专利名称：新的阳离子染料的制作方法
技术领域：
本发明涉及新的阳离子染料，更详细地说，涉及在染料母体中导入了氨基乙基磺酰基苯基的染色率和色牢度优秀的阳离子染料。
另一方面，在染色工业中，特别要求染色时间短、废水处理负荷减轻等合理化，迫切期望开发染色速度和染色率高，且染色物的各种色牢度好的染料。特别是，在纸、纸浆等的染色中，从纸的贮存性、对机器装置的腐蚀性、废水处理等观点出发，从染料或上胶剂等的凝固中使用硫酸铝的酸性造纸法迅速向不使用硫酸铝的中性造纸法转换，现在中性造纸法正成为主流。但是，在中性造纸法中，以前的染料染色速度慢且染色率也低，因此得到高浓度的染色物是很难的。而且染料也大量残留在废水中。另外，这些染料对于特别是漂白纸浆的染色率意想不到的小，未染色的染料在染色废水中大量残存。另外，在其他材质的染色中，例如，羊毛、绢、皮革、木绵等以前用直接性染料或酸性染料等阴离子性染料单独染成浓色时的染色率存在自然的限度，如果要染成饱和染色以上的程度，废水中未染色的染料会大量残存，浓色染色是困难的。
本发明的目的是，可得到特别是对纸、纸浆的染色速度快，且染色率高，染色时间缩短或减轻废水处理的负荷等合理化，或对于用直接性染料或酸性染料等阴离子性染料染色的材质也可迅速成盐，在高浓度得到高光泽、且具有优秀的湿润色牢度、耐光色牢度的染色物的，具有良好染色特性和色牢度的新的阳离子染料。
本发明者等，为达到上述目的进行了深刻的研究，其结果发现，在从偶氮染料、蒽醌染料和酞菁染料组成的组中选出的染料母体中导入氨基乙基磺酰基苯基的染料化合物，对于纸、纸浆的染色速度快、且染色率高，且染色物的耐光和湿润色牢度优秀，另外，即使在被直接性染料或酸性染料等阴离子性染料染色的材质，例如，羊毛、绢、皮革、木绵等的表面(套色)染色中使用时，少量使用也可迅速和阴离子染料成盐，与单独使用阴离子性染料的情况相比，发现可在远远高的浓度，得到高光泽的，且耐光和湿润色牢度优秀的染色物，并完成了本发明。
本发明是，下述通式(1)所示的阳离子染料，D-(R0)n(1)[式中，n是1、2或3，D表示选自偶氮染料、蒽醌染料和酞菁染料组成的组中的染料母体，R0表示下述通式(2)所示的氨基乙基磺酰基苯基 [式中，Ra和Rb分别独立地表示氢、卤素、碳原子数1～3的烷基、碳原子数1～3的烷氧基，R1a和R1b分别独立地表示氢、碳原子数1～4的烷基、碳原子数1～3的羟基烷基、下式所示的氨基烷基， (这里，Za表示碳原子数1～4的亚烷基，R2a和R2b分别独立地表示氢、碳原子数1～3的烷基、碳原子数1～3的羟基烷基)]，n是2或3时，R0可分别相同或不同]。
在本法的阳离子染料中，前述通式(1)中，D是从构成染料化合物的原子团中至少具有1个偶氮键(-N＝N-)的偶氮染料、原子团是具有醌式结构的蒽醌染料和原子团是具有酞菁结构的酞菁染料组成的组中选出的染料母体。
偶氮染料化合物的前述通式(1)中，D表示的染料母体可以是下式所示的化合物X(-N＝N-)p(这里，X表示染料母体骨架，p是1～5的整数)，-N＝N-键可存在于骨架X的末端、骨架X的内部、或存在于两方面。
作为构成上述偶氮染料化合物的骨架X的化合物，可列举例如，下述通式(3)～(10)所示的偶合成分或萘酚AS属浸渍剂和具有类似结构的化合物。 上述通式(3)中，R5表示氨基或羟基，R6表示羟基、碳原子数1～3的烷氧基或-NHR10(这里R10表示氢、碳原子数1～3的烷基、乙酰基、羰基氨基、苯甲酰基)，R7表示碳原子数1～3的烷基、碳原子数1～3的烷氧基、羟基、羧基、硝基、卤代基。
上述通式(4)、(6)和(7)中，R8分别表示氢、碳原子数1～3的烷基、乙酰基或羰基氨基，通式(4)中的R9表示氢或羟基。
上述通式(5)中，Zb表示单键(-)、-CO-或亚烷基。
上述通式(9)和(10)中，R3分别表示氢、碳原子数1～3的烷基、羰基或甲基羰基(カルボメチル)，R4a和R4b分别独立地表示氢、卤素、碳原子数1～3的烷基或碳原子数1～3的烷氧基。
上述通式(6)和(7)中，Y表示下述(a)或(b)所示基团。 上述式(a)中，R11和R12独立地表示卤素、羟基、羧基、烷基、烷氧基或硝基，式(b)中，R11与(a)相同，R13a和R13b分别独立地表示氢或碳原子数1～3的烷基。
前述通式(1)中，作为构成D所示的染料母体的蒽醌染料化合物，可列举1，4-二氨基蒽醌-2-磺酸等。另外，作为酞菁染料化合物，可列举酞菁铜等。
作为上述染料母体中导入的氨基乙基磺酰基苯基，前述通式(2)中的R1a和R1b优选甲基、乙基、羟基乙基、氨基烷基，优选的氨基烷基是式中Za为亚乙基(二亚甲基)、亚丙基(三亚甲基)，R2a和R2b是甲基、乙基。且Ra和Rb优选甲基、甲氧基。
本发明的前述通式(1)所示的阳离子染料化合物，可用公知的方法容易地制造。偶氮染料化合物可通过，例如，将下述通式(11) (式中，Ra、Rb、R1a和R1b与前述定义相同)所示的胺用公知的方法重氮化，接着与前述通式(3)～(9)所示的构成偶氮化合物骨架X的化合物通过公知的偶合反应结合制备。另外，含有硫酸根合(スルファト)乙基磺酰基的构成偶氮染料化合物的骨架X的化合物的胺重氮化，接着与前述通式(3)～(9)所示的化合物通过公知的偶合反应结合，接着，与例如乙胺、二乙胺或二乙基氨基乙胺等各种烷基胺结合后，通过公知的方法处理制备。
蒽醌染料化合物可通过，使含有硫酸根合乙基磺酰基的蒽醌衍生物的硫酸根合乙基磺酰基与例如乙胺、二乙胺或二乙基氨基乙胺等各种烷基胺结合制备。另外，酞菁染料，可通过向酞菁衍生物中导入的磺酸基与上述通式(11)所示的胺直接结合而容易地制备。
本发明的前述通式(1)所示的阳离子染料化合物的具体例及其色调如表1所示。
表1组合物序号结 构 式色调1偏红的黄色2 黄色3 稍微偏红的黄色4 黄色5 茶色表1(续)组合物序号结构式色调6黄色7 橙色8 红色9红色10 蓝色表1(续)组合物序号结 构 式色调11 蓝色12 蓝色13 蓝色14黑色表1(续)组合物序号结 构 式色调15 黑色16紫色 18 黑色本发明的阳离子染料化合物，可干燥后制成粉末状或颗粒状，但是优选溶解在有机酸和/或水溶性有机溶剂中形成的浓厚液体状态。
作为有机酸，可列举例如，甲酸、乙酸、乳酸、柠檬酸、乙醇酸、甲磺酸等。组为水溶性有机溶剂，可列举例如，乙二醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、丙二醇、一缩二丙二醇、聚丙二醇、丁二醇、甲基溶酰剂、卡必醇、甲基卡必醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、二甘醇单丁醚、三甘醇单丁醚、三甘醇单甲醚、丙二醇单甲醚、硫甘醇、丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、甲酰胺、二甲基乙酰胺等。
优选这些有机酸和水溶性溶剂2种以上混合使用。
另外，实施例中的“份”和“％”除非特别指明是重量基准。实施例1化合物序号3的偶氮染料化合物将4-(β-硫酸根合乙基磺酰基)苯胺28.1份溶于水100份中，在搅拌下滴加入2’-二甲基氨基乙基-2-二乙基氨基乙胺28.0份，然后加入氢氧化钠4.0份，在70℃反应1小时。反应完成后冷却至室温，过滤析出的生成物，得到前述通式(11)中，R2a是-C2H4N(C2H5)2、R2b是-C2H4N(CH3)2的下式(12)的胺。 将所得胺37.0份与水150份和浓盐酸32.0份一起充分搅拌后，用4N亚硝酸钠25.0份在5～10℃重氮化，然后保持在10℃以下的温度将其添加至间亚苯基二胺-4-磺酸18.8份和氢氧化钠4.0份溶解在水100份中的偶合成分中。用氢氧化钠水溶液调整至pH5.0后完成偶合反应，反应完成后用氯化钠50份进行盐析，过滤析出的生成物，干燥，得到下式(13)所示的化合物序号3的偶氮染料化合物。 所得偶氮染料化合物在水中易溶，将纸染成带红色的黄色(赤味ガカった黄色)。该染色物显示良好的耐光色牢度和湿润色牢度，且在中性造纸的染色中提升性优秀，确认对废水完全没有着色。实施例2化合物序号9的偶氮染料化合物将4-(β-硫酸根合乙基磺酰基)苯胺28.1份溶于水100份中，与盐酸20.0份一起充分搅拌后，用4N亚硝酸钠25份在5～10℃重氮化，然后将其添加至2-氨基-8-萘酚-6-磺酸23.9份和碳酸钠5.3份溶解在水150份中的溶液中。用碳酸钠水溶液调整至pH4.0后完成偶合反应。
在搅拌下向该反应液中滴加入2，2’-亚氨基双(N，N-二甲基乙基胺)20.7份，加入氢氧化钠6.0份后在70℃反应1小时。将反应液冷却至常温后，加入氯化钠50.0份进行盐析，过滤析出的生成物，得到下式(14)所示的化合物序号9的偶氮染料化合物的滤饼130份。 向所得偶氮染料化合物的滤饼130份中加入乙酸150份和水120份，得到含有染料化合物15％的浓溶液。该染料将纸染成稍微有蓝色的红色。该染色物显示良好的耐光色牢度和湿润色牢度，且在中性造纸的染色中提升性优秀，确认对废水完全没有着色。实施例3化合物序号12的蒽醌染料化合物将乙烯基砜型反应性染料(C.I.反应性蓝19)60.3份溶于水500份，加入2’-二甲基氨基乙基-3-二甲基氨基丙胺26.1份，然后加入氢氧化钠4.0份，在60℃反应1小时。将反应液冷却至常温后，过滤析出的生成物，得到湿滤饼98份。
向所得湿滤饼98份中加入乙酸180份和水172份，得到含有下式(15)所示的化合物序号12的蒽醌染料化合物15％的浓溶液。 所得染料将纸染成鲜明的蓝色。该染色物显示良好的耐光色牢度和湿润色牢度，且在中性造纸的染色中提升性优秀，确认对废水完全没有着色。实施例4化合物序号15的偶氮染料化合物的钠盐将4-(β-硫酸根合乙基磺酰基)苯胺28.1份溶于水100份中，与盐酸20.0份一起充分搅拌后，用4N亚硝酸钠25份在5～10℃重氮化，然后添加1-氨基-8-萘酚-3，6-磺酸单钠盐34.1份，调整至pH2后在10～15℃反应3小时，完成偶合反应。
向该反应液中加入2，2’-亚氨基双(N，N-二甲基胺)20.7份和氢氧化钠8.0份，在70℃反应1小时。得到下式(16)所示的偶氮染料化合物的溶液。
将4-(β-硫酸根合乙基磺酰基)苯胺33.7份溶于水100份中，在搅拌下滴加入二甲基胺50％的水溶液13.0份，进一步加入氢氧化钠5.0份，在60℃反应1小时。将反应液冷却至常温，过滤析出的结晶，得到通式(11)中R1a和R1b都是甲基的下式(17)所示胺的湿滤饼45.0份。 向所得胺的湿滤饼45.0份中加入浓盐酸30.0份，充分搅拌后，用4N亚硝酸钠25.0份在5～10℃重氮化。然后用1小时将该偶氮化合物滴加入事先得到的偶氮染料化合物溶液中，用10％氢氧化钠水溶液调整至pH9的同时，在10～15℃进行偶合。偶合反应完成后，过滤析出的生成物，得到下式(18)所示的化合物序号15的偶氮染料化合物的钠盐的湿滤饼160份。 向所得湿滤饼160份中加入乙酸280份和水200份，制备含有上述染料化合物15％的浓溶液。
所得偶氮染料化合物将纸染成带蓝色的黑色(青味ガカった黑色)。该染色物显示良好的耐光色牢度和湿润色牢度，且在中性造纸的染色中提升性优秀，确认对废水完全没有着色。染色例1向打浆度25°SR的LBKP∶NBKP(＝50∶50)的纸浆500份(干燥重量100份)和水3000份的纸浆浆料中加入实施例1得到的化合物序号3的偶氮染料化合物的10％水溶液20份，搅拌5分钟。然后加入碳酸钠水溶液将pH调整至7.0。
向该浆料中加入阳离子淀粉(CATOF、王子ナショナル(株)制)0.5份搅拌5分钟后，加入烷基烯酮类二聚物类施胶剂(ハ一コン40B、ディックハ一キュレス(株)制)0.1份(换算为固形成分)，再搅拌10分钟。进一步加入水6500份进行稀释，用常规方法进行造纸。确认造纸废水完全没有着色，所得染色纸色价是带有红色的黄色，具有良好的日光色牢度和湿润色牢度。染色例2将铬鞣制的猪皮革15.0份(干燥重量7.5份，100mm(W)×200mm(L)×0.8mm(t))放入旋转型染色槽中(内径200mmφ×高度60mmh的圆筒形)，在其中使用水38.0份在40℃旋转10分钟进行洗涤操作2次，将猪皮革用水洗净。
将洗净处理后的猪皮革从染色槽中取出，重新放入同类型的旋转型染色槽中，注入直接性染料(C.I.直接黑169)10％溶液4.5份，在40℃旋转30分钟染色。然后，加入加脂剂(シンコリンL，吉川制油(株)制)1.1份，再在40℃旋转60分钟进行加脂，之后追加甲酸0.2份，旋转20分钟凝固染料。取出染色的猪皮革，在前述旋转型染色槽中用水38.0份在40℃旋转10分钟进行水处理。
然后，取出猪皮革，重新放入与前述染色槽同类型的旋转型染色槽中，注入水23.0份和实施例4得到的化合物序号15的偶氮染料钠盐的黑色染料浓溶液的10％水溶液3.5份，在40℃旋转20分钟进行染色，接着追加甲酸0.04份，进一步旋转20分钟使染料凝固，进行所谓表面染色(套色染色)，将猪皮革从染色槽中取出，与上述同样进行水处理后，用15小时自然干燥。
该染色的猪皮革，与只使用直接染料或酸性染料染色的猪皮革相比，可染成远远高浓度的黑色，没有染料的渗出(向其他材料的颜色转移)，湿润色牢度优秀，日光色牢度也优秀。另外，也没有看到表面染色液的着色。
本发明的阳离子染料，相对于基材的染色速度、染色率和染色浓度都极高，使用其得到的染色物和染色基材具有优秀的耐光和湿润色牢度。
另外，使用本发明的阳离子染料的染色废液没有看到着色，是无色的，因此不会给废液处理造成很大负担，可使染色工程合理化，并在环境保护上也具有很大的优点。
本发明提供了新的阳离子染料，其产业意义，特别是在染料和染色领域中的意义是极大的。
权利要求
1.下述通式(1)所示的阳离子染料，D-(R0)n(1)式中，n是1、2或3，D表示选自偶氮染料、蒽醌染料和酞菁染料组成的组中的染料母体，R0表示下述通式(2)所示的氨基乙基磺酰基苯基 式中，Ra和Rb分别独立地表示氢、卤素、碳原子数1～3的烷基、碳原子数1～3的烷氧基，R1a和R1b分别独立地表示氢、碳原子数1～4的烷基、碳原子数1～3的羟基烷基、下式所示的氨基烷基， 这里，Za表示碳原子数1～4的亚烷基，R2a和R2b分别独立地表示氢、碳原子数1～3的烷基、碳原子数1～3的羟基烷基，n是2或3时，R0可分别相同或不同。
全文摘要
本发明提供了染色速度、染色率优秀,且使用其的染色物的耐光和湿润色牢度高的阳离子染料。通式(1)所示的新的阳离子染料,[式中,n是1、2或3,D表示选自偶氮染料、蒽醌染料和酞菁染料组成的组中的染料母体,R
文档编号D06P3/04GK1388183SQ0212018
公开日2003年1月1日 申请日期2002年5月24日 优先权日2001年5月24日
发明者原浩一 申请人:株式会社日本化学工业所