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DE2263968C3 - Verfahren zur Herstellung von nichtstaubenden oder praktisch nichtstaubenden Farbstoffkörnern - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von nichtstaubenden oder praktisch nichtstaubenden Farbstoffkörnern

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DE2263968C3
DE2263968C3 DE2263968A DE2263968A DE2263968C3 DE 2263968 C3 DE2263968 C3 DE 2263968C3 DE 2263968 A DE2263968 A DE 2263968A DE 2263968 A DE2263968 A DE 2263968A DE 2263968 C3 DE2263968 C3 DE 2263968C3
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DE
Germany
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dye
fluidized bed
preparation
dusting
drying
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DE2263968A
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Hans-Jochen 6700 Ludwigshafen Beyse
Peter Dr. Thoma
Heinz Dr. 6710 Schauernheim Thomae
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BASF SE
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BASF SE
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Publication date
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Priority to NL7317620A priority patent/NL7317620A/xx
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Priority to JP48144623A priority patent/JPS5753383B2/ja
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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B67/00—Influencing the physical, e.g. the dyeing or printing properties of dyestuffs without chemical reactions, e.g. by treating with solvents grinding or grinding assistants, coating of pigments or dyes; Process features in the making of dyestuff preparations; Dyestuff preparations of a special physical nature, e.g. tablets, films
    • C09B67/0071—Process features in the making of dyestuff preparations; Dehydrating agents; Dispersing agents; Dustfree compositions
    • C09B67/0092—Dyes in solid form
    • C09B67/0095—Process features in the making of granulates

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von nichtstaubenden oder praktisch nichtstaubenden Farbstoffkörnern aus wäßrigen Farbstoffzubereitungen, welche hochdispergierte Küpen- oder Dispersionsfarbstoffe enthalten, im Wirbelbett.
Zum Trocknen von dispergierten wäßrigen Farbstoffzubereitungen haben sich neben den schon seit langem bekannten Vakuum- oder Umlufttrockenschränken oder Schaufeltrocknern, mit denen nur ein diskontinuierliches Trocknen möglich ist, in zunehmendem Maße solche Trockenapparate wie Band- oder Walzentrockner, Mahltrockner, Dünnschichtkontakttrockner und vor allem Zerstäubungstrockner durchgesetzt, in denen der Trockenprozeß kontinuierlich durchgeführt werden kann. Zur Trocknung empfindlicher Zubereitungen wurde in der letzten Zeit auch die aufwendige und daher teuere Gefriertrocknung angewendet.
Die wäßrigen Farbstoffzubereitungen, die hochdispergierte wasserunlösliche Farbstoffe enthalten und die heute zur Herstellung der Handelsformen der Küpen- und Dispersionsfarbstoffe verwendet werden, können vorteilhaft durch Zerstäubungstrocknung bei Temperaturen z. B. von unterhalb 1000C getrocknet werden, wobei pulverförmige bis perlförmige Produkte erhalten werden, in denen die in der wäßrigen Zubereitung vorhandene Feinverteilung des Farbstoffs erhalten geblieben ist. Aus diesem Grund hat sich der Zerstäubungstrockner in seinen verschiedenen Formen, z. B. mit Ein- oder Zweistoffdüsen oder mit Tellerzerstäubung zur Trocknung dieser empfindlichen Farbstoffzubereitungen eingeführt.
Ein Nachteil aller bisher bekannten Trocknungsapparate liegt darin, daß das erhaltene getrocknete Produkt aus einem Gemisch von groben und feinen Anteilen besteht und deshalb die erhaltenen stückigen Produkte stark stauben. Von der verarbeitenden Industrie werden jedoch staubfreie bzw. staubarme Farbstoffe und Farbstoffzubereitungen verlangt, um Belästigungen des Bedienungspersonals und Verunreinigungen innerhalb der Betriebsräume zu vermeiden. Einige Farbstoffhersteller sind deshalb dazu übergegangen, die Farbstoffe in Form von Granulaten, in Kapseln oder Tabletten herzustellen. Die Herstellung solcher Formen ist jedoch aufwendig und daher teuer. Ein weiterer Nachteil dieser Formen liegt darin, daß diese Farbstoffzubereitungen in Wasser nur schwierig wieder vollständig redispergierbar sind, so daß hochdispergierte Farbstoffe, wie sie für die Färbung mit Küpen- und Dispersionsfarbstoffen erforderlieh sind, in der Regel nicht in den genannten Formen auf dem Markt anzutreffen sind.
Um die Staubneigung der in Pulverform vorliegenden hochdispergierten Farbstoffzubereitungen zu vermindern, werden den durch Zerstäubungstrocknung erhaltenen Farbstoff pulvern zum Teil Entstaubungsmittel wie öle zugesetzt Viele der hochdispergierten pulverförmigen Farbstoffzubereitungen werden heute in dieset Form auf den Markt gebracht Diese Zubereitungsform hat jedoch den Nachteil, daß sich nicht alle Farb- stoffe auf diesem Wege so staubarm machen lassen, wie es gewünscht wird. Die Anwendung von Entstaubungsmitteln hat oft den Nachteil, daß die Feinverteilung der Farbstoffe in der Zubereitung verschlechtert werden kann oder daß bei längerem Lagern ein Verlust der nichtstaubenden Eigenschaften auftreten kann. Weiterhin ist nachteilig, daß die entstaubten Zubereitungen häufig beim Einrühren in Wasser zum Verklumpen neigen, was nur durch intensives Rühren behoben werden kann. Bei Nichtbeachtung dieser Fehlerquelle können Störungen beim Färben und/oder Bedrucken auftreten. Im Zerstäubungstrockner kann die Trocknung auch so durchgeführt werden, daß das getrocknete Gut zu einem Teil in Form von kleinen nichtstaubenden Perlen anfällt, die auch »grains« genannt werden. Gleichzeitig fällt jedoch stets auch ein Anteil an sehr feinem staubenden Pulver an, das von den Perlen z. B. durch Sieben entfernt werden muß. Das abgesiebte Pulver wird entweder in herkömmlicher Weise entstaubt oder nach dem Anrühren mit Wasser wieder über einen Zerstäubungstrockner zu Perlen getrocknet. Letzteres Verfahren ist jedoch wegen der Rückführung und dem mehrmaliger. Anfeuchten und Trocknen des hochdispergierten Farbstoffs mit zusätzlichen Trockenkosten verbunden. Außerdem wird wegen des mehrmaligen Erwärmens in Gegenwart von Wasser die Feinverteilung bei solchen Zubereitungen verschlechtert.
Außerdem haben die so erhaltenen Perlen noch den Nachteil, daß sie mechanisch nicht genügend stabil sind, weshalb auf längeren Transporten durch gegenseitiges Abreiben staubende Anteile entstehen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, für die sehr empfindlichen hor'idispergierten Farbstoffzubereitungen von Küpen- oder Dispersionsfarbstoffen ein Trocknungsverfahren unter Erhalt der Feinverteilung mit hohen Raum-Zeit-Ausbeuten zu finden, bei dem das Trocknungsprodukt in Form von mechanisch stabilen Körnern erhalten wird und welches die geschilderten Nachteile der bekannten Trocknungsverfahren nicht aufweist.
Es wurde gefunden, daß man nichtstaubende oder praktisch nichtstaubende Körner von Farbstoffzubereitungen von in Wasser unlöslichen Farbstoffen erhält, wenn man eine Ligninsulfonat und/oder Kondensationsprodukte auf der Basis Naphthalinsulfonsäure und Formaldehyd enthaltende wäßrige Zubereitung eines hochdispergierten Küpen- oder Dispersionsfarbstoffs in ein Wirbelbett aus pulvrigem Farbstoff, Dispergiermittel oder aus deren Gemisch sprüht.
Am Austrag des Wirbelbetts erhält man massive Körner, die mechanisch fest sind, so daß auch bei sehr langem Aneinanderreihen kein oder praktisch kein Farbstoff abgerieben wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird so durchgeführt, daß man in ein Wirbelbett — auch Wirbelschicht genannt — das z. B. pulvrigen, staubenden Farbtoff enthält, z. B. mittels Düsen die wäßrige hochdispergierte Zubereitung in das Pulver sprüht Die Düsen sind in der Regel so angeordnet, daß sich die Mündungen innerhalb der Wirbelschicht befinden. Zweckmäßigerweise liegt die Ausströmrichtung der Düsen in Richtung auf die Mitte des Wirbelbetts. Voraussetzung für ein Wachsen der Wirbelschicht ist dabei, daß die aus der eingedüsten Dispersion entstehenden Teilchen auf die im Wirbelbett befindlichen Teilchen aufkleben. Als verklebend wirkende Verbindungen dienen die in den Zubereitungen enthaltenen und zur Herstellung der hochdispergierten Zubereitungen erforderlichen Dispergiermittel.
Die Mengen an den verklebend wirkenden Mitteln können innerhalb weiter Grenzen schwanken. Die obere Grenze ist durch das reine verklebend wirkende Mittel gegeben, die untere Grenze wird von dem zu trocknenden System aus Farbstoff-Dispergiermittel-Wasser von der Klebewirkung des Dispergiermittels bestimmt. In der Regel wird ein Zusatz von weniger als 5 Gewichtsprozent an Dispergiermittel, bezogen auf den dispergierten Farbstoff, nicht zu mechanisch stabilen wirbelfähigen Körnern führen.
Die Eintrittstemperatur des Gasstroms, der zur Erzeugung der Wirbelschicht und zur Trocknung der eingedüsten Farbstoffzubereitung dient, liegt in der Regel um mehrere 10° C höher als die maximal mögliche Gaseintritstemperatur im Zerstäubungstrockner. Im Zerstäubungstrockner liegen die Gaseintrittstemperaturen im allgemeinen zwischen 70 und 120° C, das Optimum liegt um 90°C. Demgegenüber liegen die Gaseintrittstemperaturen das Trockengases bei dem Verfahren gemäß der Erfindung je nach dem Farbstoff zwischen 35 utid 300, vorzugsweise zwischen 70 und 200°C, ohne daß die Feinverteilung im erhaltenen Trockengut beeinträchtigt wird.
Dieses Ergebnis war nicht zu erwarten, da bei beiden Trocknungsverfahren eine wäßrige Farbstoffzubereitung der gleichen Zusammensetzung getrocknet wird.
Die Größe der nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhaltenen Körner kann dadurch beeinflußt werden, daß das Wirbelgut längere oder kürzere Zeit im Wirbelbett verbleibt. Auf diese Weise ist es möglich, die Korngrößenverteilung so zu lenken, daß ein möglichst großer Anteil des austretenden Wirbelgutes die gewünschte Korngröße aufweist. Der Austrag aus dem Wirbelbett wird einer Klassierung unterworfen, bei der der gewünschte Korngrößenbereich als Nutzfraktion abgetrennt wird. Zu kleine Körner werden direkt, zu große Körner nach einer Zerkleinerung, z. B. in einer Mühle, wieder in das Wirbelbett zurückgeführt und erneut mit Farbstoffdispersion besprüht. Die obere Grenze eines noch gut wirbelfähigen Kornes liegt in der Regel bis etwa 10 mm Durchmesser. Die untere Grenze wird durch die gewünschte Eigenschaft des Nichtstaubens bestimmt. Die Grenze liegt im allgemeinen bei einer unteren Teilchengröße von 0,05 bis 0,1 mm. Die fin' Handelsfarbstoffe verwendete Fraktion, auch als Nützfraktion bezeichnet, liegt im allgemeinen im Bereich von 0,3 bis 10, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 2,3 mm Korndurchmesser.
Um Verluste durch Mitnahme von Staub durch das zur Erzeugung des Wirbelbetts benötigte Gas zu vermeiden, wird zweckmäßigerweise nach dem Wirbelbett ein Filter oder Abscheider eingebaut, in dem die feinen aus dem Wirbelbett mitgerissenen Teilchen abgeschie ■ den werden. Auch diese feinen Teilchen können wieder in das Wirbelbett zurückgeführt werden.
Ein Vorteil des Trocknungsverfahrens gemäß der Erfindung liegt darin, daß die erhaltenen Körner von hochdispergierten Farbstoffzubereitungen zu einem großen
ίο Teil in der gewünschten Größe anfallen und daß das nicht in der gewünschten Form anfallende getrocknete Gut ohne Anfeuchten oder vollständiges Redispergieren in Wasser wieder in das Wirbelbett zurückgeführt werden kann. Auf diese Weise kann das Verfahren kontinuierlich durchgeführt werden, wobei mittels Sieb nur die gewünschte Nutzfraktion erhalten wird und die nicht erwünschten Anteile direkt oder nach Zerkleinerung wieder in das Wirbelbett zurückgeführt werden. Die Korngröße im Wirbelbett wird damit durch das verwendete Sieb und durch die Mühle im Grobgutrücklauf gesteuert.
Das Verfahren gemäß der Erfindung erlaubt eine schonende Trocknung von temperaturempfindlichen wäßrigen Farbstoffzubereitungen bei sehr hoher Raum-Zeit-Ausbeute. Dabei kann in der Regel die Gaseingangstemperatur deutlich höher liegen als im Falle der Trocknung im Spühturm, ohne daß beim Verfahren der vorliegenden Erfindung eine Verschlechterung der Feinverteilung des Farbstoffs im Trockengut eintritt.
Dieses Ergebnis war nicht vorherzusehen, da neben der höheren Temperatur des zur Trocknung und zur Erzeugung des Wirbelbetts eingeführten Gases auch die Verweilzeit der Körner im Wirbelbett in der Regel erheblich größer ist als die Verweilzeit des Trockengutes bei der Trocknung im Sprühturm.
So kann z. B. C. I. Dispersionsorange 13, C I. Nr. 26 080 (Color Index 1972) unter Erhalt der Feinverteilung in einem Wirbelgasstrom mit einer Eintrittstemperatur bis zu 120°C und einer Gasaustrittstemperatur um 40°C zu Körnern getrocknet werden. Führt man dagegen die Trocknung der gleichen wäßrigen Zubereitung im Zerstäubungstrockner durch, so darf die Gaseintrittstemperatur 70°C nicht überschreiten, sonst werden die anwendungstechnischen Eigenschaften des Trocknungsproduktes verschlechtert. Entsprechendes gilt auch für Küpenfarbstoffe; z. B. kann die wäßrige feindispergierte Zubereitung von C. I. Yellow 20, C. I. Nr. 68 420 im Wirbelbett mit Gaseingangstemperaturen bis zu 130 bis 140° C und Gasausgangstemperaturen um 60° C zu Körnern getrocknet werden, die allen coloristischen Anforderungen entsprechen. Demgegenüber darf bei der Zerstäubungstrocknung nur mit einer Gaseingangstemperatur von maximal 70 bis 75°C gearbeitet werden, da sonst ein Trockengut erhalten wird, dessen Feinverteilung für die coloristische Anwendung nicht mehr ausreichend ist.
Ein weiterer Vorteil des Trocknungsverfahrens gemäß dt-'r Erfindung, das auch als Sprühwirbelverfahren bezeichnet wird, liegt darin, daß bei dem Verfahren mit verhältnismäßig hohen Gasgeschwindigkeiten von 0,8 Ws 4,5 'n/sec, vorzugsweise von 1,5 bis 2,5 m/sec gearbeitet vvjrd;d. h., mit einer kleinen Wirbelbettoberfläche We.-Jet1 hohe Gasdurchsätze erreicht. Da außerdem die Höhe des Wirbelbetts im Vergleich zu Sprühtürmen um
b5 den Faktor 6 bis 10 niedriger ist, ergibt sich für das Sprühwirbelverfahren wegen des erhöhten Gasdurchsatzes eine gegenüber dem Sprühturm um den Faktor 25 bis 40 größere Raum-Zeit-Ausbeute. Ein zusätzlicher
Vorteil des Sprühwirbelverfahrens ist darin zu sehen, daß mit relativ niedrigen Gasaustrittstemperaturen von 35 bis 1200C, vorzugsweise von 40 bis 8O0C, gearbeitet werden kann. Dabei kann die Verweilzeit über die Höhe der Wirbelschicht leicht variiert werden. Die Endfeuchte des Trockengutes kann man durch Wahl der Gasaustrittstemperatur leicht auf den gewünschten Wert einstellen.
Zur Herstellung von Farbstoffzubereitungen in trokkener Form hat das Verfahren gemäß der Erfindung noch einen weiteren Vorteil: Man kann die wäßrigen hochdispergierten Farbstoffzubereitungen in konzentrierter Form für die Trocknung verwenden und erst bei der Trocknung gleichzeitig mit der wäßrigen Farbstoffzubereitung pulverförmige Dispergier- oder Verschnitt- is mittel in das Wirbelbett eindüsen. Man erhält so in einem Schritt entsprechend homogene feste Farbstoffzubereitungen mit niedrigeren Gehalten an dem gewünschten Farbstoff.
Die gemäß dem Verfahren der Erfindung erhaltenen Körner haben eine unregelmäßige Form. Die Körner sind massiv und weisen keine Hohlräume auf, wie dies z. B. teilweise bei den durch Zerstäubungstrocknung erhaltenen Kugeln der Fall ist. Bei letzteren treten durch Zerbrechen während des Transports wieder staubende Feinanteile auf. Demgegenüber erfolgt bei den gemäß dem Verfahren der Erfindung erhaltenen Körnern auch bei mehr als 300 000 Umdrehungen in einem Röhnradmischer kein Zerbrechen der Körner oder Abreiben. Das heißt, die nichtstaubende Eigenschaft bleibt auch beim Schütteln und Gegeneinanderreiben der Farbstoffkörner, wie sie beim Transport im Gebinde auftreten, erhalten. Das gemäß dem Verfahren der Erfindung erhaltene Trockenprodukt hat ein Schüttvolumen von 1,3 bi s 1,4 l/kg und liegt damit deutlich unter den Schuttvolumen der handelsüblichen feindispergierten Farbstoff Zubereitungen (1,6 bis 1,8 I/kg). Die gemäß dem Verfahren der Erfindung erhaltenen Körner lassen sich sehr leicht in Wasser ohne Klumpenbildung, z. B. durch einfaches Einsumpfen, redispergieren; eine Eigenschaft, die für die technische Anwendung der Farbstoffe von großem Vorteil ist Dieses vorteilhafte Verhalten der Körner war aufgrund des bekannten Redispergierverhaltens von Farbstoffen in Tabletten-, Granulat- oder Kapselform nicht zu erwarten.
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung des Verfahrens. Die Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht. Die Temperatur ist in 0C angegeben.
Ausführungsbeispiele
A) Wirbelbett-Trockner
Die Trocknung der wäßrigen hochdispergierten Farbstoffzubereitungen, deren Herstellung weiter unten beschrieben ist, wird in folgendem Apparat, der als Wirbelbett-Trockner bezeichnet wird, durchgeführt (s. Zeichnung):
In einem Wirbelbett-Trockner 10 mit den Einbauten: Wirbelboden 4 sowie selbst abreinigende Staubfilteran- ω lage 7 wird ein Wirbelbett 11 aus pulvrigem staubenden Farbstoff, Dispergiermittel oder aus deren Gemisch vorgelegt
Über ein Gebläse 2 wird Umgebungsluft 1 angesaugt, in einem Lufterhitzer 3 erwärmt und mit dieser Wirbelluft die Wirbelschicht 11 fluidisiert
Der aus der Wirbelschicht ausgetragene Flugstaub wird am Filtertuch der selbst abreinigenden Staubfilteranlage abgeschieden und fällt in Form von Schollen wieder in das Wirbelbett zurück. Das gereinigte Abgas 9 kann mittels eines Sauggebläses 8 abgezogen werden.
Gleichzeitig mit dem Fluidisieren der Wirbelschicht durch die heiße Wirbelluft wird mittels mehrerer Düsen 6, vorzugsweise mit Zweistoffdüsen (die in der Regel so angeordnet sind, daß sich die Mündungen innerhalb der Wirbelschicht befinden und die Ausströmrichtung der Düsen zweckmäßigerweise in Richtung auf die Mitte des Wirbelbettes liegt) kontinuierlich so viel hochdispergierte wäßrige Farbstoffzubereitung 5 in das Wirbelbett eingesprüht, daß die mittlere Temperatur in der Wirbelschicht von 30 bis 12O0C, vorzugsweise jedoch 40 bis 6O0C, nicht überschritten wird. Dadurch wird sichergestellt, daß die in der Wirbelschicht entstehenden Körner allen coloristischen Anforderungen entsprechen.
Aufgrund dieses Verfahrens erhält man am Austrag des Wirbelbettes massive, unregelmäßig geformte, mechanisch feste Körner, die über eine Dosierschnecke 12 kontinuierlich abgezogen werden.
Der Austrag wird einer Klassierung 13, z. B. durch ein Sieb, unterworfen und in eine Nutzfraktion 18, die vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 2,5 mm Korndurchmesser liegt, sowie in eine Feinfraktion 15 und in eine Grobfraktion 14 zerlegt.
Während die Feinfraktion 15 zum weiteren Granulieren über eine mit Preßluft 19 betriebene pneumatische Fördereinrichtung 17 direkt dem Wirbelbett-Trockner 10 wieder zugeführt wird, muß die Grobfraktion 14 vor der Rückführung eine Zerkleinerungsvorrichtung 16, z. B. eine Mühle, durchlaufen.
B) Zerstäubungstrockner
Zum Vergleich wurden die gleichen wäßrigen hochdispergierten Farbstoffzubereitungen in einem Zerstäubungstrockner der Firma Lurgi mit einer Zweistoffdüse bei so hoher Temperatur getrocknet, daß die Feinverteilung des erhaltenen Trockengutes noch gut war.
C) Prüfmethoden
Das nach dem Verfahren nach A) und nach B) erhaltene Trockengut wurde nach den im folgenden angegebenen Prüfungsmethoden bewertet:
a) Saugfilterprobe: 5 g des Trockengutes werden in 1000 ml Wasser von 400C durch Rühren (3 Minuten) dispergiert Bei konstantem Unterdruck wird diese Dispersion auf einem Papierfilter (Papier: Schleicher & Schüll. Düren 1450 CV) abgesaugt
Kriterien für die Feinverteilung sind die Durchlaufzeit der Dispersion und das Aussehen des getrockneten Filterpapiers. Je kürzer die Durchlaufzeit, um so feiner ist die Dispersion, wenn gleichzeitig auf dem Filterpapier keine Rückstände vorhanden sind.
b) Schleuderwert: 0,5 g des Trockengutes werden in 100 ml vollentsalztem Wasser bei 400C eingetragen und durch Schütteln homogenisiert Die erhaltene Dispersion wird auf einer Zentrifuge des Typs Junior HI der Firma Christ bei 1000, 2000 und 4000 Umdrehungen/Minute geschleudert Der bei den einzelnen Stufen sedimentierte Farbstoff wird abgetrennt und dessen Menge photometrisch bestimmt Zum Schluß wird die nach dem dritten Zentrifugieren nicht sedimentierte Menge an Farbstoff bestimmt Die Gesamtmenge an Farbstoff wird gleich 100 gesetzt Daraus werden dann die
Prozentanteile des bei den 3 Stufen sedimentierten !'iirbsloffs und des nicht sedimentierten Farbstoffs errechnet.
Der Schleuderwert wird so angegeben, daß die erste Zahl den Prozentanteil an Sediment bei der niedrigsten, die dritte bei der höchsten Umdrehungszahl der Zentrifuge und die vierte Zahl den Anteil an nicht sedimentiertem Farbstoff angibt.
Die Prozentangaben sind ein Maß für die Feinverteilung des Trockengutes. Je kleiner die erste und zweite Zahl, um so geringer ist der Anteil an größeren Teilchen in der Dispersion und damit in der getrockneten Zubereitung.
Als Maß für das Stauben wird der Staubwert bestimmt.
Die Meßapparatur besteht aus einem Universalmeßgerät der Firma Lange, Berlin, und einem Meßkasten, auf dem ein Fallrohr von 50 cm Höhe mit einem aufgesetzten Vorratsrohr für die zu untersuchende Probe angebracht ist. Auf dem Vorratsrohr ist ein fester Einfülltrichter montien. Im Meßkasten befinden sich an der Seite senkrecht zur Fallrichtung eine Lichtquelle und eine Photozelle, die an das Meßgerät angeschlossen ist. Zur Ermittlung des Slaubwerles werden 30 g Farbstoff durch das Fallrohr schnell in ilen McUkuslcn cinjicbnichi und der maximale Ausschlag um Meßgcrilt abgelesen. Nach 30 Sekunden wird nochmals abgelesen. Die abgelesenen Werte werden addiert und die Summe ergibt den Staubwert.
Als einwandfrei entstaubt gelten Zubereitungen, deren Staubwert kleiner als 15 ist.
Die Staubwerte für das durch Zerstäubungstrocknung erhaltene Trockengut liegen in der Regel weit oberhalb von 15.
d) Der Trockengehalt wird mit dem Flüchtigkeitsbestimmer »Ultramal« (System Gronert) bestimmt. Dazu werden 10 g Trockengut auf die Wägeschale eingewogen und die Probe 30 Minuten mit der Infrarotlampe getrocknet. Danach wird zurückgewogen und der Trockengehalt in Prozent auf der Skala abgelesen.
B e i s ρ i e 1 1
Eine wäßrige hochdispergierte Zubereitung des Farbstoffs der Formel
NH2NH
N-CH2-CH2-CH2-O-CH,
NH2 O
deren Herstellung weiter unten beschrieben ist, wird in dem unter A) beschriebenen Wirbelbett-Trockner unter folgenden Bedingungen zu Körnern getrocknet:
Konzentration der Zubereitung: 31% an Farbstoff und Dispergiermittel.
Als Wirbelbett vorgelegte Menge an pulverförmiger Farbstoffzubereitung: 118 kg/m2.
Temperatur,
Gaseingang:
Gasausgang:
Wirbelgeschwindigkeit:
1500C.
60° C.
l,3m/sec.
Die in das Wirbeibett eingedüste Menge an wäßriger Farbstoffzubereitung beträgt 183 kg/m2 - h.
Ausbeute an körniger, nichtstaubender Farbstoffzubereitung: 57 kg/m2 · h.
Die Bewertung des erhaltenen Trockengutes ist in der Tabelle II zusammengestellt
Beispiele 2bis8
Entsprechend den Angaben des Beispiels 1 werden körnige Zubereitungen der in der Tabelle IA genannten Farbstoffe unter den in der Tabelle genannten Bedingungen aus den entsprechenden wäßrigen hochdispergierten Zubereitungen erhalten. Die Bewertung des erhaltenen Trockengutes ist in der Tabelle II zusammengestellt
Vergleichsbeispiele 1 B bis 8 B
Die in den Beispielen 1 bis 8 beschriebenen hochdispergierten Zubereitungen werden zum Vergleich in dem unter B) beschriebenen Zerstäubungstrockner getrocknet. Die Gaseintrittstemperatur wird so hoch gewählt, daß die Feinverteilung des Farbstoffs in dem erhaltenen Trockengut noch gut ist.
Die Versuchsdaten sind in der Tabelle I B zusammengestellt. Die Bewertung des erhaltenen Trockengutes ist in der Tabelle II zusammengefaßt.
D) Die in den Beispielen 1 bis 8 und 1 B bis 8 B verwendeten hochdispergierten wäßrigen Farbstoffzubereitungen werden in folgender Weise hergestellt:
Der bei der Synthese anfallende Farbstoff wird in Form des wäßrigen Preßkuchens mit Ligninsulfonat (Sulfit-Celluloseablaugen) und/oder Kondensationsprodukten auf der Basis von Naphthalinsulfonsäure und Formaldehyd (als Pulver oder als wäßrige Lösung) gegebenenfalls unter Zusatz von Wasser zu einem niedrigbis mittelviskosen, pumpfähigen Teig homogenisiert Der Teig wird zunächst durch eine Korundscheibenmühle und anschließend durch eine Rührwerksmühle gepumpt, die mit Ottawa-Sand oder Glasperlen (Durchmesser 1 bis 0,4 mm) gefüllt ist Die Feinverteilung der Zubereitung wird geprüft und die Mahlung auf der Rührwerksmühle so oft wiederholt bis der Saugfiltertest einwandfrei ist
Ist die gewünschte Feinverteilung erreicht wird das gemahlene Gut durch ein Sieb mit 10 · 104 Maschen/ cm2 gepumpt und die gesiebte wäßrige Zubereitung nach A) oder B) getrocknet
10
Tabelle I A
Beispiel Farbstoff
Gastempcratur Wirbel- Vorgelegter
ICintriti Ausgang geschwin- Farbstoff
(11C) ("C) digkeil (kg/m2) (m/scc)
Zubereitung Konzentration (Gewichtsprozent)
eingedüste Menge (kg/m2 ■ h)
Ausbeute an Nutzfraktinn 0,5 bis 2,5 Korndurchmesscr) (kg/m2 ■ h)
2 Disperse Orange 13, 90 40 0,3
C. I. Nr. 26 080
3 Farbstoff I 120 40 1,2
4 Farbstoff II 145 55 1,2
5 Farbstoff III 110 50 1,3
6 Vat Red 21, 95 45 1,4
C. !.Nr. 61 670
7 Vat Yellow 20, 130 60 1,3
C. 1.Nr. 68 420
8 Vat Blue 6, 275 50 1,4
C. I. Nr. 69 825
60 75 53 64
125 65
82
95 198 185
98
195 498
18
17,5 42 58 25
42 127
Farbstoff I: Kupplungsprodukt von 2-Nitroamlin auf 2-(Carbonamidomethyl)-benzimidazol. Farbstoff II: Kupplungsprodukt von 4-Aminoazobcnzol auf 1-Methyl-4-oxy-chinolon-(2). Farbstoff III: Kupplungsprodukt von 3-Amino-5-nitro-2,l-bcnzisothiazol auf N-^-Carbomethoxyäthyl-N-äthylanilin.
Tabelle I B
Trocknung der Farbstoffzubereitungen im Zerstäubungstrockner der Firma Lurgi mit Zweistoffdüse
Die Farbstoffzubereitungen sind die gleichen wie die der Beispiele 1 bis
Beispiel Gastemperatur Ausgang Zubereitung eingedüste Menge Ausbeute
Eintritt (°C) Konzentration (kg/1000m3h)
CQ (Gewichtsprozent) (kg/1000
74 14,9 m3 h)
1 B 110 48 45,0 7,8 7,1
2B 70 55 22,0 9,2 1,8
3B 80 60 20.6 15,1 2,0
4B 90 50 24,0 5,2 3,8
5B 65 48 30,9 12,2 1,7
6B 70 50 25,0 16,1 3,2
7B 80 73 20,0 26.5 3,4
8B 120 24,0 6,7
Tabelle!!
Bewertung des nach den Beispielen 1 bis 8 erhaltenen Trockengutes und des durch Zerstäubungstrocknung (Beispiel 1 B bis 8 B) erhaltenen Gutes
Beispiel Saugfilterprobe Aussehen Schleuderwerte Staubwert Schüuvolumen Trockengehalt
Durchlaufzeit des Filters (l/kg) (Gewichts
(see) gut prozent)
1 8 gut 15/32/27/26 1 1,25 97,5
1 B 9 gut 16/33/24/27 ► 15 1.7 92,5
2 9 gut 8/8/19/65 1 1.4 94,0
2B 10 gut 2/5/16/77 >15 1.8 93,0
3 9 ausreichend 10/21/24/45 1 1,4 96,2
3B 15 gut 23/27/22/28 ► 15 1,65 94,5
4 9 gut 3/i3/28/56 i 1.4 95,2
4B 10 gut 3/13/30/54 ► 15 1,6 92,6
5 8 gut 3/10/22/65 1 1,2 92,0
5B 9 gut') 3/8/19/70 ► 15 1,4 92,5
6 9 schlecht1) -2) 1 1,3 96,4
6B gut') »15 1,7 93,5
7 9 gut') — 6 1,4 97,6
7 B 9 gut') — ► 15 1,8 94,8
8 9 gut') — 1 1,1 95,0
8B 10 — ► 15 1,7 94,0
') Bei den Küpenfarbstoffen wird an Stelle von Filterpapier Kalikogewebe verwendet (Kalikoprobe). 2) Bei den Küpenfarbstoffen erfolgt keine Bewertung nach dem Schleudertest.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von nichtstaubenden oder praktisch nichtstaubenden Körnern von Farbstoffzubereitungen von in Wasser unlöslichen Farbstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Ligninsulfonat und/oder Kondensationsprodukte auf der Basis von Naphthalinsulfonsäure und Formaldehyd enthaltende wäßrige Zubereitung eines hochdispergierten Küpen- oder Dispersionsfarbstoffs in ein Wirbelbett aus pulvrigem Dispergiermittel, Farbstoff oder deren Gemisch sprüht
2. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die wäßrige Farbstoffzubereitung mittels Zweistoffdüsen in das Wirbelbett sprüht
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet daß man gleichzeitig mit der wäßrigen Farbstoffzubereitung pulverförmige Verdünnungsmittel in das Wirbelbett sprüht
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß der das Wirbelbett erzeugende Gasstrom eine Eingangstemperatur von 35 bis 3000C aufweist.
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8281 Inventor (new situation)

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