DE69620693T2

DE69620693T2 - Pigmentszusammensetzungen

Info

Publication number: DE69620693T2
Application number: DE69620693T
Authority: DE
Inventors: Edward James Anderson; Carol Jean Farnocchi; John Andrew Stirling
Original assignee: Ciba Spezialitaetenchemie Holding AG; Ciba SC Holding AG
Current assignee: BASF Schweiz AG
Priority date: 1995-08-18
Filing date: 1996-08-09
Publication date: 2002-11-21
Anticipated expiration: 2016-08-10
Also published as: CN1076743C; EP0761769B1; EP0761769A1; CN1145936A; KR970010889A; JPH09132727A; GB9516929D0; DE69620693D1; AU6200396A; CZ242396A3; US5672202A; AU713145B2; CA2183495A1; JP3961591B2; ES2173255T3; BR9603452A; CZ289368B6; ATE216415T1; KR100433140B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Diarylid-Pigmentzusammensetzungen und ihre Herstellung.
Diarylid-Pigmente stellen eine wichtige Klasse von farbgebenden Materialien dar, die üblicherweise für die Herstellung von Druckfarben verwendet werden. Pigment Yellow 12 ist ein weit verbreitetes Mitglied dieser Gruppe für Tiefdruckfarben auf Lösungsmittelbasis, wobei es üblicherweise einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird, um ihm bestimmte erwünschte Anwendungseigenschaften zu verleihen. Ein typisches Oberflächenbehandlungsmittel hierfür ist ein langkettiges Kohlenwasserstoffamin. GB-1 085 835 lehrt, dass primäre Fettamine zur Behandlung von Pigment Yellow 12 verwendet werden können, um ihnen eine gute Farbstärke, einen durchsichtigen Glanz und ein verbessertes rheologisches Verhalten zu verleihen. Gemäß US-4 515 639 werden ebenfalls Diamine zur Behandlung von Diarylid-Pigmenten verwendet, um das Eindringen von Druckfarbe aus den Pigmenten in unbeschichtetes Papiermaterial von geringerer Qualität zu vermindern. Es gibt zahlreiche andere Patentveröffentlichungen, die die Anwendung von Aminbehandlungen zur Bereitstellung von verbessertem Pigment Yellow 12 zur Herstellung von Tiefdruckfarben beschreiben; z. B. US-4 462 833 und EP-0 062 304, die die Verwendung von Polyaminen beschreiben.
Wir haben nunmehr festgestellt, dass die Verwendung einer bestimmten Kombination von Aminen, die insbesondere Fettpropylentriamine umfassen, ein Produkt mit einem verbesserten Verhalten in bezug auf Farbstärke, Glanz und Durchsichtigkeit ergibt.
Erfindungsgemäß wird eine Diarylid-Pigmentzusammensetzung bereitgestellt, die ein langkettiges aliphatisches primäres Amin mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen; ein Ethylenpolyamin der Formel
H&sub2;N(CH&sub2;CH&sub2;NH)nH
worin n den Wert 1 bis 5 hat; und ein Propylentriamin der Formel
RNH(CH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;NH)&sub2;H
oder
RN(CH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;NH&sub2;)&sub2;
worin R einen langkettigen Alkylrest mit 10 bis 24 Kohlenstoffatomen bedeutet, enthält.
Die erfindungsgemäßen Diarylid-Pigmentzusammensetzungen können z. B. Pigment Yellow 12, 13, 14, 17, 83, 114, 126, 127, 176, Pigment Orange 16 oder Pigment Orange 34 oder Kombinationen oder Gemische oder Cokupplungsprodukte dieser Pigmente enthalten.
Ein bevorzugtes Pigment ist Pigment Yellow 12 aufgrund seiner weit verbreiteten Verwendung in Tiefdruckfarben auf Lösungsmittelbasis.
Das langkettige aliphatische primäre Amin kann eine lange Alkylkette mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen aufweisen. Zu Beispielen für geeignete Amine gehören Oleylamin, Stearylamin und Laurylamin. Die Menge des langkettigen aliphatischen primären Amins kann 1 bis 15 Gew.-% und vorzugsweise 5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Pigments, betragen.
Beim Ethylenpolyamin kann es sich beispielsweise um Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin oder Pentaethylenhexamin handeln. Es kann in einer Menge von 4-15 Gew.-% und vorzugsweise von 5-10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Pigments, verwendet werden.
Das Propylentriamin weist vorzugsweise 10 bis 24 Kohlenstoffatome im langkettigen Alkylrest auf. Zu Beispielen für geeignete Verbindungen gehören N-Stearyldipropylentriamin, N-Oleyldipropylentriamin, N- Cocosdipropylentriamin und N,N-Di-(aminopropyl)-stearyl, -oleyl- oder -cocosamin. Das Triamin kann in Mengen von 10 bis 45 Gew.-% und vorzugsweise von 15 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Pigments, verwendet werden.
Die erfindungsgemäßen Diarylid-Pigmentzusammensetzungen können durch Tetrazotisieren von 3,3'-Dichlorbenzidin und Kupplung mit einem oder mehreren Komponenten, wie Acetoacetanilid, Acetoacet-2-toluidid, Acetoacet-2-chloranilid, Acetoacet-2,4-xylid und Acetoacet-2,5-dimethoxy- 4-chloranilid in Wasser, hergestellt werden.
Zu bevorzugten Verfahren gehören die Zugabe des langkettigen aliphatischen Amins zur Ausfällung der Kupplungskomponente, gefolgt von der Zugabe des Ethylenpolyamins vor der Kupplung, wobei eine quaternäre Ammoniumverbindung und das Propylentriamin nach der Kupplung zugegeben werden.
Die quaternäre Ammoniumverbindung und das Propylentriamin können gegebenenfalls vor der Kupplung zugegeben werden.
Je nachdem, zu welchem Zeitpunkt im Verfahren und in welcher Menge die verschiedenen Zugaben erfolgen, werden die endgültigen Eigenschaften des Pigments gesteuert. Die durch die spezielle Kombination der Zugaben beeinflussten Eigenschaften sind Farbstärke, Farbton, Glanz, Durchsichtigkeit, Fließfähigkeit und Durchschlag.
Eine erhöhte Farbstärke, eine rötliche Beschaffenheit des Farbtons, Glanz und Durchsichtigkeit lassen sich auf Kosten der Fließfähigkeit erzielen. Wenn ein besser fließendes Produkt erforderlich ist, sollten vor der Kupplung weniger Zugaben erfolgen.
Die Durchsichtigkeit und die Fließfähigkeit können auch durch Zugabe eines nicht-flüchtigen, mit Wasser nicht-mischbaren Lösungsmittels bei der Wärmebehandlungsstufe beeinflusst werden.
Die Zugabe des Ethylenpolyamins vor der Kupplung weist eine ausgeprägte Wirkung auf das Durchschlagen bei Papier von schlechter Qualität auf.
Zu Beispielen für geeignete quaternäre Ammoniumchloride gehören Talgbenzyldimethylammoniumchlorid, Cocosbenzyldimethylammoniumchlorid, Dicocosdimethylammoniumchlorid, Ditalgdimethylammoniumchlorid und Ditalgbenzylmethylammoniumchlorid. Das quaternäre Ammoniumchlorid kann in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-% und vorzugsweise von 2 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Pigments, verwendet werden.
Zu geeigneten, nicht-flüchtigen, mit Wasser nicht-mischbaren Lösungsmitteln gehören aromatische Kohlenwasserstoffe, chlorierte Kohlenwasserstoffe, Ester, Ether, Nitroverbindungen, Nitrile, heterocyclische Verbindungen und Alkylcarboxylate. Spezielle Beispiele hierfür sind o-Dichlorbenzol, Dibutylsebacat, Tetralin und Dibenzylether.
Das Lösungsmittel kann in Mengen von 1 bis 10 Gew.-% und vorzugsweise von 2 bis 6 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Pigments, verwendet werden.
Die Erwärmung kann bei einer Temperatur von 70 bis 100ºC und vorzugsweise von 85 bis 95ºC für eine Zeitspanne von 5 Minuten bis 2 Stunden und vorzugsweise von 15 Minuten bis 1 Stunde durchgeführt werden.
Die Wärmebehandlung ist wirksamer, wenn sie unter alkalischen Bedingungen durchgeführt wird. Eine Erhöhung des pH-Werts kann vor, während oder nach dem Erwärmen vorgenommen werden.
Aus diesen Zusammensetzungen hergestellte Tiefdruckfarben zeigen eine Verbesserung in bezug auf Glanz, Durchsichtigkeit, Farbstärke und Durchschlageigenschaften.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung:

Beispiel 1

27,5 Teile Acetoacetanilid werden in 150 Teilen Wasser, das 6 Teile Natriumhydroxid enthält, gelöst.
3,0 Teile Oleylamin werden in 16 Teilen Eisessig in 100 Teilen Wasser gelöst.
Die Oleylamin-Lösung wird tropfenweise zu der Acetoacetanilid-Lösung gegeben, wodurch man einen feinen Niederschlag erhält.
4,75 Teile Tetraethylenpentamin werden zu dieser Suspension gegeben, die sodann mit 19 Teilen 3,3'-Dichlorbenzidin versetzt wird, das mit 10,5 Teilen Natriumnitrit und 37,5 Teilen einer 36%-igen Salzsäure in 200 Teilen Wasser bei 0-5ºC tetrazotisiert worden ist.
Die gekuppelte Aufschlämmung wird mit 3 Teilen dihydriertem Talgdimethylammoniumchlorid in 50 Teilen Wasser versetzt. Anschließend wird eine Lösung von 11,25 Teilen N-Stearylpropylentriamin in 3,5 Teilen Eisessig in 150 Teilen Wasser zugegeben.
1 Teil Dibutylsebacat wird unter gründlichen Rühren zugegeben. Der pH-Wert wird durch Zugabe einer 15%-igen Natriumhydroxidlösung stark alkalisch gemacht. Sodann wird die Temperatur auf 95ºC erhöht und 30 Minuten beibehalten.
Anschließend wird das Produkt filtriert, frei von löslichen Salzen gewaschen und getrocknet.
Das auf diese Weise hergestellte, leicht dispergierbare Pigment ergibt eine rotstichig gelbe Tiefdruckfarbe auf Toluolbasis, die glänzende, durchsichtige Drucke ohne Durchschlagen ergibt.

Beispiel 2

Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, wobei jedoch die Zugabe von Dibutylsebacat unterbleibt. Man erhält ein stärker durchsichtiges Produkt.

Beispiel 3

Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass N,N-Di-(aminopropyl)-stearylamin anstelle von Stearylpropylentriamin verwendet wird. Das Produkt ist geringfügig intensiver rot als das Produkt von Beispiel 1, jedoch in bezug auf sämtliche übrige Eigenschaften ähnlich.

Beispiel 4

Das Verfahren von Beispiel 1 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass N-Cocospropylentriamin anstelle von N-Stearylpropylentriamin verwendet wird. Man erhält ähnliche Ergebnisse.

Beispiel 5

82,5 Teile Acetoacetanilid werden in 450 Teilen Wasser mit 18 Teilen Natriumhydroxid gelöst. Diese Lösung wird langsam und unter gründlichem Rühren mit 9 Teilen Oleylamin, das in 900 Teilen Wasser mit 48 Teilen Eisessig gelöst ist, versetzt. Der erhaltene feine Niederschlag wird mit 14,4 Teilen Tetraethylenpentamin versetzt.
57 Teile 3,3'-Dichlorbenzidin, das mit 31 Teilen Natriumnitrit und 112,5 Teilen einer 36%-igen Salzsäure in 660 Teilen Wasser von 0-5ºC tetrazotisiert worden ist, werden zur Durchführung der Kupplung zugegeben.
3,8 Teile dihydriertes Talgdimethylammoniumchlorid in 100 Teilen Wasser werden zu der gekuppelten Aufschlämmung zugegeben, wonach die Zugabe von 36,6 Teilen N-Oleylpropylentriamin, gelöst in 300 Teilen Wasser, das mit 7,5 Teilen Eisessig versetzt worden ist, folgt.
Der pH-Wert wird durch Zugabe einer 15%-igen Natriumhydroxidlösung alkalisch gemacht und die Temperatur wird auf 95ºC erhöht und 45 Minuten beibehalten. Das erhaltene Produkt wird filtriert, mit Wasser gewaschen und getrocknet. Man erhält ein Material, das ähnliche Eigenschaften wie das Produkt von Beispiel 1 aufweist.

Beispiel 6

Das Verfahren von Beispiel 5 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass 10 Teile Laurylamin anstelle von Oleylamin verwendet werden. Man erhält ein fast identisches Produkt.

Beispiel 7

Das Verfahren von Beispiel 5 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass 14,5 Teile Oleylamin und 48,5 Teile N-Cocopropylentriamin verwendet werden. Man erhält ein intensiver rot gefärbtes Produkt.

Beispiel 8

Das Verfahren von Beispiel 5 wird wiederholt, wobei aber Talgamin anstelle von Oleylamin und Cocosbenzyldimethylammoniumchlorid als quaternäre Verbindung verwendet werden. Man erhält ein Produkt mit verbesserten Fließeigenschaften.

Beispiel 9

Das Verfahren von Beispiel 5 wird wiederholt, wobei ein Gemisch aus 10,4 g Acetoacet-o-anisid und 72,6 Teilen Acetoacetanilid als Kupplungskomponente verwendet wird. Man erhält ein stark durchsichtiges Produkt.

Beispiel 10

Das Verfahren von Beispiel 5 wird wiederholt, wobei aber der pH-Wert bei erhöhter Temperatur angehoben wird. Man erhält ein Produkt mit einem intensiver grünen Farbton.

Beispiel 11

Das Verfahren von Beispiel 5 wird wiederholt, wobei aber Pentaethylenhexamin anstelle von Tetraethylenpentamin verwendet wird. Man erhält ein sehr ähnliches Produkt.

Beispiel 12

Das Verfahren von Beispiel 5 wird wiederholt, wobei aber Diethylentriamin anstelle von Tetraethylenpentamin verwendet wird. Man erhält ein fast identisches Produkt.

Beispiel 13

27,5 Teile Acetoacetanilid werden in 150 Teilen Wasser mit 6 Teilen Natriumhydroxid gelöst. 3 Teile Oleylamin werden in 16 Teilen Eisessig in 100 Teilen Wasser gelöst. 11,25 Teile N,N-Di-(aminopropyl)-stearylamin werden in 3,5 Teilen Eisessig in 150 Teilen Wasser gelöst. Die Aminlösungen werden miteinander vermischt und die Acetoacetanilidlösung wird langsam zugegeben. Man erhält einen feinen Niederschlag. 4,75 Teile Tetraethylenpentamin werden zugegeben. Die Kupplung wird unter Verwendung von 19 Teilen 3,3'-Dichlorbenzidin, das gemäß Beispiel 1 tetrazotisiert worden ist, durchgeführt.
3 Teile dihydriertes Talgdimethylammoniumchlorid in 50 Teilen Wasser werden zu der gekuppelten Aufschlämmung gegeben. Der pH-Wert wird alkalisch gemacht und die Temperatur wird auf 90-95ºC erhöht und 30 Minuten beibehalten. Das Produkt wird durch Filtration isoliert, gewaschen und getrocknet. Man erhält ein Material, das deutlich intensiver rot gefärbt und durchsichtiger als das Produkt von Beispiel 1 ist.

Beispiel 14

Das Verfahren von Beispiel 13 wird wiederholt, mit der Ausnahme, dass die quaternäre Ammoniumverbindung zu dem Gemisch der Aminlösungen vor der Zugabe der Lösung der Kupplungskomponente gegeben wird. Man erhält ein Produkt, das sich in bezug auf Farbstärke, Glanz und Durchsichtigkeit ähnlich wie das Produkt von 13 verhält, jedoch einen stärker grünen Farbton aufweist.

Claims

1. Diarylid-Pigmentzusammensetzung, die ein langkettiges aliphatisches primäres Amin mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen; ein Ethylenpolyamin der Formel

H&sub2;N(CH&sub2;CH&sub2;NH)nH

worin n den Wert 1 bis 5 hat; und ein Propylentriamin der Formel

RNH(CH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;NH)&sub2;H

oder

RN(CH&sub2;CH&sub2;CH&sub2;NH&sub2;)&sub2;

worin R einen langkettigen Alkylrest mit 10 bis 24 Kohlenstoffatomen bedeutet, enthält.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei es sich beim langkettigen aliphatischen primären Amin um Oleylamin oder Stearylamin handelt.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Menge des langkettigen aliphatischen primären Amins 1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Pigments beträgt.

4. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei es sich beim Ethylenpolyamin um Ethylendiamin, Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin oder Pentaethylenhexamin handelt.

5. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Menge des Ethylenpolyamins 4 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Pigments, beträgt.

6. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei es sich beim Propylentriamin um N-Stearyldipropylentriamin, N- Oleyldipropylentriamin, N-Cocosdipropylentriamin oder N,N-Di- (aminopropyl)-stearylamin handelt.

7. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Menge des Propylentriamins 15 bis 45 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Pigments, beträgt.

8. Zusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei es sich beim Diarylid-Pigment um Pigment Yellow 12 handelt.

9. Verfahren zur Herstellung einer Pigmentzusammensetzung nach einem der vorstehenden Ansprüche, das die Zugabe, des langkettigen aliphatischen primären Amins und des Ethylenpolyamins zur Kupplungskomponente und sodann die Zugabe des Propylentriamins zum Pigment nach der Kupplung umfasst.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Kupplungskomponente aus der Lösung durch Zugabe des langkettigen aliphatischen primären Amins ausgefällt wird, das Ethylenpolyamin zugegeben wird, die Kupplung durchgeführt wird, ein quaternäres Monomethyl- oder Dimethylammoniumchlorid zusammen mit einem mit Wasser nicht-mischbaren, nicht-flüchtigen Lösungsmittel zugegeben wird, das Gemisch erwärmt wird und in warmem Zustand mit Propylentriamin versetzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei es sich beim quaternären Ammoniumchlorid um Talgbenzyldimethylammoniumchlorid, Cocosbenzyldimethylammoniumchlorid, Dicocosdimethylammoniumchlorid, Ditalgdimethylammoniumchlorid oder Ditalgbenzylmethylammoniumchlorid handelt.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Menge des quaternären Ammoniumchlorids 1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Pigments beträgt.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei es sich beim nicht-flüchtigen Lösungsmittel um Dibutylsebacat handelt.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Menge des nicht-flüchtigen Lösungsmittels 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Pigments, beträgt.