DK155610B - Fremgangsmaade til fremstilling af en organisk pigmentdispersion i et organisk medium og i det vaesentlige fri for vand. - Google Patents

Description

DK 155610 B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af en organisk pigmentdispersion i et organisk medium og i det væsentlige fri for vand. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er ejendommelig ved, at den udføres direkte på en vandig opslæmning, i 5 hvilken det organiske pigment fremstilles, idet denne opslæmning indeholdende 0,1-20 vægtprocent pigment, beregnet på opslæmningen, blandes med det organiske medium under kraftig agitation og i nærværelse af et dispergeringsmiddel, hvorefter den organiske pigmentdispersion omfattende op til 50% vand isoleres fra den 10 tilbageværende vandige fase, hvorefter i det væsentlige alt vandet fjernes fra den vandholdige pigmentdispersion ved at bringe denne i kontakt med et sæt af overflader med forskellig affinitet for henholdsvis vand og den organiske pigmentdispersion, hvorpå vandet og den organiske pigmentdispersion, som er i det væsentlige fri for 15 vand, isoleres separat.

Den organiske pigmentdispersion fremstillet ifølge den foreliggende opfindelse kan anvendes til fremstilling af trykfarver og malevarer.

Overførsel af et opslæmmet fast stof fra en første flydende fase til en anden flydende fase, hvor den første og anden flydende fase er 20 indbyrdes ikke-blandbare, og det faste stof er uopløseligt i begge flydende faser, er en velkendt teknik kaldet "flushing". (Herefter beskrives denne overførsel ved verbet "at flushe"). En sådan fremgangsmåde er mulig, når det pågældende faste stof har større affinitet til det andet medium end til det første medium.

25 Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen er den første fase vand, eventuelt indeholdende hjælpestoffer, og den anden fase er den organiske fase, eventuelt indeholdende hjælpestoffer.

I nærværende beskrivelse betegner udtrykket "pigment" pigmentet per se plus et eventuelt indhold af harpikser, der er tilsat under eller 30 efter den kemiske syntese af pigmentet. Især i tilfælde af gule og røde pigmenter tilsættes harpikser. Harpiksernes karakter og art forklares detaljeret nedenfor.

DK 155610 B

2

Det er kendt at-overføre pigmenter fra en pressekage, i hvilken pigmentet udgør ca. 20-50%, ved flushing til en organisk fase. Flushing-en kan udføres ved at blande de to faser (indeholdende det faste stof), fx ved hjælp af en dej-ælter, et hurtigtgående røreværk, et 5 statisk røreværk etc. Den resulterende opslæmning af pigmenter i den organiske fase omfatter normalt 20-40% pigment. Fordelene ved flushede pigmenter beror hovedsageligt på, at pigmenternes fine struktur bevares i den flushede form.

De indledende trin til fremstilling af tørre eller flushede pig-10 mentfarver er identiske. Kemiske mellemprodukter omsættes til dannelse af pigmentet, som i de fleste tilfælde isoleres som en vandig suspension (opslæmning) og filtreres gennem en filterpresse eller et andet filtreringsapparatur såsom en centrifuge, hvor pigmentfaststofferne fraskilles, og der dannes en pressekage eller pulp. Medens den 15 oprindelige opslæmning normalt indeholder fra 3 til 6 vægtprocent faststof, indeholder pressekagen fra 20 til 50 vægtprocent pigmentfaststof. Pressekagen vaskes med vand for at fjerne opløselige urenheder (kagen blæses undertiden derefter på filteret med luft), og pressekagen fjernes fra filteret til videre behandling.

20 Den separeringsfremgangsmåde, der udføres ved forskellige filtreringsmetoder, medfører ofte uønsket kompaktering af pigmentpartiklerne .

Den indledende vandige suspension af pigment kan fremstilles på forskellige måder såsom: (a) ved udfældning af et farvestof (et lakpig-25 ment) med et metalsalt (bariumchlorid, calciumchlorid, blynitrat, etc.), (b) ved dannelse af et uopløseligt pigment ud fra en diazo-koblingsreaktion, (c) ved absorption af et farvestof på et uorganisk hydrat (fx aluminiumhydrat), eller (d) ved vandig fortynding af et dispergeret eller solvateret pigment (fx phthalocyaninblåt).

30 Efter pressekage- eller pulpstadiet sker fremstilling af tørre og flushede farver på hver sin måde. Hvis der skal fremstilles tørre farver, tørres og pulveriseres pressekagen. Disse senere trin kan føre til miljømæssige problemer forårsaget af støv fra det tørre pigment.

DK 155610 B

3 I de kendte fremgangsmåder overføres pressekagen til flushings-udstyret for at flushe pigmentet. Det organiske medium tilsættes i en i forvejen bestemt mængde, og blandingen foretages. Når det organiske medium erstatter størstedelen af vandet, adskilles faserne, 5 og den vandige fase fjernes og kasseres. Flushingsprocessen må ofte gentages for at danne en "tæt" flushet masse, dvs. en masse med en tilstrækkelig høj koncentration af pigment i det organiske medium.

Et lavt vandindhold i den flushede masse kan opnås ved vakuumbehandling.

10 DE-OS 23 60 093 (Deutsche Gold- und Silber-Scheideantalt), som er en ansøgning om tillægspatent til DE-PT 19 37 832, beskriver en forbedret fremgangsmåde til fremstilling af bindemiddel/pigmentholdige præparater i flage- eller pulverform med fuldstændig fordeling af pigment, hvor pigmentkoncentratet med et indhold på 30-80 vægtpro-15 cent, fortrinsvis 35-60 vægtprocent, af et ikke-plastisk bindemiddel, som er fast ved stuetemperatur, tørres, og den tørrede masse eventuelt pulveriseres. DE-PT 19 37 832 beskriver en flushingsproces, hvor en vandholdig pigmentmasse underkastes faseomdannelse ved tilsætning af et eventuelt opløsningsmiddelholdigt pigmentbindemiddel 20 og eventuelt ved anvendelse af et flushingshjælpestof. Forholdet mellem pigment, bindemiddel og eventuelt opløsningsmiddel vælges således, at der fås et stærkt plastisk pigmentkoncentrat i en bearbej-delig og deformationsmodstandsdygtig konsistens, hvor kohæsions-kraften overstiger adhæsivkraften. Ifølge et eksempel i DE-OS 23 60 25 093, som henviser til DE-PT 19 37 832, var udgangsmaterialet til flushingsprocessen (faseomdannelsen) en vandig pigmentmasse indeholdende 45 vægtprocent ferrocyanidblåt (berlinerblåt).

US patent nr. 3.980.488 (Sherwin-Williams Company) beskriver flushing af delvis formalet organisk pigment vundet i form af en pressekage 30 efter filtrering af en vandig opslæmning over i et organisk bærestof i nærværelse af et brudmiddel. Ifølge eksemplerne i dette USA-pa-tentskrift var udgangsmaterialet til flushingsprocessen en pressekage indeholdende 40-50 vægtprocent vand.

DK 155610B

4 US patent nr. 4.340.431 (BASF Wyandotte Corporation) beskriver en metode til overførsel af et organisk pigment fra en vandig pulp af pigmentet i et med vand ikke-blandbart organisk bærestof ved at blande den vandige pulp og bærestoffet indtil størstedelen af vandet 5 i pulpen fraskilles, og separeringen forbedres ved hjælp af et jordolie -sulf onatadditiv og mindst ét additiv, som er sulfoneret sper-macetolie, sulfateret spermacetolie, eller blandinger deraf med bærestoffet og pigmentet. I alle eksemplerne indeholdt pulpen 24 vægtprocent pigment.

10 US patent nr. 2.822.283 (Dehydag) beskriver en metode til overførsel af et uorganisk pigment fra en vandig pasta til en med vand ikke-blandbar væske i nærværelse af en lille mængde af en substitueret cyclohexylamin. Ifølge eksemplerne indeholdt den vandige pasta 30 vægtprocent og 20 vægtprocent uorganisk pigment, og mængden af med 15 vand ikke-blandbar væske var af samme størrelsesorden som den vandige pasta, hvilket betyder, at forholdet mellem den med-vand ikke-blandbare fase og den vandige pasta var henholdsvis 1:0,7 og 1:1,1.

Fransk patentskrift nr. 2.302.328 (ICI) beskriver en vandig emulsion 20 af pigment, alkyder, jordolie og detergent; det uorganiske pigment anvendes i tør tilstand.

DE-OS 3.121.765 (BASF) beskriver vandige pigmentpastaer indeholdende vand, organisk opløsningsmiddel, ét eller flere pigmenter og en copolymer. Ifølge eksemplerne var vandindholdet i pastaen 20-46,7 25 vægtprocent.

DE A 2.732.710 beskriver flushing af pigmenter, og det angives deri, at flushingen udføres på pressekager af farvestoffer direkte, som det fremkommer i produktionen. Den pågældende pressekage er i eksemplerne angivet til at indeholde henholdsvis 20, 22, 50, 15 og 65% farvestof.

30 Det vand, der forekommer i den flushede masse, fjernes ifølge beskrivelsen ved afdampning i vakuum.

DE A 3.143.678 beskriver også en flushingproces, ved hvilken en pres-

DK 155610 B

5 sekage, der indeholder 60-90% vand, behandles med et hydrofobt organisk middel.

GB PS 1.342.746 (ICI) beskriver dispersioner af uorganiske pigmenter til lak eller tonere i organiske væsker, i hvilke der er opløst én 5 eller flere polyestere eller et salt deraf afledt af en hydroxycar-boxylsyre med den almene formel

HO-X-COOH

hvor X betegner et divalent mættet eller umættet aliphatisk radikal indeholdende mindst 8 carbonatomer, og hvor der er mindst 4 car-10 bonatomer mellem hydroxy- og carboxylsyregrupperne, eller af en blanding af en sådan hydroxycarboxylsyre og en carboxylsyre, som ikke indeholder hydroxygrupper.

GB PS 1.373.660 (ICI) beskriver lignende dispergeringsmidler, dvs. med formlen YCOZR, hvor Z betegner en divalent brodannende gruppe 15 forbundet til carbonylgruppen via et oxygen- eller nitrogenatom, R betegner en primær, sekundær eller tertiær aminogruppe eller et salt deraf med en syre eller en kvaternær ammoniums al tgruppe, og Y betegner resten af en polyesterkæde, som sammen med gruppen -CO- er afledt af en hydroxycarboxylsyre med formlen

20 HO-X-COOH

hvor X betegner et divalent mættet eller umættet aliphatisk radikal indeholdende mindst 8 carbonatomer, og hvor der er mindst 4 carbonatomer mellem hydroxy- og carboxylsyregrupperne, eller af en blanding af en sådan hydroxycarboxylsyre og en carboxylsyre, som ikke 25 indeholder hydroxygrupper.

I de angivne trykskrifter er der ingen angivelse af, at flushing udføres på den vandige fase per se, i hvilken pigmentet er syntetiseret. Når flushing hidtil er blevet udført, er den blevet udført på pastaer, pressekager eller "pulper", dvs. på blandinger af pig-30 menter og vandige faser, i hvilke pigmentmængden er meget større, end det er tilfældet ved den foreliggende opfindelse.

DK 155610 B

6

Ved at gå frem ved fremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse er det muligt at gå ud direkte fra den vandige opslæmning, i hvilken pigmentet er syntetiseret. Denne opslæmning indeholder normalt 0,5-15 vægtprocent, især 1-10 vægtprocent, og navnlig 2-5 vægtprocent, orga-5 nisk pigment. Det er meget fordelagtigt at undgå den filtrering, der er en forudsætning for alle de fremgangsmåder, der er beskrevet i den kendte teknik, idet filtreringen af farvestoffet på dette stadium i fremstillingsprocessen medfører en uønsket kompaktering af pigmentpartiklerne. Ved at gå frem og starte fremgangsmåden ifølge op-10 findelsen direkte på den varme synteseopslæmning, som normalt er 60-90°C, udnyttes også den tilførte varme, idet flushingen forløber glat selv med de meget små mængder organiske medier, der her er tale om, ved denne temperatur. Separering af vand og det organiske medium indeholdende pigmentet, men også med op til 50% vand inkorporeret, 15 foretages let ved filtrering under sugning. Efter denne operation haves altså en organisk pigmentdispersion i et organisk medium omfattende op til 50% vand. Dette vandindhold er uønsket til mange anvendelser, hvorfor i det væsentlige alt vandet skal fjernes. Dette foretages ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen ved at bringe den 20 vandholdige pigmentdispersion i kontakt med et sæt af overflader med forskellig affinitet for henholdsvis vand og for den organiske pigmentdispersion, hvorpå vandet og den organiske pigmentdispersion, som er i det væsentlige fri for vand, isoleres separat.

Den efter flushingen vundne organiske pigmentdispersion kan have et 25 vandindhold på op til 50 vægtprocent, især op til 35 vægtprocent, navnlig op til 25 vægtprocent, fortrinsvis op til 20 vægtprocent og særlig foretrukket på ikke mere end 15 vægtprocent. Efter isoleringen underkastes den organiske pigmentdispersion det yderligere fremgangsmådetrin, i hvilket en væsentlig andel af det i den organiske 30 pigmentdispersion værende vand fjernes. Det er overraskende, at vandet kan fjernes næsten fuldstændigt på denne måde.

Fremgangsmåden ifølge opfindelsen er særlig hensigtsmæssig, idet den består af en sekvens af behandlingstrin, hvorved der på økonomisk og fordelagtig og meget skånsom måde opnås en pigmentdispersion med gode 35 anvendelsesegenskaber.

DK 155610 B

7

Et pigmentkoncentrat med et højt indhold af pigment er fordelagtigt derved, at det af brugeren ganske let blandes med andre trykfarve-eller malingsingredienser, såsom bindemidler, fortykkelsesmidler, etc. I koncentratet er pigmentet stadig en dispersion i det organiske 5 medium.

For at opnå den bedst mulige pigmentering af trykfarven er det ønskeligt at danne et produkt med maksimal pigmentkoncentration uden yderligere hjælpestoffer, som kunne begrænse den endelige anvendelse, og med en høj udstrækning af kompatibilitet, således at et enkelt 10 produkt kan anvendes i forskellige systemer, fx til fremstilling af malinger baseret på en vandig emuisionslatex, malinger baseret på ferniser, etc., og i trykfarveindustrien.

Når pigmentdispersionerne skal anvendes i trykfarve- og malingsindustrien, formuleres de med olieagtige komponenter og eventuelt 15 hjælpestoffer såsom yderligere dispergeringsmidler og opløsningsmidler, bindemidler, etc. på i og for sig kendt måde. Den endelige formulering foretages normalt af brugeren, som simpelt hen blander den ifølge opfindelsen fremstillede pigmentdispersion med de øvrige bestanddele, normalt i et blandingsapparatur eller på en serie af val-20 ser. Den anvendte mængde pigmentdispersion afhænger af den endelige anvendelse, men indstilles normalt på en sådan måde, at pigment-faststofferne udgør 10-25 vægtprocent, især 12-15 vægtprocent af det endelige præparat klart til brug i trykindustrien.

Ved fremgangmåden ifølge den foreliggende opfindelse vælges det orga-25 niske pigment fra gruppen bestående af azopigmenter såsom diarylider og lakpigmenter, phthalocyaniner og andre kondensationspigmenter.

Forholdet mellem den organiske og den vandige fase ligger på mellem 1:20 og 1:200, fortrinsvis på mellem 1:30 og 1:150, især fra 1:40 til 1:100, baseret på vægtdele.

30 Det er overraskende, at en lille mængde organisk medium i forhold til vandmængden er i stand til at isolere de pigmentpartikler, som

DK 155610B

8 forekommer i en meget lille mængde i den vandige fase. Dette er muligt, når pigmentet er hydrofobt.

Som det organiske medium til anvendelse ved fremstillingen af den organiske pigmentdispersion kan nævnes et hvilket som helst organisk 5 medium, der normalt anvendes til fremstilling af organiske trykfarver og malinger.

Det organiske medium er fortrinsvis et organisk opløsningsmiddel med lav polaritet, fx carbonhydrider.

Det organiske medium kan også bestå af ét eller flere organiske 10 opløsningsmidler valgt fra den gruppe, der består af væsker med et kogepunkt på mindst 80°C, og i hvilke pigmentet i det væsentlige er uopløseligt.

Et foretrukket organisk medium omfatter ét eller flere opløsningsmidler valgt fra den gruppe, der består af aromatiske og aliphatiske, 15 eventuelt halogenerede carbonhydrider, estere, alkoholer, ketoner og ethere, og et særligt foretrukket medium omfatter mineralolier med kogepunkter på over 200°C.

Forhøjede temperaturer, dvs. temperaturer på over 20eC, letter overførselen af pigmentet fra den vandige til den organiske fase.

20 Det foretrækkes normalt ikke at opvarme blandingen af vandigt og organisk medium til en temperatur på over 95°C. Flushingsfremgangsmåden ifølge den foreliggende opfindelse kan således udføres ved en temperatur på 30-95°C, især ved 50-90°C.

De dispergeringsmidler, som anvendes ved flushingsfremgangsmåden, må 25 være kompatible med det organiske medium, i hvilket pigmentet er dispergeret til den endelige anvendelse. Dispergeringsmidler forøger faseoverførselen af pigmentet fra det vandige til det organiske medium. Det organiske medium indeholder derfor fortrinsvis ét eller flere dispergeringsmidler.

30 Dispergeringsmidler til anvendelse ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen kan sættes til det i den vandige opslæmning dannede pigment

DK 155610 B

9 eller til det organiske medium, med hvilket pigmentet flushes, eller der kan anvendes to eller flere dispergeringsmidler, af hvilke ét eller flere kan sættes til den vandige opslæmning før tilsætning af det organiske medium, hvortil der eventuelt er sat ét eller flere 5 dispergeringsmidler.

Dispersioner med forbedret flydeevne opnås, når dispergeringsmidlet vælges fra den gruppe, der består af harpikser, alkyder og dis-persanter med en molekylær struktur, som muliggør, at de kan hæftes fast på en udvalgt pigmentoverflade og yderligere indeholder en 10 solventopløselig kæde, såkaldte hyperdispersanter.

Særlig foretrukne dispersanter er derivater af en polyester afledt af en hydroxycarboxylsyre med formlen HO-X-COOH, hvor X betegner et divalent mættet eller umættet radikal indeholdende mindst 8 car-bonatomer, og hvor der er mindst 4 carbonatomer mellem hydroxy- og 15 carboxylsyregrupperne, eller af en blanding af en sådan hydroxycarboxylsyre og en carboxylsyre, som ikke indeholder hydroxygrupper. Et derivat af en polyester kan være reaktionsproduktet af en amin og polyesteren , dvs. forbindelser indeholdende en amidgruppe. Fordelagtige derivater af de ovennævnte estere er amider og salte af polyes-20 terne. Andre anvendelige dispersanter er blandede amid/salt-derivater af polyestere.

For at binde mindst én af komponenterne i dispergeringsmiddelblandin-gen eller af hyperdispersanterne til pigmentpartikleme er det fordelagtigt at anvende en synergist som koblingsmiddel. En synergist 25 kan defineres som en forbindelse, som kan binde mindst én af komponenterne i dispergeringsmiddelblandingen til pigmentpartiklerne. En særlig foretrukken type synergister er derivater af pigmentet. Synergisten kan udgøre en del af dispergeringsmiddelblandingen. Anvendelsen af dispersanter bundet til pigmentpartikeloverfladen modvirker en 30 uønsket flokkulering af pigmentpartiklerne, så at en senere formaling af pigmentpastaen, om nødvendigt, lettes, og den endelige tildannelse med fx fernis til fremstilling af brugsklar trykfarve gøres lettere, og trykfarvens rheologiske egenskaber forbedres.

DK 155610 B

10

Ved fremstillingen af de fleste organiske pigmenter og især ved fremstillingen af gule og røde pigmenter er det fordelagtigt at tilsætte naturlige og/eller syntetiske, eventuelt modificerede harpikser (resiner og rosiner) til det vandige reaktionsmedium. På denne 5 måde kan pigmentpartikleme overtrækkes med harpiksen. Overtrækningen kan udføres ved at udfælde harpiksen på pigmentpartikleme i den vandige opslæmning. Et sådant overtræk vil hjælpe til at modvirke ag-glomereringen af pigmentpartikleme. Udfældningen kan foretages på forskellig måde, alt afhængig af harpiksens kemiske natur. Én 10 udfældningsmetode består i tilsætning af en syre,, og. en anden metode består i tilsætning af en calciumioriholdig forbindelse, som bevirker udfældning af et calciumsalt af harpiksen.

Egnede harpikser til anvéndelsé ved fremstilling af pigmenter er træharpikser, hydrogenerede træharpikser, estere deraf, carbonhydrid-15 harpikser og blandinger deraf. Harpiksindholdet, dvs. indholdet af én eller flere resiner/rosiner, som herefter kun kaldes "harpiks", kan være af samme størrelsesorden som indholdet af pigment, hvilket betyder, at harpiksen kan udgøre op til 50 vægtprocent af tørstoffet i den endelige pigmentdispersion.

20 Isoleringen af den organiske pigmentdispersion fra den vandige fase foretages normalt ved filtrering, eventuelt under sugning.

Efter isolering fra den vandige fase indeholder den resulterende organiske pigmentdispersion pigment og eventuelt harpiks i en mængde på 30-85 vægtprocent, hvor de øvrige bestanddele er det organiske 25 flushingsmedium og eventuelt dispergeringsmidler og højst 50 vægtprocent vand. Vægtforholdet mellem pigment (eventuelt indeholdende harpiks) og organisk medium ligger fortrinsvis på mellem 30:70 og 85:15, især på mellem 40:60 og 60:40.

Dispergeringsmidlet anvendes normalt i relativt store mængder, dvs.

30 op til en mængde på 30 vægtprocent, fortrinsvis op til 20 vægtprocent, baseret på pigmentet (eventuelt indeholdende harpiks).

Den organiske pigmentdispersion kan anvendes per se inden for mange anvendelsesområder. Det største forbrug af flushede pigmenter foregår

DK 155610 B

11 i malings- og trykfarveindustrien, hvor pigmenterne blandes med opløsningsmidler, bindemidler og andre additiver (hjælpestoffer), fx som beskrevet i eksemplerne.

Den mængde vand, der tolereres i slutproduktet, afhænger af den en-5 delige anvendelse. Hvis den fremstillede pigmentdispersion skal anvendes i en form, i hvilken vand er uønsket, er det nødvendigt at underkaste pigmentdispersionen et procestrin, i hvilket en væsentlig del af vandindholdet i den organiske pigmentdispersion fjernes. I den kendte teknik fjernes vand fra det flushede pigment ved hjælp af 10 vakuum eller ved tørring i en ovn.

Det har nu vist sig, at det er muligt at fjerne vandet fra pigmentdispersionen ved at bringe dispersionen i kontakt med et sæt af overflader, der har forskellig affinitet for henholdsvis vand og den organiske pigmentdispersion. Denne kontaktoperation vil føre til, at 15 den vandige og den organiske fase separeres, da den organiske fase vil være tilbøjelig til at hænge kraftigere ved overfladen end den vandige fase. Ved en foretrukken udførelsesform for denne vandfjernelse bringes dispersionen i kontakt med en serie overflader med forskellig affinitet for henholdsvis vand og det organiske medium, i 20 hvilket det organiske pigment er dispergeret. De to faser vil derefter hænge på de pågældende overflader og kan fjernes derfra, fx ved hjælp af et skrabeudstyr. Serien af overflader er fordelagtigt en serie valser, hvis overflade har forskellig affinitet for henholdsvis vand og det organiske medium. Ved denne udførelsesform 25 lades den organiske pigmentdispersion passere over en serie valser som vist på figuren.

Som eksempler på overflader, der har forskellig affinitét for vand og det organiske medium, kan nævnes henholdsvis rustfrit stål og kobber og henholdsvis eksponeret og ikke-eksponeret offsetplader. Når 30 pigmentdispersionen ledes over en serie på to eller flere valser, hvoraf én eller flere er fremstillet af kobber, og én eller flere er fremstillet af rustfrit stål, vil vand hænge på ståloverfladen og kan fjernes derfra, fx ved hjælp af en skraber, og den organiske fase vil hænge på kobberoverfladen og kan fjernes derfra. På samme måde

DK 155610B

12 kan der anvendes en serie overflader fremstillet af eksponeret og ikke-eksponeret offsetplader.

Dette aspekt af den foreliggende opfindelse beskrives nærmere nedenfor under henvisning til figuren, som viser en udførelsesform for et 5 apparatur til anvendelse ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

Apparaturet viser et par samvirkende valser bestående af en første valse 10 med en ydre periferioverflade 11 og en anden valse 12 med en ydre periferioverflade 13. Periferioverfladerne 11 og 13 af valserne er formgivet komplementært, således at deres overflader kan holdes 10 med bestemt afstand fra hinanden, når valserne roterer omkring deres respektive akser, således at der dannes et mellemrum 14 mellem valserne. Ved en foretrukken udførelsesform er akserne af valserne 10 og 12 i det væsentlige parallelle, og de perifere overflader 11 og 13 af valserne definerer hver for sig en cirkulært cylindrisk overflade.

15 Hver af de perifere overflader 11 og 13 kan imidlertid definere en omdrejningoverflade af en hvilken som helst anden type under den forudsætning, at omdrejningsoverfladerne af de samvirkende perifere overflader 11 og 13 er komplementære. Alternativt kan akserne af valserne danne en spids vinkel, og hver af de perifere overflader 11 og 20 13 kan have konisk form eller kan have form af en hvilken som helst anden omdrej nings flade.

Valserne 10 og 12 kan som vist ved pilene 15 og 16 drives i modsat retning af sædvanlige drivmidler (ikke vist), som kan omfatte tandhjul, rem- og/eller kædedrev. Drivmidlerne skal være indrettet 25 til at drive valserne 10 og 12. Valserne kan drives med samme eller med forskellig periferihastighed. De perifere overflader 11 og 13 af valserne 10 og 12 er fremstillet af forskelligt materiale, eller de to overflader har fået forskellige overfladekarakteristika på anden måde, som beskrives detaljeret nedenfor.

30 Det ovenfor beskrevne apparatur kan anvendes til at skille en komponent 17, fx vand, fra et viskost materiale eller præparat 18, der omfatter en sådan komponent. Det viskose materiale, som fx kan være en masse af farvepigment indeholdende olie og vand, kan føres til den øvre side af mellemrummet 14, der defineres mellem valserne 10 og 12,

DK 155610B

13 medens valserne roteres som angivet ved pilene 15 og 16. Det viskose materiale eller den viskose masse 18 vil derefter blive gnedet ud i et tyndt lag, som bringes i intim kontakt med valseoverfladerne 11 og 13.

5 Som nævnt ovenfor er overfladeegenskabeme af den perifere overflade 11 forskellig fra egenskaberne af den perifere overflade 13. Som eksempel kan den perifere overflade 11 af valsen 10 være fremstillet af stål, medens den perifere overflade 13 af valsen 12 er fremstillet af kobber. I dette tilfælde vil vandkomponenten i den viskose masse 18 10 have tilbøjelighed til at hænge på ståloverfladen 11 frem for på kobberoverfladen 13, medens det olieholdige pigmentmateriale vil være tilbøjeligt til at hænge på kobberoverfladen 13 frem for på ståloverfladen 11. Vandlaget 19, der hænger på valseoverfladen 11, kan fjernes fra denne ved hjælp af en stationær skraber eller et 15 stationært skrabeblad 20, som er i kontakt med valseoverfladen 11. Et lag 21 af pigmentmateriale 22 kan på tilsvarende måde fjernes fra valseoverfladen 13 ved hjælp af en stationær skraber eller et skrabeblad 23, som er i kontakt med valseoverfladen 13.

Det er klart, at ved hjælp af et apparatur som ovenfor beskrevet kan 20 en komponent såsom vand eller en anden væske skilles fra en viskos masse, som kontinuerligt eller med mellemrum føres til den øvre del af valsemellemrummet.

Opfindelsen illustreres mere detaljeret nedenfor i eksempel 3,4, 5 og 6, i hvilke udtrykket "mineralolie" angiver en højtkogende 25 jordoliefraktion med kogepunktsinterval 250-290°C, normalt kaldet HBPF. Eksempel 1 og 2 beskriver fremstillingen af pigment "gult 13" henholdsvis uden og med tilsætning af harpiks, eksempel 7-10 er sammenligningseksempler for så vidt angår fremstillingen af færdige pigmenter på kendt måde, og eksempel 11 beskriver en sammenligning af 30 de på forskellig måde fremstillede pigmenters farvestyrke.

DK 155610 B

14 EKSEMPEL 1

Fremstilling af pigment gult 13 A. 52,4 g 3,3'-dichlorbenzidin-bishydrochlorid blev opslæmmet i 80 ml vand og 73,5 ml 30% saltsyre ved 0eC under omrøring i 2 timer. Medens 5 temperaturen blev holdt på 0eC, blev 400 ml vand og 22,5 g natriumnitrit tilsat, medens omrøringen fortsattes i en halv time. Overskydende salpetersyrling blev fjernet ved hjælp af sulfaminsyre, og der blev tilsat vand til et rumfang på 1200 ml. Opløsningen blev derefter filtreret to gange.til fjernelse af urenheder.

10 B. Filtratet fra trin A blev i løbet af 2 timer ved pH 4 og 20°C sat til en opslæmning af 66,6 g acetoacet-2,4-dimethylanilid i en blanding af 1500 ml vand, 41 g 30% saltsyre og 19,2 g iseddike. Den resulterende opslæmning af pigment gult 13 blev opvarmet til 80°C.

Denne opslæmning indeholdt 96 g pigment i 4,0 1 vand (= 2,4 vægt-15 procent pigment).

C. Opslæmningen som fremstillet i trin B blev filtreret, filterkagen blev vasket grundigt med vand og tørret, hvorefter den tørre pressekage blev pulveriseret.

EKSEMPEL 2 20 Fremstilling af en opslæmning af pigment gult 13 med en harpiks

Den i trin A i eksempel 1 fremstillede tetrazoopløsning blev i løbet af 2 timer ved pH 4 og 20eC sat til en opslæmning af 66,6 g aceto-acet-2,4-dimethylanilid i en blanding af 1500 ml vand, 41 g 30% saltsyre og 19,2 g iseddike. Den resulterende pigmentopslæmning blev 25 opvarmet til 80°C, 40 g 28% natriumhydroxidopløsning blev tilsat, og tilsidst blev der tilsat en opløsning af 57,3 g hydrogeneret træharpiks i en blanding af 32,9 g 28% natriumhydroxid og 480 ml vand. Efter henstand natten over ved 80-90°C blev pigmentopløsningen syrnet til pH 5,5.

15

DK 15561 OB

Denne opslæmning indeholdt 149,1 g pigment (inklusive træharpiks) i 5,8 1 vand (= 2,57 vægtprocent pigment inklusive harpiks).

EKSEMPEL 3

Flushing af en opslæmning af pigment gult 13 indeholdende træharpiks 5 som dispergeringsmiddel og fraskillelse af vand på valser A. Til 3,35 1 af den i eksempel 2 fremstillede vandige opslæmning indeholdende 86 g pigment (inklusive træharpiks) blev sat 57,3 g mineralolie under omrøring med en high-speed-omrører ved 50-60°C.

I løbet af 2 minutter skilte pigment-oliedispersionen fra vandet, og 10 den blev derefer filtreret på en Biichner-tragt. Varm luft blev blæst gennem dispersionen til fjernelse af overskydende overfladevand. Produktet indeholdt 9 vægtprocent vand.

B. Det fra trin A vundne pigmentprodukt blev overført på en to-valsemølle, hvor den ene af valserne var fremstillet af stål og den 15 anden af kobber. Da den organiske fase havde mere affinitet til kobberoverfladen og vand mere affinitet til ståloverfladen, skiltes de to faser.

Det resulterende pigmentkoncentrat var organisk og indeholdt 60 vægtprocent pigment gult 13 og 40 vægtprocent olie.

20 EKSEMPEL 4

Flushing af en opslæmning af pigment gult 13 indeholdende dis-pergeringsmidler og påfølgende fraskillelse af vand på valser A. Til 3,35 1 af den ifølge eksempel 2 fremstillede vandige opslæmning indeholdende 86 g pigment (og træharpiks) og 288 ml af en 25 vandig opslæmning indeholdende 6,9 g Solsperse™ 22000, 6,9 g

DK 155610B

16

Solsperse™ 17000 og 7,7 g mineralolie blev sat 35,8 g mineralolie under omrøring med en high-speed-omrører ved 50-60°C.

I løbet af 1,5 minut skilte pigment-oliedispersionen fra vandet, og den blev derefter filtreret på en Biichner-tragt. Varm luft blev blæst 5 gennem koncentratet til fjernelse af overskydende overfladevand. Dette produkt indeholdt 17 vægtprocent vand.

B. Den under A fremstillede pigmentdispersion blev overført til en to-valsemølle, hvor den ene af valserne var fremstillet af stål og den anden af kobber, hvorved pigmentkoncentratet blev skilt fra 10 resterende vand.

Det resulterende organiske pigmentkoncentrat indeholdt 60 vægtprocent pigment gult 13 og 40 vægtprocent olie (inklusive Solsperser).

EKSEMPEL 5

Flushing af en opslæmning af pigment gult 13 indeholdende et 15 dispergeringsmiddel og påfølgende fraskillelse af vand på valser

Til 3,58 1 af den ifølge eksempel 1, trin B vundne vandige opslæmning indeholdende 86 g pigment og 288 ml af en vandig suspension indeholdende 6,9 g Solsperse™ 22000, 6,9 g Solsperse™ 17000 og 7,7 g mineralolie blev sat 35,8 g mineralolie, dvs. ialt 43,5 g mineralolie 20 under omrøring med en high-speed-omrører ved 50-60°C.

I løbet af 12 minutter skilte pigment-oliedispersionen fra vandet, og den blev derefter filtreret på en Biichner-tragt. Varm luft blev blæst gennem dispersionen til fjernelse af overskydende overfladevand. Produktet indeholdt 15 vægtprocent vand.

25 Det fremstillede pigmentprodukt blev overført til en to-valsemølle, hvor den ene af valserne var fremstillet af stål og den anden af kobber, hvorved pigmentkoncentratet blev skilt fra resterende vand.

17 DK 155610 B

Det resulterende pigmentkoncentrat var organisk og indeholdt 60 vægtprocent pigment gult 13 og 40 vægtprocent olie.

EKSEMPEL 6

Flushing af en opslæmning af pigment blåt 15:3 og påfølgende fraskil-5 lelse af vand på valser A. Til en opslæmning af 4,2 g Solsperse™ 5000 i 1,2 1 vand ved 80°C blev sat en opslæmning af 65 g kobberphthalocyanin i 2 1 vand. 4,6 g Solsperse™ 17000 i 100 ml vand blev tilsat under omrøring, og omrøringen blev fortsat i 45 minutter.

10 Denne opslæmning indeholdt 73,8 g pigment blåt 15:3 (omfattende

Solsperse™ 5000 og Solsperse™ 17000) i 3,3 1 vand (=2,2 vægtprocent pigment).

B. Til den ifølge trin A fremstillede opslæmning opvarmet til 80-90°C blev sat 49,2 g mineralolie under kraftig omrøring. Pigment-oliekon- 15 centratet skilte i løbet af få minutter fra vandet og blev frafiltreret og vasket grundigt med vand og tørret til dannelse af et granulat indeholdende 60 vægtprocent pigment blåt 15:3 (inklusive dispergeringsmidler) og 40 vægtprocent olie.

C. Til den ifølge trin A fremstillede opslæmning opvarmet til 80-90°C 20 blev sat 49,2 g mineralolie under kraftig omrøring. Pigment-olie- dispersionen skilte i løbet af få minutter fra vandet og blev frafiltreret og vasket grundigt med vand. Pigmentdispersionen indeholdt 35 vægtprocent vand.

Pigmentdispersionen blev derefter overført til en to-valsemølle, hvor 25 den ene valse var fremstillet af stål og den anden af kobber, hvorved pigmentkoncentratet blev skilt fra resterende vand.

Det resulterende pigmentkoncentrat indeholdt 60 vægtprocent pigment blåt 15:3 (inklusive dispergeringsmidler) og 40 vægtprocent olie.

18

DK 15561 OB

EKSEMPEL 7

Flushing af en opslæmning af pigment gult 13 uden harpiks og påfølgende tørring deraf

Til 3,58 1 af den ifølge eksempel 1, trin B vundne vandige opslæmning 5 indeholdende 86 g pigment blev sat 57,3 g mineralolie under omrøring med en high-speed-omrører ved 50-60°C.

Vandet skilte fra.pigment-oliedispersionen i løbet af 1,5 minut, hvorefter dispersionen blev filtreret på en Buchner-tragt. Varm luft blev blæst gennem produktet til fjernelse af overskydende over-10 fladevand. Produktet indeholdt 69 vægtprocent vand.

Det vandholdige produkt blev tørret i en ovn ved 65°C, indtil der blev dannet et granulat indeholdende 60 vægtprocent pigment gult 13 og 40 vægtprocent olie.

EKSEMPEL 8 15 Fremstilling af et koncentrat af pigment gult 13

Den vandholdige dispersion som fremstillet i eksempel 5 blev tørret i en ovn ved 65°G til dannelse af et granulat indeholdende 60 vægtprocent pigment gult 13 og 40 vægtprocent olie.

EKSEMPEL 9 20 Til 3,35 1 af den ifølge eksempel 2 fremstillede vandige opslæmning indeholdende 86 g pigment (og træharpiks) blev sat 350 ml af en vandig opslæmning indeholdende 6,9 g Solsperse1* 22000, 6,9 g Solsperse™ 17000 og 1,4 g mineralolie under omrøring med en high-speed-omrører ved 50-60°C.

DK 155610B

19 I løbet af 2 minutter skilte pigment-oliedispersionen fra vandet, og den blev derefter filtreret på en Biichner-tragt. Varm luft blev blæst gennem koncentratet til fjernelse af overskydende overfladevand.

Det vandholdige produkt blev tørret i en ovn ved 65°C, indtil der var 5 dannet et granulat indeholdende 85 vægtprocent pigment gult 13 og 15 vægtprocent olie (inklusive Solsperser).

EKSEMPEL 10

Flushing af en opslæmning af pigment blåt 15:3 og påfølgende tørring deraf 10 A. En opslæmning af 65 g kobberphthalocyanin i 2 1 vand blev opvarmet til 80-90°C i 2 timer. Denne opslæmning indeholdt 3,25 vægtprocent pigment blåt 15:3.

B. Opslæmningen blev filtreret og vasket grundigt med vand, og pressekagen blev tørret.

15 C. Til den ifølge trin A vundne opslæmning opvarmet til 80-90°C blev sat 43,3 g mineralolie under kraftig omrøring. Pigment-oliekoncentratet skilte i løbet af få minutter fra vandet og blev frafiltreret, vasket grundigt med vand og tørret i en ovn ved 65°C, hvorved man fik et granulat indeholdende 60 vægtprocent pigment blåt 20 15:3 og 40 vægtprocent olie.

EKSEMPEL 11

Sammenligning af farvestyrker

Sammenligning mellem de ifølge eksempel 7, 8, 3B, 4A, 9, 5, 4B, 10C, 6B og 6C fremstillede produkter 25 Til fremstilling af offset-trykfarver blev 22,3 g af koncentrater

fremstillet ifølge henholdsvis eksempel 7, 8, 3B, 4A, 5, 4B, 10C, 6B

DK 155610 B

20 og 6C hver omrørt med 66,8 g offset-quiek-set-fernis og 10,9 g mineralolie med en high-speed-omrører.

Til fremstilling af offset-trykfarve blev 15,7 g koncentrat som fremstillet ifølge eksempel 9 omrørt med 66,8 g offset-quick-set-5 fernis og 17,5 g mineralolie med en high-speed-omrører.

Dispers ionsgraden blev bedømt dels ved måling af "grinding value" på et grindometer (0-25 μ) og dels ved at undersøge dispersionerne tinder mikroskop (400 ganges forstørrelse).

Alt afhængig af den indledende dispergeringsgrad lodes de resul-10 terende trykfarver passere én gang igennem en tre-valsemølle under let tryk. I nogle eksempler var dispersionsgraden så god efter forudgående dispersion med en high-speed-omrører, at passage over tre-valsemøllen var unødvendig.

Til sammenligning blev offset-trykfarver fremstillet ud fra basispig-15 menter ifølge eksempel 1C og 10B, dvs. 13,3 g pigment blev omrørt med 86,7 g offset-quick-set-fernis med en high-speed-omrører. Til slut blev disse trykfarver sendt to gange gennem tre-valsemøllen.

Alle trykfarverne blev indstillet på den samme plastiske viskositet, 14-15 Pa.s., målt på et Laray Bar Viskometer med en forskydningshas-20 tighed på D=800 s'^.

Til bedømmelse af farvekraftudviklingen i hvert eksempel og til sammenligning med basispigment i eksempel 1C og 10B blev kvantitative tryk fremstillet på en I.G.T Printabilitetstester med en filmtykkelse på 1 micron.

25 Trykfarver fremstillet ud fra koncentrater som fremstillet ifølge eksempel 7 viste samme egenskab med hensyn til farvekraftudviklng som trykfarver fremstillet ud fra basispigment (eksempel 1C), hvorimod koncentrater fremstillet ifølge eksempel 8 gav større farvestyrke. I begge tilfælde var det nødvendigt at lade farverne passere igennem 30 tre-valsemøllen én gang under let tryk. Det samme gjorde sig gældende for trykfarver fremstillet ifølge eksempel 3, 9 og 5, hvorimod

Claims (10)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af en organisk pigmentdispersion i 10 et organisk medium og i det væsentlige fri for vand, kendetegnet ved, at en vandig opslæmning af det organiske pigment indeholdende 0,1-20 vægtprocent pigment, beregnet på opslæmningen, hvilken vandig opslæmning er den, der fås ved syntese af pigmentet, i nærværelse af et dispergeringsmiddel blandes med det 15 organiske medium under kraftig agitation, og den organiske pigmentdispersion omfattende op til 50 vægtprocent vand isoleres fra den resterende vandige fase, hvorefter i det væsentlige alt vandet fjernes fra den vandholdige organiske pigmentdispersion ved at bringe denne i kontakt med et sæt af overflader med forskellig affinitet for 20 henholdsvis vand og den organiske pigmentdispersion, hvorefter vandet og den organiske pigmentdispersion, som er i det væsentlige fri for vand, isoleres separat.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den vandholdige organiske pigmentdis-25 persion omfatter op til 15 vægtprocent vand.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det organiske pigment udgør 0,5-15 vægtprocent, især 1-10 vægtprocent, af den vandige opslæmning.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1, 30 kendetegnet ved, at det organiske medium er et organisk DK 155610B medium, som normalt anvendes til fremstilling af organiske trykfarver og malinger.

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, kendetegnet ved, at det organiske medium vælges fra grup-5 pen bestående af aromatiske og aliphatiske, eventuelt halogenerede carbonhydrider, estere, alkoholer, ketoner, ethere og blandinger deraf.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegn, et ved, at dispergeringsmidlet udgøres af ét 10 eller flere midler, der er valgt fra gruppen bestående af harpikser, alkyder og dispersanter med en molekylstruktur, som muliggør, at de kan fæstne sig på en udvalgt pigmentoverflade og yderligere indeholder en opløsningsmiddelopløselig kæde, såkaldte hyperdispersanter.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 1, 15 kendetegnet ved, at den vandige opslæmning indeholder én eller flere harpikser i en mængde på op til 50 vægtprocent baseret på tørstoffet i den organiske pigmentdispersion.

8. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den resulterende organiske pig-20 mentdispersion omfatter pigment og eventuelt harpiks i en mængde på 30-85 vægtprocent.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at sættet af overflader med forskellig affinitet for henholdsvis vand og den organiske pigmentdispersion er 25 udformet som et sæt valser.

10. Fremgangsmåde ifølge krav 9, kendetegnet ved, at valsernes overflade er fremstillet af henholdsvis stål og kobber.