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Füllstoff für Wasserfarben oder mit Wasser verdünnbaren Farben
Die Farbenindustrie verwendet grosse Mengen an Füllstoffen, insbesondere zur Herstellung von Leimfarben, Farbemulsionen und Farben aus einem mit Wasser verdünnbaren Latex.
Der am häufigsten verwendete Füllstoff ist natürlich vorkommendes Calciumcarbonat, sei es als
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kristallines Calciumcarbonat,deshalb gerne bei mit Wasser verdünnbaren Farben verwendet, weil sein Preis niedrig ist und es die Möglichkeit bietet, durch seine verhältnismässig zufriedenstellende Opazität auf Grund der unterschiedlichen Brechungsindices von Calciumcarbonat und wässerigem Medium eine gute Deckkraft sicherzustellen.
Die Hersteller von mit Wasser verdünnbaren Farben verwenden auch vorwiegend Kreidequalitäten, deren Deckkraft der von kristallinem Calciumcarbonat überlegen ist und die die Erzielung eines besseren Aussehens der Oberflächen gestatten. Die Kreide gibt übrigens den Tünchen und den mit Wasser verdfinn- baren Farben eine charakteristische Festigkeit.
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Tunchen oderFarbemulsionenweiden aïslen, in denen die Farben gebrauchsfertig verkauft werden und die Viskosität niedriger ist, notwendig, dass die verwendeten Füllstoffe ein ausgezeichnetes Suspensionsvermögen haben, um Ablagerungen in den Behältern zu vermeiden.
Um die bisher verwendeten Füllstoffe zu verbessern, und die sich ergebenden Probleme zu lösen,
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Vorteile aufweist :
1. Erhöhte Deckkraft durch Opazität.
2. Verbesserte weisse Farbwirkung.
3. Bessere Lagerbeständigkeit.
4. Bessere Suspensionsfähigkeit.
Um die Beschreibung der Erfindung zu vereinfachen, wird im nachfolgenden auf Kreide Bezug ge-
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lich kann jedoch die Erfindung in gleicher Weise auf andere Füllstoffe ohne Einschränkung angewendet werden.
Nach der vorliegenden Erfindung vermischt man gemahlene Kreide mit einem gewissen Prozentsatz Calciumsulfat-Semihydrat, welches gemeinhin"Stuckgips"genannt wird. Zweckmässigerweise wählt man eine Gipsqualität, die besonders weiss ist und ohne Rückstand durch ein Sieb der Maschinenweite 73 Mikron geht.
Vorzugsweise mahlt man die Kreide und den Gips gleichzeitig, um ein vollständig dispergiertes und homogenes Gemisch der beiden Bestandteile zu erhalten. Man kann sie jedoch auch einfach mischen, vorausgesetzt, dass die Homogenität so vollständig wie möglich gewährleistet ist.
Die Menge des zu verwendenden Calciumsulfat-Semihydrats liegt zwischen 2 und 20 Gew.-%, be-
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zogen und auf das Gesamtgewicht. Man erhält bei Kreide die besten Ergebnisse bei einem Prozentsatz von 10 bis 15 Grew.-%
Es ist bekannt, dass Calciumsulfat-Semihydrat, das mit Wasser vermischt wird, die Eigenschaft hat, nach der folgenden Gleichung Wasser unter Erhärtung zu absorbieren :
CaS04. 0, 5 HzO + 1,5 H20 = Ca SO. 2H20
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rigen Calciumcarbonatsuspension (oder einer Suspension eines andern weissen Füllstoffs). eine wesentliche Verbesserung der Deckkraft infolge der Opazität des Gemischs erzielt wird.
Wenn das CalciumsulfatSemihydrat in einer Menge von 2 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gemisch, verwendet wird, so findet kein Festwerden, sondern nur eine Erhöhung der Viskosität des Gemischs statt. Dieses behält übrigens seine natürliche Fettigkeit. die für Gemische auf Kreidebasis charakteristisch ist.
Um den Vorteil des vorstehenden Verfahrens zu erläutern, wird im nachfolgenden ein typisches Beispiel für eine Leimfarbe angegeben.
Eine übliche Leimfarbe enthält :
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<tb>
<tb> Leim <SEP> mit <SEP> 4 <SEP> % <SEP> Methylcellulose <SEP> 50 <SEP> kg
<tb> Kreide <SEP> 80 <SEP> kg <SEP>
<tb> Wasser <SEP> 40 <SEP> kg
<tb> 170 <SEP> kg
<tb>
Das Deckvermögen einer solchen Farbe beträgt 8m2/kg. Verwendet man an Stelle der gewöhnlichen Kreide einen erfindungsgemässen Füllstoff der folgenden Zusammensetzung :
88 kg Kreide
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kg Stuckgips100 kg so stellt man fest, dass bei der gleichen Oberflächenbehandlung (8m2/kg) die erhaltene Farbe durch die
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an Deckkraft festzustellen, kann man die mit der Spezialkreide erhaltene Farbe verdünnen, bis man das gleiche Deckvermögen wie mit gewöhnlicher Kreide erzielt.
Man stellt dann fest, dass man zur Erzielung des gleichënDeckvermSgens wie mit gewöhnlicher Kreide eine wesentliche Wassermenge zugeben kann, so dass man einen Farbstoff erhält, der die folgende Zusammensetzung hat :
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<tb>
<tb> Leim <SEP> mit <SEP> 4 <SEP> % <SEP> Methylcellulose <SEP> 50 <SEP> kg
<tb> Kreide <SEP> mit <SEP> Gipszusatz <SEP> 80 <SEP> kg
<tb> Wasser <SEP> 80 <SEP> kg
<tb> 210 <SEP> kg <SEP>
<tb>
Eine solche Leimfarbe hat ein Deckvermögen und eine Flächenleistung, die der einer Leimfarbe auf der Grundlage von gewöhnlicher Kreide gleich ist, d. h. bei gleicher Undurchsichtigkeit wird die Flächenleistung um 23,5 % gesteigert.
Verwendet man die mit Gips modifizierte Kreide in der gleichen Zusammensetzung wie mit einer gewöhnlichen Kreide, so stellt man fest, dass die Leimfarbe mit modifizierter Kreide eine höhere Viskosität besitzt. Wenn man die beiden Tünchen vergleicht, indem man eine bestimmte Gewichtsmenge jeder Farbe auf eine Flächeneinheit aufträgt, so stellt man fest, dass die die modifizierte Kreide enthaltende Farbe ein überlegene Deckvermögen und eine grössere Weisse hat.
Die Verwendung der erfindungsgemäss modifizierten Kreide bietet daher zwei Möglichkeiten :
1. Verbesserung der Flächenleistung bei gleichemDeckvermagen, d. h. duichzus & tzlicheVeidun- nung der Farbe.
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Wenn man das Wasser, das beim Trocknen der Leim- oder Wasserfarbe verdunstet, unberücksichtigt lässt, so sind die Feststoffmengen im Verhältnis zum Trockenextrakt des Leims oder des Bindemittels in
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über eine grössere Fläche.
Es hat sich gezeigt, dass diese zusätzliche Verdünnung keine verringerte Farbbeständigkeit nach sich zieht, und dass beispielsweise im Falle von Leimfarben keine verminderte Haft- und Wischfestigkeit festzustellen ist.
Die Modifizierung der Kreide durch Zugabe von Gips erscheint umso interessanter, wenn man sich
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praktisch identisch mit dem der Ublicherweise verwendeten Füllstoffe, wie z. B. Kreide, Calciumcarbonat usw., ist.
Die Verwendung von Gips zum teilweisen Ersatz von Kreide oder einem andern beliebigen Füllstoff hat folglich keine wesentliche Verteuerung der Herstellungskosten zur Folge. Ferner Ist es vorteilhaft, dem Verbraucher ein gebrauchsfertiges Gemisch von Kreide und Gips in der gleichen Menge wie bei andern Füllstoffen zu bieten, einerseits um die Herstellung zu vereinfachen, anderseits um eine einwandfreie Dispersion des Gipses und der Kreide (oder des Füllstoffs) zu gewährleisten, die bei der Immersion des Füllstoffs in das wässerige Medium die Bildung von Agglomeraten infolge Abbinden von schlecht dispergiertem Gips verhindert. Es zeigte sich, dass bei der Verwendung von reinem Gips in der Tanche Farboberflächen erhalten werden, die wesentlich rauher sind, was auf das Abbinden von kleinen Gipsagglomeraten zurückzuführen ist.
. Ausser wirtschaftlichen Vorteilen (grössere Ausgiebigkeit) zeigen die erfindungsgemäss modifizierten Kreiden gegenüber normalen Kreiden eine eindeutige Verbesserung der Weisse. eine leichtere Streichbar- keit, eine bessere Lagerbeständigkeit (keine Wasserabsonderung) und eine wesentlich bessere Suspensionsfähigkeit infolge der Erzielung einer gewissen Thixotropie.