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Verfahren zur Herstellung von Anstrichmitteln.
Die Erfindung betrifft Anstrichmittel, insbesondere solche, die sich im kalten Zustande auf Stoffe der verschiedensten Art auftragen lassen.
Diese Anstrichmittel sind sowohl für Glaswaren und andere Gegenstände mit glasartiger Oberfläche als auch für Metalle und Holz verwendbar. Sie können auch zum Überziehen der Innenwände von Gebäuden dienen. Durch Vermischen mit farbigen Zusätzen lassen sich Anstriche in jedem gewünschten Farbton herstellen. Sie sind dauerhaft, da sie sehr hohen Temperaturen widerstehen, heisses und kaltes Wasser aushalten, von schwachen Säuren nicht angegriffen werden und erheblichen Widerstand gegen Abscheuern besitzen. Die Überzüge sind glatt und sammetartig, und damit versehene Glasgegenstände verhindern den Lichtdurchtritt in viel geringerem Masse als solche mit anderen Überzügen.
Die Anstriche nach der Erfindung sind für alle möglichen Zwecke brauchbar ; doch in besonderem Masse eignen sie sich zum Überziehen von Glühlampen und anderen Beleuchtungskörpern, wie Reflektoren und Lampenschirmen. Sie machen die Behandlung dieser Gegenstände mit Sandstrahlgebläsen oder ätzenden Säuren, welche gesundheitsschädlich sind, überflüssig und gestatten die Erzeugung von matten, farbig getönten und ähnlichen Oberflächen durch einen raschen und gesundheitlich ungefährlichen Arbeitsvorgang
Es ist bekannt, Anstrichmittel durch Vermischen von Erdarten wie Ton u. dgl. mit Bindemitteln wie z. B. Wasserglas herzustellen. Hiebei wurde aber kein besonderes Gewicht auf den Verteilunggrad der Erdarten gelegt, sondern dieselben wurden einfach nur in gepulvertem Zustande mit dem Bindemittel zusammengebracht.
Die Erfindung besteht nun darin, dass diese Erdarten peptisiert, d. h. mit Hilfe von Hydroxyllionen in einen Zustand dauernder kolloidaler Suspension gebracht werden. Durch die Absorption von Hydroxylionen erhalten die festen Stoffteilchen eine negative Ladung, welche sie veranlasst, sich gegenseitig abzustossen, um so eine permanente kolloidale Lösung oder Suspension zu bilden. Zu dieser Flüssigkeit wird ein geeignetes Bindemittel gefügt, welches die Stoffteilchen einhüllt. Daneben können färbende oder undurchsichtigmachende Mittel nach Belieben hinzugesetzt werden. Es empfiehlt sich, die mit der Mischung in irgend einer Weise hergestellten Überzüge derart zu schützen, dass eine Ein- wirkung der in der Luft enthaltenen sehädlichenDämpfe auf die Bestandteile der Mischung verhindert wird.
Als Grundstoff eignet sich insbesondere Kaolin. Es können aber auch andere Materialien, welche sich mit Natriumhydroxyd oder anderen hydroxylionenhaltigen Flüssigkeiten peptisieren lassen, verwendet werden.
Das Ausgangsmaterial soll von weisser Farbe sein und einen ausreichenden Gehalt an plastischen Stoffen besitzen. Wenn die kolloidale Lösung eingetreten ist, wird Natriumsilikat als Bindemittel hinzugefügt. Es sind her auch andere Bindemittel, z. B. Kaliumsilikat, verwendbar. Ausser den genannten Stoffen werden nach Belieben färbende und undurchsichtigmachende Mittel beigegeben. Die Gewinnung von Anstrichmitteln durch Vermahlen von Kaolin mit Natriumsilikat ist bekannt. Doch liefert die bekannte Arbeitsweise keine so dauerhafte, gleichmässige und feine Suspension, wie sie zur Erzielung von glatten und sammetartig matten Überzügen erforderlich ist.
Mit Vorteil wird die Mischung, nachdem sie auf die anzustreichenden Gegenstände aufgebracht ist, geschützt, um zu verhindern, dass
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zwischen dem Natriumsilikat und dem Kohlendioxyd der Luft eine Reaktion eintritt und 11111 den entstan- denen Überzug wasserfest zu machen. Als Schutzmittel eignen sich die verschiedenartigsten Stoffe ; als besonders geeignet hat sich jedoch eine #Fixierungsflüssigkeit" erwiesen, welche aus der Lösung eines Stoffes besteht, der mit dem Natriumsilikat oder dem sonst als Bindemittel verwendeten Material eine weisse, unlösliche, chemische Verbindung oder Absorptionsverbindung bildet.
Für die Herstellung der Fixierungsflüssigkeit werden vorzugsweise Metallsalze gebraucht ; denn es hat sich herausgestellt, dass diese härtere Verbindungen liefern als die gewöhnlich verwendeten Säuren. Daneben werden gleichzeitig andere Nachteile vermieden, die mit dem Gebrauch von Säuren verbunden sind. Sehr geeignet
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doch steht auch der Verwendung von Alaunen oder von löslichen Salzen des Zinks, Zinns, Magnesiums, Kalzium und anderer Metalle für sich oder inMischung miteinander* für den angegebenen Zweck nichts im Wege. Als Ausführungsbeispiel für die Herstellung eines Anstrichmittels nach der vorliegenden Erfindung mögen folgende Material-und Mengenangaben dienen :
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<tb>
<tb> Mischung <SEP> A.
<tb>
Kaolin <SEP> 248,6 <SEP> g
<tb> Magnesiumoxyd............................ <SEP> 49, <SEP> 0"
<tb> Aluminiumoxyd <SEP> (Tonerdc) <SEP> 289, <SEP> 4"
<tb> Zirkoniumoxyd <SEP> 49, <SEP> 0"
<tb> Natriumhydrat <SEP> 1, <SEP> 6,.
<tb>
Natriumsilikat <SEP> 1986, <SEP> 8 <SEP> le
<tb> Amylalkohol <SEP> 6,1 <SEP> eem
<tb> Wasser, <SEP> 2066, <SEP> 6 <SEP> ei
<tb>
Diese Mischung, welche zur Erzeugung eines matten Überzuges auf Glasgegenständen geeignet ist, wird am besten auf folgende Weise hergestellt : Der Amylalkohol wird mit dem Natriumhydrat und dem destillierten Wasser gemischt, so dass sich eine Lösung bildet. Diese Lösung wird zu dem Kaolin gefügt. Vorzugsweise eignet sich Georgia-Kaolin ; doch kann auch ein anderes geeignetes Ausgangsmaterial genommen werden, sofern es überhaupt fähig ist, kolloidale Lösungen zu bilden.
Das Kaolin und die amylalkoholhaltige Natriumhydratlösung werden ungefähr acht Stunden lang in einer Kugelmühle gemischt u. zw. gleichzeitig mit den färbenden und undurchsichtigmachenden Zusätzen, wie Magnesiumoxyd, Aluminiumoxyd und Zirkoniumoxyd. Der Amylalkohol hat den Zweck, die Oberflächenspannung der Natnumhydratlösung zu verringern, damit sich letztere vollkommener und unter Bildung einer kolloidalen Löslmg mit Kaolin vermengt und schliesslich eine Flüssigkeit entsteht, welche leicht aus der Düse fliesst, wenn das Aufbringen auf die anzustreichende Fläche durch Sprühen erfolgt. Die Verwendung von Amylalkohol ist zwar vorteilhaft, aber nicht unbedingt nötig zur Ausführung der Erfinding.
Sobald das Natriumhydrat, das Kaolin sowie die färbenden und undurchsichtigmachenden Stoffe gründlich bis zur Bildung einer kolloidalen Lösung miteinander verrieben sind, wird Natriumsilikat als Bindemittel hinzugefügt und die so entstandene Flüssigkeit erneut in der Kugelmühle bearbeitet u. zw. 15 Stunden lang. Die so erhaltene Mischung wird in gut schliessenden Behältern aufbewahrt, damit keine Austrocknung stattfinden kann. Es ist darauf zu achten, dass die Kugelmühle jedesmal, nachdem eine Partie Anstrichmasse fertiggestellt ist, vollkommen gereinigt wird : denn Natriumsilikat in Berührung mit noch nicht peptisiertem Kaolin verhindert die kolloidale Auflösung des letzteren.
Wie vorstehend dargelegt, dient Mischung A zur Erzeugung von matten Überzügen auf Glasgegenständen. Es hat sich herausgestellt, dass ein Gehalt von Magnesiumoxyd in der Mischung den Überzügen einen in der Kälte atlasartigen Glanz verleiht und die Wasserfestigkeit dieser Überzüge erhöht. Beim Lichtdurchtritt durch die mit dieser Mischung überzogenen Flächen zeigt sich ausserdem, dass bei gleicher Lichtabsorption die Diffusion grösser ist als bei Anwendung von Mischungen ohne Magnesiumgehalt. Zirkoniumoxyd wird gebraucht wegen seines hohen Brechungsvermögens und seiner besonderen Widerstandsfähigkeit gegen chemische Einflüsse.
Die Fixierungsflüssigkeit enthält ungefähr 20% Zinkchlorid und 10% kristallisiertes Aluminiumsulfat. Das Zinkchlorid und das Aluminiumsulfat haben die Aufgabe, beim Zusammentreffen mit dem Natriumsilikat letzteres in Aluminiumsilikat oder wenigstens in eine Absorptionsverbindung von Aluminium und Kieselsäure überzuführen, welche Säuren sowie kaltem und warmem Wasser widersteht und härter ist als freie Kieselsäure, die sich bei der Behandlung des Natriumsilikates mit Säuren ergeben würde.
Die Mischung wird am besten durch Aufsprühen auf die zu überziehende Fläche gebracht. Nach einer Trocknung von etwa zehn Minuten bei ungefähr 850 C. wird dann der Anstrich mit der Fixierungsflüssigkeit besprüht. Unter Umständen kann auch die Fixierung durch Eintauchen des überzogenen Gegenstandes in die Fixierungsflüssigkeit erfolgen. Wird mit kalter Flüssigkeit gearbeitet, so sind etwa
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zwischen 50 und 70 C. verwendet, so genügen zur Herbeiführung desselben Erfolges 50 Sekunden bis eine Minute ; bei stärkeren Überzügen sind die Zeiträume für das Trocknen und Fixieren etwas länger.
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Das Anstrichmittel der Zusammensetzung A, wie es vorstehend beschrieben ist, erzeugt auf Glas einen matten, grauweissen Überzug von ähnlicher Wirkung wie ein Sandstrahlgebläse oder eine Ätzung mittels Säure. Dieser Grundmischung können verschiedene Farbpulver oder Farbstoffe zugesetzt werden. Auf diese Weise lassen sich alle beliebigen Tönungen erreichen. Man kann beispielsweise eine Glühlampe herstellen, welche ein Licht ausstrahlt ähnlich demjenigen, wie es die Kerzenflamme liefert, wenn man ungefähr ein Gewichtsprozent von gebrannter Siena zu der Grundmischung zugibt. Zum Fixieren dient dieselbe Flüssigkeit wie zum Fixieren der Grundmischung.
Um Überzüge von erhöhter Dichtigkeit zu erzeugen, können der Grundmisehung Zinkoxyd oder ähnliche undurchsichtigmachende Mittel zugesetzt werden. Das Ausmass dieser Zusätze richtet sich nach dem Grade der gewünschten Dichtigkeit. Ein verhältnismässig dichter Überzug auf Glas wird beispielsweise durch eine Mischung von folgender Zusammensetzung erreicht :
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<tb>
<tb> Mischung <SEP> B <SEP> :
<tb> Kaolin <SEP> 807, <SEP> 4 <SEP> g
<tb> Zinkoxyd <SEP> 201, <SEP> 9 <SEP> g
<tb> Zinnoxyd <SEP> 201, <SEP> 9 <SEP> g
<tb> Natriumhydrat <SEP> 6, <SEP> 4 <SEP> g
<tb> Natriumsilikat.............................. <SEP> 2621, <SEP> 8 <SEP> g
<tb> Wasser <SEP> <SEP> 1, <SEP> 4911.
<tb>
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Will man einen Überzug erzielen, der durchsichtiger ist, als ihn Mischung B liefert, aber dichter als der mit Mischung A erzielbare Überzug, so benutzt man eine der drei folgenden Mischungen, die als Variationen und Modifikationen des Erfindungsgegenstandes anzusehen sind :
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<tb>
<tb> Mischung <SEP> C <SEP> :
<tb> Kaolin <SEP> 1121, <SEP> 3 <SEP> g
<tb> Aluminiumoxyd <SEP> (Tonerde) <SEP> 368, <SEP> 1 <SEP> g
<tb> Natriumhydrat............................. <SEP> 7, <SEP> 3 <SEP> g
<tb> Natriumsilikat.......................... <SEP> 1749, <SEP> 5 <SEP> g
<tb> Wasser <SEP> 1, <SEP> 783 <SEP> 1.
<tb>
Mischung <SEP> D <SEP> :
<tb> Kaolin <SEP> 1152, <SEP> 1 <SEP> g
<tb> Zirkoniumoxyd......... <SEP> "...........,....... <SEP> 140, <SEP> 6 <SEP> g
<tb> Natriumhydrat <SEP> 6, <SEP> 8 <SEP> g
<tb> Natriumsilikat <SEP> 1433, <SEP> 4 <SEP> g
<tb> Wasser <SEP> 1, <SEP> 8171.
<tb>
Mischung <SEP> E <SEP> :
<tb> Kaolin <SEP> 1159, <SEP> 4 <SEP> g
<tb> Zinkoxyd <SEP> 144, <SEP> 7 <SEP> g
<tb> Natriumsilikat............................. <SEP> 1749, <SEP> 5 <SEP> g
<tb> Wasser <SEP> 1, <SEP> 843 <SEP> l,
<tb>
Die Fixierungsflüssigkeit ist auch in diesen Fällen dieselbe wie oben angegeben.
Als Anstrichmittel für Metalle und Holz eignet sich eine Mischung der folgenden Zusammen setzung :
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<tb>
<tb> Mischung <SEP> F <SEP> :
<tb> Kaolin <SEP> 725, <SEP> 8 <SEP> g
<tb> Zinkoxyd <SEP> 362, <SEP> 9 <SEP> g
<tb> Zinnoxyd <SEP> 362, <SEP> 9 <SEP> g
<tb> Natriumhydrat <SEP> 4, <SEP> 5 <SEP> g
<tb> Natriumsilikat <SEP> ................................. <SEP> 2357, <SEP> 8 <SEP> a
<tb> Wasser <SEP> 1, <SEP> 514 <SEP> t.
<tb>
Fixiert wird wieder mit der oben angegebenen Lösung. Von Mischung B unterscheidet sich diese Mischung dadurch, dass sie eine grössere Zähigkeit, Undurchsichtigkeit und Deckkraft besitzt. Gegen- über geschmolzenen Emaillen hat sie den Vorteil, dass sie nicht einreisst oder abblättert und doch die erforderliche Reflektionskraft besitzt. Die fertigen Überzüge können ausserdem ohne Schaden abgewaschen werden. Ferner lässt sich diese Mischung, da hohe Temperaturen nicht erforderlich sind, auf Metallgegenstände aufbringen, ohne dass die Gestalt derselben verändert wird, wie es häufig bei aufzubrennenden Emaillen vorkommt.
Sie eignet sich daher, obgleich ihr Verwendungsgebiet nicht auf diesen Zweck beschränkt ist, insbesondere zur Erzeugung von Überzügen auf Metallreflektoren. Als Ausgangsmaterial
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für das Anstrichmittel nach der Erfindung wird vorzugsweise Georgia-Kaolin genommen. Man kann aber auch Kaolinit oder andere Erdarten verwenden, sofern sie weiss genug sind, keine färbenden Unreinigkeiten enthalten und einen ausreichenden Gehalt an plastischen Stoffen besitzen. Ebenso ist jedes andere Material brauchbar, sofern es sich nur in kolloidale Lösungen überführen lässt. Die Natriumhydratlösung, die als Zusatz zu der Grundmischung dient, kann durch andere Alkalihydroxydlösungen, z. B. Kalilauge oder sonstige hydroxylionenhaltige Flüssigkeiten ersetzt werden.
Was den Amylalkohol anbelangt, dessen Zusatz empfehlenswert ist, wenn die Lösung durch Aufsprühen verarbeitet werden soll, so ist zu sagen, dass der Erfindungsgegenstand auch ohne diesen Zusatz ausgeführt werden kann.
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Ebenso kann für die Fixierungsflüssigkeit jeder beliebige andere Stoff oder jede beliebige Stoffmischung genommen werden, wenn sie nur die Bedingung erfüllt, dass sie mit dem Bindemittel der Anstrichmasse unter Bildung von unlöslichen und verhältnismässig widerstandsfähigen Verbindungen reagiert. Derartige Stoffe sind bei Verwendung von Natriumsilikat als Bindemittel lösliche Aluminium-, Zinn-, Magnesiumund Kalziumsalze, sowie Alaune und ähnliche Substanzen.
Die mit dem Anstrichmittel nach vorliegender Erfindung erzielbaren Überzüge sind, auf welchen Unterlagen sie sich auch befinden mögen, insofern härter als die gewöhnlichen Anstriche, als sie der mechanischen Beanspruchung und Abnutzung besser widerstehen als diese. Sie sind fest gegen Wasser und schwache Säurelösungen der gewöhnlichen Art. Sie zeigen ausserdem nicht die Erscheinung des sogenannten "Blühens", wozu die gewöhnlichen, Natriumsilikat als Bindemittel enthaltenden Anstrichmassen neigen. Dieses "Blühen" ist wahrscheinlich auf die Hydratisierung und Dehydratisierung des Natriumkarbonats zurückzuführen, welches sich durch die teilweise Umsetzung des Natriumsilikates mit dem aus der Luft entnommenen Kohlendioxyd bildet.
Der Überzug ist glatt und sowohl dem Aussehen wie dem Gefühl nach sammetartig. Das beruht darauf, dass die Suspension, welche nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erzielt wird, ihre Bestandteile gleichmässig und in feinster Zerteilung enthält. Die Anstriche sind ausserdem praktisch unbegrenzt haltbar.
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Zeichen beliebiger Gestalt erzeugt werden, beispielsweise mit Hilfe von Schablonen oder sonst geeigneten Vorrichtungen. Die beschriebenen Mischungen und Fixierungsflüssigkeiten sind zwar für die verschiedenen Unterlagen verwendbar, eignen sich aber ganz besonders zur Anbringung auf Beleuchtungkörpern.