EP2173819A2 - Dunkle, ir-strahlung reflektierende pigmente, verfahren zu deren herstellung und verwendung derselben - Google Patents

Dunkle, ir-strahlung reflektierende pigmente, verfahren zu deren herstellung und verwendung derselben

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Publication number
EP2173819A2
EP2173819A2 EP08759113A EP08759113A EP2173819A2 EP 2173819 A2 EP2173819 A2 EP 2173819A2 EP 08759113 A EP08759113 A EP 08759113A EP 08759113 A EP08759113 A EP 08759113A EP 2173819 A2 EP2173819 A2 EP 2173819A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
radiation
reflecting
pigments
core
pigment according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP08759113A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marco Greb
Michael GRÜNER
Thomas Schuster
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Eckart GmbH
Original Assignee
Eckart GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Eckart GmbH filed Critical Eckart GmbH
Publication of EP2173819A2 publication Critical patent/EP2173819A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/62—Metallic pigments or fillers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09C1/64—Aluminium
    • C09C1/642—Aluminium treated with inorganic compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/80—Crystal-structural characteristics defined by measured data other than those specified in group C01P2002/70
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    • C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
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    • C01P2006/60—Optical properties, e.g. expressed in CIELAB-values
    • C01P2006/66—Hue (H*)

Definitions

  • the invention relates essentially to dark pigments capable of reflecting IR radiation, processes for their preparation and their use.
  • paints, paints or varnishes are composed of a number of components such as solvents, pigments, additives, fillers, etc. These are capable, at least in part, of absorbing electromagnetic radiation, e.g. when exposed to solar radiation, leads to increased heating of the paint and the article (e.g., building facades) coated therewith.
  • Such warming is caused by the addition of colorant, dark pigments (e.g., carbon black), due to the specifically high absorbances in both the UV / Vis and IR spectral regions.
  • colorant e.g., carbon black
  • the interest in pigments and with these staggered applications, e.g. Paints that can reflect IR radiation is due to the fact that heating of the object can be significantly reduced by reflection of the heat radiation.
  • dark pigments generally show a higher absorptivity in the solar range compared to light, ie the spectral range of UV ⁇ / is-IR radiation. This occurs Phenomenon of warming by irradiated sunlight amplified. For this reason, dark IR-reflecting pigments are at the center of interest, for example for building paints, surface coatings or paints and coatings for textiles
  • IR-reflective pigments Another important application of IR-reflective pigments is the use for military camouflage colors.
  • the ability to reflect IR radiation implies a decreased absorbance in this spectral region, allowing objects to be changed in their IR signature.
  • WO 2005/007754 A1 describes an IR-reflecting pigment with a reflective core, an IR-transparent material as a partial or total coating on the surface.
  • the reflective core has a layer thickness of less than 0.2 ⁇ m.
  • the IR transparent material comprises a nonpolar or weakly polar organic polymer optionally containing a dye or colored material.
  • WO 2006/085563 A1 describes a dark color pigment for IR reflection consisting of mixed oxides with iron and cobalt as main components and Mg, Ca, Sr, Ba, Ti, Zn and Cu as minor component.
  • the pigments described have a particle size of 0.02-5 microns and an L * value ⁇ 30.
  • Such pigments are already commercially available in analog form. The ability to efficiently reflect IR rays is very limited here.
  • EP 1217044 B1 discloses composite pigments which reflect IR radiation.
  • IR radiation non-absorbing ie IR transparent colorants, ie at least one organic dark color pigment and a white pigment (eg TiO 2 , ZnO, etc.), which is coated with the corresponding IR-transparent organic black color pigment
  • a white pigment eg TiO 2 , ZnO, etc.
  • organic black color pigments are generally not lightfast.
  • the TiO 2 particles are photoactive. This leads to the decomposition of organic color pigments in outdoor applications.
  • the disclosed pigments are spherical and therefore limited in reflectance due to limited reflection geometry.
  • the document WO 2005/030878 A1 discloses an IR radiation-reflecting organic dark color pigment, which is composed proportionally of substituted copper phthalocyanine pigments and perylenetetracarboxylic acid diimide pigments.
  • organic color pigments are usually not long-term stable.
  • colored aluminum pigments are known in which color pigments are incorporated into a metal oxide matrix which is produced by a sol-gel process. The resulting aluminum pigments are colored, ie not dark, and also metallic shiny and therefore serve decorative purposes.
  • US Pat. No. 5,037,475 also discloses colored metal pigments wherein metallic pigments are coated with color pigments. These metallic and colored pigments are used for the production of light paints, printing inks or plastics. The binding of the color pigments takes place here on the one hand via a thermally polymerized, unsaturated polyfunctional carboxylic acid and on the other hand via a plastic coating. Another disadvantage is that the colored aluminum pigments produced in this way have a clearly metallic and therefore glossy appearance.
  • WO 91/04293 likewise discloses colored and metallically lustrous metal pigments.
  • DE 40 35 062 A1 discloses an IR-reflecting substrate, which is coated with a lacquer layer, which may contain white, gray, black or colored pigments.
  • a lacquer layer which may contain white, gray, black or colored pigments.
  • metal pigments and color pigments described have the disadvantage that the two pigments can separate in certain applications.
  • Sunlight which reaches as radiation up to the earth's surface, can be essentially divided into three subregions: 3% of the energy arriving on the surface covers the UV spectral range (295 -400 nm), nearly 50% of the visual range (400-700 nm) and 47% of the NIR range (700-2500 nm).
  • the MIR and FIR range above> 2500 nm contributes only small amounts of sunlight.
  • IR-reflecting pigments that do not bleed are in high demand. This applies in particular to the use in textiles, in which the IR radiation-reflecting pigments must have dark, inconspicuous camouflage colors.
  • An object of the invention is to provide pigments capable of efficiently reflecting IR radiation.
  • the pigments should be largely opaque, but have no decorative metallic effect, in particular not be metallic shiny. Furthermore, the pigments should not separate in the application medium, i. dark color effect, high IR reflection and lack of decorative metal effect should always be coupled to each other. Furthermore, a corrosion-stable pigment is to be provided which can be used, for example, in aqueous dyeing and coating systems.
  • the object of the invention is achieved by providing an IR radiation-reflecting pigment, comprising a platelet-shaped, metallic IR-reflecting core, wherein the IR radiation-reflecting core is provided with a substantially low-absorbing and substantially enveloping coating for IR radiation, and the IR-reflecting pigment is substantially dark.
  • Preferred embodiments are given in the dependent claims 2 to 18.
  • the object underlying the invention is further achieved by providing a method for producing an IR radiation-reflecting pigment according to any one of claims 1 to 18, wherein a platelet-shaped, metallic IR radiation-reflecting core having a substantially low-absorbing and dark for IR radiation Coating is coated.
  • the object of the invention is also achieved by the use of an IR radiation-reflecting pigment according to one of claims 1 to 18 in paints, lacquers, printing inks, security printing inks, textiles, military applications or plastics.
  • the object underlying the invention is achieved by a coating composition, wherein the
  • a coating composition containing an IR radiation-reflective pigment according to any one of claims 1 to 18.
  • a preferred embodiment is specified in dependent claim 26.
  • the object of the invention is also achieved by a coated article, wherein the article is coated with an IR radiation-reflecting pigment according to any one of claims 1 to 18 or a coating composition according to claim 25 or 26.
  • the inventors have surprisingly found that the metallic reflectivity of platelet-shaped metallic cores or substrates can be used effectively to reflect IR radiation and at the same time suppress the metallic luster, sparkle and flop.
  • metallic luster, sparkle and flop could not be suppressed or otherwise the IR reflectance would be significantly impaired.
  • metallic substrates such as metallic effect pigments, to suppress their typical properties, such as metallic luster, sparkle and flop, without significantly impairing the IR reflectivity.
  • the pigments of the invention may have different dark and, in particular, non-glossy colors.
  • the pigments according to the invention can be used in colorless applications for dyeing, so that correspondingly dark-colored solid shades are obtained. In colored applications, the resulting pigments can also be used for tinting.
  • the pigments according to the invention are largely free of any decorative metallic effect.
  • a decorative metallic effect is understood to mean typical properties of metallic effect pigments, such as the metallic luster, sparkle and light-dark-flop. These properties are further defined below.
  • dark is understood as meaning when the pigment according to the invention in a pigmented, opaque nitrocellulose lacquer (NC lacquer) has an L * value (CIELAB colorimetry, diffuse color measurement over all solid angles by means of an integration sphere with Minolta device CR). 410) of L * ⁇ 50, preferably L * ⁇ 45 and more preferably L * ⁇ 40.
  • Metallic effect pigments have a typical light-dark flop. To assess this property, in contrast to the diffuse measurement, a measurement over different solid angles is used.
  • the pigments of the invention exhibit a largely angle-independent brightness, i. have no significant brightness flop.
  • the brightness flop is determined by DuPont according to the following formula (A. BJ Rodriguez, JOCCA, (1992 (4)) pp. 150-153):
  • the flop index reflects the characteristic brightness flop, in particular of metallic effect pigments.
  • the pigments according to the invention have a brightness flop of from 0 to 2, preferably from 0.01 to 2 and particularly preferably from 0.05 to 1.0, in a correspondingly pigmented and opaque NC lacquer. These extremely low values show that the brightness flop otherwise typical for metal effect pigments having a flop index in a range from about 4 to 25 is completely or substantially suppressed in the pigments according to the invention.
  • a platelet-shaped, metallic IR-reflecting core with absorbing in the optical wavelength range, ie dark color pigments, coated substantially uniformly Under a platelet-shaped core is in the context of the invention Platelets with a form factor, ie the ratio of average size to average thickness, from 5 to 500, preferably from 10 to 200 and particularly preferably from 20 to 150 understood. Platelet-shaped cores or substrates, in contrast to spherical or ellipsoidal forms, have the greatest IR reflection with at the same time lowest material consumption. Platelet-shaped pigments have largely rectified reflection surfaces.
  • the platelet-shaped metal pigments are opaque to both optical light and IR radiation. Platelet-shaped metal pigments also produce the most effective directed and / or diffuse reflection of incident IR radiation on uneven surfaces.
  • platelet-shaped metal pigments it is preferred to use platelet-shaped pigments of aluminum, copper, zinc, tin, titanium, iron, silver and / or alloys of these metals.
  • Aluminum and alloys of aluminum are particularly preferred because of their extremely high IR reflection and the ready availability of these metal pigments.
  • the size, ie the dimensions of the length and width of the platelet-shaped metal pigments, are preferably in a range from 3 to 250 .mu.m and preferably from 10 to 200 .mu.m.
  • the mean of the sizes, ie the length or width of the platelet-shaped substrates, is represented as the d 50 value of the volume-averaged cumulative weight distribution. This is usually determined by laser diffraction methods.
  • the d ⁇ o value of the platelet-shaped, metallic substrates is preferably in a range from 25 to 150 ⁇ m, and preferably from 30 to 80 ⁇ m. These values are determined using a Cilas 1064 device from the French company Cilas.
  • the average thickness of the platelet-shaped metal pigment cores is preferably in a range from 0.25 to 4 ⁇ m, preferably from 0.3 to 3 ⁇ m and particularly preferably from 0.4 to 2 ⁇ m.
  • the specific surface area of the platelet cores or substrates is too high to permit uniform coating with dark color pigments.
  • the metal core is so thick that the proportion of the metal core and thus also the IR reflectivity in the pigment according to the invention is too low that no more effective IR reflectivity is achieved.
  • the mean pigment thickness can be determined by counting the thicknesses in the SEM or by spreading on a water surface in the usual manner known to the person skilled in the art.
  • the platelet-shaped cores or substrates preferably metallic effect pigments, preferably have BET specific surface areas of about 0.2 to about 5 m 2 / g.
  • Metal pigments or metallic effect pigments with a length or width of less than 3 ⁇ m have too high a specific surface area and can no longer be covered sufficiently well with a dark colored pigment.
  • the IR radiation is no longer optimally reflected by platelet-shaped cores or substrates of this size, since they are already smaller than the wavelength of the IR light to be reflected.
  • these metal pigments or metallic effect pigments can no longer be completely coated with dark pigments or incorporated into a coating accordingly.
  • the platelet-shaped metallic cores or substrates or metal pigments can be present in an already passivated form.
  • Examples are aluminum pigments coated with siue 2 (Hydrolan ®, PCX or PCS, Fa. Eckart) or chromated aluminum pigments (Hydrolux ®, Fa. Eckart).
  • the IR radiation substantially low absorbing and substantially enveloping the platelet-shaped core coating preferably comprises dark color pigments and a matrix.
  • the dark color pigments can be arranged in, on and / or under the matrix.
  • the dark color pigments are fixed by or in the matrix on the platelet-shaped core.
  • the dark color pigments are largely enveloped by the matrix or embedded in the matrix, so they are enclosed by the matrix.
  • the dark color pigments can also be arranged on the matrix and fixed for example via electrostatic forces with the matrix on the pigment surface.
  • the matrix together with the dark color pigments, preferably uniformly envelopes the platelet-shaped metal core.
  • This preferably enveloping matrix also protects the core from the corrosive influence of water or atmospheres.
  • a substantially enveloping coating is understood to mean that the IR-reflecting platelet-shaped core is enveloped by the coating in such a way that the core does not produce a perceptible, lustrous sensory impression in a viewer. Furthermore, the degree of cladding is so extensive that in the case of a metallic IR reflective core, for example aluminum plates, the occurrence of corrosion is suppressed or avoided.
  • the pigment of the invention Due to the uniform coating of the IR-reflecting core with opaque in the optical wavelength range and absorbing, thereby largely dark and low-IR radiation absorbing pigments, the pigment of the invention as a whole receives a largely dark appearance.
  • the resulting from the IR-reflecting core optical effect is largely, preferably completely, suppressed. Due to the low IR absorption of the applied dark color pigments, a high IR reflectance is surprisingly obtained in the pigment according to the invention
  • optical properties or “optical effect” always means those properties of the IR radiation-reflecting pigments visible to the human eye. These properties are determined essentially by the optical properties in the wavelength range from about 400 to about 800 nm.
  • dark is understood to mean that the pigments according to the invention absorb large areas of visible light and therefore appear dark to the human observer.
  • dark color pigments are understood as those which have a substantially low absorption in the IR spectral range, thus substantially an IR transparency and / or an IR reflectance. Preference is given to dark color pigments, preferably in the form of particles, which have low absorptions in the wavelength range of the NIR spectral range (0.8 to 2.5 ⁇ m) and are thus low in absorbing NIR.
  • the dark, in the IR range low absorbing dark, preferably black and / or brown, color pigments are particles having an average primary particle size of 10 nm to 1000 nm, preferably from 20 to 800 nm, more preferably from 30 nm to 400 nm. Below 10 nm average primary grain size, the dark color pigments are too finely divided to be uniformly applied to the metal pigment substrate surface, so that the decorative effects of the metallic core (gloss, flop, etc.) are effectively suppressed. Above 1000 nm, the specific coverage and thus the effect of the dark pigments is too low, so that again the optical properties of the metallic core become too prominent.
  • the dark color pigments can be selected, for example, from the group of complex inorganic colored pigments such as spinel mixed phases, iron oxides, iron-manganese mixed oxides.
  • the mixed-phase pigments are preferably copper-chromium spinels of the type CuCr 2 O 4 , chrome iron black Cr 2 O 3 (Fe), chrome iron brown (Fe 1 Cr) 2 O 3 and / or (Zn, Fe) (Fe 1 Cr ) 2 O 4 .
  • it may also be dark organic color pigments from the group of perylenes, such as Paliogen Black or Lumogen, (BASF, Germany), or consist of mixtures of all these exemplified here pigments.
  • the dark color pigments preferably have a low absorption capacity in the IR range; such color pigments are also referred to as "cold IR pigments".
  • spinel mixed-phase pigments or perylenes as marketed, for example, by the companies Ferro, USA, and Shepherd, USA, and BASF, Germany.
  • spinel mixed-phase pigments have the advantage of very high chemical and thermal stabilities.
  • the amount of dark color pigment used, which is applied or applied in the coating depends on the type, size and especially of the specific surface of the IR-reflecting platelet-shaped metallic core.
  • the specific surface area of the IR-reflecting core is understood to mean the surface of the IR-reflecting core per weight.
  • the specific surface of the IR-reflecting core is determined by the known BET method.
  • these preferably have dark color pigments in an amount of from 20 to 80% by weight, preferably from 30 to 70% by weight and particularly preferably from 40 to 65% by weight .-%, in each case based on the weight of the total IR-reflective pigment according to the invention, on.
  • the desired dark coverage of the IR-reflective pigments may be too low, which may cause the IR-reflective pigments to be metallic, which is undesirable.
  • too little IR reflection may occur because the proportion of the IR-reflecting core, based on the total pigment, may be too low.
  • this medium In order to obtain a good IR reflection in, for example, a paint or varnish with the latter pigments, this medium must be correspondingly highly pigmented.
  • High pigmentation i. a high content of pigment according to the invention in the application medium, on the one hand leads to high production costs. On the other hand, it can also lead to hyperpigmentation and thus poor performance characteristics of the paint or the paint.
  • per 1 m 2 surface of the platelet-shaped IR-reflecting metal core preferably 0.3 to 10 g, preferably 0.5 to 7 g, more preferably 0.7 to 3 g and particularly preferably 1, 0 to 2, 5 g of the dark pigment applied to the preferably platelet-shaped metal pigment or the platelet-shaped metallic core.
  • the coverage of the preferably platelet-shaped metal pigment with the dark color pigment (s) may be too low to give a satisfactory dark effect.
  • the dark effect is practically saturated and the proportion of the IR-reflecting core in the total pigment may be too low, so that such a pigment according to the invention may no longer have sufficient IR reflectivity.
  • Sunlight which reaches as far as the earth's surface as radiation, can be divided into three parts as mentioned above: 3% of the energy arriving on the surface covers the UV spectral range (295-400 nm), almost 50% the visual range (400-800 nm) and 47% IR (800-2500 nm).
  • the reflectivity of solar radiation of materials can be determined by ASTM E903.
  • the solar reflectance is determined from a measured against a gold standard reflectance over the wavelength range 300 to 2500 nm, weighted by the spectral intensity distribution of the solar radiation.
  • the reflectivity of the pigments according to the invention in applications can be determined as follows: With the aid of an FT-NIR spectrometer MPA-R from Bruker, the diffuse reflection can be measured over all solid angles by means of an integrating integration sphere (gold surface). For this purpose, a gold standard with a roughened surface is measured against an absolute black standard. A sample is measured against the black standard and then compared against the values of the gold sample. This results in a corresponding degree of reflection for each wavelength in the NIR range (800-2500 nm) (scaled in percent to the maximum reflection of the gold standard), which is weighted according to equation (1) as a function of wavelength against the solar radiation.
  • the pigments of the invention have a solar NIR reflectance p N i R (soi a r) ( ⁇ ) of at least 15% in opaque paint applications as determined above at 298 K. More preferably, the IR radiation-reflecting pigments have a reflectance of more than 25%, and more preferably of more than 30%. This means that with a solar NIR reflectance of 30%, 30% of the NIR content of the solar radiation is reflected in the range of 800 to 2500 nm.
  • the above-described NIR the above-described NIR
  • the value ⁇ NiR (soiar) ( ⁇ ) coating defined according to equation 3 is referred to in the context of this invention as the "NIR absorption coating".
  • the calculated ratio is preferably ⁇ 0.6, preferably ⁇ 0.3 and particularly preferably ⁇ 0.2. The lower the degree of absorption of the coating, the less the optimum NIR reflection of the uncoated metal core is reduced by the coating.
  • a coating which is essentially or largely transparent and essentially, preferably completely, enveloping is understood as meaning those coatings in which the pigment of the invention that reflects IR radiation has the abovementioned properties with regard to its IR reflectance.
  • the substantially completely or largely in the NIR low absorbing enveloping coating preferably has the dark appearance of improving or inducing dark color pigments.
  • the dark color pigments used may also be surface-treated and, for example, coated with metal oxides and / or be modified by surface-active substances such as dispersing agents, surfactants, organic polymers or be present together with them.
  • the dark color pigments with metal oxide (s), for example SiO ⁇ be coated or encapsulated of these.
  • the pigments of the invention preferably have in the spectral IR range of 800 nm up to an upper limit of 1500 nm, more preferably up to 2500 nm, even more preferably up to 15,000 nm, and more preferably up to 25,000 nm, a significant reflectivity.
  • the wavelength range in the NIR range of 800-1,500 nm and 800-2,500 nm, respectively, is crucial in considering thermal heating of objects.
  • This area is the higher-energy part of the heat radiation, in which the irradiated solar radiation is relatively high and which can be correlated with thermal heating.
  • High reflectivities over the entire IR range i. from 800 nm to 15,000 nm and up to 25,000 nm, respectively, are of particular interest for IR tinting inks.
  • the pigments according to the invention show both a high reflectivity in the NIR range (compare Figures 2 and 3, measured as a paint application on black ABS panels) and significant reflectivities in the MIR range (compare Figures 4 and 5, measured as 1, 5 % powder bed in KBr).
  • a characteristic of effect pigments is the high gloss of a dye or lacquer coating containing the effect pigments. Since the pigments of the invention this characteristic optical No longer show the gloss properties of the effect pigments, the lacquer coatings have very low gloss values.
  • the criterion used here is the gloss at 60 ° which was measured using a trigloss apparatus from Byk-Gardner, Germany, in accordance with the manufacturer's instructions.
  • the pigments according to the invention have a gloss of from 0.1 to 2, preferably from 0.2 to 1, units in a correspondingly pigmented and opaque NC lacquer finish.
  • the gloss in the case of effect pigments is in a range from about 30 to 160, which shows that the metallic gloss typical for metallic effect pigments is effectively suppressed in the pigments according to the invention.
  • the matrix of the IR radiation substantially low absorbing coating which largely, preferably completely covers both the core and the dark pigments, is optically largely.
  • the matrix preferably comprises or consists of metal oxides and / or one or more organic polymers and / or binder (s).
  • the dark pigments may also be applied to the substantially, preferably completely, enveloping coating or matrix.
  • the matrix is preferably substantially colorless in order not to impair the visual effect produced by the applied or introduced dark color pigments.
  • the metal oxides and / or organic polymers and / or binders have no significant intrinsic color, which can not be covered by the color effect generated by the dark color pigments.
  • the substantially colorless matrix material is preferably a metal oxide, since in this way the core can be very well protected against corrosion.
  • the metal oxide to be used for the matrix material and the amount thereof are selected in particular from the viewpoint that the pigment according to the invention absorbs as little IR radiation as possible. Any IR absorption of the pigments according to the invention leads to a reduced IR reflection and thus weakens the desired effect of the pigments according to the invention.
  • the matrix material causes adhesion of the color pigments to the IR radiation-reflecting core, so that the dark color pigments remain largely adhering to the IR radiation-reflecting core even after dispersion of the application medium.
  • metal oxides examples include silica and or partially hydrated silica, alumina, aluminum hydroxide, boria, boron hydroxide, zirconia or mixtures thereof. Particularly preferred is silica.
  • one or more organic polymers and / or binders are used as the matrix material.
  • those polymers which are also used as binders in paints, inks or printing inks are particularly preferred.
  • these are polyurethanes, polyesters, polyacrylates and / or polymethacrylates. It has been found that the pigments according to the invention can be incorporated very well into binders if the organic coating and the binder are very similar or identical to one another.
  • the binder further preferably have a glass transition temperature above 75 C C and more preferably above 90 0 C.
  • the matrix is so solid at room temperature that a detachment of dark pigments contained in the matrix does not take place.
  • the optically substantially colorless matrix is preferably present in a proportion of from 2 to 30% by weight, based on the weight of the total pigment.
  • the proportion is preferably 5 to 20% by weight and more preferably 6 to 15% by weight.
  • both the dark color pigments can be arranged reliably and uniformly on the surface of the platelet-shaped cores and corrosion resistance of these cores can be achieved in the case of metallic cores.
  • the pigments may not be sufficiently reliably disposed on the surface of the IR-reflecting core.
  • the required corrosion stability which requires the fullest possible coverage of the cores with the matrix, is not sufficiently given at these small quantities.
  • the IR absorption by the matrix material unfavorably increases and thereby the IR reflectance is greatly reduced.
  • the IR radiation-reflecting core is a platelet-shaped metal pigment, wherein the metal is preferably selected from the group consisting of aluminum, copper, zinc, iron, silver and alloys thereof
  • the IR-reflecting core consists of platelet-shaped aluminum and the optically largely colorless matrix of SiO 2 .
  • the dark color pigment is selected from the group of complex inorganic colored pigments such as spinel mixed phases, iron oxides, iron-manganese mixed oxides and mixtures thereof.
  • the mixed-phase pigments are preferably copper-chromium spinels of the type CuCr 2 O 4 , chrome iron black Cr 2 O 3 (Fe), chrome iron brown (Fe 1 Cr) 2 O 3 , and / or (Zn, Fe) (Fe 1 Cr) 2 O 4 .
  • Aluminum has the highest IR reflection and is very readily available commercially. SiO 2 is ideal for corrosion stabilization of aluminum.
  • the dark color pigments from the series of complex inorganic colored pigments are also characterized by low-absorbing properties in the NIR and they have a high chemical and thermal stability.
  • the pigments according to the invention have an organic surface modification.
  • the invention Pigments are preferably modified with leafing promoting agents.
  • the leafing-promoting agents cause the pigments according to the invention to float on the surface of the application medium, for example a paint, preferably an emulsion paint or a paint.
  • the fact that the pigments according to the invention are arranged on the surface of the application medium improves the IR reflectance in the applied state, since the IR radiation is already reflected on the surface of the application medium and does not first have to penetrate into the application medium, which leads to absorption losses can come.
  • the pigments according to the invention are surface-modified with long-chain saturated fatty acids such as stearic acid, or palmitic acid or long-chain alkylsilanes having 8 to 30 carbon atoms, preferably 12 to 24 carbon atoms or with long-chain phosphoric acids or phosphonic acids or their esters and / or long-chain amines.
  • long-chain saturated fatty acids such as stearic acid, or palmitic acid or long-chain alkylsilanes having 8 to 30 carbon atoms, preferably 12 to 24 carbon atoms or with long-chain phosphoric acids or phosphonic acids or their esters and / or long-chain amines.
  • a core which is substantially low absorbing and dark-absorbing for IR radiation is applied to a platelet-shaped core reflecting metallic IR radiation.
  • the platelet-shaped cores may be suspended in a corresponding coating solution containing, for example, dark color pigments and the components for forming a matrix in a suitable solvent, and thus coated.
  • the coating preferably comprises dark color pigments and a matrix.
  • the dark, for IR radiation substantially low-absorbing color pigments together with metal oxide using wet-chemical sol-gel process around the core, preferably completely enveloping applied, for example by precipitation, so that the dark color pigments in the Metal oxide layer are substantially embedded.
  • SiO 2 metal oxide with a wet-chemical sol-gel method, for example, with hydrolysis of tetraalkoxysilanes, applied to the IR-reflecting platelet-shaped core.
  • the inventive method comprises the following steps: a) dispersing the platelet-shaped IR-reflecting pigment core in a solvent, preferably in an organic solvent, b) adding water, a metal alkoxy compound and optionally a. Catalyst, wherein optionally heated to accelerate the reaction, c) addition of IR-transparent dark color pigments, preferably as a dispersion in a solvent, preferably in organic solvent.
  • the pigment according to the invention i. the coated with dark pigments and metal oxide platelet-shaped IR-reflecting platelet-shaped core, are separated from unreacted starting materials and the solvent. Thereafter, a drying and optionally a size classification can take place.
  • tetraalkoxysilanes such as tetramethoxysilane or tetraethoxysilane are preferably used to precipitate an SiO 2 layer having dark color pigments preferably embedded therein, and preferably enveloping the core.
  • Water-soluble solvents are preferably used as organic solvents. Particular preference is given to using alcohols such as, for example, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, t-butanol or glycols.
  • the amount of water should preferably be between 1.5 times and 30 times the stoichiometrically required amount for the sol-gel reaction. Preferably, the amount of water is between 2 and 10 times the stoichiometrically required amount.
  • the reaction rate of the sol-gel process is too slow, and above 30 times the stoichiometrically required amount, the layer formation may not be uniform enough.
  • the reaction temperature during the sol-gel reaction is preferably between 40 0 C and the boiling point of the solvent used.
  • weak acids or bases can be used in the sol-gel reaction.
  • acids organic acids such as acetic acid, oxalic acid, formic acid, etc. are preferably used.
  • the bases used are preferably amines. Examples of these are: ammonia, hydrazine, methylamine, ethylamine, triethanolamine, dimethylamine, diethylamine, methylethylamine, trimethylamine, triethylamine, ethylenediamine, trimethylenediamine, tetramethylenediamine, 1-propylamine, 2-propylamine, 1-butylamine, 2-butylamine, 1-propylmethylamine, 2-propylmethylamine, 1-butylmethylamine, 2-butylmethylamine, 1-propylethylamine, 2-propylethylamine, 1-butylethylamine, 2-butylethylamine, piperazine and / or pyridine.
  • the dark color pigments can, preferably before the addition to the coating suspension, be mechanically comminuted in order to have as many primary particles as possible. This can usually be done in an organic solvent, if appropriate with the addition of suitable dispersing additives and / or binders. The comminution can be done in the usual aggregates, such as three-roll mill, Co-BaII-MiII, gear dispersing mill, etc.
  • the pigments according to the invention are prepared by a spray-drying process.
  • a dispersion comprising a volatile, organic, solvent, IR radiation-reflecting platelet-shaped cores, dark color pigments and one or more organic polymer and / or binder is spray-dried by spraying.
  • the spray drying is carried out in a moving atmosphere, for example a fluidized bed, in order to avoid agglomeration.
  • the platelet-shaped cores are uniformly coated with the organic, preferably film-forming, polymer and / or binder and the dark color pigments.
  • the organic, preferably film-forming polymer and / or binder can be cured. This can preferably also be done in the spray-drying apparatus by, for example, the temperature of the feed gas is above the curing temperature of the binder.
  • the IR radiation-reflecting, preferably platelet-shaped, pigment can be obtained by coating the IR-reflecting cores with a matrix of suitable starting compounds and dark colored pigments in a fluidized bed process.
  • the IR radiation-reflecting, preferably platelet-shaped, pigments according to the invention are preferably used in paints, lacquers, printing inks, security printing inks, textiles, military applications or plastics.
  • Application media pigmented with the pigments according to the invention for example paints or lacquers, have a largely dark appearance.
  • the degree of darkening of these application media can optionally by further Addition of color pigments, which are optionally IR-transparent, eg Paliogen Black or Lumogen (BASF) can be further increased.
  • colorants such as organic or inorganic color pigments different colors or paints can be produced.
  • the dispersion paint contains the pigments according to the invention in such an amount that the proportion of IR radiation-reflecting cores, based on the weight of all, is not Volatile components of the emulsion paint, at 2 to 30 wt .-%, preferably 4 to 20 wt .-% and particularly preferably 7 to 15 wt .-%.
  • the other components of application medium such as binders or fillers also have the lowest possible IR absorption.
  • the pigmentation levels of the binders, fillers and / or dark color pigments can also be significantly lower than is usual in the prior art due to the additional pigmentation by the pigments according to the invention.
  • Figure 1 shows the correlation of thermal heating of painted ABS plastic panels after 30 minutes of irradiation with a 500 W radiator depending on calculated solar reflectance. (Dashed line: Balancing line)
  • FIG. 2 shows NIR reflection spectra of pigments of Inventive Example 1 in comparison to Comparative Examples 3 and 8 and FIG. 7.
  • FIG. 3 shows NIR reflection spectra of pigments of Inventive Example 2 in comparison to Comparative Examples 4 and 8 and FIG. 7.
  • FIG. 4 shows MIR reflection spectra of pigments of Inventive Example 1 compared to Comparative Examples 3 and 9.
  • Figure 5 shows MIR reflectance spectra of pigments of Inventive Example 2 compared to Comparative Examples 4 and 9.
  • Reaction time was a dispersion of 37.5 g of the dark color pigment Shepherd 20C980 (Shepherd, USA) with 30 g of tetraethoxysilane was added continuously over 2 h, wherein after 30, 60 and 90 min. 0.50 g of EDA in 10 g of isopropanol was added in each case. After the last addition, the reaction mixture was allowed to cool and stirred at 20 0 C for a further 16 h. The reaction mixture was filtered and washed with isopropanol and the resulting pigment was dried at 100 ° C. in vacuo.
  • the amount of dried pigment obtained was dispersed in 250 g of isopropanol and the procedure repeated again with 37.5 g of the color pigment Shepherd 20C980.
  • reaction mixture was filtered and washed with isopropanol and the resulting pigment was dried at 100 ° C. in vacuo.
  • NIR reflection spectra (wavelength range 0.8 to 2.5 microns)
  • the resulting pigment was incorporated 12% strength in a melamine-based paint and coated by spraying on opaque black ABS plastic panels (15 * 10 cm).
  • NIR reflection measurements were carried out on the painted sample using an FT-NIR spectrometer MPA-R from Bruker using an integrating integration sphere (gold surface) in accordance with the manufacturer's instructions. The obtained data was referenced against a gold standard and normalized. Spectral data obtained are shown in Figure 2.
  • MIR reflectance measurement (wavelength range 2.5 to 25 ⁇ m) was measured in diffuse reflection from a 1, 5% powder bed in KBr.
  • finely ground KBr was homogeneously mixed with pigment and a tablet-shaped sample chamber (diameter: 0.8 cm, depth 2.2 mm) was filled with the mixture and pressed on.
  • Specac Selector measuring unit
  • the IR reflection spectrum was measured in a quarter geometry (as the IR device Avatec 360 from Thermo with DTGS detector). As a reference, it was measured against pure KBr.
  • the spectral curve is shown in Figure 4.
  • the painted ABS panel was used to determine a temperature increase by irradiation with a commercial 500W spotlight for 30 min. irradiated at a distance of 35 cm and determined with a surface thermometer, the surface temperature.
  • the data obtained are listed in Table 1 and correlated in Figure 1 with the calculated solar NIR reflectance.
  • Example 1 To determine the NIR and MIR spectral data, the solar NIR reflectance and for color and gloss measurements, the procedure was analogous to Example 1 ( Figure 1, 3 and 5, Table 1 and 2).
  • the pigment Shepherd 20C980 in the application media was used.
  • the data of the NIR and MIR spectral measurements, the calculated solar NIR reflectance, color and gloss measurements were determined analogously to Example 1 (FIGS. 1, 2 and 4, Tables 1 and 2).
  • the pigment Shepherd 10C909A in the application media was used.
  • the data of the NIR and MIR spectral measurements, the calculated solar NIR reflectance, color and gloss measurements were determined analogously to Example 1 (FIGS. 1, 3 and 5, Tables 1 and 2).
  • a comparative example was a mixture of the pigment Shepherd 20C980 with an aluminum pigment STAPA Metallux 212 in the application medium
  • Nitrocellulose lacquer finish (12% 20C980, 8% Metallux 212.100 ⁇ m wet film thickness) incorporated.
  • Nitrocellulose lacquer finish (12% 10C909A, 8% Metallux 212.100 ⁇ m wet film thickness) incorporated.
  • an aluminum pigment STAPA Metallux 212 in the application medium nitrocellulose lacquer finish (8% Metallux 212.100 microns wet film thickness) was incorporated.
  • the carbon black pigment HelioBeit Black was used in the application media (spray lacquer application: 20% melamine-based lacquer on a black ABS plastic panel).
  • the data of the NIR spectral measurements and the calculated solar NIR reflectance were determined analogously to Example ( Figure 1, 2.3 and Table 1)
  • an SiO 2 -encapsulated aluminum pigment PCS 5000 (from Eckart) was used in accordance with Example 1 for recording the MIR reflection spectrum (FIGS. 4 and 5).
  • Table 1 Calculated solar NIR reflectance and temperature measurement after 30 min. Irradiation with a 500W spotlight
  • Example 1 12% 36 42
  • Example 2 12% 51 40
  • Comparative Example 8 20% 4 59 (HelioBeit Black) due to insufficient optical appearance
  • Pigments according to the invention show significant reflections in the IR spectral range, both for the NIR spectral range, as shown in FIGS. 2 and 3, and in the MIR range, as shown in FIGS. 4 and 5. This can be seen from the curves of the spectra.
  • the property of reflecting NIR radiation can be quantified by the solar NIR degree defined here, in which the reflectivities depend on the wavelengths emitted by the sun weighted by wavelength-dependent radiation intensities.
  • Inventive Examples 1 and 2 listed in Table 1 have solar NIR reflectivities of 36% and 51%. This means that these pigments can reflect 36% and 51% respectively of the NIR radiation emitted by the sun.
  • Other dark pigments (Comparative Examples 3,4 and 8) show significantly lower NIR solar reflectance.
  • Figure 1 shows that the reflectivity of pigments in paint applications correlates with the solar NIR reflectance.
  • the surface temperature is after 30 min. Irradiation with a 500W emitter for pigments with higher solar reflectivities is lower than for pigments with lower reflectivities. This shows that the significant reflectivity of the pigments according to the invention can be used to reduce thermal heating with pigments of coated articles according to the invention.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein IR-Strahlung reflektierendes Pigment, umfassend einen plättchenförmigen, metallischen IR-reflektierenden Kern, wobei der IR- Strahlung reflektierende Kern mit einer für IR-Strahlung im wesentlichen gering absorbierend und im wesentlichen umhüllenden Beschichtung versehen ist und das IR-reflektierende Pigment im wesentlichen dunkel ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung dieser Pigmente als auch deren Verwendung.

Description

Dunkle, IR-Strahlung reflektierende Pigmente, Verfahren zu deren Herstellung und Verwendung derselben
Die Erfindung betrifft im wesentlichen dunkle Pigmente, die IR-Strahlung zu reflektieren vermögen, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung.
Die Eigenschaft, IR-Strahlung zu reflektieren, spielt eine bedeutende Rolle bei dem Ziel, die thermische Erwärmung von Oberflächen zu reduzieren. So setzen sich Anstrichstoffe, Farben oder Lacke aus einer Reihe von Komponenten wie Lösungsmittel, Pigmente, Additive, Füllstoffe, usw. zusammen. Diese vermögen zumindest zum Teil elektromagnetische Strahlung zu absorbieren, was z.B. bei Einwirkung von Sonneneinstrahlung zu einer zunehmenden Erwärmung des Anstrichs und des damit überzogenen Gegenstandes (z.B. Gebäudefassaden) führt.
Eine solche Aufwärmung wird insbesondere durch Zusatz farbgebender, dunkler Pigmente (z.B. Ruß) hervorgerufen, was auf die spezifisch hohen Absorptionsgrade sowohl im UV/Vis-Bereich als auch im IR-Spektralbereich zurückzuführen ist. Das Interesse an Pigmenten und mit diesen versetzten Applikationen wie z.B. Anstrichstoffen, die IR-Strahlung reflektieren können, liegt darin begründet, dass durch Reflexion der Wärmestrahlung eine Erwärmung des Gegenstandes signifikant reduziert werden kann.
Dunkle Pigmente zeigen im Vergleich zu hellen generell eine höhere Absorptivität im solaren Bereich, d.h. dem Spektralbereich von UVΛ/is-IR-Strahlung. Damit tritt das Phänomen der Erwärmung durch eingestrahltes Sonnenlicht verstärkt auf. Aus diesem Grund stehen dunkle IR-reflektierende Pigmente im Mittelpunkt des Interesses z.B. für Anstrichstoffe im Bauwesen, Oberflächenbeschichtungen oder Farben und Lacke für Textilien
Ein anderes wichtiges Einsatzgebiet IR-reflektierender Pigmente ist die Verwendung für militärische Tarnfarben. So impliziert das Vermögen, IR-Strahlung zu reflektieren, ein erniedrigtes Absorptionsvermögen in diesem Spektralbereich, wodurch Objekte in ihrer IR-Signatur verändert werden können.
Die WO 2005/007754 A1 beschreibt ein IR-reflektierendes Pigment mit einem reflektierenden Kern, einem IR-transparenten Material als Teil- oder Gesamtbeschichtung an der Oberfläche. Der reflektierende Kern weist dabei eine Schichtdicke von weniger als 0,2 μm auf. Das IR-transparente Material umfasst ein unpolares oder schwach-polares organisches Polymer, dass wahlweise einen Farbstoff oder gefärbtes Material enthält.
Es handelt sich hierbei jedoch nicht um dunkle Pigmente. Nachteiligerweise sind die als Substrat zu verwendenen sehr dünnen Aluminiumpigmente nur über teure, aufwendige PVD-Verfahren zugänglich. Derartige Pigmente besitzen eine sehr hohe spezifische Oberfläche und wären, sofern dies überhaupt möglich sein sollte, nur sehr schwer gleichmäßig mit genügend hohen Mengen an dunklen Farbpigmenten einzufärben. Die Pigmente gemäß der Lehre der WO 2005/007754 A1 weisen ferner eine äußerst hohe Agglomerationsneigung auf.
Die WO 2006/085563 A1 beschreibt ein dunkles Farbpigment zur IR-Reflektion bestehend aus Mischoxiden mit Eisen und Cobalt als Hauptkomponenten und Mg, Ca, Sr, Ba, Ti, Zn und Cu als Minderkomponente. Die beschriebenen Pigmente weisen eine Partikelgröße von 0.02-5 μm auf und einen L*-Wert < 30. Derartige Pigmente sind bereits in analoger Form kommerziell erhältlich. Die Fähigkeit IR-Strahlen effizient zu reflektieren, ist hier nur sehr eingeschränkt gegeben. Die EP 1217044 B1 offenbart zusammengesetzte Pigmente, die IR-Strahlung reflektieren. Dabei handelt es sich um IR-Strahlung nicht-absorbierende, d.h. IR- transparente Farbmittel, d.h. mindestens einem organischen dunklen Farbpigment und einem Weißpigment (z.B. Tiθ2, ZnO, usw.), das mit dem entsprechenden IR- transparentem organischen schwarzen Farbpigment umhüllt ist. Nachteilig ist hier, dass organische schwarze Farbpigmente in der Regel nicht lichtecht sind, Ferner ist nachteilig, dass die Tiθ2-Partikel photoaktiv sind. Dies führt zur Zersetzung der organischen Farbpigmente bei Außenanwendungen. Zudem sind die offenbarten Pigmente sphärisch und daher aufgrund limitierter Reflexionsgeometrie in den Reflexionsgraden limitiert.
Aus der DE 1264654 ist bekannt, dass der organische Triphenylfarbstoff Kohlschwarz, niedergeschlagen auf einem anorganischen Träger, als Bestandteil zur Reflexion von IR-Strahlung in Tarnfarben eingesetzt werden kann.
Die US 6,468,647 B1 beschreibt einen Grundkörper mit einer äußeren metallischen Oberfläche, in die Farbpigmente mechanisch eingeschliffen werden. Nachteilig ist hier, dass bei den so hergestellten Pigmenten keine ausreichende Haftung der Farbpigmente gewährleistet ist.
Aus der US 4,011,190 sind schwarze Partikel mit einem metallischen Reflektorkern bekannt, die mit einem dunklen Material beschichtet sind, das eine hohe Absorption bzw. geringe Emission im solaren Wellenlängenbereich aufweist. Diese Art von Pigmenten wird zur selektiven Absorption von solarer Strahlung eingesetzt. Ziel der Verwendung dieser dunklen Pigmente ist nicht die Reflexion, sondern die Absorption zur gezielten Aufwärmung.
In der Schrift WO 2005/030878 A1 wird ein IR-Strahlung reflektierendes organisches dunkles Farbpigment offenbart, das sich anteilig aus substituierten Kupferphthalocyanin-Pigmenten und Perylentetracarbonsäurediimid-Pigmenten zusammensetzt. Nachteilig ist hier, dass organische Farbpigmente i.d.R. nicht langzeitstabil sind. Aus der DE 195 01 307 A1 sind farbige Aluminiumpigmente bekannt, bei denen Farbpigmente in eine Metalloxidmatrix, die nach einem Sol-Gel-Verfahren hergestellt wird, eingebunden sind. Die dabei erhaltenen Aluminiumpigmente sind farbig, d.h. nicht dunkel, und ferner metallisch glänzend und dienen daher dekorativen Zwecken.
Die US 5,037,475 offenbart ebenfalls eingefärbte Metallpigmente, wobei Metallpigmente mit Farbpigmenten belegt sind. Diese metallischen und gefärbten Pigmente werden zur Herstellung heller Farben, Druckfarben oder Kunststoffe verwendet. Die Anbindung der Farbpigmente erfolgt hier zum einen über eine thermisch polymerisierte, ungesättigte mehrfach funktionelle Carbonsäure und zum anderen über einen Kunststoffüberzug. Nachteilig ist ebenfalls, dass die so hergestellten eingefärbten Aluminiumpigmente ein deutlich metallisches und mithin glänzendes Erscheinungsbild aufweisen.
Auch aus der WO 91/04293 sind ebenfalls farbige und metallisch glänzende Metallpigmente bekannt.
Die DE 40 35 062 A1 offenbart ein IR reflektierendes Substrat, welches mit einer Lackschicht, die weiße, graue, schwarze oder bunte Pigmente enthalten kann, beschichtet ist. Hier ist stets eine Mischung aus Metallpigmenten und Farbpigmenten beschrieben. Diese weisen den Nachteil auf, das die beiden Pigmente bei bestimmten Anwendungen separieren können.
Die Erzeugung dunkler oder schwarzer IR-Strahlung reflektierende Pigmente stellt eine besondere Herausforderung dar: Sonnenlicht, das als Strahlung bis zur Erdoberfläche reicht, lässt sich im wesentlichen in drei Teilbereiche aufteilen: 3% der auf der Oberfläche ankommenden Energie decken den UV-Spektralbereich (295-400 nm) ab, nahezu 50% den visuellen Bereich (400-700 nm) und 47% den NIR-Bereich (700-2500 nm). Der MIR- und FIR-Bereich über >2500 nm trägt nur geringe Anteile am Sonnenlicht bei.
Dunkle Pigmente weisen perse hohe Absorptionsgrade im UV/VIS-Spektralbereich auf, sie bedingen eine erhöhte Energieabsorption und unterstützen dadurch eine erhöhte thermische Erwärmung des pigmentierten Materials. Pigmente, die effizient IR-Strahlung reflektieren und dadurch eine thermische Erwärmung von Materialien hemmen, bergen ein großes Potential und sind sehr interessant. Beispielsweise kann durch entsprechend pigmentierte Fassadenfarbe, wie z.B. bei Dachbeschichtungen,), eine Reduktion der Erwärmung von Gebäuden bei Sonneneinstrahlung herbeigeführt werden. Dies würde erhebliche Energieeinsparungen im Gebäudebereich mit sich bringen. Durch eine verminderte Gebäudeaufheizung müsste z.B. weniger Energie zur Klimatisierung aufgebracht werden, was erhebliche Kosten- und Rohstoffersparnisse zur Folge hätte. Mit den durch die mögliche reduzierte Erwärmung bedingten Einsparungen gehen weitere Vorteile einher wie eine erhöhte Materiallebensdauer. So würden sich beispielsweise der Materialverschleiß durch reduzierte Energieabsorption oder wärmebedingte Ausdehnung und Kontraktion ebenfalls signifikant erniedrigen.
Im militärischen Bereich sind IR-reflektierende Pigmente, bei denen kein Ausbluten stattfindet, sehr gefragt. Dies gilt insbesondere für den Einsatz in Textilien, bei denen die IR-Strahlung reflektierenden Pigmente dunkle, unauffällige Tarnfarben besitzen müssen.
Eine Aufgabe der Erfindung liegt darin, Pigmente bereitzustellen, die in der Lage sind, effizient IR-Strahlung zu reflektieren. Dabei sollen die Pigmente weitgehend deckend sein, jedoch keinen dekorativen Metalleffekt aufweisen, insbesondere nicht metallisch glänzend sein. Ferner sollen die Pigmente im Anwendungsmedium nicht separieren, d.h. dunkler Farbeffekt, hohe IR-Reflexion und Fehlen von dekorativem Metalleffekt sollen stets aneinander gekoppelt sein. Ferner soll ein korrosionsstabiles Pigment bereitgestellt werden, dass beispielsweise in wässrigen Färb- und Lacksystemen Verwendung finden kann.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch Bereitstellung eines IR-Strahlung reflektierenden Pigmentes, umfassend einen plättchenförmigen, metallischen IR- reflektierenden Kern gelöst, wobei der IR-Strahlung reflektierende Kern mit einer für IR-Strahlung im wesentlichen gering absorbierenden und im wesentlichen umhüllenden Beschichtung versehen ist und das IR-reflektierende Pigment im wesentlichen dunkel ist. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis18 angegeben.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird ferner durch Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines IR-Strahlung reflektierenden Pigmentes gemäß einem der Ansprüche 1 bis 18 gelöst, wobei ein plättchenförmiger, metallischer IR- Strahlung reflektierender Kern mit einer für IR-Strahlung im wesentlichen gering absorbierenden und dunklen Beschichtung umhüllt wird.
Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 20 bis 23 angegeben.
Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch die Verwendung eines IR-Strahlung reflektierenden Pigments nach einem der Ansprüche 1 bis 18 in Farben, Lacken, Druckfarben, Sicherheitsdruckfarben, Textilien, militärischen Anwendungen oder Kunststoffen gelöst.
Ebenfalls wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe durch eine Beschichtungszusammensetzung gelöst, wobei die
Beschichtungszusammensetzung ein IR-Strahlung reflektierendes Pigment nach einem der Ansprüche 1 bis 18 enthält.
Eine bevorzugte Weiterbildung ist in Unteranspruch 26 angegeben.
Schließlich wird die Aufgabe der Erfindung auch durch einen beschichteten Gegenstand gelöst, wobei der Gegenstand mit einem IR-Strahlung reflektierenden Pigment nach einem der Ansprüche 1 bis 18 oder einer Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 25 oder 26 beschichtet ist.
Die materialspezifische Eigenschaft der meisten Metalle, IR-Strahlung zu reflektieren, ist seit langem bekannt, so werden Aluminiumpigmente zur Reflexion von IR-Strahlung verwendet. Es wurde nun überraschend festgestellt, dass es möglich ist, durch eine geeignete Beschichtung der Pigmente, den metallischen Kern so zu umhüllen oder einzukapseln, dass einerseits das typische metallische Aussehen, d.h. Metallglanz, Sparkle, Hell-Dunkel-Flop (Metallic-Flop), effizient unterdrückt werden kann und sich dabei im wesentlichen dunkle Pigmente erhalten lassen, unter Erhalt eines ausgeprägten Reflexionsvermögen im IR-Spektralbereich. Die Pigmente behalten diese Eigenschaften auch nach der Dispergierung im Anwendungsmedium bei, da die dunkle Beschichtung fest mit dem metallischen IR-reflektierenden Kern verbunden ist.
Die Erfinder haben überraschend festgestellt, dass das metallische Reflexionsvermögen von plättchenförmigen metallischen Kernen oder Substraten effektiv zur Reflexion von IR-Strahlung genutzt und zugleich der metallische Glanz, Sparkle und Flop unterdrückt werden kann. Zunächst war erwartet worden, dass entweder der metallische Glanz, Sparkle und Flop nicht unterdrückt werden kann oder anderenfalls das IR-Reflexionsvermögen signifikant beeinträchtigt wird. Überraschenderweise ist es jedoch möglich, bei metallischen Substraten, wie Metalleffektpigmenten, die für sie typischen Eigenschaften, wie metallischer Glanz, Sparkle und Flop zu unterdrücken, ohne das IR-Reflexionsvermögen wesentlich zu beeinträchtigen.
Die erfindungsgemäßen Pigmente können je nach Beschichtung unterschiedliche dunkle und insbesondere nichtglänzende, Farben aufweisen.
Die erfindungsgemäßen Pigmente können in farblosen Applikationen zum Einfärben verwendet werden, so dass entsprechend dunkel-gefärbte Volltöne erhalten werden. In gefärbten Anwendungen können die erhaltenen Pigmente auch zum Abtönen verwendet werden.
Die erfindungsgemäßen Pigmente weisen weitgehend keinen dekorativen Metalleffekt mehr auf. Unter einem dekorativen Metalleffekt werden im Rahmen dieser Erfindung typische Eigenschaften von Metalleffektpigmenten wie der metallische Glanz, Sparkle und Hell-Dunkel-Flop verstanden. Diese Eigenschaften werden im folgenden weiter definiert. Unter dunkel wird im Sinne der Erfindung verstanden, wenn das erfindungsgemäße Pigment in einem pigmentierten, deckend-applizierten Nitrocellulose-Lack (NC-Lack) einen L*-Wert (CIELAB Farbmetrik, diffuse Farbmessung über alle Raumwinkel mittels Integrationskugel mit Minolta-Gerät CR-410) von L* < 50, bevorzugt L*< 45 und besonders bevorzugt L* < 40 aufweist.
Metalleffektpigmente weisen einen typischen Hell-Dunkel-Flop auf. Zur Beurteilung dieser Eigenschaft wird im Gegensatz zur diffusen Messung eine Messung über verschiedene Raumwinkel herangezogen. Die erfindungsgemäßen Pigmente zeigen eine weitgehend winkelunabhängige Helligkeit, d.h. weisen keinen signifikanten Helligkeitsflop auf.
Der Helligkeitsflop ist dabei von DuPont nach folgender Formel festgelegt (A. BJ. Rodriguez, JOCCA, (1992(4)) S. 150 - 153):
(L' - L' V-11 Flopindex = 2,69 x K l5° m 0,8° }
(C) 0°,-::6
Der Flopindex gibt den charakteristischen Helligkeitsflop insbesondere von Metalleffektpigmenten wieder.
Die erfindungsgemäßen Pigmente besitzen in einem entsprechend pigmentierten und deckend-applizierten NC-Lack einen Helligkeitsflop von 0 bis 2, bevorzugt von 0,01 bis 2 und besonders bevorzugt von 0,05 bis 1 ,0. Diese äußerst geringen Werte zeigen, dass der beispielsweise bei Metalleffektpigmenten sonst so typische Helligkeitsflop mit einem Flopindex in einem Bereich von ca. 4 bis 25 bei den erfindungsgemäßen Pigmenten vollständig oder weitgehend unterdrückt ist.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Pigmentes wird ein plättchenförmiger, metallischer IR-reflektierender Kern mit im optischen Wellenlängenbereich absorbierenden, also dunklen Farbpigmenten, im wesentlichen gleichmäßig beschichtet. Unter einem plättchenförmigen Kern wird im Sinne der Erfindung ein Plättchen mit einem Formfaktor, also dem Verhältnis von mittlerer Größe zu mittlerer Dicke, von 5 bis 500, bevorzugt von 10 bis 200 und besonders bevorzugt von 20 bis 150 verstanden. Plättchenförmige Kerne oder Substrate besitzen im Gegensatz zu kugeligen oder ellipsoiden Formen die größte IR-Reflexion bei gleichzeitig geringstem Materialverbrauch. Plättchenförmige Pigmente weisen zu großen Teilen gleichgerichtete Reflexionsflächen auf.
Die plättchenförmigen Metallpigmente sind sowohl für das optische Licht als auch für IR-Strahlung opak. Auch auf nicht ebenen Untergründen bewirken plättchenförmige Metallpigmente die effektivste gerichtete und/oder diffuse Reflexion einfallender IR- Strahlung.
Als plättchenförmige Metallpigmente werden bevorzugt plättchenförmige Pigmente aus Aluminium, Kupfer, Zink, Zinn, Titan, Eisen, Silber und/oder Legierungen dieser Metalle genommen. Besonders bevorzugt sind Aluminium und Legierungen des Aluminiums aufgrund von deren äußerst hohen IR-Reflexion und der leichten Verfügbarkeit dieser Metallpigmente.
Die Größe, also die Dimensionen der Länge und Breite, der plättchenförmigen Metallpigmente, liegen vorzugsweise in einem Bereich von 3 bis 250 μm und bevorzugt von10 bis 200 μm.
Der Mittelwert der Größen, d.h. der Länge bzw. Breite der plättchenförmigen Substrate wird als d50-Wert der volumengemittelten Summendurchgangsverteilung dargestellt. Diese wird üblicherweise durch Laserbeugungsmethoden ermittelt.
Der dδo-Wert der plättchenförmigen, metallischen Substrate liegt vorzugsweise in einem Bereich von 25 bis 150 μm und bevorzugt von 30 bis 80 μm. Diese Werte werden mit einem Cilas 1064-Gerät der französischen Firma Cilas ermittelt.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, relativ grobkörnige Metallpigmente als Substrate zu verwenden. Bei d5o-Werten unterhalb von 25 μm sind die Pigmente aufgrund ihrer hohen spezifischen Oberfläche mit dunklen Pigmenten nur schwer oder gar nicht gleichmäßig zu beschichten. Die IR-Reflexion nimmt auch nicht weiter zu, da zunehmend die Größe der Pigmente die der einstrahlenden Wellenlängen erreicht. Oberhalb eines d50-Wertes von 150 μm wiederum nimmt die Tendenz zu einem metallischen Sparkleeffekt deutlich zu. Ferner lassen sich derart grobe Pigmente nur noch schwer in viele Anwendungssysteme einarbeiten.
Die mittlere Dicke der plättchenförmigen Metallpigmentkerne liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,25 bis 4 μm, bevorzugt von 0,3 bis 3 μm und besonders bevorzugt von 0,4 bis 2 μm.
Unterhalb von 0,25 μm mittlerer Pigmentkerndicke ist die spezifische Oberfläche der plättchenförmigen Kerne oder Substrate zu hoch, um eine gleichmäßige Beschichtung mit dunklen Farbpigmenten zuzulassen. Bei einer mittleren Dicke oberhalb von 4 μm ist der Metallkern so dick, dass sich der Anteil des Metallkernes und damit auch das IR-Reflexionsvermögen im erfindungsgemäßen Pigment zu gering ist, dass kein effektives IR-Reflexionsvermögen mehr erreicht wird.
Die mittlere Pigmentdicke kann durch Auszählung der Dicken im REM oder durch Spreitung auf einer Wasseroberfläche in üblicher, dem Fachmann bekannten Weise ermittelt werden.
Die plättchenförmigen Kerne oder Substrate, vorzugsweise Metalleffektpigmente, weisen vorzugsweise spezifische BET-Oberflächen von ca. 0,2 bis ca. 5 m2/g auf. Metallpigmente oder Metalleffektpigmente mit einer Länge bzw. Breite unter 3 μm haben eine zu große spezifische Oberfläche und können nicht mehr hinreichend deckend mit dunklem Farbpigment beschichtet werden. Zudem wird von plättchenförmigen Kernen oder Substraten dieser Größe die IR-Strahlung nicht mehr optimal reflektiert, da diese bereits kleiner als die Wellenlänge des zu reflektierenden IR-Lichtes sind. Außerdem lassen sich diese Metallpigmente oder Metalleffektpigmente aufgrund ihrer hohen spezifischen Oberfläche nicht mehr vollständig mit dunklen Pigmenten belegen oder diese entsprechend in eine Beschichtung einbinden. Oberhalb einer Größe, also Länge bzw. einer Breite, von 250 μm ist die durch die Pigmente erreichte spezifische Deckung hinsichtlich des IR- reflektierenden Metallanteils und damit die IR-Reflexion, beispielsweise in einer Farbe oder einem Lack, zu gering. Außerdem kann man Pigmente mit Größen von mehr als 250 μm schon sehr deutlich mit dem Auge als Partikel wahrnehmen, was unerwünscht ist.
Die plättchenförmigen metallischen Kerne oder Substrate bzw. Metallpigmente können in einer bereits passivierten Form vorliegen. Beispiele hierfür sind mit SiÜ2 beschichtete Aluminiumpigmente (Hydrolan®, PCX oder PCS, Fa. Eckart) oder chromatierte Aluminiumpigmente (Hydrolux®, Fa. Eckart). Bei Verwendung derart passivierter bzw. gegenüber Korrosion geschützter Substrate sind maximale Stabilitäten hinsichtlich der Gasungsstabilität in einer wässrigen Farbe, insbesondere Dispersionsfarbe, wie eventuell auch der Korrosionsstabilitäten im Außenbereich gegeben.
Die IR-Strahlung im wesentlichen gering absorbierende und den plättchenförmigen Kern im wesentlichen umhüllenden Beschichtung umfasst bevorzugt dunkle Farbpigmente und eine Matrix.
Hierbei können die dunklen Farbpigmente in, auf und/oder unter der Matrix angeordnet sein. In jedem Fall werden die dunklen Farbpigmente durch die oder in der Matrix auf dem plättchenförmigen Kern fixiert. Bevorzugt werden die dunklen Farbpigmente von der Matrix weitgehend umhüllt bzw. in der Matrix eingebettet, sind also von dieser umschlossen. Die dunklen Farbpigmente können jedoch auch auf der Matrix angeordnet und beispielsweise über elektrostatische Kräfte mit der Matrix auf der Pigmentoberfläche fixiert sein.
Gemäß einer bevorzugten Variante umhüllt die Matrix samt den dunklen Farbpigmenten den plättchenförmigen Metallkern vorzugsweise gleichmäßig. Diese vorzugsweise umhüllende Matrix schützt den Kern ferner vor dem korrosiven Einfluss von Wasser oder Atmosphärilien.
Unter einer im wesentlichen umhüllenden Beschichtung wird im Sinne der Erfindung verstanden, dass der IR-reflektierende plättchenförmige Kern so von der Beschichtung umhüllt ist, dass der Kern bei einem Betrachter keinen wahrnehmbaren glänzenden Sinneseindruck hervorruft. Des weiteren ist der Grad der Umhüllung so weitgehend, dass bei einem korrosionsanfälligen metallischen IR- reflektierenden Kern, beispielsweise bei Aluminiumplättchen, das Auftreten von Korrosion unterdrückt oder vermieden wird.
Durch die gleichmäßige Beschichtung des IR-reflektierenden Kerns mit im optischen Wellenlängenbereich deckenden und absorbierenden, dabei weitgehend dunklen und IR-Strahlung gering absorbierenden Farbpigmenten erhält das erfindungsgemäße Pigment insgesamt ein weitgehend dunkles Aussehen. Der vom IR-reflektierenden Kern herrührende optische Effekt wird dabei weitgehend, vorzugsweise vollständig, unterdrückt. Aufgrund der geringen IR-Absorption der aufgebrachten dunklen Farbpigmente wird überraschenderweise ein hoher IR- Reflexionsgrad bei dem erfindungsgemäßen Pigment erhalten
Im Rahmen dieser Erfindung sind unter "optische Eigenschaften" oder "optischer Effekt" immer jene dem menschlichen Auge sichtbaren Eigenschaften der IR- Strahlung reflektierenden Pigmente gemeint. Diese Eigenschaften werden physikalisch im wesentlichen von den optischen Eigenschaften im Wellenlängenbereich von ca. 400 bis ca. 800 nm bestimmt.
Unter dunkel wird in diesem Zusammenhang verstanden, dass die erfindungsgemäßen Pigmente große Bereiche des sichtbaren Lichtes absorbieren und dadurch dem menschlichen Betrachter als dunkel erscheinen.
Unter IR-Strahlung gering absorbierenden dunklen Farbpigmenten werden solche verstanden, die eine im wesentlichen geringe Absorption im IR-Spektralbereich, somit im wesentlichen eine IR-Transparenz und/oder ein IR-Reflexionsvermögen aufweisen. Bevorzugt sind dunkle Farbpigmente, vorzugsweise in Form von Partikeln, die im Wellenlängenbereich des NIR-Spektralbereiches (0,8 bis 2,5 μm) geringe Absorptionen aufweisen und somit NIR niedrig absorbierend sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform handelt es sich bei den dunklen, im IR- Bereich gering absorbierenden dunklen, bevorzugt schwarzen und/oder braunen, Farbpigmenten um Partikel mit einer mittleren Primärkorngröße von 10 nm bis 1000 nm, bevorzugt von 20 bis 800 nm, weiter bevorzugt von 30 nm bis 400 nm. Unterhalb von 10 nm mittlerer Primärkorngröße sind die dunklen Farbpigmente zu feinteilig, um gleichmäßig auf die Metallpigmentsubstratoberfläche aufgebracht werden zu können, so dass die dekorativen Effekte des metallischen Kernes (Glanz, Flop etc.) wirksam unterdrückt werden. Oberhalb von 1000 nm ist die spezifische Deckung und damit die Wirkung der dunklen Pigmente zu gering, so dass ebenfalls die optischen Eigenschaften des metallischen Kernes wieder zu stark zutage treten.
Die dunklen Farbpigmente können beispielsweise aus der Gruppe der komplexen anorganischen Buntpigmenten wie Spinellmischphasen, Eisenoxiden, Eisen- Mangan-Mischoxiden ausgewählt werden. Bei den Mischphasenpigmenten handelt es sich vorzugsweise um Kupfer-Chrom-Spinelle vom Typ CuCr2O4, Chromeisenschwarz Cr2O3(Fe), Chromeisenbraun (Fe1Cr)2O3 und/oder (Zn, Fe)(Fe1Cr)2O4. Es kann sich jedoch auch um dunkle organische Farbpigmente aus der Gruppe der Perylene, wie z.B. Paliogen Schwarz oder Lumogen, (Fa. BASF, Deutschland), handeln oder aus Mischungen all dieser hier exemplarisch aufgeführten Pigmente bestehen.
Bevorzugt weisen die dunklen Farbpigmente im IR-Bereich ein geringes Absorptionsvermögen auf, derartige Farbpigmente werden auch als "cold-IR- Pigmente" bezeichnet.
Besonders bevorzugt werden Spinell-Mischphasenpigmente oder Perylene verwendet, wie sie beispielsweise von den Firmen Ferro, USA, und Shepherd, USA, bzw. BASF, Deutschland, vertrieben werden. Vor allem die Spinell- Mischphasenpigmente weisen den Vorteil sehr hoher chemischer und thermischer Stabilitäten auf.
Die Menge des verwendeten dunklen Farbpigmentes, welches in die Beschichtung ein- bzw. aufgebracht wird, ist abhängig von der Art, Größe und vor allem von der spezifischen Oberfläche des IR-reflektierenden plättchenförmigen metallischen Kerns. Unter der spezifischen Oberfläche des IR-reflektierenden Kerns wird die Oberfläche des IR-reflektierenden Kerns pro Gewicht verstanden. Die spezifische Oberfläche des IR-reflektierenden Kerns wird mit der bekannten BET-Methode ermittelt. Um eine genügend starke dunkle Abdeckung bei den erfindungsgemäßen IR- reflektierenden Pigmente zu gewährleisten, weisen diese vorzugsweise dunkle Farbpigmente in einer Menge von 20 bis 80 Gew.-%, bevorzugt von 30 bis 70 Gew.- % und besonders bevorzugt von 40 bis 65 Gew.-%, jeweils bezogen auf das Gewicht des gesamten erfindungsgemäßen IR-reflektierenden Pigmentes, auf.
Bei Mengen von unter 20 Gew.-% an dunklen Farbpigmenten kann die gewünschte dunkle Abdeckung der IR-reflektierenden Pigmente zu gering sein, wodurch die IR- reflektierenden Pigmente metallisch wirken können, was nicht erwünscht ist. Bei Mengen von mehr als 80 Gew.-% kann es zu einer zu geringen IR-Reflexion kommen, da der Anteil des IR-reflektierenden Kerns, bezogen auf das gesamte Pigment, zu gering sein kann. Um mit letzteren Pigmenten eine gute IR-Reflexion in beispielsweise einer Farbe oder Lack zu erhalten, muss dieses Medium entsprechend hoch pigmentiert werden. Eine hohe Pigmentierung d.h. ein hoher Gehalt von erfindungsgemäßem Pigment in dem Applikationsmedium, führt einerseits zu hohen Herstellungskosten. Andererseits kann es auch zu Überpigmentierungen und damit zu schlechten anwendungstechnischen Eigenschaften der Farbe oder des Lackes kommen.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen werden pro 1 m2 Oberfläche des plättchenförmigen IR-reflektierenden Metallkerns vorzugsweise 0,3 bis 10 g, bevorzugt 0,5 bis 7 g, weiter besonders bevorzugt 0,7 bis 3 g und besonders bevorzugt 1 ,0 bis 2,5 g des dunklen Pigmentes auf das vorzugsweise plättchenförmige Metallpigment bzw. den plättchenförmigen metallischen Kern aufgebracht.
Unterhalb von 0,3 g/m2 Substratoberfläche kann die Belegung des vorzugsweise plättchenförmigen Metallpigmentes mit dem oder den dunklen Farbpigment(en) zu gering sein, um einen befriedigenden Dunkeleffekt zu geben. Oberhalb von 10 g/m2 ist der Dunkeleffekt praktisch gesättigt und der Anteil des IR-reflektierenden Kerns am Gesamtpigment kann zu gering sein, so dass ein solches erfindungsgemäßes Pigment gegebenenfalls kein ausreichendes IR-Reflexionsvermögen mehr aufweist. Sonnenlicht, das als Strahlung bis zur Erdoberfläche reicht, lässt sich, wie bereits einleitend erwähnt, in drei Teilbereiche aufteilen: 3% der auf der Oberfläche ankommenden Energie decken den UV-Spektralbereich (295-400 nm) ab, nahezu 50% den visuellen Bereich (400-800 nm) und 47% den IR-Bereich (800-2500 nm).
Da dunkle insbesondere Materialien i.d.R. den UV- und visuellen Bereich nahezu komplett absorbieren, kann theoretisch ein komplett IR-Strahlung reflektierendes schwarzes Material maximal 47% der solaren Strahlung reflektieren.
Das Reflexionsvermögen solarer Strahlung von Materialien kann mittels der ASTM- Norm E903 bestimmt werden. Der solare Reflexionsgrad wird dabei bestimmt aus einem gegen einen Gold-Standard gemessenen Reflexionsgrad über den Wellenlängenbereich 300 bis 2500 nm, gewichtet über die spektrale Intensitätsverteilung der solaren Strahlung.
In Anlehnung an die ASTM-Norm E903 wurde für die erfindungsgemäßen Pigmente wie folgt vorgegangen:
Unter der Annahme, dass im wesentlichen dunkle oder schwarze Pigmente im UVΛ/is-Spektralbereich (295-800 nm) die Strahlung nahezu komplett absorbieren, wird der UVA/is-Bereich (295-800 nm) vernachlässigt und ein solarer NIR-
Reflexionsgrad pNiR(soiao(λ) (s. Gleichung 1) für den Wellenlängenbereich 800-2500 nm definiert. Dieser ergibt sich aus einem ermittelten NIR-Reflexionsgrad PNIRM (s. Gleichung 2), gewichtet über den Anteil der spektralen Intensitätsverteilung der solaren Strahlung im NIR-Bereich ENm(λ) (800-2500 nm).
' NIRsolar V ) ~ ' ' NIR-Reflexionsgrad Probe gegen Schwarzstand (λ)
NIR-Reflexionsgrad Gold gegen Schwarzstandard (λ)
An einem Beispiel gefasst, bedeutet dies, dass z.B. eine Probe mit einem hier definierten solaren NIR-Reflexionsgrad pNiR(Soiar)(λ) von 36%, die auf der Erde ankommenden solaren NIR-Strahlung im Bereich von 800-2500 nm zu 36% zu reflektieren vermag. Unter der Annahme, dass durch schwarze Pigmente im UV/Vis- Spektralbereich nahezu kein Anteil reflektiert wird, würden 36% der anteilig 47% aus dem NIR-Bereich der solaren Strahlung reflektiert, d.h. rund 17% der gesamten solaren Strahlung könnten reflektiert werden.
Das Reflexionsvermögen der erfindungsgemäßen Pigmente in Applikationen kann wie folgt bestimmt werden: Mit Hilfe eines FT-NIR-Spektrometers MPA-R der Firma Bruker kann mittels einer Ulbricht-Integrationskugel (Goldoberfläche) die diffuse Reflexion über alle Raumwinkel gemessen. Dazu wird ein Goldstandard mit aufgerauter Oberfläche gegen einen absoluten Schwarzstandard gemessen. Eine Probe wird gegen den Schwarzstandard gemessen und anschließend gegen die Werte der Goldprobe ins Verhältnis gesetzt. Daraus ergibt sich für jede Wellenlänge im NIR-Bereich (800-2500 nm) ein entsprechender Reflexionsgrad (prozentual normiert auf die maximale Reflexion des Goldstandards), der nach Gleichung (1) wellenlängenabhängig gegen die solare Strahlung gewichtet wird.
Die erfindungsgemäßen Pigmente weisen in opaken Lackapplikationen nach obiger Bestimmung bei 298 K einen solaren NIR-Reflexionsgrad pNiR(soiar)(λ) von wenigstens 15 %. Weiter bevorzugt weisen die IR-Strahlung reflektierenden Pigmente einen Reflexionsgrad von mehr als 25 % und ganz bevorzugt von mehr als 30 % auf. Das bedeutet bei einem solaren NIR-Reflexionsgrad von 30 %, dass 30 % des NIR-Anteils der solaren Strahlung im Bereich von 800 bis 2500 nm reflektiert werden. Um die Absorption der im wesentlichen gering absorbierenden, vorzugsweise nicht absorbierenden, und im wesentlichen, vorzugsweise vollständig, umhüllenden Beschichtung näher zu charakterisieren, kann der oben beschriebene NIR-
Absorptionsgrad αNiR(Soiar)(λ)Beschichtung eines erfindungsgemäßen, beschichteten Pigmentes wie folgt aus den solaren Reflexionsgraden ermittelt werden (Gleichung 3):
✓ /, >. _ , αNIR(Solar) VV Beschickung ~ * 777
Der entsprechend Gleichung 3 definierte Wert αNiR(Soiar)(λ)Beschichtung wird im Rahmen dieser Erfindung als "NIR-Absorptionsgrad Beschichtung" bezeichnet. Das errechnete Verhältnis beträgt bevorzugt < 0,6, bevorzugt < 0,3 und besonders bevorzugt < 0,2. Je geringer der Absorptionsgrad der Beschichtung, desto weniger wird die optimale NIR-Reflexion des unbeschichteten Metallkerns durch die Beschichtung gemindert.
Unter einer im wesentlichen oder weitgehend transparenten und im wesentlichen, vorzugsweise vollständig, umhüllenden Beschichtung werden solche Beschichtungen verstanden, bei denen das erfindungsgemäße IR-Strahlung reflektierende Pigment die oben genannten Eigenschaften hinsichtlich seines IR-Reflexionsgrades aufweist. Die im wesentlichen oder weitgehend im NIR gering absorbierende umhüllende Beschichtung weist dabei vorzugsweise das dunkle Erscheinungsbild verbessernde oder hervorrufende dunkle Farbpigmente auf.
Die verwendeten dunklen Farbpigmente können auch oberflächenbehandelt sein und z.B. mit Metalloxiden beschichtet und/oder durch oberflächenaktive Substanzen wie Dispergierhilfsmittel, Tenside, organische Polymere modifiziert sein oder mit diesen zusammen vorliegen. Insbesondere können die dunklen Farbpigmente mit Metalloxid(en), beispielsweise SiO^, umhüllt oder von diesen eingekapselt sein.
Die erfindungsgemäßen Pigmente besitzen vorzugsweise im spektralen IR-Bereich von 800 nm bis zu einer Obergrenze von 1.500 nm, weiter bevorzugt bis 2.500 nm, noch weiter bevorzugt bis 15.000 nm und besonders bevorzugt bis 25.000 nm ein signifikantes Reflexionsvermögen.
Der Wellenlängenbereich im NIR-Bereich von 800 -1.500 nm bzw. von 800 - 2.500 nm ist entscheidend bei der Betrachtung einer thermischen Erwärmung von Objekten.
Dieser Bereich ist der energiereichere Teil der Wärmestrahlung, bei dem die eingestrahlte Sonnenstrahlung relativ hoch ist und der mit einer thermischen Erwärmung korrelierbar ist.
Um dies zu verdeutlichen, wurden die hier errechneten solaren NIR-Reflexionsgrade von den in den Beispielen angeführten Pigmenten (vgl. Tabelle 1 und Abbildung 1) mit den erhaltenen Oberflächentemperaturen von lackierten ABS-Panels (nach 30 min. Bestrahlung mit einem 500W-Strahler) korreliert und in Abbildung 1 aufgetragen.
Entsprechende NIR-Reflexions-Spektralkurven von in den Beispielen angegeben Pigmenten sind als Spritzlackapplikationen auf schwarzen ABS-Panels in Abbildung 2 und 3 angegeben.
Hohe Reflexionsgrade in über den gesamten IR-Bereich, d.h. von 800 nm bis 15.000 nm bzw. bis 25.000 nm, sind insbesondere für IR-Tamfarben von besonderem Interesse.
Die erfindungsgemäßen Pigmente zeigen sowohl ein hohes Reflexionsvermögen im NIR-Bereich (vgl. Abbildung 2 und 3, gemessen als Lackapplikation auf schwarzen ABS-Panels) als auch signifikante Reflexionsgrade im MIR-Bereich (vgl. Abbildung 4 und 5, gemessen als 1 ,5%ige Pulverschüttung in KBr).
Ein Charakteristikum insbesondere von Effektpigmenten ist der hohe Glanz einer Färb- oder Lackbeschichtung, die die Effektpigmente enthalten. Da die erfindungsgemäßen Pigmente diese charakteristischen optischen Glanzeigenschaften der Effektpigmente nicht mehr zeigen, besitzen die Lackabzüge sehr geringe Glanzwerte.
Als Kriterium wird hier der Glanz bei 60° der mit einem Trigloss-Gerät der Fa. Byk- Gardner, Deutschland gemäß Herstellerangaben gemessen wurde, herangezogen. Die erfindungsgemäßen Pigmente besitzen in einer entsprechend pigmentierten und deckend-applizierten NC-Lackabzug einen Glanz von 0,1 bis 2, bevorzugt von 0,2 bis 1 Einheiten. Üblicherweise liegt der Glanz bei Effektpigmenten in einem Bereich von ca. 30 bis 160, was zeigt, dass der für Metalleffektpigmente typische metallische Glanz bei den erfindungsgemäßen Pigmenten wirksam unterdrückt ist.
Die Matrix der für IR-Strahlung im wesentlichen gering absorbierenden Beschichtung, welche sowohl den Kern als auch die dunklen Pigmente weitgehend, vorzugsweise vollständig, umhüllt, ist optisch weitgehend. Die Matrix umfasst oder besteht vorzugsweise aus Metalloxiden und/oder einem oder mehreren organischen Polymeren und/oder Bindemittel(n). Die dunklen Pigmente können auch auf der im wesentlichen, vorzugsweise vollständig, umhüllenden Beschichtung oder Matrix aufgebracht sein. Die Matrix ist vorzugsweise weitgehend farblos, um den durch die auf- oder eingebrachten dunklen Farbpigmente erzeugten visuellen Effekt nicht zu beeinträchtigen.
Unter weitgehend farblos wird erfindungsgemäß verstanden, dass die Metalloxide und/oder organischen Polymere und/oder Bindemittel keine wesentliche Eigenfärbung aufweisen, die nicht von dem durch die dunklen Farbpigmente erzeugten Farbeffekt überdeckt werden kann.
Wenn der Kern aus einem plättchenförmigen Metallpigment besteht, so ist das weitgehend farblose Matrixmaterial bevorzugt ein Metalloxid, da auf diese Weise der Kern sehr gut vor Korrosion geschützt werden kann. Das für das Matrixmaterial zu verwendende Metalloxid sowie die Menge desselben werden insbesondere unter dem Gesichtspunkt ausgewählt, dass das erfindungsgemäße Pigment möglichst wenig IR-Strahlung absorbiert. Jegliche IR-Absorption der erfindungsgemäßen Pigmente führt zu einer verminderten IR-Reflexion und schwächt damit die gewünschte Wirkung der erfindungsgemäßen Pigmente. Das Matrixmaterial bewirkt eine Haftung der Farbpigmente auf dem IR-Strahlung reflektierenden Kern, so dass die dunklen Farbpigmente auch nach der Dispergierung das Applikationsmedium weitgehend auf den IR-Strahlung reflektierenden Kern haften bleiben. Erst diese zuverlässige Anbindung ermöglicht die Unterdrückung der Effektpigment-typischen optischen Erscheinungen und ermöglicht das weitgehend dunkle Aussehen, was durch eine reine Abmischung von Metalleffektpigment und dunklem Farbpigment nicht zu erreichen ist. Zudem ist durch die zuverlässige Kopplung von dunklem Farbpigment und IR-Strahlung reflektierendem Pigment eine Separierung derselben ausgeschlossen, wodurch zuverlässig die metalleffekttypischen Effekte, wie Glanz, Sparkle und/oder Flop, unterdrückt werden.
Beispiele für sehr geeignete Metalloxide sind Siliciumdioxid und oder teilhydratisiertes Silicumdioxid, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Boroxid, Borhydroxid, Zirkoniumoxid oder deren Mischungen. Besonders bevorzugt ist Siliciumdioxid.
Bei weiteren bevorzugten Ausführungsformen werden als Matrixmaterial ein oder mehrer organische Polymere und/oder Bindemittel verwendet. Hier sind besonders bevorzugt jene Polymere, die auch als Bindemittel in Lacken, Farben oder Druckfarben eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind Polyurethane, Polyester, Polyacrylate und/oder Polymethacrylate. Es hat sich gezeigt, dass sich die erfindungsgemäßen Pigmente sehr gut in Bindemittel einarbeiten lassen, wenn die organische Beschichtung und das Bindemittel sehr ähnlich zueinander oder identisch sind.
Die Bindemittel weisen weiterhin bevorzugt eine Glasübergangstemperatur oberhalb von 75 CC und weiter bevorzugt oberhalb 90 0C auf. Dadurch ist die Matrix bei Raumtemperatur derart fest, das eine Ablösung von in der Matrix enthaltenen dunklen Farbpigmente nicht erfolgt.
Die optisch weitgehend farblose Matrix ist vorzugsweise in einem Anteil von 2 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des gesamten Pigments vorhanden. Bevorzugt beträgt der Anteil 5 bis 20 Gew.-% und besonders bevorzugt 6 bis 15 Gew.-%. Überraschenderweise können bei derart geringen Mengen an Matrixmaterial sowohl die dunklen Farbpigmente zuverlässig und gleichmäßig auf der Oberfläche der plättchenförmigen Kerne angeordnet als auch bei metallischen Kernen eine Korrosionsstabilität dieser Kerne erreicht werden. Bei einem Anteil unter 2 Gew.-% kann es sein, dass die Pigmente nicht zuverlässig genug auf der Oberfläche des IR- reflektierenden Kerns angeordnet sind. Zudem kann es sein, dass bei metallischen Kernen die erforderliche Korrosionsstabilität, die eine möglichst vollständige Umhüllung der Kerne mit der Matrix erfordert, bei diesen geringen Mengen nicht ausreichend gegeben ist. Bei Mengen über 30-Gew-% kann es sein, dass die IR- Absorption durch das Matrixmaterial in ungünstiger Weise zunimmt und dadurch der IR-Reflexionsgrad stark gemindert wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der IR-Strahlung reflektierende Kern ein plättchenförmiges Metallpigment, wobei das Metall vorzugsweise aus der Gruppe, die aus Aluminium, Kupfer, Zink, Eisen, Silber und Legierungen davon besteht, ausgewählt wird
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform bestehen der IR-reflektierende Kern aus plättchenförmigem Aluminium und die optisch weitgehend farblose Matrix aus SiO2. Ferner ist bevorzugt, dass das dunkle Farbpigment aus der Gruppe der komplexen anorganischen Buntpigmente wie Spinellmischphasen, Eisenoxide, Eisen-Mangan-Mischoxide und Mischungen davon ausgewählt ist. Bei den Mischphasenpigmenten handelt es sich vorzugsweise um Kupfer-Chrom-Spinelle vom Typ CuCr2O4, Chromeisenschwarz Cr2O3(Fe), Chromeisenbraun (Fe1Cr)2O3, und/oder (Zn, Fe)(Fe1Cr)2O4.
Aluminium besitzt die höchste IR-Reflexion und ist kommerziell sehr gut verfügbar. SiO2 eignet sich hervorragend zur Korrosionsstabilisierung des Aluminiums. Die dunklen Farbpigmente aus der Reihe komplexen anorganischen Buntpigmenten zeichnen sich zudem durch im NIR gering absorbierende Eigenschaften aus und sie besitzen eine hohe chemische und thermische Stabilität.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die erfindungsgemäßen Pigmente eine organische Oberflächenmodifizierung auf. Die erfindungsgemäßen Pigmente sind vorzugsweise mit leafing-fördernden Agenzien modifiziert. Die leafing- fördemden Agenzien bewirken ein Aufschwimmen der erfindungsgemäßen Pigmente an der Oberfläche des Applikationsmediums, bspw. einer Farbe, bevorzugt einer Dispersionsfarbe oder eines Lackes. Dadurch, dass sich die erfindungsgemäßen Pigmente an der Oberfläche des Applikationsmediums anordnen, wird das IR- Reflexionsvermögen im applizierten Zustand verbessert, da die IR-Strahlung bereits an der Oberfläche des Applikationsmediums reflektiert wird und nicht erst in das Applikationsmedium eindringen muss, wodurch es zu Absorptionsverlusten kommen kann.
Vorzugsweise werden die erfindungsgemäßen Pigmente mit langkettigen gesättigten Fettsäuren wie beispielsweise Stearinsäure, oder Palmitinsäure oder langkettigen Alkylsilanen mit 8 bis 30 C-Atomen, vorzugsweise 12 bis 24 C-Atomen oder mit langkettigen Phosphorsäuren oder Phosphonsäuren oder deren Ester und/oder langkettigen Aminen oberflächenmodifiziert.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen dunklen IR-reflektierenden Pigmente wird auf einen plättchenförmigen, metallischen IR-Strahlung reflektierenden Kern eine für IR-Strahlung im wesentlichen gering absorbierende und dunkle Beschichtung aufgebracht.
Beispielsweise können die plättchenförmigen Kerne in einer entsprechenden Beschichtungslösung, die beispielsweise dunkle Farbpigmente sowie die Komponenten zur Ausbildung einer Matrix in einem geeigneten Lösungsmittel enthält, suspendiert und somit beschichtet werden.
Die Beschichtung umfasst dabei vorzugsweise dunkle Farbpigmente und eine Matrix.
Zur Vermeidung von Wiederholungen wird in Bezug auf das gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte erfindungsgemäße Pigment auf die obigen Erläuterungen verwiesen, die entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren gelten. Bei einer weiter bevorzugten Verfahrensvariante werden die dunklen, für IR- Strahlung im wesentlichen gering absorbierenden Farbpigmente zusammen mit Metalloxid unter Verwendung nasschemischer Sol-Gel-Verfahren um den Kern, vorzugsweise vollständig, umhüllend aufgebracht, beispielsweise durch Auffällung, so dass die dunklen Farbpigmente in der Metalloxidschicht im wesentlichen eingebettet sind.
Besonders bevorzugt wird hierbei als Metalloxid SiO2 mit einem naßchemischen Sol- Gel-Verfahren, beispielsweise unter Hydrolyse von Tetraalkoxysilanen, auf den IR- reflektierenden plättchenförmigen Kern aufgebracht.
Bei einer weiteren bevorzugten Verfahrensvariante umfaßt das erfindungsgemäße Verfahren die folgenden Schritte: a) Dispergieren des plättchenförmigen IR-reflektierenden Pigmentkerns in einem Lösemittel, vorzugsweise in einem organischen Lösemittel, b) Zugabe von Wasser, einer Metallalkoxyverbindung und optional einem. Katalysator, wobei optional erwärmt wird, um die Reaktion zu beschleunigen, c) Zugabe von IR-transparenten dunklen Farbpigmenten, vorzugsweise als Dispersion in einem Lösemittel, bevorzugt in organischem Lösemittel.
Nach Reaktionsende kann das erfindungsgemäße Pigment, d.h. der mit dunklen Pigmenten und Metalloxid beschichtete plättchenförmige IR-reflektierende plättchenförmige Kern, von nicht umgesetzten Edukten und vom Lösemittel abgetrennt werden. Danach kann eine Trocknung sowie optional eine Größenklassierung erfolgen.
Als Metallalkoxyverbindung werden bevorzugt Tetraalkoxysilane wie Tetramethoxysilan oder Tetraethoxysilan verwendet, um eine SiO2-Schicht mit vorzugsweise darin eingebetteten dunkle Farbpigmenten auf und vorzugsweise den Kern umhüllend zu fällen.
Als organische Lösemittel werden bevorzugt wassermischbare Lösemittel verwendet. Besonders bevorzugt verwendet man Alkohole wie z.B. Methanol, Ethanol, n- Propanol, i-Propanol, n-Butanol, i-Butanol, t-Butanol oder Glykole. Die Menge an Wasser sollte bevorzugt zwischen dem 1 ,5-fachen und 30-fachen der für die Sol-Gel-Reaktion stöchiometrisch benötigten Menge liegen. Bevorzugt liegt die Menge an Wasser zwischen dem 2-fachen und 10-fachen der stöchiometrisch benötigten Menge.
Unterhalb der 1 ,5-fachen stöchiometrisch benötigten Menge ist die Reaktionsgeschwindigkeit des Sol-Gel-Prozesses zu langsam und oberhalb der 30- fachen stöchiometrisch benötigten Menge kann die Schichtbildung nicht gleichmäßig genug sein.
Die Reaktionstemperatur während der Sol-Gel-Reaktion liegt vorzugsweise zwischen 400C und der Siedetemperatur des verwendeten Lösemittels.
Als Katalysatoren können bei der Sol-Gel-Reaktion schwache Säuren oder Basen verwendet werden.
Als Säuren werden bevorzugt organische Säuren wie beispielsweise Essigsäure, Oxalsäure, Ameisensäure, etc. verwendet.
Als Basen werden bevorzugt Amine verwendet. Beispiele hierfür sind: Ammoniak, Hydrazin, Methylamin, Ethylamin, Triethanolamin, Dimethylamin, Diethylamin, Methylethylamin, Trimethylamin, Triethylamin, Ethylendiamin, Trimethylendiamin, Tetramethylendiamin, 1-Propylamin, 2-Propylamin, 1-Butylamin, 2- Butylamin, 1- Propylmethylamin, 2-Propylmethylamin, 1-Butylmethylamin, 2-Butylmethylamin, 1- Propylethylamin, 2-Propylethylamin, 1-Butylethylamin, 2-Butylethylamin, Piperazin und/oder Pyridin.
Die dunklen Farbpigmente können, bevorzugt vor der Zugabe zur Beschichtungssuspension, mechanisch zerkleinert werden, um möglichst viele Primärpartikel vorliegen zu haben. Dies kann in üblicherweise in einem organischen Lösemittel, ggfs unter Zugabe geeigneter Dispergieradditive und/oder Bindemittel geschehen. Die Zerkleinerung kann in den üblichen Aggregaten erfolgen, wie beispielsweise Dreiwalzenstuhl, Co-BaII-MiII, Zahnraddispergiermühle etc. Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die erfindungsgemäßen Pigmente durch ein Sprühtrocknungsverfahren hergestellt.
Bei dieser Verfahrensvariante wird eine Dispersion, umfassend ein leicht flüchtiges, organisches, Lösemittel, IR-Strahlung reflektierende plättchenförmige Kerne, dunkle Farbpigmente und ein oder mehrere organische Polymer und/oder Bindemittel unter Versprühen sprühgetrocknet.
Vorzugsweise wird die Sprühtrocknung in einer bewegten Atmosphäre, beispielsweise einer Wirbelschicht, durchgeführt, um Agglomerationen zu vermeiden. Während des Sprühtrocknens werden die plättchenförmigen Kerne gleichmäßig mit dem organischen, vorzugsweise filmbildenden, Polymere und/oder Bindemittel und den dunklen Farbpigmenten beschichtet. Nach der Trocknung kann das organische, vorzugsweise filmbildende Polymer und/oder Bindemittel ausgehärtet werden. Dies kann bevorzugt ebenfalls in der Sprühtrocknungsapparatur geschehen, indem beispielsweise die Temperatur des Speisegases oberhalb der Aushärtungstemperatur des Bindemittels liegt.
Bei einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das erfindungsgemäße IR-Strahlung reflektierende, vorzugsweise plättchenförmige, Pigment durch Beschichtung der IR-reflektierenden Kerne mit einer Matrix aus geeigneten Ausgangsverbindungen und dunklen Farbpigmenten in einem Wirbelschichtverfahren erhalten werden.
Die erfindungsgemäßen, IR-Strahlung reflektierenden, vorzugsweise plättchenförmigen, Pigmente werden bevorzugt in Farben, Lacken, Druckfarben, Sicherheitsdruckfarben, Textilien, militärischen Anwendungen oder Kunststoffen verwendet.
Mit den erfindungsgemäßen Pigmenten pigmentierte Applikationsmedien, beispielsweise Farben oder Lacke, besitzen ein weitgehend dunkles Aussehen. Der Verdunklungsgrad dieser Applikationsmedien kann gegebenenfalls durch weitere Zugabe von Farbpigmenten, die ggfs. IR-transparent sind, z.B. Paliogen Schwarz oder Lumogen (BASF) weiter erhöht werden. Außerdem können durch Tönen mit Farbmitteln wie organischen oder anorganischen Farbpigmenten andersfarbige Farben oder Lacke hergestellt werden.
Um einen möglichst geringen IR-Absorptionsgrad einer beispielsweise mit einer Dispersionsfarbe bestrichenen Wand zu erreichen, ist es bevorzugt, dass die Dispersionsfarbe die erfindungsgemäßen Pigmente in einer solchen Menge enthält, so dass der Anteil der IR-Strahlung reflektierenden Kerne, bezogen auf das Gewicht aller nicht-flüchtigen Komponenten der Dispersionsfarbe, bei 2 bis 30 Gew.-%, bevorzugt bei 4 bis 20 Gew.-% und besonders bevorzugt bei 7 bis 15 Gew.-% liegt.
Um möglichst geringe Absorptionsgrade bzw. hohe Reflexionsgrade realisieren zu können, ist es bevorzugt, dass die weiteren Komponenten Applikationsmediums wie beispielsweise Bindemittel oder Füllstoffe ebenfalls eine möglichst geringe IR- Absorption aufweisen. Auch können die Pigmentierungshöhen der Bindemittel, Füllstoffe und/oder dunkle Farbpigmente aufgrund der zusätzlichen Pigmentierung durch die erfindungsgemäßen Pigmente deutlich geringer, als dies im Stand der Technik üblich ist, ausfallen.
Die folgenden Beispiele und Abbildungen dienen der Erläuterung der Erfindung ohne diese in irgendeiner Weise zu beschränken.
Abbildungen
Abbildung 1 zeigt die Korrelation von thermischer Erwärmung von lackierten ABS- Kunststoffpanels nach 30 Minuten Bestrahlung mit einem 500 W Strahler in Abhängigkeit berechneter solarer Reflexionsgrade. (Gestrichelte Linie: Ausgleichsgerade)
Abbildung 2 zeigt NIR-Reflexionsspektren von Pigmenten des erfindungsgemäßen Beispiels 1 im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen 3 und 8 sowie 7. Abbildung 3 zeigt NIR-Reflexionsspektren von Pigmenten des erfindungsgemäßen Beispiels 2 im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen 4 und 8 sowie 7.
Abbildung 4 zeigt MIR-Reflexionsspektren von Pigmenten des erfindungsgemäßen Beispiels 1 im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen 3 und 9.
Abbildung 5 zeigt MIR-Reflexionsmesspektren von Pigmenten des erfindungsgemäßen Beispiels 2 im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen 4 und 9.
Beispiel 1 gemäß der Erfindung:
In 250 g Isopropanol wurden 77 g Aluminiumpigmentpaste Metallux 212 (65%ig, Fa. Eckart) unter Rühren dispergiert, 5 g Tetraethoxysilan zugegeben und die Mischung unter Rückfluss erhitzt. Anschließend wurde 0,50 g Ethylendiamin (EDA) in 15 vollentsalztem Wasser und die Mischung 50 min. unter Rückfluss erhitzt. Darauf folgte eine weitere Zugabe von 0,40 g EDA in 10 g Isopropanol. Nach weiteren 10 min. Reaktionszeit wurde eine Dispersion von 37.5 g des dunklen Farbpigmentes Shepherd 20C980 (Fa. Shepherd, USA) mit 30 g Tetraethoxysilan wurde kontinuierlich über 2 h zudosiert, wobei nach 30, 60 und 90 min. jeweils 0,50 g EDA in 10 g Isopropanol zugegeben wurden. Nach letzter Zugabe wurde die Reaktionsmischung abkühlen gelassen und weitere 16 h bei 20 0C gerührt. Die Reaktionsmischung wurde filtriert und mit Isopropanol gewaschen und das erhaltene Pigment bei 100 0C im Vakuum getrocknet.
Die erhaltene Menge an getrocknetem Pigment wurde in 250 g Isopropanol dispergiert und das genannte Procedere erneut mit 37,5 g des Farbpigmentes Shepherd 20C980 wiederholt.
Die Reaktionsmischung wurde filtriert und mit Isopropanol gewaschen und das erhaltene Pigment bei 100 0C im Vakuum getrocknet.
Zur Messung der NIR-Reflexionsspektren (Wellenlängenbereich 0,8 bis 2,5 μm) wurde das erhaltene Pigment 12%ig in einen Melamin-basierenden Lack eingearbeitet und mittels Spritzapplikation deckend auf schwarze ABS- Kunststoffpanels (15 *10 cm) lackiert. An dem lackierten Muster wurden mit einem FT-NIR-Spektrometer MPA-R der Firma Bruker mittels einer Ulbricht-Integrationskugel (Goldoberfläche) entsprechend den Herstellerangaben NIR-Reflexionsmessungen durchgeführt. Die erhaltenen Daten wurden gegen einen Goldstandard referenziert und normiert. Erhaltene Spektraldaten sind in Abbildung 2 abgebildet.
Aus den erhalten NIR-Spektraldaten wurde nach Gleichung 1 der solare NIR- Reflexionsgrad berechnet (Tabelle 1).
Zur Aufnahme von MIR-Reflexionsmessung (Wellenlängenbereich 2,5 bis 25 μm) wurde in diffuser Reflexion aus einer 1 ,5%-igen Pulverschüttung in KBr gemessen. Dazu wurde fein gemörsertes KBr mit Pigment homogen vermengt und eine tablettenförmige Probenkammer (Durchmesser: 0,8 cm, Tiefe 2,2 mm) mit dem Gemisch befüllt und angepresst. Mittels einer Messeinheit Selector (Fa. Specac) wurden das IR-Reflektionspektrum in einer Viertelgeometrie gemessen (als IR-Gerät Avatec 360 der Fa. Thermo mit DTGS-Detektor). Als Referenz wurde gegen reines KBr gemessen. Die Spektralkurve ist in Abbildung 4 abgebildet.
Das lackierte ABS-Panel wurde zur Ermittlung einer Temperaturerwärmung durch Bestrahlung mit einem handelsüblichen 500W-Strahler für 30 min. in einem Abstand von 35 cm bestrahlt und mit einem Oberflächenthermometer die Oberflächentemperatur bestimmt. Die erhaltenen Daten sind in Tabelle 1 aufgeführt und in Abbildung 1 mit dem errechneten solaren NIR-Reflexionsgrad korreliert.
Weiterhin wurde von dem erhaltenen Pigment ein Nitrocellulose-Rakelabzug (20%ig,
100 μm Nassfilmstärke) angefertigt.
An dem Rakelzug wurden über Farbmessungen winkelabhängig (Gerät M 682 der
Fa. X-Rite) L*, a*, b*, C* und h* bestimmt, über diffuse Farbmessung (Minolta CR-
410) über alle Raumwinkel L*, a*, b*, C* und h* bestimmt und Glanzwerte (Trigloss-
Gerät, Fa. Byk-Gardner) bei 60° und 85° ermittelt.
Die erhaltenen Werte sind in Tabelle 2 angegeben. Beispiel 2 gemäß der Erfindung:
In Analogie zum erfindungsgemäßen Beispiel 1 wurde das dunkle Farbpigment Shepherd 10C909A zur Beschichtung des Aluminiumpigmentes unter Verwendung des gleichen Verfahrens verwendet.
Zur Ermittlung der NIR- und MIR-Spektraldaten, des solaren NIR-Reflexionsgrades und für Färb- und Glanzmessungen wurde analog Beispiel 1 verfahren (Abbildung 1 , 3 und 5, Tabelle 1 und 2).
Vergleichsbeispiel 3:
Als Vergleichsbeispiel wurde das Pigment Shepherd 20C980 in den Applikationsmedien (Spriztlackapplikation: 6%ig in Melamin-basierendem Lack auf schwarzem ABS-Kunststoffpanel, Nitrocelluloselackabzug: 12%ig, 100 μm Nassfilmstärke) eingesetzt. Die Daten der NIR und MIR-Spektralmessungen, der errechnete solare NIR-Reflexionsgrad, Färb- und Glanzmessungen wurden analog Beispiel 1 ermittelt (Abbildung 1 , 2 und 4, Tabelle 1 und 2).
Vergleichsbeispiel 4:
Als Vergleichsbeispiel wurde das Pigment Shepherd 10C909A in den Applikationsmedien (Spriztlackapplikation: 6%ig in Melamin-basierendem Lack auf schwarzem ABS-Kunststoffpanel, Nitrocelluloselackabzug: 12%ig, 100 μm Nassfilmstärke) eingesetzt. Die Daten der NIR und MIR-Spektralmessungen, der errechnete solare NIR-Reflexionsgrad, Färb- und Glanzmessungen wurden analog Beispiel 1 ermittelt (Abbildung 1 , 3 und 5, Tabelle 1 und 2).
Vergleichsbeispiel 5:
Als Vergleichendsbeispiel wurde eine Mischung des Pigmentes Shepherd 20C980 mit einem Aluminiumpigment STAPA Metallux 212 in dem Applikationsmedium
Nitrocelluloselackabzug (12% 20C980, 8% Metallux 212,100 μm Nassfilmstärke) eingearbeitet.
NIR-Spektraldaten wurden aufgrund der nicht hinreichenden optischen
Eigenschaften nicht bestimmt. Die Daten der Färb- und Glanzmessungen wurden in
Analogie zu Beispiel 1 ermittelt (Tabelle 2). Vergleichsbeispiel 6:
Als Vergleichsbeispiel wurde eine Mischung des Pigmentes Shepherd 10C909A mit einem Aluminiumpigment STAPA Metallux 212 in dem Applikationsmedium
Nitrocelluloselackabzug (12% 10C909A, 8% Metallux 212,100 μm Nassfilmstärke) eingearbeitet.
NIR-Spektraldaten wurden aufgrund der nicht hinreichenden optischen
Eigenschaften nicht bestimmt. Die Daten der Färb- und Glanzmessungen wurden in
Analogie zu Beispiel 1 ermittelt (Tabelle 2).
Vergleichsbeispiel 7:
Als Vergleichsbeispiel wurde ein Aluminiumpigment STAPA Metallux 212 in dem Applikationsmedium Nitrocelluloselackabzug (8% Metallux 212,100 μm Nassfilmstärke) eingearbeitet.
Die Daten der NIR-Spektralmessungen, der solare NIR-Reflexionsgrad, Färb- und Glanzmessungen wurden analog Beispiel 1 ermittelt (Abbildung 1 , 2 und 3, Tabelle 1 und 2).
Vergleichsbeispiel 8:
Als Vergleichsbeispiel wurde das Ruß-Pigment HelioBeit Schwarz in den Applikationsmedien (Spriztlackapplikation: 20% Melamin-basierender Lack auf schwarzem ABS-Kunststoffpanel) eingesetzt. Die Daten der NIR-Spektralmessungen und der errechnete solare NIR-Reflexionsgrad wurden analog Beispiel ermittelt (Abbildung 1 ,2,3 und Tabelle 1)
Vergleichsbeispiel 9:
Als Vergleichsbeispiel wurde für die Aufnahme des MIR-Reflexionsspektrums wurde ein SiO2-gekapseltes Aluminiumpigment PCS 5000 (Fa. Eckart) entsprechend Beispiel 1 verfahren (Abbildung 4 und 5). Tabelle 1 : Berechnete solare NIR-Reflexionsgrade und Temperaturmessung nach 30 min. Bestrahlung mit einem 500W-Strahler
Pigmentierung in Berechneter solarer NIR- Temperatur n. 30 min.
Pigment Melamin-basierenden Reflexionsgrad Bestrahlung mit 300W-
Lack Strahler
[0C]
Beispiel 1 12% 36 42 Beispiel 2 12% 51 40
Vergleichsbeispiel 3 6%ig 6 49 (20C980)
W Vergleichsbeispiel 4 6%ig 20 46 (10C909A)
Vergleichsbeispiel 5 - nicht bestimmt* nicht bestimmt* (Mischung 3/7)
Vergleichsbeispiel 6 nicht bestimmt* nicht bestimmt* (Mischung 4/7)
6%ig 70 34
Vergleichsbeispiel 7 (Aluminiumpigment Metallux 212)
Vergleichsbeispiel 8 20 % 4 59 (HelioBeit Schwarz) aufgrund nicht hinreichender optischer Erscheinung
Tabelle 2: Übersicht über Färb- und Glanzwerte der in Beispielen aufgeführten Pigmente (in Nitrocellulose-Lack deckend appliziert) winkelabhangige
Farbmessung diffuse Farbmessung Glanzwerte
DuPont- Gloss
Pigment Lack Winkel L* a* b* C* h* Flop-Index 60°
20% in
Beispiel 1 NC 15 30,6 0,4 0,1 0,4 19,7 0,08 28,62 0,03 -0,78 0,75 269,64 0,5
25 29,2 0,2 -0,3 0,4 299,3
45 27,6 -0,1 -1 ,0 1 ,0 265,3
75 29,5 -0,3 -1 ,9 1 ,9 259,7
110 29,8 -0,4 -2,4 2,4 260,3
20% in
Beispiel 2 NC 15 36,6 5,7 6,4 8,6 48,3 0,39 33,38 6,63 5,95 8,93 42,01 0,4
25 34,7 6,0 6,1 8,6 45,6
45 31 ,8 6,6 6,0 8,9 42,2
75 32,4 8,2 7,0 10,7 40,5
110 32,0 8,0 6,8 10,4 40,4
Vergleichs12% in beispiel 3 NC 15 40,3 0,7 0,2 0,8 16,6 2,83 24,74 0,38 -1,25 1,34 286,51 4,4
(20C980) 25 32,0 0,2 -1 ,2 1 ,2 280,3
45 22,4 0,1 -1 ,9 1 ,9 272,7
75 17,2 0,2 -1 ,9 1 ,9 276,7
110 16,7 0,3 -2,0 2,0 279,3
Vergleichs12% in beispiel 4 NC 15 37,4 1 ,0 0,3 1 ,1 17,1 2,04 26,54 1,36 0,62 1,51 23,02 0,9
(10C909A) 25 33,3 1 ,1 0,5 1 ,2 26,4
45 26,1 1 ,4 0,8 1 ,6 30,8
75 19,9 2,2 1 ,5 2,7 34,6
110 17,6 2,5 1 ,6 3,0 32,7
Tabelle 2 (Fortsetzung)
winkelabhängige Farbmessung diffuse Farbmessung Glanzwerte
DuPont- Flop- Gloss
Pigment Lack Winkel L* b* C* Index a* 60°
8%/
Vergleichs12% in beispiel 5 NC 15 92,0 -0,8 -2,0 2,1 247,8 2,70 65,04 -0,75 -0,87 1,14 228,71 3,5 (Mischung 3/7) 25 76,8 -0,9 -0,8 1,2 222,3
45 55,1 -0,6 0,1 0,6 172,5 w w 75 41,8 -0,6 -0,6 0,8 222,3
110 36,6 -0,4 -0,9 1,0 243,4
8%/
Vergleichs12% in beispiel 6 NC 15 101,5 -0,1 -1,6 1,6 267,9 4,40 64,75 0,40 -0,25 0,50 324,21 4,0 (Mischung 4/7) 25 78,4 0,1 -0,2 0,2 301,8
45 44,8 1,2 1,2 1,7 44,9
75 29,6 2,6 2,6 3.7 45,1
110 28,3 2,7 2,6 3.8 44,3
Vergleichs8% in beispiel 7 NC 15 161,1 0,5 -1,0 1,1 296,5 8,99 90,11 -0,38 -0,81 0,89 246,29 64,3 (Metallux 212) 25 96,0 -0,4 -1,9 1,9 256,6
45 41,1 -0,4 -1,4 1,5 252,4 75 23,4 -0,4 -0,7 0,8 240,6
110 23,8 -0,5 -1,0 1,2 242,0
Erfindungsgemäße Pigmente weisen signifikante Reflexionen im IR-Spektralbereich, sowohl für den NIR-Spektralbereich, was aus Abbildung 2 und 3 hervorgeht, als auch im MIR-Bereich, was aus Abbildung 4 und 5 hervorgeht, auf. Dies ist den Kurvenverläufen der Spektren zu entnehmen.
Weiterhin wird anhand der Spektralkurven in bezug auf Vergleichsbeispiele 3, 4 und 8 ersichtlich, dass im Vergleich typische, dunkle Pigmente im wesentlichen keine bzw. nur geringe IR-Reflexionen aufweisen. Zum weiteren Vergleich können herkömmliche metallisch glänzende Aluminiumpigmente der Vergleichsbeispiele 7 und 9 dienen, die bekanntermaßen sehr hohe Reflexionsgrade im IR-Bereich besitzen. Diese herkömmlichen Aluminiumpigmente haben hingegen charakteristische Eigenschaften wie metallische Optik und Glanz- und Hell- Dunkelverhalten, was für bspw. militärische Tarnfarben nicht erwünscht ist.
Aus Färb- und Glanzmessungen (Tabelle 2) wird ersichtlich, dass die erfindungsgemäßen Pigmente eine derartige metallische Optik nicht mehr aufweisen. So besitzen erfindungsgemässe Pigmente gegenüber Metallpigmenten oder Mischungen aus dunklen Pigmenten und Metallpigmenten extrem geringe Glanzwerte, die mit einem geringen Glanzverhalten einhergehen. Gemessene L*- Werte (diffus oder winkelabhängig, Tabelle 2) zeigen, dass diese bei den erfindungsgemäßen Pigmenten (Beispiel 1 und 2) niedrig sind, es sich somit um dunkle Pigmente handelt (Vergleichsbeispiele 3,4 und 8), deren optischen Eigenschaften in Kombination mit dem Reflexionsvermögen nicht durch Mischungen (Vergleichsbeispiele 5 und 6) erhalten werden können. Der Helligkeitsgrad von Mischungen und reinen Aluminiumpigmenten (Vergleichsbeispiel 7) ist durchweg signifikant höher. Die erfindungsgemäßen Pigmente weisen nahezu keinen HeII- Dunkel-Flop mehr auf. Selbst die reinen dunklen Farbpigmente (Vergleichsbeispiele 3 und 4) weisen höhere Hell-Dunkel-Flops auf. Diese können daher nicht als dunkel bezeichnet werden. Der optische Eindruck der erfindungsgemäßen Pigmente, die vom Betrachter als dunkel empfunden werden, lässt sich damit quantifizieren.
Die Eigenschaft NIR-Strahlung zu reflektieren, lässt sich anhand des hier definierten solaren NIR-Grades quantifizieren, bei dem die Reflexionsgrade wellenlängigabhängig über die von der Sonne ausgestrahlten wellenlängenabhängigen Strahlungsintensitäten gewichtet werden. Die in Tabelle 1 aufgeführten erfindungsgemäßen Beispiele 1 und 2 haben solare NIR- Reflexionsgrade von 36 % und 51 %. Das bedeutet, dass diese Pigmente 36% bzw. 51 % der von Sonne ausgestrahlten NIR-Strahlung zu reflektieren vermögen. Andere dunkle Pigmente (Vergleichsbeispiele 3,4 und 8) zeigen wesentlich geringere solare NIR-Reflexionsgrade.
Abbildung 1 zeigt, dass das Reflexionsvermögen von Pigmenten in Lackapplikationen mit dem solaren NIR-Fξeflexionsgrad korrelierbar ist. Dabei ist die Oberflächentemperatur nach 30 min. Bestrahlung mit einem 500W-Strahler bei Pigmenten mit höheren solaren Reflexionsgraden geringer als bei Pigmenten mit geringeren Reflexionsgraden. Damit zeigt sich, dass sich das signifikante Reflexionsvermögen der erfindungsgemässen Pigmente zur Reduktion von thermischer Erwärmung mit erfindungsgemäßen Pigmenten beschichteter Gegenstände nutzbar ist.

Claims

Patentansprüche
1. IR-Strahlung reflektierendes Pigment, umfassend einen plättchenförmigen, metallischen IR-Strahlung reflektierenden Kern, dadurch gekennzeichnet, dass der IR-Strahlung reflektierende Kern mit einer für IR-Strahlung im wesentlichen gering absorbierenden und im wesentlichen umhüllenden Beschichtung versehen ist und das IR-Strahlung reflektierende Pigment im wesentlichen dunkel ist.
2. IR-Strahlung reflektierendes Pigment nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die IR-Strahlung im wesentlichen gering absorbierende und den Kern im wesentlichen umhüllenden Beschichtung dunkle Farbpigmente und eine Matrix umfasst.
3. IR-Strahlung reflektierendes Pigment nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dunklen Farbpigmente in, auf und/oder unter der Matrix der für IR- Strahlung im wesentlichen gering absorbierenden Beschichtung angeordnet sind.
4. IR-Strahlung reflektierendes Pigment nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dunklen Farbpigmente eine mittlere Primärkorngröße von 10 bis
1.000 nm aufweisen.
5. IR-Strahlung reflektierendes Pigment nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dunklen Farbpigmente aus der Gruppe, bestehend aus Spinellmischphasen, Eisenoxiden, Eisen-Mangan-Mischoxiden, Perylenen und Mischungen daraus, ausgewählt werden.
6. IR-Strahlung reflektierendes Pigment nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dunklen Farbpigmente in einer Menge von 20 bis 80 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des gesamten IR- Strahlung reflektierenden Pigmentes, vorhanden sind.
7. IR-Strahlung reflektierendes Pigment nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die dunklen Farbpigmente im wesentlichen gleichmäßig um den IR- Strahlung reflektierenden Kern herum angeordnet sind und vorzugsweise in einer Menge von 0,3 bis 10 g, bevorzugt von 0,5 bis 7 g, pro 1 m2 Oberfläche des IR-Strahlung reflektierenden Kernes in dem IR-Strahlung reflektierenden Pigment vorhanden sind.
8. IR-Strahlung reflektierendes Pigment nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die IR-Strahlung im wesentlichen gering absorbierende Beschichtung
Metalloxid umfasst.
9. IR-Strahlung reflektierendes Pigment nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Metalloxid aus der Gruppe, die aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Boroxid, Borhydroxid, Zirkoniumoxid und deren Mischungen besteht, ausgewählt wird.
10. IR-Strahlung reflektierendes Pigment nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die IR-Strahlung im wesentlichen gering absorbierende Beschichtung ein oder mehrere organische Polymere und/oder Bindemittel umfasst .
11. IR-Strahlung reflektierendes Pigment nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die ein oder mehreren organischen Polymere und/oder Bindemittel eine Glasübergangstemperatur oberhalb von 75 0C aufweisen.
12. IR-Strahlung reflektierendes Pigment nach einem der Ansprüche 2 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix in einem Anteil von 2 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des gesamten IR-Strahlung reflektierenden Pigments, vorhanden ist.
13. IR-Strahlung reflektierendes Pigment nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der IR-Strahlung reflektierende Kern ein plättchenförmiges Metallpigment ist, wobei das Metall vorzugsweise aus der Gruppe, die aus Aluminium, Kupfer, Zink, Eisen, Silber und Legierungen davon besteht, ausgewählt wird.
14. IR-Strahlung reflektierendes Pigment nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der IR-Strahlung reflektierende Kern ein plättchenförmiges Metallpigment mit einer Größe in einem Bereich von 3 bis 250 μm ist.
15. IR-Strahlung reflektierendes Pigment nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der IR-reflektierende Kern ein plättchenförmiges Metallpigment mit einem d5o-Wert der Summendurchgangsverteilung in einem Bereich von 25 bis 150 μm ist.
16. IR-Strahlung reflektierendes Pigment nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der IR-reflektierende Kern ein plättchenförmiges Metallpigment mit einer mittleren Dicke in einem Bereich von 0,25 bis 4 μm ist.
17. IR-Strahlung reflektierendes Pigment nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der IR-reflektierende Kern ein plättchenförmiges Aluminiumpigment ist.
18. IR-Strahlung reflektierendes Pigment nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der IR-reflektierende Kern plättchenförmiges Aluminiumpigment ist, die IR-Strahlung im wesentlichen gering absorbierende Beschichtung SiO2 umfaßt und das in die Beschichtung eingebettete dunkle Farbpigment aus der Gruppe der komplexen anorganischen Buntpigmente ausgewählt ist.
19. Verfahren zur Herstellung eines IR-Strahlung reflektierenden Pigments nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein plättchenförmiger, metallischer IR-Strahlung reflektierender Kern mit einer für IR-Strahlung im wesentlichen gering absorbierenden und dunklen
Beschichtung umhüllt wird.
20. Verfahren zur Herstellung eines IR-Strahlung reflektierenden Pigments nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung dunkle Farbpigmente und eine Matrix umfasst.
21. Verfahren zur Herstellung eines IR-Strahlung reflektierenden Pigments nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die dunklen Farbpigmente zusammen mit Metalloxid unter Verwendung eines nasschemischen Sol-Gel-Verfahrens um den IR-Strahlung reflektierenden Kern im wesentlichen umhüllend herum aufgebracht werden.
22. Verfahren zur Herstellung eines IR-Strahlung reflektierenden Pigments nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass als Metalloxid Siθ2 mit einem naßchemischen SoI-GeI- Verfahren auf den
IR-Strahlung reflektierenden Kern aufgebracht wird.
23. Verfahren zur Herstellung eines IR-Strahlung reflektierenden Pigments nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dispersion, umfassend ein leicht flüchtiges, organisches Lösemittel,
IR-Strahlung reflektierende Kerne, dunkle Farbpigmente und ein oder mehrere organische Polymere und/oder Bindemittel, unter Versprühen sprühgetrocknet wird.
24. Verwendung eines IR-Strahlung reflektierenden Pigments nach einem der Ansprüche 1 bis 18 in Farben, Lacken, Druckfarben, Sicherheitsdruckfarben, Textilien, militärischen Anwendungen oder Kunststoffen.
25. Beschichtungszusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungszusammensetzung ein IR-Strahlung reflektierendes Pigment nach einem der Ansprüche 1 bis 18 enthält.
26. Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtungszusammensetzung ein Lack, Farbe, insbesondere Druckfarbe, Sicherheitsdruckfarbe, Dispersionsfarbe, oder Kunststoff, ist.
7. Gegenstand, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenstand mit einem IR-Strahlung reflektierenden Pigment nach einem der Ansprüche 1 bis 18 oder einer Beschichtungszusammensetzung nach Anspruch 25 oder 26 beschichtet ist.
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