DE2808144A1

DE2808144A1 - Kolloidale magnetische fluessigkeit

Info

Publication number: DE2808144A1
Application number: DE19782808144
Authority: DE
Inventors: Zlata Kovac; Carlos Juan Sambucetti
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1977-03-02
Filing date: 1978-02-25
Publication date: 1978-09-07
Also published as: US4107063A; FR2382486A1; IT7819703A0; FR2382486B1; JPS553389B2; IT1113055B; GB1592917A; CA1107057A; JPS53109706A

Description

JbU^ 3 44

Anmelder!«: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

kd/bm
Kolloidale magnetische Flüssigkeit

Die Erfindung betrifft eine kolloidale magnetische Flüssigkeit auf wässriger Basis mit einem Gehalt an Magnetitteilchen.

Magnetische kolloidale Flüssigkeiten bestehen im wesentlichen aus festem magnetischem Material, das sorgfältig in einen
flüssigen Träger dispergiert ist. Das magnetische Material, im allgemeinen Magnetit (Fe^O.), wird in extrem feiner Verteilung in Submikronteilchengroße durch chemische Ausfällung hergestellt. Die Teilchen werden dann mit einer Schicht eines grenzflächenaktiven Stoffes beschichtet und permanent in einer Trägerflüssigkeit wie Wasser, die mit einem gewünschten
kationischen oder nicht-ionischen grenzflächenaktiven Stoff gemischt ist, dispergiert. Die resultierende Mischung ist
eine kolloidale magnetische Flüssigkeit für verschiedene Anwendungen, beispielsweise zur Verwendung als magnetische
Tinte. Ein Dispergiermittel wird in der kolloidalen magnetischen Flüssigkeit verwendet, um die Aggregation der Magnetteilc'ier. zu verhindern, die zu einer Flockenbildung und Abtrennung (iO.r Teilchen aus der Flüssigkeit führen kann.

.--"her bekannte magnetische kolloidale Flüssigkeiten unteren hinsichtlich ihrer Eigenschaften einer Begrenzung,
. ier Überzug auf den Magnetteilchen, der im allgemeinen iner Fettsäure besteht, die Flexibilität in der Anwen-■in-vi grenzflächenaktiver Stoffe einschränkt, so daß Teil-•'.lon mit einem bestimmten Überzug nur zur Herstellung einer Flüssigkeit mit einer ganz bestimmten Ladungscharakteristik

976 Ο51 8Π9836/0658

28U8144

verwendet werden können.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer magnetischen Flüssigkeit, in der die Magnetteilchen mit einem Überzug versehen sind, der die Änderung der elektrischen Ladungscharakteristik der Magnetteilchen gestattet. Die Erfindung ermöglicht die Bereitstellung einer magnetischen Flüssigkeit, indem die beschichteten Fe₃O₄~Teilchen ausschließlich mit nicht-ionischen grenzflächenaktiven Stoffen dispergiert werden, unter Erhalt einer Flüssigkeit, in der die Teilchen keine elektrische Ladung aufweisen. In gleicher Weise kann bei Anwesenheit eines anionischen grenzflächenaktiven Stoffes eine Flüssigkeit mit negativ geladenen Teilchen und entsprechend bei Anwesenheit eines kationischen grenzflächenaktiven Stoffes eine magnetische Flüssigkeit mit positiv geladenen Teilchen erhalten werden.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die Magnetteilchen mit einem adsorbierend wirkenden Mittel aus der Gruppe der Natrium-alkylsulfate, der Natrium-alkylpolyäthersulfonate und der Natriumsalze der N-alkylaminosäuren und mit einem grenzflächenaktiven Stoff beschichtet sind.

In vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung kann der grenzflächenaktive Stoff ein nicht-ionischer sein, der gegebenenfalls mit einem anionischen oder kationischen Bestandteil gemischt ist.

Erfindungsgemäß werden fein verteilte Magnetteilchen hergestellt und in einem kolloidalen Trägersystem auf wässriger Basis dispergiert.

Ein allgemeines Herstellungsverfahren umfaßt die Herstellung separater wässriger Lösungen von Eisen(II)-chlorid und

YO 976 051 . 6 0 9 8 3 6/0658

ORIGINAL INSPECTED

2 h ü 8 1 4 A

Eisen(III)-chlorid. Die Lösungen werden in der Weise gemischt,

3+ 2+ daß ein molares Verhältnis von Fe /Fe von etwas unter 2,0 erhalten wird. Magnetit (Fe₃O₄) kann durch Ausfällung der Eisen(II)/Eisen(III)-Mischung mit einer Base wie Ammoniumhydroxid hergestellt werden. Um eine hohe Magnetitkeimbildungsrate mit Ammoniumhydroxid zu erhalten, werden Wachstumstemperaturen von 5 bis 30 ⁰C bei einem pH-Wert von etwa 9,5 angewendet.

Die Fe^O₄-Teilchen weisen vorzugsweise einen Durchmesser von 70 bis 200 8 auf und sind erfindungsgemäß mit einem adsorbierend wirkenden überzugsmittel vorbeschichtet, das zur Kombination mit einem gewünschten, die Ladung bestimmenden grenzflächenaktiven Stoff fähig ist. Ein adsorbierend wirkendes Beschichtungsmittel kann ein Anion wie ein Sulfat, beispielsweise Natriumlaurylsulfat, ein SuIfonat, beispielsweise Natrium-alkylpolyäthersulfonat oder das Salz einer Aminosäure, beispielsweise Natrium-N-alkylamino-mono- oder dipropionat sein.

Das adsorbierend wirkende Beschichtungsmittel verhindert eine Agglomeration während der Herstellung der Teilchen und dem anfänglichen Dispergieren im Trägermittel und ermöglicht dann die Kombination mit einem grenzflächenaktiven Stoff mit einer wählbaren Ladung.

Die beschichteten Fe₃O₄-Teilchen können dann in einer kolloidalen Flüssigkeit, der durch Zugabe eines geeigneten grenzflächenaktiven Stoffes eine bestimmte Ladungscharakteristik erteilt wird, die als Brücke zwischen dem Magnetit und dem Dispersionsmedium dient und die elektrischen Ladungsbedingungen der Teilchen steuert, verwendet werden.

976 051 60983*5/0658

— ο —

Wenn die beschichteten Fe^O.-Teilchen unter Verwendung eines nicht-ionischen grenzflächenaktiven Stoffes dispergiert werden, wird eine nicht-ionische kolloidale Flüssigkeit erhalten. In diesem Fall weisen die Teilchen nach außen keine elektrische Ladung auf, werden aber durch Abstoßungskräfte des nicht-ionischen, grenzflächenaktiven Stoffs in einer stabilen Dispersion gehalten. Die Dispersion wird auch durch eine große Hydrationsschicht stabilisiert, wenn das Dispersionsmedium oder Trägermittel Wasser ist.

Weiterhin können die erfindungsgemäß vorbeschichteten Fe-O₄-Teilchen mit Flüssigkeiten dispergiert werden unter Verwendung einer Kombination nicht-ionischer grenzflächenaktiver Stoffe und +- oder -Ladungen aufweisender Stoffe. Die geeigneten +- oder -Ladungen aufweisenden Stoffe ergeben dann positiv oder negativ geladene Teilchen. Die anionischen (-) oder kationischen (+)-Ladungen aufweisenden Stoffe verleihen den Magnetteilchen eine relativ große Ladung, beispielsweise erzeugen sie ein Zeta-Potential von -30 bis -100 mV oder +30 bis +100 mV. Auf diese Weise wird durch elektrostatische Abstoßung die Stabilität der kolloidalen Flüssigkeit erhöht.

Eine der Anwendungen kolloidaler magnetischer Flüssigkeiten ist das magnetische Tintenstrahldrucken, bei dem ein Tintenstrom unter Druck gefördert und periodisch gestört wird unter Erhalt von Tröpfchen, welche auf ein sich bewegendes Papierblatt treffen. Die Tröpfchen der magnetischen Tinte, die aus der Düse austreten, müssen eine einheitliche Größe, einheitlichen Abstand voneinander und eine Austrittsgeschwin-

4 5 digkeit, die in der Größenordnung von 10 bis 10 Tropfen/sec liegt, aufweisen. Wasser wird im allgemeinen als Trägermittel verwendet wegen seiner günstigen Viskositäts- und Flüchtigkeitseigenschaften .

^{Y0 976} °⁵¹ 609836/0658

2 8 [j 8 14 4

Zur Herstellung einer magnetischen Drucktinte auf wässriger Basis sind magnetische Teilchen von kleiner Größe und hohem magnetischem Moment erforderlich. Verwendet man beispielsweise Magnetit (Fe₃O₄), dann sollte die Teilchengröße etwa zwischen 50 und 300 S, vorzugsweise zwischen 75 und 200 S liegen. Für wässrige magnetische Tinten sollte das magnetische Moment für in Luft oder Vakuum getrocknetes Magnetmaterial innerhalb des Bereichs von etwa 65 bis 80 Eme/g gemessen bei Zimmertemperatur und vorzugsweise bei etwa 70 Eme/g gehalten werden.

Eisen(III)-chlorid und Eisen(II)-chlorid oder Eisen(II)-sulfat werden in getrennten Mengen Wasser gelöst unter Erhalt der entsprechenden Lösungen. Die Lösungen werden in solchen Men-

3+ 2+ gen gemischt, daß ein molares Verhältnis Fe /Fe etwas unter dem Wert von 2,0 erhalten wird. Magnetit (Fe₃O₄) kann durch Ausfällung der Eisen(II)-/Eisen(III)-Mischung mit einer Base wie Ammoniumhydroxid hergestellt werden. Um eine hohe Keimbildungsrate gekoppelt mit einer niedrigen Teilchenwachstumsgeschwindigkeit zu erhalten, kann die Ausfällung in einem Ultraschallbad bei einer Temperatur von etwa 25 °C ausgeführt werden. Der pH-Wert der Mischung während der Ausfällung des Magnetits kann zwischen 8,9 und 10,2, vorzugsweise auf einem Wert von 9,5 gehalten werden.

Nachdem die Ausfällung durchgeführt ist, wird das adsorbierend wirkende Beschichtungsmittel auf die Teilchen aufgebracht. Eine Lösung eines organischen Anions wie Natriumlaurylsulfat oder Natrium-N-alkylamino-mono- oder dipropionat wird zugefügt. Das Beschichtungsmaterial sollte sehr langsam über einen Zeitraum von etwa 10 bis 45 Minuten ζugefügt werden, damit eine bessere Verteilung um die Magnetteilchen erhalten wird. Die langsame Zugabe des Beschichtungsmittels unter Rühren ergibt eine einheitlichere Bedeckung der Fe₃O₄-TeIlchen. Dadurch wiederum wird die Tintenausbeute erhöht, weil die

YO 976 051 B0 983fi/0 65S

ORiGlNAL INSPECTED

;.8Ü81 44

nicht-beschichteten Fe,O.-Teilchen nicht in Suspension bleiben und daher auch nicht in Tinte umgewandelt werden.

Die erfindungsgemäße Beschichtung der Fe^O.-Teilchen bewirkt nicht nur die Verhinderung der Agglomeration der Teilchen, sondern liefert auch eine "Adsorptionsfläche" zur Adsorption der Moleküle des nicht-ionischen grenzflächenaktiven Stoffs, der wiederum die Benetzbarkeit der Fe_0.-Teilchen durch das wässrige Medium begünstigt.

Unter den Materialien, die zur anfänglichen Beschichtung der Fe₃O₄-Teilchen geeignet sind, befinden sich: Organische Sulfate der allgemeinen Formel:

^xONa

in der R = C₁₂ oder größer ist, beispielsweise Natriumlaurylsulfat:

CH₃- (CH₂)₁₁-0-SO₃-Na
Anionen von Aminosäuren der allgemeinen Formel:

R -

-CH₂ -C00~Na⁺

CH₂-CH₂-C00~Na⁺

in der R = C₁₂ bis C₁₈ ist, beispielsweise Natrium-N-laurylaminopropionat

^C12 H₂₅-NH-CH₂-CH₂
und andere Verbindungen ähnlicher Zusammensetzung.

YO 976 051 fi 0 9 a 3 6 / 0 6 B

I 8 ϋ ΰ 1 4 4

Die beschichteten Magnetteilchen werden dann in wässriger Suspension auf etwa 100 ⁰C erhitzt, um deren magnetisches Moment zu erhöhen und die Ausfällung der beschichteten Magnetitteilchen zur Reinigung zu bewirken. Die Teilchen werden mit destilliertem Wasser gespült, um alle Ammoniumsalze zu entfernen. Die endgültige Abtrennung kann in bekannter Weise, beispielsweise durch Anwendung einer Zentrifuge durchgeführt werden.

Nachdem die mit einem adsorbierend wirkenden Mittel beschichteten Magnetitteilchen (Fe₃O₄) der bevorzugten Größe von 75 bis 200 A* auf dem zuvor beschriebenen Weg erhalten wurden, werden die Teilchen in eine kolloidale Suspension gebracht, wozu sie mit einem geeigneten, die Ladung bestimmenden grenzflächenaktiven Stoff dispergiert werden. Die beschichteten Teilchen können mit einem nicht-ionischen grenzflächenaktiven Stoff allein dispergiert werden unter Erhalt einer Tinte ohne Ladung; sie können auch mit nicht-ionischen und kationischen grenzflächenaktiven Stoffen dispergiert werden unter Erhalt einer kationischen Tinte mit positiver Ladung auf den Teilchen; oder sie können mit einer Kombination nicht-ionischer und anionischer grenzflächenaktiver Stoffe dispergiert werden unter Erhalt einer Tinte, in der die Teilchen eine negative Ladung aufweisen.

Der die Ladung bestimmende grenzflächenaktive Stoff weist als wesentlichen Bestandteil immer eine nicht-ionische Komponente auf, die als Netzmittel dient und die so gewählt wird, daß eine Brücke zwischen der lyophoben dispersen Phase, d.h. dem Magnetit und dem Dispersionsmedium Wasser hergestellt wird.

Andere nicht-ionische Netzmittel können auch verwendet werden, beispielsweise Polyoxyäthylene. In gleicher Weise können Alkylarylpolyätheralkohole oder Alkylphenoläther des PoIyäthylenglykols, in denen die Alkylkette 8 bis 24 Kohlenstoff-

YO 976 οςι BQ9&36/06S8 _ΓΛτεη

^{Y0 976} °⁵¹ ORIGINAL INSPECTED

28U8H4

atome enthält und die 8 bis 15 Oxyäthyleneinheiten enthalten, verwendet werden. Beispielsweise können Verbindungen der nachfolgend angegebenen Formel verwendet werden:

R-(( > - (OCH₂CH₂) OH,

in der R ein Alkylrest und χ die Anzahl der Oxyäthyleneinheiten bedeutet.

Die Octyl- oder Nonyl-Verbindungen, in denen χ 9 oder 10 ist, werden wegen ihrer ausgezeichneten Wasserlöslichkeit und ihrer brauchbaren Viskosität bevorzugt, beispielsweise Polyoxyäthylen-Verbindungen von Nonylphenol oder tert. Octylphenol mit 9 oder 10 Molen Äthylenoxid.

Die Menge und der Typ des nicht-ionischen grenzflächenaktiven Stoffs werden so gewählt, daß eine Grenzflächenspannung zwischen den Magnetitteilchen und Wasser von etwa 24 bis 36 Dyn/cm, vorzugsweise von etwa 30 bis 34 Dyn/cm erhalten wird. Im allgemeinen sind 5 bis 10 Gew.%, vorzugsweise etwa 7 Gew.% des nicht-ionischen grenzflächenaktiven Stoffs, bezogen auf den Magnetit, ausreichend. Tinten auf wässriger Basis, die nur mit nicht-ionischen grenzflächenaktiven Stoffen zubereitet wurden, haben ihre Stabilität aufgrund von Abstoßungskräften und der großen Hydrationsschicht. Sie sind isotrop und frei von magnetischer Remanenz.

In Tinten auf wässriger Basis, in denen ein nicht-ionischer grenzflächenaktiver Stoff und ein kationischer in Kombination verwendet werden, wird der Typ und die Menge des kationischen grenzflächenaktiven Stoffs so gewählt, daß ein Zeta-Potential von etwa +30 bis +100 mV und dadurch eine Teilchenstabilität aufgrund elektrostatischer Abstoßung zwischen den positiv geladenen Teilchen erhalten wird.

YO 976 051 R09836/0658

ORIGINAL INSPECTtD

/ B i: HIA4

Brauchbare kationische Stoffe sind die quaternären Ammonium-Verbindungen der allgemeinen Formel:

R-N- CK.

in der R und R¹ gleiche oder verschiedene, geradkettige oder verzweigte Alkyl- oder Benzylreste mit 8 bis 24 Kohlenstoffatomen, bevorzugt mit 12 bis 18 Kohlenstoffatomen sein können und
x" ein Anion, beispielsweise Chlorid ist.

Die Konzentration des kationischen Stoffs liegt in der Größenordnung von 2 bis 10 Gew.%, vorzugsweise 4 bis 8 Gew.%, bezogen auf den Magnetit. Bevorzugt wird ein kationischer Stoff, in dem die CH^-Gruppen der zuvor angegebenen allgemeinen Formel durch äthoxylierte oder methoxylierte Gruppen ersetzt sind, wodurch die Verträglichkeit des Stoffs mit Wasser erhöht wird. Eine Verbindung dieser Art ist beispielsweise die äthoxylierte Ammonium-Verbindung der nachfolgenden Formel:

CH,

Cl

in der R ein Rest mit 12 bis 18 C-Atomen ist.

In Tinten auf wässriger Basis, die durch Dispergieren des beschichteten Fe₃O₄ mit einer Kombination nicht-ionischer und anionischer grenzflächenaktiver Stoffe hergestellt wurden, kann der anionische Stoff aus der Gruppe der Polyäthersulfonate oder der langkettigen organischen Carboxylate gewählt werden, beispielsweise Natrium-alkylaryl-polyäthersulfonat:

YO 976 051

/ Β υ i< 1 A 4

- ^C6^H4

— SO

in der R ein Kohlenstoffrest mit 12 bis 18 C-Atomen ist; oder beispielsweise Natrium-beta-alkylamino-propionat:

H
R- N - CH₂ - CH₂ - COO" Na

in der R eine Kette mit 12 bis 18 C-Atomen ist und die negative Ladung an der Carboxyl- oder Sulfonsäure-Gruppe die elektrostatische Abstoßung bewirkt.

Die Menge des anionischen Stoffs liegt in der Größenordnung von 2 bis 12 Gew.%, vorzugsweise 4 bis 8 Gew.%, bezogen auf pen Magnetit.

Schließlich wird allen Tinten, um die Dispergierung vollends herbeizuführen und die Viskosität und andere Eigenschaften einzustellen eine Mischung von Glyzerin und Polyäthylen-Iglykol zugegeben, in einem Verhältnis von 15 Gew.% PoIyäthylenglykol 200 (mittleres Molekulargewicht 200) und 10 Gew.% Glyzerin, bezogen auf Magnetit.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Beispiel 1

chritt A: Beschichtung der Magnetitteilchen mit einem organischen Sulfat. 378 g FeCl₃ · 6 H₃O und 160 g FeCl₃ · 4 H₃O werden zusammen in zwei Liter destillierten Wassers gelöst. En diesem Ausführungsbeispiel ist wesentlich, daß FeCl- anstelle von FeSO. zur Ausfällung der Magnetitteilchen verwendet

YO 976 05ΐ

ORtQfNAL INSPECTED

2 8 Ü B Ί 4

wird, weil Sulfationen die schichtbildenden Eigenschaften organischer Sulfate nachteilig beeinflussen. Zu dieser Mischung, die auf Zimmertemperatur gehalten und mechanisch und mittels Ultraschall gerührt wird, v/erden 500 ecm NH₄OH-Lösung zugegeben. Eine Minute nach der Ausfällung wird mit der Zugabe einer Lösung von 16g Natriumlaurylsulfat, gelöst in 250 ecm Wasser, begonnen. Diese Zugabe erfolgt sehr langsam mit einer Geschwindigkeit von etwa 5 ccm/Min.

Wenn die Ausfällung und die Beschichtung der Magnetitteilchen beendigt ist, wird die Lösung, die die beschichteten Magnetitteilchen enthält, zum Sieden erhitzt und dann zum Absetzen beiseite gestellt. Die überschüssige Flüssigkeit wird dekantiert und die beschichteten Magnetitteilchen sechsmal mit etwa 2 Liter heißen destillierten Wassers gespült, wobei jedesmal nach dem Absetzen das überschüssige Wasser durch Dekantieren entfernt wird. Nach dem letzten Waschen wird die Suspension etwa eine halbe Stunde lang zentrifugiert. Als Produkt wird eine nasse Masse von etwa 45Og erhalten.

Schritt B: Herstellung der nicht-ionischen Tinte

Die nassen, beschichteten Magnetitteilchen (etwa 450 g) werden in eine geeignete Mischvorrichtung, beispielsweise eine Scheibenmühle gegeben. Anschließend wird eine Lösung eines nicht-ionischen, grenzflächenaktiven Stoffs zugegeben. Diese Lösung wurde hergestellt, indem zuerst 30 g PoIyoxyäthylen-nonylphenol in 100 ml Wasser gelöst wurden. Anschließend wurde das Dispergiermittel, bestehend aus 20 g Glyzerin und 26 g Polyäthylenglykol (Molekulargewicht 200) zugegeben. Die Scheibenmühle wurde langsam in Betrieb gesetzt und dann zwei Stunden lang bei voller Geschwindigkeit betätigt. Anschließend wird die Mischung in ein Becherglas überführt und im siedenden Wasserbad drei Stunden lang unter

YO 976 051 809836/0658

Rühren erhitzt, dann auf Zimmertemperatur abgekühlt und 45 Minuten lang bei 3000 Umdrehungen/Min, zentrifugiert. Die Flüssigkeit, die nach dem Dekantieren erhalten wurde, kann als magnetische Tinte verwendet werden. Sie weist folgende Eigenschaften auf:

Nicht-ionische Tinte (ohne Teilchenladung):

Magnetisches Moment 18 bis 23 elektromagnetische Einheiten (Eme)

Gewicht der Tinte 400 bis 46Og

Viskosität 8 bis 13 cP, gemessen mit einem

Brookfield Viskosimeter mit 60 Umdrehungen/Min .

Oberflächenspannung 29 bis 32 Dyn/cm pH-Wert 5,5 bis 6,5

Widerstand 40O bis 500 Ω · cm .

Die Tinte kann durch ein Filter mit einer Maschenweite von 3 μπι filtriert werden.

Tinte mit positiv geladenen Teilchen:

Zur Herstellung einer positiv geladenen, d.h. einer kationischen Tinte, werden die Magnetitteilchen mit einem organischen Sulfat wie in Schritt A angegeben beschichtet.

Schritt B wird durchgeführt mit der nachfolgend angegebenen Ausnahme: Zu dem Magnetit in der Scheibenmühle wird eine Mischung von 30 g des nicht-ionischen Polyoxyäthylen-nonylphenols, 10 g der kationischen äthoxylierten quaternären Ammonium-Verbindung und schließlich 20 g Glyzerin und 26 g Polyäthylenglykol 200 als Dispersionsmittel zugegeben. Das übrige Verfahren wird wie zuvor angegeben durchgeführt unter Erhalt einer Tinte mit den folgenden Eigenschaften:

ßnaö^c/nrco ORIGINAL INSPECTED 976 051 μ U W B -1b / IJ b j H

2 8 Ü 8 H 4

Kationische Tinte (Magnetitteilchen mit einer positiven Ladung)

Magnetisches Moment 20 bis 25 Eme/g Viskosität 10 bis 15 CP

pH-Wert 5,5 bis 6,5

Widerstand 200 bis 300 Ω ° cm Oberflächenspannung 28 bis 32 Dyn/cm

Gewicht der Tinte 450 bis 500 g

Herstellung einer Tinte mit negativ geladenen Teilchen;

Zur Herstellung einer Tinte mit negativ geladenen Teilchen, die als anionische Tinte bekannt ist, werden die mit einem organischen Sulfat beschichteten Magnetitteilchen von Schritt A benutzt.

In Schritt B wird zu den Magnetitteilchen in der Scheibenmühle nunmehr die Mischung eines grenzflächenaktiven Stoffs, bestehend aus 30 g Polyoxyäthylen-nonylphenol und 8 g Natrium-N-alkylamino-dipropionat als anionisches Mittel, gelöst in "100 ml Wasser zugegeben. Das Glyzerin- und Äthylenglykol-Dispergiermittel ist das gleiche. Mit dem zuvor angegebenen Verfahren wird eine Tinte mit den nachfolgenden Eigenschaften erhalten:

Anionische Tinte (negativ geladene Fe_O₄-Teilchen)

Magnetisches Moment 24 bis 27 Eme/g Viskosität 20 bis 30 cP

pH-Wert 4,5 bis 5,5 Oberflächenspannung 28 bis 33 Dyn/cm

Widerstand 150 bis 250 Ω · cm

Menge der Tinte 450 bis 550 g

YO 976 0.51 B09B36/0658

2HU31U

Beispiel 2: Beschichten der Magnetitteilchen mit dem Salz einer Aminosäure

Schritt A: 378 g FeCl₃ · 6 H₃O und 160 g FeCl₃ · 4 H₃O werden in 2 Liter destillierten Wassers gelöst. In diesem Fall kann zur Ausfällung der Magnetitteilchen FeCl» durch FeSO. ersetzt werden. Als Reinheitsgrad für FeSO₄ genügt technischer Reinheitsgrad. Zu der Mischung werden bei Zimmertemperatur und unter mechanischem Rühren und Rühren mit Ultraschall 500 ecm NH.OH-Lösung gegeben. Bald nach der Ausfällung wird die Lösung von 26 g Natrium-N-alkylamino-dipropionat, gelöst in 500 ecm Wasser, mit einer Geschwindigkeit von 5 bis 10 ccm/Min, zugegeben. Nachdem die Zugabe erfolgt ist, wird die Suspension zum Sieden erhitzt und dann zum Absetzen beiseite gestellt. Zum Waschen und Abtrennen wird wie in Beispiel 1, Schritt A angegeben, verfahren.

Herstellung einer nicht-ionischen Tinte (ohne Teilchenladung)

Schritt B: Die zentrifugierten, beschichteten Magnetitteilchen (etwa 450 g) werden in eine Scheibenmühle gegeben. Anschließend werden als nicht-ionischer grenzflächenaktiver Stoff 35 g Polyoxyäthylen-nonylphenol und als Dispersionsmittel 20 g Glyzerin und 37 g Polyoxyäthylenglykol 200 zugegeben und das Verfahren wie in Beispiel 1, Schritt B angegeben , durchgeführt.

Tinteneigenschaften:

Magnetisches Moment 18 bis 22 Eme/g Viskosität 8 bis 12 cP

pH-Wert 5 bis 7

Widerstand 300 bis 500 Ω · cm

Tintenausbeute 400 bis 450 g

Oberflächenspannung 28 bis 32 Dyn/cm

YO 976 051 80 9836/065 8

28Q81U

Nach den zuvor angegebenen Prinzipien kann eine kationische Tinte hergestellt werden bei Verwendung eines kationischen
Stoffs, d.h. 10 g einer äthoxylierten quaternären Ammonium-Verbindung zusätzlich zu dem nicht-ionischen grenzflächenaktiven Stoff. In gleicher Weise kann eine anionische Tinte hergestellt werden bei Verwendung eines anionischen Stoffs, d.h. 8 g Natrium-N-alkylamino-dipropionat zusätzlich zu dem nicht-ionischen grenzflächenaktiven Stoff.

YO 976 051 609836/0658

Claims

280B144

FlifEssigikeJifc. am£ wiSssariLgjear Basis HMlt edimemi QsEtail.1t am (iaeälEtEeBD. ^efeei&nÄeiesteefc^ etaiä; dUe M nidi.1t ©UM.©©. aafeaatBaLeaieaeit w&rksEceEeni MüLfcfceüL uaadl mdit:

11

wsnir-

FliSssiLgfceiLfc nssJn iS 5_t dlaiß?. dias MaLtsfeeilL giew^Bclt: isfc aus dejr

ctear HMarixainsalzie dieo?

nrsgiiitetals<3lite; FliiasdigifeeBtfc nsaefe

ntagjijtesfciLsitsr&s; FlifesdLg;ftei.1t

te PlLuissdLgifcssiiifc fö diear

iiu^ Sfcsinfr geswäiMLit iafc öbües dfer Qiiear

KCpliJlcaidaille; raagpcefciisefteE FlLüissiÜgfoeiifc naefia Snsgjniedfc 5„ dadürerto gjefeegjnssieileJbnsait^ daffi (fear

esüna mäilt S oäfeir 1I@ MöüL <5xidi uragesefezfees; KOjiyilgliencjili odtear feeirtt* QGits?lBäsn3ERlL ilafc»

7« Kolloidale magnetische Flüssigkeit nach, den.

t und 4,5 dadurch, gekennzeichnet* daß der anianisciie Bestandteil, east KiLjratheEsaLfbnafe aderr das SaLz einer" Nr-al&Yi-aminCTsäJirre ntifc einem langfeettigen; Älkylirest ist-

8- KallaidaXe magnetische; Flüssigkeit nach= änsprticrh T₁?

dadraxrh gekennzeichnet^ äa& der airianische Bestand— teiJL Matriunr-ET—^alkylamina-pEGgianat ist«

Ϊ- KüUxridale magnetische Füfssigfeeit nach den Ansprüchen

1 und Ί,,, dadurch gekennzeichnet_r daE der katicorische Bestandteil eine athaxglierte qtrateEnäre iönniDniuni— Verbindung ist«

TQ- BallaidaXe magnetische Flüssigkeit naelx &tn&a oder

mehreren, der Ansprüche T bis ff·^ dadurch, gekennzeicn.-net_r äa& sie zusätzlich eine Mischung· ans GLyzerüi und FalYäthylengXykal. 20(1 als Dispergiermittel enthält«

11. Verwendtpig der magnetisjchen^ Flüssigkeit nach dea

Änsprücfien. T bis TG- zxm magnetischen^ Tintenstrahl— drucken»

YD 9Tff Q5T