DE3236669C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Azofarbstoff bzw. Azopigment
des Arylid-Typs. Dank ihrer großen Farbkraft werden
Arylid-Farbstoffe bei der Herstellung von Druckfarben
extensiv eingesetzt.
Da die Farbkraft oder -stärke von der Kristallgröße der
Farbstoffe abhängt, d. h. mit kleiner werdenden Kristallen
größer wird, besteht Interesse daran, die Kristalle so
klein wie möglich zu machen. Eine Verringerung der Kristallgröße
führt jedoch zu einer entsprechenden Vergrößerung
der Viskosität der Druckfarben, in welchen die Farbstoffe
enthalten sind. Dies setzt eine untere Grenze für die
Kristallgröße bei der praktischen Verwendung.
Die genannte Grenze kann durch verschiedene Hilfsmittel
gesenkt werden, so daß eine bessere Ausnützung der Farbkraft
der Farbstoffe erhalten werden kann. So können verschiedenartige
Harztypen als Zusätze zu Farbstoffen für
Offset-Druckfarben verwendet werden, während im Magazin-Tiefdruck
zu verwendende Druckfarbstoffe durch den Zusatz
von aliphatischen Aminen verbessert werden können. Es
ist ferner bekannt, daß ein Zusatz von Arylid-Farbstoffen
enthaltend Schwefelsäure-Gruppen zu einem besseren
Fließverhalten der Druckfarben als bei Farbstoffen ohne
solche Gruppe führt.
Ein Nachteil bei der Verwendung der genannten Hilfsmittel
besteht darin, daß beim Lagern der Druckfarben Umwandlungen
stattfinden, aufgrund deren die Farbkraft bzw. -stärke verringert und die
Viskosität erhöht wird. Die demgemäß erforderlichen
Korrekturen bei der praktischen Anwendung der Druckfarben
stellen einen wesentlichen Nachteil dar, wobei es schwierig
ist, eine zufriedenstellende Druckqualität zu erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Azofarbstoffe zu
schaffen, welche den genannten Nachteil nicht aufweisen.
Versuche, auf welchen die Erfindung basiert, haben gezeigt,
daß durch Einführen von quaternären Ammonium-Gruppen in
Omega-Positionen Azofarbstoffe erhalten werden können, die
eine erhöhte Farbkraft und verbesserte Fließeigenschaften
aufweisen, wobei diese beiden Eigenschaften auch beim
Lagern der Drucktinten beibehalten werden, so daß Korrekturen
vor dem Gebrauch vermieden werden können.
Demgemäß ist ein Azofarbstoff nach der Erfindung dadurch
gekennzeichnet, daß er das Kupplungsprodukt einer Diazoaryl-Verbindung
und eines Acetoessigsäure-Derivates der Formel
darstellt oder in Mischung mit anderen Azofarbstoffen enthält,
wobei R¹, R² und R³ gleich oder unterschiedliche
Alkyl-Gruppen von maximal 20 Kohlenstoff-Atomen, X ein
Anilid oder eine substituierte Anilid-Gruppe oder eine
OR⁴-Gruppe darstellt, wobei R⁴ ein Wasserstoff- oder
Metallatom oder eine Alkyl-Gruppe mit maximal 6 Kohlenstoffatomen
und A ein Anion darstellen.
Vorzugsweise sind zwei der R¹-, R²- und R³-Gruppen
niedere Alkyle wie Methyl, wobei die dritte Gruppe ent
weder ebenfalls eine niedrige Alkyl-Gruppe, wie ein Methyl,
oder eine langkettige Alkyl-Gruppe, wie eine Stearyl-
oder Oleyl-Gruppe darstellt.
Substituenten der Anilid-Gruppe werden vorzugsweise aus
den Halogen- und Alkyl-Gruppen ausgewählt, zum Beispiel
Chlor und Methyl.
Andere Beispiele für R⁴ anstatt Wasserstoff sind Kalium
und Calcium, Methyl und Ethyl.
Das Anion A ist im allgemeinen ein Chlorid-Ion, könnte
beispielsweise jedoch auch ein Sulfat- oder Acetat-Ion
sein.
Die Diazoaryl-Verbindung, welche bei dem Kupplungsprodukt
verwendet wird, kann beliebig aus den bekannten aromatischen
Diazo-Verbindungen ausgewählt sein, z. B. aus 2-Nitro-4-
chlorphenyldiazon-chlorid oder Dichlorbenzidintetrazonchlorid
bestehen. Als Kupplungspartner kann ein Omega-
Ammoniumessigsäure-Derivat als solches oder in
Mischung mit einem Acetoessigsäure-Derivat ohne die Omega-
Ammonium-Gruppe verwendet werden.
Omega-ammonium-acetoessigsäureanilide können z. B. durch Reagierenlassen
eines Omega-chloracetoessigsäureanilids mit einem
tertiären Amin, z. B. Trimethylamin, Dimethylstearylamin
oder Dimethylcocosamin hergestellt werden. Entsprechend
kann durch Variieren zwischen den tertiären Aminen und
den Anionen der Omega-Ammoniumacetoessigsäure-Derivate
und durch Variieren der Diazoaryl-Verbindungen ein Azofarbstoff
erhalten werden, welcher die zur beabsichtigten
Verwendung erforderlichen Eigenschaften aufweist. So
können einige der möglichen Kombinationen die Eigenschaften
der Farbstoffe bei der Anwendung in wäßrigen
Systemen verbessern, während andere speziell für die Verwendung
in Ester-Systemen und wieder andere zur Verwendung
in niedrigpolaren Systemen geeignet sind.
Die folgenden Beispiele A bis F verdeutlichen die Herstellung
von Omega-Ammoniumacetessigsäure-Derivaten,
die zur Verwendung als Kupplungspartner bei der Herstellung
von Azofarbstoffen gemäß der Erfindung besonders geeignet
sind.
105,8 g von 4-Chloracetoessigsäureanilid wird portionsweise unter
Rühren bei 20°C einer 40%igen wäßrigen Lösung von
148 g Trimethylamin zugegeben. Das Rühren wird dreieinhalb
Stunden lang fortgesetzt, worauf die Lösung gefiltert
und das Filtrat in Trockenzustand verdampft wird. Der
Rest wird in Äther suspendiert, gefiltert und getrocknet.
70,2 g Dimethylcocosamin wird in 150 ml von 99%igem
Äthanol gelöst, und 63,5 g 4-Chloracetoessigsäureanilid werden
portionsweise während zweistündiger Dauer unter Rühren
bei 20°C zugegeben. Die sich ergebende Lösung wird
zwei Tage lang gerührt, danach gefiltert und das Filtrat
verdampft.
89,9 g Dimethylstearylamin werden in 150 ml Äthanol gelöst,
und 63,5 g 4-Chloracetoessigsäureanilid werden portionsweise
während zwei Stunden unter Rühren bei 20°C zugegeben.
Das Rühren bei 20°C wird drei weitere Stunden lang fortgesetzt,
worauf das Reaktionsgemisch gefiltert und das
Filtrat verdampft werden.
Die Verfahrensschritte der Beispiele A, B und C werden
wiederholt, wobei anstelle von 63,5 g 4-Chloracetoessigsäureanilid
73,9 g von 4-Chloracetoessigsäure-2-chloranilid verwendet
werden.
Die folgenden Beispiele G, H, J und K beziehen sich auf
die Herstellung von Azofarbstoffen, die außerhalb des
Rahmens der Erfindung liegen, jedoch zu Vergleichszwecken
dienen, wobei die Azofarbstoffe gemäß der Erfindung
in entsprechender Weise hergestellt werden.
A. 52,4 g von 3,3′-Dichlorbenzidin-bis-(hydrochlorid) werden
in 80 ml Wasser und 73,5 ml 30%iger Salzsäure
bei 0°C unter Rühren während zwei Stunden suspendiert.
Während die Temperatur bei 0°C gehalten wird,
werden 400 ml Wasser und 22,5 g Natriumnitrit zugegeben,
wobei das Rühren für eine halbe Stunde fortgesetzt wird.
Der Überschuß an salpetriger Säure wird mit Sulfaminsäure
entfernt, und Wasser wird zu einem Volumen von 700 ml zugegeben,
worauf die Lösung zweimal gefiltert wird.
B. Das in Stufe A erhaltene Filtrat wird bei 20°C während
zwei Stunden einer Suspension von 58 g Acetoessigsäureanilid
in einem Gemisch von 1200 ml Wasser, 8,4 g Essigsäure und
1,8 g von Talg-1,3-Propandiamin bei einem pH-Wert 4,2
zugegeben. Nach dem Verkuppeln wird das Reaktionsgemisch
auf 90°C angewärmt und zwei Stunden lang bei dieser
Temperatur gerührt. Dann werden 7,0 g Oleylamin und 13,2 g
Talg-1,3-Propandiamin, gelöst in einem Gemisch von 240 ml
Wasser und 7,5 g Essigsäure bei 80°C, zugegeben.
Nach 15minütigem Rühren wird der pH-Wert von 4 auf 10
mittels verdünntem Natrium-Hydroxid angehoben, und das
Rühren wird für eine weitere halbe Stunde fortgesetzt.
Nach dem Stehenlassen über Nacht bei 85°C wird die
Farbstoff-Suspension gefiltert, und der Filterkuchen wird
mit Wasser gewaschen und bei 65°C getrocknet.
Eine Tetrazo-Lösung von 3,3′-Dichlorbenzidin-bis-Hydrochlorid,
die gemäß Stufe A von Beispiel G hergestellt
wurde, wird während zwei Stunden bei 20°C und einem
pH-Wert von 4,1 einer Suspension von 58 g Acetoessigsäureanilid
in einem Gemisch von 1500 ml Wasser und 7,5 g
Essigsäure zugegeben. Die sich ergebende Farbstoff-Suspension
wird auf 75°C angewärmt und gefiltert. Der Filterkuchen
wird mit Wasser gewaschen und bei 65°C getrocknet.
Eine Tetrazo-Lösung, die gemäß Stufe A von Beispiel G
erzeugt ist, wird während eineinhalb Stunden bei einem
pH-Wert 4 und bei 20°C einer Suspension von 66,6 g Acetoessigsäure-
2,4-dimethylanilid in einer Mischung von 23 ml
Wasser und 19,2 g Essigsäure zugegeben. Die sich ergebende
Farbstoff-Suspension wird auf 80°C angewärmt und gefiltert.
Der Filterkuchen wird mit Wasser gewaschen und bei 65°C
getrocknet.
A. 43,5 g 4-Methyl-2-nitroanilin wird in 200 ml Wasser
suspendiert und 16 Stunden lang gerührt, worauf 200 g Eis
und 85 ml 30%ige Salzsäure hinzugefügt
werden. Unter Aufrechterhaltung der Temperatur bei 0°C
werden 19,8 g Natrium-Nitrit zugefügt, und die Mischung
wird zwei Stunden lang gerührt. Der Überschuß an
salpetriger Säure wird dann mittels Sulfaminsäure entfernt,
und Wasser wird bis zu einem Volumen von 700 ml
zugegeben, worauf die Diazo-Lösung zweimal gefiltert
wird.
B. 46,5 g Acetoessigsäureanilid wird in 700 ml Wasser suspendiert,
und eine Lösung von 13,3 g 66%iger Essigsäure in 150 ml
Wasser wird zugegeben. Zu der sich ergebenden Suspension
wird die in Stufe A erhaltene Diazo-Lösung bei 20°C mit
einem pH-Wert 4,8 während einer halben Stunde zugegeben.
Die sich ergebende Farbstoff-Suspension wird auf 50°C
aufgeheizt und gefiltert. Der Filterkuchen wird mit
Wasser gewaschen und bei 65°C getrocknet.
Die folgenden Beispiele verdeutlichen die Herstellung
von Azopigmenten gemäß der Erfindung.
7,4 g der gemäß Beispiel A hergestellten Zusammensetzung
werden in 220 ml Wasser gelöst, 1,3 ml Essigsäure werden
zugegeben, und der pH-Wert wird auf 4,8 mittels verdünntem
Natriumhydroxid eingestellt. Eine Tetrazo-Lösung,
die aus 4,6 g 3,3′-Dichlorbenzidin-bis-(hydrochlorid) wie
in Stufe A des Beispiels G hergestellt ist, wird dann
bei einem pH-Wert 4,8 und 20°C während eineinhalb Stunden
zugegeben. Die sich ergebende Farbstoff-Suspension wird
auf 80°C angewärmt und mit einer Farbstoff-Suspension
gemischt, welche gemäß Beispiel H hergestellt wurde.
Die Mischung wird filtriert, und der Filterkuchen wird
mit Wasser gewaschen und bei 65°C getrocknet.
Ein Azofarbstoff wird so hergestellt, wie es in Beispiel H
beschrieben ist, mit der Ausnahme, daß die 58 g Acetoessigsäureanilid
durch ein Gemisch von 52,2 g Acetoessigsäureanilid
und 14,6 g einer quaternären Ammonium-Verbindung gemäß
Beispiel B hergestellt wurde, ersetzt werden.
Das Verfahren nach Beispiel J wird wiederholt, wobei jedoch
die 66,6 g Acetoessigsäure-2,4-dimethylanilid von einem
Gemisch aus 59,9 g Acetoessigsäure-2,4-dimethylanilid und 14,5 g
der quaternären Ammonium-Verbindung ersetzt werden,
welche gemäß Beispiel B hergestellt wurde.
Ein Azofarbstoff wird gemäß dem Verfahren nach Beispiel K
hergestellt mit der Verbesserung, daß anstatt 46,5 g
Acetoessigsäureanilid nur 41,7 g dieses Stoffes im Gemisch
mit 11,7 g der quaternären Ammonium-Verbindung gemäß
Beispiel B verwendet sind.
Das Verfahren nach Beispiel H wurde wiederholt, wobei
jedoch die 58 g Acetoessigsäureanilid durch ein Gemisch von
52,2 g Acetoessigsäureanilid und 7,3 g von 3-Äthoxycarbonyl-
2-oxopropyl-trimethylammonium-chlorid ersetzt sind.
Mit den wie oben beschrieben hergestellten Farbstoffen
wurden Vergleichsversuche durchgeführt, wobei 15 g
Farbstoff und 135 g eines 40%igen Kohlenwasserstoff-Harzes
mit 250 g Glaskügelchen eine halbe Stunde lang
in einem "Red-Devil"-Mischer für die Herstellung von
Tiefdruck-Druckfarben gemahlen werden.
Die Versuche haben gezeigt, daß größere Farbkraft bzw.
-stärke und wesentlich verbesserte Lagerstabilität erhalten
wurden, wenn der Farbstoff nach Beispiel 3 anstatt
der Farbstoff nach den Beispielen G und J eingesetzt
wurde.
In gleicher Weise zeigten die gemäß den Beispielen 2
und 5 erzeugten Farbstoffe größere Farbkraft und Lagerstabilität
im Vergleich zu den Farbstoffen nach den
Beispielen G und H.
Für die Herstellung von Offset-Druckfarben für Flach- bzw. Offsetdruck
wurden 0,6 g Farbstoff und 1,4 g Lack viermal dreißig Sekunden in
einem Kollergang gemahlen, worauf 3 g Lack zugegeben
wurden.
Die Verwendung des gemäß Beispiel 3 hergestellten Farbstoffes,
führte zu größerer Transparenz und Röte als die
Verwendung des Farbstoffes gemäß Beispiel J.
Zur Erzeugung von auf Wasser basierenden Farben wurden
15 g Farbstoff und 85 g auf Wasser basierendem Acryllack mit
250 g Glaskügelchen eine Stunde in einem "Red-Devil"-Mischer
gemahlen.
Im Vergleich zu einem gemäß Beispiel H erzeugten Farbstoff
zeigte der Farbstoff nach Beispiel 1 eine wesentlich
verbesserte Farbstärke.
Für die Herstellung von Farben wurden 7 g Farbpigment,
7 g Titandioxid und 30 g 40%igen Alkyd-Harzes zusammen
mit 120 g Glaskügelchen in einem "Red-Devil"-Mischer
gemahlen.
Im Vergleich zu einem gemäß Beispiel K erzeugten
Farbstoff zeigte der gemäß Beispiel 4 erzeugte Farbstoff
eine wesentlich verbesserte Farbstärke.
Claims (4)
1. Azofarbstoff, dadurch gekennzeichnet, daß
er das Kupplungsprodukt einer Diazoaryl-Verbindung und
eines Acetoessigsäure-Derivates der Formel
darstellt oder in Mischung mit anderen Azofarbstoffen
enthält, wobei R¹, R² und R³ gleiche oder unterschiedliche
Alkyl-Gruppen von maximal 20 Kohlenstoff-Atomen,
X ein Anilid oder eine substituierte Anilid-Gruppe
oder eine OR⁴-Gruppe darstellt, wobei R⁴ ein
Wasserstoff- oder Metallatom oder eine Alkyl-Gruppe
mit maximal 6 Kohlenstoffatomen und A ein Anion darstellen.
2. Azofarbstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die quaternäre Ammonium-Gruppe eine Trimethyl-
Ammonium-Gruppe ist.
3. Azofarbstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die quaternäre Ammonium-Gruppe
zwei Methyl-Gruppen und eine C12-20-Alkyl-Gruppe umfaßt.
4. Azofarbstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kupplungsprodukt aus 3,3′-
dichlorbenzidin-tetrazon-chlorid und Omega-trimethyl-
ammonium-acetoessigsäureanilid oder einer Mischung daraus
und aus Acetoessigsäureanilid besteht.
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