ES2131685T5 - Procedimiento para la preparacion de una dispersion de pigmentos metalicos para utilizar en una pintura o una tinta y dispersion de pigmentos obtenida de esta manera. - Google Patents
Procedimiento para la preparacion de una dispersion de pigmentos metalicos para utilizar en una pintura o una tinta y dispersion de pigmentos obtenida de esta manera.Info
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Abstract
SE PROPONEN DISPERSIONES DE PIGMENTO METALICO, QUE CONSISTEN EN PIGMENTOS METALICOS EN FORMA DE PLAQUITAS ELABORADOS MEDIANTE MOLIDO CON UN AGLOMERANTE O UNA SOLUCION DE AGLOMERANTE, NO CONTENIENDO LOS PIGMENTOS PRODUCTOS DE REACCION O DESCOMPOSICION DE ACIDOS GRASOS PRODUCIDOS MEDIANTE REACCION CON EL PIGMENTO EN PRESENCIA DE OXIGENO ATMOSFERICO, O MENOS DE 0,01 % EN PESO DE TALES PRODUCTOS DE REACCION O COMPOSICION. SE DESCRIBE TAMBIEN UN PROCESO PARA LA ELABORACION DE TALES DISPERSIONES, SIENDO MOLIDOS LOS PIGMENTOS CON AGLOMERANTE EN UN MECANISMO DE MOLINO DE BOLA, Y LA UTILIZACION DE TALES DISPERSIONES EN LA ELABORACION DE PINTURAS, COLORANTES Y TINTAS, EN PARTICULAR TINTAS DE IMPRESION.
Description
Procedimiento para la preparación de una
dispersión de pigmentos metálicos para utilizar en una pintura o
una tinta y dispersión de pigmentos obtenida de esta manera.
La invención se refiere a un procedimiento para
la preparación de una dispersión de pigmentos metálicos para
utilizar en una pintura o una tinta, especialmente una tinta de
imprenta. Las tintas y pinturas que contienen pigmentos metálicos en
formas lamelares, tienen un campo de aplicación muy amplio. Se
utilizan en la industria de las pinturas como colorantes denominados
metálicos para el lacado de automóviles, máquinas y similares. En la
industria de las tintas de imprenta se utilizan para la preparación
de tinta de imprenta para efectos metálicos y de fantasía, pero
también para el recubrimiento superficial de materiales de embalaje
mediante procedimientos de impresión con vistas a sustituir así el
costoso revestimiento con láminas metálicas. Sirven particularmente
para el empaquetado de alimentos y productos estimulantes.
La preparación de pigmentos metálicos,
independientemente de la utilización a la que se destinen, se
efectúa moliendo arena, lentejuelas o pigmentos gruesos en varios
pasos hasta lograr la finura o granulometría deseadas. Se machaca
así, por ejemplo, aluminio, bronce, de oro, cobre o cinc por
molturación en un molino de bolas en presencia de cuerpos
molturadores redondos, más duros o se reduce por apisonado. El
proceso de molturación puede ejecutarse en húmedo, como por ejemplo
con el aluminio en presencia de gasolina diluyente o bien en seco,
como por ejemplo con el bronce de oro o cobre.
En el proceso de molturación en húmedo, la
suspensión obtenida en el molino de bolas es prensada en un
filtro-prensa en el que se produce una torta de
filtro, por ejemplo, con el aluminio, con un contenido de disolvente
del 20% aproximadamente. Esta torta de filtro debe ser secada para
dar un polvo que se emplea en muchas pinturas y tintas de imprenta y
frecuentemente ha de ser amasado nuevamente con otros disolventes
para obtener una pasta.
Los pigmentos metálicos tienen tina estructura
lamelar con un factor de forma (relación entre el diámetro y el
espesor) de 10-500. Unicamente esta forma en
partículas posibilita, debido al comportamiento de reflexión, un
efecto plateado o dorado metálico. En la molturación de arena,
lentejuelas o pigmentos gruesos como material de partida se producen
siempre nuevas superficies. Por consiguiente, en la trituración es
necesario agregar un producto auxiliar de molturación
("lubricante"). Por el recubrimiento de la superficie de los
pigmentos metálicos con el lubricante así como una reacción entre la
superficie de los pigmentos metálicos y el lubricante, por ejemplo,
formando jabones metálicos, se produce una soldadura en frío y por
tanto se evita un deterioro importante del efecto óptico de las
partículas metálicas. Habitualmente se utiliza como producto
auxiliar de molturación ácidos grasos o sus derivados, con el
aluminio preferentemente ácido esteárico y oleico y con el bronce de
oro y el cobre preferentemente ácido esteárico. Con estos productos
auxiliares de molturación se alcanza además el control de las
propiedades "leafing" y "non-leafing" de
los pigmentos, que son nuevamente decisivas para la óptica y
adhesión de los pigmentos.
En la trituración de pigmentos metálicos con la
adición de ácidos grasos o sus derivados, en presencia del oxigeno
del aire, además de los jabones metálicos, se generan también
productos indeseados de descomposición de ácidos grasos, ante todo
aldehídos y ácidos orgánicos, que se adhieren a 1a superficie de los
pigmentos metálicos y no pueden eliminarse mediante los
procedimientos usuales. Además de eso, los pigmentos metálicos así
producidos poseen, debido a los productos de descomposición antes
citados, puede estar por ejemplo presente el ácido butírico, un
típico olor desagradable que se conserva también en el producto
final. Precisamente cuando se utiliza estos pigmentas metálicos en
el sector de los comestibles, esto no es aceptable debido a razones
sensoriales.
En la molturación en húmedo del aluminio en
presencia de gasolina diluyente como agente de molturación y un
producto auxiliar de molturación, como por ejemplo el ácido oleico,
la necesidad de eliminar la gasolina diluyente ocasiona además otras
desventajas. Estas consisten principalmente en que surgen residuos
de condensación y de destilación así como que es necesario
garantizar la eliminación de los lodos residuales que se producen en
la regeneración del disolvente. Para su utilización en tinta de
imprenta, la torta de filtro obtenida por el proceso de molturación
en húmedo, debido a la gasolina diluyente contenida, sólo es
relativamente adecuada, por lo que la misma debe secarse en polvo
con gasto adicional y frecuentemente con deterioro simultáneo de la
calidad del pigmento y después hay que amasarla frecuentemente con
otro disolvente para transformarla en una pasta. Los residuos de la
gasolina diluyente que se producen durante el secado a fondo del
pigmento hacen a menudo imposible su utilización como tintas de
imprenta, puesto que durante su aplicación no sólo tienen un olor
desagradable sino que pueden influir también negativamente en las
propiedades de empleo.
Por la patente US-33 89 105 se
conoce un procedimiento de molturación en el que se muelen pigmentos
metálicos en presencia de resinas fluorocarbonadas y un producto
auxiliar de molturación, como por ejemplo el ácido esteárico. Este
procedimiento de molturación puede realizarse tanto en seco como en
húmedo. En este procedimiento se obtiene un polvo metálico
recubierto con resina fluorocarbonada que es problemático por
razones medioambientales.
Por la patente US-50 45 114 se
conoce un procedimiento parecido, en el que se muelle pigmentos de
aluminio revestidos con ácido esteárico junto con una resina
termoplástico o una resina teroendurecible como ligante. Como
ligante se utiliza un material que es de fácil fluencia a
temperaturas incrementadas y que se endurece bajo una forma final
lisa y uniforme (termoendurecimiento) o se solidifica
(termoplásticamente). Este pigmento de aluminio se utiliza como
pintura en polvo y exige por tanto una técnica de aplicación
especial.
Además, por la patente
FR-A-26 62 702 se conoce un
procedimiento en el que se obtiene un pigmento metálico "sin
olor", se muele el pigmento en húmedo y a continuación se funde
en una materia termoplástico. En este procedimiento no se puede
garantizar una encapsulación completa de los pigmentos metálicos.
Además de eso, en este costoso proceso, a temperatura incrementada
únicamente se vaporiza una parte de los constituyentes lubricantes
de olor.
En la patente
CH-A-412 158 se describe un
procedimiento de preparación de una dispersión de pigmentos de
aluminio para su utilización en pinturas o tintas, en el que se
muele en pigmentos de aluminio en forma lamelar un granulado de
aluminio en un molinote bolas en presencia de un polímero de óxido
de etileno-óxido de propileno líquido que presenta un peso molecular
comprendido entre 1.500 y 2.000 así como en presencia de gasolina
diluyente. El proceso de molturación se ejecuta en ausencia del
ácido esteárico empleado en los otros procesos de molturación
conocidos que se utiliza habitualmente como producto auxiliar de
molturación. La gasolina diluyente utilizada se elimina lo más
pronto posible inmediatamente después del proceso de molturación.
Después de ello, la dispersión de pigmentos así obtenida se
transforma en pintura o tinta añadiéndole ligantes usuales y otros
aditivos.
Además, en la patente
EP-A-134 676 se describe un
procedimiento de preparación de una pasta de pigmentos metálicos en
el que se muele primeramente, partiendo de granulado metálico en
presencia de un líquido orgánico, preferentemente gasolina
diluyente, pigmentos metálicos lamelares en un molino de bolas, y a
continuación se mezcla la dispersión así obtenida con un disolvente
orgánico que contiene eventualmente el mismo líquido orgánico que la
dispersión de pigmentos metálicos. Inmediatamente después del
mezclado de ambos componentes, se espesa la mezcla eliminando a
fondo el líquido orgánico para obtener una pasta transformable en
pelets sólidos o granulados. Mediante esta actuación se evita las
desventajas en el manejo del pigmento metálico que son debidas a la
formación de polvo.
Finalmente, por la patente
US-A-51 56 677 se conoce un
procedimiento para modificar la superficie metálica de los pigmentos
metálicos en el que se puede agregar ya en el curso de la
trituración de los pigmentos metálicos un compuesto que produce la
modificación. El proceso de molturación tiene lugar, en cambio, con
los productos auxiliares de molturación, como por ejemplo ácido
esteárico y oleico, y en presencia de disolventes apropiados,
preferentemente gasolina diluyente. Mediante la modificación
superficial de las partículas de pigmentos metálicos, el pigmento
metálico resulta muy apropiado para ligante acuoso que se agrega
posteriormente en el proceso de molturación de la dispersión de
pigmentos metálicos para la preparación de pinturas metálicas. Este
procedimiento conocido no evita tampoco las desventajas expuestas
anteriormente que son debidas a la generación de productos de
reacción de ácidos grasos y a la eliminación de la gasolina
diluyente.
Partiendo de este estado conocido de la técnica y
las desventajas que el mismo conlleva, el objetivo de la presente
invención es preparar una dispersión de pigmentos metálicos que no
presente olores desagradables después de su empleo. Además, es
necesario ofrecer un procedimiento fácil de realizar, con el que se
eviten los residuos indeseados del lubricante así como los
compuestos químicos indeseados del lubricante con el pigmento
metálico, y obtener con ello una mayor libertad en la elaboración de
las dispersiones, pudiendo evitarse también en la molturación en
húmedo el empleo hasta ahora usual de gasolina diluyente. Por la
patente DE-OS-42 23 384 se conoce un
procedimiento que permite reducir el contenido de lubricantes
convencionales. Pero este procedimiento resulta muy costoso, no es
posible eliminar completamente el lubricante y los pigmentos
metálicos así producidos presentan como antes el olor típico
conocido, mientras que el procedimiento según la invención es
susceptible de ser puesto en práctica de una manera fácil y con
éxito. Con ayuda del procedimiento de acuerdo con la invención, se
prepara además pigmentos metálicos lamelares que presentan una
adhesión mejorada y por tanto una mejor capacidad de revestimiento y
laminación.
De acuerdo con la invención se alcanza este
objetivo por el procedimiento según la reivindicación 1 la
dispersión de pigmentos metálicos según la reivindicación 6.
Se ha comprobado sorprendentemente que un gran
número de los materiales empleados usualmente como ligantes en
pinturas y tintas pueden desempeñar la función del agente auxiliar
de molturación. Estos ligantes pueden seleccionarse dentro del grupo
consistente en resinas alquídicas, de poliéster, de cloruro de
polivinilo, poliacrilatos, polimetacrilatos, poliestirenos,
polialefinas, resinas de cumarona-indeno,
hidrocarbonadas, cetónicas, de aldehído, formaldehído aromáticas,
derivados de celulosa, poliuretanos. Todos estos ligantes que se
mezclan para la preparación de tintas y pinturas con el pigmento
metálico o el producto de pigmento metálico, para dar lugar a la
tinta terminada o a la pintura terminada, desempeñan de una parte la
función de un lubricante, puesto que utilizando este ligante puede
tener lugar una reacción superficial entre los grupos laterales
reactivos del ligante y el pigmento metálico, pero por otra parte no
aparecen los productos de descomposición de olor indeseados. Por
consiguiente, se evita la soldadura en frío de los pigmentos
metálicos en el proceso de molturación y se puede impedir el riesgo
de explosión durante la producción de pigmentos de aluminio sin
utilizar gasolina diluyente o análogos. Como disolvente son
apropiados los alcoholes, ésteres, aceites minerales de alto punto
de ebullición que contienen aromas, exentos de aromas, aromáticos
puros y agua. Al utilizar el ligante o la solución de ligante
durante la molturación, en el proceso de preparación de los
pigmentos metálicos se produce ya la dispersión de pigmentos
metálicos acabada, a la que se puede agregar, antes de su
utilización (impresión, lacado), otros aditivos como por ejemplo
plastificantes, otros disolventes y eventualmente también otros
aditivos. Como plastificante se puede utilizar productos a base de
ácido ftálico, ácido adípico, ácido sebácico, ácido fosfórico y
productos clorados. Se puede emplear también como aditivos
adicionales los 30 emulsionantes, agentes antisedimentación, agentes
antiespumantes, agentes de deslizamiento, agentes humectantes,
agentes mejoradores de adhesión, ceras, como por ejemplo
PE-amida, ceras de PTFE y PP. La elección del
ligante correspondiente o de la solución de ligante como producto
auxiliar de molturación y eventualmente otros aditivos puede
considerarse pues ya durante el proceso de preparación según los
usos posteriores de la dispersión de pigmentos metálicos, lo que
simplifica notablemente el proceso de preparación y su utilización
posterior. El ligante puede ser un constituyente no volátil de la
pintura o tinta.
El procedimiento de preparación de la dispersión
de pigmentos metálicos según la invención se ejecuta llevando a cabo
el proceso de molturación en un molino de bolas en el que se muele
el pigmento metálico a partir de una arena fina, lentejuelas o
pigmentos gruesos con una granulometría de menos de 30 \mum en
presencia de por lo menos uno de los ligantes antes mencionados que
se encarga de la función del producto auxiliar de molturación, y
eventualmente uno de los disolventes citados anteriormente. La
proporción de la solución de ligante en la dispersión de pigmentos
metálicos está comprendida entre el 20 y 90% en peso
aproximadamente, por lo que se sitúa claramente por encima de la
proporción del lubricante agregado usualmente como producto auxiliar
de molturación que está presente entre el 1 y 7% en peso.
La dispersión de pigmentos metálicos así
preparada no presenta productos de reacción o de descomposición de
los ácidos grasos, que surgen de la reacción con el 25 pigmento
metálico y se adhieren a la superficie del pigmento metálico. Los
productos finales, una vez eliminado y evaporado el disolvente, no
tienen olores molestos que pudieran afectar sensorialmente, y las
tintas pinturas presentan una excelente adherencia.
Por la patente DE-41 35 095 se
conoce un procedimiento para preparar polvos metálicos
extremadamente pequeños, en el que se muele el polvo metálico
mediante bolitas de óxido de metal, pudiendo realizarse el proceso
de molturación en el mismo líquido en el que están suspendidas las
partículas metálicas. Debido al diferente campo de aplicación y
particularmente a su tamaño (gama de nm en comparación con la gama
de \mum usual en los pigmentos metálicos) y a la disponibilidad de
las partículas metálicas, no parece ser fácil el traslado del
procedimiento conocido a la producción de las dispersiones de
pigmentos metálicos del presente caso.
Son pigmentos metálicos apropiados el aluminio,
cobre, cinc o una aleación de estos metales. La dispersión de
pigmentos metálicos contiene de 10 a 80% en peso de pigmento
metálico y de 90 a 20% en peso de solución de ligante. Una
dispersión de pigmentos metálicos que contiene pigmento de aluminio
consta de 10 a 60% en peso, preferentemente de 40 a 60% en peso de
pigmento de aluminio y de 90 a 40% en peso, preferentemente de 60 a
40% en peso de solución ligante. Una dispersión de pigmentos
metálicos que contiene pigmento de bronce de oro o pigmento de cobre
compuesto de una aleación de Cu/Zn se compone de 20 a 70% en peso,
preferentemente de 40 a 60% en peso de pigmento de bronce de oro o
de cobre y 80 a 30% en peso preferentemente de 60 a 40% en peso de
solución de ligante. Una dispersión de pigmentos metálicos que
contiene pigmento de cinc se compone de 10 a 80% en peso,
preferentemente de 40 a 60% en peso de pigmento de cinc y de 90 a
20% en peso, preferentemente de 60 a 40% en peso de solución
ligante.
A continuación se describirá con más detalle la
presente invención con ayuda de ejemplos.
Los componentes indicados en los ejemplos son
echados en un molino de bolas y molidos hasta alcanzar la finura 30
deseada del pigmento metálico.
Se obtiene de este modo un concentrado de
colorante que hay que regular a la viscosidad necesaria antes de su
empleo en la impresión por dilución con un disolvente apropiado.
Ejemplo 1 no de acuerdo con la
invención
- 70% en peso de polvo grueso de latón (aproximadamente 90% de cobre, aproximadamente 10% de cinc, menos del 1% de aluminio) < 30 \mum
- 7,5% en peso de polivinilbutiral (vendido bajo la marca Pioloform® BL 18 de la firma Wacker, Burghausen)
- 18% en peso de etanol
- 4,5% en peso de acetato de etilo.
La tinta obtenida a partir de los componentes
indicados presenta en la impresión mediante rasqueta un buen efecto
metálico. Esta prueba de impresión, una vez eliminado y evaporado el
disolvente, no presenta olor alguno.
- 17% en peso de polvo grueso de aluminio <30 \mum
- 16% en peso de algodón colodión AH27 al 70% (vendido por la firma Hagedom, Osnabrück)
- 53% en peso de etanol
- 14% en peso de acetato de etilo
La tinta obtenida a partir de estos componentes
presenta en la inmersión mediante rasqueta un buen efecto metálico.
Esta prueba de impresión, una vez eliminado y evaporado el
disolvente, no presenta olor alguno.
Ejemplo 3 no de acuerdo con la
invención
- 40% en peso de polvo grueso de latón (aproximadamente 85% de cobre, aproximadamente 15% de cinc, menos del 1% de aluminio) < 30 \mum
- 15% en peso de polivinilbutiral (vendido bajo la marca Pioloform®BL 18 de la firma Wacker, Burghausen)
- 36% en peso de etanol,
- 9% en peso de acetato de etilo.
La tinta obtenida a partir de estos componentes
indicados presenta en la inmersión mediante rasqueta un buen
efecto metálico. Esta prueba de impresión, una vez eliminado y
evaporado el disolvente, no presenta olor alguno.
- 40% en peso de polvo grueso de latón (aproximadamente 70% de cobre, aproximadamente 30% de cinc, menos del 1% de aluminio) < 30 \mum
- 50% en peso de dispersión de resina acrílica acuosa con 35% de contenido de sólidos (vendido bajo la marca Zinpol® 146 de la firma Zinchem, Somerset, N.J. USA)
- 10% en peso de agua
La tinta obtenida a partir de los componentes
indicados presenta en la inmersión mediante rasqueta un buen efecto
metálico. Esta prueba de impresión, una vez eliminado y evaporado el
disolvente, no presenta olor alguno.
Claims (13)
1. Procedimiento de preparación de una dispersión
de pigmentos metálicos para utilizar en una pintura o en una tinta,
especialmente una tinta de imprenta, en el que se muele el pigmento
metálico en un molino de bolas partiendo de un polvo grueso de metal
o un granulado de metal en presencia de por lo menos un ligante o
una solución de ligante para la citada pintura o la citada tinta,
pero en ausencia de ácidos grasos o derivados de ácidas grasos, en
particular ácido esteárico o ácido oleico, en el que se selecciona
al ligante que sirve de producto auxiliar de molturación dentro del
grupo consistente en resinas alquidicas, de poliéster, cloruro de
polivinílo, poliacrilatos, polimetacrilatos, poliestirenos,
poliolefinas, resinas de cumarona-indeno,
hídrocarbonadas, cetónicas, de aldehído, formaldehído aromáticas,
derivados de celulosa, poliuretanos.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el polvo grueso de metal presenta una
granulometría de menos de 30 \mum.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque la proporción de solución ligante en la
dispersión de pigmentos metálicos es del 90-20% en
peso.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se utiliza como
disolvente para la solución de ligante durante la molturación al
menos parcialmente un disolvente empleado en la pintura o la
tinta.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque se selecciona el
o los diversos disolventes de la solución de ligante dentro del
grupo compuesto por alcoholes, ésteres o aceites minerales de alto
punto de ebullición que contienen aromas, libres de aromas,
aromáticos puros así como el agua.
6. Dispersión de pigmentos metálicos para
utilizar en una pintura o una tinta, en particular una tinta de
imprenta, caracterizada porque se obtiene por el
procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que se
selecciona el ligante o los diversos ligantes dentro del grupo
consistente en resinas alquídicas, de poliéster, cloruro de
polivinilo, poliacrilatos, polimetacrilatos, poliestirenos,
poliolefinas, resinas de cumarona-indeno,
hidrocarbonadas, cetónicas, de aldehído, formaldehído aromáticas,
derivados de celulosa, poliuretanos y porque no contiene gasolina
diluyente.
7. Dispersión de pigmentos metálicos según la
reivindicación 6, caracterizada porque el pigmento metálico
es aluminio, cobre, cinc o una aleación de estos metales.
8. Dispersión de pigmentos metálicos según una de
las reivindicaciones 6 a 7, caracterizada porque se
selecciona el o los diversos disolventes para la solución de
ligante dentro del grupo compuesto por alcoholes, ésteres, aceites
minerales de alto punto de ebullición que contienen aromas, libres
de aromas, aromáticos puros así como el agua.
9. Dispersión de pigmentos metálicos según una de
las reivindicación 6 a 8, caracterizada porque contiene
10-60% en peso, preferentemente
40-60% en peso de pigmento de aluminio y
90-40% en peso, preferentemente
60-40% en peso de solución ligante.
10. Dispersión de pigmentos metálicos según una
de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizada porque contiene
20-70% en peso, preferentemente
40-6O% en peso de un pigmento de bronce de oro
compuesto de aleación de Cu/Zn o pigmento de cobre y
80-30% en peso, preferentemente
60-40% en peso, de solución ligante.
11. Dispersión de pigmentos metálicos según una
de las reivindicación 6 a 8, caracterizada porque contiene
10-80% en peso, preferentemente,
40-60% en peso de pigmento de cinc, y
90-20% en peso, preferentemente
60-40% en peso, de solución ligante.
12. Dispersión de pigmentos metálicos según una
de las reivindicación 6 a 11, caracterizada porque el ligante
es un componente no volátil de la pintura o de la tinta.
13. Utilización de la dispersión de pigmentos
metálicos según una de las reivindicaciones 6 a 12 para la
preparación de pinturas y tintas, en especial tintas de
imprenta.
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