DE69113736T2

DE69113736T2 - Leicht dispergierbare russe.

Info

Publication number: DE69113736T2
Application number: DE69113736T
Authority: DE
Inventors: James Belmont; Eva Breckner; Avrom Medalia
Original assignee: Cabot Corp
Current assignee: Cabot Corp
Priority date: 1990-04-04
Filing date: 1991-04-02
Publication date: 1996-03-21
Anticipated expiration: 2011-04-03
Also published as: KR920701043A; WO1991015425A1; EP0481034A4; JP2648237B2; EP0481034B1; CA2056625A1; US5200164A; CA2056625C; AU7666891A; DE69113736D1; AR247237A1; JPH04506683A; EP0481034A1; KR100195673B1

Description

ERFINDUNGSGEBIET

Vorliegende Erfindung betrifft eine Klasse von behandelten Rußen mit verbesserten Dispersionseigenschaften, die für verschiedene Anwendungen und besonders gut für die Verwendung in Druckfarben geeignet sind.

HINTERGRUND

Ruße werden in der Regel in einem Reaktor vom Ofentyp durch Pyrolysieren einer Kohlenwasserstoffbeschickung mit heißen Verbrennungsgasen unter Bildung von feinteiligen Ruß enthaltenden Verbrennungsprodukten hergestellt.
Ruße können als Pigmente, Füllstoffe, Verstärkungsmittel und für die verschiedensten anderen Anwendungen verwendet werden. Beispielsweise werden Ruße weit verbreitet als Pigmente bei der Formulierung von Druckfarben, Anstrichfarben und dergleichen benutzt, wobei es im allgemeinen erwünscht ist, ein Rußpigment zu verwenden, das leicht dispergiert werden kann.
Beispielsweise werden Druckerschwärzen für Zeitungen in zwei Stufen hergestellt. Zuerst wird das Rußpigment und ein dispergierendes Vehikel, das ein Harz, Additive und ein Öl oder Lösungsmittel enthält, unter Bildung eines "Premix" vermischt, wonach das Premix beispielsweise in einer Schrotmühle gemahlen wird, um die Dispersion des Rußes in der Druckfarbenzusammensetzung zu vervollständigen. Während der Bildung des Premix und während des Vermahlens desselben verläuft die Dispersion des Rußpigmentes in der Druckfarbe. Ein leicht dispergierbares Rußpigment ermöglicht dem Hersteller der Druckfarbe in einem verminderten Zeitraum eine Druckfarbe herzustellen, was zu einer verbesserten Wirtschaftlichkeit führt. Aus diesen und anderen Gründen wäre es vorteilhaft, ein leicht dispergierbares Rußpigment herzustellen.
Auch ist es erwünscht, Druckfarben herzustellen, welche eine verminderte Tendenz zeigen, von dem bedruckten Papier auf die Hände des Lesers, dessen Kleider und/oder Ausstattung abzufärben. Beispielsweise ist es in der Regel erwünscht, daß beim Zeitungsdruck verwendete Druckerschwärzen eine geringe Abriebstendenz aufweisen. Ein Weg zur Verminderung des Abriebs ist die Verwendung eines Rußpigments mit geringerer Struktur, das heißt, einer niedrigeren Dibutylnaphthalat-Adsorptionszahl. Leider sind jedoch derartige Ruße schwierig zu dispergieren. Infolgedessen besteht eine Notwendigkeit für einen Ruß, der leicht zu dispergieren ist und zu einer Druckfarbe mit vermindertem Abrieb führt. Mittels vorliegender Erfindung kann ein Ruß mit guten Abriebseigenschaften, jedoch geringer Dispergierbarkeit, modifiziert werden, um zu einem behandelten Ruß zu führen, der ähnliche Abriebseigenschaften mit verbesserten Dispergierbarkeitseigenschaften aufweist.
Ein Verfahren - wie in dem Artikel "The Dispersibility and Stability of Carbon Black in Media of Low Dielectric Constant. 1. Electrostatic and Steric Contributions to Colloidal Stability"; Pugh, Matsunaga and Fowkes; Colloids and Surfaces 7 (1983) 183-207 dargelegt -, Ruß in einer Druckfarbenformulierung zu dispergieren, ist die Zugabe eines Dispersionsmittels in das Öl oder Lösungsmittel mit dem Ruß. Die Anwesenheit des Dispersionsmittels in dem Öl oder Lösungsmittel erhöht die Dispergierbarkeit des Rußes.
Die US-A-4 001 035 betrifft die Erhöhung der Dispergierbarkeit von Pigmenten wie Ruß in färbenden Zusammensetzungen durch ihre Behandlung mit einer Verbindung wie Polybuten oder Polyamid. Polyaminamide sind jedoch in dieser Druckschrift weder offenbart noch nahegelegt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es wurde gefunden, daß die Dispergierbarkeit von Ruß vorteilhafterweise weiter erhöht werden kann, indem man einen Ruß mit einer wirksamen Menge eines Behandlungsmittels, die zur Verbesserung der Dispersionseigenschaften des Rußes ausreicht, während es jedoch möglich ist, gewünschtenfalls den Ruß nachfolgend zu pelletisieren, vorbehandelt, wobei sich ein behandelter Ruß bildet.
Während als Ausgangsmaterial ein beliebiger Ruß verwendet werden kann, besitzt jedoch vorzugsweise der Ruß einen DBPA-Wert (Dibutylphthalat-Absorptionswert) von 35-130 cc/1009 und eine I&sub2;Nr. (Iodadsorptionszahl) von 25-150 mgI&sub2;/g.
Das zur Verwendung in vorliegender Erfindung geeignete Behandlungsmittel umfaßt zumindest eine Verbindung mit einem Gehalt an zumindest einer langkettigen Alkenyl- oder Alkylgruppe und zumindest einer Aminogruppe. Vorzugsweise enthält die Alkenyl- oder Alkylgruppe 50-100 Kohlenstoffatome, insbesondere bevorzugt 60-70 Kohlenstoffatome. Wahlweise kann in Verbindung zumindest eine chemische Gruppe enthalten, die zur Bindung der Alkenyl- oder Alkylgruppe an die Aminogruppe geeignet ist.
Die in vorliegender Erfindung benutzte Menge an dem Behandlungsmittel ist eine solche, die zur Verbesserung der Dispersionseigenschaften des Rußes ausreicht, während sie jedoch erlaubt, daß der Ruß frei fließt oder gewünschtenfalls nachfolgend pelletisiert werden kann. Im allgemeinen sind die Mengen derart, daß die erhaltenen Ruße 0,25-20 Gew.% Behandlungsmittel aufweisen. Vorzugsweise werden die Ruße gemäß vorliegender Erfindung mit solchen Mengen an Behandlungsmittel behandelt, daß die erhaltenen Ruße 0,5-8 Gew.% Behandlungsmittel aufweisen. Bei der Herstellung der behandelten Ruße können zusätzliche herkömmliche Bestandteile zugegeben werden. In allen Fällen beträgt die Gewichtsfraktion des Rußes in dem behandelten Ruß mehr als 100/(100 + DBPA des Rußes), so daß der behandelte Ruß im wesentlichen trocken und frei fließend ist. Es wurden auch neue Druckfarbenzusammensetzungen gefunden, in denen die behandelten Ruße eingearbeitet sind.
Der zur Herstellung der behandelten Ruße der vorliegenden Erfindung verwendete Ruß kann in einem Ofenrußreaktor mit einer ersten (Verbrennungs-)Zone einer Übergangszone und einer Reaktionszone hergestellt werden. Auf beliebige bekannte Weise kann eine rußlieferende Beschickung in einen heißen Verbrennungsgasstrom eingespeist werden. Das erhaltene Gemisch heißer Verbrennungsgase und der Beschickung tritt in die Reaktionszone ein. Die Pyrolyse der rußliefernden Beschickung wird durch Abschrecken des Gemischs, wenn sich die Ruße gebildet haben, abgebrochen. Vorzugsweise wird die Pyrolyse durch ein Abschrecken abgestoppt, indem man ein Abschreckungsfluid einspeist.
Bei der Herstellung der behandelten Ruße gemäß vorliegender Erfindung wird auf beliebige Weise ein Ruß mit dem im vorliegenden beschriebenen Behandlungsmittel in Berührung gebracht. Beispielsweise wird das Behandlungsmittel, mit oder ohne einem zugegebenen Pelletisierungsöl, auf einen flockigen Ruß aufgesprüht, und das erhaltene Gemisch wird erforderlichenfalls bewegt. Das erhaltene Gemisch kann als solches in dem flockigen Zustand verwendet, oder es kann beispielsweise mittels einer Trockentrommelpelletisierungsvorrichtung pelletisiert werden. Auf andere Weise kann das Behandlungsmittel auf einen flockigen Ruß aufgesprüht und mit diesem sorgfältig in Berührung gebracht werden, wonach zum Gemisch aus Ruß und Behandlungsmittel Pelletisierungsöl zugegeben werden kann. Auch ist die Zugabe von Pelletisierungsöl zu einem flockigen Ruß und die nachfolgende Zugabe des Behandlungsmittels möglich. Es kann aber auch eine wässerige Lösung oder Emulsion des Behandlungsmittels hergestellt und mit dem Ruß vermischt werden.
Die Zusammensetzungen, für die die neuen behandelten Ruße gemäß dieser Erfindung als Pigmente wirksam sind, umfassen Druckfarben, Anstrichfarben, flüssige Abtönungsmittel und dergleichen. Die neuen behandelten Ruße sind jedoch besonders bei der Herstellung von Zeitungsdruckfarben und sogenannten WOGHS-Druckfarben für endlose Bahnen beim Offsetdruck (web off-set gloss heat-set ink compositions) wirksam.
Im allgemeinen umfassen Druckerschwärzezusammensetzungen für Zeitungen etwa 5 bis etwa 35 Gewichtsteile des Rußpigments, 0 bis etwa 40 Gewichtsteile eines Harzes oder Harzgemisches, etwa 30 bis 95 Gewichtsteile Öl(e) oder ein oder mehre Lösungsmittel und 0 bis etwa 25 Gewichtsteile eines oder mehrerer Additive. Geeignete Harze sind zum Beispiel Kohlenwasserstoffharze und mit Colophonium modifizierte Phenolharze. Geeignete Öle und Lösungsmittel sind zum Beispiel aromatische Mineralöle, paraffinische Mineralöle, naphthenische Mineralöle, Kohlenwasserstofflösungsmittel oder Pflanzenöle, wie zum Beispiel Rizinusöl. Geeignete Additive sind beispielsweise Viskositätstabilisatoren, Dispersionsmittel, Blautöner, Wachse, Asphaltkomplexe wie zum Beispiel Gilsonit und Füllstoffe wie zum Beispiel Tone.
In der Regel umfassen WOGHS-Druckfarben etwa 5 bis etwa 60 Gewichtsteile Rußpigment, etwa 20 bis etwa 60 Gewichtsteile eines oder mehrer Harze, etwa 20 bis etwa 60 Gewichtsprozent Öl(e) oder ein oder mehrere Lösungsmittel und 0 bis etwa 20 Gewichtsteile eines oder mehrerer Additive. Geeignete Harze sind zum Beispiel Kohlenwasserstoffharze, phenolmodifizierte Harzester, Alkydharze und Colophonium. Geeignete Öle und Lösungsmittel sind beispielsweise Kohlenwasserstofflösungsmittel, Mineralöle und Pflanzenöle, wie Leinsamenöl oder Sojabohnenöl. Geeignete Additive sind zum Beispiel Weichmacher, Tone, Gilsonit, Wachse, Trockner, Blautöner, Siliciumdioxid oder Dispersionsmittel.
Ein Vorteil der behandelten Ruße gemäß vorliegender Erfindung ist, daß die Ruße leicht dispergierbar sind. Demgemäß können Ruße mit guten Abriebseigenschaften, die jedoch in der Praxis zu schwierig dispergierbar sind, modifiziert und brauchbar gemacht werden.
Es ist ein weiterer Vorteil, daß die Druckfarbenzusammensetzungen mit einem Gehalt an den behandelten Rußen gemäß vorliegender Erfindung schneller hergestellt werden können. Ein weiterer Vorteil vorliegender Erfindung besteht darin, daß gemäß vorliegender Erfindung hergestellte pelletisierte Ruße gute Dispersionseigenschaften aufweisen.
In der Industrie sind die Vorteile der pelletisierten gegenüber der flockigen Form von Rußen gut bekannt; sie umfassen eine höhere Schüttdichte, was zu einer besseren Wirtschaftlichkeit beim Versand und der Lagerung einer leichteren Handhabung der Masse und zu weniger Staub führt.
Ein weiterer Vorteil ist, daß der Glanz von WOGHS-Druckfarben mit einem Gehalt an den behandelten Rußen gemäß vorl iegender Erfindung höher ist.
Andere Vorteile vorliegender Erfindung ergeben sich aus folgender, detaillierter Beschreibung der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Das einzigartige Produkt vorliegender Erfindung ist ein mit einer wirksamen Menge eines Behandlungsmittels behandelter Ruß, welche ausreicht, die Dispersionseigenschaften des Rußes zu verbessern, während es noch möglich ist, daß der Ruß frei fließt oder erwünschtenfalls nachfolgend pelletisiert werden kann, wobei ein behandelter Ruß gebildet wird. Während als Ausgangsmaterial ein beliebiger Ruß verwendet werden kann, besitzt der Ruß jedoch vorzugsweise einen DBPA-Wert (Dibutylphthalat-Absorptionswert) von 35-130 cc/100 g und eine I&sub2;Nr. (Iodadsorptionszahl) von 25-150 mgI&sub2;/g.
Das zur Verwendung in vorliegender Erfindung geeignete Behandlungsmittel umfaßt zumindest eine Verbindung mit einem Gehalt an mindestens einer langkettigen Alkenyl- oder Alkylgruppe und zumindest einer Aminogruppe. Vorzugsweise enthält die Alkenyl- oder Alkylgruppe 50 bis 100 Kohlenwasserstoffatome, insbesondere bevorzugt 60 bis 70 Kohlenstoffatome.
Wahlweise kann die Verbindung zumindest eine chemische Gruppe enthalten, die zur Bindung der Alkenyl- oder Alkylgruppe an die Aminogruppe geeignet ist. Die als Bindungskomponente verwendete chemische Gruppe kann von beliebigem bekannten Typ sein, vorausgesetzt, daß die erhaltene Verbindung ihre Brauchbarkeit als Behandlungsmittel bei der Herstellung von leicht dispergierbaren Rußen brauchbar bleibt. Exemplarische geeignete chemische Bindungsgruppen sind Succinimid-Bindungen, Succinoyl-Bindungen, Glutarimid-Bindungen und Oxyalkylen-Bindungen. Wenn die Verbindung mehr als eine chemische Bindungsgruppe enthält, können die Gruppen gleich oder verschieden sein.
Unter die zur Verwendung als Behandlungsmittel in vorliegender Erfindung geeigneter Verbindungen fallen Alkenyl- oder Alkylsuccinimide von Polyaminen, Alkenyl- oder Alkylsuccinimide von Polyaminen, Alkenyl- oder Alkylamide von Polyamiden, Alkenyl- oder Alkylpolyamine oder Ester einer Alkenyl- oder Alkylbernsteinsäure mit Hydroxyalkylpolyaminen. Oligomere Materialien mit einem Gehalt an Alkenyl- oder Alkylsuccinimiden von Polyaminen, die zwischen Stickstoffatomen mit Bindungen C(=O)CH&sub2;CH(R)C=O (R= Alkenyl oder Alkyl) sind ebenfalls geeignet. Vorzugsweise sind die Alkenyl- und Alkylgruppen Polymere von Isobuten oder Propen mit einem Gehalt an 50 bis 100 Kohlenstoffatomen, insbesondere bevorzugt Polymere von Isobuten mit einem Gehalt an 60 bis 70 Kohlenstoffatomen. Die Polyamine sind vorzugsweise Polyalkylenpolyamine der folgenden Formel I oder zyklische Analoge der Formel I, in der R1=Alkylen, R2 und R3=Wasserstoff oder Alkyl, und a=1-6 sind. Wenn die Polyamine der Formel I zur Herstellung der Verbindungen der Formeln II, III oder IV verwendet werden, sind die Polyamine die bevorzugteren Verbindungen, bei denen R1=C&sub2;H&sub4;, R2 und R3=H, und a=1 bis 5 bedeuten. Die Hydroxyalkylpolyamine sind vorzugsweise Hydroxyalkylpolyalkylen-polyamine der Formel V, worin R1 und R4 Alkylen, R2, R3 und R5 Wasserstoff oder Alkyl, und e=0 bis 4 sind; sie können zur Herstellung der Verbindungen der Formel VI verwendet werden. Bevorzugtere Verbindungen sind Hydroxalkylpolyalkylen-polyamine, bei denen R1 und R4:C&sub2;H&sub4;, R2, R3 und R5=CH&sub3; oder C&sub2;H&sub5;, und e=0 bis 2 sind. FORMELN
Spezielle Beispiele geeigneter Behandlungsmittel sind:
1. Verbindungen der Formel II, worin R = eine Polyisobutenylgruppe mit einem Gehalt an 60 bis 70 Kohlenstoffatomen, R1 = C&sub2;H&sub4;, R2 und R3 = H und b = 1 bis 5.
2. Verbindungen der Formel III, worin R und R' = eine Polyisobutenylgruppe mit einem Gehalt an 60 bis 70 Kohlenstoffatomen, R1 = C&sub2;H&sub4;,R = H und c = 1 bis 4.
3. Verbindungen der Formel IV, worin R = eine Polyisobutenylgruppe mit einem Gehalt an 60 bis 70 Kohlenstoffatomen, R1 = C&sub2;H&sub4;, R2 und R3 = H, und d = 1 bis 5.
4. Verbindungen der Formel VI, worin R = eine Polyisobutenylgruppe mit einem Gehalt an 60 bis 70 Kohlenstoffatomen, A = O oder NH, und f = 0 bis 2.
Repräsentative Behandlungsmittel umfassen folgende, sind jedoch auf diese nicht begrenzt: Das Dispersionsmittel OLOA 1200, ein Handelsprodukt der Chevron Corporation, Richmond, California, USA, von dem angenommen wird, daß es eine 40 bis 50%ige Lösung eines C&sub7;&sub0;-Polyisobutenyl-succinimids eines Polyamins in Mineralöl ist; und das Dispersionsmittel Lubrizol 2165, ein Handelsprodukt der Lubrizol Corporation, Wickliffe, Ohio, USA, von dem angenommen wird, daß es eine 60%ige Lösung von C&sub6;&sub0;-Polyisobutenyl-succinimid von Tetraethylenpentamin (TEPA) in Mineralöl ist.
Die Menge des bei vorliegender Erfindung benutzten Behandlungsmittels ist eine Menge, die zur Verbesserung der Dispersionseigenschaften des Rußes ausreicht, während sie jedoch das freie Fließen und erwünschtenfalls nachfolgendes Pelletisieren des Rußes ermöglicht. In der Regel sind die Mengen derart, daß die erhaltene Ruße 0,25 bis 20 Gew.% Behandlungsmittel aufweisen. Vorzugsweise werden die erfindungsgemäßen Ruße mit solchen Mengen an Behandlungsmittel behandelt, daß die erhaltenen Ruße 0,5 bis 8 Gew.% Behandlungsmittel aufweisen. Bei der Herstellung der behandelten Ruße können zusätzliche herkömmliche Bestandteile zugegeben werden. In allen Fällen ist die Gewichtsfraktion des Rußes in dem behandelten Ruß größer als 100/(100 + DBPA des Rußes), so daß der behandelte Ruß im wesentlichen trocken und frei fließend ist.
Es wurden auch neue Druckfarbenzusammensetzungen gefunden, in die die Ruße eingearbeitet sind.
Der behandelte Ruß gemäß vorliegender Erfindung kann auf sehr verschiedene Weise hergestellt werden. Ein Verfahren zur Herstellung des behandelten Rußes vorliegender Erfindung ist wie folgt:
Ein Ruß wird mit einem Gemisch, in gleichem Anteil, eines Pelletisierungsöls und des Behandlungsmittels in Berührung gebracht. Die Menge des benutzten Gemischs reicht aus, um einen behandelten Ruß herzustellen, der den gewünschten Behandlungsgrad besitzt. In vorliegender Erfindung weist der behandelte Ruß vorzugsweise etwa 0,25 bis 20 %, insbesondere bevorzugt 0,5 bis 8 %, Behandlungsmittel, bezogen auf das Gewicht des Rußes, auf. Das In-Berührung- Bringen des Rußes mit dem Behandlungsmittel kann bei einem beliebigen Punkt von der Stelle der Abschreckung abwärts erfolgen, wo das Behandlungsmittel thermisch stabil ist.
Nach Kontakt des Rußes mit dem Behandlungsmittel kann das erhaltene Gemisch durch ein beliebiges geeignetes Mittel, wie z. B. durch eine herkömmliche Pelletisiervorrichtung vom Drehtrommel- oder Nadeltyp, zum Beispiel von dem in den U.S.-PSn. 2 120 540 und 2 306 698 beschriebenen Typ, bewegt werden, deren Offenbarungen durch Bezugnahme einbezogen werden, bis Pellets der gewünschten Qualität gebildet sind. Das zur Verwendung in vorliegender Erfindung geeignete Pelletisierungsöl kann ein beliebiges bekanntes sein. Vorzugsweise ist jedoch für Druckfarben das Pelletisierungsöl eine nicht-flüchtige, nicht-polymerisierbare organische Flüssigkeit, welche mit der Druckfarbe verträglich ist. Bevorzugtere Pelletisierungsöle sind Mineralöle oder modifizierte Mineralöle. Eine allgemeine Beschreibung eines Pelletisierungsverfahrens und der Arten von Pelletisierungsölen, welche zur Verwendung in vorliegender Erfindung geeignet sind, ist in der U.S.-PS 3 011 902 zu finden, deren Offenbarung durch Bezugnahme einbezogen wird.
Zur Bestimmung und Bewertung der analytischen Eigenschaften der Ruße gemäß vorliegender Erfindung sowie der physikalischen Eigenschaften der Druckfarbenzusammensetzungen, in die die Ruße gemäß vorliegender Erfindung eingearbeitet sind, werden folgende Testverfahren angewandt.
Die I&sub2;Nr. des jeweiligen Rußes wurde gemäß ASTM D1510 bestimmt. Der DBPA-Wert des jeweiligen Rußes wurde gemäß dem Verfahren ASTM D2414 ermittelt.
Der I&sub2;SA (Iodoberflächenwert) des jeweiligen Rußes wurde gemäß ASTM D1510 bestimmt, jedoch mit folgenden Veränderungen: Es wurden zwei Arten zusätzlicher Apparate benutzt, ein Muffelofen, der 927 ºC erreichen kann, sowie Porzellantiegel mit Deckel der Größe 0. Es wird das Verfahren A von ASTM D1510 angewandt, das wie folgt verändert wird. Stufe 9.1 des Verfahrens ASTM D1510 wird durch folgende Stufen ersetzt
1. Fülle einen nicht rissigen Porzellantiegel 0 bis über den oberen Rand mit Ruß. Drücke den Deckel nach unten gegen den Rand.
2. Stelle den Tiegel sieben Minuten in einen auf 927 ºC eingestellten Muffelofen.
3. Entnehme den Tiegel aus dem Muffelofen und lasse ihn in einem Exsiccator auf Raumtemperatur abkühlen.
4. Entnehmen den Tiegel aus dem Exsiccator. Entferne und verwerfe den oberen Teil von annähernd 1/2 inch des entgasten Rußes.
Stufe 9.2 des Verfahrens ASTM D1510 wird durch folgende Stufe ersetzt:
1. Wiege eine Masse des entgasten Rußes auf die nächsten 0,0001 Gramm in ein Glasfläschchen ein. Verwende die durch den erwarteten Jodoberflächenwert bestimmte Masse, wie in der folgenden Tabelle gezeigt (Tabelle 9.2 von ASTM D1510). Wenn das Ergebnis entweder oberhalb oder unterhalb des für diese Probengröße gezeigten Bereichs fällt, teste abermals unter Verwendung der Probenmasse, die in der Tabelle für den Bereich angegeben ist, in welchen das Resultat fiel. Ersetze die erste Spalte der Tabelle in 9.2 durch folgende Spalte:

Iodoberflächenwert

(m²/g)
0-100,0
100,1-270,0
270,1-575,0
575,1 und darüber
Stufe 9.4 des Verfahrens ASTM D1510 wird durch folgende Stufe ersetzt:
1. Schüttle das Glasfläschchen heftig zehn Minuten mit nicht weniger als 120 Takten/Minute.
Sodann wird gemäß folgender Formel der I&sub2;SA-Wert berechnet:
SA = [10(B-T)-4,57]/1,3375 X 0,8/SW.
SA = I&sub2;-Oberfläche, in m²/g
B = Volumen des Titrats für die Blindprobe, in ml
T = Volumen des Titrats für die Probe, in ml
SW = tatsächliches Probengewicht, in g
Vorstehendes Verfahren entspricht dem Testverfahren 23.2 der Cabot Corporation zur Bestimmung des I&sub2;SA.
Die Wirksamkeit und die Vorteile vorliegender Erfindung werden anhand folgender Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Dieses Beispiel zeigt die Herstellung eines neuen behandelten Rußes gemäß vorl iegender Erfindung. Ein flockiger Ruß mit einem DBPA-Wert von 77 cc/100 g und einem I&sub2;SA-Wert von 46 m²/g wurde mit annähernd 3,2%, bezogen auf das Gewicht des flockigen Rußes, eines Gemisches von 50/50, bezogen auf das Gewicht von Behandlungsmittel, das in diesem Fall das Dispersionsmittel OLOA 1200 war, und dem Öl Sunthene 450 behandelt. Das Öl Sunthene 450 ist ein Handelsprodukt der Sun Oil Co., Philadelphia, Pensylvania, mit einer SUS-Viskosität (bei 1000 F) von 502 (ASTM D2161) und einem Gesamtaromatengehalt von 43,2 Gew.% (ASTM D2007). Das 50/50-Gemisch wurde auf den flockigen Ruß aufgesprüht, unmittelbar vor seinem Eintritt in eine Nadelpelletisiervorrichtung. Das erhaltene Gemisch wurde sodann bewegt und trocken pelletisiert, wobei ein Ruß mit einem Gehalt an 1,6 Gew.% Behandlungsmittel anfiel.

Beispiel 2

Das Verfahren des Beispiels 1 wurde in allen Einzelheiten wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß 5,2 Gew.% des Behandlungsmittelgemischs verwendet wurden. Der erhaltene Ruß hatte 2,5 Gew.% Behandlungsmittel.
In folgenden Beispielen werden Ruße gemäß vorliegender Erfindung bei der Herstellung von Druckerschwärzen für Zeitungen verwendet. Die Zeitungsdruckerschwärzen wurden nach folgendem Verfahren erhalten:
Das Vehikel wird hergestellt, indem man die Öle, Lösungsmittel, Harze und Additive kombiniert und in einer Rotor-Stator-Mühle oder einem Hochgeschwindigkeitskreiselmischer vermischt, bis mit einem NPIRI-Produktionsmahlungsgradmeßgerät G2, (grindometer G2) kein Grieß oder keine Ritzen zu sehen sind, üblicherweise wenigstens 30 Minuten.
Es werden 280 g des Vehikels und 70 g Ruß sowie etwaige zusätzliche Additive in einem 1 quart-Behälter vereint und 30 Minuten unter Verwendung eines Hochgeschwindigkeitskreisel vermischt. Es wird eine Probe von 70 g des Premix entnommen und zum Test zurückgehalten. Sodann werden 900 g Stahlschrot zugegeben, und das Premix wird schrotgemahlen unter Bewegung, die durch eine am Ende der sich drehenden Welle befestigte Scheibe geliefert wird. Das Vermahlen in der Schrotmühle ist vollständig, wenn keine Ritzen auftreten und mit dem NPIRI-Produktionsgrindometer G2 eine Ablesung eines Grießes von 20 Mikron erhalten wird. Zur Abtrennung des Schrots wird die Druckfarbe sodann filtriert, sodann abgepackt und mit einem Etikett versehen.
In den folgenden Beispielen wurde der "Premix-Rückstand" wie folgt ermittelt. 25 g des Premix wurden in ein Standgefäß von 4oz mit Schraubverschluß eingewogen. Bis zu etwa 3/4 der Kapazität des Standgefäßes wurde Ligroin zugegeben. Das Standgefäß mit Inhalt wurde 5 Minuten auf einem Farbschüttelapparat geschüttelt. Der Inhalt des Standgefäßes wird durch ein sauberes Sieb von 325 mesh geschüttet, und das Gefäß wird über dem Sieb mit einem Ligroinstrahl aus einer Quetschflasche sauber gespült. Der Rückstand auf dem Sieb wird mit Ligroin gespült bis die Spülflüssigkeiten klar sind. Das Sieb wird in einem Trockenschrank bei 120 ºC 20 Minuten getrocknet. Sodann wird der Rückstand sorgfältig in eine vorgewogene 1 ounce-Blechbüchse gepinselt, und das Materialgewicht wird als der Premixrückstand bezeichnet.
In folgenden Beispielen war das Verfahren zur Bestimmung der "Mahlzeit in der Schrotmühle" wie folgt. Alle zwei Minuten während des Vermahlens in der Schrotmühle wird das Mahlen abgebrochen, und eine kleine Druckfarbenprobe wird entnommen, zur Entfernung des Schrots gesiebt, und in das tiefe Ende des Kanals auf einem NPIRI-Produktionsgrindometers G2 gebracht. Unter Verwendung eines geradkantigen Stahlabstreichers wird die Druckfarbe kanalabwärts gezogen. Ritzen in der Druckfarbenschicht werden aufgezeichnet, ebenso wie der Punkt, bei dem Grieß, definiert als schmale Punkte, welche aus der Druckfarbenoberfläche herausragen zu scheinen, auftritt. Die Tiefe des Kanals an diesem Punkt wird von der Seite des Grindometers abgelesen und in Mikron aufgezeichnet. Das Mahlen wird fortgesetzt, bis es keine Ritzen mehr gibt, und der Grieß nicht auftritt, bis die Kanaltiefe 20 Mikron oder weniger ist. Die Zeit, bei der eine Ablesung eines Grießes von 20 Mikron erreicht wird, wird als die Mahlungszeit in der Schrotmühle bezeichnet.

Beispiel 3

Dieses Beispiel erläutert die Herstellung einer Druckerschwärze für Zeitungen, in die ein behandelter Ruß gemäß vorliegender Erfindung eingearbeitet ist. Dieses Beispiel erläutert auch die sich aus der Verwendung der behandelten Ruße der vorliegenden Erfindung in Druckerschwärzen für Zeitungen ergeben.
Zum Vergleich der Zeitungsdruckerschwärzen vorliegender Erfindung mit herkömmlichen Zeitungsdruckerschwärzen wurde eine herkömmliche Druckerschwärze für Zeitungen A unter Verwendung eines pelletisierten Rußes hergestellt, welcher seinerseits aus einem flockigen Ruß mit einem DBPA-Wert von 77 cc/100 g und einem I&sub2;SA-Wert von 46 m²/g, besprüht mit 5,6% Sunthene 450 Öl, hergestellt war. Die Zeitungsdruckerschwärze B wurde mit dem Ruß des Beispiels 1 hergestellt, welcher mit einem Gemisch von Behandlungsmittel und Öl behandelt wurde. Die Zeitungsdruckerschwärze C wurde mit dem Ruß des Beispiels 2 hergestellt, welcher in einem höheren Grad mit dem Gemisch von Behandlungsmittel und Öl behandelt wurde. Die Zeitungsdruckerschwärzen A, B und C wurde hergestellt, indem man eine jede der Rußproben in die in nachfolgender Tabelle I gezeigten Zeitungdruckerschwärzeformulierung einverleibte. Tabelle 1 Bestandteile Gewichtsteile Ruß Harz PICCO 5140 Öl Sunthene 480 ÖL MAGIE SOL 47 Öl Öl EXX-PRINT 991
Das Harz PICCO 5140 ist ein Kohlenwasserstoffharz mit hohem Erweichungspunkt; es ist ein Handelsprodukt der Hercules Incorporated, Wilmington, Delaware.
Das Öl Sunthene 480 ist ein Handelsprodukt der Sun Oil Co., Philadelphia, Pensylvania, mit einer SUS-Viskosität (bei 100º F) von 760 (ASTM D2161) und einem Gesamtaromatengehalt von 42,4 Gew.% (ASTM D2007).
Das Öl MAGIE SOL 47 ist ein Lösungsmittelöl mit im wesentlichen 100% gesättigten Kohlenwasserstoffen; es ist ein Handelsprodukt der Magie Bros. Oil Company, A Pennzoil Company Division, Franklin Park, IL 60131, USA.
Das Öl EXX-PRINT 991 ist ein Rückstandsöl mit etwa 41 Gewichts.% Aromaten; es ist ein Handelsprodukt der Exxon Corporation, Houston, Texas.
Sodann wurden nach dem im vorliegenden beschriebenen Verfahren die Mahlzeit in der Schrotmühle und der Premix-Rückstand dieser Zeitungsdruckerschwärzen bestimmt. Die Ergebnisse waren wie folgt: Zeitungsdruckerschwärze Mahlzeit in der Schrotmühle (Min.) Premix-Rückstand (g/25g Druckerschwärze)
Die Ergebnisse zeigen, daß durch Einarbeitung eines behandelten Rußes vorliegender Erfindung in eine Zeitungsdruckerschwärze der Premix-Rückstand und die Mahlzeit in einer Schrotmühle im Vergleich mit einer Zeitungsdruckerschwärze, in die ein unbehandelter Ruß eingearbeitet ist, vermindert sind. Eine Verminderung des Premix-Rückstandes bedeutet, daß im Vormischstadium weniger Zeit erforderlich ist, um einen bestimmten Grad des Rückstandes zu erreichen. Dies führt zu einem wirtschaftlichen Vorteil für den Hersteller der Druckfarbe. Ahnlich führt auch die Verminderung der Mahlungszeit in der Schrotmühle zu einem wirtschaftlichen Vorteil. Die Ergebnisse dieses Beispiels zeigen ferner, daß höhere Grade an Behandlungsmitteln für den Ruß wirksamer sein können.

Beispiel 4

Dieses Beispiel erläutert die Verbesserung, welche sich aus der Einarbeitung in eine Zeitungsdruckerschwärze eines Rußes vorliegender Erfindung ergibt, welcher mit einem Behandlungsmittel behandelt wurde, im Vergleich zur Einarbeitung des unbehandelten Rußes und des gleichen Behandlungsmittels als getrennte Bestandteile.
Die Zeitungsdruckerschwärze A ist die Zusammensetzung A von Beispiel 3, hergestellt aus einem unbehandelten Ruß und ohne Behandlungsmittel. Die Zeitungsdruckerschwärze D enthält Behandlungsmittel im Vehikel und wurde mit dem gleichen, in der Druckerschwärze A benutzten unbehandelten Ruß hergestellt. Die Zeitungsdruckerschwärze E wurde mit dem Ruß des Beispiels 2 hergestellt, welcher mit einem Gemisch von Behandlungsmittel und Öl behandelt wurde. Die Zeitungsdruckerschwärze D und E wurden hergestellt, indem man in die in nachfolgender Tabelle II gezeigte Druckerschwärzeformulierung einjeden der Ruße einarbeitete. Tabelle II Gewichtsteile Bestandteil Ruß Harz PICCO Öl Sunthene 480 Öl MAGIE SOL 47 Öl EXX-Print 991 Dispersionsmittel OLOA 1200 Öl Sunthene 405
Die Mahlzeit in der Schrotmühle und der Premix-Rückstand der Zeitungsdruckerschwärzen A, D und E wurden nach den in vorliegendem beschriebenen Verfahren bestimmt. Die Ergebnisse waren wie folgt: Zeitungsdruckerschwärze Mahlzeit in der Schrotmühle (Min.) Premix-Rückstand (g/25 g Zeitungsdruckerschwärze)
Diese Ergebnisse zeigen, daß durch Einarbeitung eines behandelten Rußes gemäß vorliegender Erfindung in eine Zeitungsdruckerschwärze der Premix-Rückstand und die Mahlzeit in der Schrotmühle auf eine signifikant größeren Grad vermindert werden, als wenn die gleichen Mengen des gleichen Rußes in unbehandelter Form und das gleiche Behandlungsmittel getrennt getrennt eingearbeitet werden.
Die Verminderung des Premix-Rückstands zeigt, daß es weniger Zeit in der Vormischstufe der Druckerschwärzeherstellung zum Erreichen eines bestimmten Rückstandsgrades erfordert. In ähnlicher Weise zeigt die Verminderung der Mahlzeit in der Schrotmühle, daß weniger Zeit in der Mahlstufe erforderlich ist, den gewünschten Enddispergierungsgrad zu erreichen. Wenn man diese Faktoren getrennt, insbesondere aber zusammen in Betracht zieht, so ergeben sich geringere Energiekosten pro Einheit produzierter Druckfarbe und/oder es ergibt sich ein größeres Durchsatzvermögen für eine gegebene Anlage zur Druckfarbenherstellung, was für den Hersteller zu einem wirtschaftlichen Vorteil führt.
Diese Ergebnisse bestätigen die bekannte Tatsache, daß ein gewisser Vorteil durch getrennte Einarbeitung eines unbehandelten Rußes und des Behandlungsmittels in eine Zeitungsdruckerschwärze erreicht wird. Was jedoch wichtiger ist, zeigen diese Ergebnisse aber auch klar, daß größere Vorteil erreicht werden können, wenn man einen behandelten Ruß der vorliegenden Erfindung in eine Zeitungsdruckerschwärze einarbeitet.

Beispiel 5

Dieses Beispiel erläutert die Verbesserung, welche aus der Einarbeitung eines Rußes vorliegender Erfindung in eine Zeitungsdrukkerschwärze mit höherer Viskosität als die der Zeitungsdruckerschwärzen des Beispiels 4 resultiert.
Die Zeitungsdruckerschwärze F wurde mit dem Ruß des Beispiels 2 hergestellt, welcher mit einem 50/50-Gemisch des Dispersionsmittels OLOA 1200 mit dem Öl Sunthene 450 behandelt wurde. Die Zeitungsdruckerschwärzen G und H wurden mit dem gleichen Ruß, jedoch ohne das in der Druckerschwärze A verwendete Behandlungsmittel hergestellt. Die Zeitungsdruckerschwärze G enthält das getrennt zum Vehikel zugegebene Behandlungsmittel. Die Zeitungsdruckerschwärze H enthält kein Behandlungsmittel. Die Druckerschwärzen F, G und H wurden hergestellt, indem man den jeweiligen Ruß in die Zeitungsdruckerschwärzenformulierungen gemäß nachfolgender Tabelle III einarbeitete. Die Mengen an den Ölen Sunthene wurden ausgewählt, um zu Druckf arben konstanter Viskosität zu führen. Tabelle III Gewichtsteil Bestandteil Ruß Harz PICCO 5140 Öl Sunthene Öl EXX-PRINT 991 Dispersionsmitel OLOA 1200
Das Öl Sunthene 4240 ist ein Handelsprodukt der Sun Oil Co., Philadelphia, Pensylvania mit einer SUS-Viskosität (bei 100º F) von 2300 (ASTM D2161) und einem Gesamtaromatengehalt von 46,7 Gew.% (ASTM D2007).
Sodann wurden nach dem im vorliegenden beschriebenen Verfahren die Mahlzeit in der Schrotmühle und der Premix-Rückstand der Druckerschwärzen F, G und H bestimmt. Die Ergebnisse waren folgende: Druckerschwärze Mahlzeit i.d. Schrotmühle (Min.) PREMIX-Rückstand (g/259 Druckerschwärze)
Diese Ergebnisse zeigen, daß der Premix-Rückstand und die Mahlzeit in der Schrotmühle durch Einarbeitung eines behandelten Rußes der vorliegenden Erfindung in eine Zeitungsdruckerschwärze im Vergleich zur Einarbeitung eines unbehandelten Rußes in die Druckerschwärze vermindert sind. Diese Ergebnisse zeigen auch, daß der Premix-Rückstand und die Mahlzeit in der Schrotmühle durch Einarbeitung eines behandelten Rußes der vorliegenden Erfindung in eine Zeitungsdruckerschwärze größer sind als durch Einarbeitung des seiben Rußes in unbehandelter Form und desselben Behandlungsmittels getrennt in eine Druckerschwärze.
Wie in Beispiel 4 beschrieben, führen die größere Verminderung des Premix-Rückstandes und der Mahlzeit in der Schrotmühle zu größeren wirtschaftlichen Vorteilen für den Hersteller.

Beispiel 6

Dieses Beispiel erläutert die Vorteile, die bei der Verwendung der behandelten Ruße vorliegender Erfindung in zwei zusätzlichen Zeitungsdruckerschwärzen sich ergeben, welche Harz- und Additivkombinationen umfassen, die von denjenigen des Beispiels 5 verschieden sind.
Die Zeitungsdruckerschwärzen J und K wurden unter Verwendung eines pelletisierten Rußes hergestellt, der seinerseits aus einem flockigen Ruß mit einem DBPA-Wert von 76 cc/100 g und einem I&sub2;SA-Wert von 51 m²/g, besprüht mit 6,5% des Öls Sunthene 450, hergestellt wurde. Die Druckerschwärzen L und M wurden mit dem Ruß des Beispiels 2 hergestellt, der eine ähnlicher Ruß ist, welcher mit einem 50/50-Gemisch des Dispersionsmittels OLOA 1200 und dem Öl Sunthene 450 behandelt wurde. Die Druckerschwärzen J, K, L und M wurden hergestellt, indem man jede der Rußproben in die nachfolgend in Tabelle IV gezeigte Druckerschwärzeformulierung einarbeitete. Die Mengen der Öle Sunthene wurden ausgewählt, um Druckfarben konstanter Viskosität zu erhalten. Tabelle IV Gewichtsteile Bestandteil Ruß Harz PICCO 5140 Öl Sunthene 450 Öl Sunthene 480 Öl EXX-PRINT 991 ZECO 11 Gilsonit
Der Gilsonit ZECO 11 ist ein Handelsprodukt der Ziegler Chemical und Mineral Corporation, Jericho, New York.
Die Mahlzeit in der Schrotmühle und der Premix-Rückstand der Zeitungsdruckerschwärzen J, K, L und M wurden sodann nach den in vorliegendem beschriebenen Verfahren bestimmt. Die Ergebnisse waren wie folgt: Druckerschwärze Mahlzeit i.d. Schrotmühle (Min.) PREMIX-Rückstand (g/259 Druckerschwärze)
Diese Ergebnisse zeigen, daß durch Einarbeitung eines behandelten Rußes der vorliegenden Erfindung in eine Zeitungsdruckerschwärze der PREMIX-Rückstand und die Mahlzeit in der Schrotmühle bei den verschiedensten Zeitungsdruckerschwärzen vermindert werden.

Beispiel 7

Dieses Beispiel erläutert die sich bei der Behandlung eines Rußes mit guten Abriebeigenschaften und schlechten Dispersionseigenschaften mit einem Behandlungsmittel gemäß vorliegender Erfindung einstellenden Vorteile.
Die Druckerschwärze N wurde mit dem gleichen unbehandelten Ruß, der bei den Druckerschwärzen J und K verwendet wurde, hergestellt. Dieser Ruß besitzt gute Abriebeigenschaften und schlechte Dispersionseigenschaften. Die Druckerschwärze P wurde mit dem behandelten Ruß des Beispiels 2 hergestellt, welcher ein ähnlicher, mit einem 50/50 Gemisch des Dispersionsmittels OLOA 1200 und des Öls Sunthene 450 behandelter Ruß war. Die Druckerschwärze Q wurde mit dem Ruß ELFTEX PELLETS 115 (DBPA-Wert: 115 cc/100 g und I&sub2;Nr.: 67 mgI&sub2;/g), ein Handelsprodukt der Cabot Corporation, Waltham, Massachusetts, hergestellt, welcher ein typischerweise in Zeitungsdruckerschwärzen benutzter Ruß ist. Dieser Ruß hat gute Dispersionseigenschaften und schlechte Abriebeigenschaften.
Die Zeitungsdruckerschwärzen N, P und Q wurden durch Einarbeiten der jeweiligen Rußproben in die Druckerschwärzeformulierung gemäß nachfolgender Tabelle V hergestellt. Die Mengen an den Ölen Sunthene wurden so ausgewählt, daß Druckfarben konstanter Viskosität erhalten wurden. Tabelle V Gewichtsteile Bestandteil Ruß Harz PICCO 5140 Öl Sunthene Öl EXX-PRINT 991
Die Mahlzeit in der Schrotmühle und der PREMIX-Rückstand der Druckerschwärzen N, P und Q wurden sodann nach den im vorliegenden beschriebenen Verfahren bestimmt. Der Abrieb wurde wie folgt ermittelt: Für jede Druckerschwärze wurden auf Zeitungspapier mehrere Drucke der Abmessung 1 inch zu 8,5 inch mit verschiedenen optischen Dichten hergestellt. Die optischen Dichten wurden mit einem Densitometer wenige Minuten nach dem Drucken gemessen. Die Drucke wurden eine Stunde nach dem Drucken durch Ziehen eines Tuches, das mit einem Gewicht von 3 pound eine Durchmessers von 2 inch belastet war, über die Länge des Drucks innerhalb von 10 Sekunden abgerieben. Der Dunkelheitswert des Flecks auf jedem Tuch wurde mit einem Hunter-Colorimeter gemessen und mit dem L-Wert des sauberen Tuches verglichen. Der Unterschied der L-Werte wird als "Delta L-Wert" bezeichnet. In eine graphische Darstellung des Logarithmus der Delta L-Wert aus dem Colorimeter gegen die optischen Dichten der Originaldrucke wurde eine Linie eingetragen. Der Abrieb wird als Logarithmus des Delta L-Werts von dieser Linie, wenn die optische Dichte = 1 ist, ausgedrückt. Ein höherer Wert stellt ein dunkleres Tuch und einen schlechteren Abrieb dar. Die Ergebnisse waren folgende: Zeitungsdruckerschwärze Mahlzeit i.d. Schrotmühle (Min.) PREMIX-Rückstand (g/259 Druckerschwärze) Abrieb
Diese Ergebnisse zeigen, daß durch Einarbeitung eines behandelten Rußes der vorliegenden Erfindung in eine Zeitungsdruckerschwärze der Premix-Rückstand und die Mahlzeit in der Schrotmühle im Vergleich zu einer Zeitungsdruckerschwärze, in die ein ähnlicher Ruß in unbehandelter Form eingearbeitet ist, herabgesetzt sind. Diese Ergebnisse zeigen ebenfalls, daß durch Behandlung eines Rußes mit guten Abriebeigenschaften und schlechter Dispergierbarkeit mit einem Behandlungsmittel gemäß vorliegender Erfindung die Dispersionseigenschaften, gemessen als Differenz der Mahlzeit in der Schrotmühle und des PREMIX-Rückstandes, denjenigen des Rußes ELFTEX PELLETS 115 vergleichbar gemacht werden können, ein Ruß mit guten Dispersionseigenschaften Diese Ergebnisse zeigen auch, daß der Abrieb einer Druckfarbe, hergestellt mit einem Ruß vorliegender Erfindung, dem Abrieb einer Druckfarbe vergleichbar ist, welche mit einem ähnlichen Ruß in unbehandelter Form hergestellt wurde, wobei beide dem Abrieb einer Druckfarbe, hergestellt aus dem Ruß ELFTEX PELLETS 115, überlegen sind.

Beispiel 8

Dieses Beispiel zeigt die Wirksamkeit von verschiedenen unterschiedlichen Verbindungen als Behandlungsmittel gemäß vorliegender Erfindung. Es zeigt ferner, daß ähnliche Verbindungen mit kürzeren Kohlenwasserstoffketten nicht wirksam sind.
Die in diesem Beispiel behandelten Ruße wurden wie folgt hergestellt.
In eine kleine Taumeltrommel mit einen Durchmesser von etwa 10 inch und einer Länge von 12 inch mit einem vollständig verschlossenen Ende wurden 150 g des Rußes REGAL 250R, ein Handelsprodukt der Cabot Corporation, Waltham, Massachusetts (DBPA-Wert:46 cc/100 g; und I&sub2;Nr.: 65 mgI&sub2;/g) gefüllt. Es wurde eine 10 gew.%ige Lösung des Behandlungsmittels in Xylolen oder Hexanen hergestellt. Unter Taumeln des Rußes wurden durch ein Loch in einem Ende in die Trommel 45 g der Lösung eingesprüht. Zur Vermischung wurden der Ruß und die Lösung weitere 45 Minuten taumeln gelassen. Der behandelte Ruß wurde sodann in einem Vakuumofen bei 80ºC zur Entfernung des Lösungsmittels über Nacht getrocknet. Der Ruß wurde nicht pelletisiert.
Die Zeitungsdruckerschwärzen dieses Beispiels wurden unter Verwendung einer Rotor-Stator-Mühle hergestellt. 713 g des Testvehikels (96,5 Gewichtsteile des Öls Sunthene 450 und 3,5 Gewichtsteile des Öls EXX-PRINT 991) wurden in einen 2 quart-Behälter an der Rotor- Stator-Mühle gebracht, welche auf etwa 40% ihrer Kraft geschaltet wurde. Innerhalb von 3 Minuten wurden 62 g Ruß zugegeben. Sodann wurde die Kraft auf 90 % während 25 Minuten erhöht. Die Zusammensetzung der Enddruckfarbe ist 8,0 Gewichtsteile Ruß, 88,8 Gewichtsteile des Öls Sunthene 450 und 3,2 Gewichtsteile des Öls EXX-PRINT 991.
Die Enddruckfarbe wurde in den Trichter der Testvorrichtung gegossen. Von dort wird sie mit einer konstanten Volumenströmungsgeschwindigkeit durch ein Sieb 325 mesh und in einen Kunststoffbehälter gepumpt. Der Anstieg des Druckabfalls durch das Sieb wurde gemessen und unter Verwendung eines Linienschreibers aufgezeichnet. Die Zeit, die der Druck brauchte, um auf 1, 5, 10 und 20 psig anzusteigen, wurde festgehalten. Eine längere Zeit, einen bestimmten Druckgrad zu erreichen, zeigt einen leichter dispergierbaren Ruß.
Die Zeitungsdruckerschwärzen U, V, W, X, Z A1, B1, C1 und D1 wurden unter Verwendung des Rußes REGAL 205R, der, wie oben beschrieben, mit den in nachfolgender Tabelle angegebenen Behandlungsmitteln behandelt wurde, hergestellt. Die Drukkerschwärzen U und C1 wurden zu Vergleichszwecken einbezogen,
um etwaige nachteilige Wirkungen des Benetzens des Rußes mit einem Lösungsmittels oder des Taumelvorgangs zu begründen. Die Druckerschwärze u wurde als Vergleichssubstanz für die Druckerschwärzen V, W, X, Z, A1 und B1 einbezogen, während die Druckerschwärze C1 als Bezugssubstanz für die Druckerschwärze D1 einbezogen wurde. Die Zeitungsdruckerschwärze wurden hergestellt, indem man die jeweiligen Rußproben in die weiter oben beschriebene Druckerschwärzenformulierung einarbeitete. Zeitungsdruckerschwärze verwendetes Behandlungsmittel Xylole Dispersionsmittel Hexane
VV ist eine Verbindung der weiter oben angegeben Formel III, worin R und R' = eine Polyisobutenylgruppe mit 60 Kohlenstoffatomen, R1 = C&sub2;H&sub4;, R2 = H und c = 3.
WW ist eine Verbindung, gebildet durch Verbinden der Aminogruppen von Verbindungen der Zusammensetzung VV mit den Gruppen C=(O)CH&sub2;- CHRC=(O), worin R=eine Polyisobutenylgruppe mit 60 Kohlenstoffatomen ist.
XX ist eine Verbindung der weiter oben angegebenen Formel VI, worin R= eine Polyisobutenylgruppe mit 60 Kohlenstoffatomen, A= ein Sauerstoffatom und f = 0 sind.
AA1 ist eine Verbindung der weiter oben angegebenen Formel III, worin R und R' = eine Polyisobutenylgruppe mit 24 Kohlenstoffatomen, R1=C&sub2;H&sub4;, R2=H und c=3 sind.
BB1 ist eine Verbindung der weiter oben angegebenen Formel III, worin R und R'=eine Polypropenylgruppe mit 12 Kohlenstoffatomen, R1=C&sub2;H&sub4;, R3=H und c=3 sind.
DD1 ist eine Verbindung der weiter oben angegebenen Formel II, worin R=eine Polyisobutenylgruppe mit 60 Kohlenstoffatomen, R1=C&sub2;H&sub4;, R2 und R3=H, und b=1 sind.
Die Zeitungsdruckerschwärzen U, V, W, X, Z, A1, B1, C1 und D1 wurden sodann wie oben beschrieben getestet. Die Zeit zum Erreichen des jeweiligen Drucks wurde bestimmt. Die Ergebnisse waren wie folgt: Zeit zum Erreichen des Drucks (in Sekunden) Zeitungsdruckerschwärze
Die Ergebnisse für V, W, X, Z, C1 und D1 zeigen, daß die mit verschiedenen Behandlungsmitteln vorliegender Erfindung behandelten Ruße leichter dispergierbar sind, als eine unbehandelte Version des gleichen Rußes von U. Überdies zeigen die Ergebnisse für U, A1 und B1, daß, wenn Verbindungen, die den Behandlungsmitteln vorliegender Erfindung ähnlich sind, die jedoch kürzere Kohlenwasserstoffketten aufweisen, zur Behandlung von Ruß benutzt werden, die Dispergierbarkeit des behandelten Rußes im Vergleich zur unbehandelten Version des gleichen Rußes nicht verbessert ist.

Beispiel 9

Dieses Beispiel erläutert ein anderes Verfahren zur Herstellung eines neuen behandelten Rußes vorliegender Erfindung.
Der RUß REGAL 500R, ein Handelsprodukt der Cabot Corporation, Waltham, Massachusetts, mit einem DBPA-Wert von 65 cc/100 g und einer I&sub2;Nr. von 88 mg I&sub2;/g wurde mit einer Emulsion von Behandlungsmittel, welches in vorliegendem Fall das Dispersionsmittel OLOA 1200 war, in Wasser behandelt. Die Emulsion wurde wie folgt hergestellt. Eine Lösung von 3 g des Aminoalkylarylsulfonats Witconate P10-59 als Solubilisierungsmittel, ein Handelsprodukt der Witco Corporation, New York, NY, in 20 g des Dispersionsmittels OLOA 1200 wurde zu 100 g Wasser gegeben, auf 80ºC erwärmt und 5 Minuten unter Verwendung eines tragbaren Ultraschallgebers 5 Minuten beschallt. Es wurden sodann 175 g Wasser in drei Portionen zugegeben, wobei sich an jede Zugabe eine 3minütige Beschallung anschloß. Nach Entfernen des Schaums von der Emulsion wurden 114 g der Emulsion zu 110 g Ruß in einem Mixbecher unter Rühren mit einem Elektromixer bei 148 Upm zugegeben. Das Produkt wurde weitere 5 Minuten gerührt und sodann in einem Trockenschrank bei 120ºC über Nacht getrocknet. Das erhaltene Produkt ist ein mit dem Dispersionsmittel OLOA 1200 und dem Solubilisierungsmittel behandelter Ruß.

Beispiel 10

Dieses Beispiel zeigt die aus der Einarbeitung eines Rußes vorliegender Erfindung in eine Glanzheißfixierungs-Druckfarbe (gloss heat set ink) resultierende Verbesserung. Die Glanzheißfixierungs- Druckfarbe E1 wurde mit dem Ruß des Beispiels 9 hergestellt. Die Glanzheißfixierungs-Druckfarbe wurde mit einem naßpelletisierten Ruß, hergestellt aus dem gleichen unbehandelten, flockigen Ruß, der in Beispiel 9 verwendet wurde, hergestellt. Das Masterbatch für diese Druckfarben wurde hergestellt, indem man langsam 1470 g des Harzes Pentalyn K einer Maschenweiste von -10 mesh bei 1700 F zu 1530 g des Öls Magie 470 zugab, wobei man mit einem Hochgeschwindigkeitskreiselmischer zumindest 1 Stunde rührte und das Gemisch durch eine Mühle mit 3 Kugeln leitete. Das Harz Pentalyn K ist ein Pentaerythritester von dimeren Colophoniumsäuren; es ist ein Handelsprodukt der Hercules Incorporated, Wilmington, DE, USA. Das Öl Magie 470 ist ein Handelsprodukt der Magie Bros. Oil Co., eine Pennzoil Company Division, Franklin Park, IL, USA, mit einem Aromatengehalt von 8,7% und einem Olefingehalt von 3,7%.
Die Druckfarben wurden wie folgt hergestellt. 49,8 g Ruß wurde mit 281,8 g des Masterbatch in einem Hochgeschwindigkeitskreiselmischer bei 1500 F während 15 Minuten hergestellt. Es wird eine Probe des Premix von 70 g entnommen und zum Test zurückgehalten. 1225 Stahlschrot wird zugegeben, und das Premix wird in der schrotmühle gemahlen, wobei durch eine am Ende einer rotierenden Welle befestigte Scheibe Bewegung verliehen wird. Nach einem Vermahlen von 5 und 10 Minuten wurden Proben der Druckfarbe entnommen. Die Druckfarbe wird nach 15 Minuten Mahlen in der Schrotmühle entnommen. Die Druckfarbe ist nach 15 Minuten Mahlen in der Schrotmühle fertig.
Der Premix-Rückstand wird bestimmt, indem man 5,0 g des Premix mit 50 ml Ligroin in einem Glasgefäß vereint und 1 Minute schüttelt. Das Gemisch wird sodann durch ein Sieb einer Maschenweite von 325 mesh unter Sog geleitet und gespült, bis das Filtrat klar ist. Das Sieb wird sodann bei 105ºC 10 Minuten getrocknet, und der Rückstand wird abgepinselt und abgewogen. Die Feinheit des Mahlguts wurde mit einem NPIRI-Produktionsgrindometer G2 ermittelt. Der Glanz wurde bei 600 unter Verwendung eines Glanzmessers anhand einer Probe der Druckfarbe bestimmt, welche auf ein Blatt beschichtetes weißes Papier gedruckt und danach bei 2750 F sieben Sekunden gehärtet worden war. Die Ergebnisse waren wie folgt: Feinheit des Mahlgriesses (um) Glanzdruck (%) Premix-Rückstand (%) 60º Glanz (%)
Diese Ergebnisse zeigen, daß durch Einarbeitung eines Rußes vorliegender Erfindung mit einem Behandlungs- und einem Solubilisierungsmittel in eine Glanzheißfixierungs-Druckfarbe der Premix- Rückstand und die Grießgrade im Vergleich zu einer Glanzheißfixierungs-Druckfarbe, bei der ein unbehandelter Ruß benutzt wird, vermindert sind. Dies führt zu einem wirtschaftlichen Vorteil für den Hersteller. Diese Ergebnisse zeigen ferner, daß bei Einarbeitung eines Rußes der vorliegenden Erfindung mit einem Behandlungsund einem Solubilisierungsmittel in eine Glanzheißfixierungs- Druckfarbe der Glanz demjenigen einer Glanzheißfixierungs-Druckfarbe, in der ein unbehandelter Ruß benutzt wird, überlegen ist. Der größere Glanz führt auch zu einem wirtschaftlichen Vorteil für den Hersteller.
Es wird darauf hingewiesen, daß die im vorliegenden beschriebenen Ausführungsformen vorliegender Erfindung lediglich erläuternd sind und den Umfang der Erfindung nicht begrenzen sollen.

Claims

1. Behandelter Ruß, umfassend: einen Ruß und ein Behandlungsmittel, das zumindest eine Verbindung mit einem Gehalt an wenigstens einer langkettigen Alkenylgruppe mit 50-100 Kohlenstoffatomen und wenigstens einer Aminogruppe umfaßt, wobei die Gewichtsfraktion des Rußes in dem behandelten Ruß größer als 100/(100+DBPA des Rußes) ist.

2. Behandelter Ruß, umfassend: einen Ruß und ein Behandlungsmittel, das zumindest eine Verbindung mit einem Gehalt an wenigstens einer langkettigen Alkylgruppe mit 50-100 Kohlenstoffatomen und wenigstens einer Aminogruppe umfaßt, wobei die Gewichtsfraktion des Rußes in dem behandelten Ruß größer als 100/(100+DBPA des Rußes) ist.

3. Behandelter Ruß gemäß Anspruch 1, worin die Alkenylgruppe 60-70 Kohlenstoffatome enthält.

4. Behandelter Ruß gemäß Anspruch 2, worin die Alkylgruppe 60-70 Kohlenstoffatome enthält.

5. Behandelter Ruß gemäß Anspruch 1, worin die Verbindung ferner zumindest eine chemische Gruppe zur Bindung der langkettigen Alkenylgruppe an die Aminogruppe enthält.

6. Behandelter Ruß gemäß Anspruch 2, worin die Verbindung ferner zumindest eine chemische Gruppe zur Bindung der langkettigen Alkylgruppe an die Aminogruppe enthält.

7. Behandelter Ruß gemäß Anspruch 5 oder 6, worin die bindende chemische Gruppe aus Succinimidbindungen, Succinoylbindungen und einem Gemisch von Succinimid- und Succinoylbindungen ausgewählt ist.

8. Behandelter Ruß gemäß Anspruch 1, worin das Behandlungsmittel die Formel

aufweist, worin R = eine Polyisobutenylgruppe mit einem Gehalt an 60-70 Kohlenstoffatomen, und b = 1-5 sind.

9. Behandelter Ruß gemäß Anspruch 1, worin das Behandlungsmittel die Formel

aufweist, worin R und R' eine Polyisobutenylgruppe mit einem Gehalt an 60-70 Kohlenstoffatomen, und c = 1-4 sind.

10. Behandelter Ruß gemäß Anspruch 1, worin das Behandlungsmittel die Formel

R-NH-(C&sub2;H&sub4;-NH)d-H

aufweist, worin R eine Polyisobutenylgruppe mit einem Gehalt an 60-70 Kohlenstoffatomen, und d = 0-5 sind.

11. Behandelter Ruß gemäß Anspruch 1, worin das Behandlungsmittel die Formel

aufweist, worin R eine Polyisobutenylgruppe mit einem Gehalt an 60-70 Kohlenstoffatomen, A=0 oder NH, und f=0-2 sind.

12. Behandelter Ruß gemäß einem der Ansprüche 1-11.

13. Behandelter Ruß gemäß Anspruch 12 mit einem Gehalt an 0,5-8 Gew.% Behandlungsmittel, bezogen auf den behandelten Ruß.

14. Verfahren zur Herstellung einer Zeitungsdruckerschwärze, umfassend: Vermischen und Dispergieren von etwa 5 bis etwa 35 Gewichtsteilen eines behandelten Rußes, 0 bis etwa 40 Gewichtsteilen eines oder mehrerer Harze, etwa 30 bis etwa 95 Gewichtsteilen eines oder mehrerer Öle oder eines oder mehrer Lösungsmittel, und 0 bis etwa 25 Gewichtsteilen eines oder mehrerer Additive, wobei der behandelte Ruß ein Ruß ist, der mit einem Behandlungsmittel behandelt wurde, das zumindest eine Verbindung mit einem Gehalt an wenigstens einer langkettigen Alkenylgruppe und wenigstens einer Aminogruppe umfaßt.

15. Verfahren zur Herstellung einer Zeitungsdruckerschwärze, umfassend: Mischen und Dispergieren von etwa 5 bis etwa 35 Gew.% eines behandelten Rußes, 0 bis etwa 40 Gew.% eines oder mehrerer Harze, etwa 30 bis etwa 95 Gew.% eines oder mehrerer Öle oder eines oder mehrerer Lösungsmittel und 0 bis etwa 25 Gew.% eines oder mehrerer Additive, wobei der behandelte Ruß ein Ruß ist, der mit einem Behandlungsmittel behandelt wurde, das zumindest eine Verbindung mit einem Gehalt an wenigstens einer langkettigen Alkylgruppe und wenigstens einer Aminogruppe umfaßt.

16. Verfahren gemäß Anspruch 14 oder 15, bei dem die Verbindung ferner zumindest eine chemische Gruppe zur Bindung der langkettigen Alkenyl- oder Alkylgruppe an die Aminogruppe umfaßt.

17. Glanzdruckfarbe, umfassend: etwa bis etwa 60 Gewichtsteile behandelten Ruß, etwa 20 bis etwa 60 Gewichtsteile eines oder mehrerer Harze, etwa 20 bis etwa 60 Gewichtsteile eines oder mehrerer Öle oder eines oder mehrerer Lösungsmittel und 0 bis 20 Gewichtsteile eines oder mehrerer Additive, wobei der behandelte Ruß ein Ruß ist, der mit einem Behandlungsmittel behandelt wurde, das zumindest eine Verbindung mit einem Gehalt an wenigstens einer langkettigen Alkenylgruppe und zumindest einer Aminogruppe umfaßt.

18. Glanzdruckfarbe, umfassend: etwa 5 bis etwa 60 Gewichtsteile eines behandelten Rußes, etwa 20 bis etwa 60 Gewichtsteile eines oder mehrerer Harze, etwa 20 bis etwa 60 Gewichtsteile eines oder mehrerer Öle oder eines oder mehrerer Lösungsmittel und 0 bis etwa 20 Gewichtsteile eines oder mehrerer Additive, wobei der behandelte Ruß ein Ruß ist, der mit einem Behandlungsmittel behandelt wurde, das zumindest eine Verbindung mit einem Gehalt an wenigstens einer langkettigen Alkylgruppe und wenigstens einer Aminogruppe umfaßt.

19. Glanzdruckfarbe gemäß Anspruch 17 oder 18, wobei die Verbindung ferner zumindest eine chemische Gruppe zur Bindung der langkettigen Alkenyl- oder Alkylgruppe an die Aminogruppe umfaßt.

20. Verfahren zur Herstellung einer Glanzdruckfarbe, umfasssend: Mischen und Dispergieren von etwa 5 bis etwa 60 Gewichtsteilen eines behandelten Rußes, etwa 20 bis etwa 60 Gewichtsteilen eines oder mehrerer Harze, etwa 20 bis etwa 60 Gewichtsteilen eines oder mehrerer Öle oder eines oder mehrerer Lösungsmittel und 0 bis etwa 20 Gewichtsteilen eines oder mehrerer Additive, wobei der behandelte Ruß ein Ruß ist, der mit einem Behandlungsmittel behandelt wurde, das zumindest eine Verbindung mit einem Gehalt an wenigstens einer langkettigen Alkenylgruppe und wenigstens einer Aminogruppe umfaßt.

21. Verfahren zur Herstellung einer Glanzdruckfarbe, umfassend: Mischen und Dispergieren von etwa 5 bis etwa 60 Gewichtsteilen eines behandelten Rußes, etwa 20 bis etwa 60 Gewichtsteilen eines oder mehrerer Harze, etwa 20 bis etwa 60 Gewichtsteilen eines oder mehrerer Öle oder eines oder mehrerer Lösungsmittel und von 0 bis etwa 20 Gewichtsteilen eines oder mehrerer Additive, wobei der behandelte Ruß ein Ruß ist, der mit einem Behandlungsmittel behandelt wurde, das zumindest eine Verbindung mit einem Gehalt an wenigstens einer langkettigen Alkylgruppe und wenigstens einer Aminogruppe umfaßt.

22. Verfahren gemäß Ansprüchen 20 oder 21, wobei die Verbindung ferner zumindest eine chemische Gruppe zur Bindung der langkettigen Alkenyl- oder Alkylgruppe an die Aminogruppe umfaßt.