfahren gefärbt und/oder optisch aufgehellt werden. Sowohl anionische Farbstoffe als auch optische Aufheller, soweit diese optischen Aufheller ebenfalls anionischen Charakter aufweisen, kommen hierfür in Frage.

Es wurde nun gefunden, dass überraschenderweise unbehandelte Faservliese, vor allem Tissue-Papiere, mit solchen Zubereitungen bedruckt werden können, die sowohl den anionischen Farbstoff als auch das kationische Bindemittel enthalten, wenn durch einen Zusatz von flüchtigen Aminen als Stabilisatoren die Reaktion im Ansatz verhindert wird. Die Fixierung des anionischen Farbstoffs durch das kationische Bindemittel findet dann auf dem Vlies erst nach der Verflüchtigung des Amins statt.

Gegenstand der vorliegenden Anmeldung sind demnach wässrige Druckfarbenzusammensetzungen bestehend aus anionischen Farbstoffen, kationischen Bindemitteln und flüchtigen Aminen.

Bevorzugt enthalten die erfindungsgemässen Druckfarbenzusammensetzungen ferner verseifbare Kolophcniumderivate, vor allem Maleinatharze, sowie ein mit Wasser verträgliches organisches Lösungsmittel, vor allem niedere aliphatische Glykole, speziell Aethylenglykol.

Weiter ist Gegenstand dieser Erfindung das Verfahren zum Bedrucken von Faservliesen, besonders von Tissue-

6 0 9 i-:2 W 1 0 1 8

Case 150-3697

Papier, mit diesen Druckfarbenzusammensetzungen, sowie schliesslich das so erhaltene bedruckte Faservliesmaterial, insbesondere Tissue-Papier.

Erfindungsgemäss zu verwendende kationische Bindemittel sind vor allem die bekannten Polyamidamine. Derartige Polymere sind z.B. in der schweizerischen Patentschrift Nr. 491 153 beschrieben. Bevorzugt werden wasserlösliche Polymere, die durch vernetzende Polyalkylierung von Polyamidaminen der Formel

, HN-CH₂-CH₂-NK-CH₂-Ch₂-NH-CCK CH₂)₄-CO

mit bifunktionellen Alkylierungsmitteln der Formel

CH. CH_
3 / 3

Z-CH_n-N-

OH

ι
CH-CH-CH^-N

worin A ein Anion,
η 0 bis 3

und Z einen der Reste -CH-CH₀ oder -CH-CH-

0 OH Cl

bedeuten,
hergestelllt v/erden können.

Diese kationischen Bindemittel sind (berechnet auf Gesamtmischung) in den erfindungsgemässen wässrigen Druckfarbenzusammensetzungen in Mengen von 3-20%, vorzugsweise 6-12%, speziell 8-10% enthalten.

'■'1018

25 5 256

- 4 - Case 150-3697

Als flüchtige Amine kommen vor allem Amine, wie Ammoniak und besonders niedere Alkyl- bzw. Hydroxyalkylamine, sowie Morpholin, in Frage: bevorzugt verwendete Amine sind das Mono- und Triäthanolamin. Die Menge an Amin in der Druckfarbenzusammensetzung liegt je nach der Natur des verwendeten Amins zwischen 5 und 50%, das bevorzugte Mono- oder Triäthanolamin wird zwischen 5 und 30%, speziell 10-25% und besonders 15-20% verwendet.

Um lagerstabile Druckfarbenzusammensetzungen zu erhalten ist es wichtig auf einen pH-Wert>8 einzustellen. Der bevorzugte pH-Bereich liegt je nach der Natur des kationischen Bindemittels bzw. des anionischen Farbstoffes zwischen 9,0 und 12 besonders zwischen 9,5 und 11.

Ausser dem kationischen Bindemittel enthalten die erfindungsgemässen FarbstoffZubereitungen bevorzugt wie oben erwähnt weitere Bindemittel. Als solche kommen vor allem handelsübliche verseifbare Kolophoniumderivate in Frage. Bevorzugt sind auch Polymerisate oder Copolymerisate bzw. Mischpolymerisate aus Acrylsäure oder Acrylsäurederivaten. Bevorzugte zusätzliche Bindemittel sind besonders verseifbare Maleinatharze, mit einer Säurezahl von 100-200, die unter verschiedenen Handelsnamen bekannt sind z.B. als Beckazite. Diese Bindemittel können bis zu 10% in den FarbstoffZubereitungen enthalten sein.

Die erfindungsgemässen wässrigen Farbstoffzubereitungen enthalten die vorgenannten zusätzlichen Bindemittel.

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- 5 - Case 150-3697

hauptsächlich aus drucktechnischen Gründen zur Herabsetzung der Viskosität ohne Verminderung des Festkörpergehaltes .

Zur Reduzierung des "Täcks" (Klebrigkeit) wird den erfindungsgemässen FarbstoffZubereitungen weiter bevorzugt ein Glykol bzw. Glykolderivat zugesetzt. Vor allem kommt hier Aethylenglykol in Frage, das bis zu 40% (bezogen auf Gesamtmenge), bevorzugt in Mengen von 15-20% in den FarbstoffZubereitungen enthalten sein kann.

Die in den FarbstoffZubereitungen anwesende Menge Wasser richtet sich nach der gewünschten Viskosität, sie kann bis zu 70% der Gesamtmischung betragen und liegt üblicherweise zwischen 30 und 50%.

Als Farbstoffe eignen sich anionische Farbstoffe, die mit den kationischen Gruppierungen der erfindungsgemäss zu verv/endenden Bindemittel heteropolare Bindungen einzugehen in der Lage sind. Dies sind z.B. sulfon- und/oder carbonsäuregruppenhaltige Farbstoffe z.B. Säure-, Direkt-, Indigosol-, Reaktiv- oder Metallkomplexfarbstoffe oder solche, die zur Metallkomplexbildung befähigt sind: es kommen hier vor allem solche in Betracht, die im "Colour Index" (1956 und Ergänzungswerk 1963) unter der Bezeichnung "Acid Dye", "Direkt Dye", "Reactive Dye", "Mordant Dye" und ferner "SoIubilized Vat Dye" beschrieben sind, vorzugsweise eignen sich die Reaktiv-, Säure-, Direkt- und Indigosolfarbstoffe.

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- 6 - Case 150-3697

Die Herstellung der FarbstoffZubereitungen erfolgt durch Vermischen der einzelnen Bestandteile, wobei die Zugabe des kationischen Bindemittels am Ende erfolgen muss, nachdem die vorherigen Komponenten gründlich miteinander vermischt wurden. Bei Anwesenheit neutraler Bindemittel werden diese zuerst vorgelegt, danach das gegebenenfalls mitzuverwendende Glykol zugemischt und darauf das Amin zugegeben. Nach einer gegebenenfalls notwendigen Zugabe von Wasser (zur Einstellung des gewünschten Viskositätsgrades) erfolgt die Zumischung des Farbstoffs und zuletzt die des kationischen Bindemittels. Die bevorzugten Druckfarbenzusammensetzungen sollen eine Auslaufzeit von 20-30 Sek. in DIN Becher 4 besitzen.

Das Flexodruckverfahren ist im Prinzip bekannt. Mit den erfindungsgemässen FarbstoffZubereitungen kann schon bei Raumtemperatur gedruckt werden. Bevorzugt erfolgt das Trocknen bei 6C-80°C, bei dieser Temperatur verflüchtigt sich auch das Amin schnell genug, sodass die Fixierung der anionischen Farbstoff/kationischen Bindemittel-Kombination auf dem Vlies erfolgen kann.

Als Vliese eignen sich im Prinzip alle absorbierenden Materialien, bevorzugt jedoch Tissue-Papier.

In den folgenden Beispielen bedeuten Teile Gewichtsteile und Prozente Gewichtsprozente.

6 0 9 ^C3 2 4/1018

- 7 - Case 150-3697

B e i s. ρ i ell

15 Teile einer 25%-igen wässrigen Beckazit K 110 Lösung (bestehend aus 25 Teilen Beckazit K 110 100% (Maleinat-Harz der Fa. Reichhold Chemie), 5 Teilen Triäthanolamin, 35 Teilen Butylglykol und 35 Teilen H„O) - werden mit

20 Teilen Triäthanolamin und

15 Teilen Aethylenglykol und

16 Teilen Wasser gut verrührt. In die homogene Mischung

werden sodann
4 Teile des Farbstoffs CI. Direct Orange 118 bis zur Lösung eingerührt und danach

30 Teile eines handelsüblichen 30%~igen kationischen Polyamidaminharzes, nach Beispiel 1 der CH-Patentschrift 491 153, wieder bis zur Homogenität eingerührt.

Die erhaltene Mischung ist bei pH 9,4-9,8 lagerstabil und liefert bei einem Flexodruck auf Tissue-Papier Färbungen von ausgezeichneter Ausblutungsbeständigkeit gegenüber Wasser und Alkoholen. Die gefärbten Papiere sind bleichbar und können somit als Altpapier (nach Chlorbleiche) zusammen mit Frischcellulose erneut verarbeitet werden.

Beispiel 2

Eine, wie im Beispiel 1 beschrieben, hergestellte Mischung aus:

6 0 ■'·■·■ .·' 1 f] 1 8

- 8 - Case 150-3697

15 Teilen Beckazit K 110 Lösung (25%, wie im Beispiel 1) 35 Teilen Aethylenglykol
15 Teilen Triäthanolamin
5 Teilen C.I. Direct Black 155 wird nach vollständiger

Lösung langsam mit
30 Teilen eines 30%-igen Polyamidharzes nach Beispiel 1 bis zur Homogenität verrührt.

Es resultiert (bei einem pH-Wert von 9,4-9,8) eine lagerfähige Druckfarbenzusainrnensetzung mit den in Beispiel 1 beschriebenen Eigenschaften.

Beispiel 3

Ebenfalls nach den Angaben des Beispiels 1 wird aus 15 Teilen Beckazit K 110 Lösung (25%, wie im Beispiel 1) und

20 Teilen Triäthanolamin
30 Teilen Wasser und
5 Teilen C.I. Reactive Blue 105 eine homogene Lösung

hergestellt. In diese Mischung v/erden langsam 30 Teile eines 30%-igen Polyamidamines nach Beispiel 1 bis zur Homogenität eingerührt.

Es resultiert (bei einem pH-Wert von 11-12) eine lagerfähige Druckfarbenzusammensetzung mit den im Beispiel 1 beschriebenen Eigenschaften.

Anstelle des in den vorangegangenen Beispielen genannten Bindemittels Beckazit K 110 können auch die nachfolgend

6 0'· ■ ·■'< /10 18

- 3

Case 150-3697

beschriebenen verseifbaren Kolophonium-Derivate verwendet v/erden:

Pentalyn 255 (Hercules Powder) Arochem 455 (Scado)

Dymerex (Hercules Pov7der) Enmesin M-57W(Leon Frenkel Ltd. Kent, GB)

Bei teilweisem oder vorständigem Ersatz des Triäthanolamins durch Ammoniak, Isobutylamin, Triisopropylamin, Morpholin oder Monoäthanolamin v/erden ebenfalls lagerbeständige Druckfarbenzusairmensetzungen erhalten.

Beispiel. 4

Mit den in der nachfolgenden Tabelle beschriebenen anionischen und Reaktiv-Farbstoffen wurde die Wasser- und Alkoholechtheit unter den in der Tabelle angegebenen Bedingungen auf Tissue-Papieren geprüft. Die für die Drucke verwendeten Druckfarbenzusammensetzungen wurden nach den Angaben des Beispiels 1 hergestellt. Sie besitzen folgende Zusammensetzung:

15 Teile Beckazit K 110 (25%, nach Beispiel 1) 20 Teile Monoäthanolamin X Teile Wasser

Y Teile Farbstoff (Menge siehe Tabelle) 30 Teile 30%-iges Polyamidaminharz nach Beispiel 1

100 Teile

6 0 ':■?;:/ 1 0 1 8

Case 150-3697

Alle Druckfarbenzusairmensetzungen der anionischen Farbstoffe sind bei pH 9,4-9,8 lagerstabil, diejenigen der Reaktivfarbstoffe sind lagerstabil bei pH 11-12.

. Pr.üfungsbedingungen

Wasserechtheit : Alkoholechtheit :

10 Min. bei ca. 22°C 10 Min. bei ca. 22⁰C mit 50%-igem Aethanol.

Auswertung nach Graumassstab.

Tabelle

Farbstoffe	Farbstoffkonzentration (fest)
CI. Direct Yellow 133 CI. Direct Orange 118 CI. Direct Red 239 CI. Direct Blue 267 CI. Direct Blue 15 CI. Reactive Yellow 83 CI. Reactive Red 119 C.I. Reactive Blue 105	3,0 3,8 2,75 2,0 3,0 5,0 5,0 5,0

In allen Fällen wurde eine verbesserte Wasser- und Alkoholechtheit im Bereich von 4-5 beobachtet.

6 0 9 ο 2 4 / 1 0 1 8

Claims

- 11 - Case 150-3697 P. a. t e. n. t a. η s. p. r Ü c h. e

1. Druckfarbenzubereitungen bestehend aus oder enthaltend anionische Farbstoffe, kationische Bindemittel und ein flüchtiges Amin als Stabilisator.

2. Druckfarbenzubereitungen gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als kationische Bindemittel Polyamidamine verwendet werden.

3. Druckfarbenzubereitungen gemäss Patentansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt an Bindemitteln und einem wasserverträglichen organischen Lösungsmittel.

4. Druckfarbenzubereitungen gemäss Patentansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Bindemittel Acrylate oder bevorzugt verseifbare Kolophoniumderivate verwendet werden.

5. Druckfarbenzubereitungen gemäss Patentansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als anionische Farbstoffe Säure- oder Direktfarbstoffe verwendet werden.

6. Druckfarbenzubereitungen gemäss Patentansprüchen 1 bis 5_f dadurch gekennzeichnet, dass als anionische Farbstoffe Reaktivfarbstoffe verwendet werden.

7. Druckfarbenzubereitungen gemäss Patentansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Amine niedere Alkyl- bzw. Alkanolamine verwendet werden.

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- 12 - Case 150-3697

8. Druckfarbenzubereitungen gemäss Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Amin Monoäthanolamin oder Triäthanolamin verwendet wird.

9. Druckfarbenzubereitungen gemäss Patentansprüchen 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als zusätzliches verseifbares Kolophoniumderivat ein Maleinatharz verwendet wird.

10. Druckfarbenzubereitungen gemäss Patentansprüchen 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als zusätzlich mit Wasser mischbares organisches Lösungsmittel ein niederes Alkylenglykol, vor allem Aethylenglykol, verwendet wird.

11. Verfahren zum Färben von Vliesen insbesondere Tissue-Papieren, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit den Zubereitungen gemäss Patentansprüchen 1 bis 10 bedruckt werden.

12. Die mit den Zubereitungen gemäss Ansprüchen 1 bis bedruckten Vliese insbesondere Tissue-Papiere.

SANDOZ-PATENT-GMBH

3700/WM/HB

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