DE69534009T2

DE69534009T2 - Wässrige tinten und beschichtungen enthaltend kohlenstoffprodukte

Info

Publication number: DE69534009T2
Application number: DE69534009T
Authority: DE
Inventors: A. James BELMONT
Original assignee: Cabot Corp
Current assignee: Cabot Corp
Priority date: 1994-12-15
Filing date: 1995-12-14
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2015-12-15
Also published as: MX9704384A; NZ298988A; PL320731A1; IL116379A; AU4472096A; NO972737D0; RU2173326C2; YU49177B; RO120143B1; PL182912B1; KR987000385A; SI9520129A; IL116379A0; EP0797637A1; YU76995A; ATE288946T1; WO1996018696A1; EP0797637B1; TR199501579A2; CN1175272A

Description

Diese Erfindung betrifft wässrige Tinten und Überzüge, die ein modifiziertes Kohlenstoffprodukt enthalten.
Es gibt verschiedene Klassifikationen von Tinten, die gegenwärtig verwendet werden. Diese Kategorien beinhalten Drucktinten, UV-härtbare Tinten, Kugelschreibertinten und Stempelkissen- oder Markierungstinten. Grundlegend können Tinten aus vier hauptsächliche Materialkategorien zusammengesetzt sein. Diese sind Farbmittel, Träger oder Lacke, Additive und Lösungsmittel.
Insbesondere liefern Farbmittel, die Pigmente, Toner und Farbstoffe einschließen, den Farbkontrast mit dem Substrat. Träger oder Lacke wirken als Träger für die Farbmittel während des Druckbetriebs. Durch das Trocknen binden die Träger die Farbmittel zu dem Substrat. Additive beeinflussen die Druckfähigkeit, die Filmeigenschaften, die Trocknungsgeschwindigkeit und die Eigenschaften der Endverwendung. Letztlich werden Lösungsmittel neben einer Teilnahme bei der Bildung der Träger dazu verwendet, um die Tintenviskosität zu verringern und die Leichtigkeit der Trocknung und um die Harzfähigkeit einzustellen. Im Allgemeinen werden die Bestandteile dieser vier Klassen gemäß der gewünschten Formulierungen ausgewogen, gemischt und gemeinsam oder getrennt voneinander gemahlen (d. h. dispergiert).
Gegenwärtig sind vorherrschend schwarze Pigmente Ruße, wie Ofenruße, die als die Farbmittel entweder in trockener, pulverförmiger Form, als eine geflushter Paste oder als eine flüssige Konzentratform verwendet werden. Die geflushte Paste und die flüssige Konzentratform sind wirtschaftlicher, da sie ein Minimum an Dispergieraufwand benötigen. Im Allgemeinen beeinflusst die Form des Farbmittels den Farbton, die Haltbarkeit, die Masse, das Deckvermögen, den Glanz, die Rheologie, die Endverwendung und die Druckqualität.
Im Allgemeinen können Tinten durch Buchdruck, lithografisch, flexografisch, Gravur, Seidenschirm, Schablone, Duplizieren und elektrostatisch aufgebracht werden. Folglich können die Tinten bei Endverwendungen wie Zeitungen, Publikationen, kommerziellen Anwendungen, Faltkartons, Büchern, Wellboxen, Papiertüten, Einwickelpapier, Etiketten, Metallcontainern, Kunststoffcontainern, Kunststofffilmen, Folien, Laminaten, Lebensmitteleinlagen, Hygienepapier, Textilien und ähnlichen gefunden werden. McGraw-Hill's Encyclopedia of Science and Technology, Band 7, Seiten 159–164 liefert weitere Ausführungen bezüglich der Arten der verfügbaren Tinten und ihren Verwendungen.
Sogar mit den Tinten, die handelsüblich erhältlich sind, besteht noch ein Bedürfnis, Tinten zur Verfügung zu stellen, die einfacher hergestellt werden können.
Überzüge werden für dekorative, schützende und funktionelle Behandlungen von vielen Arten von Oberflächen verwendet. Diese Oberflächen beinhalten Spulen, Metalle, Geräte, Möbel, Hartfaserplatten, Holz und Sperrholz, Marine, Wartung, Autos, Dosen und Kartons. Manche Überzüge, wie jene auf Unterwasserrohrleitungen, sind für schützende Zwecke. Andere, wie äußere Automobilüberzüge, erfüllen sowohl dekorative als auch schützende Funktionen. Noch andere liefern eine Reibungskontrolle auf Bootdecks oder Autositzen. Manche Überzüge kontrollieren die Fäulnis von Schiffsunterseiten, andere schützen Lebensmittel und Getränke in Dosen. Siliziumchips, Leiterplatten, Überzüge auf Hohlkabelfasern zur Signalübermittlung und magnetische Überzüge auf Videobändern und Computerdisketten gehören zu den sogenannten Hi-Tech-Anwendungen für Überzüge.
Jedes Jahr werden zehntausende Überzugsarten hergestellt. Im Allgemeinen sind sie aus einem oder mehreren Bindemitteln, z. B. Harzen oder Polymeren, und wenigstens einem Lösungsmittel, einem oder mehreren Pigmenten und wahlweise mehreren Additiven zusammengesetzt. Die meisten Überzüge werden als Flüssigkeiten hergestellt und aufgetragen und werden zu „festen" Filmen nach dem Auftragen auf dem Substrat umgewandelt.
Pigmente und Überzüge liefern das Deckvermögen und die Farbe. Der Pigmentgehalt bestimmt den Glanz des Endfilms und kann wichtige Wirkungen auf seine mechanischen Eigenschaft besitzen. Manche Pigmente hemmen sogar eine Korrosion. Weiterhin beeinflussen Pigmente die Viskosität und erhöhen die Auftrageigenschaften des Überzugs. Eine wichtige Variable, die die Eigenschaften der Pigmente bestimmt, ist ihre Partikelgröße und die Partikelgrößenverteilung. Verfahren zur Herstellung von Pigmenten sind so ausgelegt, dass die Partikelgröße und die Partikelgrößenverteilung so ist, dass sie den besten Kompromiss der Partikel für das Pigment liefern. Bei der Herstellung von Überzügen ist es erwünscht, das Pigment auf eine solche Weise zu dispergieren, dass eine stabile Dispersion erreicht wird, bei der die meisten, wenn nicht alle Pigmentpartikel in die einzelnen Partikel getrennt werden, die für das Produkt durch die Pigmenthersteller vorgesehen sind. Die Dispersion des Pigments beinhaltet ein Benetzen, eine Trennung und eine Stabilisierung.
Es gibt drei Kategorien von Trägern: jene, bei denen das Bindemittel in Wasser löslich ist, jene, bei denen es kolloidal dispergiert ist, und jene, bei denen es emulgiert ist, um einen Latex zu bilden. Oberflächenüberzugszusammensetzungen sind üblicherweise mehr oder weniger viskose Flüssigkeiten mit drei grundsätzlichen Komponenten: einer filmbildenden Substanz oder einer Kombination von Substanzen, was als Bindemittel bezeichnet wird, einem Pigment oder einer Kombination von Pigmenten und einer flüchtigen Flüssigkeit. Die Kombination des Bindemittels und der flüchtigen Flüssigkeit wird als Träger bezeichnet und kann eine Lösung oder eine Dispersion von feinen Bindemittelpartikeln in einem Nichtlösungsmittel sein. Pigmente sind fein verteilte, unlösliche, feste Partikel, die in dem Überzugsträger dispergiert sind und über das Bindemittel in dem Endfilm verteilt sind. Oberflächenaktive Mittel werden als Pigmentdispergiermittel verwendet. Die Komponenten und die Herstellung von wässrigen Überzügen werden weiter, in der Concised Encyclopedia of Polymers, Science and Engineering, Seiten 160–171 (1990) erläutert.
US-A-2,867,540 offenbart (Anspruch 10 und Spalte 1, Zeilen 15–17 und 23–29 und die Beispiele) eine wässrige Dispersion von Wasser und einem mit Wasser benetzbaren Ruß, das erhalten wird durch die Reaktion von Sauerstoff mit einem Gemisch von Ruß und einem Amin (z. B. Dibutylamin). Die Modifikation des Rußes verbessert die Benetzbarkeit und die Mischeigenschaften.
Weiterhin wird offenbart (Spalte 1, Zeilen 35–39 und Zeilen 55–63), dass das modifizierte Ruß, das leicht benetzbar ist, bei der Herstellung von Dispersionen zur Verwendung in Wasser verwendet wird (z. B. wässrigen Systemen, wie bei der Herstellung von Vormischungen auf der Basis von synthetischen Gummilatexen, bei der Herstellung von im Wasser dispergierbaren Farben, bei Tinten oder bei Überzugszusammensetzungen).
GB-A-1 191 872 offenbart (Anspruch 12) eine wässrige Dispersion, die hergestellt wird durch Behandeln einer Ruß-synthetischen Harzzusammensetzung, die ein Polymer umfasst, das 10–100 Mol-% polymerisierte alpha,beta-ungesättigte Carbonsäure in einem wässrigen Medium enthält, mit Ammoniak oder einem wasserlöslichen Amin.
Database WPI, Sektion Ch, Woche 8214, Derwent Publications Ltd., London, GB; Klasse A97, AN 82-28019E & SU-A-834062, 30.05.81 offenbart eine Drucktinte (Penetrations- oder flexografische Drucktinten), umfassend
ein Copolymer von Methacrylsäure, Butylacrylat und Methylmethacrylat,
ein Kondensat von Naphthalinsulfonsäuren und Formaldehyd,
eine Lösung von malenisiertem Harzester, das mit Pentaerythrit modifiziert ist und in Methanol oder Isopropanol gelöst ist, Ruß mit einer spezifischen Oberfläche von 50–130 m²/g, das oxidiert wurde und mit p-Phenylendiamin oder Aminophenol behandelt wurde,
1,4-Butanol und
Wasser.
US-A-3,528,840 offenbart (Anspruch 1, Spalte 1, Zeilen 46–51 und Spalte 2, Zeilen 4–8) Ein sulfoniertes Ruß, das hergestellt wird durch chemische Modifikation von Ruß mit Ammoniumsulfat oder Ammoniumsulfit. Dieses modifizierte Ruß ist brauchbar bei Zusammensetzungen, die eine Wasserbasis benötigen, da die Sulfongruppen an der Oberfäche des Rußes, das Ruß in eine hydrophile Substanz umwandeln.
US-A-2,793,100 offenbart (Spalte 1, Zeile 47, Spalte 2, Zeilen 14–19 und 55–65 und Anspruch 1) die Herstellung von modifiziertem Ruß durch Erwärmen von Ruß in Wasser mit einem Azoisobutyronitril. Ebenfalls geeignet sind Diazoverbindungen. Das modifizierte Kohlenstoffprodukt ist brauchbar bei Drucktinten.
Weiterhin ist aus der WO-A-9213983 bekannt, ein modifiziertes Kohlenstoff enthaltendes Material durch eine elektrochemische Reduktion von Diazoniumsalzen herzustellen, so dass die aromatische Gruppe der Diazoniumverbindung zu dem Kohlenstoff enthaltenden Material gebunden ist.
„Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie", 4. Auflage; 1977, Verlag Chemie, Band 14, Seiten 635–636 offenbart (Formel (1)) funktionelle Gruppen, die an die Rußoberfläche adsorbiert sind. Jedoch werden diese Gruppen durch Extraktion mit kochendem Toluol oder ähnlichen Lösungsmitteln über einen Zeitraum von mehreren Stunden entfernt.
Es besteht noch das Bedürfnis für wässrige Überzüge, die auf mehr oder weniger einfache Weise für wässrige Tinten und Überzüge hergestellt werden können. Das Lösungsmittel ist oder enthält Wasser.
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung eine wässrige Tintenzusammensetzung oder eine wässrige Überzugszusammensetzung, umfassend Wasser und ein modifiziertes Kohlenstoffprodukt, umfassend eine an den Kohlenstoff gebundene organische Gruppe, wie sie in Ansprüchen 1 bis 9 definiert ist. Die organische Gruppe ist mit einer ionischen oder einer ionisierbaren Gruppe substituiert. Kohlenstoff, wie er hier verwendet wird, ist in der Lage, mit einem Diazoniumsalz zu reagieren, um das vorstehend genannte modifizierte Kohlenstoffprodukt zu bilden. Der Kohlenstoff kann kristalliner oder amorpher Art sein. Beispiele davon beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein, Graphit, Ruß, glasartigen Kohlenstoff, feinverteilten Kohlenstoff, Aktivkohle und Mischungen davon. Fein verteilte Formen der vorstehend genannten Beispiele sind bevorzugt.
Die organische Gruppe umfasst a) wenigstens eine aromatische Gruppe und b) wenigstens eine ionische Gruppe, wenigstens eine ionisierbare Gruppe oder eine Mischung einer ionischen Gruppe und einer ionisierbaren Gruppe. Die organische Gruppe mit einer aromatischen Gruppe ist direkt zu dem Kohlenstoff durch die aromatische Gruppe gebunden.
Alternativ umfasst die organische Gruppe des modifizierten Kohlenstoffprodukts a) wenigstens eine C₁-C₁₂ substituierte oder nicht substituierte Alkylgruppe und b) wenigstens eine ionische Gruppe, wenigstens eine ionisierbare Gruppe oder eine Mischung einer ionischen Gruppe und einer ionisierbaren Gruppe.
Die erfindungsgemäßen wässrigen Tinten und Überzüge bieten eine gewünschte Dispersionsstabilität, Druckqualität und optische Bilddichte.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung einer wässrigen Zusammensetzung, umfassend Wasser und ein modifiziertes Kohlenstoffprodukt, das durch die Reaktion eines Kohlenstoffprodukts mit einem Diazoniumsalz erhältlich ist, wobei das modifizierte Kohlenstoffprodukt wenigstens eine an den Kohlenstoff gebundene organische Gruppe besitzt, wobei die organische Gruppe mit einer ionischen oder ionisierbaren Gruppe substituiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Gruppe mindestens eine aromatische Gruppe oder mindestens eine C₁-C₁₂-Alkylgruppe umfasst, wobei die mindestens eine aromatische Gruppe direkt an den Kohlenstoff gebunden ist, als eine wässrige Tintenzusammensetzung oder eine wässrige Überzugszusammensetzung.
Die folgende Beschreibung führt zusätzliche Merkmale und Vorteile der Erfindung aus. Diese Funktionen werden aus dieser Beschreibung ersichtlich oder können durch die Umsetzung der Erfindung, wie sie beschrieben wird, erfahren werden. Die Aufgaben und andere Vorteile werden erreicht und erhalten durch die Verfahren, Produkte und Zusammensetzungen, die in der nachfolgenden Beschreibung und den angefügten Ansprüchen besonders ausgeführt werden.
Ausführliche Beschreibung
Kohlenstoff, wie er hier verwendet wird, ist in der Lage, mit einem Diazoniumsalz zu reagieren, um das vorstehend genannte modifizierte Kohlenstoffprodukt zu bilden. Der Kohlenstoff kann kristalliner oder amorpher Art sein. Beispiele beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein, Graphit, Ruß, glasartigen Kohlenstoff, Aktivkohle, feinverteilten Kohlenstoff und Mischungen davon. Fein verteilte Formen der vorgenannten Beispiele sind bevorzugt.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine wässrige Tinten- und Überzugszusammensetzung, umfassend einen wässrigen Träger und das modifizierte Kohlenstoffprodukt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kohlenstoffpigmenten sind die modifizierten Kohlenstoffprodukte zur Verwendung in der erfindungsgemäßen Tinte oder dem erfindungsgemäßen Überzug nicht schwer in einem wässrigen Träger zu dispergieren. Die modifizierten Kohlenstoffprodukte benötigen nicht notwendigerweise herkömmliche Mahlverfahren, noch werden notwendigerweise Dispergiermittel benötigt, um eine brauchbare Tinte oder einen brauchbaren Überzug zu erhalten. Vorzugsweise benötigen die modifizierten Kohlenstoffprodukte nur ein Verrühren oder Vermischen mit geringerer Reibung, um einfach das Pigment in Wasser zu dispergieren.
Die Kohlenstoffprodukte können durch Reagieren von Kohlenstoff, wie vorstehend definiert, mit einem Diazoniumsalz in einem flüssigen Reaktionsmedium, hergestellt werden, um wenigstens eine organische Gruppe an die Oberfläche des Kohlenstoffs zu binden. Bevorzugte Reaktionsmedien beinhalten Wasser, ein beliebiges Medium, enthaltend Wasser, und ein beliebiges Medium, enthaltend Alkohol. Wasser ist das am meisten bevorzugte Medium. Diese modifizierten Kohlenstoffprodukte, wobei der Kohlenstoff Ruß ist, und bevorzugte Verfahren zur ihrer Herstellung werden in der EP-A-799281 mit dem Titel „Reaction of Carbon Black with Diazonium Salts, Resultant Carbon Black Products and Their Uses" beschrieben. Diese modifizierten Kohlenstoffprodukte, wobei Kohlenstoff nicht Ruß ist, und verschiedene Verfahren zu ihrer Herstellung werden in der EP-A-799282 mit dem Titel „Reaction of Carbon Materials With Diazonium Salts and Resultant Carbon Products" beschrieben.
Um die vorstehend genannten modifizierten Kohlenstoffprodukte herzustellen, muss das Diazoniumsalz nur ausreichend stabil sein, um die Reaktion mit dem Kohlenstoff zu erlauben. Folglich kann die Reaktion mit einigen Diazoniumsalzen durchgeführt werden, die sonst als instabil gelten und zur Zersetzung neigen. Manche Zersetzungsprozesse können mit der Reaktion zwischen dem Kohlenstoff und dem Diazoniumsalz konkurrieren und können die Gesamtanzahl der organischen Gruppen, die an dem Kohlenstoff gebunden sind, verringern. Weiterhin kann eine Reaktion bei erhöhten Temperaturen durchgeführt werden, wobei viele Diazoniumsalze zur Zersetzung neigen. Erhöhte Temperaturen können auch vorteilhafterweise die Löslichkeit des Diazoniumsalzes in dem Reaktionsmedium erhöhen und können die Handhabung während des Verfahrens verbessern. Jedoch können erhöhte Temperaturen zu einem teilweisen Verlust des Diazoniumsalzes durch andere Zersetzungsprozesse führen.
Das Ruß kann mit einem Diazoniumsalz reagiert werden, wenn es als eine verdünnte, einfach rührbare, wässrige Aufschlämmung oder in Gegenwart einer ordentlichen Menge von Wasser zur Bildung von Rußpellets vorliegt. Falls erwünscht, können Rußpellets gebildet werden unter Verwendung einer herkömmlichen Pelletiertechnologie. Ein anderer Kohlenstoff kann auf ähnliche Weise mit dem Diazoniumsalz reagiert werden. Zusätzlich, wenn modifizerte Kohlenstoffprodukte unter Verwendung von Kohlenstoff außer Ruß zur Verwendung in wässrigen Tinten und Überzügen verwendet werden, dann sollte der Kohlenstoff vorzugsweise vor der Reaktion mit dem Diazoniumsalz zu einer feinen Partikelgröße zermahlen werden, um eine unerwünschte Ausfällung in der Tinte zu vermeiden. Die organischen Gruppen, die an den Kohlenstoff gebunden werden 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, eine ionische Gruppe in dem Verwendungsmedium zu bilden. Die ionische Gruppe kann eine anionische Gruppe oder eine kationischen Gruppe sein und die ionisierbare Gruppe kann ein Anion oder ein Kation bilden.
Ionisierbare funktionelle Gruppen, die Anionen bilden, beinhalten beispielsweise saure Gruppen oder Salze von sauren Gruppen. Organische Gruppen beinhalten daher Gruppen, die von organischen Säuren abgeleitet sind. Vorzugsweise, wenn sie eine ionisierbare Gruppe enthält, die ein Anion bildet, dann kann eine derartige organische Gruppe besitzen a) eine aromatische Gruppe oder eine C₁-C₁₂ substituierte oder nicht substituierte Alkylgruppe und b) wenigstens eine saure Gruppe mit einem pKa von weniger als 11, oder wenigstens ein Salz einer sauren Gruppe mit einem pKa mit weniger als 11, oder ein Gemisch von wenigstens einer sauren Gruppe mit einem pKa von weniger als 11 und wenigstens einem Salz einer sauren Gruppe mit einem pKa von weniger als 11. Der pKa der sauren Gruppe bezieht sich auf den pKa der organischen Gruppe als Ganzes, und nicht nur auf den des sauren Bestandteils. Noch bevorzugter beträgt der pKa weniger als 10 und am meisten bevorzugt weniger als 9. Vorzugsweise ist die aromatische Gruppe oder die Alkylgruppe der organischen Gruppe direkt zu dem Kohlenstoff gebunden. Die aromatische Gruppe kann weiter substituiert oder nicht substituiert sein, z. B. mit Alkylgruppen. Die C₁-C₂-Alkylgruppe kann verzweigt oder nicht verzweigt sein und ist vorzugsweise Ethyl. Noch bevorzugter ist die organische Gruppe eine Phenyl- oder Naphthylgruppe und die saure Gruppe ist eine Sulfonsäuregruppe, eine Sulfinsäuregruppe, eine Phosphonsäuregruppe oder eine Carbonsäuregruppe. Beispiele beinhalten -COOH, -SO₃H und -PO₃H₂, -SO₂NH₂, -SO₂NHCOR, und ihre Salze, z. B. -COONa, -COOK, -COO^–NR₄ ⁺, -SO₃Na, -HPO₃Na, -SO₃ ^–NR₄ ⁺ und PO₃Na₂, wobei 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 nicht substituierte Sulfophenylgruppe oder ein Salz davon; eine substituierte oder nicht substituierte (Polysulfo)phenylgruppe oder ein Salz davon; eine substituierte oder nicht substituierte Sulfonaphthylgruppe oder ein Salz davon; oder eine substituierte oder nicht substituierte (Polysulfo)naphthylgruppe oder ein Salz davon. Eine bevorzugte substituierte Sulfophenylgruppe ist eine Hydroxysulfophenylgruppe oder ein Salz davon.
Spezielle organische Gruppen mit einer ionisierbaren funktionellen Gruppe, die ein Anion bilden, sind p-Sulfophenyl, 4-Hydroxy-3-sulfophenyl und 2-Sulfoethyl.
Amine stellen Beispiele von ionisierbaren funktionellen Gruppen dar, die kationische Gruppen bilden, und sie können zu den gleichen organischen Gruppen gebunden sein, wie sie vorstehend für die ionisierbaren Gruppen diskutiert werden, die Anionen bilden.
Zum Beispiel können Amine protoniert werden, um Ammoniumgruppen in sauren Medien zu bilden. Vorzugsweise besitzt eine organische Gruppe mit einem Aminsubstituenten einen pKb von weniger als 5. Quartäre Ammoniumgruppen (-NR₃ ⁺) und quartäre Phosphoniumgruppen (-PR₃ ⁺) stellen auch Beispiele von kationischen Gruppen dar und können zu den gleichen organischen Gruppen, wie sie vorstehend für die ionisierbaren Gruppen, die Anionen bilden, diskutiert werden, gebunden werden. Vorzugsweise enthält die organische Gruppe eine aromatische Gruppe, wie eine Phenyl- oder Naphthylgruppe und eine quartäre Ammonium- oder eine quartäre Phosphoniumgruppe. Die aromatische Gruppe ist vorzugsweise direkt zu dem Kohlenstoff gebunden. Quartärnisierte zyklische Amine und quartärnisierte aromatische Amine können auch als die organische Gruppe verwendet werden. Folglich können N-substituierte Pyridiniumverbindungen wie N-Methyl-pyridyl in diesem Zusammenhang verwendet werden. Beispiele von organischen Gruppen beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein, (C₅H₄N)C₂H₅ ⁺, C₆H₄(NC₅H₅)⁺, C₆H₄COCH₂N(CH₃)₃ ⁺, C₆H₄COCH₂(NC₅H₅)⁺, (C₅H₄N)CH₃ ⁺ und C₆H₄CH₂N(CH₃)₃ ⁺.
Ein Vorteil der modifizierten Kohlenstoffprodukte mit einer daran gebundenen organischen Gruppe, die mit einer ionischen oder ionisierbaren Gruppe substituiert ist, liegt darin, dass die modifizierten Kohlenstoffprodukte eine erhöhte Wasserdispergierbarkeit relativ zu dem entsprechenden unbehandelten Kohlenstoff besitzen können. Im Allgemeinen erhöht sich die Wasserdispergierbarkeit der modifizierten Kohlenstoffprodukte mit der Anzahl der organischen Gruppen mit einer ionisierbaren Gruppe, die zu dem Kohlenstoff gebunden sind, oder mit der Anzahl der ionisierbaren Gruppen, die zu einer entsprechenden organischen Gruppe gebunden sind. Folglich sollte eine Erhöhung der Anzahl der ionisierbaren Gruppen bei den modifizierten Kohlenstoffprodukten ihre Wasserdispergierbarkeit erhöhen und sollte die Wasserdispergierbarkeit auf ein erwünschtes Niveau einstellen. Es wird angemerkt, dass die Wasserdispergierbarkeit der modifizierten Kohlenstoffprodukte, enthaltend ein Amin als die organische Gruppe, die zu dem Kohlenstoff gebunden ist, durch Ansäuern des wässrigen Trägers erhöht werden kann.
Da die Wasserdispergierbarkeit der modifizierten Kohlenstoffprodukte zu einem gewissen Ausmaß von der Ladungsstabilisierung abhängt, ist es bevorzugt, dass die Ionenstärke des wässrigen Mediums weniger als 0,1 Molar ist. Noch bevorzugter ist die Ionenstärke weniger als 0,01 Molar. Es ist bevorzugt, dass das modifizierte Kohlenstoffprodukt der vorliegenden Erfindung keine Nebenprodukte oder Salze enthält.
Wenn die wasserdispergierbaren modifizierten Kohlenstoffprodukte, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, hergestellt werden, ist es bevorzugt, dass die ionischen oder ionisierbaren Gruppen in dem Reaktionsmedium ionisiert werden. Die erhaltene Produktdispersion oder -aufschlämmung kann wie sie ist verwendet werden oder vor der Verwendung verdünnt werden. Alternativ können die modifizierten Kohlenstoffprodukte durch Methoden, wie sie bei herkömmlichen Rußen verwendet werden, getrocknet werden. Diese Methoden beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein, ein Trocknen in Öfen und Drehöfen. Ein übermäßiges Trocknen kann jedoch einen Verlust des Grades der Wasserdispergierbarkeit verursachen. Wenn die vorstehend genannten modifizierten Kohlenstoffprodukte nicht in dem wässrigen Träger auf einfache Weise wie erwünscht dispergieren, dann können die modifizierten Kohlenstoffprodukte unter Verwendung von herkömmlich bekannten Methoden, wie Vermahlen oder Zermahlen, dispergiert werden.
Die modifizierten Rußprodukte zur Verwendung in dieser Erfindung sind besonders brauchbar bei wässrigen Tintenformulierungen. Folglich liefert die Erfindung eine verbesserte Tintenzusammensetzung, umfassend Wasser und ein modifiziertes Kohlenstoffprodukt gemäß der Erfindung. Weitere bekannte wässrige Tintenadditive können in die wässrige Tintenformulierung eingearbeitet werden.
Im Allgemeinen kann eine Tinte aus vier grundsätzlichen Bestandteilen bestehen: (1) einem Farbmittel oder Pigment, (2) einem Träger oder Lack, was als ein Träger während des Druckens wirkt, (3) Additiven, um die Druckfähigkeit, das Trocknen und ähnliche zu verbessern, und (4) Lösungsmittel, um die Viskosität, das Trocknen und die Kompatibilität mit anderen Tintenkomponenten einzustellen. Für eine allgemeine Diskussion bezüglich der Eigenschaften, der Herstellung und den Verwendungen von wässrigen Tinten siehe The Printing Manual, 5. Auflage, Leach et al., Verleger (Chapman and Hall, 1993). Verschiedene wässrige Tintenzusammensetzungen werden ebenfalls beispielsweise in den US-Patenten Nr. 2,833,736, 3,607,813, 4,104,833, 4,308,061, 4,770,706 und 5,026,755 offenbart.
Die modifizierten Kohlenstoffprodukte der Erfindung können entweder als eine Vordispersion oder als ein Feststoff in einer wässrigen Tintenformulierung unter Verwendung von herkömmlichen Methoden eingearbeitet werden. Die Verwendung eines wasserdispergierbaren modifizierten Kohlenstoffprodukts der Erfindung liefert einen entschei denden Vorteil und Kosteneinsparungen durch die Verringerung oder Vermeidung der Mahlschritte, die im allgemeinen mit anderen herkömmlichen Rußen verwendet werden.
Flexografische Tinten stellen eine Gruppe von wässrigen Tintenzusammensetzungen dar. Flexografische Tinten beinhalten im allgemeinen ein Farbmittel, ein Bindemittel und ein Lösungsmittel. Die modifizierten Kohlenstoffprodukte der Erfindung sind als flexografische Tintenfarbmittel brauchbar. Beispiel 3 zeigt die Verwendung eines modifizierten Kohlenstoffproduktes der Erfindung in einer wässrigen flexografischen Tintenzusammensetzung.
Die modifizierten Kohlenstoffprodukte der Erfindung können in den wässrigen neuen Tinten verwendet werden. Zum Beispiel können die wässrigen neuen Tintenzusammensetzungen Wasser, die modifizierten Kohlenstoffprodukte der Erfindung, ein Harz und herkömmliche Additive, wie Antischaumadditive oder ein oberflächenaktives Mittel, umfassen.
Die modifizierten Kohlenstoffprodukte der Erfindung können ebenfalls in wässrigen Überzugzusammensetzungen, wie Anstrichfarben und Deckanstrichen, verwendet werden: Folglich ist eine Ausführungsform der Erfindung eine verbesserte wässrige Überzugzusammensetzung, umfassend Wasser, Harz und ein modifiziertes Kohlenstoffprodukt gemäß der Erfindung. Weitere bekannte wässrige Überzugsadditive können in die wässrige Überzugszusammensetzung eingearbeitet werden, siehe z. B. McGraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology, 5. Auflage (McGraw-Hill, 1982). Siehe ebenfalls US-Patente Nr. 5,051,464, 5,319,044, 5,204,404, 5,051,464, 4,692,481, 5,356,973, 5,314,945, 5,266,406 und 5,266,361.
Die modifizierten Kohlenstoffprodukte der Erfindung können entweder als eine Vordispersion oder als ein Feststoff in einer wässrigen Überzugszusammensetzung unter Verwendung von herkömmlichen Methoden eingearbeitet werden. Die Verwendung eines wasserdispergierbaren Kohlenstoffprodukts liefert einen entscheidenden Vorteil und Kosteneinsparungen durch die Verringerung oder Vermeidung der Mahlschritte, die im allgemeinen mit anderen herkömmlichen Rußen verwendet werden. Manche der nachstehend genannten Beispiele zeigen die Verwendung von modifizierten Kohlenstoffprodukten, gemäß der Erfindung, in wässrigen Automobilschlussanstrichformulierungen.
Eine wässrige Tinte oder Überzug, enthaltend einen wässrigen Träger und stabil dispergiertes modifiziertes Kohlenstoffprodukt als ein Pigment, können mit einem Minimum an Komponenten und Verfahrensschritten gebildet werden, wenn die vorstehend genannten Kohlenstoffprodukte eingesetzt werden. Eine derartige Tinte oder ein derartiger Überzug können für eine Vielzahl von Verwendungen eingesetzt werden. Vorzugsweise liegen die modifizierten Kohlenstoffprodukte in den erfindungsgemäßen wässrigen Tinten und Überzügen in einer Menge von weniger als oder gleich 20 Gew.-% der Tinte oder des Überzugs vor. Es ist ebenfalls innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung, eine wässrige Tinten- oder Überzugsformulierung, enthaltend ein Gemisch von nicht modifiziertem Kohlenstoff mit dem modifizierten Kohlenstoffprodukten der vorliegenden Erfindung zu verwenden. Herkömmliche Additive, wie jene, die nachstehend erläutert werden, können zu der Dispersion zugefügt werden, um die Eigenschaften der wässrigen Tinte oder des Überzugs weiter zu verbessern.
Beispiele
Analytische Verfahren
BET-Stickstoffoberflächen wurden gemäß ASTM D-4820 für Oberflächenmessungen erhalten. DBPA(Dibutylphthalatabsorption)-Daten wurden gemäß ASTM D-2414 erhalten.
Der flüchtige Gehalt wurde wie folgt bestimmt. Eine Rußprobe wurde zu einer konstanten Masse bei 125°C getrocknet. Eine 45 ml Probe des trockenen Rußes wurde in einen abgedeckten 50 ml-Schmelztiegel gebracht, der bei 950°C getrocknet wurde, und wurde in einem Muffelofen 7 Minuten bei 950°C erhitzt. Der flüchtige Gehalt wird als ein prozentualer Anteil des Massenverlustes durch die Kohlenstoffprobe ausgedrückt.
Die folgende Methode wurde in verschiedenen nachstehend genannten Beispielen verwendet, um den wässrigen Rückstand der Rußprodukte gemäß dieser Erfindung und von nicht behandeltem Rußen zu bestimmen. Das Rußprodukt (5 g) wurde mit 45 g Wasser 5 Minuten lang geschüttelt. Die erhaltene Dispersion wurde durch ein Sieb gegossen und mit Wasser gespült, bis die Waschungen farblos waren. Ein 0,044 ml(325 mesh)-Sieb wurde verwendet, wenn nichts anderes angegeben wird. Nach einem Trocknen des Siebs wurde das Gewicht des Rückstandes auf dem Sieb bestimmt, und als ein prozentualer Anteil des Rußprodukts, das in dem Test verwendet wurde, ausgedrückt.
Beispiel 1
Herstellung eines Rußprodukts mit einem vorgeformten Diazoniumsalz in einer Stiftpelletiermaschine (pin pelletizer)
Dieses Beispiel zeigt ein anderes Verfahren zur Herstellung eines Rußprodukts der vorliegenden Erfindung. Eine Stiftpelletiermaschine wurde mit 400 g eines flockigen Rußes mit einer Oberfläche von 80 m²/g und einer DBPA von 85 ml/100 g geladen. Eine kalte Suspension von 4-Sulfobenzoldiazoniumhydroxid, inneres Salz, hergestellt aus 27,1 g des Natriumsalzes von Sulfanilsäure, 10,32 g Natriumnitrit, 29,0 g konzentrierter HCl und 293,5 g Wasser wurden zu der Pelletiermaschine zugefügt. Nach einem Pelletieren für 2 Minuten wurde die Probe entfernt und bei 115°C zu einer konstanten Masse getrocknet. Das Produkt besaß einen (325 mesh)-Rückstand von einem verwendeten Sieb mit 0,044 mm von 0,1% im Vergleich zu 81% für das nicht reagierte Ruß. Soxhletextraktion mit Ethanol über Nacht ergab ein Rußprodukt, enthaltend 1,1% Schwefel, im Vergleich zu 0,8% für das unbehandelte Ruß. Das zeigt, dass 27% der p-C₆H₄SO₃ ^–-Gruppen zu dem Rußprodukt gebunden waren. Deshalb besaß das Rußprodukt 0,09 mmol/g der gebundenen p-C₆H₄SO₃ ^–-Gruppen.
Beispiel 2
Herstellung eines Rußprodukts mit einem Diazoniumsalz, das in situ erzeugt wurde
Dieses Beispiel erläutert ein anderes Verfahren zur Herstellung eines Rußprodukts der vorliegenden Erfindung. Ein flockiges Ruß mit einer Oberfläche von 560 m²/g, einer DBPA von 90 ml/100 g und einem flüchtigen Gehalt von 9,5% wurde verwendet. 50 g flockiges Ruß wurden zu einer Lösung von 8,83 g Sulfanilsäure, die in 420 g Wasser gelöst war, zugefügt. Die erhaltene Suspension wurde auf 30°C abgekühlt und 4,6 g konzentrierte Salpetersäure wurden zugefügt. Eine wässrige Lösung, enthaltend 3,51 g Natriumnitrit, wurde danach unter Rühren nach und nach zugefügt, um 4-Sulfobenzoldiazoniumhydroxid, inneres Salz, in situ zu bilden, das mit dem flockigen Ruß reagiert. Das erhaltene Produkt wurde in einem Ofen bei 125°C getrocknet, um das Kohlenstoffprodukt zu erhalten. Das Produkt besaß einen 325 mesh-Rückstand von 0,1% im Vergleich zu 6% für das nicht reagierte Ruß. Das Rußprodukt enthielt 1,97% Schwefel nach der Soxhletextraktion mit Ethanol über Nacht im Vergleich zu 0,24% Schwefel für das unbehandelte flockige Ruß. Dies entspricht 53% gebundenen p-C₆H₄SO₃ ^–-Gruppen an dem Rußprodukt. Folglich besaß das Rußprodukt 0,54 mmol/g der gebundenen p-C₆H₄SO₃ -Gruppen.
Beispiel 3
Verwendung eines Rußprodukts bei der Herstellung einer wässrigen Tinte
Dieses Beispiel erläutert die Vorteile der Verwendung eines Rußprodukts der vorliegenden Erfindung in einer wässrigen Tintenformulierung. Die Tintenzusammensetzung A wurde hergestellt durch Zugabe von 3,13 Teilen des Rußprodukts nach Beispiel 1 zu einem Träger, der hergestellt wurde durch Vermischen von 2,92 Teilen JONCRYL 61LV Harz, 0,21 Teilen Isopropanol, 0,31 Teilen ARROWFLEX Antischaummittel, 7,29 Teilen JONCRYL 89 Harz und 6,98 Teilen Wasser und Schütteln der Zusammensetzung für 10 Minuten in einem Farbmischer. Die folgende Tabelle zeigt das 635 mesh-Rückstandsniveau.
JONCRYL ist eine eingetragene Marke für Harze, die von SC Johnson Polymer, Racine, WI hergestellt und vertrieben werden. ARROWFLEX ist eine eingetragene Marke für Antischaummittel, die von Witco, New York, NY hergestellt und vertrieben werden.
Die Tintenzusammensetzung B wurde hergestellt durch Vermahlen eines Gemisches von 120 Teilen des Rußprodukts, das in Beispiel 1 verwendet wird, 112 Teilen von JONCRYL 61LV Harz, 8 Teilen Isopropanol, 4 Teilen ARROWFLEX Antischaummittel, 156 Teilen Wasser und 400 g eines Mahlmediums. Um den Grad des Vermahlens zu überprüfen, wurden Proben regelmäßig genommen, um die Zusammensetzung C zu erhalten, die 15,0 Teile Rußprodukt, 14,0 Teile JONCRYL 61LV Harz, 1,0 Teile Isopropanol, 1,7 Teile ARROWFLEX Antischaummittel, 35,1 Teile JONCRYL 89 und 33,4 Teile Wasser enthielt.
Die Tintenzusammensetzung D wurde hergestellt durch Vermahlen eines Gemisches von 120 Teilen des nicht behandelten Rußes, das in Beispiel 1 verwendet wurde, 112 Teilen JONCRYL 61LV Harz, 8 Teilen Isopropanol, 4 Teilen ARROWFLEX Antischaummittel, 156 Teilen Wasser und 400 g eines Mahlmediums. Um den Grad des Vermahlens zu überprüfen wurden Proben regelmäßig entnommen, um die Zusammensetzung E zu erhalten, die 15,0 Teile Rußprodukt, 14,0 Teile JONCRYL 61LV Harz, 1,0 Teile Isopro panol, 1,7 Teile ARROWFLEX Antischaummittel, 35,1 Teile JONCRYL 89 Harz und 33,4 Teile Wasser enthielt.
Die Rückstände der Tintenzusammensetzung A, C und E als eine Funktion der Vermahlzeit werden in der folgenden Tabelle gezeigt und zeigen klar, dass ein Rußprodukt der vorliegenden Erfindung einfacher dispergiert als das entsprechende nicht reagierte Ruß in diesen wässrigen Tinten.
Beispiel 4
Verwendung eines Rußprodukts bei der Herstellung eines wässrigen Überzugs
Dieses Beispiel zeigt, dass Rußprodukte der vorliegenden Erfindung brauchbar sind bei der Herstellung von wässrigen Überzügen. Das Rußprodukt von Beispiel 2 (10 g) wurde in 90 g Wasser durch ein Verrühren für 10 Minuten dispergiert. Die Überzugszusammensetzung A wurde hergestellt durch Verrühren von 4,3 g dieser Dispersion in einem Gemisch von 7,53 g CARGILL 17-7240 Acrylharz, 0,80 g Dimethylethanolamin (DMEA), 19,57 g Wasser, 0,37 g SURFYNOL CT136 oberflächenaktivem Mittel, 1,32 g CARGILL 23-2347 Melaminharz, 0,53 g Ethylenglykolmonobutylether und 0,075 g BYK-306 oberflächenaktivem Mittel. CARGILL 17-7240 Acrylharz und CARGILL 23-2347 Melaminharz sind erhältlich von Cargill Inc., Minneapolis, MN SURFYNOL CT136 ist eine eingetrage ne Marke für oberflächenaktive Mittel, die von Air Products and Chemicals Inc, Allentown PA hergestellt und vertrieben werden. BYK-306 ist eine eingetragene Marke für oberflächenaktive Mittel, die von BYK-Chemie USA, Wallingford hergestellt und vertrieben werden.
Eine Mahlbasis wurde hergestellt durch Vermahlen eines oxidierten Rußprodukts (15 g) mit einer Oberfläche von 560 m²/g, einer DBPA von 80 ml/100 g und einem flüchtigen Gehalt von 9% in einem Gemisch von 74,6 g CARGILL 17-7240 Acrylharz, 9,53 g DMEA, 236,5 g Wasser und 16,35 g CT-136 oberflächenaktivem Mittel, bis die mittlere Volumenpartikelgröße 0,18 μm (Micron) betrug. Eine Vergleichsüberzugszusammensetzung B wurde hergestellt durch Vermischen von 24,4 g dieser Mahlbasis mit einem Gemisch von 17,51 g CARGILL 17-7240 Acrylharz, 1,74 g DMEA, 50,56 g Wasser, 3,97 g CARGILL 23-2347 Melaminharz, 1,59 g Ethylenglykolmonobutylether und 0,23 g BYK-306 oberflächenaktivem Mittel.
Glanzlenettapapier, das mit der Zusammensetzung A und B überzogen wurde, wurde bei 176,7°C (350°F) 10 Minuten lang getrocknet. Ein klarer Überzug wurde aufgetragen und die Proben wurden wiederum getrocknet. Das Papier, das mit der Zusammensetzung A überzogen war, besaß Hunter L-, a-, b-Werte von jeweils 1,0, 0,01 und 0,03 im Vergleich zu jeweils 1,1, 0,01 und –0,06 für das Papier, das mit der Vergleichszusammensetzung B überzogen war.
Beispiel 5
Herstellung eines Rußprodukts und seine Verwendung in einem wässrigen Überzug
Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines Rußprodukts der vorliegenden Erfindung und die Verwendung dieses Rußprodukts in einem wässrigen Überzug. Ein Ruß (200 g) mit einer CTAB-Oberfläche von 350 m²/g und einer DBPA von 120 ml/100 g wurde zu einer gerührten Lösung von 42,4 g Sulfanilsäure im 2.800 g Wasser zugefügt. Stickstoffdioxid (25,5 g) wurde in 100 g kaltem Wasser gelöst und zu der Rußproduktsuspension zugefügt. Bläschen wurden freigesetzt. 4-Sulfobenzoldiazoniumhydroxid, inneres Salz, wurde in situ gebildet, das mit dem Ruß reagierte. Nach einem Rühren für eine Stunde wurden 5 g zusätzliches NO₂ direkt zu der Rußdispersion zugefügt. Die Dispersion wur de für weitere 15 Minuten gerührt und über Nacht stehen gelassen. Das erhaltene Rußprodukt wurde durch Trocknen der Dispersion in einem Ofen bei 130°C erhalten.
Eine Dispersion dieses Rußprodukts wurde hergestellt durch Verrühren von 10 g des Rußprodukts in 90 g Wasser. Die Überzugszusammensetzung C wurde hergestellt durch Verrühren von 4,3 g dieser Dispersion in einem Gemisch von 7,53 g CARGILL 17-7240 Acrylharz, 0,80 g DMEA, 19,57 g Wasser, 0,37 g SURFYNOL CT136 oberflächenaktivem Mittel, 1,32 g CARGILL 23-2347 Melaminharz, 0,53 g Ethylenglykolmonobutylether und 0,075 g BYK-306 oberflächenaktivem Mittel.
Eine Mahlbasis wurde hergestellt durch Vermahlen (in einem Attritor) eines oxidierten Rußprodukts (15 g) mit einer Oberfläche von 560 m²/g, einer DBPA von 91 ml/100 g und einem flüchtigen Gehalt von 9,5% in einem Gemisch von 74,6 g CARGILL 17-7240 Acrylharz, 9,53 g DMEA, 236,5 g Wasser und 16,35 g SURFYNOL CT-136 oberflächenaktivem Mittel für 24 Stunden. Die Vergleichsüberzugszusammensetzung D wurde hergestellt durch Vermischen von 24,4 g dieser Mahlbasis mit einem Gemisch von 17,51 g CARGILL 17-7240 Acrylharz, 1,74 g DMEA, 50,56 g Wasser, 3,97 g CARGILL 23-2347 Melaminharz, 1,59 g Ethylenglykolmonobutylether und 0,23 g BYK-306 oberflächenaktivem Mittel.
Glanzlenettapapier, das mit Zusammensetzungen A und B überzogen wurde, wurde bei 176,7°C (350°F) 10 Minuten lang getrocknet. Ein klarer Überzug wurde aufgetragen und die Proben wurden wiederum getrocknet. Das Papier, das mit der Zusammensetzung C überzogen war, besaß Hunter L-, a-, und b-Werte von jeweils 1,0, 0,01 und 0,03 im Vergleich zu jeweils 1,1, 0,01 und –0,06 für das Papier, das mit der Vergleichszusammensetzung D überzogen war.

Claims

Wässrige Tintenzusammensetzung umfassend Wasser und ein modifiziertes Kohlenstoffprodukt erhältlich durch die Reaktion eines Kohlenstoffproduktes mit einem Diazoniumsalz, wobei das modifizierte Kohlenstoffprodukt mindestens eine an den Kohlenstoff gebundene organische Gruppe umfasst, wobei die organische Gruppe mit einer ionischen oder einer ionisierbaren Gruppe substituiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Gruppe mindestens eine aromatische Gruppe oder mindestens eine C₁-C₁₂-Alkylgruppe umfasst, wobei die mindestens eine aromatische Gruppe direkt an den Kohlenstoff gebunden ist.
Wässrige Überzugszusammensetzung umfassend Wasser, ein Bindemittel und ein modifiziertes Kohlenstoffprodukt erhältlich durch die Reaktion eines Kohlenstoffproduktes mit einem Diazoniumsalz, wobei das modifizierte Kohlenstoffprodukt mindestens eine an den Kohlenstoff gebundene organische Gruppe umfasst, wobei die organische Gruppe mit einer ionischen oder einer ionisierbaren Gruppe substituiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Gruppe mindestens eine aromatische Gruppe oder mindestens eine C₁-C₁₂-Alkylgruppe umfasst, wobei die mindestens eine aromatische Gruppe direkt an den Kohlenstoff gebunden ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, worin die ionische oder ionisierbare Gruppe eine Sulfonsäuregruppe oder ein Salz davon, eine Sulfinsäuregruppe oder ein Salz davon, eine Carbonsäuregruppe oder ein Salz davon, ein Phosphonsäuregruppe oder ein Salz davon oder eine quartäre Ammoniumgruppe ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, worin die organische Gruppe eine substituierte oder unsubstituierte Sulfophenylgruppe oder ein Salz davon ist oder die organische Gruppe eine substituierte oder unsubstituierte (Polysulfo)phenylgruppe oder ein Salz davon ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, worin die organische Gruppe eine substituierte oder unsubstituierte Sulfonaphthylgruppe oder ein Salz davon ist oder die organische Gruppe eine substituierte oder unsubstituierte (Polysulfo)naphthylgruppe oder ein Salz davon ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 4, worin die organische Gruppe eine substituierte oder unsubstituierte p-Sulfophenylgruppe oder ein Salz davon ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 6, worin die organische Gruppe p-C₆H₄SO₃Na ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, worin der Kohlenstoff Ruß, Graphit, glasartiger Kohlenstoff, feinverteilter Kohlenstoff, Aktivkohle oder Mischungen davon ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 8, worin der Kohlenstoff Ruß ist.
Verwendung einer wässrigen Zusammensetzung enthaltend Wasser und ein modifiziertes Kohlenstoffprodukt erhältlich durch die Reaktion eines Kohlenstoffproduktes mit einem Diazoniumsalz, wobei das modifizierte Kohlenstoffprodukt mindestens eine an den Kohlenstoff gebundene organische Gruppe umfasst, wobei die organische Gruppe mit einer ionischen oder einer ionisierbaren Gruppe substituiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die organische Gruppe mindestens eine aromatische Gruppe oder mindestens eine C₁-C₁₂-Alkylgruppe umfasst, wobei die mindestens eine aromatische Gruppe direkt an den Kohlenstoff gebunden ist, als wässrige Tintenzusammensetzung oder wässrige Überzugszusammensetzung.