NL8101367A

NL8101367A - Werkwijze voor het bereiden van een gele kleurstof in de vorm van een geconcentreerde stabiele overgang.

Info

Publication number: NL8101367A
Application number: NL8101367A
Authority: NL
Original assignee: Ugine Kuhlmann
Priority date: 1980-03-21
Filing date: 1981-03-20
Publication date: 1981-10-16
Also published as: IT8167382A0; JPS56145956A; ES500580A0; AU6859681A; GB2072213B; SE8101802L; FR2478658B1; BE887894A; FI810868L; DK127681A; DE3110261A1; NO810966L; US4310331A; GB2072213A; BR8101666A; ZA811876B; ES8206603A1; FR2478658A1; IT1144320B

Description

ïv„ t «· -1- 21736/Vk/jg

Korte aanduiding: Werkwijze voor het bereiden van een gele kleurstof in de vorm van een geconcentreerde stabiele oplossing.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het berei-5 den van een gele kleurstof, direct in de vorm van een stabiele geconcentreerde oplossing. Met name heeft de uitvinding betrekking op het direct bereiden van een gele kleurstof, aangegeven als "Direct Yellow 11" (kleur-index 110.000). Verder heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het aanbrengen van dergelijke kleuroplossingen op cellulose houdende mate-10 rialen en leer.

De verkregen geconcentreerde oplossingen zijn stabiel bij opslaan en de aldus verkregen oplossingen zijn ook stabiel bij het toepassen hiervan.

De anionische, in water oplosbare, kleurstoffen worden algemeen 15 verkocht en toegepast in de vorm van poeders die een meer of minder grote hoeveelheid anorganische zouten bevatten. Deze werkwijze voor het bereiden heeft een aantal voordelen, maar ook nadelen. Het voornaamste voordeel is de goede stabiliteit bij bewaren van deze produkten, en met name worden geen veranderingen waargenomen tijdens het opslaan, zelfs niet bij tera-20 peraturen beneden 0 °C, waardoor deze kleurstoffen gedurende het hele jaar op onverwarmde plaatsen kunnen worden bewaard. Anderzijds is het algemeen bekend dat kleurstoffen in de vorm van een poeder de sterke neiging hebben om stof te vormen wanneer hiermee wordt gewerkt. Pogingen om dit nadeel op te vangen zijn uitgevoerd door het toepassen van diverse bewer-25 kingen. Zo is de vorming van stof effectief vermindert door het toevoegen van olie of een hygroscopische vloeistof, maar anderzijds wordt het oplossen van de kleurstoffen dan bemoeilijkt. Ook is geprobeerd om kleurstoffen te verkrijgen in een vorm,zodat weinig stof wordt bewerkstelligd door de kleurstof om te zetten in granules. De kleurstoffen worden dan ech-30 ter in een zeer compacte vorm verkregen, hetgeen problemen geeft bij het oplossen hiervan, met name wanneer de kleurstoffen niet erg oplosbaar zijn in water, zoals bij kleurstoffen volgens de uitvinding, zelfs wanneer ze in poedervorm aanwezig zijn.

Een waterige of water-organische oplossing van anionische kleur-35 stoffen zoals "Direct Yellow 11" in de vorm van een zout van een organische base zoals tris[2-(2-hydroxyethpxy)-ethyl]amine is beschreven in het Franse octrooischrift 2.289.578. De werkwijze ter verkrijging van deze oplossingen heeft echter nadelen omdat de kleurstof wordt bereid vol- 8101367 V* -2- . 21736/Vk/jg gens een gebruikelijk procédé door een reactie tussen 4-nitrotolueen-2-sulfonzuur en natronloog in een waterige oplossing en de suspensie van het natriumzout van de kleurstof, die aldus is verkregen, bevat een aanzienlijke hoeveelheid Na+-ionen die van belang zijn voor de oplosbaarheid van de 5 kleurstof. De Na+-ionen moeten worden verwijderd met behulp van hexafluor-siliciumzuur. Door de gevoeligheid van dit zuur en de zouten hiervan ten aanzien van alkalische stoffen, is men verplicht om een overmaat zuur te gebruiken dat dan moet worden geneutraliseerd. Verder is in vergelijking met zuren zoals zoutzuur en zwavelzuur hexafluorsiliciumzuur een produkt 10 dat weinig wordt toegepast in de kleurstoffenindustrie en relatief duur is, rekening houdende met het molecuulgewicht hiervan. De aldus verkregen kleurstof heeft een hoge kostprijs, hoewel het poeder dat tegenwoordig wordt verkocht bestaat uit één van de goedkoopste kleurstoffen die worden toegepast.

15 Ten slotte, zoals wordt aanbevolen door het eender genoemde oc- trooischrift, zijn de verkregen oplossingen slechts stabiel bij opslaan bij een temperatuur tussen 0 °C en 40 °C, hetgeen niet zonder problemen is door het wisselen van de seizoenen in bepaalde gebieden.

Het is nu gebleken dat het mogelijk is om de gele kleurstof, met 20 name Direct Yellow 11 (Cl 40.000) direct te bereiden in de vorm van een geconcentreerde oplossing en deze werkwijze wordt hierdoor gekenmerkt, dat een waterige oplossing van natriumhydroxyde in reactie wordt gebracht met een oplossing die 4-nitrotolueen-2-sulfonzuur bevat, één of meer al-kanolamines en één of meer alcoholen met een etheroxydefunctie of een 25 tweede alcoholfunctie, bij een temperatuur van 40-90 °C, waarna de natronloog wordt geneutraliseerd met zwavelzuur en het aldus gevormde natrium-sulfaat door filtratie wordt afgescheiden. Zodoende wordt een geconcentreerde oplossing verkregen die stabiel is bij opslaan, en met name geschikt is voor het kleuren van cellulose houdende materialen en leer 30 zonder dat een andere stof moet worden toegepast die niet normaal wordt gebruikt in de kleurstoffenindustrie.

Op 100 gew.delen 4-nitrotolueen-2-sulfonzuur worden bij voorkeur 180-400 delen van één of meer alcoholen, 70-150 delen van één of meer al-conolamines en 200-300 delen natronloog in waterige oplossing toegepast.

35 Het 4-nitrotolueen-2-sulfonzuur dat wordt toegepast is een zuiver produkt of een industrieel produkt dat tot 20 delen zwavelzuur en 60 delen water bevat. De reactietijd varieert van 30 minuten tot 4 uren, in afhankelijkheid van de toegepaste temperatuur.

8101367 -3- 21736/Vk/jg

Van de alcoholen verdient het de voorkeur om ethaandiol of ethy-leenglycol, diethyleenglycol, de methylether van monoethyleenglycol, e-thylether van monoethyleenglycol, methylether van diethyleenglycol, ethyl-ether van diethyleenglycol of mengsels van deze alcoholen toe te passen.

5 Van de alkanolamines kunnen worden genoemd monoethanolamine, di ethanolamine, en met name triethanolamine of mengsels van deze alkanol-amines.

Door het variëren van de reactie-omstandigheden zoals de temperatuur, de hoeveelheid natronloog of de reactietijd kunnen oplossingen 10 worden bereid die variëren van geel tot enigszins oranje.

Volgens een bepaalde uitvoeringsvorm van de uitvinding kan industrieel 4-nitrotolueen-2-sulfonzuur worden toegepast dat per 100 delen zuur 0-15 delen zwavelzuur en 0-40 delen water bevat in oplossing in 230 tot 350 delen diethyleenglycolmethylether of een mengsel van alcoholen 15 met ten minste 60% diethyleenglycolmethylether en 70-120 delen triethanolamine of een mengsel van mono-, di-, en triethanolamines die ten minste 90 % triethanolamine bevatten.

Door het toepassen van de werkwijze volgens de uitvinding is het mogelijk om stabiele oplossingen te bereiden die 10-25% en bij voorkeur 20 10-15% kleurstof "Direct Yellow 11" bevatten, berekend in de vorm van het vrije zuur.

Ook is het mogelijk om een standaardwaarde van de concentratie van de oplossingen in te stellen na de bereiding door het toevoegen van water en/of alcohol en/of alkanolamine.

25 De oplossingen die worden verkregen door de werkwijze volgens de uitvinding hebben een zeer goede stabiliteit bij het opslaan bij ee'n temperatuur tussen 40 °C en tot -15 °C, zelfs gedurende een langere periode van meerdere weken. Wanneer de temperaturen lager worden dan -15 °C, worden de oplossingen viskeuzer maar blijven homogeen zodat geen kristalli-30 satie ontstaat, en makkeiijker stromend wordt.wanneer de temperatuur stijgt tot -5 °C.

Deze oplossingen zijn met name geschikt voor het verven van cellulose houdende materialen zoals katoen of papier, evenals voor het verven of kleuren van leer, zodat dit een gele tot oranje tint krijgt. Deze 35 kleurstoffen hebben goede echtheden, althans een echtheid die even goed is en soms beter dan de echtheid van de kleurstoffen in poedervorm.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden, waarbij de aangegeven delen gewichtsdelen zijn.

8101367 -4- 21736/Vk/jg

Voorbeeld I

In 700 delen diethyleenglycolmethylether werden met behulp van 226 delen triethanolamine, 307 delen ruw 4-nitrotolueen-2-sulfonzuur met 217 delen ruw produkt, 20 delen zwavelzuur en 70 delen water opgelost.

5 Terwijl de temperatuur werd verhoogd tot 45 °C, werden 533 delen van een 3.0 %-ige oplossing van natronloog toegevoerd gedurende een periode van 30 minuten. De temperatuur werd gehandhaafd tussen 45 en 48 °C gedurende 1 uur, waarna 220 delen van een 94 ji-ige oplossing van zwavelzuur werden toegevoegd en de temperatuur werd verhoogd tot ongeveer 70 °C. Het ge-10 vormde natriumsulfaat werd afgescheiden door filtratie. Een oplossing met 12,6% vrij zuur van de "Direct Yellow 11"-kleurstof werd verkregen. Deze oplossing is goed stabiel en kristalliseert niet uit, zelfs niet bij een temperatuur die aanzienlijk lager is dan 0' °C. Zodoende werd een oplossing verkregen van 1560 delen, hetgeen overeenkomt met 1160 delen commer-15 cieel produkt in poedervorm.De concentratie van deze oplossing kan worden ingesteld tot een zodanige concentratie dat 150 delen oplossing overeenkomen met 100 delen poeder door het toevoegen van I80 delen water, triethanolamine, diethyleenglycol, methyl- of ethylether, ethyleenglycol, diethyleenglycol of methyl- of ethylether van ethyleenglycol. De verkregen 20 oplossing die 1,4¾ sulfaationen bevatte bleef vloeibaar, zelfs bij een temperatuur van -20 °C en kristalliseerde niet uit tijdens opslaan. Indien 226 delen zuiver triethanolamine werden vervangen door dezelfde hoeveelheid van een mengsel, bestaande uit 93 gew.delen zuiver triethanolamine, 4 delen diethanolamine en 3 delen monoethanolamine per 100 delen 25 ruw produkt werd een even goede kleurstof verkregen.

Voorbeeld II

Door te werk te gaan onder dezelfde omstandigheden als aangegeven in voorbeeld I, maar met 500 delen diethyleenglycolmethylether in plaats van 700 delen, werden 1320 delen verkregen van een oplossing die 30 14,5¾ vrij zuur van dezelfde kleurstof bevatte.

Voorbeeld III

De werkwijze die is aangegeven in voorbeeld I werd herhaald maar onder toepassing van 600 delen diethyleenglycolmethylether en bij een temperatuur van 50-55 °C in plaats van 45-48 °C. Zodoende werden 1450 de-35 len van een kleurstof verkregen, die 13,5 ¾ vrij zuur van de kleurstof bevatte, welke kleurstof cellulose houdende vezels of leer kleurde met een gele tot oranje tint.

8101367 s -5- 21736/Vk/jg

Voorbeeld IV

De werkwijze die is aangegeven in voorbeeld III werd herhaald, maar by een temperatuur van 60-65 °C, waarbij een kleurstof werd verkregen in een oranje, enigszins gele tint.

5 Voorbeeld V

De werkwijze die is aangegeven in voorbeeld III werd herhaald, maar nu bij een temperatuur tussen 80 en 85 °C, waarbij een kleurstof werd verkregen met een oranje tint.

Voorbeeld VI

10 100 Delen van een met chroom gelooid zuiver suède leer werd op nieuw bevochtigd met een vloeistof met een kleine hoeveelheid ammonia, gespoeld en ondergedompeld in een vat met een oplossing van 10 delen kleurstof, verkregen volgens voorbeeld I, in 2000 delen water bij een temperatuur van 60 °C. Het onderdompelen werd gedurende 1 uur uitgevoerd bij een 15 temperatuur van 60 °C, waarna drie delen mierenzuur werden toegevoegd en het bedrukken werd verder bewerkstelligd gedurende nogmaals 30 minuten.

Het leer werd gedroogd en onderworpen aan de gebruikelijke behandelingen. Zodoende werd gekleurd leer verkregen met een heldere, gelijkmatige gele tint.

20 Voorbeeld VII

Een pasta van gebleekte cellulose in bisulfiet werd bereid in een disintegrator en de concentratie hiervan werd ingesteld op 25 g/1.

Aan 1600 delen van dezé pasta werd 0,6 deel kleurstof, bereid volgens voorbeeld III toegevoegd, en gemengd en 4 delen 10ί colofonium in water 25 werden toegevoegd en vervolgens 12 delen van een 10ji-ige oplossing van aluminiumsulfaat in water waarna het mengsel in een mal op een machine werd gedaan. Zodoende werden lappen verkregen die gelijkmatig met een oranjegele tint waren gekleurd.

Voorbeeld VIII

30 Van de kleurstof die is bereid volgens voorbeeld I werden twee delen samen met één deel natriumcarbonaat opgelost in 1000 delen water bij een temperatuur van 40 °C. Hieraan werden 100 delen katoenen weefsel toegevoegd en 10 delen natriumsulfaat. Het weefsel werd gedurende 1 uur bij een temperatuur van 90 °C geverfd, gespoeld met koud water en gedroogd.

35 Het weefsel werd gekleurd in een helder gele tint.

81 01 3 6 7 -CONCLUSIES-

Claims

1. Werkwijze voor het bereiden van een gele kleurstof, direct in die vorm van een stabiele, geconcentreerde oplossing, met het kenmerk, 5 dat een waterige oplossing van natriumhydroxyde in reactie wordt gebracht met een oplossing die 4-nitrotolueen-2-tolueensulfonzuur bevat, één of meer alkanolamines en één of meer alcoholen met een etheroxydefunctie of een tweede alcohol functie, bij een temperatuur van 40-90 °C, waarna de natronloog wordt geneutraliseerd met zwavelzuur en het aldus gevormde 10 na’triumsulfaat door filtratie wordt afgescheiden.

2, Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat 180-400 delen van één of meer alcoholen, 70-150 delen één of meer alkanolamines en 200-300 delen natronloog in waterige oplossing worden toegepast op 100 delen 4-nitrotolueen-2-sulfonzuur.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat 4- nitrotolueen-2-sulfonzuur een industrieel produkt is met tot 20 delen zwavelzuur en 60 delen water per 100 delen zuur.

4. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de reactietijd varieert in afhankelijkheid van de temperatuur, van 30 rainu- 20 ten tot 4 uren.

5. Werkwijze volgens conclusies 1-4, met het kenmerk, dat als alcohol ethaandiol of ethyleenglycol, diethyleenglycol, de methyl - of ethylether van monoethyleenglycol, de methyl- of ethylether van diethyleenglycol of mengsels van deze alcoholen worden toegepast.

6. Werkwijze volgens conclusies 1-5, met het kenmerk, dat als al- kanolamine monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine of mengsels van deze alkanolamines worden toegepast.

7. Weekwijze volgens conclusies 1-6, met het kenmerk, dat 4-nitro-tolueen-2-sulfonzuur wordt toegepast, dat per 100 delen zuur 0-15 delen 30 zwavelzuur en 0-40 delen water bevat, in een oplossing in 230 tot 350 delen diethyleenglycolmethylether of een mengsel van alcoholen met ten minste 60% diethyleenglycolmethylether en 70 tot 120 delen triethanolamine of een mengsel van mono-, di-, en triethanolamines met ten minste 90ί triethanolamine. 35

8, Werkwijze, voor het verven van cellulose houdende materialen en leer met behulp van een kleurstof, met het kenmerk, dat als kleurstof wordt toegepast een stof die is bereid volgens een werkwijze beschreven in conclusies 1-7. R1 Π 1 T fi 7 Eindhoven, maart 1981. ® ^ '