DE4302041A1 - Water solubilisation of dye or optical brightener - using tert. amine surfactant derived from beta-alanine or homologue, used e.g. with textile dye or printing ink - Google Patents

Water solubilisation of dye or optical brightener - using tert. amine surfactant derived from beta-alanine or homologue, used e.g. with textile dye or printing ink

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Description

Wasserlösliche Farbstoffe und optische Aufheller werden meistens aus wäßriger Lösung angewendet. Diese Farb­ stoffe und optischen Aufheller werden auf dem Markt sowohl in fester Form (als Granulate oder in Pulverform) als auch in flüssiger Form (als Lösungen oder Suspensionen) angeboten. Bei der Anwendung werden sie, gegebenenfalls unter Mitver­ wendung von verschiedenen Hilfsmitteln, in Wasser gelöst bzw. mit Wasser verdünnt. Bei dieser Operation und bei der nachfolgenden Anwendung (Färben, Bedrucken usw.) ist eine möglichst hohe Wasserlöslichkeit der Farbstoffe bzw. opti­ schen Aufheller von Vorteil. Zum Lösen bzw. Verdünnen von Farbstoffen von geringer Wasserlöslichkeit sind naturgemäß größere Mengen Wasser erforderlich, und dabei können leicht Probleme infolge Bildung von Ausfällungen oder Klumpen auf­ treten. Bei der Formulierung von flüssigen Handelsformen der Farbstoffe und optischen Aufheller ist eine möglichst hohe Konzentration und somit ein geringer Wassergehalt von Vor­ teil, was ebenfalls eine hohe Wasserlöslichkeit voraussetzt.
Seit mehreren Jahren sind verschiedene Tenside der Formel:
bekannt, worin
R für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit 5 bis 24 Kohlenstoffatomen steht,
A und B, die gleich oder verschieden sind, jeweils für Gruppen der Formel -COOH, -SO3H, -OSO3H, -PO3H2 oder -OPO3H2 oder deren Salze oder für Hydroxylgruppen oder für Mono- oder Dialkylaminogruppen mit jeweils 1 bis 3 Kohlenstoffatomen in den Alkylgruppen stehen und
x und y, die gleich oder verschieden sind, jeweils für eine Zahl von l bis 4 stehen;
auch Mischungen solcher Tenside, bei denen R in den ein­ zelnen Tensiden verschiedene Bedeutungen hat und von na­ türlichen Fetten bzw. Ölen stammen oder synthetisch hergestellt sein kann, sind bekannt.
Solche Tenside werden z. B. von den deutschen Fir­ men Hoechst AG in Frankfurt am Main-Höchst und Henkel KgaA in Düsseldorf und von der britischen Firma Lakeland Labora­ tories in Manchester in den Handel gebracht.
Unter den Tensiden der Formel I finden sich je nach der Bedeutung von R, A, B, x und y sowohl solche mit ausgeprägt emulgierender Wirkung als auch solche mit guter Netzwirkung. Tenside der Formel I finden bereits auf ver­ schiedenen Gebieten Anwendung, wie in Shampoos, als Metall­ entfetter, in Industrie- und Haushaltsreinigern, für Auto­ pflegeprodukte usw. Sie sind in der Regel hautfreundlich und nicht toxisch, weshalb sie oft in kosmetischen Produk­ ten verwendet werden. Sofern sie amphoteren Charakter ha­ ben, sind sie mit den meisten übrigen Komponenten, insbe­ sondere mit anderen Tensiden, Polymeren, Komplexbildnern usw., gut verträglich.
Die Tenside der Formel I werden in den bekannten Formulierungen nur selten als hauptsächliche Tenside ver­ wendet; meistens werden sie mit anderen Tensiden kombiniert, um deren Löslichkeit in den betreffenden Formulierungen zu erhöhen, das heißt, ihre hydrotrope Wirkung wird ausge­ nützt. Eine klassische Kombination ist diejenige von Ten­ siden der Formel I mit nichtionogenen Tensiden, wodurch die technologischen Eigenschaften der letzteren verbessert wer­ den und der Trübungspunkt, das heißt, die Wasserlöslich­ keit der letzteren erhöht wird.
Diejenigen Tenside der Formel I, die amphoter sind, werden ebenfalls verwendet, um chemische Verbindungen, deren Ionenladungen entgegengesetzte Vorzeichen haben, z. B. kationische Tenside und anionische Tenside, miteinander ver­ träglich zu machen und dadurch Ausfällungen in deren Lösun­ gen zu vermeiden.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß die Tenside der obigen Formel I und deren Mischungen auch die Wasserlöslichkeit von Farbstoffen und optischen Aufhellern, insbesondere von anionischen Farbstoffen und optischen Auf­ hellern, in einem breiten pH-Bereich stark erhöhen. Diese Tatsache ist von großer praktischer Bedeutung, z. B.
  • - um Stammlösungen von Farbstoffen und optischen Aufhellern mit höherer Konzentration herstellen zu können
  • - um die Zubereitung von wäßrigen Farbstofflösungen und -pasten zu vereinfachen
  • - um die Gefahr der Klumpenbildung zu verringern
  • - um die Gefahr der Bildung von Ausfällungen zu verringern
  • - um die Standzeit der Färbebäder zu verlängern
  • - um die Formulierung von Farbstoffen und optischen Auf­ hellern in flüssiger Form mit höheren Farbstoff- bzw. Aufhellerkonzentrationen, als sie ohne die Tenside der Formel I erreichbar wären, zu ermöglichen.
Die Erfindung bezieht sich somit auf die Verwen­ dung von Tensiden der obigen Formel I und deren Mischungen zur Verbesserung der Wasserlöslichkeit von Farbstoffen und optischen Aufhellern.
Ein besonderer Vorteil der Tenside der Formel I ist, daß sie die Wasserlöslichkeit von Farbstoffen und optischen Aufhellern stark zu erhöhen vermögen, ohne aber deren applikatorische Eigenschaften zu verschlechtern. Insbesondere wird die Aufnahme der Farbstoffe und optischen Aufheller durch die in Frage kommenden Substrate (Textil­ fasern, Papier, Leder usw.) nicht oder nicht wesentlich beeinträchtigt. Im Gegensatz dazu verschlechtern die bis­ her verwendeten Lösevermittler (z. B. Harnstoff, Glykole, Polyvinylpyrrolidon usw.) ausnahmslos die Aufnahme von Farb­ stoffen und optischen Aufhellern durch die Substrate.
Die Tenside der Formel I können den Farbstoffen bzw. optischen Aufhellern zusammen mit den üblichen Addi­ tiven und den zur Gewährleistung einer konstanten Qualität verwendeten Stellmitteln, wie anorganische Salzen, Lignin­ sulfonaten und Naphthalinsulfonaten, zugemischt werden.
Es können Mischungen von Tensiden der Formel I verwendet werden, in denen R verschiedene Bedeutungen hat. Bei einer Mischung von Tensiden der Formel I, die sich als ideal für die Verbesserung der Wasserlöslichkeit einer großen Anzahl von anionischen Farbstoffen und optischen Aufhellern erwiesen hat, stehen R für ein Gemisch von aus Kokosfett stammenden Alkylresten, A für -COONa, B für -COOH und x und y jeweils für 2. Diese Mischung wird von der Firma Lakeland Laboratories unter der Bezeichnung AMA in den Handel gebracht. Wesentlich weniger wirksam ist eine Mischung von Tensiden der Formel I, bei denen R für ein Gemisch von synthetischen Alkylresten mit 7 bzw. 8 Kohlen­ stoffatomen steht, A für -COONa steht, B für -COOH steht und x und y jeweils für 2 stehen. Diese Mischung wird von der Firma Lakeland Laboratories unter der Bezeichnung AMA LF40 in den Handel gebracht.
Nicht ganz so gut wie das Handelsprodukt AMA wirkt ein Tensid der Formel I, das ebenfalls von der Firma Lakeland Laboratories unter der Bezeichnung ODA in den Handel gebracht wird und in dem R für Oleyl steht, A für -COONa steht, B für -COOH steht und x und y jeweils für 2 stehen.
Die Tenside der Formel I und deren Mischungen können insbesondere beim Hersteller bei der Formulierung von Textilfarbstoffen, die vorzugsweise in Form von Pul­ vern oder Granulaten vorliegen, von Drucktinten, von Mal­ farben, von wäßrigen Farben oder Firnissen und von Präpa­ raten zum Färben oder Bedrucken von Papier, Leder oder Kunststoffen verwendet werden. Sie können aber auch beim Anwender als Hilfsmittel bei der Anwendung von Farbstof­ fen und optischen Aufhellern dienen.
Besonders geeignet sind die Tenside der Formel I und deren Mischungen für die Verbesserung der Wasserlös­ lichkeit von anionischen Farbstoffen, beispielsweise Me­ tallkomplexen 1 : 1 bzw. 1 : 2, Reaktivfarbstoffen, Säure­ farbstoffen, substantiven Farbstoffen, Schwefelfarbstof­ fen, Küpenfarbstoffen und Leukoküpenfarbstoffen, kationi­ schen Farbstoffen, anionischen optischen Aufhellern und kationischen optischen Aufhellern.
In der Regel verwendet man das Tensid bzw. die Tenside der Formel I in einer Menge von 2 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf den Farbstoff bzw. den optischen Aufheller.

Claims (9)

1. Verwendung von Tensiden der Formel: worin
R für einen linearen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Alkylrest mit 5 bis 24 Kohlenstoffatomen steht,
A und B, die gleich oder verschieden sind, jeweils für Gruppen der Formel -COOH, -SO3H, -OSO3H, -PO3H2 oder -OPO3H2 oder deren Salze oder für Hydroxylgruppen oder für Mono- oder Dialkylaminogruppen mit jeweils 1 bis 3 Kohlenstoffatomen in den Alkylgruppen stehen und
x und y, die gleich oder verschieden sind, jeweils für eine Zahl von l bis 4 stehen,
und deren Mischungen zur Verbesserung der Wasserlöslich­ keit von Farbstoffen und optischen Aufhellern.
2. Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß R für Oleyl steht, A für -COONa steht, B für -COOH steht und x und y jeweils für 2 stehen.
3. Verwendung nach Anspruch 1 einer Mischung von Tensiden der Formel I, in denen R verschiedene Be­ deutungen hat.
4. Verwendung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß R ein Gemisch von aus Kokosfett stammen­ den Alkylresten bedeutet, A für -COONa steht, B für -COOH steht und x und y jeweils für 2 stehen.
5. Verwendung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß R ein Gemisch von synthetischen Alkyl­ resten mit 7 bzw. 8 Kohlenstoffatomen bedeutet, A für -COONa steht, B für -COOH steht und x und y jeweils für 2 stehen.
6. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 als Additive bei der Formulierung von vorzugsweise in Form von Pulvern oder Granulaten vorliegenden Textilfarbstoffen, von Drucktinten, von Malfarben, von wäßrigen Farben oder Firnissen oder von Präparaten zum Färben oder Bedrucken von Papier, Leder oder Kunststoffen.
7. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 als Hilfsmittel bei der Anwendung von Farbstoffen und op­ tischen Aufhellern beim Anwender.
8. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Verbesserung der Wasserlöslichkeit von anionischen Farbstoffen, beispielsweise Metallkomplexen 1 : 1 bzw. 1 : 2, Reaktivfarbstoffen, Säurefarbstoffen, substantiven Farb­ stoffen, Schwefelfarbstoffen, Küpenfarbstoffen und Leuko­ küpenfarbstoffen, kationischen Farbstoffen, anionischen optischen Aufhellern und kationischen optischen Aufhellern.
9. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das Tensid bzw. die Ten­ side in einer Menge von 2 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-%, bezogen auf den Farbstoff bzw. den optischen Aufheller, verwendet.
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