DE69707457T3

DE69707457T3 - Modifizierte kohlenstoffprodukte und amphiphile ionen enthaltende zusammensetzungen

Info

Publication number: DE69707457T3
Application number: DE69707457T
Authority: DE
Inventors: E. Curtis ADAMS; A. James BELMONT; M. Robert AMICI
Original assignee: Cabot Corp
Current assignee: Cabot Corp
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 1997-06-05
Publication date: 2010-09-23
Anticipated expiration: 2017-06-06
Also published as: CN1182203C; BR9710979A; AU3473697A; CA2258191C; JP3964464B2; EP0909296B1; EP0909296B2; ID18734A; WO1997047691A1; IL127548A; ES2165074T3; AU717371B2; CN1227585A; TW491882B; DE69707457D1; EP0909296A1; IL127548A0; CA2258191A1; BR9710979B1; JP2000512327A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft modifizierte Kohlenstoffprodukte, aus modifizierten Kohlenstoffprodukten hergestellte Zusammensetzungen und Verfahren zu deren Verwendung.
Diskussion des Standes der Technik
Das Konzept, die sauren oder basischen Eigenschaften einer Oberfläche zur Verbesserung der Benetzung oder der Dispersionsstabilität zu verwenden, ist nicht neu. Die Verwendung ionischer Surfactants zur Verbesserung der Benetzung oder Dispersionsstabilität von ionischen oder polaren Materialien in einer nicht-polaren Umgebung/Solvens ist in vielen Fällen verwendet worden. Eine bedeutende Einschränkung für diesen Ansatz ist, dass viele Feststoffe auf der Oberfläche keine ausreichende Anzahl von verfügbaren polaren Gruppen aufweisen, die die Verwendung relativ einfacher Verbindungen ermöglichen, um Stabilität zu verleihen oder die Benetzung zu verbessern. In diesen Fällen können polymere Materialien verwendet werden, um die Stabilisierung zu verleihen. Im Fall von Rußen mit großen Oberflächen, wie sie in farbintensiven Beschichtungen verwendet werden, ist für einige Formulierungen nahezu das gleiche Gewicht an polymerem Material erforderlich, um die Oberfläche ausreichend zu behandeln.
Wenn die Säure/Base-Wechselwirkung zwischen einer Oberfläche und einem Adsorbens schwach ist, wird diese Wechselwirkung durch ein polares Solvens ohne weiteres überwunden. Wenn die Stärke der Wechselwirkung erhöht werden kann, wird auch die Stabilität eines Oberflächen/Adsorbens-Komplexes erhöht werden.
Ruß weist auf seiner Oberfläche normalerweise nur eine geringe ionische Funktionalität auf. Wenn die Konzentration der ionischen Gruppen auf der Oberfläche erhöht wird, sollte auch die Anzahl der potenziellen Bindungsstellen auf der Oberfläche zunehmen. Auf diese Weise kann die Effektivität einer geeignet geladenen Adsorbens-Wechselwirkung mit einer Kohlenstoffoberfläche verbessert werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Zusammensetzungen wie in den Ansprüchen 1 bis 27 definiert.
Der Kohlenstoff kann kristallin oder amorph sein. Beispiele umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, Graphit, Ruß, glasartigen Kohlenstoff, Kohlenstofffasern und Aktivkohle oder aktivierten Kohlenstoff. Fein zerteilte Formen der zuvor genannten sind bevorzugt; es ist auch möglich, Gemische verschiedener Kohlenstoffe zu verwenden.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Im einzelnen ist das amphiphile Ion ein Molekül, das einen hydrophilen polaren ”Kopf” und einen hydrophoben organischen ”Schwanz” aufweist. Das erfindungsgemäße amphiphile Ion kann ein kationisches oder anionisches amphiphiles Ion sein.
Beispiele für kationische amphiphile Ionen umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, Ammoniumionen, die gebildet werden können, indem man Säuren zu folgenden Verbindungen zugibt: ein Fettsäureamin, ein Ester eines Aminoalkohols, ein Alkylamin, ein Polymer, das eine Aminfunktionalität enthält, ein Anilin und Derivate davon, ein Fettsäurealkoholester einer Aminosäure, ein mit einem Dialkylsuccinatester N-alkyliertes Polyamin, ein heterocyclisches Am in, ein von einem Fettsäureamin abgeleitetes Guanidin, ein von einem Alkylamin abgeleitetes Guanidin, ein von einem Arylamin abgeleitetes Guanidin, ein von einem Fettsäureamin abgeleitetes Amidin, ein von einer Fettsäure abgeleitetes Amidin, ein von einem Alkylamin abgeleitetes Amidin oder ein von einem Arylamin abgeleitetes Amidin.
Spezifischere und bevorzugte Beispiele für kationische amphiphile Ionen umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, Ammoniumionen, die gebildet werden können, indem man Säuren zu den folgenden Verbindungen zugibt: einen Ester eines Aminodiols, einen Ester eines Aminotriols, ein Polyethylenimin, ein Polyvinylpyridin, ein Polyvinylimidazol, gemischte Polymere, die mindestens ein Amino-funktionelles Monomer (einschließlich Vinylimidazol oder Vinylpyridin) enthalten, einen Fettsäurealkoholester von Asparaginsäure, einen Fettsäurealkoholester von Glutaminsäure, ein Pyridinderivat, ein Imidazol oder ein Imidazolin. Hier verwendete Ester schließen Diester oder Triester mit ein. Der pKa des Ammoniumions ist vorzugsweise größer als der pKa der protonierten Form der ionischen Gruppe auf dem Kohlenstoff.
Wie früher bereits festgestellt wurde, kann das amphiphile Ion alternativ ein anionisches amphiphiles Ion sein. Beispiele für solche anionische amphiphile Ionen umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, ein Alkylbenzolsulfonat, ein Alkylsulfonat, ein Alkylsulfat, ein Sarcosin, ein Sulfosuccinat, ein Alkoholethoxylatsulfat, ein Alkoholethoxylatsulfonat, ein Alkylphosphat, ein alkylethoxyliertes Phosphat, ein ethoxyliertes Alkylphenolsulfat, ein Fettsäurecarboxylat, ein Taurat, ein Isethionat, ein aliphatisches Carboxylat oder ein Ion, das abgeleitet ist von einem Polymer, das eine Säuregruppe enthält.
Quellen für spezifische und bevorzugte Beispiele für anionische amphiphile Ionen umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, Natriumdodecylbenzolsulfonat, ein Natriumdodecylsulfat, Aerosol OT, ein Ölsäuresalz, ein Rizinoleinsäuresalz, ein Myristinsäuresalz, ein Kapronsäuresalz, Natrium-bis(2-ethylhexyl)sulfosuccinat, ein sulfoniertes Polystyrol oder Homo- oder Copolymere von Acrylsäure oder Methacrylsäure oder Salze davon.

Tabelle 1 stellt eine Auflistung bevorzugter Verbindungen bereit, die als Quellen für amphiphile Ionen brauchbar sind, die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden können.

Tabelle 1 Auflistung von Verbindungen
Kationische Amphiphile
Einfache Amine	Guanidine
Stearylamin Dodecylamin Dimethyldodecylamin Dioctylamin	Stearylguanidin Oleylguanidin Ditolylguanidin Aerosol C-61
Fettsäureamine und Derivative
Sojaalkylamin Oleylamin Rizinolamin Dimethyloleylamin N-Oleyldiaminopropan N-Talg-dipropylentriamin	Cocaalkylamin Dimethylcocaalkylamin Ethomeen 7 S/12 Norfox IM-38
Maleatisierte Triamine (Polyamine)

N-(Dioleylsuccinyl)dipropylentriamin N,N',N''-tris-(Dioleylsuccinyl)dipropylentriamin N,N'-bis'(dioleylsuccinyl)-N''-(di-(methyltripropylenglycol)succinyl)dipropylentriamin
abgeleitet von Aminosäuren	Aniline
Dimyristylglutamat Dioleylglutamat Di-(PEG350 Monomethylether)glutamat Di-(PEG750 Monomethylether)glutamat Dimyristylaspartat Di-(bis(2'-methoxyethyl)capramid-6-yl)glutamat Di(2'-ethylhexylcapramid-6-yl)glutamat Di-(2'-methoxyethylcapramid-6-yl)glutamat	Anilin 4-Dodecylanilin
abgeleitet von Pyridin
4-(1'-Butyl)pentylpyridin Butylnicotinat	4-t-Butylpyridin

Quaternäre Derivate
Trimethylsojaalkylammoniumchlorid Trimethylcetylammoniumchlorid Trimethyldodecylammoniumchlorid 1-Dodecylpyridiniumchlorid Incrosoft CFI-75 Incrosoft O-90 Ethoquad O/12
Aminoalkoholester
Diethanolamindioleat Diethanolamindimyrisat N-Methyldiethanolamindioleat N-Methyldiethanolamindimyristat 2-Amino-2-methyl-1,3-propandioldioleat 2-Amino-2-methyl-1,3-propandioldimyristat Tris-(hydroxymethyl)-aminomethantrioleat Tris-(hydroxymethyl)-aminomethantrimyristat
Polymere
Copolymere von Dimethylaminoethylmethacrylat und Methylmethacrylat Poly(propylenglycol)bis(2-aminopropylether)	Polyethylenimin Polyvinylpyridin Polyvinylimidazol
Anionische Amphiphile
Dodecylbenzolsulfonsäure, Na-Salz Dodecylsulfat, Na-Salz Rizinoleinsäure, Na-Salz Aerosol OT	Marlowet 4540 Natriumlaurethsulfat Myristinsäure, Na-Salz Natriumoleat Oleylsarcosin Avanel S-150 Adinol OT16

** Ethomeen und Ethoquad sind von Akzo Chemicals, Inc., Chicago, IL; Norfox ist von Norman Fax & Co., Vernon, CA; Aerosol ist von Cytec industries, Inc., West Patterson, NJ; Incrosoft ist von Croda, Inc., Parsippany, NJ; Texapon N25 ist von Henkel KgaA/Cospha, Düsseldorf, Germany; Avanel ist von PPG Industries/Specialty Chemicals, Gurnee, IL; und Adinol ist von Croda Chemical, Ltd., North Humberside, UK; Marlowet ist von Hhls AG, Marl, Germany.

Um die zuvor beschriebenen Ammoniumionen zu bilden, werden die verschiedenen zuvor beschriebenen Verbindungen, wie Fettsäureamine, Ester von Aminoalkoholen und so weiter im Allgemeinen mit einer Säure, wie einer Carbonsäure, einer Mineralsäure, einer Alkylsulfonsäure oder einer Arylsulfonsäure umgesetzt.
Quaternäre Ammoniumsalze können ebenfalls als Quellen für das kationische amphiphile Ion verwendet werden. Beispiele umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, ein Fettsäurealkyltrimethylammonium, ein Alkyltrimethylammonium oder 1-Alkylpyridiniumsalze, wogegen das Gegenion ein Halogenid, Sulfonat, ein Sulfat oder dergleichen ist. Phosphoniumsalze, wie Tetraphenylphosphoniumchlorid, können ebenfalls als Quellen für das amphiphile Ion verwendet werden.
Ein weiteres Beispiel für ein geeignetes amphiphiles Ion ist ein Polymer, das ein Ammoniumion enthält, das von einem aminhaltigen Polymer abgeleitet ist. Das aminhaltige Polymer kann ein Copolymer eines aminhaltigen Monomeren, beispielsweise Dimethylaminoethylmethacrylat oder -acrylat oder Vinylpyridin oder Vinylimidazol sein und ein anderes Monomer, wie beispielsweise Methylacrylat, Methylmethacrylat, Butylacrylat, Styrol und dergleichen sein. Das Polymer kann auch ein Ter- oder Tetrapolymer sein, das ein Gemisch aus einem aminhaltigen Monomer bzw. zwei oder drei anderen Monomeren enthält. Ein solches Polymer kann auf beliebige Weise hergestellt werden, beispielsweise durch Radikalpolymerisation (Emulsion, Suspension oder Lösung) oder anionische Polymerisation.
Bezüglich der Menge des amphiphilen Ions, das in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung vorliegt, sollte die Menge an zugegebenem amphiphilem Ion ausreichen, um zumindest einen Teil der geladenen Gruppe auf der Kohlenstoffoberfläche zu neutralisieren. Vorzugsweise werden etwa 75% oder mehr der geladenen Gruppen der Kohlenstoffoberfläche neutralisiert. Während der Neutralisation kann Ausflocken eintreten oder nicht.
Im Allgemeinen sind die zuvor genannten amphiphilen Verbindungen im Handel erhältlich oder sie können von einem Durchschnittsfachmann routinemäßig hergestellt werden.
Hinsichtlich der zweiten Komponente der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, kann der Kohlenstoff kristallin oder amorph sein. Beispiele umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, Graphit, Ruß, Kohlenstofffasern, glasartigen Kohlenstoff, Aktivkohle, aktivierten Kohlenstoff und Gemische davon. Fein zerteilte Formen der zuvor genannten sind bevorzugt; es ist auch möglich, Gemische aus verschiedenen Kohlenstoffen zu verwenden. Die modifizierten Kohlenstoffprodukte können vorzugsweise durch Umsetzen von Kohlenstoff mit einem Diazoniumsalz in einem flüssigen Reaktionsmedium hergestellt werden, um mindestens eine organische Gruppe an die Oberfläche des Kohlenstoffs zu binden. Das Diazoniumsalz kann die an den Kohlenstoff zu bindende organische Gruppe enthalten. Ein Diazoniumsalz ist eine orga nische Verbindung, die eine oder mehrere Diazoniumgruppen aufweist. Bevorzugte Reaktionsmedien umfassen Wasser, jedes wasserhaltige Medium und jedes alkoholhaltige Medium. Wasser ist das am meisten bevorzugte Medium. Beispiele für modifizierte Kohlenstoffprodukte, in denen der Kohlenstoff Ruß ist, und verschiedene bevorzugte Verfahren zu ihrer Herstellung sind in der internationalen Patentveröffentlichung Nr. WO96/18688 und WO96/18686 beschrieben. Beispiele für modifizierte Kohlenstoffprodukte, in denen der Kohlenstoff kein Ruß ist und verschiedene bevorzugte Verfahren zu ihrer Herstellung sind im US-Patent Nr. 5,554,739 mit der Bezeichnung ”Reaktion of Carbon Materials With Diazonium Salts and Resultant Carbon Products” beschrieben, welches hier ebenfalls durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Bei der bevorzugten Herstellung der zuvor genannten Kohlenstoffprodukte braucht das Diazoniumsalz lediglich ausreichend stabil zu sein, um eine Reaktion mit dem Kohlenstoff zu ermöglichen. Daher kann die Reaktion mit einigen Diazoniumsalzen durchgeführt werden, die ansonsten als instabil angesehen werden und zum Zerfall neigen. Einige Zerfallsprozesse können mit der Reaktion zwischen dem Kohlenstoff und dem Diazoniumsalz konkurrieren und können die Gesamtzahl der an den Kohlenstoff gebundenen organischen Gruppen vermindern. Darüber hinaus kann die Reaktion bei erhöhten Temperaturen durchgeführt werden, bei denen viele Diazoniumsalze zerfallen. Erhöhte Temperaturen können auch die Löslichkeit des Diazoniumsalzes in dem Reaktionsmedium auf vorteilhafte Weise erhöhen und seine Handhabbarkeit während des Verfahrens verbessern. Erhöhte Temperaturen können jedoch auch zu einem gewissen Verlust an Diazoniumsalz aufgrund anderer Zerfallsprozesse führen. Die Diazoniumsalze können in situ hergestellt werden. Es ist bevorzugt, dass die modifizierten Kohlenstoffprodukte keine Nebenprodukte oder ungebundene Salze enthalten.
In den bevorzugten Herstellungsverfahren kann Ruß mit einem Diazoniumsalz umgesetzt werden, wenn er als verdünnte, leicht gerührte, wässrige Aufschlämmung oder in Gegenwart der richtigen Menge Wasser für die Bildung von Rußpellets vorliegt. Falls gewünscht, können Rußpellets unter Einsatz einer herkömmlichen Pelletisierungstechnologie gebildet werden. Andere Kohlenstoffe können auf ähnliche Weise mit dem Diazoniumsalz umgesetzt werden. Darüber hinaus sollte, wenn modifizierte Kohlenstoffprodukte, bei denen ein anderer Kohlenstoff als Ruß verwendet wird, in Tintenstrahltinten verwendet werden, der Kohlenstoff vorzugsweise vor Reaktion mit dem Diazoniumsalz in dem bevorzugten Verfahren zu einer feinen Partikelgröße gemahlen werden, um eine unerwünschte Ausscheidung in den Tinten und Beschichtungen zu verhindern.
Hinsichtlich der an den Kohlenstoff gebundenen organischen Gruppe umfasst die organische Gruppe mindestens eine aromatische Gruppe oder mindestens eine C₁-C₁₂-Alkylgruppe und enthält darüber hinaus mindestens eine ionische Gruppe, mindestens eine ionisierbare Gruppe oder ein Gemisch aus einer ionischen Gruppe und einer ionisierbaren Gruppe. Vorzugsweise ist die aromatische Gruppe oder die C₁-C₁₂-Alkylgruppe an den Kohlenstoff direkt gebunden.
Eine bevorzugte Klasse organischer Gruppen, die an den Kohlenstoff gebunden sein können, sind organische Gruppen, die mit einer ionischen oder ionisierbaren Gruppe als einer funktionellen Gruppe substituiert sind. Eine ionisierbare Gruppe ist eine Gruppe, die in der Lage ist, in dem verwendeten Medium eine ionische Gruppe zu bilden. Die ionische Gruppe kann eine anionische Gruppe oder ein kationische Gruppe sein und die ionisierbare Gruppe kann ein Anion oder ein Kation bilden.
Ionisierbare funktionelle Gruppen, die Anionen bilden, umfassen beispielsweise saure Gruppen oder Salze von sauren Gruppen. Die organischen Gruppen umfassen daher von organischen Säuren abgeleitete Gruppen. Wenn sie eine ein Anion bildende ionisierbare Gruppe enthält, weist eine solche organische Gruppe vorzugsweise a) ein aromatische Gruppe oder eine C₁-C₁₂-Alkylgruppe und b) mindestens eine saure Gruppe mit einem pKa von weniger als 11 oder mindestens ein Salz einer sauren Gruppe mit einem pKa von weniger als 11 oder ein Gemisch aus mindestens einer sauren Gruppe mit einem pKa von weniger als 11 und mindestens einem Salz einer sauren Gruppe mit einem pKa von weniger als 11 auf. Der pKa der sauren Gruppe bezieht sich auf den pKa der organischen Gruppe als ein Ganzes, nicht bloß des sauren Substituenten. Noch bevorzugter ist ein pKa von weniger als 10 und am meisten bevorzugt von weniger als 9. Vorzugsweise ist die aromatische Gruppe oder die Alkylgruppe der organischen Gruppe an den Kohlenstoff direkt gebunden. Die aromatische Gruppe kann darüber hinaus unsubstituiert oder substituiert, beispielsweise mit Alkylgruppen, sein. Die C₁-C₁₂-Alkylgruppe kann verzweigt oder unverzweigt sein und ist vorzugsweise Ethyl. Bevorzugter ist die organische Gruppe eine Phenyl- oder eine Naphthylgruppe und die saure Gruppe ist eine Sulfonsäuregruppe, eine Sulfinsäuregruppe, eine Phosphonsäuregruppe oder eine Carboxylgruppe. Beispiele umfassen -COOH, -SO₃H und -PO₃H₂, -SO₂NH₂, -SO₂NHCOR und ihre Salze, z. B. -COONa, -COOK, -COO^–NR₄ ⁺, -SO₃Na, -HPO₃Na, -SO₃ ^–NR₄ ⁺ und PO₃Na₂, in denen R eine Alkyl- oder Phenylgruppe ist. Besonders bevorzugte ionisierbare Substituenten sind -COOH und -SO₃H und ihre Natrium- und Kaliumsalze.
Am meisten bevorzugt ist die organische Gruppe eine substituierte oder unsubstituierte Sulfophenylgruppe oder ein Salz davon; eine substituierte oder unsubstituierte (Polysulfo)phenylgruppe oder ein Salz davon; eine substituierte oder unsubstituierte Sulfonaphthylgruppe oder ein Salz davon; oder eine substituierte oder unsubstituierte (Polysulfo)naphthylgruppe oder ein Salz davon. Eine bevorzugte substituierte Sulfophenylgruppe ist Hydroxysulfophenylgruppe oder ein Salz davon.
Spezifische organische Gruppen mit einer ein Anion bildenden ionisierbaren funktionellen Gruppe sind p-Sulfophenyl, 4-Hydroxy-3-sulfophenyl und 2-Sulfoethyl.
Amine sind Beispiele für ionisierbare funktionelle Gruppen, die kationische Gruppen bilden und an dieselben organischen Gruppen gebunden werden können, die zuvor für die Anionen bildenden ionisierbaren Gruppen diskutiert worden sind. Beispielsweise können Amine in sauren Medien unter Bildung von Ammoniumgruppen protoniert werden. Vorzugsweise weist eine organische Gruppe, die einen Aminsubstituenten aufweist, einen pKb von weniger als 5 auf. Quaternäre Ammoniumgruppen (-NR₃ ⁺) und quaternäre Phosphoniumgruppen (-PR₃ ⁺) sind ebenfalls Beispiele für kationische Gruppen und können an dieselben organischen Gruppen gebunden werden, die zuvor für die Anionen bildenden ionisierbaren Gruppen diskutiert worden sind. Vorzugsweise enthält die organische Gruppe eine aromatische Gruppe, wie eine Phenyl- und eine Naphthylgruppe und eine quaternäre Ammonium- oder eine quaternäre Phosphoniumgruppe. Die aromatische Gruppe ist vorzugsweise an den Kohlenstoff direkt gebunden. Quaternisierte cyclische Amine und quaternisierte aromatische Amine können ebenfalls als organische Gruppe verwendet werden. Daher können diesbezüglich auch N-substituierte Pyridiniumverbindungen, wie N-Methylpyridyl, verwendet werden. Beispiele für organische Gruppen umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt 3-C₅H₄N(C₂H₅)⁺, C₆H₄NC₅H₅ ⁺, C₆H₄COCH₂N(CH₃)₃ ⁺, C₆H₄COCH₂(NC₅H₅)⁺, 3-C₅H₄N(CH₃)⁺ und C₆H₄CH₂N(CH₃)₃ ⁺.
Ein Vorteil der modifizierten Kohlenstoffprodukte, die eine gebundene organische Gruppe aufweisen, die mit einer ionischen oder einer ionisierbaren Gruppe substituiert ist, ist dass die modifizierten Kohlenstoffprodukte eine erhöhte Wasserdispergierbarkeit relativ zu dem entsprechenden unbehandelten Kohlenstoff aufweisen. Im Allgemeinen nimmt die Dispergierbar keit der modifizierten Kohlenstoffprodukte mit der Anzahl an organischen Gruppen, die an den Kohlenstoff gebunden sind, der eine ionisierbare Gruppe aufweist oder die Anzahl der ionisierbaren Gruppen, die an eine gegebene organische Gruppe gebunden sind, zu. Demzufolge sollte eine Zunahme der Anzahl ionisierbarer Gruppen, die mit den modifizierten Kohlenstoffprodukten verbunden sind, ihre Wasserdispergierbarkeit erhöhen und eine Steuerung der Wasserdispergierbarkeit auf ein bestimmtes Maß erlauben. Es ist festzustellen, dass die Wasserdispergierbarkeit modifizierter Kohlenstoffprodukte, die ein Amin als an den Kohlenstoff gebundene organische Gruppe enthalten, durch Ansäuern des wässrigen Vehikels erhöht werden kann.
Wenn wasserdispergierbare modifizierte Kohlenstoffprodukte hergestellt werden, ist es bevorzugt, dass die ionischen oder ionisierbaren Gruppen in dem Reaktionsmedium ionisiert werden. Die erhaltene Produktdispersion oder Aufschlämmung kann verwendet werden wie sie ist oder vor der Verwendung verdünnt werden. Alternativ können die modifizierten Kohlenstoffprodukte durch Techniken getrocknet werden, die für herkömmliche Ruße verwendet werden. Diese Techniken umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, das Trocknen in Öfen und Drehöfen. Übermäßiges Trocknen kann jedoch zu einem Verlust des Grades der Wasserdispergierbarkeit führen. Für den Fall, dass die zuvor genannten modifizierten Kohlenstoffprodukte in dem wässrigen Vehikel nicht so leicht wie gewünscht dispergieren, können die modifizierten Kohlenstoffprodukte mittels herkömmlicher bekannter Techniken, wie Mahlen oder Zerkleinern, dispergiert werden. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung weist das modifizierte Kohlenstoffprodukt eine Ladung auf. Die Ladung wird vorzugsweise durch die an den Kohlenstoff gebundene organische Gruppe erzeugt. Wie bereits früher erläutert wurde, ist, wenn das modifizierte Kohlenstoffprodukt anionisch ist, die amphiphile Verbindung kationisch. Gleicherweise ist, wenn das modifizierte Kohlenstoffprodukt kationisch ist, die amphiphile Verbindung anionisch.
Vorzugsweise wird eine Arylgruppe oder eine C₁-C₁₂-Alkylgruppe an das Kohlenstoffmaterial direkt gebunden, um das modifizierte Kohlenstoffprodukt zu bilden und die Arylgruppe enthält darüber hinaus mindestens eine ionische oder ionisierbare Gruppe. Beispiele für bevorzugte anionische Kohlenstoffatome bildende Gruppen umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt, -SO₃H, -COOH, -PO₃H₂, -B(OH)₂, -OSO₃H, -OPO₃H₂ und Salze davon. Weitere Beispiele für kationische Kohlenstoffprodukte bildende Gruppen umfassen C₆H₄NC₅H₅ ⁺, 3-(1-Methylpyridinium) und C₆H₄N(CH₃)₃ ⁺-Gruppen, die an das Kohlenstoffmaterial gebunden sind.
Wenn die erfindungsgemäße Zusammensetzung ausreichend hydrophob ist, führt die Zugabe des amphiphilen Ions zu einer wässrigen Dispersion des Kohlenstoffs, der ionische Gruppen aufweist, zu einer Ausflockung des Kohlenstoffs. Dieses Material kann dann auf einfache Weise, beispielsweise mittels Filtration, isoliert werden. Es ist gefunden worden, dass einige dieser Arten von Zusammensetzungen dann auf einfache Weise in organischen Lösungsmitteln, wie Xylol, Heptan, Methylamylketon, Butylacetat, Benzylalkohol, Butanol, Methanchlorid, Aceton und dergleichen dispergiert werden können. In einigen Fällen kann das erfindungsgemäße Kohlenstoffprodukt in organische Solvenzien extrahiert werden.
Eine bevorzugte Weise zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen ist es, eine wässrige Dispersion des modifizierten Kohlenstoffprodukts mit dem amphiphilen Ion zu kombinieren. Beispielsweise kann eine wässrige Dispersion eines anionisch funktionalisierten Rußes mit einer aminhaltigen Verbindung und einem oder mehreren Äquivalenten einer Säure vereinigt werden; oder er kann mit einem quaternären Ammoniumsalz vereinigt werden; oder er kann mit einem ein Amin enthaltendes Polymer und einem oder mehreren Äquivalenten einer Säure vereinigt werden. Das erhaltene Gemisch, das die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen bildet, kann dann isoliert werden (z. B. Filtration oder Verdampfen).
Alternativ kann eine wässrige Dispersion des modifizierten Kohlenstoffprodukts als freie Säure mit einem aminhaltigen Amphiphil vereinigt werden. Auf diese Weise protoniert das modifizierte Kohlenstoffprodukt das Amin und bildet somit Ionen aus jeder der beiden Komponenten. Der komplementäre Fall kann für ein modifiziertes Kohlenstoffprodukt brauchbar sein, das eine freie Base mit einer sauren amphiphilen Verbindung trägt.
Ein modifiziertes Kohlenstoffprodukt, das gebundene anionische Gruppen aufweist, kann zu einem kontinuierlich betriebenen Nadelmischer zusammen mit einem kationischen amphiphilen Ion in einer wässrigen Lösung gegeben werden. Dies erlaubt ein Mischen der Materialien. Dieses Verfahren bildet die erfindungsgemäße Zusammensetzung. Das erhaltene Material kann getrocknet werden oder direkt verwendet werden.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können mit einem geeigneten Träger oder einem flüssigen Vehikel eine Suspension bilden. Solche Träger und flüssigen Vehikel sind dem Fachmann bekannt.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen und Suspensionen können in verschiedene Formulierungen eingearbeitet werden, wie beispielsweise Tinten, Beschichtungen und Tintenstrahltinten, ob diese Formulierungen wässrig oder nicht-wässrig sind. Die Menge der Zusammensetzung, die in den Tinten, Beschichtungen, Tintenstrahltinten und Kunststoffen zu verwenden ist, ist etwa die gleiche, die verwendet wird, wenn herkömmlicher Ruß das Pigment ist.
Wie bereits früher festgestellt wurde, sind die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in nicht-wässrigen Tintenformulierungen brauchbar. Die Erfindung stellt somit eine verbesserte Tintenzusammensetzung bereit, die ein Solvens und eine erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält. Andere bekannte Tintenzusätze können in die Tintenformulierung eingearbeitet werden. Es gehört auch zur Erfindung, eine Tintenformulierung zu verwenden, die ein Gemisch aus unmodifiziertem Kohlenstoff mit den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthält.
Im Allgemeinen enthält eine Tinte ein Farbmittel oder Pigment und Lösungsmittel, um die Viskosität und das Trocknen einzustellen. Eine Tinte kann gegebenenfalls darüber hinaus ein Vehikel oder Firniss umfassen, die während des Drucks als ein Träger fungieren und/oder Additive zur Verbesserung der Druckbarkeit, des Trocknens und dergleichen. Für eine allgemeine Diskussion der Eigenschaften, Herstellung und Verwendung von Tinten siehe The Printing Manual, 5. Ausgabe, R. H. Leach, et al, Hrsg. (Chapman & Hall, 1993).
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können in eine Tintenformulierung mittels Standardtechniken entweder als eine Prädispersion oder als ein Feststoff eingearbeitet werden. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen stellt einen beträchtlichen Vorteil und Kostenersparnis durch Herabsetzen der Viskosität der Formulierung bereit. Dies erlaubt auch eine höhere Kohlenstoffproduktbeladung in einer Formulierung. Die Mahlzeit kann ebenfalls herabgesetzt werden. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen weisen auch einen verbesserten Schwärzegrad, Blauton und Glanz auf.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können auch in nicht-wässrigen Beschichtungszusammensetzungen, wie Anstreichfarben oder Deckschichten, verwendet werden. Eine erfin dungsgemäße Ausführungsform ist daher eine Beschichtungszusammensetzung, die ein geeignetes Solvens und die erfindungsgemäße Zusammensetzung enthält. Andere herkömmliche Beschichtungsadditive, wie Harze, können in die nicht-wässrigen Beschichtungszusammensetzungen eingearbeitet werden.
Nicht-wässrige Beschichtungsformulierungen variieren stark, je nach den Bedingungen und Erfordernissen des Endverbrauchs. Im Allgemeinen enthalten Beschichtungssysteme bis zu 30 Gew.-% Kohlenstoff. Der Harzgehalt kann stark bis zu nahezu 100% variieren. Beispiele umfassen Acryl-, Alkyd-, Urethan-, Epoxy-, Cellulose-Harze lind dergleichen. Der Solvensgehalt kann zwischen 0 und 80% variieren. Beispiele umfassen aromatische Kohlenwasserstoffe, aliphatische Kohlenwasserstoffe, Alkohole, Polyalkohole, Ketone, Ester und dergleichen. Zwei andere allgemeine Klassen von Zusätzen sind Füllstoffe und Modifizierer. Beispiele für Füllstoffe sind andere Farbpigmente, Tone, Talke, Silikas und Carbonate. Füllstoffe können bis zu 60% zugegeben werden, je nach Erfordernissen des Endverbrauchs. Beispiele für Modifizierer sind Fließ- und Verlaufshilfen und Biozide, die im Allgemeinen zu weniger als 5% zugegeben werden. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können in eine nicht-wässrige Beschichtungszusammensetzung mittels Standardtechniken entweder als eine Prädispersion oder als ein Feststoff eingearbeitet werden.
Beispiele Für nicht-wässrige Medien für die Einarbeitung von Zusammensetzungen, die die erfindungsgemäßen modifizierten Kohlenstoffprodukte enthalten, umfassen, sind jedoch nicht darauf beschränkt Melaminacrylharze, Melaminalkydharze, Urethan-gehärtete Alkydharze, Urethan-gehärtete Acrylharze und dergleichen. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können auch in wässrigen Emulsionsanstrichen verwendet werden. In diesen Typen von Farbanstrichen liegt ein nicht-wässriger Anteil vor, der das Pigment enthält, wobei der nichtwässrige Anteil dann in den wässrigen Farbanstrich dispergiert wird. Demgemäß können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen als Teil der nicht-wässrigen Anteile verwendet werden, die dann in die wässrigen Emulsionsfarbanstriche dispergiert werden.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind auch in wässrigen Tinten- und Beschichtungsformulierungen brauchbar. Wässrig umfasst Gemische aus Wasser und anderen mit Wasser mischbaren oder dispergierbaren Substanzen, wie Alkohol. Die Erfindung stellt daher eine wässrige Tintenzusammensetzung bereit, die Wasser und eine erfindungsgemäße Zusammensetzung umfasst. Andere bekannte wässrige Tintenadditive können in die wässrige Tintenformulierung eingearbeitet werden. Wie zuvor bereits festgestellt wurde, kann eine Tinte aus vier zuvor beschriebenen Grundkomponenten bestehen. Verschiedene wässrige Tintenzusammensetzungen sind beispielsweise auch in den US-Patenten Nr. 2,833,736 ; 3,607,813 ; 4,104,833 ; 4,308,061 ; 4,770,706 und 5,026,755 beschrieben, die sämtlich hiermit durch Bezugnahme aufgenommen werden.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann entweder als eine Prädispersion oder als ein Feststoff in eine wässrige Tintenformulierung mittels Standardtechniken eingearbeitet werden.
Flexodrucktinten stehen für eine Gruppe von wässrigen Tintenzusammensetzungen. Flexodrucktinten enthalten im Allgemeinen ein Farbmittel, ein Bindemittel und ein Solvens. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann als Flexodrucktintenfarbmittel brauchbar sein. Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann in wässrigen Zeitungstinten verwendet werden. Eine wässrige Zeitungstintenzusammensetzung kann beispielsweise Wasser, die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, ein Harz und herkömmliche Additive, wie Antischaumzusätze oder ein Surfactant, enthalten.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können auch in wässrigen Beschichtungszusammensetzungen, wie Farbanstrichen oder Deckschichten, verwendet werden. Eine erfindungsgemäße Ausführungsform ist daher eine verbesserte wässrige Beschichtungszusammensetzung, die Wasser, Harz und eine erfindungsgemäße Zusammensetzung umfasst. Andere bekannte wässrige Beschichtungszusätze können in die wässrige Beschichtungszusammensetzung eingearbeitet werden. Siehe beispielsweise McGraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology, 5. Ausgabe (McGraw-Hill, 1982), welches hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird. Siehe auch US-Patente Nr. 5,051,464 ; 5,319,044 ; 5,204,404 ; 5,051,464 ; 4,692,481; 5,356,973; 5,266,406 und 5,266,361 , die alle hiermit durch Bezugnahme aufgenommen werden.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können entweder als eine Prädispersion oder als ein Feststoff in eine wässrige Beschichtungszusammensetzung mittels Standardtechniken eingearbeitet werden.
Eine Tinte oder Beschichtung kann für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt werden. In erfindungsgemäßen wässrigen Tinten und Beschichtungen liegen die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen vorzugsweise in einer Menge von weniger als oder gleich 20 Gew.-% der Tinte oder Beschichtung vor. Die Verwendung einer wässrigen oder nicht-wässrigen Tinten- oder Beschichtungsformulierung, die ein Gemisch aus unmodifiziertem Kohlenstoff und erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthält, gehört ebenfalls zur vorliegenden Erfindung. Übliche Zusätze, wie die im folgenden diskutierten, können zu der Dispersion zugegeben werden, um die Eigenschaften der wässrigen Tinte oder Beschichtung weiter zu verbessern.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können auch in Tintenstrahltinten verwendet werden, wobei die Tintenformulierung auf Lösungsmitteln, Wasser oder einer wässrigen Emulsion basieren kann.
Die Bildung einer nicht-wässrigen oder wässrigen Emulsionstintenstrahltinte, die ein geeignetes Vehikel und eine erfindungsgemäße stabil dispergierte Zusammensetzung als Pigment enthält, kann mit einem Minimum an Komponenten und Verfahrensschritten durchgeführt werden, wenn die zuvor genannten Kohlenstoffprodukte verwendet werden. Eine solche Tinte kann in Tintenstrahldruckern, die in der Technik bekannt sind, verwendet werden. Vorzugsweise liegen in erfindungsgemäßen Tintenstrahltinten die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in einer Menge von weniger als oder gleich 20 Gew.-% der Tintenstrahltinte vor. Die Verwendung einer Tintenstrahltintenformulierung, die ein Gemisch an unmodifiziertem Kohlenstoff und erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthält, gehört ebenfalls zur vorliegenden Erfindung. Zusätze und/oder Bindemittel, die dem Fachmann bekannt sind, können zu der Dispersion ebenfalls zugegeben werden, um die Eigenschaften der Tintenstrahltinte weiter zu verbessern.
Darüber hinaus kann in die Tintenstrahltinten etwas Farbstoff eingearbeitet werden, um die Farbbalance zu modifizieren und die optische Dichte einzustellen. Geeignete Farbstoffe sind dem Fachmann bekannt.
Zusätzlich können bei der Herstellung von Tintenstrahltinten, bei denen die erfindungsgemäße Zusammensetzung eingesetzt wird, die Tinten sequentiell durch Filter abnehmender Größe filtriert werden, um ein erwünschtes Endprodukt zu erhalten. Beispielsweise kann zunächst mit einem 3,0 Mikron-Filter und dann mit einem 1,0 Mikron-Filter u. s. w., wie gewünscht, filtriert werden. Die Größe des modifizierten Kohlenstoffprodukts in den Tintenstrahltinten beträgt darüber hinaus vorzugsweise nicht mehr als etwa 2 Mikron. Noch bevorzugter beträgt die Größer der erfindungsgemäßen Zusammensetzung 1 Mikron oder weniger.
Die folgenden Beispiele sollen die beanspruchte Erfindung veranschaulichen, sie jedoch nicht einschränken.
BET-Stickstoff-Oberflächen wurden mittels ASTM D-4820 erhalten. CTAB-Flächenmessungen wurden mittels ASTM D-3760 erhalten. DBPA-Daten wurden mittels ASTM D-2414 erhalten. Die optischen Dichten der Tinte und Beschichtungsfilme wurden mit den folgenden Geräten bestimmt: L*a*b*-Werte mit einem Hunter Lab Scan 6000 bei 10 Grad D65 CIELAB color space instrument; die optische Dichte wurde mit einem MacBeth RD918 Densitometer gemessen; der Glanz wurde mit einem BYK Gardner model 4527 Glossmeter gemessen.
Der Stickstoff und die äußere Oberfläche (t-Fläche) wurden gemäß der Probenvorbereitung und dem Messverfahren gemessen, die in ASTM D-3037 beschrieben sind. Für diese Messung wird die Stickstoffadsorptionsisotherme auf 0,55 relativen Druck verlängert. Der relative Druck ist der Druck (P) dividiert durch den Sättigungsdruck (Po, der Druck bei dem Stickstoff kondensiert). Die Adsorptionsschichtdicke (t in Angström) wurde mittels der Gleichung berechnet: t = 0,88 (P/P0)2 + 6,45 (P/P0) + 2,98.
Das Volumen (v) von adsorbiertem Stickstoff wurde gegen t₁ aufgetragen und eine gerade Linie wurde durch die Datenpunkte für t-Werte zwischen 3,9 und 6,2 Angström gelegt. Die t-Fläche wurde dann aus der Steigung dieser Linie wie folgt erhalten: t-Fläche, m2/g = 15,47 × Steigung.
Der Schwefelgehalt des Rußprodukts wurde durch Verbrennungsanalyse nach Soxhlet-Reinigung einer jeden Probe bestimmt. Der gebundene Schwefel in mmol wurde durch Bilden der Differenz aus einem Versuch mit dem unbehandelten Ruß bestimmt.
Beispiel 1: Herstellung von Dimyristylglutamat
Diese Vorgehensweise wurde übernommen von der von P. Berndt, et al., J. Amer. Chem. Soc., 1995, 117, 9515 veröffentlichten. Ein Gemisch aus Myristylalkohol (21,43 g), L-Glutaminsäure (7,36 g) und p-Toluolsulfonsäuremonohydrat (10,77 g) in Toluol (75 ml) wurde unter Stickstoff zum Rückfluss erhitzt. Wasser wurde aus dem Destillat in einen Barrett-Auffangbehälter abgeschieden. Wenn die theoretische Menge Wasser (2,8 g) gesammelt war, wurde das Erhitzen gestoppt und das Toluol im Vakuum auf einem Rotationsverdampfer entfernt. Das Produkt verfestigte sich zu einer gebrochen weißen Masse (38,13 g).
Dieses Material wurde aus Aceton (100 ml) umkristallisiert, wobei man das Dimyristylglutamat als p-Toluolsulfonatsalz (77% Gesamtausbeute) erhielt.
Beispiel 2: Herstellung von 2-Amino-2-methyl-1,3-propandioldioleat
Ein Gemisch aus 2-Amino-2-methyl-1,3-propandiol (5,26 g), Oleinsäure (33,4 ml) und p-Toluolsulfonsäuremonohydrat (11,0 g) in Toluol (75 ml) wurde unter Stickstoff zum Rückfluss erhitzt. Das Wasser wurde aus dem Destillat in einen Barrett-Auffangbehälter abgeschieden. Als die theoretische Menge Wasser (3,3 g) gesammelt war, wurde das Erhitzen gestoppt und das Toluol im Vakuum auf einem Rotationsverdampfer entfernt. Das Produkt war ein dickes, gelbes Öl.
Dieses Material wurde in die freie Base überführt, indem in Methylenchlorid (250 ml) aufgelöst wurde und mit 1 N NaOH-Lösung (3 × 75 ml) gewaschen wurde, dann mit entionisiertem Wasser (3 × 75 ml) und dann in einer gesättigten NaCl-Lösung (2 × 50 ml) gewaschen wurde. Die Lösung wurde über Na₂SO₄ getrocknet, abfiltriert und verdampft, wobei man ein blassgelbes Öl (88%) erhielt.
Beispiel 3: Herstellung von Dioleylmaleat
Ein Gemisch aus Maleinsäureanhydrid (88,25 g), Oleylalkohol (483,28 g), p-Toluolsulfonsäuremonohydrat (8,56 g) und Toluol (650 ml) wurde unter Stickstoff zum Rückfluss erhitzt. Das Wasser wurde aus dem Destillat in einen Barrett-Auffangbehälter abgeschieden. Als die theoretische Menge Wasser (17 g) gesammelt war, wurde das Erhitzen gestoppt und das Toluol im Vakuum auf einem Rotationsverdampfer entfernt. Das Produkt war ein braunes Öl (532 g) und wurde in Beispiel 4 ohne weitere Reinigung verwendet.
Beispiel 4: Herstellung von N-(Dioleylsuccinyl)-dipropylendiamin
N-(3-Aminopropyl)-1,3-propandiamin (19,68 g) wurde in Isopropanol (150 ml) in einem 1-Liter-Dreihals-Rundkolben, der mit einem Wasserkühler, Magnetrührer und Zugabetrichter versehen war, aufgelöst. Eine Lösung von Dioleylmaleat (92,55 g, Beispiel 3) in Isopropanol (150 ml) wurde zu dem Zugabetrichter zugegeben. Die Diaminlösung wurde zum Rückfluss erhitzt und die Dioleylmaleatlösung wurde über 7 Stunden zugegeben. Eine Analyse des Reaktionsgemisches mittels Dünnschichtchromatographie (Silikagelplatte 7:3 Ethanol/Ethylacetat mit 1% NH₄OH) zeigte den kompletten Verbrauch der Ausgangsmaterialien an. Das Solvens wurde im Vakuum auf einem Rotationsverdampfer entfernt, wobei man das Produkt als ein oranges Öl (113 g) erhielt.
Beispiel 5: Herstellung von N,N-Bis(2'-methoxyethyl)-6-hydroxyhexanamid
Ein Gemisch aus Bis(2-methoxyethyl)amin (11,85 g) und Toluol (100 ml) wurde unter Stickstoff auf 65°C erwärmt. Eine Lösung von Epsilon-Caprolacton (9,23 g) in Toluol (35 ml) wurde über mehrere Minuten hinweg zugegeben. Das Gemisch wurde bei dieser Temperatur gerührt, bis das gesamte Caprolacton verbraucht war, was mittels Dünnschichtchromatographie (Silikagelplatte), Ethanol/NH₄OH 4:1) festgestellt wurde. Nach 20 Stunden wurde eine weitere Portion Bis(2-methoxyethyl)amin (3,1 g) zugegeben und weiter erwärmt. Nach etwa 36 Stunden war das gesamte Caprolacton verbraucht. Das Solvens wurde im Vakuum auf einem Rotationsverdampfer entfernt, wobei man das Produkt als ein Öl (21,7 g) erhielt.
Das Produkt wurde gereinigt, indem eine Lösung des Rohprodukts in 90%igem Ethanol (135 ml) durch ein Bett des Ionenaustauscherharzes DOWEX 50WX4-200 geleitet wurde. Das Harz wurde mit einer weiteren Portion Ethanol (100 ml) eluiert. Die vereinigten Eluate wurden im Vakuum aufkonzentriert, wobei man das gewünschte Produkt als ein gelbes Öl (59% Gesamtausbeute) erhielt.
DOWEX ist eine Marke von Dow Chemical Co., Midland, MI.
Beispiel 6: Herstellung von Di(N,N-Bis(2'-methoxyethyl)-capramid-6-yl)-glutamat
Ein Gemisch aus N,N-Bis(2'-methoxyethyl)-6-hydroxyhexanamid (10,0 g, Beispiel 5), L-glutaminsäure (2,97 g) und p-Toluolsulfonsäuremonohydrat (4,03 g) in Toluol (30 ml) wurde unter Stickstoff zum Rückfluss erhitzt. Wasser wurde aus dem Destillat in einen Barrett-Auffangbehälter abgeschieden. Als die theoretische Menge Wasser (1,1 g) gesammelt war, wurde das Erhitzen gestoppt und das Toluol im Vakuum auf einem Rotationsverdampfer entfernt. Das Produkt wurde als p-Toluolsulfonatsalz als ein braunes Öl (15,51 g) erhalten.
Beispiel 7: Herstellung eines Rußproduktes mittels eines Nadelpelletisierers
Ein Nadelpelletisierer mit 8 inch Durchmesser wurde mit 400 g Ruß mit einer Stickstoffoberfläche von 58 m²/g und einem DBPA von 46 ml/100 g und 32 g Sulfanilsäure beladen. Der Pelletisierer wurde 1 Minute lang bei 150 UpM betrieben. Es wurde entionisiertes Wasser (132 ml) und Natriumnitrit (12,75 g) zugegeben und der Pelletisierer wurde 2 Minuten lang bei 250 UpM betrieben. Der Pelletisierer wurde gestoppt und die Welle und die Nadeln wurden abgestreift, dann ließ man den Pelletisierer weitere 2 Minuten lang bei 1100 UpM laufen. Das innere Salz 4-Sulfobenzoldiazoniumhydroxyd wurde in situ erzeugt und es reagierte mit dem Ruß. Das Produkt wurde aus dem Pelletisierer entnommen und in einem Ofen bei 70–100°C getrocknet. Das Produkt wies gebundene p-C₆H₄SO₃Na-Gruppen auf. Die Analyse einer Soxhlet-extrahierten Probe auf ihren Schwefelgehalt zeigte, dass dieses Produkt 0,162 mäquiv/g gebundene Sulfonatgruppen aufwies.
Beispiel 8: Herstellung eines Rußprodukts
Diese Vorgehensweise beschreibt die Herstellung eines Rußprodukts unter kontinuierlichen Betriebsbedingungen. 100 Teile pro Stunde eines Rußes mit einer CTAB-Oberfläche von 350 m²/g und einem DBPA von 120 ml/100 g wurden in einen kontinuierlich betriebenen Nadelmischer mit 25 Teilen pro Stunde Sulfanilsäure und 10 Teilen pro Stunde Natriumnitrit als einer wässrigen Lösung gefüllt. Das erhaltene Material wurde getrocknet, wobei man ein Rußprodukt erhielt, das gebundene p-C₆H₄SO₃Na-Gruppen aufwies. Die Analyse einer Soxhlet-extrahierten Probe auf den Schwefelgehalt zeigte, dass das Produkt 0,95 mäquiv/g gebundene Sulfonatgruppen aufwies.
Beispiel 9: Herstellung von N-(4-Aminophenyl)pyridiniumnitrit
Silbernitrit (25,4 g) wurde zu einer Lösung von 34,1 g N-(4-Aminophenyl)pyridiniumchlorid in 150 ml Methanol gegeben und das Gemisch wurde eine Stunde lang zum Rückfluss erhitzt und dann auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Das Gemisch wurde filtriert und der Ethanol unter Vakuum entfernt, wobei man N-(4-Aminophenyl)pyridiniumnitrit erhielt.
Beispiel 10: Herstellung eines Rußprodukts
In einem Nadelmischer wurden 35,8 g N-(4-Aminophenyl)pyridiniumnitrit und 300 g eines Rußes mit einer CTAB-Oberfläche von 108 m²/g und einem DBPA von 116 ml/100 g gemischt. Während des Mischens wurden 200 g/Wasser, eine Lösung aus 14,7 g konzentrierter Salpetersäure in 50 g Wasser und 50 g Wasser nach und nach zugegeben. Es wurde weitere 3,5 Minuten lang gemischt. Das erhaltene Material war ein Gemisch eines Rußprodukts, das gebundene C₆H₄N(C₅H₅)⁺-Gruppen aufwies und Wasser, das 53,3% Feststoffe enthielt. Eine Probe dieses Materials, die getrocknet worden war und über Nacht einer Soxhlet-Extraktion mit Ethanol unterzogen worden war, enthielt 0,91% Stickstoff, verglichen mit 0,01% Stickstoff für den unbehandelten Kohlenstoff. Das getrocknete Produkt wies daher 0,32 mmol/g gebundene C₆H₄N(C₅H₅)⁺NO₃ ^–-Gruppen auf.
Eine Dispersion (50 g) mit 5 g Feststoffen wurde durch Mischen von 9,38 g des ungetrockneten Materials mit Wasser hergestellt. Natrium-bis(2-ethylhexyl)-sulfosuccinat (1,22 g) wurde zugegeben. 2-Heptanon (450 ml) und Wasser (400 g) wurden zugegeben und das Gemisch wurde geschüttelt. Es wurde Natriumchlorid zugegeben, um die Emulsion zu brechen, und die wässrige Schicht wurde in einem Scheidetrichter entfernt. Die wässrige Schicht war im Wesentlichen frei von Ruß. Das Rußprodukt in der Heptanonschicht wies einen mittleren UPA-Partikeldurchmesser von 0,15 auf. Die Heptanonschicht wurde durch ein 325 Meshsieb filtriert und das Material auf dem Sieb wurde mit weiterem Heptanon gewaschen, bis die Waschlösungen farblos waren. Das Sieb wurde getrocknet und der Rückstand darauf entsprach 1,5% des gesamten verwendeten Rußprodukts.
Der mittlere Partikeldurchmesser und der maximale Partikeldurchmesser wurden mittels eines MICROTRAC Ultrafine Particle Analyzer von Leeds & Northrup Co., St. Petersburg, FL gemessen. Es wurden folgende Bedingungen verwendet: nichttransparente, nicht-kugelförmige Partikel; Partikeldichte = 1,86 g/cm³; Dispergierflüssigkeit 2-Heptanon. (MICROTRAC ist eine eingetragene Marke von Leeds & Northrup Co.).
Beispiel 11: Ausflockung/Solvensdispersion von Rußprodukten

Das Rußprodukt von Beispiel 7, das 0,26 mäquiv SO₃ ^–/g enthielt oder ein Rußprodukt von Beispiel 8, das 0,95 mäquiv SO₃ ^–/g enthielt wurde in etwa 10 ml entionisiertem Wasser dispergiert. Eine Lösung eines Moläquivalents der in der folgenden Tabelle gezeigten Verbindung in 1 ml Essigsäure wurde zu der Dispersion unter Rühren und/oder Schütteln zugegeben. Nach 5 Minuten wurde die Dispersion auf offensichtliche Ausflockung untersucht. Diejenigen Materialien, die eine Ausflockung der Dispersion verursachten, sind in der Tabelle angegeben. Diese Materialien wurden dann auf Solvens-Dispergierbarkeit getestet, indem ca. 1 ml Dispersion zu einem Gemisch aus einem organischen Solvens und entionisiertem Wasser zugegeben und dann stark geschüttelt wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle angegeben. Nicht getestete Bedingungen sind mit ”-” angegeben.

Verbindung	Ausflockung?	Butylacetat	Xylol	2-Heptanon	Benzylalkohol	Heptan	Magie 47 Öl
Stearylamin^a	Ja	Ja*	Ja*	-	-		-
Hexadecylamin^a	Ja	Ja	Nein	Nein	Nein	Nein	Ja*
Oleylamin^a	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja*	Ja*	Ja*
Ditolylguanidin^b	Ja	Nein	Nein	-	-	Nein	-
Beispiel 4^a	Ja	Ja	Ja	-	-	Ja	-
Beispiel 1^a	Ja	Ja*	Ja	Ja*	Ja*	Ja	Ja
Beispiel 6^b	Ja	Ja	-	-	-	-	-
Dodecylanilin^b	Ja	Nein	Nein	-	-	Nein	-
Butylnicotinat^b	Nein	Nein	Nein	-	-	-	-
Cetyltrimethylammoniumbromid^b	Ja	-	Nein	Nein	Nein	-	-
Beispiel 2^a	Ja	Ja*	Ja	-	-	Ja*	-

^a Verwendung eines Rußprodukts aus Beispiel 7
^b Verwendung eines Rußprodukts aus Beispiel 8
* gibt an, dass der Kohlenstoff in der Solvensphase schwach ausflockte

Beispiel 12: Ausflockung/Solvensdispersion von Rußprodukten

Ein Rußprodukt von Beispiel 10, das mit 0,32 mäquiv/g quaternären Ammoniumgruppen funktionalisiert war, wurde in etwa 10 ml entionisiertem Wasser dispergiert. Eine Lösung eines Moläquivalent der in der folgenden Tabelle gezeigten Verbindung in 1 ml entionisiertem Wasser wurde zu der Dispersion unter Rühren und/oder Schütteln zugegeben. Nach etwa 5 Minuten wurde die Dispersion auf offensichtliche Ausflockung untersucht. Diejenigen Materialien, die ein Ausflocken der Dispersion verursachten, sind in der folgenden Tabelle angegeben. Diese Materialien wurden dann auf Solvensdispergierbarkeit getestet, indem ca. 1 ml Dispersion zu einem Gemisch aus einem organischen Solvens und entionisiertem Wasser zugegeben wurde und dann stark geschüttelt wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle angegeben.

Amphiphile Verbindung	Ausflockung?	Xylol	Benzylalkohol	2-Heptanon
Natriumdodecylsulfat	Ja	Nein	Ja*	Nein
Natriumdodecylbenzolsulfonat	Ja	Nein	Ja*	Nein
Natriumoleat	Ja	Nein	Nein	Nein
Natrium-bis(2-ethylhexyl)-sulfosuccinat	Ja	Nein	Ja	Ja

* gibt an, dass der Kohlenstoff in der Solvensphase schwach ausgeflockt war

Beispiel 13: Herstellung eines amphiphilen Salzes eines Rußproduktes
Eine Dispersion des Rußprodukts von Beispiel 7 (250 g) wurde in entionisiertem Wasser (2250 ml) hergestellt. Zu dieser gut gerührten Dispersion wurde eine Lösung aus Oleylamin (18,7 g) in Essigsäure (250 ml) zugegeben. Das Gemisch wurde sofort dick und schaumig. Nach 1–2 Stunden wurde das Produkt auf Ausflockung und Solvensdispergierbarkeit, wie in Beispiel 11 beschrieben, geprüft. Der Ruß war in dem Solvens (Butylacetat) dispergiert, was eine komplette Behandlung anzeigte. Die Aufschlämmung wurde auf einem Büchnertrichter abfiltriert und mit 50%igem Ethanol und entionisiertem Wasser gewaschen. Das Produkt wurde in einem Ofen bei 35–45°C zur Gewichtskonstanz getrocknet.
Beispiel 14: Herstellung anderer amphiphiler Salze von Rußprodukten

Die Vorgehensweise von Beispiel 13 wurde nachgearbeitet, wobei die in der folgenden Tabelle gezeigten Reagenzmengen verwendet wurden:

Beispiel #	Menge an Rußprodukt (g)/Beispiel #	mmol SO₃ ^–/g	Menge an Amin (g)/Beispiel #	Menge an Essigsäure (ml)	Menge an Wasser (ml)
14a	100/7	0,26	20,0/1	100	900
14b	100/7	0,26	16,43/2	100	1.000
14c	40/7	0,26	2,51/(Hexadecylamin)	40	360
14d	50/7	0,17	2,06/4	50	500
14e	12,7/8	0,95	12,7/6	15	135
14f	50/7	0,26	3,7/ArmeenSD*	50	450
14g	200/8	0,26	58,3/Olylamin	200	1.700

* Armeen SD ist ein Sojaalkylamin von Akzo Chemicals Inc., Chicago, L.

Beispiel 15: Verwendung von Kohlenstoffprodukten mit amphiphilen Kationen in Glanztinten
Die Rußprodukte der Beispiele 13 und 14f wurden in einer sogenannten Standard Heat Set Gloss Ink-Formulierung bewertet, die auf einer Dreiwalzenmühle hergestellt worden war. Ihre Eigenschaften wurden mit einem unbehandelten Standard verglichen, einem Ruß mit einer Oberfläche von 58 m²/g und einem DBPA von 46 ml/100 g.
Die Rußproben wurden in einem Waring-Mischer etwa 30 Sekunden lang gemahlen um die Pelletstruktur zu zerbrechen, dann wurden sie zum Mahlen auf einer Dreiwalzenmühle vorbereitet, indem mit der Hand 15 g des Rußes mit 35 g der Mahlmasterbatch gemischt wurden. Die Größen der Proben für die Rußprodukte von Beispiel 13 und 14f wurden für die Menge, mit der der Kohlenstoff behandelt wurde, gewichtskompensiert (16,3 bzw. 16,8 g). Der Masterbatch besteht aus 9 Teilen LV-3427XL (sogenanntes Heatset Grinding Vehicle, Lawter International, Northbrook, IL) zu 1 Teil MAGIESOL 47 Öl. Dieses Gemisch, 50 g, wurde auf einer Kent-Dreiwalzenmühle gemahlen, die bei 21,1°C (70°F) betrieben wurde. Die Proben wurden verdünnt, indem sie mit einer gleichen Menge Mahlmasterbatch gemischt wurden und dann auf ein NIPRI production grindometer G-2 zur Bewertung des Mahlguts aufgetragen wurden. Die Standards wurden üblicherweise vier mal durch die Mühle geleitet. Es wurden weitere Durchgänge durchgeführt, wenn der Mahlwert mehr als 20 Mikron anzeigte. Die fertige Tinte wurde durch Mischen des gemahlenen Materials mit einer gleichen Menge verdünntem Masterbatch (3 Teile LV3427XL; 12 Teile LV6025 (sogenanntes Heatset Gel Vehicle, Lawter International); 5 Teile MAGIESOL 47 Öl) gemischt wurde und einmal durch die Dreiwalzenmühle hindurchgeleitet wurde.
MAGIESOl ist eine eingetragene Marke für Öl, erhältlich von Magie Brothers, Franklin Park, IL.

Die Feinheit der Mahldaten und die Viskositätsmessungen der erhaltenen Tinten sind in der folgenden Tabelle angegeben. Die Werte in der Tabelle für die Mahldaten sind in Mikron angegeben, gemessen auf einem G-2-Mahlgerät und geben den Grad an, bei dem 10 Kratzer/5 Kratzer/5 defekte Körnchen auf dem Gerät nachgewiesen werden. Die Stahlstangen-Larayviskosität wurde gemäß ASTM-Verfahren D4040-91 bei 25°C gemessen, wobei ein TMI 95-15-00 Larayviskometer (Testing Machines, Inc.) verwendet wurde.

Kohlenstoffprodukt aus Beispiel #	Standard	13	14f	13**
Mahlstufe
1 Mahldurchgang	22/9/50+	Hangback	0/0/26	0/0/22
2 Mahldurchgänge	0/0/32	0/0/22	0/0/19	0/0/22
3 Mahldurchgänge	0/0/21	0/0/20	0/0/16	0/0/18
4 Mahldurchgänge	0/0/20	0/0/18	0/0/16	0/0/18
Daten der Larayviskosität
Viskosität (poise bei 2.500 s^–1) Pascal Sekunden	(62,7) 6,27	(48,4) 4,84	(51,0) 5,10	(50,9) 5,09
Fließgrenze (dyn/cm bei 2,5 s^–1) Joule	(654) 6,54 × 10^–5	(355) 3,55 × 10^–5	(350) 3,50 × 10^–5	(354) 3,54 × 10^–5

** Diese Probe wurde mit dem Mahlvehikel in einem Dispermat CV (Getzman GmbH, Deutschland) bei 11.000 UpM 30 Minuten lang vorgemischt.

Amphiphile behandelte Rußprodukte zeigen signifikant verbesserte Dispersionsraten gegenüber einem unmodifizierten Standard. Die Messungen der Larayviskosität zeigten eine verminderte Viskosität und Fließgrenze für diese Proben.
Optische Eigenschaften für Tinten, die aus den Rußprodukten 13 und 14f hergestellt worden waren und für den Standardruß wurden aus Drucken bestimmt, die mittels einem RNA-52 Druckfähigkeitstester (Research North America, Inc.) hergestellt wurden und sind in der folgenden Tabelle angegeben. Werte für Filmdicken von 1,0 und 2,0 Mikron wurden aus der linearen Regression der Daten berechnet, die aus Drucken über einen Bereich von Filmdicken gemacht wurden. Ein Hunter Lab Scan 6000 (10 Grad D65 CIE LAB color space instrument hergestellt von Hunter Assocs., Fairfax, VA) wurde zur Messung der L*-, a*- und b*-Werte verwendet. Die optische Dichte wurde mit einem MacBeth RD918 Densitometer gemessen.
Der Glanz wurde mit einem BYK Gardner Modell 4527 Glossmeter gemessen. Daten für eine Filmdicke von 1 Mikron

Beispiel # optische Dichte L* a* b* Glanz (60°)

Standard 1,32 26,48 1,37 4,18 50,0

13 1,37 24,74 1,54 4,49 51,5

14f 1,36 23,62 1,49 4,18 49,5

13** 1,39 23,29 1,49 4,41 50,8

Daten für eine Filmdicke von 2 Mikron

Beispiel # optische Dichte L* a* b* Glanz (60°)

Standard 2,18 4,16 0,83 1,02 56,9

13 2,06 6,26 0,97 1,76 57,2

14f 2,07 6,15 1,07 1,40 56,4

13** 2,07 6,51 0,69 1,28 57,9

Diese Ergebnisse zeigen, dass die optischen Dichten der aus den amphiphilen behandelten Rußprodukten hergestellten Tintenfilme der Qualität des Standards ähnlich sind.
Beispiel 16: Verwendung von Rußprodukten mit amphiphilen Kationen in Glanztinten

Es wurde das Vorgehen von Beispiel 15 wiederholt, wobei das in Beispiel 14a hergestellte Kohlenstoffprodukt verwendet wurde. Probengrößen für das Rußprodukt 14a wurden für die Menge, mit der der Kohlenstoff (18 g) behandelt wurde, gewichtskompensiert.

Kohlenstoffprodukt aus Beispiel #	Standard	14a
Mahlstufe
1 Mahldurchgang	12/0/50+	0/0/32
2 Mahldurchgänge	0/0/27	0/0/19
3 Mahldurchgänge	0/0/22	0/0/18
4 Mahldurchgänge	0/0/20	0/0/16
Larayviskositätsdaten
Viskosität (poise bei 2500 s^–1)	53,2	48,1
Fließgrenze (dyn/cm bei 2,5 s^–1)	350	364

Amphiphile behandelte Rußprodukte zeigen gegenüber einem unmodifizierten Standard eine signifikant verbesserte Dispersionsrate. Die Messungen der Larayviskosität zeigen für diese Probe eine verminderte Viskosität.
Die optischen Dichten von aus den Rußprodukten 14a und dem Standardruß hergestellten Tinten wurden wie in Beispiel 15 bestimmt und sind in den folgenden Tabellen angegeben. Daten für einen Film einer Dicke von 1 Mikron

Kohlenstoff aus Beispiel # optische Dichte L* a* b* Glanz (60°)

Standard 1,43 24,33 1,39 3,94 48,8

14a 1,42 22,75 1,76 5,02 50,3

Daten für einen Film einer Dicke von 2 Mikron

Kohlenstoff aus Beispiel # optische Dichte L* a* b* Glanz (60°)

Standard 2,24 3,79 0,50 0,30 56,2

14a 2,12 6,28 1,12 1,43 54,4
Diese Ergebnisse zeigen, dass die optischen Dichten von Tintenfilmen, die aus diesen amphiphilen behandelten Rußprodukten hergestellt wurden, eine ähnliche Qualität aufweisen wie der Standard.
Beispiel 16': Verwendung von Kohlenstoffprodukten mit amphiphilen Kationen in Glanztinten

Es wurde das Verfahren von Beispiel 15 wiederholt, wobei die in den Beispielen 14b und 14d hergestellten Rußprodukte verwendet wurden.

Kohlenstoffprodukt aus Beispiel #	Standard	14b	14d
Mahlstufe
1 Mahldurchgang	15/10/50+	Abscheidung	Abscheidung
2 Mahldurchgänge	11/9/48	0/0/24	8/0/50
3 Mahldurchgänge	8/6/38	0/0/20	0/0/30
4 Mahldurchgänge	0/0/20		0/0/25
5 Mahldurchgänge			0/0/35
Daten der Larayviskosität
Viskosität (poise bei 2500 s^–1)	45,2	35,2	37,3
Fließgrenze (dyn/cm bei 2,5 s^–1)	403	317	234

Das amphiphile behandelte Rußprodukt von Beispiel 14b zeigt eine signifikant verbesserte Dispersionsrate gegenüber der des unmodifizierten Standards. Beispiel 14d war etwas schwierig zu dispergieren.
Die optischen Eigenschaften für aus den Rußprodukten 14b, 14d und dem Standardruß hergestellten Tinten wurden wie in Beispiel 15 bestimmt und sind in den folgenden Tabellen angegeben. Daten für eine Filmdicke von 1 Mikron

Kohlenstoff aus Beispiel # optische Dichte L* a* b* Glanz (60°)

Standard 1,26 27,62 1,48 4,52 45,2

14b 1,45 21,38 1,80 5,02 45,4

14d 1,43 22,43 1,80 5,10 41,9

Daten für eine Filmdicke von 2 Mikron

Kohlenstoff aus Beispiel # optische Dichte L* a* b* Glanz (60°)

Standard 2,06 6,80 0,93 1,30 55,1

14b 2,04 7,84 0,72 1,15 42,2

14d 2,11 5,57 0,69 0,39 42,6
Diese Ergebnisse zeigen, dass die optischen Eigenschaften der aus diesen amphiphilen behandelten Rußprodukten hergestellten Tintenfilme von ähnlicher Qualität sein können wie diejenigen des Standards bei gleichen Probengewichten.
Beispiel 16'': Verwendung eines Rußproduktes mit amphiphilen Kationen in Glanztinten

Es wurde das Verfahren von Beispiel 15 wiederholt, wobei das in Beispiel 14c hergestellte Kohlenstoffprodukt verwendet wurde. Die Probengröße für das Rußprodukt von Beispiel 14c wurde für die Menge der Behandlung des Kohlenstoffs (16,6 g) gewichtskompensiert.

Kohlenstoffprodukt aus Beispiel #	Standard	14c
Mahlstufe
1 Mahldurchgang	10/7/47	0/0/26
2 Mahldurchgänge	6/4/34	0/0/20
3 Mahldurchgänge	0/0/25	0/0/18
4 Mahldurchgänge	0/0/21	0/0/18
Daten der Larayviskosität
Viskosität (poise bei 2500 s^–1)	44,1	38,8
Fließgrenze (dyn/cm bei 2,5 s^–1)	460	371

Der amphiphile behandelte Ruß von Beispiel 14c zeigt signifikant verbesserte Dispersionsraten und eine geringere Larayviskosität als der unmodifizierte Standard.
Die optischen Eigenschaften von aus den Rußprodukten 14c und dem Standardruß hergestellten Tinten wurden wie in Beispiel 15 bestimmt und sind in den folgenden Tabellen angegeben. Daten für eine Filmdicke von 1 Mikron

Kohlenstoff aus Beispiel # optische Dichte L* a* b* Glanz (60°)

Standard 1,34 24,84 1,52 4,57 44,7

14c 1,36 23,54 1,78 4,92 47,0

Daten für eine Filmdicke von 2 Mikron

Kohlenstoff aus Beispiel # optische Dichte L* a* b* Glanz (60°)

Standard 2,04 6,71 0,99 1,46 50,7

14c 2,15 4,85 0,64 0,26 51,8
Diese Ergebnisse zeigen, dass die optischen Dichten der aus dem amphiphilen behandelten Rußprodukt von Beispiel 14c hergestellten Tintenfilme etwas dichter, schwärzer und glänzender ist als diejenigen des Standards.
Beispiel 17: Verwendung eines mit amphiphilen Kationen behandelten Rußprodukts in einer Urethan-gehärteten Acrylformulierung
Dieses Beispiel veranschaulicht die Verwendung von Rußprodukten in einer Acrylemailformulierung. Rußprodukte der Beispiele 14e, 14g und 8 wurden in der folgenden Zusammensetzung verwendet. Die Rußprodukte wurde in kleinen Stahlmühlen (5,24 cm × 5,32 cm) (2 1/16'' Größe × 2 3/32'' Durchmesser) auf einer Farbschüttelvorrichtung gemahlen. Jede Mühle wurde mit 200 g Chromstahlkugeln einer Größe von 0,48 cm (3/16''), 2,19 g Kohlenstoffprodukt und 19,9 g Mahlvehikel beladen, das aus einem 80/20-Gemisch aus DMR-499 Acrylmischemail (PPG Finishes, Stronsville, OH) und Xylol bestand. Dieses Gemisch wurde 50 Minuten lang gemahlen. Die Proben wurden auf einem Hegman-Gauge bewertet. Die Endformulierung wurde durch Zugabe von 23,3 g DMR-499, 17,3 g Xylol und 1,4 g DXR-80 Urethanhärter (PPG Finishes, Stronsville, OH) zu der Mühle und 15 minütiges Schütteln hergestellt. Ein 3 mil-Abstrich der fertigen Formulierung wurde auf einer versiegelten Lenatakarte durchgeführt. Der Film wurde 30 Minuten lang luftgetrocknet, dann 30 Minuten lang bei 60°C (140°F) gebrannt.
Die optischen Dichten wurden wie in Beispiel 15 beschrieben bestimmt.
Der Standard war ein Ruß mit einer CTAB-Oberfläche von 350 m²/g und einem DBPA von 120 ml/100 g ohne jegliche weitere Behandlungen. Die Probengröße der Rußprodukte von Beispiel 14e war teilweise gewichtskompensiert für die Menge der Behandlung des Kohlenstoffs (2,83 g); die Probengröße für 14g war vollständig gewichtskompensiert (3,24 g). Die optischen Eigenschaften und die Hegman-Mahlwerte sind in der folgenden Tabelle angegeben.

Die Hegman-Werte wurden auf einem Hegman-Gauge gemessen, wenn 5 ”Sand”-Partikel einen Cluster bilden.

Kohlenstoff aus Beispiel #	optische Dichte	L*	a*	b*	Glanz (60°)	Hegman Grind bei 50 min.
Standard	2,83	1,23	0,08	0,05	52,3	4,0
14e	3,01	0,75	0,064	–0,46	91,2	5,5
14g	2,96	0,93	0,26	0,09	85,1	5,3
8	2,79	1,41	0,17	–0,03	92,5	6,2

Diese Ergebnisse zeigen, dass die Verwendung des Produkts von Beispiel 14e in dieser Formulierung zu einer dichteren, schwärzeren und blaueren Beschichtung führt als eine mit einem unmodifizierten Ruß hergestellte oder mit dem Vorläuferkohlenstoff von Beispiel 8 hergestellte. Das Produkt von Beispiel 14g war dichter und schwärzer als die Standards.
Beispiele 18a–18n: Behandlung eines Rußprodukts mit einem polymeren kationischen Amphiphil
Die Rußprodukte in diesen Beispielen wurden gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt.
Ein aminhaltiges Polymer wurde mittels Emulsionspolymerisation hergestellt. Zu einem 1-Liter-Rundkolben, der mit einem Rückflusskühler, einem Zugabetrichter, einem Gaseinlassröhrchen, einem Rührer und einem heißen Wasserbad mit Thermometer ausgestattet war, wurden 264,34 g Wasser und 0,089 g Natriumcarbonat gegeben. Der Kolben wurde auf etwa 70°C erhitzt und es wurde etwa 1 Stunde lang Stickstoff durchgeleitet. Danach wurde mit Stickstoff nur noch gespült und es wurden 15,0 g einer 10%igen wässrigen Lösung von Natriumdodecylbenzolsulfonat zugegeben. Der Kolben wurde dann auf 85°C erhitzt. Als diese Temperatur erreicht war, wurden 10% (6,0 ml) einer Initiatorlösung (hergestellt durch Auflösen von 0,20 g Ammoniumpersulfat in 57,3 g Wasser) zugegeben, und anschließend wurden 10% (35,0 g) eines emulgierten Monomergemisches (hergestellt durch Zugabe von 196,6 g Methylmethacrylat (MMA), 3,4 g 2-(Dimethylamino)ethylmethacrylat (DMAEMA), 1,0 g n-Dodecylmercaptan und 5,0 g einer 10%igen wässrigen Lösung von Natriumdodecylbenzolsulfonat zu 118,0 g Wasser unter kräftigem Rühren zugegeben. Nachdem sie emulgiert war, wurde diese Mischung kontinuierlich gerührt, um eine gute Emulsion aufrecht zu erhalten. Nach jeder Zugabe wurde mit 4,7 ml Wasser gespült. Die Reaktion wurde 1 Stunde lang bei 85°C gerührt, wobei eine Farbänderung beobachtet wurde, die die Bildung von Polymer anzeigte. Nach dieser Zeit wurde das verbleibende emulgierte Monomergemisch nach und nach über die nächsten drei Stunden tropfenweise zu dem Reaktionskolben zugegeben. Während dieser Zeit wurde auch die verbleibende Initiatorlösung alle 15 Minuten in Portionen von 4 ml zu dem Reaktionskolben zugegeben. Bei Beendigung der Monomer- und Initiatorzugaben wurde jeder Kolben mit 4,7 ml Wasser gespült und dieses Spülwasser wurde zu dem Reaktionskolben zugegeben. Die Temperatur wurde eine weitere Stunde lang bei 85°C aufrecht erhalten. Dann ließ man die Reaktion auf Raumtemperatur abkühlen und rührte über Nacht.
Eine Dispersion des Rußprodukts von Beispiel 8 wurde hergestellt, indem 3,70 g des trockenen Rußes zu 400 ml Wasser in einem 1-Liter-Becherglas zugegeben wurden, das mit einem Overhead-Rührer ausgestattet war. Es wurde 10 Minuten lang bei Raumtemperatur gerührt. Zu dieser Dispersion wurden 0,214 g Eisessig und anschließend 131,2 g eines Latex zugegeben, der 33,3 g eines 98,3/1,7 Copolymers von Methylmethacrylat (MMA) und 2-(Dimethylamino)ethylmethacrylat (DMAEMA) enthielt, die wie zuvor beschrieben hergestellt worden waren. Das Gemisch wurde 2 Stunden lang bei Raumtemperatur gerührt. Eine Lösung von 11,4 g Magnesiumacetattetrahydrat in 400 ml Wasser in einem 2-Liter-Becherglas, das mit einem Overheadrührer und einer Heizplatte ausgestattet war, wurde auf 70°C erhitzt und es wurde das Ruß/Polymergemisch zugegeben. Man rührte 20 Minuten lang bei dieser Temperatur und filtrierte ab und das erhaltene Rußprodukt wurde in einem Vakuumofen bei 75°C zu Gewichtskonstanz getrocknet.

Die folgenden Rußprodukte wurden gemäß diesem Verfahren hergestellt: CB-1 bezieht sich auf das Rußprodukt von Beispiel 8 und CB-2 bezieht sich auf den Ruß, aus dem das Rußprodukt von Beispiel 8 hergestellt wurde.

Beispiel 18	Ruß	Trockengewicht des Rußes (g)	Gewicht des Polymers in Latex	Polymer	Gewicht der Essigsäure (g)
a	CB-1	1,85	33,3	P(MMA/DMAEMA) (98,3/1,7)	0,214
b	CB-1	3,70	33,3	P(MMA/DMAEMA) (98,3/1,7)	0,214
c	CB-1	11,10	33,3	P(MMA/DMAEMA) (98,3/1,7)	0,214
d	CB-1	18,50	33,3	P(MMA/DMAEMA) (98,3/1,7)	0,214
e	CB-1	29,60	33,3	P(MMA/DMAEMA) (98,3/1,7)	0,214
f	CB-2	4,43	40,0	PMMA	0
g	CB-2	4,43	40,0	PMMA	0,252
h	CB-1	4,43	40,0	PMMA	0
i	CB-1	4,43	40,0	PMMA	0,252
j	CB-2	4,43	40,0	P(MMA/DMAEMA) (98,3/1,7)	0
k	CB-2	4,43	40,0	P(MMA/DMAEMA) (98,3/1,7)	0,252
l	CB-1	4,43	40,0	P(MMA/DMAEMA) (98,3/1,7)	0
m	CB-1	4,43	40,0	P(MMA/DMAEMA) (98,3/1,7)	0,252
n	CB-1	22,4	200	P(MMA/DMAEMA) (98,3/1,7)	1,28

Beispiele 19a–19h: Demonstration der Dispergierbarkeit von Rußprodukten in einem organischen Solvens
Jedes der Rußprodukte wurde manuell zerstoßen um ein ziemlich feines Pulver zu erhalten. Nach dem Wiegen der Probe wurde das Rußprodukt in einen Soxhlet-Extraktor gegeben und mindestens 24 Stunden lang mit Methylenchlorid extrahiert. Jede zurückbleibende Probe (Rückstand) wurde zu Gewichtskonstanz getrocknet. Die Methylenchloridlösungen wurden im Vakuum auf einem Rotationsverdampfer verdampft und das Gewicht des löslichen organischen Materials (extrahierbar) wurde aufgezeichnet.

Gemäß dieser Vorgehensweise wurden für die Rußprodukte der Beispiele 18a–18e die folgenden Ergebnisse erhalten. Zusätzlich zu den Rußprodukten wurden Kontrollproben mit dem selben Verfahren analysiert. Polymer 1 ist P(MMA/DMAEMA) (98,3/1,7) und CB-2 ist das Rußprodukt, aus dem das Rußprodukt von Beispiel 8 hergestellt wird.

		Probe vor der Extraktion mit Solvens		nach Extraktion mit Solvens
Beispiel 19	Beschreibung der Probe	Gew.-% Ruß	Gew.-% Polymer	Gew.-% Rückstand	Gew.-% Extrakt
a	Polymer 1	0	100	7,8	92,2
b	Rußprodukt von Beispiel 8	100	0	96,8	3,2
c	CB-2	100	0	100	0
d	Rußprodukt von Beispiel 18a	5,3	94,7	5,4	94,6
e	Rußprodukt von Beispiel 18b	10,0	90,0	1,7	98,3
f	Rußprodukt von Beispiel 18c	25,0	75,0	38,7	61,3
g	Rußprodukt von Beispiel 18d	35,7	64,3	56,8	43,2
h	Rußprodukt von Beispiel 18e	47,1	52,9	65,5	34,5

Diese Beispiele zeigen, dass wenn die Menge an amphiphilen Gruppen auf dem Polymer äquivalent zur Menge von Gruppen mit entgegengesetzter Ladung auf dem Ruß ist (Beispiel 19e), die extrahierbaren Anteile hoch sind. Darüber nehmen die extrahierbaren Anteile ab. Dies zeigt ein Verfahren zur Herstellung eines Rußprodukts, das in organischen Lösungsmitteln dispergieren kann.
Beispiele 20a–20l: Demonstration der Dispergierbarkeit von Rußprodukten in einem organischen Solvens

Gemäß der in Beispiel 19 beschriebenen Vorgehensweise wurden für die Rußprodukte der Beispiele 18f–18n die folgenden Ergebnisse erhalten. Zusätzlich zu den Rußprodukten wurden Kontrollproben mittels desselben Verfahrens analysiert. Hier ist Polymer 2 P(MMA/DMAEMA) (98,3/1,7), Polymer 3 ist PMMA und CB-2 ist der Ruß, aus dem das Rußprodukt von Beispiel 8 hergestellt wurde.

		Probe vor der Extraktion mit Solvens		nach Extraktion mit Solvens
Beispiel 20	Beschreibung der Probe	Gew.-% Ruß	Gew.-% Polymer	Gew.-% Rückstand	Gew.-% Extrakt
a	Polymer 2	0	100	0	100
b	Polymer 3	0	100	0	100
c	Rußprodukt von Beispiel 8	100	0	96,8	3,2
d	CB-2	100	0	100	0
e	Rußprodukt von Beispiel 18f	10	90	13,6	86,4
f	Rußprodukt von Beispiel 18g	10	90	12,6	87,4
g	Rußprodukt von Beispiel 18h	10	90	5,5	94,5
h	Rußprodukt von Beispiel 18i	10	90	6,5	93,5
i	Rußprodukt von Beispiel 18j	10	90	11,2	88,8
j	Rußprodukt von Beispiel 18k	10	90	12,7	87,3
k	Rußprodukt von Beispiel 181	10	90	5,7	94,3
l	Rußprodukt von Beispiel 18m	10	90	0,5	99,5

Diese Beispiele zeigen, dass wenn sowohl das amphiphile Polymer als auch der Ruß, der die entgegengesetzte Ladung trägt, in äquivalenten Mengen vorliegen, eine verbesserte Dispergierbarkeit in organischen Lösungsmitteln beobachtet wird (Beispiel 20l). Diese Beispiele zeigen auch, dass wenn das Polymer nicht amphiphil ist (wie in Beispiel 20g und Beispiel 20h, in denen kein Amin vorliegt und in Beispiel 20k, in dem keine Säure vorliegt) oder wenn der Ruß keine entgegengesetzte Ladung trägt (wie in den Beispielen 20e, 20f, 20i und 20j), dieser Effekt nicht zu sehen ist. Dies zeigt ein Verfahren zur Herstellung eines Rußprodukts, das in organischen Lösungsmitteln dispergieren kann.
Beispiel 21: Demonstration der Dispergierbarkeit von Rußprodukten in einem organischen Solvens

Gemäß der in Beispiel 19 beschriebenen Vorgehensweise wurden für das Rußprodukt von Beispiel 18n die folgenden Ergebnisse erhalten. Zusätzlich zu dem Rußprodukt wurden Kontrollproben mit demselben Verfahren analysiert. Hier ist Polymer 2 P(MMA/DMAEMA) (98,3/1,7) und CB-2 ist der Ruß, aus dem das Rußprodukt von Beispiel 8 hergestellt ist.

		Probe vor der Extraktion mit Solvens		nach Extraktion mit Solvens
Beispiel 20	Beschreibung der Probe	Gew.-% Ruß	Gew.-% Polymer	Gew.-% Rückstand	Gew.-% Extrakt
a	Polymer 2	0	100	0	100
c	Rußprodukt von Beispiel 8	100	0	96,8	3,2
d	CB-2	100	0	100	0
21	Rußprodukt von Beispiel 18n	10	90	0	100

Dieses Beispiel zeigt, dass dieses Verfahren auch in größeren Maßstäben wirksam ist.
Beispiel 22: Wirkung von Butylnicotinat
Eine Probe von 1 g des Produkts von Beispiel 8 wurde gemäß Beispiel 11 mit Butylnicotinat behandelt. Dieses Material flockte nicht aus. Eine UPA-Analyse der Partikelgröße zeigte, dass das Material immer noch gut dispergiert war, mittlerer Partikeldurchmesser 0,155 Mikron. Eine Probe dieser Lösung von etwa 2 ml wurde auf ein Blatt Kopierpapier aufgetragen und mit einem 3 mil Bird-Applikator abgezogen. Der Abstrich wurde 10–15 Minuten lang luftgetrocknet und die optische Dichte wurde mit 1,30 bestimmt. Der Abstrich wurde dann mit einem strahlentionisiertem Wasser gespült, bis kein schwarzes Pigment mehr ablief. Man ließ trocknen und die optische Dichte des mit Wasser gespülten Bereichs wurde mit 1,29 bestimmt. Es blieben also 99% der optischen Dichte erhalten. Die Ergebnisse für das Produkt von Beispiel 8 alleine betragen für nicht-gespülte und gespülte Bereiche 1,31 bzw. 1,18. In diesem Fall blieben lediglich 90% der optischen Dichte erhalten.
Diese Ergebnisse zeigen, dass die Zugabe eines kationischen Amphiphils zu einer dispergierten Lösung eines Rußproduktes wie desjenigen von Beispiel 8 die Eigenschaften des Rußproduktes selbst dann beeinträchtigen können, wenn in dem Verhalten der Lösung des Gemisches keine Veränderung vorlag.
Andere erfindungsgemäße Ausführungsformen sind dem Fachmann aus der Betrachtung der Beschreibung und der Durchführung der hier beschriebenen Erfindung ersichtlich. Die Beschreibung und die Beispiele sollen lediglich als beispielhaft angesehen werden.

Claims

Zusammensetzung, umfassend a) ein anionisches amphiphiles Ion und b) ein modifiziertes Kohlenstoffprodukt, das Kohlenstoff umfasst, an den mindestens eine organische Gruppe gebunden ist, wobei die mindestens eine organische Gruppe eine dem amphiphilen Ion entgegengesetzte Ladung aufweist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das amphiphile Ion ein Alkylsulfonat, ein Alkylbenzolsulfonat, ein Alkylsulfat, ein Sarcosin, ein Sulfosuccinat, ein Alkoholethoxylatsulfat, ein Alkoholethoxylatsulfonat, ein Alkylphosphat, ein alkylethoxyliertes Phosphat, ein ethoxyliertes Alkylphenolsulfat, ein Fettsäurecarboxylat, ein Taurat, ein Isethionat, ein Salz einer aliphatischen Carbonsäure oder ein Ion, das von einem Polymer, das eine Säuregruppe enthält, abgeleitet ist, ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 2, wobei das amphiphile Ion von Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumdodecylsulfat, Aerosol OT, einem Oleinsäuresalz, einem Rizinoleinsäuresalz, einem Myristinsäuresalz, einem Kapronsäuresalz, einem sulfonierten Polystyrol, Natrium-bis(2-ethylhexyl)sulfosuccinat oder einem Homo- oder Copolymer von Acrylsäure oder Methacrylsäure oder einem Salz davon abgeleitet ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 3, wobei das amphiphile Ion von Natrium-bis(2-ethylhexyl)sulfosuccinat abgeleitet ist.
Zusammensetzung, umfassend a) ein kationisches amphiphiles Ion, ausgewählt aus Ammoniumionen, die gebildet sind durch Zugabe einer Säure zu einem Fettsäureamin, einem Ester eines Aminoalkohols, einem Alkylamin, einem Polymer, das eine Aminfunktionalität aufweist, Anilinderivaten, einem Fettalkoholester einer Aminosäure, einem Polyamin, das mit einem Dialkylsuccinatester N-alkyliert ist, einem heterocyclischen Amin, einem von einem Fettsäureamin abgeleiteten Guanidin, einem von einem Alkylamin abgeleiteten Guanidin, einem von einem Arylamin abgeleiteten Guanidin, einem von einem Fettsäureamin abgeleiteten Amidin, einem von einer Fettsäure abgeleiteten Amidin, einem von einem Alkylamin abgeleiteten Amidin, einem von einem Arylamin abgeleiteten Amidin, einem Ester eines Aminodiols, einem Ester eines Aminotriols, einem Polyethylenimin, einem Polyvinylimidazol, einem Homo- oder Copolymer von Vinylpyridin, einem Polyvinylimidazol, gemischten Polymeren, die mindestens ein aminofunktionelles Monomer enthalten, einem Fettalkoholester von Asparaginsäure, einem Fettalkoholester von Glutaminsäure, einem Pyridinderivat, einem Imidazol, einem Imidazolin, oder einem Copolymer von Dimethylaminoethylmethacrylat und Methylmethacrylat; und b) ein modifiziertes Kohlenstoffprodukt, das Kohlenstoff umfasst, an den mindestens eine organische Gruppe gebunden ist, wobei die mindestens eine organische Gruppe eine dem amphiphilen Ion entgegengesetzte Ladung aufweist.
Zusammensetzung, umfassend: a) ein kationisches amphiphiles Ion und b) ein modifiziertes Kohlenstoffprodukt, das Kohlenstoff umfasst, an den mindestens eine organische Gruppe gebunden ist, wobei die mindestens eine organische Gruppe eine dem amphiphilen Ion entgegengesetzte Ladung aufweist, wobei die organische Gruppe umfasst: i) mindestens eine aromatische Gruppe oder mindestens eine C₁-C₁₂-Alkylgruppe; und ii) mindestens eine ionische Gruppe, mindestens eine ionisierbare Gruppe oder ein Gemisch aus einer ionischen Gruppe und einer ionisierbaren Gruppe, wobei die mindestens eine aromatische Gruppe der organischen Gruppe an den Kohlenstoff direkt gebunden ist und wobei die mindestens eine C₁-C₁₂-Alkylgruppe der organischen Gruppe an den Kohlenstoff direkt gebunden ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 6, wobei das amphiphile Ion ein Ammoniumion ist, das gebildet ist durch Zugabe einer Säure zu einem Fettsäureamin, einem Ester eines Aminoalkohols, einem Alkylamin, einem Polymer, das eine Aminfunktionalität aufweist, Anilin und Derivaten davon, einem Fettalkoholester einer Aminosäure, einem Polyamin, das mit einem Dialkylsuccinatester N-alkyliert ist, einem heterocyclischen Amin, einem von einem Fettsäureamin abgeleiteten Guanidin, einem von einem Alkylamin abgeleiteten Guanidin, einem von einem Arylamin abgeleiteten Guanidin, einem von einem Fettsäureamin abgeleiteten Amidin, einem von einer Fettsäure abgeleiteten Amidin, einem von einem Alkylamin abgeleiteten Amidin oder einem von einem Arylamin abgeleiteten Amidin.
Zusammensetzung nach Anspruch 6, wobei das amphiphile Ion ein Ammoniumion ist, das gebildet ist durch Zugabe einer Säure zu einem Ester eines Aminodiols, einem Ester eines Aminotriols, einem Polyethylenimin, einem Polyvinylimidazol, einem Homo- oder Copolymer von Vinylpyridin, einem Polyvinylimidazol, gemischten Polymeren, die mindestens ein aminofunktionelles Monomer enthalten, einem Fettalkoholester von Asparaginsäure, einem Fettalkoholester von Glutaminsäure, einem Pyridinderivat, einem Imidazol oder einem Imidazolin.
Zusammensetzung nach Anspruch 5 oder 8, wobei das amphiphile Ion ein Ammoniumion ist, das gebildet ist durch Zugabe einer Säure zu einem Fettalkoholester von Glutaminsäure.
Zusammensetzung nach Anspruch 6, wobei das amphiphile Ion ein Ammoniumion ist, das durch Zugabe einer Säure zu einem Copolymer von Dimethylaminoethylmethacrylat und Methylmethacrylat gebildet ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 5 oder 8, wobei das amphiphile Ion ein Ammoniumion ist, das durch Zugabe einer Säure zu Di(myristyl)glutamat gebildet ist.
Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1, 5 oder 6, wobei der Kohlenstoff Ruß, Graphit, glasartiger Kohlenstoff, Kohlenstofffaser, fein zerteilter Kohlenstoff, aktivierte Holzkohle oder Gemische davon ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 12, wobei der Kohlenstoff Ruß ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 5, wobei die organische Gruppe umfasst: a) mindestens eine aromatische Gruppe oder mindestens eine C₁-C₁₂-Alkylgruppe und b) mindestens eine ionische Gruppe, mindestens eine ionisierbare Gruppe oder ein Gemisch aus einer ionischen Gruppe und einer ionisierbaren Gruppe, wobei die mindestens eine aromatische Gruppe der organischen Gruppe an den Kohlenstoff direkt gebunden ist und wobei die mindestens eine C₁-C₁₂-Alkylgruppe der organischen Gruppe an den Kohlenstoff direkt gebunden ist.
Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1, 5 oder 6, wobei die organische Gruppe ein Carboxylat, ein Sulfonat oder ein quaternäres Ammoniumion enthält.
Zusammensetzung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die organische Gruppe C₆H₄SO₃ ^–. oder C₆H₄CO₂ ^– ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die organische Gruppe p-C₆H₄SO₃ ^– ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 5 oder 6, wobei die organische Gruppe C₆H₄CO₂ ^– ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die organische Gruppe C₆H₄NC₅H₅ ⁺ oder C₆H₄N(CH₃)₃ ⁺ ist.
Wässrige Tintenzusammensetzung, die ein wässriges Vehikel und die Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1, 5 oder 6 umfasst.
Beschichtungszusammensetzung, die ein wässriges Vehikel und eine Zusammensetzung, umfassend a) ein amphiphiles Ion und b) ein modifiziertes Kohlenstoffprodukt, das Kohlenstoff umfasst, an den mindestens eine organische Gruppe gebunden ist, wobei die mindestens eine organische Gruppe eine dem amphiphilen Ion entgegengesetzte Ladung aufweist, umfasst.
Nichtwässrige Tintenzusammensetzung, die ein nichtwässriges Vehikel und eine Zusammensetzung, umfassend a) ein amphiphiles Ion und b) ein modifiziertes Kohlenstoffprodukt, das Kohlenstoff umfasst, an den mindestens eine organische Gruppe gebunden ist, wobei die mindestens eine organische Gruppe eine dem amphiphilen Ion entgegengesetzte Ladung aufweist, umfasst.
Nichtwässrige Beschichtungszusammensetzung, die ein nichtwässriges Vehikel und Zusammensetzung, umfassend a) ein amphiphiles Ion und b) ein modifiziertes Kohlenstoffprodukt, das Kohlenstoff umfasst, an den mindestens eine organische Gruppe ge bunden ist, wobei die mindestens eine organische Gruppe eine dem amphiphilen Ion entgegengesetzte Ladung aufweist, umfasst.
Nichtwässrige Tintenstrahltintenzusammensetzung, die ein Vehikel und eine Zusammensetzung, umfassend a) ein amphiphiles Ion und b) ein modifiziertes Kohlenstoffprodukt, das Kohlenstoff umfasst, an den mindestens eine organische Gruppe gebunden ist, wobei die mindestens eine organische Gruppe eine dem amphiphilen Ion entgegengesetzte Ladung aufweist, umfasst.
Wässrige Tintenstrahltinten-Emulsionszusammensetzung, die ein Solvens, Wasser und Zusammensetzung, umfassend a) ein amphiphiles Ion und b) ein modifiziertes Kohlenstoffprodukt, das Kohlenstoff umfasst, an den mindestens eine organische Gruppe gebunden ist, wobei die mindestens eine organische Gruppe eine dem amphiphilen Ion entgegengesetzte Ladung aufweist, umfasst.
Wässrige Tintenstrahltinten-Emulsionszusammensetzung nach Anspruch 25, die darüber hinaus ein Surfactant umfasst.
Suspension, die die Zusammensetzung der Ansprüche 1, 5 oder 6 und einen Träger oder ein flüssiges Vehikel umfasst.