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Die Erfindung stellt ein Verfahren
zum Liefern von trockenem Metallpulver in einer sicheren, staubfreien
Form bereit.
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Metallpigmente, grundsätzlich Aluminium und „Goldbronze"
(eine Legierung aus Kupfer und Zink), werden vielfach bei Oberflächenbeschichtungen
und zur Massenpigmentierung von Kunststoffen verwendet. Aufgrund
ihres sehr kleinen Partikeldurchmessers, typischerweise 5–50 μm, neigen
derartige Pigmente zur Bildung von Staubwolken. Dies trifft insbesondere
auf Aluminiummetall, das eine niedrige Dichte aufweist, zu. Abgeleitete
trockene Aluminiumpigmente sind auch hochexplosiv, sogar in sehr
geringen Konzentrationen. Aus diesen Gründen ist die Produktion von
trockenen Metallpigmenten durch Pasten und Granulatformen, in denen
die Metallpartikel jeweils durch ein Lösungsmittel oder harzige Träger immobilisiert
werden, ersetzt worden.
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zum Liefern von im Wesentlichen trockenem
Metallpigment in einer sicheren, staubfreien Form. Metallpigmente
werden gewöhnlich
in Form von Flittern hergestellt, doch können auch polierte Kugeln sein,
wie zum Beispiel in der Europäischen Patentveröffentlichung
0651777 beschrieben.
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Metallflitterpigment kann aus zerstäubtem Metallpulver
durch Mahlen in entweder einer Nass- oder Trocken-Kugelmühle präpariert
werden. Beim Mahlen in einer Trocken-Kugelmühle (siehe zum Beispiel US-A-4115107)
wird Metallpulver ohne Lösungsmittel
in einer Kugelmühle
gemahlen, doch normalerweise in Gegenwart eines Schmiermittels,
um Kaltschweißung
zu vermeiden. Die Kaskadenwirkung der Mahlkugeln glättet das
Ausgangspulver in Flitter. Das Verfahren wird normalerweise sicherer, indem
in der Gegenwart eines inerten Gases gearbeitet wird, das mit einer
solchen Geschwindigkeit durch die Mühle geführt wird, dass Flitterpigment während seiner
Bildung entfernt wird.
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Beim Mahlen in einer Nass-Kugelmühle (siehe
zum Beispiel US-A-1569484 und US-A-3901688) wird Metallpulver mit
einer organischen Flüssigkeit wie
mineralischem Spiritus und einer kleinen Menge Schmiermittel wie Ölsäure oder
Stearinsäure
in einer Kugelmühle
gemahlen. Die daraus resultierenden Flitter werden getrennt, zum
Beispiel durch Nasssieben, um die gewünschte Partikelgrößenverteilung bereitzustellen,
und auf eine pastenähnliche
Konsistenz von typischerweise 55–80 Gew.% gebracht.
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Die Abschnitte 2.2 bis 2.4, einschließlich „Aluminium
and Bronze Flake Powders" von G. W. Wendon (Electrochemical Publications
Ltd., 1983), beschreiben beide das trockene Hametag-Verfahren und
das Nassmahlungs-Hall-Verfahren.
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Die Granulatform von Metallflitterpigment,
in der trocken oder nass gemahlene Flitter mit Harz- oder Wachsträgern bei
typischerweise 70–80
Metallpigment und 20–30%
Träger
kombiniert werden, wird im Europäischen
Patent 0134676 beschrieben.
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Das Metallpulverausgangsmaterial
kann in einem Atomisator präpariert
werden (siehe zum Beispiel US-A-4705560). Herkömmliches Pulver, das auf diese
Weise hergestellt wurde, besteht im Wesentlichen aus recht einheitlichen
Partikeln mit einer mittleren Partikelgröße (D50)
von 1 bis 300 μm,
gewöhnlich
3 bis 75 μm,
und einem Längenverhältnis, das
das Verhältnis
der größten Abmessung
zur kleinsten Abmessung ist, von ungefähr 1,5 bis 5 : 1. Polierte
zerstäubte
Metallpigmentpulver von erhöhtem
Reflexionsvermögen,
die sich für
das im Europäischen
Patent 0651777 beschriebene Verfahren eignen, weisen ein schmaleres
Längenverhältnis auf, vorzugsweise
2 : 1 bis 1,1 : 1, insbesondere 1,25 : 1 bis 1,1 : 1.
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Die physikalische Form des Metallflitterpigments
hat einen beträchtlichen
Einfluss auf seine Eigenschaften bei der Anwendung. Metallflitterpigmentpasten
weisen eine typische Zusammensetzung von 60–85% Metallflitter und 15–40% Lösungsmittel auf.
Das Lösungsmittel
ist oft White Spirit und/oder eine vergleichbare relative Molekülmasse von
aromatischen Kohlenwasserstoffbruchstücken. Derartige Pasten werden
vielfach in Auto- und Industriefarben und -lacken verwendet. Im
Gegensatz dazu verursacht die Gegenwart derartiger Lösungsmittel
in Druckertinten Restgeruch in dem gedruckten Film. Zudem trocknet
die Tinte langsam, was die Druckgeschwindigkeiten begrenzt.
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Diese Nachteile sind durch das Granulatverfahren
des Europäischen
Patents 0134676 beseitigt worden. Die darin bereitgestellte hohe
Konzentration an Metallflitter in viskosem oder festem Träger eliminiert
die mit trockenen Metallflitterpigmenten verbundene Staubgefahr.
Da derartige Granulate im Wesentlichen frei von hoch siedenden Kohlenwasserstofflösungsmitteln
sind, können
sie in Tintenlösungsmitteln
mit niedrigem Flammpunkt oder in vollständig gebildeten Tintenmedien
leicht dispergiert werden. Die Trägersubstanz wird im Allgemeinen nach
Kompatibilität
mit der vorgesehenen Endanwendung ausgewählt.
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Auch bei Kunststoffen bietet die
Granulatform Vorteile gegenüber
sowohl trockenen Flitter- als auch Metallflitterpigmentpasten. Bedeutende
Mengen an Lösungsmittel
sind während
der Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen inakzeptabel. Verflüchtigung
des Lösungsmittels
durch die zum Schmelzen des thermoplastischen Kunststoffs bereitgestellte
Hitze verursacht sowohl Geruch als auch Gasblasen in dem verarbeiteten
Teil.
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Trockene Metallflitterpigmente weisen
den Vorteil einer breiten Kompatibilität auf. Es besteht keine Notwendigkeit
zu beachten, ob das ausgewählte Lösungsmittel,
im Falle einer Paste, oder der Träger, im Falle eines Granulats,
mit den Komponenten des Anwendungssystems kompatibel ist. Trockene
Metallflitterpigmente sind aufgrund des einfachen einstufigen Verfahrens
auch kostengünstiger
zu präparieren.
Kostspielige Lösungsmittel
oder Träger
werden nicht benötigt.
Aus ihrer Verwendung zum Verdünnen
des Metallpigments ergeben sich auch keine erhöhten Beförderungskosten.
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Beim Trocknen von Metallpigmentpasten kann
ein bestimmtes Maß an
Partikel-Partikel-Aggregation stattfinden. Dies führt zu schlechtem
Nässen im
Anwendungsmedium. Ein deutliches Problem bei der Verwendung von
trockenen Metallflitterpigmenten in Kunststoffen ist die Schwierigkeit,
jeden Flitter in die Polymermatrix zu nässen. Dies kann durch Vornässen der
Flitter mit einer kleinen Menge, typischerweise 5%, eines Weichmachers
wie etwa Phtalatester oder ein Mineralöl behoben werden. Bei Druckertinten
kann ein Teil des Lösungsmittelinhalts
der Tinte zum Bereitstellen des Nässens verwendet werden.
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Somit ist das Haupthindernis einer
breiten Verwendung trockener Metallflitterpigmente ihr Nässen, Stauben
sowie ihre explosiven Charakteristiken. Neben der Tatsache, dass
es den Arbeitsplatz kontaminiert, wird Metallpigmentstaub im Allgemeinen, was
die Gesundheit betrifft, als Staubbelästigung eingestuft. Obwohl
die maximale erlaubte, einatembare Konzentration von Land zu Land
variiert, liegen typische Niveaus zwischen 4 und 10 mg pro Kubikmeter Luft.
Daher besteht die Notwendigkeit, Mittel zu finden, um derartigen
Staub einzudämmen.
Die Eindämmung
muss während
des Vorgehens, um das Pigment zu präparieren und zu verpacken,
des Beförderns
zum Benutzer und des Verarbeitens in den Räumlichkeiten des Benutzers
angewendet werden.
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Der Versuch, trockenes Metallpigment
zu verpacken, ist kontaminierend, gefährlich und kostspielig. Wenn
es aus einem Silo in Trommeln gefüllt wird, müssen strenge Vorsichtsmaßnahmen
getroffen werden, um sicherzustellen, dass die gesamte Ausstattung
geerdet ist, um zu verhindern, dass sich statische Ladung aufbaut.
Es ist besonders wahrscheinlich, dass die Flitterform von Aluminiumpigment
durch den leichtesten Luftzug in die Luft gehoben wird. Schon 10
g pro Kubikmeter in der Atmosphäre
sind in der Lage, eine Explosion auszulösen. Lokale Belüftung in
Form von Abziehvorrichtungen und Kanalnetzen ist als ein Mittel
zum Halten der Konzentration unter dem Explosionsgrenzwert nicht wünschenswert.
In Kanalnetzen kann sich Staub ansammeln, was zu einer erntsprechenden
Erhöhung der
Explosionsgefahr führt.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, diese Staubgefahr zu
beseitigen.
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Das Britische Patent Nr. 1,152,078
beschreibt eine Methode zum Produzieren einer steifen Verpackung
aus partikulärem
Material, das das Einschließen
des partikulären
Materials in einer luftdurchlässigen
ausdehnbaren Hülle,
wie eine ausdehnbare Papiertasche, und das Zusammenpressen der Verpackung,
um darin gefangene Luft herauszupressen, beinhaltet.
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Die vorliegende Erfindung stellt
ein Verfahren zum Verpacken von Metallpigment bereit, wobei das
Verfahren Folgendes beinhaltet:
- a. Bereitstellen von Metallpigment,
das mit einer Flüssigkeit
angefeuchtet ist;
- b. Unterbringen des angefeuchteten Metallpigments in einem porösen Behälter und
Abdichten des Behälters;
und
- c. im Wesentlichen Trocknen des Pigments innerhalb des abgedichteten
Behälters
wobei
die Porosität
des Behälters
ausgewählt
wird, um die Entfernung der Flüssigkeit
zu ermöglichen, während im
Wesentlichen das gesamte Pigment innerhalb des Behälters zurückgehalten
wird.
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Somit ist der Behälter ausreichend porös, um das
Entweichen der Flüssigkeit
zu ermöglichen,
doch nicht porös
genug, um das Entweichen des Pigments zu erlauben.
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Wie oben erläutert, wird die Porosität des Behälters ausgewählt, um
im Wesentlichen das gesamte darin untergebrachte Pigment zurückzuhalten. Während das
Entweichen einer Spur des Pigments aus dem abgedichteten Behälter akzeptabel
sein kann, sollte vorteilhafterweise gar kein Pigment aus dem Behälter entweichen.
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Im Allgemeinen sollte der Behälter in
einer Weise abgedichtet sein, die die Anforderung für das Enthalten
des Pigments gewährleistet.
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Aus den oben angeführten Gründen werden Metallpigmente
im Allgemeinen eher in einer Flüssigkeit
präpariert
als trocken gemahlen. Das angefeuchtete Produkt wird in dem porösen Behälter untergebracht.
Das angefeuchtete Pigment vermeidet Probleme des Staubens während des
Füllens
des Behälters,
mit den damit verbundenen gleichzeitigen Problemen. Wahlweise weist
das angefeuchtete Pigment die Form einer Paste auf, die bequem zu
handhaben ist. Jedoch ist die Erfindung nicht auf eine bestimmte
Pastenkonsistenz begrenzt.
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Die Erfindung verwendet eine im Wesentlichen
trockenes Metallpigment enthaltende Verpackung, wobei das Metallpigment
im Inneren eines porösen
Behälters
sicher verstaut ist. Der Behälter
ist ausreichend porös,
um zu ermöglichen,
dass jede beliebige Flüssigkeit
(wie zum Beispiel ein Lösungsmittel),
die mit dem Pigment anfänglich
verbunden ist, entfernt werden kann, während das Metallpigment zurückgehalten
wird. In dieser Weise aufbewahrtes Pigment ist staubfrei.
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Wünschenswerterweise
wird der Großteil der
zum Anfeuchten des Metallpigments verwendeten Flüssigkeit entfernt, da dies
das Gesamtgewicht und die Menge des abgedichteten Behälters zu
Lager- und Beförderungszwecken
reduziert. Zusätzlich gibt
es einige Verfahren, die ein trockenes Metallpigment erfordern,
für die
das verpackte Pigment besonders geeignet wäre. Jedoch muss es nicht notwendig sein,
die gesamte Flüssigkeit
zu entfernen, und üblichwerweise
verbleibt mindestens eine Spur der Flüssigkeit bei dem Pigment. Im
Allgemeinen wird das Pigment jedoch im Wesentlichen trocken sein, damit
es die Fließcharakteristiken
und die Handhabung eines Pulvers aufweist.
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Das verpackte Pigment kann, falls
notwendig, sicher befördert
werden, ohne die damit verbundenen Gefahren des Staubens. Somit
stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Befördern von
im Wesentlichen trockenem Metallpigment bereit, wobei das Verfahren
das Verpacken des Pigments, wie oben beschrieben, und das Befördern des
verpackten Pigments beinhaltet.
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Ferner stellt die vorliegende Erfindung
ein Liefersystem bereit, das im Wesentlichen trockenes Metallpigment
gemäß dem beiliegenden
Anspruch 16 enthält.
Dieses Liefersystem ist ein poröser
Behälter,
wie oben beschrieben, der ausgeführt
ist, um kontrollierten Partikelaustritt in einer Weise, die das Entweichen
von staubenden Partikeln begrenzt, zu ermöglichen. Zum Beispiel kann
der Behälter
ein Partikelaustrittmittel aufweisen, das ausgeführt ist, um mit einem Behälter oder
anderen Körper,
der zur Aufnahme des Metallpigments vorgesehen ist, zu kooperieren.
Wahlweise kann das Partikelaustrittmittel wieder abgedichtet werden.
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Es besteht keine Gefährlichkeit
hinsichtlich der Partikelgröße oder
-form des in dem Verfahren verwendeten Metallpigments, der Verpackung
oder des Lieferssystems der Erfindung, vorausgesetzt, dass der Behälter so
ausgewählt
ist, dass er eine solche Porosität
aufweist, dass die Pigmentpartikel nicht entweichen. Feine partikelgroße Flitterpigmente, dass
heißt,
jene mit einer mittleren Partikelgröße von 5–20 μm, werden aufgrund der Schwierigkeit,
diese durch herkömmliche
Methoden in trockener Form zu verarbeiten, besonders bevorzugt.
Pigmente einer mittleren Partikelgröße (z. B. von annähernd 20–50 μm, insbesondere
30– 40 μm zum Beispiel
36 μm) sind
auch interessant und können
vorteilhafterweise erfindungsgemäß verarbeitet
werden. Erwähnt
werden sollten jedoch auch ESS-Pigmente (polierte Kugeln) und Glanzflitter.
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Jeder beliebige Behälter, der
die oben angeführten
Porositätskriterien
erfüllt,
kann verwendet werden. Besonders geeignete Behälter können einen flexiblen Taschenabschnitt
aus Papier, aus wahlweise kalandriertem oder beschichtetem gewobenen Faserstoff
(zum Beispiel die gewobenen Stoffe, die in der Automobilindustrie
für Airbags
verwendet werden) oder Polymeren (zum Beispiel ein Kunstoffmaterial)
umfassen. Besonders geeignet sind Papiertaschen von streng kontrollierter
Porosität,
die zur Sterilisation von Krankenhausinstrumenten verwendet werden
und als Autoklavtaschen bekannt sind.
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Vorzugsweise kann der poröse Behälter eine antielektrostatische
Entladungsbeschichtung aufweisen; dies unterstützt sowohl das Füllen des
Behälters und
die Entfernung des Pulvers als auch das Reduzieren des Risikos von
Funkenbildung aufgrund von statischen Störungen im Inneren des Behälters.
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Die Flüssigkeit kann ein organisches
Lösungsmittel
für das
genannte Pigment sein, oder Wasser. Geeignete organische Lösungsmittel
für die Handhabung
von Metallpigmenten sind im Fach wohl bekannt, doch erwähnt werden
können
White Spirit, Alkohole, Ester, aromatische Kohlenwasserstoffe, aliphatische
Kohlenwasserstoffe, zykloaliphatische Kohlenwasserstoffe und (wahlweise
substituierte) Mineralöle.
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Die Flüssigkeit kann kleine Mengen
eines festen oder nicht flüchtigen,
flüssigen
Zusatzmittels umfassen, um das Stauben des Metallpigments weiter
zu reduzieren und/oder die wiederholte Dispersion des Metallpigments
zu untersütteten.
Das Zusatzmittel sollte in der Flüssigkeit löslich oder dispergierbar sein
und vor der Einführung
des angefeuchteten Metallpigements in den porösen Behälter zugegeben werden. Geeignete
Zusatzmittel umfassen zum Beispiel ein festes Harz oder einen flüssigen Weichmacher.
Im Allgemeinen wird das Zusatzmittel in einer Menge von 10 Gew.-%
oder weniger (relativ zur Flüssigkeit)
vorherrschen. Zu viel Zusatzmittel würde bewirken, dass die Metallpigmentpartikel
als eine große,
schwer zu bearbeitende Masse (die Abmessungen von mehreren Milimetern
aufweist) zusammenkleben. In angemessener Menge zugegeben, würde das
Zusatzmittel die Tendenz zum Stauben weiter reduzieren und/oder
die Dispergierbarkeit des Metallpigments unterstützen.
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Die Flüssigkeit kann durch jedes dienliche Mittel
entfernt werden. Im Allgemeinen tritt Flüssigkeitsentfernung durch Verdampfen
der Flüssigkeit auf.
Umluftöfen
oder Vakuum-Trockenschränke
sind geeignet. Falls der ausgewählte
Behälter
eine ausreichende strukturelle Integrität aufweist, kann eine Zentrifuge
verwendet werden, um einen Teil der Flüssigkeit vor dem Abschluss
des Trocknens in einem Trockenschrank zu entfernen.
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Die Umgebungstemperatur, die Größe und Form
des Behälters
und das eingesetzte Pastenvolumen bestimmen die Geschwindigkeit,
bei der die Flüssigkeit
entfernt wird. Wenn die Temperatur erhöht wird, wird die Flüssigkeitsentfernung
beschleunigt. Temperaturen von bis zu ungefähr 200°C sind für Papiertaschen geeignet. Falls
höhere
Temperaturen verwendet werden, verkürzt sich im Allgemeinen die
Trocknungszeit, aber die Explosionsgefahr kann sich erhöhen, so
dass ein Trocknen bei höheren
Temperaturen in einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt werden sollte. Für praktische
Zwecke ist eine Temperatur von 50–100°C, zum Beispiel 60–80°C, bei Umgebungsdruck
als zufriedenstellend befunden worden. Sofern die Lösungsmittelentfernung
nicht in einem Vakuum-Trockenschrank durchgeführt wird, ist es vorteilhaft,
diesen Verfahrensschritt in einer reduzierten Sauerstoffatmosphäre auszuführen, um
die Feuergefahr von aufsteigenden Lösungsmitteldämpfen zu
reduzieren.
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Es hat sich herausgestellt, dass
rechteckige Taschen gute Resultate erbringen, vorausgesetzt, dass
die Öffnung
der vollständigen
Breite der Tasche entspricht, um ein einfaches Einfüllen des
Pigments zu ermöglichen.
Es ist ebenfalls vorteilhaft, den flüchtigen Inhalt der Ausgangsmetallpigmentpaste
zu messen, dann dem Behälter
eine Menge zuzugeben, die eine integrale Anzahl an Gewichtseinheiten,
z. B. Kilogramm, von trockenem Produktpigment bereitstellt. Wird
zu wenig Paste in den Behälter
gefüllt, wird
eine übermäßige Anzahl
an Behältern
verwendet werden, mit den sich daraus ergebenden Kosten. Wird zuviel
Paste verwendet, verlängert
sich die Trocknungszeit unmäßig. Die
Nassfestigkeit des Behälters
muss ebenfalls beachtet werden. Ein Gewichtsverhältnis von Metallpigmentpaste
(in Kilogramm) zum Flächenbereich
des Behälters
(in Quadratmetern) zwischen 2 : 1 und 12 : 1 ist als zufriedenstellend
befunden worden, könnte
aber, abhängig von
der Dichte des Metallpigments, so hoch wie 20 : 1 sein. Ein Verhältnis von
ungefähr
6 : 1 wurde als besonders zufriedenstellend für Aluminiumflitterpigmente
befunden.
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Das Verpackungssystem der vorliegenden Erfindung
eignet sich besonders zur Lieferung von Metallpigmenten in Pulverform,
ohne die damit verbundenen Gefahren bei der Handhabung derartiger Pulver.
Die das Metallpigmentpulver haltenden, abgedichteten Behälter können dann
unter kontrollierten Bedingungen geöffnet werden. Vorteilhafterweise ist
der abgedichtete Behälter
ausgeführt,
um ein Entleeren zu ermöglichen,
während
ein Entweichen jedweglichen Pulvers vermieden wird.
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Die Erfindung eignet sich besonders
zur Bereitstellung von Produkten für sogenannte Pulverbeschichtungsfarben
und -lacke. Beim Pulverbeschichtungsverfahren wird ein fein geteiltes
Harz elektrisch geladen und kann durch elektrostatische Anziehung auf
ein geerdetes Metallziel auftreffen. Das beschichtete Ziel wird
dann einer Hitzequelle bei einer Temperatur, die ausreicht, um das
Harz zu schmelzen und es zum Ausfließen zu bringen, ausgesetzt,
wodurch es den Gegenstand vollständig
beschichtet. Beim Abkühlen
wird eine dicke, robuste Beschichtung erzielt.
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Pulverbeschichten stellt mehrere
Anforderungen an Metallpigmente. Die Dichte des Metalls ist um einiges
höher als
die des Harzpulvers. Die Ladungscharakteristiken sind ebenfalls
unterschiedlich. Die Kombination dieser Faktoren verursacht, dass der
lackierte Gegenstand einen marmorierten Effekt zeigt. Auf einer
Bildtafel oder einem anderen Objekt mit scharfen Kanten zeigt sich
oft das als „picture
framing" (Bildumrahmung) bekannte Phänomen. Dies erscheint als viel
mehr reflektierendes Band, das unmittelbar an die Kanten der Tafel
angrenzt.
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Der Spritznebel vom Beschichtungsverfahren,
d. h. der Teil der gesprühten
Pulverbeschichtung, der nicht an dem Ziel anhaftet, weist eine andere
Zusammensetzung als das Ausgangspulver auf. Das Wiederverwerten
eines derartigen Materials ist für die
Wirtschaftspolitik der meisten Pulverbeschichtungseinrichtungen
essentiell. Das Entmischen des Sprühnebels erschwert die Aufrechterhaltung
der Originalerscheinung, wenn das Material wiederverwendet wird.
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Dieses Problem kann auf zwei Arten
behoben werden, doch sind beide nicht zufriedenstellend. Die erste
Lösung
besteht darin, das Pulver in einem separaten Schritt an dem gepulverten
Harz anhaften zu lassen. Dies wird durch das sogenannte Bindeverfahren,
das im US Patent 4,138,511 beschrieben ist, erreicht. Im Allgemeinen
wird das gesamte Harzpulver verwendet, obwohl die Metallpigmentkonzentration
typischerweise nur 2– 5
Gew.-% beträgt.
Dies macht ein derartiges Verfahren technisch akzeptabel, aber sehr
kostspielig.
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Die zweite Methode besteht darin,
das Metallpigment während
seiner Präparierung
in das Pulverschichtharz einzuschließen. Pulverbeschichtungssysteme
können
komplex sein, aus Harzen wie Epoxidharz, Polyester oder Polyurethan,
Farbstoffen, Streckmitteln wie Calciumcarbonat oder Barytweiß, Verlaufmitteln
und Antioxidationsmitteln bestehen. In einem typischen Produktionsverfahren
werden diese Bestandteile in einem Extruder zusammen erhitzt, dann
auf eine zum Sprühen
geeignete Partikelgröße mikronisiert.
Die Scherenwirkung des Extruders biegt und bricht Metallflitterpigmente
und reduziert deren Farbe und Reflexionsvermögen. Dieser Weg wird daher
in Hinblick auf die Qualität
eher abgelehnt.
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Auf dem Markt gibt es mit einer Siliciumdioxidschicht
beschichtete Metallflitterpigmente. Die sehr niedrige Dichte der
Form abgelagerten Siliciumdioxids reduziert die Dichte des gesamten
Flitters und nähert
sie der Dichte des Pulverbeschichtungsharzes an. Die Charakteristiken
des elektrostatischen Ladens sind ebenfalls zufriedenstellender.
Da die Flitter partikulär
sein müssen,
um den notwendigen Dispersionsgrad auf dem besprühten Ziel bereitzustellen,
ist es unpraktisch, die Partikel mit Lösungsmittel anzufeuchten oder
sie in Harz einzukapseln, um die oben angeführten Granulatprodukte zu bilden.
Daraus folgt, dass derartige mit Siliciumdioxid beschichtete Flitter
weiterhin schwierig zu handhaben sind.
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Es ist ein Vorteil des Verfahrens
dieser Erfindung, dass derartige Flitter aus dem Lösungsmittel ihrer
Herstellung wiedergewonnen werden und in einer nicht staubenden
Form dem Endverbraucher geliefert werden können. Der Behälter kann
direkt in das bereits mikronisierte Pulverbeschichtungsharz geöffnet werden.
Ein kurzes und leichtes Mischen zum Homogenisieren der Komponenten
stellt eine zum Sprühen
bereite Zusammensetzung bereit.
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Gewisse andere Anwendungen würden aus technischen
Gründen
von einer trockenen Form von Metallpigment profitieren. Dies sind
hauptsächlich strahlengetrocknete
Systeme, insbesondere UV-getrocknete
Tinten und Farben und Lacke. Solche Beschichtungssysteme enthalten
eine flüssige
Komponente, die durch die Wirkung von ultraviolettem Licht getrocknet
wird, um Teil der endgültigen
Beschichtung zu werden.
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Der Kontakt zwischen UV-aktiven Flüssigkeitskomponenten
und Metallpigmenten, insbesondere Aluminiumpigmenten, kann ein vorzeitiges Trocknen
des Systems bewirken. Als Reaktion darauf sind traditionell nicht-reaktive
Verdünnen
wie flüssige,
langkettige Alkohole oder feste Harze als Träger für Aluminiumflitterpigmente
eingesetzt worden. Leider sind diese Materialien schädlich für die Filmbeständigkeit,
da sie mit den UV-Bindemitteln nicht zu dem erforderlichen robusten
polymerischen Zustand trocknen.
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Deshalb bedürfen strahlengetrocknete Systeme
einer Produktlieferform, die stabile Metallpigmente ohne die Verwendung
von nicht-reaktiven Verdünnungsmitteln
bereitstellt. Eine trockene Pigmentform kann verwendet werden, insbesondere
da das Nässen
in das Bindemittel für
diese Systeme mit geringerer Viskosität ein kleineres Problem ist.
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Die folgenden Beispiele stellen die
Präparierung
eines erfindungsgemäßen Metallpigments
dar.
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BEISPIEL 1
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Ein Aluminiumflitterpigment von 15 μm mittlerem
Partikeldurchmesser wurde mit Siliciumdioxid bei 7 Gew.-% auf Metall
beschichtet.
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1,5 kg des beschichteten Flitter,
in Form einer Paste von 50% Gew./Gew. Metall in Methoxypropanol
wurden in eine Art Autoklavtasche-SBM 36 (Lawdon Mardon Ltd.) von
0,60 Quadratmetern Flächenbereich
gefüllt.
In dem EN868-3 Standardtest soll die Tasche eine Porosität von 19 μm aufweisen (d.
h. eine Blase mit 19 μm
Durchmesser ist in dem Test zu sehen). Die Tasche wurde in einem
Umluftofen bei 65°C
untergebracht und der Sauerstoffgehalt unter Verwendung von Stickstoff
unter dem Explosionsgrenzwert gehalten. Das Trocknen auf konstantes
Gewicht dauerte 11 Stunden. Für
das Gewicht der Tasche wurden 1,5 kg trockenes Aluminiumflitterpigmentprodukt
wiedergewonnen. Wie durch Messungen des Gewichts und durch das Fehlen
von Silberverfärbung
der Tasche bestimmt, war der Tasche kein Metallflitter entwichen.
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Das wiedergewonnene Pigment wurde
in ein klares Polyester-Pulverbeschichtungsharz (4900/080
von Ferro Ltd.) bei 3,5% Metall trommelvermischt. Diese Mischung
wurde elektrostatisch auf eine geerdete Metalltafel gesprüht und bei
170°C 10 Minuten
lang getrocknet.
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Die daraus resultierende lackierte
Fläche war
besonders leuchtend und frei von Fehlern, einschließlich des „picture
framing"-Effekts.
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BEISPIEL 2
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Ein Aluminiumflitterpigment von 35 μm mittlerem
Flitterdurchmesser wurde behandelt und wie in Beispiel 1 getrocknet.
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4 g des getrockneten Pulvers wurden
gemischt mit
7,5 g Isopropanol und
15 g Glascol LS2, einem
von Allied Colloids Limited hergestellten, auf Wasser basierenden
Harz.
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Die daraus resultierende Drucktinte
stellte eine leuchtende metallische Probelackierung bereit, unter
Verwendung einer drahtgewickelten Nr. 2-Schiene.
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BEISPIEL 3
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Eine auf Lösungsmittel basierende Tinte wurde
von dem gleichen getrockneten metallischen Pulver aus Beispiel 2
durch Vermischen von Folgendem präpariert:
4 g des getrockneten
Pulvers
7,5 g Toluen und
15 g 10180 VSH Druckerschwärze (Coates
Lorilleux Limited)
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Eine auf dieselbe Weise präparierte
Probelackierung zeigte einen ähnlichen
optischen Effekt.
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BEISPIEL 4
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Ein Aluminiumflitterpigment von 230 μm mittlerem
Flitterdurchmesser wurde mit 1,15% Siliciumdioxid, basierend auf
dem Metallgewicht, beschichtet.
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340 g des beschichteten Flitters,
in Form einer Paste in 130 g Wasser, wurden in eine poröse Hygienic
91-Tasche mit einer Fläche
von 0,205 m2 und einer Porengröße von 50 μm gefüllt. (Qlualtex
Limited).
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Die Tasche wurde abgedichtet und
bei 65°C 9,5
h lang in einem Umluftofen untergebracht, bis ein konstantes Gewicht
erzielt wurde, was anzeigte, dass die gesamte Flüssigkeit entfernt worden war.
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Die Tasche wurde auf eine staubfreie
Weise zu einem Mixer befördert,
der 34 kg, mit 0,5%igem Mineralöl
angefeuchtete, gefärbte
Polyethylen-Polymerpellets
mit niedriger Dichte enthielt. Der Pigmentinhalt der Tasche wurde
direkt, ohne wesentliche Staubbildung, in den Mixer entladen, dann
kurz mit den Polymerpellets vermischt. Durch Spritzgießen wurde
eine ausgezeichnete Dispergierung großer, glänzender Silberflitter in gefärbtem Polymer
erhalten.
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BEISPIEL 5
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Ein Aluminiumflitterpigment von 13 μm durchschnittlichem
Flitterdurchmesser wurde mit Siliciumdioxid in Isopropanol beschichtet.
Eine Paste, die annähernd
55% Metall und 45% Isopropanol beinhaltet, wurde in die poröse Tasche
aus Beispiel 1 gefüllt.
Die Tasche wurde abgedichtet und das Isopropanol in einem Vakuum-Trockenschrank
bei 60 °C schnell
entfernt.
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15 g des so getrockneten Pigments
wurden vorsichtig direkt in das UV-trocknende, flexographische Tintensystem
entladen, das Folgendes beinhaltet:
37 g Ebecryl 80 Polyesteracrylatprepolymer
(UCB Limited)
41 g Ebecryl 81 Polyesteracrylatprepolymer (UCB
Limited)
3 g Darocure 4265 Photoinitiator (Ciba plc)
3
g Darocure 1173 Photoinitiator (Ciba plc) und
1 g PA57-Fließregler
(Dow Chemical).
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Die Tinte wurde, wie erforderlich,
mit Monomer und verdünnendem
Oligomer verdünnt,
dann auf ein Papiersubstrat gedruckt. Eine einheitliche, undurchsichtige,
leuchtende Beschichtung wurde erzielt.
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BEISPIEL 6
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Zu 283 g einer Aluminiumpaste mit
12 μm durchschnittlichem
Partikeldurchmesser von 65% Feststoffgehalt in White Spirit in einem
Mixer wurde Folgendes hinzugegeben: 14 g eines Ketonharzes (Laropal
K80; BASF) und 2 g Mineralöl
(Kaydol; Witco), beide vorgelöst
bei 70°C
in 16 g Xylen und auf 20°C
abgekühlt.
Nach gründlichem
niedrigem Scherenmischen wurde die Paste in eine poröse Autoklavtasche
von 18 cm × 37
cm übertragen.
(Rexam Medical Packaging Ltd). Die Tasche wurde abgedichtet und
bei 70°C
10 Stunden lang in einem Umluftofen untergebracht. Das daraus resultierende
trockene Metallpigmentprodukt war ein loser, wenig staubender Feststoff,
der leicht in einem auf Lösungsmittel basierendem
Tintenmedium gelöst
werden kann, um ein leuchtendes metallisches Silber hervorzubringen.