DE2656406C3

DE2656406C3 - Verfahren zur Herstellung von staubarmen Präparaten und deren Verwendung

Info

Publication number: DE2656406C3
Application number: DE2656406A
Authority: DE
Inventors: Walter 7889 Grenzach- Wyhlen Guenther; Kurt 7888 Rheinfelden Hintermayr
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1976-12-13
Filing date: 1976-12-13
Publication date: 1979-12-20
Also published as: BE861741A; DE2656406B2; CH632630B; JPS5911623B2; FR2373591A1; ES464970A1; DE2656406A1; CH632630GA3; JPS5392838A; FR2373591B1; GB1587210A

Description

Es ist bekannt, daß zum Coupieren von Farbstoffen

oder optischen Aufhellern Salze und weitere Hilfsmittel zugemischt werden. Durch das Verfahren des einfachen Vermischens der Komponenten entstehen Präparate, welche einen hohen Anteil an feinen Partikeln enthalten. Diese neigen zu starkem Stäuben, weshalb der Umgang mit diesen Präparaten erschwert wird und ihre Verwendungsmöglichkeiten deshalb eingeschränkt sind. Um diese Nachteile zu beheben ist weiter bekannt, daß z. B. durch Zugeben oder Aufdüsen eines Staubbindemittels zum Gemisch der unerwünschte Staub gebunden

jo werden kann. Doch selbst durch Zugabe großer Mengen an Staubbindemittel läßt sich in den meisten Fällen, insbesondere bei zerstäubungsgetrockneten Produkten, keine anhaltende Staubbindung erreichen. Schon nach wenigen Wochen wird aus einem nichtstäubenden bzw. staubarmen Präparat wieder ein stäubendes Präparat

Es wurde nun gefunden, daß durch Zumischen eines vorgewärmten anorganischen Salzes zu einer vorgelegten Mischung, bestehend aus mindestens einem Farbstoff oder optischen Aufheller, einem Haftmittel, einem Staubbindemittel und weiteren Zusätzen überraschenderweise eine andauernde Staubbindung erreicht wird. Erfindungsgegenstand ist daher das Verfahren gemäß Ansprüche 1 — 14 und die im Anspruch 15 genannte Verwendung.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren Farbstoffe sind z. B. anionische Farbstoffe, kationische Farbstoffe, Metallkomplexfarbstoffe, wie 1:1- und 1 :2-Kupfer-, -Chrom- oder -Kobalt-Komplexe, Dispersionsfarbstoffe, reaktive Farbstoffe, Küpenfarbstoffe,

so Chromierfarbstoffe und Direktfarbstoffe. Chemisch gesehen handelt es sich z. B. um Nitro-, Monoazo-, Disazo-, Polyazo-, Stilben-, Diphenylmethan-, Triphenylmethan-, Chinophthalon-, Cumarin-, Oxazin-, Azomethin- oder Methinfarbstoffe. Besonders gute Ergeb- nisse werden mit wasserlöslichen Farbstoffen, insbesondere mit kationischen Farbstoffen, erzielt

Als optische Aufheller kommen ebenfalls solche beliebiger Aufhellerklassen in Frage. Beispielsweise handelt es sich um Stilbenverbindungen, wie Cyanurde-

bo Hväte der 4,4'-Diaminostilbeti-2.2'-disulfonsaure oder Distyryl-biphenyle, um Cumarine, Benzocumarine, Pyrazine, Pyrazoline, Oxazine, Mono- oder Dibenzoxazo-IyI-, Mono- oder Dibenzimidazolylverbindungen, sowie Naphthalsäureimide, Naphthotriazol- und v-Triazol- Derivate. Bevorzugt werden wasserlösliche optische Aufheller verwendet.

Die Farbstoffe oder optischen Aufheller werden in trockener Form, vorteilhaft als zerstäubungsgetrockne-

te oder gemahlene Pulver, eingesetzt, wobei sie stäubend oder nichtstäubend sein können.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Haftmittel sind Verbindungen, welche im Temperaturbereich von 30 bis 150⁰C, insbesondere 40 bis 90⁰C, erweichen oder schmelzen. Beispielsweise kommen in Frage: Sorbit, Harnstoff, Hydratdextrose, Glukose, Milchzucker. Mannit, Mannose, Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von über 3000. Bevorzugt sind solche Verbindungen, welche mindestens 5 Hydroxygruppen im Molekül enthalten.

Das Haftmittel wird zweckmäßig als festes Pulver in Mengen von etwa 2 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 3 bis 7 Gewichtsprozent, bezogen auf das Endpräparat, eingesetzt. In den Fällen, wo das Haftmittel schwer zu zerteilen ist, kann auch eine konzentrierte wäßrige Lösung des Haftmittels zugesetzt werden.

Geeignete Staubbindemittel sind kationische, anionische oder nichtkmogene Tenside, je nach dem eingesetzten Farbstoff oder optischen Aufheller. Das gewählte Tensid darf keine unerwünschten Reaktionen mit dem Farbstoff oder optischen Aufheller eingehen. Bevorzugt werden nichtionogene Tenside eingesetzt, z. B. Polyätherglykole, wie Mischpolymere aus Äthylenoxyd und Propylenoxyd (Blockpolymere), oder PoIyätheralkohole, wie Kondensationsprodukte aus Alkoholen oder Phenolen mit Äthylenoxyd. Das Staubbindemittel wird in Mengen von 1 bis 10 Gewichtsprozent, bevorzugt 3 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Endpräparat, eingesetzt

Als weitere Zusätze kommen wasserlösliche organische Verbindungen in Betracht, wobei es sich vor allem um Polyhydroxyverbindungen mit eine-1 Schmelzpunkt über 100⁰C, wie Zucker-, Cellulose- oder Stärkederivate, handelt Bevorzugt wird ein Stärkederivat, wie Dextrin, eingesetzt Als weitere Zusätze können zudem noch Hilfsstoffe in Frage kommen, wie Dispergatoren, Stabilisatoren gegen oxydative oder reduktive Einflüsse, sowie vor allem feste Säuren oder Basen oder puffernde Substanzen für die pH-Einstellung. Die Menge der Zusätze richtet sich nach dem gewünschten Verdünnungsgrad des Farbstoffes oder des optischen Aufhellers und beträgt 10 bis 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise 20 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das Endpräparat

Als anorganische Salze kommen diejenigen Salze in Betracht, weiche bei ihrer Einsatztemperatur nicht erweichen, mit dem Farbstoff oder optischen Aufheller keine unerwünschten Reaktionen eingehen und beim Aufheizen das ursprüngliche Korngefüge nicht wesentlich ändern. Es handelt sich dabei vor allem um Alkalimetallsalze von starken anorganischen Säuren, wie Schwefelsäure, Phosphorsäure, Salzsäure sowie auch Kohlensäure. Beispielsweise finden Verwendung: Mono-, Di- und Trinatriumphosphat, Natriumpyrophos* phat, Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Natriumhydrogencarbonat oder Natriumcarbonat und vorzugsweise Natriumhydrogensulfat und vor allem wasserfreies Natriumsulfat. Die Salze werden in Mengen von etwa 20 bis 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise 25 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf das Endpräparat, eingesetzt.

Das eigentliche erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß der Farbstoff oder optische Aufheller, insbesondere ein kationischer Farbstoff, mit dem Haftmittel, vor allem Sorbit, dem Staubbindemittel, insbesondere ein nichtionogenes Tensid und weiteren Zusätzen, zweckmäßig Dextrin, und gegebenenfalls einer festen Säure, z, B. Sulfaminsäuren einem Mischer bei Raumtemperatur intensiv vermischt werden. Als Mischer kommen vor allem solche Apparate in Frage, welche eingebaute Mischwerkzeuge besitzen, wie Intensiv-, Schnell-(Lödigemischer) und Knetermischer oder Schnellrührer nach dem Schleuder-Wirbel-Verfahren. In den laufenden Mischer wird nun so schnei' als möglich ein vorgewärmtes, trockenes, anorganisches

ίο Salz, von Vorteil Natriumsulfat, zugegeben. Die Höhe der Salztemperatur beträgt mindestens 50° C, vorzugsweise 70 bis 100⁰C, und ist nach oben begrenzt durch die Temperaturempfindlichkeit des Farbstoffes oder optischen Aufhellers. Die Salzmenge und Zugabegeschwin- digkeit richtet sich einerseits nach dem gewünschten Verdünnungsgrad des Farbstoffes oder optischen Aufhellers und andererseits nach der im Mischer zu erreichenden Temperatur, welche zwischen 30 und 65° C, vorzugsweise 25 bis 50⁰C, liegt Nach der

>o Salzzugabe wird für 1 bis 15 Minuten, vorzugsweise 5 Minuten weitergerührt, worauf das so entstandene Präparat im stehenden Mischer auf Raumtemperatur abgekühlt abgeschieden und gegebenenfalls verpackt wird.

Man erhält nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Präparate, die staubarro bis staubfrei sind und die diese Eigenschaft auch beim Lagern über Monate, z. B. 10 bis 12 Monate, behalten, vor allem dann, wenn zerstäubungsgetrocknete Ware eingesetzt wird.

Zur Bestimmung des Staubverhaltens wurde folgender Staubtest durchgeführt:

Auf einen Metallzylinder von 500 ecm Inhalt wird ein Metalltrichter mit einem lichten Durchmesser von 10 cm und einem Rohr (lichter Durchmesser 15 mm)

« gesetzt, dessen unteres Rohrende bis zur 200-ccm-Grenze des Zylinders reicht Auf der Höhe von 400 ecm des Zylinders wird ein gelochtes Papier-Rundfilter (Schleicher & Schuell LS14) befestigt, das mit Wasser derart angefeuchtet ist, daß das Filterpapier nur mäßig feucht aber nicht triefend naß ist. Dann werden 10 g der zu prüfenden Substanz durch den Trichter rasch eingeschüttet, 3 Minuten gewartet, der Trichter herausgenommen und das Papierrundfilter durch Durchschneiden entfernt. Dieses Filterpapier wird dann durch eine

Vi 5wertige Bewertungsskala wie folgt bewertet:

Note I -> stark stäubend, wenn Papierrundfilter stark getönt bis irUensiv gefärbt ist;

Note 2 = erheblich stäubend, wenn Papierrundfilter schwach getönt ist;

Note 3 = mäßig stäubend, wenn sich auf dem Papierrundfilter viele Farbflecken, die sich teilweise berühren, befinden;

Note 4 = schwach stäubend, wenn sich auf dem Papierrundfilter Farbstofftupfen aber keine

zusammenhängenden Farbflecke befinden;

Note 5 ·* staubarm, wenn das Papierrundfilter kaum eine sichtbare Anfärbung, sondern höchstens vereinzelte Farbstofftupfen aufweist.

Verwendung finder die erfindungsgemäß erhältlichen Präparate zum Färb :n und Bedrucken oder optischen Aufhellen von Materialien, die mit diesen Präparationen

angefärbt bzw. optisch aufgehellt werden können, vor

bs allem von Textilmaterialien.

In den nachfolgenden Beispielen, welche die Erfindung erläutern, bedeuten Teile Gewichtsteile. Die Temperaturen sind in Grad Celsius angegeben.

Beispiel ] In einem Lödigemischer werden 33 Teile des pulverigen Farbstoffes der Formel

C₂H₅

C₂H₄OH

ZnCIi¹

26 Teile Dextrin, 3 Teile festes Sorbit, 1 Teil Sulfaminsäure und 3 Teile eines Kondensationsproduktes aus 1 Mol Nonylphenol mit 9,5 Moien Äthylenoxyd bei Raumtemperatur intensiv vermischt 34 Teile wasserfreies Natriumsulfat werden separat auf 70° erwärmt und innen 2 Minuten in den laufenden Mischer zugegeben. Der Mischer wird für weitere 5 Minuten laufen gelassen. Nach dem Abkühlen des Gemisches auf Raumtemperatur und Abtrennen vom Mischer liegt ein Farbstoffpräparat mit der Staubnote 5 vor, welches auch nach 6 Monaten Lagerzeit noch keine Änderung im Staubverhalten aufweist

Verwendet man anstelle des Kondensationsproduktes aus Nonylphenol mit Äthylenoxyd ein Blockpolymerisat aus Äthylenoxyd und Propylenoxyd, so werden Präparate mit ähnlich guten Resultaten erhalten. Eine ebenfalls hervorragend andauernde Staubbindung wird erreicht, wenn man wie oben beschrieben verfährt, anstelle von Sorbit jedoch gleiche Mengen von Harnstoff, Hydratdextrose, Glukose, Milchzucker, Mannit, Mannose oder Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von über 300Ü einsetzt

Verwendet man anstelle des obigen Farbstoffes und des wasserfreien Natriumsulfates die in der folgenden Tabelle aufgeführten Farbstoff.; bzw. optischen Aufheller (Kolonne 2) und Salze (iColcnne 3) in gleicher Menge, so erhält man bei im übrigen gleicher Arbeitsweise Präparate, deren Staubnoten in Kolonne 4 angegeben sind. Das Staubverhalten zeigt bei diesen Präparaten auch nach 8 Monaten Lagerzeit noch keine Änderung.

Beispiel Nr.	Farbstoff	Y Y V-N=N	dto.
	CH₃O	C₁H₅	dto.
2	dto.

3
4
5

Salz

Staubnote

-N(CH₃),

ZnCI₃ ⁹

CH₃

H"?

CH₃

dto.

CH₃	N	CH₃	-N	\ rf—^,	*	N
	T¹N=C C=NH= S / Il Η	CH₂-^ y		NH=C C I Il
N ^X=/	Il Il N N		ΖηΠ₃ ^Θ	I Il N N
I	C I			C I
CH₃	NH	^V=CH=CH-		NH
	SO₃Na


SO₃Na

Na₂HPO₄ 5

Na₄P₂O₇ 5

NaHCO₃ 5

NaQ 5

Na₂CO₃ 5

Na₂HPO₄ 5

Na₃FC., 5

Na₂SO₄ 5

Fortsetzung

Beispiel Farbstoff

CN

CH₂CH₂CN

-N

CH₂CHjOCOCH, Salz Sliiubnole

Na₂SO₄ 5

Beispiel Il

In einem Mischer mit Mischwerkzeug werden
Teile des Farbstoffes der Formel

31

NaO₁S

N N

SO,

CIU

CH,

22 Teile Dextrin und 7 Teile Sorbit intensiv vermischt. Während des Mischens werden 3 Teile eines Konclensationsproduktes aus I Mol Nonylphenol mit 9,5 Molen Äthylenoxyd zugegeben. Nach gutem Durchmischen werden 35 Teile auf 70° separat vorgewärmtes Nairiumhydrogencarbonat innert 2 Minuten zugegeben. Nach 5minütigem Weitermischen und anschließendem Abkühlen auf Raumtemperatur erhält man nach dem Abtrennen vom Mischer ein Farbstoffpräparat, das eine

Al_n o. .~U nt

St;iuhnote

Natriumpyrophosphat

Di natrium hydrogenphosphat

Natriumsulfat

Natriumhydrogensulfat

Beispiel 12

In einem l.ödigemischer werden
symmetrischen 2
der I ormel

iJ Teile de 1-Chromkomplexes des Farbstoffe;

11,NSO,

C H,

COi)H

IK) N

12 Monaten noch erreicht wird.

Eine ebenfalls hervorragende andauernde Staubbindung wird erreicht, wenn in Beispiel 10 anstelle von Natriumhydrogencarbonat gleiche Teile eines der folgenden Salze verwendet werden:

Staubnote

Natriumchlorid

Natriumcarbonat

Trinatriumphosphat

22 Teile Dextrin. 7 Teile Sorbit und 3 Teile eine· Kondensationsproduktes aus 1 Mol Nonylphenol mit 4,-Molen Äthylenoxyd bei Raumtemperatur intensi\ vermischt. 35 Teile Natriumcarbonat werden sepaia auf 7O^r vorgewärmt und innert 2 Minuten in der I ti ι fein Λ it ti \JlC/-»Ki»r προοΚλπ W '»/'h ^ nt I nil 11 UP ΠΙ \λ/·Μ t pr

rühren wird der Rührer abgestellt. Nach dem Abkühlet auf Raumtemperatur und Abtrennen vom Mischei erhält man ein Farbstoffpräparat mit der Staubnote 4.

Beispiel 13

In einem Lödigemischer werden ii Teile de: Farbstoffes aus Beispie! 1 und 7 Teile Sorbit be Raumtemperatur intensiv vermischt. 60 Teile wasser freies Natriumsulfat werden separat auf 60"C erwarm und innert 2 Minuten in den laufenden Mischer gegeben Der Mischer wird für weitere 5 Minuten laufen gelassen Man erhält ein Farbstoffpräparat mit der Staubnote 5.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von staubarmen Farbstoff- und optischen Aufhellerpräparaten, dadurch gekennzeichnet, daß man zu einer Mischung, aus mindestens einem Farbstoff oder optischen Aufheller in trockener Form, 2—10 Gewichtsprozent eines organischen Haftmittels, welches einen Erweichungs- oder Schmelzpunkt im Bereich von 30 bis 150°C aufweist, 1 — 10 Gewichtsprozent eines Tensids als Staubbindemittels und 10 bis 50 Gewichtsprozent weiterer Zusätze, ein auf mindestens 50⁰C erwärmtes anorganisches Salz, in einer Menge von 20 bis 50 Gewichtsprozent zumischt, so daß nach beendeter Zugabe die Temperatur im Mischer zwischen 30 und 65° C liegt, wobei sich die Prozentangaben jeweils auf das Endpräparat beziehen.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe des anorganischen Salzes unter Rühren in einem Knetermischer oder einem Mischer nach dem Schleuder-Wirbel-Verfahren erfolgt

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf 70 bis 100° C erwärmtes anorganisches Salz verwendet wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Haftmittel in Mengen von 3 bis 7 Gewichtsprozent, bezogen auf das Endpräparat, eingesetzt wird.

5. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Farbstoff oder optischer Aufheller verwendet wird, der wasserlöslich ist.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein kationischer Farbstoff verwendet wird.

7. Verfahren gemäß Ansprüchen t bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Haftmittel eine organische Substanz verwendet wird, welche einen Erweichungs- oder Schmelzpunkt im Bereich von 40 bis 90° C aufweist

8. Verfahren gemäß Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als Haftmittel eine Verbindung verwendet wird, weiche mindestens 5 Hydroxygruppen pro Molekül enthält

9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Haftmittel Sorbit, Hydratdextrose, Glukose, Milchzucker, Mannit, Mannose oder Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von über 3000 verwendet wird.

tO. Verfahren gemäß Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als Staubbindemittel ein nichtionogenes Tensid verwendet wird.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Staubbindemittel Polyätheralkohole oder Polyätherglykole verwendet werden.

12. Verfahren gemäß Anspruch II, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyätheralkohol ein Konclensationsprodukt aus einem Alkylphetiöl und Äthylenoxyd verwendet wird.

13. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als anorganisches Salz Natriumsulfat oder Natriumhydrogensulfat verwendet wird.

14. Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Mischer ein zerstäubungsgetrockneter kationischer Farbstoff, Sorbit, ein nichtionogenes Tensid, Dextrin und Sulfaminsäure vorgemischt und dieser Mischung ein auf 70 bis 90°C vorgewärmtes anorganisches Salz zugemischt wird.

15. Verwendung der nach dem Verfahren gemäß Ansprüchen 1 bis 14 hergestellten Präparate zum Färben und Bedrucken oder optischen Aufhellen von Textilmaterialien.