DE2816983A1

DE2816983A1 - Stabile, fluessige, hochkonzentrierte farbstoffzubereitungen, ihre herstellung und verwendung

Info

Publication number: DE2816983A1
Application number: DE19782816983
Authority: DE
Inventors: Joseph Van Diest
Original assignee: Sandoz AG
Current assignee: Sandoz AG
Priority date: 1977-04-29
Filing date: 1978-04-19
Publication date: 1978-11-02
Also published as: FR2388864A1; JPS53136035A; GB1594657A

Description

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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Herstellung von stabilen, flüssigen, hochkonzentrierten, mit Wasser in jedem Verhältnis mischbaren Farbstoffzubereitungen anionischer Farbstoffe.

Es ist bekannt, Farbstoffe in Form konzentrierter
Stammlösungen zu verwenden. Hierdurch können gewisse
Nachteile vermieden werden, die bei der Verwendung der Farbstoffe als feingemahlene Pulver auftreten, v/ie z.B. Stauberzeugung, Lösungsschwierigkeiten usw.

Bei den bekannten Herstellungsverfahren konzentrierter anionischer Farbstofflösungen wird der isolierte Farbstoff meist als trockenes Pulver oder getrockneter
Presskuchen in einem Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch unter Rühren gelöst. Der Aufwand ist in diesem Fall verhältnismässig gross, da wegen der für die
meisten Handelsfarbstoffe vorliegenden Lösungsschwierigkeiten der Zeitaufwand besonders beträchtlich ist. Die zur Verfügung stehende Menge Lösungsmittel ist im Verhältnis zu der Menge Farbstoff sehr gering und der getrocknete Presskuchen liegt meist noch in gröberen
Stücken vor. Durch ein Feinmahlen des Farbstoffes wird der Lösungsvorgang zwar verbessert, jedoch ist hier
das Mahlen mit hohen Kosten und Stauberzeugung verbunden. Ausserdem können aus technischen Farbstoffen, die von der Fabrikation her noch einen hohen Salzgehalt aufweisen, oft gar keine hochkonzentrierten Farbstoff lösungen hergestellt werden.

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Wegen des teilweise niedrigen Farbstoffgehaltes in dem noch feuchten Presskuchen (nach der Isolierung des Farbstoffes) ist deren Anwendung auch umständlich, wenn man kochkonzentrierte Farbstofflösungen herstellen will.

Schliesslich sind noch Verfahren bekannt, in welchen man die Herstellung des Farbstoffes selbst in einem Lösungsmittel bzw. Lösungsmittelgemisch durchführt. Bei diesem Verfahren wird der Farbstoff nicht isoliert. Dabei bleiben jedoch Verunreinigungen aus der Reaktion in der Farbstofflösung, die die Nuance, Brillanz und Konstanz des Farbstoffgehaltes oft negativ beeinflussen.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung hochkonzentrierter, lagerstabiler Farbstofflösungen von sulfonsäuregruppenhaltigen Azo-, Nitro- oder Anthrachinonfarbstoffe, sowie deren Metallkomplexe, durch eine Flüssig-Flüssig-Extraktion.

Es wurde gefunden, dass man solche hochkonzentrierten Farbstofflösungen von sulfonsäuregruppenhaltigen Azo-, Nitro- oder Anthrachinonfarbstoffen oder deren Metallkomplexe durch eine Flüssig-Flüssig-Extraktion überraschenderweise auf einfache Art und Weise dadurch herstellen kann, indem man eine entsprechende homogene oder fast homogene Farbstofflösung oder -zubereitung, bestehend aus Wasser und als einem in Wasser unbeschränkt mischbaren Lösungsmittel ein organisches Säureamid, ein Glykoläther oder ein Polyglykol unter gegebenenfalls zusätzlicher Salzzugabe, erhitzt und nach einer Phasentrennung die organische Farbstoffphase von der wässrigen Salzphase trennt.

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Der Farbstoff befindet sich dabei zusammen mit noch einem Teil Wasser und hauptsächlich organischem Lösungsmittel in hochkonzentrierter Form in der oberen Phase. Nach dem erfindungsgemässen Verfahren können sowohl feuchte Farbstoff-Filterkuchen, als auch salzenthaltende trockene Handelsfarbstoffpräparationen der obengenannten Farbstofftypen verwendet werden.

Besonders geeignet sind aus den organischen Säure amiden solche der Benzolreihe, vor allem Dimethyl--Benzamid. Von den Glykoläthern sind vor allem Niederalkylen (C -=-C ) -^mono oder ^dyglykol-t niedere alkyl-(C -C )äther und von diesen besonders die Aethylen- oder Propylen(di)glykoläther, in welchen der Aether· rest eine Propyl- oder Butylgruppe ist, geeignet ; vor allem geeignet ist der im Handel befindliche Diäthylenglykolmonobutyläther. Besonders geeignete Lösungsmittel aus der Gruppe der Polyglykole sind Polyäthylen- und Polypropylenglykole mit einem MG bis etwa 3000. Speziell geeignet sind die Polyäthylenglykole mit einem MG ziwschen 300 und 600, sowie die Polypropylenglykole mit einem MG zwischen 2000 und 3000,

Eine besonders günstige Art und Weise des erfindungsgemässen Verfahrens besteht noch darin, dass, wenn es der Reinheitsgrad der Farbstofflösung zulässt, man nach der Reaktion, jedoch vor der-Isolierung des Farbstoffes in der Hitze die für die Extraktion notwendige Menge an Lösungsmittel zugibt und nach einer anschliessenden, gegebenenfalls notwendigen weiteren

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Salzzugabe, die organische Schicht des gelösten Farbstoffes abtrennt, so dass sowohl die Filtration, als auch die Trocknung, als auch das erneute Auflösen des Farbstoffes entfallen. Hierdurch wird das erfindungsgemässe Verfahren besonders wirtschaftlich.

Die erfindungsgemäss zu verwendenden Farbstoffe der obigen Stoffklassen sind aus dem Colour Index bekannt.

Unter.hochkonzentrierten flüssigen Lösungen sollen erfindungsgemäss solche Lösungen verstanden werden, in welchen etwa zwischen 20 bis 50% Farbstoff(als reiner Farbstoff, gerechnet), bevorzugt etwa zwischen 30 bis 40% Farbstoff, bezogen auf die Gesamtmenge, gelöst sind.

Die erfindungsgemäss erhältlichen hochkonzentrierten Lösungen sind in einem relativ breiten Temperaturbereich zwischen etwa -20⁰C und +50⁰C über längere Zeit lagerbeständig. Die Lagerfähigkeit der erfindungsgemässen Konzentrate beträgt im Durchschnitt dabei mehrere Monate.

Das Verhältnis Lösungsmittel zu Wasser im erfindungsgemässen Extraktionsverfahren soll im allgemeinen nicht weniger als 1 Teil Lösungsmittel auf 10 Teile Wasser, vorzugsweise etwa 1 Teil Lösungsmittel auf 4 Teile Wasser betragen.

Die Trennung der Lösungsmittel-Farbstoff-Phase von der wässrigen Phase geschieht wie oben angegeben bei erhöhten Temperaturen, wobei im allgemeinen diese bei

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Die Trennung der Lösungsmittel-Farbstoff-Phase von der wässrigen Phase geschieht wie oben angegeben bei erhöhten Temperaturen, wobei im allgemeinen diese bei mindestens 60⁰C liegen sollen. Die obere Grenze liegt aus praktischen Gründen unterhalb des Siedepunktes des Gemisches meist etwas unter 100⁰C.

Falls die Flüssig-Flüssig-Extraktion unter zusätzlichem Aussalzen erfolgt (d.h. aus der Fabrikation her nicht genügend Salz im technischen Farbstoffpräparat vorhanden ist), so wird der wässrigen Lösung bevorzugt festes Natriumchlorid oder -sulfat zugegeben, wobei im Extraktionsverfahren etwa zwischen 50 und 200 g/l, vorzugsweise zwischen 100 und 150 g/l Salz vorhanden sein sollen. Nach der Phasentrennung sind in der wässrigen Phase bevorzugt etwa 5-20%, mindestens jedoch etwa 5% Salz vorhanden, die optimale Salzmenge liegt zwischen 10 und 15%.

In den nachfolgenden Beispielen sind Teile in Gewichtsteilen, Prozente in Gewichtsprozenten und Temperaturen in Celsiusgraden angegeben.

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Beispiel 1

150 Teile des technischen trockenen Farbstoffes CI. Acid Violet 48 werden in 150 Teilen Polyäthylenglykol, MG 300, und 600 Teilen Teilen Wasser gelöst, wobei der Salzgehalt auf 150 g/l eingestellt wird. Es bildet sich eine fast homogene Lösung.

Diese Lösung wird anschliessend bis zum Siedepunkt erhitzt, wobei sich zwei Phasen bilden. Die obere dunkel gefärbte Farbstofflösungsmittel-Phase und die untere, fast farblose salzhaltige wässrige Phase, werden kurz unterhalb des Siedepunktes getrennt. Die Farbstofflösung ist etwa 30%ig und lagerstabil.

Gleiche Resultate erzielt man, wenn man anstelle des Polyäthylenglykols (MG 300) ein Polypropylenglykol (MG 3000), Dimethylbenzamid oder Diäthylenglykolmonobutyläther in denselben Mengen verwendet. Beispiel 2

150 Teile des trockenen Farbstoffes C.I. Acid Orange 127 (Handelspräparat) bzw. χ Teile eines wasserfeuchten Farbstoffkuchens (aus der Fabrikation), die 150 Teilen des getrockneten Farbstoffes entsprechen, werden in 500 Teilen Polypropylenglykol MG 3000 und 2000 Teilen Wasser bei ca. 65°C vollständig gelöst. Die Temperatur wird auf 65⁰C gehalten.

Der Salzgehalt wird durch Zugabe von Natriumsulfat calc. auf etwa 150 g/l gebracht. Es bilden sich

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zwei Phasen. Die obere dunkel gefärbte Farbstoff-Lösungsmittel-Phase enthält fast den gesamten Farbstoff, die untere, fast farblose wässrige Phase, die sich bei der obengenannten Temperatur sehr leicht abtrennen lässt, ist praktisch farbstofffrei.

Die erhaltene konzentrierte Lösung (ca. 30%ig) ist
dünnflüssig, lagerstabil und lässt sich beliebig mit Wasser weiter verdünnen, ohne dass Ausfällungen auftreten.

Mit Dimethylbenζamid, Diäthylenglykolmonobutylather
oder Polyäthylenglykol MG 300 werden unter denselben Bedingungen gleichgute Resultate erzielt.

Beispiel

Eine Lösung von 225 Teilen des Farbstoffes C.I. Acid Yellow 111 wird nach den Angaben des Beispiels 1 hergestellt und weiter verarbeitet. Die anfallende hochkonzentrierte Lösung ist etwa 45%ig und lagerstabil.

Beispiel 4

Eine Lösung von 200 Teilen des Farbstoffes C.I. Acid Red 57 kann ebenfalls nach den Angaben des Beispiels in eine konzentrierte Form, wobei die Konzentration etwa 40% beträgt, gebracht werden.

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Beispiel 5

300 Teile des Farbstoffes C.I. Acid Blue 127:1, technische Ware bzw. κ Teile des wasserfeuchten Filterkuchens, die 300 Teilen des getrockneten Farbstoffes entsprechen, werden in 600 Teilen.Polyäthylenglykol MG 300 und 2400 Teilen kochendem Wasser gelöst.

Diese Lösung wird anschliessend mit soviel Glaubersalz calc. versetzt, dass die Salzmenge etwa 150 g/l beträgt. Es bilden sich zwei Phasen. Die obere dunkel gefärbte Farbstoff-Lösungsmittel-Phase und die untere fast farblose wässrige Phase, lassen sich bei einer Temperatur von 70⁰C sehr leicht voneinander trennen.

Man erhält 1000 Teile einer konzentrierten Farbstofflösung, die ca. 300 Teile Farbstoff enthält.

Gleichgute Resultate werden unter denselben Bedingungen mit Polypropylenglykol MG 3000, Dimethylbenzamid oder Diathylenglykolmonobutyläther erhalten.

Claims

S. A N. D. O Z PATENT GmbH Case 150-4053 Stabile, flüssige, hochkonzentrierte Farbstoffzube^ reitungen, ihre Herstellung und Verwendung Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung hochkonzentrierter, lagerstabiler Farbstofflösungen von sulfonsäuregruppenhaltigen Azo-, Nitro- oder Anthrachinonfarbstoffen oder deren Metallkomplexe durch eine Flüssig-Flüssig-Extraktion, dadurch gekennzeichnet, dass man eine entsprechende homogene oder fast homogene Farbstofflösung oder -Zubereitung, bestehend aus Wasser und als einem in Wasser unbeschränkt mischbaren Lösungsmittel ein organisches Säureamid, ein Glykoläther oder ein Polyglykol unter gegebenenfalls zusätzlicher Salzzugabe erhitzt und nach einer Phasentrennung die Farbstoffphase von der wässrigen Salzphase trennt.

2. Verfahren gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als organisches Säureamid Dimethyl-

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ORIGINAL INSPECTED

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Benzamid verwendet wird.

3. Verfahren gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekenn·=· zeichnet, dass als Glykoläther ein niederalkylen^ (C₂*-C Jmono-oder-diglykol-niederer (C-C.) Alkylä^ ther verwendet wird,

4. Verfahren gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Polyglykol ein Polyäthylen- oder -propylenglykol mit einem MG bis etwa 3000 verwendet wird.

5. Verfahren gemäss Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Diäthylenglykolmonobutylather verwendet wird.

6. Verfahren gemäss Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Polyäthylenglykole mit einem MG von zwischen 300 und 600 oder Polypropylenglykole mit einem MG zwischen 2000 und 3000 verwendet werden.

7. Verfahren gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man diese Extraktion vor der Isolierung des Farbstoffes aus der Fabrikation durchführt.

8. Verfahren gemäss Patentansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Salzgehalt in der wässrigen Phase zwischen 5 und 20%, bevorzugt zwischen 10 und 15% liegt.

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9. Verfahren gemäss Patentansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aussalzen zusätzliches Natriumchlorid oder ^sulfat zugegeben werden.

10. Die gemäss Patentansprüchen 1 bis 9 erhältlichen hochkonzentrierten Farbstofflösungen.

11. Verwendung der hochkonzentrierten Farbstofflösungen gemäss Patentansprüchen 1 bis 9 zum Färben von Textilien.

12. Die unter Verwendung der hochkonzentrierten Farbstoff lösungen gemäss-Patentansprüchen 1 bis 9 gefärbten textlien Materialien.

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