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Verfahren zur Herstellung von mehrfarbigen oder mehrstrukturigen stabilen
wäßrigen Dispersionen von-überzugsstoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Herstellung von mehrfarbigen oder mehrstrukturigen, stabilen, wäßrigen Dispersionen
von Überzugsstoffen,_ deren Teilchen in einem wäßrigen Dispergiermittel dispergiert
und mit einem Schutzkolloid gegen Verinischung stabilisiert sind.
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Der Anwendung der bisher bekannten Überzugs-Stoffe auf verschiedenartigen
Oberflächen sind bestimmte Grenzen gesetzt. Zum Beispiel müssen gewöhnliche Lacke,
Anstrichfarben und Emailfarben verdünnt werden oder auf eine zum Auftragen geeignete
Viskosität gebracht werden. Um eine zufriedenstellende Oberfläche zu ergeben, maß
ein ,einzelner Lack- oder Farbüberzug, selbst beim Auftragen auf eine gut vorbereitete,
nicht poröse Oberfläche, von begrenzter Schichtdicke sein. Ist der Überzug zu dick,
so neigt er zum Verziehen durch Absacken, zum Runzligwerden, Schrumpfen oder sogar
Blasigwerden.
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Die üblichen Lacke und Anstrichmittel haben auch noch andere Grenzen
in ihrer Anwendung. Wenn sie in der üblichen Weise aufgetragen werden, entstehen
nur verhältnismäßig glatte Oberflächen, von einheitlichem Gefüge. Falls ein besonderes,
z. B. ein getüpfeltes Gefüge gewünscht wird, so ist ein zusätzlicher Arbeitsgang
erforderlich, bei dem der Überzug unmittelbar nach seinem Auftrag meistens mit einem
Schwamm, einer Walze oder einem anderen geeigneten Gerät behandelt wird.
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Ferner gab es bisher bestimmte Grenzen in der Zusammensetzung der
Überzugsmassen, wenn es sich um die Steuerung der Porosität der aufgetragenen Schicht
und um die Farbwirkung handelt, die durch ein einziges Auftragen der Überzugsmasse
erreichbar sind. Man hat ferner versucht, zwei verschiedenfarbige Überzugsmassen
gleichzeitig auf eine Oberfläche aufzutragen, aber in diesem Fall mußten die Überzugsmassen
getrennt gehandhabt und mit besonderen Geräten aufgesprüht oder aufgetragen werden.
Selbst dann ließ der fertige Überzug eine Vermischung der verschiedenen Farben erkennen.
Auch waren derartige Verfahren schwierig durchzuführen.
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. Man hat versucht, Überzugsmassen herzustellen, die auf poröse
oder feuchte Oberflächen aufgetragen werden können, und zu diesem Zweck wäßrige
Lackemulsionen untersucht. Diese Emulsionen enthielten gewöhnlich ein Eniulgiermittel
zusammen mit einem Stabilisiermittel. Um jedoch eine beständige Emulsion herzustellen,
war es notwendig, das dispergierte Material inmöglichst kleine Teilchen zu zerlegen,
lwobei gewöhnlich der Durchmesser der'Teilchen kleiner als, 0,002 mm war,
d. h. klein genug, um durch diel' Brownsche Bewegung beeinflußt zu werden.
Man hat verschiedene Vorrichtungen zur Herstellung so kleiner Teilchen des dispergierten
Materials verwendet, z. B. mechanische Geräte, wie Kolloidmühlen, Homogenisiermaschinen.
Man hat auch vorgeschlagen, beide Phasen der Emulsion zähflüssig zu machen, um die
Stabilität der Emulsion zu verbessern, und hat verschiedene Stabilisiermittel dem
wäßrigen oder dispergierenden Medium hinzugefügt. Zusammen mit den Emulgiermitteln
hat man auch verschiedene andere Chemikalien der einen oder der anderen Phase zugefügt,
um die Oberflächenspannung herabzusetzen und so die Bildung von feinzerteilten dispergierten
Teilchen zu unterstützen oder zu ermöglichen. Derartige Emulsionen waren jedoch
im allgemeinen nicht zufriedenstellend und konnten viele der beim Gebrauch der üblichen
Lacke, Anstrich- und Emailfarben bestehenden Probleme und Nachteile nicht beseitigen.
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Es ist auch ein Verfahren zur Herstellung vielfarbiger Überzugsmittel
durch Vermischen verschiedenfarbiger Flüssigkeiten bekannt, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß normalerweise sich mischende verschiedenfarbige Ölfarben getrennt in eine
als, gemeinsame Trennflüssigkeit dienende wäßrige, z. B. 100/,ige Caseinlösung eingeführt
werden; hierbei können die Ölfarben eine nach der anderen in die Trennflüssigkeit
geschüttet und verrührt werden, oder jede Ölfarbe kann einzeln mit Trennflüssigkeit
vermischt und diese Mischungen beliebig zusammengegossen werden. Dieses Verfahren
besitzt jedoch den Nachteil, daß kein stabiles Mischprodukt erhalten wird, in dem
die getrennt dispergierten Teilchen ihre verschiedenen Größen auch nach längerem
Stehen beibehalten,
sondern daß alle Bestandteile des Mischprodukts
bald zusammenfließen. Diese Nachteile haben es auch verhindert, daß das Verfahren
jemals Eingang in die Praxis finden konnte. Das erfindungsgemäße Verfahren, bei
dem eine wäßrige kolloidale Lösung eines anorganischen Stoffs bestimmter Konzentration
als Dispergier- und Trennmittel benutzt wird, vermeidet diese Nachteile. Es führt
zu stabilen, auch bei langem Stehen haltbaren Dispersionen. Seine Merkmale waren
durch das bekannte Verfahren in keiner Weise nahegelegt.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden .neue mehrfarbige oder
mehrstrukturige, stabile, d. h. sich nicht vermischende Dispersionen von
Überzugsstoffen, wie Lacken, Emailfarben, Pigmentfarbin, Anstrichfarben, Firnissen
u. dgl., erhalten, deren Teilchen in einem wäßrigen Mittel dispergiert und mit einem
Schutzkolloid gegen Vermischung stabilisiert sind. Das Verfahren besteht darin,
daß man entweder mindestens zwei Überzugsstoffe von verschiedener Farbe oder Struktur
jeweils für sich allein in einer nicht mehr als 1011 ' /,igen wäßrigen kolloidalen
Lösung eines anorganischen Stoffs bis zu einer Teilchengröße von im wesentlichen
nicht kleiner als 50 #t dispergiert und die so erhaltenen Dispersionen miteinander
mischt oder daß man zunächst einen Überzugsstoff bestimmter Farbe oder Struktur
in der genannten kolloidalen Lösung bis zu der genannten Teilchengröße dispergiert
und darauf zu der erhaltenen Dispersion einen weiteren Überzugsstoff anderer Farbe
oder Struktur gibt und diesen in gleicher Weise dispergiert. Die Menge des Schutzkolloids
ist dabei so bemessen, daß sie zu einer Emulgierung der Teilchen nicht ausreicht.
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Kennzeichnend für das neue Verfahren ist die Verwendung der nicht
mehr als 1011/,igen wäßrigen kolloidalen Lösung eines anorganischen Stoffs als Stabilisiermittel,
zusammen mit der Begrenzung der Dispergierung auf eine Teilchengröße von im wesentlichen
nicht kleiner als 50 p. sowie das Merkmal, daß das Verfahren nicht nur auf
Überzugsstoffe von verschiedener Farbe' sondern auch auf solche von verschiedener
Struktur anwendbar ist.
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Die neuen Dispersionen sind lagerbeständig und besitzen nicht die
Nachteile der bisher bekannten Dispersionen für gleiche Zwecke.. Sie können sowohl
auf poröse als auch auf nicht poröse, feuchte oder trockene Oberflächen aufgebracht
werden und ergeben mit einem einzigen Überzug gut haftende, harte, feste, nicht
schälende, glatte oder rauhe Überzugsschichten von beliebiger, jeweils regelbarer
Dicke, Struktur, Deckfähigkeit und Porosität. Die neuen Dispersionen können aus
zwei oder mehr verschiedenen Teilchenarten unterschiedlicher Farbe aufgebaut sein
und ergeben dann beim einmaligen Auftrag auf die genannten Oberflächenarten eigenartige
mehrfarbige Überzüge, in denen die einzelnen Farben ohne gegenseitige Vermischung
erhalten und erkennbar bleiben. In den neuen Dispersionen liegen die Teilchen in
verm hältnismäßig großer Form als Kügelchen oder unregelmäßige Gebilde vor, wobei
die meisten eine Größe von mehr als 0,05 mm besitzen und in einigen Fällen
sowohl in der Dispersion als auch in der Überzugsschicht mit dem bloßen Auge als
Einzelteilchen erkennbar sind. Die Teilchen in der Dispersion sind nicht von einheitlicher
Größe. Einige können auch kleiner als 0,05 min sein, während andere sogar
größer als 3,5- mm sein können. Wenn eine Mehrfarbenwirkung im Überzug gewünscht
wird, sollte ein wesentlicher Teil der Teilchen eine Größe von mehr als
0,1 mm besitzen.
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Es wurde gefunden, daß viele neue und unerwartete Ergebnisse und Wirkungen
durch einmaliges Auftragen der neuen Dispersionen erhalten werden können. Die Dispersionen
liegen vorzugsweise in der fertigen Verwendungsform vor. Das für die Dispergierung
verwendete wäßrige Mittel ist vorzugsweise nicht besonders zähflüssig, sondern enthält
eine gerade ausreichende Menge Stabilisiermittel, um die dispergierten Teilchen
der Überzugsmasse als getrennte Teilchen ohne merkbare Zusammenballung zu erhalten.
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Die erfindungsgemäßen Dispersionen sind nicht notwendigerweise gleichförmige
Suspensionen, wenn nicht die spezifischen Gewichte der dispergierten und der dispergierenden
Phase im wesentlichen gleich sind. Tatsächlich können sich nach längerem Stehen
getrennte Schichten des wäßrigen Dispersionsmittels und der dispergierten Teilchen
der Überzugsmasse bilden. Die Dispersionen bleiben trotzdem brauchbar, da die dispergierten
Teilchen beim Steh-en nicht zusammenfließen und durch gelindes Schütteln oder Umrühren
wieder eine verwendbare Suspension bilden.
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Ein wichtiges Kennzeichen der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung
solcher Dispersionen mit zwei oder mehr verschiedenstrukturigen oder verschiedenfarbigen
Überzugsstoffen, die im gleichen wäßrigen Medium suspendiert sind. In diesen Mehrfachdispersionen
ist es besonders wichtig, ein Stabilisiermittel zu verwenden, das eine Zusammenballung
oder wesentliche Verschmelzung der dispergierten Teilchen zu verhindern vermag.
So können derartige Dispersionen verschiedenfarbige Enlailfarben, Lacke, Anstrichfarben
oder sogar Mischungen dieser verschiedenen Überm zugsstoffe von gleicher oder verschiedener
Farbe ent# halten.
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Es wurde gefunden, daß diese einfachen oder mehrfachen Dispersionen
in einem einzigen Arbeitsgang, vorzugsweise mit einer Spritzpistole (aber auch.
durch Bürsten, Tauchen u. dgl.), aufgetragen werden können und Überzüge von einzigartiger
Struktur, Beschaffenheit und Aussehen ergeben. Derartige Dispersionen verschiedenfarbiger
Überzugsstoffe können z. B. mit 'einem gewöhnlichen Sprühgerät aufgetragen werden
-und ergeben in einem einzigen Arbeitsgang eine harte Überzugsscbicht, die die verschiedenfarbigen
Teilchen für sich getrennt enthält, wobei die verschiedenen Farben unter einem schwachen
Vergrößerungsglas oder mit dem bloßen Auge deutlich erkennbar; sind.
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Viele neue und wünschenswerte Wirkungen und Ergebnisse können mit
erfindungsgemäß hergestellten Dispersionen erzielt werden. Es ist möglich, disper-m
gierte oder suspendierte Teilchen des Überzugsmaterials in verschiedenartiger kugelförmiger,
tropfenförmiger, fadenförmiger oder anderer ungewöhnlicher Gestalt zu erzeugen,
wobei die Teilchen nach dem Auftragen ihre Gestalt behalten und so auf einer Oberfläche
einen fertigen Überzug bilden,. der jede beliebige Struktur und jedes beliebige
Aussehen unter einer Vielzahl von Möglichkeiten besitzen kann.
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Man kann durch einen einzigen Arbeitsgang nicht nur Überzugsflächen
herstellen, die ein gesprenkeltes oder vielfarbiges Aussehen haben, sondern es können
auch besondere Strukturen in einer oder mehreren Farben, z. B. getüpfelte oder gehämmerte
Ausführungen, einfach durch Sprühen einer richtig abgestimmten Dispersion auf der
zu überziehenden Oberfläche erzeugt werden. Darüber hinaus können Überzugsschichten
unterschiedlichen
Porositätsgrades erzeugt werden. Derartige Überzüge schwanken von Schichten mikroskopischer
Porosität bis zu Überzugsschichten, die tatsächlich ausreichend zerklüftet sind,
um den Untergrund durchscheinen zu lassen. Derartige Überzüge kontrollierter Porosität
eignen sich besonders gut zum Auftragen auf Gewebe, Leder, Papier, Strohhüten und
als akustisch wirksames Material für Raumdecken und Wände.
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Die Erfindung ermöglicht gleichfalls, in einem einzigen Arbeitsgang
viel dickere Überzüge aufzutragen, als man bisher für möglich hielt, bei gleichzeitig
größerer Deckkraft und anderen Vorteilen solch dicker Überzüge. Das durch Spritzen
bewirkte einmalige Auftragen eines gewöhnlichen Lackes ergibt z. B. bestenfalls
eine etwa 0,05 mm dicke Schicht. Zur Erlangung dickerer Schichten müssen
zusätzlich weitere Überzüge aufgetragen werden. Erfindungsgemäß können Lackschichten
mit einer Dicke von 0,12 mm durch einmaliges Auftragen bequem erzeugt werden. Auch
ist es erfindungsgemäß möglich, gemischte Überzugsschichten zu bilden,
d. h. in einem einzigen Arbeitsgang eine heterogene Überzugsschicht zu erzeugen,
die aus einer Mischung verschiedener Überzugsstoffe besteht, die gewöhnlich miteinander
unvereinbar sind.
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Durch die Verwendung der erfindungsgemäß hergestellten Dispersionen
von Überzugsstoffen ergeben sich viele andere Vorteile, z. B. die Möglichkeit, den
Glanz des Überzugs zu regeln, ohne die üblichen Glättmittel verwenden zu müssen;
die Bildung nicht ausblutender Überzugsschichten auf Oberflächen (wie z. B. Asphaltflächen),
die gewöhnlich durch das Lösungsmittel der Überzugsmasse angegriffen werden; die
Bildung undurchlässiger Überzüge auf porösen Oberflächen; die Möglichkeit, einen
hohen Gehalt an festen Stoffen mit hohem Molekulargewicht, wie Polystyrole mit einem
Molekulargewicht bis 50 000,
ohne Spinngewebbildung zu versprühen,
das Auftragen von Überzügen auf aneinanderstoßende Oberflächen aus unterschiedlichem
Material, ohne daß die unterschiedlichen Oberflächen durch den fertigen Überzug
hindurch sichtbar werden; das Überdecken von Oberflächenfehlern; das leichtere Aufeinanderabstimmen
von Farben und vieles andere.
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Erfindungsgemäß hergestellte stärkere Überzüge sind besonders bei
rauhen und porösen Oberflächen geeignet, wie Oberflächen von rauhen Holzfaserplatten,
Filz od. dgl. Die Fasern oder Haare der Flächen haben dann weniger die Neigung,
nach dem Hartwerden des Überzugs durchzuscheinen oder sich aufzurichten. In diesem
Fall neigt der Überzugsstoff mehr dazu, rauhe Oberflächen zu überdecken und eine
glattere Lackierung oder wenigstens den Anschein einer solchen zu ergeben, als die
Unebenheit der überzogenen Oberfläche zu betonen. Auch können diese Überzugsmassen,
besonders solche, die einen starken Mehrfarbenüberzug ergeben, auf nebeneinander
anstoßende Oberflächen unterschiedlichen Absorptionsvermögens aufgetragen werden,
ohne daß die Unterschiede 4n den beiden Oberflächen nach dem Auftragen des Überzugs
dem Auge leicht erkennbar werden. Beispiele solcher Oberflächen sind Gipsdielen
oder Holzfaserplatten, bei denen Papierstreifen zum Überdecken der Nahtstellen zwischen
den Platten gelegt wurden, und ferner Holzgegenstände, bei denen z. B. ein rauhes
Brett neben einem glattgehobelten Brett liegt. Überzugsstoffe Es können die verschiedensten
Überzugsstoffe wie die üblichen oder besonders zubereitete, klare oder farbige Lacke,
Emailfarben, Anstrichfarben, Firnisse u. dgl. g verwendet und in einem wäßrigen
Dispersionsmittel dispergiert werden. Derartige Überzugsstoffe enthalten vorzugsweise
alle notwendigen Bestandteile eines Überzugsstoffs, wie Körper verleihende Stoffe,
Farbstoff und ein oder mehrere organische Lösungsmittel einschließlich, falls erforderlich
oder erwünscht, anderer Mittel, wie Trockenstoffe, Härtemittel, Weichmachungsmittel
u. dgl. Im allgemeinen ist es erwünscht, daß die Überzugsstoffe keinen zu großen
Anteil wasserlöslicher fester Stoffe und wassermischbarer Lösungsmittel enthalten.
Die Überzugsmasse sollte im ganzen verhältnismäßig unmischbar mit dem wäß en Dispergiermittel
sein. Eine gewisse Menge der 2erzugsmasse darf jedoch in dem Dispersionsmittel löslich
sein, ohne daß die Dispersion oder ihre wünschenswerten Eigenschaften als Überzugsmasse
zerstört werden. So kann z. B. manchmal Lack in einem wäßrigen Medium dispergiert
werden, obwohl sogar bis 250/, der Lösungsmittel des Lackes wasserlöslich
sind.
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Das Vorhandensein wasserlöslicher Lösungsmittel oder anderer Substanzen
in der Überzugsmasse bewirkt, daß die Größe der Kügelchen oder Teilchen der dispergierten
Phase nach der Bildung der Dispersion kleiner wird. Wenn ein ziemlich hoher Prozentsatz
der Überzugsmasse wasserlöslich ist, braucht sich dieser nicht sofort bei der Bildung
der Dispersion zu lösen, sondern kann während einer Zeit von mehreren Tagen aus
den dispergierten Kügelchen der Überzugsmasse herausgelaugt werden.
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Einige Beispiele der erfindungsgemäß verwendbaren Überzugsstoffe sind
Nitrocellulose-, Celluloseacetat-und Äthylcellulose-Lacke, zahlreiche synthetische
und natürliche Harz-Emailfarben, mittels Leinöl oder anderen trocknenden Ölen hergestellte
Ölfarben, Lösungen polymerisierten Kunstharze, wie die Polyvinyl-, Polystyrol- und
Polyacrylharze, H.arnstoff-Formaldehyd-Harze, Wasser-in-Öl-Emulsionen von Lacken,
Emailfarben, Anstrichfarben u. dgl.
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Es wurde gefunden, daß mit Vorteil solche Überzugsstoffe verwendet
werden können, die eine viel höhere Viskosität oder einen viel höheren Körperstoffanteil
besitzen als zulässig sein würde, wenn die Überzugsstoffe direkt in üblicher Weise
aufgetragen werden. Der Grund dafür ist, daß das wäßrige Dispersionsmittel als Verdünner
wirkt; seine Viskosität bestimmt in großem Ausmaß die Viskosität der Überzugsmasse
beim Auftragen. Die Überzugsstoffe selbst sind in Teilchen oder Kügelchen aufgespalten,
die in diesem Verdünner dispergiert sind.
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Auch die Viskosität der dispergierten Überzugsmasse ist ein Faktor,
der die Größe und Gestalt der dispergierten Teilchen in der Masse bestimmt, wenn
diese aufgetragen wird. So nehmen z. B. Teilchen eines zähflüssigeren Überzugsstoffs
nicht notwendigerweise kugelförmige Gestalt bei der Suspendierung an, sondern können
durch die richtigen Mittel dazu gebracht werden, Fadenform, länglich-ovale Form,
Tropfenform oder eine andere unregelmäßige Form anzunehmen. Bei zähflüssigeren Überzugsstoffen
besitzen die dispergierten Teilchen eine größere Neigung, ihre äußere Gestalt nach
dem Auftragen auf eine Oberfläche beizubehalten und in dieser Form ohne wesentliche
Veränderung
zu erhärten. Dies ermöglicht die Herstellung ungewöhnlicher Strukturen und Muster.
Auch die Dicke der aufgetragenen Überzugsschicht in ihrer gehärteten Form kann verändert
werden, indem man die Art und Viskosität des in dem wäßrigen Mittel suspendierten
Überzugsstoffs verändert.
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Überzugsstoffe, die zähflüssiger als die üblicben Lacke oder Emailfarben
sind, eignen - sich am besten für die Herstellung der, erfindungsgemäßen Dispersion.
Es können auch verhältnismäßig dünne Überzugsstoffe mit Vorteil dispergiert werden,
wenn man ihnen, z. B. durch Zusatz von Wasser unter Bildung einer »Wasserin-Öl-Emulsion«,
einen falschen Körpergehalt gibt. Diese so hergestellten Überzugsstoffe sind auf
diese Art für die Herstellung der erfindungsgemäßen Dispersionen veredelt, sie liefern
aber keinen dickeren Überzug.
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# Die#Strukturdesaufgetragenenundhartgewordenen Überzugs wird auch
durch die Trocknungsgeschwindigkeit des Überzugsstoffs beeinflußt. Ein schnell trocknender
Überzugsstoff ergibt im allgemeinen eine rauhere Struktur als ein langsam trocknender.
Dispersionsmittel Das Dispersionsmittel ist wäßrig und kann mit gewöhnlichem Leitungswasser
zubereitet werden. Das wäßrige Dispersionsmittel wirkt als Verdünner und sollte
infolgedessen nicht zu zähflüssig sein, wenn die Dispersion durch Sprühen oder Streichen
aufgetragen wird. In einigen Fällen kann es zweckmäßig sein, dem Wasser neben dem
Stabilisiermittel ein oder mehrere andere Stoffe hinzuzufügen, um den pH-Wert des
dispergierenden Mediums, der die Größe der dispergierten Teilchen beeinflußt zu
regulieren oder um die Oberflächenspannung des wäßrigen Dispersionsmittels herabzusetzen,
die ebenfalls die dispergierten Teilchen verkleinert.
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Verschiedene andere Stoffe, wie Farbstoffe, Netzmittel, Pigmente,
Imprägniermittel, Gefrierpunkterniedrigungsmittel u. dgl. können in dem wäßrigen
Medium gelöst oder suspendiert werden. Jedoch sollten Zusätze löslicher Stoffe sparsam
vorgenommen werden, um die Bildung zu kleiner dispergierter Teilchen zu vermeiden
und um die Wirkung der Stabilisiermittel nicht aufzuheben. Stabilisiermittel Ein
Stabilisiermittel muß dem wäßrigen Dispersionsmittel hinzugefügt werden, um die
Bildung dispergierter Teilchen des Überzugsstoffs zu ermöglichen und ihr Zusammenfließen
oder Zusammenballen zu verhindern. Vermutlich umhüllt das Suspensionsstabilisiermittel
in den erfindungsgemäßen Dispersionen die dispergierten Teilchen mit dünnen Filmschichten,
die das Zusammenballen der dispergierten Teilchen verhindern.
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Bei den erfindungsgemäß verwendeten Stabilisiermitteln handelt es
sich um koRoidale anorganische Stoffe, wie Bentonit-Ton, Fullererde, Diatomeenerde,
Talkum, Bariumsulfat, Calciumsulfat, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat u. dgl.
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Die Wahl des jeweiligen Stabilisiermittels und seine anzuwendende
Menge richtet sich nach der Art des dem zu dispergierenden Überzugsstoffs zugefügten
Lösungsmittels. Die Menge in der wäßrigen Lösung kann im allgemeinen 0,1
bis 10 Gewichtsl Drozent betragen. Bei der Dispergierung synthetischer Einail-
und Ölfarben, die gewöhnlich aromatische und aliphatische Kohlenwasserstoffe als
Lösungsmittel enthalten, hat sich eine 1 bis 100/, Bentonit enthaltende
Lösung als vorteilhaftes Stabilisiermittel erwiesen.
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Der folgende einfache Versuch kann angestellt werden, um schnell und
bequem festzustellen, ob ein gegebener Stoff bei der vorliegenden Erfindung zufriedenstellend
als Stabilisiermittel arbeitet.
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0,4 g des zu untersuchenden Stabilisiermittels werden in 40
ccm destilliertem Wasser gelöst, und die Lösung wird in einem 115 g fassenden
Glaskolben gegossen. 20 ccin eines zu untersuchenden Lackes mit hohem Körperstoffgehalt
oder eines anderen Überzugsstoffs werden langsam in die in dem Kolben befindliche
Lösung gegossen und mit einem Spatel od. dgL 5 Minuten lang verrührt, um
den Überzugsstoff in Teilchen aufzuspalten, die meist kleiner als 3
mm sind. Der Kolben wird. dann verschlossen und 8 Stunden stehengelassen.
Wenn nach Ablauf dieser Zeit eine Zusammenballung der Teilchen des Überzugsstoffs
mit dem bloßen Auge nicht sofort erkennbar ist, ist der geprilfte Stoff als Stabilisiermittel
geeignet.
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Bei der Durchführung des obigen Versuches sollte beachtet werden,
daß einige Stoffe als Stabilisiermittel wirksam sind, wenn nur 0,5 "/, des
Stoffs oder'weniger im Wasser gelöst sind, während andere Stoffe zur Erlangung ihrer
Wirksamkeit eine stärkere Konzentration im Wasser brauchen. Wenn infolgedessen bei
diesem Versuch ein Stoff nur teilweise den Anforderungen entspricht, kann es zweckmäßig
sein, den Versuch mit größeren Mengen als 0,4 g zu wiederholen.
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Verfahren zur Herstellung der Dispersionen Die erfind ungsgemäßen
Dispersionen können sehr leicht mittels einfacher und billiger Geräte, die in fast
jeder Lackfabrik vorhanden sind, hergestellt werden. Zum Beispiel ist ein einfacher
Bottich oder Mischkesse], der mit einem geeigneten Rührwerk versehen ist, für die
Herstellung der erfindungsgemäßen Dispersionen vollkommen ausreichend.
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Es wird zuerst im Kessel durch Auflösen der entsprechenden Menge des für
die Dispersion gewählten Stabilisiermittels eine wäßrige Lösung hergestellt. Nach
dem Anrichten. einer derartigen Lösung wird der Oberzugsstoff, z. B. die Anstrichfarbe,
Einailfarbe, Lackfarbe od. dgl., langsam in die wäßrige Lösung gegossen, während
das Rührwerk mit einer Geschwindigkeit arbeitet, die ausreicht, die Überzugsmasse
in Teilchen der gewünschten Größe aufzuspalten. Die Dauer und Geschwindigkeit des
Rührens kann beträchtlich schwanken, doch ist normalerweise kräftiges Rühren weder
notwendig noch erwünscht, da es zur Bildung züi kleiner dispergierter Teilchen fühlt.
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Bei der Herstellung einer Mehrfachdispersion, z. B. aus zwei oder
mehreren verschiedenfarbigen Überzugsstoffen in nur einem wäßrigen Medium, können
die verschiedenen Überzugsstoffe jeweils für sich allein in ihren eigenen Medien
auf die oben beschriebene Weise dispergiert werden. Anschließend können die Dispersionen
in den gleichen Behälter gegossen und durch Rühren miteinander vermischt werden,
und zwar während einer kürzeren Zeit als bei der Herstellung der einzelnen Dispersionen.
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Es ist auch möglich, die Mehrfachdispersion in einem = Behälter herzustellen,
indem man zuerst einen sstoff gründlich dispergiert und dann allmählich den zweiten
Überzugsstoff unter weiterem Rühren zugibt, bis auch dieser vollkommen dispergiert
ist.
Dieses Verfahren kann durch aufeinanderfolgendes Zugeben einer beliebigen Anzahl
von Überzugsstoffen fortgesetzt werden.
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Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht
in der Möglichkeit, die Größen und Formen der Teilchen des Überzugsstoffs zu regulieren.
In erster Linie werden die Größe und die Form der Teilchen des dispergierten Überzugstoffs
durch die Beschaffenheit des gewählten Stabilisiermittels, die Menge des verwendeten
Stabilisiermittels, d. h. die Konzentration des Stabilisiermittels in dem
wäßrigen Dispergiermittel, die Viskosität des verwendeten Überzugsstoffs, die Anwesenheit
von Substanzen, wie Netzmittel, die die Oberflächenspannung des wäßrigen Mediums
herabsetzen, sowie in den Überzugsmassen befindliche lösliche Lösungsmittel beeinflußt.
Eine höhere Rührgeschwindigkeit wird z. B. bei unveränderten anderen Bedingungen
kleinere Teilchen des dispergierten Überzugsstoffs in der Endmischung erzeugen.
Auch eine Erhöhung der Konzentration des im wäßrigen Medium gelösten Stabilisiermittels
hat gewöhnlich die Wirkung, die Größe der dispergierten Teilchen zu verringern.
Die Anwesenheit von Netzmitteln od. dgl., die entweder der wäßrigen Lösung beigemischt
sind oder, aus den Teilchen des dispergierten Überzugsstoffs austretend, sich in
derselben gelöst haben, verringert gleichfalls die Größe der dispergierten Teilchen.
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Die Gestalt der Teilchen wird hauptsächlich durch die Viskosität des
dispergierten Überzugsstoffs und die Art und Menge des im Dispersionsmittel verwendeten
Stabilisiermittels beeinflußt.
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Verschiedene andere Faktoren, wie der pH-Wert des wäßrigen Mediums,
können ebenfalls die Größe und Form der Teilchen beeinflussen.
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Das Mengenverhältnis von wäßrigem Medium zu Überzugsmasse ist gleichfalls
wichtig. Wenn auch dieses Verhältnis bei verschiedenen Stabilisiermitteln und Überzugsmassen
beträchtlich verändert werden kann, zeigte sich doch, daß es im allgemeinen zweckmäßig
ist, wenigstens 1 Gewichtsteil wäßriges Dispersionsmittel auf 4 Gewichtsteile
Überzugsmasse zu verwenden. Falls ein zu kleiner Anteil des wäßrigen Mediums verwendet
wird, wird die wäßrige Phase leicht die dispergierte und nicht die kontinuierliche
Phase; doch ist bei den erfindungsgemäßen Dispersionen wesentlich, daß in ihnen
beim Auftragen auf eine Oberfläche die wäßrige Lösung die dispergierende oder kontinuierliche
Phase bildet. Auf der anderen Seite gibt es für den Anteil der wäßrigen Phase keine
kritische obere Grenze, da selbst ein großer Anteil der wäßrigen Lösung den wesentlichen
Charakter der Dispersion nicht verändert, sondern nur die Beschaffenheit der erzeugten
Überzugsschicht beeinflußt.
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Ein wesentliches Kennzeichen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist,
daß die wäßrige Phase als Verdünner der dispergierten Überzugsmasse wirkt. Infolgedessen
können die erfindungsgemäßen Dispersionen mit lediglich zur Bildung der kontinuierlichen
Phase ausreichenden Mengen wäßrigen Mediums hergestellt werden und dann vor dem
Auftragen einfach durch Zugabe von Wasser und Umrühren auf die richtige Konsistenz
und Viskosität gebracht werden.
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Zur Herstellung von Überzugsschichten, die nicht aufgelockert oder
porös sein sollen, empfiehlt sich bei den aufzutragenden Dispersionen die Verwendung
von
1 bis
3 Teilen des Überzugsstoffs auf
1 Teil des wäßrigen
Dispersionsmittels. Für die meisten Zwecke sind 2 Teile Überzugsmasse auf
1 Teil wäßriges Dispersionsmittel befriedigend. Beispiel
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Ölfarbe
50Gewichtsteile einer Leitungswasserlösung, die
1 "/, Polyvinylalkohol von
hoher Viskosität und
2,5 0/0 Bentonit enthielt, wurden in einen Mischkessel
gegeben.
100 Gewichtsteile einer Ölfarbe der folgenden Zusammensetzung wurden
in diesem wäßrigen Medium dispergiert.
| Gewichtsteile |
| Indischrotoxyd ..................... 15 |
| Leinöl ............................. 4 |
| Oxydiertes Sardinenöl (bei 99'C Visko- |
| sität 100 nach Saybolt) ............ 70 |
| Mineralöl .......................... 10 |
| 60/,ige Kobalttrocknerlösung ......... 0,5 |
| 240/,ige Bleitrocknerlösung ........... 0,5 |
| zusammen 100 |
Die so erhaltene Dispersion ergab nach dem Auftragen mit einem gewöhnlichen Spritzgerät
einen Überzug von sehr hohem Glanz.
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Beispiel 2 Eine Dispersion wurde wie im Beispiel 1 hergestellt,
wobei jedoch die Ölfarbe Chromgelbpigment statt Indischrotoxyd enthielt.
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Beispiel 3
Mehrfarbige Ölfarbe Eine Mischung von gleichen Mengen
der nach Beispiel 1 und 2 hergestellten Dispersionen von Ölfarben wurde einfach
zusammengerührt und bildete eine Mehrfachdispersion der zwei Überzugsstoffe. Auch
diese Mischung war leicht aufsprühbar, und nach dem Auftragen behielten die roten
und gelben Farbteilchen ohne merkbares Verschmelzen ihre besondere Farbe.
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Das neue Verfahren kann auch zur Herstellung gemischter Überzüge von
zwei oder mehr Überzugsstoffen angewendet werden, die unverträglich miteinander
sind. Die Dispersion eines Nitrocelluloselackes kann mit der stabilisierten Dispersion
einer synthetischen Emailfarbe gemischt und die so erhaltene Mischung auf eine Oberfläche
aufgespritzt werden, wobei eine wirklich gleichförmige Überzugsschicht entsteht.
Augenscheinlich sind die Teilchen jedes Überzugsstoffs durch Schichten oder Filme
des Stabilisiermittels so umschlossen oder geschützt, daß sie voneinander getrennt
bleiben und nicht miteinander verschmelzen.