DE1467437B - Verwendung eines kombinierten Mahl Sichters zur Aufbereitung von zum Mattie ren von Lacken und plastischen Massen ge eigneten Kieselsauren - Google Patents
Verwendung eines kombinierten Mahl Sichters zur Aufbereitung von zum Mattie ren von Lacken und plastischen Massen ge eigneten KieselsaurenInfo
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Description
Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines kombinierten Mahl-Sichters zur Aufbereitung von
zum Mattieren von Lacken und plastischen Massen geeigneten Kieselsäuren, welche aus pyrogen gewonnenen
oder gefällten Kieselsäuren oder durch hydrothermalen Aufschluß von natürlichen Produkten, insbesondere
Quarzsand, gewonnenen Kieselsäuren oder deren Mischungen bestehen und welche sich durch
einen porösen Aufbau und demzufolge eine geringe Sedimentationsneigung auszeichnen.
In zunehmendem Maße werden bei lackierten Gegenständen aus Holz, Kunststoff, aber auch
Metall, an Stelle glatter, hochglänzender Oberflächen matte und halbmatte Oberflächen (»Seidenglanz«) bevorzugt.
Dabei kann die eigentliche Deckschicht, die der Träger des Oberflächeneffektes ist, transparent
oder pigmentiert sein. Im ersten Fall spricht man von Klarlacken, die auch als Mattlacke die Struktur des
darunterliegenden Materials z. B. die Maserung des Holzes, klar erkennen lassen. Bei pigmentierten Lacken
wird die Oberfläche des Grundmaterial dagegen verdeckt. Beide Systeme können jedoch »glänzend« oder
»matt« hergestellt werden, woraus hervorgeht, daß es sich bei der Mattierung um ein Phänomen der Oberflächenausbildung
der Lackschicht selbst handelt, das sich durch geeignete Zusätze zu den verschiedenen
Lacken erzielen läßt. Durch diese Zusätze erreicht man eine je nach der Art des Hilfsmittels (Mattierungsmittels)
graduell verschiedene ungleichmäßige Ausbildung der sonst glatten Oberfläche, wodurch statt
einer gerichteten Reflexion des auffallenden Lichtes (glänzende Oberfläche durch Spiegelung) eine mehr
oder weniger diffuse Streuung eintritt, welche vom Auge als Mattierung empfunden wird.
Es ist bekannt, zur Mattierung nach dem vorstehend Gesagten pulverförmige, feinverteilte Substanzen
einzusetzen, wobei vorzugsweise Kieselsäure bzw. Silikate herangezogen werden, deren Brechungsindex
dem des Lacksystems nahekommt. Neben dem Brechungsindex ist von wesentlicher Bedeutung
die Teilchengröße der für die Mattierung wirksamen Partikeln bzw. Agglomerate des Mattierungsmittels.
Zur Gewinnung geeigneter Mattierungsmittel können die nach bekannten Verfahren hergestellten
Kieselsäuren dienen, welche z. B. durch Fällung aus Wasserglas mit Säuren nach verschiedenen Bedingungen,
desgleichen aus Wasserglas durch Behandlung mit Ionenaustauschern sowie nach hydrothermalen
Methoden und über flüchtige Siliziumverbindungen, z. B. SiCl4, auf dem Wege der Flammenhydrolyse in
der Gasphase gewonnen werden. Auch Lichtbogenverfahren sind zur Gewinnung von als Mattierungsmittel
geeigneten Kieselsäuren mit Erfolg herangezogen worden. Alle diese Produkte lassen sich nach
entsprechender Behandlung mehr oder weniger gut als Mattierungsmittel verwenden, sofern man sie in den
gewünschten optimalen Teilchengrößenbereich bringt, der, wie nachstehend dargelegt, zwischen 1 und 20 μπι
(1 μπι = 10~3 mm), vorzugsweise zwischen 2 und
10 μπι liegt.
Des weiteren ist ein poröser Aufbau der wirksamen Partikeln von Vorteil. Die Hohlraumstruktur bewirkt
einen lockeren Aufbau des Mattierungsmittels in der Lackschicht und ermöglicht durch dessen niedrige
scheinbare Dichte ausreichende Mattierungswirkungen mit weniger als der halben Stoffmenge, wie sie
bei massiven Partikeln sonst nötig wäre. Der Vorteil poröser Struktur liegt darüber hinaus auch in der
geringen Sedimentationsneigung solcher Produkte.
Verwendet man die genannten, auf nassem Wege durch Fällung oder hydrothermalen Aufschluß gewonnenen
Kieselsäuren, so wie sie bei der Herstellung anfallen, dann ist der Anteil an Partikeln bzw. Agglomeraten
mit Durchmessern von >20 μπι durchweg zu hoch, wodurch in unerwünschter Weise fühlbar rauhe
Oberflächen erhalten werden. Selbst geringfügige
ίο Anteile oberhalb 20 μπι machen sich dem Auge und
dem Tastsinn störend bemerkbar.
Bei pyrogenen oder Lichtbogen-Kieselsäuren liegt hingegen der Anteil unter 1 μπι von vornherein zu
hoch. Da dieser Anteil nicht zur Mattierung beiträgt, tritt als Folge eine zu hohe Verdickung der Mattlacke
und damit eine schlechte Verarbeitbarkeit ein. Hinzu kommt ferner die Tatsache einer von Natur aus relativ
geringen Mahlstabilität der Sekundäragglomerate dieser Kieselsäuren, die an sich im richtigen Größenbereich
liegen. Schon bei kräftigem Einarbeiten, z. B. auf dem Walzstuhl, können diese Agglomerate zerteilt
werden und liegen dann aber größtenteils im unerwünschten Fein- und Feinstbereich. Durch die zur
Erzielung des gewünschten Matt-Effektes dann not-■ wendige Heraufsetzung der Menge des Mattierungsmittels
wird aber: die nachteilige Verdickung noch stärker bemerkbar. Durch Sekundärprozesse läßt sich
die Mahlstabilität der Agglomerate dieser pyrogenen Kieselsäuren erhöhen; dabei kommt man aber in der
Regel in den Korngrößenbereich oberhalb 20 μπι, so
daß dann auch hier das für die gefällten Kieselsäuren Gesagte gilt.
Versuche, allein durch Mahlung nach bekannten Verfahren zum Ziel zu kommen, scheiterten oder erwiesen
sich als umständlich und unwirtschaftlich, weil bei den gebräuchlichen Methoden das Kornspektrum
viel zu breit für den beabsichtigten Zweck gehalten wird. Wenn man nämlich — wie gewünscht — den
größten Teil des Mahlgutes auf Teilchengrößen unterhalb 20 μπι gebracht hat, ist schon ein beträchtlicher
Teil auf Durchmesser unterhalb 1 bis 2 μπα zerkleinert
und hat dann keine mattierende Wirkung mehr, sondern verdickt das Lacksystem in nachträglicher
Weise.
Man hat deshalb schon dem Mahlvorgang einen Sichtvorgang nachgeschaltet, um eine Aufteilung des
aus dem Mahlvorgang resultierenden breitgestreuten Kornspektrums in zwei Fraktionen vorzunehmen,
nämlich dem Grobgut, das erneut dem Mahlprozeß zugeführt wird, und dem zu verwendenden Feingut.
Die Korngrößenverteilung dieses Feingutes reicht aber von der eingestellten Sichtgrenze bis weit in den
Millimikron-Bereich und enthält somit einen Feinstanteil, der das Produkt als Mattierungsmittel für
Lacke unbrauchbar macht. Es besitzt also lediglich eine obere aber keine untere Korngrößengrenze. Es
wäre ein zweiter Sichtgang in einem vom ersten unabhängigen Sichter erforderlich, um den störenden Feinstanteil
abzutrennen. Dieser Feinstanteil wäre für den genannten Zweck nicht einsetzbar und müßte, auch
wenn es den Hauptteil des gesamten, dem Mahlsichtprozeß zugeführten Produktes darstellen würde, verworfen
werden.
Es ist zwar bekannt, zur Durchführung von Mahl-Sichtprozessen
mit Materialien, wie z. B. Kohle, Mineralien und anderen Stoffen mit nicht ausgeprägter
Sekundärstruktur auch schon kombinierte Mahl-Sichter zu verwenden, wobei es jedoch im wesentlichen
3 4
darauf ankommt, eine obere Begrenzung des Korn- erstmals gelöst wurde, liegt darin, den mengenmäßig
teilchenbereiches zu erzielen, während nach unten wesentlichen Anteil der genannten Kieselsäuren mit
keine Grenze gesetzt ist. Bei der Mahl-Sichtung von den oben aufgeführten Eigenschaften in wirtschaft-
Stoffen mit ausgeprägter Sekundärstruktur, wie sie bei licher Weise in einen Partikelgrößenbereich der für
synthetisch gewonnenen Kieselsäuren in Form von 5 die Mattierung wirksamen Agglomerate zwischen
agglomerierten Primärpartikeln vorliegt, ging man in 1 und 20 μπι zu bringen, was nach den bisher üblichen
der Praxis bisher jedoch immer von einem getrennten Mahl- bzw. Mahl-Sicht-Verfahren nicht gelingt.
Mahlen und Sichten aus, um einen schnellen Abzug Besonders der niedrige Feinstanteil ist die wesent-
des Mahlgutes aus dem Mahlraum zu gewährleisten, liehe Voraussetzung für den gewünschten Mattierungs-
wodurch bei dem längeren Weg einer getrennten io effekt. Es ist nämlich außerordentlich schwierig, wenn
Mahlung und Sichtung eine bessere Trennung der nicht gar unmöglich, aus einem Produkt mit hohem
kleinsten Teilchen von den gröberen Teilchen eintritt, Feinstanteil diesen nachträglich herauszuholen, da
jedoch die zuvor genannten Nachteile in Kauf ge- die Abtrennung mit Sichtern im Bereich unter 1 bis
nommen werden müssen. 2 μπι, wenn überhaupt, dann nur durch aufwendige
Der schnelle Abzug des Mahlgutes aus dem Mahl- 15 und zeitraubende Methoden möglich ist, wie bereits
raum ist bei synthetischen Kieselsäuren, welche auf ausgeführt wurde. Einer der wesentlichen Vorteile der
Grund ihrer Sekundärstruktur neben gröberen Agglo- erfindungsgemäßen Verwendung eines kombinierten
meraten bereits auch einen gewissen Anteil an fein- Mahl-Sichters ist darin zu sehen, daß die Zerkleinerung
teiligeren Partikeln aufweisen, unbedingt erforderlich, so vorgenommen werden kann, daß ein solcher Feinstda
bereits beim Beginn des Mahlvorganges die fein- 20 anteil in störender Menge gar nicht erst entsteht, wenn
teiligen Partikeln — im Gegensatz zu Materialien mit man von Kieselsäuren mit ausgeprägter Sekundärnicht
ausgeprägter Sekundärstruktur — zu sehr kleinen struktur (Agglomeraten) ausgeht. Gemäß der Erfin-Bruchstücken
schnell weiter zerkleinert werden, welche dung läßt sich der Mahlprozeß ohne einen getrennten
infolge des kurzen Weges bei einem kombinierten Arbeitsgang einer Sichtung nach erfolgter Mahlung
Mahl-Sichter den in den Mahlraum zurückgeführten 25 in besonders wirtschaftlicher Weise mit dem Sichgröberen
Teilchen noch teilweise anhaften und somit tungsprozeß verbinden, so daß die Größe der resulden
Mahlvorgang stören würden, was bei Materialien tierenden Sekundärpartikeln zwischen 1 und 20 μπι,
mit nicht ausgeprägter Sekundärstruktur nicht zu vorzugsweise zwischen 2 und 10 μπι liegt, und der
befürchten ist. Feinstanteil unter 1 μΐη, nicht mehr als 25 °/0, vorzugs-
Die Erfindung ging von der Aufgabenstellung aus, 30 weise nicht mehr als 10°/0, beträgt,
durch Behandlung einer auf pyrogenem Wege oder Mahlung und Sichtung erfolgt in einem kombinierdurch Fällung oder durch hydrothermalen Aufschluß ten Gerät (Sichtermühle) gleichzeitig und kontinuiervon natürlichen Produkten, insbesondere Quarzsand, lieh, wobei die Zerkleinerung der Agglomerate so weit gewonnenen Kieselsäure in einem Mahl- und Sicht- getrieben wird, daß die Partikeln, sobald sie den gevorgang in einem Arbeitsgang unter Vermeidung der 35 wünschten Größenbereich von 20 bis 1 μπι erreicht vorgenannten Nachteile zu zum Mattieren von haben, aus dem Mühlenraum abgezogen und ausge-Lacken und plastischen Massen geeigneten Produkten sichtet werden, während das Grobgut über 20 μπι zu gelangen, deren Sekundärpartikeln im Größen- vom Sichter so lange wieder dem Mühlenraum zugebereich zwischen 1 und 20 μηι, vorzugsweise 2 und führt wird, bis die Zerkleinerung im gewünschten 10 μηι, liegt, wobei der Feinstanteil mit einer Partikel- 40 Bereich liegt. Die Produkte haben Partikelgrößen von größe unter 1 μπι gleich bzw. weniger als 25 °/0, vor- im wesentlichen 1 bis 20 μπι, mit dem Maximum zugsweise gleich bzw. weniger als 10 °/0 beträgt. zwischen 2 und 10 μπι, mit einem Feinstanteil unter
durch Behandlung einer auf pyrogenem Wege oder Mahlung und Sichtung erfolgt in einem kombinierdurch Fällung oder durch hydrothermalen Aufschluß ten Gerät (Sichtermühle) gleichzeitig und kontinuiervon natürlichen Produkten, insbesondere Quarzsand, lieh, wobei die Zerkleinerung der Agglomerate so weit gewonnenen Kieselsäure in einem Mahl- und Sicht- getrieben wird, daß die Partikeln, sobald sie den gevorgang in einem Arbeitsgang unter Vermeidung der 35 wünschten Größenbereich von 20 bis 1 μπι erreicht vorgenannten Nachteile zu zum Mattieren von haben, aus dem Mühlenraum abgezogen und ausge-Lacken und plastischen Massen geeigneten Produkten sichtet werden, während das Grobgut über 20 μπι zu gelangen, deren Sekundärpartikeln im Größen- vom Sichter so lange wieder dem Mühlenraum zugebereich zwischen 1 und 20 μηι, vorzugsweise 2 und führt wird, bis die Zerkleinerung im gewünschten 10 μηι, liegt, wobei der Feinstanteil mit einer Partikel- 40 Bereich liegt. Die Produkte haben Partikelgrößen von größe unter 1 μπι gleich bzw. weniger als 25 °/0, vor- im wesentlichen 1 bis 20 μπι, mit dem Maximum zugsweise gleich bzw. weniger als 10 °/0 beträgt. zwischen 2 und 10 μπι, mit einem Feinstanteil unter
Überraschenderweise läßt sich jedoch auch in 1 μπι von 5Ξ 25 °/0, während der Grobanteil über 20 μπι
einem kombinierten Mahl-Sichtungs-Vorgang bei praktisch 0 ist.
Kieselsäuren der zuvor beschriebenen Herstellungs- 45 Die durch Verwendung eines kombinierten Mahlart,
deren Primärteilchen im wesentlichen kleiner als Sichters gemäß der Erfindung gewonnenen Produkte
0,1 μπι und welche zu ausgeprägten Sekundäragglo- sind, wie die nachfolgenden Beispiele zeigen, für die
meraten mit Porenstruktur vereinigt sind, die Ab- Mattierung von Lacken verschiedenster Systeme
trennung der Feinanteile durchführen, bevor diese (Polyester-, Nitro-, Alkyd-, DD-Lacke usw.), also
weiter zerkleinert werden, wenn Mahlwerk und 50 sowohl für Klarlacke als auch für pigmentierte
Sichterelemente einander in einem homogenen, an Systeme, hervorragend geeignet,
keiner Stelle eingeschnürten Raum derart zugeordnet Die nachfolgend beschriebene Prüfung der Kieselsind, daß das zu behandelnde Produkt ständig zwi- säuren als Mattierungsmittel erfolgte in folgenden sehen den Elementen des Sichters und jenen des Mahl- Lacksystemen:
werks hin und her getauscht wird. Vom Sichter wird 55
keiner Stelle eingeschnürten Raum derart zugeordnet Die nachfolgend beschriebene Prüfung der Kieselsind, daß das zu behandelnde Produkt ständig zwi- säuren als Mattierungsmittel erfolgte in folgenden sehen den Elementen des Sichters und jenen des Mahl- Lacksystemen:
werks hin und her getauscht wird. Vom Sichter wird 55
das Produkt so lange in das Schlägerwerk der Mühle L Einbrennlack schwarz (L)
zurückverwiesen, bis es gerade eben die geforderte
zurückverwiesen, bis es gerade eben die geforderte
Feinheit besitzt. Das Mahlwerk seinerseits entläßt Alkydal R 64 (75%ig in Xylol) 54,5 g
aber sofort alle Teilchen, welche die geforderte Fein- Maprenal HP (55%ig in Butanol) ... 12,0 g
heit erreicht haben, bevor sie weiter zerkleinert werden, 60 Äthylglykol 2,5 g
so daß sowohl Teilchen der unteren Korngrößengrenze Butanol 2,5 g
als auch der oberen Grenze ausgesichtet werden, Toluol 8,0 g
wobei die kleineren Teilchen sofort schon beim Eintritt Xylol 13,5 g
in die Mühle und die größeren nach ein-bis mehrmali- Lackvorpaste Tack 1 5,0 g
gern Mahldurchgang aussortiert werden. 65 Silikonöl OL (10°/0ig in Toluol)
2,0 g
Das entscheidende Problem für die Entwicklung von ~lÖO~O~T
Mattierungsmitteln, welches durch die. erfindungs-
Mattierungsmitteln, welches durch die. erfindungs-
gemäße Verwendung eines kombinierten Mahlsichters Mattierungsmittel 5,0 g
5 6
2. Säurehärtender Lack (SHL) in üblicher Weise zur Mattierung sowohl in klaren als
Alkydal R 40 (60%ig in Xylol) 38,0 g auch in pigmentierten Lacken (Systeme 1 bis 5) einge-
Maprenal HP (55°/oig in Butanol) ... 42,0 g setzt. Es zeigte sich, daß in allen Fällen zwar eine
Butanol 7,0 g grobe Mattierung erreicht wurde, eine Messung und
Äthanol 9,0 g 5 Auswertung (nach Tabelle 1) jedoch wegen der Rauhig-
Silikonöl OL (l°/oig in Toluol) 4,0 g keit und Unebenheit der Oberfläche zu keinen ver-
i QQ Q gleichbaren Werten führte. Diese unbehandelten
' Kieselsäuren des Handels sind infolge Ausbildung
Mattierungsmittel 9,6 g einer rauhen, fast sandigen Oberfläche für gängige
Salzsäure (14°/0ig in Äthanol) 10,0 g io Lackierungszwecke ungeeignet.
3. Polyester-Lack (UPL) Beispiel 2
Roskydal 500 B 52,0 g Eine aus Natronwasserglas mit Schwefelsäure in
Roskydal 550 13,0 g bekannter Weise gefällte und isolierte Kieselsäure
Silikonöl OL (10°/oig in Toluol) .... 3,2 g 15 des Handels wurde nach Trocknung getrennt gemahlen
Monostyrol 28,6 g und gesichtet, indem sie zuerst über eine Stiftmühle
Co-Naphthenat (10°/0ig in Toluol) ... 3,2 g gegeben und sodann das Mahlgut in getrenntem
inn n Arbeitsgang auf einem Spiralwindsichter gesichtet
wurde.
Mattierungsmittel 6,5 g 20 Man erhielt eine Kieselsäure mit Agglomeraten von
Cyclonox-Paste AP (20°/0ig in Äthyl- unter 1 bis 15 μΐη, wobei der Feinstanteil unter 1 μηι
acetat) 10,0 g etwa 12 °/„ betrug. Aus Tabelle ist zu ersehen, daß
ein gewisser, bei vergleichbaren Einsatzmengen aller-
4. DD-Lack(DDL) dings geringerer; Mattierungseffekt vorhanden ist.
Desmophen 800 15,0 g 25 Außerdem betrug die Sichtausbeute an zur Mattierung
Desmophen 1100 20,0 g geeignetem Material nur 44Ο/Ο; dadurch ist dieses Ver-
Cellit BP 700 0,3 g fahren unwirtschaftlich.
Silikonöl OL (10°/0ig in Toluol) 0,1 g
Mowilith 20 (50°/0ig in Äthylacetat) 3,0 g ΰ e 1 s ρ 1 e 1 J
Butylacetat 98°/oig 10,0 g 30 Eine gemäß Beispiel 2 gefällte, isolierte und ge-
Methylglykolacetat 7,0 g trocknete Kieselsäure wurde gemäß der Erfindung
Äthylglykolacetat 10,0 g in einem kombinierten Mahl- und Sichtgerät in einem
Shellsol A 29,6 g Arbeitsgang behandelt, indem man sie mit einem
Butoxyl 5,0 g Durchsatz von 25 kg/h in den Mahlraum einspeiste
~Tq~q~q~T 35 und die durch den Sichtvorgang kontinuierlich daraus
' entnommene Feinfraktion mit einem Unterdruck von
Mattierungsmittel 10,8 g etwa 430 mm Hg-Säule in einen Bunker abgesaugte.
Desmodur L (75°/oig in Athylacetat) 50,0 g Das Mahl- und Sichtgerät arbeitet derart, daß die aus
5. Nitro-Kombinationslack d^m Mahlraum durch einen regelbaren Luftstrom
seidenglänzend (NL) 4° ^gezogenen Teilchen im nachfolgenden Windsicht-
System gesichtet und so separiert werden, daß die
Collodiumwolle E 400 butanolfeucht 18,0 g über 10 bis 15 μηι großen Partikeln wieder in den
Jägalyd E 42 (60°/oig in Xylol) 16,0 g Mahlraum zurückbefördert, die unter 10 bis 15 μΐη
Dibutylphthalat 1,8g großen Teilchen dagegen aus dem System pneumatisch
Silikonöl OL l°/oig in Toluol 0,2 g 45 m einen Bunker ausgetragen werden. Man erhielt eine
Butanol 6,0 g Kieselsäure mit Sekundärteilchen von weniger als
Butylacetat 18,0 g 1 bis 15 μηι, wobei der Feinstanteil
<1 μΐη nur etwa
Athylacetat 22,0 g 5 <yo betrug. Wie Tabelle zeigt, ist der Mattierungs-
Toluol ■ 18,0 g effekt gegenüber der Kieselsäure nach 2) erheblich ver-
100 Og 5° bessert. Außerdem beträgt die Ausbeute dieses Ver-
Mattierungsmittel o',8 g fahrens Praktisch 10° °/o-
Die zu prüfenden Kieselsäuren wurde mit Hilfe Beispiel
eines Schnellrührers (Propellerkopf) 10 Minuten lang Eine hydrothermale Kieselsäure, die als Primärin
die fertigen Lackrezepturen eingemischt. Anschlie- 55 teilchen sphäroide Partikeln von etwa 10 nm Durchßend
wurden die Lacke auf Spritzkonsistenz verdünnt, messer und leistenförmige Kristalle von 100 bis
durch ein 10000er Maschensieb gesiebt und mit der 250 nm Länge aufweist, wurde durch 90minutiges ErSpritzpistole
auf Glasplatten (für SHL, UPL, DDL, hitzen einer Mischung aus gelöschtem Kalk und Quarz-NL)
oder Blechplättchen (für EL) aufgebracht. Im sand (im Gewichtsverhältnis CaO:SiO2 = 1,25:1,0) in
Falle der lufttrocknenden Lacke wurden die Proben 60 wäßriger Suspension unter Druck auf etwa 200° C,
nach 24 Stunden beurteilt und gemessen. anschließende Extraktion der so entstandenen CaI-.
.I1 ciumsilikat-Aufschlämmung mit verdünnter HCl bei
B e ' s P 1 e ' l 70° C bis zur sauren Reaktion (pH 2 bis 3), Isolierung
Zwei verschiedene naßgefällte, nicht vorbehandelte und Trocknung in bekannter Weise hergestellt und
Kieselsäuren des Handels (A und B) mit einer Primär- 65 auf einer Stiftmühle gemahlen.
teilchengröße von etwa 20 nm (1 nm = 100~e mm) und Man erhielt eine Kieselsäure (SiO2-Gehalt
> 98 °/o)
Sekundärteilchen von weniger als 1 bis 100 μηι, wobei mit Sekundärteilchen von
<1 bis 40 μηι, wobei der
der Feinstanteil unter 1 μηι etwa 3% beträgt, wurden Feinstanteil
<1 μΐη etwa 15°/o betrug.
Beim Einsatz als Mattierungsmittel in den genannten Lacksystemen ergaben sich rauhe Oberflächen mit sehr
vielen großen »Stippen«.
Nach einer Sichtung auf einem Spiralwindsichter erhielt man eine Kieselsäure mit Sekundärteilchen von
<1 bis 10 μπα, wobei der Feinstanteil <1 μπα 30%
betrug. Die Sichtausbeute betrug 75 %.
Die Mattierungseigenschaften sind zufriedenstellend (s. Tabelle 1), jedoch neigen die verschiedenen Fertiglacke
wegen des hohen Feinstanteils im Mattierungsmittel in unerwünschter Weise zur Verdickung, was
eine schlechtere Verarbeitbarkeit zur Folge hat.
Eine gemäß Beispiel 4 hergestellte und isolierte, jedoch nicht gemahlene Kieselsäure wurde gemäß der
Erfindung in einem kombinierten Mahl- und Sichtgerät behandelt, wie in Beispiel 3 beschrieben.
Man erhielt eine Kieselsäure mit Sekundärteilchen von <1 bis 15 μπα, wobei der Feinstanteil
<1 μπι 10% betrug. Die Ausbeute betrug praktisch 100 %. Die
Mattierungseigenschaften sind gegenüber der Kieselsäure nach 4) verbessert (s. Tabelle 1), die Neigung
zum Verdicken ist bedeutend geringer.
Eine in bekannter Weise pyrogen aus Quarzsand im Lichtbogen gewonnene Kieselsäure mit einer
Primärteilchengröße von 20 bis 60 μπα besteht, bei einem SiO,-Gehalt
>99%, aus Sekundärteilchen von <1 bis 3θ"μηα, wobei der Feinstanteil
<1 μΐη 10% beträgt.
Beim Einsatz als Mattierungsmittel ergab sich eine rauhe Oberfläche, so daß das Material einer Wandsichtung
mit dem Spiralwindsichter unterworfen wurde. Das gewonnene Feingut erstreckt sich über
einen Sekundärteilchenbereich von <1 bis 15 μπα und
enthält einen Feinstanteil <1 μπα von 25%.
Die Mattierungseigenschaften waren zufriedenstellend (s. Tabelle 1). Die Sichtausbeute betrug jedoch
nur etwa 40%.
Eine gemäß Beispiel 6 hergestellte und isolierte, jedoch nicht gemahlene und gesichtete pyrogene
Kieselsäure wird gemäß der Erfindung in einem kombinierten Mahl- und Sichtgerät behandelt wie in Beispiel
3 beschrieben. Man erhält eine Kieselsäure mit Sekundärteilchen von 1 bis 45 μπι, wobei der Feinstanteil
<1μηα 10% beträgt. Die Ausbeute beträgt
praktisch 100%. Die Mattierungseigenschaften sind gegenüber der Probe 6 verbessert (s. Tabelle 1).
Glanzgradwerte verschiedener Kieselsäuren
Die Glanzgrade wurden mit einem Glanzmesser nach Länge. Type 259, unter einem Meßwinkel von
45° gemessen.
Die Prüfung der nach den Beispielen 1 bis 7 herge-
stellten Mattlackproben in den Rezepturen EL, SHL, UPL und DDL erfolgte folgendermaßen:
Als Maß für den Mattierungseffekt dient der Glanzgrad. Er gibt in Prozent den Anteil eines unter einem
bestimmten Winkel auf die Lackoberfläche einfallenden Lichtstrahles an, der unter demselben Winkel
reflektiert wird. Bei nicht mattierten, glänzenden Oberflächen erhält man also Glanzgradwerte, die
wenig unter 100% liegen. Je Stärker die Mattierung ist, um so niedriger liegen die Glanzgradwerte. Gute
Mattierungsmittel ergeben unter gleichen Bedingungen niedrigere Glanzgradwerte als schlechte.
Die Tabelle zeigt die Glanzgradwerte der in den Beispielen 2 bis 7 angeführten Kieselsäuren. Beispiel 1
wurde bewußt ausgelassen, da sehr grobe Kieselsäuren
ao zwar infolge der rauen Oberflächenausbildung eine
gute Mattierung, d. h. sehr niedrige Glanzgrade ergeben können, aber eben wegen der Rauhigkeit nicht
verwendbar sind.
Bei | Herstellung | EL | SHL | UPL | DDL | 55 NL |
spiel | ||||||
Nr. | gefällt | 7o | Vo | Vo | % | V» |
2 | gefällt | 13 | 10 | 43 | 45 | |
3 | hydrothermal | 5,5 | 5,5 | 30 | 36 | 41 60 |
4 | hydrothermal | 7,0 | 7,0 | 33 | 39 | — |
5 | pyrogen | 5,0 | 5,0 | 24 | 35 | 39 |
6 | pyrogen | 7,0 | 7,0 | 21 | 38 | — |
7 | 4,5 | 6,5 | 17 | 23 | 44 | |
Claims (4)
1. Verwendung eines kombinierten Mahl-Sichters zur Aufbereitung einer zum Mattieren von
Lacken und plastischen Massen geeigneten, auf pyrogenem Wege oder durch Fällung oder durch
hydrothermalen Aufschluß von natürlichen Produkten, insbesondere Quarzsand, gewonnenen
Kieselsäure, deren Primärteilchen im wesentlichen kleiner als 0,1 μπα und welche zu ausgeprägten
Sekundäragglomeraten mit Porenstruktur vereinigt sind.
2. Verwendung eines kombinierten Mahl-Sichters nach Anspruch 1 durch Eingabe einer pyrogen
gewonnenen und gegebenenfalls zur Stabilisierung der Sekundäragglomerate nachbehandelten Kieselsäure
mit einer Primärteilchengröße von 5 bis 100 nm bei Sekundäragglomeraten in der Größenordnung
von 0,05 bis 50 μπα und einer nach der BET-Methode gemessenen spezifischen Oberfläche
von 50 bis 400 m2/g in-den Mahl-Sichter.
3. Verwendung eines kombinierten Mahl-Sichters nach Anspruch 1 durch Eingabe einer naßgefällten Kieselsäure mit einer Primärteilchen-Größe
von 5 bis 100 nm bei Sekundäragglomeraten in der Größenordnung von 0,03 bis 50 μπα und
einer nach BET-Methode gemessenen spezifischen Oberfläche von 30 bis 400 m2/g in den Mahl-Sichter.
4. Verwendung eines kombinierten Mahl-Sichters nach Anspruch 1 durch Eingabe einer durch
hydrothermalen Aufschluß aus natürlichen Produkten, insbesondere Quarzsand, gewonnenen
Kieselsäure mit Primärteilchen in Form sphäroider Partikel von etwa 10 nm Durchmesser und leistenförmiger
Kristalle von 100 bis 250 nm bei Sekundäragglomeraten in der Größenordnung von 0,05
bis 50 μΐη und einer nach der BET-Methode gemessenen
spezifischen Oberfläche von 5 bis 400m2/g
in den Mahl-Sichter.
109 521/315
Family
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