КОНЦЕНТРИРОВАННЫЕ СТАБИЛЬНЫЕ В ХРАНЕНИИ ВОДНЫЕ РАСТВОРЫ ОПТИЧЕСКИХ ОТБЕЛИВАТЕЛЕЙ Российский патент 2015 года по МПК C07D251/54 C07D403/12 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к концентрированным водным растворам специфических оптических отбеливателей на основе триазинилстильбена с высокой стабильностью в хранении без применения солюбилизирующих вспомогательных веществ, процессов выделения или мембранной фильтрации. Вышеупомянутые отбеливающие растворы обеспечивают превосходный эффект флуоресцентного отбеливания при нанесении их на поверхность бумаги либо в клеильном прессе, либо в составе пигментированной покровной композиции и показывают пониженный анионный заряд.

Уровень техники

Бумажная промышленность предпочитает использовать оптические отбеливающие агенты (ОВА) в виде концентрированных водных растворов, которые можно удобно и точно дозировать. Однако хорошо известно, что в типичных случаях ОВА обладают низкой растворимостью в воде при температурах окружающей среды из-за присутствия в них неорганических солей, которые образуются как побочные продукты производственного процесса.

Для устранения этого недостатка заявка Японии Kokai 62-106965 предлагает высокорастворимые ОВА на основе триазинилстильбена, полученные из следующих соединений формулы (1),

где: М - в типичных случаях атом щелочного металла,

р - 0,1 или 2 и

R - аминокислотный остаток, из которого удален атом водорода аминогруппы.

Однако высокий анионный заряд, генерируемый аминокислотными остатками, может создавать трудности для производителей бумаги, желающих заниматься утилизацией бумажного брака (т.е. превращением в волокнистую массу любых бумажных отходов, образующихся в процессе изготовления бумаги), в ходе которой оптический отбеливатель может экстрагироваться в процессе роспуска бумажных отходов, приводящего к возникновению анионного заряда в системе, которая вместе с используемыми катионными химическими веществами может препятствовать проведению, например, процессов проклейки или удержания и обезвоживания.

US 4 466 900 описывает способ приготовления стабильных в хранении водных растворов, содержащих имеющие пониженный анионный заряд соединения формулы (1), где: М - в типичных случаях атом щелочного металла,

р-2 и

R - (наряду с другими) диэтиламинорадикал согласно примеру 1,

который характеризуется пропусканием реакционной смеси через полупроницаемую мембрану для удаления неорганических солей. Из-за этой дополнительной трудоемкой и требующей затрат стадии описанный способ экономически невыгоден.

СН-532 686 описывает приготовление и выделение имеющих пониженный анионный заряд соединений формулы (1), где:

М - в типичных случаях атом щелочного металла,

р-2 и

R выбирается из диалкиламинорадикалов (в таблице 1 упоминается ди-n-пропиламин), который характеризуется осаждением из реакционной смеси. Полученные при этом твердые соединения формулы (1) используются непосредственно для отбеливания бумаги либо в клеильном прессе, либо в составе покровной композиции. Однако в этом патенте ничего не говорится о приготовлении концентрированных стабильных в хранении водных растворов.

WO 2006/000573 А1 раскрывает стабильные в хранении концентрированные растворы оптических отбеливателей, полученных из алифатического алкиламина с разветвленной алкильной цепью. Формула (10) описывает гексасульфонированный ОВА, полученный из вторичного амина - метилизопропиламина.

Таким образом, существует потребность в оптических отбеливателях, имеющих пониженный анионный заряд, из которых можно приготовлять концентрированные стабильные в хранении водные отбеливающие растворы без проведения дополнительных трудоемких и требующих затрат стадий, таких как мембранная фильтрация, выделение или добавление вспомогательных веществ.

Раскрытие изобретения

Неожиданно было установлено, что соединения формулы (1), будучи приготовленными в виде концентрированных водных растворов без необходимости проведения дополнительных стадий или применения солюбилизаторов, сочетают в себе пониженный анионный заряд с высокой стабильностью в хранении и одновременно обеспечивают превосходный эффект флуоресцентного отбеливания при нанесении на поверхность бумаги либо в клеильном прессе, либо в составе пигментированной покровной композиции.

Настоящее изобретение предлагает концентрированный стабильный в хранении водный раствор (S), содержащий компоненты (а), (b) и (с), в котором

компонент (а) является, по меньшей мере, одним оптическим отбеливающим агентом формулы (1),

в которой анионный заряд на отбеливателе уравновешивается катионным зарядом, генерируемым одним или более катионами, выбранными из группы, состоящей из водорода, катиона щелочного металла, катиона щелочноземельного металла, аммония, аммония, который является одно-, двух- или трехзамещенным на С_1-4 линейный или разветвленный алкильный радикал, и аммония, который является одно-, двух- или трехзамещенным на С_1-4 линейный или разветвленный гидроксиалкильный радикал; концентрация компонента (а) составляет от 0,08 до 0,3 моль/кг в пересчете на общую массу концентрированного стабильного в хранении водного раствора (S);

компонент (b) является, по меньшей мере, одной неорганической солью (SA) и его концентрация составляет от 2% до 15% масс., в пересчете на общую массу концентрированного стабильного в хранении водного раствора (S); и

компонент (с) является водой, и его концентрация составляет от 10% до 88% масс.[% масс., в пересчете на общую массу концентрированного стабильного в хранении водного раствора (S)].

Необязательно концентрированный стабильный в хранении водный раствор (S) может содержать полиэтиленгликоль в количестве от 2% до 40% масс.[% масс., в пересчете на общую массу концентрированного стабильного в хранении водного раствора (S)], который функционирует в качестве так называемого носителя для усиления эффективности действия компонента (а).

Необязательно концентрированный стабильный в хранении водный раствор (S) может содержать поливиниловый спирт в количестве от 0,01% до 10% масс.[% масс., в пересчете на общую массу концентрированного стабильного в хранении водного раствора (S)], который функционирует в качестве так называемого носителя для усиления эффективности действия компонента (а).

Предпочтительными соединениями формулы (1) являются соединения, в которых анионный заряд на отбеливателе уравновешивается катионным зарядом, создаваемым одним или более катионами, выбранными из группы, состоящей из Li⁺, Na⁺, К⁺, Са⁺, Mg⁺ и аммония, который является одно-, двух- или трехзамещенным на С_1-4 линейный или разветвленный гидроксиалкильный радикал.

Более предпочтительными соединениями формулы (1) являются соединения, в которых анионный заряд на отбеливателе уравновешивается катионным зарядом, создаваемым одним или более катионами, выбранными из группы, состоящей из Na⁺, К⁺, Са⁺, Mg⁺ и аммония, который является одно-, двух- или трехзамещенным на С_1-4 линейный или разветвленный гидроксиалкильный радикал.

Особенно предпочтительными соединениями формулы (1) являются соединения, в которых анионный заряд на отбеливателе уравновешивается катионным зарядом, создаваемым одним или более катионами, выбранными из группы, состоящей из Na⁺ и К⁺.

Предпочтительно, если анионный заряд на отбеливателе уравновешивается катионным зарядом, создаваемым более чем одним катионом, то эта смесь разных катионов содержит 2, 3, 4 или 5, более предпочтительно - 2, 3 или 4, наиболее предпочтительно - 2 или 3 разных катиона.

В одном из предпочтительных аспектов изобретения концентрированный стабильный в хранении водный раствор (S) содержит от 0,08 до 0,2 моль компонента (а) на кг концентрированного стабильного в хранении водного раствора (S), более предпочтительно - от 0,09 до 0,18 моль компонента (а) на кг концентрированного стабильного в хранении водного раствора (S).

В следующем предпочтительном аспекте изобретения концентрированный стабильный в хранении водный раствор (S) содержит от 2,5 до 14% масс., более предпочтительно - от 2,5 до 12% масс., неорганических солей (SA) [% масс., в пересчете на общую массу концентрированного водного раствора (S)]. Предпочтительно соли (SA) являются побочными продуктами производственного процесса.

Предпочтительными неорганическими солями (SA) являются соли щелочных металлов и соли щелочноземельных металлов, предпочтительно соли лития, натрия, калия, кальция или магния либо смесь указанных соединений.

Более предпочтительно неорганическими солями (SA) являются галогенид лития, галогенид натрия или галогенид калия либо смесь указанных соединений.

Даже более предпочтительно неорганическими солями (SA) являются хлорид натрия, хлорид калия или смесь указанных соединений.

Следующим предметом изобретения является способ получения вышеуказанного концентрированного стабильного в хранении водного раствора (S), также во всех его предпочтительных вариантах осуществления, ступенчатой реакцией цианургалогенида с

(а) амином формулы (2)

в форме свободной кислоты, частичной или полной соли,

(b) диамином формулы (3)

в форме свободной кислоты, частичной или полной соли и

(с) с ди-n-пропиламином формулы (4)

в присутствии воды и с применением основания (В).

Предпочтительно раствор, полученный в ходе производственного процесса, используется непосредственно для приготовления стабильного в хранении водного раствора (S), при необходимости - путем разбавления до требуемой конечной концентрации. Предпочтительно для приготовления концентрированного стабильного в хранении водного раствора (S) дополнительные стадии способа, такие как мембранная фильтрация, сушка и др., не проводятся.

В качестве цианургалогенида может использоваться фторид, хлорид или бромид. Предпочтительным является цианурхлорид.

Каждая реакция может проводиться в водной среде, причем цианургалогенид суспендируется в воде, или в водно-органической среде, при этом цианургалогенид растворяется в растворителе, таком как ацетон. Каждый амин может вводиться без разбавления в виде или водного раствора, или суспензии. Амины могут вступать в реакцию с цианургалогенидом в любом порядке, хотя предпочитается, чтобы первыми вводились в реакцию ароматические амины. Стехиометрическое количество амина означает половину молярного количества цианургалогенида в случае диамина формулы (3) и означает эквивалентное молярное количество цианургалогенида в случае амина формулы (2) и ди-n-пропиламина формулы (4). Каждый амин может вводиться в реакцию в стехиометрическом количестве или в избытке по отношению к цианургалогениду. В типичных случаях ароматические амины реагируют в стехиометрических количествах или в незначительном избытке; ди-n-пропиламин формулы (4) в большинстве случаев используется в избытке порядка от 0,1% до 30% по сравнению со стехиометрическим количеством.

Для замещения первого галогена цианургалогенида предпочтительно работать при температуре от 0°С до 20°С и в условиях рН от кислотного до нейтрального, более предпочтительно - в диапазоне рН от 2 до 7. Для замещения второго галогена цианургалогенида предпочтительно работать при температуре от 20°С до 60°С и в условиях рН от слабокислотного до слабощелочного, более предпочтительно - при рН в диапазоне от 4 до 8. Для замещения третьего галогена цианургалогенида предпочтительно работать при температуре от 60°С до 102°С и в условиях рН от слабокислотного до щелочного, более предпочтительно - при рН в диапазоне от 7 до 10.

Продолжительность реакции замещения первого, второго и третьего галогенов цианургалогенида, например, ароматическим амином формулы (2) и формулы (3) и ди-n-пропиламином формулы (4) составляет от 10 минут до 24 часов, предпочтительно - от 30 минут до 10 часов, более предпочтительно - от 1 до 5 часов.

рН каждой реакции в большинстве случаев регулируется добавлением подходящего основания (В), причем выбор основания (В) диктуется желательным конечным составом концентрированного стабильного в хранении водного раствора (S). Предпочтительными основаниями (В) являются, например, гидроксиды щелочных металлов или щелочноземельных металлов (например, лития, натрия, калия, кальция, магния), карбонаты или бикарбонаты либо алифатические третичные амины, например, триэтаноламин или триизопропаноламин либо комбинации перечисленного. Если основание (В) является комбинацией двух или более разных оснований, то эти основания могут добавляться в любом порядке или одновременно.

Предпочтительно соли (SA) образуются в ходе производственного процесса, например, при нейтрализации галогеноводорода соответствующим основанием (В), например, согласно уравнению 1, в котором основание (В) является гидроксидом натрия

NaOH+НСl ->NaCl+Н₂O (уравнение 1).

Предпочтительно галогеноводород высвобождается в процессе трех замещений цианургалогенида, например, ароматическим амином формулы (2) и формулы (3) и ди-n-пропиламином формулы (4).

При необходимости регулирования рН реакции могут использоваться кислоты, примеры которых включают соляную кислоту, серную кислоту, муравьиную кислоту и уксусную кислоту.

Таким образом, следующим предметом изобретения является применение вышеописанных концентрированных стабильных в хранении водных растворов (S), также во всех его предпочтительных вариантах осуществления, в качестве оптических отбеливающих агентов предпочтительно для оптического отбеливания целлюлозных субстратов, например, тканей, нетканых материалов или более предпочтительно бумаги.

Возможно применение других оптических отбеливателей, структурно отличающихся от формулы (1), в дополнение к компоненту (а).

Для оптического отбеливания тканей и нетканых материалов концентрированные стабильные в хранении водные растворы (S) могут использоваться, например, в процессах грунтования, в ходе которых концентрация отбеливателя в ванне для обработки может сохраняться почти постоянной. При отделке текстильных материалов (тканей или предпочтительно нетканых материалов) связующими агентами, преимущественно синтетическими смолами, концентрированные стабильные в хранении водные растворы (S) могут добавляться к синтетической смоле либо в ванне для обработки, либо перед обработкой. Оптический отбеливатель может закрепляться, а отделочный агент - перекрестно сшиваться при проведении процесса холодной выдержки или тепловой обработки, необязательно после промежуточной сушки. Благодаря своей стойкости к кислотам и солям, например, к хлориду магния и хлориду цинка, соединения формулы (1) в виде концентрированных стабильных в хранении водных растворов (S) пригодны также для оптического отбеливания и одновременной отделки хлопка с приданием ему несминаемости. Концентрированные стабильные в хранении водные растворы (S) могут использоваться в количестве от 0,01 до 2,5% масс., предпочтительно - от 0,02 до 2,0% масс.[% масс., в пересчете на массу сухого целлюлозного субстрата].

Более предпочтительно концентрированные стабильные в хранении водные растворы (S) пригодны в качестве оптических отбеливающих агентов для отбеливания бумаги и нетканых материалов, даже более предпочтительно - для оптического отбеливания бумаги после формирования бумажного полотка или нетканых материалов после формирования рулона.

Особенно предпочтительно концентрированные стабильные в хранении водные растворы (S) подходят для отбеливания бумаги после формирования бумажного полотна. Это может достигаться добавлением концентрированного стабильного в хранении водного раствора (S) к пигментированной покровной композиции либо к раствору или суспензии для проклейки. Бумага может быть тонкой или грубой по своей природе и из беленой или небеленой целлюлозы.

Для обработки бумаги в клеильном прессе могут использоваться растворы или суспензии для проклейки, содержащие концентрированный стабильный в хранении водный раствор (S) в количестве от 0,5 до 125 граммов/литр раствора или суспензии для проклейки, предпочтительно - от 2 до 100 граммов/литр. Раствор или суспензия для проклейки могут также содержать один или более связующих агентов в концентрации от 1 до 30% масс., предпочтительно - от 2 до 20% масс., наиболее предпочтительно - от 5 до 15% масс.[% масс., в пересчете на массу раствора для проклейки]. рН раствора или суспензии для проклейки в типичных случаях составляет от 5 до 9, предпочтительно - от 6 до 8.

Связующий агент выбирается из группы, состоящей из нативного крахмала, ферментативно модифицированного крахмала, химически модифицированного крахмала и их смесей. Модифицированные крахмалы предпочтительно представляют собой окисленный крахмал, гидроксиэтилированный крахмал или ацетилированный крахмал. Нативный крахмал предпочтительно представляет собой анионный крахмал, катионный крахмал или амфотерный крахмал. Хотя источником крахмала может быть любой источник, но предпочтительно источниками крахмала являются кукуруза, пшеница, картофель, рис, тапиока или саго.

Раствор или суспензия для проклейки может необязательно содержать соль двухвалентного металла или смесь солей двухвалентных металлов, отличающихся от неорганических солей (SA), содержащихся в концентрированном стабильном в хранении водном растворе (S), в концентрации от 1 до 100 г/л, предпочтительно - от 2 до 80 г/л, наиболее предпочтительно - от 5 до 70 г/л раствора для проклейки.

Предпочтительные соли двухвалентных металлов выбираются из группы, состоящей из хлорида кальция, хлорида магния, бромида кальция, бромида магния, йодида кальция, йодида магния, нитрата кальция, нитрата магния, формиата кальция, формиата магния, ацетата кальция, ацетата магния, цитрата кальция, цитрата магния, глюконата кальция, глюконата магния, аскорбата кальция, аскорбата магния, сульфита кальция, сульфита магния, бисульфита кальция, бисульфита магния, дитионита кальция, дитионита магния, сульфата кальция, сульфата магния, тиосульфата кальция, тиосульфата магния и смесей указанных соединений.

Более предпочтительные соли двухвалентных металлов выбираются из группы, состоящей из хлорида кальция, хлорида магния, бромида кальция, бромида магния, сульфата кальция, сульфата магния, тиосульфата кальция, тиосульфата магния и смесей указанных соединений.

Особенно предпочтительные соли двухвалентных металлов выбираются из группы, состоящей из хлорида кальция, хлорида магния, сульфата магния и смесей указанных соединений.

Если соль двухвалентного металла представляет собой смесь одной или более солей кальция и одной или более солей магния, то количество солей кальция может составлять от 0,1 до 99,9% масс., в пересчете на общую массу добавляемых солей двухвалентных металлов.

В дополнение к концентрированному стабильному в хранении водному раствору (S), раствор или суспензия для проклейки может также содержать одно или более связующих, воду и необязательно оптические отбеливатели, которые структурно отличаются от формулы (1), и необязательно одну или более солей двухвалентных металлов. Раствор или суспензия для проклейки может содержать побочные продукты, образовавшиеся в процессе приготовления компонента (а), а также другие добавки, обычно применяемые для обработки целлюлозных субстратов, таких как ткани, нетканые материалы или бумага.

Примерами добавок к бумаге являются вторичные связующие, антифризы, биоциды, пеногасители, восковые эмульсии, красители, неорганические соли, консерванты, комплексообразующие агенты, загустители, агенты поверхностной проклейки, агенты сшивания, пигменты, специальные смолы и др.

Композиция для проклейки предпочтительно готовится путем добавления концентрированного стабильного в хранении водного раствора (S) и необязательно соли двухвалентного металла и/или любых других компонентов к водному раствору связующего, предпочтительно при температуре от 20°С до 90°С.

Композиция для проклейки может наноситься на поверхность бумажного субстрата любым методом поверхностной обработки, известным в уровне техники. Примеры методов нанесения композиции для проклейки включают нанесение на клеильном прессе, нанесение с помощью каландра, нанесение путем окунания в раствор для проклейки, нанесение в виде покрытия и нанесение орошением. Предпочтительным методом нанесения композиции для проклейки является нанесение на клеильном прессе, таком как клеильный пресс с купающим валиком. Предварительно сформованное полотно бумаги пропускается через двухвалковый зажим, затопленный композицией для проклейки. Бумага впитывает некоторое количество композиции, остальное удаляется в зазор между валками.

Бумажный субстрат содержит сетку-матрицу из целлюлозных волокон, которые могут быть получены из любого волокнистого растения. Предпочтительно источником целлюлозных волокон является твердая древесина и/или мягкая древесина. Волокна могут быть либо натуральными (первичными), либо регенерированными (вторичными), либо любой комбинацией натуральных и регенерированных волокон.

Пигментированные покровные композиции являются в основном водными композициями, которые содержат, по меньшей мере, одно связующее и один белый пигмент, в частности, непрозрачный белый пигмент, и дополнительно могут содержать другие добавки, такие как диспергаторы и пеногасители.

Хотя существует возможность получения покровных композиций, не содержащих белые пигменты, наилучшие белые субстраты для нанесения печати получаются при использовании непрозрачных покровных композиций, которые содержат от 10% до 80% масс.[% масс., в пересчете на общую массу непрозрачной покровной композиции] белого пигмента. Такие белые пигменты в большинстве случаев являются неорганическими пигментами, например, силикатами алюминия (например, каолин, иначе известный как китайская глина), карбонатом кальция (например, мел), диоксидом титана, гидроксидом алюминия, карбонатом бария, сульфатом бария или сульфатом кальция (например, гипс) либо смесями перечисленного.

Связующими в пигментированных покровных композициях могут быть любые из связующих, традиционно использующихся в бумажной промышленности для производства покровных композиций, и могут состоять из одного связующего или из смеси первичного и вторичного связующих. Основным или первичным связующим предпочтительно является синтетический латекс, в типичных случаях стирол- бутадиеновый, винилацетатный, стирол-акриловый, винил-акриловый или этиленвинилацетатный полимер. Вторичным связующим может быть, например, крахмал, карбоксиметилцеллюлоза, казеин, соевые полимеры или поливиниловый спирт.

Основное или первичное связующее используется в типичных случаях в количестве от 5 до 25% масс.[% масс. в пересчете на общую массу белого пигмента]. Вторичное связующее используется в типичных случаях в количестве от 0,1 до 10% масс.[% масс. в пересчете на общую массу белого пигмента]; однако крахмал используется в типичных случаях в количестве от 3 до 10% масс.[% масс. в пересчете на общую массу белого пигмента].

Концентрированные стабильные в хранении водные растворы (S) могут использоваться в количестве, определяемом количеством компонента (а), а именно - от 0,01 до 3% масс., предпочтительно - от 0,05 до 2% масс.[% масс., в пересчете на массу белого пигмента].

Концентрированные стабильные в хранении водные растворы (S), содержащие оптические отбеливающие агенты формулы (1), имеют то преимущество, что они несут более низкий анионный заряд по сравнению с аналогичными соединениями упомянутой выше заявки Японии Kokai 62-106965.

Неожиданно было установлено, что оптические отбеливающие агенты формулы (1) обладают также более высокой растворимостью в воде, чем аналогичные соединения, в которых ди-n-пропиламинорадикалы соединений формулы (1) замещены ди-n-этиламино-или ди-n-бутиламинорадикалами, что подтверждается примерами в патентах СН 532 686 и US 4 466 900.

Неожиданно было установлено, что концентрированные стабильные в хранении водные растворы (S) показывают лучшую способность к нанесению на субстрат по сравнению с аналогичными соединениями упомянутой выше заявки Японии Kokai 62-106965.

Следующие примеры более подробно объяснят настоящее изобретение. Если не указывается что-либо иное, то под "%" и "частями" подразумеваются % масс., и части по массе.

Осуществление изобретения

Примеры

Пример приготовления 1

520,2 частей мононатриевой соли анилин-2,5-дисульфоновой кислоты добавляются к 900 частям воды и растворяются с помощью примерно 295,1 частей водного раствора гидроксида натрия [30% (масс./масс.)] при примерно 25°С и рН примерно от 8 до 9. Полученный таким путем раствор добавляется в течение примерно 30 минут к 331,9 частям цианурхлорида, диспергированного в 405 частях воды и 630 частях льда. Температура поддерживается на уровне ниже 5°С с помощью ледяной/водяной бани, а рН поддерживается на уровне примерно от 4 до 5 с помощью примерно 504,1 частей водного раствора карбоната натрия [20% масс./масс.]. По окончании добавления рН повышается до примерно 6 с использованием около 35,1 частей водного раствора карбоната натрия [20% масс./масс.], и перемешивание продолжается при температуре примерно от 0°С до 5°С до тех пор, пока реакция не закончится. Затем к реакционной смеси добавляются 151,2 части бикарбоната натрия. После этого в реакционную смесь по каплям вводится водный раствор, полученный растворением под азотом 333,4 частей 4,4′-диаминостильбен-2,2′-дисульфоновой кислоты в 1240 частях воды с помощью примерно 235,8 частей водного раствора гидроксида натрия [30% масс./масс.] при температуре примерно от 45°С до 50°С и величине рН примерно от 8 до 9. Общая смесь вымешивается при температуре примерно от 45°С до 50°С до завершения реакции. Полученная водная смесь содержит соединение формулы (5) в концентрации 0,161 моль/кг смеси.

Пример приготовления 2а

К 1234,5 частям водной смеси, содержащей соединение формулы (5) и полученной согласно примеру приготовления 1, добавляются 42,5 части ди-n-пропиламина. Смесь перемешивается в обратном потоке в течение 2 часов при поддержании рН на уровне от 8 до 9 добавлением водного раствора гидроксида натрия [30% масс./масс.]. Полученный таким путем водный раствор охлаждается до температуры от 60°С до 65°С и фильтруется. Вода добавляется к фильтрату или удаляется дистилляцией с получением концентрированного стабильного в хранении водного раствора 2а, содержащего соединение формулы (6) в концентрации 0,150 моль/кг готового концентрированного стабильного в хранении водного раствора для оптического отбеливания 2а (20,4% масс. в пересчете на общую массу готового концентрированного стабильного в хранении водного раствора для оптического отбеливания 2а) и примерно 5,3% масс.(% масс. в пересчете на общую массу готового концентрированного стабильного в хранении водного раствора для оптического отбеливания 2а) хлорида натрия. Полученный концентрированный стабильный в хранении водный раствор для оптического отбеливания 2а имеет рН от 8 до 9 и не показывает признаков осаждения спустя 2 недели хранения при 5°С.

Пример приготовления 2b

Концентрированный стабильный в хранении водный раствор для оптического отбеливания 2b готовится путем смешивания вместе

- концентрированного водного раствора для оптического отбеливания, содержащего соединение формулы (6) и приготовленного согласно примеру приготовления 2а, и

- полиэтиленгликоля, имеющего среднюю молекулярную массу (СММ) 1500,

в условиях нагревания до температуры от 90 до 95°С. Количество частей каждого компонента подбирается таким образом, чтобы получить готовый концентрированный стабильный в хранении водный раствор для оптического отбеливания 2b, содержащий соединение формулы (6) в концентрации 0,150 моль/кг готового концентрированного стабильного в хранении водного раствора для оптического отбеливания 2b и 6% масс., полиэтиленгликоля с СММ 1500 [% масс. в пересчете на общую массу готового концентрированного стабильного в хранении водного раствора для оптического отбеливания 2b]. Для обеспечения желательной концентрации каждого компонента в готовом концентрированном стабильном в хранении водном растворе для оптического отбеливания 2b вода либо добавляется, либо удаляется дистилляцией. Концентрированный стабильный в хранении водный раствор для оптического отбеливания 2b имеет рН от 8 до 9 и содержит примерно 5,3% масс.[% масс., в пересчете на общую массу готового концентрированного стабильного в хранении водного раствора для оптического отбеливания 2b] хлорида натрия. Концентрированный стабильный в хранении водный раствор для оптического отбеливания 2b, полученный по описанной методике, не показывает признаков осаждения спустя 2 недели хранения при 5°С.

Сравнительный пример 2с

Соединение формулы (6а) получают в виде порошка по такой же методике, какая описана в примере 6 из СН 532686, при этом анионные заряды на оптическом отбеливателе уравновешиваются катионами Na⁺и/или К⁺.

Наряду с соединением формулы (6а), порошок содержит 1,9% масс., катиона натрия, 7,5% масс., катиона калия, 5,1% масс., аниона хлорида и 1,3% масс., воды [% масс. в пересчете на общую массу готового полученного порошка].

Водная смесь, содержащая соединение формулы (6а) в концентрации 0,150 моль/кг, приготовляется путем добавления порошка, содержащего соединение формулы (6а) и полученного, как описано в примере 6 из СН 532686, в воду и перемешивания в течение 1 часа.

(Фото 1, см. Приложение).

Сравнительный пример 3

Водный раствор для оптического отбеливания 3, содержащий соединение формулы (7) в концентрации 0,150 моль/кг готового водного раствора для оптического отбеливания 3 (19,6% масс., в пересчете на общую массу готового водного раствора для оптического отбеливания 3) и примерно 5,3% масс.[% масс., в пересчете на общую массу готового водного раствора для оптического отбеливания 3] хлорида натрия, получают по такой же методике, какая описана в примере приготовления 2а, с той лишь разницей, что вместо 42,5 частей ди-n-пропиламина используют 30,7 частей диэтиламина. Полученный таким путем водный раствор для оптического отбеливания 3 имеет рН от 8 до 9 и показывает признаки осаждения в течение от 0 до 4 дней хранения при 5°С.

Сравнительный пример 4

Водный раствор для оптического отбеливания 4, содержащий соединение формулы (8) в концентрации 0,150 моль/кг готового водного раствора для оптического отбеливания 4 (21,3% масс., в пересчете на общую массу готового водного раствора для оптического отбеливания 4) и примерно 5,3% масс.[% масс., в пересчете на общую массу готового водного раствора для оптического отбеливания 4] хлорида натрия, получают по такой же методике, какая описана в примере приготовления 2а, с той лишь разницей, что вместо 42,5 частей ди-n-пропиламина используют 54,3 части ди-n-бутиламина. Полученный таким путем водный раствор для оптического отбеливания 4 имеет рН от 8 до 9 и показывает признаки осаждения в течение от 0 до 4 дней хранения при 5°С.

Сравнительный пример 5a

Водный раствор для оптического отбеливания 5a, содержащий соединение формулы (9) в концентрации 0,150 моль/кг готового водного раствора для оптического отбеливания 5a (22,7% масс. в пересчете на общую массу готового водного раствора для оптического отбеливания 5a) и примерно 5,3% масс.[% масс. в пересчете на общую массу готового водного раствора для оптического отбеливания 5a] хлорида натрия, получают по такой же методике, какая описана в примере приготовления 2а, с той лишь разницей, что вместо 42,5 частей ди-n-пропиламина используют 55,9 частей L-аспарагиновой кислоты. Полученный таким путем водный раствор для оптического отбеливания 5а имеет рН от 8 до 9 и показывает признаки осаждения спустя 2 недели хранения при 5°С.

Сравнительный пример 5b

Водный раствор для оптического отбеливания 5b готовится путем смешивания вместе

- водного раствора, содержащего соединение формулы (9) и приготовленного согласно примеру приготовления 5 а, и

- полиэтиленгликоля, имеющего среднюю молекулярную массу (СММ) 1500,

в условиях нагревания до температуры от 90°С до 95°С. Количество частей каждого компонента подбирается таким образом, чтобы получить готовый водный раствор для оптического отбеливания 5b, содержащий соединение формулы (9) в концентрации 0,150 моль/кг готового водного раствора для оптического отбеливания 5b, и 6% масс., полиэтиленгликоля с СММ 1500 [% масс., в пересчете на общую массу готового водного раствора для оптического отбеливания 5b]. Для обеспечения желательной концентрации каждого компонента в готовом водном растворе для оптического отбеливания 5b вода либо добавляется, либо удаляется дистилляцией. Водный раствор для оптического отбеливания 5b имеет рН от 8 до 9 и содержит примерно 5,3% масс.[% масс., в пересчете на общую массу готового водного раствора для оптического отбеливания 5b] хлорида натрия. Водный раствор для оптического отбеливания 5b, полученный по вышеописанной методике, не показывает признаков осаждения спустя 2 недели хранения при 5°С.

Сравнительный пример 6а

Водный раствор для оптического отбеливания 6а, содержащий соединение формулы (10), описанное в WO 2006/000573 А1, в концентрации 0,150 моль/кг готового водного раствора для оптического отбеливания 6а (19,6% масс., в пересчете на общую массу готового водного раствора для оптического отбеливания 6а) и примерно 5,3% масс.[% масс. в пересчете на общую массу готового водного раствора для оптического отбеливания 6а] хлорида натрия, получают по такой же методике, какая описана в примере приготовления 2а, с той лишь разницей, что вместо 42,5 частей ди-n-пропиламина используют 30,7 частей N-метил-N-изопропиламина. Полученный таким путем водный раствор для оптического отбеливания 6а имеет рН от 8 до 9 и показывает признаки осаждения в течение от 1 до 5 дней хранения при 5°С.

Сравнительный пример 6b

Водный раствор для оптического отбеливания 6b готовится путем смешивания вместе

- водного раствора, содержащего соединение формулы (10) и приготовленного согласно сравнительному примеру 6а, и

- полиэтиленгликоля, имеющего среднюю молекулярную массу (СММ)1500,

в условиях нагревания до температуры от 90°С до 95°С. Количество частей каждого компонента подбирается таким образом, чтобы получить готовый водный раствор для оптического отбеливания 6b, содержащий соединение формулы (10) в концентрации 0,150 моль/кг готового водного раствора для оптического отбеливания 6b, и 6% масс. полиэтиленгликоля с СММ 1500 [% масс. в пересчете на общую массу готового водного раствора для оптического отбеливания 6b]. Для обеспечения желательной концентрации каждого компонента в готовом водном растворе для оптического отбеливания 6b вода либо добавляется, либо удаляется дистилляцией. Водный раствор для оптического отбеливания 6b имеет рН от 8 до 9 и содержит примерно 5,3% масс.[% масс. в пересчете на общую массу готового водного раствора для оптического отбеливания 6b] хлорида натрия. Водный раствор для оптического отбеливания 6b, полученный по описанной методике, показывает признаки осаждения в течение 1 недели хранения при 5°С.

Пример применения 2а и сравнительный пример применения 5а Растворы для проклейки готовятся путем добавления одного из водных растворов для оптического отбеливания, содержащих

- соединение формулы (6) и приготовленных согласно примеру приготовления 2а и

- соединение формулы (9) и приготовленных согласно сравнительному примеру 5 а, соответственно, в диапазоне концентраций от 0 до 80 г/л (от 0 до примерно 20 г/л в пересчете на сухой оптический отбеливатель), к смешанному водному раствору, содержащему хлорид кальция (30 г/л) и анионный картофельный крахмал (50 г/л) [Perfectamyl А4692 от AVEBE В.А.] при 60°С.Раствору для проклейки дают время для охлаждения, а затем заливают его между вращающимися валиками лабораторного клеильного пресса и наносят на лист реализуемой на рынке проклеенной клеем AKD (алкилкетендимер), отбеленной бумаги-основы массой 75 г/м². Обработанная бумага подвергается сушке в течение 5 минут при 70°С в планшетной сушилке. Высушенной бумаге дают время для кондиционирования, после чего измеряют ее белизну по CIE и значения а* и b* на откалиброванном спектрофотометре Auto Elrepho. Результаты представлены в таблице 1 и таблице 2, соответственно, и наглядно показывают высокую степень белизны и улучшенное распределение оттенка, обеспечиваемые настоящим изобретением.

Таблица 1 Белизна по CIE Раствор ОВА [г/л] Примеры   2а 5а 0 104,3 104,3 20 135,2 134,3 40 139,9 138,6 60 141,2 137,8 80 143,1 135,2

Таблица 2 Значения а* и b* в системе CIELAB Раствор ОВА [г/л] Примеры   2а 5а   а* b* а* b* 0 1,19 -3,59 1,19 -3,59 20 2,36 -9,95 2,30 -9,89 40 2,65 -10,18 2,01 -10,73 60 2,55 -11,40 1,53 -10,49 80 2,61 -11,82 0,92 -9,77

Пример применения 2b и сравнительный пример применения 5b

Растворы для проклейки готовятся путем добавления одного из водных растворов для оптического отбеливания, содержащих

- соединение формулы (6) и приготовленных согласно примеру приготовления 2b и

- соединение формулы (9) и приготовленных согласно сравнительному примеру 5b, соответственно, в диапазоне концентраций от 0 до 80 г/л (от 0 до примерно 20 г/л в пересчете на сухой оптический отбеливатель), к смешанному водному раствору, содержащему хлорид кальция (30 г/л) и анионный картофельный крахмал (50 г/л) [Perfectamyl А4692 от AVEBE В.А.] при 60°С. Раствору для проклейки дают время для охлаждения, а затем заливают его между вращающимися валиками лабораторного клеильного пресса и наносят на лист реализуемой на рынке проклеенной клеем AKD (алкилкетендимер), отбеленной бумаги-основы массой 75 г/м². Обработанная бумага подвергается сушке в течение 5 минут при 70°С в планшетной сушилке. Высушенной бумаге дают время для кондиционирования, после чего измеряют ее белизну по CIE и значения а* и b* на откалиброванном спектрофотометре Auto Elrepho. Результаты представлены в таблице 3 и таблице 4, соответственно, и наглядно показывают высокую степень белизны и улучшенное распределение оттенка, обеспечиваемые настоящим изобретением.

Таблица 3 Белизна по CIE Раствор ОВА [г/л] Примеры   2b 5b 0 104,3 104,3 20 137,3 136,1 40 141,5 139,9 60 143,5 138,2 80 144,5 136,8

Таблица 4 Значения а* и b* в системе CIELAB Раствор ОВА [г/л] Примеры   2b 5b   а* b* а* b* 0 1,19 -3,59 1,19 -3,59 20 2,83 -10,67 2,35 -10,29 40 2,87 -11,11 2,03 -11,01 60 3,03 -11,99 1,53 -10,51 80 2,93 -12,15 1,11 -10,13

Пример применения 3

Готовят покровную композицию, содержащую 70 частей мела (реализуется на рынке под торговым названием Hydrocarb 90 от OMYA), 30 частей глины (реализуется на рынке под торговым названием Kaolin SPS от IMERYS), 42,8 частей воды, 0,6 частей диспергатора (натриевая соль полиакриловой кислоты, реализуемая на рынке под торговым названием Polysalz S от BASF), 20 частей 50%-ного латекса (сополимер стирола-бутадиена, реализуемый на рынке под торговым названием DL 921 от Dow) и 8 частей 10% масс. водного раствора поливинилового спирта (0,8 части сухого поливинилового спирта) и имеющую степень гидролиза 98% - 99% и вязкость по Брукфилду от 4,0 до 5,0 МПа·с (4% водный раствор при 20°С). Содержание сухого вещества в покровной композиции регулируют примерно до 65% добавлением воды, а рН устанавливают на уровне 8 - 9 с помощью гидроксида натрия.

Водные растворы для оптического отбеливания 2а, 2b, 5а и 5b, приготовленные, как описано соответственно в примерах приготовления 2а и 2b и сравнительных примерах 5а и 5b, добавляют в диапазоне концентраций от 0,8% до 2,0% масс., сухого вещества к вымешанной покровной композиции. Затем наносят эту покровную композицию на лист реализуемой на рынке белой бумаги-основы с нейтральной проклейкой (масса 75 г/м) с помощью автоматического проволочного приспособления для нанесения покрытий, отрегулированного на стандартную скорость и стандартную нагрузку на приспособление. Бумагу с нанесенным покрытием сушат в течение 2 минут в потоке горячего воздуха. Высушенной бумаге дают время для кондиционирования, после чего измеряют ее белизну по CIE и значения а* и b* в системе CIELAB на откалиброванном спектрофотометре Auto Elrepho. Результаты представлены в таблице 5 и таблице 6, соответственно, и наглядно показывают высокую степень белизны и улучшенное распределение оттенка, обеспечиваемые настоящим изобретением.

Таблица 5 Белизна по CIE Концентрация растворов ОВА в пересчете на массу сухого вещества (%) Примеры Сравнительные примеры   2а 2b 5а 5b 0 88,7 88,7 88,7 88,7 0,8 116,1 116,3 116,0 116,3 1,2 119,3 120,7 118,4 120,4 1,6 121,5 123,0 118,2 121,5 2,0 122,1 124,2 116,6 122,5

Таблица 6 Значения а* и b* в системе CIELAB Концентрация растворов ОВА в пересчете на массу сухого вещества (%) Примеры Сравнительные примеры   2а 2b 5а 5b   а* b* а* b* а* b* а* b* 0 0,23 0,20 0,23 0,20 0,23 0,20 0,23 0,20 0,8 1,83 -5,61 1,85 -5,75 1,57 -5,61 1,68 -5,73 1,2 1,98 -6,37 2,07 -6,69 1,41 -6,05 1,68 -6,52 1,6 2,00 -6,83 2,16 -7,17 0,91 -5,90 1,47 -6,70 2,0 1,90 -6,92 2,15 -7,40 0,42 -5,47 1,13 -6,64

Пример применения 4

Растворы для проклейки готовятся путем добавления одной из водных смесей для оптического отбеливания, содержащей

- соединение формулы (6а) и приготовленной согласно сравнительному примеру 2 с

и

- соединение формулы (6) и приготовленной согласно примеру приготовления 2а, соответственно, в диапазоне концентраций от 0 до 60 г/л (от 0 до примерно 20 г/л в пересчете на сухой оптический отбеливатель), к смешанному водному раствору, содержащему анионный картофельный крахмал (50 г/л) [Perfectamyl А4692 от AVEBE В.А.] при 60°С. Раствору для проклейки дают время для охлаждения, а затем заливают его между вращающимися валиками лабораторного клеильного пресса и наносят на лист реализуемой на рынке проклеенной клеем AKD (алкилкетендимер), отбеленной бумаги-основы массой 75 г/м². Обработанную бумагу сушат в течение 5 минут при 70°С в планшетной сушилке.

Высушенной бумаге дают время для кондиционирования, после чего измеряют ее белизну по CIE на откалиброванном спектрофотометре Auto Elrepho. Результаты представлены в таблице 7 и наглядно показывают достижение высокой степени белизны, обеспечиваемое настоящим изобретением.

Таблица 7 Белизна по CIE Раствор ОВА [г/л] Примеры   2а 2с 0 101,2 101,2 10 121,7 121,7 20 130,4 128,9 30 135,0 133,3 40 137,8 135,6 60 141,2 139,0

Изобретение относится к концентрированному стабильному в хранении водному раствору (S), содержащему компоненты (а), (b) и (с), где компонент (а) является по меньшей мере одним оптическим отбеливающим агентом формулы (1),

в которой анионный заряд на отбеливателе уравновешивается катионным зарядом, создаваемым одним или более катионами, выбранными из группы, состоящей из водорода, катиона щелочного металла, катиона щелочноземельного металла, аммония, аммония, который является одно-, двух- или трехзамещенным С_1-4 линейным или разветвленным алкильным радикалом, и аммония, который является одно-, двух- или трехзамещенным С_1-4 линейным или разветвленным гидроксиалкильным радикалом, и концентрация компонента (а) составляет от 0,08 до 0,3 моль/кг в пересчете на общую массу концентрированного стабильного в хранении водного раствора (S); компонент (b) является по меньшей мере одной неорганической солью (SA) и его концентрация составляет от 2 до 15% масс. в пересчете на общую массу концентрированного стабильного в хранении водного раствора (S), где предпочтительно соли (SA) являются побочными продуктами производственного процесса и компонент (с) является водой, и его концентрация составляет от 10 до 88% масс. в пересчете на общую массу концентрированного стабильного в хранении водного раствора (S). Изобретение также относится к способу получения концентрированного стабильного в хранении водного раствора (S), к способу применения его в качестве оптического отбеливающего агента для отбеливания целлюлозных субстратов, тканей или нетканых материалов, к раствору или суспензии для проклейки при обработке бумаги и к пигментированной покровной композиции, содержащим раствор (S). 5 н. и 18 з.п. ф-лы, 1 фото, 7 табл., 14 пр.

1. Концентрированный стабильный в хранении водный раствор (S), содержащий компоненты (а), (b) и (с), где
компонент (а) является по меньшей мере одним оптическим отбеливающим агентом формулы (1)

в которой анионный заряд на отбеливателе уравновешивается катионным зарядом, создаваемым одним или более катионами, выбранными из группы, состоящей из водорода, катиона щелочного металла, катиона щелочноземельного металла, аммония, аммония, который является одно-, двух- или трехзамещенным С_1-4 линейным или разветвленным алкильным радикалом, и аммония, который является одно-, двух- или трехзамещенным С_1-4 линейным или разветвленным гидроксиалкильным радикалом, и концентрация компонента (а) составляет от 0,08 до 0,3 моль/кг в пересчете на общую массу концентрированного стабильного в хранении водного раствора (S);
компонент (b) является по меньшей мере одной неорганической солью (SA) и его концентрация составляет от 2 до 15% масс. в пересчете на общую массу концентрированного стабильного в хранении водного раствора (S), где предпочтительно соли (SA) являются побочными продуктами производственного процесса и
компонент (с) является водой, и его концентрация составляет от 10 до 88% масс. в пересчете на общую массу концентрированного стабильного в хранении водного раствора (S).

2. Концентрированный стабильный в хранении водный раствор (S) по п.1, характеризующийся тем, что он содержит дополнительно полиэтиленгликоль в количестве от 2 до 40% масс. в пересчете на общую массу концентрированного стабильного в хранении водного раствора (S).

3. Концентрированный стабильный в хранении водный раствор (S) по п.1, характеризующийся тем, что он содержит дополнительно поливиниловый спирт в количестве от 0,01 до 10% масс. в пересчете на общую массу концентрированного стабильного в хранении водного раствора (S).

4. Концентрированный стабильный в хранении водный раствор (S) по п.1, характеризующийся тем, что анионный заряд на отбеливателе формулы (1) уравновешивается катионным зарядом, создаваемым одним или более катионами, выбранными из группы, состоящей из Li⁺, Na⁺, К⁺, Са⁺, Mg⁺ и аммония, который является одно-, двух- или трехзамещенным С_1-4 линейным или разветвленным гидроксиалкильным радикалом.

5. Концентрированный стабильный в хранении водный раствор (S) по п.1, характеризующийся тем, что концентрация компонента (а) составляет от 0,08 до 0,2 моль/кг концентрированного стабильного в хранении водного раствора (S), более предпочтительно от 0,09 до 0,18 моль/кг.

6. Концентрированный стабильный в хранении водный раствор (S) по п.1, характеризующийся тем, что концентрация неорганической соли (SА)/компонента (b) составляет от 2,5% до 14% масс., более предпочтительно от 2,5 до 12% масс., в пересчете на общую массу концентрированного водного раствора (S) и что соли (SA) являются побочными продуктами производственного процесса.

7. Концентрированный стабильный в хранении водный раствор (S) по любому из предшествующих пунктов, характеризующийся тем, что неорганические соли (SA) являются солями щелочных металлов и солями щелочноземельных металлов, предпочтительно солями лития, натрия, калия, кальция или магния, либо смесью указанных соединений.

8. Способ получения концентрированного стабильного в хранении водного раствора (S) по п.1 ступенчатой реакцией цианургалогенида с
а) амином формулы (2)

в форме свободной кислоты, частичной или полной соли,
б) диамином формулы (3)

в форме свободной кислоты, частичной или полной соли
и
в) ди-n-пропиламином формулы (4)

в присутствии воды и с использованием основания (В).

9. Способ по п.8, в котором в качестве цианургалогенида используют фторид, хлорид или бромид.

10. Способ по п.8, в котором цианургалогенид суспендируют в воде или в водно-органической среде.

11. Способ по п.8, в котором ароматические амины (2) и (3) реагируют в стехиометрических количествах или при незначительном избытке, а ди-n-пропиламин (4) используют в избытке порядка от 0,1% до 30% по сравнению со стехиометрическим количеством.

12. Способ по п.8, в котором первую стадию реакции проводят при температуре от 0°С до 20°С, вторую стадию реакции проводят при температуре от 20°С до 60°С и третью стадию реакции проводят при температуре от 60°С до 102°С.

13. Способ по п.8, в котором первую стадию реакции проводят в условиях от кислотных до нейтральных, вторую стадию реакции проводят в условиях от слабокислотных до слабощелочных и третью стадию реакции проводят в условиях от слабокислотных до щелочных.

14. Способ по любому из предшествующих пп. 8-13, в котором основание (В) является гидроксидом щелочного металла или гидроксидом щелочноземельного металла, карбонатом или бикарбонатом, либо алифатическим третичным амином, либо комбинацией перечисленного.

15. Способ применения концентрированного стабильного в хранении водного раствора (S) по любому из предшествующих пп. 1-7 в качестве оптического отбеливающего агента для отбеливания целлюлозных субстратов, тканей или нетканых материалов.

16. Способ по п.15, в котором раствор (S) применяют в количестве от 0,01 до 2,5% масс. в пересчете на массу целлюлозного материала в случае его использования для оптического отбеливания тканей и нетканых материалов.

17. Способ по п.15 или 16, в котором раствор (S) применяют для обработки бумаги в клеильном прессе, растворах или суспензиях для проклейки в концентрации от 0,5 до 125 граммов/литр раствора или суспензии для проклейки.

18. Раствор или суспензия для проклейки при обработке бумаги, содержащий концентрированный стабильный в хранении раствор (S) по любому из предшествующих пп. 1-7.

19. Раствор или суспензия для проклейки по п.18, в котором раствор (S) содержится в концентрации от 0,5 до 125 граммов/литр раствора или суспензии для проклейки.

20. Раствор для проклейки по п.18, который дополнительно содержит один или более связующих агентов, выбранных из следующей группы: нативный крахмал, ферментативно модифицированный крахмал, химически модифицированный крахмал или их смеси.

21. Раствор для проклейки по п.18, дополнительно содержащий соль двухвалентного металла или смесь солей двухвалентных металлов, которые отличаются от соли (SA).

22. Раствор для проклейки по любому из предшествующих пп. 18-21, дополнительно содержащий одно или более связующих, воду и необязательно другие оптические отбеливатели, которые структурно отличаются от формулы (1).

23. Пигментированная покровная композиция, содержащая концентрированный стабильный в хранении раствор (S) по любому из предшествующих пп. 1-7.