DE69901944T3

DE69901944T3 - Modifizierte pigmente mit verbesserten dispergierenden eigenschaften

Info

Publication number: DE69901944T3
Application number: DE69901944T
Authority: DE
Inventors: E. Joseph JOHNSON; Nanying Bian; P. Collin GALLOWAY
Original assignee: Cabot Corp
Current assignee: Cabot Corp
Priority date: 1998-04-03
Filing date: 1999-04-02
Publication date: 2009-05-14
Anticipated expiration: 2019-04-03
Also published as: WO1999051690A1; DE69901944T2; JP4870261B2; EP1066352A1; EP1066352B1; JP2011236434A; US20060189717A1; AU3471099A; EP1066352B2; JP2015028173A; US6432194B2; US7649031B2; US7056962B2; US6336965B1; US6478863B2; JP2002510736A; US20010003263A1; US20010004871A1; US20020056403A1; DE69901944D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Pigmente, die bei einer Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden können, und insbesondere betrifft sie die Modifikation von Pigmenten, um verschiedene Eigenschaften zu verbessern.
Pigmente sind bisher bei einer Vielzahl von Anwendungen, wie in Tinten, Beschichtungen, Tonern, Kunststoffen, Kautschukfilmen und dergleichen, verwendet worden. Es ist gemeinsames Ziel dieser Anwendungen, ein Pigment zur Verfügung zu stellen, das im Wesentlichen und gleichmäßig dispergiert werden kann und in der Lage ist, in der Zusammensetzung dispergiert zu bleiben, so dass die Farbe und andere Eigenschaften, die durch das Pigment hervorgebracht werden, über die Zusammensetzung oder das Material, in der bzw. in dem das Pigment enthalten ist, hindurch gleichmäßig sind. Die Verbesserung des Dispersionsvermögens und die Dispersionsstabilität der Pigmente sind erst kürzlich in Angriff genommen worden und umfassen die Beschichtung oder Adsorption verschiedener oberflächenaktiver Mittel auf bzw. an das Pigment. Allerdings hatte die reine Adsorption oder Beschichtung der Pigmente möglicherweise verschiedene Nachteile. Zunächst einmal sind die adsorbierten oberflächenaktiven Mittel von den physikalischen Eigenschaften des umgebenden Materials, wie das Lösungsmittel mit der Tinte, abhängig. In dieser Situation kann ein Gleichgewicht zwischen der Oberfläche des Pigments und des Lösungsmittels für die Affinität des oberflächenaktiven Mittels bestehen. Löslichkeitsprobleme, bei denen das oberflächenaktive Mittel und das Lösungsmittel beteiligt sind, können ebenfalls im Spiel sein. Andere Umstände, die adsorbierte oberflächenaktive Mittel beeinflussen können, sind die Konzentration des Pigments, die Art des verwendeten oberflächenaktiven Mittels und die Temperatur und der pH-Wert der Zusammensetzung oder des Materials, die bzw. das das Pigment enthält. Eine oder mehrere dieser physikalischen Eigenschaften können die Entfernung des oberflächenaktiven Mittels von der Pigmentoberfläche verursachen und damit ein zusätzliches oberflächenaktives Mittel in der Flüssigkeit oder dem Medium als Hauptteil erzeugen, was die Dispersionsstabilität und die Eigenschaften des Flüssigkeitshauptanteils, wie Schaumbildung, Oberflächenspannung, Viskosität, Filmstärke, Filmelastizität und dergleichen, negativ beeinflussen kann. Zusätzlich kann überschüssiges oberflächenaktives Mittel, das in herkömmlichen Pigmenten gefunden werden kann, ebenfalls schädlich für die Kunststoff- oder Filmherstellungseigenschaften, wie die Farbe, Stärke, Dehnung, Elastizität und dergleichen. Demzufolge besteht im Stand der Technik ein Wunsch danach, das Dispersionsvermögen und die Dispersionsstabilität von Pigmenten zu verbesserm, um somit einen oder mehrere der oben beschriebenen Nachteile zu überwinden.
Das U.S.-Patent Nr. 4 946 503 betrifft Diarylidpigmente, die mit einem Alkylenoxidpolymer modifiziert sind und in Tinten auf Lösungsmittelbasis und Wasserbasis sowie Beschichtungen verwendet werden. Das zuvor erwähnte U.S.-Patent beschreibt die Umsetzung eines alkalischen Oxidpolymers mit einem endständigen primären Amin mit einem Diarylidpigment, worin das Polymer über eine Stickstoffgruppe mit dem Pigment verbunden ist. Die in dem U.S.-Patent beschriebenen Verbindungen zeigen verbesserte Anwendungseigenschaften in Tinten auf Lösungsmittelbasis und Wasserbasis und in Überzugszusammensetzungen.
Die britische Patentveröffentlichung Nr. 2 036 779 beschreibt die Bindung eines alkalischen Oxidpolymers mit einem endständigen Wasserstoff, einer endständigen Alkylgruppe oder einer endständigen aromatischen Gruppe an ein Pigment. Die Alkylenoxidgruppe ist mit dem Pigment über ein Sauerstoff- oder ein Stickstoffatom verbunden. Die modifizierten Pigmente werden in Farbstoffen verwendet und sie liegen in flüssiger oder gelöster Form vor, was bedeutet, dass zusätzliche oberflächenaktive Mittel, wie Dispergiermittel, Schutzkolloide oder Egalisiermittel, weggelassen werden können.
Die internationale Patentanmeldung Nr. WO 96/18695 beschreibt modifizierte Kohlenstoffprodukte und ihre Anwendung in Tintenstrahlzusammensetzungen. Das Kohlenstoffprodukt ist durch Verbindung mit einer organischen Gruppe, die mindestens eine aromatische Gruppe und mindestens eine ionische Gruppe oder mindestens eine ionisierbare Gruppe umfasst, modifiziert. Das in der internationalen Patentveröffentlichung beschriebene Pigment kann in seiner kleinsten teilchenförmigen Form stabil dispergiert werden, ohne dass eine unzumutbare Verarbeitung und Kosten verursacht werden, wobei Tintenstrahltintenzusammensetzungen entstehen, die eine erhöhte optische Dichte aufweisen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, modifizierte Pigmentprodukte zur Verfügung zu stellen, die in der Lage sind, die Dispergierbarkeit und die Dispersionsstabilität des Pigments in Zusammensetzungen und Formulierungen zu verbessern.
Ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Tinte, eine Beschichtung (Überzug), einen Toner, ein Polymer, ein Papier, einen Film und Kautschukzusammensetzungen zur Verfügung zu stellen, die die erfindungsgemäßen modifizierten Pigmentprodukte enthalten.
Ein zusätzliches Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens, mit dem die Dispergierbarkeit und Dispersionsstabilität von Pigmenten in verschiedenen Zusammensetzungen und Formulierungen verbessert werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nun teilweise in der folgenden Beschreibung aufgezeigt und sie werden auch teilweise aus der Beschreibung ersichtlich werden oder sie werden bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung zutage treten. Die Aufgaben und andere Vorteile der vorliegenden Erfindungen werden durch die Elemente und Kombinationen, die insbesondere in der geschriebenen Beschreibung und den anliegenden Patentansprüchen ausgeführt sind, erkannt und bewusst gemacht.
Zur Lösung dieser und anderer Vorteile und gemäß dem Zweck der vorliegenden Erfindung, wie sie vorliegend ausführlich und breit beschrieben ist, betrifft die vorliegende Erfindung ein modifiziertes Pigmentprodukt nach den Ansprüchen 1 bis 22, Tintenzusammensetzungen nach den Ansprüchen 23 bis 32 und Druckplatten nach den Ansprüchen 42 bis 65.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls Tintenzusammensetzungen, die mindestens ein erfindungsgemäßes modifiziertes Pigmentprodukt und mindestens ein Tintenvehikel enthalten.
Es ist selbstverständlich, dass sowohl die vorangegangene allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung exemplarisch sind und nur erläuternden Charakter haben und lediglich dafür da sind, die vorliegende Erfindung, wie beansprucht, weiter zu erklären.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen verschiedene Arten von modifizierten Pigmentprodukten, die bevorzug in einer Vielzahl von Materialien, wozu, allerdings ohne Einschränkungen darauf, Flüssigkeiten (wässrige und nicht wässrige], Polymere (z. B. thermoplastische und thermohärtbare), Elastomere (z. B. synthetische Kautschuks und/oder na türliche Kautschuks), Überzüge (z. B. Farben), Tinten (z. B. Drucktinten und Tintenstrahltinten), flüssige und feste Toner, Filme und dergleichen, gehören, dispergiert werden können. Die Pigmente sind in der Weise modifiziert, dass chemische Gruppen (z. B. polymere und organische) auf dem Pigment gebunden sind, was eine stabilere Bindung der Gruppen auf dem Pigment im Vergleich zu adsorbierten Gruppen, z. B. Polymeren, oberflächenaktiven Mitteln und dergleichen, schafft.
In jeder der folgenden Formeln ist -X direkt mit dem Pigment verbunden, und -X' kann direkt mit dem Pigment verbunden sein.
Die aromatische Gruppe des X-Substituenten und/oder des R-Substituenten kann substituiert oder unsubstituiert sein, und kann beispielsweise eine Aryl- oder Heteroarylgruppe bedeuten. Die aromatische Gruppe kann mit jeder Gruppe, wie mit einer oder mehreren Alkylgruppen oder Arylgruppen, substituiert sein. Bevorzugt ist die aromatische Gruppe ein Phenyl, Naphthyl, Anthracenyl, Phenanthrenyl, Biphenyl, Pyridinyl, Benzothiadiazolyl oder Benzothiazolyl. Beispiele für die Alkylgruppe des X-Substituenten und/oder des R-Substituenten umfassen, allerdings ohne Einschränkungen darauf, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppen, die verzweigt oder unverzweigt sein können. Die Alkylgruppe kann mit einer oder mehreren Gruppen, wie aromatischen Gruppen, substituiert sein. Bevorzugte Beispiele für die Alkylgruppe für den X-Substituenten umfassen, allerdings ohne Einschränkung darauf, C₁-C₁₂, wie Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Butyl-, Pentyl- oder Hexylgruppen. Mit anderen Worten, X und/oder R können einen verzweigten oder unverzweigten, substituierten oder unsubstituierten, gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoff bedeuten. Beispiele für die substituierten Gruppen, umfassen, allerdings ohne Einschränkungen darauf, eine Estergruppe, eine Amidgruppe, eine Ethergruppe, eine Carboxylgruppe, eine Arylgruppe, eine Alkylgruppe und dergleichen.
Beispiele für die nicht ionische Gruppe umfassen, allerdings ohne Einschränkung darauf, Gruppen ohne sichtbare ionische Ladung, wie Polymere aus Ethylenoxid, Propylenoxid, andere Alkylenoxide, Carbonsäureester, Glykole, Alkohole, Ester, Alkanolamin-Fettsäure-Kondensate, Silicone, Isocyanate, Alkylpyrrolidene und Alkylpolyglykoside. In nicht wässrigen Medien kann die nicht ionische Gruppe zusätzlich zu den zuvor erwähnten Gruppen Carboxylate, Sulfonate, Phosphate, Amine und andere Gruppen aufweisen, die typischerweise einen ionischen Charakter in Wasser zeigen. Die nicht ionische Gruppe ist bevorzugt eine C₁-C₁₂-Alkylgruppe oder eine C₁-C₁₂-Alkylenoxidgruppe. p kann 1–25, 26–50, 51–75, 75–100 und/oder 101–500 betragen, wobei p bevorzugt 5 bis 50 ist.
Der X-Substituent und/oder die nicht ionische Gruppe können mit einer oder mehreren funktionellen Gruppen substituiert sein. Die funktionelle Gruppe enthält bevorzugt eine lypophile Gruppe. Beispiele für funktionelle Gruppen umfassen, allerdings ohne Einschränkungen darauf, R', OR', COR', COOR', OCOR', Carboxylate, Halogene, CN, NR'₂, SO₃H., Sulfonate, -OSO₃, NR'(COR'), CONR'₂, NO₂, PO₃H₂, Phosphonate, Phosphate, N=NR', NSO₂R', worin R' gleich oder unterschiedlich sein kann und voneinander unabhängig Wasserstoff, verzweigte oder nicht verzweigte C₁-C₂₀-substituierte oder unsubstituierte, gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffe, z. B. Alkyl, Alkylen, Alkynyl, substituiertes oder unsubstituiertes Aryl, substituiertes oder unsubstituiertes Heteroaryl, substituiertes oder unsubstituiertes Alkyoaryl oder substituiertes oder unsubstituiertes Arylalkyl bedeutet.
Amine sind ebenfalls Beispiele für funktionelle Gruppen sowie quarternäre Ammoniumgrupen (-NR₃ ⁺ und quarternäre Phosphoniumgruppen (-PR₃ ⁺) sowie quarternäre Sulfoniumgruppen (-SR₂ ⁺).
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das modifizierte Pigmentprodukt ein Pigment sein, an das mindestens eine Gruppe gebunden ist, die die Formel aufweist: -X-[A]_pR worin X eine aromatische Gruppe oder eine Alkylgruppe bedeutet; A -CH₂-CH₂-O- oder -CH₂-CH₂-CH₂-O- darstellt; p eine ganze Zahl von 1 bis 500 ist und R Wasserstoff, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte aromatische Gruppe bedeutet. A kann gleich oder unterschiedlich sein, wenn p größer als 1 ist. X kann substituiert oder unsubstituiert sein und kann substituierte Gruppen, wie eine Estergruppe, eine Amid-Gruppe, eine Ethergruppe, eine Carbonylgruppe, eine Arylgruppe, eine Alkylgruppe und dergleichen umfassen. Die substituierten Gruppen können an A gebunden sein oder damit verknüpft sein.
In einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, kann das modifizierte Pigmentprodukt ein Pigment sein, an das mindestens eine Gruppe gebunden ist, die die Formel aufweist: -X-[(-CH₂)_m-O-)_p-R] worin X die oben beschriebenen Bedeutungen aufweist und beispielsweise eine aromatische Gruppe oder eine Alkylgruppe, wie bereits zuvor beschrieben, darstellen, m eine ganze Zahl von 1 bis 12, bevorzugt 2 oder 3 ist, p eine ganze Zahl von 1 bis 500 ist und R die oben beschriebenen Bedeutungen aufweist und beispielsweise Wasserstoff, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte aromatische Gruppe sein kann. Beispiele für die R-Substituenen umfassen, allerdings ohne Einschränkungen darauf, Wasserstoff, Methyl-, Ethyl-, Butyl- oder Propylgruppen. p kann 1–25, 26–50, 51–75, 76–100, und 101–500 sein und bevorzugt 5–50 betragen. Besonders bevorzugte Gruppen in dieser Formel sind, wenn X eine Benzolgruppe darstellt, m 1 bis 5, Insbesondere 2 oder 3 ist, p 5 bis 50, insbesondere 14–45 ist und R Wasserstoff oder eine Methylgruppe darstellt. Eine andere bevorzugte Gruppe ist, wenn m 2 ist, p 7 ist, R eine Methylgruppe bedeutet und X eine Benzolgruppe darstellt.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine Druckplatte ein modifiziertes Pigmentprodukt, das ein Pigment sein kann, an das mindestens eine polymere Gruppe gebunden ist, worin die polymere Gruppe die Formel aufweist: -X-[Polymer]R worin X die oben beschriebenen Bedeutungen aufweist und beispielsweise mindestens eine aromatische Gruppe oder mindestens eine Alkylgruppe, die bereits vorbeschrieben wurden, bedeuten kann, "Polymer" sich wiederholende Monomergruppen oder Mehrfachmonomergruppen oder beides, die wahlweise mindestens eine -X'-Gruppe aufweisen, umfasst. Das "Polymer" kann mit zusätzlichen Gruppen substituiert sein oder unsubstituiert sein und R hat die oben beschriebenen Bedeutungen und kann beispielsweise Wasserstoff, eine Bindung, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte aromatische Gruppe darstellen. Wenn X eine Alkylgruppe bedeutet, besitzt das "Polymer" bevorzugt keine ionische oder ionisierbare Gruppe. X' bedeutet eine aromatische Gruppe oder eine Alkylgruppe, und X' und X können jeweils gleich oder unterschiedlich sein. Die gesamten sich wiederholenden Monomereinheiten, die das "Polymer" ausmachen, ergeben nicht mehr als etwa 500 Monomerwiederholungseinheiten. X und/oder X' können substituiert oder unsubstituiert sein und können substituierte Gruppen, wie eine Estergruppe, eine Amidgruppe, eine Ethergruppe und dergleichen, umfassen. Die substituierten Gruppen kön nen mit dem "Polymer" verknüpft sein. Wenn R ebenfalls eine Bindung darstellt, kann die verfügbare Bindung an das Pigment gebunden sein. Wenn X eine Alkylgruppe in dieser Formel darstellt, besitzt die polymere Gruppe bevorzugt keine ionische oder ionisierbare Gruppe.
Die polymere Gruppe kann jede polymere Gruppe sein, die mit dem Pigment verbunden werden kann.
Erfindungsgemäß und nach der obigen Formel können eine oder mehrere polymere Gruppen, die das "Polymer" umfassen, vorhanden sein. Die polymere Gruppe kann eine thermoplastische polymere Gruppe oder eine thermohärtbare polymere Gruppe sein. Des Weiteren kann die polymere Gruppe ein Homopolymer, Copolymer, Terpolymer und/oder ein Polymer, das jede Anzahl verschiedener Wiederholungseinheiten enthält, sein. Des Weiteren kann die in der vorliegenden Erfindung vorhandene polymere Gruppe jede Art einer polymeren Gruppe darstellen, wie ein statistisches Copolymer, ein alternierendes Polymer, ein Pfropfpolymer, ein Blockcopolymer, ein sternähnliches Polymer und/oder ein kammähnliches Polymer. Die in der vorliegenden Erfindung verwendete polymere Gruppe kann ebenfalls aus einer oder mehreren Polymischungen bestehen. Die polymere Gruppe kann ein Durchdringungspolymemetzwerk (IPN); ein simultanes Durchdringungspolymernetzwerk (SIN) oder ein elastomeres Durchdringungsnetzwerk (IEN) darstellen.
Spezielle Beispiele für die polymeren Gruppen umfassen, allerdings ohne Einschränkungen darauf, lineare hochmolekulare Polymere, wie Polyethylen, Poly(vinylchlorid), Polyisobutylen, Polystyrol, Polycaprolactam (Nylon), Polyisopren und dergleichen. Andere allgemeine Klassen für erfindungsgemäße polymere Gruppen sind Polyamide; Polycarbonate, Polyelektrolyte, Polyester, Polyether, (Polyhydroxy)benzole, Polyimide, Polymere, die Schwefel enthalten, wie Polysulfide, (Polyphenylen)sulfid und Polysulfone), Polyolefine, Polymethylbenzole, Polystyrol und Styrolcopolymere, (ABS eingeschlossen), Acetalpolymere, Acrylpolymere, Acrylonitrilpolymere und -copolymere, Polyolefine, die ein Halogen enthalten (wie Polyvinylchlorid und Polyvinylidenchlorid), Fluorpolymere, ionomere Polymere, Polymere, die Ketongruppe(n) enthalten, Flüssigkristallpolymere, Polyamid-Imide, Polymere, die olefinische Doppelbindungen enthalten, wie (Polybutadien, Polydicyclopentadien), Polyolefincopolymere, Polyphenylenoxide, Poly(vinylalkohole), Polyurethan, thermoplastische Elastomere und dergleichen.
Im Allgemeinen können die polymeren Gruppen, die in Band 18 der Encyclopedia of Chemical Technology, KIRK-OTHMER, (1982), Seiten 328 bis 887 und Modem Plastics Encyclopedia '98, Seiten B-3 bis B-210 und "Polymers: Structure and Properties", von C. A. Daniels, Technomic Publishing Co., Lancaster, PA (1989), hiermit insgesamt eingeschlossen durch Bezugnahme, als polymere Gruppen der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Die polymeren Gruppen der vorliegenden Erfindung können auf vielen Wegen hergestellt werden, und diese Wege dem Fachmann bekannt. In den oben angegebenen Referenzen KIRK-OTHMER, Modem Plastics Encyclopedia and C. A. Daniels werden Methoden gezeigt, mit denen diese polymeren Gruppen hergestellt werden können.
Die polymere Gruppe ist bevorzugt eine Polyolefingruppe, eine Polyurethangruppe, eine Polystyrolgruppe, eine Polyacrylatgruppe, eine Polyamidgruppe, eine Polyestergruppe oder eine Mischung daraus. Beispiele für die R-Gruppen können die gleichen sein, die zuvor beschrieben wurden. p kann 1–25, 26–50, 51–75, 76–100, 101–500 und bevorzugt 1–100, insbesondere 5–50, betragen.
Das zu modifizierende Pigment kann, allerdings ohne Einschränkung darauf, ein Pigment sein, das herkömmlicherweise in Tintenzusammensetzungen (einschließlich Tintenstrahltintenzusammensetzungen), Überzugszusammensetzungen (einschließlich Farbformulierungen), flüssigen und festen Tonern, Filmen, Kunststoffen, Kautschuks und dergleichen verwendet werden.
Beispiele dafür umfassen, allerdings ohne Einschränkungen darauf, Schwarzpigmente (z. B. Kohlenstoffpigmente, wie Ruß) und andere Farbpigmente (z. B. Polymere und organische Pigmente).
Das gewünschte Farbpigment kann aus einer großen Anzahl von herkömmlichen Farbpigmenten gewählt werden. Das Farbpigment kann Blau, Schwarz, Weiß, Braun, Cyan, Grün, Violett, Magenta, Rot, Gelb sein oder aus Mischungen daraus bestehen. Geeignete Klassen für Farbpigmente umfassen beispielsweise Anthrachinone, Phthalocyaninblaus, Phthalocyaningrüns, Diazos, Monoazos, Pyranthrone, Perylene, heterocyclische Gelbs, Chinacridone und (Thio)indigoide. Repräsentative Beispiele für Phthalocyaninblaus umfassen Kupferphthalocyaninblau und Derivate davon (Pigmentblau 15). Repräsentative Beispiele für Chinacridone umfassen Pigmentorange 48, Pigmentorange 49, Pigmentrot 122, Pigmentrot 192, Pigmentrot 202, Pigmentrot 206, Pigmentrot 207, Pigmentrot 209, Pigmentviolett 19 und Pigmentviolett 42. Repräsentative Beispiele für Anthrachinone umfassen Pigmentrot 43, Pigmentrot 194 (Perinonrot), Pigmentrot 216 (Bromiertes Pyanthronrot) und Pigmentrot 226 (Pyranthronrot). Repräsentative Beispiele für Perylene umfassen Pigmentrot 123 (Vermillion), Pigmentrot 149 (Scharlach), Pigmentrot 179 (Kastanienbraun), Pigmentrot 190 (Rot), Pigmentviolett, Pigmentrot 189 (Rot mit Gelbton) und Pigmentrot 224. Repräsentative Beispiele für Thioindigoide umfassen Pigmentrot 86, Pigmentrot 87, Pigmentrot 88, Pigmentrot 181, Pigmentrot 198, Pigmentviolett 36 und Pigmentviolett 38. Repräsentative Beispiele für heterocyclische Gelbs umfassen Pigmentgelb 1, Pigmentgelb 12, Pigmentgelb 13, Pigmentgelb 14, Pigmentgelb 17, Pigmentgelb 65, Pigmentgelb 73, Pigmentgelb 74, Pigmentgelb, Pigmentgelb 117, Pigmentgelb 128 und Pigmentgelb 138. Diese Pigmente sind im Handel erhältlich entweder in Pulverform oder als Presskuchen aus einer Vielzahl von Quellen, wozu BASF Corporation, Engelhard Corporation und Sun Chemical Corporation gehören. Beispiele für andere geeignete Farbpigmente sind im Colour Index, 3. Ausgabe (The Society of Dyers and Colourists, 1982) beschrieben. Repräsentative Beispiele für Schwarzpigmente umfassen verschiedene Ruße (Pigmentschwarz 7), wie Kanalruße, Ofenruße und Lampenruße, und umfassen beispielsweise Ruße, die unter den Handelsmarken Regal^®, Black Pearls^®, Elftex^®, Monarch^®, Mogul^® und Vulcan^® von Cabot Corporation (wie Black Pearls^® 2000, Black Pearls^® 1400, Black Pearls^® 1300, Black Pearls^® 1100, Black Pearls^® 1000, Black Pearls^® 900, Black Pearls^® 880, Black Pearls^® 800, Black Pearls^® 700, Black Pearls^® L, Elftex^® 8, Monarch^® 1400, Monarch^® 1300, Monarch^® 1100, Monarch^® 1000, Monarch^® 900, Monarch^® 880, Monarch^® 800, Monarch^® 700, Mogul^® L, Regal^® 330, Regal^® 400, Vulcan^® P) verkauft werden. Andere geeignete Ruße umfassen, allerdings ohne Einschränkungen darauf, Printex 40, Printex 80, Printex 300, Printex L, Printex U, Printex V, Special Black 4, Special Black 5, FW200 (erhältlich von Degussa Corporation), Raven 780, Raven 890, Raven 1020, Raven 1040, Raven 1255, Raven 1500, Raven 5000, Raven 5250 (erhältlich von Columbian Chemical Corporation) und MA100 und MA440, erhältlich von Mitsubishi Chemical Corporation. Das Farbpigment besitzt typischerweise einen großen Bereich von spezifischen Oberflächen nach BET, gemessen mit der Stickstoff. Bevorzugt besitzt das Farbpigment eine spezifische Oberfläche, die gleich oder größer als 85 m²/g und insbesondere gleich oder größer als 100 m²/g ist, was einer kleineren primären/aggregierten Teilchengröße entspricht. Es ist festgestellt worden, dass diese spezifischen Oberfächen für eine gleichmäßigere Verteilung und eine effiziente Menge Behandlungsmittel auf der Pigmentoberfläche und eine höhere Prozentausbeute des oberflächenmodifizierten Farbpig ments nach den Nachprozesstechniken sorgen. Wenn die bevorzugte höhere spezifischere Oberfläche des Farbpigments (was einer kleineren Teilchengröße entspricht), nicht ohne weiteres verfügbar ist, dann ist dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt, dass das Farbpigment auf herkömmliche Weise zerkleinert oder reduziert werden kann, wie durch Kugelmahlen oder Strahlmahlen, um auf diese Weise das Pigment auf die gewünschte Teilchengröße zu bringen.
Das hier verwendete Kohlenstoffprodukt ist bevorzugt in der Lage, mit einem Diazoniumsalz zu reagieren und damit das oben erwähnte modifizierte Kohlenstoffprodukt zu bilden. Der Kohlenstoff kann ein kristalliner oder amorpher Kohlenstoff sein. Beispiele dafür umfassen, allerdings ohne Einschränkung darauf, Graphit, Ruß, glasiger Kohlenstoff, Kohlenstofffasem, Aktivkohle und aktivierter Kohlenstoff. Fein zerteilte Formen davon sind bevorzugt; es ist allerdings auch möglich, Mischungen aus verschiedenen Kohlenstoffen zu benützen.
So können herkömmliche Mengen des für die gewünschte Anwendung verwendeten Pigments in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen vorhanden sein. Bevorzugt kann das Pigment in einer Tintenzusammensetzung in einer Menge von 1 Gew.-% bis etwa 25 Gew.-% oder höher, insbesondere von 3 Gew.-% bis etwa 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Tintenzusammensetzung, vorhanden sein.
Zum Zweck der vorliegenden Erfindung können eine oder mehrere Arten von chemischen Gruppen mit dem gleichen und/oder unterschiedlichen Pigmenten verbunden sein.
Die modifizierten Pigmentprodukte können hergestellt werden, indem das oben definierte Pigment mit einem Diazoniumsalz in einem flüssigen Reaktionsmedium umgesetzt wird, um mindestens eine Gruppe an die Pigmentoberfläche zu binden. Bevorzugte Reaktionsmedien umfassen Wasser, jedes wasserhaltige Medium und jedes alkoholhaltige Medium. Wasser ist das am meisten bevorzugte Medium.
Zur Herstellung der obigen modifizierten Pigmentprodukte muss das Diazoniumsalz lediglich ausreichend stabil sein, um mit dem Pigment reagieren zu können. Somit kann diese Reaktion mit einigen Diazoniumsalzen durchgeführt werden, mit Ausnahme derjenigen, die instabil sind und sich zersetzen. Einige Zersetzungsprozesse können mit der Umsetzung zwischen dem Pigment und dem Diazoniumsalz konkurrieren und damit die Gesamtzahl der an das Pigment gebundenen Gruppen vermindern. Des Weiteren kann die Reaktion bei erhöhten Temperaturen, wo viele Diazoniumsalze zur Zersetzung neigen, durchgeführt werden.
Erhöhte Temperaturen können ebenfalls die Löslichkeit des Diazoniumsalzes im Reaktionsmedium erhöhen und damit seine Handhabung während des Verfahrens verbessern. Das Pigment kann mit einem Diazoniumsalz in Form einer verdünnten, leicht verrührbaren, wässrigen Aufschlämmung oder als konzentriertere stark gemischte Aufschlämmung in Wasser umgesetzt werden.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung der modifizierten Pigmentprodukte umfasst die Größenverkleinerung der zu modifizierenden Pigmente für die spezielle Endanwendung. Wenn natürlich das Pigment bereits eine geeignete Große aufweist, dann ist keine Größenverminderung notwendig. Im Allgemeinen kann die Größe des Pigments die gleiche Pigmentgröße aufweisen, die herkömmlicherweise für spezielle Endanwendungen verwendet werden. Beispielsweise kann die durchschnittliche Teilchengröße des Pigments etwa 10 Mikron oder weniger, bevorzugt etwa 5 Mikron oder weniger betragen. Bevorzugt beträgt beispielsweise für Tintenstrahlanwendungen die durchschnittliche Pigmentteilchengröße weniger als 1 Mikron und insbesondere weniger als etwa 0,5 Mikron (beispielsweise beträgt ein bevorzugter Bereich etwa 0,01 Mikron bis weniger als 1 Mikron) und bevorzugt weniger als etwa 10 Mikron für Anwendungen bei Überzügen, Tonern, Polymeren und Kautschuks. Wenn es bevorzugt ist, die Größe des zu modifizierenden Pigments zu verkleinern, kann jedes Verfahren zur Größenverkleinerung angewendet werden, wie solche, die in T. C. Patton, "Paint Flow and Pigment Dispersions," 2. Aufl., Wiley, NY (1979), hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen, beschrieben sind.
Für die Bindung einer Gruppe mit einer oder mehreren der oben beschriebenen Formeln kann ein oberflächenaktives Mittel oder Polymer in die Pigmente eingeführt werden, oder damit in Kontakt gebracht werden. Das oberflächenaktive Mittel oder Polymer umfasst eine organische oder polymere Gruppe mit mindestens einem primären Amin. Es wird eine ausreichende Zeit zur Verfügung gestellt, damit das oberflächenaktive Mittel oder Polymer bevorzugt auf dem Pigment adsorbiert. Nach der Adsorption kann bevorzugt eine Diazoniumreaktion, wie sie in den U.S.-Patenten Nm. 5,571,311 und 5,630,868 sowie 5,554,739 und in der PCT Veröffentlichung WO-96/18688 , welche hiermit durch Bezugnahme insgesamt eingeschlossen sind, beschrieben sind, durchgeführt werden. Ein bevorzugtes Mittel für die Bindung des oberflächenaktiven Mittels oder Polymers auf den Pigmenten ist im Einzelnen das Vermahlen oder die Größenverkleinerung mit anderen geeigneten mechanischen oder chemischen Mitteln des Pigments in Gegenwart eines Lösungsmittels (z. B. eines wässrigen oder nichtwässrigen), bevorzugt Wasser. Das oberflächenaktive Mittel oder Polymer kann ebenfalls während der Größenverminderungsstufe vorhanden sein. Alternativ kann das oberflächenaktive Mittel oder Polymer nach der Größenverkleinerungsstufe hinzugefügt werden. Eine wässrige Lösung aus einem Nitrit und einer Säure werden dann voneinander getrennt oder zusammen hinzugegeben, um die Diazoniumreaktion zu erzeugen und damit das Diazoniumsaiz zu bilden, das dann mit dem Pigment reagiert. Die Erzeugung des Diazoniumsalzes wird bevorzugt in situ mit dem Pigment durchgeführt.
Das oberflächenaktive Mittel oder Polymer umfasst bevorzugt jede Gruppe, die in der Lage ist, an ein Pigment über eine Diazoniumreaktion zu binden. Das oberflächenaktive Mittel oder Polymer besitzt im Einzelnen typischerweise eine primäre Amingruppe, die mit den polymeren Gruppen oder organischen Gruppen gebunden ist, wie aromatische Gruppen oder Alkylgruppen (z. B. der X-Substituent), was bereits zuvor in den Formeln gezeigt wurde. Bei der Diazoniumreaktion reagiert die primäre Amingruppe unter Bildung von Stickstoffgas oder anderen Nebenprodukten, womit es dann möglich wird, dass die Gruppe, beispielsweise die aromatische Gruppe oder die Alkylgruppe, auf dem Pigment gebunden wird.
Bekannte typische oberflächenaktive Mittel oder Polymere können modifiziert werden, um ein primäres Amin aufzuweisen, wobei dem Fachmann bekannte Techniken verwendet werden, wie die Veresterung, bei der eine aromatische Gruppe oder Alkylgruppe und das oberflächenaktive Mittel oder Polymer und die Reduzierung der Nitrogruppen an der aromatischen Gruppe oder Alkylgruppe zu den entsprechenden primären Aminogruppen beteiligt sind. Das Nitrieren des oberflächenaktiven Mittels oder Polymers, wonach die Reduktion erfolgt oder die Aminierung des oberflächenaktiven Mittels oder Polymers gehören zu einigen anderen Techniken, die angewendet werden können. Die oberflächenaktiven Mittel sind im Handel unter verschiedenen bekannten Handelsnamen erhältlich, wie die PLURONIC^®-Serie (BASF Corporation, Parsippany, N. J.), die TETRONIC^®-Serie, (BASF Corporation, Parsippany, N. J.), die ARQUAD^®-Serie (Akzo Chemical Inc., Chicago, III), die TRITON^®-Serie (Union Carbide Corp., Danbury, Conn.), die SURFONIC^®-Serie (Texaco Chemical Company, Houston, Tex.), die ETHOQUAD^®-Serie (Akzo Chemical Inc., Chicago, III), die ARMEEN^®-Serie (Akzo Chemical Inc., Chicago, III.), die ICONOL^®-Serie (BASF Corporation, Parsippany, N. J.), die SURFYNOL^®-Serie (Air Products and Chemicals, Inc. Allentown, Pa.) und die ETHOMEEN^®-Serie (Akzo Chemical Inc., Chicago, III), um nur einige zu nennen.
Andere geeignete oberflächenaktive Mittel zur Anwendung in der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise in Kirk-Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 3. Ausgabe, Bd. 22, Seiten 332–386 und in verfügbarer Literatur zu deren Herstellung, einschließlich beispielsweise McCutcheon's Emulsifiers & Detergents, North American and International Edition (McCutcheon Division, The MC Publishing Co., 1991); Ash, The Condensed Encyclopedia of Surfactants (Chemical Publishing Co., Inc. 1989) und Ash, What Every Chemical Technologist Wants to Know About ... Emulsifiers and Wetting Agents, Bd. I (Chemical Publishing Co., Inc. 1988) beschrieben, die hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen sind.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung können ein oder mehrere oberflächenaktive Mittel, die bereits oben beschrieben wurden, vorhanden sein. Zusätzlich können ein oder mehrere oberflächenaktive Mittel mit einer oder mehreren der polymeren Gruppen, die oben beschrieben wurden, kombiniert werden.
Das Ausmaß der Behandlung der verschiedenen Gruppen, die an dem Pigment gebunden sind, kann jede Menge betragen, und sie liegt bevorzugt von etwa 0,10 bis etwa 50 Mikromol/m², und insbesondere von etwa 0,30 bis etwa 10 Mikromol/m².
Die modifizierten Pigmentteilchen können dann danach Reinigungsprozeduren (beispielsweise Waschvorgänge oder Ausfällungen) unterworfen werden, die dann im Wesentlichen überschüssige Reaktionsteilnehmer und ungebundene Dispergiermittel entfernen. Die verbleibende Aufschlämmung, die die modifizierten Pigmentprodukte enthält, kann dann entweder in wässrige oder nicht-wässrige Medium gegeben werden, wobei bevorzugt wenig oder moderat bewegt wird, um stabile (elektrostatische, sterische und/oder elektrosterische) Dispersionen für die Vielfalt der oben beschriebenen Endanwendungen herzustellen.
Die Pigmentprodukte können durch Waschen, wie durch Filtration, Zentrifugation oder eine Kombination aus den beiden Methoden gereinigt werden, um nicht umgesetzte Rohmaterialien, Nebenproduktsalze und andere Reaktionsverunreinigungen zu entfernen. Die Produkte können ebenfalls beispielsweise durch Verdampfung isoliert werden, oder sie können durch Filtration und Trocknen nach dem Fachmann bekannten Techniken gewonnen werden. Die Dispersionen aus den erfindungsgemäßen Pigmenten können weiterhin gereinigt oder klassifiziert werden, um Verunreinigungen und andere unerwünschte freie Spezies, die in der Dispersion als Folge des Herstellungsverfahrens koexistieren können, zu entfernen. In einer bevorzugten Ausführungsform werden die kationischen Pigmentdispersionen einer Klassifi kationsstufe, wie einer Zentrifugation unterworfen, um im Wesentlichen Teilchen zu entfernen, die eine Größe oberhalb etwa 1,0 Mikron, bevorzugt oberhalb etwa 0,5 Mikron aufweisen. Des Weiteren wird die Dispersion bevorzugt gereinigt, um alle unerwünschten freien Spezies, wie nicht umgesetztes Behandlungsmittel, zu enffernen. Bekannte Techniken, wie Ultrafiltration/Diafiltration unter Verwendung einer Membran oder der Ionenaustausch können angewendet werden, um die Dispersion zu reinigen, und eine wesentliche Menge an freien ionischen und unerwünschten Spezies zu entfernen. Es ist ebenfalls wahlweise ein Austausch von Gegenionen bevorzugt, wobei die Gegenionen, die einen Teil des oberflächenmodifizierten Pigments bilden, ausgetauscht oder mit alternativen Counterionen substituiert werden, wobei bekannte Ionenaustauschertechniken, wie die Ultrafiltration, die Umkehrosmose, Ionenaustauschersäulen und dergleichen, angewendet werden. Spezielle Beispiele für Gegenionen, die ausgetauscht werden können, umfassen, allerdings ohne Einschränkung darauf, Na⁺, K⁺, Li⁺, NH₄ ⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, Cl, NO₂ ^–; NO₂ ^–, Acetat, Carboxylat und Br^–. Diese zusätzliche Klassifikations- und Reinigungsmethoden sind ausführlicher in der U.S.-Patentanmeldung Nr. 09/240,291, eingereicht am 29. Januar 1999, beschrieben, deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Anwendungen der modifizierten Pigmentprodukte
Die erfindungsgemäß modifizierten Pigmentprodukte können in den gleichen Anwendungen wie herkömmliche Pigmente, wie Ruße, verwendet werden. Die mit dem Pigment gebundenen Gruppen können allerdings dazu verwendet werden, die Eigenschaften eines gegebenen Pigments für eine spezielle Anwendung zu modifizieren und zu verbessern.
Die erfindungsgemäß modifizierten Pigmentprodukte können in einer Anzahl von Endanwendungen verwendet werden. Diese Anwendungen umfassen beispielsweise Kunststoffzusammensetzungen, wässrige und nicht-wassrige Tinten, wässrige und nicht-wassrige Überzüge, Kautschukzusammensetzungen, Tonerzusammensetzungen, Papierprodukte und Textil- und Faserzusammensetzungen. Die folgenden Paragraphen beschreiben diese Anwendungen im Allgemeinen, und Beispiele dafür sind nachfolgend gezeigt.
Die erfindungsgemäßen modifizierten Pigmentprodukte können als Farbmittel in einem Kunststoffmaterial verwendet werden. Die erfindungsgemäßen modifizierten Pigmentprodukte können ebenfalls dazu verwendet werden, einem Kunststoffmaterial eine Leitfähigkeit zu verleihen. Die erfindungsgemäßen modifizierten Pigmentprodukte können eine erhöhte Dispersionsrate oder eine verbesserte Qualität der Dispersion gegenüber dem entsprechenden unbehandelten Pigment ergeben. Diese Verbesserungen bieten einen wirtschaftlichen Vorteil bei der Kunststoffherstellung und im fertigen Produkt. Bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Pigmentprodukte kann die Schlagfestigkeit eines Kunststoffs verbessert werden. Demzufolge betrifft die Erfindung eine verbesserte Kunststoffzusammensetzung, die einen Kunststoff und das modifizierte Pigmentprodukt enthält.
Wie bei herkömmlichen Pigmenten können die modifizierten Pigmentprodukte in einer Vielzahl von Kunststoffen verwendet werden, wozu, allerdings ohne Einschränkungen darauf, Kunststoffe aus thermoplastischen Harzen, wärmehärtbaren Harzen oder technischen Materialien, beispielsweise Verbundmaterialien, gehören. Typische Arten von thermoplastischen Harzen umfassen: (1) Acrylonitril-Butadien-Styrol (ABS)-Harze; (2) Acetale; (3) Acryle; (4) Cellulose; (5) chlorierte Polyether; (6) Fluorkohlenstoffe, wie Polytetrafluorethylen (TFE), Polychlortrifluorethylen (CTFE) und fluoriertes Ethylenpropylen (FEP); (7) Nylons (Polyamide); (8) Polycarbonate; (9) Polyethylene (einschließlich Copolymere); (10) Polypropylene (einschließlich Copolymere); (11) Polystyrole; (12) Vinyle (Polyvinylchlorid); (13) thermoplastische Polyester, wie Polyethylenterephthalat oder Polybutylenterephthalat; (14) Polyphenylenetherlegierungen und Mischungen und Legierungen aus den obigen mit Kautschukmodifikatoren. Typische wärmehärtbare Harze umfassen: (1) Alkyde; (2) Allyle; (3) Aminos (Melamin und Harnstoff); (4) Epoxide; (5) Phenole; (6) Polyester; (7) Silicone; und (8) Urethane.
Im Allgemeinen wird das modifizierte Pigmentprodukt wie jedes andere Pigment in den verwendeten Kunststoff eingegeben, um eine Kunststoffprämischung herzustellen. Dieses kann beispielsweise in einem Trockengemisch oder im Schmelzzustand geschehen, Das modifizierte Pigmentprodukt kann ebenfalls auf oder in einen Kunststoff eingegeben werden, indem es zu einem Lösungsmittel gegeben wird, worin der Kunststoff löslich oder teilweise löslich ist, wonach dann das Lösungsmittel (z. B. durch Verdampfung) entfernt wird. Die erfindungsgemäßen modifizierten Pigmentprodukte können in Kombination mit anderen herkömmlichen Additiven in Kunststoffzusammensetzungen verwendet werden. Erfindungsgemäß umfasst der Ausdruck Kunststoffzusammensetzungen, allerdings ohne Einschränkungen darauf, jedes Material, Gegenstand, Waren, Oberfläche, Gewebe, Folie, Film und dergleichen aus Kunststoff. Beispielsweise umfassen die Kunststoffmaterialien Automobilteile, Hausanschlüsse, Zwischenlagen für Swimmingpools, Dachbelagmaterialien, Verpackungsmaterialien, synthetische Fasern, Nahrungsmittel und Lagerbehälter, Anwendungen mit Lichtabsorption (z. B. Strichcodes) und eine große Vielzahl anderer Gegenstände im Haushalt oder in der Industrie.
Die erfindungsgemäßen modifizierten Pigmentprodukte sind ebenfalls für wässrige und nicht-wässrige Tintenformulierungen geeignet. Die Erfindung stellt somit eine Tintenzusammensetzung zur Verfügung, die ein Tintenvehikel und ein modifiziertes Pigmentprodukt umfasst. Es können andere bekannte Tintenadditive in der Tintenformulierung enthalten sein. Typische Tinten umfassen, allerdings ohne Einschränkungen darauf: Tinten für die Lithographie, den Briefdruck, die Flexographie, die Gravur, den Siebdruck, Phasenänderungs-Tintenstrahltinten und Tintenstrahlanwendungen.
Im Allgemeinen besteht eine Tinte aus vier Grundbestandteilen: (1) einem Farbmittel, (2) einem Bindemittel oder Lack, das/der als Träger während des Druckes fungiert, (3) Additive für die Verbesserung des Druckvermögens, Trocknens und dergleichen und (4) Lösungsmittel für die Einstellung der Viskosität, des Trocknens und der Verträglichkeit der anderen Tintenbestandteile. Für eine allgemeine Diskussion der Eigenschaften, Herstellung und Anwendungen von Tinten wird auf The Printing Manual, 5. Ausgabe, Leach et al., Eds./Chapman and Hall, 1993), hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen, verwiesen. Verschiedene Tintenzusammensetzungen sind ebenfalls beispielsweise in den U.S.-Patenten Nm. 2,833,736 ; 3,607,913 ; 4,104,333 ; 4,770,706 und 5,026,755 , hiermit durch Bezugnahme in ihrer Gesamtheit eingeschlossen, beschrieben.
Die erfindungsgemäßen modifizierten Pigmentprodukte, entweder als Vordispersion als Feststoff, können nach Standardtechniken in eine Tintenformulierung eingeführt werden. Die Verwendung eines erfindungsgemäßen Wasser dispergierbaren oder Lösungsmittel dispergierbaren modifizierten Pigmentprodukt kann einen signifikanten Vorteil und Kostenersparnisse erbringen, indem die Mahlstufen verringert oder weggelassen werden, die im Allgemeinen bei anderen herkömmlichen Pigmenten angewendet werden.
Flexographische Tinten gehören zu einer Gruppe von Tintenzusammensetzungen. Flexographische Tinten enthalten im Allgemeinen ein Farbmittel, ein Bindemittel und ein Lösungsmittel. Die erfindungsgemäßen modifizierten Pigmentprodukte sind als flexographische Tintenfarbmittel geeignet.
Die erfindungsgemäßen modifizierten Pigmentprodukte können in Zeitungstinten verwendet werden. Beispielsweise kann eine Zeitungstintenzusammensetzung ein Tintenvehikel (z. B.
Wasser), die erfindungsgemäß modifizierten Pigmentprodukte, ein Harz und wahlweise herkömmliche Additive, wie Antischaumadditive oder ein oberflächenaktives Mittel, umfassen.
Die erfindungsgemäßer modifizierten Pigmentprodukte können ebenfalls in Phasenänderungs(Heißschmelz)-tinten verwendet werden. Phasenänderungstinten enthalten im Allgemeinen mindestens ein Farbmittel und mindestens einen Phasenänderungs- oder Wachsträger (z. B. ein Fettsäureamid enthaltendes Material, wie eine Mischung aus einer Tetraamidverbindung und einer Monoamidverbindung oder eine Mischung aus Alkanolamiden und Polyethylenglykol). Die Phasenänderungstinte liegt bei Umgebungstemperatur in fester Phase und in flüssiger Phase bei erhöhter Betriebstemperatur des Druckers vor. Beim Erhitzen der Tinte schmilzt sie und bildet eine Flüssigkeit niedriger Viskosität, die als Tröpfchen ausgestoßen werden kann. Beim Ausstoß treffen die erhitzten Tröpfchen auf ein Substrat und bilden Filme mit gleichmäßiger Dicke beim Abkühlen auf Umgebungstemperatur aus. Je nach Typ des verwendeten Druckers kann ebenfalls ein aufeinanderfolgendes Auftreffen der Tröpfchen auf dem Substrat erfolgen. Die Verwendung eines modifizierten Pigmentprodukts kann einen signifikanten Vorteil im Hinblick auf die Dispersionsstabilität und Trägerverträglichkeit gegenüber herkömmlichen Pigmenten und hinsichtlich der Lichtechtheit gegenüber Farbstoffen erbringen.
Die erfindungsgemäßen modifizierten Pigmentprodukte können ebenfalls in der Lithographie oder beim flexographischen Druck verwendet werden. Beispielsweise kann die beim Drucken verwendete Tinte oder das dabei verwendete Feuchtwasser die erfindungsgemäßen modifizierten Pigmente enthalten.
Die erfindungsgemäßen modifizierten Pigmente können ebenfalls bei der Herstellung von lithographischen Druckplatten, wie mit Infrarotlaser oder Nahinfrarotlaser abbildbaren Druckplatten, verwendet werden. Typischerweise kommt es zur Bildbildung, wenn die Platte einer Strahlung mit Wellenlängen von zwischen 800 und 1.100 nm ausgesetzt wird. Im Allgemeinen umfasst eine mit einem Infrarotlaser oder Nahinfrarotlaser abbildbare lithographische Druckplatten mindestens die folgenden Schichten: eine Platte oder ein folienartiges Substrat aus einem gekörnten Polyester und eine darauf aufgetragene Strahlenabsorptionsschicht. Es können ebenfalls in der vorliegenden Erfindung Schutzschichten für das Substrat oder die Oberfläche der beschichteten Platte verwendet werden. Bei der Beschichtung auf das Substrat kann die Schutzschicht ebenfalls als Grundiermittel für die Beschleunigung der Haftung dienen. Es können beispielsweise auch andere Schichten verwendet werden, um die Haftung zwischen den Schichten und die Haltbarkeit der Druckplatte zu verbessern. Die Strahlenabsorptionsschicht enthält das erfindungsgemäße modifizierte Pigment zusammen mit anderen herkömmlichen Bestandteilen, wie Harzen und Bindemitteln. Bei der Bilderzeugung wird eine lithographische Druckplatte selektiv einem Laserausgang oder einer anderen Quelle, die in der Lage ist, die Strahlenabsorptionsschicht oder die daran angrenzenden Schichten zu entfernen oder chemisch zu modifizieren, ausgesetzt. Der Laserausgang bringt ein Muster präzis auf die Druckplatte auf und entfernt oder modifiziert nur die Bereiche der Strahlenabsorptionsschicht, die das Muster definieren. Danach wird dann die Druckplatte weiterhin entwickelt, indem sie einem Lösungsmittel ausgesetzt wird, das die Bildschicht(en), falls vorhanden, entfernen kann, womit das gleiche Muster definiert ist. Die Einzelheiten der verschiedenen herkömmlichen Bestandteile und Techniken für diese Druckplatten sind im U.S.-Patent Nr. 5,493,971 ; EP 0 803 771 A1 ; EP 0 770 494 A2 ; EP 0 770495 A1 sowie in der PCT-Veröffentlichung WO 98/31550 und in den darin aufgeführten Patenten und Veröffentlichungen beschrieben, die insgesamt durch Bezugnahme hiermit eingeschlossen sind.
Die erfindungsgemäßen modifizierten Pigmentprodukte können ebenfalls in Überzugszusammensetzungen, wie in Farben oder Schlussanstrichen oder dergleichen, verwendet werden. Somit ist eine Ausführungsform der Erfindung eine Überzugszusammensetzung, die ein wässriges oder nicht-wässriges Vehikel, ein Harz oder Bindemittel und ein modifiziertes Pigmentprodukt umfasst. Andere bekannte Überzugsadditive können in den Überzugszusammensetzungen enthalten sein. Siehe hierzu beispielsweise Mc-Grave-Rill Encyclopedia of Science & Technology, 5. Ausgabe (McGraw-Hill, 1982), hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen. Siehe ebenfalls hierzu die U.S.-Patente Nm. 5,051,464 ; 5,319,044 ; 5,204,404 ; 5,051,464 ; 4,692,481 ; 5,356,973 ; 5,314,945 ; 5,266,406 und 5,266,361 , in ihrer Gesamtheit hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen.
Die erfindungsgemäßen modifizierten Pigmentprodukte, entweder als Vordispersion oder als Feststoff, können nach Standardtechniken in eine Überzugszusammensetzung eingegeben werden. Die Verwendung eines in Wasser oder in einem Lösungsmittel dispergierbaren modifizierten Pigmentprodukts erbringt einen signifikanten Vorteil und Kostenersparungen, indem die Mahlstufen, die im Allgemeinen bei anderen herkömmlichen Pigmenten angewendet werden, verringert oder weggelassen werden.
Die erfindungsgemäßen modifizierten Pigmentprodukte können ebenfalls in Papierzusammensetzungen verwendet werden. Demzufolge betrifft die Erfindung ein Papierprodukt, das eine Papierpulpe und mindestens ein modifiziertes Pigmentprodukt umfasst.
Die erfindungsgemäßen modifizierten Pigmentprodukte können, entweder als Feststoff oder Vordispersion, in eine Papierpulpe unter Anwendung von Standardpapierherstellungstechniken wie bei herkömmlichen Pigmenten eingegeben werden. Die Verwendung des oben beschriebenen Wasser- oder Lösungsmittel dispergierbaren modifizierten Pigmentprodukts kann einen signifikanten Vorteil und Kostenersparnisse erbringen, indem die Stufen, die im Allgemeinen zur Dispersion anderer herkömmlicher Pigmente angewendet werden, verringert oder weggelassen werden.
Die erfindungsgemäßen Papierprodukte können andere bekannte Papieradditive, wie Leimungsmittel, Retentionshilfen, Fixiermittel, Füllstoffe, Entschäumer, Entflockungsmittel und dergleichen, enthalten. Vorteilhafterweise werden die oben beschriebenen Wasser oder Lösungsmittel dispergierbaren modifizierten Pigmentprodukte effektiver bei geringen Beladungsgehalten im Vergleich zu unbehandelten Pigmenten, wenn Retentionshilfen oder saure oder alkalische Leimungsmittel verwendet werden, zurückgehalten.
Die erfindungsgemäßen modifizierten Pigmentprodukte können ebenfalls wie herkömmliche Pigmente, wie Pigmente, Füllstoffe und Verstärkungsmittel, bei der Vermischung und Herstellung von Kautschukzusammensetzungen verwendet werden. Demzufolge betrifft die Erfindung eine Kautschukzusammensetzung oder elastomere Zusammensetzung, die mindestens einen Kautschuk oder ein Elastomer und mindestens ein modifiziertes Pigment enthalt.
Beispielsweise sind Ruße für die Herstellung von Kautschukvulkanisaten, wie solche für Reifen, geeignet. Es ist im Allgemeinen bei der Herstellung von Reifen erwünscht, Ruße zu verwenden, um Reifen mit einem zufriedenstellenden Abriebwiderstand und Hystereseleistung herzustellen. Die Laufflächenabnutzung eines Reifens hängt mit dem Abriebwiderstand zusammen. Je größer der Abriebwiderstand ist, um so größer ist die Anzahl von Meilen, die der Reifen ohne Abnutzung überdauert. Die Hysterese einer Kautschukverbindung bedeutet den Unterschied der Energie, die angewendet wird, um eine Kautschukverbindung zu deformieren und der Energie, die freigesetzt wird, wenn die Kautschukverbindung in ihren anfänglichen undeformierten Zustand zurückgeht. Reifen mit niedrigeren Hysteresewer ten vermindern den Laufwiderstand und können daher den Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs mit dem Reifen herabsetzen. Es ist demzufolge insbesondere wünschenswert, Rußprodukte vorliegen zu haben, die einen größeren Abriebwiderstand und eine geringere Hysterese in Reifen hervorrufen.
Die modifizierten Pigmentprodukte und insbesondere die erfindungsgemäßen modifizierten Rußprodukte sind für natürliche und synthetische Kautschukzusammensetzungen oder Mischungen aus natürlichen und synthetischen Kautschuks geeignet. Rußprodukte mit einer aromatischen Sulfidgruppe sind für diesen Zweck bevorzugt. Die erfindungsgemäßen Rußprodukte können in Kautschukzusammensetzungen, die schwefelgehärtet oder peroxidgehärtet sind, verwendet werden.
Die modifizierten Pigmentprodukte können nach herkömmlichen Methoden, beispielsweise durch Vermahlen, mit natürlichen oder synthetischen Kautschuks vermischt werden. Im Allgemeinen können Mengen des modifizierten Pigmentprodukts im Bereich von etwa 10 bis etwa 250 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile Kautschuk eingesetzt werden, um einen signifikanten Verstärkungsgrad zu verleihen. Es ist allerdings bevorzugt, Mengen einzusetzen, die von etwa 20 bis 100 Gew.-Teilen Ruß pro 100 Gew.-Teile Kautschuk variieren, und insbesondere bevorzugt ist der Einsatz von etwa 40 bis etwa 80 Teilen Ruß pro 100 Teile Kautschuk.
Kautschuks, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, sind natürliche Kautschuks und ihre Derivate, wie chlorierter Kautschuk. Die erfindungsgemäßen modifizierten Pigmentprodukte können ebenfalls mit synthetischen Kautschuks verwendet werden, wie: Copolymere aus etwa 10 bis etwa 70 Gew.-% Styrol und etwa 90 bis etwa 30 Gew.-% Butadien, wie ein Copolymer aus 19 Teilen Styrol und 81 Teilen Butadien, ein Copolymer aus 30 Teilen Styrol und 70 Teilen Butadien, ein Copolymer aus 43 Teilen Styrol und 57 Teilen Butadien und ein Copolymer aus 50 Teilen und 50 Teilen Butadien; Polymere und Copolymere aus konjugierten Dienen, wie Polybutadien, Polyisopren, Polychloropren und dergleichen und Copolymere aus diesen konjugierten Butadienen mit einen ethylenische Gruppen enthaltenden Monomer, das damit copolymerisierbar ist, wie Styrol, Methylstyrol, Chlorstyrol Acrylonitril, 2-Vinylpyridin, 5-Methyl-2-vinylpyridin, 5-Ethyl-2-vinylpyridin, 2-Methyl-5-vinylpyridin, alkylsubstituierte Acrylate, Vinylketon, Methylisopropenylketon, Methylvinylether, Alphamethylencarbonsäuren und Ester und Amide davon, wie Acrylsäure- und Dialylacrylsäureamid; ebenfalls geeignet für die Anwendung sind Copolymere aus Ethylen und anderen hoch molekularen alpha-Olefinen, wie Propylen, Buten-1 und Penten-1.
Die erfindungsgemäße Kautschukzusammensetzung kann deswegen mindestens ein Elastomer, Härtungsmittel, Verstärkungsfüllstoffe, ein Kupplungsmittel und wahlweise verschiedene Prozesshilfen, Ölstreckmittel und Antiabbaumittel enthalten. Zusätzlich zu den oben erwähnten Beispielen kann das Elastomer, allerdings ohne Einschränkungen darauf, aus Polymeren (z. B. Homopolymere, Copolymere und Terpolymere, die aus 1,3-Butadien, Styrol, Isopren, Isobutylen, 2,3-Dimethyl-1,3-butadien, Acrylonitril, Ethylen, Propylen und dergleichen bestehen. Es ist bevorzugt, dass diese Elastomere einen Glasübergangspunkt (Tg), gemessen mit DSC, zwischen –120°C und 0°C aufweisen. Beispiele für diese Elastomere umfassen Poly(butadien), Polystyrol-co-butadien) und Poly(isopren).
Die modifizierten Pigmentprodukte und insbesondere die erfindungsgemäßen modifizierten Rußprodukte können in vorteilhafter Weise den Kautschukzusammensetzungen oder Elastomerzusammensetzungen, die diese enthalten, eine verbesserte Abriebbeständigkeit und/oder verminderte Hysterese verleihen.
Die erfindungsgemäßen modifizierten Pigmentprodukte können ebenfalls auf Farbfasern oder Textilien angewendet werden. Bevorzugte modifizierte Pigmentprodukte für diese Anwendungen sind dispergierbare modifizierte Pigmentprodukte. Demzufolge betrifft die Erfindung Faser- und Textilzusammensetzungen, die eine Faser oder ein Textil und ein modifiziertes Pigmentprodukt umfassen. Fasern für diese Anwendung umfassen natürliche und synthetische Fasern, wie Baumwolle, Wolle, Seide, Leinen, Polyester und Nylon, Textile für diese Anwendung umfassen natürliche und synthetische Fasern, wie Baumwolle, Wolle, Seide, Leinen, Polyester und Nylon. Bevorzugt werden natürliche Fasern und Textilmaterialien, die Baumwolle, Wolle, Seide und Leinen umfassen, verwendet.
Die erfindungsgemäßen modifizierten Pigmentprodukte können mit Mitteln gefärbt werden, die im Stand der Technik für die Färbung von Fasern und Textilmaterialien bekannt sind, beispielsweise mit Direktfarbstoffen und sauren Farbstoffen. Ebenfalls können die modifizierten Pigmente in die Fasern durch Spinntechniken, wie Nassspinnen, Trockenspinnen und Schmelzspinnen eingeführt werden. Hinsichtlich einer allgemeinen Diskussion über die Färbung mit Farbstoffen wird auf Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Bd. 8, Seiten 280–350 "Dyes, Application and Evaluation" (John Wiles and Sons, 1979), hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen, verwiesen. Die Verwendung eines oben diskutierten Wasser oder Lösungsmittel dispergierbaren modifizierten Pigmentprodukts stellt ein Verfahren zum Färben dieser Materialien mit einem lichtechten Farbmittel zur Verfügung.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls Tonerzusammensetzungen, die Tonerharzteilchen und die erfindungsgemäßen modifizierten Pigmentteilchen umfassen. Herkömmliche Additive, die in den U.S.-Patenten Nm. 5,278,018 ; 5,510,22 ; 5,275,900 ; 5,571,654 und 5,484,575 und EP O 270-066A1 beschrieben sind, können verwendet werden, und diese Patente sind hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen.
Die vorliegende Erfindung betrifft ebenfalls eine Tintenstrahltintenzusammensetzung, die ein wässriges oder nicht wässriges Vehikel und ein modifiziertes Pigmentprodukt umfasst. Im Gegensatz zu herkömmlichen Pigmenten können die erfindungsgemäßen modifizierten Pigmentprodukte für die Tintenstrahltinte ohne Schwierigkeiten in einem wässrigen oder nicht wässrigen Vehikel dispergiert werden. Die modifizierten Pigmentprodukte erfordern nicht notwendigerweise ein herkömmliches Mahlverfahren, außerdem sind keine weiteren Dispergiermittel unbedingt erforderlich, um eine geeignete Tinte herzustellen. Die modifizierten Pigmentprodukte erfordern bevorzugt lediglich ein Verrühren oder Vermischen unter schwachen Scherkräften, um das Pigment in Wasser oder einem anderen Lösungsmittel ohne weiteres dispergieren zu können.
Die Herstellung einer Tintenstrahltinte, die ein Vehikel und ein stabil dispergiertes modifiziertes Pigmentprodukt als Pigment enthält, kann mit einem Minimum an Bestandteilen und Prozessstufen durchgeführt werden, wenn die oben modifizierten Pigmentprodukte eingesetzt werden. Diese Tinte kann in jedem Tintenstrahldrucker, der im Stand der Technik bekannt ist, verwendet werden. Bevorzugt sind die modifizierten Pigmentprodukte in den erfindungsgemäßen Tintenstrahltinten in einer Menge von weniger als oder gleich 20 bis 25 Gew.-% der Tintenstrahltinte vorhanden. Es bewegt sich ebenfalls innerhalb der Grenzen der vorliegenden Erfindung, eine Tintenstrahltintenformulierung zu verwenden, die eine Mischung aus unmodifiziertem Pigment mit den erfindungsgemäßen modifizierten Pigmentprodukten enthält. Gebräuchliche Additive, wie solche, die nachfolgend diskutiert werden, können in die Dispersion gegeben werden, um die Eigenschaften der Tintenstrahltinte weiter zu verbessern.
Insbesondere kann ein Feuchthaltemittel hinzugegeben werden, um die Wasserverdampfungsrate in der Tinte herabzusetzen und damit auf ein Mindestmaß zu verringern, wenn die Tinte anfängt auszutrocknen, verstärkt sich die Feuchthaltemittelkonzentration und die Verdampfung geht weiter zurück. Die Feuchthaltemittel können ebenfalls andere Eigenschaften der Tinte und daraus hergestellte Drucke beeinflussen, wie die Viskosität, den pH-Wert, die Oberflächenspannung, die optische Dichte und Druckqualität. Bevorzugte Feuchthaltemittel umfassen Ethylenglykol, Propylenglykol, Diethylenglykole, Glyzerin, Dipropylenglykole, Polyethylenglykole, Polypropylenglykole, Amide, Ether, Carbonsäuren, Ester, Alkohole, Organsulfide, Organsulfoxide, Sulfone, Alkoholderivate, Carbitol, Butylcarbitol, Cellosolve, Etherderivate, Aminoalkohole und Ketone.
Biozide, wie Benzoat- oder Sorbatsalze sind für die Verhinderung von Bakterienwachstum wichtig. Die Bakterien sind oftmals größer als Tintendüsen und können daher ein Verstopfen und andere Probleme verursachen. Es sind Bindemittel an das Substrat gebunden, um das Farbmittel auf dem Papier zu halten. Beispiele dafür umfassen: Polyester, Polyester-Melanin, Styrol/Acrylsäure-Copolymere, Styrol/Acrylsäure/Alkylacrylat-Copolymere, Styrol/Maleinsäure-Copolymere, Styrol/Maleinsäure/Alkylacrylat-Copolymere, Styrol/Methacrylsäure-Copolymere, Styrol/Methacrylsäure/Alkylacrylat-Copolymere, Styrol/Maleinhalbester-Copolymer, Vinylnaphthalin/Acrylsäure-Copolymere, Vinylnaphthalin/Maleinsäure-Copolymere und Salze davon. Trockenbeschleunigungsmittel fördern die Tintenverdampfung, wenn sich die Tinte auf dem Papier befindet. Diese umfassen Natriumlaurylsulfat, N,N-Diethyl-m-toluamid, Cyclohexylpyrrolidinon und Butylcarbitol. Durchdringungsmittel, wie Alkohole/Natriumlaurylsulfat, Ester und Ketone ermöglichen es, dass die Tinte in die Oberfläche des Papiers eindringen kann. Es können ebenfalls Alkohole verwendet werden, um die Trocknungsrate der flüssigen Tinte zu erhöhen, und oberflächenaktive Mittel, wie Detergentien und Seifen, vermindern der Oberflächenspannung, damit sich die Tinte auf dem Substrat ausbreiten kann.
Zusätzlich können die Tintenstrahltinten auf der Basis der modifizierten Pigmentprodukte etwas Farbstoff enthalten, um das Farbgleichgewicht zu modifizieren und die optische Dichte einzustellen. Diese Farbstoffe umfassen Lebensmittelfarbstoffe, FD & C-Farbstoffe, Derivate von Phthalocyanintetrasulfonsäuren, einschließlich Kupferphthalocyaninderivate, Tetranatriumsalze, Tetraammoniumsalze, Tetrakaliumsalze, Tetralithiumsalze und dergleichen.
Es können Polymere oder Oligomere in die Tintenstrahltinten auf der Basis der modifizierten Pigmentprodukte hinzugefügt werden. Die von diesen Tinten erzeugten Bilder können bei der Polymerisierung oder Vernetzung der hinzugegebenen Polymere oder Oligomere wasserunlöslich sein.
Außerdem kann bei der Herstellung der Tintenstrahltinten mit den erfindungsgemäßen modifizierten Pigmentprodukten eine Sequenzfiltration der Tinten durch Filter mit kleiner werdenden Größen oder Zentrifugation oder beides durchgeführt werden, um ein noch besseres Endprodukt zu erhalten. Beispielsweise wird je nach Bedarf zunächst mit einem 3,0 Mikron Filter und dann mit einem 1,0 Mikron Filter usw. filtriert. Außerdem ist die Größe der modifizierten Pigmentprodukte in den Tintenstrahltinten bevorzugt nicht größer als etwa 2 Mikron. Insbesondere beträgt die Größe des modifizierten Pigmentprodukts 1 Mikron oder weniger.
Die erfindungsgemäßen Tintenstrahltinten zeigen in vorteilhafter Weise eine ausgezeichnete Stabilität über einen langen Zeitraum und einen breiten Temperaturbereich, sie besitzen geeignete Viskositäten und Oberflächenspannungen, und nach dem Druck zeigen sie eine gute optische Dichte, Druckklarheit und Reibbeständigkeit, und es kann eine Wasserechtheit erreicht werden, wenn die Tintenstrahltinte bestimmte styrolisierte Acryle, die für diese Eigenschaft sorgen, enthält. Beispielsweise besitzt ein solches styrolysiertes Acryl ein Molekulargewicht von etwa 4.200, ein Polydispersionsvermögen von etwa 2 und eine Säurezahl von etwa 215, ein Erweichungspunkt von etwa 128°C und eine Tg von etwa 67°C. Ein im Handel erhältliches Beispiel ist JONCRYL 58-Acryl (JONCRYL ist eine registrierte Handelsmarke von Johnson Polymer, Racine Wis.), die als Lösung von Joncryl 680 vorliegt.
Die vorliegende Erfindung wird nun weiter durch die folgenden Beispiele erläutert, die allerdings nur dazu dienen sollen, die vorliegende Erfindung rein exemplarisch darzustellen.
Beispiel 1: Herstellung von Dispersionen mit an Ruß adsorbiertem oberflächenaktiven Mittel
Es wurden verschiedene Mengen (Tabelle 1) Ruß mit einer spezifischen Stickstoffoberfläche von 200 und einer DBPA von 122 g/100 ml, ein nicht ionisches oberflächenaktives Mittel (IL-2798 von ICI Surfactants), das ein Esterprodukt aus einer Aminobenzoesäure und einem Polyethylenglykolmethylether ist; MG –1.000 g/Mol und destilliertes Wasser zusammen vermischt und in eine Zwergmühle aus rostfreiem Stahl (2 1/16" Höhe durch 2 3/32"-Innendurchmesser) eingegeben. Es wurden 200 g Granulat aus rostfreiem Stahl mit 3/16" zuge geben, und die Mühle wurde verschlossen und in einen Farbschüttler Red Devil # 30–5100 eingesetzt. Die Proben wurden über eine Stunde geschüttelt, bevor sie entfernt wurden und durch einen Farbfilter filtriert wurden, um die Aufschlämmungen von dem Stahlgranulat abzutrennen, Es wurde ein Aliquot der Dispersionen auf die Menge der Teilchen unterhalb 1 μm, nach der Anfangsdispersion und 24 Stunden später, analysiert, wobei ein Zeiss-Lichtmikroskop, das eine geeichte Okular-Linse enthielt, verwendet wurde. Es wurde festgestellt, dass die Menge der Teilchen unterhalb von 1 μm konstant war, unabhängig vom Zeitraum nach dem Dispergieren. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. TABELLE 1

Proben-# Ruß (g) Oberflächenaktives Mittel (g) Wasser (g) Menge an Teilchen unterhalb 1 μm (%)

1A 6 0 34 < 5

1B 2 4 34 80

1C 4 8 28 90

1D 6 12 22 90

1E 8 16 16 98
Dieses Beispiel zeigt, dass stabile, herkömmliche Dispersionen mit Ruß, einem oberflächenaktiven Mittel und Wasser unter Anwendung mechanischer Energie hergestellt werden konnten und dass ohne das oberflächenaktive Mittel der Ruß weder dispergierte noch eine stabile Dispersion bildete.
Beispiel 2: Herstellung von Ruß mit daran chemisch gebundenen oberflächenaktiven Mitteln und daraus entstandene Dispersionen
Es wurden die Proben 1B–E in destilliertes Wasser in einen Pyrex-Becher gegeben und auf 70°C erhitzt. Es wurden verschiedene Mengen Natriumnitrit (Tabelle 2) zu der heißen Aufschlämmung unter schnellem Vermischen mit einem Magnetrührstab gegeben. Innerhalb einer Minute begannen die Aufschlämmungen aufzuschäumen und erzeugten Stickstoffgas.
Man ließ die Reaktion für 1 h fortschreiten. In Tabelle 2 sind die Mengen an eingesetzter Salpetersäure und Natriumnitrit sowohl die erhaltenen Teilchengrößen aufgezeigt. Die Menge an Teilchen unterhalb 1 Mikron war konstant nach der Anfangsreaktion und 24 h später.

Die ursprünglichen Proben 1B–1E sind als 2B–E nach der Diazoniumreaktion aufgelistet. TABELLE 2

Proben-#	Ruß (g)	Destilliertes Wasser (g)	^Salpeter säure (g)	Natriumnitrit (g)	Menge an Teilchen unterhalb 1 μm (%)
2B	2	38	0,140	0,153	80
2C	4	36	0,280	0,307	85
2D	6	34	0,420	0,450	85
2E	8	32	0,560	0,613	90

Beispiel 3: Stabilität von Dispersionen aus Ruß mit chemisch gebundenen und absorbierten oberflächenaktiven Mitteln in wässrigen Salzmedien

Es wurden die Proben 1A–E und 2B–E verdünnt, ~0,03% (Gw/Gw Enddispersion in destilliertem Wasser), und in wässrige Natriumchloridlösungen mit verschiedenen Konzentrationen in Teströhrchen gegeben, wonach dann sorgfältig geschüttelt wurde. Die Stabilität der Proben wurde bestimmt, indem ein Aliquot der Dispersion mit dem in Beispiel 1 beschriebenen Mikroskop nach 24 h Vermischen untersucht: wurde und die schwarze Dispersion im Teströhrchen im gleichen Zeitraum ebenfalls visuell beobachtet wurde. Wenn mehr als 90% der Teilchen oberhalb 1 μm nach Bestimmung mit dem Lichtmikroskop betrugen und die Rußteilchen sich im Teströhrchen absetzten, dann wurde die Probe als instabil eingestuft. Es wurde festgestellt, dass beide Phänomene zusammen auftraten. Die Stabilität der Proben wird als Funktion der Natriumchloridsalzkonzentration in Tabelle 3 angegeben. TABELLE 3

	Stabilität* als Funktion der Natriumchloridkonzentration (unten)
Proben-#	0	0,001 Mol	0,01 Mol	0,1 Mol	1 Mol	2 Mol
1A	Y	Y	Y	N	N	N
1B	Y	Y	Y	N	N	N
1C	Y	Y	Y	N	N	N
1D	Y	Y	Y	N	N	N
1E	Y	Y	Y	N	N	N
28	N	N	N	N	N	N
2C	Y	Y	Y	Y	Y	Y
2D	Y	Y	Y	Y	Y	Y
2E	Y	Y	Y	Y	Y	Y

*Die Stabilität wird als Y = Ja, stabil oder N = nicht stabil eingestuft.

Dieses Beispiel zeigt, dass der Ruß ohne oberflächenaktives Mittel und mit absorbierten oberflächenaktiven Mitteln vom Medium abhängig ist und dass oberhalb einer Natriumchloridkonzentration von 0,01 Mol die Dispersionen instabil werden. Schließlich zeigt das Beispiel, dass, wenn das oberflächenaktive Mittel kovalent (chemisch gebunden) an der Oberfläche des Rußes gebunden ist, die erhaltene Dispersion bei allen Salzkonzentrationen stabil ist und dass sich das oberflächenaktive Mittel nicht im Gleichgewicht zwischen den Medien und der Kohlenstoffoberfläche befindet, wie es der Fall bei adsorbierten oberflächenaktiven Mitteln ist. Ebenfalls wird eine ausreichende Menge an oberflächenaktiven Mitteln zur Herstellung der Proben 2C–2E erforderlich, um der Dispersion Stabilität zu geben. Der Mechanismus für die Stabilisierung mit den nicht-ionischen oberflächenaktiven Mitteln, absorbiert oder gebunden ist, ist sterisch und nicht ionisch.
Beispiel 4: Stabilität von Dispersionen aus Ruß mit chemisch gebundenen und adsorbierten oberflächenaktiven Mitteln in nicht wässrigen Medien
Es wurden die Proben 1A, 1E und 2E getrocknet und in verschiedenen nicht wässrigen Lösungsmitteln dispergiert, um die Wirkung des oberflächenaktiven Mittels auf die entstandenen Dispersionsstabilitäten zu bestimmen. Die Feststoffe wurden in die flüssigen Medien in ein Teströhrchen gegeben, verschlossen und mit der Hand sorgfältig geschüttelt. Die Konzentrationen und die Prozeduren waren ähnlich wie diejenigen von Beispiel 3. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt. TABELLE 4

Stabilität in Lösung smitteln

Probe Ethanol TPM¹ IPA² Toluol Aceton MEK³ MC⁴

1A N N N N N N N

1E N N N N Y Y Y

2E Y Y Y Y Y Y Y

1 = Tripropylenglykolmonoethylether
2 = Isopropylalkohol
3 = Methylethylketon
4 = Methylenchlorid

Dieses Beispiel zeigt, dass die schwarze Dispersion mit kovalent gebundenem oder adsorbiertem oberflächenaktiven Mittel in einer großen Vielzahl von Medien stabil ist und sterisch stabilisiert ist.
Beispiel 5: Tintenstrahltinten, die Dispersionen aus Ruß mit chemisch gebundenen und adsorbierten oberflächenaktiven Mitteln enthalten

Dieses Beispiel zeigt, dass eine Tintenstrahltinte mit Rußdispersionen mit adsorbierten und gebundenen oberflächenaktiven Mitteln (Beispiele IE und 2E) hergestellt werden kann. Die Rußproben IE und 2E wurden auf ihre Teilchengröße mit einem Microtrac UPA Instrument von Leed & Northrup (Honeywell) gemessen und dann (Endkonz. 5% (Gw/Gw Tinte)) in eine wässrige Lösung aus 10% (Gw/Gw) 2-Pyrrolidinon, 10% (Gw/Gw Tinte) Ethylenglykol, 4% (Gw/Gw Tinte) Isopropylalkohol (alles Endkonz.) und destilliertem Wasser gegeben und vermischt. Die Tinten wurden in entleerte und gereinigte Patronen BC-02 von Canon eingegeben, und es wurde mit einem Tintenstrahldrucker BubbleJet^® 4200 von Canon auf Doppelzweckpapier 4024 von Xerox und Plover-Bond-Papier gedruckt. Es gab keinen Druck auf der Standardprobe 1A, die kein oberflächenaktives Mittel aufwies. Die optischen Dichte der Drucke wurde mit einem optischen Dichtemesser 915 von Mac-Beth bestimmt. Die Trockenzeit wurde festgestellt, indem 0,5 mm destilliertes Wasser auf einen 1/4 Inch breiten Druck bei einem Winkel 45° gegossen wurde und die Zeit, in der kein Schwarz auslief, wurde beobachtet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 5

Probe	Mittlere Teilchengröße (μm)	Größere Teilchengröße* (μm)	Xerox-Papier Trockenzeit		Plover-Papier Trockenzeit
Probe	Mittlere Teilchengröße (μm)	Größere Teilchengröße* (μm)	O. D.	(H)	O. D.	(H)
1E	0,17	0,69	1,03	3	1,14	3
2E	0,16	0,58	1,07	3	1,14	3

* Größte Teilchen, die mit einem Mikrotrac-UPA-Instrument nachgewiesen wurden.

Dieses Beispiel zeigt, dass Tintenstrahltinten mit Dispersionen aus Ruß mit adsorbierten und gebundenen oberflächenaktiven Mitteln hergestellt werden können. Der erhaltene Druck konnte eine gute optische Dichte und mit einer Wasserechtheit des Drucks erreichen.
Beispiel 6: Tintenstrahltinten, die Dispersionen aus Ruß mit daran chemisch gebundenen und adsorbierten oberflächenaktiven Mitteln enthalten.
Es wurden Tintenstrahltinten hergestellt und in ähnlicher Weise wie in Beispiel 5 getestet, mit der Ausnahme, dass 10% (Gw/Gw Tinte) Diethylenglykol in Endkonz. anstelle von 2- Pyrolidon verwendet wurden. Ebenfalls wurde ein Leuchtstift (Avery HI-LITER^®, Serien-# 24-0XX) über den entstandenen Druck gerieben, um Verschmierungen durch den Leuchtstift zu bestimmen. Der Leuchtstift wurde zweimal über den Druck gerieben, und die Menge des ausgelaufenen Schwarz wurde festgestellt. Die Trockenzeit wurde als Funktion der Zeit bestimmt. Ein ml destilliertes Wasser wurde auf einen Liniendruck von 1/4" aufgetragen, und der Zeitraum, bei dem kein Auslaufen von Schwarz sichtbar war, wurde festgehalten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt. Tabelle 6

Probe Xerox-Papier Plover-Papier

O. D. Trockenzeit O. D. Trockenzeit

1E 1,08 24 h 1,11 24 h

2E 0,97 5 Min. 1,03 5 Min.
Dieses Beispiel zeigt, dass Tintenstrahltinten, neben denen von Beispiel 5, mit den Dispersionen aus Ruß mit adsorbierten und gebundenen oberflächenaktiven Mitteln hergestellt werden können. Der erhaltene Druck kann eine annehmbare optische Dichte und Druckwasserechtheit und eine ausgezeichnete Leuchtstiftverschmierungsbeständigkeit erreichen.
Die Trockenzeit war signifikant schneller bei den Drucken, die mit der Dispersion aus Ruß mit dem gebundenen oberflächenaktiven Mittel hergestellt waren, im Vergleich zu denjenigen mit nur dem adsorbierten oberflächenaktiven Mittel.
Beispiel 7: Herstellung eines Polymers
Der Zweck dieses Beispiels besteht darin, die Herstellung eines Polymers, das ein primäres Amin enthält, zu beschreiben, das später an die Pigmente chemisch gebunden werden könnte. Es wurde ein 250 ml-Dreihalsrundkolben mit einem Thermometer, einem Druckausgleichtropftrichter, einem magnetischen Rührstab und einem Rückflusskühler mit einer KOH-Trockenröhre ausgestattet. Der Kolben wurde in ein Eisbad auf einem Magnetrührer gesetzt. Es wurden 4-Nitrobenzoylchlorid (9,3 g) und 50 ml Toluol zunächst in die Flasche gegeben. Dann wurde die Mischung aus Tripropylenglykolmonomethylether (TPM, 10,31 g), Triethylamin in Toluol (≈ 100 ml), Triethylamin in Toluol (≈ 100 ml) tropfenweise durch den Tropftrichter in den Kolben gegeben. Nach der Zugabe wurde das Eisbad entfernt, und es wurde ein Heizmantel angelegt und die Reaktion wurde bei 90–100°C für 4–5 Stunden unter Rückfluss gehalten. Nachdem die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur heruntergekühlt war, wurde sie durch einen Buchner-Trichter (mit einem qualitativen Filterpapier, Whatman Nr. 10) gegeben, und das Filtrat wurde in einen Scheidetrichter eingegeben. Es wurde zweimal mit 5% (Gw/Gw) Kaliumcarbonat und einmal mit 5% Natriumchlorid gewaschen und über Natriumsulfat für 0,5 h getrocknet. Das Trockenmittel wurde durch Gravitationsfiltration durch einen Glastrichter mit einem Stück Baumwolle herausgefiltert. Das Filtrat wurde in einen Rotationsverdampfer zur Entfernung des Toluols eingegeben, wobei dann ein Feststoff zurückblieb (4-Nitrobenzoattripropylen-glykolmonomethyl-etherester; NBT). Die Identifizierung des Nitroesters wurde mit NMR (unter Verwendung eines NMR-Geräts (Modell 400 VXR, 400 MgHz von Varian mit einem Chloroformlösungsmittel) bestimmt.
Es wurde NBT (17,8 g} in Methanol (100 ml) in einem Hydrierungskolben, der Platinoxid (0,1 g) enthielt, gelöst. Der Kolben wurde in ein Hydrierungsgerät (Parr Corp.) eingesetzt, und die Probe wurde reduziert (sichtbar gemacht durch eine Farbenänderung-gelb bis rot bis weißgelb) und bildete 4-Aminobenzoat-tripropylenglykolmonomethylether-ester (ABT). Die Identifizierung des Aminethers wurde nach der NMR-Prozedur unter den zuvor beschriebenen Bedingungen bestimmt.
Beispiel 8: Herstellung von Ruß mit daran chemisch gebundenem Polymer und daraus entstehende Dispersionen
Der Zweck dieses Beispiels bestand darin, ein Kohlenstoffprodukt mit einem chemisch gebundenen Polymer herzustellen. Es wurde der in Beispiel 1 beschriebene Ruß (12,3 g) in eine Losung aus Chlorwasserstoffsäure (0,5 ml von einer Konzentration von 5 Mol) und destilliertem Wasser (61 g) eingemischt. Eine Lösung aus dem in Beispiel 7 beschriebenen ABT (2,0 g) in Aceton (44 g) wurde dann in die Rußaufschlämmung gemischt. Als nächstes wurde eine Lösung aus Natriumnitrit (0,42 g) in destilliertem Wasser (1,25 g) in die Aufschlämmung gegeben, und man ließ über 2 Stunden rühren, wobei sich eine Stickstoffgasentwicklung einstellte. Die Aufschlämmung wurde dann für 3 Stunden auf 35–40°C erhitzt, bevor sie auf Raumtemperatur abgekühlt wurde, wonach dann mit einem Buchner-Trichter und dem Filterpapier gemäß Beispiel 7 filtriert wurde. Die Aufschlämmung wurde mit deionisiertem Wasser gewaschen und getrocknet und im Soxhlet über ~16 Stunden mit Methanol extrahiert und wieder getrocknet. Der Polymer/Ruß-Feststoff (6 g) wurde zu 34 g TPM gegeben und mit einer Zwergmühle nach der in Beispiel 1 beschriebenen Prozedur dispergiert.
Beispiel 9: Herstellung von Rußdispersionen
Der Zweck dieses Beispiels bestand darin, Dispersionen aus Ruß und aus Ruß mit nicht chemisch gebundenem ABT-Ester herzustellen. Es wurden 6 g des in Beispiel 1 beschriebenen Rußes zu TBM (34 g) hinzugegeben und nach der in Beispiel 1 beschriebenen Prozedur mit einer Zwergmühle gemahlen. Das Produkt wird Beispiel 9A genannt. Außerdem wurden ebenfalls der gleiche Ruß (5,2 g) und ABT (0,8 g) und TBM (34 g) in ähnlicher Welse gemahlen. Das Produkt wurde Beispiel 98 genannt.
Beispiel 10: Eigenschaften von Tinten, die Rußpigmente mit daran chemisch gebundenem Polymer enthalten
Der Zweck dieses Beispiels bestand dann, die Eigenschaften von Tinten, die verschiedene Rußprodukte enthielten, aufzuzeigen. Eine Tinte enthält ein Kohlenstoffprodukt mit einem chemisch gebundenen Polymer (Beispiel 8), eine andere enthält Ruß (Beispiel 9A) und die letzte Tinte enthält eine Mischung aus Ruß und Polymer (Beispiel 9B). Die Tinten wurden hergestellt, indem die Feststoffe (Gw/Gw) mit TBM vermischt wurden. Ein Tropfen der entstandenen Tinten wurde zwischen zwei Objektträger aufgetragen und mit einem Lichtmikroskop mit einer geeichten Okularlinse bei einer Vergrößerung von 40 × beobachtet. Die Tinte von Beispiel 8 war dispergiert (Braunsche Bewegung mit Teilchen von weniger als 1 μm Durchmesser), während die anderen Tinten Flocken bildeten (die Ruße arbeiteten im Netzwerk zusammen und bildeten eine Struktur mit einer Größe oberhalb von 5 μm). Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 gezeigt. TABELLE 7 Beobachtungen

Proben-Nr. 8 9A 9B

Beobachtung dispergiert In Flocken ausgefallen und abgesetzt In Flocken ausgefallen
Nach der Lagerung bei 70°C über eine Woche, war Beispiel 8 bei Beobachtung unter dem Mikroskop noch gut dispergiert, während 9A und 9B abgesetzt waren.
7%-Produkte in TPM wurden auf weißes Papier (Form 3 NT-4; reguläres Banknotenpapier für den Tintentest) und braunes Papier (Form 3 NT-5, Kraftpapier für den Tintentest), beide von Leneta Co., mit einem Bird-Applikator und einem automatischen Auftragegerät von Byk-Gardner aufgetragen. Die entstandenen Tintenfilme wurden hinsichtlich ihrer optischen Dichte mit dem in Beispiel 5 beschriebenen optischen Dichtemesser gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 gezeigt. TABELLE 8 Optische Dichte von Tintenaufzeichnungen der Tinten von Beispiel 10

Papier Optische Dichte für die TPM-Tinte von Beispiel 8 Optische Dichte für die TPM-Tinte von Beispiel 9B

Reguläres Bankpapier 1,51 1,64

Kraft-Papier 1,53 1,73
Das Beispiel zeigt, dass die nicht wässrige Dispersion mit dem Ruß, das das chemisch gebundene Polymer aufweist, ein anderes Dispersionsprofil und andere optischen Eigenschaften im Vergleich zu derjenigen mit Ruß als Basis oder derjenigen mit der Mischung aus dem Polymer mit Ruß besitzt. Die Tinte, die den modifizierten Ruß von Beispiel 8 enthielt, drang starker in beide Papiere ein, was zu einer geringeren optischen Dichte im Vergleich zu den anderen Tinten führte.
Beispiel 11: Herstellung eines Polymers
Der Zweck dieses Beispiels besteht darin, die Herstellung eines Polymers, das ein primäres Amin enthält, zu beschreiben, das später an die Pigmente chemisch gebunden werden könnte. Die Prozeduren waren ähnlich wie in Beispiel 8, mit der Ausnahme, dass 17,5 g Poly(ethylenglykol)methylether (MG 350 g/Mol) anstelle von TPM verwendet wurden, und 8,6 g 4-Nitrobenzoyl-chlorid anstelle von 9,3 g verwendet wurden. Die Identifizierung der Nitro- und Aminopoly(ethylenglykol)ester wurde mit NMR, wie ebenfalls in Beispiel 8 beschrieben, bestimmt. Das Endprodukt war das Aminophenylpoly(ethylen)glykol (APEG)-Molekül mit einem MG von 522 g/Mol.
Beispiel 12: Herstellung von Ruß mit daran chemisch gebundenem Polymer und daraus entstandene Dispersionen
Der Zweck dieses Beispiels bestand dann, ein Kohlenstoffprodukt mit einem chemisch gebundenen Polymer zusätzlich zu den chemisch gebundenen ionischen Gruppen herzustel len. Es wurde 4-Aminobenzoesäure (12,3 g) und APEG (14,1 g) in destilliertem Wasser (1.500 g) gelöst, bevor der in Beispiel 1 beschriebene Ruß (150 g) in die Lösung gerührt wurde. Als nächstes wurde Chlorwasserstoffsäure (5,2 ml einer 5 Mol-Lösung) in die Aufschlämmung gegeben, wonach dann Natriumnitrit (8,28 g) folgte. Die Aufschlämmung wurde bei etwa 22°C über 1 h gemischt, wonach dann bei 40°C für eine weitere Stunde vermischt wurde. Es entwickelte sich Stickstoffgas, nachdem Natriumnitrit in die Aufschlämmung gegeben wurde. Die Probe wurde dann über ~16 Stunden bei 70°C getrocknet.
Beispiel 13: Herstellung eines Rußproduktes und daraus entstandene Dispersionen
Der Zweck dieses Beispiels bestand darin, ein Kohlenstoffprodukt nur mit chemisch gebundenen ionischen Gruppen herzustellen. Die Probe wurde wie in Beispiel 12 hergestellt, mit der Ausnahme, dass kein APEG verwendet wurde.
Beispiel 14: Eigenschaften von Tinten, die Rußpigmente mit daran chemisch gebundenem Polymer und ionischen Gruppen und chemisch gebundenen ionischen Gruppen enthalten
Der Zweck dieses Beispiels bestand darin, die Eigenschaften einer Tinte mit einem Kohlenstoffprodukt mit einem chemisch gebundenen Polymer und ionischen Gruppen gegenüber einem mit nur ionischen Gruppen herauszustellen. Die Beispiele 12 und 13 wurden in destilliertes Wasser eingemischt, was zu Dispersionen mit 5% Feststoffen (Gw/Gw) führte. Die erhaltenen Tinten wurden auf 4024 Papier von Xerox aufgetragen, und die Trockenzeit (Wasserechtheit) und die optischen Dichten der Filme wurden gemessen, wobei alle Methoden und Gerätschaften bereits in Beispiel 5 beschrieben wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 8 gezeigt.

Tinte von Beispiel Optische Dichte Trockenzeit (Min)

12 1,65 5

13 1,54 > 5
Die Ergebnisse zeigen, dass der Film, der aus einer Tinte gebildet ist, die Ruß mit chemisch gebundenem Polymer und ionischen Gruppen enthielt, im Vergleich zu demjenigen, der aus Dispersionen mit nur ionischen Gruppen hergestellt war, schneller trocknete, was wahr scheinlich auf die Eindringung in das Papier zurückzuführen ist. Dieses Beispiel zeigt ebenfalls, dass das Polymer und die ionischen Gruppen beide auf einem Pigment vorhanden sein können.
Beispiel 15: Überzugszusammensetzung für die Infrarotabsorption
Dieses Beispiel zeigt, dass ein modifizierter Ruß, der nach der Methode von Beispiel 2 hergestellt ist, bei der Herstellung eines Überzugs für die Infrarotabsorption verwendet werden kann. Die modifizierte Rußdispersion 2E sollte vor der Herstellung des Überzugs getrocknet werden. Ein geeigneter Überzug, der im Infrarot empfindlich ist, kann durch Vermischen, bei geringem Energieaufwand, der unten gezeigten Bestandteile in Gewichtsteilen hergestellt werden. Die Nitrocellulose E950 ist von Wolff Walsrode erhältlich, und Cymel 301 ist von Dyno Cyanamide erhältlich.

2-Butanon 289,9

Trockener Ruß 2E 5–10

Nitrocellulose E950 3,68

Cymel 301 0,69

p-Toluolsulfonsäure 0,15
Die Überzugszusammensetzung kann auf ein Substrat mit einem Messerbeschichtungsgerät oder einem Draht umwundenen Stab bis zu einer Dicke des nassen Überzugs von 20 Mikron aufgetragen werden. Beispiele für Substrate, die verwendet werden können, sind Polyester oder gekörntes anodisiertes Aluminium.
Zur Verbesserung der Haftung der Infrarotabsorptionsschicht an das Substrat, kann es vorteilhaft sein, eine weitere Schicht auf das Substrat vor dem Auftragen der Infrarotabsorptionsschicht aufzutragen. Diese Haftungsförderungsschicht kann beispielsweise auf polymeren Materialien, die Hydroxyle oder Carboxyle, wie modifizierte Cellulose und Polyvinylalkohole, enthalten, basieren.
Nach dem Trocknen zur Entfernung von flüchtigen Lösungsmitteln zu entfernen und dem Aushärten, kann das erhaltene Verbundmaterial durch selektives Abschmelzen der den Ruß enthaltenden Schicht mit Infrarotstrahlung (z. B. einem Diodenlaser, der bei 830 oder 1064 nm emittiert) abgebildet werden.
Andere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann bei Betrachtung der Beschreibung und der darin beschriebenen Ausführungen ersichtlich. Es ist beabsichtigt, dass die Beschreibung und die Beispiele nur exemplarisch zu betrachten sind, wobei der wahre Umfang und Geist der vorliegenden Erfindung in den folgenden Patentansprüchen angegeben sind.

Claims

Modifiziertes Pigmentprodukt, das ein Pigment umfasst, an das mindestens eine aromatische oder Alkylgruppe X gebunden ist, wobei X mit mindestens einer Gruppe substituiert ist, die die Formel aufweist: -[A]_pR, wobei A für -CH₂-CH₂-O- oder -CH₂-CH₂-CH₂O- steht, p eine ganze Zahl von 1 bis 500 ist und R für Wasserstoff, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte aromatische Gruppe steht, wobei A gleich oder verschieden sein kann, wenn p größer als 1 ist.
Modifiziertes Pigmentprodukt nach Anspruch 1, wobei A gegebenenfalls durch eine Estergruppe, eine Amidgruppe, eine Ethergruppe oder eine Carbonylgruppe an X gebunden ist.
Modifiziertes Pigmentprodukt nach Anspruch 1 oder 2, wobei X eine aromatische Gruppe ist.
Modifiziertes Pigmentprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei X darüber hinaus mit mindestens einer funktionellen Gruppe substituiert ist.
Modifiziertes Pigmentprodukt nach Anspruch 4, wobei die funktionelle Gruppe eine Carboxygruppe oder eine Sulfonatgruppe ist.
Modifiziertes Pigmentprodukt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, das darüber hinaus eine an das Pigment gebundene zweite chemische Gruppe umfasst.
Modifiziertes Pigmentprodukt nach Anspruch 6, wobei die zweite chemische Gruppe eine Carboxygruppe, eine Sulfonatgruppe oder Salze davon umfasst.
Modifiziertes Pigmentprodukt nach Anspruch 6, wobei die zweite chemische Gruppe eine Carboxyphenylgruppe, eine Sulfophenylgruppe oder Salze davon ist.
Modifiziertes Pigmentprodukt, das ein Pigment umfasst, an das mindestens eine aromatische oder Alkylgruppe X gebunden ist, wobei X mit mindestens einer Gruppe substituiert ist, die die Formel aufweist: -[(CH₂)_m-O-)]_pR, in der m eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist, p eine ganze Zahl von 1 bis 500 ist und R für Wasserstoff, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte aromatische Gruppe steht.
Modifiziertes Pigmentprodukt nach Anspruch 9, wobei X eine aromatische Gruppe ist.
Modifiziertes Pigmentprodukt nach Anspruch 9 oder Anspruch 10, wobei X darüber hinaus mit mindestens einer funktionellen Gruppe substituiert ist.
Modifiziertes Pigmentprodukt nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die funktionelle Gruppe eine Carboxygruppe oder eine Sulfonatgruppe ist.
Modifiziertes Pigmentprodukt nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei p gleich 1 bis 25 ist.
Modifiziertes Pigmentprodukt nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei p gleich 26 bis 50 ist.
Modifiziertes Pigmentprodukt nach einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei R eine aromatische Gruppe ist.
Modifiziertes Pigmentprodukt nach Anspruch 14, wobei m gleich 2 ist, p gleich 44 bis 45 ist, R eine Methylgruppe ist und X eine Phenylgruppe ist, und wobei die Gruppe, die die Formel -[(CH₂)_m-O-)]_pR umfasst, durch eine Estergruppe an X gebunden ist.
Modifiziertes Pigmentprodukt nach Anspruch 13, wobei m gleich 2 ist, p gleich 22 ist, R eine Methylgruppe ist und X eine Phenylgruppe ist und wobei die Gruppe, die die Formel -[(CH₂)_m-O-)]_pR umfasst, durch eine Estergruppe an X gebunden ist.
Modifiziertes Pigmentprodukt nach Anspruch 14, wobei m gleich 2 ist, p gleich 44 bis 45 ist, R Wasserstoff ist und X eine Phenylgruppe ist und wobei die Gruppe, die die Formel -[(CH₂)_m-O-)]_pR umfasst, durch eine Estergruppe an X gebunden ist.
Modifiziertes Pigmentprodukt nach Anspruch 13, wobei m gleich 2 ist, p gleich 7 ist, R eine Methylgruppe ist und X eine Phenylgruppe ist und wobei die Gruppe, die die Formel -[(CH₂)_m-O-)]_pR umfasst, durch eine Estergruppe an X gebunden ist.
Modifiziertes Pigmentprodukt nach einem der Ansprüche 9 bis 19, das darüber hinaus eine an das Pigment gebundene zweite chemische Gruppe umfasst.
Modifiziertes Pigmentprodukt nach Anspruch 20, wobei die zweite chemische Gruppe eine Carboxygruppe, eine Sulfonatgruppe oder Salze davon umfasst.
Modifiziertes Pigmentprodukt nach Anspruch 20, wobei die zweite chemische Gruppe eine Carboxyphenylgruppe, eine Sulfophenylgruppe oder Salze davon ist.
Tintenzusammensetzung, umfassend a) mindestens ein flüssiges Vehikel und b) mindestens ein in einem der Ansprüche 1 bis 8 definiertes modifiziertes Pigmentprodukt.
Tintenzusammensetzung nach Anspruch 23, wobei die Tintenzusammensetzung eine Tintenstrahltintenzusammensetzung ist.
Tintenzusammensetzung, umfassend a) mindestens ein flüssiges Vehikel und b) mindestens ein in einem der Ansprüche 9 bis 22 definiertes modifiziertes Pigmentprodukt.
Tintenzusammensetzung nach Anspruch 25, wobei das flüssige Vehikel ein wässriges Vehikel ist.
Tintenzusammensetzung nach Anspruch 25, wobei das flüssige Vehikel nichtwässrig ist.
Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 25 bis 27, wobei die Tintenzusammensetzung eine Tintenstrahltintenzusammensetzung ist.
Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 25 bis 28, die darüber hinaus mindestens ein Feuchthaltemittel, mindestens ein Bindemittel, mindestens einen Farbstoff, mindestens ein Biozid, mindestens ein Eindringmittel, mindestens ein Surfactant oder Kombinationen davon umfasst.
Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 25 bis 29, wobei das Pigment Ruß, Graphit, glasartiger Kohlenstoff, fein zerteilter Kohlenstoff, aktivierter Kohlenstoff, aktivierte Kohle oder Gemische davon ist.
Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 25 bis 30, wobei das Pigment Ruß ist.
Tintenzusammensetzung nach einem der Ansprüche 25 bis 30, wobei das Pigment ein Weißpigment, ein Schwarzpigment, ein Blaupigment, ein Braunpigment, ein Cyanpigment, ein Grünpigment, ein Violettpigment, ein Magentapigment, ein Rotpigment, ein Gelbpigment, Schattierungen davon oder Kombinationen davon umfasst.
Verfahren zum Herstellen des modifizierten Pigmentprodukts nach einem der Ansprüche 1 bis 22 durch Binden von mindestens einer Gruppe, die ausgewählt ist aus einer in einem der Ansprüche 1 bis 22 definierten organischen Gruppe oder Polymergruppe, an ein Pigment, umfassend das Reduzieren der durchschnittlichen Partikelgröße des Pigments in einem Solvens und Einführen von a) mindestens einem Primäramindispergiermittel, das die Gruppe umfasst und mindestens ein primäres Amin aufweist, b) einem Nitrit und c) einer Säure in ausreichenden Mengen, zusammen oder in einer beliebigen Kombination, um ein Diazoniumsalz zu erzeugen, das die mindestens eine Gruppe umfasst.
Verfahren nach Anspruch 33, wobei mindestens ein Teil des Primäramindispergiermittels auf mindestens einem Teil der Pigmente adsorbiert.
Verfahren nach Anspruch 33 oder Anspruch 34, wobei das Primäramindispergiermittel darüber hinaus mindestens eine nicht-ionische Gruppe enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 35, wobei zwei oder mehr verschiedene Primäramindispergiermittel eingeführt sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 36, das darüber hinaus das Einführen eines zweiten Diazoniumsalzes umfasst, das eine zweite chemische Gruppe umfasst.
Verfahren nach Anspruch 37, wobei die zweite chemische Gruppe eine Carboxygruppe, eine Sulfonatgruppe oder Salze davon umfasst.
Verfahren nach Anspruch 37, wobei die zweite chemische Gruppe eine Carboxyphenylgruppe, eine Sulfophenylgruppe oder Salze davon ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 39, wobei das Primäramindispergiermittel eine aromatische Gruppe oder eine Alkylgruppe umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 33 bis 40, wobei die Säure Salpetersäure oder Schwefelsäure ist.
Druckplatte, umfassend: ein Substrat und eine Infrarot oder infrarot-nahe Strahlung absorbierende Schicht, wobei die Strahlung absorbierende Schicht mindestens ein modifiziertes Pigmentprodukt umfasst, das ein Pigment umfasst, an das mindestens eine aromatische oder Alkylgruppe X gebunden ist, wobei X mit mindestens einer Gruppe substituiert ist, die die Formel aufweist: -[NIon]_pR, wobei NIon für mindestens eine nicht-ionische Gruppe steht, die nicht aromatisch ist, R für Wasserstoff, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte aromatische Gruppe steht und p eine ganze Zahl von 1 bis 500 ist.
Druckplatte nach Anspruch 42, die darüber hinaus eine an das Pigment gebundene zweite chemische Gruppe umfasst.
Druckplatte nach Anspruch 43, wobei die zweite chemische Gruppe eine Carboxygruppe, eine Sulfonatgruppe oder Salze davon umfasst.
Druckplatte nach Anspruch 43, wobei die zweite chemische Gruppe eine Carboxyphenylgruppe, eine Sulfophenylgruppe oder Salze davon ist.
Druckplatte umfassend: ein Substrat und eine Infrarot oder infrarot-nahe Strahlung absorbierende Schicht, wobei die Strahlung absorbierende Schicht mindestens ein modifiziertes Pigmentprodukt umfasst, das ein Pigment umfasst, an das mindestens eine aromatische Gruppe X gebunden ist, wobei X mit mindestens einer Gruppe substituiert ist, die die Formel aufweist: -[NIon]_pR, wobei NIon für mindestens eine nicht-ionische Gruppe steht, die nicht aromatisch ist, R für Wasserstoff, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte aromatische Gruppe steht und p eine ganze Zahl von 1 bis 500 ist.
Druckplatte nach Anspruch 46, wobei NIon eine C_1-12-Alkylgruppe oder eine C_1-12-Alkylenoxidgruppe ist.
Druckplatte nach Anspruch 46 oder Anspruch 47, wobei NIon darüber hinaus eine funktionelle Gruppe umfasst.
Druckplatte nach Anspruch 46, wobei NIon eine Glycolgruppe ist.
Druckplatte nach einem der Ansprüche 46 bis 49, wobei X eine Phenyl-, Naphthyl-, Anthracenyl-, Phenanthrenyl-, Biphenyl-, Pyridinyl-, Benzothiadiazolyl- oder Benzothiazolylgruppe ist.
Druckplatte nach einem der Ansprüche 46 bis 50, wobei X darüber hinaus mit mindestens einer funktionellen Gruppe substituiert ist.
Druckplatte nach Anspruch 51, wobei die funktionelle Gruppe eine Carboxygruppe oder eine Sulfonatgruppe ist.
Druckplatte nach einem der Ansprüche 46 bis 52, wobei p gleich 1 bis 50 ist.
Druckplatte nach einem der Ansprüche 46 bis 53, die darüber hinaus eine an das Pigment gebundene zweite chemische Gruppe umfasst.
Druckplatte nach Anspruch 54, wobei die zweite chemische Gruppe eine Carboxygruppe, eine Sulfonatgruppe oder Salze davon umfasst.
Druckplatte nach Anspruch 54, wobei die zweite chemische Gruppe eine Carboxyphenylgruppe, eine Sulfophenylgruppe, oder Salze davon ist.
Druckplatte, umfassend: ein Substrat und eine Infrarot oder infrarot-nahe Strahlung absorbierende Schicht, wobei die Strahlung absorbierende Schicht mindestens ein in einem der Ansprüche 1 bis 8 definiertes modifiziertes Pigmentprodukt umfasst.
Druckplatte, umfassend: ein Substrat und eine Infrarot oder infrarot-nahe Strahlung absorbierende Schicht, wobei die Strahlung absorbierende Schicht mindestens ein in einem der Ansprüche 9 bis 22 definiertes modifiziertes Pigmentprodukt umfasst.
Druckplatte, umfassend: ein Substrat und eine Infrarot oder infrarot-nahe Strahlung absorbierende Schicht, wobei die Strahlung absorbierende Schicht mindestens ein modifiziertes Pigmentprodukt umfasst, das ein Pigment umfasst, an das mindestens eine aromatische oder Alkylgruppe X gebunden ist, wobei X mit mindestens einer Gruppe substituiert ist, die die Formel aufweist: -[Polymer]R, wobei "Polymer" für sich wiederholende Monomergruppen oder mehrfache Monomergruppen oder beides steht, gegebenenfalls mindestens eine -X¹-Gruppe aufweist, wobei X¹ mindestens eine aromatische Gruppe oder mindestens eine Alkylgruppe umfasst und jedes X und X¹ gleich oder verschieden sein kann; R für Wasserstoff, eine Bindung, eine substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppe oder eine substituierte oder unsubstituierte aromatische Gruppe steht; und die Gesamtmenge der Monomergruppen von "Polymer" nicht größer als etwa 500 Monomerwiederholungseinheiten ist und wenn R für eine Bindung steht, R gegebenenfalls an das Pigment bindet.
Druckplatte nach Anspruch 59, wobei mindestens eine X¹-Gruppe an das Pigment gebunden ist.
Druckplatte nach einem der Ansprüche 59 bis 60, wobei das modifizierte Pigmentprodukt X darüber hinaus mit mindestens einer funktionellen Gruppe substituiert ist.
Druckplatte nach Anspruch 61, wobei die funktionelle Gruppe eine Carboxygruppe oder eine Sulfonatgruppe ist.
Druckplatte nach einem der Ansprüche 59 bis 62, wobei das modifizierte Pigmentprodukt darüber hinaus eine an das Pigment gebundene zweite chemische Gruppe umfasst.
Druckplatte nach Anspruch 63, wobei die zweite chemische Gruppe eine Carboxygruppe, eine Sulfonatgruppe oder Salze davon umfasst.
Druckplatte nach einem der Ansprüche 42 bis 64, die darüber hinaus eine Schutzschicht umfasst.
Verfahren zum Bebildern der Lithographie-Druckplatte eines der Ansprüche 42 bis 65, das umfasst, dass die Platte einem Laserstrahl in einem ein Bild darstellendes Muster selektiv ausgesetzt wird, um zumindest die das Muster definierende strahlungsabsorbierende Schicht selektiv zu entfernen oder chemisch zu modifizieren.
Verfahren nach Anspruch 66, das darüber hinaus umfasst, dass die Platte einem Solvens ausgesetzt wird, das in der Lage ist, Teile der bebilderten Schicht(en) bzw. Bildschicht(en), die das Muster definieren, zu entfernen.