專利名稱：顏料在水介質(zhì)中用于分散體系染色的用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一些染料作為在水介質(zhì)中的分散染料的用途。
單詞″顏料″源自拉丁語(pigmentum)，起初表示在有色物質(zhì)意義上的顏料，但是隨后擴(kuò)展到表示著色的裝飾(例如，化妝)。在中世紀(jì)后期，該詞還被用于植物和蔬菜的萃取物，特別是那些用于染色的萃取物。在生物學(xué)術(shù)語學(xué)中單詞染料仍然表示這種含義；它的意思是作為微細(xì)顆粒存在于細(xì)胞或細(xì)胞膜內(nèi)部、作為組織中的沉積物或懸浮在體液中的植物或動(dòng)物有機(jī)體的染料。
與該單詞色素有關(guān)的現(xiàn)代含義產(chǎn)生于本世紀(jì)。根據(jù)通用標(biāo)準(zhǔn)(DIN55943和DIN55945)顏料一詞意思是指由小顆粒組成的物質(zhì)，所述的小顆粒實(shí)際上在使用的介質(zhì)中不溶，并且基于其色彩、保護(hù)性或磁性加以應(yīng)用。顏料和染料均被歸入一般性術(shù)語“著色材料”中，其表示所有由于其色彩特性而使用的材料。將顏料與可溶有機(jī)染料區(qū)別的特征其在溶劑和粘合劑中的低溶解度。顏料的特征可表現(xiàn)為其化學(xué)成分和其光學(xué)或工藝性能。
在染料索引(C.I.)中，顏料通常命名為“C.I.顏料XY xy″。一些化合物由于它們的在聚合物應(yīng)用中的色移傾向可命名為“C.I.溶劑XY xy″，雖然在水中或在有機(jī)溶劑中這些化合物可以完全符合根據(jù)DIN55943和DIN55945的顏料不溶性標(biāo)準(zhǔn)。
顏料可分為兩類(i)無機(jī)顏料；(ii)有機(jī)顏料。
使用顏料的最重要方面是油漆、清漆、塑料、美術(shù)顏料、用于紙張和紡織品的印刷油墨、皮革染色、建筑材料(水泥、抹灰、混凝土磚和瓷磚--主要基于氧化鐵和氧化鉻色料)、皮革仿造、地毯、橡膠、紙、化妝品、陶瓷釉料和琺瑯。
油漆工業(yè)幾乎只使用優(yōu)質(zhì)色料。最佳的均勻粒度很重要，因?yàn)槠溆绊懥斯獠?、遮蓋力、著色力和發(fā)亮能力。涂膜不能過厚，因此需要有優(yōu)良著色力和遮蓋力并結(jié)合了最優(yōu)分散性的顏料。
白顏料用于白色著色和遮蓋，而且用于減少(減輕)彩色和黑色顏料。它們必須具有最小的固有色調(diào)。
當(dāng)選擇用于特別用途的顏料時(shí)，通常必須考慮好幾個(gè)方面。在決定使用效能和由此得到的經(jīng)濟(jì)性方面，色彩特性(例如色彩、著色力或減輕能力、遮蓋力)很重要。下列性質(zhì)同樣重要1)一般的化學(xué)及物理特性化學(xué)成分、濕氣和含鹽量、水溶性和酸溶性物質(zhì)的含量、顆粒尺寸、密度和硬度；2)穩(wěn)定性對光、氣候、熱和化學(xué)物質(zhì)的耐受力，防蝕性、光彩的保持力；3)在粘合劑中的性能與粘合劑相互作用的性能、分散性、在一些粘合劑中的特定性能、相容性和固化效果。
一個(gè)重要的應(yīng)用范圍是聚合物纖維、特別是聚酯纖維的大量染色。聚合物熔體被直接染色然后紡紗的方法稱為“紡前染色”。顏料染色在高于260℃的溫度“溶解”在聚合物熔體中，例如聚酯。用于熔體紡絲方法，溫度通常較高，例如對于聚酯是約285℃。只少數(shù)顏料種類可以耐受這樣的高溫同時(shí)染料分子不發(fā)生顯著的降解。
分散染料是呈分散膠質(zhì)形式的低水溶性著色劑，適于疏水性纖維制品的染色和印刷。
已經(jīng)開發(fā)了用分散染料為聚酯纖維染色的模式。當(dāng)該染料經(jīng)水介質(zhì)施用時(shí)，染料從分子分散的水溶液被吸收到纖維制品表面上，然后擴(kuò)散到纖維制品內(nèi)部。下列參數(shù)決定了上色率，并且在某種程度上決定了均勻性(leveling properties)(1)在從分散的晶態(tài)染料轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿臃稚⑾嗥陂g的溶解速率，和(2)在纖維制品表面以及特別是在纖維制品內(nèi)部的擴(kuò)散速率。
兩個(gè)過程的速率均隨溫度變化。
染料分子幾何學(xué)和極性的差異可導(dǎo)致在這些加工或染色吸收特性方面的巨大變化，對所有染料的吸收性可產(chǎn)生顯著的影響，不管是使用單成分染色還是拼色染色工藝。例如，當(dāng)不均勻的粒度分布引起分散穩(wěn)定性不足并由此導(dǎo)致在在基材表面晶體生長和沉淀時(shí)會發(fā)生染色不勻。
因?yàn)樵谌旧^程中溫度通常低于120℃，染料分子的溫度穩(wěn)定性不是非常重要。有時(shí)候，染色過程中的溫度可高達(dá)130-140℃。工業(yè)上使用的分散染料是以許多發(fā)色團(tuán)體系為基礎(chǔ)的。所有產(chǎn)品的大約60％是偶氮染料，約25％是蒽醌染料，其余的是quinophthalone、methine、naphthalimide、萘醌和硝基染料。根據(jù)要染色的產(chǎn)品，通常用多種取代基改進(jìn)染色分子以使它們的特性最佳化。
令人驚訝地，人們發(fā)現(xiàn)了一些用于聚合物纖維、特別是聚酯纖維(例如注冊商標(biāo)為Polysynthren和Sandoplast的CARIANT的顏料)大規(guī)模染色的顏料可用于在水介質(zhì)中紡織品纖維的染色。
有限的、化學(xué)結(jié)構(gòu)懸殊的顏料可用作聚酯大規(guī)模染色的分散染料。共同的要素是它們具有相當(dāng)對稱、緊湊和剛性的結(jié)構(gòu)以及相當(dāng)有限的側(cè)基，使其在紡紗染色過程的高溫中穩(wěn)定性最佳。
根據(jù)本發(fā)明可使用的Polysynthren顏料優(yōu)選的例子作為C.I.溶劑棕53列于Color Index中。
本發(fā)明涉及根據(jù)式(I)的顏料或顏料混合物的用途 其中R1-R8彼此獨(dú)立地表示H、鹵素、-NO2、-CN、-OH、-COOH、-CH3、-NH2或NHCH3，其特征在于染色過程在含水介質(zhì)中進(jìn)行。
優(yōu)選使用的顏料或顏料混合物中R1-R8彼此獨(dú)立地表示H、鹵素、-COOH或-CN。
更優(yōu)選使用的顏料或顏料混合物中R1-R8彼此獨(dú)立地表示H、-Cl、-COOH或-CN。
特別優(yōu)選使用的顏料中所有的R1-R8為H。
其中所有R1-R8是H的顏料是已知的C.I.溶劑棕53(polysynthren r8 Braun R，CARIANT的商標(biāo))。
式(I)的顏料可用于染色和印刷半合成的和優(yōu)選合成的疏水性纖維制品材料，特別是紡織品。由含這類半合成疏水性纖維材料的混紡織物組成的紡織品也可以通過本發(fā)明的染料染色或印刷。
適合的半合成紡織品主要是纖維素-21/2醋酸酯、三乙酸纖維素聚酰胺和高分子量聚酯及其與纖維素的混合物。
合成的疏水性紡織品主要由線性芳族聚酯組成，例如那些由對苯二甲酸和二醇、特別是乙二醇組成的芳族聚酯，或?qū)Ρ蕉姿岷?，4-二(羥甲基)環(huán)己烷的縮合物，由聚碳酸酯組成，例如能那些由α，α-二甲基-4，4′-二羥基二苯基甲烷和光氣組成的；和由基于聚氯乙烯和聚酰胺的纖維組成。
疏水性合成材料可以是薄片狀或細(xì)絲狀結(jié)構(gòu)，并可加工成例如紗或織物，編織或編結(jié)成織物。式(I)的新染料還適合染色微纖維形式的疏水性合成材料。
在使用前將式(I)色料轉(zhuǎn)化成染料配制品是適宜的。這可通過將染料研磨到0.1至10微米平均粒度來實(shí)現(xiàn)。研磨可以在分散劑存在下進(jìn)行。一般，將干燥的色料與分散劑一起研磨，然后在真空下干燥或通過噴霧干燥。印染漿和染液可通過在這樣得到的配制品中加入水制備。
根據(jù)式(I)的顏料用已知的染色或印花方法用于紡織品，例如使用在法國專利申請No.1,445,371中所述的那些。
一般在通常的陰離子或非離子分散劑存在下，并在有或沒有通常的膨潤劑(載體)的存在下，在65℃至140℃的溫度范圍內(nèi)，通過盡染方法在水分散體中將聚酯纖維材料染色。
纖維素-21/2-醋酸酯優(yōu)選在65℃至85℃的溫度染色，三乙酸纖維素優(yōu)選在最高125C的溫度染色。
根據(jù)式(I)的色料適于通過熱溶法染色，其用于盡染和連續(xù)方法，同時(shí)也用于現(xiàn)代成像方法的印刷，例如熱轉(zhuǎn)印或噴墨印刷。
染色在含水液劑中通過盡染方法進(jìn)行的，液比可以從寬范圍內(nèi)選擇，例如從1∶4至1∶100，優(yōu)選從1∶6到1∶50。染色時(shí)間為20至90分鐘，優(yōu)選30至80分鐘。
染液可以另外含有其它添加劑，例如染色助劑、分散劑、潤濕劑和消泡劑。
液劑還可含有無機(jī)酸，如硫酸或磷酸；或適宜地同時(shí)含有有機(jī)酸，例如甲酸或乙酸；和/或鹽類，如乙酸銨或硫酸鈉。酸主要用于調(diào)節(jié)染液pH，其優(yōu)選在4-5范圍內(nèi)。
顏料通常以微分散體的形式存在于染液中。
用于制備這種分散體的適合的分散劑是例如陰離子分散劑，如芳族磺酸/甲醛縮合物、4-甲基-2-甲氧基苯酚磺酸鹽油/甲醛縮合物、木素磺酸鹽或丙烯酸衍生物的共聚物，優(yōu)選芳族磺酸/甲醛縮合物或磺化的木質(zhì)素；或基于聚烯化氧的非離子分散劑，例如通過環(huán)氧乙烷或氧化丙烯的加聚反應(yīng)可得到的非離子分散劑。其它適合的分散劑列于US4,895,981或US5,910,624。
這樣得到的染色或印刷具有優(yōu)良的綜合堅(jiān)牢度；特別值得注意的是耐熱色移性、耐光性、熱定色性和耐褶性，以及極好的耐濕性。
本發(fā)明還涉及半合成的或優(yōu)選合成的疏水性纖維材料，其通過上述的應(yīng)用染色或印刷。
在下文的實(shí)施例中份數(shù)和百分?jǐn)?shù)基于重量。溫度以攝氏溫度表示。
應(yīng)用實(shí)施例17.5份下式(Ia)顏料 和32.5份基于木質(zhì)素磺酸鹽的商業(yè)分散劑混合并研磨成粉末。1.2份該染料配制品加入到70℃的2000份軟化水中，所述的水中含有40份硫酸銨；染色浴的pH值用85％甲酸調(diào)整到5。100份清洗過的聚酯纖維織物置于染色浴中，關(guān)閉容器，用20分鐘加熱到130℃，染色在該溫度再進(jìn)行60分鐘。冷卻后，將聚酯纖維織物從染色浴中取出，漂洗，皂洗，然后按慣例用聯(lián)二亞硫酸鈉還原凈化。在熱定色(180℃、30分)后，得到棕色染色，其具有很好的全面的耐久的，特別是耐光度和耐升華作用，尤其具有極好的耐濕性。
權(quán)利要求
1.式(I)的顏料用于半合成或合成的疏水性纖維材料染色的用途， 其中R1-R8彼此獨(dú)立地表示H、鹵素、-NO2、-CN、-OH、-COOH、-CH3、-NH2或NHCH3，其特征在于染色過程在含水介質(zhì)中進(jìn)行。
2.權(quán)利要求1的顏料的用途，其中R1-R8彼此獨(dú)立地表示H、鹵素、-COOH或-CN。
3.權(quán)利要求1的顏料的用途，其中R1-R8彼此獨(dú)立地表示H、Cl、-COOH或-CN。
4.權(quán)利要求1的顏料的用途，其中所有的R1-R8是H。
5.用權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)的顏料染色的半合成或合成的疏水性纖維材料。
全文摘要
根據(jù)式(I)的顏料在半合成或合成的疏水性纖維材料染色中的用途，其中取代基具有權(quán)利要求1定義的含義，其特征在于染色在含水介質(zhì)中進(jìn)行；以及通過該應(yīng)用染色的半合成或合成的疏水性纖維材料。
文檔編號D06P3/26GK1488017SQ02803845
公開日2004年4月7日 申請日期2002年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月22日
發(fā)明者H·西伯, H 西伯 申請人:克萊里安特財(cái)務(wù)(Bvi)有限公司