DE3329817A1 - Gefaerbte und/oder bedruckte vliesstoffe - Google Patents

Gefaerbte und/oder bedruckte vliesstoffe

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Description

  • Gefärbte und/oder bedruckte Vliesstoffe.
  • Vliesstoffe (engl- Nonwovens) sind flexible, poröse, vorwiegend aus Textilfasern bestehende Flächengebilde, welche auf mechanischem Wege, z.B. durch Nadeln, vorverfestigt sein können und danach mittels eines Binders, durch teilweises Anlösen, durch Verschmelzen oder durch eine Kombination dieser Techniken, verfestigt werden. So stellt man in der Regel zuerst das unverfestigte Vlies her, aus welchem man durch Verfestigung erfindungsgemäss vorzugsweise unter Verwendung einer wässrigen Bindemitteldispersion, den Vliesstoff erhält. Vliesstoffe sind bekannt und z.B. im DIN-Entwurf 60'000 vor malz 1965 beschrieben.
  • Tissuepapiere sind in diesem Sinne Vliesstoffe. Tissuepapiere sind gekreppte oder genadelt sehr weiche Papiere mit einem Flächengewicht im Bereich von 12 bis 20 g/m2 am Sieb. Sie dienen als Gesichts- und Taschentücher, Servietten und Toilletanpapiere. Tissuepapiere werden vor allem aus Cellulose(papier)fasern (anstelle von textilen Fasern) hergestellt.
  • Bei der Herstellung von Vliesstoffen, bei welchen das Vlies mit wässrigen Bindemitteldispersionen verfestigt, verwendet man zum Färben üblicherweise anorganische und/oder organische Pigmente, welche der Bindemitteldispersion zugemischt werden. Beim Bedrucken solcher Vliesstoffe werden Ubl icherwei se Druckfarbenzubereitungen (Drucktinten, Druckpasten) verwendet, welche als Farbkörper organische und/oder anorganische farbige Pigmente entllalten.
  • Diese Druckfarbenzubereitungen, welche auf der Basis farbiger organischer und/oder anorganischer Pigmente aufgebaut sind, haben den Nachteil, dass sie nicht oder nur schwer bleichbare Drucke und Färbungen liefern, was sich insbesondere bei der Wiederverarbeitung von damit bedruckten und/oder gefarbten Vliesstoffen negativ auswirkt. Zudem gilt als nachteilig, dass beim Einsatz von Mischungen verschiedenfarbiger Pigmente zur Erzielung bestimmter Farbtöne (D1-, Trichromien) die eiiizelnen Farbpigniente während des Trocknungsprozesses der damit bedrucki.e' oder imprägnierten Substrate ungleich stark migrieren. was zu Farbtonschwankungen und zu uregal en Drucken und Färbungen führt.
  • Setzt man anorganische und/oder organische Pigmente der Bidemitteldispersion zu, und enthalten diese Bindemitteldispersionen gleichzeitig Füllstoffe, wie z.B. Kaolin oder Kreide, - ein Verfahren, das häufig bei der Herstellung von Beschichtungsträgern und Lederimit-aten zur Anwendung gelangt -- so separieren sich die Farbpigmente vom Weisspigment in der Imprägnierflotte, was zu Farbschwankungen, unegalen Färbungen und Farbausbeuteverlusten führen kann.
  • Bei der Verwendung wasserlösliche Farbstoffe zum Bedrucken und/oder Färben von Vliesstoffen nach den bekannten Verfahren, erhält man Drucke und Färbungen, welche in vielen Anwendungsbereichen den gestellten Echtheitsanforderugen nich genügen. Insbesondere sind die Ausblutechtheiten in Wasser, Alkohol, Milch, Seifenlösungen und die 'ichtechtheit häufig ungenügend. Ferner treten beim Trocknungsprozess der bedrucken und/oder gefärbten Vliese die Migrationsprobleme gleichermassen auf wie bei der Verwendung farbiger Pigmente.
  • Es wurde nun überraschenderweise gefunden, dass die oben genannten Nachteile behoben werden und zusätzliche wirtschaftliche Vorteile auftreten, wenn man zum Färben und/ober zum Bedrucken von Vliesstoffen (einschliesslich Tissue-Papieren) mit kationischen Farbstoffen gefärbte Weisspiingente verwendet.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft gefärbte und/oder bedruckte Vliesstoffe einschliesslich Tissue-Papiere, dadurch gekennzeichnet, dass zu deren Herstellung als Färbemittel mit kationischen Farbstoffen gefärbte Weisspigmente verwendet wurden.
  • Die Erfindung betrifft in; weiteren ein Verfahren zum Färben und/oder Bedrucken von Vliesstoffen, einschliesslich Tissue-Papieren, dadurch gekennzeichnet, dass man zum Färben und/oder Bedrucken als Färhemittel mit kationischen Farbstoffen gefärbte Weisspigmente verwendet.
  • Füllmaterialien sind vor allem anorganische und organische Weisspigmente, insbesondere feinverteilte Silicate, wie Kaolin (China Cl3y).
  • Talkum, Diatomite (Kieselgur oder Infusorienerde), Federweiss, Speckstein, Asbestine, Calciumsilikat, das beim Mischen einer kalten, konzentrierten Calciumchloridlc;sung mit einer kalten, konzentrierten Natriumsilikatlösung in einer besonders aktiven Form anfällt, Glaspulver, Quarzsand, Asbest, fein verteilte Sulfate wie Gips, Annaline, Lenzin, Satinweiss (Calciumsulfoaluminat), Schwerspat. Blanc fixe, fein verteilte Carbonate wie Calciumcarbonat (z.B. Kreide), Magnesit, Patentweiss (Whiterit), Bleiweiss, Dolomit, Zinkspalt, fein verteilte Oxide bzw. Hydroxide wie Aluminiumoxid, bzw. -hydroxid, Baryt. T1O2 Calciumhydroxid, gebrannte Magnesia, Zinkweiss, fein verteilte Suifide wie die Lithopone oder Zinksulfid, fein verteiltes Calciumsulfid, Kondensationsprodukte von Harnstoff und Formaldehyd wie z.B. das im Handel erhältliche Pergopak (CiLa-Geigy) oder Lytron (Monsanto). Bevorzugt für das Einfärben mit kationischen Farbstoffen fUr des Färben von Papier sind insbesondere Kaolin, Calciumkarbonate, Blanc fix, Kreide und/oder Titandioxide.
  • Ueberraschend ist, dass sich z.B. auch Kreide hervorragend für das erfindungsgemässe Verfahren eignet, insbesondere wenn die untenstehend genannten Farbstoffe verwendet werden.
  • Von den kationischen Farbstoffen kommen vor alle metallfreie oder metallisierte infrage, die pro FarbstoffmolekUl durchschnittlich mindestens 1.3 quaternäre oder protonisierte Stickstoffatome als kationische Gruppen aufweisen.
  • Die Farbstoffe kannen auch anionische Gruppen aufweisen, vorzugsweise Sulfogruppen. wobei dann das Molekül mindestens eine überschüssige katinnische Gruppe aufweist. Sind also x kationische Gruppen vorhanden, so ist x>1.3 und die Anzahl y der anionischen Gruppen ist dann 0<y< (x - 1).
  • Bevorzugt sind biskationische Metallkomplexfarbstoffe, vorzugsweise aus der Reihe der biskationischen 1:1 und 1:2-Metallkomplexazofarbstoffe.
  • Für die 1:2-Komplexe, die zwei Farbstoffeinheiten pro Metallatom aufweisen, bezieht sich der obige Wert x>1.3 auf die einzelne Farbstoffeinheit (d.h. Farbstoffmolekül im Farbstoffkor,plex) und nicht auf den gesamten Farbstoffkomplex.
  • Man kann auch kationische Phthalocyaninfarbstoffe, insbesondere kationische Kupferphthalocyaninfarbstoffe, kationische Anthrachinonfarbstoffe oder katielnische Diphenylmethanfarbstoffe verwenden, sowie auch kationische Farbstoffe mit einer faserreaktiven Gruppe.
  • Die Farbstoffe haben vorzugsweise ein metallfreies kationisches bzw.
  • protonisches Molekulargewicht von mindestens 400, vozugweise 500-1500 und vorzugsweise 500 - 1000 und sind in bezug auf das Füllmaterial substantiv, d.h. sie ziehen aus wässriger lösung bei 20-90°C ohne Hilfsmittel zu mindestens 90% und vorzugsweise praktisch quantitativ auf das Füllmaterial auf.
  • Farbstoffe, welche diese Bedingungen er,iillen, weisen vorzugsweise endständige oder peripher angeordnete kationische Gruppen auf. Eine bevorzugte Gruppe sind z.B. Phthalocyaninfarbstoffe-, die zwei oder mehr kationische Gruppen enthalten, die am planaren Phthalocyaninring peripher angeordnet sind. Weiter sind Farbstoffe mit linearer bzw. gestreckter Struktur bevorzugt, welche drei oder mehr aromatische oder heterocylische Ringsysteme im Molekül aufweisen, wobei sich die durchschnittlich mindestens 1..3 kationischen Gruppen ausschliesslich an den endständigen Ringsystemen befinden. Bevorzugt sind Verbindungen mit zwei oder mehr kationischen Gruppen, vorzugsweise mit zwei kationischen Gruppen, wobei sich je eine Kationische Gruppe an einen endständigen Ringsystem des Moleküls befindet.
  • Solche Farbstoffe sind an sich bekannt und beispielsweise in den folgenden Patenten und Patentanmeldungen beschrieben worden: in den Deutschen Offenlegungsschriften 1'061'010, 1'064'd61, 1i6?1:702, 2'250'676, 2'251'041, 2'604'G99, 2'627'680, 2'810'246, in den US-Patenten 3'709'903, 3'784'599, 3'839'426, 3'933'787, 3'935'182, 3'996'282, 4'046'502, 4'103'092, 4'146'558, 4'153'598, 4'213'897, in den Europäischen Patentanmeldungen 13'751, 14'677, 14'678, 15'232, 15'233, 15'511, 16'726, 24'321, 24'322, 34'725, 33'299, 54 616, 56'574 62 824, 62 825, 63 251 und 65 595.
  • Bevorzugt sind Farbstoffe, wie solche z.B. in den Deutschen Offenlegungsschriften 19 03 058, 26 27 680, 29 15 323, 31 17 127, 30 30 lCo, 30 30 197, 32 23 951 oder in den Europ. Patentanmeldungen Anm. Nr.
  • 81 0171.9 und 81 81 0316.0 beschrieben sind.
  • Für die Herstellung der gefärbten Pigmente einen sich die folgenden Verfahren: Das Weisspigment wird in Wasser aufgeschlämmt oder mittels eines nichtionogenen und/oder kationischen Dispergators dispergiert, obei der Farbstoffgehalt der Suspension resp. der Dispersion 0,1 # bis 90% betragen kann und vorteilhaft bei 10-70% liegt. Dieser Suspension wird der kationische Farbstoff in einer Lösung von 0,1 - 70%, vorteilhaft 5 - 40%, unter Rühren zugemischt. Die Ternperatur der Flotte kann 1-100°C betragen und wird vorteilhaft bei 20 - 70°C gehalten. Die Färbezeit beträgt 10 Sekunden bis 60 Minuten, wobei in der Regel 1-20 Rinuten, gegebenenfalls in Gegenwart von an sich bekannten Fixiermitteln gefärbt wird. Hierauf kann die gefärbte Suspension der Verwendung zugeführt werden. Vorzugsweise wird nun der Suspension bzw.
  • Dispersion 0,1-10 Gew.-% Dispergiermittel wie z.B. Polyphosphat, Polyacrylat ec. zugeführt., wobei die Dispergiermittelmenge von der Natur und Konzentration des Weisspigmentes, des Farbstoffmoleküls und der Farbstoffeinsatzmenge abhängig ist. Geeignete Diespergiermittel sind auch Kondensationsprodukte von sulfonierten aromatischen Verb ndungen mit Aldehyden wie Formaldehyd. So z.B. Kondensationsprodukte von sulfoniertem Naphthalin, Diphenyl, Disphenyloxid und verwandten Verbindungen mit Formaldehyd.
  • Bevorzugt sind Kondensationsprodukte von ß-Naphthal insulfonsäure mit Formaldehyd, welche aus Einleiten der Formel zus& umengesetzt sind, auch in Kombination mit andern Dispergiermitteln wie Polyacrylalen. Dies insbesondere, wenn hohe Farbstoffmengen eingesetzt bzw. niedere Streichpastenviskositäten erzielt werden müssen.
  • Solche Dispergiermittel sind bekannt.
  • Die gefärbte Suspension resp. Dispersion kann aber auch durch Filtrat ion un(i/oder Zentrifugieren und!oder Zerstäubungstrocknung entwässert und hierauf getrocknet werden. Die weitere Verwendung erfolgt hiernach nach dem üblichen Verfahren für den Eintrag von Weisspigmenten resp.
  • farbigen organischen oder anorganischen Pigmenten bei der Herstellung oder Färbung von Druckzubereitungen und Vliesstoffbindern.
  • Ein weiteres Verfahren besteht darin, dass die Weisspigmente in trockene rorm mit pulver- oder granulatförmigem Farbstoff homogen vermengt und in dieser Form mit Wasser aufgeschlämmt oder unter Einsatz eines Dispergators dispergiert werden. Hierauf wird gleich verfahren wie beim Einsatz von Farbstofflösungen in Weisspigmentaufschlämmungen.
  • Je nach Farbton können die gefärbten Füllmaterialien auch im Gemisch mit, vorzugsweise denselben, nichtgefärben Weisspigmenten eingesetzt werden.
  • Das erfindungsgemässe Verfahren ist bevorzugt für Vliesstoffe auf der Basis textiler Fasern (sog. Nonvovens) und besonders für das Bedrucken derselben.
  • Die Herstellung von Drucktinten, Druckpasten und wässrigen Bindemitteldispersionen für Vliesstoffe ist an sich bekannt. Sie werden hergestellt, vor allem auf der Grundlage von Hoino- und Copolymerisaten aus Butadien, Styrol, Acrylnitril, Isobutylen, Vinylesten. Vinylalkoholen, Vinylhalogeniden, Vinylidenchlorid, Acrylsäureestern, Methylen-bi s-Acryl amid, (Methyl )-acryl anii d ind/oder llarnstofl-Aldehyd, Mel ami nen, Carbamaten und/oder Stärke, Carboxyalkylcellulose und Derivate hiervon und/oder verseifbaren Maleinatharzen.
  • So werden vorzugsweise z.B. wdssrige Bindemitteldispersionen oder Erul -sionen auf Basis von Acrylaten, Butadien-Acrylnitril, Butadienstyrol, Polyvinychlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylalkoholen, Polyvinylacetaten sowie Co-- und Mischpolymerisaten hiervon verwendet wie solche z.B. in der DE-OS 29'38'896 beschrieben sind.
  • Die Erfindung betrifft in diesem Sinne auch Drucktinten, Druckpasten und wässrige Bindemitteldispersionen für die Herstellung bedruckter, und!oder gefärbter Vliesstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass diese Drucktinten, Druckpasten und wässrigen Bindemitteldispersionen mit kationischen Farbstoffen gefärbtes Füllmaterial eriLhalten.
  • Aus maschinentechnischer Sicht kann in an sich bekannter Weise verfahren werden.
  • Wie bereits erwähnt, werden gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren gefärbte Vliesstoffe, insbesondere unter Verwendung der angegebenen ausgewählten kationischen Farbstoffen mit bleichbaren, egalen Färbungen und Drucke mit hohen Ausblutechtheiten und guten Lichtechtheiten, eine 'hohe Farbausbeute und geringe Verschmutzung der Fabrikationsanlagen erhalten.
  • Besonders hervorzuheben ist ebenso die Tatsache, dass beim Einsatz von mit den bevorzugten Farbstoffen gefärbten Weisspigmenten in gefärbten Druckzubereitungen und Vliesstoffbindern beste Dispersionsstabilitäten erhalten werden.
  • Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung: Beispiel 1: a) Zu 100 feilen einer 35%-igen wässrigen Dispersion von Kaolin der Marke rnglish China Clay werden 15 Gew.-Teile einer 25%-igen Lösung von unter Kiihren bei Raumtemperatur (20°C) zugesetzt. Nach einer Färbezeit von 2 Minuten werden 2 Gewichtsteile eines Dispergator (Polsalz F der BASF, ein Polyacrylat als Na-Salz) beigefügt.
  • b) Zu 40 Teilen dieses Pigment-Slurrys werden nun 40 Teile Wasser, '5 Teile Aethylenglykol und Teile einer Butadien-Styrol-Binderdispersion (50%-ig. Handelsmarke Dow Latex 620) zugerührt.
  • Die solchermassen hergestellte Druckzubereitung wird nun nach bekannten Flexodruckverfahren oder Tiefdruckverfahren auf Tissue-Papier aufgedruclt. Dabei erhält man bereits ohne Temperaturbehandlung einen in Wasser, Alkohol und Milch ausblutechten Druck.
  • Beispiel 2 Zu 100 Gewichtsteilen einer 35%-igen wässrigen Suspension von English China Clay, werden 15 Gewichtsteile der Farbstofflösung aus Beispiel 1 zugemischt.
  • Zu 0 Gewichtsteilen des obigen, gefärbten Pigment-Slurry werden nun 30 Gewichtsteile eine wässrigen Dispersion, die 46% Polyacrylat-Binder enthält ("Primal E-32" der Fa. Röhm u. Haas) sowie 20 Gewichtsteile Stärkelösung mit 10% Feststoffgehalt zugerührt.
  • Die solchermassen hergestellte Druckzubereitung wird nach bekanntem Tiefdruckverfahren auf Vlies, hergestellt aus 50% Viscose-, 25% Polyamid-Fasern und 25% Zellstoff aufgedruckt.
  • Das bedruckte Vlies wird nun in einem Konvektionstrockner bei 150°C während 60 Sekunden getrocknet.
  • Man erhält einen grün bedruckten Vliesstoff mit guten Festigkeiten unc guten Ausblutechtheiten in Wasser, Milch und Alkohol Beispiel 3 100 Gewichtsteile einer 50%-igen Suspension enthaltend 25 Teile Kaolin der Marke Englisch China Clay, 25 Teile Kreide der Marke OMYALITE 90 und 50 Teile Wasser werden in 100 Gewichtsteile einer 5%-igen Lösung von eingerührt. Nach einer Rührzeit von 5 Minuten erfolgt ein Zuatz von 1 Gew. Teil Dispergator der Handelsmarke Polysalz F, gemäss Beispiel 1.
  • 50 Gew. Teile des obigen blau gefärbten Kaolin/Kreide-Slurry werden rur, in 50 Gew. Teile einer wässrigen Dispersion, die 47,5% Butadien-Acrylnitril-Binder enthält Perbunan N Latex 3415 M), eingerührt.
  • Hierauf gibt man 3 Gewichtsteile eines aethoxylierten Alkyl-polyalkylamis (Theomosensibilisierungsmittels) dazu. Der pH-Wert der Flotte wird auf ca. 7 eingestellt. Mit dieser Flotte wird nun ein mechanisch vorverfestigtes Faservlies bestehend aus Zellwolle und Polyesterschrumpffasern imprägniert.
  • Der Pick up, bezogen das Vliestrockengewicht, beträgt ca. 200%. Zur Trocknung des imprägnierten Vliesstoffes wird eine Kombination, bestehend aus Infratotfeld und Konvektionstrockner verwendet. Man erhält einen in Fläche und Querschnitt egal gefärbten Vliesstoff mit guter Lichtechtheit, guter Reibechtheit und sehr guter Ausblutechtheit in Wasser und Alkohol sowie guter Bleichbarkeit.

Claims (8)

  1. Gefärbte und/oder bedruckte Vliesstoffe Patentansprüche 1. Gefärbte und/oder bedruckte Vliesstoffe einschliesslich Tissue-Papiere, dadurch gekennzeichnet, dass zu deren Herstellung als Färbemittel mit kationischen Farbstoffen gefärbte Weisspigmente verwendet wurden.
  2. 2. Vliesstoffe nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Weisspigment Kaolin, Calciumkarbonate, Blanc fix, Kreide und/oder Titandioxide verwendet wurden.
  3. 3. Vliesstoffe nach einem der Patentansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einfärben des Weisspigmentes metallfreie oder metallisierte kationische Farbstoffe, die pro Farbstoffmolekül durchschnittlich mindestens 1.3 quaternäre oder protonisierte Stickstoffatome als kationische Gruppen aufweisen, vorzugsweise biskationische Metallkomplexfarbstoffe, vorzugsweise aus der Reihe der biskationischen 1:1 und 1:2-Metalikomplexazofarbstoffe, verwendet wurden.
  4. 4. Vliesstoffe nach einem der Patentansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einfärben des Weisspigmentes kationische Phthalocyaninfarbstoffe, insbesondere kationische Kupferphtalocyaninfarbstoffe, kationsche Anthrachinonfarbstoffe oder kationische Triphenylmethantarbstoffe oder kationische Farbstoffe mit einer faserreaktiven Gruppe verwendet wurden 5. Vliesstoffe nach einem der Patentansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einfärben des Weisspigmentes Farbstoffe verwendet wurden, die ein metallfreies kationisches bzw.
  5. protonisches Molekulargewicht von mindestens 400, vorzugsweise 500-1500. vorzugsweise 500-1000, aufweisen und in bezug auf das Füllmaterial substantiv sind.
  6. 6. Vliesstoffe nach einem der Patentansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einfärben des Weisspigmentes Farbstoffe mit endständigen oder peripher angeordneten kationiscilen Gruppen verwendet wurden.
  7. 7. Verfahren zum Färben und/oder Bedrucken von Vliesstoffen, ein scilliesslich Tissue-Papieren, dadurch gekennzeichnet, dass inan zum Färben und/oder Bedrucken als Färbemittel mit kationischen Farbstoffen gefärbte Weisspigmente verwendet.
  8. 8. Drucktinten, Druckpasten und wässrige Bindemitteldispersionen für die Herstellung bedruckter und/oder gefärbter Vliesstoffe, dadurch gekennzeichnet, dass diese Drucktinten, Druc'<pasten und wässrige Bindemitteldispersionen mit. kationischen Farbstoffen gefärbtes Fiillmaterial enthalten.
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