DE3150012A1

DE3150012A1 - Process for the preparation of dust-free free-flowing colorants

Info

Publication number: DE3150012A1
Application number: DE19813150012
Authority: DE
Inventors: Hanns-Peter von 5620 Velbert-Langenberg Lauff
Original assignee: BASF Farben und Fasern AG
Current assignee: BASF Farben und Fasern AG
Priority date: 1981-12-17
Filing date: 1981-12-17
Publication date: 1983-06-23
Also published as: NL8203264A

Abstract

Process for the preparation of dust-free free-flowing colorants by mixing a pigment or a soluble dye with a carrier in the solid state using an adhesion promoter, wherein first a mixture of a base and an adhesion promoter is prepared and the mixture is then homogenised using a separately prepared mixture of pigment or soluble dye and a finely powdered substance which is solid at room temperature and compatible with the base.

Description

Verfahren zur Herstellung Method of manufacture

von staubfreien, rieselfähigen Färbemitteln =========================================== Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von staubfreien, rieselfähigen Färbemitteln Die Kriterien der Staubfreiheit und Rieselfähigkeit bei gleichzeitiger guter Terteilbtrkeit der Färbemittel werden aus Gründen der Ukologie und im Hinblick auf die Möglichkeit einer gleichmäßigen mechanischen Zudosierung des Färbemittels zu dem zu färbenden Substrat von der Technik gefordert. of dust-free, free-flowing coloring agents ============================================ The invention relates to a method for producing dust-free, free-flowing Colorants The criteria of freedom from dust and pourability at the same time The dyes are well divided, for reasons of ukology and with a view to to the possibility of a uniform mechanical metering of the coloring agent required by technology for the substrate to be colored.

Die bisher bekannten Verfahren für die Herstellung solcher Färbemittel gehen meistens davon aus, daß ein Farbpigment zusammen mit einem Trägermaterial geschmolzen und danach in entsprechenden Vorrichtungen granuliert wird. Diese Verfahren sind jedoch vergleichsweise aufwendig, da ein Schmelzvorgang notwendig ist und danach die aus Pigment und Trägerstoff zusammengesetzte Schmelze mittels geeigneter Maschinen granuliert bzw. tablett-iert werden muß.The previously known processes for the production of such colorants mostly assume that a color pigment is combined with a carrier material melted and then granulated in appropriate devices. These procedures however, they are comparatively expensive, since a melting process is necessary and afterwards the melt composed of pigment and carrier material using suitable machines must be granulated or tabletted.

Um dieses umständliche Verfahren zu vermeiden, sind bereits auch andere Vorschläge gemacht worden, bei denen ein pulverförmiger Trägerstoff mit einem Farbpigment unter Ausnutzung der dabei entstehenden Reibungswärme vermischt und durch die Sinterung des Trägerstoffes in eine granulierte Form überführt wird. Ein solches Verfahren ist jedoch in der Praxis nur schlecht beherrschbar, da die für eine Sinterung notwendige Temperaturführung unter gleichzeitiger Erreichung eines gut rieselfähigen Granulates technisch schwierig ist. Infolge der Verwendung eines pulverförmigen Trägerstoffes sind bei diesem Verfahren die entstehenden Granulate auch häufig von einer Struktur, die vom Idealzustand einer rieselfähigen Kugel weit entfernt sind. So hergestellte Färbemittel enthalten meistenteils ein sehr breitesKornverteilungsspektrum, das für den späteren Einsatz von Nachteil ist.To avoid this cumbersome procedure, others are already in place Proposals have been made in which a powdery carrier with a color pigment using the resulting frictional heat mixed and sintered the carrier is converted into a granulated form. Such a procedure However, it is difficult to control in practice because that is necessary for sintering Temperature control while at the same time achieving a free-flowing granulate technically difficult. As a result of using a powdery In this process, the granules formed are also often of the carrier substance a structure that is far from the ideal state of a free-flowing sphere. Colorants produced in this way mostly contain a very broad grain distribution spectrum, which is a disadvantage for later use.

Um die Nachteile der beschriebenen Verfahren zu beseitigen, wurde ein Verfahren ur Herstellung von staubfreien, rieselfähigen Färbemitteln durch Vermischen eines Pigmentes oder eines löslichen Farbstoffes mit einem Trägerstoff in festem Zustand unter Verwendung eines Haftmittels gefunden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß a) eine Vermischung aus einem Trägerstoff mit einem Haftmittel und b) eine separat hergestellte Mischung aus Pigment bzw.In order to eliminate the disadvantages of the method described, was a process for the production of dust-free, free-flowing colorants by mixing a pigment or a soluble dye with a carrier in solid Condition found using an adhesive, characterized in that is that a) a mixture of a carrier with an adhesive and b) a separately produced mixture of pigment or

löslichem Farbstoff und einem feinpulvrigen, bei Raumtemperatur festen Stoff, der mit dem Trägerstoff und dem Haftmittel verträglich ist, aus der Reihe der Wachse und/oder Metallseifen, Stabilisatoren und Netzmittel verwendet wird. soluble dye and a finely powdered, solid at room temperature Substance that is compatible with the carrier and the adhesive, out of the series the waxes and / or metal soaps, stabilizers and wetting agents are used.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind im Prinzip alle Trägerstoffe einsetzbar, die in einer Mikroperlform verfügbar sind und bei Raumtemperatur und den Mischbedingungen nicht schmelzen. Ein sehr günstiger Durchmesser solcher verperlter Trägerstoffe liegt etwa in der Größenordnung von 100 bis 400 . Beispiele für geeignete in Perlform verfügbare handelsübliche Trägerstoffe sind niedermolekulares Polyäthylen, Glycerinmonostearat und andere an sich bekannte Trägerstoffe aus der Reihe der Ester mehrwertiger Alkohole, wie Sorbitan-Fettsäureester, Fettsäureester des Polyoxyäthylens und des Pentaerythrols. Selbstverständlich sind-aber auch für das Verfahren Trägerstoffe anderer chemischer Grundtypen, wie Fettsäureamide und deren Derivate, Amidwachse sowie hydrierte Öle einsetzbar, wenn sie den erfindungsgemäß- beschriebenen Anforderungen an den Schmelzpunkt genügen. Ein weiteres Beispiel für verfahrensgemäß geeignete Metallstearate ist Calciumstearat.In the process according to the invention, in principle all are carriers can be used, which are available in a microbead form and at room temperature and do not melt under the mixing conditions. A very favorable diameter of such beaded ones Carrier substances are roughly in the order of 100 to 400. Examples of suitable Commercially available carriers available in bead form are low molecular weight polyethylene, Glycerol monostearate and other known carriers from the ester series polyhydric alcohols, such as sorbitan fatty acid esters, fatty acid esters of polyoxyethylene and of pentaerythrol. Of course, carriers are also used for the process other basic chemical types, such as Fatty acid amides and their derivatives, Amide waxes and hydrogenated oils can be used if they are those described according to the invention Requirements for the melting point are sufficient. Another example of procedural a suitable metal stearate is calcium stearate.

Da bei einer Vermischung von Träger stoff in Perlform mit einem Pigment bzw. einem festen löslichen Farbstoff nur eine verhältnismäßig lose Oberflächenhaftung auftreten würde, wird der Mischung als Haftmittel ein flüssiger Stoff zugesetzt, wie er in der Anwendungstechnik bereits als Netz- oder Dispergiermittel, Gleitmittel, Weichmacher oder Stabilisator bei der Kunststoffverarbeitung bekannt ist. Die Menge des zugesetzten flüssigen Stoffes ist durch den Punkt begrenzt, bei dem noch ohne Klumpen auf der Perle des Trägerstoffes eine gleichmäßige Schichtstärke des Pigmentes bzw.Because when the carrier material is mixed in pearl form with a pigment or a solid soluble dye only a relatively loose surface adhesion would occur, a liquid substance is added to the mixture as an adhesive, as it is already used in application technology as a wetting or dispersing agent, lubricant, Plasticizer or stabilizer is known in plastics processing. The amount of the added liquid substance is limited by the point at which still without Lumps on the bead of the carrier material create a uniform layer thickness of the pigment respectively.

des löslichen Farbstoffes erzeugt wird. Dieser Punkt ist-von Fall zu Fall unterschiedlich, kann jedoch vom Fachmann leicht festgelegt werden. Eine Bestimmung der notwendigen Menge an flüssigem Haftmittel ist auch dadurch zu erreichen, daß ein Abtropfen des zugesetzten flüssigen Stoffes von der Oberfläche des perlförmigen eingesetzten Trägerstoffes vermieden wird. Die Menge des zugesetzten flüssigen Haftmittels darf den Netzpunkt (siehe hierzu "Entwurf DIN 55 943 A 1" vom Sept. 1981, unter "Bindemittelbedarf") des zu präparierenden Pigmentes nicht überschreiten. Als geeignete flüssige Stoffe werden beispielhaft genannt: flüssige Fettsäureester, Polyester aus Adipinsäure und Butandiol oder flüssige-Barium-Cadmium-Zink-Stabilisatoren. Weitere Beispiele für flüssige Haftmittel sind sogenannte Epoxiweichmacher, aber auch gewisse Fraktionen des Erdöls (sogenanntes Weißöl).of the soluble dye is generated. This point is out of the question different from case to case, but can easily be determined by a person skilled in the art. One Determination of the necessary amount of liquid adhesive can also be achieved by that a dripping of the added liquid substance from the surface of the pearl-shaped used carrier is avoided. The amount of liquid adhesive added may the network point (see "Draft DIN 55 943 A 1" from September 1981, under Do not exceed the "Binder requirement") of the pigment to be prepared. As suitable Liquid substances are mentioned as examples: liquid fatty acid esters, polyesters from adipic acid and butanediol or liquid barium-cadmium-zinc stabilizers. Further examples of liquid adhesives are so-called epoxy plasticizers, however also certain fractions of petroleum (so-called white oil).

Der Mischvorgang kann auf jedem wirksamen Mischgerät durchgeführt werden. Soweit bei dem Mischvorgang eine Temperaturerhöhung des Mischgutes durch Reibungswärme eintritt, ist dies nicht hinderlich.The mixing process can be carried out on any efficient mixing device will. Insofar as the temperature of the material to be mixed increases during the mixing process If frictional heat occurs, this is not a hindrance.

In jedem Fall ist jedoch ein Zusammenschmelzen des Mischgutes, das zu unerwünschter Klumpenbildung führen würde, zu vermeiden.In any case, however, there is a melting of the mixed material, the would lead to undesirable clumping, avoid.

Wenn durch den Zusatz eines Haftmittels auch bereits eine weitgehendst staubfreie Fixierung des Pigmentes bzw. Farbstoffes auf der kugelf.orrn-igen Oberfläche des Träger stoffes erreicht wird (manche flüssigen Stoffe bewirken nicht nur eine bessere Haftung an der Oberfläche, sondern bewirken auch vermöge ihrer leicht lösenden Wirkung für den Trägerstoff eine vorteilhafte Diffusion des färbenden Anteils), wird gemäß der vorliegenden Erfindung der Mischung zusätzlich noch ein fester Stoff zugesetzt. Dieser feste Stoff trägt wesentlich zu einer guten Pigmentverteilung beim Einsatz der erfindungsgemäßen Färbemittel bei. Dies bezieht sich insbesonder auf die Färbung von Kunststoffen. Er beeinträchtigt die Rieselfähigkeit der Färbemittel nicht, schafft aber während des Einsatzes der Färbemittel ein lokales Milieu und eine Feinverteilung des Pigmentes' die bei einer Mischung, die aus Trägerstoff und Haftmittel alleine besteht, nicht gegeben ist. Vermittels dieser erfindungsgemäßen Maßnahme werden nicht nur staubfreie, rieselfähige Färbemittel erzeugt, sondern es wird gleichzeitig auch die Herstellung von Färbemitteln ermöglicht, die bei hoher Konzentration des Pigmentes bzw. des löslichen Farbstoffes ausgezeichnet verteilbar sind.Even if the addition of an adhesive means that it is already a largely Dust-free fixation of the pigment or dye on the spherical surface of the carrier substance is reached (some liquid substances do not only have a better adhesion to the surface, but also by virtue of their easily dissolving effect Effect for the carrier material an advantageous diffusion of the coloring part), according to the present invention, the mixture is additionally a solid substance added. This solid substance contributes significantly to good pigment distribution when using the colorants according to the invention. This applies in particular on the coloring of plastics. It affects the flowability of the dye does not, but creates a local milieu and during the use of the dyes a fine distribution of the pigment 'in a mixture consisting of carrier and Adhesive alone does not exist. By means of this according to the invention Measure not only creates dust-free, free-flowing colorants, but it is at the same time also the production of colorants made possible at high The concentration of the pigment or the soluble dye can be distributed excellently are.

Die Menge des verfahrensgemäß eingesetzten feinpulvrigen festen Stoffes ist zwar je nach Anwendungszweck der Präparation variabel; in den meisten Fällen wird man jedoch bei ca. 5 % Zusatz, bezogen auf das eingesetzte Pigment bzw. den löslichen Farbstoff, gute Resultate erhalten. Vorteilhafterweise wird der genannte verträgliche feinpulvrige Stoff in einer Korngröße verwendet, die dem eingesetzten Pigment bzw. festen löslichen Farbstoffen entspricht.The amount of the finely powdered solid substance used according to the process is variable depending on the intended use of the preparation; in most cases However, if you add about 5%, based on the pigment or the soluble dye, good results obtained. Advantageously, said Compatible finely powdered substance used in a grain size that matches the one used Pigment or solid soluble dyes.

Die verfahrensgemäß einzusetzenden feinpulvrigen festen Stoffe können im einfachsten Fall von der gleichen chemischen Zusammensetzung sein, wie die Trägerstoffe, die in den Färbemitteln verwendet werden. Sie können aber auch aus übrigen Stoffen sein, die den- unter b) genannten Bedingungen des Patentanspruches 1 entsprechen.The finely powdered solid substances to be used according to the process can in the simplest case be of the same chemical composition as the carrier substances, which are used in the dyes. But you can also use other materials which correspond to the conditions of claim 1 mentioned under b).

B e i s p i e 1 e Beispiel 1 Eine Mischung aus 28,2 Teilen Blancfixe-, 19,8 Teilen Ruß und 2,0 Teilen Calciumstearat (feinpulvriger fester Stoff gemäß b) des Patentanspruches 1) werden in einem Schnellmischer mit Rührwerkzeugen, die auf einer horizontal angebrachten Welle ausgerüstet sind, homogen vermischt. Anschließend wird ein Gemisch, bestehend aus 40 Teilen Glycerinmonostearat (Mikroperlen) und dem flüssigen Glycerin-Fettsäureester (Loxiol G 10) zugesetzt. EXAMPLE 1 Example 1 A mixture of 28.2 parts of Blancfixe, 19.8 parts of carbon black and 2.0 parts of calcium stearate (finely powdered solid according to b) of claim 1) are in a high-speed mixer with stirring tools that are equipped on a horizontally mounted shaft, mixed homogeneously. Afterward is a mixture consisting of 40 parts of glycerol monostearate (microbeads) and added to the liquid glycerol fatty acid ester (Loxiol G 10).

Der Mischprozeß wird'so lange fortgesetzt, bis eine staubfreie, rieselfähige Pigmentpräparätion mit einer Korngröße von ca. 100 bis 500 3entstanden ist. Die Temperatur der zu mischenden Komponenten soll 300C nicht übersteigen und liegt damit 15 Oc unter dem Schmelzpunkt des Trägerstoffes Glycerinmonostearat.The mixing process is continued until it is dust-free and free-flowing Pigment preparation with a grain size of approx. 100 to 500 3 has arisen. the The temperature of the components to be mixed should not exceed 300C and is therefore within the range 15 Oc below the melting point of the carrier glycerol monostearate.

Beispiel 2 Man verfährt wie in Beispiel 1, jedoch mit dem Unterschied, daß anstelle von Calciumstearat ein Amidwachs-Mikropulver eingesetzt wird.Example 2 The procedure is as in Example 1, but with the difference that an amide wax micropowder is used instead of calcium stearate.

Nachdem man der Mischung aus Pigment und Amidwachs-Mikropulver -zusätzlich eine Mischung aus 40 Teilen Amidwachs, dessen Teilchennahezu kugelförmig sind, und 10 Teile flüssiger Glycerinfettsäureester zugesetzt hat, wird weitergemischt, bis eine fließfähige Korngröße der Mischung von 100 bis 500 ß erreicht ist. Die Temperatur des Mischgutes beträgt hierbei ca 600C.After adding the mixture of pigment and amide wax micropowder a mixture of 40 parts of amide wax, the particles of which are almost spherical, and 10 parts of liquid glycerol fatty acid ester has been added, mixing is continued until a flowable grain size of the mixture of 100 to 500 ß is reached. The temperature the mix is about 600C.

Beispiel 3 60 Teile eines Chrotgelbes werden mit 3 Teilen Calciumstearat wie unter Beispiel 1 homogenisiert und anschließend mit einem Gemisch von 29,6 Teilen festem Glycerinmonostearat in Perlform und 7,4 Teilen flüssigem Glycerin-Fettsäureester versetzt und wie unter Beispiel 1 weitergemischt. Es entsteht ein gelbes, staubfreies, rieselfähiges Färbemittel mit hervorragenden Färbe- und Verteilungseigenschaften in Kunststoffen.Example 3 60 parts of a chrome yellow are mixed with 3 parts of calcium stearate Homogenized as in Example 1 and then with a mixture of 29.6 parts solid glycerine monostearate in pearl form and 7.4 parts of liquid glycerine fatty acid ester added and mixed as in Example 1. A yellow, dust-free, Free-flowing colorant with excellent coloring and distribution properties in plastics.

Beispiel 4 45 Teile eines kondensierten gelben organischen Farbstoffes (Paliotolgelb) werden mit 5 Teilen Calciumstearat auf einem Mischaggregat vorgemischt und danach'mit einer homogenen Mischung aus 43 Teilen Glycerinmonostearat in Perlform und 7 Teilen Glycerin-Fettsäureester flüssig versetzt. Bezüglich Rieselfähigkeit und Staubfreiheit erhält man ein ähnliches Ergebnis wie in den vorgenannten Beispielen.Example 4 45 parts of a condensed yellow organic dye (Paliotol yellow) are premixed with 5 parts of calcium stearate on a mixer and then with a homogeneous mixture of 43 parts of glycerol monostearate in pearl form and 7 parts of glycerol fatty acid ester added in liquid form. Regarding pourability and freedom from dust, a result similar to that in the aforementioned examples is obtained.

Beispiel 5 Man verfährt wie in Beispiel 4, setzt jedoch anstelle von Glycerinmonostearat ein festes, in Kugelform lieferbares Polyäthylenwachs ein.-Beispiel 6 34 Teile des löslichen Farbstoffes Lurafix-Gelb 7 GFL werden mit 8 Teilen Amidwachs-Mikropulver wie in Beispiel 1 homogenisiert und anschliessend mit einer Mischung aus 50 Teilen Amidwachs-Pulver und 8 Teilen eines flüssigen Adipinsäureesters so lange emischt,bis eine staubfreie, rieselfähige Pigmentpräparation entstanden ist.Example 5 The procedure is as in Example 4, but instead of Glycerine monostearate, a solid polyethylene wax available in spherical form. Example 6 34 parts of the soluble dye Lurafix Yellow 7 GFL are mixed with 8 parts of amide wax micropowder homogenized as in Example 1 and then with a mixture of 50 parts Amide wax powder and 8 parts of a liquid adipic acid ester mixed until a dust-free, free-flowing pigment preparation has been created.

Claims

Claims 1. A method for producing dust-free, free-flowing Coloring agents by mixing a pigment or a soluble dye with a carrier material in a solid state using an adhesive, thereby characterized in that a) a mixture of a carrier material with an adhesive and b) a separately prepared mixture of pigments or

soluble dye and a finely powdered, solid at room temperature Substance that is compatible with the carrier and the adhesive, out of the series of waxes and / or metal soaps, stabilizers and wetting agents is used q 2. The method according to claim 1, characterized in that the finely powdered solid Substance is approx. 5% of the pigment used.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the solid substance has a particle size that is as close as possible to the particle size of the powdered pigment used or the solid soluble dye.