[0001] Es ist bekannt, daß man bei der Herstellung von Druckpasten für den Textildruck sowohl
synthetische als auch native, gelbildende Substanzen zur Versteifung. der die farbigen
Musterungen besorgenden, wäßrigen Farbstofflösungen oder Farbstoffdispersionen verwendet.
[0002] Wie der Fachmann aber auch weiß, ist für diesen Zweck nicht willkürlich jede gelbildende
Substanz für jede beliebige Druckpaste geeignet. Bei der Entscheidung, welches Verdickungsmittel
für eine bestimmte Druckpaste eingesetzt werden soll, spielen unter anderem folgende
Punkte wie
a) Ionogenität der Farbstoffe
b) Elektrolytgehalt der Druckpaste
c) pH-Werte der Druckpaste
d) Fixierbedingungen
e) Auswaschbarkeit der fertiggestellten Drucke
f) Auswaschbarkeit der Druckpastenreste
g) Farbausbeute und
h) der Maschinenpark des Druckereibetriebes
eine große Rolle.
[0003] In 'der Praxis werden als Verdickungsmittel zur Herstellung elektrolythaltiger Druckpasten
bislang überwiegend native gelbildende Substanzen wie Alginate, Kernmehl-, Stärke-
oder Cellulosederivate bevorzugt. Außer den bereits zuvor genannten Kriterien sind
für die endgültige Wahl selbstverständlich noch die kaufmännischen Gesichtspunkte
maßgebend.
[0004] Zum Unterschied davon kommen die synthetischen gelbildenden Makromoleküle mit einem
Molekulargewicht bis zu 1 500 000 als Verdickungsmittel bis heute hauptsächlich im
sogenannten Pigmentdruck zur Anwendung. Für diese spezielle Art des Textildruckes,
der im Prinzip keine Nachwäsche benötigt,
[0005] ist die Manipulierbarkeit des gelbildenden Möleküls der syntetischen Verdickung geradezu
willkommen. Ihre viskositätserhöhende Wirkung kann durch gezielte Beeinflussung des
Moleküls so gesteuert werden, daß sie bereits in sehr geringen Konzentrationen von
0,5 bis 0,8
'Gewichtsprozenten gut druckfähige Druckpasten erzeugen. Da sie zudem noch als Ammoniumsalz
der zugrundeliegenden Polycarbonsäure zur Anwendung gelangen, verlieren sie bei der
Fixierung in Heißluft einen Teil des in ihrem Molekül gebundenen Ammoniaks und werden
somit entweder zu Imidderivaten oder wieder zurück zu freien Säuren umgewandelt. Als
Folge davon büßen sie ihre versteifende Wirkung ein und beeinträchtigen dann auch
nicht mehr den Griff der mit ihrer Hilfe bedruckten Ware. Selbst ohne Nachwäsche bleiben
auf diese Weise die bedruckten Stellen weich und geschmeidig.
[0006] So ideal die Druckergebnisse offensichtlich erscheinen mögen, eine allgemeine Verwendung
dieser synthetischen Verdicker im Textildruck kann wegen deren vorhandener Elektrolytempfindlichkeit
trotzdem nicht empfohlen werden. Ein Vermischung solcher synthetischen Verdicker mit
nativen Verdickern, mit dem Ziel die Elektrolytempfindlichkeit herabzusetzen, bringt
indessen wiederum den zusätzlichen Nachteil einer dann erforderlichen Nachwäsche ein,.
weil die bedruckten Stellen in diesem Fall schon durch geringe Mischungsanteile an
dem nativen Verdicker steif werden. Hierzu gesellt sich darüber hinaus der Umstand,
daß die Mischungskomponenten vor ihrer Vermischung separat in Wasser gelöst werden
müssen, um eine Klumpenbildung während der Maßnahmen zum Lösen zu vermeiden. Aber
sogar bei getrenntem Lösungsvorgang bereiten die synthetischen Verdicker immer noch
erhebliche Schwierigkeiten. Aufgrund der hydrophoben Eigenschaften handelsüblicher,
hochmolekularer synthetischer Verdicker in pulverförmigem Polycarbonsäure-Zustand
lassen sie sich in alkalisch gestelltem Wasser nur schwer verteilen.
[0007] Beim Ansetzen der Lösung durch Einstreuen des synthetischen Verdickungsmittels in
alkalisch gestelltes Wasser wird ein einzelnes Teilchen des Polymerpulvers sich wohl
sehr rasch auflösen. Jedoch besteht hier die Gefahr, daß die Pulverteilchen in höherer
Menge sich aufgrund ihrer Hydrophobie zu größeren Agglomeraten verbinden. An der Oberfläche
derartiger Feststoffansammlungen entsteht dann ein filmähnlicher, wäßriger Überzug,
der eine rasche Befeuchtung der Agglomerate im Innern behindert. Die Bildung solcher
Zusammenballungen, welche auf diesem Weg zu Klumpen fuhren können, muß daher verhindert
werden, um lange Mischzyklen auszuschließen.
[0008] Lange Mischvorgänge nämlich, besonders solche mit Rührwerken hoher Scherwirkung,
können beispielsweise eine Zerstörung der den synthetischen Verdickungsmitteln zugrundeliegenden
kettenförmigen Polymerisate hervorrufen, was einen dauernden Viskositätsverlust zur
Folge hat. Ferner muß man bei der Verwendung'von Verdickermischungen, die neben den
synthetischen außerdem noch native Verdicker enthalten, obendrein damit rechnen, daß
sie bei Temperaturen über 180°C vergilben und eventuell auch verhornen. Erfahrungsgemäß
sind diese gelben Ablagerungen schwer oder oft gar nicht mehr aus der Ware zu entfernen
und vermindern damit den Wert des Stoffes durch einen steifen Griff.
[0009] Ein weiteres, noch schwerer wiegendes Problem als der Effekt der Versteifung wird
durch die Sprödigkeit des farbstoffhaltigen Druckpastenfilms an den bedruckten Stellen
nach der Trocknung der Ware in der Mansarde aufgeworfen. Diese Sprödigkeit führt bei
geringster mechanischer Beanspruchung zur Absplitterung kleinster farbiger Teilchen.
Da Polyesterware in trockenem Zustand auch noch eine statische elektrische Ladung
besitzt, werden diese farbigen Partikelchen allenfalls an zumeist unerwünschten Stellen
niedergeschlagen und sodann im Zuge der Thermosolierung zur Fixierung der Druckmuster
sogar noch echt auf der Ware verankert. Hierdurch entsteht leicht eine Fehlpartie.
[0010] Die zur Lösung für einen Fachmann anstehende Aufgabe war somit darin zu sehen, Verdickerdispersionen
für die Herstellung von wäßrigen Zubereitungen zur Applikation von unlöslichen, heißfixierbaren
Farbstoffen auf hydropobes Textilgut zu konzipieren, welche die zuvor geschilderten
Nachteile nicht besitzen.
[0011] Es wurde nun gefunden, daß man diese Probleme leicht umgehen kann, indem man für
den Druck von Farbstoffzubereitungen auf Polyesterfasermaterialien Verdickerdispersionen
verwendet, die neben den Verdickermischungen herkömmlicher Gattung als kontinuierliche
Phase Alkyloxypropylate enthalten, und die Farbmittel nach einer für Polyesterfasern
üblichen Methode fixiert.
[0012] Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind lagerstabile, gebrauchsfertige, carrierwirksame
Verdickerdispersionen, dadurch gekennzeichnet, daß die kontinuierliche Phase aus hochsiedenden,
hydrophoben Lösungsmitteln der allgemeinen Formel (I)
besteht, wobei
n eine ganze Zahl von 2 bis 6,
m eine ganze Zahl von 1 bis 6 und
x eine Zahl von 20 bis 60 bedeutet,
mit der Maßgabe, daß m kleiner oder gleich n ist.
[0013] Die neuartigen Verdickerdispersionen, auf die sich dieses Schutzrecht bezieht, bestehen
im einzelnen aus den folgenden Komponenten:
(a) synthetischen Verdiekungsmitteln,
(b) nativen Verdickungsmitteln, .
(e) Lösungsmitteln vom Typ der Alkyloxypropylate der allgemeinen Formel (I) und
(d) viskositätsregulierenden Emulgatoren auf Basis von Polyglykolestern gemäß der
deutschen Patentschrift DE-C-27 28 767.
[0014] Als synthetische Verdickungsmittel entsprechend Komponente (a) kommen für die erfindungsgemäße
Verdickerdispersion hochmolekulare, carboxylgruppenhaltige Copolymere oder Polymere
in Frage, wie sie beispielsweise in den USA-Patentschriften US-A-2 798 053, 3 066
118, 2 967 174 und 2 977 334; in den deutschen Offenlegungsschriften DE-A-25 34 792,
28 22 423, 27 54 058, 22 14 945 und 15 95 727; oder in den britischen Patentschriften
GB-A-715 412 und 1 069 637 beschrieben sind.
[0015] Die erfindungsgemäßen Verdickerdispersionen können in der Regel bis zu 25 Gewichtsprozente
dieser synthetischen Verdickungsmittel (a) enthalten.
[0016] Als native Verdickungsmittel entsprechend Komponente (b) für die erfindungsgemäße
Verdickungsdispersion sind solche in Betracht zu ziehen, die sich bei Zimmertemperatur
gut in Wasser lösen lassen. Einige dieser nativen Rohstoffe müssen allerdings vor
ihrer Verwendung als Mischkomponente für die erfindungsgemäße Verdickerdispersion
chemisch modifiziert werden, um eine bessere Harmonisierung der Eigenschaften der
Mischungsbestandteile zu erhalten.
[0017] Als Beispiele solcher geeigneten nativen Verdickungsrohstoffe können Seetangextrakte,
Pflanzenexsudate, gelbildende Substanzen aus Samen und Wurzeln, gelbildende Substanzen
mikrobiologischer Fermentation und modifizierte Cellulose oder Stärke genannt werden.
Unter diesen Sammelbegriffen sind Unter anderem Agar-Agar, Alginate, Carragenate,
.Guarkernmehle, Traganth, Karayagum, Johannisbrotkernmehl, Hydroxyalkylguaranate wie
Hydroxyethyl- oder Hydroxypropylguaranate, Carboxymethylguaranate, Carboxymethylkernmehlether,
Carboxymethylhydroxypropylguaranat, Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose,
Methylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose und ähnliche zu `verstehen.
[0018] Die zuvor erwähnte Modifikation natürlicher Verdickungsmittel für die Zwecke dieser
Erfindung wird nach bekannten Prozessen vorgenommen. So kann man beispielsweise die
Depolymerisation von Galaktomannanen durch alkalische Oxidation, durch saure Hydrolyse,
durch kontrollierten enzymatischen Abbau oder durch thermische Behandlung vollziehen.
[0019] Die Alkyl- oder Carboxymethylderivate der Cellulose oder Stärke werden durch Behandlung
dieser Rohstoffe z.B. mit Alkylhalogeniden oder einem Alkalisalz der Chloressigsäure
unter alkalischen Bedingungen erhalten.
[0020] Die erfindungsgemäßen Verdickerdispersionen können auch bis 25 Gewichtsprozente dieser
nativen Verdickungsmittel (b) enthalten.
[0021] Als Komponente (c) finden für die erfindungsgemäßen Verdickerdispersionen nur Lösungsmittel
gemäß der weiter oben angeführten allgemeinen Formel (I) Verwendung, denn nur solche
Verbindungen vom Alkyloxypropylat-Typ können zusammen mit dem Emulgator, der als Mischungskomponente
(d) bezeichnet wird, neben der Überwindung der bereits eingangs beschriebenen Schwierigkeiten
der dafür bekannten Gemische aus den nativen und synthetischen Produkten auch eine
gute Lagerstabilität der neuen Verdickerdispersionen garantieren. Ferner übt diese
Mischung aus (c) und (d) zusätzlich noch eine farbvertiefende Wirkung auf Dispersionsfarbstoffe
aus, die in danpfhaltiger Hochtemperatur-Atmosphäre auf Polyestergewebe fixiert werden.
Diese positiven Eigenschaften sind die Folge eines ausgewogenen Hydrophilie-Organophilie-Verhältnisses
der hier benutzten Lösungsmittel/Emulgator-Mischung.
[0022] Bei Einsatz rein orga.nophiler Kohlenwasserstoffe wie Paraffinöle, Xylole, Hexane
u.a. oder von Dioctylphthalsäureestern anstelle der erfindungsgemäß verwendeten Lösungsmittelkomponente
(c) zeigten die daraus hergestellten Verdickerdispersionen indessen nach kurzer Zeit
eine Sedimentation, weil sowohl die Salze der Mischungskomponente (a) als auch die
Mischungskomponente (b) in Kohlenwasserstoff oder Ester unlöslich sind. Auch der nach
der Erfindung benutzte Emulgator (d) hat eine zu geringer Organophilie, um in Kohlenwasserstoff
oder Ester gelöst werden zu können. Das aus den Mischungskomponenten (a), (b) und-(d)
bestehende teigige Sediment wird dann innerhalb einiger Tage hart und erst nach Vermahlung
wieder brauchbar. Die aus 4 Komponenten bestehende Mischung gemäß vorliegender Erfindung
bleibt dagegen pastös. Überraschenderweise erzeugen die Druckpasten, die anstelle
der Lösungsmittelkomponente (c) Kohlenwasserstoffe oder Dioctylphthalat enthalten,
geringere Farbausbeuten auf Polyesterfasergut als diejenigen, welche unter Zuhilfenahme
der erfindungsgemäßen Verdickerdispersion zubereitet werden.
[0023] Die durch die allgemeine Formel (I) definierten Lösungsmittel leiten sich von Alkyloxypropylaten
her und stellen als solche Umsetzungsprodukte von Alkanolen mit Propylenoxid dar.
Für ihre Anwendung als Komponente (c) - für sich allein oder in Form von Mischungen
- müssen diese Lösungsmittel allerdings so ausgewählt werden, daß sie
1) bis -5°C flüssig bleiben,
2) bei 23 t 1°C nicht mehr als 3 Gew.-% Wassergehalt bei 75 % relativer Luftfeuchtigkeit besitzen,
3) eine spezifische Wärme von etwa 1,95 kJ/kg.K besitzen,
4) eine gute Verträglichkeit gegenüber Ethylenglykoltherephthalsäureester besitzen,
so daß sie bei den Temperaturen und in der Zeit, die zur Fixierung von Dispersionsfarbstoffen
auf Polyesterfasern benötigt werden, diese Substrate nicht angreifen,
5) bei Temperaturen.bis 220°C nicht verdampfen,
6) eine Viskosität von 20 bis 240 cSt (entsprechend 10-2 cm2/s) bei 50°C besitzen,
7) eine Dichte bei 20°C von 0,981 bis 1,000 g/cm3 und bei 50°C von 0,957 bis 0,977 g/cm3 besitzen,
8) eine mittlere Molmasse von 700 bis 2 300 besitzen,
9) einen Dampfdruck unterhalb von 0,01 mbar bei 20°C besitzen,
10) einen Flammpunkt oberhalb 225°C besitzen,
11) eine Zündtemperatur oberhalb von 275°C besitzen und
12) eine orale Toxizität LD 50 (Ratte) von höchstens 5 g/kg besitzen.
[0024] Diese Bedingungen werden beispielsweise durch Propylenglykol-monobutylether erfüllt.
[0025] Diese Lösungsmittel (c) machen 35 bis 75, vorzugsweise zwischen 45 und 55 Gewichtsprozente
der erfindungsgemäßen Verdickerdispersionen aus. Von den Lösungsmitteln der allgemeinen
Formel (I) sind solche bevorzugt, die auf einwertige Alkohole zurückgehen, d.h., daß
m für 1 steht.
[0026] Bei den als Komponente (d) für die erfindungsgemäßen Verdickerdispersionen brauchbaren
Emulgatoren handelt es sich im einzelnen um Polyglykolester der allgemeinen Formel
(II)

in-welcher
R ein offenkettiger aliphatischer Rest mit 9 bis 19, vorzugsweise 11 bis 17 C-Atomen
ist;
Z für Wasserstoff und Methyl steht, wobei das Verhältnis H: CH3 2:1 bis 11:1, vorzugsweise 2,5:1 bis 3,5:1 beträgt;
a Null oder 1 ist,
b 1 bis 1,5 ist, und
(4-a).y 150 bis 300, vorzugsweise 200 bis 250 beträgt.
[0027] Insbesondere bedeuten R-CO- Oleyl, das Verhältnis von H:CH
3 im Rest Z 3:1 in statistischer Verteilung, a Null, b etwa 1,1 und (4-a).y etwa 210.
Derartige Emulgatoren der allgemeinen Formel (II) sowie Verfahren zu ihrer Herstellung
werden in der deutschen Patentschrift DE-C-27 28 767 erläutert.
[0028] Der Emugator (d) wird in Mengen zwischen 10 und 100 g, vorzugsweise 50 g jedem Kilogramm
der erfindungsgemäßen Verdickerdispersion zugesetzt.
[0029] Die Herstellung der neuartigen Verdickerdispersion geschieht in der Weise, daß man
die Mischungskomponente (c) vorlegt und portionsweise die gemahlene und gesiebte Komponente
(a) unter stetigem Rühren einarbeitet. Nach gründlicher Vermischung beider Komponenten
wird Ammoniakgas unter Kühlung in die Reaktionsmasse eingeleitet, bis eine vollständige
Neutralisation der Polycarbonsärue stattgefunden hat. Daraufhin wird die gut vermahlene
und gesiebte Komponente (b) portionsweise der Rührmasse beigemischt. Hiernach wird
die Drehzahl der Rührer etwas erhöht und dann wird tropfenweise der Emulgator (d)
unter intensivem Rühren der Rührmasse zugegeben. Nach nochmaligem Rühren ist die Verdickerdispersion
lager- und gebrauchsfertig.
Beispiel 1
[0030]
480 g eines Propylenglykol-monobutylethers mit einer mittleren Molmasse von ca: 700
und
100 g eines Propylenglykol-monobutylethers mit einer mittleren Molmasse von ca. 2300
[0031] wurden durch mechanisches Rühren bis zu einer homogenen Masse vermischt. Dann wurde
das so bereitete Gemisch portionsweise mit
[0032] 200 g einer Polycarbonsäure mit einem mittleren Molekulargewicht von 1 500 000, die
man gemäß der U.S. Patentschrift US-A-2 798 053 hergestellt hatte,
[0033] versetzt und dieses synthetische Verdickungsmittel sorgfältig in die Rührmasse eingearbeitet.
[0034] Unter Kühlung der Reaktionsmasse wurde in diesen Ansatz nunmehr Ammoniakgas eingeleitet,
um die darin enthaltene Polycarbonsäure zu neutralisieren. Nach Beendigung des Neutralisationsvorganges
wurden als natives Verdickungsmittel jetzt
[0035] 170 g gebleichtes Guarkernmehl wiederum portionsweise eingetragen sowie unter fortgesetztem
Rühren in der Rührmasse gleichmäßig verteilt.
[0036] Nachdem zuvor die Homogenität der Rührmasse durch Kontrolle zwischen 2 Glasplatten
festgestellt worden war, gab man schließlich dem Produkt aus den obigen Maßnahmen
tropfenweise und unter stärkerem Rühren noch
[0037] 50 g des Emulgators auf Basis eines Pentaerythrit-poly-(äthylen/propylen)glykol-trialkylesters
gemäß Anwendungsbeispiel der deutschen Patentschrift DE-C-
27 28 767
. hinzu und man erhielt auf diese Weise 1000 g der erfin- dungsgemäßen Verdickerdispersion.
Beispiel 2
[0038] In 975 ml destilliertem oder entsalztem Wasser wurden unter Rühren 25 g der nach
Beispiel 1 erhaltenen Verdickerdispersion gelöst. Es entstand eine klumpenfreie gebrauchsfertige
Stammverdickung.
Beispiel 3
[0039] Mit einer Druckpaste aus
60 g des Farbstoffes Disperse Blue 56 mit der C.I.-Nr. 63285, in handelsüblicher nicht-ionisch
gefinishter Form,
500 g der Stammverdickung nach Beispiel 2 und
x g Wasser oder Verdicker als Ausgleich
1000 g Druckpaste
[0040] wurde ein Polyestergewebe bedruckt. Nach der Fixierung des Farbstoffes bei 180°C
während 6 Minuten in einem HT-Dämpfer wurde die Ware mit Wasser gespült und zur Fertigstellung
geseift.
[0041] Man erhielt einen brillanten, blauen Druck.
Beispiel 4
[0042] Ein Gewirke aus texturierten Polyesterfasern wurde mit einer Druckpaste aus
60 g des handelsüblichen Farbstoffes Disperse Yellow 54 mit der C.I.-Nr. 47020,
500 g der Stammverdickung nach Beispiel 2,
10 g des Emulgators gemäß Anwendungsbeispiel der deutschen Patentschrift DE-C-27 28
767 und
x g Ausgleich
1000 Druckpaste
bedruckt, sodann zur Farbstoff-Fixierung 8 Minuten bei 170°C in einem HT-Dämpfer gedämpft,
abschließend mit Wasser gespült und wie üblich geseift.
[0043] Man erhielt brillante, gelbe Drucke ohne Griffbeeinflussung.
Beispiel 5
[0044] Ein Cellulosetriacetat-Gewebe wurde mit einer Druckpaste aus
60 g des handelsüblichen, aber elektrolytarmen Farbstoffes Disperse Red 73 mit der
C.I.-Nr. 11116,
500 g der Stammverdickung nach Beispiel 2 und x
1000 g Druckpaste
[0045] bedruckt, nach dem Zwischentrocknen zur Farbstoff-Fixierung 45 Sekunden bei 190°C
mit Heißluft behandelt, daraufhin mit Wasser gespült, wie üblich geseift und schließlich
nochmals gespült.
[0046] Man erhielt brillante, rote Drucke mit guten Echtheiten.
Beispiel 6
[0047] Ein Polyestergewebe wurde mit einer Druckpaste aus
5 g des Farbstoffes Disperse Blue 56 mit der C.I.-Nr. 63285, in handelsüblicher Form,
500 g der Stammverdickung nach Beispiel 2 und
x g Ausgleich
1000 g Druckpaste
bedruckt, getrocknet und sodann zur Farbstoff-Fixierung 7 Minuten bei 120°C in einem
HT-Dämpfer gedämpft.
[0048] Die in der obigen Weise'hellblau bedruckte Ware konnte nachher ohne Spülen und Waschen
direkt zu Kleidungsstücken weiterverarbeitet und getragen werden. Hierbei war weder
ein dabei auftretender farbiger Abrieb noch eine störende Abschmierung des Druckmusters
auf der'Haut festzustellen. Auch der Griff der bedruckten Stellen unterschied sich
kaum vom Rest der unbedruckten Ware.
1. Lagerstabile, gebrauchsfertige, carrierwirksame Verdickerdispersionen, dadurch
gekennzeichnet, daß die kontinuierliche Phase aus hochsiedenden, hydrophoben Lösungsmitteln
der allgemeinen Formel (I)
besteht, wobei
n eine ganze Zahl von 2 bis 6,
m eine ganze Zahl von 1 bis 6 und
x eine Zahl von 20 bis 60 bedeutet,
mit der Maßgabe, daß m kleiner oder gleich n ist.
2. Lagerstabile, gebrauchsfertige, carrierwirksame Verdickerdispersionen nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß die kontinuierliche Phase aus Mischungen von Lösungsmitteln
der allgemeinen Formel (I) besteht, mit der Maßgabe, daß diese Mischungen zwischen
-5°C und +220°C flüssig bleiben, eine Viskosität zwischen 20 und 240 cSt bei 50°C
aufweisen und außerdem eine Dichte bei 20°C zwischen 0,981 und 1,000 besitzen.
3. Lagerstabile, gebrauchsfertige, carrierwirksame Verdickerdispersionen nach Anspruch
1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die diskontinuierliche Phase aus Verdicker-Gemischen
und einem Emulgator auf Basis von Polyglykolestern gemäß der deutschen Patentschrift
DE-C-27 28 767 besteht.
4. Lagerstabile, gebrauchsfertige, carrierwirksame Verdickerdispersionen nach Ansprüchen
1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdicker-Gemische aus synthetischen und
nativen Verdickern bestehen.
5. Lagerstabile, gebrauchsfertige, carrierwirksame Verdickerdispersionen nach Ansprüchen
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die synthetischen Verdickungsmittel als Ammoniumsalze
hochmolekularer Polycarbonsäuren vorliegen.