DE19717879A1 - Organisches, mehrphasiges Effektfarbmittel, seine Herstellung und seine Verwendung - Google Patents

Organisches, mehrphasiges Effektfarbmittel, seine Herstellung und seine Verwendung

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    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/36Pearl essence, e.g. coatings containing platelet-like pigments for pearl lustre

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein organisches Effektfarbmittel aus einem mehrphasigen Gemisch von mindestens zwei organischen Substanzen, mit ei­ ner oder mehreren dispersen Phasen, im Folgenden gemeinsam als Phase 1 bezeichnet, und einer kontinuierlichen Matrixphase (Phase 2), wobei die dis­ perse Phase (Phase 1) in der Matrixphase (Phase 2) nicht quillt, die Phase 1 in der Phase 2 zumindest Domänen regelmäßiger Struktur ausbildet und ein Unterschied zwischen den Brechungsindices der Phasen 1 und 2 besteht. Die Erfindung betrifft ferner die Herstellung dieser Effektfarbmittel, zu ihrer Herstellung geeignete Zubereitungen und monodisperse Polymere, die Ver­ wendung der erfindungsgemäßen Effektfarbmittel oder der genannten Zube­ reitungen zur Herstellung von dekorativen und/oder schützenden Überzügen sowie die Herstellung von Lacken Druckfarben und Tinten unter Einsatz der erfindungsgemäßen Effektfarbmittel.
Effektfarbmittel sind Farbmittel, die bei Variation der Blickrichtung (des Aufsichtswinkels) den Farbeindruck, die Helligkeit und/oder die Reflektivität ändern. Sie weisen in der Regel eine plättchenförmige Struktur auf, d. h. daß die Dicke der Pigmentteilchen deutlich geringer ist als ihre laterale Aus­ dehnung. Bekannte Beispiele für Effektfarbmittel sind Aluminiumflakes oder die Pigmente, die unter den Bezeichnungen ®Mica, ®Iriodin oder ®Palio­ chrom im Handel sind. Metalleffektpigmente z. B. Aluminiumflakes rufen bei senkrechter Betrachtung einen Spiegeleffekt hervor; bei der Betrachtung von der Seite tritt dieser nicht in Erscheinung. Es ist daher ein Hell-Dunkel- Effekt zu beobachten. Die gleiche Erscheinung findet sich auch bei den Mica Effektpigmenten auf Basis von Glimmer.
Iriodin- und Paliochrom-Pigmente weisen zusätzlich verstärkte Interferenz­ effekte bzw. Eigenabsorption auf. Bei ihnen ist, neben dem Hell-Dunkel- Effekt, auch eine schwache Farbänderung bei Änderung des Betrachtungswin­ kels zu beobachten. (Literatur: Dr. U. Zorll, "Peilglanzpigmente", Vinantz Verlag, ISBN 3-87870429-1).
Aus der US-A-4,434,010 sind Pigmente auf anorganischer Basis bekannt, die stark ausgeprägte Farbflops aufweisen. Diese Pigmente sind gekenn­ zeichnet durch einen extrem homogenen Aufbau aus Schichten mit unter­ schiedlichen Brechungsindices. Dieser Aufbau führt zu ausgeprägten Inter­ ferenzeffekten, die für die Farberzeugung ausgenutzt werden. Die Herstellung dieser Pigmente ist allerdings schwierig und nur mittels aufwendiger und kostspieliger Produktionsverfahren möglich.
Aus der US-A-5,364,557 sind organische Effektpigmente auf der Basis von cholesterischen Flüssigkeiten bekannt. Bei diesen ergibt sich ein Inter­ ferenzeffekt durch eine helikale Überstruktur. Auch hier sind die für die Herstellung erforderlichen Materialien kompliziert herzustellen und daher sehr kostspielig. Die Produktion der Pigmente aus den cholesterischen Flüssig­ kristallen (LCs) erfolgt in der Weise, daß die cholesterische Masse in dünner Schicht auf eine Trägerfolie aufgebracht, in der LC-Phase eine photochemische Polymerisation durchgeführt, und der so erhaltene Film von der Folie abgelöst und gemahlen wird. Neben der teureren Herstellung der Ausgangsmaterialien ist es ein sehr gravierender Nachteil dieses Verfahrens, daß während des Produktionsprozesses der Orientierung der LCs allergrößte Aufmerksamkeit gewidmet werden muß, da diese bereits durch kleinste Verunreinigungen negativ beeinflußt werden kann.
Es sind ferner wäßrige, monodisperse Polymerdispersionen bekannt, z. B. aus T. Okubu, Prog. Polym. Sci. 18 (1993) 481 bis 517; T. Okubo et al., Coll. Surf. A: Phys. Eng., 103 (1995) 47 bis 58; W.Haertl u. a., Ber. Bunsen-Ges. Phys. Chem. 88 (1984) 1063 bis 1066 und W. Luck, H. Wesslau, Festschrift Carl Wurstler, BASF 1960, C.A.: 55: 14009d, die in flüssiger Form, gegebenenfalls nach Nachreinigung, zu ausgeprägter Latex- Kristallisation neigen und dadurch zu Farbeffekten führen.
Zur Herstellung monodisperser Partikel sind eine Vielzahl von Publikationen bekannt, z. B. EP-A-0 639 590 (Herstellung durch Fällungspolymerisation), E. Ruckestein, J. Appl. Polym. Sci., 48, (1993), 1279 bis 1288 und EP-A- 0 289 029 (Herstellung durch Polymerisation in Gegenwart von Lösungsmit­ teln), A. Rudin, J. Polym. Sci., A:Polym. Sci. 33 (1995) 1849 bis 1857 (monodisperse Partikel mit Kern-Schale-Struktur), M. Juang, I. Krieger, J. Polym. Sci. 14 (1976) 2089 bis 2107 (emulgatorfreie Herstellung), EP-A-0 292 261 (Herstellung unter Zusatz von Saatpartikeln).
Die Kinetik der Herstellung von monodispersen Polymerpartikeln wurde von R. Gilbert in J. Coll. Interf. Sci. 118 (1987) 493 bis 505 beschrieben; es wurden auch Versuche im Weltraum unter Schwerelosigkeit durchgeführt, z. B. El-Asser et al., Mater. Rec. Soc. Symp. Prod. 87 (1987) 213 bis 223 und US-A 4,247,434.
In der EP-A-0 441 559 werden Kern-Schale Polymere mit unterschiedlichen Brechungsindices der Schichten und ihre Verwendung als Additive zu Papier­ beschichtungsmitteln beschrieben.
In neuerer Zeit sind wärmegesteuerte optische Schaltelemente bekannt gewor­ den (SCIENCE, Bd. 274, (1996), Seiten 959 bis 960), bei denen die Temperaturabhängigkeit der Teilchengröße von Poly-(N-isopropylacrylamid) Dispersionen bzw. der Volumen/Temperatur-Zusammenhang von Poly-(N-iso­ propylacrylamid)-Gelen ausgenutzt wird. Eine erste Ausführungsform dieser Schalter besteht aus einer wäßrigen Poly-(N-isopropylacrylamid)-Dispersion, deren Teilchen sich gitterförmig anordnen und unterhalb der Phasenüber­ gangstemperatur wesentlich größer sind, als oberhalb derselben. Dies hat zur Folge, daß die Extinktion bei ca. 530 nm im Temperaturbereich zwischen 10 und 40°C stark ansteigt. Das System wirkt somit als optischer Schalter und Begrenzer.
Bei einer zweiten Ausführungsform werden hochgeladene Polystyrolteilchen, die ein Raumgitter bilden, in ein Poly-(N-isopropylacrylamid)-Hydrogel eingebettet. Bei Temperaturänderung ändert sich das Volumen des Hydrogels und mit ihm der Gitterabstand der Polystyrolteilchen. Die Folge ist, daß sich bei einer Temperaturänderung von ca. 10 auf ca. 40°C die Lage des Absorptionsmaximums von ca. 700 auf ca. 460 nm verschiebt. Dieses System kann als abstimmbares optisches Filter eingesetzt werden. Für die Anwendung als Farbmittel oder Pigmente sind diese Materialien naturgemäß nicht geeignet.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, neue organische Effektfarb­ mittel bereitzustellen, die aus gut zugänglichen Ausgangsmaterialien durch ein Verfahren mit geringer Störanfälligkeit kostengünstig hergestellt werden können. Sie sollen beständig sein, vorzugsweise keine Quellbarkeit in organi­ schen und wäßrigen Medien aufweisen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die erfindungsgemäßen Effektfarbmittel.
Ein Gegenstand der Erfindung ist somit ein organisches mehrphasiges Effekt­ farbmittel aus einem Gemisch von mindestens zwei organischen Substanzen, die ein Mehrphasensystem ausbilden, wobei das Mehrphasensystem
  • a) eine oder mehrere feste disperse Phasen, im Folgenden gemeinsam als Phase 1 bezeichnet, und
  • b) eine feste kontinuierliche Matrixphase (Phase 2) aufweist und
  • c) gegebenenfalls in der Matrixphase Hilfs- und/oder Zusatzstoffe enthalten sind,
    das dadurch gekennzeichnet ist, daß die disperse Phase (Phase 1) durch die Matrixphase (Phase 2) nicht oder in sehr geringem Maße quellbar ist, die Phase 1 in der Phase 2 zumindest Domänen regelmäßiger Struktur aus­ bildet und ein Unterschied zwischen den Brechungsindices der Phasen 1 und 2 besteht.
Das Merkmal "geringe Quellbarkeit" der Phase-1-Polymerpartikel in der Phase 2 bedeutet, daß der mittlere Durchmesser der Partikel der Phase 1 sich um höchstens 10% des Ursprungswertes vergrößert, wenn die Partikel in der Matrixphase eingebettet werden und diese getrocknet ist.
Das erfindungsgemäße Effektfarbmittel enthält in der Regel 20 bis 99 Gew.- %, vorzugsweise 40 bis 95 Gew.-%, insbesondere 60 bis 90 Gew.-% der dispergierten Phase-1-Polymeren, und 1 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 60 Gew.-%, insbesondere 10 bis 40 Gew.-% Bestandteilen der Phase 2, wo­ bei die Phase 2 ihrerseits 60 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 70 bis 99 Gew.-%, insbesondere 80 bis 95 Gew.-% Polymermaterial, und 0 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 30 Gew.-%, insbesondere 5 bis 20 Gew.-% Hilfs- und/oder Zusatzstoffen enthält.
Vorzugsweise besteht das erfindungsgemäße Effektfarbmittel aus den oben angegebenen Bestandteilen in den angegebenen Mengenanteilen.
Die Summe der für einzelne Komponenten einer Bezugsmischung (z. B. "Effektfarbmittel" oder "Phase 2") angegebenen Prozentanteile beträgt für jede individuelle Bezugsmischung 100%.
Von essentieller Bedeutung ist der Unterschied Δn im Brechungsindex zwischen den Phasen 1 und 2. Er beträgt mindestens 0,001, vorzugsweise mindestens 0,01, insbesondere mindestens 0,1 Einheiten. Dabei kann die disperse Phase 1 den höheren, die Matrixphase (Phase 2) den niedrigeren Brechungsindex haben oder umgekehrt. Bevorzugt ist der erste Fall.
Es ist besonders vorteilhaft, wenn die disperse Phase (Phase 1) nicht nur in der Phase 2 selbst, sondern auch in Lösungen, Dispersionen oder Schmelzen oder in flüssigen Vorstufen derselben eine möglichst geringe Quellbarkeit aufweist.
Die Partikel der dispersen Phase haben eine Teilchengröße von 0,05 bis 5 µm, vorzugsweise von 0,1 bis 2 µm, insbesondere von 0,15 bis 1,0 µm. Besonders bevorzugt sind für die disperse Phase Partikel mit einer Teil­ chengröße von 0,2 bis 0,7 µm.
Vorzugsweise liegen die Polymeren der Phase 1 in einer monodispersen Ver­ teilung, d. h. einer engen Teilchengrößenverteilung, vor. Zur Charakterisie­ rung der Teilchengrößenverteilung dient der Polydispersitäts-Index P.I., der durch die folgende Formel definiert ist:
P.I. = (D90 - D10)/D50.
In dieser Formel bedeuten D90, D50 und D10 die Teilchendurchmesser, bei denen das Integral der Verteilungsfunktion dG = f(D).dD, worin G die Polymermasse, D der Teilchendurchmesser ist, die Werte 0,9 (= 90 Gew.- %), 0,5 (= 50 Gew.-%) bzw. 0,1 (= 10 Gew.-%) der Gesamtmasse der Polymersubstanz erreicht.
Die anliegende Figur veranschaulicht diesen Zusammenhang.
Sie (Fig. 1) zeigt in einem Koordinatensystem, auf dessen Abszisse die Teilchengrößen (D) und auf dessen Ordinate die Massenanteile (G) der Teilchen gegebener Größe aufgetragen sind, gestrichelt die Kurve der Verteilungsfunktion der Teilchengrößen einer Polymerdispersion. Ferner zeigt sie im gleichen Koordinatensystem die ausgezogene Kurve des Integrals der Verteilungsfunktion, auf der die Punkte für 10, 50 und 90% Massenanteil sowie die dazugehörigen Punkte D10, D50 und D90 der Teilchendurchmesser durch Kreuze markiert sind.
Mit enger werdender Teilchengrößenverteilung nähert sich der Wert des P.I. dem Wert Null, je breiter d. h. polydisperser die Teilchengrößenverteilung ist, desto größer wird der P.I. Die Teilchengrößenverteilung kann in an sich bekannter Weise, z. B. mit Hilfe einer analytischen Ultrazentrifuge, (siehe z. B. W. Mächtle, Makromol. Chem. 185 (1984), S. 1025 bis 1039) oder gemäß vorliegender Anmeldung mit einem kommerziellen CHDF-Gerät be­ stimmt, und aus den erhaltenen Werten der P.I. berechnet werden. Für die vorliegende Erfindung geeignete Polymerpartikel weisen P.I.-Werte unterhalb 0,6, vorzugsweise unterhalb 0,4, insbesondere unterhalb 0,3 auf.
Die Polymer-Partikel der dispersen Phase 1 haben im wesentlichen sphäri­ sche, vorzugsweise kugelförmige, Gestalt. Sie bilden in der Matrixphase makroskopische Domänen kristallähnlicher Struktur aus. In vielen Fällen ordnen sich die Partikel in dieser Struktur in einer dichten Kugelpackung an.
Die disperse Phase (Phase 1) enthält oder besteht aus einem oder mehreren Polymeren und/oder Copolymeren. Polymere und Copolymere im Sinne dieser Erfindungsbeschreibung sind hochmolekulare Verbindungen, die der oben gegebenen Spezifikation entsprechen. Geeignet sind sowohl Polymerisate und Copolymerisate polymerisierbarer ungesättigten Monomerer als auch Polykondensate und Copolykondensate von Monomeren mit mindestens zwei reaktiven Gruppen, z. B. hochmolekulare aliphatische, aliphatisch/aromatische oder vollaromatische Polyester, Polyamide, Polycarbonate, Polyharnstoffe und Polyurethane, aber auch Aminoplast- und Phenoplast-Harze, wie Melamin/­ Formaldehyd-, Harnstoff/Formaldehyd- und Phenol/Formaldehyd-Kondensate.
Zweckmäßigerweise sind die Polymeren der Phase 1 vernetzte (Co-)Polyme­ re, da diese am besten der Forderung nach geringer Quellbarkeit gerecht werden. Diese vernetzten Polymere können entweder bereits im Verlauf der Polymerisation bzw. Polykondensation oder Copolymerisation bzw. Copoly­ kondensation vernetzt worden sein, oder sie können nach Abschluß der eigentlichen (Co-)Polymerisation bzw. (Co-)Polykondensation in einem ge­ sonderten Verfahrensschritt nachvernetzt worden sein. Eine detaillierte Be­ schreibung der chemischen Zusammensetzung geeigneter Polymerer folgt weiter unten.
Für verschiedene Anwendungen der erfindungsgemäßen Effektfarbmittel ist es zweckmäßig und erwünscht, wenn auch die Matrixphase (Phase 2) ein oder mehrere Polymere und/oder Copolymere enthält oder daraus besteht. Für die Matrixphase eigenen sich, wie für die Phase 1, im Prinzip Polymere der oben bereits genannten Klassen, sofern sie so ausgewählt bzw. aufgebaut werden, daß sie der oben für Phase-2-Polymere gegebenen Spezifikation entsprechen. Das bedeutet, daß sie einen von den Phase-1-Polymeren deutlich abweichenden Brechungsindex haben müssen, d. h., daß bei Einsatz einer hochbrechenden Polymerphase 1 eine niedrig brechende Polymerphase 2 eingesetzt werden muß und umgekehrt. Ferner sollen sie nicht dazu tendie­ ren, die Partikel der Phase-1-Polymeren anzuquellen oder aufzulösen.
Eine weitere Forderung an die Phase-2-Polymeren besteht darin, daß sie sich entweder durch unzersetztes Schmelzen oder durch Lösen in einem Lösungs­ mittel oder Dispergieren in eine flüssige Zubereitung überführen lassen oder daß sie sich in einer Schicht einer flüssigen oder pastösen Zubereitung aus Vorstufen (Vorpolymerisaten, Monomeren) erzeugen lassen.
Allerdings ist es für viele Anwendungen der erfindungsgemäßen Effektfarb­ mittel zweckmäßig und erwünscht, wenn auch die Matrixphase (Phase 2) ein solches Polymermaterial enthält oder daraus besteht, das nach der Ausbil­ dung der kontinuierlichen Matrix, d. h. nach der Filmbildung, eine geringe Löslichkeit beziehungsweise Anquellbarkeit in organischen Lösungsmitteln und/oder Wasser aufweist. Für besonders wertvolle Anwendungen der erfin­ dungsgemäßen Effektfarbmittel, z. B. für die Herstellung von hochstabilen Pigmenten oder von schützenden Beschichtungen, ist es daher bevorzugt, auch die Polymeren der Matrixphase (Phase 2) zu vernetzen.
Diese Vernetzung kann über die gleichen polyfunktionellen Monomeren er­ folgen wie bei den Phase-1-Polymeren unter Berücksichtigung der erforderli­ chen Brechungsunterschiede.
Günstig für gewisse Anwendungen, wie zur Herstellung von Beschichtungen oder Farbfolien ist es, wenn das Polymermaterial der Matrixphase ein elastisch deformierbares Polymer ist, z. B. im Wesentlichen aus Naturkau­ tschuk oder einem synthetischen Kautschuk besteht.
In diesem Fall kann man erreichen, daß die Farbe einer Schicht des er­ findungsgemäßen Farbmittels bei Dehnung und Stauchung variiert.
Interessant für die Anwendung sind auch solche Schichten aus erfindungs­ gemäßen Effektfarbmitteln, die einen Dichroismus zeigen. Eine weitere interessante Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Matrixphase (Phase 2) ein Hydrogel ist.
Polymere, die diesen Spezifikationen genügen, finden sich ebenfalls in den Gruppen der Polymerisate und Copolymerisate polymerisierbarer ungesättigter Monomerer als auch der Polykondensate und Copolykondensate von Mono­ meren mit mindestens zwei reaktiven Gruppen, z. B. hochmolekulare aliphati­ sche, aliphatisch/aromatische oder vollaromatische Polyester und Polyamide, aber auch der Aminoplast- und Phenoplast-Harze, wie Melamin/Formalde­ hyd-Harnstoff/Formaldehyd- und Phenol/Formaldehyd-Kondensate, die unter starker Vernetzung beim Trocknen weiter kondensieren. Analoges gilt für Epoxidharze bestehend beispielsweise aus Mischungen von Polyepoxiden und Polyaminen oder Polyolen, die sich beim Trocknen zu harzartigen Massen verfestigen. Zur Herstellung von Epoxidharzen werden üblicherweise Epoxid- Präpolymerisate, die beispielsweise durch Reaktion von Bisphenol A oder anderen Bisphenolen, Resorcin, Hydrochinon, Hexandiol oder anderen aroma­ tischen oder aliphatischen Di- oder Polyolen oder Phenol-Formaldehyd- Kondensaten oder deren Mischungen untereinander mit Epichlorhydrin, Dicyclopentadien-diepoxid oder anderen Di- oder Polyepoxiden erhalten werden, mit weiteren zur Kondensation befähigten Verbindungen direkt oder in Lösung vermischt und aushärten gelassen.
Unter Berücksichtigung der obigen Bedingungen für die Eigenschaften der Phase-2-Polymeren sind für ihre Herstellung im Prinzip ausgewählte Baustei­ ne aus allen Gruppen organischer Filmbildner geeignet.
Matrixpolymere, die in organischen Lösemitteln löslich sind und die daher mit Vorteil als Filmbildner für durch Auftrocknen bindende Matrices einge­ setzt werden, sind beispielsweise modifizierte oder nicht zu hochmolekulare Polyester, Celluloseester wie Cellulose-acetobutyrat, Polyurethane, Silikone, polyether- oder polyestermodifizierte Silikone.
Einige weitere Beispiele mögen die breite Palette der für die Herstellung der Phase-2-Polymeren geeigneten Monomeren und Polymeren veranschaulichen.
Fall 1: Disperse Phase hochbrechend, Matrix niedrig brechend:
Hydrogele, d. h. wassergequollene Polymerisate wie Polyacrylamidgele, Poly­ acrylsäuregele, oder Cellulosegele, MF-, UF- und PF-Harze, trocknende und verfilmende Polymerdispersionen, Polymerisate wie Polyethylen, Polypropylen, Polyethylenoxid, Polyacrylate, Polymethacrylate, Polybutadien, Polymethyl­ methacrylat, Polytetrafluorethylen, Polyoxymethylen, Polyester, Polyamide, Polyepoxide, Polyurethan, Kautschuk, Polyacrylnitril und Polyisopren.
Fall 2: Disperse Phase niedrig brechend, Matrix hochbrechend:
Polymerisate mit vorzugsweise aromatischer Grundstruktur wie Polystyrol, Polystyrol-Copolymerisate wie SAN. aromatisch-aliphatische Polyester und Polyamide, aromatische Polysulfone und Polyketone, PF-Harze, Polyvinyl­ chlorid, Polyvinylidenchlorid sowie bei geeigneter Auswahl einer hochbre­ chenden Phase 1 auch MF-Harze, Polyacrylnitril oder Polyurethan.
Die in der Matrixphase gegebenenfalls enthaltenen Hilfs- und/oder Zusatz­ stoffe dienen der Einstellung der für die Anwendung und Verarbeitung ge­ wünschten beziehungsweise erforderlichen anwendungstechnischen Daten, be­ ziehungsweise Eigenschaften. Beispiele für derartige Hilfs- und/oder Zu­ satzstoffe sind Füllmittel, wie Rutil, Anatas, Kreide, Talkum und Barium­ sulfat, Verlaufsmittel, Haftmittel, Trennmittel, Weichmacher, Auftragshilfs­ mittel, Mittel zur Viskositätsmodifizierung, Filmbildungshilfsmittel, farb­ gebende Zusätze, wie in organischen Medien lösliche organische Farbstoffe oder organische oder anorganische Pigmente, sowie gegebenenfalls Reste organischer oder anorganischer Lösungs-, Dispergier- oder Verdünnungs­ mittel, die beispielsweise die offene Zeit der Formulierung, d. h. die bei­ spielsweise für ihren Auftrag auf Substrate zur Verfügung stehende Zeit, verlängern, Wachse oder Schmelzkleber.
Gewünschtenfalls können den Polymerisaten, insbesondere der Phase-2-Mi­ schung, auch Stabilisatoren gegen UV-Strahlung und Wettereinflüsse zugesetzt werden. Hierzu eignen sich z. B. Derivate des 2,4-Dihydroxybenzophenons, Derivate des 2-Cyan-3,3'-diphenylacrylats, Derivate des 2,2',4,4'-Tetrahy­ droxybenzophenons, Derivate des o-Hydroxyphenyl-benztriazols, Salicylsäuree­ ster, o-Hydroxyphenyl-s-triazine oder sterisch gehinderte Amine. Auch diese Stoffe können einzeln oder als Gemische eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäßen Effektfarbmittel zeigen sehr interessante vom Licht­ einfallswinkel und/oder dem Betrachtungswinkel abhängige Farbeffekte, die vermutlich durch Interferenz an dem von den Phase-1-Polymerpartikeln ge­ bildeten Raumgitter zustande kommen. Die winkelabhängige Farbänderung ist besonders eindrucksvoll, wenn der erfindungsgemaße Effektfarbstoff auf dunklen, z. B. schwarzen, Untergrund, d. h. auf ein nicht selektiv absorbie­ rendes Substrat aufgebracht wird.
Farbstoffzusätze verleihen den erfindungsgemäßen Effektfarbmitteln eine Eigenfarbe, die durch den Interferenzeffekt überlagert wird.
Die erfindungsgemäßen Effektfarbmittel können in Form fester Stücke be­ liebiger Größe, z. B. in Form von dreidimensionalen Formkörpern, wie Plastiken, Apparateteilen, Rohren, Stangen verschiedensten Querschnitts, Strängen, Fasern, Chips oder Pulvern, in Form von dekorativen oder schüt­ zenden Schichten, in Form von Folien, oder in Form von Pigmenten vor­ liegen. Selbstverständlich können die genannten Formen auch in Mischung mit festen oder flüssigen Zusätzen wie Lösungs-, Dispergier-, Verdünnungs-, Hilfs- oder Streckmitteln vorliegen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt das erfindungsgemäße Effektfarbmittel als Pigment vor, mit einer gegen wäßrige und organische Medien beständigen Polymer-Matrix. Die erfindungsgemäßen Pigmentpartikel haben eine plättchenförmige Struktur, d. h. daß ihre Dicke deutlich geringer ist als ihre laterale Ausdehnung. Zweckmäßigerweise beträgt die Dicke erfindungsgemäßer Pigmentteilchen 1 bis 1000 µm, vor­ zugsweise 1 bis 100 µm, insbesondere 10 bis 100 µm. Dabei beträgt die laterale Ausdehnung 5 bis 5000 µm, vorzugsweise 20 bis 3000 µm, ins­ besondere 50 bis 1000 µm. Sie werden beispielsweise erhalten, indem eine flächige Verfilmung einer Mischung aus Phase 1 und Matrixphase 2 nach bekannten Verfahren zerkleinert werden. Die so erhaltenen erfindungsgemä­ ßen Schüttungen können als Pigmentpartikel eingesetzt werden. Die erfin­ dungsgemäße Pigmente zeichnen sich überraschenderweise durch eine über­ ragende Lichtechtheit aus.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform liegt das erfindungsgemäße Effektfarbmittel als ein dekorativer und/oder schützender Überzug auf einem Substrat vor. Geeignete Substrate sind z. B. Papier, Karton, Leder, Folien, Zellglas, Textilien, Kunststoffe, Glas, Keramik oder Metalle.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind pastöse und fluide, insbesondere streich-, spritz- oder gießfähige Zubereitungen von festen Phase- 1-Polymeren der oben beschriebenen Art und Spezifikation in einer Schmel­ ze, Dispersion oder Emulsion der Phase-2-Polymeren oder in einem bei Normaltemperatur oder erst bei erhöhter Temperatur flüssigen Substanzge­ misch, welches aufgrund eines Gehaltes an Polymervorstufen, nämlich Monomeren oder Präpolymeren, in die oben beschriebenen Phase-2-Polyme­ ren überführt werden kann. Präpolymere im Sinne dieser Erfindung sind Polymere niederen oder mittleren Polymerisationsgrades, die durch Weiter­ kondensation oder Vernetzung in die Phase-2-Polymeren überführt werden können. Die Viskosität der Masse soll so niedrig sein, oder durch einfache Maßnahmen, wie durch leichtes Erwärmen oder durch Beschallung mit Ultra­ schall, soweit herabgesetzt werden können, daß die Phase-1-Polymeren Do­ mänen regelmäßiger Anordnung ausbilden können.
Wegen der vielfältigen prinzipiell bekannten Möglichkeiten, die Phase-2- Polymeren zu erhalten, kann die Zusammensetzung des pastösen oder flüs­ sigen Substanzgemisches in verschiedenen Richtungen variiert werden. Es kann eine Mischung der weiter unten detaillierter beschriebenen Monomeren enthalten oder daraus bestehen, die nach Art und Mengenanteil so ausge­ wählt wurden, daß ihre (Co-)Polymerisation und gegebenenfalls Vernetzung das gewünschte Phase-2-Polymer ergibt. Die Monomeren können auch ganz oder zum Teil durch Präpolymere oder fertige, gegebenenfalls sogar schon vernetzte, Phase-2-Polymere (Filmbildner) ersetzt werden, die gelöst oder als Dispersion oder Emulsion in dem restlichen Monomerengemisch oder in einem inerten Lösungs-, Verdünnungs- oder Dispergiermittel, beispielsweise in einem organischen Lösungsmittel oder in Wasser, vorliegen. Die Mi­ schung kann auch Vernetzer enthalten, die gegebenenfalls durch besondere Maßnahmen, z. B. thermisch durch Erwärmung, photochemisch durch Bestrah­ lung mit aktinischer elektromagnetischer Strahlung, durch Zusatz radikalischer oder kationischer Initiatoren oder - bei Vernetzern, die über eine Kondensa­ tions- oder Additionsreaktion wirken - mittels Reaktionsbeschleuniger aktiviert werden können.
Liegt das Phase-2-Polymer in der flüssigen Mischung bereits in fertiger Form oder als Präpolymer in einer Dispersion vor, so ist darauf zu achten, daß seine Polymerteilchen so klein sind, daß sie sich zwanglos in die zwischen den Partikeln der Phase-1-Polymeren gebildeten Zwischen- und Hohlräume einlagern können, oder daß die Phase-2-(Prä-)polymer-Teilchen bei den Bedingungen der Verfestigung der flüssigen Mischung auf dem Substrat soweit verformt werden, daß eine zusammenhängende Matrix gebil­ det wird, bzw. daß die Ausbildung von Domänen regelmäßiger Anordnung von Phase-1-Polymerteilchen nicht behindert wird. Dieselbe Bedingung gilt selbstverständlich auch für Dispersionen von Präpolymerisaten und Vorkon­ densaten, z. B. für Polymerisate niedrigen bis mittleren Molekulargewichts, wäßrige Duroplast-Vorkondensate, beispielsweise Melamin/Formaldehyd- Vorkondensate, oligomere Polyester oder Polyamide.
Die erfindungsgemäßen fluiden oder pastösen Zubereitungen der Effektfarb­ mittel oder von Vorstufen der Effektfarbmittel enthalten oder bestehen aus 20 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 90 Gew.-%, insbesondere 40 bis 80 Gew.-% der dispergierten Phase-1-Polymeren, und 1 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 70 Gew.-%, insbesondere 20 bis 60 Gew.-% eines fluiden oder pastösen Substanzgemisches, das seinerseits 5 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 90 Gew.-%, insbesondere 20 bis 70 Gew.-% geschmol­ zener oder dispergierter Phase-2-Polymere oder Polymer-Vorstufen, und 95 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 90 bis 10 Gew.-%, insbesondere 80 bis 30 Gew.-% an Lösungs-, Dispergier-, Hilfs- und/oder Zusatzstoffen enthält oder daraus besteht.
Ein besonders bevorzugter Fall liegt vor, wenn sowohl das Polymer der Phase 1 als auch das der Phase 2 in Form von Polymerdispersionen - zweckmäßigerweise im gleichen Dispergiermittel - eingesetzt wird, wobei das Polymer der Phase 2 filmbildend ist. Aufgrund des gleichen Dispergier­ mittels und wegen der geringen Viskosität der Dispersionen, gestaltet sich in diesem Fall das Vermischen der Phasen besonders einfach.
Die Überführung des flüssigen Substanzgemisches in die feste Phase 2, in dieser Beschreibung als Verfestigung bezeichnet, richtet sich nach der Art der Zubereitung und kann routinemäßig ausgeführt werden. Im einfachsten Fall, wenn die flüssige Phase eine Schmelze der Phase-2-Polymeren darstellt, erfolgt die Überführung in die feste Phase einfach durch Abkühlung der Schmelze. Enthält das flüssige Substanzgemisch Lösungs-, Verdünnungs- oder Dispergiermittel, so werden diese in der Regel abgedampft. Dies kann vor oder nach einer eventuell zur Erzeugung des Phase-2-Polymeren erforderli­ chen Polymerisation, Kondensation, Weiterpolymerisation oder Weiterkonden­ sation von Vorprodukten und Vernetzung erfolgen. In der Regel bringt die Entfernung der Lösungsmittels vor der Erzeugung des Phase-2-Polymeren technische Vorteile.
Sofern das flüssige Substanzgemisch nicht schon das fertige Phase-2-Polymer enthält, wird dieses aus den Monomeren durch Polymerisation oder Konden­ sation und gegebenenfalls gleichzeitiger oder anschließender Vernetzung, oder aus den Präpolymeren durch Weiterpolymerisation, Weiterkondensation und/­ oder gleichzeitiger oder anschließender Vernetzung erzeugt.
Präpolymere im Sinne dieser Beschreibung sind auch z. B. Polymerisate oder Polykondensate, die zwar schon die erforderliche Länge der Grundkette auf­ weisen, die aber noch vernetzt werden sollen.
Die Vernetzung erfolgt mit bekannten, unten detaillierter beschriebenen Vernetzungsmitteln.
Die zur Härtung der Phase 2 erforderliche (Co-)Polymerisation, Weiterpoly­ merisation, (Co-)Kondensation, Weiterkondensation oder Vernetzung kann je nach Art des Präpolymers thermisch oder photochemisch erfolgen. Bei Ein­ satz radikalisch oder kationisch polymerisierbarer Monomerer und/oder Prä­ polymerer sind an die Verarbeitungs- und Härtungsbedingungen angepaßte bekannte Initiatorsysteme zuzusetzen. Durch Kondensations- oder Additions­ reaktionen härtende Monomere oder Präpolymere benötigen keine derartigen Initiatoren, aber gegebenenfalls bekannte Reaktionsbeschleuniger. Beispiels­ weise können als radikalische Initiatorsysteme organische Peroxide in Kombi­ nation mit Schwermetall-Aktivatoren benutzt werden. Als Kondensationsbe­ schleuniger eignen sich z. B. Protonen- oder Lewis-Säuren.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind feste Zubereitungen der Phase-1-Polymeren, die außer den Phase-1-Polymeren die zur Bildung einer kontinuierlichen Matrix erforderliche Menge Phase-2-Polymere in Pul­ verform oder eine entsprechende Menge eines bei Normaltemperatur festen Substanzgemisches enthalten, welches in die oben beschriebenen Phase-2- Polymeren überführt werden kann.
Das in diesen Zubereitungen enthaltene feste Substanzgemisch enthält mit Ausnahme der oben bezeichneten Lösungs-, Verdünnungs- oder Dispergier­ mittel alle Substanzen der oben beschriebenen pastösen oder fluiden Zube­ reitungen der Phase-1-Polymeren. Beispiele hierfür sind Wachspartikel oder Schmelzkleber. Die erfindungsgemäßen festen Zubereitungen der Phase-1- Polymeren können durch Aufschmelzen oder durch Zusatz von Lösungs-, Verdünnungs- oder Dispergiermitteln in die oben beschriebenen fluiden oder pastösen Zubereitungen überführt werden.
Vorzugsweise enthalten oder bestehen die festen Zubereitungen der erfin­ dungsgemäßen Effektfarbmittel aus 20 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 95 Gew.-%, insbesondere 60 bis 90 Gew.-% der Phase-1-Polymeren, und 1 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 60 Gew.-%, insbesondere 10 bis 40 Gew.-% eines festen Substanzgemisches, das seinerseits 60 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 70 bis 99 Gew.-%, insbesondere 80 bis 95 Gew.-% schmelz­ barer, dispergierfähiger oder löslicher Phase-2-Polymeren oder Polymer- Vorstufen, und 0 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 30 Gew.-%, insbeson­ dere 5 bis 20 Gew.-% Hilfs- und/oder Zusatzstoffe enthält oder daraus besteht.
Für die Ausführung der Erfindung sind für die disperse Phase und die Matrixphase Materialien, vorzugsweise Polymermaterialien, erforderlich, die sich bezüglich ihres Brechungsindex deutlich unterscheiden, die folglich gezielt entweder auf einen relativ hohen oder auf einen relativ niedrigen Brechungsindex eingestellt worden sind. Darüber hinaus sind die oben bezeichneten Anforderungen an chemische Beständigkeit und physikalisches Verhalten zu stellen [z. B. keine oder möglichst geringe gegenseitige Penetra­ tion der Phasen (d. h. keine oder möglichst geringe Quellung), keine chemi­ schen Reaktionen mit den Inhaltsstoffen der erfindungsgemäßen Farbmittel und Umgebungsbestandteilen; insbesondere die Phase-2-Polymeren sollen vor der Bildung der Matrix eine gute Löslichkeit oder Dispergierbarkeit haben, nach der Matrixbildung aber möglich inert sein].
Solche Polymere können in an sich bekannter Weise durch Polymerisation, Polykondensation oder Polyaddition polymerisierbarer und/oder copolymeri­ sierbarer bzw. (co-)kondensierbarer oder zu Polyadditionsreaktionen fähiger Monomerer oder durch Höherpolymerisation bzw. Nachkondensation oder Vernetzung von polymeren oder oligomeren Verbindungen hergestellt werden.
Die Herstellung der Polymerisate für die Phase 1 und die Phase 2 ist nicht auf ein bestimmtes Verfahren beschränkt. Es können vielmehr die bekannten Verfahren zur Polymerherstellung herangezogen werden. Es ist lediglich er­ forderlich, das Phase-1-Polymerisat, das nach einem beliebigen Verfahren erhalten werden kann, in einer kontinuierlichen Matrixphase, die ebenfalls nach einem beliebigen Verfahren erhalten werden kann, dispers und regel­ mäßig zu verteilen. Vorzugsweise setzt man die Verfahren der Emulsions­ polymerisation, der Suspensionspolymerisation, der Microemulsionspolymerisa­ tion, oder der Microsuspensionspolymerisation ein, die sich der radikalischen Polymerisation bedienen. Sie bieten den Vorteil, nicht empfindlich gegen Feuchtigkeit zu sein.
Zur Auslösung der Polymerisation eigenen sich Polymerisationsinitiatoren, die entweder thermisch oder photochemisch zerfallen, Radikale bilden, und so die Polymerisation auslösen. Dabei sind unter den thermisch aktivierbaren Polymerisationsinitiatoren solche bevorzugt, die zwischen 20 und 180°C, ins­ besondere zwischen 50 und 80°C zerfallen. Zur photochemischen Härtung sind im Prinzip alle bekannten Photoinitiatoren und ihre Gemische verwend­ bar. Beispiele für geeignete Photoinitiatoren sind Benzophenon und dessen Derivate, wie Alkylbenzophenone, halogenmethylierte Benzophenone, 4,4'-Bis- (dimethylamino)-benzophenon, Benzoin und Benzoinether wie Ethylbenzoin­ ether, Benzilketale wie Benzil-dimethylketal, Acetophenon-Derivate wie Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on oder Hydroxycyclohexyl-phenylketon. Sehr gut geeignet sind auch beispielsweise Acylphosphinoxide wie 2,4,6- Trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphinoxid. Bevorzugt sind solche Initiatoren, die keine vergilbende Wirkung zeigen.
Besonders bevorzugte Polymerisationsinitiatoren sind Peroxide wie Dibenzoyl­ peroxid, Di-tert.-Butylperoxid, Perester, Percarbonate, Perketale, Hydroper­ oxide, aber auch anorganische Peroxide wie H2O2, Salze der Peroxosch­ wefelsäure und Peroxo-dischwefelsäure, Azoverbindungen, Boralkylverbindun­ gen sowie homolytisch zerfallende Kohlenwasserstoffe.
Die Initiatoren und/oder Photoinitiatoren, die je nach den Anforderungen an das zu polymerisierende Material in Mengen zwischen 0,01 und 15 Gew.-%, bezogen auf die polymerisierbaren Komponenten, eingesetzt werden, können einzeln oder, zur Ausnutzung vorteilhafter synergistischer Effekte, in Kom­ bination miteinander angewendet werden.
Für kationische Polymerisationen werden bevorzugt Initiatoren eingesetzt, die entweder Lewis-Säure-Charakter haben, z. B. Bortrifluorid-Etherat, Aluminium­ chlorid oder Zinkchlorid, oder die geladene Strukturen aufweisen. Insbeson­ dere kommen Substanzen der Formeln
oder deren Derivate zum Einsatz, z. T. in Kombinationen mit Acylphosphin­ oxiden.
Geeignete Initiatoren für die anionische Polymerisation sind alkalimetall­ organische Verbindungen, beispielsweise Methyllithium, Butyllithium, Phenyl­ lithium, Naphthyllithium, Naphthylnatrium, 1,4-Dinatrium-1,1,4,4-tetraphenyl­ butan oder die entsprechende Lithiumverbindung, Diphenylmethylnatrium, Di­ phenylmethylkalium, 1-Methylstyryllithium oder Kalium-tert-butanolat.
Auch für die Herstellung von Polykondensationsprodukten sind entsprechende Verfahren beschrieben worden. So ist es möglich, die Ausgangsmaterialien für die Herstellung von Polykondensationsprodukten in inerten Flüssigkeiten zu dispergieren und, vorzugsweise unter Auskreisen niedermolekularer Reak­ tionsprodukte wie Wasser oder - z. B. bei Einsatz von Dicarbonsäure-di­ niederalkylestern zur Herstellung von Polyestern oder Polyamiden - niederen Alkanolen, zu kondensieren.
Polyadditionsprodukte werden analog durch Umsetzung von Verbindungen er­ halten, die mindestens zwei, vorzugsweise drei reaktive Gruppen wie Epo­ xid-, Cyanat-, Isocyanat- oder Isothiocyanatgruppen aufweisen, mit Ver­ bindungen, die komplementäre reaktive Gruppen tragen. So reagieren Iso­ cyanate beispielsweise mit Alkoholen zu Urethanen, mit Aminen zu Harn­ stoffderivaten, während Epoxide mit diesen Komplementären zu Hydroxy­ ethern bzw. Hydroxyaminen reagieren. Wie die Polykondensationen können auch Polyadditionsreaktionen vorteilhaft in einem inerten Lösungs- oder Dispergiermittel ausgeführt werden.
Es ist auch möglich, aromatische, aliphatische oder gemischte aromatisch- aliphatische Polymere, z. B. Polyester, Polyurethane, Polyamide, Polyharn­ stoffe, Polyepoxide oder auch Lösungspolymerisate, in einem Dispergiermittel z. B. in Wasser, Alkoholen, Tetrahydrofuran, Kohlenwasserstoffen zu disper­ gieren oder zu emulgieren (Sekundärdispersion) und in dieser feinen Ver­ teilung nachzukondensieren, zu vernetzen und auszuhärten.
Zur Herstellung der für diese Polymerisations-, Polykondensations- oder Polyadditionsverfahren benötigten stabilen Dispersionen werden in der Regel Dispergierhilfsmittel eingesetzt.
Als Dispergierhilfsmittel werden vorzugsweise wasserlösliche hochmolekulare organische Verbindungen mit polaren Gruppen, wie Polyvinylpyrrolidon, Co­ polymerisate aus Vinylpropionat oder -acetat und Vinypyrrolidon, teilverseifte Copolymerisate aus einem Acrylester und Acrylnitril, Polyvinylalkohole mit unterschiedlichem Restacetat-Gehalt, Zelluloseether, Gelatine, Blockcopolyme­ re, modifizierte Stärke, niedermolekulare, carbon- und/oder sulfonsäuregrup­ penhaltigen Polymerisate oder Mischungen dieser Stoffe verwendet. Besonders bevorzugte Schutzkolloide sind Polyvinylalkohole mit einem Restacetat-Gehalt von unter 35, insbesondere von 5 bis 30 Mol.-% und/oder Vinylpyrrolidon- /Vinylpropionat-Copolymere mit einem Vinylestergehalt von unter 35, insbe­ sondere von 5 bis 30 Gew.-%.
Es können nichtionische oder auch ionische Emulgatoren, gegebenenfalls auch als Mischung, verwendet werden. Bevorzugte Emulgatoren sind gegebenen­ falls ethoxylierte oder propoxylierte längerkettige Alkanole oder Alkylphenole mit unterschiedlichen Ethoxylierungs- bzw. Propoxylierungsgraden (z. B. Addukte mit 0 bis 50 mol Alkylenoxid) beziehungsweise deren neutralisierte, sulfatierte, sulfonierte oder phosphatierte Derivate. Auch neutralisierte Dial­ kylsulfobernsteinsäureester oder Alkyldiphenyloxid-disulfonate sind besonders gut geeignet. Besonders vorteilhaft sind Kombinationen dieser Emulgatoren mit den oben genannten Schutzkolloiden, da mit ihnen besonders feinteilige Dispersionen erhalten werden.
Auch Verfahren zur Herstellung monodisperser Polymerteilchen sind in der Literatur (z. B. R. C. Backus, R. C. Williams, I. Appl. Physics 19, S. 1186, (1948)) bereits beschrieben worden und können mit Vorteil insbeson­ dere zur Herstellung der Phase-1-Polymeren eingesetzt werden. Hierbei ist lediglich darauf zu achten, daß die oben angegebenen Teilchengrößen von 0,05 bis 5 µm, vorzugsweise von 0,1 bis 2 µm, insbesondere von 0,15 bis 1,0 µm und speziell von 0,2 bis 0,7 µm und eine Polydispersitätsindex von unter 0,6, vorzugsweise von unter 0,4, insbesondere von unter 0,3 resultieren, um nach der Orientierung der Teilchen in der Phase 2 ein Gitter zu erhalten, das eine Bragg-Streuung im sichtbaren, nahen UV- oder IR-Bereich ergibt.
Für die erforderliche Eigenschaftskombination, wie chemische und mechani­ sche Resistenz, physikalische Daten ist ihre Zusammensetzung und ihr Poly­ merisations- und/oder Vernetzungsgrad maßgebend.
Die Resistenz einer Phase gegen Auflösung oder Anquellen in oder durch die andere Phase kann außer durch Vernetzung der Polymeren auch dadurch herbeigeführt werden, daß man die Monomeren für die Polymere der ver­ schiedenen Phasen so auswählt, daß man "molekular unverträgliche" Polyme­ re erhält, d. h. daß sie - wie z. B. Öl und Wasser - aufgrund unterschiedli­ cher δLP-Werte, d. h. unterschiedlicher Polarität, von Natur aus keine Ten­ denz zeigen, einander zu durchdringen. Die Löslichkeitsparameter δLP kennzeichnen die Polarität der betreffenden Verbindungen und sind für viele niedermolekulare Verbindungen und Polymere publiziert worden (vergleiche Brantrup-Immergut, "Polymer-Handbook", 3. Auflage, J. Wiley, New York, Kapitel VII). Je größer der Unterschied der δLP-Werte zwischen Phase 1 und Matrixphase 2 ist, desto geringer ist die Tendenz zu molekularer Ver­ mischung oder Quellung.
Durch die Einstellung der Reaktionsbedingungen wie Temperatur, Druck, Reaktionsdauer, Einsatz geeigneter Katalysatorsysteme, die in bekannter Weise den Polymerisationsgrad beeinflussen und die Auswahl der zu ihrer Herstellung eingesetzten Monomeren nach Art und Mengenanteil lassen sich gezielt die gewünschten Eigenschaftskombinationen der benötigten Polymeren einstellen.
Auch die Lichtbrechungseigenschaften der Polymeren werden maßgeblich von der Auswahl der zu ihrer Herstellung eingesetzten Monomeren beeinflußt. Monomere, die zu Polymeren mit hohem Brechungsindex führen, sind in der Regel solche, die entweder aromatische Teilstrukturen aufweisen, oder solche, die über Heteroatome mit hoher Ordnungszahl, wie Halogenatome, insbesondere Brom- oder Jodatome, Schwefel oder Metallionen, verfügen, d. h. über Atome oder Atomgruppierungen, die die Polarisierbarkeit der Polymeren erhöhen.
Polymere mit niedrigem Brechungsindex werden demgemäß aus Monomeren oder Monomerengemischen erhalten, die die genannten Teilstrukturen und/­ oder Atome hoher Ordnungszahl nicht oder nur in geringem Anteil enthal­ ten.
Polykondensate, die sich zur Ausführung der vorliegenden Erfindung eignen, sind beispielsweise insbesondere Polyamide, Polyester, Polyurethane oder Polycarbonate. Von den Polyamiden sind zu nennen insbesondere Poly­ kondensate und -cokondensate von aliphatischen Dicarbonsäuren mit 4 bis 12 C-Atomen mit aliphatischen Diaminen etwa der gleichen Kettenlänge, z. B. das aus Hexamethylendiamin und Adipinsäure erhältliche Poly-hexamethylen­ diadipamid (PA 6,6), alicyclische Polyamide z. B. das durch Kondensation von 4,4'-Diaminodicyclohexylmethan und Decancarbonsäure erhältliche Pro­ dukt, Polykondensate von Aminocarbonsäuren, wie Poly-caprolactam, aromati­ sche oder teilaromatische Polyamide ("Aramide") wie Poly-(m-phenylen-iso­ phthalamid) (PMIA), Poly-(m-phenylen-terephthalamid) (PMTA). Aramide weisen eine sehr hohe chemische und physikalische Beständigkeit auf und eignen sich daher besonders als Phase-1-Polymere.
Geeignete Polyester bestehen überwiegend, in der Regel zu über 80 Gew.-%, aus Bausteinen, die sich von aromatischen Dicarbonsäuren und von aliphati­ schen und/oder cycloaliphatischen Diolen oder von vorzugsweise aromatischen Hydroxycarbonsäuren ableiten. Gängige aromatische Dicarbonsäurebausteine sind die zweiwertigen Reste von Benzoldicarbonsäuren, insbesondere der Terephthalsäure und der Isophthalsäure; gängige Diole haben 2 bis 8 C- Atome, wobei das solche mit 2 bis 4 C-Atomen besonders geeignet sind.
Gängige Hydroxycarbonsäuren sind z. B. p-Hydroxybenzoesäure und p-(2- Hydroxyethyl)-benzoesäure. Die aliphatischen Diolreste können beispielsweise alle Ethylenreste sein oder sie können sich beispielsweise im Molverhältnis von 10 : 1 bis 1 : 10 aus Ethylen und 1,4-Dimethylen-cyclohexan-Resten zusam­ mensetzen.
Besonders bevorzugt sind Polyester, in denen mindestens 95 Mol.-% der Diolreste Niederalkylreste mit 2 bis 4 C-Atomen sind. Besonders vorteilhaft ist beispielsweise Polyestermaterial, das zu mindestens 85 Mol.-% aus Poly­ ethylenterephthalat oder Polybutylenterephthalat besteht. Die restlichen 15 Mol.-% bauen sich dann aus Dicarbonsäureeinheiten und Dioleinheiten auf, die als sogenannte Modifizierungsmittel wirken und die es dem Fachmann gestatten, die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Phasen 1 und 2 gezielt zu beeinflussen. Beispiele für solche Dicarbonsäureeinheiten sind Reste der Isophthalsäure oder von aliphatischen Dicarbonsäure wie Glutar­ säure, Adipinsäure, Sebazinsäure; Beispiele für modifizierend wirkende Diolreste sind solche von längerkettigen Diolen, z. B. von Hexandiol oder Oktandiol, von Di- oder Tri-ethylenglycol oder, sofern in geringer Menge vorhanden, von Polyglycol mit einem Molgewicht von etwa 500 bis 2000.
Zur Einstellung bestimmter Polyestereigenschaften, wie der Quellbarkeit oder der Schmelzviskosität, kann es erwünscht sein, einen definierten Grad von Vernetzung herbeizuführen. Die Vernetzung von Polymeren kann durch reaktive, vernetzungsfähige Gruppen erfolgen, die entweder im Polymeren oder in seinen Vorprodukten, den Präpolymeren oder Monomeren enthalten sind, oder durch nachträglich zugesetzte Verbindungen, die diese Reaktiv­ gruppen enthalten. Erfolgt die Vernetzung durch Additionsreaktionen, so wird sie durch Zugabe von nieder- oder hochmolekularen Verbindungen ausgelöst, die Gruppen tragen, die zu den Reaktivgruppen komplementär sind. Trägt das Polymer z. B. Isocyanatgruppen oder Epoxygruppen als reaktive Gruppen, so dienen Verbindungen, die mehrere OH-Gruppen oder Aminogruppen tragen, z. B. Diole, Polyole oder Polyester mit hoher OH-Zahl, zur Ver­ netzung. Selbstverständlich können umgekehrt auch Polymere, die OH- oder Aminogruppen tragen, durch Zusatz von nieder- oder hochmolekularen Stof­ fen, die reaktive Gruppen tragen, vernetzt werden.
Als Vernetzer für Polyester dienen Verbindungen, die mindestens drei funktionelle, zur Esterbildung befähigte Gruppen aufweisen. Zur Esterbildung befähigte funktionelle Gruppen sind die OH-Gruppe, die Carboxylgruppe, Alkoxycarbonyl, insbesondere Niederalkoxy-carbonyl, die Carbonsäureanhy­ drid-Gruppe, und von diesen abgeleitete reaktive Gruppen. Beispiele für gängige Vernetzer sind Pentaerythrit, Trimethylolpropan, Trimellithsäure, Tri­ mesinsäure, Pyromellithsäure; die Vernetzung oder Nachvernetzung kann auch durch Verbindungen erfolgen, die mindestens zwei, vorzugsweise drei Epo­ xid-, Cyanat-, Isocyanat-, oder Isothiocyanatgruppen aufweisen.
Zum Zweck der Vernetzung wird die Polykondensation in Gegenwart von bis zu 20 Gew.-%, vorzugsweise von 1 bis 10 Gew.-%, der genannten Ver­ netzer ausgeführt, oder es wird ein Oligomeres (Vorkondensat) oder auch das Polykondensat nach Abschluß des Grundkettenaufbaues mit entsprechen­ den Mengen der Vernetzer umgesetzt.
Auch die oben genannten Polyamide, Polyharnstoffe und Polyurethane können zur Einstellung spezieller Eigenschaftskombinationen in analoger Weise durch Mitverwendung von drei- oder höherfunktionalisierten Ver­ bindungen vernetzt oder vorvernetzt werden. Die Vernetzung oder die Vervollständigung einer Vorvernetzung kann auch in einem separaten Schritt im Anschluß an die Polykondensation oder Polyaddition, gegebenenfalls unter Zumischen einer weiteren reaktiven Komponente erfolgen. Für die Ver­ netzung der Polyamide eignen sich die für Polyester erwähnten Polycarbon­ säure(derivate) sowie Polyaminoverbindungen.
Besonders vorteilhaft für die Ausführung der vorliegenden Erfindung ist der Einsatz von Polymerisaten und Copolymerisaten als Polymere, da durch die breite Palette der zur Verfügung stehenden Monomeren und Vernetzer der Fachmann die Möglichkeit hat, Polymere mit jeder erforderlichen Kombi­ nation von Lichtbrechungseigenschaften und chemischer und physikalischer Resistenz herzustellen.
Eine Übersicht über die Brechungsindices verschiedener gängiger Homopoly­ merisate sowie eine mathematische Formel zur Vorausberechnung der Bre­ chungsindices von Copolymerisaten (Formel von Gordon und Taylor) findet sich z. B. in Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 5. Auflage, Band A21, Seite 169.
Beispiele für radikalisch polymerisierbare Monomere, die zu Polymeren mit hohem Brechungsindex führen sind:
Gruppe a): Styrol, im Phenylkern alkylsubstituierte Styrole, α-Methylstyrol, Mono- und Dichlorstyrol, Vinylnaphthalin, Isopropenylnaphthalin, Isopropenyl­ biphenyl, Vinylpyridin, Isopropenylpyridin, Vinylcarbazol, Vinylanthracen, N- Benzyl-methacrylamid, p-Hydroxy-methacrylsäureanilid.
Gruppe b): Acrylate, die aromatische Seitenketten aufweisen, z. B. Phenyl- (meth)acrylat (=abgekürzte Schreibweise für die beiden Verbindungen Phe­ nylacrylat und Phenylmethacrylat), Phenylvinylether, Benzyl-(meth)acrylat, Benzylvinylether, sowie Verbindungen der Formeln
In den obigen und in weiter unten folgenden Formeln sind zur Verbesserung der Übersichtlichkeit und Vereinfachung der Schreibung Kohlenstoffketten nur durch die zwischen den Kohlenstoffatomen bestehenden Bindungen dargestellt. Diese Schreibweise entspricht der Darstellung aromatischer cyclischer Ver­ bindungen, wobei z. B. das Benzol durch ein Sechseck mit alternierend einfa­ chen und Doppelbindungen dargestellt wird.
Ferner sind solche Verbindungen geeignet, die anstelle von Sauerstoffbrücken Schwefelbrücken enthalten wie
In den obigen Formeln steht R für Wasserstoff oder Methyl.
Die Phenylringe dieser Monomeren können weitere Substituenten tragen. Sol­ che Substituenten sind geeignet, die Eigenschaften der aus diesen Mono­ meren erzeugten Polymerisate innerhalb gewisser Grenzen zu modifizieren. Sie können daher gezielt benutzt werden, um insbesondere die anwendungs­ technisch relevanten Eigenschaften der erfindungsgemäßen Effektfarbmittel zu optimieren. Geeignete Substituenten sind insbesondere CN, Halogen, NO2, Alkyl mit einem bis zwanzig C-Atomen, Alkoxy mit einem bis zwanzig C- Atomen, Carboxyalkyl mit einem bis zwanzig C-Atomen, Carbonyalkyl mit einem bis zwanzig C-Atomen, oder -OCOO-Alkyl mit einem bis zwanzig C- Atomen. Die Alkylketten dieser Reste können ihrerseits gegebenenfalls substituiert sein oder durch zweibindige Heteroatome oder Baugruppen wie -O-, -S-, -NH-, -COO-, -OCO- oder -OCOO- in nicht benachbarten Stellun­ gen unterbrochen sein.
Gruppe c): Monomere, die über Heteroatome verfügen, wie Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylidenbromid, Acrylnitril, Methacrylnitril, Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylamid und Methacrylamid oder metallorganische Ver­ bindungen wie
Gruppe d): Eine Erhöhung des Brechungsindex von Polymeren gelingt auch durch Einpolymerisieren Carbonsäuregruppen enthaltender Monomerer und Überführung der so erhaltenen "sauren" Polymeren in die entsprechenden Salze mit Metallen höheren Atomgewichts, z. B. vorzugsweise mit K, Ca, Sr, Ba, Zn, Pb, Fe, Ni, Co, Cr, Cu, Mn, Sn oder Cd.
Die oben genannten Monomeren, die einen hohen Beitrag zum Brechungs­ index der daraus hergestellten Polymeren leisten, können homopolymerisiert oder untereinander copolymerisiert werden. Sie können auch mit einem ge­ wissen Anteil von Monomeren, die einen geringeren Beitrag zum Brechungs­ index leisten, copolymerisiert werden. Solche copolymerisierbaren Monomere mit niedrigerem Brechungsindex-Beitrag sind beispielsweise Acrylate, Meth­ acrylate oder Vinylether mit rein aliphatischen Resten.
In bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind zumin­ dest die Polymeren der dispergierten Phase 1, vorzugsweise die Polymeren beider Phasen, vernetzt. Für die Vernetzung der Polymerisate gilt im Prinzip das oben für die Vernetzung der Polykondensate gesagte. Die Vernetzung kann zugleich mit der Polymerisation erfolgen, oder in einem separaten Schritt an die Polymerisation angeschlossen werden (Nachvernetzung). Für verschiedene Anwendungen der erfindungsgemäßen Effektfarbmittel ist es vorteilhaft, die Phase-1-Polymeren bereits bei der Polymerisation, die Phase- 2-Polymeren nachträglich zu vernetzen.
Sind im Polymerisat entsprechende komplementäre Gruppen vorhanden, so können die oben genannten, für die Vernetzung von Polykondensaten ge­ eigneten reaktiven Vernetzer, wie Epoxid-, Cyanat-, Isocyanat- oder Isothio­ cyanatgruppen aufweisende Verbindungen, auch für die Vernetzung von Polymerisaten eingesetzt werden.
Als vernetzende Mittel für Polymerisate können darüberhinaus auch alle bi- oder polyfunktionellen Verbindungen eingesetzt werden, die mit den oben genannten Monomeren copolymerisierbar sind oder die nachträglich mit den Polymeren unter Vernetzung reagieren können.
Im Folgenden sollen Beispiele geeigneter Vernetzer vorgestellt werden, die zur Systematisierung in Gruppen eingeteilt werden:
Gruppe 1: Bisacrylate, Bismethacrylate, Bis-α-Chloracrylate und Bisvinylether von aromatischen oder aliphatischen Di- oder Polyhydroxyverbindungen ins­ besondere von Butandiol [Butandiol-di(meth)acrylat, Butandiol-bis-vinylether], Hexandiol [Hexandiol-di(meth)acrylat, Hexandiol-bis-vinylether], Pentaerythrit, Hydrochinon, Bis-hydroxyphenylmethan, Bis-hydroxyphenylether, Bis-hydroxy­ methyl-benzol, Bisphenol A oder mit Ethylenoxidspacern, Propylenoxidspa­ cern oder gemischten Ethlenoxid-Propylenoxidspacern. Die folgenden Formeln veranschaulichen einige Vertreter dieser Vernetzergruppe:
Weitere Vernetzer dieser Gruppe sind z. B. Di- oder Polyvinylverbindungen wie Divinybenzol oder auch Methylen-bisacrylamid, Triallylcyanurat, Divinyl­ ethylenharnstoff, Triniethylolpropan-tri-(meth)acrylat, Trimethylolpropan-tri­ vinyether, Pentaerythrit-tetra-(meth)acrylat, Pentaerythrit-tetra-vinylether, sowie Vernetzer mit zwei oder mehr verschiedenen reaktiven Enden wie (Meth)al­ lyl-(meth)acrylate der Formeln
worin R Wasserstoff oder Methyl und
n eine Zahl von 1 bis 20, vorzugsweise von 1 bis 10, insbesondere von 1 bis 3 bedeutet.
Neben den in obigen Formeln veranschaulichten Polyether-Spacern können auch Polysiloxane als Spacer eingesetzt werden, z. B. die ®Tegomer@-Typen (Hersteller: Goldschmidt AG).
Gruppe 2: Reaktive Vernetzer, die vernetzend, größtenteils aber nachver­ netzend wirken, z. B. bei Erwärmung oder Trocknung. Beispiele hierfür sind: N-Methylol-(meth)acrylamid, Acrylamidoglycolsäure sowie deren Ether und/­ oder Ester mit C1 bis C6-Alkoholen, Acetacetoxyethyl-methacrylamid (AA-­ EM), Diacetonacrylamid (DAAM), Glycidylmethacrylat (GMA), Methacryl­ oyloxypropyl-trimethoxysilan (MEMO), Vinyl-trimethoxysilan, m-Isopropenyl­ benzylisocyanat (TMI).
Gruppe 3: Carbonsäuregruppen, die durch Copolymerisation ungesättigter Carbonsäuren in das Polymer eingebaut worden sind, werden über mehr­ wertige Metallionen brückenartig vernetzt. Als ungesättigte Carbonsäuren werden hierzu vorzugsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäureanhydrid, Itaconsäure, und Fumarsäure eingesetzt. Als Metallionen eignen sich Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Pb, Fe, Ni, Co, Cr, Cu, Mn, Sn, Cd. Besonders bevorzugt sind Ca, Mg und Zn.
Gruppe 4: Nachvernetzende Additive. Hierunter versteht man bis- oder höherfunktionalisierte Additive, die mit dem Polymer (durch Additions- oder vorzugsweise Kondensationsreaktionen) irreversibel unter Ausbildung eines Netzwerks reagieren. Beispiele hierfür sind Verbindungen, die pro Molekül mindestens zwei der folgenden reaktiven Gruppen aufweisen: Epoxid-, Aziridin-, Isocyanat-, Säurechiorid-, Carbodiimid- oder Carbonylgruppen, ferner z. B. 3,4-Dihydroxy-imidazolinon und dessen Derivate (®Fixapret@- Marken der BASF) und blockierte Polyurethan-Dispersionen.
Wie bereits oben dargelegt, benötigen Nachvernetzer mit reaktiven Gruppen wie Epoxid- und Isocyanatgruppen komplementäre reaktive Gruppen im zu vernetzenden Polymer. So reagieren Isocyanate beispielsweise mit Alkoholen zu Urethanen, mit Aminen zu Harnstoffderivaten, während Epoxide mit diesen komplementären Gruppen zu Hydroxyethern bzw. Hydroxyaminen rea­ gieren. Unter Nachvernetzung wird auch die photochemische Aushärtung, eine oxydative oder eine luft- oder feuchtigkeitsinduzierte Aushärtung der Systeme verstanden.
Die oben angegebenen Monomeren und Vernetzer können beliebig und ziel­ gerichtet in der Weise miteinander kombiniert und (co-)polymerisiert werden, daß ein gegebenenfalls vernetztes (Co-)polymerisat mit dem gewünschten Brechungsindex und den erforderlichen Stabilitätskriterien und mechanischen Eigenschaften erhalten wird. Es ist auch möglich, weitere gängige Mono­ mere, z. B. Acrylate, Methacrylate, Vinylester, Butadien, Ethylen, Propylen, Isopren, zusätzlich zu copolymerisieren, um beispielsweise die Glastemperatur oder die mechanischen Eigenschaften nach Bedarf einzustellen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Her­ stellung des mehrphasigen Effektfarbmittels umfassend die folgenden Schritte:
  • a) Herstellung einer Suspension eines oder mehrerer fester, nicht quellbarer Phase-1-Polymeren in einer flüssigen Mischung von Monomeren, Präpo­ lymeren oder Polymeren der Phase 2, erforderlichenfalls einem Lösungs-, Verdünnungsmittel, in dem zur Phase 2 gehörende Festkörper dispergiert oder gelöst werden, und gegebenenfalls weiteren Hilfsmitteln, wobei die Monomer- und Polymerbestandteile so ausgewählt werden, daß sich nach der Verfestigung der Phase 2 und/oder Aushärtung der Phase-2-Polymeren zwischen den Phasen 1 und 2 ein Unterschied in den Brechungsindices ergibt
  • b) Auftrag der gemäß a) hergestellten Mischung auf ein Substrat,
  • c) Orientierung der Phase-1-Polymerpartikel zu Domänen regelmäßiger Struktur,
  • d) gegebenenfalls Verdunstenlassen oder Abtreiben des eventuell in der aufgetragenen Schicht enthaltenen Lösungs-oder Verdünnungsmittels und
  • e) erforderlichenfalls Aushärtung des auf dem Substrat befindlichen Films,
  • f) Ablösung des ausgehärteten Films vom Substrat
  • g) Zerkleinerung des abgelösten Films auf die gewünschte Partikelgröße.
Die Polymerpartikel der dispersen Phase (Phase-1-Polymere) können in einem separaten Verfahrensschritt, z. B. durch Emulsions-, Suspensions-, Mikroemulsions- oder Mikrosuspensionspolymerisation hergestellt werden, wobei die Verfahrensbedingungen so gewählt werden, daß die oben angege­ benen Teilchengrößen von 0,05 bis 5 µm, vorzugsweise von 0,1 bis 2 µm, insbesondere 0,15 bis 1,0 µm und speziell von 0,2 bis 0,7 µm und eine Polydispersitätsindex P.I. von unter 0,6, vorzugsweise von unter 0,4, ins­ besondere von unter 0,3 erhalten werden.
Aus der erhaltenen Dispersion können die Polymerpartikel isoliert werden. Das Isolieren der Polymerpartikel kann nach verschiedenen an sich bekannten Methoden erfolgen. Beispielsweise kann aus der Dispersion die flüssige Phase durch einfaches Verdunstenlassen entfernt werden oder sie kann, erforderlichenfalls bei erhöhter Temperatur und vorzugsweise im Vakuum, abgedampft werden, zweckmäßigerweise unter ständiger Bewegung (beispiels­ weise im Rotationsverdampfer). Besonders bevorzugt zur Entfernung der flüssigen Phase ist das Verfahren der Sprühtrocknung. Die dispergierten Partikel können aber auch durch Koagulation ausgefällt, abfiltriert, und gewünschtenfalls gewaschen und getrocknet werden. Man erhält auf diese Weise ein Pulver, das im Wesentlichen aus sphärischen Polymerpartikeln der oben angegebenen Dimension und Größenverteilung besteht. Dieses Polymer­ pulver eignet sich hervorragend zur Herstellung der erfindungsgemäßen Effektfärbmittel.
Auch dieses Polymerpulver und seine Verwendung zur Herstellung von erfindungsgemäßen Effektfarbmitteln sind Gegenstände der vorliegenden Erfindung.
Alternativ können, in einem sogenannten Eintopf-Prozeß nach Abschluß der Herstellung der Phase-1-Polymeren nach einem der oben genannten Verfahren ohne deren Isolierung, dem Polymerisations- oder Polykondensationsansatz die zur Herstellung der Phase-2-Polymeren geeigneten Monomeren zugefügt und deren Polymerisation Kondensation und/oder Vernetzung vollständig oder bis zum Grad von Präpolymeren ausgeführt werden, und/oder es können dem Ansatz auch zur Herstellung der Phase-2-Polymeren geeignete Präpolymere zugesetzt und deren Polymerisation, Kondensation und/oder Vernetzung vervollständigt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Pigmentherstellung erfolgt der Auftrag der Mischung gemäß Verfahrensschritt b) auf das Sub­ strat in Form einer Vielzahl von kleinen Punkten gewünschter Form und Größe. Bei dieser Methode wird der Zerkleinerungsschritt g) erleichtert oder kann ganz unterbleiben. Zweckmäßigerweise erfolgt der Auftrag durch Aufsprühen oder Aufdrucken. Form und Größe der Punkte läßt sich durch Variation der Sprüh- bzw. Druckparameter sehr genau einstellen.
Die Orientierung der Polymerpartikel der Phase 1 in der Matrix gemäß Schritt c des beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt in der Regel spontan. Man hat somit nur abzuwarten, bis der gewünschte Orien­ tierungsgrad erreicht ist. Es ist jedoch auch möglich, durch eine gezielte Beeinflussung der Vororientierung der Polymerpartikel, z. B. durch Einwir­ kung von Beschleunigungskräften, Scherkräften oder elektrostatischer oder elektrodynamischer Richtkräfte auf die Teilchen, die Bildung der orientierten Domänen zu fördern bzw. auszulösen. Weiterhin ist es möglich, ein Substrat einzusetzen, das selbst über kristalline Bereiche verfügt, die die Orientierung der Phase-1-Polymer-Teilchen induzieren.
Geeignete Substrate zur Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Festkörper, auf denen der ausgehärtete Film des erfindungsgemäßen Farb­ mittels nur eine geringe Haftung zeigt. Die niedrige Haftung kann dem Substrat inhärent sein oder durch eine geeignete Beschichtung oder Vorbe­ handlung mit bekannten, die Haftung vermindernden Mitteln herbeigeführt werden. Beispiele für geeignete Substrate sind z. B. Glas-oder Hartgummi­ platten oder Polyolefin- oder PTFE-Platten oder -Folien.
Bei Auswahl eines flexiblen vorzugsweise zähen Phase-2-Polymers lassen sich in Analogie zu dem oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung erfin­ dungsgemäße Pigmente auch Folien herstellen. Man trennt in diesem Fall die erhärtete Schicht des erfindungsgemäßen Effektfarbmittels von dem Substrat und unterläßt die Zerkleinerung.
Zur Herstellung von dekorativen und/oder schützenden Überzügen kann ent­ weder a) eine der oben beschriebenen flüssigen Einstellungen der erfindungs­ gemäßen Effektfarbmittel, oder b) eine flüssige Mischung beliebiger Zu­ sammensetzung, in der die oben beschriebenen, zu Effektfarbmittel-Pigmenten zerkleinerten Verfilmungen suspendiert werden, auf das zu beschichtende - gegebenenfalls vorbehandelte, z. B. mit einem Haftgrund versehene - zu de­ korierende bzw. zu schützende Material aufgetragen werden.
Als Auftragsverfahren eignen sich alle aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren. Beispielsweise kann der Auftrag durch Gießen, Tauchen, Rakeln, Aufbürsten, Streichen, Rollcoaten, Spritzen oder Sprühen erfolgen. Geeignet für den Auftrag des erfindungsgemäßen Effektfarbmittels sind im Prinzip auch alle bekannten Druckverfahren wie Siebdruck, Hochdruck, Flexodruck, Tiefdruck, Offsetdruck, Tampondruck, Heißsiegeldruck und andere Transfer­ druckmethoden. Der Auftrag flüssiger Zubereitungen der erfindungsgemäßen Effektfarbstoffe kann auch mittels Kugelschreiber oder Füllfederhalter erfol­ gen. Nach dem Auftrag einer der oben beschriebenen flüssigen Einstellungen der erfindungsgemäßen Effektfarbmittel (Variante a) der Herstellung dekorati­ ver und/oder schützender Überzüge) wird die Orientierung der Phase-1-Poly­ meren in der Schicht, wie oben beschrieben, abgewartet oder ausgeführt und anschließend die Härtung der flüssigen Phase-2-Zubereitung in die Wege ge­ leitet.
Dekorative und/oder schützende Überzüge können auch aus erfindungsgemä­ ßen festen, pulverförmigen Mischungen von Phase-1-Polymerpartikeln mit schmelzbaren Phase-2-Polymeren oder Phase-2-Präpolymeren erzeugt werden, indem diese Pulver durch ein bekanntes Verfahren zur Pulverbeschichtung, z. B. auf elektrostatischem Wege, gleichmäßig auf das Substrat aufgebracht und aufgeschmolzen werden. Die Phase-2-(Prä-)polymeren werden bis zur Orientierung der Phase-1-Polymerpartikel im geschmolzenen Zustand gehalten und anschließend, bei Einsatz der Phase-2-Polymeren selbst durch einfaches Abkühlen, bei Einsatz der Präpolymeren durch Höherkondensieren bzw. Höherpolymerisieren, und gegebenenfalls gleichzeitige oder anschließende Vernetzung, verfestigt.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der erfindungsgemäßen organischen Effektfarbmittel - gemäß Variante b) der Herstellung dekorativer und/oder schützender Überzüge - zur Farbgebung in Lacken, Druckfarben, Tinten, zur Massefärbung von Polymeren, als Sicher­ heits-Signalfarbe und zur Herstellung optischer Filter. Da die Interferenz­ farben sich vom infraroten bis zum ultravioletten Bereich einstellen lassen, können mit den erfindungsgemäßen Effektfarbstoffen auch für das mensch­ liche Auge unsichtbare Markierungen und Sicherheitsmarken erzeugt werden. Diese können anhand der Winkelabhängigkeit der Reflexstrahlung mit Detek­ toren entsprechender spektraler Empfindlichkeit gefunden werden.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Lack aus einem lösungsmittelhaltigen, wasserbasierenden, oder einem von Lösungsmitteln und/oder Wasser freien Bindemittel und Farbkörpern, der ein erfindungsgemäßes organisches Effekt­ farbmittel enthält. Vorzugsweise enthält der erfindungsgemäße Lack ein Bindemittel, das thermisch oder photochemisch aushärtet.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Druckfarbe oder Tinte aus einem lösungsmittelhaltigen, wasserbasierenden, oder einem von Lösungs­ mitteln und/oder Wasser freien Bindemittel und Farbkörpern, der ein erfin­ dungsgemäßes organisches Effektfarbmittel enthält. Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäße Druckfarbe oder Tinte ein Bindemittel, das thermisch oder oxydativ trocknet oder photochemisch aushärtet.
Die folgenden Ausführungsbeispiele veranschaulichen die Erfindung. Die in den Beispielen benutzten Emulgatoren haben folgende Zusammensetzungen:
Emulgator 1: 40 Gew.-%ige Lösung eines Natriumsalzes eines C12/C14- Paraffinsulfonates
Emulgator 2: 15 Gew.-%ige Lösung von linearem Natriumdodecylbenzolsul­ fonat
Emulgator 3: 20 Gew.-%ige Lösung von linearem Ammoniumdodecylbenzol­ sulfonat.
Die Teilchengrößen-Verteilungen wurden mit Hilfe der kapillarhydrodynami­ schen Fraktionierungsmethode bestimmt. Dabei wurde der CHDF 1100 Parti­ cle Size Analyzer der Fa. Matec Applied Sciences eingesetzt. Aus der erhal­ tenen Teilchengrößen-Verteilung wurde jeweils der Polydispersitätsindex P.I. nach der oben angegebenen Formel berechnet.
Lösungen sind, soweit nichts anderes angegeben ist, wäßrige Lösungen.
BEISPIEL 1
Eine vorgelegte Menge Wasser (465 g) und 6% der Monomeremulsion ME1 werden in einem Pilotrührwerk mit Ankerrührer (100 UpM) unter Stickstoff auf 85°C erhitzt und mit 22% einer Lösung von 4,8 g Natriumpersulfat in 187 g Wasser versetzt. Nach 15 min wird begonnen, die restliche Mono­ meremulsion ME1 in 2h und den Rest der Initiatorlösung kontinuierlich in 2,25 Stunden zuzuführen. Danach wird der Ansatz noch eine Stunde bei 85°C gehalten, abgekühlt und nacheinander mit jeweils 16 g 10 Gew.-%igen Lösungen von tert-Butylhydroperoxid und Ascorbinsäure versetzt. Die erhalte­ ne koagulat- und stippenfreie Dispersion weist einen pH-Wert von 4,4 einem LD-Wert von 52%, eine gewichtsmittlere Teilchengröße von 236 nm (Licht­ streuung) und einem Feststoffanteil von 39,1% auf. Die Teilchengrößenver­ teilung ist monodispers mit einem Maximum bei 242 nm und einem P.I. von 0,24 (CHDF). Die Dispersion ist gelblich weiß und neigt nicht zur Kristallisation.
Zusammensetzung der Monomerenemulsion ME 1
384 g n-Butylacrylat
400 g Acrylnitril
16 g Acrylsäure
14 g Emulgator 1
529 g Wasser.
BEISPIEL 2
Eine vorgelegte Menge Wasser (333 g) und 0,5% der Monomeremulsion ME2 werden wurden in einem Pilotrührwerk mit Ankerrührer (100 UpM) unter Stickstoff auf 80°C erhitzt und mit 70g einer 2,5 Gew.-%igen, wäßrigen Lösung von Natriumpersulfat (Initiatorlösung) versetzt. Nach 15 min wird begonnen, die restliche Monomeremulsion ME2 und weitere 300 g Initiatorlösung kontinuierlich in 4 Stunden zuzuführen. Danach wird mit 0,25 Gew.-% (bez. auf Monomer) Wasserstoffperoxid behandelt und im Verlauf einer Stunde mit einer Lösung von 5,6 g Mercaptoethanol in 30 g Wasser versetzt. Nach Abkühlen wird mit konzentrierter Ammoniak-Lösung ein pH-Wert von 6,8 eingestellt. Das Produkt wird wird über ein 120 µm- Filter filtriert und ergibt eine mittelviskose, koagulat- und stippenfreie Dispersion mit einem LD-Wert von 24%, eine gewichtsmittlere Teilchen­ größe von 550 nm (Lichtstreuung) und einem Feststoffanteil von 60,6% auf. Die Teilchengrößenverteilung ist monodispers mit einem Maximum bei 440 um (CHDF). Die Polymerdispersion führt beim Stehen in einem Glasgefaß zu starker Wandkristallisation, erkenntlich an der Ausbildung prächtiger, farbiger, plättchenförmiger, schwer zu störender Kristalle.
Zusammensetzung von ME 2
1701 g n-Butylacrylat
91 g Acrylnitril
18 g Acrylsäure
122 g N-Methylolmethacrylamid, 15 Gew.-%ig
61 g Emulgator 2
270 g Wasser.
BEISPIEL 3
Eine Mischung aus 840 g Wasser, 100 g Styrol, 0,5 g Natriumstyrolsulfo­ nat und 150 mg Calciumchlorid wird in einem Pilotrührwerk mit Ankerrüh­ rer (300 UpM) unter Stickstoff auf 80°C erhitzt. Es werden 25 g einer Lösung von 2 g Natriumpersulfat in 80 g Wasser zugegeben. Nach 20 min wird die restliche Initiatorlösung in 4 h zudosiert und danach weitere 5,5 h bei 80°C gerührt. Das Produkt wird wird über ein 120 µm-Filter filtriert (4 g Koagulat) und ergibt eine stippenfreie Dispersion mit einem LD-Wert von 1%, einer gewichtsmittleren Teilchengröße von 470 um (Lichtstreuung) und einem Feststoffanteil von 8,7% auf. Die Dispersion neigt nicht zum kristal­ lisieren.
BEISPIEL 4A
Beispiel 1 wird mit dem Unterschied wiederholt, daß die Monomeremulsion nur 380 g n-Butylacrylat, dafür aber zusätzlich 4 g 1,4-Butandioldiacrylat enthält. Die erhaltene koagulat- und stippenfreie Dispersion weist einen pH- Wert von 4,3 einem LD-Wert von 48%, eine gewichtsmittlere Teilchengröße von 245 um (Lichtstreuung) und einem Feststoffanteil von 38,7% auf. Die Teilchengrößenverteilung ist monodispers mit einem Maximum bei 258 um (CHDF). Die Dispersion ist gelblich weiß und neigt nicht zur Kristallisation.
BEISPIEL 4B
Beispiel 1 wird mit dem Unterschied wiederholt, daß die Monomeremulsion nur 380 g n-Butylacrylat, dafür aber zusätzlich 4 g Allymethacrylat enthält. Die erhaltene koagulat- und stippenfreie Dispersion weist einen pH-Wert von 4,4 einem LD-Wert von 53%, eine gewichtsmittlere Teilchengröße von 226 um (Lichtstreuung) und einem Feststoffanteil von 39,0% auf. Die Teilchen­ größenverteilung ist monodispers mit einem Maximum bei 233 um (CHDF). Die Dispersion ist gelblich weiß und neigt nicht zur Kristallisation.
BEISPIEL 5
Eine vorgelegte Menge Wasser (465 g) und 5% der Monomeremulsion ME5 wurden in einem Pilotrührwerk mit Ankerrührer (100 UpM) unter Stickstoff auf 85°C erhitzt und bei Erreichen von 70°C Innentemperatur mit 14 g einer 2,5 Gew.-%igen Lösung von Natriumpersulfat versetzt. Nach 15 min wird begonnen, die restliche Monomeremulsion ME5 in 2h und den Rest der Initiatorlösung kontinuierlich in 2,25 Stunden zuzuführen. Danach wird die Reaktionsmischung noch eine Stunde bei 85°C gehalten, abgekühlt und nacheinander mit jeweils 16 g 10 Gew.-%igen Lösungen von tert-Butylhydro­ peroxid und Ascorbinsäure versetzt. Die erhaltene koagulat- und stippenfreie Dispersion weist einen pH-Wert von 2,2 auf, die Teilchengrößenverteilung ist monodispers mit einem Maximum bei 242 um (CHDF). Die Dispersion ist gelblich weiß und neigt nicht zur Kristallisation.
Zusammensetzung von ME 5
700 g n-Butylmethacrylat
31,5 g Emulgator 3
568 g Wasser
BEISPIEL 6
Beispiel 1 wird unter Verwendung von Monomeremulsion ME6 wiederholt. Die erhaltene koagulat- und stippenfreie Dispersion weist einen pH-Wert von 4,4, eine gewichtsmittlere Teilchengröße von 227 um (Lichtstreuung) und einem Feststoffanteil von 39,2% auf. Die Teilchengrößenverteilung ist mono­ dispers mit einem Maximum bei 242 um (CHDF). Die Dispersion ist gelb­ lich weiß und neigt nicht zur Kristallisation.
Zusammensetzung von NIE 6
304 g n-Butylacrylat
400 g Methylmethacrylat
80 g Butandioldiacrylat
16 g Acrylsäure
14 g Emulgator 1
529 g Wasser
BEISPIEL 7
60 g einer auf einen Feststoffanteil von 20 Gew.-% verdünnten Probe der Dispersion aus Beispiel 1 werden auf einer Kautschukplatte (Größe 14×14 cm) ausgegossen und bei 25°C eintrocknen gelassen. Nach 36 h wird eine harte, leicht brechende weiße Schicht mit einer mittleren Dicke von ca. 1 mm erhalten, deren Oberfläche viele kleine kristalline Bereiche von ca. 1 mm Durchmesser aufweist und dadurch zu starken winkelabhängigen Inter­ ferenzerscheinung führt.
BEISPIEL 8
Beispiel 7 wird mit der Dispersion aus Beispiel 2 analog durchgeführt. Die Verfilmung bildet eine homogene, transparente Verfilmung ohne Farbeffekte.
BEISPIEL 9
50 g der Dispersion aus Beispiel 1 werden mit 10 g der Dispersion aus Beispiel 2 und 20 g Wasser versetzt und 5 min gerührt. Die Mischung wird in einer Kautschukform (14×14 cm) bei 25°C trocknen gelassen. Nach 24 h hat sich ein biegsamer, weißer, undurchsichtiger Film mit starker Ober­ flächenkristallisation gebildet. Der Film zeigt starke winkelabhängige Inter­ ferenzerscheinungen. Beim Tempern (60 Min. bei 60°C) bildet sich eine transparente, gelbe Polymermatrix.
BEISPIEL 10
25 g der Dispersion aus Beispiel 1 werden mit 5 g einer teilkristallinen Polyurethandispersion mit einem Feststoffanteil von ca. 40% (®Luphen D 200 A der BASF AG) gemischt, 15 min gerührt und in einer Kautschuk­ form (14×6 cm) bei 25°C trocknen gelassen. Nach 24 h hat sich ein biegsamer, weißer, undurchsichtiger Film mit starker Oberflächenkristallisa­ tion gebildet. Der Film zeigt starke winkelabhängige Interferenzerscheinun­ gen.
BEISPIEL 11
55 g der Dispersion aus Beispiel 1 werden mit 5 g einer teilkristallinen Polyurethandispersion mit einem Feststoffanteil von ca. 40% (Luphen D 200 A der BASF AG), 0,15 g Hexamethylendiamin (50 Gew.-%ig) und 0,1g eines Kaliumsalzes einer Perfluorcarbonsäure mit 12 C-Atomen (50 Gew.- %ig) verrührt und in einer Form (14×14 cm) auf Aluminiumfolie ausgebrei­ tet und trocknen gelassen. Nach dem Trocknen wird ein stark zerrissener, harter Film von ca. 1 mm Stärke erhalten, welcher an der Oberfläche eine intensive winkelabhängige Interferenzerscheinung aufweist mit einem Farbflop von rot nach grün.
BEISPIEL 12
Die Mischung von Beispiel 11 wird auf einer Polyethylenfolie verfilmen gelassen. Das Ergebnis unterscheidet sich nicht von dem des Beispiels 11.
BEISPIEL 13
Der Film aus Beispiel 11 wird durch Zerdrücken zu etwa 2×2 mm großen Stücken zerkleinert. Es wird eine Schüttung erhalten, die einen starken Glitzereffekt erzeugt und als Pigment verwendet werden kann.
BEISPIEL 14
50 g der Dispersion aus Beispiel 4a werden mit 1 g einem PEO-PPO-Block­ copolymeren (®Pluronic PE 6400 der BASF AG) verrührt und auf einer 14×6 cm großen Kautschukplatte verfilmen gelassen. Nach dem Trocknen wird ein zusammenhängender, biegsamer Film mit intensiver winkelabhängi­ gen Interferenzerscheinung auf der Oberfläche erhalten, der einem Farbflop von rot nach grün aufweist. Ein ähnliches Ergebnis erhält man, wenn man anstelle der Dispersion aus Beispiel 4a die gleiche Menge der Dispersion aus Beispiel 4b einsetzt.
BEISPIEL 15
30 g der Dispersion aus Beispiel 3 werden in einer Kautschukform (14×6 cm) ausgegossen. Nach dem Trocknen wird ein harter, sehr leicht zerbröc­ kelnder Film erhalten mit sehr starken Interfenzerscheinungen im Betrach­ tungswinkel von ca. 300 im grünen Bereich.
BEISPIEL 16
Einige Tropfen der Dispersion aus Beispiel 1 werden auf einen Polyethylen­ becher getropft und ablaufen lassen. Nach 1 min. Trockenzeit bei Raum­ temperatur wird an den benetzten Stellen eine stark schillernde Beschichtung erhalten, die sich in Form eines Pulvers sehr leicht abreiben läßt.
BEISPIEL 17
Eine Mischung aus 50 g der Dispersion aus Beispiel 1, 1,6 g Dispersion aus Beispiel 2 und 0,8 g Bis(ethylhexyl)sulfobernsteinsäureester (60%ig) werden verrührt und tropfenweise
  • a) auf die Außenfläche eines Polyethylenbechers und
  • b) auf ein Blatt Papier aufgetropft
und jeweils ablaufen lassen. Nach 1 min Trockenzeit bei Raumtemperatur wird an den benetzten Stellen eine stark schillernde Beschichtung erhalten, die sich nicht mehr abreiben läßt.
BEISPIEL 18
35 g eines Expoxidharzes (®Epicote 828 der Fa. Shell) werden in 60 g THF gelöst, und mit 10 g Hexamethylendiamin (50 Gew.-%ig) eingerührt (=Epoxidharzlösung A). Zu 30 g der Dispersion aus Beispiel 6 wird 5 g eines (C8-Alkyl)phenolethoxilates mit 25 mol EO (als 20 Gew.-%ige Lösung) eingerührt und danach mit 6 g der oben bereiteten Epoxidharzlösung A tropfenweise versetzt. Die weiße Dispersionsmischung wird zu einem 120 µm dicken Film aufgerakelt, der im trockenen Zustand intensive, blickwin­ kelabhängige Farberscheinungen aufweist.
BEISPIEL 19
20 g der Dispersion aus Beispiel 6 wird mit 10 g der Epoxidharzlösung A aus Beispiel 18 versetzt und in einem verschlossenen Glasgefaß stehen gelassen. Nach 3 Tagen ist die Masse ausgehärtet und liegt als unlöslicher Formkörper in umgebendem THF. Der Formkörper weist an der Oberfläche intensive, blickwinkelabhängige Farberscheinungen auf. Nach Herausnehmen und Auflegen auf einen saugenden Untergrund und Lufttrocknung wird ein harter Polyepoxidblock erhalten.
BEISPIEL 20
Jeweils 30 g der Dispersion aus Beispiel 6 werden unter Rühren mit 3, 6, 9 und 12 g der Epoxidharzlösung A aus Beispiel 18 versetzt. Etwa 1 g der Mischung wird auf Glas aufgerakelt (120 µm Film), etwa 1 g wird auf ein senkrecht eingespanntes Blatt Papier tropfenweise aufgesetzt und ablaufen lassen. Der Rest wird in einer Kautschukform trocknen und aushärten ge­ lassen. Die getrockneten Verfilmungen zeigen mit steigenden Anteilen an Epoxidharz ansteigende Filmhärte und starke blickwinkelabhängige Ober­ flächen-Farberscheinungen mit einem Farbflop von grün nach blauviolett. Die Verfilmungen können zerkleinert und/oder gemahlen werden.
BEISPIEL 21
Jeweils 30 g der Dispersion aus Beispiel 6 werden unter Rühren mit 0, 2, 4, bzw. 8 g der Dispersion aus Beispiel 2 versetzt und die Mischung in einer Glasform (ca. 15 × 15 cm) verfilmen gelassen. Nach 36 Stunden werden die Verfilmungen vergleichend betrachtet. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle angegeben:
BEISPIEL 22
30 g der Dispersion aus dem Beispiel 4 werden in einer Kautschukform verfilmen gelassen. Es wird ein transparenter, harter Film erhalten, der keinerlei Farbeffekte aufweist.
Werden hingegen 30 g der Dispersion unter Rühren mit 1,9 g Hydroxy­ ethylacrylat versetzt und diese Mischung verfilmen gelassen, so wird nach dem Verdunsten des Wassers und Verfestigung der Mischung ein fast trans­ parentener, gelber Film erhalten mit intensiven Interferenzfarbeffekten und einem Farbflop von grün nach blau erhalten. Nach ca. 12 h Stehen an der Luft verschwinden die Farbeffekte. Die Anreicherung des Hydroxyethylacryl­ ates in den Randbereichen der Dispersionspartikel erzeugt einen Brechungs­ indexunterschied zwischen den Oberflächenbereichen und dem Innern der Partikel und führt daher zu starken Interferenzeffekten an der Oberfläche, die mit dem Verdunsten bzw. gleichmäßigen Verteilen des Monomeren im Polymerfilm wieder verschwinden.
BEISPIEL 23
Die Mischung aus Beispiel 9 wird in eine Hochdruckspritzpistole (Fa. Prox­ xon, Gala 500) gefüllt und mit 3 bar Luftdruck jeweils auf eine schwarz lackierte Metall-, Glas- oder Papieroberfläche gespritzt und an der Luft getrocknet. Der Spritzvorgang wurde noch zweimal wiederholt wodurch eine einheitliche, gleichmäßige Oberfläche erhalten wurde.
BEISPIEL 24
Eine Mischung aus 10 g der Dispersion des Beispiels 6 und 2 g der Dis­ persion des Beispiels 2 wird mit 5 g Wasser und 0,5 g Ethylenglykol ver­ dünnt. Die Mischung läßt sich in eine Druckpatrone einziehen und mit einem Füllfederhalter auf Papier schreiben. Auf schwarzem Papier erhält man nach dem Trocknen an der Luft ein weißes Schriftbild mit Farbwech­ selerscheinungen von Grün nach Blau. Die Schrift läßt sich vom Papier nicht abreiben und auch mit einem mit Ethanol getränkten Tupfer nicht abwischen. Nach Tempern auf 80°C verschwindet das weiße Schriftbild.

Claims (27)

1. Organisches mehrphasiges Effektfarbmittel aus einem Gemisch von mindestens zwei organischen Substanzen, die ein Mehrphasensystem ausbilden, wobei das Mehrphasensystem
  • a) eine oder mehrere disperse Phasen, im Folgenden gemeinsam als Phase 1 bezeichnet, und
  • b) eine kontinuierliche Matrixphase (Phase 2) aufweist und
  • c) gegebenenfalls in der Matrixphase Hilfs- und/oder Zusatzstoffe enthalten sind,
    dadurch gekennzeichnet, daß die disperse Phase (Phase 1) durch die Matrixphase (Phase 2) nicht oder in sehr geringem Maße quellbar ist, die Phase 1 in der Phase 2 zumindest Domänen regelmäßiger Struktur ausbildet und ein Unterschied zwischen den Brechungsindices der Phasen 1 und 2 besteht.
2. Effektfarbmittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterschied Δn zwischen den Brechungsindices der Phasen 1 und 2 mindestens 0,001, vorzugsweise 0,01, insbesondere 0,1 beträgt.
3. Effektfarbmittel gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die disperse Phase (Phase 1) ein oder mehrere Polymere (Phase-1-Polymere) enthält.
4. Effektfarbmittel gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß auch die Matrixphase (Phase 2) ein oder mehrere Polymere (Phase-2-Polymere) enthält.
5. Effektfarbmittel gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Partikel der dispersen Phase eine Teil­ chengröße von 0,05 bis 5 µm, vorzugsweise von 0,1 bis 2 µm, ins­ besondere von 0,15 bis 1,0 µm haben.
6. Effektfarbmittel gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß es 20 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 95 Gew.-%, insbesondere 60 bis 90 Gew.-% der dispergierten Phase-1- Polymeren, und 1 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 60 Gew.-%, insbesondere 10 bis 40 Gew.-% Bestandteile der Phase 2 enthält, wobei die Phase 2 ihrerseits 60 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 70 bis 99 Gew.-%, insbesondere 80 bis 95 Gew.-% Polymermaterial, und 0 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 30 Gew.-%, insbesondere 5 bis 20 Gew.-% Hilfs- und/oder Zusatzstoffe enthält.
7. Effektfarbmittel gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß es als Pigment mit einer gegen wäßrige und organische Medien beständigen Polymer-Matrix vorliegt.
8. Effektfarbmittel gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dicke der Pigmentteilchen deutlich geringer ist als ihre laterale Ausdehnung.
9. Effektfarbmittel gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dicke der Pigmentteilchen 1 bis 100 µm, insbesondere 10 bis 100 µm, bei einer lateralen Ausdehnung von 20 bis 3000 µm, vorzugsweise 50 bis 1000 µm, beträgt.
10. Effektfarbmittel gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß es als dekorativer und/oder schützender Überzug vorliegt, mit einer gegen wäßrige und organische Medien beständigen Polymer-Matrix.
11. Effektfärbmittel gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es als Folie mit einer gegen wäßrige und organische Medien beständigen Polymer-Matrix vorliegt.
12. Verwendung der organischen Effektfarbmittel des Anspruchs 1 oder 7 zur Farbgebung in Lacken, Druckfarben, Tinten, zur Massefärbung von Polymeren, als Sicherheits-Signalfarbe und zur Herstellung optischer Filter.
13. Lack aus einem lösungsmittelhaltigen, wasserbasierenden, oder einem von Lösungsmitteln und/oder Wasser freien Bindemittel und Farbkör­ pern, dadurch gekennzeichnet, daß er ein organisches Effektfarbmittel des Anspruchs 1 oder 7 enthält.
14. Druckfarbe oder Tinte aus einem lösungsmittelhaltigen, wasserbasieren­ den, oder einem von Lösungsmitteln und/oder Wasser freien Bindemittel und Farbkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß er ein organisches Effektfarbmittel des Anspruchs 1 oder 7 enthält.
15. Pastöse oder fluide, insbesondere streich-, spritz- oder gießfähige Zube­ reitungen von festen Pase-1-Polymeren in einer Schmelze oder Disper­ sion/Emulsion der Phase-2-Polymeren oder in einem bei Normaltempera­ tur oder erst bei erhöhter Temperatur flüssigen Substanzgemisch, enthal­ tend Vorstufen der Phase-2-Polymeren, welches in die Phase-2-Polyme­ ren überführt werden kann.
16. Pastöse oder fluide Zubereitung gemäß Anspruch 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ihre Viskosität so niedrig ist, oder durch einfache Maß­ nahmen soweit herabgesetzt werden kann, daß die Phase-1-Polymeren Domänen regelmäßiger Anordnung ausbilden können.
17. Pastöse oder fluide Zubereitung gemäß mindestens einem der Ansprüche 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie 20 bis 99 Gew.-%, vor­ zugsweise 30 bis 90 Gew.-%, insbesondere 40 bis 80 Gew.-% der dispergierten Phase-1-Polymeren, und 1 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 70 Gew.-%, insbesondere 20 bis 60 Gew.-% eines fluiden oder pastösen Substanzgemisches enthält, das seinerseits 5 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 90 Gew.-%, insbesondere 20 bis 70 Gew.-% geschmolzene oder dispergierte Phase-2-Polymere oder Polymer-Vor­ stufen, und 95 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 90 bis 10 Gew.-%, ins­ besondere 80 bis 30 Gew.-% an Lösungs-, Dispergier-, Hilfs- und/oder Zusatzstoffen enthält.
18. Feste Zubereitungen der Phase-1-Polymeren, umfassend Phase-1-Polymere und die zur Bildung einer kontinuierlichen Matrix erforderliche Menge Phase-2-Polymere in Pulverform oder eine entsprechende Menge eines bei Normaltemperatur festen Substanzgemisches, welches in die Phase-2- Polymeren überführt werden kann.
19. Feste Zubereitung gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß sie 20 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 95 Gew.-%, insbesondere 60 bis 90 Gew.-% der Phase-1-Polymeren, und 1 bis 80 Gew.-%, vorzugs­ weise 5 bis 60 Gew.-%, insbesondere 10 bis 40 Gew.-% eines festen Substanzgemisches enthält, das seinerseits 60 bis 100 Gew.-%, vorzugs­ weise 70 bis 99 Gew.-%, insbesondere 80 bis 95 Gew.-% schmelzbare, dispergierfähige oder lösliche Phase-2-Polymere oder Polymer-Vorstufen, und 0 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 30 Gew.-%, insbesondere 5 bis 20 Gew.-% Hilfs- und/oder Zusatzstoffe enthält.
20. Verwendung der festen, fluiden oder pastösen Zubereitungen zur Her­ stellung dekorativer und/oder schützender Überzüge.
21. Pulverförmiges Polymermaterial im wesentlichen bestehend aus Partikeln der Phase-1-Polymeren, wobei die Partikel eine Größe von 0,05 bis 5 µm, vorzugsweise von 0,1 bis 2 µm, insbesondere 0,15 bis 1,0 µm und speziell von 0,2 bis 0,7 µm und eine Polydispersitätsindex P.I. unter 0,6, vorzugsweise unter 0,4, insbesondere unter 0,3 aufweisen.
22. Verwendung des pulverförmigen Polymermaterials des Anspruchs 21 zur Herstellung des mehrphasigen Effektfarbmittels des Anspruchs 1.
23. Verfahren zur Herstellung des mehrphasigen Effektfarbmittels des An­ spruchs 1 umlassend die folgenden Schritte:
  • a) Herstellung einer Suspension eines oder mehrerer fester, nicht quellbarer Phase-1-Polymeren in einer flüssigen Mischung von Monomeren, Präpolymeren oder Polymeren der Phase 2, erfor­ derlichenfalls einem Lösungs-, Verdünnungsmittel, in dem zur Phase 2 gehörende Festkörper dispergiert werden, und gegebenen­ falls weiteren Hilfsmitteln, wobei die Monomer- und Polymerbe­ standteile so ausgewählt werden, daß sich nach der Aushärtung der Phase-2-Polymeren zwischen den Phasen 1 und 2 ein Unterschied in den Brechungsindices ergibt,
  • b) Auftrag der gemäß a) hergestellten Mischung auf ein Substrat,
  • c) Orientierung der Phase-1-Polymerpartikel zu Domänen regelmäßiger Struktur,
  • d) gegebenenfalls Verdunstenlassen oder Abtreiben des eventuell in der aufgetragenen Schicht enthaltenen Lösungs- oder Verdünnungsmittels und
  • e) erforderlichenfalls Aushärtung des auf dem Substrat befindlichen Films,
  • f) Ablösung des ausgehärteten Films vom Substrat und
  • g) sofern ein Pigment oder ein Pulver hergestellt werden soll, Zer­ kleinerung des abgelösten Films auf die gewünschte Partikelgröße.
24. Verfahren gemäß Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die disper­ se Phase 1, gegebenenfalls in einem separaten Verfahrensschritt, durch Emulsions-, Suspensions-, Mikroemulsions- oder Mikrosuspensionspoly­ merisation hergestellt wird.
25. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 23 und 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Auftrag der Mischung gemäß Verfahrensschritt b) auf das Substrat in Form einer Vielzahl von kleinen Punkten ge­ wünschter Form und Größe erfolgt und der Zerkleinerungsschritt g) erleichtert wird oder unterbleiben kann.
26. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt a) unter Einsatz einer Zube­ reitung des Anspruchs 15 oder des Anspruchs 18 oder eines Pulvers des Anspruchs 21 ausgeführt wird.
27. Verfahren zur Erzeugung von dekorativen und/oder schützenden Über­ zügen durch Auftrag eines Beschichtungsmittels in an sich bekannter Weise auf das zu schützende, gegebenenfalls vorbehandelte Material, dadurch gekennzeichnet, daß als Beschichtungsmittel eine Zubereitung eines der Ansprüche 15 oder 18 eingesetzt wird.
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