DE112015001175B4

DE112015001175B4 - Verfahren zum Herstellen eines Perlglanzpigments und dessen Anwendung

Info

Publication number: DE112015001175B4
Application number: DE112015001175.7T
Authority: DE
Inventors: Bingkun Xie; Zhicheng Cao
Original assignee: Fujan Kuncai Material Tech Co Ltd; Fujan Kuncai Material Technology Co Ltd
Current assignee: Fujian Kuncai Material Technology Co Ltd F Cn
Priority date: 2014-03-10
Filing date: 2015-02-04
Publication date: 2023-07-13
Anticipated expiration: 2035-02-05
Also published as: KR20160130276A; DE112015001175T5; US10287437B2; KR102038917B1; DE112015001175B9; US20170022367A1; DE112015001175T8; CN104910650B; CN104910650A; WO2015135402A1

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Perlglanzpigments, umfassend: A) Gleichzeitige Zugabe eines zum Umhüllen dienenden Metallsalzes und eines anorganischen Stoffs, welcher wasserunlöslich ist, aber mit einer Säure reagieren und sich somit lösen kann, ins Wasser bei Vorhandensein eines plättchenförmigen Substrats und bei einem vorgesehenen pH-Wert, bei dem das zum Umhüllen dienende Metallsalz hydrolysiert werden kann, um einen Umhüllungsvorgang mittels Hydrolyse einzuleiten, wobei der anorganische Stoff zum Regulieren oder Beibehalten des pH-Wertes des Hydrolysesystems dient, wobei bezogen auf 1000 Gewichtsteile des plättchenförmigen Substrats 450 bis 1350 Gewichtsteile des Metallsalzes und 400 bis 1200 Gewichtsteile des anorganischen Stoffs eingesetzt werden.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Perlglanzpigments, insbesondere ein Verfahren zum Herstellen eines Perlglanzpigments ohne freie Partikel.
Technischer Hintergrund
Die Herstellung eines Pigments mit Perlglanz durch Umhüllen eines plättchenförmigen Werkstoffs als Substrat mit einem einschichtigen oder mehrschichtigen Oxid hat bereits eine Geschichte mehrerer Jahrzehnte und dazu stehen ausgereifte Prozesstechnologie und zahlreiche Literaturen und Patente zur Verfügung. Dabei stellt die Umhüllung durch eine gezwungene Hydrolyse eines wasserlöslichen Metallsalzes bei einem vorgegebenen pH-Wert eines der am meisten eingesetzten Prozessverfahren dar, wobei aufgrund der im Allgemeinen sauren Eigenschaft eines wasserlöslichen Metallsalzes bei dessen kontinuierlicher Zugabe gleichzeitig ein Alkali zugegeben werden muss, um den pH-Wert zu stabilisieren und somit eine fortlaufende Hydrolyse zu ermöglichen. Zurzeit werden vor allem Metallhydroxide, beispielsweise NaOH, KOH usw., zum Neutralisieren einer Säure eingesetzt. Zudem kann auch Ammoniakwasser (NH₃.H₂O) oder Natriumcarbonat (Na₂CO₃) zum Steuern des pH-Wertes und somit zur Umhüllung mittels Hydrolyse verwendet werden. Die oben erwähnten Alkalien sind wasserlöslich und werden bei der Produktion in der Regel zunächst in eine wässrige Lösung gebracht und danach in einen Reaktor zugegeben. Auch bei Zugabe solcher wasserlöslicher Alkalien in Form eines Festkörpers lösen sich diese nach Eintritt in den Reaktor und bilden eine Lösung, wobei gleichzeitig benötigte Hydroxid-Ionen (OH^-) zum Neutralisieren der Säure (H⁺) und somit zum Steuern bzw. Stabilisieren des pH-Wertes bereitgestellt werden. Bei einem derartigen Prozessverfahren besteht der Nachteil, dass bei Zugabe eines Alkalis in einen Reaktor unvermeidlich eine zu hohe lokale Konzentration des Alkalis auftritt, wobei neben dem Neutralisieren der Säure die lokale hohe Alkalikonzentration (OH^-) auch mit den zum Umhüllen verwendeten Metallionen (z.B. Ti⁴⁺, TiO²⁺, Fe³⁺, Sn⁴⁺ usw.) eine Ablagerung aus Metallhydroxid (oder hydratisiertem Metalloxid) bildet, welche Ablagerung nicht vollständig das plättchenförmige Substrat umhüllt, sondern frei beweglich ist. Solche freie Substanzen weisen aufgrund ihrer kleinen Größe (in der Regel im Nanometerbereich) und großen spezifischen Oberfläche eine starke Adsorptionsfähigkeit auf, was bei dem späteren Umhüllungsvorgang mittels Hydrolyse zu einer Konkurrenz zwischen solchen freien Partikeln und dem plättchenförmigen Substrat führt. Sobald solche freie Partikel erzeugt werden, können diese nur durch nachträgliche Schritte wie z.B. Filtern, Waschen und Luftstromsichten entfernt werden, da freie Partikel die Chromatizität des Perlglanzpigments wesentlich verringern und verschiedene Probleme bei Anwendung mit sich bringen würden. Obwohl durch Rühren sowie strenge Kontrolle der Zugabegeschwindigkeit die Bildung freier Partikel geschmälert werden kann, lässt sich bei dem oben beschriebenen Prozessverfahren die Bildung freier Partikel nicht gründlich unterbinden.
DE 60 2004 012 003 T2 offenbart Perlglanzpigmente basierend auf Substraten, die mindestens eine selektiv Licht absorbierende Schicht enthalten, die aus einem Chalkogenid und/oder Oxychalkogenid, vorzugsweise Sulfiden oder Oxysulfiden mit Ausnahme der Seltenerd- und Yttriumsulfide und Seltenerd- und Yttriumoxysulfide besteht.
US 2014/0041551 A1 offenbart Pigmentfarben für ein Außenmaterial und ein Verfahren zur Herstellung derselben. Die Pigmentfarbe umfasst: eine Flockenmatrix, eine auf den oberen Abschnitt der transparenten Matrix beschichtete erste Metalloxidschicht, eine auf den oberen Abschnitt der ersten Metalloxidschicht beschichtete Oxidschicht, die MgO-SiO 2 enthält, und eine zweite beschichtete Metalloxidschicht auf dem oberen Teil der Oxidschicht. Um die für eine glänzende Pigmentfarbe für Außenmaterialien erforderliche Feuchtigkeitsbeständigkeit und Witterungsbeständigkeit sicherzustellen, werden ferner eine Cerschicht und eine Aluminiumoxidschicht aufgetragen.
DE 100 85 488 T5 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von Perlglanzpigmenten durch Beschichten von Verbundglimmer mit Metalloxid, um das Perlglanzpigment mit hervorragendem Glanz und Chroma herzustellen, indem die Oberfläche des Verbundglimmers, der als Grundmaterial verwendet wird, glatt gehalten wird. In der ersten Stufe werden die Verbindung Glimmer und Wasser in einem Wassermischer gerührt und zu einer Teilchengröße von 100-500 Mikrometer pulverisiert. In der zweiten Stufe werden die Partikel des zusammengesetzten Glimmers in Wasser dispergiert und durch Zugabe von Säure auf pH 1-4 gehalten. In der dritten Stufe wird das Polymer des Metalloxids in die basische Wasserlösung gegeben, bis die gewünschte Farbe erhalten wird, während der pH-Bereich beibehalten wird, und eine hydratisierte Metalloxidschicht gebildet wird. In der vierten Stufe wird der zusammengesetzte Glimmer, auf dem die Metalloxidschicht aufgetragen ist, gefiltert, gereinigt und getrocknet, und dann wird die Metalloxidschicht plastisch.
Offenbarung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Verfahren zur Verfügung zu stellen, bei dem durch Verwendung einer wasserunlöslichen Substanz zum Steuern des pH-Wertes eine unmittelbare Reaktion eines Alkalis mit Metallionen völlig ausgeschlossen wird, um somit ein Perlglanzpigment ohne freie Partikel herzustellen. Aufgrund der Wasserunlöslichkeit der zum Neutralisieren der Säure in den Reaktor zugegebenen Substanz wird kein OH^- unmittelbar bereitgestellt, wodurch eine zu hohe lokale Konzentration des Alkalis (OH^-) vermieden wird, wobei die jeweils zum Neutralisieren der Säure dienende Substanz (z.B. MgO) lediglich mit einer Säure (H⁺) anstatt mit Metallionen (z.B. TiO²⁺) reagiert. Aufgrund der Wasserlöslichkeit des Salzes (z.B. MgCl₂), welches sich aus der Reaktion der wasserunlöslichen Substanz (z.B. MgO) mit der Säure ergibt, lässt dieses sich bei nachträglichem Filtern und Waschen entfernen, um somit ein Perlglanzpigment hoher Qualität ohne freie Partikel herstellen zu können.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Herstellen eines Perlglanzpigments, welches Folgendes umfasst: A) Gleichzeitige Zugabe eines zum Umhüllen dienenden Metallsalzes und eines anorganischen Stoffs, welcher wasserunlöslich ist, aber mit einer Säure reagieren und sich somit lösen kann, ins Wasser bei Vorhandensein eines plättchenförmigen Substrats und bei einem vorgesehenen pH-Wert, bei dem das zum Umhüllen dienende Metallsalz hydrolysiert werden kann, um einen Umhüllungsvorgang mittels Hydrolyse einzuleiten, wobei der anorganische Stoff zum Regulieren oder Beibehalten des pH-Wertes des Hydrolysesystems dient, wobei bezogen auf 1000 Gewichtsteile des plättchenförmigen Substrats 450 bis 1350 Gewichtsteile des Metallsalzes und 400 bis 1200 Gewichtsteile des anorganischen Stoffs eingesetzt werden.
Dabei wird das plättchenförmige Substrat vorzugsweise in Form einer wässrigen Suspension mit einem Festkörperanteil von 5 bis 30 Gew. %, vorzugsweise 10 bis 15 Gew. % verwendet. Das plättchenförmige Substrat weist vorzugsweise einen Partikeldurchmesser von 10 bis 60 Mikrometer auf. Nach dem Umhüllungsvorgang mittels Hydrolyse entsteht in der Regel eine Umhüllungsdicke von 10 bis 100 nm, bevorzugt 30 bis 60 nm, besonders bevorzugt 40 bis 50 nm.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der vorgesehene pH-Wert zwischen 0,5 und 3, bevorzugt zwischen 0,7 und 2,5, besonders bevorzugt zwischen 0,8 und 2, ganz besonders bevorzugt zwischen 0,9 und 1,5 (beispielsweise 1, 1,1, 1,2 oder 1,3) liegt.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass es sich bei dem anorganischen Stoff, welcher wasserunlöslich ist, aber mit einer Säure reagieren und sich somit lösen kann, um eine Erdalkalimetallverbindung, besonders bevorzugt um ein Oxid oder Carbonat eines Erdalkalimetalls handelt. Der anorganische Stoff wird vorzugsweise in Form einer wässrigen Lösung oder einer Suspension mit einem Festkörperanteil von 5 bis 30 Gew. %, besonders bevorzugt 10 bis 20 Gew. % eingesetzt. Der anorganische Stoff hat vorzugsweise eine Korngröße von unter 200 Mesh, vorzugsweise 200 bis 250 Mesh oder 200 bis 300 Mesh.
In der Regel umfasst das Verfahren ferner folgende Schritte: B) Filtern, C) Waschen, D) Trocknen und E) Kalzinieren.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass das zum Umhüllen dienende Metallsalz in Form einer Wasserlösung zugegeben wird und/oder der anorganische Stoff, welcher wasserunlöslich ist, aber mit einer Säure reagieren und sich somit lösen kann, in Form eines wässrigen Schlamms oder einer Suspension zugegeben wird. Das Metallsalz wird vorzugsweise in einer Konzentration von 1 bis 4 mol/L, vorzugsweise 1,5 bis 3 mol/L verwendet.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass in Schritt A) die Geschwindigkeit, mit der der anorganische Stoff, welcher wasserunlöslich ist, aber mit einer Säure reagieren und sich somit lösen kann, zugegeben wird, gesteuert wird, um den pH-Wert des Hydrolysesystems stabil oder im Wesentlichen stabil zu halten.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass bei der vorliegenden Erfindung als plättchenförmiges Substrat eine, zwei oder mehr Substanzen, gewählt aus natürlichem Glimmer, synthetischem Glimmer, Glasscheibe, plättchenförmigem Aluminiumoxid und plättchenförmigem Metall, eingesetzt werden.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass bei der vorliegenden Erfindung als zum Umhüllen dienendes Metallsalz eine, zwei oder mehr Substanzen, gewählt aus TiCl₄, TiOCl₂, FeCl₃ oder SnCl₄, eingesetzt werden.
Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass der anorganische Stoff aus Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Calciumcarbonat oder einem Gemisch davon gewählt wird.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Umhüllungsstoff in einen der Werkstoffe TiO₂ in Anatas-Form, SnO₂, TiO₂ in Rutilform, Fe₂O₃ in Hämatitsform, TiO₂+FeO₃, SnO₂+TiO₂+Fe₂O₃, SnO₂+Fe₂O₃, Mischoxid von Titan und Eisen und Mischoxid von Zinn, Titan und Eisen kalziniert wird.
Die Einsatzmenge des Metallsalzes und des anorganischen Stoffs lässt sich in Abhängigkeit der erwünschten Farbe der durchzuführenden Umhüllung bestimmen, wobei beispielsweise beim Einsatz von MgO als anorganischer Stoff und TiCl₄ als Metallsalz bezogen auf 1000 Gewichtsteile des plättchenförmigen Substrats 400 bis 430 Gewichtsteile, beispielsweise 400 Gewichtsteile des anorganischen Stoffs und 450 bis 480 Gewichtsteile des Metallsalzes verwendet werden, wenn das Produkt silberweiß gefärbt werden soll. Bei einer Produktfarbe von Goldgelb, Rot, Blau bis hin zu Grün nehmen die Einsatzmengen des anorganischen Stoffs und des Metallsalzes jeweils zu. So werden z.B. für eine grüne Produktfarbe bezogen auf 1000 Gewichtsteile des plättchenförmigen Substrats 1100 bis 1200 Gewichtsteile des anorganischen Stoffs und 1300 bis 1350 Gewichtsteile des Metallsalzes verwendet.
Offenbart ist hier auch eine Anwendung des vorstehend beschriebenen Perlglanzpigments in den Bereichen Farbe, Drucktinte, Kunststoff, Keramikwerkstoff, Lederfärbung, Tapete, Beschichtungspulver oder Kosmetik.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäß hergestellte Perlglanzpigment enthält im Wesentlichen keine freie Partikel und zeichnet sich durch gute Qualität, ideale Farbtöne und Oberflächengüte aus.
Figurenliste
Es zeigt

1 zwei Pastenproben zur Umhüllung mittels Hydrolyse, die jeweils nach dem neuen Verfahren der Erfindung (links) bzw. einem herkömmlichen Verfahren (rechts) hergestellt wurden, nach Ablagerung in einem Glasbehälter für eine bestimmte Zeit.

Konkrete Ausführungsformen
Die folgenden Ausführungsbeispiele dienen zu einer konkreteren Beschreibung anstatt einer Beschränkung der Erfindung.
Erstes Ausführungsbeispiel

Es wird 1000kg natürlicher Glimmerplättchen mit einer Korngröße von D₁₀=10µm, D₅₀=25µm, D₉₀=60µm in 10000L deionisiertes Wasser in einem Reaktor mit einem Volumen von 20000L zugegeben und bei gleichzeitigem Rühren bis auf 80°C erwärmt, wobei der pH-Wert mittels einer 1:1 Salzsäure bis auf 1,0 reguliert. Zudem wird eine MgO-Paste vorbereitet, indem 1000kg 99%-iges MgO in 5000L Wasser zugegeben und gerührt, um eine Paste mit einer Gesamtkonzentration an Festkörper von 20% zu erzeugen. Zum Unterbinden einer Ablagerung der zubereiteten Suspension wird eine Korngröße von unter 200 Mesh gewählt. Zum Einleiten eines Umhüllungsvorgangs mittels Hydrolyse werden gleichzeitig eine Titanlösung-Pumpe und eine MgO-Suspension-Pumpe eingeschaltet, wobei der pH-Wert mittels eines pH-Meters automatisch auf 1,0 gesteuert wird. Zum Vorbereiten der Titanlösung wird TiCl₄ mit einem Reinheitsgrad von nicht geringer als 99% ins Wasser in einem Verhältnis von 1:1 zugegeben, woraus sich eine TiCl₄-Lösung mit einer Konzentration von 2mol/L ergibt, die bei Verdünnen ein HCl-Gas erzeugt. Das freigegebene HCl-Gas wird mit Wasser aufgenommen, um Salzsäure zu erhalten. Um eine Hydrolyse und eine damit verbundene Verderbung der verdünnten TiCl₄-Lösung zu vermeiden, muss eine ausreichende Menge an Salzsäure zugegeben werden. Durch die gleichzeitige Zugabe der Titanlösung und der MgO-Paste jeweils mittels einer Pumpe in den Reaktor wird der pH-Wert bei 1,0 gehalten, wobei die Titanlösung bei einem pH-Wert von 1,0 fortlaufend hydrolysiert wird und somit das Glimmersubstrat umhüllt. Durch Filtern, Waschen und Kalzinieren wird ein silberweißes oder regenbogenfarbiges Perlglanzprodukt hergestellt. Die jeweilige Einsatzmenge der TiCl₄-Lösung bestimmt, ob das endgültige Produkt goldgelb, orange, rot, violett, blau oder grün gefärbt wird.

Produktfarbe	Glimmer, in kg	Titanlösung mit einer Konzentration von 2 mol/L, in L	MgO-Suspension mit einer Gesamtkonzentration an Festkörper von 20%, in L	TiO₂-Filmdicke, in nm
Silberweiß	1000	1800 (450 kg TiCl₄ mit einem Reinheitsgrad von nicht gringer als 99%)	2000 (400 kg MgO)	45
Goldgelb	1000	2800	3100	70
Rot	1000	3800	4200	95
Blau	1000	4600	5100	115
Grün	1000	5400 (1350 kg 99%-iges TiCl₄)	6000 (1200 kg MgO)	135

Gegenüber der herkömmlichen Technik (Steuern des pH-Wertes des Hydrolysefilms mittels einer alkalischen Lösung wie z.B. Natriumhydroxid) weist das nach dem neuen Verfahren der Erfindung hergestellte Produkt eine erheblich erhöhte Helligkeit und Chromatizität auf und spart mehr als Hälfte der Menge des zum Filtern und Waschen eingesetzten Wassers ein. Dies weist darauf hin, dass bei dem neuen Verfahren keine freien Partikel während der Hydrolyse erzeugt werden, was zu einfacherem Filtern und Waschen und einer besseren Qualität des Produkts beiträgt.
Die Freiheit von freien Partikeln bei dem nach dem neuen Verfahren hergestellten Produkt lässt sich ferner dadurch nachweisen, dass jeweils eine nach dem neuen Verfahren und der herkömmlichen Technik hergestellte Pastenprobe zur Umhüllung mittels Hydrolyse in einen Glasbehälter aufgenommen wird, wobei nach Stillhalten und Ablagerung für eine bestimmte Zeit die obere Mutterlauge der nach dem neuen Verfahren hegestellten Pastenprobe zur Umhüllung mittels Hydrolyse (links) gegenüber der oberen Mutterlauge der nach der herkömmlichen Technik hegestellten Probe transparenter aussieht (siehe 1). Wie sich aus 1 ergibt, ist die obere Mutterlauge der erfindungsgemäßen Dispersion transparent und die obere Mutterlauge der Dispersion nach dem Stand der Technik hingegen unklar.
Die Beurteilung der Qualität der Probe erfolgt üblicherweise mittels eines Beschichten- oder Sprühverfahrens, bei dem eine bestimmte Menge der Perlglanzpulverprobe (~10%) in ein Harz oder eine Farbe zugegeben wird und durch Beschichten oder Sprühen einen Film bildet, wonach ein Trockenvorgang erfolgt. Die Vermessung der Farbtöne und Oberflächengüte erfolgt mittels eines X-Rite MA68 Farbmessgeräts. Die Daten werden in einem CIE L*, a*, b*-System angegeben, wobei der Wert L* für Helligkeit und der Wert c (c²=a²+b²) für Farbdichte stehen.
Zweites Ausführungsbeispiel
Es werden eine Glimmerpaste, eine Titanlösung und eine MgO-Paste nach dem im ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Verfahren und zudem eine 20%-ige SnCl₄-Lösung hergestellt, indem: 10kg SnCl₄ in 40kg deionisiertes Wasser gelöst und diese Lösung in einen Reaktor mit einem pH-Wert von 1,0 gepumpt wird. Anschließend wird ein Umhüllungsvorgang mit der Titanlösung nach dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt und der pH-Wert mit der MgO-Lösung automatisch auf 1,0 gesteuert. Nach Erreichen der erwünschten Farbe wird das endgültige Produkt durch Filtern, Waschen und Kalzinieren erzeugt. Für z.B. ein silberweißes Produkt werden jeweils 1000 kg Glimmer, 450 kg der 99%-igen TiCl₄-Lösung, 10 kg SnCl₄ und 400 kg MgO verwendet. Der schließlich gebildete Film hat eine Dicke von 45 nm.
Bei dem somit hergestellten Produkt handelt es sich um ein Perlglanzpulver, welches kein freies TiO₂ enthält.
Drittes Ausführungsbeispiel
Es werden eine Glimmerpaste und eine MgO-Paste nach dem ersten Ausführungsbeispiel hergestellt, wobei der pH-Wert auf 3,0 reguliert wird. Zudem wird eine 10%-ige FeCl₃-Lösung vorbereitet, indem 1000kg FeCl₃ in 9000L deionisiertes Wasser gelöst wird. Daran schließen sich eine gleichzeitige Zugabe der FeCl₃-Lösung und der MgO-Paste jeweils mittels einer Pumpe und eine automatische Steuerung des pH-Wertes auf 3,0 an. Nach der Zugabe einer angemessenen Menge von FeCl₃-Lösung in einen Reaktor wird durch Filtern, Waschen und Kalzinieren ein Perlglanzpulver mit einem metallischen Glanz hergestellt. Dabei bestimmt die Menge der FeCl₃-Lösung die Farbe des endgültigen Produkts als Gold, Orange, Rot, Violett oder Grün, usw. Für z.B. ein kupferfarbenes bzw. goldenes Produkt werden jeweils 1000 kg Glimmer, 400 kg MgO und 400 kg FeCl₃ in Trockengewicht eingesetzt. Der schließlich gebildete Film hat eine Dicke von 50 nm.
Viertes Ausführungsbeispiel
Es wird eine Glimmerpaste nach dem zweiten Ausführungsbeispiel hergestellt und ein Umhüllungsvorgang mit SnO₂ durchgeführt, wobei anschließend der pH-Wert auf 3,0 reguliert und ein Umhüllungsvorgang mit einer Eisenverbindung nach dem dritten Ausführungsbeispiel durchgeführt wird. Nach Filtern, Waschen und Kalzinieren wird ein Perlglanzpulver mit metallischem Glanz hergestellt. Dabei bestimmt die Menge der FeCl₃-Lösung die Farbe des endgültigen Produkts als Gold, Orange, Rot, Violett oder Grün, usw. Für z.B. ein kupferfarbenes bzw. goldenes Produkt werden jeweils 1000 kg Glimmer, 400 kg FeCl₃ (anstatt FeCl₄), 400 kg MgO und 10 kg SnCl₄ eingesetzt. Der schließlich gebildete Film hat eine Dicke von 50 nm.
Fünftes Ausführungsbeispiel
Nach Umhüllen mit einer Titanverbindung nach dem ersten Ausführungsbeispiel wird der pH-Wert auf 3,0 reguliert und ein Umhüllungsvorgang mit einer Eisenverbindung nach dem dritten Ausführungsbeispiel durchgeführt. Nach Filtern, Waschen und Kalzinieren wird ein Perlglanzpulver mit metallischem Glanz und mit einer Titan- und einer Eisenschicht erzeugt. Dabei bestimmen das Verhältnis und die Einsatzmengen von Titan und Eisen die Farbe des endgültigen Produkts.
Sechstes Ausführungsbeispiel
Nach Umhüllen mit einer Titanverbindung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel erfolgt eine Umhüllung mit einer Eisenverbindung nach dem dritten Ausführungsbeispiel, um ein Perlglanzpigment mit einer Titan- und einer Eisenschicht herzustellen.
Siebtes Ausführungsbeispiel
Es wird die Titanlösung nach dem ersten Ausführungsbeispiel mit der Eisenlösung nach dem dritten Ausführungsbeispiel in einem Verhältnis Ti:Fe=100:10 (Gewichtsverhältnis) gemischt, eine Glimmerpaste nach dem ersten Ausführungsbeispiel hergestellt und der pH-Wert auf 2,5 reguliert, wobei eine automatische Steuerung des pH-Wertes mit einer MgO-Paste auf 2,5 erfolgt, um eine Umhüllung mit einem Titan- und Eisenverbindungsgemisch durchzuführen.
Achtes Ausführungsbeispiel
Nach Umhüllen mit einer Zinnverbindung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel erfolgt eine Umhüllung mit einem Titan- und Eisenverbindungsgemisch nach dem siebten Ausführungsbeispiel.
Neuntes Ausführungsbeispiel
Es wird der Umhüllungsvorgang nach den Ausführungsbeispielen 1-8 wiederholt, wobei als plättchenförmiges Substrat synthetischer Glimmer verwendet wird.
Zehntes Ausführungsbeispiel
Es wird das neunte Ausführungsbeispiel wiederholt, wobei als plättchenförmiges Substrat eine Glasscheibe verwendet wird.
Elftes Ausführungsbeispiel
Es wird das neunte Ausführungsbeispiel wiederholt, wobei als plättchenförmiges Substrat Aluminiumoxid verwendet wird.
Zwölftes Ausführungsbeispiel
Es wird das neunte Ausführungsbeispiel wiederholt, wobei als plättchenförmiges Substrat ein Metallplättchen aus Al, Cu, Ni sowie verschiedenen Legierungen verwendet wird.
Dreizehntes Ausführungsbeispiel
Es werden die Ausführungsbeispiele 1-12 wiederholt, wobei als pH-Regulierungsmittel eine Mg(OH)₂-Paste oder ein Gemisch aus MgO-Paste und Mg(OH)₂-Paste anstatt der MgO-Paste verwendet werden kann.
Vierzehntes Ausführungsbeispiel
Es wird das dreizehnte Ausführungsbeispiel wiederholt, wobei als pH-Regulierungsmittel eine Calciumcarbonat (CaCO₃)-Paste oder ein Gemisch aus CaCO₃/MgO/Mg(OH)₂ in einem beliebigen Verhältnis verwendet werden kann.
Anwendungsbeispiele
Das nach den Ausführungsbeispielen 1-14 hergestellte Perlglanzpigment findet Anwendung in den Bereichen Farbe, Beschichtungsstoff, Drucktinte, Kunststoff, Keramikwerkstoff, Lederfärbung, Tapete, Beschichtungspulver oder Kosmetik. Durch Zugabe des Perlglanzpigments nach der vorliegenden Erfindung in beispielsweise eine Farbe oder einen Beschichtungsstoff kann eine Beschichtung mit ausgezeichneten Farben und Farbtönen hergestellt werden.
Erstes Anwendungsbeispiel: Am Beispiel der Anwendung bei Lackierung
Genaues Abwiegen von 4,00 g Perlglanzpigment, Zugabe von 4,0 g n-Butylacetat und 8,0 g Polyesterbeschichtungsharz für Fahrzeuge, Rühren mittels eines Rührwerks für 10 Minuten, weitere Zugabe von 84,0 g Beschichtungsharzsystem für Fahrzeuge und Rühren für 5 Minuten. Vorkonditionieren der Viskosität des Beschichtungsstoffs auf 14 bis 15 Sekunden im Ford Nr.4 Becher vor dem Sprühen. Steuern der Temperatur der Werkstatt auf 25 Celsius Grad und der relativen Feuchtigkeit auf 60% während des Sprühvorgangs. Sprühen zweimal, Auftragen des Lacks nach Ablüften für 10 Minuten und Einbrennen bei 140 Celsius Grad für 30 Minuten nach einem zweiten Ablüften.
Zweites Anwendungsbeispiel: Am Beispiel der Anwendung bei Kunststoffspritzguss
Genaues Abwiegen von 200 g bei 105°C getrocknetem Polypropylen (PP), Aufnehmen in einem wiederverschließbaren Plastikbeutel, Zugabe von 1mL Glanzlack (auch als Dispersionsöl bekannt) und Schütteln, um den Glanzlack und das Polypropylen gut durchzumischen.
Abwiegen von 4,000 g Perlglanzpulver mittels einer Analysewaage, Aufnehmen in dem wiederverschließbaren Plastikbeutel, nochmaliges Schütteln und Einreiben, um das Perlglanzpulver gleichmäßig in PP-Granulate zu verteilen.
Zugabe des vorbereiteten Polypropylen-Werkstoffs in einen Zuführtrichter, wenn die Temperatur des Zuführzylinders einen voreingestellten Wert (in der Regel 180°C bis 200°C) erreicht, Ausquetschen des innerhalb des Zuführzylinders verbleibenden Reststoffs mittels der Spritz- und Schmelzfunktion, bis neuer Werkstoff ausgequetscht wird, wobei der ausgequetschte neue Werkstoff glänzend und frei von Fremdstoffen, schwarzen Punkten, verbrannten Stellen und Lufteinschlüssen sein soll und beim Spritzen die Düse nicht verstopft werden soll. Wenn zwei nacheinander hergestellte Kunststoffplättchen keine Abweichung voneinander aufweisen, gelten die anschließend hergestellten Kunststoffplättchen als stabile und qualitätsgerechte Produkte und dann kann ein automatischer Produktionsbetrieb eingeleitet werden.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Perlglanzpigments, umfassend: A) Gleichzeitige Zugabe eines zum Umhüllen dienenden Metallsalzes und eines anorganischen Stoffs, welcher wasserunlöslich ist, aber mit einer Säure reagieren und sich somit lösen kann, ins Wasser bei Vorhandensein eines plättchenförmigen Substrats und bei einem vorgesehenen pH-Wert, bei dem das zum Umhüllen dienende Metallsalz hydrolysiert werden kann, um einen Umhüllungsvorgang mittels Hydrolyse einzuleiten, wobei der anorganische Stoff zum Regulieren oder Beibehalten des pH-Wertes des Hydrolysesystems dient, wobei bezogen auf 1000 Gewichtsteile des plättchenförmigen Substrats 450 bis 1350 Gewichtsteile des Metallsalzes und 400 bis 1200 Gewichtsteile des anorganischen Stoffs eingesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der vorgesehene pH-Wert zwischen 0,5 und 3 liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei es sich bei dem anorganischen Stoff, welcher wasserunlöslich ist, aber mit einer Säure reagieren und sich somit lösen kann, um eine Erdalkalimetallverbindung handelt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Verfahren ferner folgende Schritte umfasst: B) Filtern, C) Waschen, D) Trocknen und E) Kalzinieren.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das zum Umhüllen dienende Metallsalz in Form einer Wasserlösung zugegeben wird und/oder der anorganische Stoff, welcher wasserunlöslich ist, aber mit einer Säure reagieren und sich somit lösen kann, in Form eines wässrigen Schlamms oder einer Suspension zugegeben wird, und/oder in Schritt A) die Geschwindigkeit, mit der der anorganische Stoff, welcher wasserunlöslich ist, aber mit einer Säure reagieren und sich somit lösen kann, zugegeben wird, gesteuert wird, um den pH-Wert des Hydrolysesystems stabil oder im Wesentlichen stabil zu halten.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei als plättchenförmiges Substrat eine, zwei oder mehr Substanzen, gewählt aus natürlichem Glimmer, synthetischem Glimmer, Glasscheibe, plättchenförmigem Aluminiumoxid und plättchenförmigem Metall, eingesetzt werden, und/oder als zum Umhüllen dienendes Metallsalz eine, zwei oder mehr Substanzen, gewählt aus TiCl₄, TiOCl₂, FeCl₃ oder SnCl₄, eingesetzt werden, und/oder der anorganische Stoff aus Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Calciumcarbonat oder einem Gemisch davon gewählt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Umhüllungsstoff in einen der Werkstoffe TiO₂ in Anatas-Form, SnO₂, TiO₂ in Rutilform, Fe₂O₃ in Hämatitsform, TiO₂+FeO₃, SnO₂+TiO₂+Fe₂O₃, SnO₂+Fe₂O₃, Mischoxid von Titan und Eisen und Mischoxid von Zinn, Titan und Eisen kalziniert wird.