DE3212408A1

DE3212408A1 - Feste farbstoffpraeparate von anionischen farbstoffen

Info

Publication number: DE3212408A1
Application number: DE19823212408
Authority: DE
Inventors: Paolo Dipl.-Chem. Dr. 7888 Rheinfelden Balliello
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1982-04-02
Filing date: 1982-04-02
Publication date: 1983-10-13
Also published as: FR2524476B1; DE3212408C2; CH655123A5; FR2524476A1; US4453943A; JPS58180560A; GB2119818B; GB2119818A; GB8308532D0

Description

BERG ^StARF ' :SCkWA-B£·:' S.ÄNDMAIR

MAUERKIRCHERSTRASSE 45 8000 MÜNCHEN

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Anwaltsakte 32156 2. April 1982

Ciba-Geigy AG Klybeckstr. CH-4002 Basel

"Feste Farbstoffpräparate von anionischen Farbstoffen"

»(089)98 82 72-74 Telex 0524660BERGa Bankkonten bdyei Veieinsbank München 453100 (BLZ 700202 ΓΟι

Telegramme (cablei Telekapieier (089)9830 49 Hypo-BanK München 4410122850 (BLZ 700200Iiι Swift Cede HrPO Vi

BERGSTAPFPATENT München KaIIe Inlolec 6000 Posischeck München 65343-808 IBU 70010080)

ClBA-GElGY AC 1-13872/BSG

Basel (Schweiz)

Feste Farbsroffpräparate von anionischen Farbstoffen

Die vorliegende Erfindung betrifft feste Farbstoffpräparate, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung zum Färben oder Bedrucken von Textilmaterial.

Feste Farbstoffpräparate von anionischen Farbstoffen sind bereits bekannt. Diese enthalten beispielsweise den Farbstoff, ein Dispergiermittel, meistens ein solches anionischer Art, sowie weitere Zusätze, wie z.B. Coupngeraittel, Netzmittel usw. Diese Präparate v/eisen jedoch oft Nachteile auf, wie eine ungenügende Kaltwasserlöslichkeit, mangelhafte P.edispergierbarkeit und/oder Benetzbarkeit in Wasser.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, feste Farbstoffpräparate zu entwickeln, welche die genannten Nachteile nicht aufweisen.

Es wurde nun gefunden, dass Farbstoffpräparate, die neben einem anionischen Farbstoff, einem anionischen Dispergiermittel, sowie einem nichtionischen Emulgator, 0,1 bis 10 Gew.%, bezogen auf das fertige Präparat eines quaternären Ammoniumsalzes enthalten, die genannten Nachteile nicht aufweisen. Das quaternäre Ammoniumsalζ hat die Formel I

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worin R eine Alkyl- oder Alkenylgruppe mit 8 bis 20 C-Atomen, R , R und R. unabhängig voneinander jeweils eine Alkylgruppe mit 1 bis k

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C-Atomen und Aa em Anion bedeutet.

Gegenstand dor Erfindung sind somit feste Farbstoffpräparate bestehend aus mindestens einem anionischen Farbstoff, mindestens einem anionischen Dispergiermittel, einem nichtionischen Emulgator, sowie gegebenenfalls weiteren Zusätzen, dadurch gekennzeichnet, dass diese Präparate zusätzlich 0,1 bis 10 Gew.-% bezogen auf das fertige Präparat, eines quaternären Ammoniumsalzes der Formel I enthalten.

Diese Präparate weisen gegenüber bekannten Farbstoffpräparaten, die kein quaternäres Ammoniumsalz enthalten, eine bessere Kaltwasserlöslichkeil: und Benetzbarkeit auf und sind ferner auch in der Wärme besser löslieh. Weitere Vorteile gegenüber den bekannten Präparaten dieser Farbstoffe sind das erhöhte Schüttgewicht der crfindungsgi?- mässen Präparate sowie die Möglichkeit, sie durch Sprühtrocknung zu trocknen, während bisher in vielen Fällen die Trocknung im Schaufeltrockner erfolgen musste, wobei oft eine unerwünschte Modifikationsumwandlung erfolgte.

Ueberraschend ist, dass die kationischen. Verbindungen der Formel I weder mit dem anionischen Farbstoff noch mit dem anionischen Dispergiermittel wasserunlösliche Ausfällungen ergeben und zudem die Kaltwasserlöslichkeit anionischer Farbstoffe verbessern. Dass quaternäre Ammoniumsalze in Gegenwart anionischer Verbindungen zur Bildung von Ausfällungcr neigen, ist bekannt und z.B. in "ARQUADS" einer Firmenschrift der Armour Hess Chern. Ltd. (1963) beschrieben.

Die erfindungsgemässen Farbstoffpräparate weisen bevorzugt die folgende Zusammensetzung auf:

a) 30-90 Gew.-% eines anionischen Farbstoffes;

b) 0,1-10 Gew.-% eines quacern'iren Ainmoniumsalzes der Formel I;

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c) 1-20 Gew.-λ mindestens eines anionischen Dispergiermittels;

d) 1-20 Gew.-% eines nichtionischen Emulgators, sowie gegebenenfalls weitere Zusätze.

Als anionische Farbstoffe kommen beispielsweise Nitro-, Aminoketon-, Ketonimin-, Methin-, Nitrodiphenylan-.in-, Chinolin-, Aminonaphthochinon- oder Cumarinfarbstoffe in Frage und insbesondere Anthrachinon- und Azofarbstoffe, wie Monoazo- und Disazofarbstoffe.

Diese Farbstoffe enthalten mindestens eine anionische wasserlöslichmachende Gruppe, wie z.B. eine Carbonsäure- oder insbesondere eine Sulfonsäuregruppe. Saure Farbstoffe liegen dabei im allgemeinen in ihrer Salzform vor, wie z.B. als Lithium-, Natrium-, Kalium- oder Ammoniumsalz. Bevorzugt sind anionische Farbstoffe, die frei von faserreaktiven Resten sind.

In den quaternären Ammoniumverbindungen der Formel I kann die Alkyl- oder Alkenylgruppe R. geradkettig oder verzweigt sein. Es handelt sich beispielsweise um die n-Octyl-, iso-Octyl-, Decyl- oder Oleylgi'uppe. Vorzugsweise stellt R₁ eine Alkylgruppe mit 12 bis 18 C-Atomen dar, z.B. die Lauryl-, Stearyl- oder vor allem die Cetylgruppe.

R₂, R_ und R, bedeuten unabhängig voneinander jeweils eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen, also die Methyl-, Aethyl-, n-Propyl-, i.so-Propyl-, n-Butyl-, iso-Slutyl- oder tert.-Buty!.gruppe. Vorzugsweise bedeuten R₂, R- und R die Methyl- oder Aethylgruppe.

Als Anionen An^ kommen die Halogenid ionen in Frage, wie das Chlorid-, Bromid- oder Jodidion. Als quaternäres Ammcmiumsalz der Formel 1 eignet sich insbesondere das Cetyltrimethylanimoniumchlorid bzw. -brcmid.

Bei den anionischen Dispergiermitteln handelt es sich um die üblichen Dispergiermittel für anionische Farbstoffe, insbesondere um Formaldehyd kondensationsprodukte aromatischer Sulfonsäuren oder Ligninsul-

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fonate. Es können auch Gemische dieser Dispergiermittel vecvcndet werden.

Als nichtionischer Emulgator kommen vor allem Uinsetzungsprodukte von Aethylenoxid und/oder Propylenoxid mit

a) gesättigten oder ungesättigten Fettalkoholen mit 6 bis 20 C-Atonen, odor

b) Alkylphenolen mit 4 bis 12 C-Atomen im Alkylrest, oder

c) gesättigten oder ungesättigten Fettaminen mit 14 bis 20 C-Atomen, oder

d) gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren mit 14 bis 20 C-Atomen;

in Frage, wobei derartige Umsetzungsprodukte vorzugsweise ein Molekulargewicht von 1000 bis 5000 aufweisen.

Daneben können die Präparate noch weitere Zusätze, wie übliche Ccupagemittel, z.B. Dextrin, Harnstoff oder anorganische Salze, wie Natriumchlorid oder Natriumsulfat, sowie Netzmittel, wie Nonylphenoldiglykoläthersulfat oder Dodecylbenzolsulfonat, oder auch Entstäubungsmittel, anti-Schaummittel und/oder Bindemittel enthalten.

Präparate die sich durch eine besonders gute Kaltwasserlöslichkeic auszeichnen, weisen die folgende Zusammensetzung auf:

a) 60-90 Gew.-/' eines sulfugruppenhaltigen Azo- oder Anthrachinonfarbstoffs;

b) 0,1-3 Gew.-/' Cetyl trimethylamiaoniumchlorid oder -bromid;

c) ]-10 Gew.-Z eines Gemisches aus LigninsulfonaL und einem Naphtha!insulfonsäurt-Formaldehyd-Kondensat;

d) 1-10 Gew.-% eines Umsetzungsproduktes von Aethylenoxid mit einem gesättigten oder ungesättigten Fettalkohol mit 10 bis 20 C-Atomen, wobei das Umsetzungsprodukt ein Molekulargewicht von 30C0 biü 4000 hat und

e) 0,1-5 Gew.-% eines anti-Schaummitteis.

• ·

Die erfindungsgemäsoen festen Farbstoffpräparatt; werden z.B. hergestellt, indem man mindestens einen anionischen Farbstoff in Wasser unter Zusatz eines quaternären Ammoniumsalzes der Formel (I), eines anionischen Dispergiermittels oder Dispergiermittelgemisches, eines nichtionischen Emulgators, sowie gegebenenfalls weiterer Zusätze anschlämmt oder löst, die Komponenten miteinander mischt oder vorzugsweise vermahlt und anschliessend trocknet. Die Trocknung erfolgt bevorzugt in einem Sprühtrockner.

Die Farbstoffe können z.B. als getrocknete Ware oder als Presskuchen oder auch in Form der Syntheselösung oder -suspension eingesetzt werden.

Falls vermählen wird, kann man auch einen Teil der Komponente erst nach dem Vermählen zusetzen. Es ist auch möglich, zunächst nur einen Teil der Komponenten miteinander zu vermischen und den Rest, z.B. das Entstäubungsmittel erst zum Schluss, z.B. nach dem Trocknen, zuzugeben.

Verwendung finden die erfindungsgemässen Farbstoffpräparate zur Herstellung von Färbebädern, Klotzflotten oder Druckpasten. Diese eignen sich zusi Färben oder Bedrucken vor allem von Textilmaterial, z.B. aus Wolle oder synthetischem Polyamid.

Das folgende Beispiel dient zur Erläuterung der Erfindung; Prozente bedeuten Gewichtsprozente.

Beispiel: Man schlämmt 26,8 kg des Rohfarbstoffs der Formel

A /\ A /^S03^Na

I Il Il I

v y ν

° ^HVV^C

V^CV

V\u₃

SO₀NHc₀H.on

2 2 h

in ca. 20 1 Wasser an. Die Anschlänimung versetzt man mit 270 g Ligninsuli^:onat, 1,07 kg eines LV.setzungsprodukt es von Olevlalkchol und Aethylenoxid im MolverhälLnis 1:80 (niclitionischcr Emulgator MC ^3.79O), 1,072 kg Naphtha!insulfonsäure-Formaldehyd-Kondensationsprodukt, 140 g Cetyltrimethylanimoniumchlorid und 270 g eines schaumhemmenden Tenside. Das so erhaltene Gemisch wird zu einem homogenen Teig verrührt, mit einem Feststoff gehalt von 46% und einem pH-Wert ^N. von ca. 9,5. Die Suspension wird anschliessend einer Nassmahlung unterworfen und während 5 bis 6 Stunden durch eine Dyno-Mühle gepumpt.

Nach der Mahlung wird die Farbstoffsuspension durch Zugabe von Sulfitablauge (trocken) auf den geforderten Endfarbstcffgehalt eingestellt und dann sprühgetrocknet.

Man erhält so ein festes Farbstoffpräparat der folgenden Zusammensetzung:

86 % Rohfarbstoff
0,86% Ligninsulfonat
3,4 % nichtionischer Emulgator

3,4 % Naphthaiinsulfonsäure-Formaldehyd-Kondensationsprodukt 0,45% Cetyltrimcthylammoniuinchlorid
0,85% schaumhemmendes Tensid
5 % Restfeuchte

Das Präparat hat eine Kaltwasserlöslichkeit von 30 g/l, ist einwandfrei benetzbar und redispergierbar und eignet sich zum Färben und Bedrucken von Textilmaterialien aus Wolle oder Polyamid.

Die Kaltwasserlöslichkeit des Präparates wurde wie folgt ermittelt (Einstreutest):

Bestimmte Mengen des Farbstoffpräparats werden jeweils in 200 ml entsalztes Wasser, das auf ca. 20⁰C temperiert ist, eingetragen und 2 Minuten gerührt (400 ml Becherglas, Magnctrührer 750 U/Min.). Anschliessend wird die Farbstofflösung filtriert (Papierfilter SS 1450 CV, si 7 cm) und das Filterpapier mit 50 ml entsalztem Wasser nachgespült.

Als Kaltwasserlöslichkeit wird die maximale Menge an Farbstoff in g pro Liter angegeben, die sich vollständig löst, d.h. eine Lösung ergibt, die sich rückstandsfrei filtrieren lässt.

Ein Präparat der gleichen Zusammensetzung wie zuvor angegeben, jedoch ohne Cetyltrimethylammoniumchlorid, weist eine Kaltwasserlöslichkeit von weniger als 1 g pro Liter auf.

Claims

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Pa ί e η t an sρrü ehe

1. Feste Farbstoffpräparate bestehend aus mindestens einem anionischen Farbstoff» mindestens einem anionischen Dispergiermittel, einem nichtionischen Emulgator, sowie gegebenenfalls weiteren Zusätzen, dadurch gekennzeichnet, dass diese Präparate 0,1 bis 10 Gew.-Z bezogen auf das fertige Präparat, eines quaternären /cranoniumsalzes der Formel I enthalten,

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R₁-NQ-R₃ An^W (I),

V7orin R. eine Alkyl- oder Alkeny!gruppe mit 8 bis 20 C-Atomen, R , R_ und R, unabhängig voneinander jeweils eine Alkylgruppe mit 1 bis A C-Atomen und An ein Anion bedeutet.

?.. Feste Farbstoffpräparate gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese

a) 30-90 Gew.% eines anionischen Farbstoffes,

b) 0,1-10 Gew.% eines quaternären Ammoniumsalzes der Formel I

c) 1-20 Gew.% mindestens eines anionischen Dispergiermittels,

d) 1-20 Gew.% eines nichtionischen Eiaulgators, sowie gegebenenfalls weitere Zusätze enthalten.

3. Feste Farbstoffpräparate gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese als quaternäres Ammoniumsalz eine Verbindung der Formel I enthalten, worin R^ eine Alkylgruppe mit 12-1S C-Atomen darstellt und R„, R, und R jeweils Ethyl oder Methyl bedeuten.

4. Faste Farbstoffpräparat gemäss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass diese als quaternäres Ammoniumsalz Cetyltrimethylammoniumchlorid oder -broiaid enthalten.

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5. Feste Farbe toffpräparate genäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese als anionisches Dispergiermittel ein Formaldehydlu-ndensationsprodukt einer aromatischen Sulfonsäure oder ein Ligninsulfonat.
enthalten.

6. Feste Farbstoffpräparate gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese als nichtionischen Emulgator ein Umsetzungsprodukt von
Aethylenoxid und/oder Propylenoxid mit

a) gesättigten oder ungesättigten Fettalkoholen mit 6 bis 20 C-Atomen, oder

b) Alkylphenolen mit A bis 12 C-Atomen im Alkylrest, oder

c) gesättigten oder ungesättigten Fettaroinen mit 14 bis 20 C-Aromen,
oder

d) gesättigten oder ungesättigten Fettsäuren mit IA bis 20 C-Atoraen;

enthalten, wobei das Umsetzungsprodukt ein Molekulargewicht von 1000 bis 5000 aufweist.

?. Feste Farbstoffpräparate gemäss Ansprüchen 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Farbstoff einen Azo- oder Anthrachinonfarbstoff mit mindestens einer Sulfogruppe enthalten.

8. Feste Farbstoffpräparate gemäss Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass diese als weitere Zusätze ein anti-Schaummittel, Bindemittel und/oder Entstäubungsmittel enthalten.

9. Feste Farbstoffpräparate gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese

a) 60-90 Cew.% eines sulfogruppenhaltigen Azo- oder Anthrachinonfarbstof fs;

b) 0,1-3 Gew.% Cetyltrimethylaromoniumchlorid oder -broniid;

c) 1-10 Gew.% eines Gemisches aus Ligninsulfonat und einem Naphthalinsulf onsäure-Formaldehyd-Kondensat ;

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-3-

d) 1-10 Gew.% eines Umsi'-zur.gfjproduktos von Aeihylenoxid mit einem gesättigten oder ungesättigten Fettalkohol mit 10 bis 20 C-Atomen, wobei das Umsetzungsprodukt ein Molekülargewicht von 3000 bis 4000 hat und

e) 0,1-5 Gew.% eines anti-Schaummittels
enthalten.

10. Verfahren zur Herstellung der festen Farbstoffpräparate gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man mindestens einen anionischon Farbstoff in Wasser unter Zusatz eines quaternären Anraoniumsalzes der Formel (I), eines anionischen Dispergiermittels oder Dispergiermittelgemisches, eines nichtionischen Emulgacors, sowie gegebenenfalls weiterer Zusätze anschlämmt oder löst, die Komponenten miteinander mischt und anschliessend trocknet.

11. Verfahren gemäss Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass man die wässrige Suspension der Komponenten vermahlt.

12. Verfahren gemäss Ansprüchen 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknung durch Sprühtrocknung erfolgt.

13. Die gemä'js dem Verfahren nach Ansprüchen 10-12 erhaltenen Farbstoff präparate.

14. Verwendung der gemäss Anspruch 1 erhaltenen Präparate zum Färben oder Bedrucken von Textilmaterial.

FO 7.1/FF./rö*