DE2628353A1 - Perlglanzpigmente zur pigmentierung von kunsthorn - Google Patents

Perlglanzpigmente zur pigmentierung von kunsthorn

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Description

Merck Patent Gesellschaft
mit beschränkter Haftung
Darmstadt 22. Juni 1976
Perlglanzpigmente zur Pigmentierung
von Kunsthorn
Die Erfindung betrifft Perlglanzpigmente zur Pigmentierung von Kunsthorn auf der Basis von beschichteten
Glimmerplättchen.
Kunsthorn ist ein auf der Basis von Casein hergestellter Duroplast, der zur Herstellung von Knöpfen, Kämmen und
dergleichen verwendet wird.
Durch Einarbeitung von Farbpigmenten bei der Herstellung kann die Kunststoffmasse eingefärbt werden«
Besonders interessante Effekte können bei der Einfärbung mit Perlglanzpigmenten erzielt werden. Die bisher auf dem Markt befindlichen Perlglanzpigmente können jedoch in
Bezug auf eine Verwendung zur Einarbeitung in Kunsthorn nicht befriedigen.
Die Bleisalze Bleiarsenat und Bleiphosphat können zwar in Kunsthorn eingearbeitet werden, sind aber äußerst giftig. Auch basisches Bleicarbonat ist giftig und kommt darüber
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hinaus wegen seiner mangelhaften chemischen Stabilität nicht für diesen Zweck in Frage. Auch Wismutoxidchlorid und natürliches Fischsilber sind wenig geeignet für eine Einarbeitung in Kunsthorn, da beide Arten von Perlglanzpigmenten zu wenig stabil für die bei der Herstellung von Kunsthorn herrschenden Bedingungen sind.
Wegen dieser unbefriedigenden Eigenschaften der obengenannten Perlglanzpigmente richtete sich das besondere Interesse schon frühzeitig auf Perlglanzpigmente auf der Basis von beschichteten Glimmerschuppen, da diese Pigmente sich durch besondere Stabilität in der Verarbeitung, große Lichtechtheit, kräftigen Glanz, hohe chemische Stabilität und hohe TemperaturStabilität auszeichnen. Versuche, diese Perlglanzpigmente in Kunsthorn einzuarbeiten, lieferten jedoch bisher keine befriedigenden Resultate. Es zeigte sich nämlich, daß beim Einarbeiten dieser Perlglanzpigmente in Kunsthorn eine Riß- und Porenbildung auftrat, die sich bei der Verarbeitung zu Knöpfen und dergleichen sehr störend bemerkbar macht. Alle Anstrengungen, diese Rißbildung durch spezielle Maßnahmen zu verhindern, blieben bisher erfolglos.
Es bestand daher die Aufgabe, ein Perlglanzpigment zu finden, das neben einem guten Glanz besondere Stabilität gegen mechanische und chemische Einwirkungen und gegen hohe Temperaturen besitzt, dabei eine hohe Lichtstabilität aufweist und vor allem auch beim Einarbeiten in Kunsthorn keine Rißbildung verursacht.
Diese Aufgabe wurde durch die vorliegende Erfindung gelöst.
Es wurde nämlich überraschenderweise gefunden, daß Perlglanzpigmente auf der Basis von beschichteten Glimmerschuppen, bei denen minder tens 75 % der Partikel einen mittleren Hauptdurchmesser von weniger als 10/Am, eine Dicke zwischen etwa 0,1 und 0,7 p und ein Ver-
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'k
hältnis von Durchmesser zu Dicke zwischen 10 zu 1 und 200 zu 1 besitzen, in Runsthorn eingearbeitet werden können, ohne daß es zu einer störenden Riß- oder Porenbildung kommt.
Gegenstand der Erfindung sind demgemäß Perlglanzpigmente auf der Basis von beschichteten Glimmerschuppen, die dadurch gekennzeichnet sind, daß mindestens 75 % der Pigmentpartikel eine mittlere Plättchengröße von unter 10 pm, eine Dicke von etwa 0,1 bis 0,7 um und ein Verhältnis von Durchmesser zu Dicke von etwa 10 bis 200 besitzen.
Bevorzugt sind solche Perlglanzpigmente, die mindestens zu 75 % aus Teilchen mit einem Durchmesser zwischen 0,5 und 8 ^um bestehen.
Bevorzugt sind auch solche Perlglanzpigmente, die mindestens zu 75 % aus Teilchen mit einer Dicke zwischen 0,1 und 0,7 um bestehen.
Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung der Perlglanzpigmente zur Pigmentierung von Kunsthorn.
Weiterhin ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung dieser speziellen Perlglanzpigmente, das dadurch gekennzeichnet isty daß Glimmerplättchen, die mindestens zu 75 % einen mittleren Durchmesser von.unter 10jum, eine Dicke von 0,01 bis Os5jAm und ein Verhältnis von Durchmesser zu Dicke von 10 bis 500 besitzen in üblicher Weise beschichtet werden«,
Die beschichteten Glimmerschuppen nach der Erfindung zeigen einen kräftigen Perlglanz„ Dies ist umso erstaunlicher«, als die erfindungsgemäßen Pigmente einen Durchmesser von nur etwa 1 bis 10 um besitzens wobei der mittlere
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Durchmesser in der Größenordnung von etwa 5yUm liegt. Bisher bestand nämlich das Vorurteil, daß ausreichender Perlglanz nur bei einer Plättchengröße von mindestens 10 oder sogar mindestens 20 ^m auftritt. Die bisher im Handel befindlichen Perlglanzpigmente besitzen demgemäß auch ausnahmslos mittlere Plättchendurchmesser von mindestens 10 bis 40 um.
Es konnte nicht erwartet v/erden, daß die erfindungsgemäßen beschichteten Glimmerschuppen, deren das Licht reflektierende Oberfläche um mindestens den Faktor 4 bis 60 kleiner ist als die der bisher üblichen Perlglanzpigmente auf der Basis von Glimmer, noch einen so guten Perlglanz zeigen.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Perlglanzpigmente erfolgt in Analogie zu den bei der Herstellung der bisher bekannten Perlglanzpigmente üblichen Methoden, wie sie z.B. in den deutschen Patenten und Patentanmeldungen 14 67 468, 19 59 998, 20 09 566, 22 14 545, 22 44 298, 23 13 331, 23 13 332, 25 22 572, 25 22 573 und 25 57 beschrieben sind.
Die Beschichtungen der erfindungsgemäßen Perlglanzpigmente unterscheiden sich nicht von denen der bisher bekannten Perlglanzpigmente. Üblich sind z.B. dünne Schichten von Metalloxiden oder Metallhydroxiden, z.B. TiO2, Fe2O3, SnO2, Al2O3, ZrO2, V2O5, Cr2O3 und/oder ZnO sowie deren Hydraten. Die Metalloxide können allein oder in Mischungen mit anderen, gegebenenfalls gefärbten Metalloxiden in einer Schicht oder aber in mehreren aufeinanderfolgenden Schichten auf die Glimmerplättchen aufgebracht sein. Die einzelnen Schichten können gegebenenfalls auch durch Farbstoffe angefärbt sein, wie z.B. Berliner Blau oder Aluminiumfarblacke. Auch kann zur Beschichtung Kohlenstoff eingesetzt werden.
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Der zu verwendende Glimmer besteht zu mindestens 75 % aus Glimmerplättchen, die einen mittleren Durchmesser von unter 10 um, eine Dicke von 0,01 bis 0,5 J^m und ein Verhältnis von Durchmesser zu Dicke von 10 bis 500 besitzen. Vorzugsweise werden Glimmerplättchen verwendet, die einen mittleren Durchmesser von etwa 5 um besitzen.
Die Einarbeitung in das Kunsthorn erfolgt normalerweise so, daß das erfindungsgemäße Perlglanzpigment mit dem mit Wasser angeteigten Casein gut vermischt wird und aus dieser Masse in üblicherweise durch Anwendung von Druck und erhöhter Temperatur Kunsthorn hergestellt wird. Die erfindungsgemäßen Perlglanzpigmente werden in Kunsthorn üblicherweise in Mengen von 0,1 bis 10 % eingearbeitet. In der Regel genügen jedoch Mengen von 0,5 bis 3 %, um den aus Kunsthorn hergestellten Gegenständen einen guten Perlglanzeffekt zu verleihen.
Aus diesem Kunsthorn können dann in ebenfalls üblicher Weise Knöpfe, Kämme und andere Gegenstände hergestellt werden. Alle diese Gegenstände, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Perlglanzpigmente hergestellt wurden, besitzen eine Oberfläche, die keine durch die Perlglanzpigmente verursachte Riß- oder Porenbildung aufweist.
Mit den erfindungsgemäßen Perlglanzpigmenten ist es also nunmehr möglich, Kunsthorngegenstände mit einem Perlglanzeffekt zu versehen, ohne gleichzeitig ein relativ große Giftigkeit oder eine Instabilität gegen verschiedenartige Einflüsse in Kauf nehmen zu müssen.
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Beispiel 1
15 kg Glimmer des Typs Muscovit, mittlere Teilchengröße etwa 5 /im,werden in so viel entsalztem Wasser suspendiert, daß eine 5 bis 10 %ige Suspension entsteht, die durch Zufügung einer 25 %igen salzsauren (0,95 N) Lösung von Titantetrachlorid auf einen pH-Wert von 2,2 gebracht wird. Die Suspension wird gerührt und auf eine Temperatur von 70 bis 75° erwärmt und während des ganzen Beschichtungsprozesses auf dieser Temperatur gehalten.
Die 25 %ige saure Titantetrachloridlösung wird mit einer Geschwindigkeit von 0,8 bis 1 1 pro Stunde und pro Kilogramm Glimmer der Suspension zugeführt. Der pH-Wert wird durch Zugabe einer 35 %igen wässerigen NaOH konstant gehalten. Die Beschichtung ist beendet, wenn 1,55 kg Titantetrachlorid pro Kilogramm Glimmer verbraucht ist.
Das erhaltene Pigment wird mit entsalztem Wasser gewaschen, getrocknet und 30 Minuten bei 950° g ist im durchfallenden Licht silbern.
getrocknet und 30 Minuten bei 950° geglüht. Das Pigment
Der Durchmesser der Pigmentpartikel liegt bei über 80 % der Teilchen zwischen 0,5 und 8 jam; die Dicke der Pigmentpartikel liegt bei über 90 % der Pigmentpartikel zwischen 0,1 und 0,7 m und das Verhältnis von Durchmesser zu Dicke liegt bei über 85 % der Teilchen zwischen 10 und 200.
Beispiel 2
Es wird analog Beispiel 1 verfahren, mit der Ausnahme, daß um andere Fa^bpigmente zu erhalten, die folgenden Mengen TiCl^ pro Kilogramm Glimmer verbraucht werden:
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Farbe kg TlCl^ / kg Glimmer
Gold 2,90
Rot 3,20
Blau 3,90
Grün 5,10
Der Durchmesser der Pigmentpartikel liegt bei über 80 % der Teilchen zwischen 0,5 und 8 tun, die Dicke der Pigmentpartikel liegt bei über 80 - 85 % (je nach Farbe der Teilchen und damit der Schichtdicke der aufgefällten TiOp-Schicht) der Teilchen zwischen 0,1 und 0,7^um und das Verhältnis von Durchmesser zu Dicke liegt bei über 75 - 80 % der Teilchen zwischen 10 und 200.
Entsprechend den in der Literatur beschriebenen Methoden können auch andere beschichtete Glimmerpigmente hergestellt werden. Es muß dabei lediglich die Menge des Beschichtungsmaterials entsprechend der größeren Oberfläche des Map verwendeten feint eil igen Glimmers erhöht werden.
Beispiel 3
a) 50 g Casein werden mit 12,5 g Wasser versetzt und mit 150 mg eines Perlglanzpigmentes auf der Basis Glimmer/ TiO2 (60 % Glimmer, 40 % TiO2 als Anatas) mit einem mittleren Durchmesser von etwa 5 jum vermischt. Das Gemisch wird bei 80° C und einem Druck von etwa 10 000 at einige Minuten gepresst. Nach dem Abschleifen und Polieren der Probe wird bei einer mikroskopischen untersuchung praktisch keine Riß- oder Porenbildung festgestellt.
b) Als Vergleichsverfahren wird analog Beispiel 1 ein gefärbtes Runsthorn hergestellt, welches ein Perlglanzpigment mit einem Durchmesser von 10 bis 40jum (72 % Glimmer, 28 % TiO2 air- Anatas) enthält. Die mikroskopische Untersuchung des geschliffenen und polierten Probe zeigt deutliche Riß- und Porenbildung.
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Beispiel 4
50 g Casein werden mit 12,5 g Wasser versetzt und mit 500 mg eines Perlglanzpigmentes auf der Basis Glimmer/ Fe2O, (43 % Glimmer, 57 % Fe2O,) mit kupferfarbener Interferenzfarbe und einem mittleren Durchmesser von etwa 5jum vermischt. Das Gemisch wird bei 80° C und einem Druck von etwa 10 000 at einige Minuten gepresst. Nach dem Abschleifen und Polieren wird bei einer mikroskopischen Untersuchung praktisch keine Riß- oder Porenbildung festgestellt.
Beispiel 5
Analog Beispiel 3 wird ein gefärbtes Kunsthorn hergestellt, welches ein silbrig glänzendes Perlglanzpigment mit einem mittleren Plättchendurchmesser von etwa 5 /Um (60 % Glimmer, 40 % TiO2 als Rutil) enthält. Das Ergebnis entspricht dem von Beispiel 3 a.
Beispiel 6
Analog Beispiel 4 wird ein gefärbtes Kunsthorn hergestellt, welches ein Perlglanzpigment mit einem mittleren Plättchendurchmesser von etwa 5 jum enthält, das entsprechend dem in der DOS 23 13 332 beschriebenen Verfahren mit 5 % Berliner Blau beschichtet ist. Auch hier wird keine Porenbildung gefunden.
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Claims (5)

  1. Pa ουχί cun^prüche
    1» Perlglanzpigraente auf der Basis von beschichteten Glimmerplättchen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 75 % der Pigmentpartikel eine mittlere Plattchengröße von unter 10 um, eine Dicke von etwa 0,1 bis 0,7^m und ein Verhältnis von Durchmesser zu Dicke von etwa 10 bis 200 besitzen.
  2. 2. Pigmente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 75 % der Teilchen einen Durchmesser zwischen 0,5 und 8 ^um besitzen.
  3. 3. Pigmente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 75 % der Teilchen eine Dicke zwischen 0,1 und 0,7 um besitzen.
  4. 4. Verwendung der Perlglanzpigmente nach den Ansprüchen 1 bis 3 zur Pigmentierung von Kunsthorn.
  5. 5. Verfahren zur Herstellung der Perlglanzpigmente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Glimmerplättchen, die mindestens zu 75 % einen mittleren Durchmesser von unter 10yum, eine Dicke von 0,01 bis 0,5yurn und ein Verhältnis von Durchmesser zu Dicke von 10 bis 500 besitzen, in üblicher Weise beschichtet werden.
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