CH625545A5 - - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Perlglanzpigmente auf Basis von beschichteten Glimmerplättchen, auf ein Verfahren zu deren Herstellung und auf die Verwendung der Pigmente zur Pigmentierung von Kunsthorn.
. Kunsthorn ist ein auf der Basis von Casein hergestellter Duroplast, der zur Herstellung von Knöpfen, Kämmen und dergleichen verwendet wird.
Durch Einarbeitung von Farbpigmenten bei der Herstellung kann die Kunststoffmasse eingefärbt werden.
Besonders interessante Effekte können bei der Einfär-bung mit Perlglanzpigmenten erzielt werden. Die bisher auf dem Markt befindlichen Perlglanzpigmente können jedoch in bezug auf eine Verwendung zur Einarbeitung in Kunsthorn nicht befriedigen.
Die Bleisalze Bleiarsenat und Bleiphosphat können zwar in Kunsthorn eingearbeitet werden, sind aber äusserst giftig. Auch basisches Bleicarbonat ist giftig und kommt darüber hinaus wegen seiner mangelhaften chemischen Stabilität nicht für diesen Zweck in Frage. Auch Wismutoxidchlorid und natürliches Fischsilber sind wenig geeignet für eine Einarbeitung in Kunsthorn, da beide Arten von Perlglanzpigmenten zu wenig stabil für die bei der Herstellung von Kunsthorn herrschenden Bedingungen sind.
Wegen dieser unbefriedigenden Eigenschaften der obengenannten Perlglanzpigmente richtete sich das besondere Interesse schon frühzeitig auf Perlglanzpigmente auf der Basis von beschichteten Glimmerschuppen, da diese Pigmente sich durch besondere Stabilität in der Verarbeitung, grosse Lichtechtheit, kräftigen Glanz, hohe chemische Stabilität und hohe Temperaturstabilität auszeichnen. Versuche, diese Perlglanzpigmente in Kunsthorn einzuarbeiten, lieferten jedoch bisher keine befriedigenden Resultate. Es zeigte sich nämlich, dass beim Einarbeiten dieser Perlglanzpigmente in Kunsthorn eine Riss- und Porenbildung auftrat, die sich bei der Verarbeitung zu Knöpfen und dergleichen sehr störend bemerkbar macht. Alle Anstrengungen, diese Rissbildung durch spezielle Massnahmen zu verhindern, blieben bisher erfolglos.
Es bestand daher die Aufgabe, ein Perlglanzpigment zu finden, das neben einem guten Glanz besondere Stabilität gegen mechanische und chemische Einwirkungen und gegen hohe Temperaturen besitzt, dabei eine hohe Lichtstabilität aufweist und vor allem auch beim Einarbeiten in Kunsthorn keine Risbildung verursacht.
Diese Aufgabe wurde durch die vorliegende Erfindung gelöst.
Es wurde nämlich überraschenderweise gefunden, dass Perlglanzpigmente auf Basis von beschichteten Glimmerschuppen, wobei mindestens 75% der Partikel einen mittleren Hauptdurchmesser von weniger als 10 um, eine Dicke 5 zwischen 0,1 und 0,7 [im und ein Verhältnis von Durchmesser zu Dicke zwischen 10 : 1 und 200 : 1 besitzen, in Kunsthorn eingearbeitet werden können, ohne dass es zu einer störenden Riss- oder Porenbildung kommt.
Gegenstand der Erfindung sind demgemäss Perlglanzpig-10 mente auf Basis von beschichteten Glimmerplättchen, die dadurch gekennzeichnet sind, dass mindestens 75% der Pigmentteilchen eine mittlere Plättchengrösse von weniger als 1,0 [im, eine Dicke von 0,1 bis 0,7 [im und ein Verhältnis von Durchmesser zu Dicke von 10 : 1 bis 200 : 1 besitzen. 15 Bevorzugt sind solche Perlglanzpigmente, die mindestens zu 75% aus Teilchen mit einem Durchmesser zwischen 0,5 und 8 [im bestehen.
Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung der beschriebenen Perlglanzpigmente zur Pigmentierung von 20 Kunsthorn.
Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der beschriebenen Perlglanzpigmente, das dadurch gekennzeichnet ist, dass Glimmerplättchen, wovon mindestens 75 % einen mittleren Durchmesser von weniger 25 als 10 [im, eine Dicke von 0,01 bis 0,5 [im und ein Verhältnis von Durchmesser zu Dicke von 10 : 1 bis 500 : 1 besitzen, in üblicher Weise beschichtet werden.
Die beschichteten Glimmerplättchen nach der Erfindung zeigen einen kräftigen Perlglanz. Dies ist um so erstaunlicher, 30 als die erfindungsgemässen Pigmente beispielsweise einen Durchmesser von nur 1 bis 10 [im besitzen, wobei der mittlere Durchmesser in der Grössenordnung von etwa 5 [im liegt. Bisher bestand nämlich das Vorurteil, dass ausreichender Perlglanz nur bei einer Plättchengrösse von mindestens 10 35 [im oder sogar mindestens 20 [im auftritt. Die bisher im Handel befindlichen Perlglanzpigmente besitzen demgemäss ausnahmslos mittlere Plättchendurchmesser von mindestens 10 bis 40 [im.
Es konnte nicht erwartet werden, dass die erfindungs-40 gemässen beschichteten Glimmerplättchen, deren das Licht reflektierende Oberfläche um mindestens den Faktor 4 bis 60 kleiner ist als die der bisher üblichen Perlglanzpigmente auf der Basis von Glimmer, noch einen so guten Perlglanz zeigen.
45 Die Herstellung der erfindungsgemässen Perlglanzpigmente erfolgt zweckmässig in Analogie zu den bei der Herstellung der bisher bekannten Perlglanzpigmente üblichen Methoden, wie sie z.B. in den deutschen Patent- und Offenlegungsschriften 14 67 468, 19 59 998, 20 09 566, 22 14 545, so 22 44 298, 23 13 331, 23 13 332, 25 22 572, 25 22 573 und 25 57 796 beschrieben sind.
Die Beschichtungen der erfindungsgemässen Perlglanzpigmente unterscheiden sich nicht von denen der bisher bekannten Perlglanzpigmente. Üblich sind z.B. dünne Schich-55 ten von Metalloxiden oder Metallhydroxiden, z.B. Ti02, Fe203, SnOa, A^O^, Zr02, V205, Cr2Os und/oder ZnO sowie deren Hydraten. Die Metalloxide können allein oder in Mischungen mit anderen, gegebenenfalls gefärbten Metalloxiden in einer Schicht oder aber in mehreren aufeinander-60 folgenden Schichten auf die Glimmerplättchen aufgebracht sein. Die einzelnen Schichten können gegebenenfalls auch durch Farbstoffe angefärbt sein, wie z.B. Berliner Blau oder Aluminiumfarblacke. Auch kann zur Beschichtung Kohlenstoff eingesetzt werden.
65 Der zu verwendende Glimmer besteht zu mindestens 75 % aus Glimmerplättchen, die einen mittleren Durchmesser von unter 10 [im, ein Dicke von 0,01 bis 0,5 [im und ein Verhältnis von Durchmesser zu Dicke von 10 : 1 bis 500: 1
3
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besitzen. Vorzugsweise werden Glimmerplättchen verwendet, die einen mittleren Durchmesser von etwa 5 (im besitzen.
Die Einarbeitung in das Kunsthorn erfolgt normalerweise so, dass das erfindungsgemässe Perlglanzpigment mit dem mit Wasser angeteigten Casein gut vermischt und aus dieser Masse in üblicher Weise durch Anwendung von Druck und erhöhter Temperatur Kunsthorn hergestellt wird. Die erfindungsgemässen Perlglanzpigmente werden in Kunsthorn üblicherweise in Mengen von 0,1 bis 10 Gew.-% eingearbeitet. In der Regel genügen jedoch Mengen von 0,5 bis 3 Gew.-%, um den aus Kunsthorn hergestellten Gegenständen einen guten Perlglanzeffekt zu verleihen.
Aus diesem Kunsthorn können dann in ebenfalls üblicher Weise Knöpfe, Kämme und andere Gegenstände hergestellt werden. Alle diese Gegenstände, die unter Verwendung der erfindungsgemässen Perlglanzpigmente hergestellt wurden, besitzen eine Oberfläche, die keine durch die Perlglanzpigmente verursachte Riss- oder Porenbildung aufweist.
Mit den erfindungsgemässen Perlglanzpigmenten ist es also nunmehr möglich, Kunsthorngegenstände mit einem Perlglanzeffekt zu versehen, ohne gleichzeitig ein relativ grosse Giftigkeit oder eine Instabilität gegen verschiedenartige Einflüsse in Kauf nehmen zu müssen.
Die nachstehenden prozentualen Konzentrationsangaben sind gewichtsmässig.
Beispiel 1
15 kg Glimmer des Typs Muscovit, mittlere Teilchen-grösse etwa 5 (im, werden in so viel entsalztem Wasser suspendiert, dass eine 5- bis 10%ige Suspension entsteht, die durch Zufügung einer 25%igen salzsauren (0,95 N) Lösung von Titantetrachlorid auf einen pH-Wert von 2,2 gebracht wird. Die Suspension wird gerührt und auf eine Temperatur von 70 bis 75°C erwärmt und während des ganzen Be-schichtungsprozesses auf dieser Temperatur gehalten.
Die 25 %ige saure Titantetrachloridlösung wird mit einer Geschwindigkeit von 0,8 bis 11 pro Stunde und pro Kilogramm Glimmer der Suspension zugeführt. Der pH-Wert wird durch Zugabe einer 35%igen wässerigen NaOH konstant gehalten. Die Beschichtung ist beendet, wenn 1,55 kg Titantetrachlorid pro Kilogramm Glimmer verbraucht sind.
Das erhaltene Pigment wird mit entsalztem Wasser gewaschen, getrocknet und 30 Minuten lang bei 950°C geglüht. Das Pigment ist im durchfallenden Licht silbern.
Der Durchmesser der Pigmentpartikel liegt bei über 80% der Teilchen zwischen 0,5 und 8 um; die Dicke der Pigmentpartikel liegt bei über 90% der Pigmentpartikel zwischen 0,1 und 0,7 (im und das Verhätlnis von Durchmesser zu Dicke liegt bei über 85 % der Teilchen zwischen 10 : 1 und 200 : 1.
Beispiel 2
Es wird analog Beispiel 1 verfahren, mit der Ausnahme, dass um andere Farbpigmente zu erhalten, die folgenden Mengen TiCl4 pro Kilogramm Glimmer verbraucht werden:
Der Durchmesser der Pigmentpartikel liegt bei über 80% der Teilchen zwischen 0,5 und 8 [Am, die Dicke der Pigmentpartikel liegt bei 80 bis 85% (je nach Farbe der Teilchen und damit der Schichtdicke der aufgefällten Ti02-Schicht) der 5 Teilchen zwischen 0,1 und 0,7 (im und das Verhältnis von Durchmesser zu Dicke liegt bei 75 bis 80% der Teilchen zwischen 10 : 1 und 200 : 1.
Entsprechend den in der Literatur beschriebenen Methoden können auch andere beschichtete Glimmerpigmente hergestellt werden. Es muss dabei lediglich die Menge des Be-schichtungsmaterials entsprechend der grösseren Oberfläche des hier verwendeten feinteiligen Glimmers erhöht werden.
15
Beispiel 3
a) 50 g Casein werden mit 12,5 g Wasser versetzt und mit 150 mg eines Perlglanzpigmentes auf der Basis Glim-mer/Ti02 (60% Glimmer, 40% Ti02 als Anatas) mit einem mittleren Durchmesser von etwa 5 (im vermischt. Das Gemisch wird bei 80°C und einem Druck von etwa 10 000 at
20 einige Minuten lang gepresst. Nach dem Abschleifen und Polieren der Probe wird bei einer mikroskopischen Untersuchung praktisch keine Riss- oder Porenbildung festgestellt.
b) Als Vergleichs versuch wird analog Beispiel 3a ein gefärbtes Kunsthorn hergestellt, welches ein Perlglanzpigment
25 mit einem Durchmesser von 10 bis 40 (im (72% Glimmer, 28 % Ti02 als Anatas) enthält. Die mikroskopische Untersuchung der geschliffenen und polierten Probe zeigt deutliche Riss- und Porenbildung.
30 Beispiel 4
50 g Casein werden mit 12,5 g Wasser versetzt und mit 500 mg eines Perlglanzpigmentes auf der Basis Glimmer/ Fe2Q3 (43 % Glimmer, 57 % Fe2Os) mit kupferfarbener Interferenzfarbe und einem mittleren Durchmesser von etwa
35 5 (im vermischt. Das Gemisch wird bei 80°C und einem Druck von etwa 10 000 at einige Minuten lang gepresst. Nach dem Abschleifen und Polieren wird bei einer mikroskopischen Untersuchung praktisch keine Riss- oder Porenbildung festgestellt
40
Beispiel 5
Analog Beispiel 3 wird ein gefärbtes Kunsthorn hergestellt, welches ein silbrig glänzendes Perlglanzpigment mit einem mittleren Plättchendurchmesser von etwa 5 (im (60%
*5 Glimmer, 40% Ti02 als Rutil) enthält. Das Ergebnis entspricht demjenigen von Beispiel 3a.
Beispiel 6
Analog Beispiel 4 wird ein gefärbtes Kunsthorn herge-
» stellt, welches ein Perlglanzpigment mit einem mittleren Plättchendurchmesser von etwa 5 (im enthält, das entsprechend dem in der DT-OS 23 13 332 beschriebenen Verfahren mit 5 % Berliner Blau beschichtet ist. Auch hier wird keine Porenbildung gefunden.
55
Farbe kg TiCk / kg Glimmer
Gold Rot Blau Grün
2,90 3,20 3,90 5,10
60
65
V
Claims (4)
1. Perlglanzpigmente auf Basis von beschichteten Glim-merplättchen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 75% der Pigmentteilchen eine mittlere Plättchengrösse von weniger als 10 (im, eine Dicke von 0,1 bis 0,7 [im und ein Verhältnis von Durchmesser zu Dicke von 10 : 1 bis 200 : 1 autweisen.
2. Pigmente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens 75% der Teilchen einen Durchmesser von 0,5-8 [im aufweisen.
2
PATENTANSPRÜCHE
3. Verfahren zur Herstellung der Perlglanzpigmente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Glimmer-plättchen, wovon mindestens 75% eine mittlere Plättchengrösse von weniger als 10 (im, ein Dicke von 0,01 bis 0,5' [im und ein Verhältnis von Durchmesser zu Dicke von 10 : 1
bis 500 : 1 aufweisen, beschichtet.
4. Verwendung der Perlglanzpigmente nach Anspruch 1 zur Pigmentierung von Kunsthorn.
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