DE2656406A1

DE2656406A1 - Verfahren zur herstellung von staubarmen praeparaten

Info

Publication number: DE2656406A1
Application number: DE19762656406
Authority: DE
Inventors: Walter Guenther; Kurt Hintermayr
Original assignee: Ciba Geigy AG
Current assignee: Novartis AG
Priority date: 1976-12-13
Filing date: 1976-12-13
Publication date: 1978-06-15
Also published as: ES464970A1; CH632630B; DE2656406B2; GB1587210A; DE2656406C3; BE861741A; FR2373591A1; CH632630GA3; JPS5392838A; JPS5911623B2; FR2373591B1

Description

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Anwaltsakte 27 693

Verfahren zur Herstellung von staubarmen Präparaten

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von staubarmen Präparaten durch Zumischen eines vorgewärmten anorganischen Salzes zu spezifischen Farbstoff- und optischen Aufheller-Präparaten sowie das gemäss diesem Verfahren erhaltene staubarme Präparat.

Es ist bekannt, dass zum Coupieren von Farbstoffen oder optischen Aufhellern Salze und weitere Hilfsmittel zugemischt werden. Durch das Verfahren des einfachen Vermischens der Komponenten entstehen Präparate, welche einen hohen Anteil an feinen Partikeln enthalten. Diese neigen zu starkem Stäuben, weshalb der Umgang mit diesen Präparaten erschwert wird und ihre Verwendungsmöglichkeiten deshalb eingeschränkt sind. Um diese Nachteile zu beheben ist weiter bekannt, dass z.B. durch Zugeben oder AufdUsen eines Staubbindemittels zum Gemisch der unerwünschte Staub gebunden werden kann. Doch selbst durch Zugabe grosser Mengen an Staubbindemittel lässt sich in den meisten Fällen, insbesondere bei zerstäubungsgetrockneten Produkten, keine anhaltende Staubbindung erreichen. Schon nach wenigen Wochen wird aus einem nichtstäubenden bzw. staubarmen Präparat wieder ein stäubendes Präparat.

Es wurde nun gefunden, dass durch Zumischen eines vorge- " wärmten anorganischen Salzes zu einer vorgelegten Mischung, bestehend aus mindestens einem Farbstoff oder optischen Aufheller, einem Haftmittel, einem Staubbindemittel und weiteren

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Zusätzen überraschenderweise eine andauernde Staubbindung erreicht wird.

Die im erfindungsgemässen Verfahren einsetzbaren Farbstoffe sind z.B. anionische Farbstoffe, kationische Farbstoffe, Metallkomplexfarbstoffe, wie 1:1- und 1:2-Kupfer-, -Chrom- oder -Kobalt-Komplexe, Dispersionsfarbstoffe, reaktive Farbstoffe, Küpenfarbstoffe, Chromierfärbstoffe, Pigmente und Direktfarbstoffe. Chemisch gesehen handelt es sich z.B. um Nitro-, Monoazo-, Disazo-, Polyazo-, Stilben-, Diphenylmethan-, Triphenylmethan-, Chinophthalon-, Cumarin-, Oxazin-, Azomethin- oder Methinfarbstoffe. Besonders gute Ergebnisse werden mit wasserlöslichen Farbstoffen, insbesondere mit kationischen Farbstoffen, erzielt.

Als optische Aufheller kommen ebenfalls solche beliebiger Aufhellerklassen in Frage. Beispielsweise handelt es sich um Stilbenverbindungen, wie Cyanurderivate der 4,4'-Diaminostilben-2,2'-disulfonsäure oder Distyryl-biphenyle, um Cumarine, Benzocumarine, Pyrazine, Pyrazoline, Oxazine, Mono- oder DibenzoxazoIyI-,Mono- oder DibenzimidazoIy!verbindungen, sowie Naphthalsäureimide, Naphthotriazol- und v-Triazol-Derivate. Bevorzugt werden wasserlösliche optische Aufheller verwendet.

Die Farbstoffe oder optischen Aufheller werden in trockener Form, vorteilhaft als zersta'ubungsgetrocknete oder gemahlene Pulver, eingesetzt, wobei sie stäubend oder nichtstäubend sein können.

Die im erfindungsgemässen Verfahren verwendbaren Haftmittel sind Verbindungen, welche im Temperaturbereich von 30 bis 150⁰C, insbesondere 40 bis 90⁰C, erweichen oder schmelzen. Beispielsweise kommen in Frage: Sorbit, Harnstoff, Hydratdextrose, Glukose, Milchzucker, Mannit, Mannose, Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von über 3000. Bevorzugt sind solche Verbindungen, welche mindestens 5 Hydroxygruppen im Molekül enthalten.

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Das Haftmittel wird zweckmässig als festes Pulver in Mengen von etwa 2 bis 10 Gewichtsprozent, vorzugsweise 3 bis 7 Gewichtsprozent, bezogen auf das Endpräparat, eingesetzt. In den Fällen, wo das Haftmittel schwer zu zerteilen ist, kann auch eine konzentriere wässrige Lösung des Haftmittels zugesetzt werden.

Geeignete Staubbindemittel sind kationische, anionische oder nichtionogene Tenside, je nach dem eingesetzten Farbstoff oder optischen Aufheller. Das gewählte Tensid darf keine unerwünschten Reaktionen mit dem Farbstoff oder optischen Aufheller eingehen. Bevorzugt werden nichtionogene Tenside eingesetzt, z.B. PoIyätherglykole, wie Mischpolymerisate aus Aethylenoxyd und Propylenoxyd (Blockpolymerisate), oder Polyätheralkohole, wie Kondensations produkte aus Alkoholen oder Phenolen mit Aethylenoxyd. Das Staubbindemittel wird in Mengen von 1 bis 10 Gewichtsprozent, bevorzugt 3 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Endpräparat, eingesetzt.

Als weitere Zusätze kommen wasserlösliche organische Verbindungen in Betracht, wobei es sich vor allem um Polyhydroxyverbindungen mit einem Schmelzpunkt liber 100⁰C, wie Zucker-, Cellulose- oder Stärkederivate, handelt. Bevorzugt wird ein Stärkederivat, wie Dextrin, eingesetzt. Als weitere Zusätze können zudem noch Hilfsstoffe in Frage kommen, wie Dispergatoren, Stabilisatoren gegen oxydative oder reduktive Einflüsse, sowie vor allem feste Säuren oder Basen oder puffernde Substanzen für die pH —Einstellung. Die Menge der Zusätze richtet sich nach dem gewünschten Verdünnungsgrad des Farbstoffes oder des optischen Aufhellers und beträgt 10 bis 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise 20 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das Endpräparat.

Als anorganische Salze kommen diejenigen Salze in Betracht, welche bei ihrer Einsatztemperatur nicht erweichen, mit dem Farbstoff oder optischen Aufheller keine unerwünschten Reaktionen eingehen und beim Aufheizen das ursprüngliche Korngefüge nicht wesentlich ändern. Es handelt sich dabei vor allem um Alkalimetallsalze von starken anorganischen Säuren, wie Schwefelsäure, Phosphorsäure, Salzsäure sowie auch Kohlensäure. Beispiels-

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weise finden Verwendung: Mono-, Di- und Trinatriumphosphat, Natriumpyrophosphat, Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Natriumhydrogencarbonat oder Natriumcarbonat und vorzugsweise Natriumhydrogensulfat und vor allem wasserfreies Natriumsulfat. Die Salze werden in Mengen von etwa 20 bis 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise 25 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf das Endpräparat, eingesetzt.

Das eigentliche erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass der Farbstoff oder optische Aufheller, insbesondere ein kationischer Farbstoff, mit dem Haftmittel, vor allem Sorbit, dem Staubbindemittel, insbesondere ein nichtionogenes Tensid und weiteren Zusätzen, zweckmässig Dextrin, und gegebenenfalls einer festen Säure, z.B. SuIfaminsäure, in einem Mischer bei Raumtemperatur intensiv vermischt werden. Als Mischer kommen vor allem solche Apparate in Frage, welche eingebaute Mischwerkzeuge besitzen, wie Intensiv-, Schnell- (Lödigemischer) und Knetermischer oder Schnellrührer nach dem Schleuder-Wirbel-Verfahren. In den laufenden Mischer wird nun so schnell als möglich ein vorgewärmtes, trockenes, anorganisches Salz, von Vorteil Natriumsulfat, zugegeben. Die Höhe der Salztemperatur beträgt mindestens 50°C, vorzugsweise 70 bis l00°C, und ist nach oben begrenzt durch die Temperatürempfindlichkeit des Farbstoffes oder optischen Aufhellers. Die Salzmenge und Zugabegeschwindigkeit richtet sich einerseits nach dem gewünschten Verdünnungsgrad des Farbstoffes oder optischen Aufhellers und andererseits nach der im Mischer zu erreichenden Temperatur, welche zwischen 30 und 65°G, vorzugsweise 25 bis 50°G, liegt. Nach der Salzzugabe wird für 1 bis 15 Minuten, vorzugsweise 5 Minuten weitergerührt, worauf das so entstandene Präparat im stehenden Mischer auf Raumtemperatur abgekühlt, abgeschieden und gegebenenfalls verpackt wird.

Man erhält nach dem erfindungsgemässen Verfahren Präparate, die staubarm bis staubfrei sind und die diese Eigenschaft auch beim Lagern über Monate, z.B. 10 bis 12 Monate, behalten, vor allem dann, wenn zerstäubungsgetrocknete Ware eingesetzt wird.

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Zur Bestimmung des Staubverhaltens wurde folgender Staubtest durchgeführt:

Auf einen Metallzylinder von 500 ecm Inhalt wird ein Metalltrichter mit einem lichten Durchmesser von 10 cm und einem Rohr (lichter Durchmesser 15 mm) gesetzt, dessen unteres Rohrende bis zur 200 ccm-Grenze des Zylinders reicht. Auf der Höhe von 400 ecm des Zylinders wird ein gelochtes Papier-Rundfilter (Schleicher & Schuell LS14) befestigt, das mit Wasser derart angefeuchtet ist, dass das Filterpapier nur massig feucht, aber nicht triefend nass ist. Dann werden 10 g der zu prüfenden Substanz durch den Trichter rasch eingeschüttet, 3 Minuten gewartet, der Trichter herausgenommen und das Papierrundfilter durch Durchschneiden entfernt. Dieses Filterpapier wird dann durch eine 5wertige Bewertungsskala wie folgt bewertet: Note 1 = stark stäubend, wenn Papierrundfilter stark getönt

bis itensiv gefärbt ist;
Note 2 = erheblich stäubend, wenn Papierrundfilter schwach

getönt ist;

Note 3 = massig stäubend, wenn sich auf dem Papierrundfilter viele Farbflecken, die sich teilweise berühren, befinden;

Note 4 = schwach stäubend, wenn sich auf dem Papierrundfilter Farbstofftupfen aber keine zusammenhängenden Farbflecke befinden;

Note 5 = staubarm, wenn das Papierrundfilter kaum eine sichtbare Anfärbung sondern höchstens vereinzelte Farbstoff tupf en aufweist.

Verwendung finden die erfindungsgemäss erhältlichen Präparate zum Färben und Bedrucken oder optischen Aufhellen von Materialien, die mit diesen Präparationen angefärbt bzw. optisch aufgehellt werden können, vor allem von Textilmaterialien.

In den nachfolgenden Beispielen, welche die Erfindung erläutern, bedeuten Teile Gewichtsteile. Die Temperaturen sind in Grad Celsius angegeben.

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-y-0.

Beispiel 1

In einem Lb'digemischer werden 33 Teile des pulverigen Farbstoffes der Formel

N=N

ZnCl,

26 Teile Dextrin, 3 Teile festes Sorbit, 1 Teil SuIfaminsäure und 3 Teile eines Kondensationsproduktes aus 1 Mol Nonylphenol mit 9,5 Molen Aethylenoxyd bei Raumtemperatur intensiv vermischt. 34 Teile wasserfreies Natriumsulfat werden separat auf 70° erwärmt und innert 2 Minuten in den laufenden Mischer zugegeben. Der Mischer wird für weitere 5 Minuten laufen gelassen. Nach dem Abkühlen des Gemisches auf Raumtemperatur und Abtrennen vom Mischer liegt ein Farbstoffpräparat mit der Staubnote 5 vor, welches auch nach 6 Monaten Lagerzeit noch keine Aenderumg im Staubverhalten aufweist.

Verwendet man anstelle des Kondensationsproduktes aus Nonylphenol mit Aethylenoxyd ein Blockpolymerisat aus Aethylenoxyd und Propylenoxyd, so werden Präparate mit ähnlich guten Resultaten erhalten.

Verwendet man anstelle des obigen Farbstoffes und des wasserfreien Natriumsulfates die in der folgenden Tabelle aufgeführten Farbstoffe (Kolonne 2) und Salze (Kolonne 3) in gleicher Menge, so erhält man bei im übrigen gleicher Arbeitsweise Präparate, deren Staubnoten in Kolonne 4 angegeben sind. Das Staubverhalten zeigt bei diesen Präparaten auch nach 8 Monaten Lagerzeit noch keine Aenderung.

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Tabelle

oo ο co oo

Beispiel

No.

CH₃O,

Farbstoff

y~N = N-<^— N(CH₃)₂

C₂H₅

ZnCl,

do.

CH

L ^CH3

ZnCl,

do. Salz

Na₂HPO₄

^Na4^P2°7

NaHCO,

NaCl

Na₂CO₃

Na₉HPO,

Staubnote

Beispiel No.

OO CD CD OO K)

Farbstoff

CH

CH,

ZnCl

Salz

Na₃PO₄

Staubnote

-ΡΟΖ) CD

Beispiel 9

In einem Mischer mit Mischwerkzeug werden 33 Teile des Farbstoffes der Formel
NaO₀S

22 Teile Dextrin und 7 Teile Sorbit intensiv vermischt. Während des Mischens werden 3 Teile eines Kondensationsproduktes aus 1 Mol Nonylphenol mit 9,5 Molen Aethylenoxyd zugegeben. Nach gutem Durchmischen werden 35 Teile auf 70° separat vorgewärmtes Natriumhydrogencarbonat innert 2 Minuten zugegeben. Nach 5minlitigem Weitermischen und anschliessendem Abkühlen auf Raumtemperatur erhält man nach dem Abtrennen vom Mischer ein Farbstoffpräparat, das eine Staubnote 5 aufweist, die auch nach einer Lagerzeit von 12 Monaten noch erreicht wird.

Eine ebenfalls hervorragende andauernde Staubbindung wird erreicht, wenn in Beispiel 9 anstelle von Natriumhydrogencarbonat gleiche Teile eines der folgenden Salze verwendet wird:

Salz	Staubnote
Natriumchlorid	5
Natriumcarbonat	4
Trinatriumpho sphat	5
Natriumpyrophosphat	4
Dinatriumhydrogenphosphat	4
Natriumsulfat	5
Natriumhydrogensulfat	5

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Beispiel 10

In einem Lö'digemischer werden 33 Teile des symmetrischen 2:1-Chromkomplexes des Farbstoffes der Formel

COOH HO

^CH3

Cl

22 Teile Dextrin, 7 Teile Sorbit und 3 Teile eines Kondensations· Produktes aus 1 Mol Nonylphenol mit 9,5 Molen Aethylenoxyd
bei Raumtemperatur intensiv vermischt. 35 Teile Natriumcarbonat werden separat auf 70° vorgewärmt und innert 2 Minuten in den laufenden Mischer gegeben. Nach 5mlnUtigem Weiterrühren wird der Rührer abgestellt. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur
und Abtrennen vom Mischer erhält man ein Farbstoffpräparat mit der Staubnote 4.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von staubarmen Farbstoff- und optischen Aufhellerpräparaten, dadurch gekennzeichnet, dass man einer Mischung aus mindestens einem Farbstoff oder optischen Aufheller, einem Haftmittel, einem Staubbindemittel sowie weiteren Zusätzen ein vorgewärmtes anorganisches Salz zugibt.

2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugabe des anorganischen Salzes unter Rühren in einem Mischer, der mit Mischwerkzeugen ausgerüstet ist, erfolgt.

3. Verfahren gemäss Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Knetermischer oder ein Mischer nach dem Schleuder-Wirbel-Verfahren verwendet wird.

4. Verfahren gemäss Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf mindestens 50⁰C erwärmtes anorganisches Salz verwendet wird.

5. Verfahren gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf 70 bis IQO⁰C erwärmtes anorganisches Salz verwendet wird.

6. Verfahren gemäss Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Salz derart zugegeben wird, dass nach beendeter Zugabe die Temperatur im Mischer zwischen 30 und 65°C liegt.

7. Verfahren gemäss Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Haftmittel in Mengen von 2 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf das Endpräparat, eingesetzt wird.

8. Verfahren gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Haftmittel in Mengen von 3 bis 7 Gewichtsprozent, bezogen auf das Endpräparat, eingesetzt wird.

9. Verfahren gemäss Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Farbstoff oder optischer Aufheller verwendet wird, der wasserlöslich ist.

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10. Verfahren gemäss Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein kationischer Farbstoff verwendet wird.

11. Verfahren gemäss Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Haftmittel eine organische Substanz verwendet wird, welche einen Erweichungs- oder Schmelzpunkt im Bereich von 30 bis 150°Cj insbesondere von 40 bis 90⁰C, aufweist.

12. Verfahren gemäss Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Haftmittel eine Verbindung verwendet wird, welches mindestens 5 Hydroxygruppen pro Molekül enthält.

13. Verfahren gemäss Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als Haftmittel Sorbit, Hydratdextrose, Glukose, Milchzucker, Mannit, Mannose oder Polyäthylenglykol mit einem Molekulargewicht von über 3000 verwendet wird.

14. Verfahren gemäss Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Staubbindemittel ein Tensid verwendet wird.

15. Verfahren gemäss Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Staubbindemittel ein nichtionogenes Tensid verwendet wird.

16. Verfahren gemäss Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass als Staubbindemittel Polyätheralkohole oder Polyätherglykole verwendet werden.

17. Verfahren gemäss Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Polyätheralkohol ein Kondensationsprodukt aus einem Alkylphenol und Aethylenoxyd verwendet wird.

18. Verfahren gemäss Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Zusätze wasserlösliche organische Verbindungen verwendet werden.

19. Verfahren gemäss Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass als weiterer Zusatz eine Polyhydroxyverbindung verwendet wird.

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20. Verfahren gemäss Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass als weiterer Zusatz Dextrin verwendet wird.

21. Verfahren gemäss Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als anorganisches Salz ein Alkalisalz der Schwefelsäure, Phosphorsäure, Salzsäure oder Kohlensäure verwendet wird.

22. Verfahren gemäss Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass als anorganisches Salz Natriumsulfat oder Natriumhydrogensulfat verwendet wird.

23. Verfahren gemäss Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Mischer ein zerstäubungsgetrockneter kationischer Farbstoff, Sorbit, ein nichtionogenes Tensid, Dextrin und Sulfaminsäure vorgemischt und dieser Mischung ein auf 70 bis 90⁰C vorgewärmtes anorganisches Salz, wie Natriumsulfat, zugemischt wird.

24. Die nach dem Verfahren gemäss Ansprüchen 1 bis 23 hergestellten Präparate.

25. Die Verwendung der nach dem Verfahren gemäss Ansprüchen 1 bis 23 hergestellten Präparate zum Färben und Bedrucken oder optischen Aufhellen von Materialien, insbesondere Textilmaterialien.

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