DE102010001971A1

DE102010001971A1 - Verfahren zur Herstellung von Glitter

Info

Publication number: DE102010001971A1
Application number: DE102010001971A
Authority: DE
Inventors: Manuela 96450 Pilz; Gudrun 95488 Schubert
Original assignee: Sigmund Lindner GmbH
Current assignee: Sigmund Lindner GmbH
Priority date: 2010-02-16
Filing date: 2010-02-16
Publication date: 2011-08-18
Also published as: US20110200824A1; EP2360212A1; ES2442181T3; EP2360212B1; US20140128512A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Glitter aus Partikeln mit einer Stärke ≥ 1 μm aus vorbestimmtem Ausgangsmaterial, die in ein durch eine Wirbelschicht erzeugtes Mischbett eingebracht werden, wobei das Mischbett durch einen Primärstrom und einen Sekundärstrom eingestellt wird, und die in dem Mischbett vorhandenen einzelnen Partikel mit einem Schutzschichtmaterial allseitig unter Einschluss von Schnitt- bzw. Bruchkanten versiegelt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Glitter.
Glitter finden vielfach Anwendung zur Erzeugung eines glitzernden Oberflächeneffektes und werden unter anderem und insbesondere in kosmetischen Artikeln eingesetzt. Zur Herstellung derartiger Glitter werden Folien oder Filme aus Kunststoff verwendet, die mittels eines Schneidvorganges in einzelne, vergleichbar kleine Partikel geschnitten werden. Soweit diese Folien beschichtet sind, ergeben sich durch den Schneidvorgang Schnittkanten, die beim Einsatz von beispielsweise in Kosmetikprodukten physikalisch und/oder chemisch angegriffen werden können, weil die in Kosmetika befindlichen Anteile wie Wasser oder Lösungsmittel über die Schnittkanten in den Glitter eindringen und dessen Beständigkeit beeinträchtigen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Glitter sowie Glitter zu schaffen, die nach ihrer Herstellung physikalisch und/oder chemisch beständig sind, sodass deren Einsatz z. B. in Kosmetika ohne Beeinträchtigung der Oberflächeneffekte möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Patentanspruch 1 und Patentanspruch 11 angegebenen Merkmale gelöst.
Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und des Glitters ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung schafft ein Verfahren sowie einen Glitter, bei dem die Schnittkanten gegenüber einem physikalischen oder chemischen Angriff geschützt sind, wenn derartige Glitter in Suspensionen oder Lösungen, beispielsweise Lacken, Kosmetika usw. eingesetzt werden. Insbesondere sollen die Oberflächeneffekte und die vorhandenen Farbanteile auch bei Anwendung in Suspensionen, Lösungen wie Lacken, Kosmetika oder Polymeren keinerlei Beeinträchtigung wie beispielsweise Farbänderung unterliegen.
Gemäß der Erfindung werden die Glitter unter Verwendung eines sogenannten Wirbelschichtverfahrens hergestellt, bei welchem grundsätzlich zum Zwecke der Beschichtung von Partikeln die einzelnen Partikel mit einer Suspension oder Dispersion beschichtet werden. Beim Wirbelschichtverfahren, welches an sich bekannt ist, werden Granulate oder Partikel durch einen Luftstrom aufgewirbelt, wobei der Luftstrom einen Primärstrom darstellt und das für die Partikel vorgesehene Schutzschichtmaterial über einen Sekundärstrom eingeführt wird, sodass das Schutzschichtmaterial, welches in Form einer Suspension oder Dispersion vorliegt, die einzelnen Partikel vollständig über die gesamte Außenfläche überzieht. Wirbelschichtverfahren und Vorrichtungen zur Durchführung von Wirbelschichtverfahren sind z. B. bekannt aus der Veröffentlichung Betriebsanleitung „Mini Glatt mit Microkit”, Okt. 2003, sowie aus der US 3,241,520 und US 5,632,102 .
Nachfolgend wird die Erfindung näher erläutert anhand einer bevorzugten Ausführungsform. Die Figuren zeigen Schnittansichten durch Glitter mit dem erfindungsgemäßen Aufbau. Hierbei zeigen:
1 bis 3: Schnittansichten eines Glitters mit unterschiedlichem Schichtaufbau, wobei als Trägerschicht eine Kunststofffolie vorgesehen ist,
4 und 5: Schnittansichten eines Glitters mit Trägerschichten aus Glas bzw. Aluminiumfolie.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Glitter ist eine allseitige homogene Beschichtung von Glitterpartikeln mit der Größe von 1 μm bis 500 μm beabsichtigt. Derartige die Glitter bildenden Partikel bestehen gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform aus einer transparenten Folie, insbesondere Kunststofffolie, die beidseitig mit einer Beschichtung versehen ist, vorzugsweise aus Polyurethan oder Epoxid oder Aluminium. Eine Beschichtung aus Aluminium wird hierbei vorzugsweise unter Vakuum aufgedampft. Wird auf eine transparente Folie, insbesondere Kunststofffolie, eine Aluminiumschicht beidseitig aufgebracht, wird diese gemäß einer weiteren Ausführungsform vorzugsweise jeweils mit einer Schicht aus Polyurethan oder Epoxid überzogen. Die Glitter bildenden Partikel werden nach einer weiteren Ausgestaltung aus einer Aluminiumfolie hergestellt.
In den 1 bis 3 sind die vorstehend beschriebenen Varianten zur Bildung der Partikel dargestellt. Die Kunststofffolie, die gefärbt oder ungefärbt sein kann, ist mit 1 bezeichnet. Beidseitig der Kunststofffolie 1 befindet sich nach 1 jeweils eine Aluminiumschicht 2a, 2b. Auf den Aluminiumschichten 2a, 2b befinden sich Schichten aus Polyurethan oder Epoxid.
Nach 2 ist eine Kunststofffolie 1, vorzugsweise gefärbt, vorgesehen, auf deren beiden Oberflächen jeweils eine Schicht aus Polyurethan oder Epoxid vorgesehen ist, die mit 3a, 3b bezeichnet sind. Bei der Variante nach 3 ist eine Kunststofffolie 1 Ausgangspunkt und auf den beiden Oberflächen mit den Schichten 2a, 2b aus Aluminium versehen.
Nach einer weiteren Ausgestaltung, wie es in 4 gezeigt ist, werden als Ausgangsmaterialien Partikel aus Glas verwendet, wie in 4 mit 8 bezeichnet. Auf diesem Glaspartikel ist entweder eine metallische Schicht 9 aufgebracht oder diese metallische Schicht 9 entfällt.
In dem nachfolgend noch beschriebenen Wirbelschichtverfahren werden die Partikel nach 1 bis 4 vollständig mit einer Beschichtung versehen, die jeweils mit 11 bezeichnet ist.
Grundsätzlich können für die Partikel 8 aus Glas unregelmäßig gebrochene silikatische Scherben mit einer Stärke ≥ 1 μm verwendet werden. Das Vorsehen von metallischen Beschichtungen auf diesen Partikeln erfolgt durch chemische oder durch physikalische Aufbringung, z. B. Bedampfen.
Soweit die Partikel aus einer Trägerschicht in Form einer Kunststofffolie 1 bestehen, wie dies in Verbindung mit den 1 bis 3 erläutert ist, werden die Partikel in vorzugsweise hexagonähnlicher Form geschnitten.
Schließlich kann, wie 5 zeigt, auch eine Aluminiumfolie als Trägerschicht eingesetzt werden, die in 5 mit 12 bezeichnet ist und beidseitig mit einer Schicht 3a bzw. 3b aus Polyurethan oder Epoxid versehen ist oder diese Schicht entfällt. Auch eine derartige Aluminiumfolie 12 wird vorzugsweise in hexagonähnlicher Form geschnitten und in der dann noch beschriebenen Weise weiterbearbeitet.
Generell werden die unterschiedlichen Ausgangspartikel unter vergleichbaren Parametern behandelt und in dem Wirbelschichtverfahren mit dem Schutzschichtmaterial vollständig umgeben, sodass alle Schnittkanten bzw. Bruchkanten der Ausgangspartikel eingeschlossen werden. Die genaue Anpassung der Parameter während des Wirbelschichtverfahrens ergeben sich aus den Dichten und Größen der jeweiligen Materialien.
Bei der Herstellung von Partikeln aus einer Kunststofffolie mit der vorgenannten Beschichtung werden die einzelnen Partikel aus der Folie geschnitten, vorzugsweise in hexagonaler Form, sodass sich Schnittkanten ergeben, die speziell seitlich der Folie ausgebildet sind. Während die Trägerschicht selbst an ihrer unbeschichteten Seite chemisch und physikalisch beständig ist, wird auf der gegenüberliegenden Fläche durch Aufdampfen von Aluminium und einer zusätzlichen Beschichtung aus Polyurethan oder Epoxid durch Beimischung von Farbe der gewünschte optische Effekt erreicht. Beide Oberflächen sind physikalisch und chemisch widerstandsfähig, während über die seitlichen Schnittkanten durch Angriff von Lösungsmitteln, wie Wasser oder dergleichen sowie beim Einsatz in Lacken und Kosmetika eine Verschlechterung des Aussehens nicht ausgeschlossen werden kann. Zu diesem Zweck werden die Glitter mittels eines Wirbelschichtverfahrens mit einer die Glitter insgesamt jeweils umgebenden Schutzschicht 11 versehen.
Sämtliche der in 1 bis 5 gezeigten und vorstehend näher erläuterten Partikel werden mittels einer Wirbelschichtanlage in dem Wirbelschichtverfahren mit der Schicht 11 als Schutzschichtmaterial umgeben, derart, dass sämtliche Außenflächen vollständig eingeschlossen sind.
Nach einem Beispiel werden unter Verwendung einer Wirbelschichtanlage WFP-8-Anlage der Firma DMR Prozesstechnologie GmbH (Schweiz) fünf Kilogramm Glitterpartikel aus Polyester mit der Typenbezeichnung 2510-52-3hex mit einer organisch modifizierten Silanlösung, d. h. einem klaren Hybridlack, beschichtet. Die Partikel aus Polyester wurden hierbei aus einer Polyesterfolie mit einer Dicke von 25 μm hergestellt, die mit Aluminium bedampft und anschließend rot gefärbt wurde. Die Partikel wurden aus dieser Folie als z. B hexagonale Teilchen mit der Größe 200 μm, gemessen über die Länge der zueinander parallelen Schnittkanten geschnitten. Die Stärke der Teilchen beträgt im Durchschnitt 25–35 μm. Diese Partikel wurden in der genannten Anlage mittels einer auf 60°C vorgewärmter Prozessluft mit einem Luftdurchsatz von 60 m³/h verwirbelt zur Erzeugung eines sogenannten Mischbettes, dem mittels Bottom-Spray, d. h. von unten her, eine organisch modifizierte Silanlösung zugeführt wurde.
Der Primärdruck (Prozessluft) und der Sekundärdruck wurden im Verhältnis 1:2,5 eingestellt, um eine gute Benetzung des gesamten Mischbettes und damit der im Mischbett vorhandenen Glitterpartikel zu erzielen. Hierbei werden die Tröpfchen des klaren Hybridlackes fein verteilt und gleichmäßig in das Wirbelbett eingeblasen. Bei diesem Beispiel wurden 1000 ml klarer Hybridlack innerhalb von 60 Minuten eingesprüht, um einer schnellen Antrocknung der Tröpfchen auf den Partikeln entgegenzuwirken. Nach Ablauf dieser Zeit konnten 5 kg beschichteter Glitter der Anlage entnommen werden, und durch eine anschließende 30-minütige Temperung bei 120°C wurde die Beschichtung stabil vernetzt. Hierbei ergab sich eine homogene Beschichtung sämtlicher Glitterpartikel und damit auch eine Beschichtung im Bereich der Schnittkanten, die einen chemischen oder physikalischen Angriff in den Glitter verhindert.
Abhängig von der Partikelgröße und Partikeldichte der zu erzeugenden Glitter sind unterschiedliche Fluidisierungsgrade innerhalb der Wirbelschicht einzustellen. Abhängig vom Gewicht der Glitter wird bei größeren Glitterpartikeln ein höherer Prozessdruck sowohl hinsichtlich der die Verwirbelung erzeugenden Prozessluft als auch hinsichtlich des in das Wirbelbett eingeblasenen Hybridlackes erforderlich als bei kleineren die Glitter bildenden Partikeln. Es ist eine große Ausdehnung der Wirbelschicht erforderlich, um einen hinreichend großen Abstand zwischen den einzelnen Glitterpartikeln zu gewährleisten, damit die einzelnen Glitterpartikel, getrennt zugänglich, mit dem Schutzschichtmaterial beschichtet werden können und andererseits die Partikel während der Beschichtung nicht zusammenkleben.
Als Beschichtungsmaterial lässt sich anstelle eines Hybridlackes, z. B. einer organisch modifizierten Silanlösung, die gegebenenfalls oder vorzugsweise gefärbt ist, auch eine wässrige PU-Lösung einsetzen.
Die Erzeugung der Wirbelschicht erfolgt durch Düsen, die einen Primärstrom erzeugen, wobei der Druck dieses Primärstromes die Länge des Sprühkegels bestimmt, und durch einen Sekundärstrom, dessen Druck die Breite des Sprühkegels festlegt.
Es hat sich herausgestellt, dass je kleiner die Lösungstropfen bzw. je feiner der Sprühnebel sein soll, umso größer der Primärdruck einzustellen ist. Bei kleineren Partikeln sollten die Tropfen möglichst fein sein. Die Trocknung kleiner Tropfen erfolgt jedoch schneller als bei größeren Tropfen, sodass bei der Erzeugung kleinerer Tropfen mit einer größeren Menge an z. B. Hybridlack gearbeitet werden muss, damit die Feuchtigkeit in der Wirbelschicht gleich ist.
Alternativ zu im Boden angeordneten Düsen (Bottom-Spray) können diese Düsen auch an anderer Stelle innerhalb der Anlage vorgesehen werden, z. B. im oberen Bereich der Anlage oder im seitlichen Bereich (Top-Spray, Tangential-Spray).
Die Zugabe des Schutzschichtmaterials in Form von PU-Lösungen oder klaren bzw. gefärbten Hybridlacken mit bevorzugt organisch modifizierten Silanlösungen erfolgt durch ein zeitlich kontrolliertes Dosiersystem, beispielsweise eine Schlauchpumpe. Die Trocknung oder Vernetzung erfolgt abhängig vom Lösungsmittel über die Erwärmung der Prozessluft oder Beheizen des Misch- bzw. Wirbelbettes. Im Bedarfsfall können die Glitter anschließend einer zusätzlichen thermischen Bearbeitung unterworfen werden, beispielsweise in Form einer Polymerisation der Schutzschicht bei Temperaturen höher als 50°C.
Gegebenenfalls kann eine Anpassung hinsichtlich der Temperaturen notwendig sein, wie auch hinsichtlich der Parameter, mit welchen das Wirbelschichtverfahren durchgeführt wird.
Die Beschichtung mittels der Wirbelschicht kann gegebenenfalls wiederholt werden, um eine mehrfache Beschichtung der Glitterpartikel vorzunehmen, um beispielsweise veränderte chemische oder physikalische Eigenschaften der Schutzschicht zu erhalten bzw. unterschiedliche Schutzeigenschaften zu ermöglichen.
Durch das vorstehend beschriebene Wirbelverfahren wird der mehrschichtige Aufbau mit einer Schutzschicht 11 versehen, die sämtliche Oberflächen des Glitterpartikels überzieht und damit insbesondere auch die seitlichen Schnittkanten 15a, 15b einschließend überdeckt.
Abhängig von den Erfordernissen können Farbanteile, beispielsweise in Form von Farbpigmenten, entweder in die Schutzschicht 11 oder auch vorher in Verbindung mit dem Aufbringen der anderen Schichten 2a bis 3b eingebracht werden, um an der betreffenden Fläche eine Einfärbung vorzusehen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 3241520 [0007]
US 5632102 [0007]

Claims

Verfahren zur Herstellung von Glitter aus Partikeln mit einer Stärke ≥ 1 μm aus vorbestimmtem Ausgangsmaterial, die in ein durch eine Wirbelschicht erzeugtes Mischbett eingebracht werden, wobei das Mischbett durch einen Primärstrom und einen Sekundärstrom eingestellt wird, und die in dem Mischbett vorhandenen einzelnen Partikel mit einem Schutzschichtmaterial allseitig unter Einschluss von Schnitt- bzw. Bruchkanten versiegelt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Ausgangsmaterial eine Trägerschicht aus Kunststofffolie, die beidseitig mit einer Beschichtung aus Aluminium sowie darauf mit einer Beschichtung aus Polyurethan oder Epoxid versehen ist oder eine Trägerschicht aus einer Kunststofffolie mit einer beidseitigen Beschichtung aus Polyurethan oder Epoxid oder eine Trägerschicht aus einer Kunststofffolie mit einer beidseitigen Beschichtung aus Aluminium oder ein Trägerpartikel aus Glas- bzw. Silikatmaterial oder eine Trägerschicht aus Aluminiumfolie mit einer beidseitigen Beschichtung aus Polyurethan oder Epoxid verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerpartikel aus Glas- bzw. Silikatmaterial mit einer Metallbeschichtung versehen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel mit vorzugsweise hexagonähnlicher Form geschnitten werden, bevor die Versiegelung mit dem Schutzschichtmaterial im Mischbett durchgeführt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Schutzschichtmaterial ein Hybridlack oder eine wässrige PU-Lösung in das Mischbett eingebracht wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel mit einer Diagonallänge von vorzugsweise 50 μm in dem Mischbett behandelt werden.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mischbett durch einen auf 50°C bis 80°C, vorzugsweise etwa 60°C erwärmten Prozessluftstrom erzeugt wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzschichtmaterial transparent ist und/oder mit einem Farbanteil bzw. mit Farbpigmenten versehen wird.
Verfahren nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Schutzschichtmaterial beschichteten Partikel bei 100°C bis 140°C, vorzugsweise 120°C über eine vorbestimmte Zeitspanne getempert werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperung über 20 bis 40 Minuten, vorzugsweise 30 Minuten, stattfindet.
Glitter, bestehend aus einer Trägerschicht aus Kunststofffolie, die beidseitig mit einer Beschichtung aus Aluminium sowie darauf mit einer Beschichtung aus Polyurethan oder Epoxid versehen ist oder einer Trägerschicht aus einer Kunststofffolie mit einer beidseitigen Beschichtung aus Polyurethan oder Epoxid oder einer Trägerschicht aus einer Kunststofffolie mit einer beidseitigen Beschichtung aus Aluminium oder einem Trägerpartikel aus Glas- bzw. Silikatmaterial oder einer Trägerschicht aus Aluminiumfolie mit einer beidseitigen Beschichtung aus Polyurethan oder Epoxid, welcher allseitig unter Einfassung von Schnitt- oder Bruchkanten (15a, 15b) mit einer Schutzschicht versehen ist.
Glitter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht beidseitig mit einer Schicht (2a, 2b, 3a, 3b) aus Aluminium oder Polyurethan oder Epoxid versehen ist.
Glitter nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke ≥ 1 μm ist.
Glitter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerpartikel aus Glas- bzw. Silikatmaterial mit einer Metallbeschichtung versehen ist.