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WO2005042642A1 - Wasserbasierende pigmentpräparationen - Google Patents

Wasserbasierende pigmentpräparationen Download PDF

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Publication number
WO2005042642A1
WO2005042642A1 PCT/EP2004/011852 EP2004011852W WO2005042642A1 WO 2005042642 A1 WO2005042642 A1 WO 2005042642A1 EP 2004011852 W EP2004011852 W EP 2004011852W WO 2005042642 A1 WO2005042642 A1 WO 2005042642A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
weight
pigment
unbranched
branched
acid
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/011852
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Martin Alexander Winter
Björn FECHNER
Klaus Peter Kreutzer
Hans Joachim Metz
Original Assignee
Clariant Produkte (Deutschland) Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Clariant Produkte (Deutschland) Gmbh filed Critical Clariant Produkte (Deutschland) Gmbh
Priority to US10/576,594 priority Critical patent/US20070131144A1/en
Priority to EP04790661A priority patent/EP1687379A1/de
Priority to JP2006537135A priority patent/JP2007515505A/ja
Publication of WO2005042642A1 publication Critical patent/WO2005042642A1/de

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    • D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments

Definitions

  • the present invention relates to water-based pigment preparations, processes for their preparation, their use for dyeing macromolecular materials of all kinds, e.g. of natural and synthetic fiber materials, preferably cellulose fibers, especially for pulp dyeing.
  • the hydrophobic pigments are dispersed in water with surfactants and various additives.
  • Such an aqueous dispersion can easily be incorporated into the pulp (water, pulp, titanium dioxide mixture) from which the paper is formed.
  • inorganic and organic pigments have no affinity for cellulose fibers in contrast to direct dyes.
  • the dispersed pigments would be washed out of the forming nonwoven fabric on the paper machine screen without the use of further chemical auxiliaries and would accumulate in the circuit of the paper machine. Therefore the pigments have to be flocked.
  • Cationic epichlorohydrin resins the so-called retention agents or wet strength agents, are primarily used for flocculation and the most complete retention possible of anionically charged pigments. Together with the pigments, they form cationically charged agglomerates, the so-called “bridging” and “patching", the flakes.
  • the retention agents not only flocculate the dispersed colored pigments, but also titanium dioxide and fine fiber components. The flakes bind to the cellulose fibers by means of ionic interactions and hydrogen bonds, whereby they are retained.
  • the dispersing agents and additives used to disperse the hydrophobic pigments have a decisive influence on the flocculation process.
  • the flakes are used used cationic polymer more or less sensitive to shear.
  • the speed of work of paper machines has increased significantly in the paper manufacturing process. Whereas the average machine speeds used to be 200 - 250 m / min, today's decorative paper machines run at 600 - 800 m / min. As a result, the shear loads for the pigment flakes in the pumps and on the wire section of the machines have become correspondingly high.
  • the biggest problem with these commercially available pigment preparations is the lack of shear resistance. Many well-known pigment preparations lose 5 - 15% of their color strength in modern decorative paper machines under high shear stress. At the same time, there is a high level of foaming, which is the second biggest problem. Foam significantly impairs the pumping and the flow conditions of the water-pulp mixture. In addition, bursting foam bubbles on the paper create craters and rings of different colors.
  • aqueous pigment preparations for pulp dyeing Another problem that occurs with known aqueous pigment preparations for pulp dyeing is insufficient storage stability. To Sedimentation often occurs during some storage time, or a high increase in viscosity leads to solidification. Some preparations show a pronounced structural viscosity and are thixotropic, which means that they can be liquefied again under shear or shear stress; other preparations, however, remain firm even after vigorous mixing. In the case of many pigment dispersions, the agglomeration that occurs during storage leads to a reduction in the number of the dispersed particles due to the lack of stability of the dispersed particles and, as a result, to a lower color strength in the pulp coloring. Poor pigment resistance is often poor in commercially available pigment preparations.
  • the dispersions dry very quickly to solid incrustations and lumps. It is disadvantageous that the pigment preparations dry inhomogeneously and too quickly, although they contain water retention agents, such as glycols, which are intended to prevent the preparation from drying or drying before use. By peeling off the incrustations and lumps in the aqueous dispersion, streaks or specks form on the paper during later application.
  • the present invention was therefore based on the object of providing aqueous pigment preparations which meet a requirement potential which is well above the prior art: the pigment preparations should have a high shear or flake stability, so that the dispersed pigments in combination with cationic polymers form small, compact and therefore shear-stable flakes. Furthermore, the pigment preparations should be applied at high flow rates and No shear stress or very little foaming. In addition, very good retention and penetration during application should be ensured. Furthermore, the concentration of the pigments in the preparations should be as high as possible and as a rule be at least 30%. The pigment preparations should have a high color strength, precisely defined coloristics with regard to color tones and color purity, high light and bleeding fastness and low viscosity.
  • a good storage stability of at least two years is aimed for, ie the dispersed pigments should not agglomerate and settle during this time.
  • these pigment preparations should be resistant to drying on and on before use. Drying should be possible over a longer period of time, but should be homogeneous, accompanied by film formation.
  • Another important criterion is that the pigment dispersions have a high degree of purity, since too high concentrations of inorganic and organic salts and ions interfere with the flocculation of the pigments and with the retention on the fibers.
  • the dispersants and additives of pigment preparations should be as biodegradable as possible and have low COD and BOD values so that the water in the circuit is not unnecessarily polluted during paper production.
  • Ecotoxicologically perfect pigment dispersions are largely based on water and contain little or no organic solvent.
  • aqueous pigment preparations which to a large extent meet the quality requirements mentioned above with regard to pulp coloring, storage and good environmental compatibility.
  • Subsequent aqueous pigment dispersions are shear-resistant, dry-resistant, storage-stable, do not or only slightly foam during application and have excellent rheology.
  • the invention relates to aqueous pigment preparations containing (A) at least one organic and / or inorganic pigment, (B) at least one polyethylene glycol alkyl ether functionalized with a terminal acid group,
  • Preferred pigment preparations consist essentially of
  • the minimum concentration is advantageously at least 0.01% by weight, preferably at least 0.1% by weight, based on the total weight of the pigment preparation.
  • Component (A) of the pigment preparation according to the invention is a finely divided organic or inorganic pigment or a mixture of various organic and / or inorganic pigments.
  • Press cake can be used.
  • the organic pigments are monoazo, disazo, lacquered azo, ß-naphthol, naphthol AS, benzimidazolone, disazo condensation, azo metal complex.
  • Pigments and polycyclic pigments such as e.g. Phthalocyanine, quinacridone,
  • Perylene perinone, thioindigo, anthanthrone, anthraquinone, flavanthrone, Indanthrone, isoviolanthrone, pyranthrone, dioxazine, quinophthalone, isoindolinone, isoindoline and diketopyrrolopyrrole pigments or carbon blacks.
  • the pigments used for the preparation of the preparations should be as fine as possible, 95% and particularly preferably 99% of the pigment particles preferably having a particle size ⁇ 500 nm.
  • the morphology of the pigment particles can differ greatly, and accordingly the viscosity behavior of the pigment preparations can also be very different depending on the particle shape.
  • the particles should preferably have a spherical to cubic shape (with flattened corners).
  • Carbon black pigments such as gas or furnace blacks, are an exemplary selection of particularly preferred organic pigments; Monoazo and disazo pigments, in particular the Color Index pigments Pigment Yellow 1, Pigment Yellow 3, Pigment Yellow 12, Pigment Yellow 13, Pigment Yellow 14, Pigment Yellow 16, Pigment Yellow 17, Pigment Yellow 73, Pigment Yellow 74, Pigment Yellow 81, Pigment Yellow 83, Pigment Yellow 87, Pigment Yellow 97, Pigment Yellow 111, Pigment Yellow 126, Pigment Yellow 127, Pigment Yellow 128, Pigment Yellow 155, Pigment Yellow 174, Pigment Yellow 176, Pigment Yellow 191, Pigment Yellow 213, Pigment Yellow 214, Pigment Red 38, Pigment Red 144, Pigment Red 214, Pigment Red 242, Pigment Red 262, Pigment Red 266, Pigment Red 269, Pigment Red 274, Pigment Orange 13, Pigment Orange 34 or Pigment Brown 41; ⁇ -Naphthol and Naphthol AS pigments, in particular the Color Index pigments Pigment Red 2, Pigment Red 3, Pigment Red
  • Suitable inorganic pigments are, for example, titanium dioxides, zinc sulfides, iron oxides, chromium oxides, ultramarine, nickel or chromium antimony titanium oxides, cobalt oxides, mixed oxides of cobalt and aluminum, bismuth vanadates and also blending pigments.
  • pigment dispersions which, as solids, contain, for example, finely divided ores, minerals, sparingly or insoluble salts, wax or plastic particles, dyes, crop protection agents and pesticides, UV absorbers, optical brighteners and polymerization stabilizers.
  • R 1 is a substituted or unsubstituted, branched or unbranched d- C 2 o -alkyl or C 3 -C 2 o-cycloalkyl radical or a substituted or unsubstituted, branched or unbranched C 2 -C 2 o-alkenyl or C 3 - C 2 o -cycloalkenyl radical, where the substituents 1, 2, 3 or 4 radicals from the group halogen, aryl, aryl (CrC 2 o) alkyl, C 5 -C 6 cycloalkyl, hetaryl, hetaryl (C ⁇ -C 2 o) are alkyl or -CC 2 o-alkoxy, n is a number from 1 to 100, preferably 2 to 35, X SO 3 ⁇ SO 2 " , CH 2 COO-, PO 3 2" or PO 3 M _ , and
  • MH a monovalent metal cation, a divalent metal cation, NH 4 + , a secondary, tertiary or quaternary ammonium ion, or a combination thereof.
  • Aryl here and also in the definitions below mean an aromatic radical which preferably contains 6 to 15 carbon atoms. Examples of these are phenyl, naphthyl, anthryl and phenanthryl. “Hetaryl” is understood here and also in the following Definitions an aromatic radical, which preferably contains 1 to 10 carbon atoms 1, 2, 3 or 4 heteroatoms from the group O, N, S or P.
  • Examples of these are pyrrolyl, furyl, thiophenyl, indolyl, isoindolyl, indolizinyl, benzofuryl, benzothiophenyl, pyrazolyl, imidazolyl, oxazolyl, isoxazolyl, thiazolyl, isothiazolyl, triazolyl, tetrazolyl, pyridyl, quinolinyl, isidinylzinylzolinyl, iso-vinylzolinylzolezolinyl, iso-vinylzolezolinyl.
  • R 1 is C 2 -C 8 -alkyl (branched or unbranched) or C 2 -C alsyl (branched or unbranched), which has 1, 2, 3 or 4 substituents from the group Halogen, such as F, Cl or Br, aryl, aryl (-CC 4 ) alkyl, hetaryl, hetaryl (CrC 4 ) alkyl or dC 4 -alkoxy may be substituted, X is preferably CH 2 COO " and M is preferably H.
  • Preferred components (C) are alkoxylated styrene-phenol condensates of the formula (II) or (III) or mixtures thereof:
  • R 2 is H, a branched or unbranched C ⁇ -C 2 o alkyl or C3-C 20 - cycloalkyl or a branched or unbranched C 2 -C 20 alkenyl or C 3 -C 2 o-cycloalkenyl radical, preferably H or a CrC 4 alkyl radical,
  • R 3 and R 4 independently of one another are H, a branched or unbranched C1-C20-alkyl or C 3 -C 2 o-cycloalkyl radical or a branched or unbranched C -C 2 o-alkenyl or C3-C 2 o-cycloalkenyl radical, preferably H or CH 3 , n is a number from 1 to 100, preferably from 10 to 60,
  • Component (D) corresponds to polyethylene glycol ethers with an average molecular weight between 200 and 1000 g / mol, preferably from 200 to 800 g / mol, particularly preferably from 200 to 600 g / mol.
  • Compound is an ⁇ -methyl- ⁇ -hydroxy-polyethylene glycol ether of the formula (VII):
  • the preferred ⁇ -methyl- ⁇ -hydroxy-polyethylene glycol ether in the sense of the present invention can also contain portions of unmethylated polyglycol ether. Products of this type are commercially available and are known, for example, from DE-A-101 33 641.
  • R 6 is independently H or a branched or unbranched C1-C4-alkyl radical or a branched or unbranched C 2 -C 4 alkenyl radical, preferably CH3,
  • R 7 is independently a branched or unbranched C 3 -C 2 o-alkyl- or C3-C 2 o-cycloalkyl or a branched or unbranched C3-C 2 o-alkenyl or C 3 -C 2 o-cycloalkenyl, preferably a C3-C 7 alkyl
  • R 8 independently of one another H, a branched or unbranched C1-C20-alkyl or C3-C 2 o-cycloalkyl radical or a branched or unbranched C 2 -C 2 o-alkenyl or C 3 -C 2 o-cycloalkenyl radical, preferably H and CH 3
  • n is a number from 1 to 100, preferably 4 to 40.
  • fats and oils of vegetable and animal origin of component (F) beef tallow, palm kernel fat, coconut oil, rapeseed oil, sunflower oil, linseed oil, palm oil, soybean oil, peanut oil and whale oil are particularly preferred.
  • Cotton seed oil, corn oil, poppy seed oil, olive oil, castor oil, rape oil, safflower oil, soybean oil, sunflower oil, herring oil and sardine oil are also used.
  • Compounds of the formula (VI) correspond to the saturated and unsaturated higher fatty acids and the salts of the saturated and unsaturated higher fatty acids of component (F):
  • R 9 is a branched or unbranched C 7 -C 2 g alkyl or a branched or unbranched C 7 -C 2 9 alkenyl radical, a branched or unbranched C 7 - C 2 g alkdienyl radical, a branched or unbranched C 7 -C 29 alkenyl radical and MH, a monovalent metal cation, NH 4 + , a secondary, tertiary or quaternary ammonium ion.
  • the following are particularly preferred: palmitic acid, cyprylic acid, capric acid,
  • Myristic acid lauric acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid, caproic acid, caprylic acid, arachic acid, behenic acid, palmitoleic acid, gadoleic acid, erucic acid and ricinoleic acid.
  • Component (G) is an aqueous, preferably 5 to 40% by weight, acrylic resin solution made from dissolved polyacrylates which have been brought into solution with the aid of bases by neutralizing the vinylic acid building blocks.
  • the polyacrylates used for this purpose are copolymers which consist essentially of 30 to 80 mol% of monoalkylene aromatics and 20 to 70 mol% of acrylic and / or methacrylic acids and / or esters of acrylic and / or methacrylic acid.
  • the polyacrylates used have number-average molar masses M n between 1000 and 100000 g / mol, preferably 2000 to 50,000 g / mol.
  • Such aqueous acrylate resin solution from dissolved polyacrylates are known, for example, from DE-A-101 35 140.
  • the monoalkylene aromatics used to prepare these polyacrylates can be styrene, ⁇ -methylstyrene, divinylbenzene and vinyltoluene or mixtures of these.
  • the monomers belonging to the acrylic and / or methacrylic acids and / or esters of acrylic and / or methacrylic acid can consist of at least one of the following monomers: acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, n-butyl acrylate, isopropyl acrylate , Isobutyl acrylate, n-amyl acrylate, n-hexyl acrylate, isoamyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, N, N-dimethylaminoethyl acrylate, N, N-diethylaminoethyl acrylate,
  • polymer condensation product of the sodium salt of 2-naphthalenesulfonic acid with formaldehyde is particularly preferred as component (H).
  • Such polymeric condensation products of aromatic sulfonic acids and formaldehyde or their salts are e.g. known from EP-B-1 165 696.
  • Component (I) is preferably a sulfosuccinic acid half ester of a castor oil ethoxylate and / or propoxylate, or its sodium salt. Compounds of this type are known from EP-A-0 582 928. Component (J) corresponds to hydrotropic substances.
  • Such compounds which may also serve as solvents, can, for example, formamide, urea, tetramethylurea, e-caprolactam, ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, butyl glycol, methyl cellosolve, glycerol, N-methyl pyrrolidone, 1,3-diethyl-2- imidazolidinone, thiodiglycol, sodium benzenesulfonate, sodium xylene sulfonate, sodium toluenesulfonate, sodium cumene sulfonate, sodium dodecyl sulfonate, sodium benzoate, sodium salicylate or sodium butyl monoglycol sulfate.
  • the usual additives are further cationic, anionic, amphoteric or non-ionic surfactants and substances that promote pigment wetting (wetting agents), as well as anti-settling agents, preservatives, light stabilizers, antioxidants, degasser / defoamers, foam-reducing agents, fillers, grinding aids, viscosity stabilizers and additives which favorably affect the rheology.
  • wetting agents pigment wetting
  • anti-settling agents preservatives
  • preservatives e.g. Polyvinyl alcohol and cellulose derivatives in question.
  • Water-soluble natural or artificial resins and polymers as film formers or binders to increase the adhesive and abrasion resistance are also suitable.
  • Organic or inorganic bases and acids are used as pH regulators.
  • Preferred organic bases are amines, e.g. Ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N, N-dimethylethanolamine, diisopropylamine, aminomethylpropanol or dimethylaminomethylpropanol.
  • Preferred inorganic bases are sodium, potassium, lithium hydroxide or ammonia.
  • Water, component (L), used to prepare the pigment preparations is preferably used in the form of distilled or deionized water.
  • Drinking water (tap water) and / or water of natural origin can also be used.
  • the pigment preparations according to the invention can be mixed with water in any ratio, and several different preparations can also be mixed with water. They stand out from conventional ones Pigment preparations for pulp coloring by excellent shear stability. Even with strong shear of the application medium in the paper machine, there is no or only a slight drop in color strength of at most 4%.
  • the pigment preparations according to the invention have a high resistance to drying out. They dry to a homogeneous, elastic film that does not peel off into the dispersion. So there is no streaking and specking during application.
  • the pigment preparations have a good shelf life and have a very low tendency to agglomerate and sediment. It should be particularly emphasized that the pigment preparations according to the invention in the
  • the pigment preparations have high color strength, defined color tones, high light and bleeding fastness and low viscosity with good rheological properties and almost Newtonian flow behavior.
  • the present invention also relates to a process for the preparation of the pigment preparations according to the invention, characterized in that component (A) in the form of powder, granules or aqueous presscake in the presence of water (L) and components (B), (C) , (D), (E) and (F) dispersed in a conventional manner, then optionally water (L), and optionally (G) and / or (H) and / or (I) and / or (J) and / or (K) is added and the aqueous pigment dispersion obtained is adjusted to the desired concentration with water.
  • component (A) in the form of powder, granules or aqueous presscake in the presence of water (L) and components (B), (C) , (D), (E) and (F) dispersed in a conventional manner, then optionally water (L), and optionally (G) and / or (H) and / or (I) and / or (J) and / or (K) is added and
  • the pigments are finely dispersed or ground to the desired particle size distribution and can be carried out at temperatures in the range from 0 to 100 ° C., expediently at a temperature between 10 and 70 ° C., preferably at 20 to 60 ° C. After the fine dispersion, the pigment preparation can be further diluted with water, preferably deionized or distilled water.
  • the pigment preparations according to the invention are suitable for pigmenting and dyeing macromolecular materials of all kinds, e.g. of natural and synthetic fiber materials, preferably cellulose fibers, in particular for pulp dyeing, especially for laminate dyeing.
  • the pigment preparation according to the invention is suitable for pigmenting or producing paint and dispersion paints, dispersion paints, printing inks, for example textile printing, flexographic, decorative or gravure inks, wallpaper paints, water-dilutable paints, wood preservation systems, viscose spin dyeing, paints, sausage casings, Seeds, fertilizers, glass bottles, as well as for mass coloring roof tiles, for coloring plasters, wood stains, colored pencil leads, fiber pens, waxes, paraffins, inks, pastes for pens, chalks, washing and
  • High molecular weight organic materials are, for example, cellulose ethers and esters, such as ethyl cellulose, nitrocellulose, cellulose acetate or cellulose butyrate, natural resins or synthetic resins, such as polymerization resins or condensation resins, e.g.
  • Aminoplasts in particular urea and melamine formaldehyde resins, alkyd resins, acrylic resins, phenoplasts, polycarbonates, polyolefins, such as polystyrene, polyvinyl chloride, polyethylene, polypropylene, polyacrylonitrile, polyacrylic acid esters, polyamides, polyurethanes or polyesters, rubber, casein, latices, silicone, silicone resins, individually or in Mixture.
  • the pigment preparations according to the invention are suitable for the production of printing inks for use in all conventional ink jet Printers, in particular for those based on the bubble jet or piezo process. These printing inks can be used to print paper, as well as natural or synthetic fiber materials, foils and plastics.
  • the pigment preparations according to the invention can be used for printing various types of coated or uncoated substrate materials, for example for printing cardboard, cardboard, wood and wood-based materials, metallic materials, semiconductor materials, ceramic materials, glasses, glass and ceramic fibers, inorganic materials, concrete, Leather, food, cosmetics, skin and hair.
  • the substrate material can be two-dimensionally flat or spatially extended, that is to say three-dimensionally designed, and can be printed or coated completely or only partially.
  • the pigment preparations of the invention are also suitable as colorants in electrophotographic toners and developers, such as One- or two-component powder toners (also called one- or two-component developers), magnetic toners, liquid toners, latex toners, polymerization toners and special toners.
  • One- or two-component powder toners also called one- or two-component developers
  • magnetic toners such as magnetic toners, liquid toners, latex toners, polymerization toners and special toners.
  • Typical toner binders here are polymerization, polyaddition and polycondensation resins, such as styrene, styrene-acrylate, styrene-butadiene, acrylate, polyester, phenol-epoxy resins, polysulfones, polyurethanes, individually or in combination, and polyethylene and polypropylene, which are other ingredients , such as charge control agents, waxes or flow aids, can contain or be modified afterwards with these additives.
  • polymerization, polyaddition and polycondensation resins such as styrene, styrene-acrylate, styrene-butadiene, acrylate, polyester, phenol-epoxy resins, polysulfones, polyurethanes, individually or in combination, and polyethylene and polypropylene, which are other ingredients , such as charge control agents, waxes or flow aids, can contain or be modified afterwards with these additives.
  • the pigment preparations according to the invention are also suitable as colorants in powders and powder coatings, in particular in triboelectrically or electrokinetically sprayable powder coatings which are used for the surface coating of objects made of, for example, metal, wood, plastic, glass, ceramic, concrete, textile material, paper or rubber.
  • Epoxy resins, carboxyl- and hydroxyl-containing polyester resins, polyurethane and acrylic resins are typically used as powder coating resins here together with conventional hardeners. Combinations of resins are also used. For example, epoxy resins are often used in combination with carboxyl and hydroxyl-containing polyester resins used.
  • Typical hardener components are, for example, acid anhydrides, imidazoles and dicyandiamide and their derivatives, blocked isocyanates, bisacylurethanes, phenolic and melamine resins, triglycidyl isocyanurates, oxazolines and dicarboxylic acids.
  • the pigment preparations according to the invention are used as colorants in inks, preferably ink-jet inks, such as e.g. on an aqueous or non-aqueous basis ("solvent based"), microemulsion inks, UV-curable inks and in inks which function according to the hot-melt process.
  • Ink-jet inks generally contain a total of 0.5 to 15% by weight, preferably 1.5 to 8% by weight (calculated on a dry basis) of the pigment preparation according to the invention.
  • Microemulsion inks are based on organic solvents, water and possibly an additional hydrotropic substance (interface mediator). Microemulsion inks contain 0.5 to 15% by weight, preferably 1.5 to
  • “Solvent-based” ink jet inks preferably contain 0.5 to 15% by weight of the pigment preparation according to the invention, 85 to 99.5% by weight of organic solvent and / or hydrotropic compounds.
  • UV-curable inks essentially contain 0.5 to 30% by weight of the pigment preparation according to the invention, 0.5 to 95% by weight of water, 0.5 to 95% by weight of an organic solvent or solvent mixture, 5 to 50% by weight of a radiation-curable binder and optionally 0 to 10% by weight of a photoinitiator.
  • Hot-melt inks are mostly based on waxes, fatty acids, fatty alcohols or sulfonamides, which are solid at room temperature and become liquid when heated, the preferred melting range being between approx. 60 ° C and approx. 140 ° C.
  • Hot melt ink jet inks essentially consist, for example, of 20 to 90% by weight of wax and 1 to 10% by weight of the pigment preparation according to the invention.
  • an additional polymer as a "dye dissolver"
  • dispersing aid 0 to 20% by weight of viscosity modifier
  • plasticizer 0 to 10% by weight .-% Tack additive
  • Tack additive 0 to 10 wt .-% transparency stabilizer (prevents, for example, crystallization of the waxes) and 0 to 2 wt .-% antioxidant.
  • the pigment preparations according to the invention are also suitable as colorants for color filters ("color filters”) for “Fiat Panel Displays”, both for additive and for subtractive color production, furthermore for "photo-resists”, and as colorants for electronic inks (" Electronic Inks “or” e-inks ”) or electronic paper (“ Electronic Paper “or” e-paper “).
  • color filters color filters
  • electronic inks Electronic Inks “or” e-inks
  • electronic paper Electronic Paper “or” e-paper ".
  • the determination of the color strength and the color tone was carried out in accordance with DIN 55986.
  • the foaming power was determined in accordance with DIN 53902.
  • the foam behavior was determined using an internal method to simulate high flow rates of the dispersions by continuously spraying the dispersions into a glass cylinder using a peristaltic pump at high flow rates
  • Foaming capacity was determined using a foam measuring device from Sita (Sita Foam Tester R-2000).
  • the shear stability of the pigment preparations was determined using an internal measurement method.
  • the anionically charged pigments were flocculated in a cellulose suspension with the aid of cationic epichlorohydrin resins
  • the dry-drying resistance was assessed by mounting the pigment preparation on a transparent polyester film with a 200 ⁇ m doctor blade and storing it in an air-conditioned room. After a few minutes, half an hour, one day, three and seven days, the drying was determined.
  • the viscosity was determined using a cone-plate viscometer (Roto Visco 1) from Haake at 20 ° C (titanium cone: 060 mm, 1 °), the dependence of the viscosity on the shear rate in a range between 0 and 200 s "1 was examined. The viscosities were measured at a shear rate of 60 s " 1 . For an assessment of the storage stability of the dispersions, the viscosity was measured directly after the preparation of the preparation, as well as after four weeks of storage at 50 ° C. and after storage in a climatic chamber at ⁇ 0 ° C.
  • the pigment either as powder, granules or as a press cake, was pasted together with the dispersing agents and the other additives in deionized water and then with a dissolver (for example from VMA-Getzmann GmbH, type AE3-M1) or another suitable apparatus homogenized and pre-dispersed.
  • a dissolver for example from VMA-Getzmann GmbH, type AE3-M1
  • the dispersion was then adjusted to the desired level using deionized water
  • ingredients in the specified amounts were used in such a way that 1O0 parts of the respective pigment preparation result.
  • parts mean parts by weight.
  • the pigment preparation has a high color strength with a very pure color. It proves to be easily flowable and stable in storage, i.e. the sample remains flowable for four weeks at 50 ° C despite the hot storage. According to DIN 53902, the preparation is to be assessed as foam-free. The foam determination using
  • Peristaltic pump and glass cylinder leads to very little foam formation after 3 minutes.
  • the foaming power of the preparation determined with the help of the Sita Foam Tester R-2000, is also very low.
  • the shear stability of the pigment preparations can be rated as very good. A sheared pulp which was produced from the preparation loses only 1% of the color strength in the case of 5% pulp coloring compared to an unsheared pulp.
  • the preparation has a high resistance to drying out. It dries homogeneously within 15 minutes to a film that is elastic and does not crumble away from the carrier. Even after seven days there is an elastic film that has not chipped off from the wearer. Comparative Example 1a (without component F)
  • the pigment preparation has a high color strength with a very pure color. It proves to be easily flowable and stable in storage, i.e. the sample remains flowable for four weeks at 50 ° C despite the hot storage. According to DIN 53902, the preparation is to be assessed as foam-free. The foam determination using
  • Peristaltic pump and glass cylinder leads to very little foam formation after 3 minutes.
  • the foaming power of the preparation is also very low.
  • the shear stability of the pigment preparations can be rated as very good.
  • a sheared pulp, which was produced from the preparation, loses only 3% of the color strength in the case of 5% pulp coloring compared to an unsheared pulp.
  • the preparation also has good resistance to drying. It dries homogeneously within 10 minutes to a film that is elastic and does not crumble away from the carrier. Even after seven days there is an elastic film that has not chipped off from the wearer.
  • the pigment preparation has a high color strength with a very pure color. It proves to be flowable and stable in storage, ie the sample remains flowable for four weeks at 50 ° C despite the hot storage. According to DI 53902, the preparation should be rated as low foaming. The foam determination using Peristaltic pump and glass cylinder lead to a low foam formation after 3 minutes. The foaming power of the preparation is also shown to be low. The shear stability of the pigment preparations can be rated as very good. A sheared pulp which was produced from the preparation loses only 1% of the color strength in the case of 5% pulp coloring compared to an unsheared pulp. Furthermore, the preparation has a high resistance to drying out. It dries homogeneously within 20 minutes to a film that is elastic and does not crumble away from the carrier. Even after seven days there is an elastic film that has not chipped off from the wearer.
  • the pigment preparation has a high color strength with a pure shade. It proves to be easily flowable and stable in storage, i.e. the sample remains flowable for four weeks at 50 ° C despite the hot storage. According to DIN 53902, the preparation is to be assessed as foam-free. The foam determination using
  • the peristaltic pump and glass cylinder do not cause foaming after 3 minutes.
  • the foaming power of the preparation is low.
  • the shear stability of the pigment preparations can be rated as good.
  • the preparation has a high resistance to drying out. It dries homogeneously within 20 minutes to a film that is elastic and does not crumble away from the carrier. Even after seven days there is an elastic film that has not flaked off the wearer. Comparative Example 4a (without component B)
  • Example 4 Compared to Example 4, the shear resistance is poor. A sheared pulp, which was produced from the preparation, loses 15% of the color strength in the case of 5% pulp coloring compared to an unsheared pulp.
  • the pigment preparation has a high color strength with a very pure color. It proves to be easily flowable and stable in storage, i.e. the sample remains flowable for four weeks at 50 ° C despite the hot storage. According to DIN 53902, the preparation has low foaming. Foam determination using a peristaltic pump and glass cylinder leads to a low level of foam formation after 3 minutes. The foaming power of the preparation is also shown to be relatively low. The shear stability of the pigment preparations can be rated as good. A sheared pulp made from the preparation loses only 2% of the color strength in the case of 5% pulp coloring compared to an unsheared pulp. Furthermore, the preparation has a high resistance to drying out. It dries homogeneously within 30 minutes to a film that is elastic and does not crumble away from the carrier. Even after seven days there is an elastic film that has not chipped off from the wearer.
  • the acrylate resin solution used in this example is known from DE-A-101 35 140.
  • the polyacrylate is a copolymer of 50-70% styrene, 20-40% acrylic or methacrylic acid and 5-15% esters of acrylic or methacrylic acid.
  • the acrylate solution consists of 25% by weight of the dissolved polymer, 3.9% by weight of NaOH and 71.1% by weight of water.
  • the pigment preparation is comparable to Example 1 in terms of color strength, storage stability, foaming power, shear stability and resistance to drying.
  • the pigment preparation is comparable to Example 1 in terms of color strength, storage stability, foaming power, shear stability and resistance to drying.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung sind wässrige Pigmentpräparationen, enthaltend (A) mindestens ein organisches und/oder anorganisches Pigment, (B) mindestens einen mit einer terminalen Säuregruppe funktionalisierten Polyethylenglykolalkylether, (C) mindestens ein alkoxyliertes Styrol-Phenol-Kondensat, (D) mindestens einen Polyethylenglykolether mit einer mittleren Molmasse zwischen 200 und 1000 g/mol, (E) mindestens ein Alkindiol, (F) Fette und Öle pflanzlicher und/oder tierischer Herkunft und/oder gesättigte und ungesättigte höhere Fettsäuren solcher Fette und Öle und/oder Salze solcher gesättigten und ungesättigten höheren Fettsäuren, (G) gegebenenfalls eine wässrige Acrylatharzlösung, (H) gegebenenfalls ein polymeres Kondensationsprodukt aus aromatischen Sulfonsäuren und Formaldehyd und/oder den Salzen aromatischer Sulfonsäuren und Formaldehyd, (I) gegebenenfalls einen Sulfobernsteinsäure-Halbester eines Rizinusölalkoxylats, (J) gegebenenfalls eine hydrotrope Substanz, (K) gegebenenfalls weitere für wässrige Pigmentpräparationen übliche Zusatzstoffe, und (L) Wasser.

Description

Beschreibung
Wasserbasierende Pigmentpraparationen
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind wasserbasierende Pigmentpraparationen, Verfahren zu ihrer Herstellung, ihre Verwendung zum Färben von makromolekularen Materialien aller Art, z.B. von natürlichen und synthetischen Fasermaterialien, bevorzugt Cellulosefasem, insbesondere zur Papiermassefärbung.
Es ist seit etwa 40 Jahren Stand der Technik, organische Buntpigmente zur Massefärbung von Papieren zu verwenden. Dazu werden die hydrophoben Pigmente mit Tensiden und verschiedenen Zusatzmitteln in Wasser dispergiert. Eine solche wässrige Dispersion kann in den Pulp (Wasser-, Zellstoff-, Titandioxidgemisch), aus dem das Papier gebildet wird, problemlos eingearbeitet werden. Anorganische und organische Pigmente haben jedoch keine Affinität zu Cellulosefasem im Gegensatz zu Direktfarbstoffen. Die dispergierten Pigmente würden ohne den Einsatz von weiteren chemischen Hilfsmitteln auf dem Papiermaschinensieb aus dem sich bildenden Faservlies ausgewaschen und sich im Kreislauf der Papiermaschine anreichern. Daher müssen die Pigmente geflockt werden. Zur Flockung und möglichst vollständigen Retention anionisch geladener Pigmente dienen in erster Linie kationische Epichlorhydrinharze, die sogenannten Retentionsmittel bzw. Nassfestmittel. Sie bilden zusammen mit den Pigmenten nach außen hin durch sogenanntes „Bridging" und „Patching" kationisch geladene Agglomerate, die Flocken. Die Retentionsmittel flocken nicht nur die dispergierten Buntpigmente, sondern auch Titandioxid und Feinfaseranteile. Die Flocken binden sich mittels ionischer Wechselwirkungen und Wasserstoffbrückenbindungen an die Cellulosefasem, wodurch sie retendiert werden.
Die zur Dispergierung der hydrophoben Pigmente verwendeten Dispergiermittel und Zusatzstoffe haben einen entscheidenden Einfluss auf den Flockungsprozess. Die Flocken sind je nach Art der verwendeten anionischen und neutral geladenen Tenside, der daraus resultierenden Pigmentladung, sowie des zur Flockung verwendeten kationischen Polymers mehr oder weniger scherempfindlich. In den letzten Jahren hat sich beim Herstellungsprozess von Papier die Arbeitsgeschwindigkeit der Papiermaschinen signifikant erhöht. Betrugen die durchschnittlichen Maschinengeschwindigkeiten früher 200 - 250 m/min, so laufen heutige Dekorpapiermaschinen mit 600 - 800 m/min. Entsprechend hoch sind dadurch aber auch die Scherbelastungen für die Pigmentflocken in den Pumpen und auf der Siebpartie der Maschinen geworden. Eine einmal zerstörte Flocke kann nach Neutralisation der kationischen Außenladung kaum noch im Faservlies retendiert werden. Die Folge ist eine zurückgehende Farbstärke und eine höhere Anfärbung des verwendeten Kreislaufwassers. Zeit- und ressourcenverbrauchende Farbkorrekturen werden notwendig. Die entstehenden instabilen Maschinenverhältnisse haben hohe Ausschussmengen und Zeitverlust zur Folge.
Die aus den hohen Arbeitsgeschwindigkeiten der Papiermaschinen resultierenden hohen Scherraten des Pulps verschärfen die Anforderungen an die Flockungs- bzw. Scherstabilität für eine optimale Retention des Pigmentes. Die aus dem Stand der Technik bekannten wässrigen Pigmentpraparationen für Papiermassefärbung erfüllen oftmals nicht die von der Papierindustrie gestellten Anforderungen. Häufig enthalten solche Pigmentpraparationen als Dispergiermittel anionische und/oder nichtionogene Tenside. In der Regel handelt es sich bei diesen Tensiden um Alkylarylverbindungen und um deren Oxalkylierungs- und Sulfonierungsprodukte. Das größte Problem dieser käuflichen Pigmentpraparationen liegt in der mangelnden Scherbeständigkeit. Viele bekannte Pigmentpraparationen verlieren in modernen Dekorpapiermaschinen unter starker Scherbeanspruchung 5 — 15 % an Farbstärke. Gleichzeitig tritt eine hohe Schaumentwicklung auf, die als zweitgrößtes Problem zu werten ist. Schaum behindert das Umpumpen und die Strömungsverhältnisse des Wasser-Zellstoff- Gemisches in erheblichem Ausmaß. Zudem erzeugen zerplatzende Schaumblasen auf dem Papier Krater und Ringe unterschiedlicher Farbstärke.
Zu den weiteren Problemen, die bei bekannten wässrigen Pigmentpraparationen zur Papiermassefärbung auftauchen, zählt eine zu geringe Lagerstabilität. Nach einiger Lagerzeit tritt häufig Sedimentation ein, oder eine hohe Viskositätszunahme führt zur Verfestigung. Einige Präparationen zeigen eine ausgeprägte Strukturviskosität und sind thixotrop, wodurch sie sich unter Scheroder Schubspannung wieder verflüssigen lassen; andere Präparationen hingegen bleiben selbst nach energischer Durchmischung fest. Bei vielen Pigmentdispersionen führt die unter der Lagerhaltung einsetzende Agglomeration mangels Stabilität der dispergierten Teilchen zu einer zahlenmäßigen Verringerung derselben und daraus resultierend zu einer geringeren Farbstärke bei der Papiermassefärbung. Häufig ist bei käuflichen Pigmentpraparationen auch eine schlechte Eintrockenbeständigkeit gegeben. Die Dispersionen trocknen bei angebrochenen Gebinden an Deckel und Wandungen sehr zügig zu festen Verkrustungen und Klumpen ein. Nachteilig ist, dass die Pigmentpraparationen dabei inhomogen und zu schnell eintrocken, obwohl sie Wasser-Retentionsmittel wie beispielsweise Glykole enthalten, die ein An- oder Eintrocknen der Präparation vor deren Gebrauch verhindern sollen. Durch Abblättern der Verkrustungen und Klumpen in die wässrige Dispersion kommt es bei der späteren Applikation zur Streifen- oder Stippenbildung auf dem Papier.
Für Papiermassefärbung vorgestellte Präparationen aus EP-B-0 065 751 enthalten Novolake, die aufgrund von potentiell enthaltenden Nebenkomponenten wie Nonylphenol heutzutage unerwünscht sind. Zudem sind diese Pigmentpraparationen ungenügend scherbeständig. Ferner sind zur Papiermasseeinfärbung Pigmentpraparationen in folgenden Patenten vorgestellt worden: WO-A-02095 130, EP-B-1 165 696, DE-A-197 31 572. Jedoch erfüllen die Pigmentpraparationen nicht alle oben angesprochenen Qualitätsmerkmale.
Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, wässrige Pigmentpraparationen bereitzustellen, die ein Anforderungspotential erfüllen, welches deutlich über dem Stand der Technik liegt: Die Pigmentpraparationen sollten über eine hohe Scher- bzw. Flockenstabilität verfügen, so dass sich aus den dispergierten Pigmenten in Kombination mit kationischen Polymeren kleine kompakte und damit scherstabile Flocken ausbilden. Weiterhin sollen die Pigmentpraparationen bei der Applikation unter hoher Fließgeschwindigkeit und Scherbeanspruchung keine oder nur eine sehr geringe Schaumentwicklung hervorrufen. Zusätzlich soll eine sehr gute Retention und Penetration bei der Applikation sichergestellt sein. Ferner soll die Konzentration der Pigmente in den Präparationen möglichst hoch sein und in der Regel bei mindestens 30% liegen. Die Pigmentpraparationen sollen über eine hohe Farbstärke, genau definierte Coloristik hinsichtlich Farbtöne und Farbreinheit, hohe Licht- und Ausblutechtheit und niedrige Viskosität verfügen. Eine gute Lagerstabilität von mindestens zwei Jahren wird angestrebt, d.h. die dispergierten Pigmente sollten in dieser Zeit nicht agglomerieren und sich absetzen. Außerdem sollen diese Pigmentpraparationen vor der Verwendung an- und eintrockenbeständig sein. Ein Eintrocknen soll zwar über einen längeren Zeitraum möglich sein, jedoch homogen verlaufen, begleitet von einer Filmbildung. Ein weiteres wichtiges Kriterium ist, dass die Pigmentdispersionen über eine hohe Reinheit verfügen, da zu hohe Konzentrationen an anorganischen und organischen Salzen sowie Ionen bei der Flockung der Pigmente und bei der Retention an die Faser störend wirken. Letztlich sollten die Dispergiermittel und Additive von Pigmentpraparationen möglichst gut biologisch abbaubar sein und kleine CSB- und BSB-Werte haben, damit bei der Papierherstellung das Kreislaufwasser nicht unnötig belastet wird. Ökotoxikologisch einwandfreie Pigmentdispersionen basieren weitgehend auf Wasser und enthalten keine oder nur geringe Anteile an organischen Lösungsmitteln.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass durch die Kombination von nachstehend gelisteten Pigmenten, Tensiden, Additiven und Zusatzstoffen wässrige Pigmentpraparationen hergestellt werden können, die die oben angesprochenen Qualitätsanforderungen hinsichtlich Papiermassefärbung, Lagerhaltung und guter Umweltverträglichkeit in hohem Maße erfüllen. Nachfolgende wässrige Pigmentdispersionen sind scherbeständig, eintrockenbeständig, lagerbeständig, schäumen bei der Applikation nicht oder nur wenig und verfügen über eine hervorragende Rheologie.
Gegenstand der Erfindung sind wässrige Pigmentpraparationen, enthaltend (A) mindestens ein organisches und/oder anorganisches Pigment, (B) mindestens einen mit einer terrninalen Säuregruppe funktionalisierten Polyethylenglykolalkylether,
(C) mindestens ein alkoxyliertes Styrol-Phenol-Kondensat,
(D) mindestens einen Polyethylenglykolether mit einer mittleren Molmasse zwischen 200 und 1000 g/mol,
(E) mindestens ein Alkindiol,
(F) Fette und Öle pflanzlicher und/oder tierischer Herkunft und/oder gesättigte und ungesättigte höhere Fettsäuren solcher Fette und Öle und/oder Salze solcher gesättigten und ungesättigten höheren Fettsäuren, (G) gegebenenfalls eine wässrige Acrylatharzlösung,
(H) gegebenenfalls ein polymeres Kondensationsprodukt aus aromatischen Sulfonsauren und Formaldehyd und/oder den Salzen aromatischer Sulfonsauren und Formaldehyd, (I) gegebenenfalls einen Sulfobernsteinsäure-Halbester eines Rizinusölalkoxylats,
(J) gegebenenfalls eine hydrotrope Substanz,
(K) gegebenenfalls weitere für wässrige Pigmentpraparationen übliche Zusatzstoffe, und (L) Wasser.
Bevorzugte Pigmentpraparationen bestehen im wesentlichen aus
(A) 5 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 70 Gew.-%, insbesondere 30 bis 50 Gew.-%, mindestens eines organischen und/oder anorganischen Pigments,
(B) 0,1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 15 Gew.-%, mindestens eines mit einer terrninalen Säuregruppe funktionalisierten Polyethylenglykolalkylethers,
(C) 0,1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 15 Gew.-%, mindestens eines alkoxylierten Styrol-Phenol-Kondensats,
(D) 0,5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 20 Gew.-%, mindestens eines Polyethylenglykolethers mit einer mittleren Molmasse zwischen 200 und 1000 g/mol,
(E) 0,1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 2 Gew.-%, mindestens eines Alkindiols, (F) 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-%, an Fetten und Ölen pflanzlicher und/oder tierischer Herkunft und/oder gesättigten und ungesättigten höheren Fettsäuren solcher Fette und Öle und/oder Salzen dieser gesättigten und ungesättigten höheren Fettsäuren, (G) 0 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 25 Gew.-%, einer wässrigen Acrylatharzlösung,
(H) 0 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 5 Gew.-%, eines polymeren Kondensationsproduktes aus aromatischen Sulfonsauren und Formaldehyd und/oder den Salzen aromatischer Sulfonsauren und Formaldehyd, (I) 0 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 8 Gew.-%, mindestens eines Sulfobemsteinsäure-Halbesters eines Rizinusölethoxylats,
(J) 0 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 20 Gew.-%, mindestens einer hydrotropen Substanz,
(K) 0 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 5 Gew.-%, weiterer für wässrige Pigmentpraparationen üblicher Zusatzstoffe und
(L) 5 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 70 Gew.-%, an Wasser, wobei die Gewichtsprozente jeweils auf das Gesamtgewicht der
Pigmentpräparation bezogen sind.
Im Falle dass eine oder mehrere der Komponenten G, H, I, J und K vorhanden sind, beträgt deren Minimalkonzentration unabhängig voneinander zweckmäßigerweise mindestens O,01 Gew.-%, bevorzugt mindestens 0,1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Pigmentpräparation.
Die Komponente (A) der erfindungsgemäßen Pigmentpräparation ist ein feinteiliges organisches oder anorganisches Pigment oder ein Gemisch verschiedener organischer und/oder anorganischer Pigmente. Dabei können die
Pigmente sowohl in Form trockenen Pulvers als auch als wasserfeuchter
Presskuchen eingesetzt werden.
Als organische Pigmente kommen Monoazo-, Disazo-, verlackte Azo-, ß-Naphthol- , Naphthol AS-, Benzimidazolon-, Disazokondensations-, Azo-Metallkomplex-
Pigmente und polycyclische Pigmente wie z.B. Phthalocyanin-, Chinacridon-,
Perylen-, Perinon-, Thioindigo-, Anthanthron-, Anthrachinon-, Flavanthron-, Indanthron-, Isoviolanthron-, Pyranthron-, Dioxazin-, Chinophthalon-, Isoindolinon-, Isoindolin- und Diketopyrrolopyrrol-Pigmente oder Ruße in Betracht.
Von den genannten organischen Pigmenten sind diejenigen besonders geeignet, deren anhand eines Blaumaßstabs ermittelte Lichtechtheit mit einer Note größer 5, insbesondere größer 6, beurteilt wird. Zudem sollten die für die Herstellung der Präparationen verwendeten Pigmente möglichst feinteilig sein, wobei bevorzugt 95 % und besonders bevorzugt 99% der Pigmentpartikel eine Teilchengröße ≤ 500 nm besitzen. In Abhängigkeit vom verwendeten Pigment kann sich die Morphologie der Pigmentteilchen sehr stark unterscheiden, und dementsprechend kann auch das Viskositätsverhalten der Pigmentpraparationen in Abhängigkeit von der Teilchenform sehr unterschiedlich sein. Um ein ideales, newton'sches Viskositätsverhalten der Präparationen zu erhalten, sollten die Teilchen bevorzugt eine kugelförmige bis würfelförmige (mit abgeflachten Ecken) Gestalt besitzen.
Als beispielhafte Auswahl besonders bevorzugter organischer Pigmente sind dabei Rußpigmente, wie z.B. Gas- oder Furnaceruße; Monoazo- und Disazopigmente, insbesondere die Colour Index Pigmente Pigment Yellow 1 , Pigment Yellow 3, Pigment Yellow 12, Pigment Yellow 13, Pigment Yellow 14, Pigment Yellow 16, Pigment Yellow 17, Pigment Yellow 73, Pigment Yellow 74, Pigment Yellow 81 , Pigment Yellow 83, Pigment Yellow 87, Pigment Yellow 97, Pigment Yellow 111, Pigment Yellow 126, Pigment Yellow 127, Pigment Yellow 128, Pigment Yellow 155, Pigment Yellow 174, Pigment Yellow 176, Pigment Yellow 191, Pigment Yellow 213, Pigment Yellow 214, Pigment Red 38, Pigment Red 144, Pigment Red 214, Pigment Red 242, Pigment Red 262, Pigment Red 266, Pigment Red 269, Pigment Red 274, Pigment Orange 13, Pigment Orange 34 oder Pigment Brown 41 ; ß-Naphthol- und Naphthol AS-Pigmente, insbesondere die Colour Index Pigmente Pigment Red 2, Pigment Red 3, Pigment Red 4, Pigment Red 5, Pigment Red 9, Pigment Red 12, Pigment Red 14, Pigment Red 53:1, Pigment Red 112, Pigment Red 146, Pigment Red 147, Pigment Red 170, Pigment Red 184, Pigment Red 187, Pigment Red 188, Pigment Red 210, Pigment Red 247, Pigment Red 253, Pigment Red 256, Pigment Orange 5, Pigment Orange 38 oder Pigment Brown 1 ; verlackte Azo- und Metallkomplexpigmente, insbesondere die Colour Index Pigmente Pigment Red 48:2, Pigment Red 48:3, Pigment Red 48:4, Pigment Red 57:1 , Pigment Red 257, Pigment Orange 68 oder Pigment Orange 70; Benzimidazolinpigmente, insbesondere die Colour Index Pigmente Pigment Yellow 120, Pigment Yellow 151, Pigment Yellow 154, Pigment Yellow 1 5, Pigment Yellow 180, Pigment Yellow 181, Pigment Yellow 194, Pigment Red 175, Pigment Red 176, Pigment Red 185, Pigment Red 208, Pigment Violet 32, Pigment Orange 36, Pigment Orange 62, Pigment Orange 72 oder Pigment Brown 25; Isoindolinon- und Isoindolinpigmente, insbesondere die Colour Index Pigmente Pigment Yellow 139 oder Pigment Yellow 173; Phthalocyaninpigmente, insbesondere die Colour Index Pigmente Pigment Blue 15, Pigment Blue 15: 1 , Pigment Blue 15:2, Pigment Blue 15:3, Pigment Blue 15:4, Pigment Blue 15:6, Pigment Blue 16, Pigment Green 7 oder Pigment Green 36; Anthanthron-, Anthrachinon-, Chinacridon-, Dioxazin-, Indanthron-, Perylen-, Perinon- und Thioindigopigmente, insbesondere die Colour Index Pigmente Pigment Yellow 196, Pigment Red 122, Pigment Red 149, Pigment Red 168, Pigment Red 177, Pigment Red 179, Pigment Red 181, Pigment Red 207, Pigment Red 209, Pigment Red 263, Pigment Blue 60, Pigment Violet 19, Pigment Violet 23 oder Pigment Orange 43; Triarylcarboniumpigmente, insbesondere die Colour Index Pigmente Pigment Red 169, Pigment Blue 56 oder Pigment Blue 61; Diketopyrrolopyrrolpigmente, insbesondere die Colour Index Pigmente Pigment Red 254 zu nennen.
Geeignete anorganische Pigmente sind beispielsweise Titandioxide, Zinksulfide, Eisenoxide, Chromoxide, Ultramarin, Nickel- oder Chromantimontitanoxide, Cobaltoxide, Mischoxide des Cobalts und Aluminiums, Bismutvanadate sowie Verschnittpigmente.
Anstelle von Pigmentdispersionen lassen sich auch Dispersionen herstellen, die als Feststoffe beispielsweise feinteilige Erze, Mineralien, schwer- oder unlösliche Salze, Wachs- oder Kunststoffteilchen, Farbstoffe, Pflanzenschutz- und Schädlingsbekämpfungsmittel, UV-Absorber, optische Aufheller und Polymerisationsstabilisatoren enthalten.
Als Komponente (B) kommen bevorzugt Verbindungen der Formel (I) infrage: R1-O- -c-c-o- -XM H2 H2 (I)
worin R1 ein substituierter oder unsubstituierter, verzweigter oder unverzweigter d- C2o-Alkyl- oder C3-C2o-Cycloalkylrest oder ein substituierter oder unsubstituierter, verzweigter oder unverzweigter C2-C2o-Alkenyl- oder C3- C2o-Cycloalkenylrest, wobei die Substituenten 1 , 2, 3 oder 4 Reste aus der Gruppe Halogen, Aryl, Aryl(CrC2o)alkyl, C5-C6-Cycloalkyl, Hetaryl, Hetaryl(Cι-C2o)alkyl oder Cι-C2o-Alkoxy sind, n eine Zahl von 1 bis 100, bevorzugt 2 bis 35, X SO3\ SO2 ", CH2COO-, PO3 2" oder PO3M_ , und
M H, ein einwertiges Metallkation, ein zweiwertiges Metallkation, NH4 +, ein sekundäres, tertiäres oder quartäres Ammoniumion, oder eine Kombination davon, bedeuten.
Unter „Aryl" versteht man hierbei sowie auch bei den nachstehenden Definitionen einen aromatischen Rest, der bevorzugt 6 bis 15 C-Atome enthält. Beispiele hierfür sind Phenyl, Naphthyl, Anthryl und Phenanthryl. Unter „Hetaryl" versteht man dabei sowie auch in den nachstehenden Definitionen einen aromatischen Rest, der bevorzugt neben 1 bis 10 C-Atomen 1 , 2, 3 oder 4 Heteroatome aus der Gruppe O, N, S oder P enthält. Beispiele hierfür sind Pyrrolyl, Furyl, Thiophenyl, Indolyl, Isoindolyl, Indolizinyl, Benzofuryl, Benzothiophenyl, Pyrazolyl, Imidazolyl, Oxazolyl, Isoxazolyl, Thiazolyl, Isothiazolyl, Triazolyl, Tetrazolyl, Pyridyl, Chinolinyl, Isochinolinyl, Pyridazinyl, Pyrimidinyl, Pyrazinyl und Triazinyl.
In besonders bevorzugten Verbindungen der Formel (I) bedeutet R1 Cι2-Ci8-Alkyl (verzweigt oder unverzweigt) oder Cι2-Cιs-Alkenyl (verzweigt oder unverzweigt), die durch 1 , 2, 3 oder 4 Substituenten aus der Gruppe Halogen, wie z.B. F, Cl oder Br, Aryl, Aryl(Cι-C4)alkyl, Hetaryl, Hetaryl(CrC4)alkyl oder d-C4-Alkoxy substituiert sein können, X ist vorzugsweise CH2COO" und M ist vorzugsweise H+, Li\ Na+, K+, NH4 +, HO-CH2-CH2-NH3 +, (HO-CH2-CH2-)2NH2 + oder (HO-CH2-CH2-)3NH+. Beispiele für Verbindungen der Formel (I) sind:
C12H35-O-(CH2CH2O)4-CH2COONa, C12H35-O-(CH2CH2O)6-CH2COONa, C14H29-O-(CH2CH2O)12-CH2COONa,
C16H33-O-(CH2CH2O)10-CH2COONa, C18H37-O-(CH2CH2O)12-CH2COONa, C18H35-O-(CH2CH2O)10-CH2COONa,
C18H35-O-(CH2CH2O)12-CH2COONa,
Figure imgf000011_0001
C 11 H23-O-(CH2CH2O)7-SO3Na.
Derartige Verbindungen sind aus CH-A-324 665 und CH-A-283 986 bekannt.
Als Komponente (C) kommen bevorzugt alkoxylierte Styrol-Phenol-Kondensate der Formel (II) oder (III) oder deren Gemische in Betracht:
Figure imgf000012_0001
worin
R2 H, ein verzweigter oder unverzweigter Cι-C2o-Alkyl- oder C3-C20- Cycloalkylrest oder ein verzweigter oder unverzweigter C2-C20-Alkenyl- oder C3-C2o-Cycloalkenylrest, bevorzugt H oder ein CrC4-Alkylrest,
R3 und R4 unabhängig voneinander H, ein verzweigter oder unverzweigter C1-C20- Alkyl- oder C3-C2o-Cycloalkylrest oder ein verzweigter oder unverzweigter C -C2o-Alkenyl- oder C3-C2o-Cycloalkenylrest, bevorzugt H oder CH3, n eine Zahl von 1 bis 100, vorzugsweise von 10 bis 60,
X CO-R5-COO", SO3 ", SO2 ", PO3 2" oder PCW,
R5 ein substituierter oder unsubstituierter, verzweigter oder unverzweigter Cι-C2o-Alkylenrest, ein substituierter, unsubstituierter oder verzweigter oder unverzweigter Cι-C2o-Alkenylenrest, oder ein substituierter oder unsubstituierter Arylenrest, wobei die Substituenten bevorzugt 1 , 2, 3 oder 4 Reste aus der Gruppe Halogen, Hydroxy, CrC4-Alkoxy, Nitro, Cyano, Carboxy, Amino oder Sulfo sind, bevorzugt CH=CH, CH(SO3M)-CH2 oder CH2-CH(SO3M), und M H, ein einwertiges Metallkation, ein zweiwertiges Metallkation, NH4 +, ein sekundäres, tertiäres oder quartäres Ammoniumion bedeuten, vorzugsweise H+, Li+, Na+, K+, NH4 +, HO-CH2-CH2-NH3 +, (HO-CH2-CH2-)2NH2 + oder (HO-CH2-CH2-)3NH+.
Derartige Verbindungen sind beispielsweise aus DE-A-197 12 486 bekannt. Der Komponente (D) entsprechen Polyethylenglykolether mit einer mittleren Molmasse zwischen 200 und 1000 g/mol, vorzugsweise von 200 bis 800 g/mol, besonders bevorzugt von 200 bis 600 g/mol. Eine besonders bevorzugte
Verbindung ist ein α-Methyl-ω-hydroxy-polyethylenglykolether der Formel (VII):
H3C-O-[-CH2CH2-O-]n-H (VII)
mit n = 9 bis 22 (Durchschnitt).
Der bevorzugte α-Methyl-ω-hydroxy-polyethylenglykolether im Sinne der vorliegenden Erfindung kann noch Anteile von nichtmethyliertem Polyglykolether enthalten. Derartige Produkte sind kommerziell erhältlich und sind beispielsweise aus DE-A-101 33 641 bekannt.
Als Komponente (E) eignen sich Verbindungen der Formel (IV) oder (V) oder deren Gemische:
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000014_0001
worin R6 unabhängig voneinander H oder ein verzweigter oder unverzweigter C1-C4- Alkyrest oder ein verzweigter oder unverzweigter C2-C4-Alkenylrest, bevorzugt CH3, R7 unabhängig voneinander ein verzweigter oder u nverzweigter C3-C2o-Alkyl- oder C3-C2o-Cycloalkylrest oder ein verzweigter oder unverzweigter C3-C2o- Alkenyl- oder C3-C2o-Cycloalkenylrest, bevorzugt ein C3-C7-Alkylrest, R8 unabhängig voneinander H, ein verzweigter oder unverzweigter C1-C20- Alkyl- oder C3-C2o-Cycloalkylrest oder ein verzweigter oder unverzweigter C2-C2o-Alkenyl- oder C3-C2o-Cycloalkenylrest, bevorzugt H und CH3, n eine Zahl von 1 bis 100, bevorzugt 4 bis 40, ist.
Verbindungen dieser Art sind kommerziell als Entschäu mer-Formulierungen erhältlich.
Unter den Fetten und Ölen pflanzlicher und tierischer Herkunft der Komponente (F) ist besonders Rindertalg, Palmkernfett, Kokosfett, Rapsöl, Sonnenblumenöl, Leinöl, Palmöl, Sojaöl, Erdnussöl und Walöl bevorzugt. Weiterhin wird auch Baumwollsaatöl, Maisöl, Mohnöl, Olivenöl, Rizinusöl, Rüböl, Safloröl, Sojabohnenöl, Sonnenblumenöl, Heringöl, Sardinenöl verwendet. Den gesättigten und ungesättigten höheren Fettsäuren und den Salzen der gesättigten und ungesättigten höheren Fettsäuren der Komponente (F) entsprechen Verbindungen der Formel (VI):
R9— COO— M (VI) worin
R9 ein verzweigter oder unverzweigter C7-C2g-Alkyl- oder ein verzweigter oder unverzweigter C7-C29-Alkenyl-Rest, ein verzweigter oder unverzweigter C7- C2g-Alkdienyl-Rest, ein verzweigter oder unverzweigter C7-C29-Alktrienyl- Rest und M H, ein einwertiges Metallkation, NH4 +, ein sekundäres, tertiäres oder quartäres Ammoniumion bedeuten. Besonders bevorzugt sind: Palmitinsäure, Cyprylsäure, Caprinsäure,
Myristinsäure, Laurinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure, Linolensäure, Capronsäure, Caprylsäure, Arachinsäure, Behensäure, Palmitoleinsäure, Gadoleinsäure, Erucasäure und Ricinolsäure.
Die Komponente (G) ist eine wässrige, vorzugsweise 5 bis 40 gew.-%ige, Acrylatharzlösung aus gelösten Polyacrylaten, die mit Hilfe von Basen durch Neutralisation der vinylischen Säurebausteine in Lösung gebracht wurden. Die hierzu verwendeten Polyacrylate stellen Copolymere dar, die im wesentlichen aus 30 bis 80 Mol-% Monoalkylenaromaten und 20 bis 70 Mol-% Acryl- und/oder Methacrylsäuren und/oder Estern der Acryl- und/oder Methacrylsäure bestehen. Die verwendeten Polyacrylate weisen zahlenmittlere Molmassen Mn zwischen 1000 und 100000 g/mol, vorzugsweise 2000 bis 50000 g/mol, auf. Derartige wässrige Acrylatharzlösung aus gelösten Polyacrylaten sind beispielsweise aus DE-A-101 35 140 bekannt.
Die zur Herstellung dieser Polyacrylate verwendeten Monoalkylenaromaten können Styrol, α-Methylstyrol, Divinylbenzol und Vinyltoluol oder Gemische aus diesen sein. Die zu den Acryl- und/oder Methacrylsäuren und/oder Estern der Acryl- und/oder Methacrylsäure zählenden Monomere können aus mindestens einem der folgenden Monomere bestehen: Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Methylacrylat, Ethylacrylat, n-Propylacrylat, n-Butylacrylat, Isopropylacrylat, Isobutylacrylat, n-Amylacrylat, n-Hexylacrylat, Isoamylacrylat, 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxypropylacrylat, N,N-Dimethylaminoethylacrylat, N,N-Diethylamino-ethylacrylat, N,N-Dimethylaminopropylacrylat, N,N-Diethylaminopropylacrylat, t-Butylaminoethylacrylat, 2-Sulfoethylacrylat, Trifluorethylacrylat, Glycidylacrylat, Benzylacrylat, Allylacrylat, 2-n-Butoxyethylacrylat, 2-Chlorethylacrylat, sec.-Butylacrylat, tert.-Butylacrylat, 2-Ethylbutylacrylat, Cinnamylacrylat, Crotylacrylat, Cyclohexylacrylat, Cyclopentylacrylat, 2-Ethoxyethylacrylat, Furfurylacrylat, Hexafluorisopropylacrylat, Methallylacrylat, 3-Methoxybutylacrylat, 2-Methoxybutyl-acrylat, 2-Nitro-2-methylpropylacrylat, n-Hexylacrylat, n-Octylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, 2-Phenoxyethylacrylat, 2-Phenylethylacrylat, Phenylethylacrylat, Propargyiacrylat, Tetrahydrofurfurylacrylat, Tetrahydropyranylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, n-Propylmethacrylat, n-Butylmethacrylat, Isopropylmethacrylat, Isobutylmethacrylat, n-Amylmethacrylat, n-Hexylmethacrylat, Isoamylmethacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, 2-Hydroxypropylmethacrylat,
N,N-Dimethylaminoethylmethacrylat, N,N-Diethylaminoethylmethacrylat, N,N-Dimethylaminopropylmethacrylat, N,N-Diethylaminopropylmethacrylat, t-Butylaminoethylmethacrylat, 2-Sulfoethylmethacrylat, Trifluorethylmethacrylat, Glycidylmethacrylat, Benzylmethacrylat, Allylmethacrylat, 2-n-Butoxyethyl- methacrylat, 2-Chlorethylmethacrylat, sec.-Butylmethacrylat, tert.- Butylmethacrylat, 2-Ethylbutylmethacrylat, Cinnamylmethacrylat, Crotylmethacrylat, Cyclohexylmethacrylat, Cyclopentylmethacrylat, 2-Ethoxyethyl methacrylat, Furfurylmethacrylat, Hexafluorisopropylmethacrylat, Methallylmethacrylat, 3-Methoxybutylmethacrylat, 2-Methoxybutylmethacrylat, 2-Nitro-2-methylpropylmethacrylat, n-Hexylmethacrylat, n-Octylmethacrylat,
2-Ethylhexyl-methacrylat, 2-Phenoxyethylmethacrylat, 2-Phenylethylmethacrylat, Phenylethylmethacrylat, Propargylmethacrylat, Tetrahydrofurfurylmethacrylat, Tetrahydropyranylmethacrylat.
Als Komponente (H) besonders bevorzugt ist das polymere Kondensationsprodukt des Natriumsalzes von 2-Naphthalensulfonsäure mit Formaldehyd. Derartige polymere Kondensationsprodukte aus aromatischen Sulfonsauren und Formaldehyd bzw. deren Salzen sind z.B. aus EP-B-1 165 696 bekannt.
Die Komponente (I) ist vorzugsweise ein Sulfobemsteinsäure-Halbester eines Rizinusölethoxylats und/oder -propoxylats, bzw. dessen Natriumsalz. Verbindungen dieser Art sind aus EP-A-0 582 928 bekannt. Der Komponente (J) entsprechen hydrotrope Substanzen. Solche Verbindungen, die gegebenenfalls auch als Lösungsmittel dienen, können beispielsweise Formamid, Harnstoff, Tetramethylharnstoff, e-Caprolactam, Ethylenglykol, Propylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Polyethylenglykol, Butylglykol, Methylcellosolve, Glycerin, N-Methylpyrrolidon, 1 ,3-Diethyl-2-imidazolidinon, Thiodiglykol, Natrium-Benzolsulfonat, Natrium-Xylolsulfonat, Natrium- Toluolsulfonat, Natrium-Cumolsulfonat, Natrium-Dodecylsulfonat, Natrium- Benzoat, Natrium-Salicylat oder Natrium-Butylmonoglykolsulfat sein.
Als übliche Zusatzstoffe (Komponente K) kommen weitere kationische, anionische, amphotere oder nicht ionogene Tenside und die Pigmentbenetzung fördernde Substanzen (Netzmittel), sowie Antiabsetzmittel, Konservierungsstoffe, Lichtschutzmittel, Antioxidantien, Entgaser/Entschäumer, schaumreduzierende Mittel, Füllstoffe, Mahlhilfsmittel, Viskositätsstabilisatoren und Additive, welche die Rheologie günstig beeinflussen, in Betracht. Als Mittel zur Regulierung der Viskosität kommen z.B. Polyvinylalkohol und Cellulosederivate infrage. Wasserlösliche natürliche oder künstliche Harze sowie Polymere als Filmbildner bzw. Bindemittel zur Erhöhung von Haft- und Abriebfestigkeit kommen ebenso in Betracht. Als pH-Regulatoren kommen organische oder anorganische Basen und Säuren zum Einsatz. Bevorzugte organische Basen sind Amine, wie z.B. Ethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, N,N-Dimethylethanolamin, Diisopropylamin, Aminomethylpropanol oder Dimethylaminomethylpropanol. Bevorzugte anorganische Basen sind Natrium-, Kalium-, Lithiumhydroxid oder Ammoniak.
Zur Herstellung der Pigmentpraparationen benutztes Wasser, Komponente (L), wird vorzugsweise in Form von destilliertem oder entsalztem Wasser eingesetzt. Auch Trinkwasser (Leitungswasser) und/oder Wasser natürlichen Ursprungs kann eingesetzt werden.
Die erfindungsmäßigen Pigmentpraparationen sind in jedem Verhältnis mit Wasser mischbar, wobei sich auch mehrere unterschiedliche Präparationen mit Wasser mischen lassen. Sie zeichnen sich gegenüber herkömmlichen Pigmentpraparationen zur Papiermassefärbung durch eine hervorragende Scherstabilität aus. Selbst bei starker Scherung des Anwendungsmediums in der Papiermaschine kommt es zu keinem oder nur einem geringen Farbstärkeabfall von maximal 4%. Zusätzlich verfügen die erfindungsmäßigen Pigmentpraparationen über eine hohe Eintrockenbeständigkeit. Sie trocknen zu einem homogenen elastischen Film, der nicht in die Dispersion abblättert. Somit kommt es auch nicht zu einer Streifen- und Stippenbildung bei der Applikation. Die Pigmentpraparationen besitzen eine gute Lagerbeständigkeit und weisen eine sehr geringe Agglomerations- und Sedimentationsneigung auf. Besonders zu betonen ist, dass die erfindungsgemäßen Pigmentpraparationen bei der
Applikation in der Papiermaschine keinen oder nur sehr wenig Schaum erzeugen. Ferner ist bei diesen Pigmentdispersionen während der Applikation eine sehr gute Retention und Penetration sichergestellt. Die Pigmentpraparationen verfügen über hohe Farbstärke, definierte Farbtöne, hohe Licht- und Ausblutechtheit und niedrige Viskosität mit guten rheologische Eigenschaften und annähernd newton'schem Fließverhalten.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Pigmentpraparationen, dadurch gekennzeichnet, dass man die Komponente (A) in Form von Pulver, Granulat oder wässrigem Presskuchen in Gegenwart von Wasser (L) sowie der Komponenten (B), (C), (D), (E) und (F) in an sich üblicher Weise dispergiert, anschließend gegebenenfalls Wasser (L), sowie gegebenenfalls (G) und/oder (H) und/oder (I) und/oder (J) und/oder (K) zumischt und die erhaltende wässrige Pigmentdispersion mit Wasser auf die gewünschte Konzentration einstellt. Vorzugsweise werden die Komponenten (B), (C), (D), (E), (F), (L) und gegebenenfalls (G) und/oder (H) und/oder (I) und/oder (J) und/oder (K) zunächst vermischt und homogenisiert, dann die Komponente (A) in die vorgelegte Mischung eingerührt, wobei das Pigment angeteigt und vordispergiert wird. Je nach Kornhärte der eingesetzten Pigmente wird anschließend gegebenenfalls unter Kühlung mit Hilfe eines Mahl- oder Dispergieraggregats feindispergiert oder feinverteilt. Dazu können Rührwerke, Dissolver (Sägezahnrührer), Rotor-Stator-Mühlen, Kugelmühlen, Rührwerkskugelmühlen wie Sand- und Perlmühlen, Schnellmischer, Knetapparaturen, Walzenstühle oder Hochleistungsperlmühlen verwendet werden. Die Feindispergierung bzw. Mahlung der Pigmente erfolgt bis zur gewünschten Teilchengrößenverteilung und kann bei Temperaturen im Bereich von 0 bis 100°C erfolgen, zweckmäßig bei einer Temperatur zwischen 10 und 70°C, vorzugsweise bei 20 bis 6O°C. Im Anschluss an die Feindispergierung kann die Pigmentpräparation mit Wasser, vorzugsweise entionisiertem oder destilliertem Wasser, weiter verdünnt werden.
Die erfindungsgemäßen Pigmentpraparationen eignen sich zum Pigmentieren und Färben von makromolekularen Materialien aller Art, z.B. von natürlichen und synthetischen Fasermaterialien, bevorzugt Cellulosefasem, insbesondere zur Papiermassefärbung, besonders für die Laminateinfärbung.
Ferner eignen sich die erfindungsgemäßen Pigmentpräparation zur Pigmentierung bzw. Herstellung von Anstrich- und Dispersionsfarben, Dispers ϊonslacken, Druckfarben, hierbei beispielsweise Textildruck-, Flexodruck-, Dekordruck- oder Tiefdruckfarben, Tapetenfarben, wasserverdünnbaren Lacken, Holzschutzsystemen, Viskose-Spinnfärbungen, Lacken, Wurstdärmen, Saatgut, Düngemittel, Glasflaschen, sowie zur Massefärbung von Dachziegeln, zur Einfärbung für Putze, Holzbeizen, Buntstiftminen, Faserschreiber, Wachse, Paraffine, Tuschen, Pasten für Kugelschreiber, Kreiden, Wasch- und
Reinigungsmittel, Schuhpflegemittel, Latex-Produkten, Schleifmitteln sowie zum Einfärben von Kunststoffen bzw. hochmolekularen Materialien. Hochmolekulare organische Materialien sind beispielsweise Celluloseether und -ester, wie Ethylcellulose, Nitrocellulose, Celluloseacetat oder Cellulosebutyrat, natürliche Harze oder Kunstharze, wie Polymerisationsharze oder Kondensationsharze, z.B. Aminoplaste, insbesondere Harnstoff- und Melaminformaldehydharze, Alkydharze, Acrylharze, Phenoplaste, Polycarbonate, Polyolefine, wie Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylnitril, Polyacrylsäureester, Polyamide, Polyurethane oder Polyester, Gummi, Casein, Latices, Silikon, Silikonharze, einzeln oder in Mischung.
Weiterhin eignen sich die erfindungsgemäßen Pigmentpraparationen zur Herstellung von Drucktinten für den Einsatz in allen konventionellen Ink-Jet- Druckern, insbesondere für solche, die auf dem Bubble-Jet- oder Piezo-Verfahren beruhen. Mit diesen Drucktinten kann Papier bedruckt werden, sowie natürliche oder synthetische Fasermaterialien, Folien und Kunststoffe. Zudem können die erfindungsgemäßen Pigmentpraparationen zum Bedrucken verschiedenster Arten von beschichteten oder unbeschichteten Substratmaterialien verwendet werden, so z.B. zum Bedrucken von Pappe, Karton, Holz und Holzwerkstoffen, metallischen Materialien, Halbleitermaterialien, keramischen Materialien, Gläsern, Glas- und Keramikfasern, anorganischen Werkstoffen, Beton, Leder, Lebensmitteln, Kosmetika, Haut und Haaren. Das Substratmaterial kann dabei zweidimensional eben oder räumlich ausgedehnt, d.h. dreidimensional gestaltet sein und sowohl vollständig oder nur teilweise bedruckt oder beschichtet werden.
Die erfindungsgemäßen Pigmentpraparationen sind außerdem geeignet als Farbmittel in elektrophotographischen Tonern und Entwicklern, wie z.B. Ein- oder Zweikomponentenpulvertonem (auch Ein- oder Zweikomponenten-Entwickler genannt), Magnettoner, Flüssigtoner, Latextoner, Polymerisationstoner sowie Spezialtoner. Typische Tonerbindemittel hierbei sind Polymerisations-, Polyadditions- und Polykondensationsharze, wie Styrol-, Styrolacrylat-, Styrolbutadien-, Acrylat-, Polyester-, Phenol-Epoxidharze, Polysulfone, Polyurethane, einzeln oder in Kombination, sowie Polyethylen und Polypropylen, die noch weitere Inhaltsstoffe, wie Ladungssteuermittel, Wachse oder Fließhilfsmittel, enthalten können oder im Nachhinein mit diesen Zusätzen modifiziert werden.
Ferner sind die erfindungsgemäßen Pigmentpraparationen außerdem geeignet als Farbmittel in Pulver und Pulverlacken, insbesondere in triboelektrisch oder elektrokinetisch versprühbaren Pulverlacken, die zur Oberflächenbeschichtung von Gegenständen aus beispielsweise Metall, Holz, Kunststoff, Glas, Keramik, Beton, Textilmaterial, Papier oder Kautschuk zur Anwendung kommen. Als Pulverlackharze werden hier typischerweise Epoxidharze, carboxyl- und hydroxylgruppenhaltige Polyesterharze, Polyurethan- und Acrylharze zusammen mit üblichen Härtern eingesetzt. Auch Kombinationen von Harzen finden Verwendung. So werden beispielsweise häufig Epoxidharze in Kombination mit carboxyl- und hydroxylgruppenhaltigen Polyesterharzen eingesetzt. Typische Härterkomponenten (in Abhängigkeit vom Harzsystem) sind beispielsweise Säureanhydride, Imidazole sowie Dicyandiamid und deren Abkömmlinge, verkappte Isocyanate, Bisacylurethane, Phenol- und Melaminharze, Triglycidylisocyanurate, Oxazoline und Dicarbonsäuren.
Außerdem sind die erfindungsgemäßen Pigmentpraparationen als Farbmittel in Tinten, vorzugsweise Ink-Jet Tinten, wie z.B. auf wässriger oder nichtwässriger Basis ("Solvent Based"), Mikroemulsionstinten, UV-härtbare Tinten sowie in solchen Tinten, die nach dem Hot-Melt- Verfahren funktionieren, geeignet. Ink-Jet- Tinten enthalten im allgemeinen insgesamt 0,5 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 1 ,5 bis 8 Gew.-%, (trocken gerechnet) der erfindungsgemäßen Pigmentpräparation. Mikroemulsionstinten basieren auf organischen Lösemitteln, Wasser und ggf. einer zusätzlichen hydrotropen Substanz (Grenzflächenvermittler). Mikroemulsionstinten enthalten 0,5 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 1 ,5 bis
8 Gew.-%, der erfindungsgemäßen Pigmentpräparation, 5 bis 99 Gew.-% Wasser und 0,5 bis 94,5 Gew.-% organisches Lösungsmittel und/oder hydrotrope Verbindung. "Solvent Based" Ink-Jet-Tinten enthalten vorzugsweise 0,5 bis 15 Gew.-% der erfindungsgemäßen Pigmentpräparation, 85 bis 99,5 Gew.-% organisches Lösungsmittel und/oder hydrotrope Verbindungen. UV-härtbare Tinten enthalten im wesentlichen 0,5 bis 30 Gew.-% der erfindungsgemäß»en Pigmentpräparation, 0,5 bis 95 Gew.-% Wasser, 0,5 bis 95 Gew.-% eines organischen Lösungsmittels oder Lösungsmittelgemisches, 0,5 bis 50 Gew.-% eines strahlungshärtbaren Bindemittels und gegebenenfalls 0 bis 10 Gew.-% eines Photoinitiators. Hot-Melt-Tinten basieren meist auf wachsen, Fettsäuren, Fettalkoholen oder Sulfonamiden, die bei Raumtemperatur fest sind und bei Erwärmen flüssig werden, wobei der bevorzugte Schmelzbereich zwischen ca. 60°C und ca. 140°C liegt. Hot-Melt-Ink-Jet-Tinten bestehen z.B. im wesentlichen aus 20 bis 90 Gew.-% Wachs und 1 bis 10 Gew.-% der erfindungsgemäßen Pigmentpräparation. Weiterhin können 0 bis 20 Gew.-% eines zusätzlichen Polymers (als „Farbstofflöser"), 0 bis 5 Gew.-% Dispergierhilfsmittel, 0 bis 20 Gew.-% Viskositätsveränderer, 0 bis 20 Gew.-% Plastifizierer, 0 bis 10 Gew.-% Klebrig keitszusatz, 0 bis 10 Gew.-% Transparenzstabilisator (verhindert z.B. Kristallisation der Wachse) sowie 0 bis 2 Gew.-% Antioxidans enthalten sein.
Außerdem sind die erfindungsgemäßen Pigmentpraparationen auch geeignet als Farbmittel für Farbfilter („Colour Filter") für „Fiat Panel Displays", sowohl für die additive wie für die subtraktive Farberzeugung, ferner für „Photo-Resists", sowie als Farbmittel für elektronische Tinten („Electronic Inks" bzw. „e-inks") oder elektronisches Papier („Electronic Paper" bzw. „e-paper"). Die Bestimmung der Farbstärke und des Farbtons erfolgte nach DIN 55986. Die Bestimmung des Schaumvermögens erfolgte nach DIN 53902. Ferner wurde die Bestimmung des Schaumverhaltens nach einer internen Methode durchgeführt, um hohe Fließgeschwindigkeiten der Dispersionen zu simulieren. Dazu wurden die Dispersionen mittels einer Schlauchpumpe mit hoher Fließgeschwindigkeit kontinuierlich in einen Glaszylinder gespritzt. Außerdem wurde das
Schaumvermögen mit Hilfe eines Schaummessgeräts der Firma Sita (Sita Foam Tester R-2000) ermittelt.
Die Scherstabilität der Pigmentpraparationen wurde durch eine interne Messmethode ermittelt. Dazu wurden mit Hilfe kationischer Epichlorhydrinharze die anionisch geladenen Pigmente in einer Zellstoffsuspension geflockt
(Simulation der Pulpe). Die Scherung wurde mit Hilfe eines handelsüblichen Küchenmixers (hier Braun MX 32) unter Einstellung einer hohen Rotationsgeschwindigkeit durchgeführt. Nachfolgend wurde aus der Pulpe Papier hergestellt und die Farbstärke einer gescherten zu einer ungescherten Dispersion verglichen.
Die Beurteilung der Eintrockenbeständigkeit erfolgte, indem die Pigmentpräparation mit einem 200 μm Rakel auf eine Polyester-Klarsichtfolie aufgezogen und klimatisiert gelagert wurde. Nach wenigen Minuten, einer halben Stunde, einem Tag, drei und sieben Tagen wurde eine Bestimmung der Eintrocknung vorgenommen.
Die Viskosität wurde mit einem Kegel-Platte-Viskosimeter (Roto Visco 1 ) der Firma Haake bei 20°C bestimmt (Titankegel: 060 mm, 1°), wobei die Abhängigkeit der Viskosität von dem Schergefälle in einem Bereich zwischen 0 und 200 s"1 untersucht wurde. Die Viskositäten wurden bei einem Schergefälle von 60 s"1 gemessen. Für eine Beurteilung der Lagerstabilität der Dispersionen wurde die Viskosität direkt nach der Herstellung der Präparation gemessen, sowie nach vierwöchiger Lagerung bei 50°C und nach Lagerung in einer Klimakammer mit < 0°C.
Beispiele
Herstellung einer Pigmentpräparation
Das Pigment wurde, entweder als Pulver, Granulat oder als Presskuchen, zusammen mit den Dispergiermitteln und den anderen Zusätzen in entionisiertem Wasser angeteigt und dann mit einem Dissolver (z.B. von der Firma VMA- Getzmann GmbH, Type AE3-M1) oder einer anderen geeigneten Apparatur homogenisiert und vordispergiert. Die anschließende Feindispergierung erfolgte mit Hilfe einer Perlmühle (z.B. mit AE3-M1 von VMA-Getzmann) oder aber einem anderen geeigneten Dispergieraggregat, wobei die Mahlung mit Siliquarzitperlen oder Zirkonmischoxidperlen der Größe d = 1 mm unter Kühlung bis zur gewünschten Farbstärke und Coloristik erfolgte. Im Anschluss wurde die Dispersion mit entionisiertem Wasser auf die gewünschte
Pigmentendkonzentration eingestellt, die Mahlkörper abgetrennt und die Pigmentpräparation isoliert.
Die in den folgenden Beispielen beschriebenen Pigmentpraparationen wurden nach dem zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt, wobei die folgenden
Bestandteile in den angegebenen Mengen so verwendet wurden, dass 1O0 Teile der jeweiligen Pigmentpräparation entstehen. In den nachfolgenden Beispielen bedeuten Teile Gewichtsteile.
Beispiel 1
35 Teile C.l. Pigment Red 176 (Komponente A), 3 Teile Dispergiermittel der Formel (I) mit R1 = Cι8H35, n = 8, X = CH2COO", M = Na+ (Komponente B), 2,4 Teile Dispergiermittel der Formel (II) mit R2, R3, R4 = H, n = 29 (Durchschnitt) (Komponente C), 5 Teile Polyethylenglykolether der Formel (VII) mit n = 10 (Durchschnitt) (Komponente D),
0,5 Teile Verbindung der Formel (IV) mit R6 = CH3, R7 = C5Hn (Komponente E),
1 Teil Gemisch an Natriumsalzen der höheren Fettsäuren entsprechend der Verbindung (VI): Natriumsalze der Palmitinsäure, Cyprylsäure, Caprinsäure, Myristinsäure, Laurinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure und Linolensäure (Komponente F),
2 Teile Natriumsaiz eines polymeren Kondensationsproduktes aus 2-Naphthalensulfonsäure und Formaldehyd (Komponente H), 0,2 Teile Konservierungsmittel Rest Wasser.
Die Pigmentpräparation hat eine hohe Farbstärke mit sehr reinem Farbton. Sie erweist sich als gut fließfähig und lagerstabil, d.h. die Probe bleibt trotz der Warmlagerung für vier Wochen bei 50°C gut fließfähig. Nach DIN 53902 ist die Präparation als schaumfrei zu bewerten. Die Schaumbestimmung mittels
Schlauchpumpe und Glaszylinder führt nach 3 Minuten zu einer sehr geringen Schaumbildung. Das mit Hilfe des Sita Foam Tester R-2000 determinierte Schaumvermögen der Präparation zeigt sich ebenfalls als sehr gering ausgeprägt. Die Scherstabilität der Pigmentpraparationen ist mit sehr gut zu bewerten. Eine gescherte Pulpe, die aus der Präparation hergestellt wurde, verliert bei 5%-iger Papiermassefärbung nur 1 % an Farbstärke verglichen mit einer ungescherten Pulpe. Weiterhin verfügt die Präparation über eine hohe Eintrockenbeständigkeit. Sie trocknet homogen innerhalb von 15 Minuten zu einem Film, der elastisch ist und vom Träger nicht abbröckelt. Auch nach sieben Tagen liegt ein elastischer Film vor, der vom Träger nicht abgeplatzt ist. Vergleichsbeispiel 1a (ohne Komponente F)
35 Teile C.l. Pigment Red 176 (Komponente A), 3 Teile Dispergiermittel der Formel (I) mit R1 = Cι8H35, n = 8, X = CH2COO", M = Na+ (Komponente B),
2,4 Teile Dispergiermittel der Formel (II) mit R2, R3, R4 = H, n = 29 (Durchschnitt) (Komponente C), 5 Teile Polyethylenglykolether der Formel (VII) mit n = 10 (Durchschnitt) (Komponente D), 0,5 Teile Verbindung der Formel (IV) mit R6 = CH3, R7 = C5Hi 1 (Komponente E), 2 Teile Natriumsalz eines polymeren Kondensationsproduktes aus 2- Naphthalensulfonsäure und Formaldehyd (Komponente H), 0,2 Teile Konservierungsmittel, Rest Wasser.
Nach DIN 53902 schäumt die Präparation mäßig. Die Schaumbestimmung mittels Schlauchpumpe und Glaszylinder führt nach 3 Minuten zu einer hohen Schaumbildung. Das Schaumvermögen der Präparation zeigt sich ebenfalls als sehr stark ausgeprägt.
Beispiel 2
45 Teile C.l. Pigment Blue 15:3 (Komponente A), 1 ,5 Teile Dispergiermittel der Formel(l) mit R1 = C18H35, n = 8, X = CH2COO", M = Na+ (Komponente B), Teile Dispergiermittel der Formel (II) mit R2, R3, R4 = H, n = 29 (Durchschnitt) (Komponente C), 8 Teile Polyethylenglykolether der Formel (VII) mit n = 10 (Durchschnitt) (Komponente D), 0,5 Teile Verbindung der Formel (IV) mit R6 = CH3, R7 = C5Hn (Komponente E), 0,1 Teil Gemisch an Natriumsalzen der höheren Fettsäuren entsprechend der Verbindung (VI): Natriumsalze der Palmitinsäure, Cyprylsäure, Caprinsäure, Myristinsäure, Laurinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure und Linolensäure (Komponente F), 2,5 Teile Natriumsalz eines polymeren Kondensationsproduktes aus 2-Naphthalensulfonsäure und Formaldehyd (Komponente H), 0,9 Teile Konservierungsmittel, Rest Wasser.
Die Pigmentpräparation hat eine hohe Farbstärke mit sehr reinem Farbton. Sie erweist sich als gut fließfähig und lagerstabil, d.h. die Probe bleibt trotz der Warmlagerung für vier Wochen bei 50°C gut fließfähig. Nach DIN 53902 ist die Präparation als schaumfrei zu bewerten. Die Schaumbestimmung mittels
Schlauchpumpe und Glaszylinder führt nach 3 Minuten zu einer sehr geringen Schaumbildung. Das Schaumvermögen der Präparation zeigt sich ebenfalls als sehr gering ausgeprägt. Die Scherstabilität der Pigmentpraparationen ist mit sehr gut zu bewerten. Eine gescherte Pulpe, die aus der Präparation hergestellt wurde, verliert bei 5%-iger Papiermassefärbung nur 3% an Farbstärke verglichen mit einer ungescherten Pulpe. Weiterhin verfügt die Präparation über eine gute Eintrockenbeständigkeit. Sie trocknet homogen innerhalb von 10 Minuten zu einem Film, der elastisch ist und vom Träger nicht abbröckelt. Auch nach sieben Tagen liegt ein elastischer Film vor, der vom Träger nicht abgeplatzt ist.
Vergleichsbeispiel 2a (ohne Komponente C)
45 Teile C.l. Pigment Blue 15:3,
5,5 Teile Dispergiermittel der Formel (I) mit R1 = Cι8H35, n = 8, X = CH2COO", M = Na+ (Komponente B),
8 Teile Polyethylenglykolether der Formel (VII) mit n = 10 (Durchschnitt) (Komponente D), 0,5 Teile Verbindung der Formel (IV) mit R6 = CH3) R7 = C5Hn, 0,1 Teile Gemisch an Natriumsalzen der höheren Fettsäuren entsprechend der Verbindung (VI): Natriumsalze der Palmitinsäure, Cyprylsäure, Caprinsäure, Myristinsäure, Laurinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure und Linolensäure, 2,5 Teile Natriumsalz eines polymeren Kondensationsproduktes aus 2-Naphthalensulfonsäure und Formaldehyd, 0,9 Teile Konservierungsmittel, Rest Wasser.
Die Lagerstabilität ist schlecht, da die Dispersion während der vierwöchigen Lagerung bei 50°C fest wird.
Beispiel 3
42 Teile C.l. Pigment Red 170,
1 ,5 Teile Dispergiermittel der Formel (I) mit R1 = Cι8H35l n = 8, X = CH2COO", M = Na+ (Komponente B), 4,5 Teile Dispergiermittel der Formel (II) mit R2, R3, R4 = H, n = 29 (Durchschnitt),
5 Teile Polyethylenglykolether der Formel (VII) mit n = 10 (Durchschnitt),
0,5 Teile Verbindung der Formel (IV) mit R6 = CH3, R7 = C5Hn, 0,2 Teile Gemisch an Natriumsalzen der höheren Fettsäuren entsprechend der Verbindung (VI): Natriumsalze der Palmitinsäure, Cyprylsäure, Caprinsäure, Myristinsäure, Laurinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure und Linolensäure, 0,2 Teile Konservierungsmittel, Rest Wasser.
Die Pigmentpräparation hat eine hohe Farbstärke mit sehr reinem Farbton. Sie erweist sich als gut fließfähig und lagerstabil, d.h. die Probe bleibt trotz der Warmlagerung für vier Wochen bei 50°C gut fließfähig. Nach DI 53902 ist die Präparation als gering schäumend zu bewerten. Die Schaumbestimmung mittels Schlauchpumpe und Glaszylinder führt nach 3 Minuten zu einer geringen Schaumbildung. Das Schaumvermögen der Präparation zeigt sich ebenfalls als gering ausgeprägt. Die Scherstabilität der Pigmentpraparationen ist mit sehr gut zu bewerten. Eine gescherte Pulpe, die aus der Präparation hergestellt wurde, verliert bei 5%-iger Papiermassefärbung nur 1% an Farbstärke verglichen mit einer ungescherten Pulpe. Weiterhin verfügt die Präparation über eine hohe Eintrockenbeständigkeit. Sie trocknet homogen innerhalb von 20 Minuten zu einem Film, der elastisch ist und vom Träger nicht abbröckelt. Auch nach sieben Tagen liegt ein elastischer Film vor, der vom Träger nicht abgeplatzt ist.
Vergleichsbeispiel 3a (ohne Komponente D)
42 Teile C.l. Pigment Red 170,
1 ,5 Teile Dispergiermittel der Formel (I) mit R1 = Cι8H35, n = 8, X = CH2COO" M = Na+ (Komponente B),
4,5 Teile Dispergiermittel der Formel (II) mit R2, R3, R4 = H, n = 2 (Durchschnitt), 5 Teile Ethylenglykol,
0,5 Teile Verbindung der Formel (IV) mit R6 = CH3, R7 = C5Hn, 0,2 Teile Gemisch an Natriumsalzen der höheren Fettsäuren entsprechend der Verbindung (VI): Natriumsalze der Palmitinsäure, Cyprylsäure, Caprinsäure, Myristinsäure, Laurinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure und Linolensäure, 0,2 Teile Konservierungsmittel, Rest Wasser.
Bei dieser Pigmentpräparation ist die Eintrockenbeständigkeit schlecht. Die Dispersion trocknet innerhalb von 10 Minuten ein und bröckelt spröde vom Trägermaterial ab. Beispiel 4
40 Teile C.l. Pigment Yellow 16,
3 Teile Dispergiermittel der Formel (I) mit R1 = Cι8H35, n = 8, X = CH2COO", M = Na+ (Komponente B),
2,5 Teile Dispergiermittel der Formel (II) mit R2, R3, R4 = H, n = 20 (Durchschnitt), 5 Teile Polyethylenglykolether der Formel (VII) mit n = 10 (Durchschnitt),
0,5 Teile Verbindung der Formel (IV) mit R6 = CH3, R7 = C5Hn, 0,1 Teile Gemisch an Natriumsalzen der höheren Fettsäuren entsprechend der Verbindung (VI): Natriumsalze der Palmitinsäure, Cyprylsäure, Caprinsäure, Myristinsäure, Laurinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure und Linolensäure, 0,2 Teile Konservierungsmittel, Rest Wasser.
Die Pigmentpräparation hat eine hohe Farbstärke mit einem reinem Farbton. Sie erweist sich als gut fließfähig und lagerstabil, d.h. die Probe bleibt trotz der Warmlagerung für vier Wochen bei 50°C gut fließfähig. Nach DIN 53902 ist die Präparation als schaumfrei zu bewerten. Die Schaumbestimmung mittels
Schlauchpumpe und Glaszylinder führt nach 3 Minuten zu keiner Schaumbildung. Das Schaumvermögen der Präparation ist gering ausgeprägt. Die Scherstabilität der Pigmentpraparationen ist mit gut zu bewerten. Eine gescherte Pulpe, die aus der Präparation hergestellt wurde, verliert bei 5%-iger Papiermassefärbung 3% an Farbstärke verglichen mit einer ungescherten Pulpe. Weiterhin verfügt die Präparation über eine hohe Eintrockenbeständigkeit. Sie trocknet homogen innerhalb von 20 Minuten zu einem Film, der elastisch ist und vom Träger nicht abbröckelt. Auch nach sieben Tagen liegt ein elastischer Film vor, der nicht vom Träger abgeplatzt ist. Vergleichsbeispiel 4a (ohne Komponente B)
40 Teile C.l. Pigment Yellow 16,
3 Teile Dispergiermittel der Formel (II) mit R2, R3, R4 = H, n = 20 (Durchschnitt),
2,5 Teile Dispergiermittel der Formel (III) mit R2, R3, R4 = H, n = 20 (Durchschnitt), X = PO3M", M = (HO-CH2-CH2-)3NH+, 5 Teile Polyethylenglykolether der Formel (VII) mit n = 10 (Durchschnitt),
0,5 Teile Verbindung der Formel (IV) mit R6 = CH3, R7 = C5Hn, 0,1 Teile Gemisch an Natriumsalzen der höheren Fettsäuren entsprechend der Verbindung (VI): Natriumsalze der Palmitinsäure, Cyprylsäure, Caprinsäure, Myristinsäure, Laurinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure und Linolensäure, 0,2 Teile Konservierungsmittel, Rest Wasser.
Verglichen mit dem Beispiel 4 ist die Scherbeständigkeit schlecht. Eine gescherte Pulpe, die aus der Präparation hergestellt wurde, verliert bei 5%-iger Papiermassefärbung 15% an Farbstärke verglichen mit einer ungescherten Pulpe.
Beispiel 5
48 Teile C.l. Pigment Red 112,
2,2 Teile Dispergiermittel der Formel (I) mit R1 = C18H35, n = 8, X = CH2COO", M = Na+ (Komponente B), ,4 Teile Dispergiermittel der Formel (II) mit R2, R3, R4 = H, n = 29 (Durchschnitt), Teile Polyethylenglykolether der Formel (VII) mit n = 10 (Durchschnitt),
1 Teil Verbindung der Formel (IV) mit R6 = CH3, R7 = C5Hn, 1 Teil Gemisch an Natriumsalzen der höheren Fettsäuren entsprechend der Verbindung (VI): Natriumsalze der Palmitinsäure, Cyprylsäure, Caprinsäure, Myristinsäure, Laurinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure und Linolensäure, 5 Teile Natriumsalz eines polymeren Kondensationsproduktes aus 2-Naphthalensulfonsäure und Formaldehyd, 0,2 Teile Konservierungsmittel, Rest Wasser.
Die Pigmentpräparation hat eine hohe Farbstärke mit sehr reinem Farbton. Sie erweist sich als gut fließfähig und lagerstabil, d.h. die Probe bleibt trotz der Warmlagerung für vier Wochen bei 50°C gut fließfähig. Nach DIN 53902 verfügt die Präparation über eine geringe Schaumentwicklung. Die Schaumbestimmung mittels Schlauchpumpe und Glaszylinder führt nach 3 Minuten zu einer geringen Schaumbildung. Das Schaumvermögen der Präparation zeigt sich ebenfalls als verhältnismäßig gering ausgeprägt. Die Scherstabilität der Pigmentpraparationen ist mit gut zu bewerten. Eine gescherte Pulpe, die aus der Präparation hergestei It wurde, verliert bei 5%-iger Papiermassefärbung nur 2% an Farbstärke verglichen mit einer ungescherten Pulpe. Weiterhin verfügt die Präparation über eine hohe Eintrockenbeständigkeit. Sie trocknet homogen innerhalb von 30 Minuten zu einem Film, der elastisch ist und vom Träger nicht abbröckelt. Auch nach sieben Tagen liegt ein elastischer Film vor, der vom Träger nicht abgeplatzt ist.
Vergleichsbeispiel 5a (ohne Komponente E)
48 Teile C.l. Pigment Red 112,
2,2 Teile Dispergiermittel der Formel (I) mit R1 = Cι8H35, n = 8, X = CH2COO", M = Na+ (Komponente B), 4,4 Teile Dispergiermittel der Formel (II) mit R2, R3, R4 = H, n = 29 (Durchschnitt), 5 Teile Polyethylenglykolether der Formel (VII) mit n = 10 (Durchschnitt),
1 Teil Gemisch an Natriumsalzen der höheren Fettsäuren entsprechend der Verbindung (VI): Natriumsalze der Palmitinsäure, Cyprylsäure, Caprinsäure, Myristinsäure, Laurinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure und Linolensäure, 5 Teile Natriumsalz eines polymeren Kondensationsproduktes aus 2-Naphthalensulfonsäure und Formaldehyd, 0,2 Teile Konservierungsmittel, Rest Wasser.
Nach DIN 53902 schäumt die Präparation stark. Die Schaumbestimmung mittels Schlauchpumpe und Glaszylinder führt nach 3 Minuten zu einer sehr hohen Schaumbildung.
Vergleichsbeispiel 5b (ohne Komponente B)
48 Teile C.l. Pigment Red 112, 2,2 Teile Hostapur SAS 30® (Alkylsulfonat, Natriumsalz), 4,4 Teile Dispergiermittel der Formel (II) mit R2, R3, R4 = H, n = 29 (Durchschnitt),
5 Teile Polyethylenglykolether der Formel (VII) mit n = 10 (Durchschnitt),
1 Teil Verbindung der Formel (IV) mit R6 = CH3, R7 = C5Hn,
1 Teil Gemisch an Natriumsalzen der höheren Fettsäuren entsprechend der Verbindung (VI): Natriumsalze der Palmitinsäure, Cyprylsäure, Caprinsäure, Myristinsäure, Laurinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure und Linolensäure, 5 Teile Natriumsalz eines polymeren Kondensationsproduktes aus 2-Naphthalensulfonsäure und Formaldehyd, 0,2 Teile Konservierungsmittel, Rest Wasser.
Nach DIN 53902 schäumt die Präparation stark. Die Schaumbestimmung mittels Schlauchpumpe und Glaszylinder führt nach 3 Minuten zu einer sehr hohen Schaumbildung. Beispiel 6
Die in diesem Beispiel verwendete Acrylatharzlösung ist aus DE-A-101 35 140 bekannt. Das Polyacrylat ist ein Copolymer aus 50 - 70 % Styrol, 20 - 40 % Acryl- bzw. Methacrylsäure und 5 - 15 % Estern der Acryl- bzw. Methacrylsäure. Die Acrylatlösung besteht aus 25 Gew.-% des gelösten Polymers, 3,9 Gew.-% NaOH und 71,1 Gew.-% Wasser.
45 Teile C.l. Pigment Yellow 97, 2 Teile Dispergiermittel der Formel (I) mit R1 = Cι8H35, n = 8, X = CH2COO", M = Na+ (Komponente B), 1.2 Teile Dispergiermittel der Formel (II) mit R2, R3, R4 = H, n = 29 (Durchschnitt), 7,5 Teile Polyethylenglykolether der Formel (VII) mit n = 10 (Durchschnitt), 0,5 Teile Verbindung der Formel (IV) mit R6 = CH3, R7 = C5Hn,
0,1 Teile Gemisch an Natriumsalzen der höheren Fettsäuren entsprechend der Verbindung (VI): Natriumsalze der Palmitinsäure, Cyprylsäure, Caprinsäure, Myristinsäure, Laurinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure und Linolensäure, 12 Teile 25%-ige Acrylatharzlösung, 0,2 Teile Konservierungsmittel, Rest Wasser.
Die Pigmentpräparation ist bezüglich Farbstärke, Lagerstabilität, Schaumvermögen, Scherstabilität und Eintrockenbeständigkeit mit dem Beispiel 1 vergleichbar.
Beispiel 7
30 Teile C.l. Pigment Violett 23,
2.3 Teile Dispergiermittel der Formel (I) mit R1 = Cι8H35, n = 8, X = CH2COO", M = Na+ (Komponente B), 4 Teile Dispergiermittel der Formel (II) mit R2, R3, R4 = H, n = 29 (Durchschnitt), 5 Teile Polyethylenglykolether der Formel (VII) mit n = 10 (Durchschnitt),
0,6 Teile Verbindung der Formel (IV) mit R6 = CH3) R7 = C5Hn, 0,1 Teile Gemisch an Natriumsalzen der höheren Fettsäuren entsprechend der Verbindung (VI): Natriumsalze der Palmitinsäure, Cyprylsäure, Caprinsäure, Myristinsäure, Laurinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure und Linolensäure, 4 Teile Natriumsalz eines polymeren Kondensationsproduktes aus 2-Naphthalensulfonsäure und Formaldehyd, 0,2 Teile Konservierungsmittel, Rest Wasser.
Die Pigmentpräparation ist bezüglich Farbstärke, Lagerstabilität, Schaumvermögen, Scherstabilität und Eintrockenbeständigkeit mit dem Beispiel 1 vergleichbar.

Claims

Patentansprüche:
1. Wässrige Pigmentpräparation, enthaltend (A) mindestens ein organisches und/oder anorganisches Pigment, (B) mindestens einen mit einer terminalen Säuregruppe funktionalisierten Polyethylenglykolalkylether, (C) mindestens ein alkoxyliertes Styrol-Phenol-Kondensat, (D) mindestens einen Polyethylenglykolether mit einer mittleren Molmasse zwischen 200 und 1000 g/mol, (E) mindestens ein Alkindiol, (F) Fette und Öle pflanzlicher und/oder tierischer Herkunft und/oder gesättigte und ungesättigte höhere Fettsäuren solcher Fette und Öle und/oder Salze solcher gesättigten und ungesättigten höheren Fettsäuren,
(G) gegebenenfalls eine wässrige Acrylatharzlösung, (H) gegebenenfalls ein polymeres Kondensationsprodukt aus aromatischen Sulfonsauren und Formaldehyd und/oder den Salzen aromatischer Sulfonsauren und Formaldehyd, (I) gegebenenfalls einen Sulfobemsteinsäure-Halbester eines Rizinusölalkoxylats, (J) gegebenenfalls eine hydrotrope Substanz,
(K) gegebenenfalls weitere für wässrige Pigmentpraparationen übliche Zusatzstoffe, und (L) Wasser.
2. Pigmentpräparation nach Anspruch 1 , enthaltend im wesentlichen
(A) 5 bis 80 Gew.-% mindestens eines organischen und/oder anorganischen Pigments,
(B) 0,1 bis 30 Gew.-% mindestens eines mit einer terminalen Säuregruppe funktionalisierten Polyethylenglykolalkylethers,
(C) 0,1 bis 30 Gew.-% mindestens eines alkoxylierten Styrol-Phenol- Kondensats, (D) 0,5 bis 50 Gew.-% mindestens eines Polyethylenglykolethers mit einer mittleren Molmasse zwischen 200 und 1000 g/mol, (E) 0,1 bis 5 Gew.-% mindestens eines Alkindiols, (F) 0,1 bis 10 Gew.-% an Fetten und Ölen pflanzlicher und/oder tierischer Herkunft und/oder gesättigten und ungesättigten höheren Fettsäuren solcher Fette und Öle und/oder Salzen dieser gesättigten und ungesättigten höheren Fettsäuren, (G) 0 bis 30 Gew.-% einer wässrigen Acrylatharzlösung,
(H) 0 bis 10 Gew.-% eines polymeren Kondensationsproduktes aus aromatischen Sulfonsauren und Formaldehyd und/oder den Salzen aromatischer Sulfonsauren und Formaldehyd, (I) 0 bis 10 Gew.-% eines Sulfobemsteinsäure-Halbesters eines Rizinusölalkoxylats, (J) 0 bis 30 Gew.-% einer hydrotropen Substanz, (K) 0 bis 10 Gew.-% weiterer für wässrige Pigmentpraparationen üblicher Zusatzstoffe und (L) 5 bis 90 Gew.-% Wasser, wobei die Gewichtsprozente jeweils auf das Gesamtgewicht der Pigmentpräparation bezogen sind.
3. Pigmentpräparation nach Anspruch 1 oder 2, enthaltend im wesentlichen (A) 20 bis 70 Gew.-% mindestens eines organischen und/oder anorganischen Pigments,
(B) 1 bis 15 Gew.-% mindestens eines mit einer terminalen Säuregruppe funktionalisierten Polyethylenglykolalkylethers,
(C) 1 bis 15 Gew.-% mindestens eines alkoxylierten Styrol-Phenol-Kondensats, (D) 1 bis 20 Gew.-% mindestens eines Polyethylenglykolethers mit einer mittleren Molmasse zwischen 200 und 1000 g/mol,
(E) 0,1 bis 2 Gew.-% mindestens eines Alkindiols,
(F) 0,1 bis 5 Gew.-% an Fetten und Ölen pflanzlicher und/oder tierischer Herkunft und/oder gesättigten und ungesättigten höheren Fettsäuren solcher Fette und Öle und/oder Salzen dieser gesättigten und ungesättigten höheren Fettsäuren,
(G) 0 bis 25 Gew.-% einer wässrigen Acrylatharzlösung, (H) 0 bis 5 Gew.-% eines polymeren Kondensationsproduktes aus aromatischen Sulfonsauren und Formaldehyd und/oder den Salzen aromatischer Sulfonsauren und Formaldehyd,
(I) 0 bis 8 Gew.-% eines Sulfobemsteinsäure-Halbesters eines Rizinusölethoxylats,
(J) 0 bis 20 Gew.-% einer hydrotropen Substanz,
(K) 0 bis 5 Gew.-% weiterer, für wässrige Pigmentpraparationen üblicher Zusatzstoffe und
(L) 10 bis 70 Gew.-% Wasser, wobei die Gewichtsprozente jeweils auf das Gesamtgewicht der
Pigmentpräparation bezogen sind.
4. Pigmentpräparation nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Pigment (A) mindestens ein Pigment aus der Gruppe der Monoazo-, Disazo-, verlackten Azo-, ß-Naphthol-, Naphthol AS-, Benzimidazolon-, Disazokondensations-, Azo-Metallkomplex-, Phthalocyanin-, Chinacridon-, Perylen-, Perinon-, Thioindigo-, Anthanthron-, Anthrachinon-, Flavanthron-, Indanthren-, Isoviolanthron-, Pyranthron-, Dioxazin-, Chinophthalon-, Isoindolin-, Isoindolinon- oder Diketopyrrolopyrrol-Pigmente oder ein saurer bis alkalischer Ruß aus der Gruppe der Furnaceruße oder Gasruße, oder eine Kombination davon ist.
5. Pigmentpräparation nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Pigment mit Ruß oder Titandioxid kombiniert ist.
6. Pigmentpräparation nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der mit einer terminalen Säuregruppe funktionalisierte Polyethylenglykolalkylether (B) einer Verbindung der Formel (I) entspricht:
R1 -O-l L-C-C u-O- Jtn-XM (I) H2 H2 worin R1 ein substituierter oder unsubstituierter, verzweigter oder unverzweigter Cr C2o-Alkyl- oder C3-C2o-Cycloalkylrest oder ein substituierter oder unsubstituierter, verzweigter oder unverzweigter C2-C2o-Alkenyl- oder C3- C2o-Cycloalkenylrest, wobei die Substituenten 1 , 2, 3 oder 4 Reste aus der Gruppe Halogen, Aryl, Aryl(Cι-C2o)alkyl, Cs-Cβ-Cycloalkyl, Hetaryl, Hetaryl(Cι-C2n)alkyl oder C-ι-C2o-Alkoxy sind, n eine Zahl von 1 bis 100, X SO3 ", SO2 ", CH2COO", PO32" oder PO3M" und
M H, ein einwertiges Metallkation, ein zweiwertiges Metallkation, NH4 +, ein sekundäres, tertiäres oder quartäres Ammoniumion, oder eine Kombination davon, bedeuten.
7. Pigmentpräparation nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das alkoxylierte Styrol-Phenol-Kondensat (C) einer Verbindung der Formel (II) oder (III) oder deren Gemischen entspricht:
Figure imgf000038_0001
Figure imgf000039_0001
worin
R2 H, ein verzweigter oder unverzweigter C-ι-C2o-Alkyl- oder C3-C20- Cycloalkylrest oder ein verzweigter oder unverzweigter C2-C2o-Alkenyl- oder C3-C2o-Cycloalkenylrest,
R3 und R4 unabhängig voneinander H, ein verzweigter oder unverzweigter Cr C2o-Alkyl- oder C3-C20-Cycloalkylrest oder ein verzweigter oder unverzweigter C2-C20-Alkenyl- oder C3-C2o-Cycloalkenylrest, n eine Zahl von 1 bis 100, X CO-R5-COO-, SO3 ", SO2-,PO3 2- oder POsM",
R5 ein substituierter oder unsubstituierter, verzweigter oder unverzweigter Cr C2o-Alkylenrest, ein substituierter, unsubstituierter oder verzweigter oder unverzweigter C2-C20-Alkenylenrest, oder ein substituierter oder unsubstituierter Arylenrest, wobei die Substituenten bevorzugt 1 , 2, 3 oder 4 Reste aus der Gruppe Halogen, Hydroxy, CrC4-Alkoxy, Nitro, Cyano, Carboxy, Amino oder Sulfo sind, und
M H, ein einwertiges Metallkation, ein zweiwertiges Metallkation NH4 +, ein sekundäres, tertiäres oder quartäres Ammoniumion bedeuten.
8. Pigmentpräparation nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkindiol (E) einer Verbindung der Formel (IV) oder (V) oder deren Gemischen entspricht:
Figure imgf000040_0001
Figure imgf000040_0002
worin R6 H oder ein verzweigter oder unverzweigter Cι-C4-Alkyrest oder ein verzweigter oder unverzweigter C2-C4-Alkenylrest,
R7 ein verzweigter oder unverzweigter C3-C2o-Alkyl- oder C3-C20-Cycloalkylrest oder ein verzweigter oder unverzweigter C3-C2o-Alkenyl- oder C3-C20- Cycloalkenylrest,
Rε H, ein verzweigter oder unverzweigter CrC2o-Alkyl- oder C3-C2o- Cycloalkylrest oder ein verzweigter oder unverzweigter C2-C2n-Alkenyl- oder C3-C2o-Cycloalkenylrest, n eine Zahl von 1 bis 100 ist.
9. Pigmentpräparation nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (F) einer Verbindung der Formel (VI) oder einem Gemisch davon entspricht
R9 — COO— M (VI) worin R9 ein verzweigter oder unverzweigter C -C29-Alkyl- oder ein verzweigter oder unverzweigter C7-C29-Alkenyl-Rest, ein verzweigter oder unverzweigter C7-C29-Alkdienyl-Rest, ein verzweigter oder unverzweigter C7-C2g-Alktrienyl- Rest und
M H, ein einwertiges Metallkation, NH4 +, ein sekundäres, tertiäres oder quartäres Ammoniumion sind, oder ein Fett oder Öl aus der Gruppe Talg, Palmkernfett, Kokosfett, Rapsöl, Sonnenblumenöl, Leinöl, Palmöl, Sojaöl, Erdnussöl und Walöl ist.
10. Verfahren zur Herstellung einer Pigmentpräparation gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente (A) zusammen mit den Komponenten (B), (C), (D), (E), (F) und gegebenenfalls (G), (H), (I), (J) und (K) in Wasser angeteigt und homogenisiert wird (Komponente L), und mit Hilfe eines Mahl- oder Dispergieraggregats feindispergiert oder feinverteilt wird.
11. Verwendung einer Pigmentpräparation nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 zum Pigmentieren natürlicher oder synthetischer Materialien.
12. Verwendung nach Anspruch 11 zum Pigmentieren von natürlichen und synthetischen Fasermaterialien, bevorzugt Cellulosefasem, insbesondere zur
Papiermassefärbung und Laminateinfärbung.
13. Verwendung nach Anspruch 11 zum Pigmentieren oder Herstellen von Drucktinten, Ink-Jet-Tinten, elektrophotographischen Tonern, Pulverlacken, Farbfiltern, elektronischen Tinten und „Electronic Paper", Anstrich- und Dispersionsfarben, Dispersionslacken, Druckfarben, Tapetenfarben, wasserverdünnbaren Lacken, Holzschutzsystemen, Viskose-Spinnfärbung, Wurstdärmen, Saatgut, Düngemitteln, Glasflaschen, sowie zur Massefärbung von Dachziegeln, zur Einfärbung für Putze, Holzbeizen, Buntstiftminen, Faserschreibern, Wachsen, Paraffinen, Tuschen, Pasten für Kugelschreiber, Kreiden, Wasch- und Reinigungsmitteln, Schuhpflegemitteln, Latex-Produkten, Schleifmitteln sowie zum Einfärben von Kunststoffen.
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