Welche Arten von Dispersionsfarbstoffen gibt es?

Dispersionsfarbstoffe können auf zwei Arten klassifiziert werden: nach Anwendungsleistung oder nach chemischer Struktur.

I. Klassifizierung nach Anwendung:

Die Methode zur Klassifizierung der Anwendungsleistung unterteilt Dispersionsfarbstoffe basierend auf der Färbeleistung in drei Hauptkategorien: E-Typ, S-Typ und SE-Typ.

1. Dispersionsfarbstoffe vom E-Typ:

Dispersionsfarbstoffe vom E-Typ werden auch als Niedertemperatur-Dispersionsfarbstoffe bezeichnet.

Sie zeichnen sich durch ein geringes Molekulargewicht, gute Verlaufs-, Migrations- und Deckeigenschaften, eine geringe Sublimationsechtheit und eine hohe Kältefixierung aus, die mit steigender Einbrenntemperatur abnimmt. Diese Farbstoffe eignen sich für Hochtemperatur-, Hochdruck- und Trägerfärbungen und werden auch im Transferdruck eingesetzt.

2. Dispersionsfarbstoffe vom S-Typ:

Dispersionsfarbstoffe vom S-Typ werden auch als Hochtemperatur-Dispersionsfarbstoffe bezeichnet.

Sie zeichnen sich durch ein großes Molekulargewicht, schlechte Verlaufs-, Migrations- und Deckeigenschaften, eine hohe Sublimationsechtheit und eine niedrige Niedertemperaturfixierung aus, die mit zunehmender Backtemperatur zunimmt und ihre höchste Fixierung bei 220 °C erreicht. Diese Farbstoffe eignen sich zum Schmelzfärben. 

3. Dispersionsfarbstoffe vom SE-Typ:

Dispersionsfarbstoffe vom SE-Typ, auch als Mitteltemperatur-Dispersionsfarbstoffe bekannt , sind eine Art Dispersionsfarbstoff zwischen E-Typ und S-Typ.

Sie zeichnen sich durch ein mäßiges Molekulargewicht, mäßige Verlaufs-, Migrations- und Deckeigenschaften, mäßige Sublimationsechtheit und eine flache Fixierungskurve mit zunehmender Backtemperatur aus, ohne Schwankungen der Fixierung aufgrund von Backtemperaturschwankungen. Diese Farbstoffe sind für alle drei Arten von Dispersionsfarbstofffärbeverfahren geeignet und stellen die vielfältigsten der drei Arten dar.

II. Klassifizierung nach chemischer Struktur:

Aufgrund ihrer chemischen Struktur können Dispersionsfarbstoffe in Monoazo-, Anthrachinon-, heterozyklische und Methin-Typen unterteilt werden.

1. Monoazo-Dispersionsfarbstoffe: 

Monoazo-Dispersionsfarbstoffe decken das gesamte Spektrum von Gelb, Orange, Rot, Violett, Blau, Grün, Braun und Schwarz ab. Sie bestehen aus einem p-Nitroanilin-Derivat als Diazokomponente und N-Alkyl- und N,N-Dialkylanilinen als Kupplungskomponenten. Ihre einfache chemische Struktur erfüllt die Forderung nach einem niedrigen Molekulargewicht. Ihr einfacher Syntheseprozess und die hohe Umwandlungsrate tragen zu ihrem niedrigen Preis bei. Die chemische Struktur von Monoazo-Dispersionsfarbstoffen basiert auf einer Diazokomponente als elektronenziehende Gruppe und einer Kupplungskomponente als elektronenschiebende Gruppe. Dadurch wird das Energieniveau des Farbstoffs im angeregten Zustand gesenkt, was zu einem dunkleren Farbeffekt führt. Gemäß der Molekülorbitaltheorie kann das freie Elektronenpaar am Stickstoffatom des Aminoderivats in der Kopplungskomponente ein nichtbindendes Orbital bilden. Diese Elektronenanregung regt das energiereichere nichtbindende Orbital in den angeregten Zustand an und verringert so den Energieniveauunterschied. Daher haben die elektronenschiebenden Substituenten an der Aminogruppe und N,N-substituierten Aminogruppen einen stark dunkleren und intensiveren Farbeffekt. Da das primäre Nitroamin in der Diazokomponente ein stark elektronenziehender Substituent ist, wird die Gesamtpolarität des Farbstoffmoleküls erhöht, das Energieniveau des angeregten Zustands ist niedriger und der dunklere und intensivere Farbeffekt ist ausgeprägter.

2. Dispersionsfarbstoffe vom Anthrachinon-Typ:

Dispersionsfarbstoffe vom Anthrachinon-Typ haben leuchtende Farben, hauptsächlich in dunklen Farben wie Rot, Lila, Blau und Türkis. Dispersionsfarbstoffe vom Anthrachinon-Typ haben eine einfache chemische Struktur, die Monoanthrachinon ähnelt, und ihre Fähigkeit zur Farberzeugung ist bei Dispersionsfarbstoffen vom Anthrachinon-Typ am stärksten ausgeprägt. Wenn zwei elektronenschiebende Gruppen wie -NH2 und -OH an der a-Position eingeführt werden, ist der Verdunklungseffekt stärker ausgeprägt, insbesondere wenn sich beide Substituenten am selben Benzolring befinden. Wenn an allen vier a-Positionen elektronenschiebende Gruppen eingeführt werden, ist der Verdunklungseffekt noch ausgeprägter.

3. Im Vergleich zu Azo-Dispersionsfarbstoffen auf Basis aromatischer Amine bieten heterozyklische Dispersionsfarbstoffe leuchtendere Farben, eine höhere Echtheit und einen besseren Aufbau.

Heterocyclische Dispersionsfarbstoffe werden weiter unterteilt in heterocyclische Azodispersionsfarbstoffe (mit heterocyclischen Ringen als Diazokomponenten oder Kupplungskomponenten) und heterocyclische Kondensationsdispersionsfarbstoffe (mit heterocyclischen Ringen, die durch andere konjugierte Systeme anstelle von Azogruppen miteinander verbunden sind). Obwohl heterozyklische Dispersionsfarbstoffe seit fast drei Jahrzehnten bekannt und in zahlreichen Patenten beschrieben sind und viele kommerziell hergestellt wurden, wurden bisher nur wenige molekulare Strukturen dieser Farbstoffe im Colour Index öffentlich offenbart. 

4. Dispersionsfarbstoffe vom Methanogen-Typ:

Strukturierte Dispersionsfarbstoffe vom Typ Methanogen I bieten außergewöhnlich lebendige Gelbtöne mit ausgezeichneter Lichtechtheit. Sie können nicht nur zum Färben von Polyester, sondern auch von Acetat und Nylon verwendet werden, mit ausgezeichneter Egalisierung und Aufhellung. Diese Farbstoffe bestehen hauptsächlich aus einer oder mehreren Methingruppen (Methingruppen), die ein konjugiertes System bilden, wobei an beiden Enden eine elektronenziehende Gruppe und eine elektronenspendende Gruppe angebracht sind. Sie werden hauptsächlich als optische Sensibilisatoren und kationische Farbstoffe verwendet. Dispersionsfarbstoffe haben eine besonders einfache Molekülstruktur und sind in ihrer Vielfalt begrenzt, wobei nur etwa ein Dutzend Strukturen bekannt sind.