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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.
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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.
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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.
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Eine weitere erfindungsgemäße Aufgabe betrifft eine wäßrige
Dispersion des obigen Pigments, welche Dispersionsstabilität
besitzt.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines
oberflächenbehandelten organisches Pigments vorgesehen,
dadurch gekennzeichnet, daß:
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(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
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(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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Das organische Pigment kann bei der Herstellung einer
Tintenstrahl-Aufzeichnungsflüssigkeit verwendet werden. Die
Tintenstrahl-Aufzeichnungsflüssigkeit ist Gegenstand der
ausgeschiedenen Patentanmeldung EP-A-0894835.
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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
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Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Beispiele
erläutert, ohne jedoch auf diese Beispiele begrenzt zu sein.
< Behandlung von organischem Pigment>
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Ein organisches Pigment wurde in einem Mischungsverhältnis
(Gewichtsverhältnis) gemäß Tabelle 1 unter den in Tabelle 1
angegebenen Reaktionsbedingungen behandelt.
(Behandlung 1)
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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)
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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)
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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
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Rtemp. = Reaktionstemperatur
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Rzeit = Reaktionszeit
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Einheit: Gewichtsteil
Tabelle 1 (Fortsetzung)
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Rtemp. = Reaktionstemperatur
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Rzeit = Reaktionszeit
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Einheit: Gewichtsteil
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Organisches Pigment 1: Kupferphthalozyaninblau (Lionol Blue
FG-7351: Lieferant Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd.)
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Organisches Pigment 2: Diketopyrrolopyrrol (IRGAZIN DPP Red
BO: Lieferant Ciba Geigy)
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Organisches Pigment 3: Chinakridonrot (Lionogen Red Y-F:
Lieferant Toyo Ink Manufacturing Co., Ltd.)
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Organisches Pigment 4: Pigmentgelb 180 (Noveperm Yellow P-HG:
Lieferant Hoechst)
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Lösungsmittel 1: Sulfolan
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Lösungsmittel 2: N-Methyl-2-Pyrrolidon
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Lösungsmittel 3: Dimethylazetamid
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Lösungsmittel 4: Chinolin
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Lösungsmittel 5: Dimethylformamid
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Lösungsmittel 6: Hexamethylphosphortriamid
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Lösungsmittel 7: Pyridin
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Lösungsmittel 8: Azetonitril
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Sulfonierungsmittel 1: Amidschwefelsäure
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Sulfonierungsmittel 2: Pyridinschwefeltrioxidkomplex
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Sulfonierungsmittel 3: Schwefeltrioxid
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Sulfonierungsmittel 4: Chloroschwefelsäure
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Dispergiervorrichtung 1: Dreiwalzenmühle (RMZ-1, Lieferant
K.K. Irie Shokai)
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Dispergiervorrichtung 2: Kugelmühle (V-2M, Lieferant Irie
Shokai)
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Dispergiervorrichtung 3: Homogenisiervorrichtung (CLEARMIX,
Lieferant M. TECHNIQUE K.K.)
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Dispergiervorrichtung 4: Sandmühle (Dynomil, Lieferant
Sinmaru Enterprises)
Beispiele 1-26
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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
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Kupferphthalozyanin (Fast Sky Blue: Lieferant Noma Kagaku)
Vergleichsbeispiel 2-5
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Organische Pigmente 1 bis 4, die nicht behandelt wurden.
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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)
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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.
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Organisches Pigment 8 Gewichtsteile
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Wäßriges Akrylharz (JOHNCRYL J-61, Lieferant Johnson Polymer
Corp.) 18 Gewichtsteile
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Dimethylaminoethanol 1 Gewichsteil
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Zirkonerdeperlen 25 Gewichtsteile
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Gereinigtes Wasser 51 Gewichtsteile
Dispersionsstabilität:
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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.
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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.
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Tabelle 2 zeigt die Resultate.
Tabelle 2 (Resultate der Beurteilung der
Dispersionsstabilität)
< Tintenstrahl-Aufzeichnungsflüssigkeit als Beispiel der
Pigmentdispersion>
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Beispiele für die Anwendung des oberflächenbehandelten
Pigments auf eine Tintenstrahl-Aufzeichnungsflüssigkeit werden
nachstehend erläutert, wobei "Teil" und "%" für
"Gewichtsteil" und "Gew.-%" stehen.
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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
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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
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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
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SB = Synthesebeispiel, AH = Akrylharz
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EW = Entionisiertes Wasser
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Einheit = Gewichtsteil
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Dispergiermittel 1: Nichtionisches Tensid "Emulgen 420",
Lieferant Kao Corp.
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Dispergiermittel 2: Nichtionisches Tensid "Emulgen A-90",
Lieferant Kao Corp.
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Dispergiermittel 3: Nichtionisches Tensid "Solsperse 27000",
Lieferant Zeneca K.K.
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Akrylharz 1: Akrylharzemulsion "W-251", Lieferant Nippon
Polymer, Feststoffgehalt 40%.
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Akrylharz 2: Akrylharzemulsion "Emapoly-TYN-50", Lieferant
Gifu Shellac, Feststoffgehalt 44%.
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Akrylharz 3: Wäßrige Akrylharzlösung "JOHNCRYL", Lieferant
Johnson Polymer Corp., Feststoffgehalt 31%.
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Akrylharz 4: Wäßrige Akrylharzlösung "JOHNCRYL 62J",
Lieferant Johnson Polymer Corp., Feststoffgehalt 31%.
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Neutralisator 1: Dimethylaminoethanol
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Neutralisator 2: Diethylaminoethanol
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Neutralisator 3: Monoethanolamin
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Netzmittel 1: Glyzerin
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Netzmittel 2: Diethylenglykol
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Lösungsmittel 1: Isopropylalkohol
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Lösungsmittel 2: Ethylalkohol
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Lösungsmittel 3: N-Methyl-2-Pyrrolidon
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Fungizid 1: "Proxel GXL", Lieferant Zeneca K.K.
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Fungizid 2: "Sodium Omadine", Lieferant Olin Corp.
Chelatbildner: Ethylendiamintetraessigsäure-Natriumsalz
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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.
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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.
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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.
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Reibungsbeständigkeit: Ein Blatt Kunstdruckpapier wurde
kompreß bedruckt und ein Wattebausch wurde dreimal an einem
Aufzeichnungsteil gerieben. Dann wurde der Aufzeichnungsteil
visuell auf Veränderungen untersucht.
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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.
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Dispersionsstabilität: Eine Aufzeichnungsflüssigkeit wurde 7
Tage lang bei 50ºC gelagert und wurde dann hinsichtlich
einer Veränderung ihres Teilchendurchmessers gemessen.
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A: Veränderung um weniger als 15 nm
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B: Veränderung um 15 nm oder mehr
Tabelle 4
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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.