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Wasseremulgierbare, kaseinfreie, Metallpigment enthaltende Paste ,Diese
Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf wasseremulgierbare, pastenförmige, Metallpigment
enthaltende Zusammensetzungen und im besonderen auf solche Zusammensetzungen, in
denen der Pigmentteil aus metallischen Schüppchen besteht. Die Erfindung betrifft
zunächst wasseremulgierbare Pasten, in denen Aluminiumschüppchen den metallischen
Teil der Zusammensetzung bilden. Sie soll jedoch nicht auf Aluminium beschränkt
sein, da andere Metalle und ihre Legierungen dafür genommen werden können.
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Metallische Pigmentschüppchen stehen jetzt als trockene Pulver und
in Pastenform zur Verfügung. Die Trockenpulverpigmente bestehen aus feinen Metallteilchen,
deren Oberfläche mit einem Film von Fettsäure oder Mischungen davon überzogen ist.
Die Pigmentpasten bestehen aus feinen Metallteilchen, die mit einem Film aus einer
Fettsäure oder Mischungen davon überzogen sind, und außerdem ,aus ausreichend flüchtigem
Kohlenwasserstoff, um dem Produkt Pastenkonsistenz zu verleihen.
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Metallpigment enthaltende Pasten können aus vorher zerkleinerten,
metallischen Pigmenten in trockener Form durch einfaches Vermischen mit einem flüchtigen
Kohlenwasserstoff, wie Gasolin; hergestellt sein; oder es kann die Pigmentpaste
von Anfang an in einem feuchten MahlprozeB hergestellt und dann bis zur gewünschten
Konsistenz filtriert sein. ..
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Ungeachtet der Ausgangsform oder der Herstellungsweise des metallischen
Pigments fanden wir, daB Metallpigment enthaltende Pasten durch Zugabe
von
'gewissen Stoffen zu zur Zeit bekannten Pigmentpasten verarbeitet werden können,
um wasseremulgierbare, metallische Pigmente in Pastenform, die durch Haltbarkeit,
Pastenkonsistenz und Freibleiben von Zusammenballungen beim Lagern unter Luftabschluß
gekennzeichnet sind, zu erzeugen.
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Früher wurde eine Vielzahl von Verfahrensstufen .bei :der Herstellung
und Fabrikation von Wasserpigmenten und Pastenzusammensetzungen angewendet, um eine
Umsetzung der einzelnen, bei der Herstellung notwendigen Bestandteile zu , erzielen.
Zum Beispiel wurde in den meisten Fällen bei den kaseinhaltigen, wasseremulgierbaren
Pigmentpasten gekocht, damit das Kasein mit einem oder mehreren Bestandteilen der
Zusammensetzung vor der Zumischung von Wasser reagieren konnte. Mehrere einzelne
Mischoperationen waren ebenfalls in manchen Fällen bei der Fabrikation von Wasserfarben
und Pasten erforderlich.
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Es wird Bezug genommen auf .das Patent 832 466, das wasseremulgierbare,
Metallpigment enthaltende Pasten, die Kasein als wirksamen Bestandteil führen, beschreibt.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit kaseinfreien, Metallpigment enthaltenden
Pasten.
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Das Hauptmerkmal der Erfindung besteht darin, eine stabile, wasseremulgierbare,
Metallpigment enthaltende Paste zu erzeugen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß
sie nicht dazu neigt, hart zu werden und sich :beim Lagern unter Luftabschluß zusammenballt.
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Ein weiteres (Merkmal .der Erfindung besteht darin, eine wasseremulgierbare,
Metallpigment enthaltende Paste, speziell eine Aluminiumschüppchen enthaltende Pigmentpaste,
zu schaffen, die frei von Kasein ist und eine wasserlösliche, seifefiildende Aminoverbindung
in ihrer Zusammensetzung enthält.
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,Ein anderes Merkmal der Erfindung besteht darin, eine stabile Mischung
von Bestandteilen zur Herstellung eines metallischen Schuppenpigments zu erzeugen,
das beim Mischen mit Wasser und Rühren eine Wasserfarbe bildet, die durch metallischen
Schein und Glanz gekennzeichnet ist.
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Zweck der Erfindung ist die Erzeugung eines stabilen, wasseremulgierbaren
Metallpigments in Pastenform, das im wesentlichen frei von Zusammenballungen und
anderen pachteiligen Reaktionen in der Paste während der Lagerung bleibt.
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Ein anderes Merkmal besteht darin, eine Zusammensetzung zu schaffen,
die metallisches Pigment enthält und die mit, Wasser zwecks Herstellung einer in
Wasser verteilbaren Farbe mischbar ist, die sich für- Rostanstriche eignet, aber
ebenso gut dekorativ wirkt und wirtschaftliche Farbfilme ergibt. .
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Ein weiteres Merkmal besteht darin, eine Zusammensetzung für Metallpigment
enthaltende Pasten zu schaffen, die sich zur Herstellung von wasseremul:gierbaren,
metallische Schriftzüge. ergebenden Tinten; Farben und Überzügen eignen, die im
wesentlichen von Nachteilen frei sind, die den Farbrn vom O1typ bei ihrer Anwendung
auf Papier und ähnlichem Fasermaterial anhaften.
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Andere Vorzüge der Erfindung werden bei Beachtung der folgenden Beschreibung,
der speziellen Beispiele und der angefügten Ansprüche in Erscheinung treten.
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Auf Grund der praktischen Ausführung der Erfindung wurde entdeckt,
daß metallische Schüppcheri, ,die entweder durch einen trockenen oder einen Pastenprozeß
hergestellt sind, in eine wasseremulgierbare Pastenform umgewandelt werden können,
die sich beim Verpacken und Lagern gut bewährt, keinen Druck entwickelt und nicht
hart wird. Metallpigment enthaltende Pasten, die die Produkte dieser Erfindung sind,
wurden mit zufriedenstellendem Ergebnis aus Aluminiumblättchen, Gasolin (mineral
Spirits) oder anderen geeigneten flüchtigen KOhlenwaSSerStoffen uridrmlndestens
einemSChmiermittel oder Fettsäure aus der Gruppe der Palmitin-, Stearin-,
Öl- und Ricinolsäure unter Beimischung von handelsüblichem Tallöl und einer
wasserlöslichen, seifebildenden Aminoverbindung hergestellt. Mit Tallöl ist das
handelsübliche Nebenprodukt bei der Auslaugung von Holzbrei gemeint, das normalerweise
etwa 4o bis 55 % Harzsäuren, 4o bis 55 0/0 Fettsäuren und etwa 5 bis ioo/o unverseifbare
Stoffe, wie Sterole, höhere Alkohole, Kohlenwasserstoffe usw., enthält.
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Die wasserlöslichen, seifebildenden Aminoverbindungen, z. B. 2-Amino-i-butanol,
2-Amino-2-methyl-i-propanol, 2-Amino-2-met@hyl-r, 3-propandiol, Isopropanolamine,
Äthanolamine, Morpholin und Mono-n-ibutylamin sind alle einzeln und in Verbindung
miteinander in der Lage, mit den Fettsäuren und anderen organischen Säuren, die
sich an den Metallschüppchen und im Tallöl befinden, wirksame Emulgierungsmittel
zu bilden, wenn die Metallpigment enthaltenden Pasten mit Wasser gemischt werden.
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Es wird hier nicht versucht, die genauen chemischen Vorgänge, die
in den Nvasseremulgierbaren, Metallpigment enthaltenden Pasten stattfinden., die
die Grundlage dieser Erfindung bilden, zu erklären. Die Theorie ist jedoch vorangekommen
und hat gefunden, daß die obengenannten wasserlöslichen, seifebildenden Aminoverbindungen,
die weiter dahin .definiert werden können, daß sie als oberste Grenze 7 Kohlenstoffatome
aufweisen und frei von .sauren Gruppen sind, sich umsetzen und bzw. oder mit einem
Teil der vorhandenen Fettsäuren, Säuren oder Mischungen von diesen, ebenso wie mit
den Harzsäuren und bzw. oder organischen Säuren, die an den Wetallschüppchen haften,
in dem flüchtigen Kohlenwasserstoff gelöst oder verteilt sind und sich im Tallöl
befinden, sich verbinden; sie bilden mit diesen bei der späteren Vermischung der
Metallpigment enthaltenden Paste mit Wasser wasserlösliche Seifen, Ammoniumseifen,
Tallate usw. Unter Außerachtlassung der exakten chemischen Vorgänge, die hierbei
stattfinden, sind die wasseremulgierbaren,' Metallpigment enthaltenen Pasten, die
in den Rahmen der Erfindung fallen und frei vom Kasein sind, stabil und zeigen beim
Lagern
unter Abschluß von Luft und Feuchtigkeit keine Neigung zum
Hartwerden.
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Aluminiumpigmente, die entweder auf trockenem oder feuchtem Wege hergestellt
worden sind, haben eine ungefähre Gewichtszusammensetzung des pastenförmigen Kuchens
von 70 bis 850/0
Metallflöckchen, etwa 0,5 bis 2,o% Fettsäuren als
Schmiermittel und etwa 14,5 bis 28,o% flüchtigem Kohlenwasserstoff und dienen in
zufriedenstellender Weise als Ausgangsmaterial, aus dem wasseremulgierbare, Metallpigment
enthaltende Pasten, die in den Rahmen der Erfindung fallen, mit gutem Ergebnis hergestellt
werden können. In ähnlicher Weise haben sich metallische Kupferpigmente mit einer
annähernden Zusammensetzung des Pastenkuchens von 8o bis 9o Gewichtsprozent Metallschüppchen,
etwa o,5 bis 2,0% Fettsäure als Schmiermittel und g,5 bis @i8,o % flüchtigem Kohlenwasserstoff
gut bewährt. Selbstverständlich wird der Metallgehalt einer Pigmentpaste für jedes
gegegebxnel4eta11 verschieden sein, und die für Aluminium und Kupfer angeführten
Beispiele dienen bloß als Muster spezieller Metalle, die zum Zweck der Erläuterung
dieser Erfindung ausgesucht sind.
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Die Endprodukte der Erfindung, namentlich die wasseremulgierbaren,
Metallpigment enthaltenden Pasten, die eine oder mehrere der genannten wasserlöslichen,
seifebildenden Aminoverbindungen enthalten, sind bei ihrer anfänglichen Herstellung
keine Emulsionen und werden, wie es handelsüblich ist, frei von Wasser gehalten.
Wir fanden jedoch, daß gebundenes Wasser, Kristallwasser und kleine Mengen von adsorbiertem
Wasser in den wasseremulgierbaren, Metallpigment enthaltenden Pasten geduldet werden
können, wenn die Produkte in verschlossenem Behälter abgepackt werden, wie die folgenden
Beispiele und die praktische Durchführung dieser Erfindung lehren werden.
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Die folgenden Beispiele werden zum besseren Verständnis der technischen
Ausführung der Erfindung angeführt; jede Zusammensetzung wurde auf Grund einer Standardformel
durch Zusammenmischen von 6o5 g Metallschüppchen, flüchtigem Kohlenwasserstoff und
einer kleinen Menge Fettsäure oder 'Mischungen davon, mit 2,12 g handelsüblichem
Tallöl, in dem bis zu @io% Harzbestandteile, z. B. Harzester, vorhanden sein können,
und gi g zumindest einer der genannten wasserlöslichen, seifebildenden Aminoverbindungen
hergestellt; das Gesamtgewicht der Zusammensetzung betrug in jedem Fall 9o8 g. Beispiels
Eine wasseremulgierbare, Aluminiumpigment enthaltende Paste wurde in den oben angegebenen
Verhältnissen durch einfaches Zusammenmischen in Gewichtsprozenten von 52,3 % Aluminiumflöckchen,
13,3%flüchtigemKohlenwasserstoff, i,o%Stearinsäure, wie in dem ursprünglichen, kohlenwasserstoffhaltigen
Aluminiumpastenkuchen bestimmt wurde, 2a,o% Tallöl, 2,4% Harzester und -io% Morpholin
hergestellt. Die Pastenzusammensetzung zeigte eine gute Haltbarkeit nach mehrmonatigem
Lagern in verschlossenen Behältern, behielt ihre ursprüngliche Pastenkonsistenz
und blieb frei von Zusammenballungen und Hartwerden. Wenn die Paste mit Wasser von
Zimmertemperatur ebensogut wie mit heißem Wasser im Verhältnis von etwa 6 g Paste
auf 25 ccm Wasser gemischt wurde, war sie vollständig emulgiert und frei verteilt
und bildete eine leichtflüssige Wasserfarbe, die sich mit gutem Ergebnis auf Papier
und Metalltafeln ausstreichen ließ. Die getrockneten Farbfilme zeigten charakteristischen,
metallischen Aluminiumglanz, Schein und Aussehen. Beispiel 2 Eine wasseremulgierbare
Kupferpigmentpaste wurde in Übereinstimmung mit der Erfindungstechnik durch einfaches
Zusammenmischen von 54,0 Gewichtsprozent Kupferschüppehen, iob% flüchtigem Kohlenwasserstoff,
2,0% Stearinsäure, wie in dem ursprünglichen,, kohlenwasserstoffhaltigen Kupferpastenkuchen
bestimmt wurde, 23,4% handelsüblichem Tallöl und io,o% Triäthanolamin hergestellt.
Die Pigmentpaste verteilte sich gut in Wasser von 6o° C in Mengen von 12 g Paste
auf 25 ccm Wasser und bildete eine leicht fließende Wasserfarbe, die sich gut auf
Papier und Stahlblechen ausstreichen ließ und getrocknete Farbfilme lieferte, die
charakteristisches Kupferaussehen zeigten. Beispiel 31 Ein drittes Muster einer
emulgierbaren Aluminiumpigmentpaste wurde aus 52,3 Gewichtsprozent Aluminiumschüppchen,
i13,30/0 flüchtigem Kohlenwasserstoff, i,o% Stearinsäure, wie in dem ursprünglichen"kohlenwasserstoffhaltigenAluminiumpastenkuchen
bestimmt wurde; 23,4% Tallöl und io,o% Triäthanolamin hergestellt. Die Pigmentpaste
behielt ihre ursprüngliche Pastenkonsistenz, war haltbar und blieb nach mehrmonatiger
Lagerung frei von Zusammenballungen. Daraus hergestellte Wasserfarben waren leicht
flüGsig und die getrockneten Farbfilme zeigten charakteristischen Aluminiumschein,
Glanz und Aussehen. Beispiel 4 Ein weiteres Muster einer wasseremulgierbaren Aluminiumpigmentpaste
wurde durch einfaches Mischen von 52,3% Aluminiumschüppchen, 13,30/0 flüchtigem
Kohlenwasserstoff, ii,o"/o Stearinsäure, wie in dem ursprünglichen, kohlenwasserstoffhaltigen
Aluminiumpastenkuchen bestimmt wurde, 23,4% Tallöl und 10,00/0 2-Amino-i=butanol
hergestellt. Die Metallpigment enthaltende Paste verteilte sich gut in Wasser und
erzeugte eine Farbe, deren getrockneter Film das charakteristische Aussehen von
Aluminium besaß. Beispiel Dieses Beispiel einer wassermischbaren Pastenzusammensetzung,
die unter dem Begriff der Erfindung fällt, wurde aus einem ursprünglichen Pastenkuchen
von Aluminiumschüppchen unter Benutzung
eines nicht filmbildenden
Schmiermittels, speziell Ölsäure, hergestellt. Die Gewichtszusammensetzung der Paste
war 52,1% Aluminiumschüppchen, 14,00/0 flüchtiger Kohlenwasserstoff, 0,5010
ölsäure an den Schüppchen und im Kohlenwasserstoff, 23,4% Tallöl v und io,o% 2-Amino-2-methyl-ii-propanol.
Die Paste wurde mit heißem Wasser von 65,5° C gemischt und zeigte ausgezeichnete
Verteilung. Wasserfarbfilme ließen sich befriedigend ausstreichen und zeigten gutes
Aussehen und Undurchsichtigkeit.
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,Die verschiedenen Mengen der einzelnen Bestandteile der Metallpigment
enthaltenden Pasten können in weiten Grenzen verändert werden. Eine handelsübliche
Zusammensetzung der verschiedenen Bestandteile, die sich als wirtschaftlich herausgestellt
hat, kann in Mischungsverhältnissen festgelegtwerden,ohne sie damit zu begrenzen;
diese besitzen die ungefähre Gewichtszusammensetzung von 40 bis 78'/0 Metallschüppchenkuchen
oder -paste, die 5,o bis 20,0% Gasolin oder äquivalente, flüchtige Kohlenwasserstoffe
und o,25 bis 3,0% mindestens einer Fettsäure aus der Gruppe der Stearin-, Palmitin-,
C51- und Ri&inolsäuren enthält, in Mischung mit 3,o .bis 25,0% mindestens einer
wasserlöslichen, seifebildenden Aminoverbindung, wie 2-Aminoi-butanol, 2-Amino-2-methyl-i-propanol,
2-Amino-2-methyl-i, 3-propandiol, Isopropanolamine, Äthanolamine, Morpholin und
iMono-n-butylami.n und als Rest hauptsächlichTallöl mit bis zu io% seines Gewichts
an Harzöl oder Harzester.
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Der Tallöl- und bzw. oder Harzestergehalt der Pigmentpasten der Erfindung
liegt am besten zwischen @1 5 und 450/0 vom Gesamtgewicht .der Pigmentpastenzusammensetzung.
Auch Abänderungen in den Mengen der einzelnen Ingredienzien und jede besondere Wahl
der Bestandteile in einer speziellen Pastenzusammensetzung hängen davon ab, ob heißes
oder kaltes Wasser in der endgültigen Farbmischung verwendet werden soll. Auf jedem
Fall wird es vorteilhaft sein, heißes oder warmes Wasser zu verwenden, um die Mischzeit
in jedem besonderen Fall zu beschleunigen.
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Handelsübliches Tallöl wurde in allen Beispielen erwähnt und verwendet
mit Ausnahme von Beispiel i, in dem etwa io% des Tallöls durch Harzester als Hauptteil
der flüssigen Phase der Metallpigment enthaltenden Paste dieser Erfindung ersetzt
wurde. Beidem Ausdruck: als Rest hauptsächlich Tallöl ist handelsübliches Tallöl
mit Zusatz von anderen passenden Harzölen gemeint.