DE10042474A1

DE10042474A1 - Grünes Pigment

Info

Publication number: DE10042474A1
Application number: DE10042474A
Authority: DE
Inventors: Bernd Rathmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-08-29
Filing date: 2000-08-29
Publication date: 2002-03-28

Abstract

Pigment, erhältlich durch DOLLAR A a) Mischen einer wäßrigen Suspension von Calciumborat Ca(BO¶2¶)¶2¶ mit einer wäßrigen Lösung von Kupfer(II)-sulfat, so daß ein molares Verhältnis von Cu zu B von höchstens 0,50 erreicht wird; DOLLAR A b) Filtrieren der Reaktionsmischung; DOLLAR A c) Trocknen des Filterrückstands und DOLLAR A d) Erhitzen des getrockneten Rückstands auf eine Temperatur zwischen 650 und 1000 DEG C, DOLLAR A sowie dessen Verwendung.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues, grünes Pigment sowie dessen Verwen dung.

Als lichtechte Grünpigmente werden heutzutage Chromoxidgrün (Chrom(III)-oxid, Colour Index Nr. 17.77288), Chromoxidhydratgrün (Chrom(III)-oxidhydrat, Colour In dex Nr. 18.77289) und Chromgrün (Pb(S,Cr)O₄/Fe^III ₄[Fe^II(CN)₆]₃.xH₂O, Colour Index Nr. 15.77510) verwendet.

Diese Chrompigmente zeichnen sich durch ihre reinen, kräftigen Farbtöne und die hohe Deckkraft aus. Allerdings ist die Herstellung dieser Pigmente unter umweltpoliti schen Gesichtspunkten sehr umstritten; die chromathaltigen Pigmente sind darüber hinaus carcinogen.

Ein weiteres anorganisches Pigment, das in bezug auf die Farbeigenschaften denen der Chrompigmente ähnelt, ist Bolley's Grün. Hierbei handelt es sich um Kupferborat, er hältlich durch Umsetzung einer Borax-Lösung mit einer Kupfersulfat-Lösung, gefolgt von einem Glühen des so erhältlichen Niederschlags (vgl. St. Mierzinski, Handbuch der Farben-Fabrikation, Praxis und Theorie, Band II, Wien 1898). Während des Glüh vorgangs entsteht in nur geringer Ausbeute eine stark zusammen gesinterte Masse va riierender Zusammensetzung, die hinsichtlich ihrer resultierenden, unterschiedlichen Farbeigenschaften nicht standardisierbar ist. Dies erklärt auch die fehlende Anwen dung dieses Pigments in Lacken oder Künstlerfarben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines grünen Pigments, das lichtecht ist und sich aufgrund eines reinen, kräftigen Farbtons und hoher Deckkraft als Ersatz für die Chrompigmente des Standes der Technik eignet. Darüber hinaus muß dieses Pigment hinsichtlich seiner Farbeigenschaften reproduzierbar herstellbar sein.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Pigment gelöst, das durch

a) Mischen einer wäßrigen Suspension von Calciumborat Ca(BO₂)₂ mit einer wäßrigen Lösung von Kupfer(II)-sulfat, so daß ein molares Verhältnis von Cu zu B von höchstens 0,50 erreicht wird;
b) Filtrieren der Reaktionsmischung;
c) Trocknen des Filterrückstands; und
d) Erhitzen des getrockneten Rückstands auf eine Temperatur zwischen 650 und 1000°C

erhältlich ist.

Dieses Pigment hat den besonderen Vorteil, daß es lichtecht ist und nicht die zuvor beschriebenen Nachteile der grünen Pigmente des Standes der Technik aufweist. Eine besondere Bedeutung kommt der Obergrenze des Verhältnisses von Cu zu B zu: Hierdurch wird erreicht, daß Kupfer nicht in Form von Kupferoxid entsteht und wäh rend des Erhitzens den Farbton verfälscht. Ferner würden geringste Mengen Kupfero xid in dem erfindungsgemäßen Pigment beispielsweise bei dessen Verwendung in der Keramik- oder Porzellanindustrie zu unerwünschten Farbverfälschungen führen.

Die Stöchiometrie des auf diese Weise erhältlichen Pigments ist in weiten Grenzen variabel. So sollte das molare Verhältnis von Cu zu B mindestens 0,25 betragen. Je geringer dieses Verhältnis ist, um so matter fällt der Farbton des Pigments aus. Durch Variation dieses Verhältnisses von Cu zu B kann der Farbton reproduzierbar eingestellt werden.

Eine weitere, erfindungsgemäße Beeinflussung der Farbe besteht in folgender Modifi zierung des Herstellungsverfahrens: Das Pigment wird vor dem Verfahrensschritt d) zusätzlich auf eine Temperatur zwischen 150 und 900°C erhitzt, anschließend mit Wasser versetzt, bis die Mischung eine breiige Konsistenz aufweist, und dann erneut getrocknet. Im Anschluß daran folgt der zuvor beschriebene Verfahrensschritt d), d. h. das Ganze wird auf eine Temperatur zwischen 650 und 1000°C erhitzt.

Die beim Verfahrensschrit d) gewählte Temperatur beeinflußt den Farbton des End produkts: Je tiefer die gewählte Temperatur ist, desto kühler und matter ist der resul tierende Farbton. Höhere Temperaturen ab ca. 650°C führen zu wärmeren und bril lanteren Nuancen.

Diese Nuancenunterschiede treten in Bindemittelsystemen mit optischem Streuungsef fekt besonders deutlich hervor. In Systemen mit stärker absorbierender Wirkung (also z. B. fette Öle, Alkydharz) treten diese Unterschiede weniger in Erscheinung.

Das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellte Pigment sollte vor Verwendung noch durch dem Fachmann bekannte Vorrichtungen fein gemahlen werden. Besonders eignen sich Kugelmühlen, in denen das Pigment unter Mahlen auf eine Temperatur bis zu 900°C erhitzt werden kann.

Bei Verwendung solcher Kugelmühlen kann der Mahlprozeß mit dem Erhitzen in ei nem Verfahrensschritt durchgeführt werden. Dies ist besonders für eine industrielle Herstellung des Pigments interessant.

Das erfindungsgemäße Pigment kann zum Einfärben von Beschichtungszusammenset zungen, insbesondere von Farben und Lacken, verwendet werden. Besonders bevor zugt sind Beschichtungszusammensetzungen, an die hohe Anforderungen hinsichtlich deren Lichtechtheit und Reproduzierbarkeit der Farbnuancen des darin enthaltenen Pigments gestellt werden, wie z. B. Farben in der Keramikindustrie, Kunststoffindustrie, Automobilindustrie oder Künstlerfarben.

Das folgende Beispiel erläutert exemplarisch die Herstellung eines erfindungsgemäßen Pigments.

Beispiel

7,47 g handelsübliches Calciumborat (der Fa. Jäger, Hilgert) werden fein gesiebt und mit 35 ml. Wasser in einem Porzellanmörser mit 18 cm Innendurchmesser zu einer homogenen Suspension angemischt. In einem 200 ml Becherglas werden 11,53 g Kupfersulfat-Pentahydrat in 90 ml Wasser aufgelöst und in die Calciumborat-Suspensi on eingerührt, bis eine homogene, türkis/blaugrün gefärbte Masse entstanden ist. Nach dem Filtrieren und Trocknen in einem Trockenofen bei einer Temperatur von 70°C wird die Masse in einem Mörser fein pulverisiert, in einen Tiegel aus unglasiertem hes sischen Ton gegeben und in einem Muffelofen bei einer Temperatur von 900°C für eine Dauer von 30 Minuten gesintert.

Nach Abkühlung wird der Tiegelinhalt gemörsert. Man erhält ein grünes Pigment, das in Abmischung mit einem fetten Öl (Traubenkernöl) eine reine, kräftig grüne Farbe ergibt, die hinsichtlich ihres Farbtons und ihrer Deckkraft mit Chrom(III)-oxid ver gleichbar ist.

Claims

1. Pigment, erhältlich durch

a) Mischen einer wäßrigen Suspension von Calciumborat Ca(BO₂)₂ mit einer wäßrigen Lösung von Kupfer(II)-sulfat, so daß ein molares Verhältnis von Cu zu B von höchstens 0,50 erreicht wird;
b) Filtrieren der Reaktionsmischung;
c) Trocknen des Filterrückstands; und
d) Erhitzen des getrockneten Rückstands auf eine Temperatur zwischen 650 und 1000°C.

2. Pigment nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das molare Verhältnis von Cu zu B mindestens 0,25 beträgt.

3. Pigment nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Verfah rensschritt d) das Pigment zusätzlich auf eine Temperatur zwischen 125 und 900 °C erhitzt wird, anschließend mit Wasser aufgenommen und erneut getrocknet wird.

4. Verwendung eines Pigments nach einem der vorhergehenden Ansprüche für das Einfärben von Beschichtungszusammensetzungen, insbesondere für Farben und Lacke.

5. Verwendung nach Anspruch 4 in der Keramikindustrie, Kunststoffindustrie, Au tomobilindustrie oder zur Herstellung von Künstlerfarben.