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Oberflächenbehandeltes organisches Pigment und Verfahren zu dessen Herstellung - Dokument DE69709015T2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69709015T2 02.05.2002
EP-Veröffentlichungsnummer 0834537
Titel Oberflächenbehandeltes organisches Pigment und Verfahren zu dessen Herstellung
Anmelder Toyo Ink Mfg. Co., Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Uemura, Toshiyuki, 3-13, Tokyo, JP;
Iguchi, Tsukasa, 3-13, Tokyo, JP;
Satake, Sunao, 3-13, Tokyo, JP;
Uraki, Hisashi, 3-13, Tokyo, JP;
Iida, Yasuharu, 3-13, Tokyo, JP
Vertreter Rechts- und Patentanwälte Lorenz Seidler Gossel, 80538 München
DE-Aktenzeichen 69709015
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 07.10.1997
EP-Aktenzeichen 973079346
EP-Offenlegungsdatum 08.04.1998
EP date of grant 12.12.2001
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.05.2002
IPC-Hauptklasse C09B 67/08
IPC-Nebenklasse C09B 67/22   C09B 47/24   C09D 11/00   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines oberflächenbehandelten organischen Pigments und bezieht sich ferner auf eine das so hergestellte, oberflächenbehandelte organische Pigment enthaltende Pigmentdispersion.

Ein Pigment ist in Lösungsmitteln wie einem organischen Lösungsmittel und Wasser im allgemeinen unlöslich. Wenn ein Pigment in einer Farbe, einer Beschichtungszusammensetzung, in Kunststoffen oder in einem Farbbilder erzeugenden Material. wie einer Entwicklerflüssigkeit, als Farbstoff verwendet wird, wird es daher häufig in der jeweils benötigten Menge in einem organischen Lösungsmittel oder Wasser dispergiert. In jüngster Zeit ist die Bildung eines wäßrigen Pigments im Hinblick auf Umweltprobleme oder Einflüsse auf den menschlichen Körper besonders erwünscht, und ein Pigment muß in Wasser stabil dispergierbar sein. Zur Dispergierung eines Pigments in Wasser wird die Pigmentoberfläche nach dem bekannten Stand der Technik mittels eines Tensids, eines Dispergiermittels oder eines Dispergierharzes zu einer wäßrigen Farbe oder einer wäßrigen Beschichtungszusammensetzung modifiziert. Die meisten organischen Pigmente sind jedoch lipophil und sind insofern problematisch, als sie in Wasser nur schwer dispergierbar sind. Um also den Dispersionszustand eines Pigments in einem wäßrigen Bindemittel aufrechtzuerhalten, wird für jedes Pigment ein Dispergiermittel oder Tensid ausgewählt, die Dispergierbedingungen werden modifiziert oder es ist eine Vordispergierung erforderlich. Wenn ein Pigment in einer Tintenstrahlfarbe enthalten ist, koaguliert eine dispergierte Farbe in einem Düsenteil, und es ist schwierig, die koagulierte Farbe wieder zu dispergieren. Wenn ein Pigment beispielsweise in einer Beschichtungszusammensetzung enthalten ist, besteht das Problem in dem Phänomen, daß sich infolge der Koagulation Pigmentteilchen absetzen.

Es wurde daher auf unterschiedliche Weise versucht, die Dispersionsstabilität eines Pigments zu verbessern. Ein Versuch, der bereits vorgeschlagen wurde, betrifft eine Verbesserung in dem Verfahren, einem organischen Pigment hydrophile Eigenschaften zu verleihen. Die hydrophile Beschaffenheit wird dadurch vermittelt, daß jedem Molekül eines organischen Pigments eine chemisch hydrophile Gruppe zugeführt wird, um dadurch die Kompatibilität des organischen Pigments mit einem hydrophilen Bindemittel zu verbessern, so daß die Dispersionsstabilität des Pigments verbessert wird.

Ist die Anzahl der zugeführten hydrophilen Gruppen jedoch groß, verwandelt die obige Behandlung ein organisches Pigment in einen wasserlöslichen Farbstoff, und es kommt zu dem Phänomen, daß eine auf ein Empfängerpapier übertragene Farbe nur geringe Wasser- und Lichtbeständigkeit aufweist. Es besteht also ein Problem hinsichtlich der Leistungsfähigkeit einer Farbe. Ist die Anzahl der zugeführten hydrophilen Gruppen klein, so ist die Auswirkung auf die Dispersionsstabilität extrem gering. Bei dem obigen Verfahren der Zuführung einer hydrophilen Gruppe in jedes Molekül eines Pigments ist es schwierig, die Zuführung der hydrophilen Gruppe zu kontrollieren, und es ist sehr schwierig, dafür zu sorgen, daß die Bildung eines hydrophilen Pigments und die Beständigkeit einer Farbe miteinander verträglich sind.

Andererseits wurden verschiedene Verfahren zur direkten chemischen Behandlung einer Pigmentoberfläche vorgeschlagen. Dazu zählt ein Verfahren, bei dem eine Pigmentoberfläche mit einem Fluorgas behandelt wird (Kagaku, Bd. 46, Nr. 9, 1991).

Es wird offenbart, daß bei obigem Verfahren die Oberfläche jedes Teilchens mit hydrophilen Eigenschaften ausgestattet wird, indem jede Kohlenstoffoberfläche mit dem Fluorgas ionisiert wird, so daß Kohlenstoff mit hervorragender Dispergierbarkeit gewonnen wird. Die Ionisation von Kohlenstoffteilchen-Oberflächen verursacht jedoch ein Problem hinsichtlich der Leistungsstabilität, wenn die Lagerung in pulverförmigem Zustand erfolgt, und der Mangel des obigen Verfahrens besteht darin, daß die Kohlenstoffteilchen hinsichtlich eines pH- Werts einer Dispersion und eines Temperaturwechsels instabil sind.

Es hat weiterhin Versuche gegeben, eine Karbonfarbe mit hervorragender Dispergierbarkeit in einem wäßrigen Bindemittel herzustellen. Dabei wird eine Sulfonsäuregruppe auf chemischem Wege auf die Oberfläche eines Karbonfarbteilchens aufgebracht, um letzteres mit hydrophilen Eigenschaften zu versehen (Cabot Corporation: US-Patente 3.442.679 und 3.519.452, Huber: US-Patent 3.528.840). Einer der oben genannten Versuche betrifft beispielsweise ein Behandlungsverfahren, bei dem Karbonfarbe mit rauchender Schwefelsäure zur Reaktion gebracht wird, um die Karbonfarboberfläche zu sulfonieren. Wird dieses Behandlungsverfahren auf ein organisches Pigment angewandt, wird das organische Pigment durch die rauchende Schwefelsäure gelöst oder heftig abgebaut. Selbst wenn es zur Sulfonierung kommt, findet sie auf molekularer Ebene und nur selten an der Oberfläche statt, so daß der Behandlungseffekt zwischen Karbonfarbe und einem organischen Pigment unterschiedlich ist. Da die Sulfonierung außerdem eine morphologische Veränderung wie einen Kristallübergang oder ein Kristallwachstum mit sich bringt, kann die Oberflächenreaktion nicht kontrolliert werden, und die Sulfonierung kann daher bei einem organischen Pigment keine Anwendung finden. Bei einem weiteren Versuch wird Ammoniumsulfat oder Ammoniumsulfit mit Karbonfarbe gemischt, und das Gemisch wird erhitzt, um die Ammoniumverbindung abzubauen und Ammoniakgas zu beseitigen, so daß die Karbonfarboberfläche sulfoniert wird. tigen, so daß die Karbonfarboberfläche sulfoniert wird. Wird diese Behandlung bei einem organischen Pigment angewandt, geht die Oxidationsbehandlung bei hoher Temperatur mit heftigen Zersetzungserscheinungen einher, die Reaktion geht uneinheitlich vonstatten, und der Reaktionswirkungsgrad ist gering. Die obige Behandlung kann deshalb nicht auf ein organisches Pigment angewandt werden.

Neben den obigen Verfahren werden Behandlungen in gasförmiger Phase wie Ozonbehandlung und Plasmabehandlung untersucht. Hinsichtlich der Plasmabehandlung laufen Untersuchungen unter Verwendung eines Inertgases wie He oder Ar oder eines reaktionsfähigen Gases wie H&sub2;, O&sub2;, N&sub2;, CO, CO&sub2;, H&sub2;O oder CF&sub4;. Dabei wird die Anwendung der Niedertemperatur-Sauerstoff-Plasmabehandlung (IHARA Tatsuhiko: Shikizai (Farbstoffe), 54.531, 1981) und die Behandlung mit Ammoniakplasma (S. IKEDA: J. Coat. Technol., 60.765, 1988) als Behandlungsverfahren vorgeschlagen, die sich auf organische Pigmente auswirken. Die Behandlung mit Sauerstoffplasma kommt bei einigen Pigmenten infolge einer durch Oxidation bewirkten Farbveränderung nicht in Frage, und die Behandlung mit Ammoniakplasma findet Anwendung zur Verbesserung der Dispergierbarkeit und der Wetterfestigkeit. Diese Plasmabehandlungen sind bei der Trockenbehandlung von Vorteil, während sie im Hinblick auf die Gleichmäßigkeit der Behandlung und eine Auswirkung auf die Dispergierbarkeit nicht immer ausreichen. Keines dieser Verfahren wird praktisch angewandt.

Wie oben besprochen, wurden chemische Behandlungen organischer Pigmente auf unterschiedliche Weise versucht, während kein Behandlungsverfahren gefunden wurde, welches sich praktisch auf die Dispergierbarkeit in wäßrigem Bindemittel auswirkt.

Es wurde eine Vielzahl von Verfahren zur Herstellung von Pigmentdispersionen vorgeschlagen. Bei den meisten Verfahren wird ein Tensid, ein Dispergiermittel, ein Dispergierharz oder ein Pigmentderivat verwendet, und eine Dispergiervorrichtung oder eine Mahlvorrichtung wird kombiniert eingesetzt. Diese Verfahren sind insofern vorteilhaft, als Pigmentdispersionen relativ leicht herzustellen sind, während ein Tensid, ein Dispergiermittel oder ein Pigmentderivat je nach Art des Pigments verändert werden muß. Bei bestimmten Verwendungszwecken sind außerdem viele Punkte zu berücksichtigen, zum Beispiel die Verträglichkeit und eine Wechselwirkung zwischen einem Harz und einem Dispergiermittel sowie ein Rückgang in der Dispergierbarkeit eines Pigments in einem Lösungsmittel, verursacht durch Auflösung eines Tensids oder eines Dispergierharzes. Die obigen Verfahren gehen daher mit Problemen einher, die bei der Herstellung von Zusammensetzungen wie einer Farbe, einer Beschichtungszusammensetzung usw. zu lösen bleiben.

Was andererseits chemisch oberflächenbehandelte Pigmente anbelangt, wird für die Färbung einer Haut und eines Leders oder in einer Tintenstrahlfarbe in der Praxis Karbonfarbe verwendet. Wenn ein organisches Pigment jedoch nur nach einem an sich bekannten Verfahren, wie der Plasmabehandlung, behandelt wird, ist es schwierig, die Dispersionsstabilität des organischen Pigments aufrechtzuerhalten, und in nahezu keinem Fall wurde eine Pigmentdispersion ohne ein Hilfsmittel, wie ein Tensid, ein Dispergiermittel oder ein Dispergierharz, hergestellt.

Eine durch Auflösung eines wasserlöslichen Farbstoffs wie eines aziden Farbstoffs, eines Direktfarbstoffs oder eines basischen Farbstoffs in einem Glykol enthaltenden Lösungsmittel und Wasser hergestellte Tintenstrahl-Aufzeichnungsflüssigkeit findet, wie in JP-A-53-61412, JP-A-54-89811 und JP-A- 55-65269 offenbart, häufige Anwendung. Der wasserlösliche Farbstoff wird im allgemeinen aus denjenigen Farbstoffen ausgewählt, die hohe Wasserlöslichkeit aufweisen, um die Stabilität der Aufzeichnungsflüssigkeit zu erreichen. Infolgedessen besteht ein Problem darin, daß ein Tintenstrahl- Druckprodukt (aufgezeichnetes Produkt) nur geringe Wasserechtheit besitzt, so daß ein Farbstoff eines Aufzeichnungsteils ausläuft, wenn Wasser darauf verschüttet wird.

Um die oben genannte geringe Wasserechtheit zu beseitigen, wurden Versuche unternommen, die Struktur eines Farbstoffs zu verändern oder eine Aufzeichnungsflüssigkeit mit hoher Basizität herzustellen, wie sie in JP-A-56-57862 offenbart wurde. Außerdem wurde versucht, eine Reaktion zwischen einem Empfängerpapier und einer Aufzeichnungsflüssigkeit zu nutzen, wie in JP-A-50-49004, JP-A-57-36692, JP-A-59-20696 und JP-A-59- 146889 offenbart.

Die obigen Verfahren haben bei Verwendung spezieller Aufzeichnungspapiere bemerkenswerte Auswirkungen, jedoch sind diese Verfahren auf spezielle Aufzeichnungspapiere begrenzt und reichen deshalb als für Papiere aller Art anwendbares Verfahren nicht aus. Wird ein anderes als das spezielle Aufzeichnungspapier verwendet, ergibt eine einen wasserlöslichen Farbstoff enthaltende Aufzeichnungsflüssigkeit häufig kein aufgezeichnetes Produkt mit ausreichender Wasserechtheit.

Eine Aufzeichnungsflüssigkeit mit hervorragender Wasserechtheit ist eine solche, die durch Auflösung oder Dispergierung eines öllöslichen Farbstoffs in einem Lösungsmittel mit hohem Siedepunkt gewonnen wird, oder eine Aufzeichnungsflüssigkeit, die durch Auflösung eines öllöslichen Farbstoffs in einem flüchtigen Lösungsmittel hergestellt wird. Diese Aufzeichnungsflüssigkeiten verursachen jedoch Probleme im Hinblick auf Geruch und Entsorgung der Lösungsmittel und sind vom Umweltgesichtspunkt her unerwünscht. Wenn außerdem ein großes Volumen aufgezeichneter Produkte hergestellt wird, besteht das Problem darin, daß das Lösungsmittel je nach dem Ort, an dem eine Druckmaschine aufgestellt ist, nach Bedarf wiedergewonnen oder recycelt werden muß.

Zur Verbesserung der Wasserechtheit eines aufgezeichneten Produkts wird daher gegenwärtig eine Aufzeichnungsflüssigkeit entwickelt, bei der es sich um eine Dispersion eines Pigments in einem wäßrigen System handelt.

Anders als bei einem Farbstoff ist es jedoch sehr schwierig, ein Pigment in Form feiner Teilchen zu dispergieren und die Dispersion eines Pigments in stabilem Zustand zu halten. Andererseits nimmt der Durchmesser einer Düse des Druckers bei einem Anstieg in der Auflösung eines Druckers zur Anwendung mit einer Tintenstrahl-Aufzeichnungsflüssigkeit ab. Daher muß der Durchmesser eines Pigments so vermindert werden, daß feine Teilchen entstehen. Bei der Bilderzeugung auf einem transparenten Substrat eines Tageslichtprojektors usw. muß eine Transparenz erreicht werden, die derjenigen des Farbstoffs gleichwertig ist, und im Hinblick auf die Farbentwicklung des Pigments muß auch ein Pigment fein vermahlen werden.

DE 1569843 bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines sulfonierten Phthalozyaninfarbstoffs, bei dem der Phthalozyaninfarbstoff und ein Sulfonierungsmittel in einer Knetmaschine unter Anwendung einer Scherkraft bei einer Temperatur von über 60ºC gemischt werden.

Eine erfindungsgemäße Aufgabe betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines organischen Pigments, welches über hervorragende Anfangsdispergierbarkeit und Langzeit-Dispersionsstabilität in Wasser verfügt, und eines organischen Lösungsmittels, welches von der Koagulation von Pigmentteilchen frei ist.

Eine weitere erfindungsgemäße Aufgabe betrifft eine wäßrige Dispersion des obigen Pigments, welche Dispersionsstabilität besitzt.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines oberflächenbehandelten organisches Pigments vorgesehen, dadurch gekennzeichnet, daß:

(a) koagulierte Teilchen eines organischen Pigments in einem Lösungsmittel dispergiert werden, in welchem das organische Pigment unlöslich oder schwerlöslich ist, unter Verwendung einer Mahlvorrichtung oder einer Dispergiervorrichtung, und

(b) die auf diese Weise gewonnene Dispersion in der Mahlvorrichtung oder der Dispergiervorrichtung mit einem Sulfonierungsmittel umgesetzt wird, wodurch der Oberfläche jedes Pigmentteilchens eine Sulfonsäuregruppe zugeführt wird.

Erfindungsgemäß wird außerdem eine Dispersion eines oberflächenbehandelten organischen Pigments, hergestellt durch Dispergierung des auf diese Weise gewonnenen oberflächenbehandelten organischen Pigments in einer wäßrigen Flüssigkeit, vorgesehen.

Die Erfinder haben sorgfältige Untersuchungen angestellt und sind dabei zu folgenden erfindungsgemäßen Ergebnissen gelangt. Ein oberflächenbehandeltes organisches Pigment, welches durch Dispergierung eines organischen Pigments in einem Lösungsmittel, in welchem das organische Pigment unlöslich oder schwerlöslich ist, und anschließende Zuführung einer Sulfonsäuregruppe zur Oberfläche jedes Teilchens des organischen Pigments mit einem Sulfonierungsmittel gewonnen wird, weist eine verbesserte Dispergierbarkeit in Wasser und einem organischen Lösungsmittel auf, da das oberflächenbehandelte organische Pigment mit hydrophilen Eigenschaften versehen wird.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnene oberflächenbehandelte organische Pigment (worauf nachstehend zuweilen als auf das "oberflächenbehandelte Pigment" Bezug genommen wird) ist ein organisches Pigment, welches im Inneren jedes einzelnen Teilchens im wesentlichen keine Sulfonsäuregruppe und eine Sulfonsäuregruppe nur an der Oberfläche jedes Teilchens aufweist. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines oberflächenbehandelten Pigments ist ferner ein Verfahren, bei dem koagulierte Teilchen eines organischen Pigments in einem Lösungsmittel dispergiert werden, in welchem das organische Pigment unlöslich oder schwerlöslich ist, und bei dem der Oberfläche jedes Teilchens des obigen organischen Pigments ein Sulfonierungsmittel zugeführt wird. Bei dem Verfahren zur Herstellung eines oberflächenbehandelten Pigments wird ferner die Oberfläche jedes Teilchens eines organischen Pigments durch feine Vermahlung des Pigments mit einer Mahlvorrichtung oder einer Dispergiervorrichtung vor oder während der Oberflächenbehandlung gleichmäßig behandelt. Das Verfahren umfaßt vorzugsweise eine von Trockenkoagulation freie, wasserbenetzte Pigmentpaste als organisches Pigment oder die Verwendung eines organischen Pigments, dessen Kristallinität oder Teilchendurchmesser durch Salzvermahlung oder Lösungsmittelvermahlung kontrolliert wird.

Bei Verwendung des obigen oberflächenbehandelten Pigments kann eine Pigmentdispersion mit Dispersionsstabilität ohne Verwendung eines Tensids oder eines Dispergierharzes gewonnen werden. Es wurde ferner festgestellt, daß eine wäßrige Dispersion des obigen oberflächenbehandelten Pigments eine wäßrige Tintenstrahl-Aufzeichnungsflüssigkeit mit stabiler Dispergierbarkeit und mit hervorragender Ausgabestabilität durch eine Düse ergeben kann. Das durch Behandlung der Oberfläche eines organischen Pigments mit einem Sulfonierungsmittel gewonnene oberflächenbehandelte Pigment wird hinsichtlich seiner Wasserdispergierbarkeit verbessert und kann aufgrund der Einwirkung einer Sulfonsäuregruppe zu feinen Teilchen vermahlen werden.

Das erfindungsgemäße organische Pigment kann sich nach Trocknung in einem pulverförmigen Zustand und im Zustand einer Pigmentpaste befinden, die durch das Herstellungsverfahren des organischen Pigments gewonnen wurde. Beispiele des organischen Pigments im zuletzt genannten Zustand werden weiter unten im einzelnen beschrieben.

Nach Abschluß einer Synthesereaktion eines organischen Pigments wird im allgemeinen ein Reaktionsgemisch mit Wasser gewaschen und gereinigt, und nachdem es sich in wasserbenetztem Zustand befindet, wird es filtriert, getrocknet und zu einem organischen Pigment in Pulverform vermahlen. Da die Trocknung jedoch nach der Filtration stattfindet, koagulieren Teilchen des Pigments stark miteinander, und es ist schwierig, die koagulierten Teilchen fein zu Primärteilchen zu vermahlen. Wenn stark koagulierte Pigmentteilchen oberflächenbehandelt werden, hat die Oberflächenbehandlung in einigen Fällen kaum eine modifizierende Wirkung auf die Oberfläche jedes Primärteilchens. Wenn die nahezu primärteilchengleichen feinen Teilchen oberflächenmodifiziert werden, ist es effektiv, das Pigment einer Oberflächenbehandlung zu unterziehen, bevor eine starke Koagulation stattfindet. Es wurde also festgestellt, daß es beim Dispergieren eines Pigments in wäßrigem System bemerkenswert effektiv ist, eine mit Wasser benetzte Pigmentpaste einer Oberflächenbehandlung zu unterziehen, bevor das Reaktionsgemisch im Schritt der Pigmentbildung getrocknet ist. Wenn eine wasserbenetzte Pigmentpaste für eine Sulfonierungsreaktion in einem Lösungsmittel verwendet wird, wird infolge der Anwesenheit von Wasser ein Sulfonierungsmittel hydrolysiert, so daß der Sulfonierungseffekt in vielen Fällen extrem zurückgeht und die Zuführrate einer Sulfongruppe so abnimmt, daß der Modifizierungseffekt in vielen Fällen nicht zu erwarten ist. Ein im Reaktionssystem verwendetes Lösungsmittel ersetzt jedoch das an der Pigmentoberfläche vorhandene Wasser durch Mischen oder durch Rühren und Kneten, und ersetztes Wasser wird durch Reduzierung eines Drucks oder einer Beheizung ersetzt, wobei die Pigmentteilchen ohne Koagulation der Pigmentteilchen einer einheitlichen Oberflächenbehandlung unterzogen werden.

Als wasserbenetzte organische Pigmentpaste kann ferner eine Pigmentpaste verwendet werden, die durch einen Mahlvorgang wie Salzvermahlung oder Lösungsmittelvermahlung gewonnen wird. In dem Bereich, in welchem besonders fein vermahlene Pigmentteilchen benötigt werden, läßt sich der Modifizierungseffekt durch Ausführung der Oberflächenbehandlung einer wasserbenetzten Paste nach Salzvermahlung ohne Trocknung der Paste verbessern. Der Begriff "Salzvermahlung" bezieht sich allgemein auf die Behandlung durch Feinvermahlung eines Pigments mit Hilfe eines gemahlenen Natriumchloridsalzes und eines Pigments in Diethylenglykol. Der Begriff "Lösungsmittelvermahlung" bezieht sich auf ein Behandlungsverfahren, bei dem ein organisches Pigment in einem speziellen Lösungsmittel so vermahlen wird, daß das Kristallwachstum der Pigmentteilchen daran gehindert wird, Pigmentteilchen mit einheitlichem Teilchendurchmesser zu bilden, oder bei dem die Pigmentteilchen durch Anwendung eines durch ein Lösungsmittel verursachten Kristallübergangs auf die erwünschte Kristallinität gebracht werden.

Das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines oberflächenbehandelten Pigments verwendete organische Pigment unterliegt keiner besonderen Begrenzung. Zu den Beispielen für das organische Pigment zählen u.a. unlösliche Azopigmente wie Toluidinrot, Toluidinbraun, Hansagelb, Benzidingelb und Pyrazolonrot, lösliche Azopigmente wie Litholrot, Heliobordeaux, Pigmentscharlachrot und Permanentrot, Küpenfarbstoffe wie Alizarin, Indanthron und Thioindigobraun, Phthalozyaninpigmente wie Phthalozyaninblau, Chinakridonpigmente wie Chinakridonrot und Chinakridonmagenta, Perylenpigmente wie Perylenrot und Perylenscharlachrot, Isoindolinonpigmente wie Isoindolinongelb und Isoindolinonorange, Pyranthronpigmente wie Pyranthronrot und Pyranthronorange, Indigopigmente, Thioindigopigmente, geschmolzene Azopigmente, Benzimidazolonpigmente, Flavanthronpigmente wie Flavanthrongelb, Perinonpigmente wie Perinonorange, Diketopyrrolopyrrolpigmente, Anthronorange, Anthanthronpigmente, Nitropigmente, Nitrosopigmente, Anthrachinonpigmente wie Dianthrachinolylrot, Chinophthalonpigmente wie Chinophthalongelb, Indanthronpigmente, Dioxazinpigmente wie Dioxazinviolett, Azylamidgelb, Nickelazogelb und Kupferazomethingelb.

Was die Lichtechtheit anbelangt, wird die Verwendung von wenigstens einem organischen Pigment vorgezogen, welches ausgewählt wird unter Chinakridonpigmenten, Phthalozyaninpigmenten, Benzimidazolonpigmenten, Isoindolinonpigmenten, Chinophthalonpigmenten und Diketopyrrolopyrrolpigmenten. Der Teilchendurchmesserbereich des bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Pigments ist der gleiche wie der Teilchendurchmesserbereich eines Pigments, welches allgemein in einer Farbe oder einer Beschichtungszusammensetzung Anwendung findet. Der Teilchendurchmesser des Pigments beträgt vorzugsweise von 50 bis 0,01 um, noch besser von 10 bis 0,05 um. Bei Verwendung in einer Tintenstrahl-Aufzeichnungsflüssigkeit ist die Verwendung eines organischen Pigments vorzuziehen, dessen durchschnittlicher Teilchendurchmesser von 10 bis 150 nm (gemessen nach einem Laserstreuverfahren) beträgt.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das organische Pigment entsprechend an sich bekannten Sulfonierungsverfahren oberflächenbehandelt werden, solange ein Lösungsmittel gewählt wird, welches mit einem Sulfonierungsmittel nicht reagiert und in welchem das organische Pigment unlöslich oder schwerlöslich ist. Das Sulfonierungsmittel kann ausgewählt werden unter Schwefelsäure, rauchender Schwefelsäure, Schwefeltrioxid, Chloroschwefelsäure und Amidschwefelsäure. Wenn Schwefeltrioxid ein zu hohes Reaktionsvermögen aufweist oder wenn die Anwesenheit einer starken Säure unerwünscht ist, kann die Sulfonierung in Anwesenheit eines Schwefeltrioxidkomplexes mit einer Verbindung wie tertiärem Amin (Shin- Jikken Kagaku Koza, Bd. 14, Pos. Nr. 1773, herausgegeben von Maruzen) stattfinden. Die Verbindung, welche als Lösungsmittel sowie als Mittel zur Bildung eines Komplexes mit Schwefeltrioxid verwendet wird und für die Sulfonierung der Pigmentoberfläche verwendet werden kann, umfaßt zum Beispiel basische Lösungsmittel wie N,N-Dimethylformamid, Pyridin, Triethylamin und Trimethylamin und Lösungsmittel wie Dioxan, Nitromethan und Azetonitril. Diese Lösungsmittel können allein oder in Kombination miteinander verwendet werden. Ferner können auch andere Lösungsmittel in Kombination mit dem obigen Lösungsmittel Verwendung finden, solange das organische Pigment darin unlöslich oder schwerlöslich ist und solange keine Reaktion mit Schwefeltrioxid als Sulfonierungsmittel stattfindet. Zu den Beispielen der "anderen Lösungsmittel" gehören Sulfolan, N-Methyl-2-Pyrrolidon, Dimethalazetamid, Chinolin, Hexamethylphosphortriamid, Chloroform, Dichlorethan, Tetrachlorethan, Tetrachlorethylen, Dichlormethan, Nitromethan, Nitrobenzol, flüssiges Schwefeldioxid, Kohlenstoffdisulfid und Trichlorfluormethan. Die Lösungsmittelmenge beträgt vorzugsweise das 3- bis 200-fache des Gewichts des organischen Pigments zur einwandfreien Behandlung des organischen Pigments mit dem Sulfonierungsmittel durch Aufrechterhaltung der Feuchtigkeit des organischen Pigments mit dem Lösungsmittel und des losen Zustands des organischen Pigments. Ist die Lösungsmittelmenge kleiner als das 3-fache des Gewichts des organischen Pigments, kann das organische Pigment sehr wahrscheinlich in koaguliertem Zustand behandelt werden und die Gewinnung feiner Teilchen ist schwierig. Ist die oben erwähnte Menge größer als das 200-fache des Gewichts des organischen Pigments, so ist das Reaktionsvermögen des Sulfonierungsmittels gering oder die Beseitigung des Lösungsmittels und die Reinigung des organischen Pigments stellen bei einem nachfolgenden Schritt eine Belastung dar und der Schritt der Pigmentrückgewinnung gestaltet sich schwierig. Ferner nimmt die Menge des organischen Pigments, die behandelt werden kann, bis zur Unwirtschaftlichkeit ab.

Wenn ferner eine starke Säure wie Schwefelsäure, rauchende Schwefelsäure, Chloroschwefelsäure oder Fluoroschwefelsäure als Sulfonierungsmittel allein eingesetzt wird, zersetzt sich das Pigment oder wird darin aufgelöst, und es kommt nicht zu der gewünschten Reaktion. Wenn Moleküle einzeln wie eine allgemeine organische Reaktion reagieren, müssen Art und Menge des Lösungsmittels berücksichtigt werden, um die Reaktion zu unterbinden. Das Lösungsmittel kann unter den oben beschriebenen Lösungsmitteln ausgewählt werden, solange diese nicht mit dem Sulfonierungsmittel reagieren.

In einigen Fällen findet die Reaktion jedoch auf der Pigmentoberfläche statt, setzt sich jedoch je nach Reaktionsbedingungen und der Art und Kristallform eines Pigments mit nachfolgendem Kristallübergang oder Kristallwachstum fort. In derartigen Fällen erhält die Pigmentoberfläche hydrophile Eigenschaften, während die spezifische Oberfläche des Pigments abnimmt und dessen Teilchendurchmesser zunimmt, so daß die Gewinnung eines Pigments mit hervorragender Dispergierbarkeit schwierig ist. Wenn zum Beispiel ein instabiles Kristall eines Pigments in einem Lösungsmittel erwärmt wird, ist das Pigment einem Kristallübergang unterworfen. Ferner erfährt ein stabiles Kristall eines Pigments ein Kristallwachstum, wenn es in einem aromatischen Lösungsmittel erwärmt wird, und die Gewinnung eines oberflächenbehandelten Pigments, welches das Kriterium hervorragender Dispergierbarkeit in einem wäßrigen System erfüllt, gestaltet sich schwierig. Da die Reaktionsbedingungen je nach Art und Kristallform des Pigments unterschiedlich sind, können Reaktionstemperatur, Reaktionszeit sowie Art und Auswahl des Sulfonierungsmittels nicht einheitlich bestimmt werden. Wenn eine starke Säure, wie Schwefelsäure, rauchende Schwefelsäure, Chloroschwefelsäure oder Fluoroschwefelsäure, als Sulfonierungsmittel verwendet wird, liegt die Reaktionstemperatur im allgemeinen vorzugsweise im Bereich von -10 bis 120ºC. Wenn ein anderes Sulfonierungsmittel verwendet wird, beträgt die Reaktionstemperatur 60 bis 200ºC. Die Oberflächenbehandlung kann in den meisten Fällen abgeschlossen werden, wenn die Reaktionszeit 0,5 bis 5 Stunden beträgt.

Die im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Mahl- oder Dispergiervorrichtung kann unter allgemeinen Mahlvorrichtungen oder allgemeinen Dispergiervorrichtungen ausgewählt werden. Diese Mahl- oder Dispergiervorrichtung kann speziell unter folgenden Vorrichtungen ausgewählt werden, während sie jedoch darauf nicht beschränkt bleibt, solange sich damit koagulierte Teilchen des Pigments fein dispergieren lassen. Zu den speziellen Beispielen der Mahl- oder Dispergiervorrichtung gehören solche, in denen Pigmentteilchen mittels Scherbeanspruchung fein dispergiert werden, zum Beispiel eine Dreiwalzenmühle und eine Zweiwalzenmühle, also Vorrichtungen, in denen Pigmentteilchen mit einer Schlagfestigkeit fein dispergiert werden, welche durch das Aufeinandertreffen zwischen solchen Medien wie Glasperlen, Zirkonerdeperlen oder Achatperlen bewirkt wird, zum Beispiel eine Kugelmühle, eine Reibmühle, eine Sandmühle, eine Co- Kugelmühle, eine Korbmühle, eine Rüttelmühle, eine Perlmühle und eine Farbkonditioniervorrichtung, also Vorrichtungen, die Pigmentteilchen dadurch fein dispergieren, daß sie eine Scherbeanspruchung, Kavitation, eine Kollisionskraft oder einen potentiellen Kern mit Rotationsmesser, wie ein Dispergator, eine Homogenisiervorrichtung und eine CLEARMIX- Vorrichtung (Lieferant: M. Technique K,K), verursacht, also Vorrichtungen, in denen Pigmentteilchen mit einer Kollisionskraft oder einer Scherbeanspruchung unter den Pigmentteilchen oder zwischen den Pigmentteilchen und einem Bindemittel oder einer Wandfläche, zum Beispiel einer Knetmaschine, einem Extruder und einer Strahlmühle, und einer Ultraschall- Dispergiervorrichtung fein dispergiert werden, worin die Pigmentteilchen mittels Ultraschall fein dispergiert werden. Da sich die erfindungsgemäße Oberflächenbehandlung eines Sulfonierungsmittels bedient, ist die Mahlvorrichtung oder die Dispergiervorrichtung vorzugsweise säurebeständig, und die oben genannten Medien sind je nach Bedarf vorzugsweise ebenfalls säurebeständig. Ferner sind eine allgemeine Zweiwalzenmühle und eine allgemeine Dreiwalzenmühle in offener Bauweise ausgeführt, und wenn eine derartige Mühle verwendet wird, ist hinsichtlich der Regelung der Reaktionstemperatur, einer durch die Verflüchtigung eines Lösungsmittels unter Reaktionsbedingungen verursachten Veränderung, der Entzündung eines Lösungsmittels sowie Einflüssen eines Lösungsmittels auf den menschlichen Körper Vorsicht geboten. Wenn eine Mahl- oder Dispergiervorrichtung in geschlossener Bauart verwendet wird, ist das System außerdem mit dem Dampf eines Lösungsmittels gefüllt, und daher ist im Hinblick auf Explosionsgefahr durch Feuer, insbesondere statische Elektrizität und die Druckregelung, Vorsicht geboten.

Die Oberflächenbehandlungsreaktion wird im allgemeinen durch Verminderung der Temperatur und durch Zusatz einer geeigneten Wassermenge beendet. Ein Reaktionsgemisch wird in eine große Menge Wasser gegossen und ein oberflächenbehandeltes Pigment wird von dem Reaktionsgemisch durch Filtration getrennt. Ein fein vermahlenes oberflächenbehandeltes Pigment kann jedoch durch allgemeine Filtration nicht zurückgewonnen werden. In diesem Fall kann es gewaschen, gereinigt und mittels Trennschleuder, Ultrafiltration, einer Umkehrosmosemembran oder Dialyse zurückgewonnen werden. Nach der Reaktion kann ferner ein Rest-Sulfonierungsmittel und eine ionisierte Verbindung aus einem Zersetzungsprodukt mittels Dialyse, eines Ionenaustauscherharzes oder einer Ionenaustauschermembran entfernt werden.

Es wird davon ausgegangen, daß das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gewonnene oberflächenbehandelte Pigment eine verbesserte Affinität gegenüber einem Bindemittel und einem Lösungsmittel besitzt und hervorragende Dispersionsstabilität aufweist, da eine reaktionsfähige funktionelle Gruppe an der Pigmentoberfläche und ein aromatischer Ring mit dem Sulfonierungsmittel in der Weise reagieren, daß sich Sulfonsäuregruppen oder Sulfonamidgruppen an die Teilchenoberflächen des Pigments binden. Ferner kann ein organisches Pigment einheitlich azidisch gemacht werden, indem Sulfonsäuregruppen an Teilchenoberflächen des Pigments gebunden werden. Normalerweise ist es erforderlich, entsprechend einem basischen Pigment oder einem azidischen Pigment ein Dispergiermittel und ein Bindemittel auszuwählen. Gemäß der Erfindung kann der pH- Wert-Bereich an der Pigmentoberfläche durch die Oberflächenbehandlung kontrolliert werden, und das Dispergiermittel und das Bindemittel können strukturell vereinheitlicht werden, so daß die Herstellung einer Farbe vereinfacht wird. Außerdem kann die der Pigmentoberfläche zugeführte funktionelle Gruppe für eine Pfropfreaktion verwandt werden. An sich reicht die Reaktionswirkung nur bis zur Oberfläche jedes einzelnen, durch Koagulation gebildeten Teilchens. Gemäß der Erfindung wird das organische Pigment jedoch oberflächenbehandelt, während koagulierte Teilchen eines organisches Pigments mit einer Mahlvorrichtung oder einer Dispergiervorrichtung fein dispergiert werden, wobei die Reaktionswirkung weiter auf die Oberfläche fein dispergierter Teilchen ausgedehnt werden kann. Infolgedessen verfügt das oberflächenbehandelte Pigment über eine verbesserte Dispergierbarkeit in Wasser und einem organischen Lösungsmittel. Aufgrund des oben genannten Effekts ist das oberflächenbehandelte Pigment im Vergleich zu dem noch oberflächenzubehandelnden Pigment in Wasser und einem organischen Pigment leicht dispergierbar und besitzt in einem wäßrigen System hervorragende Dispersionsstabilität, so daß das oberflächenbehandelte Pigment auf eine Vielzahl von Pigmentdispersionen Anwendung finden kann.

Das organische Pigment kann bei der Herstellung einer Tintenstrahl-Aufzeichnungsflüssigkeit verwendet werden. Die Tintenstrahl-Aufzeichnungsflüssigkeit ist Gegenstand der ausgeschiedenen Patentanmeldung EP-A-0894835.

Das entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte oberflächenbehandelte organische Pigment und die erfindungsgemäße Pigmentdispersion können für Druckfarben, Beschichtungszusammensetzungen, kosmetische Produkte, Schreibtinten, Toner, Entwicklerflüssigkeiten, elektrofotografische Materialien, Aufzeichnungsmaterialien, wie eine Tintenstrahl- Aufzeichnungsflüssigkeit, einen Farbstoff für einen Kunststoff, einen mittels galvanischer Fällung aufgebrachten Farbstoff, elektronische Materialien, wie einen Farbfilter und ein Fotoresist, sowie eine Pigmentkopie weitgehende Anwendung finden.

Beispiele

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Beispiele erläutert, ohne jedoch auf diese Beispiele begrenzt zu sein.

< Behandlung von organischem Pigment>

Ein organisches Pigment wurde in einem Mischungsverhältnis (Gewichtsverhältnis) gemäß Tabelle 1 unter den in Tabelle 1 angegebenen Reaktionsbedingungen behandelt.

(Behandlung 1)

Ein organisches Pigment wurde in einem Lösungsmittel mit einer Dispergiervorrichtung unter den in Tabelle 1 angegebenen Reaktionsbedingungen dispergiert und auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt. Anschließend wurde ein Sulfonierungsmittel zugesetzt und unter Umrühren für einen vorbestimmten Zeitraum zur Reaktion gebracht. Nach Abschluß der Reaktion wurde das oberflächenbehandelte organische Pigment mehrmals mit einem Lösungsmittelüberschuß gewaschen und das gewaschene oberflächenbehandelte organische Pigment wurde in Wasser gegossen. Das oberflächenbehandelte organische Pigmentprodukt wurde von dem Reaktionsgemisch durch Filtration getrennt und mit Wasser gewaschen.

(Behandlung 2)

Ein organisches Pigment wurde in einem Lösungsmittel in einem Mischungsverhältnis gemäß Tabelle 1 mit einer in Tabelle 1 genannten Mahlvorrichtung oder Dispergiervorrichtung fein dispergiert. Dann wurde die daraus resultierende Dispersion wieder einem Reaktionsgefäß zugeführt, ein Sulfonierungsmittel wurde zugesetzt, und das Gemisch wurde unter Umrühren auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt. Nach Abschluß der Reaktion wurde das oberflächenbehandelte organische Pigment mehrmals mit einem Lösungsmittelüberschuß gewaschen, und das gewaschene oberflächenbehandelte organische Pigment wurde in Wasser gegossen. Das oberflächenbehandelte organische Pigmentprodukt wurde durch Filtration von dem Reaktionsgemisch getrennt und mit Wasser gewaschen.

(Behandlung 3)

Eine in der Salzmühle vermahlene Paste eines organischen Pigments wurde mit einer Dispergiervorrichtung in einem Lösungsmittel unter den in Tabelle 1 angegebenen Reaktionsbedingungen dispergiert, und die Dispersion des Lösungsmittels und der Pigmentpaste wurde wieder einem Reaktionsgefäß zugeführt, in welchem eine Entgasung unter Unterdruckbedingungen möglich ist. Während der Druck im Reaktionsgefäß mittels einer Vakuumpumpe auf 6,7 MPa (50 Torr) oder weniger reduziert wurde, wurde die Dispersion auf 100 bis 120ºC erwärmt, um in dem Lösungsmittel enthaltenes Wasser abzudestillieren, und anschließend wurde ein Sulfonierungsmittel zugesetzt. Das Gemisch konnte dann während eines vorbestimmten Zeitraums bei einer vorbestimmten Temperatur reagieren. Nach Abschluß der Reaktion wurde das oberflächenbehandelte organische Pigment mehrmals mit einem Lösungsmittelüberschuß gewaschen, und das gewaschene oberflächenbehandelte organische Pigment wurde in Wasser gegossen. Das oberflächenbehandelte organische Pigmentprodukt wurde durch Filtration von dem Reaktionsgemisch getrennt und mit Wasser gewaschen.

Tabelle 1

Rtemp. = Reaktionstemperatur

Rzeit = Reaktionszeit

Einheit: Gewichtsteil

Tabelle 1 (Fortsetzung)

Rtemp. = Reaktionstemperatur

Rzeit = Reaktionszeit

Einheit: Gewichtsteil

Organisches Pigment 1: Kupferphthalozyaninblau (Lionol Blue FG-7351: Lieferant Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd.)

Organisches Pigment 2: Diketopyrrolopyrrol (IRGAZIN DPP Red BO: Lieferant Ciba Geigy)

Organisches Pigment 3: Chinakridonrot (Lionogen Red Y-F: Lieferant Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd.)

Organisches Pigment 4: Pigmentgelb 180 (Noveperm Yellow P-HG: Lieferant Hoechst)

Lösungsmittel 1: Sulfolan

Lösungsmittel 2: N-Methyl-2-Pyrrolidon

Lösungsmittel 3: Dimethylazetamid

Lösungsmittel 4: Chinolin

Lösungsmittel 5: Dimethylformamid

Lösungsmittel 6: Hexamethylphosphortriamid

Lösungsmittel 7: Pyridin

Lösungsmittel 8: Azetonitril

Sulfonierungsmittel 1: Amidschwefelsäure

Sulfonierungsmittel 2: Pyridinschwefeltrioxidkomplex

Sulfonierungsmittel 3: Schwefeltrioxid

Sulfonierungsmittel 4: Chloroschwefelsäure

Dispergiervorrichtung 1: Dreiwalzenmühle (RMZ-1, Lieferant K.K. Irie Shokai)

Dispergiervorrichtung 2: Kugelmühle (V-2M, Lieferant Irie Shokai)

Dispergiervorrichtung 3: Homogenisiervorrichtung (CLEARMIX, Lieferant M. TECHNIQUE K.K.)

Dispergiervorrichtung 4: Sandmühle (Dynomil, Lieferant Sinmaru Enterprises)

Beispiele 1-26

Organische Pigmente wurden in Mischverhältnissen gemäß Tabelle 1 unter den in Tabelle 1 angegebenen Reaktionsbedingungen und gemäß den in Tabelle 1 genannten Behandlungsverfahren behandelt.

Vergleichsbeispiel 1

Kupferphthalozyanin (Fast Sky Blue: Lieferant Noma Kagaku)

Vergleichsbeispiel 2-5

Organische Pigmente 1 bis 4, die nicht behandelt wurden.

Die gemäß den Beispielen 1 bis 26 gewonnenen oberflächenbehandelten Pigmente und die Pigmente gemäß den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 wurden nach folgendem Verfahren beurteilt.

(Beurteilung)

Eine Akrylemulsion wurde in Wasser und Propylenglykol in folgendem Mischungsverhältnis gelöst und es wurden eines der oberflächenbehandelten Pigmente gemäß den Beispielen 1 bis 26 oder die Pigmente gemäß den Vergleichsbeispielen 1 bis 5 zugesetzt. Das Gemisch wurde mit einem Farbkonditioniermittel in Anwesenheit von Zirkonerdeperlen als Medien 3 Stunden lang dispergiert, um eine wäßrige Farbe zu gewinnen.

Organisches Pigment 8 Gewichtsteile

Wäßriges Akrylharz (JOHNCRYL J-61, Lieferant Johnson Polymer Corp.) 18 Gewichtsteile

Dimethylaminoethanol 1 Gewichsteil

Zirkonerdeperlen 25 Gewichtsteile

Gereinigtes Wasser 51 Gewichtsteile

Dispersionsstabilität:

Eine gewonnene Farbe wurde einen Monat lang bei 50ºC stehen gelassen und dann im Hinblick auf die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Präzipitats in der Farbe kontrolliert. Die Resultate wurden mit , oder X ausgedrückt. zeigt die Anwesenheit keines Präzipitats, zeigt die Anwesenheit eines Präzipitats in gewissem Umfang und X zeigt die Anwesenheit einer großen Präzipitatmenge.

Ein Pigment wurde mit einem Laser-Teilchengrößen-Analysegerät (LPA-3000/3100, Lieferant Otsuka Electronics Co., Ltd.) im Hinblick auf die Teilchengrößenverteilung gemessen, um einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser der dispergierten Pigmentteilchen zu bestimmen.

Tabelle 2 zeigt die Resultate.

Tabelle 2 (Resultate der Beurteilung der Dispersionsstabilität)

< Tintenstrahl-Aufzeichnungsflüssigkeit als Beispiel der Pigmentdispersion>

Beispiele für die Anwendung des oberflächenbehandelten Pigments auf eine Tintenstrahl-Aufzeichnungsflüssigkeit werden nachstehend erläutert, wobei "Teil" und "%" für "Gewichtsteil" und "Gew.-%" stehen.

Jedes der gemäß den Beispielen 4, 5, 7, 8, 11, 14, 15, 16, 20, 22, 23 und 24 unter den in Tabelle 1 angegebenen Bedingungen gewonnenen oberflächenbehandelten Pigmente wurde unabhängig mehrmals mit einem Lösungsmittel gewaschen, in Wasser gegossen, nochmals wiederholt mit Wasser gewaschen und so filtriert, daß wäßrige Dispersionen (Feststoffgehalt 15%) zustande kamen.

Synthesebeispiel für wäßrige Harze

Methylmethakrylat (MMA), Ethylakrylat (EA) und Methakrylsäure (MAA) wurden in folgendem Monomerverhältnis (Molverhältnis) entsprechend dem Syntheseverfahren eines Akrylharzes zur Gewinnung von Terpolymeren kopolymerisiert.

Anwendungsbeispiel 1-12

Eine Sandmühle wurde mit den in Tabelle 3 genannten Rohstoffen in einem Mischungsverhältnis (Gewichtsverhältnis) gemäß Tabelle 3 beschickt und das Gemisch wurde für 3 bis 4 Stunden dispergiert. Dann wurde die Dispersion in der Trennschleuder bei 10.000 min&supmin;¹ getrennt und mittels eines 0,45 um-Filters filtriert, um eine Tintenstrahl-Aufzeichnungsflüssigkeit zu gewinnen.

Tabelle 3

SB = Synthesebeispiel, AH = Akrylharz

EW = Entionisiertes Wasser

Einheit = Gewichtsteil

Dispergiermittel 1: Nichtionisches Tensid "Emulgen 420", Lieferant Kao Corp.

Dispergiermittel 2: Nichtionisches Tensid "Emulgen A-90", Lieferant Kao Corp.

Dispergiermittel 3: Nichtionisches Tensid "Solsperse 27000", Lieferant Zeneca K.K.

Akrylharz 1: Akrylharzemulsion "W-251", Lieferant Nippon Polymer, Feststoffgehalt 40%.

Akrylharz 2: Akrylharzemulsion "Emapoly-TYN-50", Lieferant Gifu Shellac, Feststoffgehalt 44%.

Akrylharz 3: Wäßrige Akrylharzlösung "JOHNCRYL", Lieferant Johnson Polymer Corp., Feststoffgehalt 31%.

Akrylharz 4: Wäßrige Akrylharzlösung "JOHNCRYL 62J", Lieferant Johnson Polymer Corp., Feststoffgehalt 31%.

Neutralisator 1: Dimethylaminoethanol

Neutralisator 2: Diethylaminoethanol

Neutralisator 3: Monoethanolamin

Netzmittel 1: Glyzerin

Netzmittel 2: Diethylenglykol

Lösungsmittel 1: Isopropylalkohol

Lösungsmittel 2: Ethylalkohol

Lösungsmittel 3: N-Methyl-2-Pyrrolidon

Fungizid 1: "Proxel GXL", Lieferant Zeneca K.K.

Fungizid 2: "Sodium Omadine", Lieferant Olin Corp.

Chelatbildner: Ethylendiamintetraessigsäure-Natriumsalz

Die gemäß den Anwendungsbeispielen gewonnenen Aufzeichnungsflüssigkeiten wurden entsprechend nachstehendem Verfahren im Hinblick auf ihre Dispergierbarkeit beurteilt. Die gemäß den Anwendungsbeispielen gewonnenen Aufzeichnungsflüssigkeiten wurden ferner in Patronen eines Tintenstrahldruckers (MJ700V2C, Lieferant Epson Company) eingefüllt und für die Aufzeichnung mit dem Tintenstrahldrucker verwendet, und die aufgezeichneten Produkte wurden nach den folgenden Verfahren im Hinblick auf Wasserechtheit, Reibungsbeständigkeit und Lichtechtheit beurteilt. Tabelle 4 zeigt die Resultate.

Außerdem wurden die gemäß den Anwendungsbeispielen gewonnenen Aufzeichnungsflüssigkeiten 1 Woche lang bei -40ºC gelagert und auftauen gelassen, um zu zeigen, daß diese Aufzeichnungsflüssigkeiten ihre Anfangsviskosität behielten und stabile Abgabeeigenschaften aufwiesen. Ferner wurden die gemäß den Anwendungsbeispielen gewonnenen Aufzeichnungsflüssigkeiten für 1 Monat in einer Konstant-Temperatur-Kammer bei 50ºC gelagert, um zu zeigen, daß diese Aufzeichnungsflüssigkeiten ihre Anfangsviskosität behielten und stabile Abgabeeigenschaften aufwiesen. Außerdem wurden die gemäß den Anwendungsbeispielen gewonnenen Aufzeichnungsflüssigkeiten mehrmals einem Zyklus von 7 Stunden bei -40ºC, 7 Stunden bei Raumtemperatur und 7 Stunden bei 50ºC ausgesetzt, um zu zeigen, daß diese Aufzeichnungsflüssigkeiten ihre anfänglichen Druckeigenschaften und anfänglichen physikalischen Eigenschaftswerte als Aufzeichnungsflüssigkeiten behielten.

Wasserechtheit: Ein Blatt Kopierpapier (Zerox 4024) wurde bedruckt und das Kopierpapier wurde 6 Stunden stehen gelassen und anschließend 5 Minuten lang in Leitungswasser eingetaucht. Die OD-Werte wurden vor und nach dem Test gemessen und die Wasserbeständigkeit wurde als Restverhältnis ausgedrückt.

Reibungsbeständigkeit: Ein Blatt Kunstdruckpapier wurde kompreß bedruckt und ein Wattebausch wurde dreimal an einem Aufzeichnungsteil gerieben. Dann wurde der Aufzeichnungsteil visuell auf Veränderungen untersucht.

Lichtechtheit: Ein Bogen beschichtetes synthetisches Papier wurde druckkaschiert und 500 Stunden einem Fadeometer ausgesetzt. Die Differenz zwischen einer Farbe vor dem Test und einer Farbe nach dem Test wurde ermittelt.

Dispersionsstabilität: Eine Aufzeichnungsflüssigkeit wurde 7 Tage lang bei 50ºC gelagert und wurde dann hinsichtlich einer Veränderung ihres Teilchendurchmessers gemessen.

A: Veränderung um weniger als 15 nm

B: Veränderung um 15 nm oder mehr

Tabelle 4

Eine Farbe, eine Beschichtungszusammensetzung oder dergleichen, die durch Mischen des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren oberflächenbehandelten Pigments mit einem Bindemittel oder einem Lösungsmittel hergestellt wurde, besitzt hervorragende Dispersionsstabilität im Vergleich zu Gegenstücken, die nichtbehandeltes Pigment enthielten, und bei Langzeitlagerung wird weder eine Koagulation noch eine Präzipitation des oberflächenbehandelten Pigments beobachtet. Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte oberflächenbehandelte Pigment ergibt daher eine wäßrige Dispersion mit hervorragender Dispersionsstabilität. Außerdem bewirkt das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte oberflächenbehandelte Pigment einen Effekt, den die an sich bekannten organischen Pigmente bei galvanisch gefällten und elektrofotografischen Materialien unter Anwendung von Ladungen auf der Pigmentoberfläche nicht hervorrufen.


Anspruch[de]

1. Verfahren zur Herstellung eines organischen Pigments, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) koagulierte Teilchen eines organischen Pigments in einem Lösungsmittel, in welchem das organische Pigment unlöslich oder schwer löslich ist, unter Verwendung einer Mahlvorrichtung oder einer Dispergiervorrichtung dispergiert werden, und

(b) die auf diese Weise gewonnene Dispersion in der Mahlvorrichtung oder der Dispergiervorrichtung mit einem Sulfonierungsmittel umgesetzt wird, wodurch der Oberfläche jedes Pigmentteilchens eine Sulfonsäuregruppe zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die koagulierten Teilchen des organischen Pigments mittels einer durch eine Materialbeschickung hervorgerufenen Scherbeanspruchung oder Stoßkraft dispergiert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Pigment mit dem Sulfonierungsmittel umgesetzt wird, während die koagulierten Teilchen des organischen Pigments mit einer Mahlvorrichtung oder Dispergiervorrichtung dispergiert werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner dadurch gekennzeichnet, daß ein organisches Pigment in Form einer wasserbenetzten Pigmentpaste hergestellt wird, wobei die wasserbenetzte Pigmentpaste in dem Lösungsmittel dispergiert wird, ohne getrocknet zu werden.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, weiter dadurch gekennzeichnet, daß ein organisches Pigment in Form einer wasserbenetzten Pigmentpaste hergestellt wird, wobei die wasserbenetzte Pigmentpaste mit dem Sulfonierungsmittel umgesetzt wird, nachdem Wasser aus der wasserbenetzten Pigmentpaste entfernt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserbenetzte Pigmentpaste eine Paste eines in einer Salzmühle gemahlenen Pigments ist.

7. Dispersion eines durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gewinnbaren organischen Pigments in einer wäßrigen Flüssigkeit.

8. Dispersion nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Pigment einen durch Laserstreuungsmessung bestimmten mittleren Teilchendurchmesser von 10 bis 150 nm hat.







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