Pigmentpräparat
Zum Färben der verschiedensten Substrate werden mit Vorteil Pigmente eingesetzt, d. h. Farbstoffe, die nicht nur in Wasser, sondern auch in verschiedenen organischen Lösungsmitteln unlöslich bzw. für praktische Zwecke unlöslich sind, um eine spätere Wanderung oder gar ein Ausbluten der Farbstoffe zu verhindern.
Hierbei tritt aber oft die Schwierigkeit auf, ein Pigmentpulver fein und gleichmässig in dem betreffenden Substrat zu verteilen. Zur Oberwindung dieser Schwierigkeit greift man in der Praxis häufig zu Pigmentpräparaten, in denen ein Pigment in konzentrierter Form in einem passenden Trägerstoff verteilt ist. An ein solches Pigmentpräparat müssen natürlich verschiedene Anforderungen gestellt werden, damit es seinen Zweck erfüllen kann. So muss beispielsweise das Pigment einerseits bereits eine gute und gleichmässige Verteilung im Präparat besitzen, und der Trägerstoff des Präparates muss für den vorgesehenen Endzweck geeignet, d. h. mit dem schliesslich zu färbenden Substrat verträglich und leicht darin einzuarbeiten sein.
Es wurde nun überraschend gefunden, dass ein Präparat, enthaltend ein Pigment oder/und einen optischen Aufheller und ein Salz einer gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Carbonsäure, enthaltend mindestens 6 Kohlenstoffatome mit einem Erdalkalioder Erdmetall und 0 bis 10 0/0, bezogen auf das Gewicht der Carbonsäuresalze, an Amiden oder Estern von niedermolekularen Alkanolaminen mit Fettsäuren, welche einen lipophilen Rest von mindestens 10 C Atomen, aufweisen, sich hervorragend zum Pigmentieren thermoplastischer Massen eignet.
Als Pigmente kommen für das erfindungsgemässe Präparat in Betracht beispielsweise anorganische, wie Russ, Metallpulver, Titandioxyd, Eisenoxyhydrate, Ultramarin, insbesondere aber organische Pigmente, wie z. B. solche aus der Klasse der Azo-, Anthrachinon-, Phthalocvanin- Nitro-, Perionen-* Perylentetracarbonsäurediimid-, Dioxazin-, Thioindigo- oder Chinacridonfarbstoffe, ferner optische Aufheller. Es können auch Gemische verschiedener Pigmente verwendet werden.
Die erfindungsgemäss zu verwendenden Metallsalze enthalten als Kationen die Metalle der Erdalkali- oder Erdmetallreihe, beispielsweise Calcium, Barium, Zink, Aluminium und insbesondere Magnesium.
Die Anionen der Salze leiten sich vorzugsweise von Carbonsäuren enthaltend 12-30, insbesondere 16-24 C-Atome, ab. Dabei können die aliphatischen Kohlenwasserstoffketten der Säurereste durch brückenbildende Glieder, beispielsweise Sauerstoff- oder Schwefelatome oder durch aromatische Reste, unterbrochen sein. Sie können auch verzweigte Kohlenstoffgerüste aufweisen.
Als Beispiele seien die folgenden Carbonsäuren genannt: Capron-, Aethylcapron-, Capryl-, Caprin-, Laurin-, Myristin-, Palmitin-, Stearinsäure, Arachinsäure, Behensäure, Lignocerin-, Cerotin-, Xylylstearin-, Montansäure, Decyl-, Dodecyl-, Hexadecyl-, Octadecyl-oxyessigsäuren und -thioessigsäuren, die Octyl- oder Nonyl-phenoxyessigsäuren oder die Phenylstearinsäure. Auch die Salze substituierter Fettsäuren, beispielsweise der 12-Oxystearinsäure oder der w-Aminoundecansäure, oder ungesättigter Fettsäuren, beispielsweise der Undecylensäure, ÖIsäure, Linolsäure, Elaidinsäure oder - Ricinolsäure seien genannt. Selbstverständlich können auch Gemische von Salzen verschiedener Säurereste oder Kationen verwendet werden.
Das Mengenverhältnis zwischen Pigment und Me tallseife wird zweckmässig derart gewählt, dass der Pigmentanteil im fertigen Präparat 25-75 O/o beträgt.
Als besonders günstig erweisen sich Präparate mit einem Pigmentanteil von 40-60 0/0.
Ausser den erfindungsgemäss zu verwendenden Komponenten können die Präparate noch andere Hilfsmittel, wie Stabilisierungs- oder Füllstoffe enthalten, beispielsweise bis zu 10 o/o bezogen auf das Gewicht der Metallseifen an Amiden oder Estern von niedermolekularen Alkanolaminen mit Fettsäuren, welche einen lipophilen Rest von mindestens 10 C-Atomen aufweisen.
In der Regel sind solche Zusätze jedoch überflüssig und können in gewissen Fällen, beispielsweise beim Pigmentieren hochschmelzender thermoplastischer Massen, wie linearen Polyestern oder Polyamiden einen nachteiligen Einfluss haben.
Die Herstellung der Pigmentpräparate erfolgt durch innige Vermischung der Komponenten, beispielsweise durch Mahlung in Gegenwart einer Flüssigkeit, zweckmässig einem wasserlöslichen, organischem Lösungsmittel, wie Methanol, Aethanol, Isopropanol oder Aceton.
Es können nach Wunsch gewöhnliche Kugel- oder Walzenmühlen verwendet werden. Mit Vorteil können jedoch Mühlen eingesetzt werden, bei denen eine Füllung von Glaskugeln, Porzellankugeln oder ähnlichen Kugeln oder auch eine Füllung von harten Kieselsteinen und dergleichen durch einen passenden Rührer in Bewegung gesetzt werden. Gemeinsam an solchen Ausführungsformen von Zerkleinerungsvorrichtungen ist der Umstand, dass die Mahlhilfskörper relativ frei beweglich sind und reibende sowie auch stossende Bewegungen ausführen können.
Nach Beendigung des Mahlvorgangs wird das Lösungsmittel zweckmässig durch Abdampfen entfernt.
Die erfindungsgemässen Präparate lassen sich auch in einem Kneter herstellen. Die Bearbeitung erfolgt vorzugsweise bei erhöhter Temperatur in Gegenwart eines Mahlhilfskörpers, zweckmässig eines anorganischen Salzes, wie Natriumchlorid, Kaliumchlorid, Natriumsulfat oder Bariumchlorid. Diese Salze lassen sich in einfacher Weise mit Wasser wieder auswaschen.
Ausserdem empfiehlt sich die Zugabe eines organischen Lösungsmittels, vorzugsweise eines mit Wasser zumindest teilweise mischbaren organischen Lösungsmittel, wie z. B. Diäthylenglycoldiäthyläther und insbesondere Benzylalkohol. Nach Abschluss des Knetprozesses wird die Knetmasse zweckmässig durch Behandlung mit Wasser von Salzen und Lösungsmitteln befreit.
Die erfindungsgemässen Pigmentpräparate lassen sich auch nach dem sogenannten Flush-Verfahren erhalten, wonach eine wässrige Pigmentpaste mit einer Fettsäure, enthaltend 10-22 C-Atome, bei erhöhter Temperatur, zweckmässig 50-150", einem Knetprozess unterworfen wird. Das dabei abgeschiedene Wasser wird zweckmässig entfernt und die Knetmasse mit einem Hydroxyd oder Alkoholat eines Alkali-, Erdalkali- oder Erdmetalls, vorzugsweise Magnesium oder Aluminiumhydroxyd, oder auch Natriumäthylat oder Aluminiumisopropylat unter Entfernung des entstehenden Wassers weitergeknetet bis zur homogenen Beschaffenheit des Präparates. In der Regel empfiehlt sich eine Zerkleinerung der erhaltenen Präparate auf eine für die Applikation in thermoplastischen Massen geeigneten Teilchengrösse.
In dieser Form können sie leicht in die zu pigmentierenden Massen eingearbeitet werden, beispielsweise in Polymerisationsharze wie Polyvinylchlorid, Polyolefine wie Polyäthylen, Polypropylen, Polybutadien, Polyisopren, Polystyrol oder Kopolymerisate der entsprechenden Monomeren.
Auch für hochschmelzende thermoplastische Massen, wie lineare Polyester, insbesondere Polyäthylenterephthalat, Polyamide, beispielsweise aus Adipinsäure und Hexamethylendiamin, E-Caprolactam oder w-Aminoundecansäure eignen sich die erfindungsgemässen Präparate hervorragend.
Sie zeichnen sich durch eine vorzügliche Verteilbarkeit und Ausgiebigkeit aus und man erhält in der erwähnten thermoplastischen Massen gleichmässige und reine Färbungen.
In den nachfolgenden Beispielen bedeuten die Teile, sofern nichts anderes angegeben wird, Gewichtsteile, die Prozente Gewichtsprozente, und die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.
Beispiel 1
30 Teile ss-Kupferphthalocyanin werden mit 30 Teilen Magnesiumstearat (Pulver) in Isopropylalkohol in einer Sandmühle fein gemahlen. Die so erhaltene Suspension wird eingedampft. Der weichkörnige Rückstand enthält 50 O/o Pigment. Er wird zu einem feinen Pulver gemahlen und kann beispielsweise zum Pigmentieren von Nylon verwendet werden.
Verwendet man anstelle von Magnesiumstearat Calcium- oder Aluminiumstearat, so erhält man Präparate mit ähnlichen Eigenschaften.
Anwendungsbeispiel:
98 Teile Polyamid aus e-Caprolactam (Polyamid-6) werden in Form von Schnitzeln mit 2 Teilen des gemäss Abstatz 1 erhaltenen Farbstoffpräparates trocken paniert. Die panierten Schnitzel werden bei 290-2950 in einem Extruder versponnen. Der so erhaltene Faden weist eine gleichmässige tiefblaue Färbung von hohen Licht- und Nassechtheiten auf.
Beispiel 2
164,0 Teile einer wässrigen '-Kupferphthalocyanin- Paste (Pigmentgehalt 36,6 O/o) und 57,8 Teile Stearinsäure werden in einem Kneter während 1/4 Stunde bei 60 bearbeitet. Das dabei ausgeschiedene Wasser wird abgegossen. Nach Zugeben von 5,9 Teilen Magnesiumhydroxyd wird bei 1200 weitergeknetet. Das entstehende Wasser wird abgedampft. Nach Erreichen einer homogenen Mischung wird das erhaltene spröde Produkt gemahlen. Man erhält ein 500/0 Pigment enthaltendes feinpulvriges blaues Pigmentpräparat. Es kann beispielsweise zum Pigmentieren von Polypropylen, Nylon, Hart Polyvinylchlorid oder Polystyrol verwendet werden.
Verwendet man anstelle von ss-Kupferphthalocyanin Flavanthron, so erhält man ein gelbes Präparat, welches beispielsweise zum Pigmentieren von Polypropylen verwendet werden kann.
A nwendungsbeispiel
99 Teile isotaktisches Polypropylen werden in Form von Schnitzeln mit 1 Teil des Farbstoffpräparates gemäss Absatz 1 trocken paniert. Die panierten Schnitzel werden hierauf bei 180220 geschmolzen und durch eine Düse gepresst. Man erhält ein blaugefärbtes Polypropylenband, das nach erfolgter Abkühlung granuliert werden kann, wobei die erhaltenen Granulate für den Spritzguss verwendet werden können.
Beispiel 3
30 Teile hochchloriertes Kupferphthalocyanin werden mit 30 Teilen Zinkbehenat jnd 60 Teilen fein gemahlenem Natriumchlorid bei 130O in einem Kneter bearbeitet. Nach Erreichen einer homogenen Mischung wird das erhaltene Produkt mit Wasser vermahlen, filtriert, salzfrei gewaschen, getrocknet und pulverisiert.
Man erhält ein 50 O/o Pigment enthaltendes feinpulvriges Pigmentpräparat, welches beispielsweise zum Pigmentieren von Polyamid-6 verwendet werden kann.
Verwendet man anstelle von Zinkbehenat Magne sium-l2-oxystearat oder Magnesiummontanat, so erhält man Präparate mit ähnlichen Eigenschaften.
Beispiel 4
200 Teile des roten Pigmentfarbstoffes der Formel
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200 Teile Magnesiumbehenat und 1000 Teile fein gemahlenes Natriumchlorid werden in einem Lödige Pulvermischer intensiv gemischt. Diese Mischung wird mit einer kontinuierlichen Laborknetmaschine bei 1300 bearbeitet. Die erhaltenen Granulate werden mit Wasser vermahlen, filtriert, salzfrei gewaschen, getrocknet und pulverisiert. Man erhält ein 50 Oio Pigment enthaltendes feinpulvriges Pigmentpräparat, welches beispielsweise zum Pigmentieren von Polyäthylenterephthalat oder Polyamid-6- verwendet werden kann.
Verwendet man den roten Azofarbstoff der Formel
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und verfährt wie im Absatz 1 beschrieben, so erhält man ebenfalls ein 50 O/o Pigment enthaltendes feinpulvriges Pigmentpräparat, welches beispielsweise zum Pigmentieren von Polyäthylen und Polypropylen verwendet werden kann.
Für die Herstellung einer formbeständigen Granulatform wird das gemäss Absatz 1 erhältliche Präparat durch Umschmelzen bei 90 bis 1300 in einem Extruder oder einer kontinuierlichen Knetmaschine mit Granuliervorrichtung in die gewünschte Granulatform gebracht.
Anwendungsbeispiel A:
1 Teil des Farbstoffpräparates gemäss Absatz 2 wird mit 99 Teilen Polyäthylen vermischt und bei 140 bis 1700 während 10 Minuten zwischen den Rollen eines Kalanders ausgewalzt. Man erhält eine rote Folie von ausgezeichneter Licht- und Migrationsechtheit. Die Folien können granuliert werden und die Granulate für den Spritzguss oder zum Ausblasen von Folien verwendet werden.
Verwendet man 160 Teile Russ, 240 Teile Magnesiumbehenat und 480 Teile fein gemahlenes Natriumchlorid und verfährt wie in Absatz 1 beschrieben, so erhält man ein 40 O/o Pigment enthaltendes feinpulvriges Schwarzpräparat, welches beispielsweise zum Färben von Polyäthylenterephthalat und Nylon verwendet werden kann.
Anwendungsbeispiel B:
98 Teile Polyäthylenterephthalatschnitzel werden mit 2 Teilen des gemäss Absatz 1 erhaltenen Pigmentpräparates trocken paniert. Die panierten Schnitzel werden nach üblichem Verfahren bei etwa 2850 geschmolzen und zu Fasern versponnen. Die Fasern weisen eine gleichmässige rote Färbung von hohen Licht- und Nassechtheiten auf.
Anwendungsbeispiel C:
97 Teile Polyamid aus E-Caprolactam (Polyamid-6) werden in Form von Schnitzeln mit 3 Teilen des gemäss Absatz 3 erhaltenen Farbstoffpräparates in Granulatform trocken gemischt. Die Mischung wird in einem Extruder versponnen. Der so erhaltene Faden weist eine gleichmässige rote Färbung von hohen Licht- und Nassechtheiten auf.
In gleicher Weise eignen sich die gemäss Absatz 3 erhaltenen Farbstoffpräparate in Granulatform für die kontinuierliche Einfärbung durch Injektion des aufgeschmolzenen Präparates zum Hauptstrom der Polymerschmelze, z. B. Polyamid aus E-Caprolactam (Polyamid6), Polyolefine oder lineare Polyester.
Beispiel 5
700 Teile Titandioxyd Rutiltyp und 300 Teile Magnesiumbehenat werden in einem Lödige-Pulvermischer intensiv gemischt. Diese Mischung wird mit einer kontinuierlichen Laborknetmaschine System List bei 95" bearbeitet. Die erhaltenen Granulate werden zu einem feinen Pulver gemahlen, das beispielsweise zum Pigmentieren von Nylon verwendet werden kann.
Verwendet man anstelle von Titandioxyd den optischen Aufheller der Formel
EMI4.1
so erhält man ein 70 O/o Aufheller enthaltendes feinpulvriges Präparat, das beispielsweise zum Aufhellen von Nylon verwendet werden kann.
Beispiel 6
86,7 Teile einer wässrigen ss-Kupferphthalocyanin- Paste (Pigmentgehalt 34,6 O/o) und 28,9 Teile Erucasäure werden im Kneter bei 600 während J/4 Stunde bearbeitet. Das ausgeschiedene Wasser wird abgegossen, 2,5 Teile Magnesiumhydroxyd und 60 Teile feingemahlenes Natriumchlorid werden zugegeben und bei 1200 weitergeknetet. Das entstehende Wasser wird abgedampft. Nach Erreichen einer homogenen Mischung wird das erhaltene Produkt mit Wasser vermahlen, filtriert, salzfrei gewaschen, getrocknet und pulverisiert.
Man erhält ein 50 O/o Pigment enthaltendes feinpulvriges blaues Pigmentpräparat, das beispielsweise zum Pigmentieren von Polyamid-6 verwendet werden kann.
Beispiel 7
22,5 Teile Magnesiumbehenat und 2,5 Teile Kokosfettsäureäthanolamid werden in einer Porzellankugelmühle trocken vermischt und gemahlen. Dann werden 25 Teile /,'-Kuferphthalocyanin zugegeben und unter weiterem Mahlen eingearbeitet. Man erhält ein 50 /o Pigment enthaltendes blaues Pulver, welches beispielsweise zum Pigmentieren von Polyamid-6 verwendet werden kann.
Alle in den Beispielen 1 bis 7 beschriebenen Metallseifenpräparate können bei entsprechender Anpassung der Verarbeitsbedingungen in eine beliebige Granulatform gebracht werden.
PATENTANSPRUCH 1
Präparat, enthaltend ein Pigment und/oder einen optischen Aufheller und ein Salz einer gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Carbonsäure, enthaltend mindestens 6 C-Atome mit einem Alkali-, Erdalkali- oder Erdmetall und 0 bis 10 O/o, bezogen auf das Gewicht des Metallsalzes, an Amiden oder Estern von niedermolekularen Alkanolaminen mit Fettsäuren, welche einen lipophilen Rest von mindestens 10 C-Atomen aufweisen.
UNTERANSPRÜCHE
1. Präparat gemäss Patentanspruch I, enthaltend ein Magnesiumsalz.
2. Präparat gemäss Patentanspruch I, enthaltend ein Salz einer Carbonsäure mit 10 bis 22 C-Atomen.
3. Präparat gemäss Patentanspruch I, enthaltend ein Salz der Behensäure.
4. Präparat gemäss Patentanspruch I, enthaltend 25 bis 75 O/o an Pigment und/oder optischen Aufheller.
5. Präparat gemäss Patentanspruch I, enthaltend 40 bis 60 O/o an Pigment und/oder optischen Aufheller.
6. Präparat gemäss Patentanspruch I, enthaltend ein Erdalkali- oder Erdmetallsalz.
PATENTANSPRUCH II
Verwendung des Pigmentpräparates gemäss Patentanspruch I zum Pigmentieren thermoplastischer Massen.
UNTER ANSPRÜCHE
7. Verwendung gemäss Patentanspruch zum Pigmentieren hochschmelzender thermoplastischer Massen.
8. Verwendung gemäss Patentanspruch II zum Pigmentieren linearer Polyamide.
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