DE2634415B2 - Gefärbtes fein-zerteiltes gehärtetes Harz und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Gefärbtes fein-zerteiltes gehärtetes Harz und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein gefärbtes feinzerteiltes gehärtetes Harz und Verfahren zu dessen Herstellung.
Verfahren zur Herstellung feinzerteilter gehärteter Harze durch Zusatz eines Härtungskatalysators, wie
Schwefelsäure, zu einer wäßrigen Lösung eines durch Umsetzung entweder von Melamin oder Harnstoff mit
Formaldehyd erhaltenen Aminharzes und anschließende Polymerisation des Harzes unter Rühren sind bereits
bekannt Jedoch besitzen diese bekannten Verfahren eine Anzahl von Nachteilen, da die Aminoharze rasch in
Gegenwart des Härtungskatalysators härten und unlöslich und unschmelzbar werden. Zum Beispiel ist es
bei diesem Verfahren notwendig, den Härtungsarbeitsgang unter scharf gesteuerten Bedingungen zur
Erzielung eines feinzerteilten gehärteten Harzes mit einheitlicher Teilchengröße auszuführen. Selbst wenn
der Arbeitsgang unter diesen Bedingungen ausgeführt wird, ist es immer noch schwierig, die Teilchengröße
einheitlich zu machen. Wenn man weiter beabsichtigt, gefärbte feinzerteilte gehärtete Harze herzustellen,
bestehen solche Beschränkungen hinsichtlich der Klasse der Farbstoffe, die verwendet werden können, und des
Zeitpunktes ihrer Anwendung im Fall der üblichen Verfahren, so daß es lediglich möglich wird, gefärbte
feinzerteüte gehärtete Harze nach einem Verfahren zu
erhalten, welches, wenn das Aminoharz im Zustand einer wäßrigen Lösung ist, im Zusatz eines wasserlöslichen
Farbstoffes und der anschließenden Härtung des Harzes besteht. Ferner wird, falls der Farbstoff einer ist,
der Azidität zeigt, die Härtung des Harzes durch den Zusatz eines derartigen Farbstoffes unter Bildung eines
unlöslichen und unschmelzbaren gehärteten Harzes beschleunigt, so daß die Färbung unzufriedenstellend
wird.
In der US-PS 39 45 980 ist die Möglichkeit angegeben, ein feinzerteiltes gehärtetes Harz, welches wirksam
als Pigment verwendet werden kann, nach einem Verfahren herzustellen, welches in der Zugabe eines
Härtungskatalysators zu einer Emulsion eines gefärbten Harzes vom Benzoguanamintyp und in der Fortführung
der Härtungsreaktion unter Beibehaltung des Zustandes der Emulgierung besteht, so daß das Harz unlöslich und
unschmelzbar wird, oder nach einem Verfahren, welches im Zusatz eines wasserlöslichen Farbstoffes zu einer
Emulsion eines ungefärbten Harzes vom Benzoguanamintyp und Fortführung der Härtungsreaktion unter
Beibehaltung des Zustandes der Emulgierung in gemeinsamer Anwesenheit des Härtungskatalysators
besteht, so daß das Harz unlöslich und unschmelzbar wird, wodurch eine Emulsion eines feinzerteilten
gehärteten Harzes erhalten wird, woraus der harzartige Feststoffanteil abgetrennt und getrocknet wird.
Das nach diesem Verfahren erhaltene feinzerteüte gehärtete Harz ist von Teilchenform, deren Größe im
Bereich von 0,5 bis 10 Mikron liegt, und da dieses Harz ein solche Eigenschaften, wie Wärmebeständigkeit,
Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln und Farbechtheit aufweisendes Pigment ist, kann es wirksam auf
verschiedenen Fachgebieten, beispielsweise für Druckfarben, Färbung von Kunststoffen, Überzugsmaterialien
und Bedrucken von Textilien verwendet werden.
Bei weiterer ausgedehnter Untersuchung dieses feinzerteilten gehärteten Harzes wurde jedoch festgestellt,
daß dieses feinzerteüte gehärtete Harz nicht nur aus einzelnen kugelförmigen Teilchen, sondern auch aus
groben Teilchengruppen besteht, welche durch Aggregation von einigen bis mehreren Zehn der einzelnen
kugelförmigen Teilchen gebildet wurden. Das heißt, das durch Härtung im emulgierten Zustand mit anschließender
Abtrennung aus dem wäßrigen Medium durch Filtration oder Zentrifugalabscheidung und Absitzen
und anschließendem Trocknen erhaltene feinzerteüte gehärtete Harz liegt im massiven Zustand vor. Obwohl
dies leicht zu einem feinzerteilter. Zustand durch geringen Druck, beispielsweise leichtes Pressen zwischen
den Fingern überführt werden kann, enthält das erhaltene Pulver, wie vorstehend ausgeführt, grobe
Teilchengruppen, welche durch Aggregation von einigen bis mehreren zehn kugelförmigen Einzelteilchen
ίο gebildet wurden. Wenn ein derartiges feinzerteiltes
gehärtetes Harz als in verschiedenen Medien dispergiertes Pigment verwendet wird, verhalten sich diese
groben Teilchengruppen jeweils so, als wenn sie ein einzelnes grobes Teilchen wären und beeinflussen
nachteilig die Dispergierbarkeit des feinzerteilten gehärteten Harzes. Die Größe dieser groben Teilchengruppen
ist größer als die Größe der Einzelteilchen und liegt in der Größenordnung von 10 bis 20 Mikron.
Deshalb ist es in zahlreichen Fällen möglich, das feinzerteüte gehärtete Harz mit dem Gehalt dieser
groben Teilchengruppen ohne Störungen überhaupt einzusetzen. Jedoch auf solchen Fachgebieten, wo ein
besonders hohes Ausmaß der Dispergierbarkeit erforderlich ist, gibt es eine ziemliche Anzahl von Fällen, wo
die Anwesenheit dieser groben Teilchengruppen ein Problem darstellt. Wenn man versucht, diese groben
Teilchengruppen zu zerteilen, ist eine lange Zeit und ein scharfer Zerklcinerungsarbeitsgang erforderlich, da die
Bindung zwischen den Einzelteilchen dieser groben
U) Teilchengruppen ziemlich fest ist.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines derartigen gefärbten feinzerteilten gehärteten Harzes
und eines Verfahrens, bei dem ohne die Notwendigkeit eines langen Zeitraumes bei einem scharfen Zerkleinerungsarbeitsgang
gefärbte feinzerteüte gehärtete Benzoguanaminharze mit einheitlicher Teilchengröße, die
keinerlei grobe Teüchengruppen enthalten und eine ausgezeichnete Dispergierbarkeit besitzen, gebildet
werden.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein gefärbtes feinzerteiltes gehärtetes Harz von einheitlicher Teilchengröße
unci ausgezeichneter Dispergierbarkeit, das erhalten worden ist durch
A) Umsetzung von Benzoguanamin mit Formaldehyd in einem Verhältnis von 1,0 Mol des ersteren auf 1,2
bis 3,5 Mol des letzteren in einem wäßrigen Medium bei einem pH-Wert im Bereich zwischen 5
und 10 unter Bildung einer wäßrigen Flüssigkeit eines wasserunlöslichen, in organischen Lösungsmitteln
löslichen und schmelzbaren Harzes mit einem Ausmaß der modifizierten Wassertoleranz
von 0 bis 150%,
B) Zusatz eines Farbstoffes und eines Schutzkolloides und Herstellung einer wäßrigen Emulsion des
gefärbten wasserunlöslichen and in organischen Lösungsmitteln löslichen und schmelzbaren Harzes,
C) Zusatz einer ultramikroskopischen Kieselsäure mit bo einem spezifischen Oberflächenbereich, bestimmt
nach dem Brunauer-, Emmett- und Teller-Verfahren,
im Bereich von etwa 50 m2/g bis etwa 400 m2/g
und einer Teilchengröße im Bereich von etwa 0,005 Mikron bis etwa 0,05 Mikron in einem Verhältnis
b5 von 1 bis 15 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des wasserunlöslichen und in organischen Lösungsmitteln
löslichen und schmelzbaren Harzes zu dieser Emulsion.
D) Zusatz eines Härtungskatalysators zu dieser wäßrigen Emulsion und Wärmebehandlung während
mindestens einer Stunde bei einer Temperatur im Bereich von 40 bis 600C fjid anschließende
Erhitzung auf eine Temperatur im Bereich von 60 bis 200" C bei normalem Atmosphärendruck oder
Oberatmosphärendruck zur Härtung des Harzes unter Bildung einer Suspension des gefärbten
feinzerteilten gehärteten Harzes und Abtrennung des gehärteten Harzes aus der Suspension,
Trocknung und Desaggregierung desselben.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines gefärbten feinzerteilten gehärteten
Harzes von einheitlicher Teilchengröße mit ausgezeichneter Dispergierbarkeit geschaffen, wobei
A) Benzoguanamin mit Formaldehyd in einem Verhältnis von 1,0 Mol des ersteren auf 1,2 bis 3,5 Mol
des letzteren in einem wäßrigen Medium bei einem pH-Wert im Bereich zwischen 5 und 10 unter
Bildung einer wäßrigen Flüssigkeit eines wasserunlöslichen, in organischen Lösungsmitteln löslichen
und schmelzbaren Harzes mit einem Ausmaß der modifizierten Wassertoleranz von 0 bis 150%
umgesetzt wird,
B) unter Zusatz eines Farbstoffes und eines Schutzkolloides eine wäßrige Emulsion des gefärbten, in
Wasser unlöslichen, in organischen Lösungsmitteln löslichen und schmelzbaren Harzes hergestellt
wird,
C) unter Zusatz eines Härtungskatalysators eine Wärmebehandlung zur Härtung des Harzes unter
Ausbildung einer Suspension eines gefärbten, feinzerteilten gehärteten Harzes ausgeführt wird
und von dieser Suspension das gehärtete Harz abgetrennt, getrocknet und desaggregiert wird,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß zu der vorstehend angegebenen wäßrigen Emulsion B), C), eine ultramikroskopische
Kieselsäure mit einem spezifischen Oberflächenbereich, bestimmt nach dem Brunauer-,
Emmett- und Teller-Verfahren, im Bereich von etwa 50 m2/g bis etwa 400 m2/g und einer Teilchengröße im
Bereich von etwa 0,005 Mikron bis etwa 0,05 Mikron in einem Verhältnis von 1 bis 15 Gewichtsteilen auf 100
Gewichtsteile des wasserunlöslichen, in organischen Lösungsmitteln löslichen und schmelzbaren Harzes
zugesetzt wird und daß die vorstehend angegebene wäßrige Emulsion B), zu der die ultramikroskopische
Kieselsäure und der Härtungskatalysator zugesetzt sind, im Schritt D) während mindestens einer Stunde bei
einer Temperatur im Bereich von 40 bis 600C gehalten wird und anschließend auf eine Temperatur im Bereich
von 60 bis 200° C bei normalem Atmosphärendruck oder Überatmosphärendruck unter Härtung des Harzes
erhitzt wird.
Vorzugsweise wird dabei die wäßrige Emulsion B) des gefärbten, in Wasser unlöslichen und in organischen
Lösungsmitteln löslichen und schmelzbaren Harzes verwendet, welche A) durch Zusatz eines Farbstoffes zu
der wäßrigen Flüssigkeit des wasserunlöslichen und in organischen Lösungsmitteln löslichen und schmelzbaren
Harzes unter Rühren und anschließender Einführung dieser wäßrigen Flüssigkeit in eine wäßrige
Schutzkolloidlösung unter Rühren, oder durch B) Einführung der wäßrigen Flüssigkeit des wasserunlöslichen
und in organischen Lösungsmitteln löslichen und schmelzbaren Harzes in eine wäßrige Schutzkolloidlösung
unter Rühren und Emulsionsbildung und anschließende Zugabe eines Farbstoffes zu dieser wäßrigen
Emulsion unter Rühren, oder C) durch gleichzeitige. jedoch getrennte Zugabe der wäßrigen Flüssigkeil des
wasserunlöslichen, in organischen Lösungsmitteln löslichen und schmelzbaren Harzes sowie eines Farbstoffes
zu der wäßrigen Schutzkolloidlösnng oder durch D) Zusatz der wäßrigen Flüssigkeit des wasserunlöslichen,
ίο in organischen Lösungsmitteln löslichen und schmelzbaren
Harzes unter Rühren zu einer wäßrigen Lösung oder Flüssigkeit, die das Schutzkolloid und den
Farbstoff enthält, erhalten worden ist
Günstigerweise wird nach Bildung der wäßrigen Emulsion unter Rühren ein von dem vorhergehend zugesetzten Farbstoff unterschiedlicher Farbstoff unter weiterer Färbung des bereits gefärbten Harzes zugesetzt
In einer speziellen Ausbildungsform kann ein Teil des Benzoguanamins durch Melamin in einer Menge nicht oberhalb von 30 Mol-% ersetzt sein.
Günstigerweise wird nach Bildung der wäßrigen Emulsion unter Rühren ein von dem vorhergehend zugesetzten Farbstoff unterschiedlicher Farbstoff unter weiterer Färbung des bereits gefärbten Harzes zugesetzt
In einer speziellen Ausbildungsform kann ein Teil des Benzoguanamins durch Melamin in einer Menge nicht oberhalb von 30 Mol-% ersetzt sein.
Vorzugsweise wird Benzuguanamin mit Formaldehyd
in einem Verhältnis von 1,0 MoI des ersteren auf 1,8 bis 3,0 MoI des letzteren zur Umsetzung gebracht, wobei
die Umsetzung vorzugsweise bei einer Temperatur im Bereich von 50 bis 100°C unter Anwendung von Wasser
als Reaktionsmedium ausgeführt wird.
Das feinzerteilte gehärtete Harz zeigt praktisch keine Anwesenheit irgendwelcher grober Teilchengruppen,
welche durch Aggregation von einigen bis mehreren Zehn der Einzelteilchen gebildet wurden. Deshalb ist im
Fall des feinzerteilten gehärteten Harzes gemäß der Erfindung der scharfe Zerkleinerungsarbeitsgang, wie
er vorstehend beschrieben wurde, zur Zerteilung der groben Teilchengruppe, welche durch eine zähe
Bindung gebildet wurde, überhaupt nicht notwendig. Ferner wurden Untersuchungen durchgeführt und das
Verhalten des erfindungsgemäßen feinzerteilten gehärteten
Harzes als Pigment auf verschiedenen Anwendungsgebieten untersucht und dabei festgestellt, daß es
nicht nur Wärmebeständigkeit, Lösungsmittelbeständigkeit und Farbechtheit in vergleichbarer Weise zu den
üblichen Produkten besitzt, sondern auch eine markante Verbesserung der Dispersionsfähigkeit und der Deckkraft
zeigt.
Obwohl es schwierig ist, eine genaue Erklärung der Wirkungen, durch die die ausgezeichneten Effekte
gemäß der Erfindung hervorgerufen werden, zu geben, wird angenommen, daß diese auf den folgenden
so Gründen basieren: Das heißt, die ultramikroskopische Kieselsäure, die zu der wäßrigen Emulsion des
ungehärteten löslichen und schmelzbaren Harzes, welches mit einem Farbstoff gefärbt wurde, zugegeben
wurde, adsorbiert den freien Polyvinylalkohol (Schutzkolloid), welcher in Lösung in dem wäßrigen Medium
der Emulsion ist und das Auftreten einer Bindung zwischen den feinzerteilten gehärteten Harzteilchen
hemmt. Weiterhin haftet die ultrainikroskopische Kieselsäure an der Oberfläche der feinzerteilten
bo Harzteilchen an und zeigt dadurch die Wirkung der Verhinderung einer Sekundäraggregation der Teilchen,
die sich aus einem direkten Kontakt der Teilchen ergibt. Ferner wird angenommen, daß ein Synergismus dieser
beiden Wirkungen vorliegt.
b5 Der Ausdruck »Ausmaß der modifizierten Wassertoleranz«
(x), wie er hier angewandt wird, ist ein Maßstab, welcher die Affinität für Wasser des vorstehenden
löslichen und schmelzbaren Harzes angibt und er kann
in folgender Weise bestimmt werden: Bei einem Versuch, welcher in der tropfenweise Zugabe von
Wasser zu einer Lösung in 5 g Methanol von 2 g eines wäßrigen Reaktionsproduktes aus Formaldehyd und
Benzoguanamin besteht, während die Temperatur der Lösung bei 25° C gehalten wird, wird die erforderliche
Menge Wasser, bis die Lösung trüb wird, gemessen (W, Gramm), und das Ausmaß der modifizierten Wassertoleranz
(x) wird dann in folgender Weise berechnet:
Ausmaß der modifizierten Wassertoleranz χ = -^- · 100 (%).
Die vorstehende wäßrige Flüssigkeit des löslichen und schmelzbaren Harzes gemäß der Erfindung ist eine,
worin das durch Umsetzung von Benzoguanamin und Formaldehyd in einem wäßrigen Medium erhaltene
Reaktionsprodukt in einem nahe demjenigen einer Emulsion vom Wasser-in-öl-Typ liegenden Zustand
vorliegt, bis das Reaktionsprodukt hydrophob gemacht wird. Ein lösliches und schmelzbares Harz dieser Art ist
in solchen organischen Lösungsmitteln, wie Aceton, . Dioxan und Methanol löslich, ist jedoch in Wasser
praktisch unlöslich. Ferner besitzt dieses lösliche und schmelzbare Harz eine starke Affinität für Farbstoffe
und kann unter Anwendung beliebiger Farbstoffe leicht gefärbt werden, ganz gleich, ob der Farbstoff einer ist,
welcher wasserlöslich oder öllöslich ist. Zum Beispiel
kann dieses Harz mit verschiedenen Farbstoffen einschließlich solcher, wie
wasserlöslicher Monoazofarbstoffe,
wasserlöslicher Polyazofarbstoffe,
metallhaltiger Azofarbstoffe,
Dispersazofarbstoffe,
saurer Anthrachinonfarbstoffe,
Anthrachinontypenfarbstoffe,
Alizarinfarbstoffe,
wasserlöslicher Monoazofarbstoffe,
wasserlöslicher Polyazofarbstoffe,
metallhaltiger Azofarbstoffe,
Dispersazofarbstoffe,
saurer Anthrachinonfarbstoffe,
Anthrachinontypenfarbstoffe,
Alizarinfarbstoffe,
Anthrichinondispersfarbstoffe, Indigofarbstoffe,
Sulfidfarbstoffe, Phthalocyaninfarbstoffe,
Diphenylmethanfarbstoffe,
Triphenylmethanfarbstoffe, Nitrofarbstoffe,
Nitrosofarbstoffe, Thiazolfarbstoffe,
Xanthenfarbstoffe, Acridinfarbstoffe,
Azinfarbstoffe, Oxazinfarbstoffe,
Thiazinfarbstoffe, Benzochinonfarbstoffe,
Naphthochinonfarbstoffe und
Cyaninfarbstoffe,
gefärbt werden.
Sulfidfarbstoffe, Phthalocyaninfarbstoffe,
Diphenylmethanfarbstoffe,
Triphenylmethanfarbstoffe, Nitrofarbstoffe,
Nitrosofarbstoffe, Thiazolfarbstoffe,
Xanthenfarbstoffe, Acridinfarbstoffe,
Azinfarbstoffe, Oxazinfarbstoffe,
Thiazinfarbstoffe, Benzochinonfarbstoffe,
Naphthochinonfarbstoffe und
Cyaninfarbstoffe,
gefärbt werden.
Bei der Herstellung des vorstehenden löslichen und schmelzbaren Harzes kann als Formaldehyd jedes
Material verwendet werden, welches Formaldehyd bildet, wie Formalin, Trioxan und Paraformaldehyd,
wovon Formalin mit besonderer Wirksamkeit verwendet wird.
Die Anwendung eines pH-Wertes von weniger als 5 oder oberhalb 10 ist beim erfindungsgemäßen Verfahren
nicht günstig, da die Reaktionsgeschwindigkeit zu rasch wird und Schwierigkeiten bei der Steuerung der
Reaktion auftreten. Auch hinsichtlich des Ausmaßes der modifizierten Wassertoleranz muß diese innerhalb des
angegebenen Bereiches liegen. Ein Ausmaß der modifizierten Wassertoleranz oberhalb von 150% ist
nicht geeignet, da die Affinität für Wasser zu groß wird,
so daß, falls das Harz durch Einführung in die wäßrige Lösung des Schutzkolloides unter Rühren zu Emulgieren
ist, das Harz plastifiziert und durch das Wasser erweicht wird, so daß Aggregation und Zusammenfließen
zwischen den einzelnen emulgierten Teilchen stattfindet Andererseits ist auch ein Ausmaß der
modifizierten Wassertoleranz von weniger als Null, d. h.
ein Harz, das sich überhaupt nicht in Methanol löst,
gleichfalls ungeeignet, da in diesem Fall die Viskosität der harzartigen Flüssigkeit selbst zu hoch wird, so daß
Schwierigkeiten bei der Durchführung des Emulsionsarbeitsganges verursacht werden.
Bei der Herstellung der wäßrigen Flüssigkeit aus dem löslichen und schmelzbaren Harz gemäß der Erfindung
kann Melamin anstelle von Benzoguanamin in einer Menge bis zu 30 Mol-% eingesetzt werden. Das heißt,
die gewünschte wäßrige Flüssigkeit kann durch Umsetzung von 1,2 bis 3,5 Mol, und vorzugsweise 1,8 bis
3,0 Mol, Formaldehyd mit 1,0 Mol eines Gemisches aus mindestens 70 Mol-% Benzoguanamin und nicht mehr
als 30 Mol-% Melamin bei einem pH-Wert im Bereich von 5 bis 10 bei einer geeigneten Temperatur von 50 bis
1000C hergestellt werden. Es ist nicht günstig, das Melamin in einer Menge oberhalb von 30 Mol-% des
Benzoguanamins einzusetzen, da in einem derartigen Fall ein markanter Abfall der Affinität des erhaltenen
Harzes für Farbstoffe und insbesondere für öllösliche Farbstoffe eintritt Weiterhin läuft auch die Kondensationsreaktion
zu rasch ab, so daß es unmöglich wird, ein lösliches und schmelzbares Harz zu erhalten.
Die wäßrige Emulsion des gefärbten löslichen und schmelzbaren Harzes gemäß der Erfindung ist eine stabile Emulsion vom öl-in-Wasser-Typ, worin einheitlich dispergiert ein lösliches und schmelzbares Harz von einheitlicher Teilchengröße, welches mit einem Farbstoff gefärbt ist, sich befindet Diese Emulsion vom Öl-in-Wasser-Typ kann leicht hergestellt werden, indem zunächst eine wäßrige Flüssigkeit aus dem löslichen und schmelzbaren Harz hergestellt und dann ein Farbstoff und ein Schutzkolloid hiermit vermischt werden. Beispielsweise kann sie durch Zusatz eines Farbstoffes zu einer wäßrigen Flüssigkeit des löslichen und schmelzbaren Harzes unter Rühren zwecks Färbung des Harzes und anschließende Einführung der wäßrigen Flüssigkeit in eine wäßrige Lösung eines Schutzkolloides unter Rühren hergestellt werden. Erforderlichenfalls kann die dabei erhaltene wäßrige Emulsion weiterhin durch Zugabe eines Farbstoffes derselben Klasse oder einer unterschiedlichen Klasse gegenüber dem vorgehend zugesetzten weiterhin gefärbt werden. Es wird dadurch möglich, die verschiedenen Farben durch die Arbeitsweise entsprechend diesem Verfahren zu erhalten, d. h. durch Variierung des zu der wäßrigen Flüssigkeit zugesetzten Farbstoffes und des zu der wäßrigen Emulsion zugesetzten Farbstoffes. Ferner ist es auch möglich, die gewünschte wäßrige Emulsion unter Ausführung der Färbung des Harzes gleichzeitig herzustellen, & h. durch gleichzeitige, jedoch getrennte Einführung einer wäßrigen Flüssigkeit eines löslichen und schmelzbaren Harzes und des gewünschten Farbstoffes zu der wäßrigen Schutzkolloidlösung. Es ist auch möglich, die gewünschte wäßrige Emulsion unter gleichzeitiger Ausführung der Färbung des Harzes herzustellen, indem z.B. unter Rühren eine wäßrige Flüssigkeit eines löslichen und schmelzbaren Harzes entweder in eine ein Schutzkolloid und einen wasserlös-Hchen Farbstoff enthaltende wäßrige Lösung oder eine ein Schutzkolloid und einen öllöslichen Farbstoff (wasserunlöslichen Farbstoff) enthaltende wäßrige Lösung eingeführt wird. Als weiteres Verfahren kann
Die wäßrige Emulsion des gefärbten löslichen und schmelzbaren Harzes gemäß der Erfindung ist eine stabile Emulsion vom öl-in-Wasser-Typ, worin einheitlich dispergiert ein lösliches und schmelzbares Harz von einheitlicher Teilchengröße, welches mit einem Farbstoff gefärbt ist, sich befindet Diese Emulsion vom Öl-in-Wasser-Typ kann leicht hergestellt werden, indem zunächst eine wäßrige Flüssigkeit aus dem löslichen und schmelzbaren Harz hergestellt und dann ein Farbstoff und ein Schutzkolloid hiermit vermischt werden. Beispielsweise kann sie durch Zusatz eines Farbstoffes zu einer wäßrigen Flüssigkeit des löslichen und schmelzbaren Harzes unter Rühren zwecks Färbung des Harzes und anschließende Einführung der wäßrigen Flüssigkeit in eine wäßrige Lösung eines Schutzkolloides unter Rühren hergestellt werden. Erforderlichenfalls kann die dabei erhaltene wäßrige Emulsion weiterhin durch Zugabe eines Farbstoffes derselben Klasse oder einer unterschiedlichen Klasse gegenüber dem vorgehend zugesetzten weiterhin gefärbt werden. Es wird dadurch möglich, die verschiedenen Farben durch die Arbeitsweise entsprechend diesem Verfahren zu erhalten, d. h. durch Variierung des zu der wäßrigen Flüssigkeit zugesetzten Farbstoffes und des zu der wäßrigen Emulsion zugesetzten Farbstoffes. Ferner ist es auch möglich, die gewünschte wäßrige Emulsion unter Ausführung der Färbung des Harzes gleichzeitig herzustellen, & h. durch gleichzeitige, jedoch getrennte Einführung einer wäßrigen Flüssigkeit eines löslichen und schmelzbaren Harzes und des gewünschten Farbstoffes zu der wäßrigen Schutzkolloidlösung. Es ist auch möglich, die gewünschte wäßrige Emulsion unter gleichzeitiger Ausführung der Färbung des Harzes herzustellen, indem z.B. unter Rühren eine wäßrige Flüssigkeit eines löslichen und schmelzbaren Harzes entweder in eine ein Schutzkolloid und einen wasserlös-Hchen Farbstoff enthaltende wäßrige Lösung oder eine ein Schutzkolloid und einen öllöslichen Farbstoff (wasserunlöslichen Farbstoff) enthaltende wäßrige Lösung eingeführt wird. Als weiteres Verfahren kann
die gewünschte wäßrige Emulsion hergestellt werden,
indem eine wäßrige Flüssigkeit eines löslichen und schmelzbaren Harzes zu einer wäßrigen Schutzkolloidlösung unter Rühren unter Ausbildung einer wäßrigen
Emulsion des ungefärbten Harzes und anschließende Zugabe unter Rühren entweder eines wasserlöslichen
oder eines öllöslichen Farbstoffes hergestellt werden. Besonders in dem Fall, wo ein öllöslicher Farbstoff
verwendet wird, werden gute Ergebnisse durch ein Verfahren erhalten, das in der Einführung einer
wäßrigen Flüssigkeit eines löslichen und schmelzbaren Harzes in eine wäßrige ein Schutzkolloid und einen
öllöslichen Farbstoff enthaltende Flüssigkeit unter Rühren besteht Daß gute Ergebnisse bei Anwendung
eines öllöslichen Farbstoffes in einem wäßrigen System erzielt werden können, ist tatsächlich verblüffend. Falls
ein wasserlöslicher Farbstoff verwendet wird, liefert die
Anwendung eines Verfahrens der Zugabe des Farbstoffes zu einer Emulsion eines ungefärbten löslichen und
schmelzbaren Harzes gute Ergebnisse insofern, als eine perfekte Färbung erzielt wird, wobei praktisch der
gesamte Farbstoff in das Harz wandert Die Tatsache, daß gute Ergebnisse erzielt werden, indem, wie
vorstehend abgehandelt, der wasserlösliche Farbstoff bevorzugt in die Harzteilchen wandert die sich im
dispergierten Zustand in der Emulsion befinden, ist gleichfalls verblüffend. Dies ist jedoch sehr günstig, da
die ungefärbte Farbstoffemulsion eines löslichen und schmelzbaren Harzes äußerst stabil ist und gelagert
werden kann und eine wäßrige Emulsion des gefärbten löslichen und schmelzbaren Harzes durch Einrühren
eines Farbstoffes in diese wäßrige Emulsion bei irgendeinem erforderlichen anschließenden Zeitpunkt
hergestellt werden kann.
Bei der Herstellung einer wäßrigen Emulsion eines
gefärbten löslichen und schmelzbaren Harzes kann keine zufriedenstellende wäßrige Emulsion hergestellt
werden, wenn die wäßrige Lösung eines Schutzkolloides in die wäßrige Flüssigkeit eines löslichen und schmelzbaren Harzes während dessen Herstellung oder
unmittelbar anschließend an dessen Herstellung, wo deren Temperatur relativ hoch ist eingeführt wird.
Obwohl der Grund hierfür nicht vollständig verständlich ist wird angenommen, daß dies auf die Tatsache
zurückzuführen sein dürfte, daß das Schutzkolloid seine Aktivität infolge seiner Auflösung in dem Harz verliert
Deshalb ist es notwendig, die wäßrige Emulsion des Harzes durch Einführung der wäßrigen Flüssigkeit eines
löslichen und schmelzbaren Harzes in die wäßrige Schutzkolloidlösung herzustellen, während sich die
letztere im Rührzustand befindet Eine wäßrige Schutzkolloidlösung im Rührzustand kann leicht durch
gründliches Rühren der Lösung unter Anwendung eines Rührwerks, welches der Lösung eine starke Scherkraft
erteilen kann, hergestellt werden, beispielsweise einer
Kolloidmühle, einer Dispersionsmühle oder einem Homomischer.
Als verwendbare Schutzkolloide sollen beispielsweise Polyvinylalkohol, Carboxymethylcellulose, Natriumalginat, Polyacrylsäure und wasserlösliche Polyacrylate
erwähnt werden, wovon günstigerweise Polyvinylalkohol im Hinblick auf die Stabilität der erhaltenen
Emulsion, seiner Wechselwirkung mit dem Härtungskatalysator u.dgl. verwendet wird. Gute Ergebnisse
werden unabhängig davon erhalten, ob der Polyvinylalkohol aus einem solchen besteht, welcher vollständig
oder teilweise verseift ist, oder auch unabhängig von seinem Ausmaß der Polymerisation. Das Schutzkolloid
wird in einer Menge von 0,5 bis 30 Gew.-Teilen und vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile
des löslichen und schmelzbaren Harzes verwendet. Es besteht eine Tendenz, daß die Teilchengröße der
erhaltenen feinen Teilchen kleiner wird, wenn die angewandte Menge des Schutzkolloides erhöht wird.
Das Schutzkolloid wird vorzugsweise in Form einer wäßrigen Lösung eingesetzt.
Die wirksam im Rahmen der Erfindung einzusetzende ultramikroskopische Kieselsäure ist eine solche, deren
spezifischer Oberflächenbereich, bestimmt nach dem BET-Verfahren unter Anwendung der Mehrschichtadsorption von Stickstoff, innerhalb des Bereiches von
50 m2/g bis etwa 400 m2/g liegt. Während die Feinheit
der erfindungsgemäß verwendbaren ultramikroskopischen Kieselsäure auf Grund des spezifischen Oberflächenbereiches, bestimmt nach dem BET-Verfahren,
angenommen werden kann, kann auch eine ultramikroskopische Kieselsäure, deren Teilchengröße in der
Größenordnung von etwa 0,005 Mikron bis etwa 0,05 Mikron, bestimmt durch eine elektronenmikroskopische
Photographic, liegt wirksam im Rahmen der Erfindung eingesetzt werden. Solche Materialien, deren spezifischer Oberflächenbereich weniger als etwa 50 m2/g
entsprechend dem BET-Verfahren ist d. h. solche, deren Teilchengröße zu groß ist sind nicht günstig, da ihr
Effekt zur Verhinderung der Ausbildung grober Teilchengruppen aus dem feinzerteilten gehärteten
Harz gering ist
Die ultramikroskopische Kieselsäure wird günstigerweise in einem Anteil von 1 bis 15 Gew.-Teilen auf 100
Gew.-Teile des löslichen und schmelzbaren Harzes verwendet Wenn die verwendete Menge der ultramikroskopischen Kieselsäure niedriger als dieser Wert ist
ist ihr Effekt zur Verhinderung der Ausbildung grober Teilchengruppen aus dem feinzerteilten gehärteten
Harz gering. Falls andererseits die Menge den vorstehenden Bereich überschreitet ist dies gleichfalls
ungünstig, da die Viskosität der wäßrigen Emulsion des löslichen und schmelzbaren Harzes ansteigt so daß es
schwierig wird, ihre Stabilität ohne Verdünnung beizubehalten. Es besteht auch ein Abfall der Deckkraft
des feinzerteilten gehärteten Harzes.
Die ultramikroskopische Kieselsäure wird zu der wäßrigen Emulsion eines löslichen und schmelzbaren
Harzes, das mit einem Farbstoff gefärbt wurde, entweder direkt im feinzerteilten Zustand oder als
wäßrige Dispersion nach vorheriger Dispergierung in Wasser zugesetzt Beide Verfahren sind in gleicher
Weise wirksam.
Mindestens ein Teil der Gesamtmenge der ultramikroskopischen Kieselsäure muß zu der wäßrigen
Emulsion des gefärbten löslichen und schmelzbaren Harzes vor der Härtungsreaktion zugegeben werden.
Erforderlichenfalls ist es auch möglich, einen Teil der Kieselsäure zu der wäßrigen Emulsion des gefärbten
löslichen und schmelzbaren Harzes vor der Härtungsreaktion zuzusetzen und dann den Rest zu der Suspension
des gefärbten feinzerteilten gehärteten Harzes nach der Härtungsreaktion zuzusetzen. In diesem Fall ist die vor
der Härtungsreaktion zuzusetzende Menge der ultramikroskopischen Kieselsäure bevorzugt eine Menge
entsprechend 80 bis 90 Gew.-% der gesamten zu verwendenden Menge. Falls ferner die Suspension nach
der Zugabe der ultramikroskopischen Kieselsäure gerührt wird, können noch größere Effekte erzielt
werden.
welches zur Herstellung einer Suspension eines feinzerteilten gehärteten Harzes im unlöslichen und
unschmelzbaren Zustand durch Ausführung der Härtungsreaktion ohne Anwendung von ultramikroskopischer
Kieselsäure, anschließendem Zumischen der Kieselsäure unter anschließender Abtrennung und
Trocknung des festen Harzanteiles erhalten wurde, ist kaum irgendeine Verbesserung der Dispergierbarkeit
festzustellen. Auch in dem Fall, wo die ultramikroskopische Kieselsäure entweder zur wäßrigen Flüssigkeit des ι ο
löslichen und schmelzbaren Harzes oder der wäßrigen das Schutzkolloid enthaltenden Flüssigkeit vor der
Emulgierung zugesetzt wird, ist die Dispergierbarkeit des erhaltenen feinzerteilten gehärteten Harzes
schlecht.
Das gefärbte lösliche und schmelzbare Harz kann in das gewünschte unlösliche und unschmelzbare gehärtete
Harz durch ein Verfahren überführt werden, welches in der Zugabe der ultramikroskopischen Kieselsäure
und des Härtungskatalysators zu der wäßrigen Emulsion
des gefärbten löslichen und schmelzbaren Harzes mit anschließender Ausführung der Härtungsreaktion
besteht, wobei die Temperatur der Emulsion im Bereich von 40 bis 60° C während mindestens 1 Stunde und
vorzugsweise 2 bis 10 Stunden gehalten wird und anschließend die Temperatur auf einen Wert im Bereich
von 60 bis 200° C und vorzugsweise 60 bis 160° C erhöht
wird. Dieses feinzerteilte gehärtete Harz wird in Form einer wäßrigen Suspension erhalten. Falls in diesem Fall
die Härtung des Harzes ohne Ausführung dieser jo Vorbehandlung oder durch Erhöhung der Temperatur
auf einen Wert oberhalb 60° C in einer kurzen Zeit von weniger als 1 Stunde durchgeführt wird, setzt eine
teilweise oder gesamte Aggregation des löslichen und schmelzbaren Harzes ein und es ergibt sich die
Ausbildung großer Teilchen oder Klumpen zusätzlich zu den feinzerteilten Teilchen. Es wird auch keine
entsprechende Erhöhung der Effekte erwartet, selbst wenn das Harz während längerer Zeiträume als 10
Stunden gehalten wird, sondern es besteht anstelle dessen der Nachteil, daß das Harz verfärbt wird.
Obwohl eine höhere Temperatur zur Ausführung einer ausreichenden Härtung günstig ist, ist eine Temperatur
oberhalb von 200°C nachteilig, da das Harz geschädigt wird und sich ein Abfall der Eigenschaften des
gehärteten Harzes einstellt Falls die Härtung bei einer Temperatur im Bereich von 100 bis 200° C ausgeführt
wird, wird die Härtung unter Überatmosphärendruck ausgeführt Falls andererseits die Härtung bei relativ
niedriger Temperatur in der Größenordnung im Bereich von 60 bis 8O0C durchgeführt wird, ist zur Vervollständigung
der Härtungsreaktion ein Verfahren gleichfalls wirksam, welches in der Trocknung des gehärteten
Harzes nach seiner Abtrennung aus der Suspension und anschließender Erhitzung des Harzes auf eine Temperatür
im Bereich von 100 bis 200° C besteht
Als Härtungskatalysatoren sind die Mineralsäuren, wie Salzsäure, Schwefelsäure und Phosphorsäure, die
Ammoniumsalze dieser Mineralsäure, Sulfonsäuren, wie Benzolsulfonsäure, Toluolsulfonsäure und Dodecylbenzolsulfonsäure,
organische Säuren, wie Phthalsäure und Benzoesäure und Sulfaminsäure wirksam. Diese Härtungskatalysatoren
werden wirksam in einer Menge im Bereich von 0,01 bis 8 Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile des
löslichen und schmelzbaren Harzes angewandt
Ein feinzerteiltes gehärtetes Harz wird durch Abtrennung des Harzes aus der Suspension und
Trocknung desselben mit oder ohne Erhitzung auf eine Temperatur im Bereich von Raumtemperatur bis etwa
200° C und anschließendem Zerbrechen der Aggregate, die sich mittels einer Sekundäraggregationskraft gebildet
haben, mit sehr geringer Kraft, beispielsweise einer leichten Kraft in der Größenordnung von einem
leichten Druck der Aggregate mit den Fingern, so daß das feinzerteilte gehärtete Harz gemäß der Erfindung
erhalten wird. Als Verfahren zum Erhitzen zur Anwendung in diesem Fall können sämtliche Heizverfahren
unter Einschluß der Wärmeübertragung mittels Konduktion, Strahlung oder Konvektion oder eine
Kombination derartiger Verfahren angewandt werden. Von diesen Verfahren wird jedoch das Konvektionswärmeübertragungsverfahren
bevorzugt, bei dem Heißluft im Kreislauf konvektionell geführt wird, und zwar im Hinblick auf ausgezeichnete Trocknungsgeschwindigkeit
und Einheitlichkeit der Trocknung. Wenn das feinzerteilte gehärtete Harz nach seiner Trocknung
einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur im Bereich von 100° C bis 200° C unterworfen wird, kann
seine thermische Beständigkeit, Wasserbeständigkeit und Beständigkeit gegenüber Chemikalien des gewünschten
Harzes noch erhöht werden. Deshalb wird das Harz vorzugsweise einer derartigen Wärmebehandlung,
wie erforderlich, unterworfen. Falls jedoch die Trocknung bei relativ hoher Temperatur ausgeführt
wird, werden Trocknung und Wärmebehandlung gleichzeitig ausgeführt. Deshalb ist in einem derartigen Fall
eine zusätzliche Wärmebehandlung nicht erforderlich. Das feinzerteilte gehärtete Harz gemäß der Erfindung
zeigt ausgezeichnete Eigenschaften, ganz gleich, ob es eine Wärmebehandlung erhalten hat oder nicht.
Ein spezifisches Verfahren zur Herstellung der feinzerteilten gehärteten Harze gemäß der Erfindung
wird in folgender Weise ausgeführt. Bei einer Ausführungsform wird Benzoguanamin zu Formalin zugesetzt,
der pH-Wert auf einen Bereich von 5 bis 10 eingestellt und anschließend wird die Umsetzung bei einer
Temperatur im Bereich zwischen 5 und 100° C durchgeführt. Von der Stufe, wo das gesamte Reaktionssystem eine homogene Lösung ist, schreitet die
Reaktion fort und es ergibt sich ein trübwerdendes Reaktionssystem. Wenn eine wäßrige harzartige Flüssigkeit,
dessen Ausmaß an modifizierter Wassertoleranz im Bereich von 0 bis 150% liegt, gebildet ist, wird die
Reaktion abgebrochen und anschließend ein Farbstoff und ein Schutzkolloid zur Bildung einer wäßrigen
Emulsion des gefärbten löslichen und schmelzbaren Harzes eingemischt Zu der hierbei erhaltenen Emulsion
werden dann die ultramikroskopische Kieselsäure und der Härtungskatalysator zugegeben, wobei die erstere
in einer Menge im Bereich von 1 bis 15 Gew.-Teilen und der letztere in einer Menge im Bereich von 0,01 bis 5
Gew.-Teilen auf 100 Gew.-Teile des Harzes zugesetzt wird, worauf die Härtung des Harzes durchgeführt wird,
indem die Emulsion während mindestens 1 Stunde bei einer Temperatur von 40 bis 6O0C gehalten wird und
anschließend die Temperatur auf einen Wert im Bereich von 60 bis 200° C bei normalem Atmosphärendruck oder
Überatmosphärendruck erhöht wird. Auf diese Weise wird eine Suspension eines feinzerteilten gehärteten
Harzes erhalten. Eine geeignete Säure wird zu dieser Suspension zur Bildung von Aggregaten aus dem Harz
durch Aggregierung des dispergierten Harzes zugesetzt Dann werden die Aggregate des gehärteten
Harzes abfiltriert und gründlich zur Entfernung des Wassers getrocknet Erforderlichenfalls werden dann
die getrockneten Aggregate einer Wärmebehandlune
während 0,5 bis 10 Stunden bei einer Temperatur im Bereich von 100 bis 2000C unterzogen. Durch Brechen
der Aggregate durch Anwendung von geringer Kraft kann das gewünschte feinzerteilte gehärtete Harz
erhalten werden.
Das feinzerteilte nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene, wobei ultramikroskopische Kieselsäure
verwendet wird, Harz zeigt eine äußerst überlegene Dispergierbarkeit bei einer Verwendung als
Pigment. Somit kann die Leuchtkraft und Deckkraft des verwendeten Farbstoffes wirksam gezeigt werden, so
daß in Verbindung mit den ausgezeichneten Eigenschaften der Benzoguanaminharze, wie überlegene Wärmebeständigkeit
und Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln, das feinzerteilte gehärtete Harz gemäß der
Erfindung wirksam in einem sehr weiten Anwendungsbereich verwendet werden kann.
Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung. Falls nichts anderes angegeben ist,
sind Teile und Prozentsätze auf das Gewicht bezogen.
Ein mit Rührer, Rückflußkühler und Thermometer ausgerüsteter 4-HaIskolben wurde mit 150 Teilen
Benzoguanamin, 130 Teilen Formalin (Formaldehydgehalt 37%) und 0,52 Teilen einer 10%igen, wäßrigen
Lösung von Natriumcarbonat beschickt. Der pH-Wert des Gemisches wurde auf 8,0 eingestellt. Unter Rühren
dieses Gemisches wurde seine Temperatur auf 95° C erhöht, und die Umsetzung wurde während 5 Stunden
durchgeführt, um eine wäßrige Flüssigkeit eines löslichen und schmelzbaren Harzes mit einem Ausmaß
der modifizierten Wassertoleranz von 60% zu erhalten.
Getrennt wurde eine wäßrige Schutzkolloidlösung durch Auflösung in 600 Teilen Wasser von 6 Teilen
Polyvinylalkohol (teilweise 87 bis 89 Mol-%) verseiftes Polyvinylacetat (Polymerisationsgrad 500), (Produkt der
Kuraray Co., Otd, Japan) hergestellt. Nach Erhöhung der Temperatur dieser wäßrigen Lösung auf 90° C
wurde sie mit 7000 Umdrehungen/Minute mit einem Hochgeschwindigkeitsrührwerk (Homomixer, Modell
HV-M, Produkt der Tokushu Kikako Co, Ltd., Japan)
gerührt. Während diese wäßrige Lösung des Schutzkolloides gerührt wurde, wurde die vorstehende wäßrige
Flüssigkeit des löslichen und schmelzbaren Harzes mit einem Ausmaß der modifizierten Wassertoleranz von
60% in die wäßrige Schutzkolloidlösung eingeführt und eine weiße Emulsion erhalten. Nach der Abkühlung
dieser Emulsion auf 300C wurden 1,5 Teile RHODA-MIN
B (Colorindex = 45 170) und 1,5 Teile RHODA-MIN6GCP(Colorindex
= 45 160) zugesetzt, worauf die Emulsion während 30 Minuten bei Raumtemperatur
gerührt wurde, um eine wäßrige Emulsion eines gefärbten löslichen und schmelzbaren Harzes zu
erhalten.
Eine durch homogene einheitliche Dispergierung in 67,5 Teilen Wasser von 7,5 Teilen ultramikroskopischer
Kieselsäure mit einer Teilchengröße von etwa 0,012 Mikron und einem spezifischen Oberflächenbereich von
etwa 200m2/g, bestimmt nach dem BET-Verfahren
(AEROSIL-200, Produkt der Nippon Aerosil Co, Ltd,
Japan) erhaltene Flüssigkeit wurde zur vorstehenden Emulsion zugesetzt Nach Zusatz von 40 Teilen einer 1
η-Schwefelsäure wurde die Emulsion während 2 Stunden bei 400C unter schwachem Rühren gehalten.
Das Rühren der Emulsion wurde dann aufeinanderfolgend bei den jeweiligen Temperaturen von 50,60,70,80
und 900C während 2 Stunden bei jeder Temperatur fortgesetzt, um die Härtung des Harzes zu bewirken, so
daß eine Suspension des gefärbten feinzerteilten gehärteten Harzes erhalten wurde.
Das feinzerteilte gehärtete Harz wurde aus der Suspension durch Filtration abgetrennt, und der
Filterkuchen wurde bei einer Temperatur von 1000C getrocknet, worauf er während 3 Stunden auf eine
Temperatur von 1500C erhitzt wurde, so daß 178 Teile
Aggregate des feinzerteilten gehärteten Harzes erhalten wurden. Diese Aggregate wurden durch Anwendung
einer geringen Kraft in der Größenordnung eines geringen Druckes zwischen den Fingern desaggregiert,
so daß das gefärbte feinzerteilte gehärtete Harz gemäß der Erfindung in Pulverform erhalten wurde.
Das feinzerteilte in dieser Weise erhaltene gehärtete Harz zeigte eine ganz ausgezeichnete Dispergierbarkeit.
Wenn dieses feinzerteilte gehärtete Harz mit einem Rasterelektronenmikroskop untersucht wurde,
wurde festgestellt, daß die vorhandenen Teilchen einzeln waren und daß sie keine traubenartigen
Vereinigungen zeigten, welche durch Sekundäraggregation der Teilchen gebildet worden waren.
Ein gleicher 4-Halskolben wie in Beispiel 1 wurde mit
150 Teilen Benzoguanamin, 130 Teilen Formalin (Formaldehydgehalt 37%) und 0,52 Teilen einer
10%igen, wäßrigen Natriumcarbonatlösung beschickt. Unter Rühren dieses Gemisches wurde die Temperatur
auf 94 bis 95° C erhöht und die Umsetzung während 5 Stunden durchgeführt, so daß eine wäßrige Flüssigkeit
eines löslichen und schmelzbaren Harzes erhalten wurde. Dann wurden 7,5 Teile KAYASET YELLOW G
(Produkt der Nippon Kayaku Co. Ltd, Japan) zu dieser wäßrigen Flüssigkeit zugesetzt, worauf die wäßrige
Flüssigkeit während 30 Minuten bei 94 bis 95° C gerührt wurde, so daß eine wäßrige Flüssigkeit des gefärbten
löslichen und schmelzbaren Harzes erhalten wurde.
Getrennt wurde eine wäßrige Schutzkolloidlösung durch Auflösung in 600 Teilen Wasser von 6 Teilen
Polyvinylalkohol nach Beispiel 1 hergestellt Eine wäßrige Schutzkolloidlösung wurde mit dem Homomischer
gerührt. Während diese wäßrige Lösung gerührt wurde, wurde die vorstehende wäßrige Flüssigkeit des
gefärbten löslichen und schmelzbaren Harzes in die wäßrige Schutzkolloidlösung eingeführt und eine gelbe
Emulsion erhalten.
Die durch homogene einheitliche Dispergierung in 67,5 Teilen Wasser von 7,5 Teilen ultramikroskopischer
so Kieselsäure mit einer Teilchengröße von etwa 0,012 Mikron und einem spezifischen Oberflächenbereich von
etwa 200 m2/g erhaltene Flüssigkeit wurde zu der vorstehenden Emulsion zugefügt. Dann wurde nach
Zusatz von 40 Teilen 1 η-Schwefelsäure das Rühren der Emulsion aufeinanderfolgend bei den jeweiligen Temperaturen
von 40, 50, 60, 70, 80 und 900C während 2 Stunden bei jeder Temperatur zur Härtung des Harzes
fortgesetzt, so daß eine Suspension des gefärbten feinzerteilten gehärteten Harzes erhalten wurde.
Das feinzerteilte gehärtete Harz wurde aus der Suspension abfiltriert und der Filterkuchen bei einer
Temperatur von 1000C mit anschließendem Erhitzen während 3 Stunden auf eine Temperatur von 1500C
getrocknet, so daß Aggregate des feinzerteilten gehärteten Harzes erhalten wurden. Diese Aggregate
wurden durch Anwendung einer geringen Kraft in der Größenordnung derjenigen eines geringen Druckes
zwischen den Fingern desaggregiert, um ein gefärbtes
feinzerteiltes gehärtetes Harz in Pulverform zu erhalten.
Das in dieser Weise erhaltene feinzerteilte gehärtete Harz zeigte eine ganz ausgezeichnete Dispergierbarkeit.
Wenn dieses feinzerteilte gehärtete Harz mit einem Rasterelektronenmikroskop untersucht wurde,
zeigte sich, daß die Teilchen einzeln vorlagen und daß sie nicht traubenartige Vereinigungen zeigten, die sich
durch Sekundäraggregation der Teilchen gebildet hatten.
Das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 wurde angewandt, um ein feinzerteiltes gehärtetes Harz zu
erhalten, wobei jedoch anstelle der ultramikroskopischen Kieselsäure mit einem spezifischen Oberflächenbereich
von etwa 200 m2/g, wie dort verwendet, eine
ultramikroskopische Kieselsäure mit einem spezifischen Oberflächenbereich von etwa 380 m2/g und einer
Teilchengröße von etwa 0,007 Mikron verwendet wurde.
Das dabei erhaltene feinzerteilte gehärtete Harz zeigte wie im Fall des nach Beispiel 1 erhaltenen
Produktes eine ganz ausgezeichnete Dispergierbarkeit.
Wenn dieses feinzerteüte gehärtete Harz mit einem Elektronenmikroskop untersucht wurde, zeigte es sich,
daß die Teilchen einzeln vorlagen und daß sie keine traubenartigen Vereinigungen zeigten, die durch Sekundäraggregation
der Teilchen gebildet wurden.
Ein feinzerteiltes gehärtetes Harz wurde nach der Arbeitsweise von Beispiel 1 erhalten, jedoch unter
Anwendung anstelle der ultramikroskopischen Kieselsäure mit einem spezifischen Oberflächenbereich von
etwa 200 m2/g einer uitramikroskopischen Kieselsäure
mit einer Teilchengröße von etwa 0,04 Mikron und einem spezifischen Oberflächenbereich von etwa
50 m2/g.
Obwohl das dabei erhaltene feinzerteilte gehärtete Harz hinsichtlich der Dispergierbarkeit etwas schlechter
war als das Produkt von Beispiel 1, war dessen Dispergierbarkeit zufriedenstellend.
Wenn dieses feinzerteüte gehärtete Harz mit einem Elektronenmikroskop untersucht wurde, zeigte es sich,
daß die Teilchen einzeln vorlagen und daß sie keine traubenartigen Vereinigungen zeigten, die sich durch
Sekundäraggregation der Teilchen gebildet hatten.
Vergleich 1
Das gleiche Verfahren wie in Beispie! 1 wurde durchgeführt, wobei jedoch die ultramikroskopische
Kieselsäure zu der wäßrigen Emulsion nicht vor der Härtungsreaktion zugesetzt wurde. Es wurde ein
feinzerteiltes gehärtetes Harz erhalten.
Jedoch war das in dieser Weise erhaltene feinzerteüte
gehärtete Harz hinsichtlich der Dispergierbarkeit im Vergleich zum Produkt von Beispiel 1 unterlegen. Wenn
dieses feinzerteüte gehärtete Harz mit einem Elektronenmikroskop untersucht wurde, wurde das sporadische
Vorhandensein von traubenartigen Vereinigungen im Hau festgestellt, welche durch Sekundäraggregation
der Teilchen gebildet worden waren.
Vergleich 2
D1P Härtungsreaktion wurde entsprechend dem
gleichen Verfahren wie in Beispiel I1 jedoch ohne
Ausführung der Arbeitsweise des Zusatzes der uitramikroskopischen Kieselsäure zu der wäßrigen Emulsior
vor der Härtungsreaktion durchgeführt
Vor der Abfiltration des feinzerteilten gehärteter Harzes wurde eine durch homogene Dispergierung vor
7,5 Teilen ultramikroskopischer Kieselsäure mit einen spezifischen Oberflächenbereich von etwa 200 m2/g unc
einer Teilchengröße von etwa 0,012 Mikron in 67,f
Teilen Wasser erhaltene Flüssigkeit zu der Suspensior unter Rühren mit einem Homomischer zugesetzt
ι ο Darauf schloß sich die Filtration, Trocknung, Wärmebehandlung
und Anwendung einer geringen Kraft in dei Größenordnung eines geringen Druckes zwischen den
Fingern wie in Beispiel 1 an, um das feinzerteüte gehärtete Harr in Pulverform zu erhalten.
Das in dieser Weise erhaltene feinzerteüte gehärtete Harz war jedoch hinsichtlich der Dispergierbarkeit im
Vergleich zum Produkt von Beispiel 1 unterlegen. Wenn dieses feinzerteüte gehärtete Harz mit einem Elektronenmikroskop
untersucht wurde, wurde die sporadische Anwesenheit von Teilchen festgestellt, welche durch
Sekundäraggregation vereinigt waren.
Vergleich 3
Eine wäßrig«: Flüsigkeit eines löslichen und schmelzbaren
Harzes wurde nach der Arbeitsweise wie in Beispiel 1 hergestellt. Zu dieser wäßrigen Flüssigkeit
wurde dann eine durch homogene Dispergierung von 7,5 Teilen ultra mikroskopischer Kieselsäure mit einem
spezifischen Oberflächenbereich von etwa 200 m2/g und
ω einer Teilchengröße von 0,012 Mikron in 67,5 Teilen
Wasser erhaltene Flüssigkeit zugesetzt, worauf das Gemisch während 30 Minuten bei einer Temperatur von
90 bis 95° C gerührt wurde.
Getrennt wurden 6 Teile Polyvinylalkohol nach Beispiel 1 in 600 Teilen Wasser zur Herstellung einer
wäßrigen Schutzkolloidlösung gelöst, die kräftig mit einem Homomischer gerührt wurde. Unter Rühren der
wäßrigen Schutzkolloidlösung wurde die vorstehende wäßrige Flüssigkeit, die die ultramikroskopische Kieselsäure
enthielt, hierzu zur Herstellung einer wäßrigen Emulsion des löslichen und schmelzbaren Harzes
zugesetzt. Nach der Abkühlung dieser wäßrigen Emulsion auf 300C wurden 1,5 Teile RHODAMIN B
und 1,5 Teile RHODAMIN 6GCP zugesetzt, worauf die Emulsion während 30 Minuten bei Raumtemperatur zur
Herstellung einer wäßrigen Emulsion des gefärbten löslichen und schmelzbaren Harzes mit dem Gehalt
ultramikroskopischer Kieselsäure gerührt wurde. Nach Zusatz von 40 Teilen 1 η-Schwefelsäure zu dieser
so wäßrigen Emulsion wurde sie unter Rühren aufeinanderfolgend bei den Temperaturen von 40, 50, 60, 70, 80
und 900C während 2 Stunden bei jeder Temperatur erhitzt, um eine Suspension des gefärbten feinzerteilten
gehärteten Harzes zu erhalten.
Das feinzerteüte gehärtete Harz wurde dann aus dieser Suspension entsprechend dem gleichen Verfahren
wie in Beispiel 1 erhalten.
Das dabei erhaltene feinzerteüte gehärtete Harz hatte jedoch eine schlechtere Dispergierbarkeit im
Vergleich zum Produkt von Beispiel 1. Wenn weiterhin dieses feinzerteüte gehärtete Harz mit einem Elektronenmikroskop
untersucht wurde, wurde die sporadische Anwesenheit von Vereinigungen der Teilchen auf
Grund von Sekundäraggregation der Teilchen beobach-
Die Dispergierbarkeit der feinzerteilten gehärteten in den Beispielen 1 bis 4 und den Vergleichen 1 bis 3
809 549/378
erhaltenen Harze wurde in folgender Weise untersucht,
wobei als Dispergiermittel Polyvinylchlorid und Wasser verwendet wurden. Die erhaltenen Ergebnisse sind in
der folgenden Tabelle aufgeführt
Polyvinylchlorid
Die Probe des feinzerteilten gehärteten Harzes wurde mit plastifiziertem Polyvinylchlorid in einer
Menge von 1,0% vermischt und darin durch Walzen dispergiert Der erhaltene Bogen wurde mit einer Lupe
mit 15facher Vergrößerung untersucht
Wasser
Die Probe des feinzerteilten gehärteten Harzes wurde in einer l,0%igen wäßrigen Lösung eines
nichtionischen oberflächenaktiven Mittels (PLURONIC L-44, Produkt der Asahi Electro-Chemical Co. Ltd,
Japan) dispergiert Die erhaltene Flüssigkeit wurde mit einem Rasterelektronenmikroskop untersucht
Fein | Dispergiermittel | Wasser |
zerteiltes | ||
gehärtetes | Polyvinylchlorid | keine groben |
Harz | Teilchen | |
Beispiel 1 | keine groben | ebenso |
Teilchen | ebenso | |
Beispiel 2 | ebenso | ebenso |
Beispiel 3 | ebenso | Vorhandensein |
Beispiel 4 | ebenso | von groben |
Vergleich 1 | Vorhandensein | Teilchen |
von groben | ebenso | |
Teilchen | ebenso | |
Vergleich 2 | ebenso | |
Vergleich 3 | ebenso | |
Zu 100 Teilen der Emulsion eines löslichen und schmelzbaren nach Beispiel 1 erhaltenen Harzes
wurden 0,04 Teile eines fluoreszierenden Aufhellungsmittels (Color Index = Fluorescent Brightening Agent
168) zugesetzt, worauf der Versuch wie in Beispiel 1 ausgeführt wurde und ein reinweißes feinzerteiltes
gehärtetes Harz erhalten wurde.
Bei der Untersuchung des dabei erhaltenen Produktes mit einem Rasterelektronenmikroskop zeigte es sich,
daß die Teilchen einzeln vorlagen.
Ein 4-Halskolben wie in Beispiel 1 wurde mit 120
Teilen Benzoguanamin, 30 Teilen Melamin, 162 Teilen Formalin (Formaldehydgehalt 37%) und 0,65 Teilen
einer 10%igen, wäßrigen Natriumcarbonatlösung beschickt. Der pH-Wert des Gemisches wurde auf 8,0
eingestellt. Unter Rühren dieses Gemisches wurde dessen Temperatur auf 95° C erhöht und die Umsetzung
während 4,5 Stunden durchgeführt, so daß eine wäßrige Flüssigkeit eines löslichen und schmelzbaren Harzes mit
einem Ausmaß der modifizierten Wassertoleranz von 95% erhalten wurde.
Getrennt wurden 8,5 Teile Polyvinylalkohol (vollständig verseiftes Produkt von Polyvinylacetat, Polymerisationsgrad
1700, Produkt der Kuraray Co. Ltd., Japan) in 600 Teilen Wasser zur Herstellung einer wäßrigen
Schutzkolloidlösung gelöst, die auf eine Temperatur von 8O0C gebracht und bei 500 U/Minute unter Anwendung
eines Homomischers gerührt wurde. Unter fortgesetztem Rühren dieser wäßrigen Schutzkolloidlösung wurde
die vorstehende wäßrige Flüssigkeit eines löslichen und schmelzbaren Harzes mit einem Ausmaß der modifizierten
Wassertoleranz von 95% hierzu zugesetzt und eine weiße Emulsion erhalten.
900 Teile der dabei erhaltenen weißen Emulsion wurden auf 400C abgekühlt, worauf 2 Teile RHODA-MIN
B (Colorindex = 45 172) und 2 Teile RHODAMIN 6GCP (Colorindex = 45 160) zur Färbung der Emulsion
zugesetzt wurden und eine wäßrige Emulsion des gefärbten löslichen und schmelzbaren Harzes erhalten
wurde. Zu der dabei erhaltenen wäßrigen Emulsion wurde eine durch homogene Dispergierung von 2 Teilen
ultramikroskopischer Kieselsäure mit einer Teilchengröße von etwa 0,012 Mikron und einem spezifischen
Oberflächenbereich, bestimmt nach dem BET-Verfahren, von etwa 200 m2/g in 23 Teilen Wasser zugesetzt.
Nach der weiteren Zugabe von 3 Teilen Paratoluolsulfonsäure zur Emulsion wurde diese bei einer Temperatür
von 500C während 1,5 Stunden unter gelindem Rühren mit einem Rührwerk vom Flügeltyp gehalten.
Die Härtungsreaktion wurde dann bewirkt, indem die Emulsion aufeinanderfolgend bei den jeweiligen Temperaturen
von 60, 70 und 9O0C während 2 Stunden bei
jeder Temperatur gehalten wurde, so daß eine Suspension des gefärbten feinzerteilten gehärteten
Harzes erhalten wurde.
Das feinzerteilte gehärtete Harz wurde dann aus der Suspension abfiltriert und der Filterkuchen während 2
JO Stunden mit einer Heißluft von 800C mit anschließendem
Erhitzen des Filterkuchens während 3 Stunden auf eine Temperatur von 1400C getrocknet, so daß 193
Teile Aggregate des feinzerteilten gehärteten Harzes erhalten wurden. Wenn diese Aggregate durch Anwendung
einer geringen Kraft in der Größenordnung eines schwachen Fressens zwischen den Fingern desaggregiert
wurden, wurde ein feinzerteiltes gehärtetes Harz in Pulverform mit einer rosa fluoreszierenden Farbe
erhalten.
Wenn dieses feinzerteilte gehärtete Harz mit einem Rasterelektronenmikroskop untersucht wurde, zeigte es
sich, daß sämtliche Teilchen einzeln vorlagen.
Ein 4-Halskolben der gleichen Art wie in Beispiel 1 wurde mit 150 Teilen Benzoguanamin, 162 Teilen
Formalin (Formaldehydgehalt 37%) und 0,65 Teilen einer 10%igen, wäßrigen Natriumcarbonatlösung beschickt.
Der pH-Wert des Gemisches wurde auf 8,0
so eingestellt. Unter Rühren dieses Gemisches wurde dessen Temperatur auf 920C erhöht und die Umsetzung
während 4 Stunden durchgeführt, so daß eine wäßrige Flüssigkeit eines löslichen und schmelzbaren Harzes mit
einem Ausmaß der modifizierten Wassertoleranz von 78% erhalten wurde.
Getrennt wurden 100 Teile Polyvinylalkohol (vollständig 98,5 bis 100 Mol) verseiftes Polyvinylacetat.
Polymerisationsgrad unter 1000, in 800 Teilen Wasser gelöst, worauf 5 Teile STYRENE YELLOW G (öllösli-
bo eher Farbstoff) zugesetzt, wo anschließend der Farbstoff
mit einem Homomischer gerührt und dispergiert wurde. Zu dieser Dispersion wurde dann unter Rühren
die vorstehende wäßrige Flüssigkeit eines löslichen und schmelzbaren Harzes mit einem Ausmaß der modifi-
b5 zierten Wassertoleranz von 78% zugesetzt, so daß eine
gelbe Emulsion durch Rühren bei 8000 U/Minute mit ' einem Homomischer erhalten wurde. Nach der Abkühlung
dieser Emulsion auf 400C wurde eine durch
homogene Dispergierung von 8 Teilen ultramikroskopischer Kieselsäure mit einer Teilchengröße von 0,012
Mikron und mit einem spezifischen Oberflächenbereich von etwa 200 m2/g, bestimmt nach dem BET-Verfahren,
in 68 Teilen Wasser erhaltene Flüssigkeit zur Emulsion zugefügt Daran schloß sich der Zusatz von 4 Teilen
Dodecylbenzolsulfonsäure und Erhitzen der Emulsion aufeinanderfolgend auf die jeweiligen Temperaturen
von 40,50,60,70 und 90° C während 2 Stunden bei jeder
Temperatur an, während die Emulsion gelinde mit einem Rührwerk vom Flügeltyp gerührt wurde, so daß
die Suspension eines feinzerteilten gehärteten Harzes erhalten wurde.
Das feinzerteilte gehärtete Harz wurde dann durch Filtration abgetrennt und der Filterkuchen während 1
Stunde mii Heißluft von 900C getrocknet, worauf
während 4 Stunden auf eine Temperatur von 150° C erhitzt wurde, so daß 203 Teile Aggregate des
feinzerteilten gehärteten Harzes erhalten wurden. Wenn diese Aggregate durch Anwendung einer
schwachen Kraft in der Größenordnung eines gelinden Fingerdruckes desaggregiert wurden, wurde ein gelbes
feinzerteiltes gehärtetes Harz in Pulverform erhalten.
Wenn dieses gelbe feinzerteilte gehärtete Harz mit einem Rasterelektronenmikroskop untersucht wurde,
zeigte es sich, daß keine groben Teilchen vorlagen.
Dieses gelbe feinzerteilte gehärtete Harz wurde zu Polypropylen in einer Menge von 0,2 Teilen des ersteren
auf 100 Teile des letzteren zur Färbung nach dem Trockenfärbungsverfahren zugegeben, worauf das gefärbte
Polypropylen mit einer Spritzgußmaschine unter den Bedingungen einer Zylindertemperatur von jeweils
250 und 3000C spritzgußgeformt wurde, um Probestükke jeweils mit den Abmessungen von 43 χ 77 χ 3 mm
zu erhalten. Beim Vergleich dieser Probestücke konnte kein Unterschied festgestellt werden. Das heißt, eine
Änderung in der Farbe auf Grund der Temperatur des Zylinders konnte nicht unterschieden werden.
Die Probestücke und ein weißer Bogen aus plastifiziertem Polyvinylchlorid wurden eines über das
andere gelegt und 3 Tage bei einer Temperatur von 300C mit einer 500-g-Belastung auf der Oberseite der
aufgelegten Bögen stehengelassen, worauf der plastifizierte Polyvinylchloridbogen untersucht wurde. Keine
Farbübertragung wurde festgestellt. Weiterhin wurden die Probestücke während 400 Stunden einem Fade-ometer
ausgesetzt, jedoch wurde keine Verblassung festgestellt.
Weiterhin wurden in gleicher Weise nach der Spritzgußverformung hergestellte Versuchsprobestükke,
wobei jedoch Chromgelb anstelle des vorstehenden gelben feinzerteilten gehärteten Harzes verwendet
wurde, mit den Versuchsprobestücken, die gemäß der Erfindung erhalten wurden, verglichen. Dieser Vergleich
zeigte, daß das gelbe feinzerteilte gehärtete Harz dem Chromgelbpigment hinsichtlich der Deckkraft
überlegen war.
Das Vorgehen nach Beispiel 8 wurde wiederholt, wobei jedoch anstelle von STYRENE YELLOW G, das
Produkt Color Index = Solvent Yellow 61 verwendet wurde und ein gelbes feinzerteiltes gehärtetes Harz
erhalten wurde.
Beispiel 10
Eine durch Vermischen von 4,5 Teilen SUMIPLAST YELLOW HL2R (öllöslicher Farbstoff), ein Teil
Polyoxyäthylennonylphenoläther (ein nichtionisches oberflächenaktives Mittel) und 50 Teilen Wasser
erhaltene Paste wurde in einer Emulsion des in Beispiel 1 erhaltenen löslichen und schmelzbaren Harzes
vermischt, worauf das Gemisch während 1 Stunde bei 5O0C gerührt wurde, um die Lösung des öllöslichen
Farbstoffes in der Harzphase durch Einwanderung zu bewirken. Die anschließenden Arbeitsgänge wurden
wie in Beispiel 1 ausgeführt, so daß ein gelbes
ίο feinzerteiltes gehärtetes Harz erhalten wurde.
Versuchsprobestücke wurden mit diesem gelben feinzerteilten gehärteten Harz entsprechend dem
Verfahren von Beispiel 8 hergestellt Wenn der Auslauftest mit dem weißen plastifizierten Polyvinylchloridbogen
mit diesen Probestücken ausgeführt wurde, fand kein Ausbluten statt.
Beispiel 11
Ein 4-Halskolben wie in Beispiel 1 wurde mit 150
Teilen Benzoguanamin, 162 Teilen Formalin (Formaldehydgehalt
37%) und 0,65 Teilen einer 10%igen, wäßrigen Natriumcarbonatlösung beschickt. Der
pH-Wert des Gemisches wurde auf 8,0 eingestellt. Unter Rühren dieses Gemisches wurde es während 5 Stunden
bei 93° C umgesetzt, wobei eine wäßrige Flüssigkeit des löslichen und schmelzbaren Harzes mit einem Ausmaß
der modifizierten Wassertoleranz von 50% erhalten wurde.
Getrennt wurden 5 Teile STYRENE YELLOWG und 4 Teile eines vollverseiften Polyvinylacetats
(Polymerisationsgrad 1700) zu 176 Teilen Wasser zugesetzt und anschließend in einer Kugelmühle zur
Bildung der Farbstoffdispersion vermischt.
Weiterhin wurde auch getrennt eine wäßrige Schutzkolloidlösung hergestellt, indem eine Lösung von
700 Teilen Wasser und 2,5 Teilen Polyvinylalkohol nach Beispiel hergestellt, anschließend die Temperatur dieser
wäßrigen Lösung auf 80° C erhöht wurde und diese bei 700 U/Minute mit einem Homomischer gerührt wurde.
Die vorstehende wäßrige Flüssigkeit des löslichen und schmelzbaren Harzes mit einem Ausmaß der
modifizierten Wassertoleranz von 50% und die Farbstoffsuspension wurden dann gleichlaufend, jedoch
getrennt in die vorstehende wäßrige Schutzkolloidlösung unter Rühren eingeführt, so daß die gefärbte
Emulsion erhalten wurde. Nach der Abkühlung dieser Emulsion auf 400C wurde eine durch homogene
Dispergierung von 200 Teilen ultramikroskopischer Kieselsäure mit einem spezifischen Oberflächenbereich
so von etwa 200 m2/g, bestimmt nach dem BET-Verfahren,
und einer Teilchengröße von etwa 0,012 Mikron in 21 Teilen Wasser erhaltene Flüssigkeit zu der Emulsion
zugesetzt und anschließend gleichfalls 6 Teile Dodecylbenzolsulfonsäure zugefügt. Dann wurde die Emulsion
aufeinanderfolgend auf die jeweiligen Temperaturen von 40, 50 und 7O0C während 2 Stunden bei jeder
Temperatur unter gelindem Rühren der Emulsion erhitzt. Dadurch wurde eine Suspension des feinzerteilten
gehärteten Harzes erhalten.
bo Das feinzerteilte gehärtete Harz wurde durch
Filtration abgetrennt, worauf der Filterkuchen während 4 Stunden mit Heißluft von 800C getrocknet und dann
während 4 Stunden auf 150°C erhitzt wurde, so daß 187 Teile Aggregate eines gelben feinzerteilten gehärteten
b5 Harzes erhalten wurden. Diese Aggregate wurden rasch
durch einen geringen Druck zur Lieferung feinzerteilter gehärteter Harze in Pulverform gebrochen.
Wenn dieses feinzerteilte gehärtete Harz mit einem
Wenn dieses feinzerteilte gehärtete Harz mit einem
Rasterelektronenmikroskop untersucht wurde, zeigte es sich, daß die Teilchen in Einzelform vorlagen.
Beispiel 12
Nach der Arbeitsweise von Beispiel 11 wurde eine
wäßrige Flüssigkeit eines löslichen und schmelzbaren Harzes mit einem Ausmaß der modifizierten Wassertoleranz
von 50% hergestellt.
Getrennt wurde eine wäßrige Lösung durch Auflösung von 6,8 Teilen Polyvinylalkohol nach Beispiel 1 in
610 Teilen Wasser hergestellt, worauf die Temperatur dieser wäßrigen Lösung auf 80°C erhöht wurde und
anschließend bei 7000 U/Min, mit einem Homomischer gerührt wurde, so daß die wäßrige Schutzkolloidlösung
erhalten wurde. Das vorstehende lösliche und schmelzbare Harz mit einem Ausmaß der modifizierten
Wassertoieranz von 50% wurde dann zu dieser wäßrigen Schutzkolloidlösung unter Rühren eingeführt,
um eine weiße Emulsion zu erhalten. Nach der Abkühlung der Emulsion auf 30° C wurden 16,8 Teile
eines sauren Farbstoffs (Colorindex = Acid Yellow 19)
zugesetzt und darin gelöst, worauf eine durch homogene Dispergierung von 8,5 Teilen ultramikroskopischer
Kieselsäure mit einem spezifischen Oberflächenbereich von etwa 120m2/g und einer Teilchengröße von etwa
0,016 Mikron in 76 Teilen Wasser erhaltene Flüssigkeit zu der Emulsion zugesetzt wurde. Daran schloß sich der
Zusatz von 20 Teilen 1 η-Salzsäure und 9 Teilen Paratoluolsulfonsäure an, worauf die Emulsion aufeinanderfolgend
auf die jeweiligen Temperaturen von 40, 50, 70 und 90° C während 2 Stunden hai jeder
Temperatur unter gelindem Rühren erhitzt wurde, um die Härtung des Harzes zu bewirken, so daß eine
Suspension des feinzerteilten gehärteten Harzes erhalten wurde.
Das feinzerteilte gehärtete Harz wurde abfiltriert, worauf der Filterkuchen während 3 Stunden mit
Heißluft von 80° C getrocknet und anschließend während 3 Stunden auf 150° C erhitzt wurde, so daß 191
Teile Aggregate eines gelben feinzerteilten gehärteten Harzes erhalten wurden. Diese Aggregate wurden
leicht durch einen schwachen Druck gebrochen, so daß sich ein gelbes feinzerteiltes gehärtetes Harz ergab.
Wenn dieses feinzerteilte gehärtete Harz mit einem Rasterelektronenmikroskop untersucht wurde, zeigte es
sich, daß die Teilchen einzeln vorlagen.
Beispiel 13
Ein 4-Halskolben wie in Beispiel 1 wurde mit 150
Teilen Benzoguanamin, 130 Teilen Formalin (Formaldehydgehalt 37%) und 0,52 Teilen einer 10%igen
wäßrigen Natriumcarbonatlösung beschickt und ein Gemisch mit einem pH-Wert von 8,0 wurde erhalten.
Unter Rühren dieses Gemisches wurde dessen Temperatur auf 95° C erhöht, und die Umsetzung wurde
während 4 Stunden ausgeführt, so daß eine wäßrige Flüssigkeit eines löslichen und schmelzbaren Harzes mit
einem Ausmaß der modifizierten Wassertoleranz von 60% erhalten wurde.
Getrennt wurden 4 Teile Polyvinylalkohol nach Beispiel 1 in 690 Teilen Wasser gelöst, worauf die
Temperatur dieser wäßrigen Lösung auf 90° C erhöht wurde. Diese wäßrige Lösung wurde dann bei
7000 U/Min, mit einem Homomischer gerührt. Daran schloß sich die Einführung der vorstehenden wäßrigen
Flüssigkeit des löslichen und schmelzbaren Harzes mit einem Ausmaß der modifizierten Wassertoleranz von
60% in die wäßrige Lösung eines vollverseiften Polyvinylacetats (Polymerisationsgrad 1700) unter Rühren
an, so daß die weiße Emulsion erhalten wurde. Diese Emulsion wurde auf 35° C abgekühlt Dann wurdt eine
Dispersion von 10 Teilen Color Index = Disperse Red 43 in 120 Teilen Wasser in die weiße Emulsion unter
Rühren eingeführt Darauf folgte die Zugabe zur Emulsion einer durch homogene Dispergierung von 24
Teilen ultramikroskopischer Kieselsäure mit einem
to spezifischen Oberflächenbereich von etwa 200 mVg,
bestimmt nach dem BET-Verfahren, und einer Teilchengröße
von etwa 0,012 Mikron in 220 Teilen Wasser erhaltenen Flüssigkeit an, worauf die Emulsion gründlich
gerührt wurde. Dann wurde nach Zusatz von 40 Teilen an 1 η-Schwefelsäure die Temperatur der
Emulsion auf 40° C gesteigert, worauf die Emulsion aufeinanderfolgend bei den jeweiligen Temperaturen
von 50, 70 und 90° C während 2 Stunden bei jeder Temperatur gehalten wurde, so daß eine Suspension
eines feinzerteilten gehärteten Harzes erhalten wurde. Ultramikroskopische Kieselsäure mit einem spezifischen
Oberflächenbereich von etwa 300 m2/g, bestimmt nach dem BET-Verfahren, mit einer Teilchengröße von
etwa 0,007 Mikron wurde dann zu dieser Suspension
2ϊ zugesetzt, und die Suspension wurde gerührt.
Das feinzerteilte gehärtete Harz wurde aus der erhaltenen Suspension abfiltriert und der Filterkuchen
während 2 Stunden bei 800C getrocknet, worauf 4.5
Stunden bei einer Temperatur von 150°C erhitzt wurde.
so daß 191 Teile Aggregate erhalten wurden. Es war möglich, diese Aggregate mit einer schwachen Kraft in
der Größenordnung eines schwachen Druckes mit den Fingern zu desaggregieren, so daß ein rotes feinzerteiltes
gehärtetes Harz in Pulverform erhalten wurde.
Wenn dieses feinzerteilte gehärtete Harz mit einem Rasterelektronenmikroskop untersucht wurde, wurde
festgestellt, daß die Teilchen im diskreten Zustand vorlagen.
Vergleich 4
Zu einem 4-Halskolben der gleichen Art wie in Beispiel 1 wurden 150 Teile Benzoguanamin, 130 Teile
Formalin (Formaldehydgehalt 37%) und 0,52 Teile einer 10%igen wäßrigen Natriumcarbonatlösung zugegeben,
so daß ein Gemisch mit einem pH von 8,0 erhalten wurde. Unter Rühren dieses Gemisches wurde es
während 3 Stunden bei einer Temperatur von 95° C umgesetzt, wobei eine wäßrige Flüssigkeit eines Harzes
mit einem Ausmaß der modifizierten Wassertoleranz von 200% erhalten wurde. Wenn dieses Harz verwendet
und eine Emulsion entsprechend dem Verfahren von Beispiel 1 hergestellt wurde, wurden Klumpen in einem
Teil der Emulsion gebildet, selbst wenn sie gerührt wurde, und, wenn die Emulsion auf 4O0C abgekühlt
wurde, setzte eine Ausflockung des größeren Anteils der Emulsion ein.
Vergleich 5
Wenn zu einer Emulsion eines löslichen und bo schmelzbaren Harzes, das nach der Arbeitsweise von
Beispiel 1 hergestellt worden war, Dodecylbenzolsulfonsäure in der gleichen Weise zugesetzt und anschließend
die Emulsion während 2 Stunden auf eine Temperatur von 70°C erhitzt wurde, wurden die
b5 Teilchen groß und ein Teil der Emulsion bildete Aggregate, die an der Wand des Gefäßes anhafteten.
Claims (5)
1. Gefärbtes feinzerteiltes gehärtetes Harz von einheitlicher Teilchengröße und ausgezeichneter
Dispergierbarkeit, das erhalten worden ist durch
A) Umsetzung von Benzoguanamin mit Formaldehyd in einem Verhältnis von 1,0 Mol des
ersteren auf 1,2 bis 3,5 Mol des letzteren in einem wäßrigen Medium bei einem pH-Wert im
Bereich zwischen 5 und 10 unter Bildung einer wäßrigen Flüssigkeit eines wasserunlöslichen, in
organischen Lösungsmitteln löslichen und schmelzbaren Harzes mit einem Ausmaß der
modifizierten Wassertoleranz von 0 bis 150%,
B) Zusatz eines Farbstoffes und eines Schutzkolloides und Herstellung einer wäßrigen Emulsion
des gefärbten wasserunlöslichen und in organischen Lösungsmitteln löslichen und schmelzbaren
Harzes,
C) Zusatz einer ultramikroskopischen Kieselsäure mit einem spezifischen Oberflächenbereich,
bestimmt nach dem Brunauer-, Emmett- und Teller-Verfahren, im Bereich von etwa 50 m2/g
bis etwa 400 m2/g und einer Teilchengröße im Bereich von etwa 0,005 Mikron bis etwa 0,05
Mikron in einem Verhältnis von 1 bis 15 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des
wasserunlöslichen und in organischen Lösungsmitteln löslichen und schmelzbaren Harzes zu
dieser Emulsion,
D) Zusatz eines Härtungskatalysators zu dieser wäßrigen Emulsion und Wärmebehandlung
während mindestens einer Stunde bei einer Temperatur im Bereich von 40 bis 60° C und
anschließende Erhitzung auf eine Temperatur im Bereich von 60 bis 200° C bei normalem
Atmosphärendruck oder Überatmosphärendruck zur Härtung des Harzes unter Bildung einer Suspension des gefärbten feinzerteilten
gehärteten Harzes und Abtrennung des gehärteten Harzes aus der Suspension, Trocknung
und Desaggregierung desselben.
2. Verfahren zur Herstellung eines gefärbten, feinzerteilten gehärteten Harzes von einheitlicher
Teilchengröße mit ausgezeichneter Dispergierbarkeit, wobei
A) Benzoguanamin mit Formaldehyd in einem Verhältnis von 1,0 Mol des ersteren auf 1,2 bis
3,5 Mol des letzteren in einem wäßrigen Medium bei einem pH-Wert im Bereich zwischen 5 und 10 unter Bildung einer wäßrigen
Flüssigkeit eines wasserunlöslichen, in organischen Lösungsmitteln löslichen und schmelzbaren
Harzes mit einem Ausmaß der modifizierten WassertoL'ranz von 0 bis 150% umgesetzt
wird,
B) unter Zusatz eines Farbstoffes und eines Schutzkolloides eine wäßrige Emulsion des
gefärbten, in Wasser unlöslichen, in organischen Lösungsmitteln löslichen und schmelzbaren
Harzes hergestellt wird,
C) unter Zusatz eines Härtungskatalysators eine Wärmebehandlung zur Härtung des Harzes
unter Ausbildung einer Suspension eines gefärbten, feinzerteilten gehärteten Harzes ausge- führt
wird und von dieser Suspension das gehärtete Harz abgetrennt, getrocknet und desaggregiert wird,
dadurch gekennzeichnet, daß zu der vorstehend angegebenen wäßrigen Emulsion B), C), eine
ultramikroskopische Kieselsäure mit einem spezifischen Oberflächenbereich, bestimmt nach dem
Brunauer-, Emmett- und Teller-Verfahren, im Bereich von etwa 50 ai2/g bis etwa 400 m2/g und
einer Teilchengröße im Bereich von etwa 0,005 Mikron bis etwa 0,05 Mikron in einem Verhältnis
von 1 bis 15 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile
ίο des wasserunlöslichen, in organischen Lösungsmitteln
löslichen und schmelzbaren Harzes zugesetzt wird und daß die vorstehend angegebene wäßrige
Emulsion B), zu der die ultramikroskopische Kieselsäure und der Härtungskatalysator zugesetzt
sind, im Schritt D) während mindestens einer Stunde bei einer Temperatur im Bereich von 40 bis 60° C
gehalten wird und anschließend auf eine Temperatur im Bereich von 60 bis 200° C bei normalem
Atmosphärendruck oder Überatmosphärendruck unter Härtung des Harzes erhitzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die wäßrige Emulsion B des gefärbten, in Wasser unlöslichen und in organischen Lösungsmitteln
löslichen und schmelzbaren Harzes verwendet wird, welche
A) durch Zusatz eines Farbstoffes zu der wäßrigen Flüssigkeit des wasserunlöslichen und in organischen
Lösungsmitteln löslichen und schmelzbaren Harzes unter Rühren und anschließende Einführung dieser wäßrigen Flüssigkeit in eine
wäßrige Schutzkolloidlösung unter Rühren, oder durch
B) Einführung der wäßrigen Flüssigkeit des wasserunlöslichen und in organischen Lösungsmitteln
löslichen und schmelzbaren Harzes in eine wäßrige Schutzkolloidlösung unter Rühren und
Emu'.sionsbildung und anschließende Zugabe eines Farbstoffes zu dieser wäßrigen Emulsion
unter Rühren, oder
C) durch gleichzeitige, jedoch getrennte Zugabe der wäßrigen Flüssigkeit des wasserunlöslichen,
in organischen Lösungsmitteln löslichen und schmelzbaren Harzes sowie eines Farbstoffes
zu der wäßrigen Schutzkolloidlösung oder
5 durch
D) Zusatz der wäßrigen Flüssigkeit des wasserunlöslichen, in organischen Lösungsmitteln löslichen
und schmelzbaren Harzes unter Rühren zu einer wäßrigen Lösung oder Flüssigkeit, die das
Schutzkolloid und den Farbstoff enthält, erhalten worden ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach Bildung der wäßrigen
Emulsion unter Rühren ein von dem vorhergehend zugesetzten Farbstoff unterschiedlicher Farbstoff
unter weiterer Färbung des bereits gefärbten Harzes zugesetzt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Benzoguanamins
in durch Melamin in einer Menge nicht oberhalb von 30
Mol-% ersetzt wird.
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