DE2656407B2

DE2656407B2 - Verfahren zur Herstellung von staubarmen Farbstoff- und optischen Aufhellerpräparaten und deren Verwendung

Info

Publication number: DE2656407B2
Application number: DE2656407A
Authority: DE
Inventors: Konrad Dr. 7889 Grenzach-Wyhlen Neumann
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1976-12-13
Filing date: 1976-12-13
Publication date: 1979-05-03
Also published as: US4397652A; GB1596988A; DE2656407C3; DE2656407A1; CH640383GA3; JPS5392839A; CH640383B; FR2373592A1; FR2373592B1

Description

Es ist bekannt, daß zum Coupieren von Farbstoffen und optischen Aufhellern Salze und weitere Hilfsmittel zugemischt werden. Durch das Verfahren des einfachen v, Vermischens der Komponenten entstehen Präparate, weiche 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. >n Um diese Nachteile zu beheben ist weiter bekannt, daß z. B. durch Zugeben, AufdUsen oder Besprühen eines Staubbindemittels, z. B. Mineralöl zum Gemisch der unerwünschte Staub gebunden werden kann. Doch selbst durch Zugabe großer Mengen an Stauhbindemit- v, tel läßt sich in den meisten Fällen, insbesondere bei zerstäubungsgetrockneten Produkten, keine anhaltende Staubbindung erreichen. Schon nach wenigen Wochen verschlechtert sich die Staubbindung und es wird aus einem nichtstäubenden bzw. staubarmen Präparat M) wieder ein stäubendes Präparat,

Aus der DE-OS 24 47 347 sind nichtstaubende Präparate bekannt, welche Dispersionsfarbstoffe in Form einer festen Lösung in Harnstoff enthalten. Aus dieser Offenlegungsschrift war es nicht nahegelegt, daß man staubfreie Präparate erhalten kann, ohne daß feste Lösungen vorliegen müssen, wenn man den Farbstoff mit einem Haft- und einem Staubbindemittel vermischt.

Neben dem einfacheren und schonenderen Herstellungsverfahren zeichnen sich die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Präparate durch einen niedrigeren Gehalt an Haftmittel und in vielen Fällen durch eine langer anhaltende Staubbindung aus.

Es wurde nun gefunden, daß durch Zumischen eines Haftmittels und eines Staubbindemittels zu einem Farbstoff oder optischem Aufheller, ."ijerraschenderweise eine über mehrere Monate gleichbleibende Staubbindewirkung erreicht wird. Erfindungsgegenstand ist daher d^s Verfahren gemäß Ansprüche 1 — 11 und die in Anspruch 12 genannte Verwendung.

Die im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren Farbstoffe sind z. B. anionischc Farbstoffe, kationische Farbstoffe, Metallkomplexfarbstoffe, wie 1:1- und :2-Kupfer-, -Chrom- oder -Kobalt-Komplexe, reaktive Farbstoffe, Dispersionsfarbstoffe, Küpenfarbstoffe, Chromierfarbstoffe, Pigmente 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 Ergebnisse 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 Cyanurderivate der 4,4'-DiaminosüIben-2^'-disulfonsäure 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, z. B. als zerstäubungsgetrocknete 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 erweichen oder schmelzen. Beispielsweise kommen in Frage: Sorbit, Harnstoff, Hydratdextrose, Glukose, Milchzucker, Mannit, Mannose und Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von über 3000. Bevorzugt sind solche Verbindungen, welche mindestens fünf Hydroxylgruppen im Molekül enthalten.

Das Haftmittel wird zweckmäßig als festes Pulver in Mengen von 2 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 3 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgemisch, eingesetzt In den Fällen, wo das feste Haftmittel schwer zu zerteilen ist, kann auch eine konzentrierte oder gesättigte wäßrige Lösung ,des Haftmittels zugesetzt werden.

Geeignete Staubbindemittel sind, je nach dem eingesetzten Farbstoff oder optischen Aufheller, kationische, anionische oder nichtionogene Tenside. Das gewählte Tensid darf '.eine unerwünschten Reaktionen mit dem Farbstoff oder optischen Atelier eingehen. Bevorzugt werden nichtionogene Tenside eingesetzt, wie z.B. Polyätherglykole, wie MiscH-ioh/mere aus Äthylenoxyd und Propylenoxyd (Blockpolymere), oder Polyätheralkohole, wie Kondensationsprodukte aus Alkoholen oder Phenolen mit Äthylenoxyd. Das Staubbindemittel wird in Mengen von 1 bis IG Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgemisch, eingesetzt

Als weitere Zusätze können noch übliche Coupagemittel zugesetzt werden, wie z. B. anorganische Salze, wobei vor aiiem diejenigen Saize in Betracht kommen, welche bei ihrer Einsatztemperatur nicht erweichen und mit dem Farbstoff oder optischen Aufheller keine unerwünschten Reaktionen eingehen. 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, Natriumpyrophosphat, Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Natriumhydrogencarbonat oder Natriumcarbonat und vorzugsweise Natriumhydrogensulfat und vor allem wasserfreies Natriumsulfat.

Des weiteren kommen in Frage Abschwächungsmittel, vor allem wasserlösliche organische Verbindungen, wobei es sich insbesondere um Polyhydroxyverbindungen mit einem Schmelzpunkt über IOO°C handelt, wie Zucker-, Cellulose- oder Stärke-Derivate. Bevorzugt wird ein Starkederivat, wie Dextrin, eingesetzt. Als weitere Zusätze können zudem noch Dispergatoren sowie Säuren, wie z. B. Sulfaminsäure oder Weinsäure, Netzmittel und alkalische Stellmittel in Frage kommen. Die Menge der Zusätze richtet sich nach dem gewünschten Verdünnungsgrad des Farbstoffs oder des optischen Aufhellers und beträgt in etwa lü bis 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise 20 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmischung, wobei auch Mischungen derartiger Zusätze angewandt werden können. Vorteilhaft wird als weiterer Zusatz ein Abschwächungsmittel und/oder ein Salz verwendet Das eigentliche erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß in einem Mischer die Komponenten bei Raumtemperatur in ca. 5 bis 20 Minuten intensiv und homogen vermischt werden. Als Mischer kommen dabei vor allem solche Apparate in Frage, welche eingebaute Mischwerkzeuge besitzen, wie Intensiv-, SchneIl-(Löcligemischer) und Knetmischer oder Schnellrührer nach dem Schleuder-Wirbel-Verfahren. Dabei kann als Staubbindemittel vorzugsweise ein flüssiges Staubbindemittel zugesetzt werden, entweder vor dem eigentli- eher Mischen der Komponenten oder während dem Mischen dieser Komponenten.

Eine vorteilhafte Durchführung des Verfahrens liegt darin, daß zuerst das Haftmittel, gegebenenfalls mit einem oder mehreren Zusätzen vermischt wird unter anschließendem Zumischen des Farbstoffes oder optischen Aufhellers und des Staubbindemittels.

im allgemeinen wird durch das mischen bei Raumtemperatur ein staubgebundenes Produkt erhalten. Darüber hinaus ist es in einigen Fällen von Vorteil, das Gemisch einschließlich Staubbindemittel auf 30 bis 80° C zu erwärmen und anschließend erst zu mischen.

Man erhält nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Präparate, die staubarm bis staubfrei sind und die diese Staubbindewirkung beim Lagern über Monate, z. B. 10

jo bis i 2 Monate, beibehalten.

Zur Bestimmung de? 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 Sc Schuell LS14) befestigt, das mit Wasser derart angefeuchtet ist,- daß das Filterpapier ηκ. näßig 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 Durchschnei- den entfernt Dieses Filterpapier wird dann durch eine 5wertige Bewertungsskala wie folgt bewertet:

Note 1 — stark stäubend, wenn Papierrundfilter stark

getönt bis intensiv 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 Farbflecken befinden;

Note 5 = staubarm, wenn das Papierrundfilter kaum

eine sichtbare Anfärbung sondern höchstens vereinzelte Farbstoff tupf en aufweist.

Verwendung finden die erfindungsgemäß erhältlichen Präparate zum Färben und Bedrucken oder optischen Aufhellen von Materialien, die mit diesen Präparationen

angefärbt bzw. optisch aufgehellt werden können, vor allem von Textilmaterialien.

In den nachfolgenden Beispielen, welche die Erfindung erläutern, bedeuten Teile Gewichtsteile.

Beispiel

60,8 Teile Dextrin, 1 Teil Sulfaminsäure, 3 Teile Sorbit sowie 33,2 Teile eines zerstäubungsgetrockneten Farbstoffes (Staubnote 2) der Formel

H₃O

.C₂H₅

C₂H₄OH

ZnCI₃

werden in einem Apparat mit rotierendem Mischwerkzeug gut vermischt Sodann werden 2 Teile eines Kondensationsproduktes aus 1 Mol Nonylphenol mit 9,5 Molen Äthylenoxyd (Staubbindemittel) zugegeben. Nach weiterem intensivem Mischen erhält man innerhalb von 10 Minuten ein staubarmes Farbstoffpräparat mit der Staubnote 5, welches aucii nach sechs Monaten Lagerzeit noch keine Veränderung im Staubverhalten zeigt
Verwendet man als Staubbindemittel anstelle des obengenannten Kondensationsproduktes die gleiche Menge eines Nonylphenols mit einem anderen Äthoxylierungsgrad, so erhält man ähnlich gute Resultate.

Beispiel ">

55,9 Teiie Natriumsulfat, 6,7 Ttiir Sorbit, 0,8 Teile Sulfaminsäure, 3,3 Teile eines Kondensationsproduktes aus 1 Mol Nonylphenol mit 9,5 Molen Äthylenoxyd sowie 333 Teile eines zerstäubungsgetrockneten Farbstoffs mit der Staubnote 1 der Formel

CH₃O

Y Y-N=

C₂H₅

N(CH₃J₂

ZnCI₃

werden in einem Mischer mit Mischwerkzeug intensiv 10 Minuten gemischt Man erhält ein staubarmes Farbstoffpräparat mit der Staubnote 5, welches auch nach sechsmonatiger Lagerung keine Änderung im Staubverhalten aufweist

Verwendet man als Staubbindemittel anstelle des oben genannten Kondensationsproduktes die gleiche Menge eines Blockpolymerisates aus Äthylenoxyd und Propylenoxyd, so werden gleich gute Resuliaio erhalten.

Beispiel 3

45 Teile Dextrin, 0,9 Teile Sulfaminsäure, 6,i Teile Hydratdextrose sowie 45 Teile des getrockneten Farbstoffs (Staubnote l)der Formel

HC-N

H₃C

N C-N = I

CH₃

N(C₂Hj)₂

ZnCI₃

werden intensiv vermischt und anschließend mit 6 Teilen eines Kondensationsproduktes aus 1 Mol Nonylphenol mit 9,5 Molen Äthylenoxyd versetzt. Durch weiteres Mischen erhält man innerhalb von 12 Minuten ein staubarmes Farbstoffpräparat mit'der Staubnote 5, 55

welches auch nach sechsmonatiger Lagerung keine Änderung im Stp.ubverhalten zeigt.

Ein ebenfalls stabiles und staubarmes Farbstoffpräparat wird erhalten, wenn man den Farbstoff der Formel

HC=N

CH,

ZnCl₃' >

bei im übrigen gleicher Arbeitsweise verwendet.

Beispiel 4

29,6 Teile Dextrin, 0,8 Teile Sulfaminsäure, 9 Teile Hydratdextrose sowie 57 Teile eines getrockneten Farbstoffes (Staubnote l)der Formel

C₂H₅

CMU (Ml,

werden in einem Mischer mit rotierendem Mischwerkzeug während 15 Minuten gut vermischt. Sodann werden 3,6 Teile eines Kondensationsproduktes aus I Mol Nonylphenol mit 9,5 Molen Äthylenoxyd zugegeben. Nach weiterem intensivem Mischen erhält man ein Farbstoffpräparat mit der Staubnote 5, welches auch nach sechs Monaten Lagerzeit noch keine Veränderung im Staubverhalten zeigt.

Beispiel 5

83.4 Teile des trockenen optischen Aufhellers (Staiibnote 2) der Formel

N
OH N-C C NH

N N

NIl

CH-CH- ,-NH-C CN Il O SO₁N₁I SO.,Nii

N N
C

NH

10,0 Teile einer 70%igen wäßrigen Sorbitlösung und 6.6 Teile eines Kondensationsproduktes aus 1 Mol Nonylphenol mit 9.5 Molen Äthylenoxyd werden in einem Mischer innerhalb von 5 Minuten intensiv vermischt. Man erhält ein staubarmes optisches Aufhellerpräparat mit der Staubnote 5, welches auch nach 4 Monaten Lagerzeit noch keine Veränderung im Staubverhalten zeigt.

Beispiel 6

29.0 Teile Dextrin werden mit 10.0 Teilen Sorbit ca. 5 Minuten in einem Mixer gemischt. Dieses Gemisch wird mit 59,0 Teilen des getrockneten Farbstoffes (Staubnote )) der Formel

>-N —SO,—

CH,

HO₃S HO NH-SO,

SO₃H

CH₃

gemischt und auf ca. 70° erwärmt Unter intensivem Mischen werden noch 2,0 Teile eines Kondensationsproduktes aus 1 Mol Nonylphenol mit 9,5 Teilen Äthylenoxyd zugesetzt

Nach einer weiteren Mischzeit von 5 Minuten erhält man einen staubfreien Farbstoff (Staubnote 5), der auch nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur eine anhaltende Staubbindewirkung zeigt

Beispiele 7-17

85 Teile der in der folgenden Tabelle genannten rem intensivem Mischen erhält man innerhalb von 10 Farbstoffe werden mit 10 Teilen der angegebener. b5 Minuten staubarmc Festsioffpräparate mil der Staubno-Haftmittel in einem Apparat mit rotierendem Mischwerkzeug gut vermischt Sodann werden 5 Teile der

aufgeführten Staubbindemittel zugegeben. Nach weitete 5, weiche auch nach sechs Monaten Lagerzeit noch keine Veränderung im Staubverhalten zeigen.

	26 56 407 9	Farbstoff	NH, OH	desgl.	10	Staubbindemittel
Beispiel	Chromkomplexfarbstoff CJ 15 705	H,N ■''■' '> N- N ' N-N ■ ' ._: ^: HO f OH SO₁H N 1	Haftmittel	Kondensations produkt aus Nonylphenol und 7MoI Äthylenoxid
7	desgl.	COOH N	Neopentyl- glykol	desgl.
8	Küpenfarbstoff CJ 69 500	HO-V *V-N--N-- \=/ ;.'**	Hydrat dextrose	desgl.
9	desgl.	Hydrat dextrose	desgl.
IO	desgl.	Neopentyl- glykol	Kokosfettsäure- diäthanolamid
11	desgl.
		wie im Beispiel 7
12	Neopentyl- glykol

		desgl.
13	Polyäthylen- ulykol MG 4000

OH

HO N = N f — N=N --·( 'V-OCH,

HO₃S

desgl.

SO₃H

A N

SO₃H Jl _

OH

Neopentyl- desgl. glykol

SO₃H

N=N-^

SO₃H

NHCOCH₃

Ί ΙΓ

N N

CI

NH₂

desgl.

Hydrat- desgl.

dextrose

Polyäthylen- wie im Beispiel 11

glykol MG 4000

Neopentyl- wie im Beispiel 7 glykol

Ii

Fortsetzung

Beispiel Farbstoff

C₂H₄OH

12

Haftmittel Staubbindemittel

Sorbit

wie im Beispiel

. _x-, Temperatur erwärmt. Sodann werden 5 Teile der

Beispiele 19-24 aufgeführten Staubbindemittel zugegeben und während

85 Teile der in der folgenden Tabelle genannten der in der Tabelle genannten Zeit intensiv vermischt.

Farbstoffe werden mit IO Teilen der angegebenen Man erhält staubarme Farbstoffpräparate (Staubnote

Haftmittel in einem Apparat mit rotierendem Misch- 5). die auch nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur

werkzeug gut vermischt und auf die angegebene ehfle anhaltende Staubbindewirkung zeigen.

Beispiel

Färbst oft

SO₂CH₃ <j^OOCH'

COOCH₃

desgl.

21	wie	im	Beispie!	7
22	wie	im	Beispiel	12
23	wie	im	Beispiel	18
24	wie	im	Beispiel	18

Na

Hallmitlei

Neopentylglykol

Staubbindemittel Temp.

wie im Beispiel 7·

70°

Zeit (Min.)

Polyäthyien- glykol MG 4000	wie im Beispiel 11	70"	5
Hydrat dextrose	wie im Beispiel 7	90"	15
Neopenhyl- glykol	wie im Beispiel 7	80°	10
Neopentyl- glykol	wie im Beispiel 11	80^ü	10
Hydrat dextrose	wie im Beispiel 7	80°	10

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von staubarmen Farbstoff- und/oder optischen Aufheller-Präparaten, dadurch gekennzeichnet, daß man Farbstoffen oder optischen Aufhellern in trockener Form, die gegebenenfalls weitere Zusätze enthalten, als Haftmittel 2 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht, einer organischen Verbindung, ι ο welche einen Erweichungs- oder Schmelzpunkt von 30 bis 150° C aufweist, und 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, eines kationischen, anionischen oder nichtionogenen Tensids als Staubbindemittel zusetzt und die Komponenten bei Raumtem- π peratur während 5 bis 20 Minuten oder bei einer Produkttemperatur von 30 bis 80°C vermischt, ohne daß eine feste Lösung der Farbstoffe oder optischen Aufheller in dem Haftmittel erhalten wird.

Z Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Mischer ein Haftmittel gegebenenfalls zusammen mit einem Coupagemittel vorgegeben wird und sodann Farbstoff oder optischer Aufheller und das Staubbindemittel zugegeben werden.

3. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein wasserlöslicher Farbstoff oder optischer Aufheller verwendet wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein kationischer Farbstoff verwendet jo wird.

5. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Haftmittel in K?engen von 3 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmischung, eingesetzt wird.

6. Verfahren gemäß den Ansprüchen 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß als Haftmittel eine Verbindung verwendet wird, weiche mindestens fünf Hydroxygruppen pro Molekül enthält

7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das als Haftmittel Sorbit, Hydratdextrose, Glukose. Milchzucker, Mannit, Mannose oder Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von über 3000 verwendet wird.

8. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Staubbindemittel ein nichtionogenes Tensid verwendet wird.

9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Staubbindemittel Polyätfvalkoho-Ie oder Polyätherglykole verwendet werden.

10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyätheralkohol ein Kondensationsprodukt aus einem Aikylphenol und Äthylenoxyd verwendet wird.

11. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Sorbit oder Hydratdextrose gegebenenfalls zusammen mit einem weiteren Zusatz bei Raumtemperatur mit einem kationischen Farbstoff und einem Polyätheralkohol vermischt werden.

12. Verwendung der nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 11 erhaltenenen Präparate zum Färben oder Bedrucken oder optischen Aufhellen von Textilmaterialien.