WO2003018494A2 - Farbzusatz umfassend ein glas mit antimikrobieller wirkung - Google Patents

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    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/40—Glass

Definitions

  • the invention relates to a paint additive for paints, varnishes, antifouling layers, dispersions, silicate paints, paints, primers, plasters, cement screeds, concrete, bricks, inorganic binders and other coating systems with an antimicrobial glass as an additive.
  • colors are understood to mean non-glossy, open-pore coatings. Colors are divided into smudge-proof and wash-resistant colors. They have a relatively high proportion of dyes and pigments, but only a low binder content.
  • a varnish is understood to mean paints that give coatings with certain properties, for example, form high-quality and optically high-quality surface films or are resistant to a particularly large number of chemicals.
  • Varnishes are used to coat surfaces made of wood, metal, plastic or mineral material. A distinction is made between natural and synthetic resin paints. Varnishes have a higher binder content than paints. The binder in the case of solvent-based paints is dissolved in the solvent, in the case of dispersion paints distributed in water or in the case of reaction paints as a preliminary product. Dispersion paints with a maximum solvent content of 10% are considered to be low-pollutant paints.
  • Organometallic compounds such as tin organyls can also be used as biocidal compounds. The latter compounds are already replaced by other substances in many areas due to their high toxicity.
  • Biocides and heavy metals can even cause damage to organs.
  • the object of the present invention is to provide an antimicrobial, that is to say antibacterial and fungicidal, color additive which has no toxicity for humans.
  • the addition of this additive is intended both to preserve the paints and varnishes themselves and to have an antimicrobial effect on the outside.
  • the problem is solved by a glass as a color additive, with the antimicrobial glass
  • the color additive according to the invention has antibacterial and fungicidal activity in paints and varnishes and is at the same time toxicologically harmless, in particular the glass contains no toxic heavy metals. It can be used both to preserve the color itself and to achieve an antimicrobial effect on the outside.
  • a color additive whose glass composition essentially contains only SiO 2 , P 2 O 5 , Na 2 O and CaO is particularly suitable as an additive to colors.
  • the glass fulfills the requirement of toxicological harmlessness since it contains no toxic heavy metals or organically active compounds.
  • the glass composition influences the release of ions.
  • an antimicrobial effect is achieved which, depending on the ionic content, ranges from biostatic, i.e. growth-inhibiting to biocidal, i.e. can be set to kill germs.
  • biostatic i.e. growth-inhibiting to biocidal
  • biocidal i.e. can be set to kill germs.
  • a long-term effect should also be emphasized, since the release of the ions can be controlled by varying the glass composition.
  • a preferred embodiment of the invention is a color additive, the glass
  • the glass of the color additive comprises the following components:
  • Colored glasses can be produced by adding coloring metal oxides, e.g. CoO. Such glasses can be used in powder form as pigments in paints and varnishes.
  • the molar ratio of calcium oxide to phosphorus oxide is preferably> 2 and in particular> 3 and is preferably ⁇ 30, in particular ⁇ 20, with ratios of ⁇ 10 being particularly preferred.
  • the color additive is also suitable as a binder in containers.
  • All of the aforementioned glass compositions are further characterized in that they are water-insoluble.
  • water-insoluble glasses do not dissolve in an aqueous medium, but can exchange ions with the environment and thus interact with the environment.
  • the described antimicrobial glasses come into contact with aqueous solutions, they are characterized by special reactions, namely that sodium and calcium ions of the glass are replaced by H + ions from the solution in the form of a cation exchange reaction.
  • a constant pH value is necessary for the stability, durability and processability of colors, among other things.
  • the pH value is currently set in a very alkaline range by adding water glass. If a container of paints and varnishes with an aqueous solution is exposed to air or CO 2 , there is always the risk that the pH value will shift to the acidic range due to the formation of carbonic acid, thereby reducing the stability of the paint.
  • a specific pH value can be set in a defined range by varying the glass composition. In particular, this is also possible over a long period of time by means of a defined release of ions, so that the color additive can also be used in particular to adjust or stabilize the pH of a container.
  • organic binders such as synthetic resins, acrylic resins, alkyd resins, stryrene-acrylate copolymers, polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, formaldehyde resins, polyurethanes, polyester resins and epoxy resins can be reduced.
  • the color additive according to the invention can be used to prevent the color pigments from fading and to prevent the yellowing of clearcoats.
  • organic UV absorbers have been used, for example amine derivatives, but they were harmful to health.
  • the color additive comprises glass particles of a glass composition according to the invention, the glass particles having an average particle size of less than 100 ⁇ m, in particular ⁇ 20 ⁇ m.
  • a particularly preferred embodiment of the invention is a color additive, the glass particles having an average particle size of less than 5 ⁇ m. A large increase in reactivity is achieved with this particle size.
  • a very particularly preferred embodiment of the invention is a color additive, the glass particles having an average particle size of less than 2 ⁇ m. With this particle size, a particularly strong increase in reactivity is achieved.
  • the rheological properties of paints and varnishes can also be influenced by varying the particle size. A uniform distribution of the particles is advantageous for this.
  • the color additive additionally comprises Ag + , Cu + , Cu 2+ and / or Zn + .
  • the invention provides paint and lacquers with a color additive according to the invention, the color additive being 0.05 to 30% by weight, based on the total weight of the paints and lacquers.
  • paints and varnishes based on their total weight, contain 0.05 to 10% by weight of antimicrobial color additive.
  • the color additive comprises 30 to 90% by weight, based on the total weight of the paints and varnishes.
  • the paints and varnishes are the carrier material of the antimicrobial glass of the color additive.
  • the color additive comprises 30 to 50% by weight, based on the total weight of the paints and varnishes.
  • the color additive can be used to preserve paints and varnishes and in film protection become. Containers and surfaces can be protected against infestation and destruction of microorganisms by adding color.
  • a preferred embodiment of the invention is the use of the antimicrobial glass in the construction sector, in the household, in packaging, in food processing, in sealing compounds, in the medical sector, in the sanitary sector and in the automotive sector.
  • Advantageous applications of the invention are also abrasive applications in which new surfaces of glass with an antimicrobial effect are constantly being created. Also advantageous are applications in which the glass additive has, in addition to the antimicrobial effect, additional functions, for example that of a stabilizer for adjusting the mechanical properties or the viscosity, processability and pH.
  • colors which are particularly suitable for adding the color additive according to the invention are particularly suitable for adding the color additive according to the invention.
  • These are in particular primers, acrylic paints, emulsion paints, facade reinforcement, polymer resin paints, silicone resin paints, silicate paints, lime paints, latex paints, varnishes and glazes, as well as silicate plasters, lime plasters, gypsum plasters, synthetic resin plasters, fillers, cement screeds and concrete.
  • the effect of the color additive lies in the antibacterial and fungicidal range, in the viscosity adjustment, the strengthening of the color stability against UV radiation, in the improvement of mechanical properties, as stabilizers and to protect the colors from fungal attack and decomposition and adjustment of the pH.
  • the desired antimicrobial effect is achieved with the color additives according to the invention alone without further additives, in particular without the addition of additives releasing Ag + , Cu + , Cu 2+ and / or Zn + .
  • the antimicrobial effect of the color additive according to the invention can be increased by adding Sterilizing and / or germicidal agents or antibiotic agents are synergistically enhanced, such as Ag, Cu and / or Zn.
  • glass-based paint according to the invention can significantly increase the flame retardancy of paints and varnishes, since inorganic glass itself is not flammable and thus complicates the ignition of the containers or the coated structure.
  • the color additive can also be used as a pigment for paints. Glasses can be colored by adding metal oxides. The addition as a pigment is particularly suitable, but without restricting the use of other metal oxides, metal oxides such as CoO, Fe 2 O 3) etc.
  • Figure 1 shows the spectral transmittance depending on the
  • the first column of Table 2 shows the pH value and the concentration of the glass powder in aqueous solution in% by weight.
  • Embodiment 1 (grain size d50 4 ⁇ m): germ contamination text according to Ph. Eur., 3rd edition
  • Embodiment 3 (grain size d50 4 ⁇ m): germ contamination text according to Ph. Eur., 3rd edition
  • Embodiment 2 (grain size d50 4 ⁇ m): germ load test according to Ph. Eur., 3rd edition
  • Embodiment 5 (grain size d50 4 ⁇ m): germ load test according to Ph. Eur., 3rd edition
  • Embodiment 7 (particle size d50 20 ⁇ m): germ load test according to Ph. Eur., 3rd edition
  • Example 1 (grain size d504 ⁇ m):
  • Table 3 shows further exemplary embodiments of the invention with glass compositions according to the invention comprising metal oxides.
  • the first column of Table 4 shows the pH and the concentration of the glass powder in aqueous solution in% by weight.
  • FIG. 1 shows the spectral transmittance of a glass of a glass composition according to the invention, which is used as a color additive, over the wavelength.
  • Reference numeral 100 denotes a glass of the composition according to embodiment 1, 102 a composition according to embodiment 11 and 104 a composition according to embodiment 12.
  • Lacquer formulations in which the glass-based color additive according to the invention is used are to be given below.
  • Table 5 shows the glass additives used in powder form, which are added to the individual coating formulations:
  • Table 5 Glass additives for formulations of paints and varnishes.
  • the formulation of an interior emulsion paint is indicated with a color additive according to the invention.
  • the data refer to a 1 kg batch.
  • the formulation for the interior emulsion paint the following components are first entered one after the other and mixed gently:
  • the following components are then introduced with the agitator running and left to disperse for 20 min.
  • the grain size is 40 50 ⁇ m:
  • a mixture of glass powders of the glass 5 and glass 4 given in table 5 is introduced as the glass powder with the agitator running and allowed to disperse for 5 minutes to 10 minutes, ie
  • the pH is between 8 and 10.
  • the following further components are slowly added with stirring for 5 to 10 minutes with the agitator running,
  • an interior emulsion paint is specified with a color additive according to the invention, in which the color additive is added as a glass powder in flowable glass paste.
  • the information relates to a 1 kg batch. First of all, enter in succession and mix gently:
  • the following components are then introduced with the agitator running and left to disperse for 15 to 20 minutes.
  • the grain size is 40 - 50 ⁇ m:
  • the flowing glass paste which follows is introduced with the agitator running and allowed to disperse for 5 to 10 minutes.
  • the first six components, which are all in liquid form, are weighed out, then titanium dioxide is dispersed in them with rapid stirring. Then the glass powder is slowly added with stirring. The acrylic resin and the co-solvents are then added. In the comparative sample, NH 3 is added.
  • Table 7 shows the compositions of acrylic wall paints, the individual components being given in% by weight.
  • the first four components are all weighed out in the liquid state, then titanium dioxide and the fillers are dispersed therein with stirring at high speed. The glass powder then slowly and gradually gets under Stir added. Then the acrylic resin is added. The NH 3 is added in the comparison substance. Finally, the co-solvents are added.
  • environmentally compatible color compositions are given, the details relate to% by weight.
  • Table 8 Environmentally compatible color composition in% by weight.
  • Tables 9 and 10 and 11 show properties of the different color compositions according to Tables 6 to 8.
  • Tables 9 relate to the acrylic paint composition according to Table 6. The designations in Table 6 are adopted in Table 9.
  • Table 9 shows the properties after storage (6 weeks) for the acrylic paint formulations.
  • Table 9 Properties of the acrylic paint composition after storage.
  • Table 10 are the viscosities, the pH for the acrylic wall paint composition after storage (Table 10) [6 weeks] specified.
  • the sample names correspond to the sample names in Table 7.
  • Table 10 Properties of the wall paint composition after storage (6 weeks).
  • Tables 11 show the Brookfield viscosity, the cone and plate viscosity and the pH for environmentally compatible formulations of color compositions after storage for 6 weeks. The numbering from Table 8 has been adopted for all exemplary embodiments.
  • Table 11 Environmentally compatible color compositions after storage.
  • the pH of the paint compositions can be adjusted by adding the glass powder.
  • the addition of the glass powder not only achieves an adjustability of the pH, but in particular long-term stabilization of the adjusted pH of a color composition.
  • the viscosity was measured with two types of viscometers, since emulsion paints show pseudoplastic flow behavior.
  • the dynamic shear viscosity - the Brookfield viscosity - is important for the precipitation in the container and the behavior immediately after the application, ie it provides information about whether the paint forms a nose on a vertical surface, i.e. an uneven distribution of the paint on a vertical surface , whereas the cone and plate viscosity is more important for the application properties.
  • the high shear viscosity is hardly influenced by the addition of the glass powder, the Brookfield viscosity can be adjusted using the glass powder. With this, the flow behavior and the rheology of the paint can be specifically adjusted by adding color powder.
  • the decisive factor is that the use of antimicrobial glass powders in paints and varnish compositions can preserve the paints and varnishes themselves or have an external antimicrobial effect. This is particularly advantageous for house paints.
  • No. 5,290,544 describes water-soluble glasses for use in cosmetic products with very low SiO 2 and very high B 2 O 3 or high P 2 ⁇ 5 contents.
  • the glasses have silver concentrations greater than 0.5% by weight. These glasses have an extremely low hydrolytic resistance and tend to completely dissolve in water. The released Ag and / or Cu ions have an antibacterial effect.
  • JP-A-92178433 also describes a water-soluble glass powder with SiO 2 ⁇ 37% by weight as a polymer additive with high silver concentrations> 1% by weight.
  • No. 6,143,318 describes silver-containing phosphate glasses which are used as an antimicrobial material for wound infection treatment with combinations of Cu, Ag and Zn. These are also water-soluble glasses that have low SiO 2 concentrations and very high P 2 O5 contents.
  • Antimicrobial silver-containing borosilicate glasses or borophosphate glasses are described in JP 10218637, JP 08245240, JP 07291654, JP 03146436,
  • JP 2000264674, JP 2000203876 These glasses mostly have have good hydrolytic resistance and can therefore be ground in aqueous media.
  • Zeolites containing silver that is introduced by ion exchange are also used as an antibacterial agent. This is described for example in US 6,245,732 and WO 0038552.
  • Heavy metal-free glasses in which an antimicrobial effect can be demonstrated, are described in DE 19932238, DE 19932239 and WO 01/03650.
  • the glasses known from DE 19932338, DE 19932239 and WO 01/03650 are bioactive glasses with a significant phosphorus content> 1% by weight.
  • the color additives according to the invention based on antimicrobial glasses have the advantage that they comprise glasses which can be produced on an industrial scale using standard processes.
  • the glass powders can be ground in different grinding media, for example water, since this has sufficient hydrolytic resistance.
  • the glass powders have a biocidal or biostatic effect on bacteria, fungi and viruses; are skin-friendly in contact with humans, toxicologically harmless and especially suitable for consumption.
  • the glass powder is particularly pure.
  • the exposure to heavy metals is low.
  • the glass powders in the specified colors and varnishes have an antimicrobial effect.
  • the average particle size of the glass powder depends on the antimicrobial effect. The smaller the average particle size, the higher the antimicrobial effect due to the increase in the reactive surface of the glass.
  • alkalis of the glass are replaced by H + ions of the aqueous medium by reactions on the surface of the glass.
  • the antimicrobial effect of the ion exchange is based, among other things, on an increase in the pH value and the osmotic effect on microorganisms.
  • the glass powder can contain Ag, Cu, Zn, Te, Ge in ionic form to synergistically enhance the biostatic or biocidal action.
  • the rheology of the dye or lacquer composition is positively influenced.
  • the color effect that can be achieved with added pigments is not impaired by the glass powder, on the contrary, it can even delay or completely prevent the pigments from fading due to the UV-blocking properties of the glass powder.
  • Ion-exchangeable glass powders as color additives according to the invention have an antimicrobial effect in aqueous media by increasing the pH value by ion exchange between a metal ion, such as an alkali metal or alkaline earth metal ion and the H + ions of the aqueous solution, and by ion-induced impairment of cell growth (osmotic pressure, Disruption of metabolic processes in the cells).
  • the particle sizes of the glass powders are preferably ⁇ 100 ⁇ m, expediently ⁇ 50 ⁇ m or 20 ⁇ m. Particle sizes ⁇ 10 ⁇ m and smaller than 5 ⁇ m are particularly suitable. Particle sizes ⁇ 1 ⁇ m have been found to be particularly suitable.
  • pH values of up to 13 are achieved.

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Abstract

The invention relates to a colour adjunct comprising as glass with antimicrobial effect, whereby the glass comprises the following components: SiO2 20-90 wt. %, CaO 0-45 wt. %, Na2O 0-40 wt. %, P2O5 0-20 wt. %, CaF2 0-25 wt. %, B2O3 0-40 wt. %, K2O 0-40 wt. % and MgO 0-40 wt. %.

Description

Farbzusatz umfassend ein Glas mit antimikrobieller Wirkung
Farbzusatz umfassend ein Glas mit antimikrobieller Wirkung
Die Erfindung betrifft einen Farbzusatz für Farben, Lacke, Antifouling Schichten, Dispersionen, Silikatanstriche, Anstrichmittel, Grundierungen, Putze, Zementestriche, Beton, Ziegel, anorganische Bindemittel und sonstige Beschichtungssysteme mit einem antimikrobiellen Glas als Additiv.
Unter Farben werden in vorliegender Anmeldung nicht glänzende, offenporige Beschichtungen verstanden. Farben werden in wischfeste und waschfeste Farben unterteilt. Sie haben einen relativ hohen Farbstoff- und Pigmentanteil, aber nur einen geringen Bindemittelgehalt.
Unter einem Lack werden gemäß DIN 55945 Anstrichstoffe, die Beschichtungen mit bestimmten Eigenschaften ergeben, also zum Beispiel qualitativ und optisch besonders hochwertige Oberflächenfilme bilden oder gegenüber besonders vielen Chemikalien beständig sind, verstanden.
Der Übergang zwischen Farben und Lacken ist fließend.
Lacke werden zur Beschichtung von Oberflächen aus Holz, Metall, Kunststoff oder mineralischem Material verwendet. Es werden Natur- und Kunstharzlacke unterschieden. Im Vergleich zu Farben haben Lacke einen höheren Bindemittelgehalt. Das Bindemittel bei lösemittelhaltigen Lacken liegt im Lösemittel gelöst vor, bei Dispersionslacken verteilt in Wasser oder bei Reakstionslacken als Vorprodukt. Dispersionslacke mit einem Lösemittelgehalt von maximal 10 % gelten als schadstoffarme Lacke.
Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, daß eine antibakterielle und fungizide Wirkung bei Farben oder Lacken durch Zugabe von Bioziden erreicht werden kann. Gemäß der US 5972981 und der GB-A-1113634 handelt es sich um cyclische organische Stickstoff- und schwefelhaltige Verbindungen, wie zum Beispiel Isothyazolinone oder Isothyazolothione. Auf Schwefelverbindungen wie Dithiole oder Dithione, wie in der GB-A-1113634 oder der US 5596102 sind möglich.
Weiterhin Verwendung finden Verbindungen, die Formaldehyd abspalten oder reaktive Chlor-Komponenten besitzen.
Als biozide Verbindungen können auch metallorganische Verbindungen wie zum Beispiel Zinn-Organyle eingesetzt werden. Letztgenannte Verbindungen werden aufgrund ihrer hohen Toxizität in vielen Bereichen bereits von anderen Substanzen ersetzt.
Für alle zuvor aufgeführten organischen Verbindungen gilt, daß diese durch Freisetzung aus Lacken und Farben zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen führen und allergische Reaktionen hervorrufen können.
Biozide und Schwermetalle (wie zum Beispiel Cu, Zn, Sn Pb, Bi, Fe, Cr) können sogar Schädigungen von Organen verursachen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen antimikrobiell, das heißt antibakteriell und fungizid wirkenden Farbzusatz bereitzustellen, der keine Toxizität für den Menschen besitzt. Durch Zusatz dieses Additives soll sowohl eine Konservierung der Farben und Lacke selbst als auch eine antimikrobielle Wirkung nach außen erzielt werden.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch ein Glas als Farbzusatz, wobei das antimikrobiell wirkende Glas
20 - 90 Gew.% SiO2 0 - 45 Gew.% CaO 0 - 40 Gew.% Na2O 0 - 20 Gew.% P2O5 0 - 25 Gew.% CaF2 0 - 40 Gew.% B2O3 0 - 40 Gew.% K2O 0 - 40 Gew.% MgO
umfasst.
Der erfindungsgemäße Farbzusatz weist antibakterielle und fungizide Wirkung in Farben und Lacken auf und ist gleichzeitig toxikologisch unbedenklich, insbesondere enthält das Glas keine toxischen Schwermetalle. Es kann sowohl für eine Konservierung der Farbe selbst als auch zur Erzielung einer antimikrobiellen Wirkung nach außen verwendet werden.
Es hat sich herausgestellt, daß ein Farbzusatz, dessen Glaszusammensetzung im wesentlichen nur SiO2, P2O5, Na2O und CaO enthält, sich als Zusatz zu Farben besonders eignet. Das Glas erfüllt den Anspruch der toxikologischen Unbedenklichkeit, da es keine toxischen Schwermetalle oder organisch aktive Verbindungen enthält.
Die Glaszusammensetzung beeinflußt die Abgabe von Ionen. Durch Austausch von Ionen mit der wässrigen/feuchten Umgebung wird eine antimikrobielle Wirkung erzielt, die je nach ionischem Anteil von biostatisch, das heißt wachstumshemmend bis hin zu biozid, d.h. keimtötend eingestellt werden kann. Weiterhin hervorzuheben ist eine Langzeitwirkung, da die Abgabe der Ionen durch Variation der Glaszusammensetzung gesteuert werden kann.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist ein Farbzusatz, wobei das Glas
30 - 60 Gew.% SiO2 10 - 35 Gew.% CaO 10 - 35 Gew.% Na2O 2 - 10 Gew.% P2O5 0 - 25 Gew.% CaF2 0 - 10 Gew.% B2O3 0 - 8 Gew.% K20 0 - 5 Gew.% MgO
umfasst.
In einer besondere Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Glas des Farbzusatzes die nachfolgenden Komponenten:
SiO2 20 - 80 Gew.% Na20 0 - 40 Gew.% K2O 0 - 40 Gew.% Li20 0 - 40 Gew.% CaO 0 - 40 Gew.% MgO 0 - 40 Gew.% AI2Os 0 - 40 Gew.% P205 0 - 20 Gew.% B203 0 - 40 Gew.% TiO2 0 - 2 Gew.% Fe203 0 - 5 Gew.% CoO 0 - 2 Gew.% Ce02 0 - 2 Gew-%
Durch die Zugabe von TiO2 , Eisenoxiden, hier ausgedrückt als Fe2O3, Ce02 kann eine effektive UV-Blockung erreicht werden. Durch die Zugabe von färbenden Metalloxiden, bspw. CoO kann man Farbgläser herstellen. In Pulverform können derartige Gläser als Pigmente in Farben und Lacken verwendet werden. Das Mol-Verhältnis von Calciumoxid zu Phosphoroxid ist vorzugsweise > 2 und insbesondere > 3 und ist vorzugsweise < 30, insbesondere < 20, wobei Verhältnisse von < 10 besonders bevorzugt sind.
Mit dem erfindungsgemäßen Farbzusatz kann eine langfristige Stabilisierung und Einstellung des pH-Wertes sowie ein Ausbleichen der Farbintensität erreicht werden. Des weiteren kann der Flammschutz verbessert werden und das Fließverhalten beziehungsweise die Rheologie und die Viskosität eingestellt werden. Auch eignet sich der Farbzusatz als Bindemittel in Gebinden.
Sämtliche zuvor genannten Glaszusammensetzungen zeichnen sich des weiteren dadurch aus, daß sie wasserunlöslich sind.
Wasserunlösliche Gläser gehen im Gegensatz zu löslichen Gläsern in einem wässrigen Medium nicht in Lösung, können jedoch mit der Umgebung Ionen austauschen und dadurch mit der Umgebung wechselwirken.
Kommen die beschriebenen antimikrobiellen Gläser mit wässrigen Lösungen in Kontakt, dann zeichnen sie sich durch spezielle Reaktionen aus, und zwar werden dabei unter anderem Natrium- und Calciumionen des Glases durch H+-lonen aus der Lösung in Form einer Kationen-Austauschreaktion ersetzt.
Durch den Austausch von Ionen, beispielsweise Natrium- oder Calciumionen mit der wässrigen Umgebung wird eine Erhöhung des pH-Wertes erzielt, der je nach ionischem Anteil eingestellt werden kann.
Bekanntermaßen ist für die Stabilität, Haltbarkeit und Verarbeitbarkeit von Farben unter anderm ein konstanter pH-Wert notwendig. Bei Silikatfarben wird derzeit beispielsweise der pH-Wert durch die Zugabe von Wasserglas in einem sehr alkalischen Bereich festgelegt. Ist ein Gebinde von Farben und Lacken mit wässriger Lösung Luft oder CO2 ausgesetzt, so besteht stets die Gefahr, daß sich der pH-Wert durch die Entstehung von Kohlensäure in den sauren Bereich verschiebt und dadurch die Stabilität der Farbe herabsetzt. Mit dem erfindungsgemäßen Farbzusatz kann durch Variation der Glaszusammensetzung ein bestimmter pH-Wert in einem definierten Bereich eingestellt werden. Insbesondere ist dies auch über einen langen Zeitraum durch eine definierte lonenabgabe möglich, so daß sich der Farbzusatz insbesondere auch zur Einstellung oder Stabilisierung des pH-Wertes eines Gebindes eingesetzt werden kann.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Farbzusatzes ist, daß organische Bindemittel wie beispielsweise Kunstharze, Acrylharze, Alkydharze, Stryrol- Acrylat-Copolymere, Polyvinylacetat, Polyvinylchlorid, Formaldehydharze, Polyurethane, Polyesterharze sowie Epoxyharze reduziert werden können.
Des weiteren kann der erfindungsgemäße Farbzusatz zur Verhinderung des Ausbleichens der Farbpigmente und gegen die Vergilbung von Klarlacken verwendet werden. Hierfür wurden bislang hauptsächlich organische UV-Absorber eingesetzt, beispielsweise Aminderivate, die aber gesundheitsschädlich waren.
Ein Zusatznutzen für die Einführung des beschriebenen wasserunlöslichen, nicht toxischen Glases ist die Reduzierung der Entflammbarkeit des Gebindes durch die Substitution organischer Bestandteile, wie oben beschrieben.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt der Farbzusatz Glaspartikel einer erfindungsgemäßen Glaszusammensetzung, wobei die Glaspartikel eine mittlere Teilchengröße von kleiner 100 μm, insbesondere < 20 μm aufweisen.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist ein Farbzusatz, wobei die Glaspartikel eine mittlere Teilchengröße von kleiner 5 μm aufweisen. Mit dieser Teilchengröße wird eine starke Erhöhung der Reaktivität erreicht. Eine ganz besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist ein Farbzusatz, wobei die Glaspartikel eine mittlere Teilchengröße von kleiner 2 μm aufweisen. Mit dieser Teilchengröße wird eine besonders starke Erhöhung der Reaktivität erreicht.
Durch die Variation der Partikelgröße können auch die rheologischen Eigenschaften von Farben und Lacken beeinflußt werden. Hierfür ist eine gleichmäßige Verteilung der Partikel vorteilhaft.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung umfaßt der Farbzusatz zusätzlich Ag+, Cu+, Cu2+ und/oder Zn+. Bei derartigen Farbzusätzen wird eine synergistische Verstärkung der bioziden Wirkung erhalten.
Des weiteren stellt die Erfindung Farbe und Lacke mit einem erfindungsgemäßen Farbzusatz zur Verfügung, wobei der Farbzusatz 0,05 bis 30 Gew.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Farben und Lacke, beträgt.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weisen Farben und Lacke, bezogen auf ihr Gesamtgewicht 0,05 bis 10 Gew.% an antimikrobiell wirkendem Farbzusatz auf.
In einer alternativen Ausgestaltung umfaßt der Farbzusatz 30 bis 90 Gew.% bezogen auf das Gesamtgewicht der Farben und Lacke. In einem derartigen Fall sind die Farben und Lacke Trägermaterial des antimikrobiell wirkenden Glases des Farbzusatzes.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt der Farbzusatz 30 bis 50 Gew.% bezogen auf das Gesamtgewicht der Farben und Lacke.
Aufgrund der antibakteriellen und fungiziden Eigenschaften kann der Farbzusatz zur Konservierung von Farben und Lacken sowie im Filmschutz vorgesehen werden. Durch den Farbzusatz können Gebinde und Flächen gegen Befall von und Zerstörung Mikroorganismen geschützt werden.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist die Verwendung des antimikrobiell wirkenden Glases im Baubereich, Haushalt, in der Verpackung, in der Lebensmittelverarbeitung, in Dichtmassen, im medizinischen Bereich, im Sanitärbereich sowie im Automobilbereich.
Vorteilhafte Anwendungen der Erfindung sind auch abrasive Anwendungen, in denen stetig neue Oberflächen von antimikrobiell wirkendem Glas geschaffen werden. Außerdem von Vorteil sind Anwendungen, bei denen das Glas-Additiv außer der antimikrobiellen Wirkung noch Zusatzfunktionen bspw. die eines Stabilisators zur Einstellung der mechanischen Eigenschaften oder der Viskosität, Verarbeitbarkeit und des pH-Wertes aufweist.
Ohne den Einsatz von Gläsern in Farben damit einzuschränken, gibt es Farben, die sich besonders zur Zugabe des erfindungsgemäßen Farbzusatzes eignen. Dies sind insbesondere Grundierungen, Acrylatfarben, Dispersionsfarben, Fassadenarmierung, Polymerharzfarben, Siliconharzfarben, Silikatfarben, Kalkfarben, Latexfarben, Lacke und Lasuren, sowie Silikatputze, Kalkputze, Gipsputze, Kunstharzputze, Spachtelmassen, Zementestriche und Beton.
Die Wirkung des Farbzusatzes liegt im antibakteriellen und fungiziden Bereich, bei der Viskositätseinstellung, der Stärkung der Farbstabilität gegenüber UV- Strahlung, bei der Verbesserung von mechanischen Eigenschaften, als Stabilisatoren und zum Schutz der Farben vor Pilzbefall und Zersetzung und Einstellung des pH-Wertes.
Die gewünschte antimikrobielle Wirkung wird mit den erfindungsgemäßen Farbzusätzen bereits allein ohne weitere Zusätze, insbesondere ohne Zusatz von Ag+, Cu+, Cu2+ und/oder Zn+ frei setzende Additive erreicht. Die antimikrobielle Wirkung des erfindungsgemäßen Farbzusatzes kann durch die Zugabe weiterer sterilisierender und/oder keimtötender Mittel oder auch antibiotisch wirkender Mittel in synergistischer Weise verstärkt werden, wie zum Beispiel durch Ag, Cu und/oder Zn.
Durch den Farbzusatz auf Glasbasis gemäß der Erfindung kann der Flammschutz von Farben und Lacken wesentlich gesteigert werden, da anorganisches Glas selbst nicht entzündlich ist und damit die Entzündung der Gebinde oder der beschichteten Struktur erschwert.
Des weiteren kann der Farbzusatz als Pigment für Farben eingesetzt werden. So können Gläser durch die Zugabe von Metalloxiden eingefärbt werden. Für die Zugabe als Pigment eignen sich besonders, ohne jedoch die Anwendung anderer Metalloxide einzuschränken, Metalloxide wie CoO, Fe2O3) usw.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele und Zeichnungen ohne Beschränkung hierauf beschrieben werden:
Es zeigen:
Figur 1 den spektralen Transmissionsgrad in Abhängigkeit von der
Wellenlänge für verschiedene Ausführungsbeispiele
Ausführungsbeispiele
Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele zeigen Farbzusätze mit Glaszusammensetzungen ohne färbende Metalloxide. Tabelle 1 : Glaszusammensetzungen ohne färbende Metalloxide
Figure imgf000012_0001
In der ersten Spalte von Tabelle 2 sind pH-Wert und die Konzentration des Glaspulvers in wässriger Lösung in Gew-% angegeben.
Tabelle 2: pH-Werte unterschiedlicher Glaspulver von
Glaszusammensetzungen gemäß Tabelle in wässriger Lösung
Figure imgf000012_0002
Nachfolgend soll die antimikrobielle Wirkung der Farbzusätze umfassend Glaszusammensetzungen gemäß der Ausführungsbeispiele 1 bis 4 nach Ph. Eur., 3. Auflage angegeben werden. Hierbei bezeichnen die Abkürzungen die nachfolgenden Keime:
A Eschericia coli B Pseudomonas aerugionosa C Staphylococcus aureus D Candida albicans
E Aspergillus niger
Ausführungsbeispiel 1 (Korngröße d50 4μm): Keimbelastungstext nach Ph. Eur., 3. Auflage
Figure imgf000013_0001
Ausführungsbeispiel 3 (Korngröße d50 4μm): Keimbelastungstext nach Ph. Eur., 3. Auflage
Figure imgf000014_0001
Ausführungsbeispiel 2 (Korngröße d50 4μm): Keimbelastungstest nach Ph. Eur., 3. Auflage
Figure imgf000014_0002
Ausführungsbeispiel 5 (Korngröße d50 4μm): Keimbelastungstest nach Ph. Eur., 3. Auflage
Figure imgf000015_0001
Ausführungsbeispiel 7 (Korngröße d50 20μm): Keimbelastungstest nach Ph. Eur., 3. Auflage
Figure imgf000015_0002
Ausführungsbeispiel 1 (Korngröße d504μm):
Keimbelastung nach Ph. Eur., 3. Auflage (in wässriger Lösung 0,1 Gew.%)
Figure imgf000016_0001
Die Tabelle 3 zeigt weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung mit Glaszusammensetzungen gemäß der Erfindung umfassend Metalloxide.
Tabelle 3: Glaszusammensetzung; insbesondere mit färbenden Metalloxiden
Figure imgf000017_0001
In der ersten Spalte von Tabelle 4 sind pH-Wert und die Konzentration des Glaspulvers in wässriger Lösung in Gew-% angegeben.
Tabelle 4: pH-Werte unterschiedlicher Glaspulver von
Glaszusammensetzungen gemäß Tabelle 3 in wässriger Lösung
Figure imgf000017_0002
In Figur 1 ist der spektrale Transmissionsgrad eines Glases einer erfindungsgemäßen Glaszusammensetzung, die als Farbzusatz Verwendung findet über der Wellenlänge gezeigt. Bezugsziffer 100 bezeichnet ein Glas der Zusammensetzung gemäß Ausführungsbeispiel 1 , 102 eine Zusammensetzung gemäß Ausführungsbeispiel 11 und 104 eine Zusammensetzung gemäß Ausführung 12. Die Dicke der vermessenen Glasplättchen betrug d = 0,95 mm.
Deutlich zu erkennen ist die effektive UV-Blockung, die ein Ausbleichen des Farbtones der Farbe in die der Farbzusatz eingebracht wird, verhindert.
Nachfolgend sollen Lackformulierungen angegeben werden, in denen der erfindungsgemäße Farbzusatz auf Glasbasis verwendet wird.
In Tabelle 5 sind die in Pulverform verwendeten Glaszusätze angegeben, die den einzelnen Lackformulierungen zugegeben werden:
Tabelle 5: Glaszusätze für Formulierungen von Farben und Lacken.
Figure imgf000019_0001
Sämtliche Bestandteile der Formulierung neben den Glasbestandteilen in den nachfolgenden Ausführungsbeispielen sind in Karsten, Lackrohstofftabellen, 10. Auflage Vincentz-Verlag Hannover klassifiziert. Der Umfang dieser Publikation wird vollumfänglich in die vorliegende Anmeldung mit eingeschlossen.
Im nachfolgenden ersten Ausführungsbeispiel einer Farben- oder Lackzusammensetzung ist die Formulierung einer Innendispersionsfarbe mit einem erfindungsgemäßen Farbzusatz angegeben. Die Angaben beziehen sich auf einen 1 kg Ansatz. Um die Formulierung für die Innendispersionsfarbe zu erhalten werden zunächst werden die nachfolgenden Komponenten nacheinander eingetragen und leicht gemischt:
Figure imgf000020_0001
Sodann werden die nachfolgende Komponenten unter laufendem Rührwerk eingetragen und für 20 min dispergieren gelassen. Die Kornfeinheit beträgt 40 50 μm:
Figure imgf000020_0002
Als Glaspulver wird eine Mischung von Glaspulvern des in Tabelle 5 angegebenen Glases Glass 5 und Glass 4 unter laufendem Rührwerk eingetragen und 5 min bis 10 min dispergieren gelassen, d.h. Eintrag von
Figure imgf000021_0001
Der pH-Wert liegt zwischen 8 bis 10. Nachfolgende weitere Komponenten werden bei 5 bis 10 min Rühren unter laufendem Rührwerk langsam eingetragen,
Figure imgf000021_0002
so daß sich 1000 g einer Innendispersionsfarbenformulierung ergibt.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird eine Innendispersionsfarbe mit einem erfindungsgemäßen Farbzusatz angegeben, bei der der Farbzusatz als Glaspulver in fließfähiger Glaspaste zugegeben wird. Wieder beziehen sich die Angaben auf einen 1 kg Ansatz. Zunächst werden nacheinander eingetragen und leicht gemischt:
Figure imgf000021_0003
Sodann werden nachfolgende Komponenten unter laufendem Rührwerk eingetragen und für 15 bis 20 min dispergieren gelassen. Die Kornfeinheit beträgt 40 - 50 μm:
Figure imgf000022_0001
Unter laufendem Rührwerk wird die nachfolgende fließförmige Glaspaste eingetragen und 5 bis 10 min dispergieren gelassen.
Figure imgf000022_0002
Mit der folgenden Wassermenge, die der Glaspaste entspricht, wird diese in die Pigment-Füllstoffpaste überführt:
13. Wasser 27,00 g Der pH-Wert liegt zwischen 8 bis 10. Nachfolgend werden die unten aufgeführten weiteren Komponenten unter laufendem Rührwerk langsam eingetragen und bei 5 bis 10 min gerührt,
Figure imgf000023_0001
so daß sich 1000 g einer weiteren Innendispersionsfarbenformulierung ergibt.
Das nachfolgende Ausführungsbeispiel beschreibt Acryl-Farbenformulierungen in Tabelle 6, wobei die Zusammensetzung in Gew.-% angegeben ist.
Tabelle 6: Acrvl-Farben-Zusammensetzungen in Gew.-%.
Figure imgf000024_0001
Die ersten sechs Komponenten, die sämtlich flüssig vorliegen, werden ausgewogen, dann wird Titandioxid in diesen dispergiert unter schnellem Rühren. Sodann wird das Glaspulver langsam unter Rühren zugegeben. Anschließend wird das Acrylharz hinzugefügt sowie die Co-Lösungsmittel. In der Vergleichsprobe wird NH3 zugegeben.
In Tabelle 7 werden die Zusammensetzungen von Acryl-Maueranstrichfarben angegeben, wobei die einzelnen Komponenten in Gew.-% angegeben werden.
Tabelle 7: Acryl-Maueranstrichfarben in Gew.-%.
Figure imgf000025_0001
Die ersten vier Komponenten werden alle im flüssigen Zustand ausgewogen, dann wird Titandioxid und die Füllstoffe in diesen dispergiert unter Rühren mit hoher Geschwindigkeit. Das Glaspulver wird dann langsam und nach und nach unter Rühren zugegeben. Sodann wird das Acrylharz hinzugefügt. Das NH3 wird in der Vergleichsubstanz zugegeben. Abschließend werden die Co-Lösungsmittel hinzugegeben.
In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen werden umweltverträgliche Farbzusammensetzungen angegeben, die Angaben beziehen sich auf Gew.-%
Tabelle 8: Umweltverträgliche Farbzusammensetzung in Gew.-%.
Figure imgf000026_0001
Wasser, das Dispersionsmittel, die Hälfte des Entschäumers und die Hälfte des Zellulose-Verdickers werden miteinander gemischt. Sodann werden Titandioxid und der Füllstoff unter schnellem Umrühren dispergiert. Sodann wird das Glaspulver unter ständigem Umrühren hinzugegeben. KOH wird zur Vergleichszusammensetzung zugegeben. Der Rest der Komponenten wird dann in nachfolgender Reihenfolge unter langsamem Rühren zugegeben:
- der Rest des Zellulose-Verdickers
- das acrylierte Vinylacetatethylencopolymer
- das Trübungsmittel
- der Rest des Entschäumers
- das Strukturierungsagens.
In den Tabellen 9 sowie 10 und 11 werden Eigenschaften der unterschiedlichen Farbzusammensetzungen gemäß den Tabellen 6 bis 8 angegeben. Die Tabellen 9 beziehen sich auf die Acryl-Farben-Zusammensetzung gemäß Tabelle 6. Die Bezeichnungen in Tabelle 6 sind in Tabelle 9 übernommen.
In Tabelle 9 sind für die Acryl-Farben-Formulierungen die Eigenschaften nach Lagerung (6 Wochen) angegeben.
Tabelle 9: Eigenschaften der Acryl-Farben-Zusammensetzung nach Lagerung.
Figure imgf000027_0001
In den Tabellen 10 sind die Viskositäten, der pH-Wert für die Acryl- Maueranstrichfarben-Zusammensetzung nach Lagerung (Tabelle 10) [6 Wochen] angegeben. Die Probenbezeichnungen stimmen mit den Probenbezeichnungen in Tabelle 7 überein.
Tabelle 10: Eigenschaften der Maueranstrichfarben-Zusammensetzung nach Lagerung (6 Wochen).
Figure imgf000028_0001
In den Tabellen 11 sind für umweltverträgliche Formulierungen von Farbzusammensetzungen nach Lagerung für 6 Wochen die Brookfield Viskosität, die Cone- und Plattenviskosität sowie der pH-Wert angegeben. Für sämtliche Ausführungsbeispiele wurde die Numerierung aus Tabelle 8 übernommen.
Tabelle 11 : Umweltverträgliche Farbzusammensetzungen nach Lagerung.
Figure imgf000029_0001
Wie die Versuche erkennen lassen, kann durch Zugabe des Glaspulvers der pH- Wert der Farbezusammensetzungen eingestellt werden. Durch die Zugabe des Glaspulvers erreicht man aber nicht nur eine Einstellbarkeit des pH-Wertes, sondern insbesondere eine Langzeitstabilisierung des eingestellten pH-Wertes einer Farbzusammensetzung.
Die Viskosität wurde mit zwei Arten von Viskosimetern gemessen, da Emulsionsanstrichsfarben strukturviskoses Fließverhalten zeigen. Die dynamische Scherviskosität - die Brookfield Viskosität - ist wichtig für das Ausfällen im Behälter und das Verhalten direkt nach dem Auftrag, d.h. es gibt Auskunft darüber, ob die Farbe auf einer vertikaler Fläche eine Nase bildet, d.h. eine ungleichmäßige Verteilung des Anstrichmittels auf einer senkrechten Fläche, wohingegen die Cone und Plate-Viskosität für die Anwendungseigenschaften wichtiger ist. Während die hohe Scherviskosität durch die Zugabe des Glaspulvers kaum beeinflusst wir, kann mit Hilfe des Glaspulvers die Brookfield-Viskosität eingestellt werden. Damit kann durch die Zugabe von Farbpulver das Fließverhalten und die Rheologie der Farbe gezielt eingestellt werden. Ganz entscheiden ist, dass durch die Verwendung von antimikrobiellen Glaspulvern in Farben- und Lackzusammensetzungen kann eine Konservierung der Farben und Lacke selbst erzielt oder eine antimikrobielle Wirkung nach außen erreicht werden. Dies ist insbesondere bei Hausanstrichfarben von Vorteil.
Antimikrobiell wirkende Gläser sind aus einer Vielzahl von Schriften bekannt geworden.
So werden in der US 5,290,544 wasserlösliche Gläser für die Anwendungen in kosmetischen Produkten mit sehr geringen SiO2- und sehr hohen B2O3- bzw. hohen P2θ5-Gehalten beschrieben. Die Gläser weisen Silberkonzentrationen größer 0,5 Gew.-% auf. Diese Gläser besitzen eine extrem niedrige hydrolytische Beständigkeit und neigen dazu, sich in Wasser komplett aufzulösen. Die hierbei freiwerdenden Ag- und/oder Cu-Ionen wirken antibakteriell. Auch in der JP-A-92178433 wird ein wasserlösliches Glaspulver mit SiO2 < 37 Gew.-% als Polymerzusatz mit hohen Silberkonzentrationen > 1 Gew.-% beschrieben.
In der US 6,143,318 werden silberhaltige Phosphatgläser beschrieben, die als antimikrobielles Material für die Wundinfektionsbehandlung mit Kombinationen aus Cu, Ag und Zn verwendet werden. Hierbei handelt es sich ebenfalls um wasserlösliche Gläser, die niedrige SiO2-Konzentrationen und sehr hohe P2O5- Gehaite aufweisen.
Diese Gläser sind aufgrund ihrer niedrigen hydrolytischen Beständigkeit nur sehr beschränkt für eine Mahlung in wäßrigen Medien geeignet. Sie eignen sich daher nicht als Färb- und Lackzusatz.
Antimikrobielle silberhaltige Borosilikatgläser bzw. Borophosphatgläser werden in den Schriften JP 10218637, JP 08245240, JP 07291654, JP 03146436,
JP 2000264674, JP 2000203876 beschrieben. Diese Gläser weisen größtenteils eine gute hydrolytische Beständigkeit auf und können daher in wäßrigen Medien gemahlen werden.
Zeolithe, die Silber enthalten, das durch lonenaustausch eingebracht wird, finden ebenfalls als antibakterielles Mittel Verwendung. Dies wird beispielsweise in der US 6,245,732 und WO 0038552 beschrieben.
Schwermetallfreie Gläser, bei denen eine antimikrobielle Wirkung nachgewiesen werden kann, sind in der DE 19932238, der DE 19932239 und der WO 01/03650 beschrieben.
Bei den aus der DE 19932338, der DE 19932239 und der WO 01/03650 bekannten Gläsern handelt es sich um bioaktive Gläser mit einem signifikanten Phosphoranteil > 1 Gew.-%.
Gegenüber den bekannten Gläsern bzw. Glaspulvern mit antimikrobieller Wirkung haben die erfindungsgemäßen Farbzusätze auf Basis antimikrobieller Gläser den Vorteil, daß sie Gläser umfassen, die in großtechnischem Maßstab mit Standardverfahren hergestellt werden können.
Die Glaspulver können in unterschiedlichen Mahlmedien, zum Beispiel Wasser, gemahlen werden, da das eine hinreichende hydrolytische Beständigkeit aufweist.
Die Glaspulver zeigen gegenüber Bakterien, Pilzen sowie Viren eine biozide bzw. eine biostatische Wirkung; sind in Kontakt mit dem Menschen hautverträglich, toxikologisch unbedenklich und insbesondere auch zum Verzehr geeignet.
Aufgrund der Anforderungen an die toxikologische Unbedenklichkeit des Glaspulvers ist das Glaspulver besonders rein. Die Belastung durch Schwermetalle ist gering. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Glaspulver in den angegebenen Farben und Lacken Zusammensetzungen eine antimikrobielle Wirkung aufweisen. Bei bestimmten Glaspulvern ist eine Abhängigkeit der mittleren Partikelgröße des Glaspulvers von der antimikrobiellen Wirkung gegeben. Je geringer die mittlere Partikelgröße, desto höher die antimikrobielle Wirkung wegen der Erhöhung der reaktiven Oberfläche des Glases.
Bei Glaspulvern mit antimikrobieller Wirkung werden durch Reaktionen an der Oberfläche des Glases Alkalien des Glases durch H+-lonen des wäßrigen Mediums ausgetauscht. Die antimikrobielle Wirkung des lonenaustausches beruht unter anderem auf einer Erhöhung des pH-Wertes und dem osmotischen Effekt auf Mikroorganismen.
Zur synergistischen Verstärkung der biostatischen bzw. bioziden Wirkung kann das Glaspulver Ag, Cu, Zn, Te, Ge in ionischer Form enthalten.
Außer den beschriebenen biostatischen bzw. bioziden Wirkungen wird die Rheologie der Färb- bzw. Lackzusammensetzung positiv beeinflußt.
Die Farbwirkung, die durch zugesetzte Pigmente erreicht werden kann, wird durch das Glaspulver nicht beeinträchtigt, im Gegenteil, es kann sogar ein Ausbleichen der Pigmente durch UV-blockende Eigenschaften des Glaspulvers verzögert bzw. ganz verhindert werden.
lonenaustauschbare Glaspulver als Farbzusatz gemäß der Erfindung wirken in wäßrigen Medien antimikrobiell durch pH-Wert-Erhöhung durch lonenaustausch zwischen einem Metallion, wie beispielsweise einem Alkali- oder Erdalkalimetallion und den H+-lonen der wäßrigen Lösung sowie durch ionenbedingte Beeinträchtigung des Zellwachstums (osmotischer Druck, Störung von Stoffwechselvorgängen der Zellen). Die Partikelgrößen der Glaspulver sind bevorzugt < 100 μm, zweckmäßig < 50 μm bzw. 20 μm. Besonders geeignet sind Partikelgrößen < 10 μm sowie kleiner 5 μm. Als ganz besonders geeignet haben sich Partikelgrößen < 1 μm herausgestellt.
Mischungen verschiedener Glaspulver aus dem Zusammensetzungsbereich mit unterschiedlichen Zusammensetzungen und Korngrößen sind möglich, um bestimmte Effekte zu kombinieren.
Je nach Partikelgröße, Konzentration und der Zusammensetzung des Pulvers werden pH-Werte von bis zu 13 erreicht.

Claims

Patentansprüche
1. Farbzusatz, umfassend ein antimikrobielles Glas, wobei das Glas die nachfolgenden Komponenten umfasst:
Si02 20 - 90 Gew.% CaO 0 - 45 Gew.%o Na20 0-40 Gew.% P205 0 - 20 Gew.% CaF2 0-25 Gew.% B203 0-40 Gew.% K20 0 - 40 Gew.%o MgO 0-40 Gew.%)
2. Farbzusatz gemäß Anspruch 1 , wobei das Glas des Farbzusatzes nachfolgende Komponenten umfasst:
Si02 30 - 90 Gew.% CaO 4 - 45 Gew.% Na20 0-35 Gew.% P2Os 2 -16 Gew.% CaF2 0 - 25 Gew.% B203 0-10 Gew.%o K20 0-8 Gew.% MgO 0-5 Gew.%
3. Farbzusatz gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Glas nachfolgende Komponenten umfasst:
Si02 30 - 60 Gew.%o CaO 10 -35 Gew.%) Na20 10 -35 Gew.% P2O5 2 -10 Gew.% CaF2 0 - 25 Gew.% B203 0-10 Gew.% K20 0-8 Gew.% MgO 0-5 Gew.%
4. Farbzusatz gemäß Anspruch 1 , wobei das Glas nachfolgende Komponenten umfasst:
Si02 20 - 80 Gew.%o
Na20 0-40 Gew.%
K20 0 - 40 Gew.%
Li20 0 - 40 Gew.%
CaO 0 - 40 Gew.%
MgO 0-40 Gew.%
Al203 0-40 Gew.%
P205 0-20 Gew.%
B203 0-40 Gew.%
Ti02 0 - 2 Gew.%
Ce03 0-2 Gew.% Fe2030 - 5 Gew.%
CoO 0 - 2 Gew.%
5. Farbzusatz gemäß einem der Ansprüche 1 oder 4, wobei das Glas nachfolgende Komponente umfasst:
Si02 30 - 80 Gew.% Na20 0-30 Gew.%) K20 0 - 30 Gew.% CaO 0 - 30 Gew.%o MgO 0-30 Gew.% AI2O3 0-30 Gew.%o P2O5O - 20 Gew.% B203 0-40 Gew.% Ti02 0 - 2 Gew.% Ce02 0-2 Gew.% Fe203 0 - 5 Gew.% CoO 0 - 2 Gew.%
6. Farbzusatz, umfassend ein Glaspulver eines antimikrobiellen Glases mit einer Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Glaspartikel des Glaspulvers eine durchschnittliche Teilchengrößen von kleiner 100 μm aufweisen, insbesondere < 20 μm.
7. Farbzusatz gemäß Anspruch 6, wobei die Glaspartikel eine durchschnittliche Teilchengröße von kleiner 5 μm aufweisen.
8. Farbzusatz gemäß Anspruch 6, wobei die Glaspartikel eine durchschnittliche Teilchengröße von kleiner 22 μμmm aauuffwweisen.
9. Farbzusatz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das antimikrobielle Glas zusätzlich Ag+, Cu+, Cu2+ und/oder Zn+ enthält.
10. Farben und Lacke mit antimikrobieller Wirkung, umfassend einen Farbzusatz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei 0,05 bis 30 Gew.% Farbzusatz bezogen auf das Gesamtgewicht der Farben und Lacke enthalten sind.
11. Farben und Lacke gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß 0,05 bis 10 Gew.% Farbzusatz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 bezogen auf das Gesamtgewicht der Farben und Lacke enthalten sind.
12. Farben und Lacke gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß 30 bis 90 Gew.% Farbzusatz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 bezogen auf das Gesamtgewicht der Farben und Lacke enthalten sind.
13. Farben und Lacke gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß 30 bis 50 Gew.% Farbzusatz gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 bezogen auf das Gesamtgewicht der Farben und Lacke enthalten sind.
14. Farbzusammensetzung, umfassend eine Innendispersionsfarbformulierung sowie wenigstens 0,1 - 20 Gew-% Glaspulver als Farbzusatz bezogen auf das
Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
15. Farbzusammensetzung, umfassend eine Acryl-Farbenformulierung sowie wenigstens 0,1 - 20 Gew-% Glaspulver als Farbzusatz bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
16. Farbzusammensetzung, umfassend eine Acryl-Maueranstrichfarbenformulierung sowie wenigstens 0,1 - 20 Gew-% Glaspulver als Farbzusatz bezogen auf das
Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
17. Farbzusammensetzung, umfassend eine umweltverträgliche Farbenformulierung sowie wenigstens 0,1 - 20 Gew-% Glaspulver asl Farbzusatz bezogen auf das
Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
18. Farbzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Glaspulver als Farbzusatz ein Farbzusatz gemäß einem der Ansprüche 6 bis 9 ist.
19. Verwendung des Farbzusatzes nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 als antimikrobieller Farbzusatz zur Konservierung von Gebinden oder zum Filmschutz von beschichteten Flächen.
0. Verwendung des Farbzusatzes nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9 als antimikrobieller Farbzusatz in Haushaltswaren, Verpackungen, in der Lebensmittelverarbeitung, in Dichtmassen, im medizinischen Bereich, im Sanitärbereich, im Automobilbereich, im Baubereich sowie als Kunststoffbeschichtung.
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