DE1467433A1 - Verfahren zur Herstellung verbesserter Pigmente auf Russbasis - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE 1 4 6 7 A 3 3 DR.-INQ. VON KREISLER DR.-INQ. SCHDNWALD DR.-INQ.τη.Meyer dr. Fuss KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

Köln, den 1.7.1965 Kl/Ax

Oabot Oorpora-tion. 125 High Street. Boaton. Maaaachuaetta

(V.3t.A.) .

Verfahren zur Herstellung verbesserter Pigmente auf Rußbasis

Die Erfindung bezieht sioh auf ein Verfahren zur Herstellung von Ruß zur Verwendung ala Pigment für Druokfarben, inabesondere für lithograph!aehe Druokfarben u.dgl., in denen der als Pigment dienende Ruß in hohen Konzentrationen vorhanden ist.

Bin atändiges Problem für die Rußindustrie ist die Herstellung geeigneter Pigmentruße für die Herstellung von Druokfarben.. Die kompliziertesten Faktoren, die dieaem Problem innewohnen, aind die beiden folgenden: a) Die ganz speziellen Eigenschaften, die für das Pigment erforderlich aind, und b) der physikalische Zustand, in dem das Pigment den Druckfarbenherstellern geliefert wird. Im allgemeinen zeiohnen sich die vorteilhaftesten Pigmente für Druckfarben duroh "lange" Fließeigenschaften, hohe Farbtiefe und hohe Farbkraft aua. Da ferner die Soherkräfte, die am häufigsten zur Diapergierung der Druokfarbenpigmente im jeweiligen Bindemittel angewendet-werden, verhältnismäßig mild sind, ist die Diapergierbarkeit ein wichtiger Faktor· Zur wirkaamen Erzielung einer guten Dispersion in vorhandenen Apparaturen verlangen beispielsweise die Druokfarbenherstelltr, daß das Pigment in einer ?orm geliefert wird, die so flookig

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wie möglich ist.

Viele Jahre wurden fast ausschließlich Channelruße in Druckfarben verwendet. Diese Ruße waren für diesen Zweck überaus gut geeignet, weil sie in der flockigen Form leicht dispergierbar waren und von vornherein Eigenschaften, wie geringen Teilchendurchmesser und somit ausgezeichnete Farbkraft und hohen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen aufweisen, die zu ausgezeichneten Fließeigenschaften beitragen. Die steigenden Kosten der Channelruße veranlassten jedoch die Druckfarbenindustrie in vielen Fällen, Furnace-Ruße als Ersatz dafür zu verwenden. Es wird geschätzt, daß heute beispielsweise wenigstens etwa 60# aller Zeitungsdruckfarben und aller Heatset-Druckfarben Furnace-Ruße als Pigmente enthalten, und für diese Anwendungen erwiesen sich Furnace-Pigmentruße allgemein als völlig zufriedeneteilend·

Die Verwendung von Furnace-Rußen als Pigmente für Offset-Druckfarben oder lithographische Druckfarben lässt jedoch viel zu wünschen übrig. Diese Druckfarben müssen maximale Farbkraft und Deckkraft aufweisen, so daß hohe Rußkonzentrationen normalerweise angewendet werden, wobei Mengen bis zu 20 - 25 Gew.-% Ruß nicht ungewöhnlich sind. Bei so hohen Konzentrationen sind die Fließeigenschaften des Rußes von äußerst großer, wenn nicht ausschlaggebender Bedeutung. Zwar gibt es viele bekannte Behandlungen zur Verbesserung der Fließeigenschaften von Furnace-Rußen, jedoch sind die hierbei infrage kommenden Handhabungen im allgemeinen derart, daß die Anwendung dieser Behandlungen auf Furnace-Ruße gewöhnlich die Dispergierbarkeit des Pigments nachteilig beeinflußt. So erfordert die Verwendung eines so behandelten Furnace-Pigmentrußj9s einen höheren Energieaufwand, um den unerläßlich hohen Diepergierungsgrad zu erreichen, der bei Offset-Druckfärben oder lithographischen Druckfarben erforderlich ist. Demgemäß besteht ein'dringender Bedarf für ein Verfahren, bei dem ein verbesserter, leicht-dispergierbarer

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Furnace-Pigmentruß in flockiger Form und von gleichbleibender Qualität erhalten wird, der zur Verwendung in hohen Konzentrationen in Bindemitteln für Druckfarben besondere geeignet ist.

Gegenstand der Erfindung ist ein solches Verfahren zur Herstellung von verbesserten Pigmentrußen, und zwar von Furnaoe-Rußen in flookiger Form, die ausgezeichnete Fließeigensohaften und Farbkraft sowie hohe Dispergierbarkeit und damit· Eigenschaften aufweisen, die die Ruße als Pigment in Bindemitteln für Druokfarben besonders geeignet maohen· Die gemäß der Erfindung hergestellten Furnaoe-Pigmentruße lassen eich vorteilhaft in hohen Konzentrationen in lithographischen Druokfarben u.dgl. verwenden«

Ruße mit den vorstehend genannten Eigenschaften werden gemäß der Erfindung durch eine Kombination von Stufen erhalten, bei denen ein Purnaoe-Ruß mit einem bestimmten Oxydationsmittel behandelt und der oxydierte Ruß ansohliessend zu einer besonders ^;feinteiligen Form nach einem speziellen Abrieb- bew· Mahlverfahren zerkleinert wird. Im einzelnen besteht das Verfahren gemäß der Erfindung darin, daß man zuerst einen Furnaoe-Ruß mit einem Oxydationsmittel behandelt, das vorzugsweise aus der aus Salpetersäure, Stiokstoffoxyden und Ozon bestehenden Gruppe gewählt ist, wodurch der Gehalt an flüchtigen Bestandteilen des Rußes wesentlich erhöht wird, und anschließend den so behandelten Ruß mit Hilfe einer Strahlmühle zerkleinert· Der beim Verfahren gemäß der Erfindung erhaltene Furnaoe-Pigmentruß hat eine flockige Form, ausgezeichnete Fließeigensohaften, hohe Farbkraft und überraschend leichte Dispergierbarkeit insbesondere im Hinblick auf die Art und den Grad der Oxydation, der der Ruß unterworfen wurde·

Die Prinzipien der Erfindung sind auf fast alle Furnaoe-Ruß e anwendbar. Die beste Kombination von Eigenschaften im endgültigen Pigment, insbesondere die besten Fließeigensohaften, werden erzielt, wenn das Verfahren gemäß der Er-

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findung auf Furnace-Ruße angewendet wird, die ale sog· Ruße von "normaler und niedriger Struktur¹¹ bezeichnet werden« < '

Der Ausdruck "Struktur" itt schwierig zu definieren, da die "Struktur" eine primäre Eigenschaft des Rußes ist, die nicht unbedingt und gleichbleibend duroh irgendeine Eigenschaft oder Kombination von Eigenschaften beeinflußt wird. Im allgemeinen dient der Ausdruck in der Teohnik zur Bezeiohnung des Grades der Zusammenlägerung der Primärpartikel eines Rußes, und diese Eigenschaft laß sich am besten durch Untersuchung unter dem Elektronenmikroskop feststellen. Da alle Furnaoe-Ruße einen gewiesen Grad der Zusammenlagerung der Primärpartikel aufweisen, werden die einzelnen Ruße je naoh dem jeweiligen Grad ihrer Zusammenlagerung ale Ruße von niedriger, normaler oder hoher Struktur eingestuft ("low, normal or high struoture black"). Die Grenzlinien Äwisohen den Einstufungen als Ruß Von niedriger, normaler und hoher Struktur sind nicht scharf gezogen. Weitere Eigenschaften von Rußen, die von vielen als Hinweis auf die Struktur angesehen werden, sind die Leitfähigkeit und insbesondere dae Verhältnis des ölabsorptionsfaktors zum mittleren Teilchendurchmesser. Im allgemeinen variiert die Klassifizierung eines Rußes als Ruß von niedriger, normaler oder hoher Struktur unmittelbar mit dem Wert dieses Verhältnisses. Als besonders geeignet werden Öl-Purnace-Ruße angesehen, bei denen das Verhältnis von ölabsorption zum elektronenmikroskopisch ermittelten mittleren TeilchendurohmesBer weniger als etwa 6 beträgt, wobei die ölabsorption in kg Ö1/1OO kg Ruß und der Durchmesser in mu ausgedrüokt iet. In der folgenden !Tabelle sind einige im Handel erhältliohe Ruße des Typs aufgeführt, der von besonderem Interesse als Ausgangsmaterial für das Verfahren gemäß der Erfindung ist, nämlich Öl-Purnace-Ruße mit einem elektronenmikroskopisoh ermittelten mittleren Teilchendürchmesser zwischen etwa 20 und 30 mu, einem Ölabsorptionsfaktör zwischen

9 0 9 8 0 Λ / 1 1 3 β

fc. 5 -.

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etwa 50 und 120 kg ΰΐ/100 kg Ruß und einer Farbkraft zwisohen etwa 180 und etwa 240# eines Staniar*-8RF-Rußes ("eemlreinforolng gaa furnaoe blaok"),

	.labeile	I	Farb kraft (^ «ei Wertes Ton Sterling R·)	Verhältnis ölabsorption/ mittlerer Teilchen- durohmeaser
Ruß	Mittlerer Teilohen- durohmee- ser,eiek- tronenmi- krosko- plaoh BHi.	ölab- sorp- tion, kg öl/ 100 kg Ruß	220	3,46
Regal ]	JOO 26	90		3,49
Regal (	500 23	80	195	4,66/4,30
Tuloan	3 (HAS) 29	135/125	215	5,42
Tuloan	6(ISAf) 23	125		5,72
YuIoan	9 (3AF) 20	115

♦ Sterling R ist ein Gas-Furnaoe-Ruß, der Von der Anmelievin hergestellt wird und folgende Kennzahlen hati Nlgrometerwert etwa 100, Oberfläche aus der Stiokstoffadsorption etwa 23 m /g, mittlerer Teilohendurohatsser etwa 80 mw, vermessen aus elektronenmikroskopisohen Aufnahmen, ölabsorption etwa 70 kg 01/100 kg Ruß«

Es ist jedooh zu bemerken, iaß Aie vorstehen« als "Regal"« Ruße aufgeführten Ruße die bevorzugteste Ausführungsforader Erfindung darstellen* Biese lurnaoe-Ruße haben eine Struktur, die wesentlioh niedriger ist als normal, erkennbar an den Werten von weniger als A tür Aas Verhältnis von Ölabeorption zu Teilohendurohmesser· Biese Ruße werden normalerweise hergestellt duroh Zersetzung von Kohlenwassty·» stoffen in Gegenwart von Alkalizusätzen in geringen Konzentrationen gemäß den U.3.A.-Patenten 3 010 794 unt 3 010 795·

Die erste Stufe des Verfahrens gemäß der Erfindung, ««h«

die Oxydation, hat den Zweok, den in Frage kommenden Fur&aoe·«

Rußen verbesserte Fließeigenschaften zu verleihen* Ss ist

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allgemein bekannt, daß die Fließeigenschaften Ton Bußen im allgemeinen direkt mit ihrem Gehalt an flüchtigen Bestandteilen ia Zusammenhang stehen· Beispielsweise haben Channel-Buße τοη Fatur aus ausgezeichnete "lange" Ilieieigenaohaften· weitgehend bedingt dureh ihren hohen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen· Beispielsweise haben die meisten handelsüblichen Ghmnntl-Buße einen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von wenigstens etwa 5 Gew.-ji· lurnaoe-Buße haben dagegen selten einen so hohen Gehalt an flüchtigen Bestandteilen. Dieser Gehalt beträgt bei ihnen im allgemeinen etwa 1jC oder etwas weniger· Demgemäß können den Purnaoe-Bußen bessere Fließeigensohaften duroh Erhöhung ihres Gehalts an flüchtigen Bestandteilen verliehen werden, insbesondere duroh Oxydationsverfahren, bei denen der Furnaoe-Huß mit Oxydationsmitteln umgesetzt wird, die aktiver sind als molekularer Sauerstoff·

Zwar können viele Oxydationsmittel zur Verbesserung der Hießeigensohaften von Furnaoe-Rußen verwendet werden, jedooh werden diese Buße gemäß der Erfindung vorzugsweise mit Salpetersäure, Stiokatoffoxyden oder Ozon umgesetzt· Besonders bevorzugt als Oxydationsmittel wird Salpetersäure wegen ihrer verhältnismäßig leichten Handhabung, der mit ihrer Verwendung verbundenen wirtschaftlichen Vorteile und ■ insbesondere wegen ihrer stärkeren Wirksamkeit· Speziell wird die Behandlung der Furaaoe-Buße mit einer wässrigen Salpetersäurelösung bevorzugt. Das Verhältnis von lösung zu Büß ist nicht besonders wichtig, jedooh muß die Menge ausreichen, um eine gute Verteilung der Komponenten zu erzielen« Beispielsweise muß die Menge der Lösung unter übliohen Misohbedingungen"wenigstens ausreichen, um den behandelten Büß vollständig zu benetzen· Im allgemeinen kann vollständige Benetzung der meisten Buße duroh Verwendung einer ungefähr gleiohen Gewicht eine ng β Säurelösung und Büß erreicht werden, jedooh sind häufig etwas geringere Mengen geeignet· Höhere Lösungemengen komplizieren jedooh in ge~

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wissem MaQe die anschließende Trocknung der Ruße· .

Sie Bauer des Kontakte der HuBe mit der Lösung iet ebenfalle nicht besondere wesentlioh und hängt weitgehend davon ab, wie die Lösung und der Ruß gemischt werden« Ss wurde gefunden, daß ausgezeichnete lange Pließeigensohaften den in Frage kommenden Rußen wirksam verliehen werden können, wenn sie lediglieh gemieoht werden, bis sie gleiohmäßig mit wässrigen .Salpetersäurelöeungen mit Konzentrationen, von etwa 5-5θ£ HHOj oder etwa« höher benetzt sind, wobei ein «olohes Mengenverhältnis verwendet wird, daß die in einer Menge von etwa 5«·5<# oder mehr des Oewiohts

des Rußes vorhanden 1st, und anschließend de* eo behandelte· Ruß auf femperaturen ewieohen etwa 66 und 204⁰O β rhi tut ,wird, bis er trocken ist« In vielen Fällen, insbesondere bei den höheren Konzentrationen und Säureanteilen kann der Gehalt des Rußes an'flüchtigen Bestandteilen bit zu 12jC oder nooh mehr erreiohen· Me Trookentemperatur kann zwischen 66 und 2O4°0 variieren» Jedooh werden Temperaturen von 94--177⁰O besonders bevorzugt· Biese Temperaturen ergeben einen ausreichenden Gehalt an flüohtigen Beetandteilen im Ruß und vergrößern die Oberfläche (aus der Stiokstoffadsorption) nioht weβentlieh und beeinträchtigen die Struktureigensohaften des Rußes nioht nennenswert.

Ee wurde gefunden, daß optimale Bedingungen der Behandlung mit Salpetersäure gegeben sind, wenn etwa gleiohe Gewiohtsteile Ruß und Salpefrersäurelösungen mit HIKK-Konzentrationen zwischen etwa 10 und 30 Gew,-# verwendet werden und das erhaltene Gemisoh auf eine Temperatur von etwa 120⁰O er-* hitzt wird, bis es trooken ist«

Viele Methoden des Misohens der Salpetersäurelösung mit lern Ruß und viele Typen von Mieohern eignen sioh für die Zweoke der Erfindung· Beispielsweise kann die Säurelösung an Stelle der normalen Verperlungsflüssigkeit verwendet oder in anderer Weise einem flockigen Ruß zum Zeltpunkt des Verperlene zugesetzt werden· So kann der RuI mit der Lösung in der Ver-

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perlungsapparatur gemiaoht und auf diese Weise verperlt und anschließend in im wesentlichen regulären Apparaturen getrooknet werden·

Andere Möglichkeiten! den in Frage kommenden Rußen die gewünschten Oberflächenei-gensohaften zu verleihen, bestehen darin, den vorbefeuchteten oder suspendierten Ruß mit Salpetersäure oder dampfförmigen Stickstoffoxyden in geeigneter Konzetration und/oder Anteilen bei erhöhten Temperaturen, ζ·Β· zwischen etwa 65 und 20£f°0y umzusetzen*

Bine geeignete Behandlung des Rußes kann auoh erfolgen, indem man nioht erhitzte Gemische von NO und Luft über den Ruß leiteti während dieser in einer Kammer gewälzt wird, die auf eine Temperatur oberhalb von 65⁰O und vorzugsweise nioht über etwa 205⁰O erhitzt ist« Der Ruß wird anschließend mit Luft durchgeblasen, um eingeschlossene oder anhaftende Dämpfe zu entfernen·

Die entscheidend wiohtigen Oberflächeneigensohaften für Verbesserte KLießeigenschaften können den .'QPurnace-Rußen auoh verliehen werden, indem sie mit einem Strom frisch erzeugten Ozons bei etwa Raumtemperatur oder etwas darüber für eine Zeitdauer, die zur Wechselwirkung zwischen dem Osson und dem Ruß ausreicht, in Berührung gebracht werden. Der Oaon kann hergestellt werden, indem Luft Qder Sauerstoff durch eine stille Entladung bei hoher Spannung/über Quecksilberdampf e geführt wird, Auoh andere geeignete Methoden können angewendet werden· Im allgemeinen werden die besten Reaktionsbedingungen erzielt, wenn man eine langsam rotierende flrnohe Sohioht des Rußes von einigen Zoll Höhe mit einem Gas busammenführt, das etwa 1-10$ Ozon enthält. Die Gesamtmenge an Ozon, die zur Behandlung des Rußes erforderlioh iet, kann zwischen etwa 1 und 10 kg/100 kg Ruß liegen', jedoch werden gewöhnlioh Mengen von etwa 2-8 kg Ozon/100 kg Ruß bevorzugt. Die Kontaktdauer hängt von den Konzentrationen unl Mengenverhältnissen von Ozon und Ruß ab, jedoch sind gewöhnlieh Zeiten von etwa 0,5-12 Stunden ausreichend. Die

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Temperatur sollte normalerweise 150°C nioht überaohreiten und braucht in den meisten Fällen nioht höher zu sein als etwa 65⁰O.

In der zweiten Stufe des Verfahrene gemäß der Erfindung erfolgt die Zerkleinerung der oxydierten Furnaoe-Rußteil.. ohen· Die Art der Zerkleinerung des Rußes ist besonders wichtig, da duroh bloße Verkleinerung der Rußteilohen auf eine feine Zusammenlagerung nicht die besonderen Vorteile erhalten werden, die gemäß der Erfindung erzielt werden. Ea wurde gefunden_t daß der erforderliohe Grad der Dispergierbarkeit des Pigments nur erzielbar ist, wenn die Verkleinerung, der Teilchen des oxydierten Rußes duroh Abrieb

όθγ Energie fließender Medien mit Hilfe ettBcBtth-Eea/erfolgt« für die Zweoke der Erfindung kommen hierbei Verfahren in Frage, bei denen die zu verkleinernden Teilohen von einem fließenden Medium mitgerissen werden und ihr Abrieb duroh mit hoher Energie erfolgende Kollisionen zwisohen den Teilchen erreioht wird. Im Gegensatz dazu erfolgt bei anderen Feinmahlverfahren die Verkleinerung duroh Mahlen beispielsweise mit Metallkugeln oder duroh mit hoher Energie erfolgende Kollision der Teilohen mit festen Gegenständen, z.B. sohnell rotierenden Hämmern oder Messern o.dgl.

Eine genaue Erklärung, warum der Abrieb duroh die Energie fließender Medien für die Herstellung eines überrasohend leioht dispergierbaren Pigments so vorteilhaft ist, kann nicht gegeben werden. Es wurde jedoch festgestellt, daß der Abrieb duroh die Energie fließender Medien bedeutende Veränderungen in den oberflächlichen ohemiaohen Gruppen der oxydierten Ruße verursaoht, besonders wenn höhere Temperaturen auftreten. Der genaue Meohanismus, naoh dem diese Veränderungen stattfinden, ist nioht bekannt, jedoch wird angenommen, daß diese Veränderungen ein wiohtiger Faktor sind, der zu den Vorteilen beiträgt, die gemäß der Erfindung erzielbar sind.

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- ίο -

Beispiel 1

Dieses Beispiel vergleicht die Eignung von gemäß der Erfindung behandelten repräsentativen Furnaoe-Rußpigmenten mit der Eignung eines handelsüblichen Rußes j für die Verwendung in Druckfarben,

ιY-1656, ein SAF~Ö1-Furnaoe-Rußjwurde gemäß den genannten U.S.A.-Patenten hergestellt. Repräsentative Eigenschaften !dieses Rußes sind ein Hiigrometerwert von etwa 79"|5j eine Farbkraft von etwa 253» ein ölabsorptionsfaktor von etwa

\ 83 kg 01/100 kg Ruß und ein Gehalt an flüchtigen Bestandteilen von etwa 1,3#. 113t4 kg 7-1656 wurden mit Salpetersäure bei einer Temperatur von etwa 150⁰C 5 Stunden in einer Trockentrommel bei 3 UpM gut gemischt» Der so behandelte Ruß hatte folgende Eigenschaften: Nigrometerwert 82,3, Farbkraft etwa 227, ölabsorptionsfaktor etwa 64 kg 01/100 kg Ruß, 712$ flüchtige Bestandteile.

»Regal 330" ist ein Öl-Furnaoe-Ruß von niedriger Struktur, der ebenfalls gemäß den genannten U.S.A,-Patenten hergestellt wird. Repräsentative Eigenschaften von "Regal 330" sind ein Kigrometerwert von etwa 85|3, eine Farbkraft von etwa 239, ein ölabsorptionsfaktor von etwa 64 kg 01/100 kg Ruß und etwa 0*65$ flüchtige Beatandteile. 113,4 kg "Regal 330" wurden mit Salpetersäure auf die gleiche Weise wie der Ruß "V-1656" behandelt. Der so behandelte Ruß hatte folgende Eigenschaften: Kigrometerwert etwa 87,8, Farbkraft etwa 223, olabsorptionafaktor etwa 61 kg Ruß, Gehalt an flüchtigen Bestandteilen etwa 3,42$.

Proben von je 25 g" de» mit Salpsberaäure behandelten Rußes T-1656 und des Rußes "Regal 330" wurden mit je 75 g eines üblichen Bindemittels für lithographische Druokfarben gemischt. Selbst naoh 6 Durchgängen durch einen Dreiwalzenmiaoher waren die Farbtiefe und die Gesamtd'ispergierung ier erhaltenen Pasten so sohleoht, daß keine Paste als Pigment für Druokfarben geeignet war,,_

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OernäS der Erfindung wurden Proben des oxydierten RuSes "V-1656" und dee oxydierten Rufles "Regal 330" duroh eine Strahlmühle serkleinert» Im vorliegenden Pail-wurde als Strahlmühle ·1η 4"~Mioronie;er verwendet« der mit Druokluft von 7 kg/s» bei Raumtemperatur als Mahlmedlum arbeitete· (Ss 1st zu bemerken, daß normalerweise bei Verwendung eines Mioronieere die !Druckluft *uf Temperaturen von etwa 319⁰O oder etwas darüber vorgewärmt wird, so dafl die beim vor- . lief enden Verpuoh angewendeten Bedingungen nioht die wirksamsten für das Mahlen «tit fltrahlmühlen sind« Allgemein kann festgestellt Werden, das die Wirksamkeit der Zerkleinerung mit ßträhliiühlen gemäS der Erfindung um so besser 1st, je höher der Druok des Mahlmediums innerhalb der möglichen Grenzen des praktlsohen Betriebs liegt«)

Je 2| g der luft· wurden dann mit js 79 g des genannten Bindemittel· für lithographisohe Druokfarben gemlsoht« Für VergleichsBweoke wurde eine 2$ g-Prob· des RuBtB «Mogul Aⁿ ebenfalls mit T5 g des Bindemittels für lithographisohe ihruokfarben gemleoht. "Mogul A" let ein lanffließender handelsübliche* (Jhannel^Ruö, der allgemein lbs» . kann ist und sehr weitgehend als Druokfarbenpigment ins*- besondere für Idtho-Druokfarben verwendet wird« Jedes Oemlsoh von Ruß und Bindemittel wurde viermal duroh ,einen bei 29⁰O gehaltenen Dreiwaleenmieoher gegeben« Kaoh jedem Duroh* gang wurde tine Probe der Past« genommen» Die Proben wurden auf P.O.-Feinheit (ein Maß der Diepergierberkeit), Fließ« eigensohaften und NaQfarbtief· geprüft. Die folgenden Werte wurden als Duroheohnitt einer großen Zahl von Versuehen er- _f mittelt. Ferner wird bemerkt, daß unter den sorgfälUg | kontrollierten Bedingungih dieses Beispiele ein Untereohied { von t/4 beim p.o.-ieinheltetes^ sXs Hulerst bedeutsam ange- '} sehen wird« ' ■ ..'.■·.,. _; .;■.:

BADOWQIKAL .\\

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Tabelle II		2
P.C.-Feinheit
Ruß Durchgänge auf P
Dre!walzen mischer Speos
Oxydierter Ruß 1 8,25
V-1656 2 8,25	.C.-Feinheit
3 8,25	Kratzer
4 8,25	9,5
Oxydierter Ruß 1 8,5	9,5
Regal 330 . 2 9	9,5
3 9	9,75
4 9,25	9,5 .
Mogul A 1 7,25	10
(Vergleloheprobe) 2 7,5	10
3 7,75	10 .
4 8,25	8,5
Tabelle III	8,75
Fließeigenechaften	8,75
Ruß Bewertung (nur 4.Durchgang) 1 = am besten	9
Oxydierter Ruß V-I656 2
Oxydierter Ruß Regal 330 1
Mogul A (Vergleichsprobe) 3	Bemerkungen
Tabelle IV	sehr langfließend
Farbe (nur erster Durchgang)	tt tt ·
klebrig, aber lang fließend
RuB Naßfarbtiefe "Drawdown of wof Gloss Rating* Glossy Paper 1 = am dunkelsten Rating" 1= am dunkelsten
Oxydierter Ruß V-I656 1
Mogul A (Vergleichsruß) 2

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Aus den vorstehenden Werten ist ereichtlioh, dad die gemäß der Erfindung hergestellten oxydierten ?urnaoe~Ru0e in der lignung einem handelsüblichen Channel-Buß überlegen sind, der immer nooh einen bedeutenden kommerziellen Erfolg al· Pigment für Druckfarben aufweist« Aus Tabelle Zl geht hervor, daß die gemäß der Erfindung hergestellten RuBe leiohte» dispergierbar sind als der Channel-Ruß, Die P,0#-feinheitewerte der erfindungsgemäßen Ruße sind also 'selbst naoh nur einem Durchgang duroh den Dreiwalzenmieoher überraaohend ho oh*

Die Tabellen III und IV lassen erkennen) daß die fließeigen·* sohaften und die Jarbeigensohaften der gemäß der Brfindung hergestellten lurnaoe-Rufl· ebenfalls den entsprechenden ügensohafte» des handelsübliohen Ohannel-Rußes allgemein überlegen sind·

Beispiel 2

Bin direkter Vergleich wird vorgenommen «wie one η der er-· findungsgemäßen Zerkleinerung de· oxydierten Hui·· (Strahl·* mühle) und anderen Mahlmethoden, wobei der Grad der Pigment» dispergierung angegeben wird, der in jedem lall erfielt vftird«

Die in Beispiel 1 genannten oxydierten Ruße V*1656 und Regal 330 wurden a) naoh der in Beispiel 1 beschriebenen Methode (Strahlmühle) und b) mit iwei anderen bekannten Mühlen zerkleinert, nämlioh mit dem Mlkvcrpulverii·* und Mikroatomiaer, die beide in der Seohnik al· hoohtourige Hammermühlen eingestuft sind· Zwar arbeiten die·· Hammermühlen beide naoh dem gleiohen Priniip, jedooh gehören iu den rotierenden !lementen eines Mikroatomizers nipht nur Hämmer, sondern auoh klassierend· Räder und ßqb^ii·· Beide Vorrichtungen sind in der Läget Ruße auf eine besondere 'fein·, allgemein gleichmäßige Aggregatgrufl· au zerkleinern« Bin· ausführliche Beβöhreibung eamtlioher genannten Mühlen findet sioh auf den Seiten 130*146 von «Ohemioal Bngineeting Hewe* vom 1O>12.1962.

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Je 25 g der nach den. verschiedenen Methoden gemahlenen Ruß· wurden mit 4· 75 g einte Staniard-Bindemittels für Idtho-Druokferben gemischt· Jede« Genieoh wujdt dann Tiermal duroh «inen bei 29⁰O gehaltenen Dreiwalaenmlaoher gegeben· Naoh jedem Durohgang wurden Proben der Paste getiommen_y an denen die P,O»-Feinheit bestimmt wurde* folgende Werte wurden ermittelt ι

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Aue den vorstehend genannten P.O.-Feinheitewerten iet ofiensiohtlioh, daß die gemäß der Erfindung hergestellten Pigmente im Vergleich zu Pigmenten, die nach anderen M&hlmethoden hergeetellt werden, überraschend diapergierbar sind. Beispielsweise haben die gemäß der Erfindung hergestellten Pigmente eine ausgezeichnete Dispergierbarkeit bereits nach nur einem Durchgang durch den Dreiwalzenmiaoher. Im Gegensatz dazu haben andere Pigmente, die etwa die gleiche Aggretgatgröße haben, jedoch nach anderen Mahlmethoden zer*· kleinert wurden, eine verhältnismäßig schleohte Dispergierbarkeit. Ferner ist festzustellen, daß der Grad der Disper-r· gierbarkeit der nach anderen Mahlmethoden zerkleinerten Pigmente nach vier Durchgängen nicht einmal den Anfangsgrad der Dispergierbarkeit der erfindungsgemäßen Pigmente erreioht· Die Vorteile der Erzielung eines hohen Grades der Dispergierbarkeit bereits nach nur einem Durchgang durch einen Dreiwalzenmisoher sind augenscheinlich, da der Gesamtwirkungsgrad der Verfahren zur Herstellung von Druckfarben hierduidi stark begünstigt wird.

Zwar wurden in den Beispielen nur Ruße von niedriger Struktur genannt, jedoch werden die Vorteile, die sich aus der Anwendung der Erfindung ergeben, auch bei allen anderen handelsüblichen Furnaoe-Rußen erzielt.

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Claims (5)

U67A33 - 17 -Patentanaprüohe

1.) Verfahren zur Herstellung eines verbesserten Pigmentes auf Rußbasis, daduroh gekennzeichnet« daß man Furnaoe-Ruß bis auf einen Gehalt an flüchtigen Anteilen von wenigstens etwa 2 Gew.-£ oxydiert und dann einer Abrieb-Behandlung unter dem Einfluß der Energie fließender Medien unterwirft.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß man in die Abriebsbehandlung ein Material einsetzt, das die folgenden Eigenschaften besitzt: Durchschnittlicher Teilchendurchmesser (elektronenmikroskopieoh) zwischen etwa 20 und 30 Wi Millimicron, ölabsorptionsfaktor zwischen 50 und 120 kg öl/ 100 kg Ruß, Verhältnis von Ölabsorption/durohschnittlioher Teilchendurohmesser weniger als etwa 6, und Oehalt an flüchtigen Anteilen wenigstens etwa 2 Gew.-£.

3.) Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, daduroh gekennzeichnet, daß man einen Furnaoe-Ruß niedriger Struktur einsetzt.

4.) Verfahren naoh Ansprüchen 1 bis 3, daduroh gekennzeichnet, daß man als Oxydationsmittel Salpetersäure, Stickoxyd und/oder Ozon einsetzt, wobei vorzugsweise der Ruß mit einer etwa 5 bis etwa 50 Gew.-% HNO, enthaltenden Lösung gleichmäßig gemischt und die Misohung dann bei Temperaturen zwischen etwa 90 und etwa 18O°C getrocknet wird·

5.) Verfahren zur Herstellung eines verbesserten Druckpigmentes in flockiger Form, daduroh gekennzeichnet, daß Furnaoe-Ruß einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 20 bis 30 Millimioron, einem öladsorptionsfaktor zwischen etwa $0 und 140 kg öl / 100 kg Ruß, einem Verhältnis von ölabsorptionjfaurohsohnittliohe ' Teilchengröße nioht mehr als etwa 6 mit Salpetersäure, Stftokoxyd und/oder Ozon oxydiert wird, bis die flüchtigen Anteile des Rußes um wenigstens etwa 100 Oew.-ji/bezogen auf die ursprUnglioh vorliegenden flüchtigen Anteile erhöht worden sind

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und daß dann das so oxydierte Material einer Abriebsbehandlung unter dem Einfluß der Energie eines fließenden Mediums unterworfen wird·

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