DE898148C

DE898148C - Kuepenfarbstoffpaste mit niedriger stabiler Viscositaet

Info

Publication number: DE898148C
Application number: DEG7823A
Authority: DE
Inventors: Charles Orenyo; Chris Carl Schulze
Original assignee: General Aniline and Film Corp
Current assignee: GAF Chemicals Corp
Priority date: 1951-01-03
Filing date: 1951-12-30
Publication date: 1953-11-26

Description

Küpenfarbstoffpaste mit niedriger stabiler Viscosität Die Erfindung bezieht sich auf die Stabilisierung der Viscosität wäßriger Küpenfarbstoffpasten.
Viele Küpenfarbstoffe kommen in Form wäßriger Farbstoffpasten auf den Markt. So werden z. B. Farbstoffe aus der Gruppe von Thioindigo und Indigo, der Pyranthrone und Dibenzanthrone in dieser Form verkauft und verarbeitet. Diese Form wird in erster Linie deshalb gewählt, da es wirtschaftlicher ist, die Küpenfarbstoffe in Form wäßriger Pasten zu verkaufen, als die Kosten für eine vollständige Trocknung der Küpenfarbstoffe aufzuwenden. Außerdem lassen sich die Produkte in Pastenform durch den Verbraucher der Farbstoffe leichter handhaben.
Es ist wesentlich, daß jede wäßrige Farbstoffpaste eine niedrige Viscosität aufweist und daß diese Eigenschaft auch bei langer Lagerung erhalten bleibt. Sofern die Pasten diese Eigenschaft reicht aufweisen, überwiegen die durch Austrocknung und Ausfallen der Pasten entstehenden Schwierigkeiten weitaus die Vorteile, welche durch das Verarbeiten der Erzeugnisse in Pastenform erzielt werden.
Jede der in den Handel kommenden Küpenfarbstoffpastei wird schwer zu handhaben, wenn das Pigment-Wasser-Verhältnis entsprechend erhöht wird. Es gibt jedoch einige Küpenfarbstoffe, welche schon bei der Konzentration, in welcher sie normalerweise hergestellt werden, besonders schwer zu handhaben sind, weil im allgemeinen dicke, nichtfließende Pasten erhalten werden. Unter den Farbstoffen, welche unter diesem Gesichtspunkt besonders schwierig zu verarbeiten sind, können z. B. die folgenden genannt werden I 3, 3'-Dichlor-N-dihydro-1, 2,1', 2'-anthrachinonazin, II 3-Chlor-N-dihydro-1, 2, 1', 2'-anthrachinonazin, 111 2, 8 -Diphenylanthra- (2, r, 6, 5) -bisthiazol-6, 12-dion, IV 6, 8, 25, 27-Tetrahydroanthra-(1, 2-b, q., 3-b', 5, 6-b", 8,7-b "')-tetraldsnaphth-(2,3-g)-indol-5, 7, 9, 1q.,19, 2q., 26, 28, 33, 38-decon, V q, 11-Dibenzamido-l6H-dinaphtho-(2, 3-a, 2', 3'-i)-carbazol-5, 10-z5, 17-tetron (vgl. die Formelbilder).
Die Gründe, warum gewisse Farbstoffe in Form dicker, nichtfließender Pasten anfallen, sind verschiedenartig und nicht ganz klar. Wahrscheinlich ist die Bildung der dicken Paste darauf zurückzuführen, daß große Mengen Wasser von dem suspendierten Farbstoff zurückgehalten werden. Andererseits ist nicht klar., ob das Wasser in den Kapillarräumen durch einfache Einschließung in Strukturhohlräumen oder durch Hydratation mit einer damit verbundenen Verdickung gebunden ist. Es ist bekannt, daß eine sehr geringe Teilchengröße die Schwierigkeiten erhöht. Dies ist erklärlich durch die große Oberfläche, die sich aus einer Verringerung der Teilchengröße ergibt.
Das Problem, welches durch vorliegende Erfindung gelöst worden ist, wurde bereits früher von der Farbstoffindustrie stark beachtet, und es sind ver= schiedene Mittel vorgeschlagen worden, um eine geeignete Lösung zu finden. Einer dieser Vorschläge geht dahin, das Wasser von dem Pigment abzupressen, indem man dieses physikalischem Druck aussetzt, z. B. in einer hydraulischen Presse. Bei dieser Behandlung wurde eine gewisse Verbesserung festgestellt, wenn Wasser dem System wieder zugeführt wurde: Diese Arbeitsweise ist jedoch durch hohe Kosten und manchmal durch eine ungünstige Auswirkung auf das Erzeugnis in ihrer Anwendung beschränkt.
Die Variierung der Teilchengröße des Pigments stellt ein anderes Mittel dar, um Pasten mit günstigeren Eigenschaften zu erhalten. Durch verschiedene Art der Fällung des Pigments oder durch Digerieren des Pigments in -einem geeigneten Medium kann die Teilchengröße variiert werden, wodurch man ein Mittel zur Regelung der Eigenschaften der Paste in der Hand hat.
Das am meisten verwendete Mittel, um dicke Pasten zu vermeiden, ist der Zusatz eines oberflächenaktiven Mittels. Zu diesem Zweck hat man z. B. Natrium- oder Magnesiumlignosulfonate oder die Kondensationsprodukte aus Naphthalinsulfonaten mit Formaldehyd u. dgl. verwendet. In manchen Fällen haben diese oberflächenaktiven Mittel eine günstige Wirkung; aber lange Erfahrung hat gezeigt, daß sie in vielen Farbstoffsystemen vollständig unbrauchbar sind.
Es ist nun gefunden worden, daß wäßrige Farbstoffpasten mit niedriger Viscosität in stabiler Form erhalten werden können, wenn man den Pasten eine geringe Menge eines Trialkylolamintriesters einer aliphatischen Säure einverleibt. Die besondere Wirkungsweise, wodurch diese Triester die Farbstoffpasten auf einer niedrigen Viscosität halten, ist bisher nicht festgestellt worden. Es ist bekannt, daß die Trialkylolamintriester keine oberflächenaktiven Mittel sind und daß- ihre Wirkung nicht einer Netzwirkung zugeschrieben werden kann. Es ist auch festgestellt worden, daß die Ergebnisse, die erfindungsgemäß erzielt worden sind, den Trialkylolamintriestern eigentümlich sind und z. B. nicht mit den Mono- oder Diestern oder den Estern anderer All:ylolamine, wie Monoäthanolamin, Diäthanolamin u. dgl., erzielt werden können. Tatsächlich wurden die gewünschten Ergebnisse von all den beim Suchen nach einem befriedigenden Stabilisator geprüften Verbindungen lediglich mit den Trialkylolamintriestern erhalten.
Die Verwendung solcher Triester zur Stabilisierung wäßriger Küpenfarbstoffpasten bei niedriger Viscosität und die so erhaltenen Pasten sind Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
Die aliphatische Säure, welche zur Bildung der Triester des Trialkylolamins verwendet wird, soll mindestens q. Kohlenstoffatome enthalten. Wenn diese Regel beachtet wird, erhält man in der gewünschten Weise wirkende Triester, unabhängig von der gewählten Säure; also unabhängig davon, ob diese Säure gesättigt, ungesättigt, einbasisch oder mehrbasisch ist. Es ist gefunden worden, daß Ester, welche den Anforderungen der vorliegenden Erfindung entsprechen, aus Buttersäure, Valeriansäure, Capronsäure, Caprylsäure, Undecylsäure, Laurinsäure; Myristinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure, Ricinolsäure und Sebacinsäure erhalten werden können. Die Ester können sich von einer oder von mehreren solcher Säuren, insbesondere von den einbasischen, ableiten.
Beispiele von Triestern, welche sich als besonders geeignet erwiesen haben, sind: Triäthanolamintributyrat, Triäthanolamintricaprylat, Triäthanolamintristearat, Triäthanolamintrilaureat, Triäthanolamintrimyristinat, Triäthanolamintrioleat, Triäthanolamintrilinoleat, Triäthanolamintriricinoleat, Triäthanolamintrisebazat, der gemischte Ester aus Triäthanolamin, 1 Mol Buttersäure und 2 Mol Stearinsäure, der gemischte Ester aus Triäthanolamin, 2 Mol Caprylsäure und 1 Mol Ölsäure u. dgl.
Die Ester können nach dem Verfahren hergestellt werden, welches in der am 13. August 19q.0 ausgegebenen Reissue Patentschrift 2153o beschrieben ist.
Die Menge des verwendeten Esters schwankt; sie liegt aber gewöhnlich im Bereich von 5 bis 75 Gewichtsprozent des Küpenfarbstoffs. Mengen über 75 °/o. können ohne Nachteil verwendet werden, bieten aber keinen nennenswerten Vorteil gegenüber den geringeren Mengen.
Es ist zweckmäßig, daß die Pasten neben den obengenannten Triestern ein Dispergiermittel enthalten, welches von der obenerwähnten Art sein kann, nämlich Natriumlignosulfonat oder das Reaktionsprodukt aus Formaldehyd und einem Naphthalinsulfonat.
Die Triester können der Paste nach verschiedenen Methoden einverleibt werden. So kann man einen Preßkuchen des Küpenfarbstoffs mit dem Triester vermischen und so viel Wasser zusetzen, daß das gewünschte Pigment-Wasser-Verhältnis hergestellt wird. Andererseits kann der Farbstoff mit Wasser aufgeschlämmt, der Triester zugesetzt, der Schlamm filtriert und der Preßkuchen dann mit Wasser zur Einstellung des gewünschten Pigment-Wasser-Verhältnisses behandelt werden.
Das vorliegende Verfahren umfaßt auch die mechanische Bearbeitung des Pigments in Wasser nach Zugabe des Triesters, z. B. mit Hilfe einer Kugelmühle od. dgl. Vor dieser Bearbeitung wird der pH-Wert der Lösung vorzugsweise nach der sauren Seite hin eingestellt und nach der Bearbeitung neutral oder auf die alkalische Seite.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele noch näher erläutert, wodurch aber keine Beschränkung ausgesprochen sein soll. Die angegebenen Teile sind, sofern nicht anders erwähnt, Gewichtsteile.
Beispiel i ii Teile 3, 3'-Dichlor-N-dihydro-i, 2, i', 2'-anthrachinonazin werden mit 2 Teilen Natriumlignosulfonat und 2 Teilen Triäthanolamintricaprylat vermischt. 85 Teile Wasser, welche zur Erzielung des gewünschten Pigment-Wasser-Verhältnisses ausreichen, werden zugegeben. Der pH-Wert wird mit Schwefelsäure auf 5 bis 6 eingestellt und die Mischung dann 24 Stunden in der Kugelmühle gemahlen. Der pH-Wert wird mit Natriumhydroxyd auf 7 bis 8 erhöht. Die entstehende Paste hat eine geringe Viscosität. Die physikalischen Verhältnisse bleiben beim Lagern während langer Zeiträume bei jeder Temperatur, mit welcher normalerweise in einem Lagerhaus gerechnet werden muß, unverändert.
Beispiel 2 To Teile 2, 8-Diphenylanthra-(2, i, 6, 5)-bisthiazol-6, i2-dion und io Teile 4, ii-Dibenzamido-i6H-dinaphtho-(2, 3-a, 2', 3'-i)-carbazol-5, To, 15, i7-tetron werden mit 5 Teilen Triäthanolamintricaprylat, 5 Teilen Natriumlignosulfonat und einer ausreichenden Menge Wasser zur Erzielung des gewünschten Pigment-Wasser-Verhältnisses vermischt. Der pH-Wert wird auf 7 bis 8 eingestellt und die Paste 24 Stunden in der Kugelmühle gemahlen. Die entstehende Paste hat die gleichen Eigenschaften, wie sie in Beispiel i angegeben worden sind.
Beispiel 3 28 Teile 6, 8, 25, 27-Tetrahydroanthra-(i, 2-b, 4, 3-b', 5, 6-b", 8, 7-b "')-tetrakisnaphth-(2, 3-g)-indol-5, 7, 9, 14, 19, 24, 26, 28, 33, 38-decon werden mit 2 Teilen Naphthalinsulfonat-Formaldehyd-Kondensationsprodukt, 2 Teilen Triäthanolamintricaprylat und einer zur Erzielung des gewünschten Pigment-Wasser-Verhältnisses ausreichenden Menge Wasser vermischt. Der pH-Wert wird auf g eingestellt und die Paste 24 Stunden in der Kugelmühle gemahlen. Die Paste hat die in Beispiel i angeführten Eigenschaften.
Beispiel 4 ioo Teile 3, 3'-Dichlor-N-dihydro-i, 2, i', 2'-anthrachinonazin werden mit so viel Wasser aufgeschlämmt, daß sich ein Wasser-Pigment-Verhältnis 2o: i ergibt. Zu dem Schlamm werden 2o Teile Triäthanolamintricaprylat zugesetzt, dann wird das Gemisch auf go bis g5° erhitzt. Diese Temperatur wird 3 Stunden lang aufrechterhalten. Der Schlamm wird dann filtriert.
22 Teile Pigment aus dem erhaltenen Preßkuchen werden mit 3,5 Teilen Natriumlignosulfonat und der für das gewünschte Pigment-Wasser-Verhältnis erforderlichen Menge Wasser gemischt. Der pH-Wert wird auf 5 bis 6 eingestellt und die Paste 24 Stunden in der Kugelmühle gemahlen. Die Paste hat die in Beispiel i angegebenen Eigenschaften.
Beispiel 5 Die Arbeitsweise entspricht der in Beispiel i beschriebenen mit der Ausnahme, daß an Stelle von Triäthanolamintricaprylat Triäthanolamintrioleat verwendet wird.
Beispiel 6 Die Arbeitsweise entspricht der in Beispiel i beschriebenen mit der Ausnahme, daß der pH-Wert auf 2 bis 3 eingestellt wird, bevor die Paste in der Kugelmühle gemahlen wird.
Beispiel 7 Die Arbeitsweise entspricht der in Beispiel 2 beschriebenen mit der Ausnahme, daß als Triester Triäthanolamintributyrat verwendet wird.
Es wird bemerkt, daß in den vorstehend beschriebenen Beispielen das verwendete Pigment in Form eines Preßkuchens vorlag. Der Preßkuchen kann nach einer der in der einschlägigen Technik üblichen Arbeitsweise erhalten werden, z. B. durch Fällen aus Schwefelsäure in Wasser und anschließende Filtration.
Für den Fachmann ergeben sich Abwandlungen der Erfindung ohne weiteres. Beispielsweise können an Stelle einer Kugelmühle, wie sie in den Beispielen verwendet wurde, andere Mühlen mit gleich günstiger Wirkung verwendet werden. In ähnlicher Weise kann man an Stelle der in den Beispielen genannten besonderen Triester jeden anderen der obenerwähnten Triester verwenden. Ähnliches gilt bezüglich der Küpenfarbstoffe, da die Erfindung bei jedem anderen in Wasser unlöslichen Küpenfarbstoff in gleicher Weise günstig wirkt, z. B. bei den Farbstoffen aus der Gruppe der Thioindigo, wie 6, 6'-Diäthoxythioindigo, der Indigos, wie 5, 5'-7, 7'-Tetrabromindigo, der Pyranthrone, z. B. Pyranthron und bromiertes Pyranthron, der Dibenzanthrone, der Isodibenzanthrone, z. B. Isoviolanthron u. dgl.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Küpenfarbstoffpaste mit niedriger stabiler Viscosität, bestehend aus einer Dispersion des Farbstoffs in Wasser, zweckmäßig in Anwesenheit eines oberflächenaktiven Mittels, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion einen Trialkylolamintriester einer unsubstituierten aliphatischen Carbonsäure mit mindestens 4 Kohlenstoffatomen enthält.
2. Küpenfarbstoffpaste nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß sie den Triester in einer Menge von 5 bis 75 Gewichtsprozent, berechnet auf den Küpenfarbstoff, enthält.
3. Küpenfarbstoffpaste nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB sie als Triester Triäthanolamintricaprylat enthält. q.
Küpenfarbstoffpaste nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB sie als oberflächenaktives Mittel ein wasserlösliches Lignosulfonat enthält.
5. Küpenfarbstoffpaste nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daB sie als oberflächenaktives Mittel das Reaktionsprodukt aus Formaldehyd und einem Naphthalinsulfonat enthält.