DE2105430A1

DE2105430A1 - Metallic pigment and method of making the same

Info

Publication number: DE2105430A1
Application number: DE19712105430
Authority: DE
Inventors: Edward T Tamaqua Pa Usowski (V St A)
Original assignee: Silberhne Mfg Co , Ine , Lansford, Pa (V St A )
Priority date: 1970-02-09
Filing date: 1971-02-05
Publication date: 1971-09-02
Also published as: GB1345911A; CA928904A; FR2078276A5

Description

PATENTANWÄLTEPATENT LAWYERS

DR. O. DlTTMANN K. L. SCHIFF DR. A. ν. FÜNBR DIPL. ING. P. STREHLDR. O. DlTTMANN K. L. SCHIFF DR. A. ν. FIVE BR DIPL. ING. P. STREHL

PATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN OB POSTFACH ΟΒΟΙβΟPATENTANWÄLTE 8 MÜNCHEN OB POSTFACH ΟΒΟΙβΟ

Silberline Manufacturing Co.,Inc. Unsere Akte DA-K721(D-2O56)Silberline Manufacturing Co., Inc. Our file DA-K721 (D-2O56)

8 MÜNCHEN Θ0 mariahilpplatz a fe a 8 MUNICH Θ0 mariahilpplatz a fe a

TBLBFONt (0811) 45 4040 tt 44 82 44 TBLEGR.: BUROMARCPAT MÜNCHENTBLBFONt (0811) 45 4040 tt 44 82 44 TBLEGR .: BUROMARCPAT MUNICH

5. Februar 1971 KLS/ChrFebruary 5, 1971 KLS / Chr

UND VERFÄHREN ZUR HERSTELLUNG DEMSELBEN AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME

Priorität: USA-Nr.9980 vom 9. Februar 1970Priority: USA # 9980 dated February 9, 1970

Die Erfindung bezieht sich auf metallische Pigmentmischungen oder -Kompositionen und auf ein Verfahren solche Pigmente herzustellen.The invention relates to metallic pigment mixtures or compositions and a process to produce such pigments.

Erfindungsgemäß haben die metallischen, das Pigment darstellenden Flocken oder Teilchen eine Größe im Bereich von 0 bis 44 /U und Siebanalysewerte (Naßverfahren) von 99,99 % Minimum durch ein Sieb mit 0,44 mm lichten Öffnungen (USA-Sieb 325) und 99,9 % Minimum durch ein Sieb mit 0,37 mm lichten Öffnungen (USA7400).According to the invention, the metallic flakes or particles representing the pigment have a size in the range from 0 to 44 / rev and sieve analysis values (wet process) of 99.99 % minimum through a sieve with 0.44 mm clear openings (USA sieve 325) and 99 , 9% minimum through a sieve with 0.37 mm clear openings (USA7400).

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Die Erfindung besteht ferner in einem Verfahren zur Gewinnung des neuen Pigmentes aus einem "Rohpigment" ("crude pigment") durch Unterwerfung des Letzteren einer Reihe von besonderen Lichtungs- oder Trennungsschritten.The invention also consists in a process for obtaining the new pigment from a "crude pigment" ("crude pigment ") by subjecting the latter to a series of special lightening or separation steps.

Die neuen Pigmente zeichnen sich durch ungewöhnliche Farbe, Brillianz und Gleichmäßigkeit aus, wenn sie in einer chemischen Überzugsmasse oder einem Kunststoff aufgetragen werden.The new pigments are characterized by unusual color, brilliance and uniformity when they are in a chemical coating compound or a plastic can be applied.

Metallische Pigmente werden in* großem Umfange in Mischung mit verträglichen Trägern oder Bindemitteln für die Herstellung von Tinten, Farben und anderen Überzugsformulierungen verwendet. Ein besonderer Verwendungszweck für solche Pigmente ist in Dispersion in einem geeigneten filmbildenden Träger zur Erzeugung eines schützenden und/oder dekorativen Oberflächenüberzuges. Beispiele solcher metallischen Pigmente umfassen die sogenannten Goldbronzepulver und Aluminiumpasten. Obgleich die Erfindung in besonderen Einzelheiten in Bezug auf Aluminiumpasten beschrieben werden soll, so ist sie selbstverständlich nicht auf Aluminium beschränkt, da auch andere Metalle und Legierungen der Erfindung zugänglich sind und durch sie verbessert werden können.Metallic pigments are used to a large extent in a mixture with compatible carriers or binders for the production used by inks, paints and other coating formulations. A particular use for such pigments is in dispersion in a suitable film-forming carrier for producing a protective and / or decorative surface coating. Examples of such metallic pigments include the so-called gold bronze powders and aluminum pastes. Although the invention is to be described in particular with respect to aluminum pastes, it is of course not limited to aluminum as other metals and alloys of the invention are accessible and enhanced by them can.

Bisher sind viele Verfahren zur Zubereitung von blätternden ("leafing") und nicht-blätternden ("non-leafing") Alurainiumpasten entwickelt worden. Bekanntlich bestehen blätternde undSo far there have been many processes for preparing leafing and non-leafing alurainium pastes has been developed. As is known, there are scrolling and

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nicht-blätternde Aluminiumpasten aus feinzerteiltem Aluminiummetall in der Form von Blättchen, Schuppen oder Flocken. Blätternde Aluminiumflocken steigen bei Mischung mit einem geeigneten blätternden Träger zur Oberfläche des Farbfilmes an und orientieren sich so, daß sie ein helles, stark reflektierendes metallisches Aussehen ergeben. Nicht-blätternde Aluminiumflocken bleiben in nicht-orientierter Weise in einem Anstrich suspendiert und haben somit im allgemeinen nicht das reflektierende Endaussehen, das im allgemeinen den blätternden Aluminiumflocken eigen ist.non-flaking aluminum pastes made from finely divided aluminum metal in the form of leaflets, scales or flakes. Scrolling aluminum flakes rise when mixed with one suitable peeling backing to the surface of the color film and orientate themselves so that they have a bright, highly reflective give a metallic appearance. Non-flaking aluminum flakes remain in a paint in a non-oriented manner suspended and thus generally do not have the reflective finish that is generally found in flaking aluminum flakes is own.

Obgleich aus nicht-blätternden Aluminiumpasten hergestellte Anstriche die Brillianz, den Glanz oder die Helligkeit und die Reflektionsstärke von aus blätternden Aluminiumpasten hergestellten Farben vermissen liessen, haben trotzdem aus nicht-blätternden Aluminiunpasten hergestellte Anstriche oder Farben weite kommerzielle Aufnahme im Gebiet der industriellen Oberflächenvergütung gefunden.Although made from non-peeling aluminum pastes Paint the brilliance, luster or brightness and reflectivity of made from peeling aluminum pastes Missing colors, still got off non-scrolling Paints or paints made from aluminum pastes have wide commercial acceptance in the field of industrial surface finishing found.

Erfindungsgemäß v/erden nun nicht-blättemde Aluminiumpasten geschaffen bzw. hergestellt, die in Bezug auf Brillianz, Glanz oder Helligkeit und Reflektionsatärke weit tiberlegen sind und die hohe Strahlungs-, nichtkörnige ("non seeding") Eigenschaften besitzen, wie sie bisher, außer in Theorie, nicht für möglich gehalten vjurden.According to the invention, non-peeling aluminum pastes are now grounded created or manufactured that are far superior in terms of brilliance, luster or brightness and reflection strength and the high radiation, non-grainy ("non-seeding") properties as they were not previously thought possible, except in theory.

Theoretisch würde es beim Ilahlen von Aluminiumnetall in einer Mühle möglich sein* selektiv zu sichten und somit alleTheoretically, aluminum metal in a mill be able to * selectively sift through and thus all

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verschiedenen Grade nicht-blätternder Aluminiumpasten von einander zu trennen. Hellfarbige Gütegrade mit größeren Teilchen würden leicht von den dunkleren, feinere Teilchen enthaltenden Gütegraden unterscheidbar sein. Offenbar würde das letzte Ziel eine Aluminiumpaste sein, in der alle nichtblStternden Aluminiumflocken oder -Teilchen dieselbe Größe, Dicke und Gestalt hätten. Bisher war solch' Endziel nicht im Bereich des praktisch Erreichbaren. Die Annäherung an solches Endziel liegt jedoch im Bereich dieser Erfindung.various grades of non-flaking aluminum pastes from to separate each other. Light colored grades with larger particles would be slightly different from the darker, finer particles containing grades of quality can be distinguished. Apparently the ultimate goal would be an aluminum paste in which all non-daughters Aluminum flakes or particles would have the same size, thickness and shape. So far there has not been such an end goal in the realm of what is practically attainable. However, it is within the scope of this invention to approach such an end goal.

Die-maximale Teilchengröße in einer nicht-blätternden Paste muß sehr sorgfältig kontrolliert v/erden. Für die meisten Anwendungen ist die größte zulässige Teilchengröße gewöhnlich weniger als 44 Ai. Größere Teilchen, besonders wenn sie in dünnen Filmen eingebracht v/erden, neigen dazu, eine Sandpapierwirkung zu erzeugen und als "Samen" ("seeds") oder Körnchen in die Erscheinung zu treten. Flocken oder Teilchen von Unter-/U-Größe ergeben bei Einbringung in einen Film überragende Deckung, neigen jedoch im Hinblick auf Mangel an ausgesetzter Oberfläche dazu, ein dunkles Aussehen zu erzeugen und nicht ein so strahlendes Aussehen zu ergeben, wie dies für größere KetalIflocken oder -teilchen erzielt werden kann. Die in dieser Beschreibung und den angefügten Ansprüchen verwendeten Ausdrücke "grobe Flocken" fcoarse flakes") oder "grobe Teilchen" o.dgl. sollen sich auf Aluminiumflocken oder -teilchen im Bereich von ungefähr 25 bis 44 /U dahingegen "feine Flocken" ("fine flakes") oder "feine Teilchen" o.dgl. sich auf Flocken oder Teilchen im Bereich von O bis 25 αχ -Größe beziehen.The maximum particle size in a non-flaking paste must be very carefully controlled. For most applications, the largest allowable particle size is usually less than 44 Ai. Larger particles, especially when incorporated in thin films, tend to create a sandpaper effect and appear as "seeds" or granules. Undersized flakes or particles, when incorporated into a film, give superior coverage but, in view of lack of exposed surface, tend to produce a dark appearance rather than as bright an appearance as larger ketal flakes or particles can be achieved. The terms "coarse flakes" or "coarse particles" or the like used in this specification and the appended claims are intended to refer to aluminum flakes or particles in the range of about 25 to 44 / U, whereas "fine flakes"(" fine flakes ") or" fine particles "or the like refer to flakes or particles in the range from 0 to 25 αχ size.

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Bei der Herstellung von Aluminiumpaste wird üblicherweise elementares Aluminium in Gegenwart eines Mahlschmiermittels, wie Fluorkohlenstoff, Harz, Stearinsäure oder dergleichen, gemahlen. Das Ergebnis solchen Mahlens ist die Erzeugung einer Mischung von Aluminiumflocken oder -teilchen, deren Größe sich von Unter- /a-Größe bis zu mehr als 44^u-GrOBe erstreckt. Diese Mischung wird gesichtet, sortiert oder getrennt, beispielsweise durch ein Siebverfahren, bei dem die besonders groben Teilchen wieder zur Mühle zurückgeleitet und · die weniger groben Teilchen, der Mahlbrei ("mill slurry") ge- ^ sammelt und einer PiIterpreßbehandlung unterworfen werden. Der Filterkuchen wird dann zur Erzeugung handelsüblicher Paste gemischt.In the manufacture of aluminum paste, elemental aluminum is usually ground in the presence of a grinding lubricant such as fluorocarbon, resin, stearic acid or the like. The result of such grinding is to produce a mixture of aluminum flakes or particles whose size extends from upper / a- size to greater than 44 ^ u-rough. This mixture is sifted, sorted or separated, for example by a sieving process in which the particularly coarse particles are returned to the mill and the less coarse particles, the "mill slurry", are collected and subjected to a pressure treatment. The filter cake is then mixed to create a commercial paste.

In dieser Beschreibung und in den angefügten Ansprüchen werden der Ausdruck "Rohpaste" ("crude paste") und verwandte Ausdrücke für den Mahlbrei, den Filterkuchen oder eine kornmerzielle Paste verwendet.In this specification and in the appended claims, the term "crude paste" and related Terms for the pulp, the filter cake or a grain commercial Paste used.

Bei der Durchführung der Erfindung wird eine Rohpaste einen oder mehreren Trennungen, mit Hilfe eines Ultra-Trenners oder -Sichters, wie einer Zentrifuge, eines Zyklonabscheiders oder dergleichen, unterworfen. Dadurch, daß beispielsweise eine Rohpaste in Form eines Breies in einer Zentrifuge behandelt wird, v/erden zwei Fraktionen gewonnen, von denen eine verhältnismäßig grobe Teilchen oder Flocken und die andere verhältnismäßig feine Flocken oder Teilchen enthält. Die verhältnismäßig grobflockige Fraktion ist der Ausgangs-Rohpaste, in Bezug auf Bril- In practicing the invention, a crude paste will have one or more separations, using an ultra-separator or sifter, such as a centrifuge, a cyclone separator or the like. The fact that, for example, a Raw paste in the form of a pulp is treated in a centrifuge, two fractions are obtained, one of which is proportionate coarse particles or flakes and the other containing relatively fine flakes or particles. The relatively coarse flaky fraction is the starting raw paste, in terms of bril-

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.6-.6-

lianz, Glanz oder Helligkeit und Reflektionsstärke weit überlegen und zeigt auch größere Strahlung ("flash"). Die verhältnismäßig feine, bei dieser anfänglichen Separation erhaltene feine Fraktion liefert bei Unterwerfung einer zweiten solchen Trennung eine zweite verhältnismäßig grobe Flocken- oder Teilchenfraktion und eine verhältnismäßig feine Flocken- oder Teilchenfraktion. Es ergab sich überraschenderweise, daß die zweite verhältnismäßig grobe Flocken- oder Teilchenfraktion in seinen Eigenschaften der anfänglichen Rohpaste überlegen ist, die selbst schon ein im Handel annehmbares Erzeugnis darstellt. Indem man fortfährt, die verhältnismäßig feinen und groben von jeder Ultra-Trennung erhaltenen Fraktionen zusätzlichen Ultra-Trennungen zu unterwerfen, so erhält man stets eine verhältnismäßig grobe Fraktion und eine verhältnismäßig feine Fraktion.lianz, gloss or brightness and reflection strength far superior and also shows greater radiation ("flash"). The relatively fine ones obtained in this initial separation the fine fraction, when subjected to a second such separation, yields a second, relatively coarse, flake or particulate fraction and a relatively fine flake or particulate fraction. It turned out, surprisingly, that the second relatively coarse flake or particle fraction is superior in its properties to the initial raw paste which is itself a commercially acceptable product. By continuing to use the relatively fine and coarse of with each ultra-separation obtained additional ultra-separations to subjugate, one always obtains a relatively coarse fraction and a relatively fine fraction.

Offenbar erhält man, wenn eine genügende Zahl von Ultra-Trennungen durchgeführt werden, eine Reihe von Aluminiumpasten mit jeweils in jeder Paste im wesentlichen gleichförmiger Flocken- oder Teilchengröße.Apparently if one obtains a sufficient number of ultra separations a series of aluminum pastes with each being substantially more uniform in each paste Flake or particle size.

Zum vollkommenen Verständnis der Erfindung dienen die folgenden, illustrativen Beispiele.The following illustrative examples serve to provide a complete understanding of the invention.

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BEISPIEL 1EXAMPLE 1

Eine nicht-blätternde Aluminiumrohpaste wurde mittels eines konventionellen, handelsüblichen Verfahrens erzeugt, beispielsweise durch das Verfahren, das in der USA-Patentschrift Nr. 2,309,777 angegeben ist. Die Rohpaste wurde dann in Form eines 5 %igen Breies in einer Ultra-Zentrifuge behandelt. Die dadurch erhaltenen zwei Fraktionen wurden mit F-I (enthaltend die verhältnismäßig feinen Aluminiumfraktionen) und C-I (enthaltend die verhältnismäßig groben Aluminiumfraktionen) bezeichnet. Die C-I Fraktion wurde in ein Filmmaterial gemischt und mit den gemäß den folgenden Beispielen erhaltenen Fraktionen verglichen.A non-flaking aluminum crude paste was made by means of generated by a conventional, commercially available process, for example by the process described in U.S. Patent No. 2,309,777 is indicated. The raw paste was then in the form of a 5% slurry in an ultra-centrifuge treated. The two fractions thus obtained were with F-I (containing the relatively fine aluminum fractions) and C-I (containing the relatively coarse aluminum fractions). The C-I fraction was in mixed a film material and compared with the fractions obtained according to the following examples.

'BEISPIEL II'EXAMPLE II

Die gemäß Beispiel 1 erhaltene Fraktion F-I wurde in einem 2*5 %-igen Brei einer zweiten Behandlung in einer Ultrazentrifuge unterworfen. V7ie im Falle des Beispieles 1 wurden zwei Fraktionen erhalten, und diese Fraktionen wurden als F-2 (wiederum die verhältnismäßig feinen Aluminiumflocken oder -teilchen enthaltend) und C-2 (wiederum die verhältnismäßig groben Aluminiumflocken oder -teilchen enthaltend) identifiziert.The fraction F-I obtained according to Example 1 was in one 2 * 5% slurry of a second treatment in an ultracentrifuge subject. As in the case of Example 1, two fractions were obtained, and these fractions were named F-2 (again containing the relatively fine aluminum flakes or particles) and C-2 (again containing the relatively containing coarse aluminum flakes or particles).

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Ein Film wurde von der C-2 Fraktion hergestellt und mit anderen Fraktionen von anderen Beispielen verglichen.A film was made from the C-2 fraction and compared to other fractions from other examples.

BEISPIEL IIIEXAMPLE III

Die C-I Fraktion vom Beispiel I in Form eines 5 %igen Breies wurde wiederum der Wirkung einer Ultra-Zentrifuge ausgesetzt. Zwei Fraktionen wurden erhalten, die als F-3 (die verhältnismäßig feine Aluminiumflocken oder -teilchen enthalten) und C-3 (die verhältnismäßig grobe Aluminiumflocken oder -teilchen enthalten) identifiziert wurden. Ein Film wurde von der C-3 Fraktion hergestellt und mit den Filmen von den Beispielen 1 und 2, d.h. den C-I und C-2 Fraktionen verglichen. Die Vergleichswerte sind in der nachfolgenden Tabelle wiedergegeben :The CI fraction from Example I in the form of a 5% pulp was again exposed to the action of an ultra-centrifuge. Two fractions were obtained, identified as F-3 (containing relatively fine aluminum flakes or particles) and C-3 (containing relatively coarse aluminum flakes or particles). A film was made from the C-3 fraction and compared with the films from Examples 1 and 2, ie the CI and C-2 fractions. The comparison values are given in the following table:

Tabel

C-2C-2 C-2C-2 C-3C-3 RohpasteRaw paste Glanz oder
HelligkeitGloss or
brightness sehr
hellvery
bright hellerbrighter am
hellstenat the
brightest hellbright Reflexions
stärkeReflection
strength sehr
. gutvery
. Well besserbetter am
bestenat the
best gutWell BrillianzBrilliance sehr gutvery good besserbetter am bestenpreferably gutWell I StrahlenI rays sehr hochvery high höherhigher am höchstenthe highest hochhigh I KörnungI grit sehr niedr.very low niedriglow niedriglow niedriglow

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Wie sich aus den in der vorstehenden Tabelle wiedergegebenen Daten ergibt, waren die von den Fraktionen C-I, C-2 oder C-3 Fraktionen hergestellten Filme in allen ihren Eigenschaften denen der Rohpaste gleich oder überlegen, wobei wohlverstanden, die Rohpaste von vornherein eine im Handel annehmbare Paste darstellte. Aus den obigen Beispielen ist auch ersichtlich, daß zusätzliche Trennungen durchgeführt v/erden müssen und letzten Endes zur Erzeugung von zwei Fraktionen führen konnten, von denen eine die äußerst Superlative sein würde im Vergleich zu den in der Tabelle angegebenen Eigenschaften, Diese grobe Endfraktion könnte als C-⁰*⁵ und die zweite, feine Endfraktion als F - °° angesehen werden.As can be seen from the data given in the table above, the films produced by the fractions CI, C-2 or C-3 fractions were equal to or superior to those of the raw paste in all of their properties, the raw paste being commercially available from the outset was an acceptable paste. From the above examples it can also be seen that additional separations must be carried out and could ultimately lead to the production of two fractions, one of which would be the most superlative compared to the properties given in the table C- ⁰ * ⁵ and the second, fine end fraction can be regarded as F- °° .

Naturgemäß ist die Erfindung nicht auf die speziell vorangehend angegebenen Verfahren und Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern sie kann in anderen äquivalenten Weisen durchgeführt werden, ohne von dem Grundgedanken und dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen.Naturally, the invention is not limited to the methods and exemplary embodiments specifically specified above, but it can be carried out in other equivalent ways without departing from the spirit and scope of the Invention deviate.

Claims

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Claims

PATENT CLAIMS

1. Metallic, preferably non-flaking pigment, characterized by a particle size in the range from 0 to 44 yes and sieve analysis values (wet process) of 99.9 % minimum through a sieve with a clear opening size of 44 αχ (USA sieve 325) and 99.9% minimally through a sieve with a 37 yes clear opening size (USA sieve 400} «

2, Metallisches Pigsiant according to claim 1, characterized ge "k σ η η * that ras metal is aluminum»

3. Metallic pigment according to claim 1, characterized in that g e k a η η « draws that the metal is bronze.

4. Metallic pigment according to claim 1, 2 or 3, dadurcn

ge Iz e η η zoic Ii .a et that it is the coarser fraction of a crude pigment of commercial fineness which has been subdivided into a coarser fraction and a finer fraction »

5. I-letalllselies Pignsrit according to one of the preceding claims, characterized * that the flakes or particles all approximately the same size

■ 6. Metallic pigment according to one of the preceding i-.ii--

Proverbs, characterized in that the size of the flakes or particles is in the range of 37 / U to 44 ^ u.

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7. Process for the production of a metallic pigment, preferably a pigment according to one of the preceding Claims, characterized in that a Raw pigment successively subjected to a series of separation or classification steps and each into a coarser fraction and a finely divided fraction is divided.

8. The method according to claim 7, characterized in that that the separations or siftings with the help of an ^ ultra separator, such as an ultra centrifuge, a cyclone or the like, can be performed.

9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that in each case the coarser of the two fractions as a pigment is used.

10. The method according to claim 7, 8 or 9, characterized in that one or both of the in a first separation The fractions obtained are subjected to a further separation and that in each case the coarser fraction obtained is used as a pigment is used.

11. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the coarser obtained in a first separation Fraction is subjected to a second separation, and that then the coarser fraction obtained by the second separation is used as a pigment.

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