DE2757330A1

DE2757330A1 - Farbstoffzusammensetzung

Info

Publication number: DE2757330A1
Application number: DE19772757330
Authority: DE
Inventors: Junko Kakuse; Hideo Kawanaka; Yukihisa Niimi; Toshio Sato
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1976-12-27
Filing date: 1977-12-22
Publication date: 1978-06-29
Also published as: JPS5810432B2; JPS5380426A; GB1559955A; US4225311A

Description

DR. KARL TH. HEGtüL Ü1PL.-ING. KLAUS DICKBL

GROSSB BBHGSTRASSE 223 20O0 HAMBURG 5O JULIUS-KREIS■ STHASSE 33 8OOO MÜNCHEN HO

POSTFACH 5ΟΟββ2 TBLBPON (O 4O) 3ΘΘ2 85 TBI.KFON (O 8») Β8ΓΪ21Ο

Telegramm-Adpcsee; Doellnerpntcnt Hamburg

Ihr Zeichen:

Unser Zeichen:

H 2807

2OOO Hamburg, den

Dr.He/mk

EAO SOAP CO.,LTD.
1,1-chcme, Nihonbashi-Kayabacho, Ohuo-ku« Tokyo, Japan.

FABBSTOFFZUSAMMENSETZUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine hochkonzentrierte Farbstoffzusammensetzung, in der der wasserunlösliche Farbstoff in Form feiner Teilchen stabil dispergiert ist.

Venn ein wasserunlöslicher Farbstoff zum Färben oder Drucken verwendet wird, gibt man dem Färbebad oder der Druckpaste im

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Postscheckkonto ι Hamburg 2912SO-SOB · Sankt Dresdner Bank AO. Hamburg, Kto.-Nr. 3 813ΘΘ7

BLZ 20080000

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Io

allgemeinen eine Farbstoffzusammensetzung zu, die zuvor in einem gesonderten Arbeitsgang in Form stabil dispergierter feiner Teilchen zubereitet ist. Gewöhnliche wasserunlösliche Farbstoffzusammensetzungen enthalten ein Dispergiermittel als unerlässlichen Bestandteil zum feinen Verteilen des eigentlichen Farbstoffes und zum Stabilisieren der Dispersion. Als Dispergiermittel sind Formalinkondensate von aromatischen SuI-fonaten wie ß-Naphthalinsulfonat und anionische oberflächenaktive Mittel wie Natriumligninsulfonat und Natriumalkylbenzolsulfonate in Mengen von 50 bis 200 Gew.-#, berechnet auf den Farbstoff, verwendet worden. Farbstoffe, die diese Dispergiermittel enthalten, lassen sich^edoch nicht für lange Zeitdauer stabil lagern.

Nach eingehenden Forschungen mit dem Zweck, die Nachteile der bekannten Dispergiermittel zu überwinden, ist den Erfindern ein Erfolg bei der Herstellung hoch konzentrierter Farbstoffzusammensetzungen beschieden gewesen, die fein dispergiert und durch mechanische Einwirkung innerhalb kurzer Zeit dispersionsstäbilisiert und für lange Zeitdauer gelagert werden können. Dieser Erfolg beruht auf der Verwendung von 10 bis I50 Gew.-^, berechnet auf das Gewicht des Farbstoffes, eines nichtionisehen oberflächenaktiven Mittels, das aus einem Blockpolymeren der allgemeinen Formel (1) besteht:

HO -£- C₂H₄O)^(O₃H₆O)₁₁₁(C₂H₄O ^- H (1)

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In dieser bedeuten i, m und η jedesmal eine ganze Zahl, im Wert von 1 oder mehr, wobei +m+n in der Größenordnung von 100 bis 350 liegen und ( ί +m) geteilt durch m den Wert zwei oder mehr besitzen·

Sen Erfindern ist es weiterhingelungen, eine Farbstoffzusammensetzung zu gewinnen, die im Vergleich mit solchen, bei denen das oberflächenaktive Mittel oder ein Kondensat allein verwendet wird, mehr Teilchen in feiner Verteilung und von höherer SispersionsStabilität enthalten. Dieser Erfolg wird erreicht durch Verwendung einer Kombination des nichtionischen oberflächenaktiven Mittels der allgemeinen Formel (1) und eines Formalinkondensats eines aromatischen Sulfonate im Gewichtsverhältnis von 2 : 8 bis 8 : 2.

Sie wasserunlöslichen Farbstoffe, um die es sich bei der Erfindung handelt, umfassen Dispersionsfarbstoffe, Küpenfarb stoffe und öllösliche Farbstoffe.

Sie fein verteilte Farbstoffmasse gemäß vorliegender Erfindung läßt sich durch feine Verteilung von 10 bis 50 Gewichtsteilen eines wasserunlöslichen Farbstoffs und 10 bis 150 Gew.-%, berechnet auf das Gewicht der Farbe, eines oben definierten Dispergiermittels zusammen mit 89 bis 30 Gewichtsteilen Vasser in einer Verkleinerungsvorrichtung herstellen, die kontinuierlich oder diskontinuierlich arbeitet, bis der durchschnittliche Teilchendurchmesser des Farbstoffs auf 0,1 bis 1 μ ...4

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reduziert ist.

Das nichtionische, oberflächenaktive Mittel, das gemäß vorliegender Erfindung angewendet wird, ist ein Blockpolymerisat, das durch Zusatz von Äthylenoxid zu Polypropylenglycol in Gegenwart eines Alkalikatalysators nach bekannten Verfahren erhalten wird.

Das nichtionische, oberflächenaktive Mittel gemäß vorliegender Erfindung ist demnach ein Blockpolymerisat, das ein höheres Dispersionsstäbilisierungsvermögen als ein durchschnittliches Polymerisat aufweist. Venn das Molekularverhältnis von Propy— lenoxid zu Äthylenoxid in dem Addukt 1 bis weniger als 2 be -trägt, oder wenn die gesamte Molzahl der beiden Oxide unter 100 liegt, wird das Dispersionsstabilisierungsvermogen vermindert. Venn also, mit anderen Vorten, die Oberflächenspannung der wässrigen Dispergierlösung zu gering ist oder wenn ihr Molekulargewicht zu klein ist, vermindert sich die Fähigkeit zur Stabilisierung der Dispersion.

Als Formalinkondensat eines aromatischen Sulfonate, die gemäß vorliegender Erfindung angewendet werden können, seien Formalinkondensate von Natrium-ß-naphthalineulfonat, Natriumeresolsulfonat, Natriumcreosotölsulf onat, Natriumphenolsulf onat und Natriumalkylphenolsulfonat mit niederen Alkylgruppen genannt. Von diesen werden vorzugsweise das Formalinkondensat von

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Natrium—β—naphthalinsulfonat und Natriumere solsulf onat verwendet·

Das Verhältnis des nichtionischen oberflächenaktiven Mittels zum Formalinkondensat des aromatischen Sulfonate liegt in der Größenordnung von 2:8 bis 8 : 2 (Gewichtsmäßig berechnet); hierdurch wird eine !Fähigkeit zur Stabilisierung der Dispersion erreicht, die wesentlichen hoher ist als bei Verwendung einer einzigen Verbindung« Zwar ist die Ursache der synergistischen Wirkung bisher nicht aufgeklärt, es ist aber anzunehmen, daß sie in der Verminderung der Oberflächenspannung des nichtionischen oberflächenaktiven Mittels und in der Verringerung der elektrischen Abstoßung durch das anionische oberflächenaktive Mittel zu suchen ist. Die Farbstoffmasse gemäß vorliegender Erfindung läßt sich in form von Pulvern auf den Harkt bringen, die durch Sprühtrocknung der oben-erwähnten wässrigen Farbstoffdispersion erhalten sind. Das Dispersionsmittel gemäß vorliegender Erfindung hat somit die wirkung, daß es eine Zerstreuung des Farbstoffs und eine Coagulation und Blockierung des Pulvers verhindert, so daß die Nasse lange Zeit in Pulverform aufbewahrt werden kann.

Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung konkret im einseinen, wobei die Teile Gewichtsteile bedeuten.

15 Teile des Farbstoffs des Color Index Disperse Orange 3 der

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/0

Formel:

( O₂N —/~~^— N-N —* "^- NH₂ )

werden mit 5 Teilen eines nichtionischen oberflächenaktiven
Mittels der Strukturformel:

HO -(- C₂H₄O)₄₅(C₃H₆O)₄₀(C₂H₄O -^ H

und 80 Teilen Wasser vermischt. Die Mischung wird in einer
Sandmühle fein verteilt, bis eine durchschnittliche Teilchengröße von unter 1 μ erreicht ist; dann wird die Mischung aus
der Mühle entleert. Die hoch konzentrierte Farbstoffmasse war noch nach einem Monat völlig stabil. Bei mikroskopischer Be — trachtung ließen sich kaum sekundäre coagulierte Teilchen erkennen.

15 Teile des gleichen Farbstoffs wie in Beispiel 1 wurden mit 10 Teilen eines nichtionischen oberflächenaktiven Mittels der Strukturformel:

HO -f- C₂H₄O)₅₀(C₃H₆O)₃₀(C₂H₄O)₅₀H

und 75 Teilen Wasser vermischt. Die Mischung wurde in einer
Sandmühle fein verteilt, bis eine durchschnittliche Teilchengröße von unter 1 jz erzielt war. Dann wurde die Mischung aus der Mühle entleert. Die Masse war selbst nach einem Monat noch stabil. Bei mikroskopischer Betrachtung ließen sich kaum
coagulierte Teilchen feststellen.

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BEISPIEL 3

15 Teile des gleichen Farbstoffs wie in Beispiel 2 wurden mit 5 Teilen des gleichen nichtionischen oberflächenaktiven Mittels wie in Beispiel 2 und 5 Teilen eines Formalinkondensats von Natrium-ß-naphtahlinsulfonat sowie 75 Teilen Wasser vermischt. Die Mischung wurde in einer Sandmühle fein verteilt, bis eine durchschnittliche Teilchengröße von weniger als 1 μ erzielt war. Dann wurde die Mischung aus der Hohle entleert. Die Hasse war selbst nach einem Monat noch stabil. Bei mikroskopischer Betrachtung ließen sich kaum sekundäre ooagulierte Teilchen feststellen. Die noch vorhandenen coagulierten Teilchen waren in ihrer Menge geringer als die bei Beispiel 1 und 2.

15 Teile des Farbstoffs nach Color Index Disperse Bed 16 der Formel:

QH

( O₂N —^V- N-N

wurden mit 15 Teilen eines nichtionischen oberflächenaktiven Mittels der Strukturformel:

HO -4-

und 70 Teilen Wasser vermischt. Die Gesamtmischung wurde in einer Sandmühle fein verteilt, bis eine durchschnittliche Teilchengröße unter 1 μ erzielt war; dann wurde die Mischung

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aus der Mühle entleert. Die hoch konzentrierte Nasse war noch nach einem Monat stabil. Bei mikroskopischer Betrachtung ließen sich kaum sekundäre coagulierte Teilchen feststellen.

BEISPIEL 3

20 Teile des gleichen Farbstoffs wie in Beispiel 4- wurden mit 25 Teilen eines nichtionischen oberflächenaktiven Mittels der Strukturformel:

HO -4- C₂H₄O)₉₀(C₃H₆O)₂₀(C₂H₄O -^₀ H

und 55 Teilen Wasser vermischt. Die Gesamtmischung wurde in einer Sandmühle fein verteilt, bis eine durchschnittliche Teilchengröße unter 1 μ erzielt war. Dann wurde die Mischung aus der Mühle entleert. Die hoch konzentrierte Masse war noch nach einem Monat stabil. Bei mikroskopischer Betrachtung ließen sich kaum sekundäre coagulierte Teilchen feststellen.

BEISPIEL· 6

15 Teile des gleichen Farbstoffs wie in Beispiel 4 wurden mit 7 Teilen des gleichen nichtionischen oberflächenaktiven Mittels wie nach Beispiel 4-, ferner 8 Teilen eines Formalinkondensats von Natriumcresolsulfonat und 70 Teilen Wasser vermischt. Die Gesamtmischung wurde in einer Sandmühle fein verteilt, bis eine durchschnittliche Teilchengröße unter 1 μ erzielt war; dann wurde die Mischung aus der Mühle entleert. Die Masse war selbst nach einem Monat stabil. Bei mikroskopischer Betrachtung ließen sich kaum sekundäre coagulierte Teilchen feststellen.

...9 809826/0891

H 2807 - 9^-

Die Menge der noch vorhandenen sekundären coagulierten Teilchen war geringer als bei Beispiel 4.

25 Teile des Farbstoffs nach Colorindex Disperse Blau 27 der Formel:

/s—\

J₂H₄OH

wurden mit 10 Teilen eines nichtionischen oberflächenaktiven Mittels der Strukturformel:

HO -fr- C₂H₄O)₉₀(C₃H₆O)₈₀(C₂H₄O ^₀ H

und 65 Teilen Wasser vermischt. Die Gesamtmischung wurde in einer Sandmühle fein verteilt, bis eine durchschnittliche Teilchengröße von unter 1 μ erzielt war; dann wurde die Mischung aus der Mühle entleert. Die Masse war selbst nach einem Monat stabil. Bei mikroskopischer Betracthung ließen sich kaum sekundäre coagulierte Teilchen feststellen.

Vergleichsbeispiel 1

(Zum Vergleich mit den Beispielen 2 und 4) 15 Teile des gleichen Farbstoffe wie in Beispiel 2 wurden mit 10 Teilen eines Formalinkondensats von Natrium-ß-naphthalin sulfonat und 70 Teilen Wasser vermischt. Die Gesamtmischung

...10 809826/0891

At

wurde in einer Sandmühle fein verteilt, bis eine durchschnittliche Teilchengröße unter 1 μ erreicht war; dann wurde die Mischung aus der Mühle entleert. Die hoch konzentrierte Farbstoffmasse zeigte nach einem Monat eine leicht erhöhte Viskosität, und bei mikroskopischer Betrachtung zeigten sich zahlreiche sekundäre ooagulierte Teilchen.

Yergleichsbeispiel 2 (Vergleich zu Beispiel 7) 25 Teile des gleichen Farbstoffs wie in Beispiel 7 wurden mit 10 Teilen Natriumligninsulfonat und 65 Teilen Wasser vermischt. Die Gesamtmischung wurde in einer Sandmühle fein verteilt, bis eine durchschnittliche Teilchengröße von weniger als 1 μ erreicht war; dann wurde die Mischung aus der Mühle entleert. Die Masse zeigte bereits nach einem Tag eine leicht erhöhte Viskosität, und bei mikroskopischer Betrachtung waren zahlreiche sekundäre coagulierte Teilchen wahrnehmbar.

Vergleichsbeispiel 3 (Vergleich mit den Beispielen 4 und 6) 15 Teile des gleichen Farbstoffs wie in Beispiel 4 wurden mit 15 Teilen des Formalinkondensats von Natriumcresoleulfonat und 70 Teilen Wasser vermischt. Die Gesamtmischung wurde in einer Sandmühle fein verteilt, bis eine durchschnittliche Teilchengröße unter 1 μ erzielt war; dann wurde die Mischung aus der Mühle entleert. Die Masse hatte nach einem Monat eine leicht erhöhte Viskosität, und bei mikroskopischer Betrachtung ließen sich zahlreiche coagulierte Teilchen wahrnehmen.

...11

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Vergleichsbeispiel 4

15 Teile des gleichen Farbstoffs wie in Beispiel 7 wurden mit 10 Teilen eines nichtionisehen oberflächenaktiven Mittels, das aus Nonylphenol mit 20 Holen addierten Äthylenoxids bestand, und 75 Teilen Wasser vermischt. Die Gesamtmischung wurde in einer Sandmühle fein verteilt, bis eine durchschnittliche Teilchengröße von unter 1 μ erzielt war; dann wurde die Mischung aus der Mühle entleert. Die Masse zeigte nach einem Monat eine erhöhte Viskosität, es ließ sich ohne weiteres eine Coagulation feststellen.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Farbstoffmasse enthaltend als unabdingbare Bestandteile einen wasserunlöslichen Farbstoff und 10 bis 150 Gew.-#, berechnet auf den Farbstoff, eines nichtionischen oberflächenaktiven Mittels der allgemeinen Formel:

HO -^- C₂H₄OX (C₃H₆O)_n(C₂H₄O ^- H

in der _Λ , m und η jedesmal eine ganze Zahl im Werte von 1 oder mehr bedeuten, wobei die Summe von i +m+n in der Größenordnung von 100 bis 350 liegt und das Verhältnis von (t+n) : m 2 oder mehr beträgt.-

2. Färbstoffmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtionische oberflächenaktive Mittel die folgende Formel besitzt: HO

3. Farbstoffmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem wasserunlöslichen Farbstoff um einen Dispersionsfarbstoff, einen Küpenfarbstoff oder einen öllöslichen Farbstoff handelt.

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St

4. Färbstoffmasse enthaltend einen wasserunlöslichen Farbstoff, ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel der allgemeinen Formel:

HO -e- C₂H₄O) (C₃H₆O)_1n(C₂H₄C -^ H in der , m und η jedesmal eine ganze Zahl im Werte von 1 oder mehr bedeuten, wobei die Summe von +m+n in der Größenordnung von 100 bis 350 liegt, und das Verhältnis von ( +n) : m 2 oder mehr beträgt, und ein Formalinkondensat eines aromatischen Sulfonate, wobei das Gewichtsverhältnis des nichtionischen oberflächenaktiven Mittels zum Kondensat bei 2 : 8 bis 8 : 2 liegt, während die Gesamtmenge des nichtionischen oberflächenaktiven Mittels und des Formalinkondensats 10 bis 150 Gew.-%, auf das Gewicht des Farbstoffs berechnet, beträgt.

5· Farbstoffmasse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem aromatischen SuIfonat um Natrium-ß-naphthalinsulfonat, Natriumcresolsulfonat, Natriumcreosotölsulfonat, Natriumphenolsulfonat oder ein Natrium-Alkylphenolsulfonat mit Alkylgruppen mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen handelt.

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6. Farbstoff masse nach. Anspruch. 4·, dadurch gekenn zeichnet, daß es sich, bei dem Formalinkondensat eines aromatischen Sulfonate um ein Formalinkondensat von Natrium-ß-naphthalinsulfonat oder ein Formalinkondensat von Natriumcresolsulfonat handelt·

7· Verfahren zur Herstellung einer Farbstoffmasse, dadurch gekennzeichnet, daß man 10 bis 50 Gewichtsteile eines wasserunlöslichen Farbstoffs in Gegenwart von 10 bis 150 Gew.-#, berechnet auf das Ge wicht des Farbstoffs, in einem nichtionischen oberflächenaktiven Mittel der allgemeinen Formel: HO -+- C₂H₄Ok (C₃H₆O)₁₁(C₂H₄O -J₅ H in der _K, , m und η eine ganze Zahl im Wert von 1 oder mehr bedeuten, wobei die Summe von <_ ,m,und η in der Größenordnung von 100 bis 350 liegt und das Verhältnis von (' +η) ι m 2 oder mehr beträgt, und 30 bis 89 Gewichtsteilen Wasser in kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Weise fein verteilt, bis die durchschnittliche Teilchengröße des Farbstoffs in der Größenordnung von 0,1 bis 1 micron liegt.

8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein Formalinkondensat eines aromatischen Sulfonate während der Feinverteilung zugesetzt wird. 8098P6/0891 ...₁₅

9. Pulvrige Masse, die durch Sprühtrocknung einer wässrigen Masse nach Anspruch 1 gewonnen ist.

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