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Die
vorliegende Erfindung betrifft neue Pigmentzubereitungen mit verbesserten
coloristischen und rheologischen Eigenschaften sowie deren Herstellung
und Verwendung zum Pigmentieren von hochmolekularen Materialien.
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Beim
Einmischen und Dispergieren eines Pigments in einen Träger wie
eine Anstrich-, Tiefdruck- oder Offsetfarbe ist es in der Regel
schwierig, das Pigment stabil in dem Träger zu dispergieren. Einmal
im Träger dispergierte
feine Pigmentpartikel neigen dazu, im Träger zu flockulieren. Dies führt zu einer
erhöhten
Viskosität
des Trägers
mit darin dispergiertem Pigment. Ferner ist bei einer auf dem Träger mit
darin dispergiertem Pigment basierenden Farbe ein Nachlassen der
Farbkraft und ein Glanzverlust eines aus der Farbe hergestellten
Farbfilms feststellbar.
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Als
Pigmente ist die Klasse der Thiazinindigopigmente gut bekannt. Die
Herstellung von Thiazinindigopigmenten wird beispielsweise in der
veröffentlichten
Patentanmeldung WO 98/32800 beschrieben. Von besonderem Interesse
sind zwei Pigmente dieser neuen Pigmentklasse: C.I. Pigment Red
279 der Formel (I) und C.I. Pigment Orange 80 der Formel (II):
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Diese
beiden besonderen Pigmente zeigen hochinteressante Eigenschaften,
wie eine sehr hohe Opazität
und sehr starke Brillanz bei Lackanwendungen. Es besteht jedoch
immer noch ein Bedarf an verbesserten rheologischen Eigenschaften
dieser beiden besonderen Thiazinindigopigmente.
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Ganz
allgemein sind Pigmentzubereitungen Kombinationen oder Mischungen
von Pigmenten mit Pigmentdispergatoren. Pigmentdispergatoren werden
den Pigmenten zugesetzt, um die Dispergierung in den Anwendungsmedien,
insbesondere in Anstrichfarben oder Lacken, zu erleichtern, um die
rheologischen und coloristischen Eigenschaften der Pigmentzubereitungen
zu verbessern.
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In
der
US-PS 4 310 359 werden
jeweils ein Pigment und einen Pigmentdispergator enthaltende Zusammensetzungen
offenbart und die Verwendung spezieller Kombinationen in verschiedenen
Anwendungssystemen aufgezeigt. Thiazinindigopigmente werden nicht
erwähnt.
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Aus
der
US-PS 5,958,129 sind
Pigmentzubereitungen bekannt, die ein Pigment aus der Klasse der Perylen-,
Perinon-, Chinacridon-, Azo-, Benzimidazolon-, Anthrachinon- oder Anthranonpigmente
in Kombination mit einem strukturell analogen Pigmentdispergator
enthalten (siehe Spalte 1, Zeile 8-16).
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Der
Zusatz von strukturell analogen Pigmentdispergatoren ermöglicht eine
Verminderung oder Vermeidung der Flockung von Pigmentteilchen und
hält auch
eine hochpigmentierte Pigmentzubereitung auf einer niedrigen Viskosität. Da der
Pigmentdispergator jedoch aufgrund seiner Strukturanalogie mit dem
Pigment ausgewählt
wird, mangelt es einem derartigen Dispergator an universeller Anwendbarkeit
für strukturell
verschiedene Pigmente. Dadurch wird die Wahl von Pigmentdispergatoren
zwecks der Verbesserung der rheologischen und coloristischen Eigenschaften
von Mischungen organischer Pigmente noch weiter erschwert.
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Aufgabe
der Erfindung ist daher, Pigmentzubereitungen zur Verfügung zu
stellen, die die genannten Nachteile des Standes der Technik im
Hinblick auf Coloristik, Rheologie und universelle Anwendbarkeit überwinden.
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Es
wurde gefunden, dass die Aufgabe überraschenderweise durch Pigmentzubereitungen
gelöst
wird, die neben dem Basispigment, C.I. Pigment Red 279 oder C.I.
Pigment Orange 80, einen Dispergator der nachstehend definierten
Formel (III) oder (IV) enthalten.
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Im
Gegensatz zu dem in der Technik bekannten allgemeinen Ansatz verfügen diese
beiden Dispergatoren über
eine von den Thiazinindigopigmenten C.I. Pigment Red 279 und C.I.
Pigment Orange 80 völlig
verschiedene Struktur.
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Gegenstand
der Erfindung sind somit Pigmentzubereitungen, enthaltend
- a) mindestens ein organisches Pigment, ausgewählt unter
C.I. Pigment Red 279 der Formel (I) und C.I. Pigment Orange 80 der
Formel (II), und
- b) mindestens einen Pigmentdispergator, ausgewählt unter
Pigmentdispergatoren der Formel (III) oder der Formel (IV).
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Die
Menge der Pigmentdispergatoren (b) in den erfindungsgemässen Pigmentzubereitungen
ist, soweit die angestrebte Pigmentqualität nicht negativ beeinflusst
wird, nicht beschränkt,
doch kommt im allgemeinen ein Gehalt von 0,5 bis 20 Gew.-% und insbesondere
von 1 bis 10 Gew.-% an Pigmentdispergator, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Pigmentzubereitung, in Betracht.
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Die
erfindungsgemässen
Pigmentzubereitungen können
neben Pigment (a) und Pigmentdispergator (b) noch weitere Bestandteile
enthalten, wie beispielsweise oberflächenaktive Mittel, Harze, Entschäumer, Antistaubmittel,
Extender oder andere übliche
Zusatzstoffe.
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Pigmentzubereitungen
im Sinne der vorliegenden Erfindung enthalten vorzugsweise
- a) 99,5 bis 80 Gew.-% mindestens eines organischen
Pigments, ausgewählt
unter C.I. Pigment Red 279 der Formel (I) und C.I. Pigment Orange
80 der Formel (II),
- b) 0,5 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-%, mindestens
einer Verbindung der Formel (III) oder (IV),
- c) 0 bis 10 Gew.-% an oberflächenaktiven
Mitteln und
- d) 0 bis 10 Gew.-% an üblichen
Zusatzstoffen,
wobei die Anteile der jeweiligen Komponenten
auf das Gesamtgewicht der Zubereitung bezogen sind.
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Als
oberflächenaktive
Mittel kommen übliche
anionische, kationische oder nichtionische Tenside in Betracht,
beispielsweise anionenaktive Substanzen wie Fettsäuretauride,
Fettsäure-N-methyltauride,
Fettsäureisothionate,
Alkylbenzolsulfonate, Alkylnaphthalinsulfonate, Alkylphenolpolyglykolethersulfate
und Fettalkoholpolyglykolethersulfate; Fettsäuren, zum Beispiel Palmitin-,
Stearin- und Ölsäure; Seifen,
zum Beispiel Alkalisalze von Fettsäuren, Naphthensäuren und
Harzsäuren,
zum Beispiel Abietinsäure,
alkalilösliche
Harze, zum Beispiel kolophoniummodifizierte Maleinatharze; kationenaktive
Substanzen, wie quartäre
Ammoniumsalze, Fettaminoxyethylate, Fettaminpolyglykolether und
Fettamine; nichtionogene Substanzen wie Fettalkohol polyglykolether,
Fettalkoholpolyglykolester und Alkylphenolpolyglykolether.
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Als übliche Zusatzstoffe
kommen beispielsweise Entschäumer,
Extender, Füllstoffe,
Stellmittel, Konservierungsmittel, Trocknungsverzögerungsmittel
und schaumreduzierende Mittel in Betracht.
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Die
erfindungsgemässen
Pigmentzubereitungen können
sowohl Mischungen von einem oder mehreren organischen Pigmenten
mit jeweils einem Pigmentdispergator als auch Mischungen von einem
organischen Pigment mit einem oder mehreren Pigmentdispergatoren
sein.
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Die
erfindungsgemässen
Pigmentzubereitungen sind in der Regel rieselfähige Pulver oder Granulate.
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Gegenstand
der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemässen Pigmentzubereitung,
bei dem man den Pigmentdispergator dem organischen Pigment zu einem
beliebigen Zeitpunkt des ganzen Herstellungsprozesses zusetzt.
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Der
Herstellungsprozess eines organischen Pigments umfasst allgemein
dessen Synthese, Feinverteilung, Finish und Isolierung. Das dabei
entstehende Produkt ist entweder ein Presskuchen oder ein trockenes Pulver.
Man kann die Pigmentdispergatoren vor oder während der Pigmentsynthese,
vor oder während
eines Feinverteilungsprozesses oder vor oder während eines Lösungsmittelfinish
zugeben. Dabei können
Temperaturen von 0 bis 200°C
auftreten. Selbstverständlich
kann der Pigmentdispergator auch in Teilportionen auf verschiedenen
Stufen des Verfahrens zugesetzt werden.
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Bei
dem Herstellungsverfahren eines organischen Pigments ist der wesentliche
Schritt die (chemische) Pigmentsynthese. Alle weiteren Schritte
sind fakultativ und nur dann erforderlich, wenn das aus dem vorhergehenden
Schritt resultierende Produkt in seinen (physikalischen) Eigenschaften
verbessert werden soll.
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Typische
Feinverteilungsprozesse sind beispielsweise das Mahlen oder das
Umfällen.
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Die
Zugabe des Dispergators im Rahmen eines Feinverteilungsprozesses
erfolgt beispielsweise im Verlauf einer Trockenmahlung des Rohpigments
mit oder ohne zusätzliche
Mahlhilfsmittel auf einer Roll- oder Schwingmühle oder im Zuge einer Nassmahlung
des Rohpigments in wässrigem,
wässrig-organischem
oder organischem Mahlmedium, beispielsweise auf einer Perlmühle.
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Ein
typischer Finishprozess ist die auch als Lösungsmittelfinish bekannte
Lösungsmittelbehandlung. Der
Dispergator wird daher in einem wässrigen, wässrig-alkalischen, wässrig-organischen
oder organischen Medium zugesetzt.
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Die
Pigmentdispergatoren können
auch dem wasserfeuchten Pigmentpresskuchen vor der Trocknung zugesetzt
und darin eingearbeitet werden, wobei der Pigmentdispergator selbst
ebenfalls als Presskuchen vorliegen kann.
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Es
ist weiterhin möglich,
Trockenmischungen von pulverförmigen
Pigmentdispergatoren mit dem Pigmentpulver vorzunehmen.
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Die
erfindungsgemäss
eingesetzten Pigmentdispergatoren eignen sich sowohl für lösungsmittelhaltige
als auch wässrige
Systeme.
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Die
erfindungsgemässen
Pigmentzubereitungen zeichnen sich aus durch ihre hervorragenden
coloristischen und rheologischen Eigenschaften, insbesondere durch
eine hohe Flockungsstabilität,
eine leichte Dispergierbarkeit, ein gutes Glanzverhalten und eine
hohe Farbstärke.
Die erfindungsgemäss
hergestellten Pigmentzubereitungen lassen sich zum Pigmentieren
(Einfärben)
von hochmolekularen organischen Materialien natürlicher oder synthetischer
Herkunft einsetzen.
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Hochmolekulare
organische Materialien, die mit den genannten Pigmentzubereitungen
pigmentiert werden können,
sind beispielsweise Celluloseether und -ester, wie Ethylcellulose,
Nitrocellulose, Celluloseacetat oder Cellulosebutyrat, natürliche Harze
oder Kunstharze, wie Polymerisationsharze oder Kondensationsharze,
zum Beispiel Aminoplaste, insbesondere Harnstoff- und Melaminformaldehydharze,
Alkydharze, Acrylharze, Phenoplaste, Polycarbonate, Polyolefine,
wie Polystyrol, Polyvinylchlorid, Poly ethylen, Polypropylen, Polyacrylnitril,
Polyacrylsäureester,
Polyamide, Polyurethane oder Polyester, Gummi, Kasein, Silicon und
Siliconharze, einzeln oder in Mischungen.
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Dabei
spielt es keine Rolle, ob die genannten hochmolekularen organischen
Materialien als plastische Massen, Schmelzen oder in Form von Spinnlösungen,
Lacken, Anstrichfarben oder Druckfarben vorliegen. Je nach Verwendungszweck
erweist es sich als vorteilhaft, die erfindungsgemäss erhaltenen
Pigmentzubereitungen als Verschnitt oder in Form von Präparationen
oder Dispersionen zu nutzen. Bezogen auf das zu pigmentierende hochmolekulare
organische Material setzt man die erfindungsgemässen Pigmentzubereitungen in
einer Menge von vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.-% ein.
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Erfindungsgemäss ist es
auch möglich,
den Pigmentdispergator dem Pigment oder auch umgekehrt direkt im
Anwendungsmedium zuzusetzen. Gegenstand der Erfindung ist daher
auch eine Pigmentpräparation,
bestehend im wesentlichen aus dem besagten organischen Pigment,
dem besagten Pigmentdispergator, dem besagten hochmolekularen organischen
Material, gegebenenfalls einem oberflächenaktiven Mittel und/oder
weiteren üblichen
Zusatzstoffen. Die Gesamtmenge an organischem Pigment plus Pigmentdispergator
beträgt
vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der
Pigmentpräparation.
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BEISPIELE
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In
den folgenden Beispielen wurden vier erfindungsgemässe Pigmentzubereitungen
und zwei Pigmentzubereitungen ohne Dispergator hergestellt.
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Zur
Beurteilung der Eigenschaften der erfindungsgemässen Pigmentzubereitungen wurden
aus der Vielzahl der bekannten Lacke ein aromatenhaltiger Alkydmelaminharzlack
(AM) auf Basis eines mittelöligen Alkydharzes
und eines butanolveretherten Melaminharzes ausgewählt.
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Glanzmessungen
erfolgten an Folienaufgüssen
unter einem Winkel von 20° nach
DIN 67530 (ASTMD 523) mit dem Glanzmessgerät „Multigloss" der Firma Byk-Mallinckrodt.
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Der
Glanz gilt als geeignetes Mass für
die Flockungsstabilität,
weil eine Flockung den Glanz mindert. Hochglanz ist daher ein gültiges Anzeichen
für keine
oder wenig Flockung.
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Dabei
beziehen sich Teile jeweils auf Gewichtsteile und Prozente jeweils
auf Gewichtsprozente der so beschriebenen Substanzen.
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Folgende
Zubereitungen wurden hergestellt:
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ZUBEREITUNG 1
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Man
erhält
eine Pigmentzubereitung durch mechanisches Mischen von 243,75 Teilen
C.I. Pigment Red 279 der Formel (I) mit 6,25 Teilen des Pigmentdispergators
der Formel (III).
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ZUBEREITUNG 2
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Man
erhält
eine Pigmentzubereitung durch mechanisches Mischen von 48,75 Teilen
C.I. Pigment Red 279 der Formel (I) mit 1,25 Teilen des Pigmentdispergators
der Formel (IV).
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ZUBEREITUNG 3
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Man
erhält
eine Pigmentzubereitung durch mechanisches Mischen von 49,5 Teilen
C.I. Pigment Orange 80 der Formel (II) mit 0,5 Teilen des Pigmentdispergators
der Formel (III).
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ZUBEREITUNG 4
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Man
erhält
eine Pigmentzubereitung durch mechanisches Mischen von 48,75 Teilen
C.I. Pigment Orange 80 der Formel (II) mit 1,25 Teilen des Pigmentdispergators
der Formel (III).
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MIT DEN ZUBEREITUNGEN
1-4 HERGESTELLTE AM-LACKE
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Aus
den Lacken der Zubereitungen 1-4 wurden entweder im Aufzug oder
im Aufguss Filme hergestellt und deren Glanz als Mass der Flockungsstabilität jeweils
im Vergleich mit dem Grundpigment beurteilt.
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Diese
Ergebnisse sind ein deutlicher Beleg für die Verbesserung der rheologischen
Eigenschaften von AM-Lacken beim Zusatz von Pigmentdispergator der
Formel (III) oder (IV) zu Pigmentzubereitungen der Thiazinindigopigmente
der Formel (I) oder (II).
und b) mindestens einen Pigmentdispergator, ausgewählt unter Pigmentdispergatoren der Formel (III) oder der Formel (IV)
