WO2005056621A1 - Effect coloring agents containing core-shell particles - Google Patents

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WO2005056621A1
WO2005056621A1 PCT/EP2004/013005 EP2004013005W WO2005056621A1 WO 2005056621 A1 WO2005056621 A1 WO 2005056621A1 EP 2004013005 W EP2004013005 W EP 2004013005W WO 2005056621 A1 WO2005056621 A1 WO 2005056621A1
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Holger Winkler
Corinna Weigandt
Goetz Peter Hellmann
Tilmann Eberhard Ruhl
Peter Spahn
Benjamin Viel
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Merck Patent Gmbh
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Abstract

The invention relates to effect coloring agents essentially comprised of core-shell particles whose shell forms a matrix and whose core is essentially solid and has an essentially monodispersed size distribution, whereby a difference between the indices of refraction of the core material and of the shell material exists. The invention is characterized in that the matrix is brittle. The invention also relates to methods for producing the effect coloring agents and to the use thereof.

Description

Effektfarbmittel enthaltend Kern-Mantel-Partikel Effect colorant containing core-shell particles
Die Erfindung betrifft Effektfarbmittel enthaltend Kern-Mantel-Partikel sowie Verfahren zur Herstellung der Effektfarbmittel und deren Verwendung.The invention relates to effect colorants containing core-shell particles and to processes for producing the effect colorants and their use.
Natürliche Edel-Opale sind aus Domänen aufgebaut, bestehend aus monodispersen, dichtgepackten und daher regelmäßig angeordnetenNatural precious opals are made up of domains, consisting of monodisperse, densely packed and therefore regularly arranged
Kieselgel-Kugeln mit Durchmessern von 150-400 nm. Das Farbenspiel dieser Opale kommt durch Bragg-artige Streuung des einfallenden Lichtes an den Gitterebenen der kristallartig angeordneten Domänen zustande.Silica gel spheres with diameters of 150-400 nm. The play of colors of these opals comes about through Bragg-like scattering of the incident light on the grating planes of the domains arranged in a crystal-like manner.
Es hat nicht an Versuchen gefehlt, weiße und schwarze Opale für Schmuckzwecke zu synthetisieren, wobei Wasserglas oder Silikonester als Ausgangsprodukt verwendet wurden.There has been no shortage of attempts to synthesize white and black opals for jewelry purposes, using water glass or silicone esters as the starting product.
US 4 703 020 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines dekorativen Materials, das aus amorphen Silica-Kügelchen besteht, die dreidimensional angeordnet sind, wobei sich in den Zwischenräumen zwischen den Kügelchen Zirkoniumoxid oder Zirkoniumhydroxid befindet. Die Kügelchen haben einen Durchmesser von 150-400 nm. Die Herstellung erfolgt dabei in zwei Stufen. In einer ersten Stufe lässt man aus einer wässrigen Suspension Siliciumdioxidkügelchen sedimentieren. Die erhaltene Masse wird dann an der Luft getrocknet und anschließend bei 800 °C kalziniert. Das kalzinierte Material wird in einer zweiten Stufe in die Lösung eines Zirkoniumalkoxides eingebracht, wobei das Alkoxid in die Zwischenräume zwischen den Kernen eindringt und durch Hydrolyse Zirkoniumoxid ausgefällt wird. Dieses Material wird dann anschließend bei 1000-1300 °C kalziniert.US 4 703 020 describes a method for producing a decorative material which consists of amorphous silica spheres which are arranged three-dimensionally, zirconium oxide or zirconium hydroxide being located in the spaces between the spheres. The beads have a diameter of 150-400 nm. The production takes place in two stages. In a first stage, silica spheres are sedimented from an aqueous suspension. The mass obtained is then dried in air and then calcined at 800 ° C. The calcined material is introduced into the solution of a zirconium alkoxide in a second stage, the alkoxide penetrating into the spaces between the cores and zirconium oxide being precipitated by hydrolysis. This material is then calcined at 1000-1300 ° C.
In der EP-A-0 955 323 werden Kern/Schale-Partikel, deren Kern- undEP-A-0 955 323 describes core / shell particles, their core and
Schalenmaterialien ein Zweiphasensystem ausbilden können und die dadurch gekennzeichnet sind, dass das Schalenmaterial verfilmbar ist und die Kerne unter den Bedingungen der Verfilmung der Schale im wesentlichen formbeständig sind, durch das Schalenmaterial nicht oder nur in sehr geringem Ausmaß quellbar sind und eine monodisperse Größenverteilung aufweisen, wobei ein Unterschied zwischen den Brechungsindices des Kernmaterials und des Schalenmaterials von mindestens 0,001 besteht. Ferner wird die Herstellung der Kern/Schale- Partikel sowie ihre Verwendung zur Herstellung von Formkörpern beschrieben. Das Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers umfasst dabei die folgenden Schritte: Auftrag der Kern/Schale-Partikel auf ein Substrat geringer Haftfähigkeit, Gegebenenfalls Verdunsten lassen oderShell materials can form a two-phase system and are characterized in that the shell material is filmable and the cores are essentially dimensionally stable under the conditions of the filming of the shell, cannot swell or only to a very small extent through the shell material and have a monodisperse size distribution, with a difference between the refractive indices of the core material and the shell material of at least 0.001. The production of the core / shell particles and their use for the production of moldings are also described. The process for the production of a shaped body comprises the following steps: application of the core / shell particles to a substrate with low adhesion, if necessary allowing to evaporate or
Abtreiben des eventuell in der aufgetragenen Schicht enthaltenen Lösungs- oder Verdünnungsmittels, Überführung des Schalenmaterials der Kern/Schale-Partikel in eine flüssige, weiche oder visco-elastische Matrix- Phase, Orientierung der Kerne der Kern/Schale-Partikel zumindest zu Domänen regelmäßiger Struktur, Aushärtung des Schalenmaterials zurExpelling the solvent or diluent possibly contained in the applied layer, converting the shell material of the core / shell particles into a liquid, soft or visco-elastic matrix phase, orienting the cores of the core / shell particles at least to domains of regular structure, Hardening of the shell material for
Fixierung der regelmäßigen Kern-Struktur, Ablösung des ausgehärteten Films vom Substrat und sofern ein Pigment oder ein Pulver hergestellt werden soll, Zerkleinerung des abgelösten Films auf die gewünschte Partikelgröße. Bei diesen in der EP-A-0 955 323 offenbarten Kem-Schale- Partikeln "schwimmt" der Kern in der Schalenmatrix; eine Fernordnung derFixation of the regular core structure, detachment of the hardened film from the substrate and, if a pigment or powder is to be produced, shredding of the detached film to the desired particle size. With these core-shell particles disclosed in EP-A-0 955 323, the core "floats" in the shell matrix; a long-range order of the
Kerne bildet sich in der Schmelze nicht aus, sondern lediglich eine Nahordnung der Kerne in Domänen. Dadurch eignen sich diese Partikel nur eingeschränkt zur Verarbeitung mit bei Polymeren üblichen Methoden.Nuclei do not form in the melt, but only a short-range order of the nuclei in domains. As a result, these particles are only of limited suitability for processing using methods customary for polymers.
Aus der Patentanmeldung WO 03/25035 sind Formkörper bekannt, die im wesentlichen aus Kern-Mantel-Partikeln, deren Mantel eine Matrix bildet und deren Kern im wesentlichen fest ist und eine im wesentlichen monodisperse Größenverteilung aufweist, bestehen, wobei der Mantel vorzugsweise über eine Zwischenschicht fest mit dem Kern verbunden ist. Dabei unterscheiden sich die Brechungsindices des Kernmaterials und desShaped bodies are known from patent application WO 03/25035, which essentially consist of core-shell particles, the shell of which forms a matrix and whose core is essentially solid and has an essentially monodisperse size distribution, the shell preferably having an intermediate layer is firmly connected to the core. The refractive indices of the core material and the differ
Mantelmaterials, wodurch besagter optischer Effekt, vorzugsweise eine Opaleszenz entsteht. Gemäß der Patentanmeldung DE 10204338 werden in Formkörper solcher Kern-Mantel-Partikel zusätzlich Kontrastmaterialen, wie Pigmente, eingebracht. Die eingelagerten Kontrastmaterialien bewirken eine Zunahme von Brillianz, Kontrast und Tiefe der beobachteten Farbeffekte bei diesen Formkörpern. Die Verarbeitung solcher Formkörper zu Pigmenten wird ebenfalls beschrieben. Dabei kann die Herstellung der Pigmente beispielsweise erfolgen indem aus den Kern-Mantel-Partikeln zuerst ein Film hergestellt wird, der ggf. gehärtet werden kann. Anschließend kann der Film in geeigneter Weise durch Schneiden oderSheath material, whereby said optical effect, preferably an opalescence. According to patent application DE 10204338, contrast materials, such as pigments, are additionally introduced into moldings of such core-shell particles. The embedded contrast materials cause an increase in the brilliance, contrast and depth of the observed Color effects on these moldings. The processing of such shaped bodies into pigments is also described. The pigments can be produced, for example, by first producing a film from the core-shell particles, which can optionally be hardened. The film can then be suitably cut or cut
Brechen und evtl. anschließendes Mahlen zu Pigmenten geeigneter Größe zerkleinert werden. Dieser Vorgang kann beispielsweise in einem kontinuierlichen Bandverfahren erfolgen. Dabei eignen sich die so erhältlichen Pigmente insbesondere zum Einsatz in Farben, Lacken, Druckfarben, Kunststoffen, keramischen Materialien, Gläsern und kosmetischen Formulierungen. Die mechanischen Eigenschaften dieser Formkörper bzw. Pigmente werden dabei im wesentlichen von den Mantelpolymeren bestimmt. Bei bevorzugten Mantelpolymeren handelt es sich um Elastomere. Damit zeigen die Formkörper solcher bevorzugten Ausführungsformen zwangsläufig Materialeigenschaften von Elastomeren.Breaking and possibly grinding to give pigments of a suitable size. This process can take place, for example, in a continuous belt process. The pigments obtainable in this way are particularly suitable for use in paints, lacquers, printing inks, plastics, ceramic materials, glasses and cosmetic formulations. The mechanical properties of these moldings or pigments are essentially determined by the shell polymers. Preferred shell polymers are elastomers. The moldings of such preferred embodiments thus necessarily show material properties of elastomers.
Für dekorative Anwendungen ist es wünschenswert, auch großflächige Strukturen mit dem winkelabhängigen Farbeffekt versehen zu können. Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, Effektfarbmittel und Zubereitungen enthaltend die Effektfarbmittel zu Verfügung zu stellen, die geeignet sind auch großflächige Strukturen mit einem vom Betrachtungswinkel abhängigen Farbeffekt zu versehen und für Herstellung, Verarbeitung und Anwendung gut geeignete mechanische Eigenschaften aufweisen.For decorative applications it is desirable to be able to provide even large structures with the angle-dependent color effect. It was therefore an object of the present invention to provide effect colorants and preparations comprising the effect colorants which are also suitable for providing large-area structures with a color effect which is dependent on the viewing angle and which have mechanical properties which are highly suitable for production, processing and use.
Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher Effektfarbmittel im wesentlichen bestehend aus Kern-Mantel-Partikeln, deren Mantel eine Matrix bildet und deren Kern im wesentlichen fest ist und eine im wesentlichen monodisperse Größenverteilung aufweist, wobei ein Unterschied zwischen den Brechungsindices des Kernmaterials und desA first object of the present invention are therefore effect colorants consisting essentially of core-shell particles, the shell of which forms a matrix and whose core is essentially solid and has an essentially monodisperse size distribution, with a difference between the refractive indices of the core material and the
Mantelmaterials besteht, die dadurch gekennzeichnet sind, dass die Matrix spröde ist. Unter einer spröden Matrix wird dabei eine Matrix verstanden, die eine so große mechanische Härte aufweist, dass Filme mit dieser Matrix vermählen werden können. Insbesondere zeigt eine spröde Matrix im Sinne der vorliegenden Erfindung keine elastomeren Eigenschaften und fließt auch bei mechanischer Beanspruchung nicht. Eine spröde Matrix im Sinne der vorliegenden Erfindung bricht bei mechanischer Beanspruchung.Sheath material exists, which are characterized in that the matrix is brittle. A brittle matrix is understood to mean a matrix which has such a high mechanical hardness that films can be milled with this matrix. In particular, a brittle matrix in the sense of the present invention shows no elastomeric properties and does not flow even under mechanical stress. A brittle matrix in the sense of the present invention breaks when subjected to mechanical stress.
Dabei wird die Sprödigkeit der Matrix in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dadurch erreicht, dass dieIn a preferred embodiment of the present invention, the brittleness of the matrix is achieved in that the
Matrix im wesentlichen von vernetzten organischen Polymeren gebildet wird.Matrix is essentially formed by cross-linked organic polymers.
In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt die Glasübergangstemperatur TG der Matrix oberhalb vonIn a likewise preferred embodiment of the present invention, the glass transition temperature T G of the matrix is above
25°C, vorzugsweise oberhalb von 50°C und insbesondere bevorzugt oberhalb von 70°C liegt, so dass unter den üblichen Einsatzbedingungen der Effektfarbmittel bei Raumtemperatur oder z. B. durch Sonneneinstrahlung leicht erhöhte Temperatur die Sprödigkeit der Matrix im oben erwähnten Sinn gewährleistet ist. Dabei kann die25 ° C, preferably above 50 ° C and particularly preferably above 70 ° C, so that under the usual conditions of use of the effect colorant at room temperature or z. B. by solar radiation slightly elevated temperature, the brittleness of the matrix is ensured in the sense mentioned above. The
Glasübergangstemperatur durch geeignete Auswahl von Polymeren als Mantelmaterial der Kern-Mantel-Partikel eingestellt werden. Die gezielte Auswahl bereitet dem Fachmann dabei keinerlei Probleme. Insbesondere bevorzugt handelt es sich bei dem Mantelmaterial um homo- oder copolymeres Poly(cyclohexylmethacrylat), Polystyrol sowie substituierteGlass transition temperature can be set by suitable selection of polymers as the shell material of the core-shell particles. The targeted selection does not cause any problems for the person skilled in the art. The jacket material is particularly preferably homo- or copolymeric poly (cyclohexyl methacrylate), polystyrene and substituted
Polystyrolderivate, wie z. B. Poly(iodstyrol) und Poly(bromstyrol), Polyacrylate und Polymethacrylate mit einer Tg oberhalb der Gebrauchstemperatur, Polyvinylchlorid mit hoher Tg und andere vinylische Polymere, die sich durch Umwandlung aus Polyvinylacetat ergeben, Polyacrylnitril und Styrol-Acrylnitril-Copolymere. Abgesehen von den diskutierten Aspekten sind die erfindungsgemäßen Effektfarbmittel aus Kern-Mantel-Partikeln, wie in WO 03/25035 beschrieben, aufgebaut.Polystyrene derivatives, such as. B. poly (iodostyrene) and poly (bromostyrene), polyacrylates and polymethacrylates with a Tg above the temperature of use, high Tg polyvinyl chloride and other vinyl polymers resulting from conversion from polyvinyl acetate, polyacrylonitrile and styrene-acrylonitrile copolymers. Apart from the aspects discussed, the effect colorants according to the invention are made up of core-shell particles, as described in WO 03/25035.
Zur Erzielung des erfindungsgemäßen optischen Effektes ist es wünschenswert, dass die Kern-Mantel-Partikel einen mittlerenIn order to achieve the optical effect according to the invention, it is desirable that the core-shell particles have a medium one
Teilchendurchmesser im Bereich von etwa 5 nm bis etwa 2000 nm aufweisen. Dabei kann es insbesondere bevorzugt sein, wenn die Kern- Mantel-Partikel einen mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von etwa 5 bis 20 nm, vorzugsweise 5 bis 10 nm, aufweisen. In diesem Fall können die Kerne als "Quantum dots" bezeichnet werden; sie zeigen die entsprechenden aus der Literatur bekannten Effekte. Zur Erzielung von Farbeffekten im Bereich des sichtbaren Lichtes ist es von besonderem Vorteil, wenn die Kern-Mantel-Partikel einen mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von etwa 40 - 500 nm aufweisen. Insbesondere bevorzugt werden Partikel im Bereich von 80 - 500 nm eingesetzt, da beiHave particle diameters in the range from about 5 nm to about 2000 nm. It can be particularly preferred if the core-shell particles have an average particle diameter in the range from about 5 to 20 nm, preferably 5 to 10 nm. In this case the nuclei can be called "quantum dots"; they show the corresponding effects known from the literature. To achieve color effects in the visible light range, it is particularly advantageous if the core-shell particles have an average particle diameter in the range of approximately 40-500 nm. Particles in the range from 80 to 500 nm are particularly preferably used, since at
Teilchen in diesem Größenordnungsbereich die Reflektionen verschiedener Weilenlängen des sichtbaren Lichtes sich deutlich voneinander unterscheidet und so die für optische Effekte im sichtbaren Bereich besonders wichtige Opaleszenz besonders ausgeprägt in verschiedensten Farben auftritt. In einer Variante der vorliegendenParticles in this order of magnitude, the reflections of different wavelengths of visible light differ significantly from one another and so the opalescence, which is particularly important for optical effects in the visible range, occurs particularly distinctly in a wide variety of colors. In a variant of the present
Erfindung ist es jedoch auch bevorzugt, vielfache dieser bevorzugten Teilchengröße einzusetzen, die dann zu Reflexen entsprechend der höheren Ordnungen und damit zu einem breiten Farbenspiel führen.According to the invention, however, it is also preferred to use multiples of this preferred particle size, which then lead to reflections corresponding to the higher orders and thus to a broad play of colors.
Unter einem optischen Effekt werden dabei erfindungsgemäß sowohlUnder an optical effect, both
Effekte im sichtbaren Wellenlängenbereich des Lichtes als beispielsweise auch Effekte im UV- oder Infrarot-Bereich verstanden. In letzter Zeit hat es sich eingebürgert derartige Effekte allgemein als photonische Effekte zu bezeichnen. Alle diese Effekte sind optische Effekte im Sinne der vorliegenden Erfindung, wobei es sich in einer bevorzugtenEffects in the visible wavelength range of light as well as effects in the UV or infrared range are understood. Recently it has become common to refer to such effects as photonic effects. All of these effects are optical effects in the sense of the present invention, with one being preferred
Ausführungsform bei dem Effekt um eine Opaleszenz im sichtbaren Bereich handelt. Im Sinne einer üblichen Definition des Begriffes handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Effektfarbmitteln um photonische Kristalle (vgl. Nachrichten aus der Chemie; 49(9) September 2001 ; S. 1018 - 1025).Embodiment in which the effect is an opalescence in the visible range. Act in the sense of a usual definition of the term the effect colorants according to the invention are photonic crystals (cf. Chemistry News; 49 (9) September 2001; pp. 1018-1025).
Erfindungsgemäß ist es insbesondere bevorzugt, wenn der Kern der Kern-According to the invention, it is particularly preferred if the core of the core
Mantel-Partikel aus einem Material besteht, das entweder nicht oder bei einer Temperatur oberhalb der Fließtemperatur des Mantelmaterials fließfähig wird. Dies kann erreicht werden durch den Einsatz polymerer Materialien mit entsprechend hoher Glasübergangstemperatur (Tg), vorzugsweise vernetzter Polymere bzw. durch Einsatz anorganischerJacket particles consist of a material that either does not flow or becomes flowable at a temperature above the flow temperature of the jacket material. This can be achieved by using polymeric materials with a correspondingly high glass transition temperature (T g ), preferably crosslinked polymers, or by using inorganic ones
Kernmaterialien. Die geeigneten Materialen im einzelnen werden weiter unten beschrieben.Core materials. The suitable materials are described in detail below.
Entscheidend für die Intensität der beobachteten Effekte ist auch die Differenz der Brechungsindices von Kern und Mantel. ErfindungsgemäßeThe difference in the refractive indices of the core and the cladding is also decisive for the intensity of the observed effects. invention
Effektfarbmittel weisen vorzugsweise eine Differenz zwischen den Brechungsindices des Kernmaterials und des Mantelmaterials von mindestens 0,001 , vorzugsweise mindestens 0,01 und insbesondere bevorzugt mindestens 0,1 auf. Sollen die erfindungsgemäßen Effektfarbmittel technisch verwertbare photonische Effekte zeigen, so sindEffect colorants preferably have a difference between the refractive indices of the core material and the cladding material of at least 0.001, preferably at least 0.01 and particularly preferably at least 0.1. If the effect colorants according to the invention are to exhibit technically usable photonic effects, then there are
Brechungsindexdifferenzen von mindestens 1 ,5 bevorzugt.Refractive index differences of at least 1.5 are preferred.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung sind in die Matrixphase der Effektfarbmittel neben den Kernen der Kern-Mantel- Partikel weitere Nanopartikel eingelagert. Diese Partikel werden hinsichtlich ihrer Partikelgröße so ausgewählt, dass sie in die Hohlräume der Kugelpackung aus den Kernen passen und so die Anordnung der Kerne nur wenig verändern. Durch gezielte Auswahl entsprechender Materialien und/oder der Teilchengröße ist es zum einen möglich die optischen Effekte der Effektfarbmittel zu verändern, beispielsweise die Intensität zu erhöhen.In a special embodiment of the invention, further nanoparticles are embedded in the matrix phase of the effect colorants in addition to the cores of the core-shell particles. These particles are selected with regard to their particle size so that they fit into the cavities of the spherical packing from the cores and so change the arrangement of the cores only slightly. Through the targeted selection of appropriate materials and / or the particle size, it is possible, on the one hand, to change the optical effects of the effect colorants, for example to increase the intensity.
Zum andern kann durch Einlagerung geeignet "Quantum dots" die Matrix entsprechend funktionalisiert werden. Bevorzugte Materialien sind anorganische Nanopartikel, insbesondere Nanopartikel von Metallen oder von ll-VI- bzw. Ill-V-Halbleitem oder von Materialen, die die magnetischen Eigenschaften der Materialien beeinflussen. Beispiele für bevorzugte Nanopartikel sind Gold, Zinksulfid, Hämatit oder Galliumarsenid.On the other hand, the matrix can be appropriately functionalized by incorporating suitable “quantum dots”. Preferred materials are inorganic nanoparticles, in particular nanoparticles of metals or of II-VI or III-V semiconductors or of materials which influence the magnetic properties of the materials. Examples of preferred nanoparticles are gold, zinc sulfide, hematite or gallium arsenide.
Der genaue Mechanismus, der zu der gleichmäßigen Orientierung der Kern-Mantel-Partikel in den erfindungsgemäßen Effektfarbmitteln führt, ist bislang unbekannt. Es hat sich jedoch gezeigt, dass eine Krafteinwirkung essentiell zur Ausbildung der weitreichenden Ordnung ist. Es wird vermutet, dass die Elastizität des Mantelmaterials unter denThe exact mechanism which leads to the uniform orientation of the core-shell particles in the effect colorants according to the invention has hitherto been unknown. However, it has been shown that the application of force is essential for the formation of the far-reaching order. It is believed that the elasticity of the jacket material among the
Verarbeitungsbedingungen entscheidend für den Ordnungsprozess ist. Die Kettenenden der Mantelpolymere haben im allgemeinen das bestreben Knäuelform anzunehmen. Kommen sich zwei Partikel zu nahe, so werden die Knäuel nach der Modellvorstellung gestaucht und es entstehen abstoßende Kräfte. Da die Mantel-Polymerketten verschiedener Partikel auch miteinander in Wechselwirkung treten, werden die Polymerketten nach dem Modell gestreckt, wenn sich zwei Partikel voneinander entfernen. Durch das Bestreben der Mantel-Polymerketten wieder eine Knäuelform anzunehmen, entsteht eine Kraft, die die Partikel wieder näher zusammen zieht. Nach der Modellvorstellung wird die weitreichende Ordnung derProcessing conditions is crucial for the ordering process. The chain ends of the shell polymers generally have the tendency to assume the shape of a coil. If two particles come too close, the balls are compressed according to the model and repulsive forces arise. Since the shell polymer chains of different particles also interact with each other, the polymer chains are stretched according to the model if two particles move away from each other. The effort of the sheath polymer chains to resume a ball shape creates a force that pulls the particles closer together again. After the model presentation, the far-reaching order of the
Partikel im Effektfarbmittel durch das Wechselspiel dieser Kräfte erzeugt.Particles in the effect colorant generated by the interplay of these forces.
Als besonders gut geeignet zur Herstellung erfindungsgemäßer Effektfarbmittel haben sich dabei Kern-Mantel-Partikel erwiesen, deren Mantel mit dem Kern über eine Zwischenschicht verbunden ist.Core-shell particles whose shell is connected to the core via an intermediate layer have proven to be particularly well suited for the production of effect colorants according to the invention.
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Mantel dieser Kern- Mantel-Partikei aus organischen Polymeren, die bevorzugt über eine zumindest teilweise vernetzte Zwischenschicht auf den Kern aufgepfropft sind. Der Kern kann aus den verschiedensten Materialien bestehen. Wesentlich ist erfindungsgemäß, wie bereits ausgeführt, dass eine Brechungsindexdifferenz zum Mantel besteht und der Kern unter den Verarbeitungsbedingungen fest bleibt.In a preferred embodiment, the shell of this core-shell particle consists of organic polymers which are preferably grafted onto the core via an at least partially cross-linked intermediate layer. The core can consist of various materials. It is essential according to the invention, as already stated, that there is a refractive index difference from the cladding and that the core remains solid under the processing conditions.
Weiter ist es in einer Erfindungsvariante insbesondere bevorzugt, wenn der Kern aus einem organischen Polymer, das vorzugsweise vernetzt ist, besteht.Furthermore, in a variant of the invention, it is particularly preferred if the core consists of an organic polymer, which is preferably crosslinked.
In einer anderen ebenfalls bevorzugten Erfindungsvariante besteht derIn another likewise preferred variant of the invention, the
Kern aus einem anorganischen Material, vorzugsweise einem Metall oder Halbmetall oder einem Metallchalcogenid oder Metallpnictid. Als Chalcogenide werden im Sinne der vorliegenden Erfindung solche Verbindungen bezeichnet, in denen ein Element der 16. Gruppe des Periodensystems der elektronegative Bindungspartner ist; als Pnictide solche, in denen ein Element der 15. Gruppe des Periodensystems der elektronegative Bindungspartner ist.Core made of an inorganic material, preferably a metal or semi-metal or a metal chalcogenide or metal pnictide. For the purposes of the present invention, chalcogenides are compounds in which an element of the 16th group of the periodic table is the electronegative binding partner; as pnictide those in which an element of the 15th group of the periodic table is the electronegative binding partner.
Bevorzugte Kerne bestehen aus Metallchalcogeniden, vorzugsweise Metalloxiden, oder Metallpnictiden, vorzugsweise Nitriden oder Phosphiden bestehen. Metall im Sinne dieser Begriffe sind dabei alle Elemente, die im Vergleich zu den Gegenionen als elektropositiver Partner auftreten können, wie die klassischen Metalle der Nebengruppen beziehungsweise die Hauptgruppenmetalle der ersten und zweiten Hauptgruppe genauso jeodoch auch alle Elemente der dritten Hauptgruppe sowie Silicium,Preferred cores consist of metal chalcogenides, preferably metal oxides, or metal pnictides, preferably nitrides or phosphides. Metal in the sense of these terms are all elements that can appear as electropositive partners in comparison to the counterions, such as the classic metals of the subgroups or the main group metals of the first and second main groups, but also all elements of the third main group and silicon,
Germanium, Zinn, Blei, Phosphor, Arsen, Antimon und Bismuth. Zu den bevorzugten Metallchalcogeniden und Metallpnictiden gehören insbesondere Silciumdioxid, Aluminiumoxid, Galliumnitrid, Bor- und Aluminiumnitrid sowie Silicium- und Phosphornitrid.Germanium, tin, lead, phosphorus, arsenic, antimony and bismuth. The preferred metal chalcogenides and metal pnictides include in particular silicon dioxide, aluminum oxide, gallium nitride, boron and aluminum nitride as well as silicon and phosphorus nitride.
Als Ausgangsmaterial für die Herstellung der erfindungsgemäßen Kern- Mantel-Partikel werden in einer Variante der vorliegenden Erfindung bevorzugt monodisperse Kerne aus Siliciumdioxid eingesetzt, die beispielsweise nach dem in US 4911 903 beschriebenen Verfahren erhalten werden können. Die Kerne werden dabei durch hydrolytische Polykondensation von Tetraalkoxysilanen in einem wäßrig- ammoniakalischen Medium hergestellt, wobei man zunächst ein Sol vonIn a variant of the present invention, the starting material for the production of the core-shell particles according to the invention preferably monodisperse cores made of silicon dioxide are used, which can be obtained, for example, by the process described in US Pat. No. 4,911,903. The cores are produced by hydrolytic polycondensation of tetraalkoxysilanes in an aqueous ammoniacal medium, with a sol of
Primärteilchen erzeugt und anschließend durch ein kontinuierliches, kontrolliertes Zudosieren von Tetraaikoxysilan die erhaltenen Siθ2-Partikel auf die gewünschte Teilchengröße bringt. Mit diesem Verfahren sind monodisperse Si02-Keme mit mittleren Teilchendurchmessern zwischen 0,05 und 10 μm bei einer Standardabweichung von 5 % herstellbar.Primary particles produced and then brought the SiO 2 particles obtained to the desired particle size by continuous, controlled metering of tetraaikoxysilane. This process can be used to produce monodisperse Si0 2 cores with average particle diameters between 0.05 and 10 μm with a standard deviation of 5%.
Weiterhin sind als Ausgangsmaterial Si02-Keme bevorzugt, die mit (Halb)Metallen oder nichtabsorbierenden Metalloxiden, wie z.B. Ti02, Zr02, Zn02, Sn02 oder Al203, beschichtet sind. Die Herstellung von mit Metalloxiden beschichteter Si02-Keme ist beispielsweise in US 5 846 310,Also preferred as the starting material are Si0 2 cores which are coated with (semi) metals or non-absorbent metal oxides, such as Ti0 2 , Zr0 2 , Zn0 2 , Sn0 2 or Al 2 0 3 . The production of SiO 2 cores coated with metal oxides is described, for example, in US Pat. No. 5,846,310.
DE 19842 134 und DE 199 29 109 näher beschrieben.DE 19842 134 and DE 199 29 109 described in more detail.
Als Ausgangsmaterial sind auch einsetzbar monodisperse Kerne aus nichtabsorbierenden Metalloxiden wie Ti02, Zr02> Zn02, Sn02 oder Al203 oder Metalloxidgemischen. Ihre Herstellung ist beispielsweise inMonodisperse cores made of non-absorbent metal oxides such as Ti0 2 , Zr0 2> Zn0 2 , Sn0 2 or Al 2 0 3 or metal oxide mixtures can also be used as the starting material. Their manufacture is, for example, in
EP 0 644 914 beschrieben. Weiterhin ist das Verfahren gemäß EP 0 216 278 zur Herstellung monodisperser Si02-Kerne ohne weiteres und mit gleichem Ergebnis auf andere Oxide übertragbar. Zu einem Gemisch aus Alkohol, Wasser und Ammoniak, dessen Temperatur mit einem Thermostaten auf 30 bis 40 °C genau eingestellt wird, werden unter intensiver Durchmischung Tetraethoxysilan, Tetrabutoxytitan, Tetrapro- poxyzirkon oder deren Gemische in einem Guss zugegeben und die erhaltene Mischung für weitere 20 Sekunden intensiv gerührt, wobei sich eine Suspension von monodispersen Kerne im Nanometerbereich ausbildet. Nach einer Nachreaktionszeit von 1 bis 2 Stunden werden dieEP 0 644 914. Furthermore, the method according to EP 0 216 278 for producing monodisperse Si0 2 cores can be transferred to other oxides without further notice and with the same result. Tetraethoxysilane, tetrabutoxytitanium, tetrapropoxyzirconium or their mixtures are added in one pour with vigorous mixing to a mixture of alcohol, water and ammonia, the temperature of which is adjusted to 30 to 40 ° C. with a thermostat, and the mixture obtained for a further 20 Vigorously stirred for seconds, forming a suspension of monodisperse nuclei in the nanometer range. After a reaction time of 1 to 2 hours, the
Kerne auf die übliche Weise, z.B. durch Zentrifugieren, abgetrennt, gewaschen und getrocknet. Weiterhin sind als Ausgangsmaterial für die Herstellung der erfindungsgemäßen Kern-Mantel-Partikel auch monodisperse Kerne aus Polymeren geeignet, die Partikel, beispielsweise Metalloxide, eingeschlossen enthalten. Solche Materialien werden beispielsweise von der Firma micro caps Entwicklungs- und Vertriebs GmbH in Rostock angeboten. Nach kundenspezifischen Anforderungen werden Mikroverkapselungen auf der Basis von Polyestem, Polyamiden und natürlichen und modifizierten Kohlenhydraten gefertigt.Cores are separated, washed and dried in the usual way, for example by centrifugation. Furthermore, monodisperse cores made of polymers which contain particles, for example metal oxides, are also suitable as the starting material for the production of the core-shell particles according to the invention. Such materials are offered for example by the company micro caps Entwicklungs- und Vertriebs GmbH in Rostock. Micro-encapsulations based on polyester, polyamides and natural and modified carbohydrates are manufactured according to customer-specific requirements.
Einsetzbar sind weiterhin monodisperse Kerne aus Metalloxiden, die mit organischen Materialien, beispielsweise Silanen, beschichtet sind. Die monodispersen Kerne werden in Alkoholen dispergiert und mit gängigen Organoalkoxysilanen modifiziert. Die Silanisierung sphärischer Oxidpartikel ist auch in DE 43 16 814 beschrieben.Monodisperse cores made of metal oxides which are coated with organic materials, for example silanes, can also be used. The monodisperse cores are dispersed in alcohols and modified with common organoalkoxysilanes. The silanization of spherical oxide particles is also described in DE 43 16 814.
Die Kerne der erfindungsgemäßen Kern-Mantel-Partikel können darüber hinaus auch Farbstoffe enthalten, beispielsweise können sogenannte Nanocolorants, wie sie beispielsweise in WO 99/40123 beschrieben sind, eingesetzt werden. Die Offenbarung der WO 99/40123 wird hiermit ausdrücklich in die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung eingeschlossen.The cores of the core-shell particles according to the invention can also contain dyes, for example so-called nanocolorants, as described for example in WO 99/40123, can be used. The disclosure of WO 99/40123 is hereby expressly included in the disclosure of the present application.
Für die beabsichtigte Verwendung der erfindungsgemäßgen Kem/Mantel- Partikel zur Herstellung von Effektfarbmitteln ist es wichtig, daß dasFor the intended use of the core / shell particles according to the invention for the production of effect colorants, it is important that
Mantelmaterial verfilmbar ist, d. h., daß es durch einfache Maßnahmen soweit erweicht, visco-elastisch plastifiziert oder verflüssigt werden kann, daß die Kerne der Kem/Mantel-Partikel zumindest Domänen regelmäßiger Anordnung ausbilden können. Die in der durch Verfilmung der Mantel der Kem/Mantel-Partikel gebildeten Matrix regelmäßig angeordneten Kerne bilden ein Beugungsgitter, das Interferenzerscheinungen hervorruft und dadurch zu sehr interessanten Farbeffekten führt. Die Materialien von Kern und Mantel können, sofern sie den oben angegebenen Bedingungen genügen, anorganischen, organischen oder auch metallischen Charakter haben oder es können Hybridmaterialien sein.Sheath material is filmable, ie that it can be softened, plasticized or liquefied visco-elastically by simple measures to such an extent that the cores of the core / sheath particles can at least form domains of a regular arrangement. The nuclei which are regularly arranged in the matrix formed by filming the cladding of the core / cladding particles form a diffraction grating which causes interference effects and thus leads to very interesting color effects. The materials of the core and shell can, provided they meet the conditions specified above, have an inorganic, organic or even metallic character or they can be hybrid materials.
Im Hinblick auf die Möglichkeit, die erfindungsrelevanten Eigenschaften der Kerne der erfindungsgemäßen Kem/Mantel-Partikel nach Bedarf zu variieren ist es jedoch zweckmäßig, daß die Kerne ein oder mehrere Polymere und/oder Copolymere (Kern-Polymere) enthalten oder daß sie aus solchen Polymeren bestehen.In view of the possibility of varying the properties of the cores of the core / shell particles according to the invention as required, however, it is expedient that the cores contain one or more polymers and / or copolymers (core polymers) or that they consist of such polymers consist.
Vorzugsweise enthalten die Kerne ein einziges Polymer oder Copolymer. Aus dem gleichen Grund ist es zweckmäßig, daß auch die Mantel der erfindungsgemäßen Kern/Mantel-Partikel ein oder mehrere Polymere und/oder Copolymere (Mantel-Polymere; Matrix-Polymere) oder Polymer- Vorprodukte und gegebenenfalls Hilfs- und Zusatzstoffe enthält, wobei dieThe cores preferably contain a single polymer or copolymer. For the same reason, it is expedient that the shell of the core / shell particles according to the invention also contains one or more polymers and / or copolymers (shell polymers; matrix polymers) or polymer precursors and, if appropriate, auxiliaries and additives, the
Zusammensetzung der Mantel so gewählt werden kann, daß sie in nichtquellender Umgebung bei Raumtemperatur im wesentlichen formbeständig und klebfrei ist.Composition of the jacket can be chosen so that it is essentially dimensionally stable and non-tacky in a non-swelling environment at room temperature.
Mit der Verwendung von Polymersubstanzen als Mantelmaterial und ggf.With the use of polymer substances as a jacket material and possibly
Kernmaterial gewinnt der Fachmann die Freiheit deren relevante Eigenschaften, wie z. B. ihre Zusammensetzung, die Teilchengröße, die mechanischen Daten, den Brechungsindex, die Glasübergangstemperatur, den Schmelzpunkt und das Gewichtsverhältnis von Kem:Mantel und damit auch die anwendungstechnischen Eigenschaften der Kem/Mantel-Partikel festzulegen, die sich letztlich auch auf die Eigenschaften der daraus hergestellten Effektfarbmittel auswirken.Nuclear material gives the skilled worker the freedom of their relevant properties, such as. B. their composition, the particle size, the mechanical data, the refractive index, the glass transition temperature, the melting point and the weight ratio of core: shell and thus also determine the application properties of the core / shell particles, which ultimately also depend on the properties of the resulting effect colorants produced.
Polymere und/oder Copolymere, die in dem Kernmaterial enthalten sein können oder aus denen es besteht, sich hochmolekulare Verbindungen, die der oben für das Kernmaterial gegebenen Spezifikation entsprechen. Geeignet sind sowohl Polymerisate und Copolymerisate polymerisierbarer ungesättigten Monomerer als auch Polykonensate und Copolykondensate von Monomeren mit mindestens zwei reaktiven Gruppen, wie z. B. hochmolekulare aliphatische, aliphatisch/aromatische oder vollaromatischePolymers and / or copolymers which can be contained in the core material or of which it consists, are high molecular weight compounds which correspond to the specification given above for the core material. Both polymers and copolymers of polymerizable unsaturated monomers are suitable, as are polykonensates and copolycondensates of monomers with at least two reactive groups, such as, for. B. high molecular weight aliphatic, aliphatic / aromatic or fully aromatic
Polyester, Polyamide, Polycarbonate, Polyharnstoffe und Polyurethane, aber auch Aminoplast- und Phenoplast-Harze, wie z. B. Melamin/Formaldehyd-, Harnstoff/Formaldehyd- und Phenol/Formaldehy- Kondensate.Polyesters, polyamides, polycarbonates, polyureas and polyurethanes, but also aminoplast and phenoplast resins, such as. B. melamine / formaldehyde, urea / formaldehyde and phenol / formaldehyde condensates.
Zur Herstellung von Epoxidharzen die ebenfalls als Kernmaterial geeignet sind, werden üblicherweise Epoxid-Präpolymerisate, die beispielsweise durch Reaktion von Bisphenol A oder anderen Bisphenolen, Resorein, Hydrochinon, Hexandiol oder anderen aromatischen oder aliphatischen Dioder Polyolen oder Phenol-Formaldehyd-Kondensaten oder deren Mischungen untereinander mit Epichlorhydrin oder anderen Di- oderFor the production of epoxy resins which are also suitable as core material, epoxy prepolymers are usually used, for example by reaction of bisphenol A or other bisphenols, resorein, hydroquinone, hexanediol or other aromatic or aliphatic diols or polyols or phenol-formaldehyde condensates or mixtures thereof with epichlorohydrin or other di- or
Polyepoxiden erhalten werden, mit weiteren zur Kondensation befähigten Verbindungen direkt oder in Lösung vermischt und aushärten gelassen.Polyepoxides are obtained, mixed with other compounds capable of condensation directly or in solution and allowed to harden.
Zweckmäßigerweise sind die Polymeren des Kernmaterials in einer bevorzugten Erfindungsvariante vernetzte (Co-)Polymere, da diese üblicherweise erst bei hohen Temperaturen ihren Glasübergang zeigen.In a preferred variant of the invention, the polymers of the core material are expediently crosslinked (co) polymers, since these usually only show their glass transition at high temperatures.
Diese vernetzten Polymeren können entweder bereits im Verlauf derThese crosslinked polymers can either already in the course of
Polymerisation bzw. Polykondensation oder Copolymerisation bzw.Polymerization or polycondensation or copolymerization or
Copolykondensation vernetzt worden sein oder sie können nach Abschluß der eigentlichen (Co-)Polymerisation bzw. (Co-)Polykondensation in einem gesonderten Verfahrensschritt nachvernetzt worden sein.Copolycondensation have been crosslinked or, after the actual (co) polymerization or (co) polycondensation has ended, they can have been crosslinked in a separate process step.
Für das Mantelmaterial eignen sich, wie für das Kernmaterial, im Prinzip Polymere der oben bereits genannten Klassen, sofern sie so ausgewählt bzw. aufgebaut werden, daß sie der oben für die Mantelpolymeren gegebenen Spezifikation entsprechen.For the shell material, as for the core material, in principle polymers of the classes already mentioned are suitable, provided that they are selected or constructed in such a way that they correspond to the specification given above for the shell polymers.
Polymere, die den Spezifikationen für ein Mantelmaterial genügen, finden sich ebenfalls in den Gruppen der Polymerisate und Copolymerisate polymerisierbarer ungesättigter Monomerer als auch der Polykondensate und Copolykondensate von Monomeren mit mindestens zwei reaktiven Gruppen, wie z. B. der hochmolekularen aliphatischen, aliphatisch/aromatischen oder vollaromatischen Polyester und Polyamide.Polymers that meet the specifications for a sheath material can also be found in the groups of polymers and copolymers of polymerizable unsaturated monomers and in the polycondensates and copolycondensates of monomers with at least two reactive groups, such as, for. B. the high molecular weight aliphatic, aliphatic / aromatic or fully aromatic polyesters and polyamides.
Unter Berücksichtigung der obigen Bedingungen für die Eigenschaften derTaking into account the above conditions for the properties of the
Mantelpolymeren (= Matrixpolymeren) sind für ihre Herstellung im Prinzip ausgewählte Bausteine aus allen Gruppen organischer Filmbildner geeignet. Insbesondere dann, wenn die Matrix des Effektfarbmittels aus vernetzten organischen Polymeren gebildet werden soll, kann die Auswahl der Mantelpolymere nahezu beliebig erfolgen. Es muss lediglich gewährleistet werden, dass diese Polymere mit vernetzbaren Gruppen versehen werden können.Shell polymers (= matrix polymers) are in principle for their production selected building blocks from all groups of organic film formers. In particular, if the matrix of the effect colorant is to be formed from crosslinked organic polymers, the choice of the shell polymers can be made almost arbitrarily. It only has to be ensured that these polymers can be provided with crosslinkable groups.
Einige weitere Beispiele mögen die breite Palette der für die Herstellung der Mantel geeigneten Polymeren veranschaulichen.Some other examples may illustrate the wide range of polymers suitable for making the sheath.
Soll der Mantel vergleichsweise niedrig brechend sein, so eignen sich beispielsweise Polymerisate wie Polyethylen, Polypropylen, Polyethylenoxid, Polyacrylate, Polymethacrylate, Polybutadien, Polymethylmethacrylat, Polytetrafluorethylen, Polyoxymethylen, Polyester, Polyamide, Polyepoxide, Polyurethan, Kautschuk, Polyacrylnitril undIf the sheath is to have a comparatively low refractive index, polymers such as polyethylene, polypropylene, polyethylene oxide, polyacrylates, polymethacrylates, polybutadiene, polymethyl methacrylate, polytetrafluoroethylene, polyoxymethylene, polyesters, polyamides, polyepoxides, polyurethane, rubber, polyacrylonitrile and, for example, are suitable
Polyisopren.Polyisoprene.
Soll der Mantel vergleichsweise hochbrechend sein, so eignen sich für den Mantel beispielsweise Polymerisate mit vorzugsweise aromatischer Grundstruktur wie Polystyrol, Polystyrol-Copolymerisate wie z. B. SAN, aromatisch-aliphatische Polyester und Polyamide, aromatische Polysulfone und Polyketone, Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid sowie bei geeigneter Auswahl eines hochbrechenden Kernmaterials auch Polyacrylnitril oder Polyurethan.If the sheath is to be comparatively high-index, then, for example, polymers with a preferably aromatic basic structure such as polystyrene, polystyrene copolymers such as. B. SAN, aromatic-aliphatic polyesters and polyamides, aromatic polysulfones and polyketones, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride and, with suitable selection of a high-index core material, also polyacrylonitrile or polyurethane.
In einer erfindungsgemäß besonders bevorzugten Ausführungsform von Kern-Mantel-Partikeln besteht der Kern aus vernetztem Polystyrol und der Mantel aus einem Polyacrylat, vorzugsweise Polyethylacrylat und/oder Polymethylmethacrylat, das mit vernetzbaren Monomeren versetzt ist.In a particularly preferred embodiment of core-shell particles according to the invention, the core consists of crosslinked polystyrene and the shell consists of a polyacrylate, preferably polyethyl acrylate and / or polymethyl methacrylate, to which crosslinkable monomers have been added.
Im Hinblick auf die Verarbeitbarkeit der Kern-Mantel-Partikel zu Effektfarbmitteln ist es von Vorteil, wenn das Gewichtsverhältnis von Kern zu Mantel im Bereich von 2:1 bis 1 :5, vorzugsweise im Bereich von 3:2 bis 1 :3 und insbesondere bevorzugt im Bereich von 1 :1 bis 2:3 liegt. Generell gilt hier, dass es von Vorteil ist den Mantelanteil zu erhöhen, wenn der Teilchendurchmesser der Kerne ansteigt.With regard to the processability of the core-shell particles to effect colorants, it is advantageous if the weight ratio of core to shell is in the range from 2: 1 to 1: 5, preferably in the range from 3: 2 to 1: 3 and particularly preferably is in the range of 1: 1 to 2: 3. As a general rule it applies here that it is advantageous to increase the proportion of the jacket if the particle diameter of the cores increases.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Kern-Mantel-Partikel lassen sich nach verschiedenen Verfahren herstellen. Eine bevorzugte Möglichkeit die Partikel zu erhalten ist ein Verfahren zur Herstellung von Kern-Mantel- Partikeln, durch a) Oberflächenbehandlung monodisperser Kerne, und b) Aufbringen des Mantels aus organischen Polymeren auf die behandelten Kerne.The core-shell particles to be used according to the invention can be produced by various processes. A preferred possibility of obtaining the particles is a process for the production of core-shell particles, by a) surface treatment of monodisperse cores, and b) application of the shell from organic polymers to the treated cores.
In einer Verfahrensvariante werden die monodispersen Kerne in einem Schritt a1) durch Emulsionspolymerisation erhalten.In one process variant, the monodisperse cores are obtained in a step a1) by emulsion polymerization.
In einer bevorzugten Erfindungsvariante wird auf die Kerne in Schritt a) eine vernetzte polymere Zwischenschicht, vorzugsweise durchIn a preferred variant of the invention, a crosslinked polymeric intermediate layer is preferably applied to the cores in step a)
Emulsionsolymerisation oder durch ATR-Polymerisation, aufgebracht, die vorzugsweise reaktive Zentren aufweist, an die der Mantel kovalent angebunden werden kann. ATR-Polymerisation steht hier für Atomic Transfer Radicalic Polymerisation, wie sie beispielsweise in K. Matyjaszewski, Practical Atom Transfer Radical Polymerization, Polym.Emulsion polymerization or by ATR polymerization applied, which preferably has reactive centers to which the jacket can be covalently attached. ATR-Polymerization stands here for Atomic Transfer Radicalic Polymerization, as for example in K. Matyjaszewski, Practical Atom Transfer Radical Polymerization, Polym.
Mater. Sei. Eng. 2001 , 84 beschrieben wird. Die Einkapselung anorganischer Materalien mittel ATRP wird beispielsweise in T. Werne, T. E. Patten, Atom Transfer Radical Polymerization from Nanoparticles: A Tool for the Preparation of Well-Defined Hybrid Nanostructures and for Understanding the Chemistry of Controlled/"Living" Radical Polymerization from Surfaces, J. Am. Chem. Soc. 2001 , 123, 7497-7505 und WO 00/11043 beschrieben. Die Durchführung sowohl dieser Methode als auch die Durchführung von Emulsionspolymerisationen sind dem Fachmann für Polymerherstellung geläufig und beispielsweise in den o.g. Literaturstellen beschrieben. Das flüssige Reaktionsmedium, in dem die Polymerisationen oder Copolymerisationen ausgeführt werden können, besteht aus den bei Polymerisationen, insbesondere bei Verfahren der Emulsionspolymerisation, üblicherweise eingesetzten Lösungs-, Dispergier- oder Verdünnungsmitteln. Hierbei wird die Auswohl so getroffen, daß die zur Homogenisierung der Kernpartikel und Mantel-Vorprodukte eingesetzten Emulgatoren eine ausreichende Wirksamkeit entfalten können. Günstig als flüssiges Reaktionsmedium zur Duchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind wäßrige Medien, insbesondere Wasser.Mater. Be. Closely. 2001, 84. Encapsulation of inorganic materials using ATRP is described, for example, in T. Werne, TE Patten, Atom Transfer Radical Polymerization from Nanoparticles: A Tool for the Preparation of Well-Defined Hybrid Nanostructures and for Understanding the Chemistry of Controlled / "Living" Radical Polymerization from Surfaces, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 7497-7505 and WO 00/11043. The implementation of both this method and the implementation of emulsion polymerizations are familiar to the person skilled in the art of polymer production and are described, for example, in the abovementioned references. The liquid reaction medium in which the polymerizations or copolymerizations can be carried out consists of the solvents, dispersants or diluents customarily used in polymerizations, in particular in processes of emulsion polymerization. This is done in such a way that the emulsifiers used to homogenize the core particles and shell precursors can develop sufficient effectiveness. Aqueous media, in particular water, are favorable as the liquid reaction medium for carrying out the process according to the invention.
Zur Auslösung der Polymerisation eignen sich beispielsweise Polymerisationsinitiatoren, die entweder thermisch oder photochemisch zerfallen, Radikale bilden, und so die Polymerisation auslösen. Dabei sind unter den thermisch aktivierbaren Polymerisationsinitiatoren solche bevorzugt, die zwischen 20 und 180 °C, insbesondere zwischen 20 und 80For initiating the polymerization, for example, polymerization initiators are suitable which either decompose thermally or photochemically, form free radicals and thus initiate the polymerization. Among the thermally activatable polymerization initiators, preference is given to those between 20 and 180 ° C., in particular between 20 and 80
°C zerfallen. Besonders bevorzugte Polymerisationsinitiatoren sind Peroxide wie Dibenzoylperoxid Di-tert.-Butylperoxid, Perester, Percarbonate, Perketale, Hydroperoxide, aber auch anorganische Peroxide wie H2O2, Salze der Peroxoschwefelsäure und Peroxo-dischwefelsäure Azoverbindungen, Boralkylverbindungen sowie homolytisch zerfallende° C disintegrate. Particularly preferred polymerization initiators are peroxides such as dibenzoyl peroxide, di-tert-butyl peroxide, peresters, percarbonates, perketals, hydroperoxides, but also inorganic peroxides such as H2O2, salts of peroxosulfuric acid and peroxodisulfuric acid, azo compounds, boralkyl compounds and homolytically disintegrating
Kohlenwasserstoffe. Die Initiatoren und/oder Photoinitiatoren, die je nach den Anforderungen an das polymerisierte Material in Mengen zwischen 0,01 und 15 Gew.-%, bezogen auf die polymerisierbaren Komponenten eingesetzt werden, können einzeln oder, zur Ausnutzung vorteilhafter synergistischer Effekte, in Kombination miteinander angewendet werden.Hydrocarbons. The initiators and / or photoinitiators, which, depending on the requirements of the polymerized material, are used in amounts between 0.01 and 15% by weight, based on the polymerizable components, can be used individually or in combination with one another to take advantage of advantageous synergistic effects be applied.
Daneben kommen Redoxsysteme zur Anwendung, wie z.B. Salze der Peroxodischwefelsäure und Peroxoschwefelsäure in Kombination mit niedervalenten Schwefelverbindungen, im speziellen Ammonium- peroxodisulfat in Kombination mit Natriumdithionit.Redox systems are also used, e.g. Salts of peroxodisulfuric acid and peroxosulfuric acid in combination with low-valent sulfur compounds, in particular ammonium peroxodisulfate in combination with sodium dithionite.
Auch für die Herstellung von Polykondensationsprodukten sind entsprechende Verfahren beschrieben worden. So ist es möglich, die Ausgangsmaterialien für die Herstellung von Polykondensationsprodukten in inerten Flüssigkeiten zu dispergieren und, vorzugsweise unter Auskreisen niedermolekularer Reaktionsprodukte wie Wasser oder - z. B. bei Einsatz von Dicarbonsäure-di-niederalkylestern zur Herstellung von Polyestem oder Polyamiden - niederen Alkanolen, zu kondensieren.Appropriate processes have also been described for the production of polycondensation products. So it is possible that To disperse starting materials for the production of polycondensation products in inert liquids and, preferably with low molecular weight reaction products such as water or - z. B. when using dicarboxylic acid di-lower alkyl esters for the production of polyester or polyamides - lower alkanols to condense.
Polyadditionsprodukte werden analog durch Umsetzung durch Verbindungen erhalten, die mindestens zwei, vorzugsweise drei reaktive Gruppen wie z. B. Epoxid-, Cyanat-, Isocyanat-, oder Isothiocyanatgruppen aufweisen, mit Verbindungen, die komplementäre reaktive Gruppen tragen.Polyaddition products are obtained analogously by reaction with compounds which have at least two, preferably three reactive groups, such as, for. B. epoxy, cyanate, isocyanate, or isothiocyanate groups, with compounds that carry complementary reactive groups.
So reagieren Isocyanate beispielsweise mit Alkoholen zu Urethanen, mit Aminen zu Harnstoffderivaten, während Epoxide mit diesen Komplementären zu Hydroxyethern bzw. Hydroxyaminen reagieren. Wie die Polykondensationen können auch Polyadditionsreaktionen vorteilhaft in einem inerten Lösungs- oder Dispergiermittel ausgeführt werden.For example, isocyanates react with alcohols to form urethanes, with amines to form urea derivatives, while epoxides react with these complementaries to form hydroxyethers or hydroxyamines. Like the polycondensation reactions, polyaddition reactions can advantageously also be carried out in an inert solvent or dispersant.
Es ist auch möglich, aromatische, aliphatische oder gemischte aromatischaliphatische Polymere, z. B. Polyester, Polyurethane, Polyamide, Polyharnstoffe, Polyepoxide oder auch Lösungspolymerisate, in einem Dispergiermittel wie z. B. in Wasser, Alkoholen, Tetrahydrofuran,It is also possible to use aromatic, aliphatic or mixed aromatic-aliphatic polymers, e.g. As polyesters, polyurethanes, polyamides, polyureas, polyepoxides or solution polymers, in a dispersant such as. B. in water, alcohols, tetrahydrofuran,
Kohlenwasserstoffen zu dispergieren oder zu emulgieren (Sekundärdispersion) und in dieser feinen Verteilung nachzukondensieren, zu vernetzen und auszuhärten.To disperse or emulsify hydrocarbons (secondary dispersion) and to condense, crosslink and cure in this fine distribution.
Zur Herstellung der für diese Polymerisations-Polykondensations- oderFor the preparation of these for polymerization-polycondensation or
Polyadditionsverfahren benötigten stabilen Dispersionen werden in der Regel Dispergierhilfsmittel eingesetzt.Polyaddition processes required stable dispersions are usually used dispersing aids.
Als Dispergierhilfsmittel werden , vorzugsweise wasserlösliche hochmolekulare organische Verbindungen mit polaren Gruppen, wieAs dispersants, preferably water-soluble high molecular weight organic compounds with polar groups, such as
Polyvinylpyrrolidon, Copolymerisate aus Vinylpropionat oder -acetat undPolyvinyl pyrrolidone, copolymers of vinyl propionate or acetate and
Vinypyrrolidon, teilverseifte Copolymeriste aus einem Acryiester und Acrylnitril, Polyvinylalkohole mit unterschiedlichem Restacetat-Gehalt, Zelluloseether, Gelatine, Blockcopolymere, modifizierte Stärke, niedermolekulare, carbon- und/oder sulfonsäuregruppenhaltigen Polymerisate oder Mischungen dieser Stoffe verwendet.Vinypyrrolidone, partially saponified copolymer list from an acrylic ester and Acrylonitrile, polyvinyl alcohols with different residual acetate content, cellulose ether, gelatin, block copolymers, modified starch, low molecular weight, carbon and / or sulfonic acid group-containing polymers or mixtures of these substances are used.
Besonders bevorzugte Schutzkolloide sind Polyvinylalkohole mit einem Restacetat-Gehalt von unter 35, insbesondere 5 bis 39 Mol.-% und/oder Vinylpyrrolidon-Λ inylpropionat-Copolymere mit einem Vinylestergehalt von unter 35, insbesondere 5 bis 30 Gew.-%.Particularly preferred protective colloids are polyvinyl alcohols with a residual acetate content of less than 35, in particular 5 to 39 mol% and / or vinylpyrrolidone-oleyl propionate copolymers with a vinyl ester content of less than 35, in particular 5 to 30% by weight.
Es können nichtionische oder auch ionische Emulgatoren, gegebenenfalls auch als Mischung, verwendet werden. Bevorzugte Emulgatoren sind gegebenenfalls ethoxyliierte oder propoxylierte längerkettige Alkanole oder Alkylphenole mit unterschiedlichen Ethoxylierungs- bzw. Propoxylierungsgraden (z. B. Addukte mit 0 bis 50 mol Alkylenoxid) bzw. deren neutralisierte, sulfatierte, sulfonierte oder phosphatierte Derivate. Auch neutralisierte Dialkylsulfobemsteinsäureester oder Alkyldiphenyloxid- disulfonate sind besonders gut geeignet.Nonionic or ionic emulsifiers, optionally also as a mixture, can be used. Preferred emulsifiers are, where appropriate, ethoxylated or propoxylated longer-chain alkanols or alkylphenols with different degrees of ethoxylation or propoxylation (e.g. adducts with 0 to 50 mol of alkylene oxide) or their neutralized, sulfated, sulfonated or phosphated derivatives. Neutralized dialkylsulfosuccinates or alkyldiphenyloxide disulfonates are also particularly suitable.
Besonders vorteilhaft sind Kombinationen dieser Emulgatoren mit den oben genannten Schutzkolloiden, da mit ihnen besonders feinteilige Dispersionen erhalten werden.Combinations of these emulsifiers with the protective colloids mentioned above are particularly advantageous since they give particularly finely divided dispersions.
Auch spezielle Verfahren zur Herstellung monodisperser Polymerteiichen sind in der Literatur (z. B. R.C. Backus, R.C. Williams, J. Appl, Physics 19,Special processes for the production of monodisperse polymer particles are also described in the literature (e.g. R.C. Backus, R.C. Williams, J. Appl, Physics 19,
S. 1186, (1948) bereits beschrieben worden und können mit Vorteil insbesondere zur Herstellung der Kerne eingesetzt werden. Hierbei ist lediglich darauf zu achten, daß die oben angegebenen Teilchengrößen eingehalten werden. Anzustreben ist weiter eine möglichst hohe Einheitlichkeit der Polymerisate. Insbesondere die Teilchengröße kann dabei über die Auswahl geeigneter Emulgatoren und/oder Schutzkolloide bzw. entsprechender Mengen dieser Verbindungen eingestellt werden. Durch die Einstellung der Reaktionsbedingungen wie Temperatur, Druck, Reaktionsdauer, Einsatz geeigneter Katalysatorsysteme, die in bekannter Weise den Polymerisationsgrad beeinflussen und die Auswahl der zu ihrer Herstellung eingesetzten Monomeren nach Art und Mengenanteil lassen sich gezielt die gewünschten Eigenschaftskombinationen der benötigten Polymeren einstellen.S. 1186, (1948) have already been described and can be used with particular advantage for the production of the cores. It is only necessary to ensure that the particle sizes given above are observed. A further goal is to achieve the highest possible uniformity of the polymers. In particular, the particle size can be adjusted by selecting suitable emulsifiers and / or protective colloids or corresponding amounts of these compounds. By setting the reaction conditions such as temperature, pressure, reaction time, use of suitable catalyst systems which influence the degree of polymerization in a known manner and the selection of the monomers used for their preparation by type and proportion, the desired combinations of properties of the required polymers can be set in a targeted manner.
Monomere, die zu Polymeren mit hohem Brechungsindex fuhren, sind in der Regel solche, die entweder aromatische Teilstrukturen aufweisen, oder solche, die über Heteroatome mit hoher Ordnungszahl, wie z. B. Halogenatome, insbesondere Brom- oder Jodatome, Schwefel oder Metallionen, verfügen, d. h. über Atome oder Atomgruppierungen, die die Polarisierbarkeit der Polymeren erhöhen.Monomers which lead to polymers with a high refractive index are generally those which either have aromatic partial structures or those which have heteroatoms with a high atomic number, such as, for example, B. halogen atoms, especially bromine or iodine atoms, sulfur or metal ions, d. H. via atoms or groupings of atoms which increase the polarizability of the polymers.
Polymere mit niedrigem Brechungsindex werden demgemäss aus Monomeren oder Monomerengemischen erhalten, die die genannten Teilstrukturen und/oder Atome hoher Ordnungszahl nicht oder nur in geringem Anteil enthalten.Polymers with a low refractive index are accordingly obtained from monomers or monomer mixtures which do not contain the mentioned partial structures and / or atoms with a high atomic number or only in a small proportion.
Eine Übersicht über die Brechungsindices verschiedener gängiger Homopolymerisate findet sich z. B. in Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, 5. Auflange, Band A21 , Seite 169. Beispiele für radikalisch polymerisierbare Monomere, die zu Polymeren mit hohem Brechungsindex führen, sind:An overview of the refractive indices of various common homopolymers can be found e.g. B. in Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 5th edition, Volume A21, page 169. Examples of radical-polymerizable monomers that lead to polymers with a high refractive index are:
Gruppe a): Styrol, im Phenylkem alkylsubstituierte Styrole, α-Methylstyrol, Mono- und Dichlorstyrol, Vinyinaphthalin, Isopropenylnaphthalin, Isopropenylbiphenyl, Vinylpyridin, Isopropenylpyridin, Viny carbazol, Vinylanthracen, N-Benzyi-methacrylamid, p-Hydroxymethacrylsäureanilid. Gruppe b): Acrylate, die aromatische Seitenketten aufweisen, wie z. B. Phenyl-(meth)acrylat (= abgekürzte Schreibweise für die beiden Verbindungen Phenylacrylat und Phenylmethacrylat), Phenylvinylether, Benzyl-(meth)acrylat, Benzylvinylether, sowie Verbindungen der FormelnGroup a): styrene, alkyl-substituted styrenes in the phenyl core, α-methylstyrene, mono- and dichlorostyrene, vinyinaphthalene, isopropenylnaphthalene, isopropenylbiphenyl, vinylpyridine, isopropenylpyridine, vinyl carbazole, vinylanthracene, N-benzyi-methacrylamide, p-methacrylamide, p-methacrylamide. Group b): Acrylates which have aromatic side chains, such as. B. phenyl (meth) acrylate (= abbreviation for the two compounds phenyl acrylate and phenyl methacrylate), phenyl vinyl ether, benzyl (meth) acrylate, benzyl vinyl ether, and compounds of the formulas
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In der obigen und in weiter unten folgenden Formeln sind zur Verbesserung der Übersichtlichkeit und Vereinfachung der Schreibung Kohlenstoffketten nur durch die zwischen den Kohlenstoffatomen bestehenden Bindungen dargestellt. Diese Schreibweise entspricht der Darstellung aromatischer cylischer Verbindungen, wobei z. B. das Benzol durch ein Sechseck mit alternierend einfach und Doppelbindungen dargestellt wird.In the formulas above and in the form below, to improve clarity and simplify the spelling, carbon chains are only represented by the bonds between the carbon atoms. This notation corresponds to the representation of aromatic cyclic compounds, z. B. the benzene is represented by a hexagon with alternating simple and double bonds.
Ferner sind solche Verbindungen geeignet, die anstelle von Sauerstoffbrücken Schwefelbrücken enthalten wie z. B.Also suitable are those compounds which contain sulfur bridges instead of oxygen bridges, such as, for. B.
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In den obigen Formeis steht R für Wasserstoff oder Methyl. Die Phenylringe dieser Monomeren können weitere Substituenten tragen. Solche Substituenten sind geeignet, die Eigenschaften der aus diesen Monomeren erzeugten Polymerisate innerhalb gewisser Grenzen zu modifizieren. Sie können daher gezielt benutzt werden, um insbesondere die anwendungstechnisch relevanten Eigenschaften der erfindungsgemäßen Effektfarbmittel zu optimieren.In the above form, R represents hydrogen or methyl. The phenyl rings of these monomers can carry further substituents. Such substituents are suitable for modifying the properties of the polymers produced from these monomers within certain limits. They can therefore be used in a targeted manner, in particular to optimize the properties of the effect colorants according to the invention which are relevant in terms of application technology.
Geeignete Substituenten sind insbesondere Halogen, N02, Alkyl mit einem bis zwanzig C-Atomen, vorzugsweise Methyl, Alkoxy mit einem bis zwanzig C-Atomen, Carboxyalkyl mit einem bis zwanzig C-Atomen, Carbonyalkyl mit einem bis zwanzig C-Atomen, oder -OCOO-Alkyl mit einem bis zwanzigSuitable substituents are in particular halogen, NO 2 , alkyl having one to twenty carbon atoms, preferably methyl, alkoxy having one to twenty carbon atoms, carboxyalkyl having one to twenty carbon atoms, carbonylalkyl having one to twenty carbon atoms, or - OCOO alkyl with one to twenty
C-Atomen. Die Alkylketten dieser Reste können ihrerseits gegebenenfalls substituiert sein oder durch zweibindige Heteroatome oder Baugruppen wie z. B. -O-, -S-, -NH-, -COO-, -OCO- oder -OCOO- in nicht benachbarten Stellungen unterbrochen sein.C-atoms. The alkyl chains of these radicals can in turn be optionally substituted or by double-bonded heteroatoms or structural groups such as. B. -O-, -S-, -NH-, -COO-, -OCO- or -OCOO- in non-adjacent positions.
Gruppe c): Monomere, die über Heteroatome verfügen, wie z. B. Vinylchlorid, Acyrlnitril, Methacrylnitril, Acrylsäure, Methacrylsäure, Acrylamid und Methacrylamid oder metallorganische Verbindung wie z. B.Group c): monomers which have heteroatoms, such as, for. B. vinyl chloride, acylonitrile, methacrylonitrile, acrylic acid, methacrylic acid, acrylamide and methacrylamide or organometallic compound such as. B.
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Gruppe d): Eine Erhöhung des Brechungsindex von Polymeren gelingt auch durch Einpolymerisieren Carbonsäuregruppen enthaltender Monomerer und Überführung der so erhaltenen "sauren" Polymeren in die entsprechenden Salze mit Metallen höheren Atomgewichts, wie z. B. vorzugsweise mit K, Ca, Sr, Ba, Zn, Pb, Fe, Ni, Co, Cr, Cu, Mn, Sn oderGroup d): The refractive index of polymers can also be increased by polymerizing in monomers containing carboxylic acid groups and converting the "acidic" polymers thus obtained into the corresponding salts with metals of higher atomic weight, such as, for. B. preferably with K, Ca, Sr, Ba, Zn, Pb, Fe, Ni, Co, Cr, Cu, Mn, Sn or
Cd. Die oben genannten Monomeren, die einen hohen Beitrag zum Brechungsindex der daraus hergestellten Polymeren leisten, können homopolymerisiert oder untereinander copolymerisiert werden. Sie können auch mit einem gewissen Anteil von Monomeren, die einen geringeren Beitrag zum Brechungsindex leisten, copolymerisiert werden. Solche copolymerisierbaren Monomere mit niedrigerem Brechungsindex-Beitrag sind beispielsweise Acrylate, Methacrylate oder Vinylether oder Vinylester mit rein aliphatischen Resten.CD. The abovementioned monomers, which make a high contribution to the refractive index of the polymers produced therefrom, can be homopolymerized or copolymerized with one another. They can also be copolymerized with a certain proportion of monomers that make a lower contribution to the refractive index. Such copolymerizable monomers with a lower refractive index contribution are, for example, acrylates, methacrylates or vinyl ethers or vinyl esters with purely aliphatic radicals.
Als vernetzende Mittel zur Herstellung vernetzter Polymerkerne aus radikalisch erzeugten Polymerisaten bzw. zur anschließenden Vernetzung der Matrix aus Matelmaterial können darüberhinaus auch alle bi- oder polyfunktionellen Verbindungen eingesetzt werden, die mit den oben genannten Monomeren copolymerisierbar sind oder die nachträglich mit den Polymeren unter Vernetzung reagieren können.In addition, all bifunctional or polyfunctional compounds which can be copolymerized with the abovementioned monomers or which can subsequently react with the polymers with crosslinking can also be used as crosslinking agents for the production of crosslinked polymer cores from free-radically produced polymers or for the subsequent crosslinking of the matrix from matel material ,
Im Folgenden sollen Beispiele geeigneter Vernetzer vorgestellt werden, die zur Systematisierung in Gruppen eingeteilt werden:In the following, examples of suitable crosslinkers are presented, which are divided into groups for systematization:
Gruppe 1 : Bisacrylate, Bismethacrylate und Bisvinylether von aromatischen oder aliphatischen di- oder Polydydroxyverbindungen insbesondere von Butandiol (Butandiol-di(meth)acrylat, Butandiol-bis- vinylether), Hexandiol (Hexandiol-di(meth)acrylat, Hexandiol-bis-vinylether), Pentaerythrit, Hydrochinon, Bis-hydroxyphenylmethan, Bis- hydroxyphenylether, Bis-hydroxymethyl-benzol,Group 1: bisacrylates, bismethacrylates and bisvinyl ethers of aromatic or aliphatic di- or polydydroxy compounds, in particular of butanediol (butanediol-di (meth) acrylate, butanediol-bis-vinyl ether), hexanediol (hexanediol-di (meth) acrylate, hexanediol-bis-vinyl ether ), Pentaerythritol, hydroquinone, bis-hydroxyphenylmethane, bis-hydroxyphenyl ether, bis-hydroxymethyl-benzene,
Ethylenoxidspacern, Propylenoxidspacern oder Propylenoxidspacem.
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Ethylene oxide spacers, propylene oxide spacers or propylene oxide spacers.
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Weitere Vernetzer dieser Gruppe sind z. B. Di- oder Polyvinylverbindungen wie Divinybenzol oder auch Methylen-bisacrylamid, Triallylcyanurat,Other crosslinkers in this group are e.g. B. di- or polyvinyl compounds such as divinybenzene or methylene bisacrylamide, triallyl cyanurate,
Divinylethylenharnstoff, Trimethylolpropan-tri-(meth)acrylat, Trimethylol- propantricinylether, Pentaerythrit-tetra-(meth)acrylat, Pentaerythrit-tetra- vinylether, sowie Vernetzer mit zwei oder mehreren verschiedenen reaktiven Enden wie z. B. (Meth)allyl-(meth)acrylate der FormelnDivinylethylene urea, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylol propane tricinyl ether, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, pentaerythritol tetra vinyl ethers, and crosslinkers with two or more different reactive ends, such as. B. (meth) allyl (meth) acrylates of the formulas
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, worin R Wasserstoff oder Methyl bedeutet., wherein R is hydrogen or methyl.
Gruppe 2: Reaktive Vernetzer, die vernetzend, großenteils aber nachvernetzend wirken, z. B. bei Erwärmung oder Trocknung, und die in die Kern- bzw. Mantelpolymere als Copolymere einpolymerisiert werden.Group 2: reactive crosslinking agents which have a crosslinking effect, but mostly have a postcrosslinking effect, e.g. B. with heating or drying, and which are copolymerized into the core or shell polymers as copolymers.
Beispiele hierfür sind: N-Methylol-(meth)acrylamid, Acrylamidoglycolsäure sowie deren Ether und/oder Ester mit Ci bis Cβ-Alkoholen, Diacetonacrylamid (DAAM), Glycidylmethacrylat (GMA),Examples include: N-methylol- (meth) acrylamide, acrylamidoglycolic acid and their ethers and / or esters with C 1 to C 6 alcohols, diacetone acrylamide (DAAM), glycidyl methacrylate (GMA),
Methacryloyloxypropyl-trimethoxysilan (MEMO), Vinyl-trimethoxysilan, m- Isopropenyl-benzylisocyanat (TMI).Methacryloyloxypropyl trimethoxysilane (MEMO), vinyl trimethoxysilane, m-isopropenyl benzyl isocyanate (TMI).
Gruppe 3: Carbonsäuregruppen, die durch Copolymerisation ungesättigter Carbonsäuren in das Polymer eingebaut worden sind, werden über mehrwertige Metallionen brückenartig vernetzt. Als ungesättigte Carbonsäuren werden hierzu vorzugsweise Acrylsäure,Group 3: Carboxylic acid groups which have been incorporated into the polymer by copolymerization of unsaturated carboxylic acids are crosslinked like polyvalent metal ions. For this purpose, preferably unsaturated carboxylic acids are acrylic acid,
Methacrylsäure, Maleinsäureandhydrid, Itaconsäure und Furnarsäure eingesetzt. Als Metallionen eignen sich Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Pb, Fe, Ni, Co, Cr, Cu, Mn, Sn, Cd. Besonders bevorzugt sind Ca, Mg und Zn, Ti und Zr.Methacrylic acid, maleic anhydride, itaconic acid and veneric acid are used. Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Pb, Fe, Ni, Co, Cr, Cu, Mn, Sn, Cd are suitable as metal ions. Ca, Mg and Zn, Ti and Zr are particularly preferred.
Gruppe 4: Nachvernetzte Additive. Hierunter versteht man bis- oder höherfunktionalisierte Additive, die mit dem Polymer (durch Additions- oder vorzugsweise Kondensationsreaktionen) irreversibel unter Ausbildung eines Netzwerks reagieren. Beispiele hierfür sind Verbindungen, die pro Molekül mindestens zwei der folgenden reaktiven Gruppen aufweisen: Epoxid-, Aziridin-, Isocyanat-Säurechlorid-, Carbodiimid- oder Carbonylgruppen, femer z. B. 3,4-Dihydroxy-imidazolinon und dessen Derivate (Fixapret-Marken der BASF).Group 4: Post-crosslinked additives. This is understood to mean additives which are functionalized to a greater or greater extent and which react irreversibly with the polymer (by addition or preferably condensation reactions) to form a network. Examples of this are compounds that are per Molecule have at least two of the following reactive groups: epoxy, aziridine, isocyanate acid chloride, carbodiimide or carbonyl groups, further z. B. 3,4-dihydroxy-imidazolinone and its derivatives (Fixapret brands from BASF).
Wie bereits oben dargelegt, benötigen Nachvernetzer mit reaktiven Gruppen wie z. B. Epoxid- und Isocyanatgruppen komplementäre reaktive Gruppen im zu vernetzenden Polymer. So reagieren Isocyanate beispielsweise mit Alkoholen zu Urethanen, mit Aminen zu Harnstoffderivaten, während Epoxide mit diesen komplementären Gruppen zu Hydroxyethem bzw. Hydroxyaminen reagieren.As already explained above, postcrosslinkers with reactive groups such as e.g. B. epoxy and isocyanate groups complementary reactive groups in the polymer to be crosslinked. For example, isocyanates react with alcohols to form urethanes, with amines to form urea derivatives, while epoxides react with these complementary groups to form hydroxyethers or hydroxyamines.
Unter Nachvernetzung wird auch die photochernische Aushärtung, eine oxydative oder eine luft- oder feuchtigkeitsind uzierte Aushärtung der Systeme verstanden.Post-crosslinking is also understood to mean photochemical curing, an oxidative or an air or moisture-induced curing of the systems.
Die oben angegebenen Monomeren und Vernetzer können beliebig und zielgerichtet in der Weise miteinander kombiniert und (co-)polymerisiert werden, daß ein gegebenenfalls vernetztes (Co-)polymerisat mit dem gewünschten Brechungsindex und den erforderlichen Stabilitätskriterien und mechanischen Eigenschaften erhalten wird.The monomers and crosslinking agents mentioned above can be combined with one another and (co-) polymerized in a targeted manner in such a way that an optionally crosslinked (co-) polymer is obtained with the desired refractive index and the required stability criteria and mechanical properties.
Es ist auch möglich, weitere gängige Monomere, z. B. Acrylate, Methacrylate, Vinylester, Butadien, Ethylen oder Styrol, zusätzlich zu copolymerisieren, um beispielsweise die Glastemperatur oder die mechanischen Eigenschaften der Kern- und/oder Mantelpolymeren nach Bedarf einzustellen.It is also possible to use other common monomers, e.g. As acrylates, methacrylates, vinyl esters, butadiene, ethylene or styrene, additionally copolymerize, for example to adjust the glass transition temperature or the mechanical properties of the core and / or shell polymers as required.
Erfindungsgemäß ebenfalls bevorzugt ist es, wenn das Aufbringen des Mantels aus organischen Polymeren durch Aufpfropfung, vorzugsweise durch Emulsionspolymerisation oder ATR-Polyrnerisation erfolgt. Dabei lassen sich die oben beschriebenen Methoden und Monomere entsprechend einsetzen.It is likewise preferred according to the invention if the coating of organic polymers is carried out by grafting, preferably by emulsion polymerization or ATR polymerization. there the methods and monomers described above can be used accordingly.
Insbesondere beim Einsatz anorganischer Kerne kann es auch bevorzugt sein, dass der Kern vor der Aufpolymerisation des Mantels einerIn particular, when using inorganic cores, it may also be preferred that the core is one before the shell is polymerized on
Vorbehandlung unterzogen wird, die ein Anbinden des Mantels ermöglicht. Dies kann üblicherweise in einer chemischen Funktionalisierung der Partikeloberfläche bestehen, wie sie für die verschiedensten anorganischen Materialen aus der Literatur bekannt ist. Insbesondere bevorzugt kann es dabei sein, auf der Oberfläche solche chemischenIs subjected to pretreatment, which enables the jacket to be tied. This can usually consist in a chemical functionalization of the particle surface, as is known from the literature for a wide variety of inorganic materials. It can be particularly preferred to have such chemical on the surface
Funktionen zu anzubringen, die als aktives Kettenende eine Aufpfropfung der Mantelpolymere ermöglichen. Hier sind als Beispiele insbesondere endständige Doppelbindungen, Epoxy-Funktionen sowieFunctions to be attached which, as an active chain end, enable a grafting of the jacket polymers. Here are examples as terminal double bonds, epoxy functions as well
Polykondensierbare Gruppen zu nennen. Die Funktionalisierung von Hydroxygruppen-tragenden Oberflächen mit Polymeren ist Beispielsweise aus EP-A-337 144 bekannt. Weitere Methoden zur Modifizierung von Partikeloberflächen sind dem Fachmann wohl bekannt und beispielsweise in verschiedenen Lehrbüchern, wie Unger, K.K., Porous Silica, Elsevier Scientific Publishing Company (1979) beschrieben.To name polycondensable groups. The functionalization of hydroxyl-bearing surfaces with polymers is known for example from EP-A-337 144. Other methods of modifying particle surfaces are well known to those skilled in the art and are described, for example, in various textbooks such as Unger, K.K., Porous Silica, Elsevier Scientific Publishing Company (1979).
In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten die Effektfarbmittel mindestens ein Kontrastmaterial. Die Kontrastmaterialien bewirken eine Zunahme von Brillianz, Kontrast und Tiefe der beobachteten Farbeffekte bei den erfindungsgemäßen Effektfarbmitteln. Unter Kontrastmaterialien werden dabei erfindungsgemäß alle Materialien verstanden, die eine solche Verstärkung des optischen Effektes bewirken. Üblicherweise handelt es sich bei diesen Kontrastmaterialien um Pigmente.In a likewise preferred embodiment of the present invention, the effect colorants contain at least one contrast material. The contrast materials cause an increase in the brilliance, contrast and depth of the color effects observed in the effect colorants according to the invention. Contrast materials are understood according to the invention to mean all materials which bring about such an enhancement of the optical effect. These contrast materials are usually pigments.
Dabei wird unter Pigmenten im Sinne der vorliegenden Erfindung jede festeIn the context of the present invention, pigments mean any solid
Substanz verstanden, die im sichtbaren Wellenlängenbereich des Lichtes einen optischen Effekt zeigt. Dabei werden erfindungsgemäß insbesondere solche Substanzen als Pigmente bezeichnet, die der Definition von Pigmenten nach DIN 55943 bzw. DIN 55945 entsprechen. Gernäß dieser Definition handelt es sich bei einem Pigment urn ein in Anwendungsmedium praktisch unlösliches, anorganisches oder organisches, buntes oder unbuntes Farbmittel. Dabei können erfindungsgemäß sowohl anorganische als organische Pigmente eingesetzt werden.Understood substance that shows an optical effect in the visible wavelength range of light. According to the invention, in particular substances referred to as pigments that correspond to the definition of pigments according to DIN 55943 or DIN 55945. According to this definition, a pigment is an inorganic or organic, colored or achromatic colorant that is practically insoluble in the application medium. Both inorganic and organic pigments can be used according to the invention.
Nach ihrer physikalischen Funktionsweise lassen sich Pigmente in Absorptionspigmente und Glanzpigmente einteilen. BeiAccording to their physical mode of operation, pigments can be divided into absorption pigments and gloss pigments. at
Absorptionspigmenten handelt es sich um solche Pigmente, die zumindest einen Teil des sichtbaren Lichtes absorbieren und daher einen Farbeindruck hervorrufen und im Extremfall schwarz erscheinen. Glanzpigmente sind nach DIN 55943 beziehungsweise DIN 55944 solche Pigmente bei denen durch gerichtete Reflexion an überwiegend flächig ausgebildeten und ausgerichteten metallischen oder stark lichtbrechenden Pigmentteilchen Glanz-Effekte entstehen. Als Interferenzpigmente werden entsprechend dieser Normen solche Glanzpigmente bezeichnet, deren farbgebende Wirkung ganz oder vorwiegend auf dem Phänomen der Interferenz beruht. Dies sind insbesondere so genannte Perlmutter-Absorption pigments are pigments that absorb at least part of the visible light and therefore produce a color impression and, in extreme cases, appear black. According to DIN 55943 or DIN 55944, luster pigments are pigments in which luster effects are created by specular reflection on predominantly flat and aligned metallic or highly refractive pigment particles. According to these standards, interference pigments are glossy pigments whose coloring effect is wholly or predominantly based on the phenomenon of interference. These are in particular so-called mother-of-pearl
Pigmente oder feuergefärbte Metallbronzen. Von wirtschaftlicher Bedeutung unter den Interferenzpigmenten sind insbesondere auch die Perlglanzpigmente, die aus farblosen, transparenten und hoch lichtbrechenden Plättchen bestehen. Sie erzeugten nach Orientierung in einer Matrix einen weichen Glanzeffekt, der als Perlglanz bezeichnet wird.Pigments or fire-colored metal bronzes. Of particular importance among the interference pigments are the pearlescent pigments, which consist of colorless, transparent and highly refractive platelets. After orientation in a matrix, they produced a soft gloss effect, which is referred to as pearlescent.
Beispiele für Peilglanzpigmente sind Guanin-haltiges Fischsilber, Pigmente auf Basis von Bleicarbonaten, Bismuthoxidchlorid oder Titandioxid- Glimmer. Insbesondere die Titandioxid-Glimmer, die sich durch mechanische, chemische und thermische Stabilität auszeichnen, werden häufig zu dekorativen Zwecken eingesetzt. Erfindungsgemäß können sowohl Absorptions- als auch Glanz-Pigmente eingesetzt werden, wobei insbesondere auch Interferenzpigmente eingesetzt werden können. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere zur Steigerung der Intensität der optischen Effekte die Verwendung von Absorptionspigmenten bevorzugt ist. Dabei können sowohl Weiß- als auchExamples of Peilglanz pigments are guanine-containing fish silver, pigments based on lead carbonates, bismuth oxychloride or titanium dioxide mica. In particular, the titanium dioxide mica, which is characterized by mechanical, chemical and thermal stability, is often used for decorative purposes. According to the invention, both absorption and gloss pigments can be used, and interference pigments in particular can also be used. It has been shown that the use of absorption pigments is preferred in particular to increase the intensity of the optical effects. Both white and
Färb- oder Schwarzpigmente eingesetzt werden, wobei die Bezeichnung Farbpigmente alle Pigmente meint, die einen anderen Farbeindruck als weiß oder schwarz ergeben, wie beispielsweise Heliogen™ Blau K 6850 (Fa. BASF, Cu-phthalocyanin-Pigment), Heliogen™ Grün K 8730 (Fa. BASF, Cu-phthalocyanin-Pigment), Bayferrox™ 105 M (Fa. Bayer, eisenoxid-basiertes Rotpigment) oder Chromoxidgrün GN-M (Fa. Bayer, chromoxid-basiertes Grünpigment). Aufgrund der erzielten Farbeffekte wiederum bevorzugt sind unter den Absorptionspigmenten die Schwarzpigmente. Beispielsweise sind hier pigmentärer Russ (z.B. die Carbon Black-Produktlinie der Firma Degussa (insbesondereColoring or black pigments are used, the term color pigments meaning all pigments which give a different color impression than white or black, such as, for example, Heliogen ™ Blue K 6850 (from BASF, Cu-phthalocyanine pigment), Heliogen ™ Green K 8730 ( BASF, Cu phthalocyanine pigment), Bayferrox ™ 105 M (Bayer, iron oxide-based red pigment) or chrome oxide green GN-M (Bayer, chrome oxide-based green pigment). Again, the black pigments are preferred among the absorption pigments because of the color effects achieved. For example, pigmentary carbon black (e.g. the carbon black product line from Degussa (in particular
Purex™ LS 35 bzw. Corax™ N 115)) sowie Eisenoxidschwarz, Manganschwarz sowie Cobaltschwarz und Antimonschwarz zu nennen. Auch schwarze Glimmer-Qualitäten können vorteilhaft als Schwarz- Pigment eingesetzt werden (z. B. Iriodin™ 600, Fa. Merck; Eisenoxidbeschichteter Glimmer).Purex ™ LS 35 or Corax ™ N 115)) as well as iron oxide black, manganese black, cobalt black and antimony black. Black mica qualities can also be used advantageously as black pigment (eg Iriodin ™ 600, Merck; iron oxide-coated mica).
Es hat sich gezeigt, dass es erfindungsgemäß von Vorteil ist, wenn die Teilchengröße des mindestens einen Kontrastmaterials mindestens doppelt so groß ist wie die Teilchengröße des Kernmaterials. Sind die Teilchen des Kontrastmaterials kleiner, so werden nur unzureichende optische Effekte erzielt. Es wird vermutet, dass kleinere Teilchen, die Ausordnung der Kerne in der Matrix stören und eine Veränderung der sich bildenden Gitter bewirken. Die erfindungsgemäß bevorzugt eingesetzten Teilchen von mindestens doppelter Größe der Kerne wechselwirken mit dem aus den Kern gebildeten Gitter nur lokal. ElektronenmikroskopischeIt has been shown that it is advantageous according to the invention if the particle size of the at least one contrast material is at least twice as large as the particle size of the core material. If the particles of the contrast material are smaller, only insufficient optical effects are achieved. It is believed that smaller particles interfere with the arrangement of the nuclei in the matrix and cause a change in the lattices that form. The particles of at least twice the size of the cores which are preferably used according to the invention interact only locally with the lattice formed from the core. electron microscope
Aufnahmen belegen, dass die eingelagerten Partikel das Gitter aus Kernteilchen nicht oder nur wenig stören. Dabei ist mit der Teilchengröße der Kontrastmaterialien, die als Pigmente häufig auch plättchenförmig sind, die jeweils größte Ausdehnung der Teilchen gemeint. Wenn plättchenförmige Pigmente eine Dicke im Bereich der Teilchengröße der Kerne aufweisen und oder sogar unterhalb davon, stört dies dieRecordings prove that the embedded particles from the grid Do not or only slightly disturb core particles. The particle size of the contrast materials, which are often also platelet-shaped as pigments, means the greatest extent of the particles in each case. If platelet-shaped pigments have a thickness in the region of the particle size of the cores and or even below it, this disturbs the
Gitterordnungen nach vorliegenden Untersuchungen nicht. Es hat sich auch gezeigt, dass die Form der eingelagerten Kontrastmaterial partikel keinen oder nur geringen Einfluss auf den optischen Effekt hat. Es können erfindungsgemäß sowohl kugelförmige als auch plättchenförmige und nadeiförmige Kontrastmaterialien eingelagert werden. Von Bedeutung scheint lediglich die absolute Teilchengröße im Verhältnis zur Teilchengröße der Kerne zu sein. Daher ist es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn die Teilchengröße des mindestens einen Kontrastmaterials mindestens doppelt so groß ist wie die Teilchengröße des Kernmaterials, wobei die Teilchengröße des mindestens einen Kontrastmaterials vorzugsweise mindestens viermal so groß ist wie die Teilchengröße des Kernmaterials, da dann die beobachtbaren Wechselwirkungen noch geringer sind.According to the available investigations, lattice orders are not. It has also been shown that the shape of the embedded contrast material particles has little or no influence on the optical effect. According to the invention, both spherical and platelet-shaped and needle-shaped contrast materials can be incorporated. Only the absolute particle size in relation to the particle size of the nuclei seems to be of importance. It is therefore preferred according to the invention if the particle size of the at least one contrast material is at least twice as large as the particle size of the core material, the particle size of the at least one contrast material preferably being at least four times as large as the particle size of the core material, since then the observable interactions are even smaller are.
Eine sinnvolle Obergrenze der Teilchengröße der Kontrastmaterialien ergibt sich aus der Grenze, bei der die einzelnen Partikel selbst sichtbar werden oder aufgrund ihrer Teilchengröße die mechanischen Eigenschaften des Effektfarbmittels beeinträchtigen. Die Bestimmung dieser Obergrenze bereitet dem Fachmann keinerlei Schwierigkeiten.A reasonable upper limit for the particle size of the contrast materials results from the limit at which the individual particles themselves become visible or, owing to their particle size, impair the mechanical properties of the effect colorant. The person skilled in the art has no difficulty in determining this upper limit.
Von Bedeutung für den erfindungsgemäß erwünschten Effekt ist außerdem die Menge an Kontrastmaterial, die eingesetzt wird. Es hat sich gezeigt, dass Effekte üblicherweise beobachtet werden, wenn mindestens 0,05 Gew.-% Kontrastmaterial, bezogen auf das Gewicht des Effektfarbmittel als eingesetzt werden. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Effektfarbmittel mindestens 0,2 Gew.-% und insbesondere bevorzugt mindestens 1 Gew.- % Kontrastmaterial enthält, da diese erhöhten Gehalte an Kontrastmaterial erfindungsgemäß in der Regel auch zu intensiveren Effekten führen.The amount of contrast material that is used is also important for the effect desired according to the invention. It has been shown that effects are usually observed when at least 0.05% by weight of contrast material, based on the weight of the effect colorant, is used. It is particularly preferred if the effect colorant is at least 0.2% by weight and particularly preferably at least 1% by weight. % Contains contrast material, since these increased contents of contrast material generally also lead to more intensive effects according to the invention.
Umgekehrt beeinträchtigen größere Mengen an Kontrastmaterial unter Umständen die Verarbeitungseigenschaften der Kem/Mantel-Partikel und erschweren so die Herstellung erfindungsgemäßer Effektfarbmittel. Darüber hinaus wird erwartet, dass oberhalb eines gewissen Anteils von Kontrastmaterial, der vom jeweiligen Material abhängt, die Ausbildung des Gitters aus Kern-Partikeln gestört wird und sich vielmehr orientierte Kontrastmaterialschichten bilden. Daher ist es erfindungsgemäß bevorzugt, wenn der Effektfarbmittel maximal 20 Gew.-% Kontrastmaterial, bezogen auf das Gewicht des Effektfarbmittels, enthält, wobei es besonders bevorzugt ist, wenn der Effektfarbmittel maximal 12 Gew.-% und insbesondere bevorzugt maximal 5 Gew.-% Kontrastmaterial enthält.Conversely, larger amounts of contrast material may impair the processing properties of the core / shell particles and thus make it more difficult to produce the effect colorants according to the invention. In addition, it is expected that above a certain proportion of contrast material, which depends on the respective material, the formation of the lattice from core particles will be disturbed and that rather oriented contrast material layers will form. It is therefore preferred according to the invention if the effect colorant contains a maximum of 20% by weight of contrast material, based on the weight of the effect colorant, it being particularly preferred if the effect colorant contains a maximum of 12% by weight and particularly preferably a maximum of 5% by weight. Contains contrast material.
In einer besonderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann es jedoch auch bevorzugt sein, wenn die Effektfarbmittel möglichst große Mengen an Kontrastmaterial enthalten. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn das Kontrastmaterial gleichzeitig die mechanische Festigkeit des Effektfarbmittels erhöhen soll.In a particular embodiment of the present invention, however, it can also be preferred if the effect colorants contain as large amounts of contrast material as possible. This is particularly the case if the contrast material is to increase the mechanical strength of the effect colorant at the same time.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Effektfarbmittel um plättchenförmige Partikel, deren Dicke vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 20 μm, insbesondere bevorzugt im Bereich 1 bis 10 μm liegt, wobei in dem Plättchen in jeder Raumrichtung mindestens 5, vorzugsweise mindestens 8 und insbesondere bevorzugt mindestens 10 Kern-Lagen aufeinander folgen.The effect colorant according to the invention is preferably platelet-shaped particles whose thickness is preferably in the range from 0.5 to 20 μm, particularly preferably in the range from 1 to 10 μm, with at least 5, preferably at least 8 and in particular in the platelet in each spatial direction preferably at least 10 core layers follow one another.
Die erfindungsgemäßen Effektfarbmittel können dabei durch Mahlen oder Brechen aus Filmen von Kern-Mantel-Partikeln, deren Herstellung imThe effect colorants according to the invention can be obtained by grinding or breaking from films of core-shell particles, the production of which in
Prinzip in DE-A-10145450 beschrieben ist erhalten werden. Folglich ist ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Effektfarbmitteln, bei dem aus Kern-Mantel- Partikeln, deren Kern im wesentlichen fest ist und eine im wesentlichen monodisperse Größenverteilung aufweist, wobei ein Unterschied zwischen den Brechungsindices des Kernmaterials und des Mantelmaterials besteht, ein Film hergestellt wird, dessen Matrix spröde ist, und der Film anschließend zu Partikeln zerkleinert, vorzugsweise gemahlen wird.Principle described in DE-A-10145450 can be obtained. Accordingly, the present invention further provides a process for the production of effect colorants, in which core-shell particles, the core of which is essentially solid and have an essentially monodisperse size distribution, with a difference between the refractive indices of the core material and the shell material , a film is produced, the matrix of which is brittle, and the film is subsequently comminuted into particles, preferably ground.
In einem bevorzugten Verfahren werden dabei Kern-Mantel-Partikel eingesetzt, deren Mantel aus Polymeren die eineIn a preferred process, core-shell particles are used, the shell of which is made of polymers
Glasübergangstemperatur TG von oberhalb 25°C, vorzugsweise oberhalb von 50°C und insbesondere bevorzugt oberhalb von 70°C aufweisen.Have glass transition temperature T G above 25 ° C, preferably above 50 ° C and particularly preferably above 70 ° C.
Entsprechende Polymere sind dem Fachmann wohl bekannt und finden sich beispielsweise in Brandrup, J. (Ed.).: Polymer Handbook. Chichester Wiley 1966. Bevorzugte Mantelmaterialien sind dabei homo- oder copolymeres Poly(cyclohexylmethacrylat), Polystyrol sowie substituierteCorresponding polymers are well known to the person skilled in the art and can be found, for example, in Brandrup, J. (Ed.) .: Polymer Handbook. Chichester Wiley 1966. Preferred jacket materials are homo- or copolymeric poly (cyclohexyl methacrylate), polystyrene and substituted ones
Polystyrolderivate, wie z. B. Poly(iodstyrol) und Poly(bromstyrol),Polystyrene derivatives, such as. B. poly (iodostyrene) and poly (bromostyrene),
Polyacrylate und Polymethacrylate mit einer Tg oberhalb derPolyacrylates and polymethacrylates with a Tg above the
Gebrauchstemperatur, Polyvinylchlorid mit hoher Tg und andere vinylische Polymere, die sich durch Umwandlung aus Polyvinylacetat ergeben,Service temperature, high Tg polyvinyl chloride and other vinyl polymers resulting from conversion from polyvinyl acetate,
Polyacrylnitril und Styrol-Acrylnitril-Copolymere oder Mischungen aus den genannten Homo- oder Copolymeren.Polyacrylonitrile and styrene-acrylonitrile copolymers or mixtures of the homo- or copolymers mentioned.
In einem anderen bevorzugten Verfahren werden Kern-Mantel-Partikel eingesetzt, deren Mantel aus Polymeren besteht, die eine vernetzbareIn another preferred method, core-shell particles are used, the shell of which consists of polymers that are crosslinkable
Funktionalität aufweisen. Bei dieser Verfahrensvariante erfolgt vorzugsweise vor der Herstellung des Filmes eine Additivierung der Kern- Mantel-Partikel mit nachvernetzenden Additiven und nach der Herstellung des Filmes die eigentliche Vernetzung. Dabei können als Nachvernetzer bzw. vernetzbare Funktionalität insbesondere die oben beschriebenenHave functionality. In this process variant, the core-shell particles are preferably additized with postcrosslinking additives before the film is produced and the actual crosslinking takes place after the film has been produced. The post-crosslinker or crosslinkable functionality can in particular be those described above
Verbindungen bzw. Monomere eingesetzt werden. Die Vernetzung kann dabei nach den beschriebenen Methoden gestartet werden, wobei die thermische Aktivierung zur Nachvernetzung insbesondere bevorzugt ist.Compounds or monomers are used. Networking can are started according to the methods described, thermal activation for postcrosslinking being particularly preferred.
Bei der Herstellung der Filme wird zuerst eine Mischung aus Kem-Mantel- Partikeln und ggf. weiteren Additiven hergestellt. Vorzugsweise wird dann die Mischung bei einer Temperatur, bei der der Mantel fließfähig ist einer mechanischen Kraft ausgesetzt.During the production of the films, a mixture of core-shell particles and possibly other additives is first produced. The mixture is then preferably subjected to a mechanical force at a temperature at which the jacket is flowable.
In einer bevorzugten Variante der Herstellung erfindungsgemäßer Filme liegt die Temperatur bei der die Mischung der mechanischen Kraft ausgesetzt wird mindestens 40°C, vorzugsweise mindestens 60°C oberhalb des Glaspunktes des Mantels der Kern-Mantel-Partikel. Es hat sich empirisch gezeigt, dass die Fließfähigkeit des Mantels in diesem Temperaturbereich den Anforderungen für eine wirtschaftliche Herstellung der Filme in besonderem Maße entspricht.In a preferred variant of the production of films according to the invention, the temperature at which the mixture is exposed to the mechanical force is at least 40 ° C., preferably at least 60 ° C. above the glass point of the shell of the core-shell particles. It has been shown empirically that the flowability of the jacket in this temperature range particularly meets the requirements for economical production of the films.
In einer ebenfalls bevorzugten Verfahrensvariante, die zu erfindungsgemäßen Filmen führt, werden die fließfähigen Mischungen unter Einwirkung der mechanischen Kraft auf eine Temperatur abgekühlt, bei der der Mantel nicht mehr fließfähig ist.In a likewise preferred process variant which leads to films according to the invention, the flowable mixtures are cooled under the action of the mechanical force to a temperature at which the jacket is no longer flowable.
Bei der mechanischen Krafteinwirkung kann es sich erfindungsgemäß um eine solche Krafteinwirkung handeln, die bei üblichen Verarbeitungsschritten von Polymeren erfolgt. In bevorzugten Varianten der vorliegenden Erfindung erfolgt die mechanische Krafteinwirkung entweder: - durch uniaxiales Pressen oder - während eines Transferpressvorganges, - während einer (Co-) Extrusion oder - während eines Kalandriervorganges oder - während eines Blasvorganges. Erfolgt die Krafteinwirkung durch uniaxiales Pressen, so handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Filmen vorzugsweise um Filme. Erfindungsgemäße Filme können dabei vorzugsweise auch durch Kalandrieren, Folienblasen oder Flachfolienextrusion hergestellt werden. Die verschiedenen Möglichkeiten der Verarbeitung von Polymeren unterThe mechanical action of force can, according to the invention, be such a force action that occurs in the usual processing steps of polymers. In preferred variants of the present invention, the mechanical force is applied either: - by uniaxial pressing or - during a transfer pressing process, - during a (co-) extrusion or - during a calendering process or - during a blowing process. If the force is exerted by uniaxial pressing, the films according to the invention are preferably films. Films according to the invention can preferably also be produced by calendering, film blowing or flat film extrusion. The different ways of processing polymers under
Einwirkung mechanischer Kräfte sind dem Fachmann wohl bekannt und können beispielsweise dem Standardlehrbuch Adolf Franck, "Kunststoff- Kompendium"; Vogel-Verlag; 1996 entnommen werden.The action of mechanical forces is well known to the person skilled in the art and can be found, for example, in the standard textbook Adolf Franck, "Plastic Compendium"; Vogel-Verlag; 1996 are taken.
Dabei können die erfindungsgemäßen Filme, wenn es technisch vorteilhaft ist, Hilfs- und Zusatzstoffe enthalten. Sie können der optimalen Einstellung der für die Anwendung und Verarbeitung gewünschten bzw. erforderlichen anwendungstechnischen Daten, bzw. Eigenschaften dienen. Beispiele für derartige Hilfs- und/oder Zusatzstoffe sind Weichmacher, Filmbildungshilfsmittel, Verlaufmittel, Füllmittel, Schmelzhilfsmittel,If it is technically advantageous, the films according to the invention can contain auxiliaries and additives. They can be used to optimally set the application data or properties desired or required for application and processing. Examples of such auxiliaries and / or additives are plasticizers, film-forming aids, leveling agents, fillers, melting aids,
Haftmittel, Trennmittel, Auftragshilfsmittel, Mittel zur Viskositätsmodifizierung, z. B. Verdicker.Adhesives, release agents, application aids, agents for viscosity modification, e.g. B. thickener.
Besonders empfehlenswert sind Zusätze von Filmbildungshilfsmitteln und Filmmodifizierungsmitteln auf der Basis von Verbindungen der allgemeinenAdditions of film-forming aids and film-modifying agents based on compounds of the general are particularly recommended
Formel HO-CnH2n-0-(CnH2n-0)mH, worin n eine Zahl von 2 bis 4, vorzugsweise 2 oder 3, und m eine Zahl von 0 bis 500 ist. Die Zahl n kann innerhalb der Kette variieren und die verschiedenen Kettenglieder können in statistischer oder in blockweiser Verteilung eingebaut sein. Beispiele für derartige Hilfsmittel sind Ethylenglycol, Propylenglycol, Di-, Tri- undFormula HO-C n H 2 n-0- (C n H 2 n-0) mH, where n is a number from 2 to 4, preferably 2 or 3, and m is a number from 0 to 500. The number n can vary within the chain and the various chain links can be built in in a statistical or block-wise distribution. Examples of such auxiliaries are ethylene glycol, propylene glycol, di-, tri- and
Tetraethylenglycol, Di-, Tri- und Tetrapropylenglycol, Polyethylenoxide, Polypropylenoxid und Ethylenoxid/Propylenoxid-Mischpolymere mit Molgewichten bis ca. 15000 und statistischer oder blockartigen Verteilung der Ethylenoxid und Propylenoxid-Baugruppen.Tetraethylene glycol, di-, tri- and tetrapropylene glycol, polyethylene oxides, polypropylene oxide and ethylene oxide / propylene oxide mixed polymers with molecular weights up to approx. 15000 and statistical or block-like distribution of the ethylene oxide and propylene oxide assemblies.
Gegebenenfalls sind auch organische oder anorganische Lösungs-, Dispergier- oder Verdünnungsmittel, die beispielsweise die offene Zeit der Formulierung, d. h. die für ihren Auftrag auf Substrate zur Verfügung stehende Zeit, verlängern, Wachse oder Schmelzkleber als Additive möglich. Gewünschtenfalls können den Filmen auch Stabilisatoren gegen UV- Strahlung und Wettereinflüsse zugesetzt werden. Hierzu eignen sich z. B. Derivate des 2,4-Dihydroxybenzophenons, Derivate des 2-Cyan-3,3'- dephenylacrylats, Derivate des 2,2',4,4'-Tetrahydroxybenzophenons,If appropriate, organic or inorganic solvents, dispersants or diluents which, for example, extend the open time of the formulation, ie the time available for its application to substrates, are also possible, waxes or hot-melt adhesives as additives. If desired, stabilizers against UV radiation and weather influences can also be added to the films. For this purpose, z. B. derivatives of 2,4-dihydroxybenzophenone, derivatives of 2-cyano-3,3'-dephenyl acrylate, derivatives of 2,2 ', 4,4'-tetrahydroxybenzophenone,
Derivate des o-Hydroxyphenyl-benztriazols, Salicylsäureester, o- Hydroxyphenyl-s-triazine oder sterisch gehinderte Amine. Auch diese Stoffe können einzeln oder als Gemische eingesetzt werden.Derivatives of o-hydroxyphenyl-benzotriazole, salicylic acid esters, o-hydroxyphenyl-s-triazines or sterically hindered amines. These substances can also be used individually or as mixtures.
Die Gesamtmenge der Hilfs- und/oder Zusatzstoffe beträgt bis zu 40 Gew.-The total amount of auxiliaries and / or additives is up to 40% by weight.
%, vorzugsweise bis zu 20 Gew.-%, insbesondere bevorzugt bis zu 5 Gew.- % des Gewichts der Filme. Dementsprechend bestehen die Filme zu mindestens 60 Gew.-%, vorzugsweise zu mindestens 80 Gew.-% und insbesondere bevorzugt zu mindestens 95 Gew.-% aus Kern-Mantel- Partikeln.%, preferably up to 20% by weight, particularly preferably up to 5% by weight, of the weight of the films. Accordingly, the films consist of at least 60% by weight, preferably at least 80% by weight and particularly preferably at least 95% by weight of core-shell particles.
Aus diesen Filmen werden die erfindungsgemäßen Effektfarbmittel hergestellt, indem die Filme durch Schneiden, Brechen und/oder Mahlen zu Pigmenten geeigneter Größe zerkleinert werden. Dieser Vorgang kann beispielsweise in einem kontinuierlichen Bandverfahren erfolgen. Es kann ein Walzwerk oder ein Mahlwerk eingesetzt werden. Sind besonders gleichmäßige Teilchengrößen bei den Effektfarbmitteln erwünscht, so können sich an den Zerkleinerungsschritt noch ein oder mehrere Siebschritte anschließen.The effect colorants according to the invention are produced from these films by cutting, breaking and / or grinding the films to give pigments of a suitable size. This process can take place, for example, in a continuous belt process. A rolling mill or a grinder can be used. If particularly uniform particle sizes are desired for the effect colorants, one or more sieving steps can follow the comminution step.
Die so resultierenden Pigmente eignen sich insbesondere zum Einsatz in Farben, Lacken, Druckfarben, Kunststoffen, keramischen Materialien, Gläsern und kosmetischen Formulierungen. Hierfür können sie auch mit handelsüblichen Pigmenten, beispielsweise anorganischen und organischen Absorptionspigmenten, Metalleffektpigmenten und LCP-The resulting pigments are particularly suitable for use in paints, varnishes, printing inks, plastics, ceramic materials, glasses and cosmetic formulations. For this you can also use commercially available pigments, for example inorganic and organic absorption pigments, metallic effect pigments and LCP
Pigmenten, gemischt eingesetzt werden. Weiterhin sind die erfindungsgemäßen Partikel auch zur Herstellung von Pigmentpräparationen sowie zur Herstellung von Trockenpräparaten, wie z.B. Granulaten geeignet. Derartige Pigmentpartikel besitzen vorzugsweise eine plättchenförmige Struktur mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 5 μm - 5 mm.Pigments, mixed. Furthermore, the particles according to the invention are also suitable for the production of pigment preparations and for the production of dry preparations, such as, for example, granules. Such pigment particles preferably have a platelet-shaped structure with an average particle size of 5 μm - 5 mm.
Das erfindungsgemäße Pigment kann dann zur Pigmentierung von Lacken, Pulverlacken, Farben, Druckfarben, Kunststoffen und kosmetischen Formulierungen, wie z.B. von Lippenstiften, Nagellacken, kosmetischen Stiften, Preßpuder, Make-ups, Shampoos sowie losen Pudern und Gelen verwendet werden.The pigment of the invention can then be used to pigment paints, powder coatings, paints, printing inks, plastics and cosmetic formulations, such as e.g. lipsticks, nail polishes, cosmetic sticks, press powder, make-ups, shampoos and loose powders and gels.
Die Konzentration des Effektfarbmittels in dem zu pigmentierenden Anwendungssystem d.h. der Dispersion liegt in der Regel zwischen 0,1 und 70 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,1 und 50 Gew.-% und insbesondere zwischen 1 ,0 und 20 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtfestkörpergehalt des Systems. Sie ist in der Regel abhängig vom konkretenThe concentration of the effect colorant in the application system to be pigmented, i.e. the dispersion is generally between 0.1 and 70% by weight, preferably between 0.1 and 50% by weight and in particular between 1.0 and 20% by weight, based on the total solids content of the system. It is usually dependent on the specific
Anwendungsfall. Kunststoffe enthalten das erfindungsgemäße Pigment üblicherweise in Mengen von 0,01 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise von 0,01 bis 25 Gew.-%, insbesondere von 0,1 bis 7 Gew.-%, bezogen auf die Kunststoffmasse. Im Lackbereich wird das Pigmentgemisch, in Mengen von 0,1 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf dieApplication. Plastics usually contain the pigment according to the invention in amounts of from 0.01 to 50% by weight, preferably from 0.01 to 25% by weight, in particular from 0.1 to 7% by weight, based on the plastic composition. In the paint sector, the pigment mixture is used in amounts of 0.1 to 30% by weight, preferably 1 to 10% by weight, based on the
Lackdispersion, eingesetzt. Unter den Lackdispersionen haben sich Alkydharze als besonders vorteilhaft zur Einarbeitung der eindungsgemäßen Effektfarbmittel erwiesen. Alkydharze sind physikalisch aushärtende Lacke aus Polyesterharzen, Ölen und Fettsäuren mit üblicherweise einem lösungsmittelanteil von kleiner als 15 %. Bei derLacquer dispersion used. Among the coating dispersions, alkyd resins have proven to be particularly advantageous for incorporating the effect colorants according to the invention. Alkyd resins are physically curing paints made from polyester resins, oils and fatty acids with a solvent content of usually less than 15%. In the
Pigmentierung von Bindemittelsystemen z.B. für Farben und Druckfarben für den Tiefdruck, Offsetdruck oder Siebdruck, oder als Vorprodukt für Druckfarben, z.B. in Form von hochpigmentierten Pasten, Granulaten, Pellets, etc., haben sich insbesondere Pigmentgemische mit sphärischen Farbmitteln, wie z.B. Ti02, Ruß, Chromoxid, Eisenoxid sowie organischePigmentation of binder systems, e.g. for paints and printing inks for gravure printing, offset printing or screen printing, or as a preliminary product for printing inks, e.g. in the form of highly pigmented pastes, granules, pellets, etc., have become especially pigment mixtures with spherical colorants, such as Ti0 2 , carbon black , Chromium oxide, iron oxide and organic
„Farbpigmente", als besonders geeignet erwiesen. Das Pigment wird in der Regel in die Druckfarbe in Mengen von 2-35 Gew.-%, vorzugsweise 5- 25 Gew.-%, und insbesondere 8-20 Gew.-% eingearbeitet. Offsetdruckfarben können das Pigment bis zu 40 Gew.-% und mehr enthalten. Die Vorprodukte für die Druckfarben, z.B. in Granulatform, als Pellets, Briketts, etc., enthalten neben dem Bindemittel und Additiven bis zu 95 Gew.-% des erfindungsgemäßen Pigmentes. Gegenstand der“Color pigments” have proven to be particularly suitable. The pigment is generally added to the printing ink in amounts of 2-35% by weight, preferably 5- 25 wt .-%, and in particular 8-20 wt .-% incorporated. Offset printing inks can contain the pigment up to 40% by weight or more. The preliminary products for the printing inks, for example in granular form, as pellets, briquettes, etc., contain up to 95% by weight of the pigment according to the invention in addition to the binder and additives. Subject of
Erfindung sind somit auch Dispersionen, die das erfindungsgemäße Effektfarbmittel enthalten und einen geeigneten Filmbildner und/oder Träger enthalten.The invention therefore also includes dispersions which contain the effect colorant according to the invention and contain a suitable film former and / or carrier.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie zu begrenzen. The following examples are intended to explain the invention in more detail without limiting it.
BeispieleExamples
Verwendete Abkürzungen: ALMA Allylmethacrylat AN Acrylnitril APS Ammoniumperoxodisulfat BDDA Butan-1 ,4-dioldiacrylat CHMA Cyclohexylmethacrylat MMA Methylmethacrylat SDS Dodecylsulfat Natriumsalz SDTH Natriumdithionit PCHMA Poly(cyclohexylmethacrylat) PS Poly(Styrol)Abbreviations used: ALMA allyl methacrylate AN acrylonitrile APS ammonium peroxodisulfate BDDA butane-1,4-diol diacrylate CHMA cyclohexyl methacrylate MMA methyl methacrylate SDS dodecyl sulfate sodium salt SDTH sodium dithionite PCHMA poly (cyclohexyl methacrylate) PS poly (styrene)
Beispiel 1 : Herstellung von Partikeln mit Kern aus Polystyrol. Zwischenschicht aus p(MMA-co-ALMA) und Mantel aus Polv(cvclohexylmethacrylat)Example 1: Production of particles with a core made of polystyrene. Intermediate layer made of p (MMA-co-ALMA) and sheath made of polv (cvclohexyl methacrylate)
In einem auf 75°C vorgeheizten 1-l-Rührkesselreaktor mit Propellerrührer, Argon-Schutzgaseinleitung und Rückflußkühler wird eine auf 4°C temperierte Vorlage, bestehend aus 217 g Wasser, 3,6 g Styrol (Fa. MERCK, enstabilisiert) und 130 mg SDS (Fa. MERCK) eingefüllt und unter starkem Rühren dispergiert. Direkt nach dem Einfüllen wird die Reaktion durch direkt aufeinanderfolgende Zugabe von 50 mg SDTH (Fa. MERCK), 350 mg APS (Fa. MERCK) und wiederum 50 mg SDTH, jeweils in 5g Wasser gelöst, gestartet. Nach 20 min wird eine Monomeremulsion aus 8,1 g BDDA (Fa. MERCK, entstabilisiert), 72,9 g Styrol (Fa. MERCK, enstabilisiert), 0,375 g SDS, 0,1 g KOH und 110 g Wasser über einen Zeitraum von 120 min kontinuierlich zudosiert. Der Reaktorinhalt wird 30 min ohne weitere Zugabe gerührt. Danach erfolgt eine Zugabe von 200 mg APS, gelöst in 5 g Wasser. Nach weiteren 60 min Rühren wird eine zweite Monomeremulsion aus 1 ,5 g ALMA (Fa. MERCK, entstabilisiert), 13,5 g MMA (Fa. MERCK, enstabilisiert), 0,075 g SDS und 20 g Wasser über einen Zeitraum von 25 min kontinuierlich zudosiert. Der Reaktorinhalt wird anschließend 30 min ohne weitere Zugabe gerührt. Danach erfolgt eineIn a 1 liter stirred tank reactor preheated to 75 ° C. with a propeller stirrer, argon protective gas inlet and reflux condenser, a template heated to 4 ° C., consisting of 217 g water, 3.6 g styrene (from MERCK, destabilized) and 130 mg SDS (MERCK) filled and dispersed with vigorous stirring. Immediately after filling, the reaction is started by directly adding 50 mg SDTH (MERCK), 350 mg APS (MERCK) and again 50 mg SDTH, each dissolved in 5 g water. After 20 minutes, a monomer emulsion of 8.1 g BDDA (from MERCK, destabilized), 72.9 g styrene (from MERCK, destabilized), 0.375 g SDS, 0.1 g KOH and 110 g water over a period of 120 minutes continuously metered. The reactor contents are stirred for 30 minutes without further addition. Then 200 mg is added APS, dissolved in 5 g water. After stirring for a further 60 min, a second monomer emulsion consisting of 1.5 g ALMA (MERCK, destabilized), 13.5 g MMA (MERCK, destabilized), 0.075 g SDS and 20 g water is continuous over a period of 25 min added. The reactor contents are then stirred for 30 minutes without further addition. Then there is a
Zugabe von 200 mg APS, gelöst in 5 g Wasser. Es wird anschließend eine Monomeremulsion aus 120 g CHMA (Fa. Degussa, entstabilisiert), 120 g Wasser und 0,4 g SDS über einen Zeitraum von 150 min kontinuierlich zudosiert. Zur nahezu vollständigen Abreaktion der Monomere wird anschließend noch 60 min gerührt. Die Kern-Mantel-Partikel werden anschließend in 1 I Methanol ausgefällt, die Fällung durch Zugabe von 25 g konzentrierter wässriger Kochsalzlösung vervollständigt, die Suspension mit 1 I dest. Wasser versetzt, abgenutscht und getrocknet.Add 200 mg APS, dissolved in 5 g water. A monomer emulsion composed of 120 g of CHMA (Degussa, destabilized), 120 g of water and 0.4 g of SDS is then metered in continuously over a period of 150 min. For almost complete reaction of the monomers, the mixture is then stirred for another 60 min. The core-shell particles are then precipitated in 1 l of methanol, the precipitation is completed by adding 25 g of concentrated aqueous sodium chloride solution, and the suspension is distilled with 1 l of distilled water. Water added, suction filtered and dried.
Beispiel 2: Herstellung von Partikeln mit Kern aus Polv(methylmethacrylat) und Mantel aus PolystyrolExample 2: Production of particles with a core made of polv (methyl methacrylate) and a jacket made of polystyrene
In einem auf 75°C vorgeheizten 1-l-Rührkesselreaktor mit Propellerrührer, Argon-Schutzgaseinleitung und Rückflußkühler wird eine auf 4°C temperierte Vorlage, bestehend aus 217 g Wasser, 0,4 g ALMA (Fa.In a 1-liter stirred tank reactor preheated to 75 ° C. with a propeller stirrer, argon protective gas inlet and reflux condenser, a receiver is heated to 4 ° C., consisting of 217 g water, 0.4 g ALMA (Fa.
MERCK, entstabilisiert), 3,6 g MMA (Fa. MERCK, enstabilisiert) und 23 mgMERCK, destabilized), 3.6 g MMA (MERCK, destabilized) and 23 mg
SDS (Fa. MERCK) eingefüllt und unter starkem Rühren dispergiert. Direkt nach dem Einfüllen wird die Reaktion durch direkt aufeinanderfolgende Zugabe von 30 mg SDTH (Fa. MERCK), 150 mg APS (Fa. MERCK) und wiederum 30 mg SDTH , jeweils in 5g Wasser gelöst, gestartet. Nach 20 min wird eine Monomeremulsion aus 9,6 g ALMA (Fa. Merck, entstabilisiert), 96 g MMA (Fa. MERCK, enstabilisiert), 0,35 g SDS, 0,1 gSDS (MERCK) filled and dispersed with vigorous stirring. Immediately after filling, the reaction is started by directly adding 30 mg SDTH (MERCK), 150 mg APS (MERCK) and again 30 mg SDTH, each dissolved in 5 g water. After 20 minutes, a monomer emulsion of 9.6 g ALMA (Merck, destabilized), 96 g MMA (MERCK, destabilized), 0.35 g SDS, 0.1 g
KOH und 130 g Wasser über einen Zeitraum von 120 min kontinuierlich zudosiert. Der Reaktorinhalt wird 60 min ohne weitere Zugabe gerührt.KOH and 130 g of water were metered in continuously over a period of 120 min. The reactor contents are stirred for 60 minutes without further addition.
Danach erfolgt eine Zugabe von 100 mg APS, gelöst in 5 g Wasser. Nach weiteren 10 min Rühren wird eine zweite Monomeremulsion aus 120 g Styrol (Fa. MERCK, enstabilisiert), 0,4 g SDS und 120 g Wasser über einen Zeitraum von 150 min kontinuierlich zudosiert. Zur nahezu vollständigen Abreaktion der Monomere wird anschließend noch 60 min gerührt. Die Kern-Mantel-Partikel werden anschließend in 1 I Methanol ausgefällt, die Fällung durch Zugabe von 25 g konzentrierter wässriger Kochsalzlösung vervollständigt, die Suspension mit 1 I dest. Wasser versetzt, abgenutscht und getrocknet.Then 100 mg of APS are added, dissolved in 5 g of water. After stirring for a further 10 min, a second monomer emulsion of 120 g Styrene (from MERCK, destabilized), 0.4 g of SDS and 120 g of water were metered in continuously over a period of 150 min. For almost complete reaction of the monomers, the mixture is then stirred for a further 60 min. The core-shell particles are then precipitated in 1 l of methanol, the precipitation is completed by adding 25 g of concentrated aqueous sodium chloride solution, and the suspension is distilled with 1 l of distilled water. Water added, suction filtered and dried.
Beispiel 3: Herstellung von Partikeln durch isostatisches Verpressen und anschließendes MahlenExample 3: Production of particles by isostatic pressing and subsequent grinding
5 g des getrockneten Koagulates aus Beispiel 1 bzw. 2 werden in einem Mikroextruder (Fa. Thermo Haake, Minilab 5, Gleichläufer) mit 0,2 wt.-% Licolub Fa1 und 0,2 wt.-% Licolub WE 40 (beide von Fa. Clariant) bei einer Temperatur von 190°C und einer Schnecken-Drehzahl von 200 U/min über 30 min compoundiert. Das Extrudat aus der Lochdüse wird zu einer Schnecke aufgerollt und mit einer Laborpresse (Fa. Collin) zwischen zwei PET-Folien nach folgendem Programm zu dünnen Filmen verpresst:5 g of the dried coagulate from Examples 1 and 2 are in a microextruder (Thermo Haake, Minilab 5, co-rotating) with 0.2 wt .-% Licolub Fa1 and 0.2 wt .-% Licolub WE 40 (both from Clariant) compounded at a temperature of 190 ° C and a screw speed of 200 rpm for 30 min. The extrudate from the perforated nozzle is rolled up to a screw and pressed with a laboratory press (from Collin) between two PET films according to the following program into thin films:
Figure imgf000038_0001
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Die dünnen Filme werden dann in einem Achat-Mörser in kleine Partikel zermahlen. Beispiel 4: Herstellung einer Lack-DispersionThe thin films are then ground into small particles in an agate mortar. Example 4: Preparation of a paint dispersion
Es werden Formulierungen, bestehend aus jeweils 5 wt-% Effektfarbmittel aus Beispiel 3 in Alkydharz-Klarlack (Swing Color Klarlack glänzend von Fa. Bauhaus) durch Einrühren der Pigmentpartikel in den Lack hergestellt.Formulations each consisting of 5% by weight of effect colorant from Example 3 in alkyd resin clearcoat (Swing Color Clearcoat glossy from Bauhaus) are prepared by stirring the pigment particles into the paint.
Die resultierende Dispersion wird auf eine Lackkarte aufgestrichen. Nach dem Trocknen und Aushärten der Lackformulierung resultiert eine Farbeffektbeschichtung aus hell reflektierenden Pigmenten, die je nach Betrachtungsrichtung eine intensiv grüne oder intensiv blaue Farbe aufweisen.The resulting dispersion is spread on a paint card. After the paint formulation has dried and hardened, a color effect coating results from brightly reflecting pigments which, depending on the viewing direction, have an intensely green or intensely blue color.
Beispiel 5: Herstellung von Partikeln durch Extrusion von Filmen und anschließendes MahlenExample 5: Production of particles by extrusion of films and subsequent grinding
3 kg der Kern-Mantel-Partikel aus Beispiel 1 bzw. 2 werden in einer Schneidmühle (Fa. Rapid, Typ:1528) unter Eiskühlung zerkleinert und anschließend in einem Einschneckenextruder (Plasti-Corder; Fa. Brabender; Schneckendurchmesser 19 mm mit 1 -Loch-Düse (3mm)) compoundiert. Nach einer Kühlstrecke wird in einem Granulator A 90-5 (Fa.3 kg of the core-shell particles from example 1 or 2 are comminuted in a cutting mill (Rapid, type: 1528) with ice cooling and then in a single-screw extruder (Plasti-Corder; Brabender; screw diameter 19 mm with 1- Hole nozzle (3mm)) compounded. After a cooling section, a granulator A 90-5 (Fa.
Automatik) granuliert. Die Granulate werden auf einer Flachfolienanlage bestehend aus einem Einschneckenextruder (Fa. Göttfert; Typ: Extrusiometer; Schneckendurchmesser 20 mm; L/D 25), einem dickenverstellbaren Folienwerkzeug (Breite 135 mm) und einem temperierbaren Glättwerk (Fa. Leistritz; Walzendurchmesser 15 mm;Automatic) granulated. The granules are made on a flat film line consisting of a single-screw extruder (from Göttfert; type: extrusiometer; screw diameter 20 mm; L / D 25), a thickness-adjustable film tool (width 135 mm) and a temperature-controlled smoothing unit (from Leistritz; roll diameter 15 mm;
Walzenbreite 350 mm) verarbeitet. Es wird ein Folienband von 125 mm Breite und 1 mm Dicke erhalten. Die Folie wird in einem Walzwerk zu Pigment-Partikeln zerkleinert.Roller width 350 mm) processed. A film strip 125 mm wide and 1 mm thick is obtained. The film is crushed into pigment particles in a rolling mill.
Beispiel 6: Herstellung von Kern-Mantel-Partikeln mit vernetzbarem Mantel In einem auf 75°C vorgeheizten Rührkesselreaktor mit Propellerrührer, Argon-Schutzgaseinleitung und Rückflußkühler wird eine auf 4°C temperierte Vorlage, bestehend aus 217 g Wasser, 0,4 g Butandioldiacrylat (Fa. Merck, entstabilisiert), 3,6 g Styrol (Fa. BASF, enstabilisiert) und 80 mg Natriumdodecylsulfat (SDS; Fa. Merck) eingefüllt und unter starkemExample 6: Production of core-shell particles with a crosslinkable shell In a stirred tank reactor preheated to 75 ° C. with a propeller stirrer, argon protective gas inlet and a reflux condenser, a template tempered to 4 ° C., consisting of 217 g water, 0.4 g butanediol diacrylate (Merck, destabilized), 3.6 g styrene ( BASF, destabilized) and 80 mg of sodium dodecyl sulfate (SDS; Merck) and under strong
Rühren dispergiert. Direkt nach dem Einfüllen wird die Reaktion durch direkt aufeinanderfolgende Zugabe von 50 mg Natriumdithionit (Fa. Merck), 250 mg Ammoniumperoxodisulfat (Fa. Merck) und wiederum 50 mg Natriumdithionit (Fa. Merck), jeweils in 5g Wasser gelöst, gestartet. Nach 10 min wird eine Monomeremulsion aus 6,6 g Butandioldiacrylat (Fa.Dispersed stirring. Immediately after filling, the reaction is started by successively adding 50 mg of sodium dithionite (Merck), 250 mg ammonium peroxodisulfate (Merck) and again 50 mg of sodium dithionite (Merck), each dissolved in 5 g of water. After 10 minutes, a monomer emulsion of 6.6 g of butanediol diacrylate (from
Merck, entstabilisiert), 59,4 g Styrol (Fa. BASF, enstabilisiert), 0,3 g SDS, 0,1 g KOH und 90 g Wasser über einen Zeitraum von 210 min kontinuierlich zudosiert. Der Reaktorinhalt wird 30 min ohne weitere Zugabe gerührt. Anschließend wird eine zweite Monomeremulsion aus 3 g Allylmethacrylat (Fa. Merck, entstabilisiert), 27 g MethyimethacrylatMerck, destabilized), 59.4 g of styrene (from BASF, destabilized), 0.3 g of SDS, 0.1 g of KOH and 90 g of water were metered in continuously over a period of 210 min. The reactor contents are stirred for 30 minutes without further addition. A second monomer emulsion is then made from 3 g of allyl methacrylate (Merck, destabilized), 27 g of methyl methacrylate
(Fa. BASF, enstabilisiert), 0,15 g SDS (Fa. Merck) und 40 g Wasser über einen Zeitraum von 90 min kontinuierlich zudosiert. Der Reaktorinhalt wird anschließend 30 min ohne weitere Zugabe gerührt. Es wird anschließend eine Monomeremulsion aus 130 g Ethylacrylat (Fa. BASF, entstabilisiert), 139 g Wasser, 4 g Hydroxyethylmethacrylat und 0,33 g SDS (Fa. Merck) über einen Zeitraum von 180 min kontinuierlich zudosiert. Zur nahezu vollständigen Abreaktion der Monomere wird anschließend noch 60 min gerührt. Die Kern-Mantel-Partikel werden anschließend in 1 I Methanol ausgefällt, mit 1 I dest. Wasser versetzt, abgenutscht und getrocknet.(BASF, destabilized), 0.15 g of SDS (Merck) and 40 g of water were metered in continuously over a period of 90 minutes. The reactor contents are then stirred for 30 minutes without further addition. A monomer emulsion of 130 g of ethyl acrylate (from BASF, destabilized), 139 g of water, 4 g of hydroxyethyl methacrylate and 0.33 g of SDS (from Merck) is then metered in continuously over a period of 180 min. For almost complete reaction of the monomers, the mixture is then stirred for another 60 min. The core-shell particles are then precipitated in 1 liter of methanol, with 1 liter of dist. Water added, suction filtered and dried.
Beispiel 6a: Kern-Mantel-Partikel, deren Mantel aus 80 Gew.-% Cvclohexylmethacrylat 18 Gew.-% Etylacrylat und 2 Gew.-% Hvdroxyethvimethacrylat bestehtExample 6a: Core-shell particles, the shell of which consists of 80% by weight Cvclohexyl methacrylate, 18% by weight ethyl acrylate and 2% by weight hydroxyethyl methacrylate
In einem auf 75 °C vorgeheizten 1-l-Rührkesselreaktor mit Propellerrührer, Argon-Schutzgaseinleitung und Rückfiußkühler wird eine auf 4 °C temperierte Vorlage, bestehend aus 217 g Wasser, 3,6g Styrol (Fa. Merck, entstabilisiert), 0,4 g BDDA (1 ,4-Butandioldiacrylat, Fa. Merck) und 100 mg SDS (Na-Dedecylsulfat, Fa. Merck) eingefüllt und unter starkem Rühren dispergiert. Direkt nach dem Einfüllen wird die Reaktion durch direkt aufeinanderfolgende Zugabe von 50 mg Natriumbisulfit (Fa. Merck), 350 mg Natriumperoxodisulfat (Fa. Merck) und wiederum 50 mg Natriumbisulfit , jeweils in 5g Wasser gelöst, gestartet. Nach 20 min wird eine Monomeremulsion aus 8,1 g BDDA, 72,9 g Styrol (Fa. Merck, entstabilisiert), 0,375 g SDS, 0,1 g KOH und 110 g Wasser über einen Zeitraum von 120 min kontinuierlich zudosiert. Der Reaktorinhalt wird 30 min ohne weitere Zugabe gerührt. Danach wird eine zweite Monomeremulsion aus 1 ,5 g ALMA, (fa. Merck, entstabilisiert), 13,5 g MMA (Methyimethacrylat, Fa. Merck, entsatbilisiert), 0,075 g SDS und 20 g Wasser über einen Zeitraum von 25 min kontinuierlich zudosiert. Der Reaktorinhalt wird anschließend 30 min ohne weitere Zugabe gerührt. Es wird anschließend eine Monomeremulsion aus 100 g CHMA (Cyclohexylmethacrylat) (Fa. Degussa, entstabilisiert), 20 g Ethylacrylat (Fa. Merck, entstabilisiert), 5 g Hydroxyethylmethacrylat (Fa. Merck, entstabilisiert), 136 g Wasser und 0,375 g SDS (Na-Dodecylsulfat) über einen Zeitraum von 150 min kontinuierlich zudosiert. Zur nahezu vollständigen Abreaktion der Monomere wird anschließend noch 60 min gerührt. Die Kern-Mantel Partikel werden anschließend in 1 I Methanol ausgefällt, die Fällung durch Zugabe von 25 g konzentreierter wässriger Kochsalzlösung vervollständigt, die Suspension mit 1 I demineralisiertem Wasser versetzt, abgenutscht und getrocknet.In a 1 liter stirred tank reactor preheated to 75 ° C with propeller stirrer, argon protective gas inlet and reflux cooler, one is heated to 4 ° C temperature-controlled template, consisting of 217 g of water, 3.6 g of styrene (from Merck, destabilized), 0.4 g of BDDA (1, 4-butanediol diacrylate, from Merck) and 100 mg of SDS (sodium dedecyl sulfate, from Merck) filled and dispersed with vigorous stirring. Immediately after filling, the reaction is started by directly adding 50 mg sodium bisulfite (Merck), 350 mg sodium peroxodisulfate (Merck) and again 50 mg sodium bisulfite, each dissolved in 5 g water. After 20 minutes, a monomer emulsion of 8.1 g BDDA, 72.9 g styrene (Merck, destabilized), 0.375 g SDS, 0.1 g KOH and 110 g water is metered in continuously over a period of 120 minutes. The reactor contents are stirred for 30 minutes without further addition. A second monomer emulsion comprising 1.5 g of ALMA (from Merck, destabilized), 13.5 g of MMA (methyl methacrylate, from Merck, desatbilized), 0.075 g of SDS and 20 g of water is then metered in continuously over a period of 25 minutes , The reactor contents are then stirred for 30 minutes without further addition. A monomer emulsion consisting of 100 g CHMA (cyclohexyl methacrylate) (Degussa, destabilized), 20 g ethyl acrylate (Merck, destabilized), 5 g hydroxyethyl methacrylate (Merck, destabilized), 136 g water and 0.375 g SDS ( Na dodecyl sulfate) was metered in continuously over a period of 150 min. For almost complete reaction of the monomers, the mixture is then stirred for a further 60 min. The core-shell particles are then precipitated in 1 liter of methanol, the precipitation is completed by adding 25 g of concentrated aqueous sodium chloride solution, the suspension is mixed with 1 liter of demineralized water, suction filtered and dried.
5 g des getrockneten Koagulates werden in einem Mikroextruder (Fa. Thermo Haake, Minilab 5, Gleichläufer) mit 0,2 Gew.-% Licolub FA1 (Fa. Clariant) und 2 Gew.-% einer Harzformulierung 9-FEST/IC-HPP10447 (Fa. Bayer Materialscience AG) bei einer Temperatur von 150 °C und einer5 g of the dried coagulate are in a microextruder (Thermo Haake, Minilab 5, co-rotating) with 0.2% by weight Licolub FA1 (Clariant) and 2% by weight of a resin formulation 9-FEST / IC-HPP10447 (Bayer Materialscience AG) at a temperature of 150 ° C and a
Schneckendrehzahl von 200 U/min über 10 min compoundiert. Das Extrudat aus der Lochdüse wird zu einer Schnecke aufgerollt und mit einer Laborpresse (Fa. Collin) zwischen zwei PET-Folien nach folgendem Programm zu dünnen Filmen verpresst:Screw speed of 200 rpm compounded over 10 min. The extrudate from the perforated nozzle is rolled up to a screw and with a Laboratory press (Collin) pressed into thin films between two PET films according to the following program:
Stufe 1 Stufe 2 Presszeit [min] 1 2 Druck [bar] 1 200 Temperatur [°C] 195 195Level 1 Level 2 Press time [min] 1 2 Pressure [bar] 1 200 Temperature [° C] 195 195
Der Film wird heiß der Presse entnommen und anschließend drucklos abgekühlt. Der Film wird anschließend für die Vernetzung drucklos für 10 min auf 220 °C erhitzt. Der dünne Film wird anschließend in einem Achat- Mörser in kleine Partikel zermahlen.The film is removed hot from the press and then cooled without pressure. The film is then heated at 220 ° C. for 10 min without pressure for crosslinking. The thin film is then ground into small particles in an agate mortar.
Beispiel 7: Herstellung von Partikeln durch Extrusion von Filmen und anschließendes MahlenExample 7: Production of particles by extrusion of films and subsequent grinding
3 kg der Kem-Mantel-Partikel aus Beispiel 6 bzw. 6a werden in einer Schneidmühle (Fa. Rapid, Typ:1528) unter Eiskühlung zerkleinert und anschließend in einem Einschneckenextruder (Plasti-Corder; Fa.3 kg of the core-shell particles from Example 6 or 6a are comminuted in a cutting mill (Rapid, type: 1528) with ice cooling and then in a single-screw extruder (Plasti-Corder; Fa.
Brabender; Schneckendurchmesser 19 mm mit 1 -Loch-Düse (3mm)) mit 2Brabender; Screw diameter 19 mm with 1 hole nozzle (3mm) with 2
Gew.-% Isocyanat-Härter (CRELAN™; Fa. Bayer) compoundiert. Nach einer Kühlstrecke wird in einem Granulator A 90-5 (Fa. Automatik) granuliert. Die Granulate werden auf einer Flachfolienanlage bestehend aus einem Einschneckenextruder (Fa. Göttfert; Typ: Extrusiometer;% By weight isocyanate hardener (CRELAN ™; Bayer) compounded. After a cooling section, granulation is carried out in an A 90-5 granulator (from Automatic). The granules are placed on a flat film line consisting of a single-screw extruder (from Göttfert; type: extrusiometer;
Schneckendurchmesser 20 mm; L/D 25), einem dickenverstellbarenScrew diameter 20 mm; L / D 25), an adjustable thickness
Folienwerkzeug (Breite 135 mm) und einem temperierbaren Glättwerk (Fa.Foil tool (width 135 mm) and a temperable smoothing unit (Fa.
Leistritz; Walzendurchmesser 15 mm; Walzenbreite 350 mm) verarbeitet. Es wird ein Folienband von 125 mm Breite und 1 mm Dicke erhalten.Leistritz; Roll diameter 15 mm; Roller width 350 mm) processed. A film strip 125 mm wide and 1 mm thick is obtained.
Anschließend wird die Folie auf 190°C erhitzt. Nach erfolgter Vernetzung wird die spröde Folie in einem Walzwerk zu Pigment-Partikeln zerkleinert. The film is then heated to 190 ° C. After crosslinking, the brittle film is crushed into pigment particles in a rolling mill.

Claims

Patentansprüche claims
1. Effektfarbmittel im wesentlichen bestehend aus Kern-Mantel- Partikeln, deren Mantel eine Matrix bildet und deren Kern im wesentlichen fest ist und eine im wesentlichen monodisperse Größenverteilung aufweist, wobei ein Unterschied zwischen den Brechungsindices des Kernmaterials und des Mantelmaterials besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix spröde ist.1. Effect colorant consisting essentially of core-shell particles, the shell of which forms a matrix and whose core is essentially solid and has an essentially monodisperse size distribution, there being a difference between the refractive indices of the core material and the shell material, characterized in that the matrix is brittle.
2. Effektfarbmittel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in den Kern-Mantel-Partikeln der Mantel über eine Zwischenschicht fest mit dem Kern verbunden ist.2. Effect colorant according to claim 1, characterized in that in the core-shell particles, the shell is firmly connected to the core via an intermediate layer.
3. Effektfarbmittel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrix im wesentlichen von vernetzten organischen Polymeren gebildet wird.3. Effect colorant according to at least one of the preceding claims, characterized in that the matrix is essentially formed by crosslinked organic polymers.
4. Effektfarbmittel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasübergangstemperatur TG der Matrix oberhalb von 25°C, vorzugsweise oberhalb von 50°C und insbesondere bevorzugt oberhalb von 70°C liegt.4. Effect colorant according to at least one of the preceding claims, characterized in that the glass transition temperature TG of the matrix is above 25 ° C, preferably above 50 ° C and particularly preferably above 70 ° C.
5. Effektfarbmittel nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mantelmaterial um ein homo- oder copolymeres Poly(cyclohexylmethacrylat), Polystyrol sowie substituierte Polystyrolderivate, wie z. B. Poly(iodstyrol) und Poly(bromstyrol), Polyacrylate und Polymethacrylate mit einer Tg oberhalb der Gebrauchstemperatur, Polyvinylchlorid mit hoher Tg und andere vinylische Polymere, die sich durch Umwandlung aus Polyvinylacetat ergeben, Polyacrylnitril und Styrol-Acrylnitril- Copolymere oder Mischungen aus den genannten Homo- oder Copolymeren handelt.5. effect colorant according to the preceding claim, characterized in that it is a homo- or copolymeric poly (cyclohexyl methacrylate), polystyrene and substituted polystyrene derivatives, such as. B. poly (iodostyrene) and poly (bromostyrene), polyacrylates and polymethacrylates with a Tg above the service temperature, polyvinyl chloride with high Tg and other vinyl polymers which result from conversion from polyvinyl acetate, polyacrylonitrile and styrene-acrylonitrile Copolymers or mixtures of the homo- or copolymers mentioned.
6. Effektfarbmittel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern aus einem Material besteht, das entweder nicht oder bei einer Temperatur oberhalb der Fließtemperatur des Mantelmaterials fließfähig wird, wobei es sich bei dem Material vorzugsweise um ein vernetztes organisches Polymeres oder ein anorganisches Material, vorzugsweise ein Metall oder Halbmetall oder ein Metallchalcogenid oder Metallpnictid handelt.6. Effect colorant according to at least one of the preceding claims, characterized in that the core consists of a material which either does not flow or becomes flowable at a temperature above the flow temperature of the jacket material, the material preferably being a crosslinked organic polymer or a inorganic material, preferably a metal or semimetal or a metal chalcogenide or metal pnictide.
7. Effektfarbmittel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Effektfarbmittel zu mindestens 60 Gew.-%, vorzugsweise zu mindestens 80 Gew.-% und insbesondere bevorzugt zu mindestens 95 Gew.-% aus Kern-Mantel- Partikeln besteht.7. effect colorant according to at least one of the preceding claims, characterized in that the effect colorant consists of at least 60 wt .-%, preferably at least 80 wt .-% and particularly preferably at least 95 wt .-% of core-shell particles.
8. Effektfarbmittel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kern-Mantel-Partikel einen mittleren Teilchendurchmesser im Bereich von etwa 5 nm bis etwa 2000 nm, vorzugsweise im Bereich von etwa 5 bis 20 nm oder im Bereich von 40 - 500 nm aufweisen.8. Effect colorant according to at least one of the preceding claims, characterized in that the core-shell particles have an average particle diameter in the range from about 5 nm to about 2000 nm, preferably in the range from about 5 to 20 nm or in the range from 40-500 nm.
9. Effektfarbmittel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen den Brechungsindices des Kernmaterials und des Mantelmaterials mindestens 0,001 , vorzugsweise mindestens 0,01 und insbesondere bevorzugt mindestens 0,1 beträgt.9. Effect colorant according to at least one of the preceding claims, characterized in that the difference between the refractive indices of the core material and the cladding material is at least 0.001, preferably at least 0.01 and particularly preferably at least 0.1.
10. Effektfarbmittel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens ein Kontrastmaterial enthält, wobei es sich bei dem mindestens einen Kontrastmaterial vorzugsweise um ein Pigment, vorzugsweise ein Absorptionspigment und insbesondere bevorzugt um ein Schwarzpigment handelt, wobei das Effektfarbmittel mindestens 0,05 Gew.-% Kontrastmaterial, bezogen auf das Gewicht des Effektfarbmittels, enthält, wobei es besonders bevorzugt ist, wenn der Effektfarbmittel mindestens 0,2 Gew.-% und insbesondere bevorzugt mindestens 1 Gew.-% Kontrastmaterial enthält.10. Effect colorant according to at least one of the preceding claims, characterized in that it contains at least one contrast material, it being the at least one contrast material preferably a pigment, preferably an absorption pigment and particularly preferably a black pigment, the effect colorant containing at least 0.05% by weight of contrast material, based on the weight of the effect colorant, it being particularly preferred if the effect colorant is at least 0 Contains 2% by weight and particularly preferably at least 1% by weight of contrast material.
11. Effektfarbmittel nach Anspruch 10 Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Effektfarbmittel maximal 20 Gew.-% Kontrastmaterial, bezogen auf das Gewicht des Effektfarbmittels, enthält, wobei es besonders bevorzugt ist, wenn der Effektfarbmittel maximal 12 Gew.-% und insbesondere bevorzugt maximal 5 Gew.-% Kontrastmaterial enthält.11. The effect colorant according to claim 10, characterized in that the effect colorant contains a maximum of 20% by weight of contrast material, based on the weight of the effect colorant, it being particularly preferred if the effect colorant is a maximum of 12% by weight and particularly preferably a maximum Contains 5% by weight of contrast material.
12. Effektfarbmittel nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Effektfarbmittel um plättchenförmige Partikel handelt, deren Dicke vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 20 μm, insbesondere bevorzugt im Bereich 1 bis 10 μm liegt, wobei in dem Plättchen in jeder Raumrichtung mindestens 5, vorzugsweise mindestens 8 und insbesondere bevorzugt mindestens 10 Kern-Lagen aufeinander folgen.12. Effect colorant according to at least one of the preceding claims, characterized in that the effect colorant is platelet-shaped particles, the thickness of which is preferably in the range from 0.5 to 20 μm, particularly preferably in the range from 1 to 10 μm, in which Platelets in each spatial direction are followed by at least 5, preferably at least 8 and particularly preferably at least 10 core layers.
13. Verfahren zur Herstellung von Effektfarbmitteln, dadurch gekennzeichnet, dass aus Kern-Mantel-Partikeln, deren Kern im wesentlichen fest ist und eine im wesentlichen monodisperse Größenverteilung aufweist, wobei ein Unterschied zwischen den Brechungsindices des Kernmaterials und des Mantelmaterials besteht, ein Film hergestellt wird, dessen Matrix spröde ist, und der Film anschließend zu Partikeln zerkleinert, vorzugsweise gemahlen wird. 13. A method for producing effect colorants, characterized in that a film is produced from core-shell particles, the core of which is essentially solid and has an essentially monodisperse size distribution, with a difference between the refractive indices of the core material and the shell material , the matrix of which is brittle, and the film is then broken up into particles, preferably ground.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Kem- Mantel-Partikel eingesetzt werden, deren Mantel aus Polymeren die eine Glasübergangstemperatur TG von oberhalb 25°C, vorzugsweise oberhalb von 50°C und insbesondere bevorzugt oberhalb von 70°C aufweisen, wobei es sich bei dem Mantelmaterial vorzugsweise um ein homo- oder copolymeres Poly(cyclohexylmethacrylat), Polystyrol sowie substituierte Polystyrolderivate, wie z. B. Poly(iodstyrol) und Poly(bromstyrol), Polyacrylate und Polymethacrylate mit einer Tg oberhalb der Gebrauchstemperatur, Polyvinylchlorid mit hoher Tg und andere vinylische Polymere, die sich durch Umwandlung aus Polyvinylacetat ergeben, Polyacrylnitril und Styrol-Acrylnitril- Copolymere oder Mischungen aus den genannten Homo- oder Copolymeren handelt.14. The method according to claim 13, characterized in that core-shell particles are used whose shell made of polymers have a glass transition temperature T G of above 25 ° C, preferably above 50 ° C and particularly preferably above 70 ° C, wherein the jacket material is preferably a homo- or copolymeric poly (cyclohexyl methacrylate), polystyrene and substituted polystyrene derivatives, such as. B. poly (iodostyrene) and poly (bromostyrene), polyacrylates and polymethacrylates with a Tg above the temperature of use, high Tg polyvinyl chloride and other vinyl polymers resulting from conversion from polyvinyl acetate, polyacrylonitrile and styrene-acrylonitrile copolymers or mixtures of the mentioned homo- or copolymers.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass Kem- Mantel-Partikel eingesetzt werden, deren Mantel aus Polymeren besteht, die eine vernetzbare Funktionalität aufweisen, und der Film durch Vernetzung der Matrix spröde wird.15. The method according to claim 13, characterized in that core-shell particles are used, the shell of which consists of polymers which have a crosslinkable functionality, and the film becomes brittle by crosslinking the matrix.
16. Verwendung von Effektfarbmitteln nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12 zur Pigmentierung von Dispersionen, wie Lacken, Pulverlacken, Farben, Druckfarben, Kunststoffen und kosmetischen Formulierungen.16. Use of effect colorants according to at least one of claims 1 to 12 for pigmenting dispersions, such as lacquers, powder coatings, paints, printing inks, plastics and cosmetic formulations.
17. Dispersion enthaltend mindestens ein Effektfarbmittel nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12 und mindestens einen Filmbildner. 17. Dispersion containing at least one effect colorant according to at least one of claims 1 to 12 and at least one film former.
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