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Verfahren zur Verbesserung der Haltbarkeit und des Glanzes von Metallpigmenten
in Pastenform Diese Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Verbesserungen hinsichtlich
der Herstellung von metallischen Pigmenten, die zur Verwendung bei der Fabrikation
von Farben, Tinten und Anstrichkompositionen geeignet sind, und betrifft im speziellen
dieHerstellung vonAluminiumpigmentpasten, um derartigen Produkten verbesserten Glanz
und Haltbarkeit zu verleihen.
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Der Elauptgegenstand der Erfindung besteht darin, eine oder mehrere
Methoden für die Herstellung von metallischen Pigmenten in Pastenform in einer Verfahrensstufe
oder Reihen von Verfahrensstufen des Fabrikationsprozesses zu schaffen, wobei die
Zufügung eines filmbildenden Pigmentstoffes ein ausschlaggebender Faktor ist.
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Die Erfindung betrifft zunächst Aluminiumgrundfarben und wird in dieser
Beziehung im einzeInen beschriel)en. Sie soll in ihrer Anwendung nicht auf Aluminium
beschränkt sein, da andere Metalle und ihre Legierungen sich ähnlich verhalten und
verbessert werden, wenn sie in Übereinstimmung mit der Erfindung behandelt werden.
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Es gibt zahlreiche Verfahren im Handel zur Herstellung von metallischen
Pigmenten der gewünschten Feinheit, um brauchbare Farbprodukte zu erzeugen. Das
in der amerikanischen Patentschrift
Nr. 2 002 891 beschriebene
Verfahren ist eins, das eine ausgedehnte Aufnähme gefunden hat und gewöhnlich als
feuchter Prozeß bezeichnet wird, bei dem metallisches Pigment in einer Kugelmühle
in einer Lösung von filmbildenden Stoffen, wie Stearin- und Palmitinsäure, und einem
flüchtigen Kohlenwasserstoff, wie Leichtbenzin, zerpulvert wird, um ein metallisches
Pigment in Form einer breiähnlichen Masse oder Paste, die durch einzelne Flocken,
die mit einem Filrh der filmbildenden Stoffe überzogen sind, gekennzeichnet ist,
herzustellen.
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Der aus der Kugelmühle gewonnene Brei wird filtriert, um einen Teil
der flüssigen Phase zu entfernen und einen Aluminiumpigmentkuchen von der folgenden,
angenäherten Gewichtszusammensetzung zu erzeugen: ungefähr 8o% Metallflocken und
als Rest Leichtbenzin, das eine kleine Menge an filmbildendem Stoff gelöst enthält.
In der zur Zeit üblichen Verfahrenstechnik wird der Kuchen danach durch Zufügen
einer Lösung von reinem Leichtbenzin und filmbildendem Stoff auf eine ungefähre
Gewichtszusammensetzung von 6o bis 651/o Aluminiumflocken gebracht. Dieses eingestellte
Produkt wird augenblicklich als allgemein bekannte, filmbildende Pigmentpaste zur
späteren Vermischung mit geeigneten Farbträgern für die Fabrikation von Aluminiumfarben
verkauft. Die Einstellung des Filterkuchens auf das Verkaufsprodukt (6o bis 65%
Aluminiumflockenpaste) wird gewöhnlich in einem handelsüblichen Standardmischer
mit einfacher Flügelschaufel und zylindrischem Gehäuse ausgeführt.
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Die vorliegende Erfindung umfaßt die Einführung einer neuartigen Verfahrensstufe
oder Verfahrensstufen bei der Fabrikation vors Aluminiumpigmentpasten, die mit Vorteil
-bei pastenförmigen Pigmenten mit 68 bis 85% Aluminiumflocken angewandt werden können.
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Die Neuartigkeit der Erfindung bezieht sich auf eine feuchte Poliermethode
zur Herstellung von filmte ldenden Pigmentpasten oder -breien mit festgelegtem Metallflockengehalt
von 68 bis 85%, die freien filmbildenden Stoff in trocknem "Zustand neben dem in
Lösung vorhandenen filmbildenden Stoff enthalten. Die alleinige Gegenwart des zugefügten
filmbildenden Stoffes als feste Phase oder in fester Form ist für sich nicht ausreichend,
uin die Verbesserungen und Vorzüge der Erfindung zu verwirklichen. Die feuchte Polierbearbeitung
muB ebenfalls an der Paste, die den festen, filmbildenden Stoff enthält, ausgeführt
werden, um eine Verteilung des zugefügten, filmbildenden Stoffes auf den Oberflächen
der bereits überzogenen metallischen Flocken zu bewirken. Das feuchte Polieren,
(las wiederholtes Reihen des festen, filinh ldenden Stoffes gegen die überzogenen
Metallflocken bewirkt, ist für unsere Erfindung wichtig. Ein in der Industrie üblicher
Zweiflügelmischer mit einem Paar S-fiiriniger Schaufeln, der sich am besten nach
innen gegen die zentrale Längsachse eines Ztlinderinantels. der die Schaufeln umgibt,
dreht, wurde als ausreichend für die Durchführung; der feucht polierenden und reibenden
Bewegung erachtet. Selbstverständlich können andere Handelsausführungen von Apparaten,
wie z. B. ein Mahlstein.. zur Durchführung der Polieroperation für den Industriemischer
verwendet werden.
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Der feste, filmbildende Stoff kann zu den Pigmentpasten in Form von
fester Stearinsäure oder Mischungen von ihr mit Palmitinsäure oder anderen geeigneten
filmbildenden Stoffen zugefügt werden, oder er kann in Form dieser filmbildenden
Stoffe suspendiert oder in Leichtbenzin oder anderen flüchtigen Kohlenwasserstoffeh
verteilt zugefügt werden. Ebenso ist es möglich, den filmbildenden Stoff in einer
bestimmten Menge von Leichtbenzin aufzulösen, indem man eine Mischung derselben
erhitzt und dann die 'Mischung sich abkühlen läBt, damit der feste, filmte ldende
Stoff sich abtrennt und dadurch für das folgende feuchte Polieren zur Verfügung
steht. 1:s wurde gefunden, daß filmbildende Stoffe in Mengen von i bis ,4% vom Gesamtgewicht
der Altiminiumpigmentpaste für die technische Durchführung der I?rfindung genügen.
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Wie oben in dieser Beschreibung; dargelegt wurde, ist die feuchte
Polierbehandlung; als eine wiederholte, reibende Bewegung zwischen den Metallflocken
der Pigmentpaste bei Gegenwart eines zugefügten filmbildenden Stoffes in festem
Zustand zu bezeichnen, die dazu dient, die einzelnen Flocken zu polieren und einen
weiteren überzug von festem, filmbildendem Stoff auf den Oberflächen der Flocken
aufzubringen.
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Es ist nicht wesentlich, daß der feste, filmbildende Stoff in einer
einzigen Operation zugesetzt wird, auch ist es nicht »otiven(lig, die feuchte Polierbehandlung
ohne Unterbrechung durchzuführen. Es wurde als ausreichend gefunden, das feuchte
Polieren entweder fortlaufend oder in Unterbrechungen in einer Gesamtzeit von i
bis 12 Stunden durchzuführen; eine wesentliche Verbesserung wurde auch in einem
geringeren Zeitraum von jeder feuchten Polierperiode erzielt, wie bei so behandelten
Pigmenten auf (rund der verbesserten Haltbarkeit und des Glanzes gemessen wurde,
ohne Rücksicht darauf, ob der feste, filmbildende Stofft auf einmal oder iii Unterbrechunged
zugegeben wurde.
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Es ist nicht wesentlich. daß der filinb ldende Stoff während des ganzen
7eitraunies des feuchten Polierens vorhanden ist. Zum Beispiel ist die feuchte Polierbehandlung
normalerweise von einer Temperaturerhöhung begleitet. die dazu führt, dafi sich
etwas von dem festen, filmbildenden Stoff in der flüssigen Phase, der Pigmentpaste
löst, besonders wenn die Dauer des Polierens länger anhält. In dieser Beziehung;
sollte eine obere Temperaturgrenze von 43' C: nicht überschritten werden. Es ist
indes für die Vorzüge der l-rtin(lung; wichtig, dafi der feste, filmbildende Stoff
w;ilirend eines ausreichenden "Leitraumes des feuchten I'olierens tatsächlich zugegen
ist, damit das treiben zwischen dem festen, filmbi ldenden Stoff und den metallischen
Flocken ebenso wie die @"erteilung, einer wirksamen
Menge des zugefügten
festen, filmbildenden Stoffes auf die Oberfläche der Flocken während einer ausreichenden
Zeit zustande kommt.
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Bei der praktischen Anwendung des Verfahrens der Erfindung wurden
filmbildende Pasten mit einer Zusammensetzung von 68 bis 85 Gewichtsprozent Aluminiumflocken
und 14 bis 28% Leichtbenzin mit Stearinsäure in l.östuig während eines Zeitraumes
von i bis 12 Stunden bei Gegenwart von zugesetzter fester Stearinsäure feucht poliert.
In allen Fällen zeigte das entstandene, feucht polierte Pastenpigment verbesserte
Haltbarkeit, Brillanz und Spiegelglanz gegenüber Messungen an filmbildenden Pasten'»
gmenten, die nicht nach den 'letlioden der Erfindung feucht poliert wurden.
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Pigmentpasten, die auf Grund des oben beschriebenen technischen Verfahrens
behandelt wurden, können auf irgendeinen Gehalt an metallischen Flocken und filmbildenden
Stoffen nach der feuchten Polierbehandlung eingestellt werden. Ob die Pigmentpasten
in ihrer Zusammensetzung weiter eingestellt werden oder nicht, sind sie nach dem
feuchten Polseren für Verpacken und späteres Vermischen finit passenden Farbträgern.
wie Lack, geeignet. Die so behandelten Pigmentpasten können auch in trockne Pigmentpulver
durch Wegtrocknen der flüchtigen Kohlenwasserstoffe umgewandelt werden.
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Eine herkömmliche filmbildende Pigmentpaste, die ohne die feuchte
Polierprozedur der Erfindung hergestellt wurde und die eitre Gewichtszusammensetzung
von 63% Aluminiumflocken, 2010 Stearinsäure und 350/0 Leichtbenzin besaß, wurde
mit einem Lackträger -zwecks Bildung einer Farbe gemischt und auf ein Stahlblech
aufgebracht. Das diffus reflektierte Licht von diesem Blech wurde mit einem Standard
llunter-'lehrfachreflektotneter. (las in (lern National Bureau of Standards Journal
of Research, Bd. 25, S. 58t bis 6t8, November 194o, beschrieben ist, gemessen' und
betrug 19%.
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Eine Pigmentpaste. die nach dein feuchten Polierverfahren der Erfindung
hergestellt und behandelt war und eine zahlenmäßige Gewichtszusammensetzung von
72% Aluminiumflocken, 2,250/0 Stearinsäure und 25,75% Leichtbenzin besaß, wurde
unter \'erwendting des gleichen Lackträgers und der gleichen Pigmentzusatninensetzung
wie bei der oben beschriebenen herkömmlichen Pigmentpaste in der gleichen Zusammensetzung
gemischt und auf ein Stahlblech aufgetragen. Das diffus reflektierte licht betrug
bei Benutzung des 1iunter-Mehrfachreflektometers nur 14% und das Blech zeigte ein
klareres und metallischeres Aussehen.
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Haltbarkeitsprüfungen mit fertiggemischten Farben wurden ebenfalls
ausgeführt, um die herkömmliche Pigmentpaste mit Pigmenten, die nach dem Verfahren
der Erfindung hergestellt waren, zu vergleichen. Ein Alkvdharz wurde als Träger
für die fertiggemischten Aluminiumfarben genommen, da dieser besondere Träger bekannterweise
sehr wesentlich für die Haltbarkeit der Filme von fertiggemischten Farben ist. Eine
fertiggemischte Farbe aus herkömmlichem Pastenpigment mit einem Gehalt von 65% Aluminiumflocken
zeigte einen ursprünglichen Filmgehalt von 640/0, der nach 3 Monate Lagerung auf
o% abfiel. Eine fertiggemischte Farbe der gleichen Zusammensetzung aus Pigmentpaste
mit 74% Aluminiumflocken, die in t`bereinstimmung mit dem Verfahren der Erfindung
hergestellt war, zeigte einen anf:itiglichen Filmgehalt von 68% und sank nach 3
Monate Lagerung lediglich auf 51%. In beiden Fällen enthielten die fertiggemischten
Farben 14.5)/o :Xlttniiniumflockenpigment vom Gesanitge@"-iclit der fertiggemischten
Farbe. ,