DE19731572A1

DE19731572A1 - Pigmentpräparationen

Info

Publication number: DE19731572A1
Application number: DE19731572A
Authority: DE
Inventors: Helmut-Martin Dipl Chem Meier; Peter-Roger Nyssen; Dirk Pfuetzenreuter
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer Chemicals AG
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 1999-01-28

Description

Die Erfindung betrifft Pigmentpräparationen, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung beispielsweise als Drucktinten für den Ink-Jet Druck.

Wäßrige Drucktinten für den Tintenstrahldruck sind sowohl auf Basis wasserlösli cher organischer Farbstoffe als auch auf Basis organischer Farbpigmente an sich bekannt und in vielen Veröffentlichungen beschrieben. Gegenüber den löslichen Farbstoffen liefern Pigmente generell eine verbesserte Lichtechtheit der erhaltenen Ausdrucke; allerdings ist auch bekannt, daß die Ink-Jet Drucke der meisten Pig mente nicht die gleiche Brillanz erreichen wie Farbstoffe. Zwar kann die Brillanz der Drucke durch eine besonders hohe Feinverteilung der Pigmentpartikel verbes sert werden, damit einher geht jedoch in der Regel ein Verlust an Lichtechtheits eigenschaften (vgl. Herbst, Hunger: Industrielle Organische Pigmente, VCM, Verlagsgesellschaft, Weinheim (1987), S. 135-136).

Gemäß EP-A-633 142 kann die Brillanz beispielsweise durch Wahl geeigneter Additive für die Tinten oder durch Wahl geeigneter Drucksubstrate wie beispiels weise entsprechend beschichteter Papiere verbessert werden. Das Problem sowohl brillante als auch lichtechte Pigmente beispielsweise für den Ink-Jet Druck bereit zustellen, ist jedoch vom Stand der Technik noch nicht befriedigend gelöst worden.

Die Erfindung betrifft Pigmentpräparationen enthaltend

a) Pigment,
b) Dispergiermittel und
c) eine Verbindung aus der Gruppe der Terpene, Terpenoide, Fettsäuren und Fettsäureester.

Die Pigmente der erfindungsgemäßen Pigmentpräparationen unterliegen keiner Be schrankung. Sie können organischer oder anorganischer Natur sein. Geeignete or ganische Pigmente sind z. B. solche der Azo-, Anthrachinon-, Thioindigo-Reihe, ferner andere polycyclische Pigmente, z. B. aus der Phthalocyanin-, Chinacridon-, Dioxazin-, Naphthalintetracarbonsäure-, Perylentetracarbonsäure- oder Isoindolin- Reihe sowie Metallkomplex-Pigmente oder verlackte Farbstoffe wie Ca-, Mg-, Al-Lacke von sulfonsäure- und/oder carbonsäuregruppenhaltigen Farbstoffen sowie Ruß, von denen eine große Zahl beispielsweise aus Color Index, 2. Auflage, be kannt ist. Geeignete anorganische Pigmente sind beispielsweise Zinksulfide, Ul tramarin, Titandioxide, Eisenoxide, Nickel- oder Chromantimontitandioxid, Cobaltblau, Chromoxide und Chromatpigmente. Vorzugsweise wird Ruß einge setzt, der im Rahmen dieser Anmeldung auch als Pigment betrachtet wird.

Besonders bevorzugte Pigmente der erfindungsgemäßen Pigmentpräparationen sind beispielsweise Phthalocyaninpigmente, wie Pigment Blue 15, Pigment Green 7, Arylamid-Pigmente wie Pigment Yellow 83, Pigment Yellow 17, Monoazo-Pig mente wie Pigment Red 48, Litholpigmente, Disazokondensationspigmente, wie Pigment Red 166, sowie Ruße, Zinksulfide und Ultramarine. Ganz besonders be vorzugt sind Ruße mit einer BET-Oberfläche von 30 bis 230 m²/g, insbesondere saure Ruße (oxidierte) nach dem Furnace- oder Gasrußverfahren.

Besonders bevorzugt sind die in der noch unveröffentlichten DE-A 19 712 486 be schriebenen Gelbpigmente der dortigen Formeln (I) bis (III), die zum Gegenstand dieser Anmeldung zu zählen sind, insbesondere C.I. Pigment Yellow 139, C.I. Pigment Yellow 150 und C.I. Pigment Yellow 185.

Dispergiermittel b)

Unter Dispergiermittel im Rahmen dieser Anmeldung wird eine die Pigmentteil chen in ihrer feinen partikulären Form in wäßrigen Medien stabilisierende Sub stanz verstanden. Unter fein partikulär wird vorzugsweise eine Feinverteilung von 0,001 bis 5 µm verstanden, insbesondere von 0,005 bis 1 µm, besonders bevorzugt von 0,005 bis 0,5 µm.

Geeignete Dispergiermittel sind beispielsweise anionisch, kationisch, amphoter oder nichtionogen.

Geeignete anionische Dispergiermittel sind insbesondere Kondensationsprodukte von aromatischen Sulfonsäuren mit Formaldehyd, wie Kondensationsprodukte aus Formaldehyd und Alkylnaphthalinsulfonsäuren oder aus Formaldehyd, Naphthalin sulfonsäuren und/oder Benzolsulfonsäuren, Kondensationsprodukte aus gegebenen falls substituiertem Phenol mit Formaldehyd und Natriumbisulfit. Geeignet sind außerdem Dispergiermittel aus der Gruppe der Sulfobernsteinsäureester sowie Alkylbenzolsulfonate. Außerdem sulfatierte, alkoxylierte Fettsäurealkohole oder deren Salze. Als alkoxylierte Fettsäurealkohole werden insbesondere solche mit 5 bis 120, vorzugsweise 5 bis 60, insbesondere mit 5 bis 30 Ethylenoxid versehene C₆-C₂₂-Fettsäurealkohole, die gesättigt oder ungesättigt sind, insbesondere Stearylal kohol, verstanden. Besonders bevorzugt ist ein mit 8 bis 10 Ethylenoxideinheiten alkoxylierter Stearylalkohol. Die sulfatierten alkoxylierten Fettsäurealkohole liegen vorzugsweise als Salze, insbesonders als Alkali oder Aminsalze, vorzugsweise als Diethylaminsalz vor. Weiterhin kommen vor allem Ligninsulfonate in Betracht, z. B. solche, die nach dem Sulfit- oder Kraft-Verfahren gewonnen werden. Vorzugs weise handelt es sich um Produkte, die zum Teil hydrolysiert, oxidiert, propoxy liert, sulfoniert, sulfomethyliert oder desulfoniert und nach bekannten Verfahren fraktioniert werden, z. B. nach dem Molekulargewicht oder nach dem Sulfonie rungsgrad. Auch Mischungen aus Sulfit- und Kraftligninsulfonaten sind gut wirk sam. Besonders geeignet sind Ligninsulfonate mit einem durchschnittlichen Mole kulargewicht zwischen 1 000 und 100 000, einem Gehalt an aktivem Ligninsulfonat von mindestens 80% und vorzugsweise mit niedrigem Gehalt an mehrwertigen Kationen. Der Sulfonierungsgrad kann in weiten Grenzen variieren.

Als nichtionische Dispergiermittel kommen beispielsweise in Frage: Umsetzungs produkte von Alkylenoxiden mit alkylierbaren Verbindungen, wie z. B. Fettalkoho len, Fettaminen, Fettsäuren, Phenolen, Alkylphenolen, Arylalkylphenolen, wie Styrol-Phenol-Kondensate, Carbonsäureamiden und Harzsäuren. Hierbei handelt es sich z. B. um Ethylenoxidaddukte aus der Klasse der Umsetzungsprodukte von Ethylenoxid mit:
a1) gesättigten und/oder ungesättigten Fettalkoholen mit 6 bis 22 C-Atomen oder
b1) Alkylphenolen mit 4 bis 12 C-Atomen im Alkylrest oder
c1) gesättigten und/oder ungesättigten Fettaminen mit 14 bis 20 C-Atomen oder
d1) gesättigten und/oder ungesättigten Fettsäuren mit 14 bis 20 C-Atomen oder
e1) hydrierte und/oder unhydrierte Harzsäuren.

Als Ethylenoxid-Addukte kommen insbesondere die unter a1) bis e1) genannten alkylierbaren Verbindungen mit 5 bis 120, insbesondere 5 bis 100, insbesondere 5 bis 60, besonders bevorzugt 5 bis 30 Mol Ethylenoxid in Frage.

Als Dispergiermittel eignen sich ebenfalls die aus den prioritätsälteren, aber nicht vorveröffentlichten DE-A 19 712 486 oder aus DE-A 19 535 246 bekannten Ester des Alkoxylierungsproduktes der Formel (X), die der Formel (XI) entsprechen sowie diese gegebenenfalls in Mischung mit den zugrundeliegenden Verbindungen der Formel (X). Das Alkoxylierungsprodukt eines Styrol-Phenol-Kondensats der Formel (X) ist wie nachfolgend definiert:

in der
R¹⁵ Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl bedeutet,
R¹⁶ für Wasserstoff oder CH₃ steht,
R¹⁷ Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkoxy, C₁-C₄-Alkoxycarbonyl oder Phenyl bedeutet,
m eine Zahl von 1 bis 4 bedeutet,
n eine Zahl von 6 bis 120 bedeutet,
R¹⁸ für jede durch n indizierte Einheit gleich oder verschieden ist und für Was serstoff, CH₃ oder Phenyl steht, wobei im Falle der Mitanwesenheit von CH₃ in den verschiedenen -(-CH₂-CH(R¹⁸)-O-)-Gruppen in 0 bis 60% des Gesamtwertes von n R¹⁸ für CH₃ und in 100 bis 40% des Gesamtwertes von n R¹⁸ für Wasserstoff steht und wobei im Falle der Mitanwesenheit von Phenyl in den verschiedenen -(-CH₂-CH(R¹⁸)-O-)-Gruppen in 0 bis 40% des Gesamtwertes von n R¹⁸ für Phenyl und in 100 bis 60% des Ge samtwertes von n R¹⁸ für Wasserstoff steht.

Die Ester der Alkoxylierungsprodukte (X) entsprechen der Formel (XI)

in der
R^15', R^16', R^17', R^18', m' und n' den Bedeutungsumfang von R¹⁵, R¹⁶, R¹⁷, R¹⁸, m bzw. n, jedoch unabhängig hiervon, annehmen,
X die Gruppe -SO₃, -SO₂, -PO₃ oder -CO-(R¹⁹)-COO bedeutet,
Kat ein Kation aus der Gruppe von H , Li , Na , K NH₄ oder HO-CH₂CH₂-NH₃ ist, wobei im Falle von X = -PO₃ zwei Kat vorlie gen und
R¹⁹ für einen zweiwertigen aliphatischen oder aromatischen Rest steht, vor zugsweise für C₁-C₄-Alkylen, insbesondere Ethylen, C₂-C₄- einfach unge sättigte Reste, insbesondere Acetylen oder gegebenenfalls substituiertes Phenylen, insbesondere ortho-Phenylen steht, wobei als mögliche Substitu enten vorzugsweise C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkoxy, C₁-C₄-Alkoxycarbonyl oder Phenyl in Frage kommen.

Spezielle Einzelverbindungen der Formel (M) sind beispielsweise aus DE-A 19 712 486 und Gemische der Formeln (X) und (XI) sind beispielsweise DE-A-19 535 256 bekannt, die jeweils Bestandteile dieser Anmeldung sind.

Als ein bevorzugtes Dispergiermittel der Komponente b) wird die Verbindung der Formel (XI) eingesetzt. Vorzugsweise eine Verbindung der Formel (XI), worin X einen Rest der Formel -CO-(R¹⁹)-COO- bedeutet und R¹⁹ die obige Bedeutung be sitzt.

Bevorzugt ist ebenfalls als Dispergiermittel eine Verbindung der Formel (XI) zusam men mit einer Verbindung der Formel (X) einzusetzen. Vorzugsweise enthält das Dis pergiermittel in diesem Fall 5 bis 99 Gew.-% der Verbindung (XI) und 1 bis 95 Gew.-% der Verbindung (X).

Als polymere Dispergiermittel kommen beispielsweise wasserlösliche sowie was ser-emulgierbare Typen in Frage, z. B. Homo- sowie Co-Polymerisate, wie statisti sche- oder Block-Copolymerisate.

Besonders bevorzugte Dispergiermittel sind polymere Dispergiermittel wie bei spielsweise AB-, BAB- und ABC-Blockcopolymere. In den AB- oder BAB-Block copolymeren ist das A-Segment ein hydrophobes Homopolymer oder Copolymer, das eine Verbindung zum Pigment sicherstellt und der B-Block ein hydrophiles Homopolymer oder Copolymer oder ein Salz davon und stellt das Dispergieren des Pigmentes im wäßrigen Medium sicher. Derartige polymere Dispergiermittel und deren Synthese sind beispielsweise aus EP-A 518 225 sowie EP-A 556 649 be kannt.

Das Dispergiermittel wird vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 100 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das eingesetzte Pigment in der Pig mentpräparation, verwendet.

Komponente c)

Als bevorzugte Verbindungen der Komponente c) seien genannt:
Ocimen, Myrcen, Geraniol, Nerol, Linalool, Citronellol, Geranial, Citronellal, Neral, Limonen, Menthol, beispielsweise (-)-Menthol, Menthon oder bicyclische Monoterpene, gesättigte und ungesättigte Fettsäuren mit 6 bis 22 C-Atomen, wie beispielsweise Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure und Linolensäure oder Mischun gen davon.

Die erfindungsgemäßen Pigmentpräparationen können beispielsweise in fester Form beispielsweise als Pulver oder Granulat oder als wäßrige Dispersion vorliegen. Bevorzugt sind wäßrige Dispersionen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße Pigmentpräparation

a) 0,2 bis 60 Gew.-%, insbesondere 0,2 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,2 bis 10 Gew.-% mindestens eines Pigments,
b) 0, 1 bis 100. Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 60 Gew.-% Dispergiermittel, bezogen auf eingesetztes Pigment,
c) 1 bis 1 00 Gew.-%, vorzugsweise 4 bis 80 Gew.-%, bezogen auf Pigment, der Verbindung der Komponente c) wie oben beschrieben und
d) 10 bis 98 Gew.-%, insbesondere 30 bis 98 Gew.-% Wasser.

Die erfindungsgemäßen Pigmentpräparationen können selbstverständlich neben den Komponenten a), b), c) und gegebenenfalls d) auch weitere Zusätze enthalten.

So können beispielsweise als weitere Komponente e) organische Lösungsmittel zugegen sein. Besonders geeignet sind in Wasser lösliche organische Lösungs mittel. Bevorzugt sind solche, die eine Löslichkeit von größer als 0,5 g/100 g Wasser aufweisen.

Als geeignete organische Lösungsmittel kommen beispielsweise in Frage:
aliphatische C₁-C₄-Alkohole, wie Methanol, Ethanol, Isopropanol, n-Propanol, n-Butanol, Isobutanol oder tert.-Butanol, aliphatische Ketone, wie Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon oder Diacetonalkohol, Polyole, wie Ethy lenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tri methylolpropan, Polyethylenglykol mit einem mittleren Molgewicht von 100 bis 4000, vorzugsweise 400 bis 1500 g/mol oder Glycerin, Monohydroxyether, vor zugsweise Monohydroxyalkylether, besonders bevorzugt Mono-C₁-C₄-alkylglykol ether wie Ethylenglykolmonoalkyl-, -monomethyl-, -diethylenglykolmonomethyl ether oder Diethylenglykolmonoethylether, Diethylenglykolmonobutylether, Di propylenglykolmonoethylether, Thiodiglykol, Triethylenglykolmonomethylether oder -monoethylether, ferner 2-Pyrrolidon, N-Methyl-2-pyrrolidon, N-Ethyl-pyrro lidon, N-Vinyl-pyrrolidon, 1,3-Dimethyl-imidazolidon, Dimethylacetamid sowie Dimethylformamid.

Es kommen auch Gemische der erwähnten Lösungsmittel in Betracht.

Die Menge des organischen Lösungsmittels beträgt vorzugsweise 1 bis 40, insbe sondere 2 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Pigmentpräparationen.

Bevorzugt beträgt die Menge an Wasser und organischem Lösungsmittel 20 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 97 Gew.-%, bezogen auf die Pigmentpräparationen.

Die Erfindung betrifft weiterhin Pigmentpräparationen, enthaltend neben den Komponenten a) bis d) ein organisches Lösungsmittel aus der wie oben stehend bevorzugten Gruppe. Diese Präparationen enthalten vorzugsweise 1 bis 40, insbesondere 2 bis 20 Gew.-% an organischem Lösungsmittel. Bevorzugt enthalten sie Wasser und organisches Lösungsmittel in einer Menge von 20 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 97 Gew.-%. Diese Pigmentpräparationen werden vorzugsweise als Drucktinten für den Ink-Jet-Druck verwendet.

Weiterhin kann die als Drucktinte verwendete, aber auch die anderweitig verwen dete Pigmentpräparation Mittel zur Einstellung der Viskosität enthalten wie bei spielsweise Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Methylcellulose u. a. dem Fach mann bekannte Mittel. Für die Drucktinte sind solche Mittel bevorzugt nur dann, wenn sie die Stabilität der Drucktinte, das Druckverhalten und das Trocknungs verhalten auf Papier nicht negativ beeinflussen.

Zusätzlich zu den genannten Komponenten können die erfindungsgemäßen Druck tinten bzw. Pigmentpräparationen noch einen Anteil von 0 bis 15 Gew.-%, vor zugsweise 0,5 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Präparation bzw. Drucktinte eines anderen, oberflächenaktiven Mittels enthalten. Diese können bei der Drucktinte grundsätzlich eingesetzt werden z. B. zur Regulierung der Oberflächenspannung der Tinte, ferner zur Verhinderung der Tropfenbildung oder des Auslaufens an der Düsenaustrittsfläche des Druckkopfes und zur Einstellung des Benetzungs- und Trocknungsverhaltens der Tinte auf unterschiedliche Substratarten (Papiere). Der artige oberflächenaktive Mittel sind dem Fachmann in Form von am Markt zu gänglichen Produkten bekannt. Bei der Auswahl der oberflächenaktiven Mittel sollten diese nicht die Stabilität der als Drucktinte verwendeten Pigmentpräparation oder die verwendeten Druckkopfmaterialien beeinträchtigen.

Außerdem können die erfindungsgemäß verwendeten Pigmentpräparation weitere ionogene als auch nicht-ionogene Hilfsmittel enthalten. Sofern das Dispergiermittel ionische Gruppen enthält, sollten diese Hilfsmittel vorzugsweise nicht-ionogen oder von gleicher Ionogenität sein.

Grundsätzlich können die Pigmentpräparationen noch Konservierungsmittel, Licht schutzmittel, weitere Tenside und gegebenenfalls auch pH-Regler enthalten.

Beispiele für pH-Regler sind NaOH, Ammoniak oder Aminomethylpropanol, N,N-Dimethylaminoethanol.

Beispiele für Konservierungsmittel sind Methyl- und Chlormethyl-isothiazolin-3- on, Benzisothiazolin-3-on oder Mischungen davon.

Beispiele für Lichtschutzmittel sind UV-Absorber.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsge mäßen Pigmentpräparationen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Pig ment mit dem Dispergiermittel b), der Verbindung der Komponente c) und gegebe nenfalls weiteren Zusätzen homogenisiert und naßzerkleinert.

Im allgemeinen wird das Pigment a) in Pulverform oder in Form des wasserfeuch ten Preßkuchens zusammen mit einem Teil des Dispergiermittels b), wenigstens einem Teil der Komponente c) und Wasser, vorzugsweise deionisiertem Wasser, zu einer homogenen Mahlsuspension beispielsweise mittels Rührwerksbütte, Dissolver und ähnlichen Aggregaten gegebenenfalls nach einer Vorzerkleinerung ange schlagen (d. h. eingebracht und homogenisiert).

Die Mahlsuspension kann außerdem Anteile niedrigsiedender Lösungsmittel (Siedepunkt <150°C) enthalten, die im Verlauf der anschließenden Feinmahlung durch Verdampfung ausgetragen werden können. Sie kann aber auch Anteile hö hersiedender Lösungsmittel oder weiterer Zusätze, wie sie oben beschrieben sind z. B. Mahlhilfs-, Entschäumungs- oder Benetzungsmittel, enthalten.

Die Naßzerkleinerung umfaßt sowohl die Vorzerkleinerung als auch die Feinmah lung. Vorzugsweise liegt die Pigmentkonzentration der Suspension dabei oberhalb der gewünschten Konzentration der fertigen Pigmentpräparation. Die gewünschte Pigmentendkonzentration wird vorzugsweise erst im Anschluß an die Naßzerkleine rung eingestellt. Im Anschluß an die Vorzerkleinerung erfolgt im allgemeinen eine Mahlung auf die gewünschte Partikelfeinverteilung von 0,001 bis 5 µm, vorzugs weise 0,005 bis 1 µm. Für diese Mahlung kommen Aggregate wie z. B. Kneter, Walzenstühle, Knetschnecken, Kugelmühlen, Rotor-Stator-Mühlen, Dissolver, Korundscheibenmühlen, Schwingmühlen und insbesondere schnellaufende, konti nuierlich oder diskontinuierlich beschickte Rührwerkskugelmühlen mit Mahlkör pern mit einem Durchmesser von 0, 1 bis 2 mm in Frage. Die Mahlkörper können dabei aus Glas, Keramik oder Metall, z. B. Stahl sein. Die Mahltemperatur liegt vorzugsweise im Bereich von 0 bis 250°C, in der Regel jedoch bei Raumtempera tur, insbesondere unterhalb des Trübungspunktes des eingesetzten Dispergiermittels der Komponente b) und der Verbindung der Komponente c).

In einer ebenfalls bevorzugten Verfahrensweise kann die Mahlung teilweise oder vollständig in einem Hochdruckhomogenisator oder in einem sogenannten Strahl dispergator (bekannt aus der nicht vorveröffentlichten Anmeldung DE-A 19 536 845) erfolgen, wodurch der Gehalt an Mahlkörperabrieb in der Suspension bzw. die Abgabe von löslichen Stoffen aus den Mahlkörpern (z. B. Ionen aus Glas körpern) auf ein Minimum reduziert bzw. vollständig vermieden werden kann.

In einem Verdünnungs-Schritt kann die erhaltene Pigmentpräparation in an sich bekannter Weise in Wasser gegebenenfalls mit den restlichen Dispergiermittelmen gen sowie der restlichen Mengen der Komponente c) und gegebenenfalls weiteren Zusätzen eingemischt und homogenisiert, sowie auf die gewünschte Pigmentend konzentration bzw. Farbstärke der Präparation eingestellt werden. Hierbei kann gegebenenfalls noch ein Teil des Dispergiermittels b) und der restlichen Komponente c) zugesetzt werden, um beispielsweise eine Reagglomeration feiner Pigmentpartikel in der Verdünnung zu vermeiden.

Von besonderem Vorteil ist ein Verfahren zur Herstellung der Pigmentpräparatio nen, in dem im Mahlschritt zur Herstellung des Pigmentkonzentrates für die Stabi lisierung ausreichend Dispergiermittel und/oder die Komponente c) zur Verfügung gestellt wird. Im Anschluß daran oder nach Verdünnung mit Wasser wird in Lösung befindliches, nicht am Pigment adsorbiertes Dispergiermittel und/oder die überschüssige Komponente c) vorzugsweise entfernt und anschließend die ge wünschte Pigmentpräparation durch Zugabe der restlichen Anteile der Pigmentpräparation eingestellt.

Ein Verfahren zur Entfernung von in Lösung befindlichem Dispergiermittel und/oder der Komponente c) ist beispielsweise die Zentrifugation der Suspension und anschließendes Abdekantieren des Überstandes.

Ebenso kann die so erhaltene Pigmentpräparation im Anschluß an die Mahlung einem Trocknungsschritt beispielsweise durch Sprühtrocknung unterworfen wer den, feste Präparationen erhalten werden. Diese besitzen vorzugsweise ein Restfeuchtegehalt (Wasser) von unter 20 Gew.-%, vorzugsweise unter 10 Gew.-% Der Pigmentgehalt dieser festen Präparation beträgt vorzugsweise mehr als 30 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 60%, insbesondere mehr als 80 Gew.-%, bezogen auf die Präparation.

Derartige Präparationen sind in Wasser sowie in organischen Medien, beispiels weise in Polymeren, gut redispergierbar.

Ferner können andere Additive wie z. B. Polyurethan- oder Acrylpolymere zuge setzt werden, um gegebenenfalls die Wasserechtheit weiter zu verbessern. Diese können sowohl wasser-löslicher als auch wasser-emulgierbarer Art sein, oder in einer der in c) enthaltenen Komponenten löslich sein.

In einer bevorzugten Verfahrensweise erfolgt die Mischung und Homogenisierung der Pigmentpräparationen unter Verwendung eines Strahldispergators oder Hoch druckhomogenisators, um die Entstehung von Schaum zu unterbinden und mög liche Reagglomeration zu vermeiden.

Mit der Einstellung der gewünschten Pigmentpräparationen für die Verwendung als Drucktinte für den Ink-Jet-Druck erfolgt auch die Einstellung auf die gewünschte Viskosität, Farbstärke, Farbton, Dichte und Oberflächenspannung der Tinte.

Vor Gebrauch der Pigmentpräparationen als Drucktinten werden die Tinten gege benenfalls fein-filtriert beispielsweise mittels 1 bis 5 µm Membran- oder Glasfil tern.

Im allgemeinen werden die physikalischen Tinteneigenschaften auf die Verwen dung in üblichen Tintenstrahl-Druckern eingestellt, wobei die Oberflächenspannung zwischen 20 und 70 mN/m und die Viskosität kleiner als 20 mPa.s, vorzugsweise 0,5 bis 10 mPa.s betragen sollte.

Die erfindungsgemäßen Pigmentpräparationen liefern als Drucktinte im Ink-Jet-Druck verwendet Drucke mit ausgezeichneter Lichtechtheit und Brillanz und besitzen darüber hinaus folgende Vorteile: hervorragende Dispersions- und Lagerstabilität in einem weiten Temperaturbereich, keine sogenannte Kogation oder Clogging oder Verstopfung im Druckkopf, hohe Wasser- und Migrationsechtheit der Drucke auf unterschiedlichen Substraten, z. B. auf holzfreiem Papier, mittl. Papierqualität, geleimtem und beschichtetem Papier, polymeren Filmen, Transpa rentfolien für Overhead-Projektion, kein Ausbluten im Mehrfarbendruck, auch bei Verwendung zusammen mit Farbstoff-Tinten oder anderen pigmentierten Tinten.

Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung der Pigmentpräparationen als Drucktinten für den Ink-Jet-Druck sowie zum Pigmentieren natürlicher oder synthetischer Materialien, insbesondere zum Pigmentieren von Kunststoffen und Papier in der Masse und als Papierstrichfarben.

Insbesondere sind sie geeignet zur Herstellung von Dispersionsanstrichfarben, Dis persionslacken, Druckfarben, wasserverdünnbare Lacksysteme, wäßrige Flexo- und Tiefdruckfarben, Tapetenfarben, wäßrige Holzschutzsysteme und -Holzbeizen, Putze, sowie zum Pigmentieren von Buntstiftminen, Faserschreiber, Ink-Jet-Tinten, Tuschen, Pasten für Kugelschreiber, Kreiden, Wasch- und Reinigungsmittel, Schuhpflegemittel, Non-Woven-Vliese, Papier-Masseeinfärbungen, Papier-Streich farben, Kartonagen-Druckfarben, Einfärbung von Latex-Produkten, Schleifmitteln, Spinnfärbungen und Folien.

Besonders bevorzugt werden die Pigmentpräparationen als Drucktinten für den Ink-Jet-Druck verwendet.

Der Ink-Jet-Druck ist an sich bekannt und erfolgt im allgemeinen so, daß die Drucktinte in ein Aufnahmegefäß eines Tintenstrahl-Druckkopfes gefüllt wird und in kleinen Tröpfchen auf das Substrat gesprüht wird. Der Tintenausstoß in Tröpf chenform erfolgt dabei vorzugsweise über einen piezoelektrischen Kristall, eine beheizte Kanüle (Bubble- oder Thermo-Jet-Verfahren) oder mechanische Drucker höhung, wobei Druck auf das Tintensystem ausgeübt wird und so Tintentropfen herausgeschleudert werden. Dabei werden die Tröpfchen aus einer oder mehreren kleinen Düsen gezielt auf das Substrat wie z. B. Papier, Holz, Textilien, Kunststoff oder Metall geschossen. Durch elektronische Aussteuerung werden die einzelnen Tröpfchen auf dem Substrat zu Schriftzeichen oder graphischen Mustern zusam mengefaßt.

Möglich ist auch ein Verfahren, bei dem mittels elektrostatischer Ablenkung aus einem Tintenstrahl kleinste Volumina in Form von Tropfen auf ein Substrat ge bracht werden.

Beispiele Beispiel 1 Herstellung eines Dispergiermittels gemäß Formel (XI)

In einer mit Stickstoff gespülten 2 1 Rührwerksapparatur wur den (0,9 mol) 1500 g Tristyrylphenyloxyethylat-Emulgator der Formel (X)

worin
m: 2,7
n: 29
R₂: H
R₁₅: H und
R₁₇: H bedeutet,
R₁₈: H
mit einer statistischen Kettenlänge von ca. 29 EO-Einheiten (aufgeschmolzen bei 90°C) vorgelegt und bei 90 bis 100°C mit
(0,9 mol) 90, 1 g Bernsteinsäureanhydrid versetzt.

Man rührte unter schwachem Stickstoffstrom 2 Stunden bei 100°C, anschließend 3 Stunden bei 150°C nach, wobei die anfangs cremige weiße Masse dünnflüssiger und schwach bräunlich wurde.

Man kühlte auf 100°C ab und filtrierte über eine G-2 Glas fritte. Es wurden 1.480 g einer viskosen, leicht trüben bräun lichen Flüssigkeit mit folgenden Eigenschaften gewonnen:
pH-Wert 1%ig in vollentsalztem Wasser = 4,6
Trübungspunkt 1%ig in vollents. Wasser = 94-96°C
Erstarrungspunkt = ca. 25°C
Säurezahl = 29,5 mg KOH/g
Die so erhaltene Mischung besitzt mehr als 90% des Dicar bonsäurehalbesters gemäß Formel (XI).

Beispiel 2

4,6 Teile des in Beispiel 1 beschriebenen Dispergiermittelgemisches wurden bei 80°C aufgeschmolzen und zu
7,9 Teilen deionisiertem Wasser hinzugegeben und vollständig gelöst. Dazu wurde dann das oberflächenaktive Mittel d) gemäß nachstehender Tabelle zugegeben und unter intensivem Rühren bei Raumtemperatur vollständig emulgiert:

Die Emulsion wurde in
87,8 Teilen des wasserfeuchten Preßkuchens von Color Index Pigment Rot 122 mit einem Trockengehalt von 31,9% eingetragen und anschließend die Mischung mittels eines Dissolvers vorzerkleinert und homogeni siert. Hierbei wurde der pH-Wert der Suspension mittels verdünnter Natronlauge auf 8,0 eingestellt. Im Anschluß erfolgte eine Mahlung in einer offenen, diskontinuierlich betriebenen 1-l-Rührwerks kugelmühle mittels Zirkoniumoxid-Perlen. (Durchmesser 0,4 - 0,6 mm) unter Kühlung über eine Dauer von 3 Stunden. Die er haltene wäßrige Pigmentpräparation wurde mit
0, 1 Teilen eines Konservierungsmittels (Benzisothiazolin-3-on) sowie deioni siertem Wasser auf eine Pigmentkonzentration von 25% eingestellt.

Diese Präparation besitzt eine sehr gute Fließfähigkeit und einwand freie Suspensionsstabilität bei Lagerung über 3 Monate sowohl bei Raumtemperatur als auch bei 50°C.

Die so erhaltene Präparation wurde zur Verwendung als Drucktinte für den Ink-Jet-Druck auf eine Pigmentkonzentration von 4% ver dünnt. Die Zusammensetzung und Parameter der Drucktinte wurden dabei wie folgt gewählt:
Deionisiertes Wasser: 69%
Polyethylenglykol (MW: 800 g/mol): 10%
o. beschr. 25%ige Pigmentpräparation: 16%
2-Pyrrolidon: 5%
pH-Wert: 7,2
Oberflächenspannung: < 30 mN/m
max. Teilchengröße (Scheibenzentrifuge): < 0,2 µm

Die Drucktinten ließen sich auf einem handelsüblichen Tintenstrahl drucker (HP, Deskjet® 690C, nach Austausch der ursprünglich vor handenen Magenta Farbtinte durch die erfindungsgemäße Druck tinte) einwandfrei verdrucken und ergaben Druckbilder mit hoher Farbstärke und hoher Brillanz, sowie guter Wasser- und Textmarker echtheit.

Beispiel 3

71,9 Teile deionisiertes Wasser wurden vorgelegt und
5,0 Teile eines Dispergiermittels in Form eines Naphthalinsulfonsäure-Kon densationsproduktes (TAMOL NN 9401®, BASF AG),
3,0 Teile Ölsäure unter Rühren bei Raumtemperatur vollständig gelöst. An schließend wurden
20,0 Teile des Farbrußes C.I. Pigment Black 7 (Farbruß FW®1, Hersteller Degussa AG, Hanau) eingetragen und mittels eines Dissolvers feinver teilt und homogenisiert. Hierbei wurde der pH-Wert der Suspension mittels verdünntem Triethanolamin auf 8,0 eingestellt und im Anschluß die Suspension in einem Hochdruckhomogenisator (Fabrikat APV® Homogeniser GmbH, Lübeck) in 3 Passagen bei einem Druck von 1500 bar unter Kühlung naßzerkleinert. Anschließend wurden
0,1 Teile eines Konservierungsmittels (Benzisothiazolin-3-on) zugesetzt. Die tatsächliche Pigmentkonzentration ergab nach Trockenbestimmung 20,5 Gew.-%. Das so erhaltene Pigmentkonzentrat wurde zur Ver wendung als Drucktinte für den Ink-Jet-Druck auf eine Pigment-Kon zentration von ca. 4 Gew.-% eingestellt. Die Zusammensetzung der Drucktinte geht aus der nachstehenden Tabelle hervor.

Die Drucktinte ließ sich auf einem handelsüblichen Ink-Jet-Drucker wie in Beispiel 2 beschrieben, gut verdrucken und ergab Druckbilder mit hoher optischer Dichte und guten Wasserechtheiten.

Beispiel 4

Es wurde eine Pigmentpräparation analog Beispiel 1, von DE-A 19 511 624 unter Verwendung C.I. Pigment Rot 112 hergestellt unter Zugabe von 4,8 Teilen Öl säure anstelle der gleichen Menge Wasser, indem zunächst die Ölsäure zusammen mit dem in Wasser gelösten Dispergiermittel vollständig emulgiert wurde und anschließend das Pigment und Polyethylenglykol eingetragen und entsprechend dem Beispiel 1, von DE-A 19 511 624, die Präparation erstellt wurde.

Zusammensetzung der Präparation:
48 Gew.-% C. I. Pigment Rot 112
6 Gew.-% Dispergiermittel Komp. b), wie in Beispiel 1 von DE-A 19 511 624
6 Gew.-% Dispergiermittel Komp. e), wie in Beispiel 1 von DE-A 19 511 624
10 Gew.-% Polyethylenglykol (M_w = 400)
4,8 Gew.-% Ölsäure
25, 1 Gew.-% Wasser
0,1 Gew.-% 1,2-Benzisothiazol-3-on als Konservierungsmittel.

Die Präparation zeichnet sich bei Verwendung in handelsüblichen Anstrich, Lack- und Textildruckfarben durch hohe Farbstärke und hervorragende Verträglichkeit aus, insbesondere aber durch eine verbesserte Brillanz im Vollton sowie in Weiß abmischungen.

Anwendungsbeispiel

Die Zusammensetzungen der als Drucktinten zu verwendenden Pigmentpräparatio nen wurden jeweils so gewählt, daß die Viskosität der Drucktinten in einem Bereich von 3 bis 5 mPa.s lag.

Die Herstellung erfolgte ausgehend von den Pigmentpräparationen durch Mischen und Rühren mit der erforderlichen Menge an Wasser sowie sonstigen Zusätzen wie organischen Lösungsmittel in einem Glasbehälter. Im Anschluß erfolgte eine Ultra schallbehandlung über 1 Minute und die Zugabe von Konservierungsmittel und gegebenenfalls pH-Einstellung mittels verdünnter NaOH.

Diese Pigmentpräparationen wurden vor dem Drucken durch ein 1,2 µm Filter fil triert, um gegebenenfalls vorhandenen Mahlgutabrieb und Grobanteil aus der Sus pension zu entfernen.

Alle als Drucktinten verwendeten Pigmentpräparationen des Beispiels 2 lieferten auf den unterschiedlichstens Papieren Drucke mit hervorragender Farbbrillanz, Wasserfestigkeit sowie guter Verlaufseigenschaft. Bei der Verlaufseigenschaft wird der Verlauf des Druckbildes in ein anderes angrenzendes Druckbild getestet. Dazu wird eine zweite Drucktinte, eine handelsübliche Gelbtinte, verwendet.

Die Drucke erfolgten auf Normalpapier (Agfa® 701) und auf HP-Spezialpapier (HP-516342®).

Claims

1. Pigmentpräparationen enthaltend

a) Pigment,
b) Dispergiermittel und
c) eine Verbindung aus der Gruppe der Terpene, Terpenoide, Fett säuren und Fettsäureester.

2. Pigmentpräparationen gemäß Anspruch 1, enthaltend als Dispergiermittel einen Ester der Formel (M) gegebenenfalls im Gemisch mit dem zugrunde liegenden Alkoxylierungsprodukt der Formel (X), wobei die Verbindungen (X) und (M) wie nachfolgend definiert sind:
in der
R¹⁵ Wasserstoff oder C₁-C₄-Alkyl bedeutet,
R¹⁶ für Wasserstoff oder CH₃ steht,
R¹⁷ Wasserstoff, C₁-C₄-Alkyl, C₁-C₄-Alkoxy, C₁-C₄-Alkoxycarbonyl oder Phenyl bedeutet,
m eine Zahl von 1 bis 4 bedeutet,
n eine Zahl von 6 bis 120 bedeutet,
R¹⁸ für jede durch n indizierte Einheit gleich oder verschieden ist und für Wasserstoff, CH₃ oder Phenyl steht, wobei im Falle der Mitanwesenheit von CH₃ in den verschiedenen -(-CH₂-CH(R¹⁸)-O-)-Gruppen in 0 bis 60% des Gesamtwertes von n R¹⁸ für CH₃ und in 100 bis 40% des Gesamtwertes von n R¹⁸ für Wasserstoff steht und wobei im Falle der Mitanwesenheit von Phenyl in den verschiedenen -(-CH₂-CH(R¹⁸)-O-)-Gruppen in 0 bis 40% des Gesamtwertes von n R¹⁸ für Phenyl und in 100 bis 60% des Gesamtwertes von n R¹⁸ für Wasserstoff steht, und
die Ester der Alkoxylierungsprodukte (X) entsprechen der Formel (XI)
in der
R^15', R^16', R^17', R^18', m' und n' den Bedeutungsumfang von R¹⁵, R¹⁶, R¹⁷, R¹⁸, m bzw. n, jedoch unabhängig hiervon, annehmen,
X die Gruppe -SO₃ , -SO₂, -PO₃ oder -CO-(R¹⁹)-COO bedeutet,
Kat ein Kation aus der Gruppe von H , Li , Na , K, NH₄ oder HO-CH₂CH₂-NH₃ ist, wobei im Falle von X = -PO₃ zwei Kat vorliegen und
R¹⁹ für einen zweiwertigen aliphatischen oder aromatischen Rest steht, vorzugsweise für C₁-C₄-Alkylen, insbesondere Ethylen, C₂-C₄ einfach ungesättigte Reste, insbesondere Acetylen oder gegebe nenfalls substituiertes Phenylen, insbesondere ortho-Phenylen steht, wobei als mögliche Substituenten vorzugsweise C₁-C₄-Alkyl, C₁- C₄-Alkoxy, C₁-C₄-Alkoxycarbonyl oder Phenyl in Frage kommen.

3. Pigmentpräparationen gemäß Anspruch 2, enthaltend als Dispergiermittel der Komponente b) eine Verbindung der Formel (XI), worin X einen Rest der Formel -CO-(R¹⁹)-COO- bedeutet.

4. Pigmentpräparationen gemäß Anspruch 2, enthaltend als Dispergiermittel eine Mischung aus 5 bis 99 Gew.-% der Verbindung (M) und 1 bis 95 Gew.-% der Verbindung (X) eingesetzt.

5. Pigmentpräparationen gemäß Anspruch 1, enthaltend als Verbindung der Komponente c) Ocimen, Myrcen, Geraniol, Nerol, Linalool, Citronellol, Geranial, Citronellal, Neral, Limonen, Menthol, beispielsweise (-)- Menthol, Menthon oder bicyclische Monoterpene, gesättigte und unge sättigte Fettsäuren mit 6 bis 22 C-Atomen oder Mischungen davon.

6. Pigmentpräparationen gemäß Anspruch 1, enthaltend

a) 0,2 bis 60 Gew.-%, insbesondere 0,2 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,2 bis 10 Gew.-% mindestens eines Pigments,
b) 0,1 bis 100. Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 60 Gew.-% Dispergier mittel, bezogen auf eingesetztes Pigment,
c) 1 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 4 bis 80 Gew.-%, bezogen auf Pigment, des obeiflächenaktiven Mittels wie oben beschrieben und
d) 10 bis 98 Gew.-%, insbesondere 30 bis 98 Gew.-% Wasser.

7. Pigmentpräparationen gemäß Anspruch 1, enthaltend als weitere Komponente e) ein organisches Lösungsmittel, insbesondere eines ausgewählt aus der Gruppe aliphatische C₁-C₄-Alkohole, insbesondere Methanol, Ethanol, Isopropanol, n-Propanol, n-Butanol, Isobutanol oder tert.-Butanol, ali phatische Ketone, wie Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylketon oder Diacetonalkohol, Polyole, insbesondere Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Trimethylolpropan, Polyethylenglykol mit einem mittleren Molgewicht von 100 bis 4000, vorzugsweise 400 bis 1500 g/mol oder Glycerin, Monohydroxyether, vor zugsweise Monohydroxyalkylether, besonders bevorzugt Mono-C₁-C₄ alkylglykolether wie Ethylenglykolmonoalkyl-, -monomethyl-, -diethylen glykolmonomethylether oder Diethylenglykolmonoethylether, Diethylen glykolmonobutylether, Dipropylenglykolmonoethylether, Thiodiglykol, Tri ethylenglykolmonomethylether oder -monoethylether, ferner 2-Pyrrolidon, N-Methyl-2-pyrrolidon, N-Ethyl-pyrrolidon, N-Vinyl-pyrrolidon, 1,3- Dimethyl-imidazolidon, Dimethylacetamid sowie Dimethylformamid oder deren Gemische.

8. Verfahren zur Herstellung der Pigmentpräparationen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Pigment mit dem Dispergiermittel b), der Verbindung der Komponente C und gegebenenfalls weiteren Zusätzen homogenisiert und naßzerkleinert und gegebenenfalls anschließend trocknet.

9. Verwendung der Pigmentpräparationen gemäß Anspruch 1 als Drucktinten für den Ink-Jet-Druck.

10. Verwendung der Pigmentpräparationen gemäß Anspruch 11, zum Pigmentieren natürlicher oder synthetischer Materialien, insbesondere von Dispersionsanstrichfarben, Druckfarben, wasserverdünnbaren Lacksystemen sowie zum Pigmentieren von Kunststoffen und Papier in der Masse und als Papierstrichfarben.