EP0060468B1 - Verfahren zum Färben von Papier und gefärbtes Papier - Google Patents

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EP0060468B1
EP0060468B1 EP82101762A EP82101762A EP0060468B1 EP 0060468 B1 EP0060468 B1 EP 0060468B1 EP 82101762 A EP82101762 A EP 82101762A EP 82101762 A EP82101762 A EP 82101762A EP 0060468 B1 EP0060468 B1 EP 0060468B1
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alkyl
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methyl
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hydrogen
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EP82101762A
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Peter Dr. Wild
Horst Dr. Nickel
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Bayer AG
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Bayer AG
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/28—Colorants ; Pigments or opacifying agents
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S8/00—Bleaching and dyeing; fluid treatment and chemical modification of textiles and fibers
    • Y10S8/916—Natural fiber dyeing
    • Y10S8/919—Paper

Definitions

  • Alkylene is in particular a radical having 1 to 3 carbon atoms.
  • Acylamino is preferably understood to mean C 1 to C 3 alkylcarbonylamino, C 1 to C 3 alkylsulfonylamino, aminocarbonylamino or benzoylamino, optionally substituted by halogen or an ammonium group, but especially acetylamino, propionylamino or aminocarbonyl.
  • Halogen is preferably chlorine or bromine.
  • Anions An (-) are the colorless organic and inorganic anions customary for cationic dyes, for example chloride, bromide, iodide, hydroxide, hydrogen sulfate, sulfate, nitrate, dihydrogen phosphate, phosphate, carbonate, perchlorate, fluoroborate, chlorozincate, methosulfate, ethosulfate, acetate, Propionate, lactate, citrate, benzenesulfonate and toluenesulfonate.
  • cationic dyes for example chloride, bromide, iodide, hydroxide, hydrogen sulfate, sulfate, nitrate, dihydrogen phosphate, phosphate, carbonate, perchlorate, fluoroborate, chlorozincate, methosulfate, ethosulfate, acetate, Propionate, lactate, citrate, benzenesulfonate and toluen
  • the anion is generally given by the manufacturing process.
  • the dyes are preferably present as chlorides, hydrogen sulfates, sulfates, methosulfates, phosphates, acetates, lactates, citrates.
  • the anions can be exchanged for other anions in a known manner and can be present as mixtures.
  • the dyes (I) are used for dyeing paper either as dye-powder preparations or preferably in the form of concentrated dye solutions.
  • Powder preparations are made in the usual way with coupé agents such as sodium sulfate, phosphates, chloride, acetate or are marketed as spray drying brands.
  • the concentrated dye solutions can be of an aqueous or aqueous / organic type, with customary environmentally friendly and readily degradable organic additives being preferred, such as organic acids such as acetic acid, formic acid, amides such as formamide, dimethylformamide, urea, alcohols such as glycol, diglycol, diglycol ether, especially the latter Methyl or ethyl ether.
  • the concentrated dye solutions are prepared in a conventional manner, for example by dissolving the dye (as a paste or powder) in a suitable solvent or solvent mixture.
  • the dye powders or solutions are generally used after dilution with water for the continuous or discontinuous dyeing of paper.
  • the dyes are used for paper pulp dyeing or for paper surface dyeing. They are suitable for sized and unsized paper types based on bleached or unbleached pulp of different origins such as softwood or hardwood, sulfite and / or sulfate pulp.
  • the dyeing is preferably carried out at pH values from 4 to 8, in particular pH 5 to 7.
  • the dyeing temperature is generally 10 to 50, preferably about 20 ° C. (room temperature).
  • auxiliaries and fillers customary in paper dyeing and production can also be used when using the dyes according to the invention.
  • the dyes have excellent drawability when coloring paper.
  • the paper dyeings obtained with the dyes according to the invention are notable for very good fastness to water (fastness to bleeding) and fastness to acids, alkali and alum.
  • the dyes of the formula (I) are known, for example from US Pat. No. 602637, DE-PS No. 93499, DE-PS No. 95530 and DE-AS No. 1005486, and have hitherto been used for dyeing tannic cotton, half-wool and polyacrylonitrile used. It is therefore surprising that in the case of paper dyeing, even without auxiliaries, they produce almost colorless waste water with good wet fastness properties of the dyeings obtained.
  • a desiccant consisting of 60% wood pulp and 40% unbleached sulfite pulp is beaten with water in the Dutch and ground to a degree of 40 ° SR so that the dryness is a little over 2.5%, and then with water to an exact 2.5% dryness of the thick matter adjusted.

Landscapes

  • Paper (AREA)
  • Coloring (AREA)

Description

  • Gegenstand der Erfindung sind Verfahren zum Färben von Papier mit kationischen Azofarbstoffen der Formel
    Figure imgb0001
    • X(+) eine gegebenenfalls substituierte Ammoniumgruppe,
    • m 0 oder 1,
    • R Wasserstoff, Halogen, C, - bis C4-Alkyl, C1- bis C4-Alkoxy, Hydroxy, Amino, Sulfon- und Carbonamido oder Acylamino,
    • R1 Wasserstoff, C1- bis CQ4-Alkyl, Halogen oder C1- bis C4-Alkoxy,
    • R2 und R3 unabhängig voneinander Wasserstoff, C1- bis C3-Alkyl, C1- bis C4-Alkoxy oder Acylamino, und
    • An(-) ein Anion bedeuten,

    worin an Ring a weitere carbocyclische oder heterocyclische Ringe ankondensiert sein können, die ihrerseits durch R substituiert sein können, sowie Mittel, die diese Farbstoffe enthalten.
  • Alkylen steht insbesondere für einen Rest mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen. Unter Acylamino wird vorzugsweise gegebenenfalls durch Halogen oder eine Ammoniumgruppe substituiertes C1- bis C3-Alkylcarbonylamino, C1- bis C3-Alkylsulfonyl- amino, Aminocarbonylamino oder Benzoylamino, insbesondere aber Acetylamino, Propionylamino oder Aminocarbonyl verstanden.
  • Halogen steht vorzugsweise für Chlor oder Brom.
  • Von den Farbstoffen der Formel (I) sind die Farbstoffe der Formel
    Figure imgb0002
    hervorzuheben, worin
    • R, R1, R2, R3 und An(-) die in Formel (I) angegebene Bedeutung haben,
    • n 0 bis 2,
    • R4, Rs und Re unabhänging voneinander Wasserstoff, C1- bis C4-Alkyl, C3- oder C4-Alkenyl, Benzyl oder Phenylethyl, die durch Hydroxy, C1- bis C4-Alkoxy, Chlor oder Cyan und der Benzyl-und Phenylethylrest zusätzlich durch C, - bis C4-Alkyl substituiert sein können, bedeuten, oder
    • R4 und R5 zusammen mit dem Stickstoffatom einen gegebenenfalls durch C1- bis C4-Alkyl substituierten Piperidin-, Morpholin-, Piperazin- oder Pyrrolinring, oder
    • R4, R5 und Re zusammen mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, einen gegebenenfalls durch C1- bis C4-Alkyl substituierten Pyridinring bilden.
    • Besonders geeignet sind Farbstoffe der Formel (II), worin
    • R für Wasserstoff, Methyl, Sulfon- oder Carbonamido, Aminocarbonylamino oder gegebenenfalls durch Halogen oder die Gruppe
      Figure imgb0003
      substituiertes Acetylamino oder Propionylamino,
    • R1 für Wasserstoff, Methyl, Chlor oder Methoxy,
    • R2 und Ra unabhängig voneinander für Wasserstoff, Methyl, Methoxy, Aminocarbonylamino oder gegebenenfalls durch Halogen oder die Gruppe
      Figure imgb0004
      substituiertes Acetylamino oder Propionylamino,
    • R4, Rs und Re unabhängig voneinander für Methyl, Ethyl, Hydroxyethyl, Chlorethyl, Cyanethyl, Benzyl, Allyl oder zusammen mit dem Stickstoffatom für einen gegebenenfalls durch Methyl substituierten Pyridinring stehen.
  • Als Anionen An(-) kommen die für kationische Farbstoffe üblichen farblosen organischen und anorganischen Anionen beispielsweise Chlorid, Bromid, Jodid, Hydroxyd, Hydrogensulfat, Sulfat, Nitrat, Dihydrogenphosphat, Phosphat, Carbonat, Perchlorat, Fluoroborat, Chlorozinkat, Methosulfat, Ethosulfat, Acetat, Propionat, Lactat, Citrat, Benzolsulfonat und Toluolsulfonat in Betracht.
  • Das Anion ist im allgemeinen durch das Herstellungsverfahren gegeben. Vorzugsweise liegen die Farbstoffe als Chloride, Hydrogensulfate, Sulfate, Methosulfate, Phosphate, Acetate, Lactate, Citrate vor. Die Anionen können in bekannter Weise gegen andere Anionen ausgetauscht werden und als Mischungen vorliegen.
  • Die Farbstoffe (I) werden zum Färben von Papier entweder als Farbstoff-Pulver-Präparationen verwendet oder bevorzugt in Form von konzentrierten Farbstofflösungen zum Einsatz gebracht. Pulverpräparationen werden in üblicher Weise mit Coupagemitteln wie Natriumsulfat, -phosphaten, -chlorid, -acetat eingestellt oder als Sprühtrocknungsmarken in den Handel gebracht. Die konzentrierten Farbstofflösungen können wässeriger oder wässerig/organischer Art sein, wobei übliche umweltfreundliche und möglichst gut abbaubare organische Zusätze bevorzugt werden, wie organische Säuren wie Essigsäure, Ameisensäure, Amide wie Formamid, Dimethylformamid, Harnstoff, Alkohole wie Glykol, Diglykol, Diglykolether, besonders dessen Methyl- oder Ethylether. Die Herstellung der konzentrierten Farbstofflösungen erfolgt in üblicher Weise beispielsweise durch Auflösen des Farbstoffs (als Paste oder Pulver) im geeigneten Lösungsmittel oder Lösungsmittelgemisch.
  • Die Farbstoffpulver oder -lösungen werden im allgemeinen nach Verdünnen mit Wasser zum kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Färben von Papier verwendet.
  • Eingesetzt werden die Farbstoffe zum Papiermassefärben oder zur Papieroberflächenfärbung. Sie sind geeignet für geleimte und für ungeleimte Papiersorten ausgehend von gebleichtem oder ungebleichtem Zellstoff verschiedener Provenienz wie Nadel- oder Laubholz-, Sulfit- und/oder - sulfatzellstoff.
  • Das Färben erfolgtvorzugsweise bei pH-Werten von 4 bis 8, insbesondere pH 5 bis 7. Die Färbetemperatur beträgt im allgemeinen 10 bis 50, vorzugsweise etwa 20°C (Raumtemperatur).
  • Die bei der Papierfärbung und -herstellung üblichen Hilfsmittel und Füllstoffe können beim Einsatz der erfindungsgemässen Farbstoffe mitverwendet werden.
  • Die Farbstoffe besitzen bei der Papierfärbung ein ausgezeichnetes Ziehvermögen.
  • Die mit den erfindungsgemässen Farbstoffen erhaltenen Papierfärbungen zeichnen sich durch sehr gute Wasserechtheit (Ausblutechtheit) sowie Säure-, Alkali- und Alaunechtheit aus.
  • Auch auf die Brillanz und Klarheit der Farbtöne ist hinzuweisen. Ferner ist das Kombinationsverhalten mit geeigneten Farbstoffen sehr gut.
  • Die Farbstoffe der Formel (I) sind bekannt, beispielsweise aus US-PS Nr. 602637, DE-PS Nr. 93499, DE-PS Nr. 95530 und DE-AS Nr. 1005486 und wurden bisher zum Färben tannierter Baumwolle, Halbwolle und Polyacrylnitril eingesetzt. Daher ist es überraschend, dass sie bei Papierfärbungen auch ohne Hilfsmittel nahezu farblose Abwässer ergeben bei guten Nassechtheiten der erzielten Färbungen.
  • Die Verwendung kationischer Azofarbstoffe zum Färben von Papier ist z.B. aus der EP-A Nr. 0024321 bekannt. Die Farbstoffe der Formel (I) werden hergestellt, indem man in bekannter Weise Aminoazoverbindungen der Formel
    Figure imgb0005
    worin X(+) m, R, , R2, R3 und An(-) die in Formel (I) angegebene Bedeutung haben,
    • diazotiert und mit Verbindungen der Formel
      Figure imgb0006
      worin R und Ring a die in Formel (I) angegebene Bedeutung haben, kuppelt.
    Beispiel 1
  • Ein aus 60% Holzschliff und 40% ungebleichtem Sulfitzellstoff bestehender Trockenstoff wird im Holländer mit Wasser angeschlagen und bis zum Mahlgrad 40° SR gemahlen, so dass der Trockengehalt etwas über 2,5% liegt, und anschliessend mit Wasser auf exakt 2,5% Trockengehalt des Dickstoffs eingestellt.
  • 200 Teile des Dickstoffs werden mit 5 Teilen einer 0,5%igen wässerigen Lösung des Farbstoffs der Formel
    Figure imgb0007
    versetzt, ca. 5 min verrührt, 2% Harzleim und 4% Alaun (bezogen auf Trockenstoff) zugegeben und wiederum einige Minuten homogen verrührt. Man verdünnt dann die Masse mit ca. 500 Teilen Wasser und stellt hieraus in üblicher Weise durch Absaugen über einen Blattbildner Papierblätter her. Die Papierblätter weisen eine kräftige blaustichig rote Färbung auf. Das Abwasser der Färbung ist praktisch farbstoffrei.
  • Beim Färben ungeleimter Papiermasse unter sonst gleichen Färbebedingungen erhält man ebenfalls eine kräftige blaustichig rote Färbung mit praktisch farbstoffreien Abwasser.
  • Verwendet man gebleichten Sulfitzellstoff zur Herstellung des Dickstoffs und setzt diesen Dickstoff zur Färbung ein, so erhält man nach den oben angegebenen Verfahren blaustichig rote Papierfärbungen und praktisch farbstoffreies Abwasser.
  • Verwendet man anstelle obigen Farbstoffs entsprechende Mengen der Farbstoffe bzw. Farbstoff-Lösungen, die in den nachfolgenden Beispielen beschrieben werden, so erhält man Papierfärbungen, deren Nuancen bei den einzelnen Farbstoff-Beispielen angegeben sind.
    Figure imgb0008
    Figure imgb0009
    Figure imgb0010

Claims (4)

1. Verfahren zum Färben von Papier mit Ammoniumgruppen enthaltenden Azofarbstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass man als Azofarbstoffe solche der Formel
Figure imgb0011
worin
X(+) eine gegebenenfalls substituierte Ammoniumgruppe,
m 0 oder 1,
R Wasserstoff, Halogen, C1- bis C4- Alkyl, C1- bis C4-Alkoxy, Hydroxy, Amino, Sulfon- und Carbonamido oder Acylamino,
R1 Wasserstoff, C, - bis C4-Alkyl, Halogen oder C1- bis C4-Alkoxy,
R2 und R3 unabhängig voneinander Wasserstoff, C1- bis C4-Alkyl, C1- bis C4-Alkoxy oder Acylamino, und
An(-) ein Anion bedeuten,

worin an Ring a weitere carbocyclische oder heterocyclische Ringe ankondensiert sein können, die ihrerseits durch R substituiert sein können, verwendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man kationische Azofarbstoffe der Formel
Figure imgb0012
worin
R, R1 , R2, R3 und An(-) die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben,
n 0 bis 2,
R4, R5 und Re unabhängig voneinander Wasserstoff, C1- bis C4-Alkyl, C3- oder C4-Alkenyl, Benzyl oder Phenylethyl, die durch Hydroxy, C1- bis C4-Alkoxy, Chlor oder Cyan und der Benzyl-und Phenyletylrest zusätzlich durch C1- bis C4-Alkyl substituiert sein können, bedeuten, oder
R4 und R5 zusammen mit dem Stickstoffatom einen gegebenenfalls duch C1- bis C4-Alkyl substituierten Piperidin-, Morpholin-, Piperazin- oder Pyrrolinring, oder
R4, R5 und R6 zusammen mit dem Stickstoffatom, an das sie gebunden sind, einen gegebenenfalls durch C1- bis C4-Alkyl substituierten Pyridinring bilden, verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man kationische Farbstoffe der Formel des Anspruchs 2 verwendet, worin
R für Wasserstoff, Methyl, Sulfon- oder Carbonamido, Aminocarbonylamino oder gegebenenfalls durch Halogen oder die Gruppe
Figure imgb0013

substituiertes Acetylamino oder Propionylamino,
R1 für Wasserstoff, Methyl, Chlor oder Methoxy,
R2 und R3 unabhängig voneinander fürWasserstoff, Methyl, Methoxy, Aminocarbonylamino oder gegebenenfalls durch Halogen oder die Gruppe
Figure imgb0014
substituiertes Acetylamino oder Propionylamino
R4, R5 und Re unabhängig voneinander für Methyl, Ethyl, Hydroxyethyl, Chlorethyl, Cyanethyl, Benzyl, Allyl oder zusammen mit dem Stickstoffatom für einen gegebenenfalls durch Methyl substituierten Pyridinring stehen.
4. Papier, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einem kationischen Azofarbstoff des Anspruchs 1 gefärbt wurde.
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