WO2010072376A1 - Pigmentgranulate - Google Patents

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WO2010072376A1
WO2010072376A1 PCT/EP2009/009101 EP2009009101W WO2010072376A1 WO 2010072376 A1 WO2010072376 A1 WO 2010072376A1 EP 2009009101 W EP2009009101 W EP 2009009101W WO 2010072376 A1 WO2010072376 A1 WO 2010072376A1
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Thomas Rathschlag
Carsten Griessmann
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Merck Patent Gmbh
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    • C09C2200/302Thickness of a layer with high refractive material

Definitions

  • Pigmentation of application media in particular paints, plasters, lacquers, powder coatings, plastics and as scattering granules, e.g. for decoration of wallpaper.
  • plastics e.g. nonpolar thermoplastics based on polyolefins, e.g. Polyethylene, polypropylene, without pretreatment methods, e.g. Corona discharge or flame,
  • Pigment granules with plastic supports preferably polyolefins and / or glass, which do without additional pretreatment and do not have the disadvantages of the prior art mentioned above.
  • pigment granules based on a carrier material such as e.g. Polymer particles, glass beads or hollow glass spheres or mixtures thereof, which are coated with one or more platelet-shaped effect pigments, are very well suited for economical and sustainable permanent coating.
  • the present invention therefore relates to pigment granules based on a carrier material which is coated by means of an adhesion promoter with one or more platelet-shaped effect pigments.
  • the effect pigment is preferably on the surface with the support, e.g. a polymer particle, a glass ball or glass hollow sphere, glued or partially or completely coated.
  • the present invention further describes a one-step process for the preparation of the pigment granules according to the invention, which is based on the direct coating of the support materials, wherein the proportion of effect pigments on the support surface is generally ⁇ 50% by weight. Since the process of the invention is not bound to a thermoplastic or duroplastic carrier plastic, but is a carrier-independent process, this process is also considered to be particularly economical.
  • the present invention furthermore relates to a process for the preparation of the pigment granules according to the invention, wherein one or more platelet-shaped effect pigments, at least one adhesion promoter and optionally additives are mixed with the support material.
  • the pigment granules according to the invention are particularly suitable for use as scattering granules in effect wallpapers, for structural plaster systems and textile coatings.
  • the pigment granules of the invention are not dusty and very free-flowing, which reduces the expenditure on equipment in their processing.
  • An essential constituent of the pigment granules according to the invention is, in addition to the effect pigment, the carrier material.
  • a suitable carrier material should in particular have a high transparency.
  • Transparent supports e.g. Plastic particles, glass spheres and hollow glass spheres, with their translucency, support the optical properties, e.g. the pearlescent or metallic luster, the effect pigments applied to the surface.
  • the carrier materials are present as individual particles, which are preferably spherical.
  • the carrier material preferably has particle sizes of
  • Suitable support materials are preferably polymer particles, glass full spheres and glass hollow spheres.
  • polymer particles are preferably those of plastic (e), such as. Thermoplastics or thermosets, for use.
  • the polymer particles are preferably composed of polyolefins, in particular polyethylene (PE) and polypropylene (PP), polystyrene (PS), polymethyl methacrylate (PMMA), polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polyvinyl acetate copolymer (PVAC), polyvinyl chloride ( PVC)
  • EAA Ethylene acrylic acid copolymer
  • PVA polylactic acid
  • Particularly preferred support materials are composed of EAA (ethylene-acrylic acid copolymer), eg available from the Fa. ExxonMobil under the trade name Escor TM, or EVA (ethylene vinyl acetate copolymer), for example, Evatane ® 24-03 by the company.
  • Escor TM ethylene-acrylic acid copolymer
  • EVA ethylene vinyl acetate copolymer
  • Evatane ® 24-03 by the company.
  • ARKEMA or of polyvinyl acetate (PVAC), for example Vinnaperl 10 or Vinnaperl 20 from Wacker Chemie.
  • the carrier material is preferably spherical. It preferably has a particle size of 0.05-50 mm, in particular 0.5-10 mm, very particularly preferably 0.5-5 mm.
  • the commercially available plastic powders or plastic granules often have particle sizes of 1 to 5 mm. These polymer particles must then be previously melted for use in the preparation of the pigment granules of the invention and then, for example, by granulation, e.g. Underwater granulation, and grain size adjustment, e.g. B. by means of a perforated disc, can be adjusted to the desired particle size and shape.
  • granulation e.g. Underwater granulation
  • grain size adjustment e.g. B. by means of a perforated disc
  • spherical microgranules of 0.5 -1 mm which consist of LD-PE (low density polyethylene) or HD-PE (high-density polyethylene), as this example, the Fa.
  • the polymer particles are preferably spherical and have a particle size of 0.05-5 mm, in particular 0.05-2 mm, very particularly preferably 0.05-1 mm. It is also possible to use unstructured particles of the same particle size distribution.
  • Rotational molding is understood to mean the production of plastic hollow bodies after spin-spinning using a biaxial rotational movement.
  • Glass carrier beads or hollow glass beads may also be used as carrier material, preferably particle sizes of 0.3-50 mm, in particular from 0.5 to 10 mm, very particularly preferably from 0.5 to 5 mm.
  • Such glass beads are commercially available, for example from the Fa. Sovitec GmbH.
  • the glass beads should be chemically resistant depending on the application.
  • glass beads or glass hollow spheres of soda lime glass main components: SiO 2 / CaO / Na 2 O), ECR glass, C glass Borosilakatglas or quartz glass are used.
  • Mixtures of different carrier materials may also be used, e.g.
  • the carrier materials are mixed in such a way that physical and chemical properties, such as adhesion in the application medium and chemical resistance, correlate with aesthetic effects and economic considerations.
  • carrier material mixtures are binary mixtures which can be mixed with each other in any ratio.
  • the ratio is preferably 1: 1 to 1:10 or 10: 1.
  • a carrier material and blowing agent-additive-thermoplastic plastic particles can be used, provided that they are in the
  • Pigment granules on Such support materials can be used in particular in the design of textured wallpaper.
  • Suitable adhesion promoters are preferably those which physically dry c. Particularly preferred as adhesion promoter aqueous
  • Emulsions are used, preferably EAA emulsions (ethylene acrylic acid copolymer), commercially available, for example, from Messrs. Michelman under the name "Michem Prime 4983 R” and emulsions and dispersions based on acrylated polypropylenes or low chlorinated polypropylenes. Such emulsions and dispersions are commercially available, for example from the Fa.
  • EAA emulsions ethylene acrylic acid copolymer
  • Tramaco under the designation “Trapylen 9310 W” and “Trapylen 6700 W”.
  • the size of the EAA emulsion is preferably 20-300 nm, the EAA emulsions preferably used are preferably composed of 65-85 parts of water and 15 parts EAA 15-35..
  • the size of the acrylated polypropylene or low chlorinated polypropylene emulsion particles or dispersion particles is preferably 50-5000 nm.
  • Suitable adhesion promoters are also wax emulsions, commercially available, for example, from the company KEIM ADDITEC Surface GmbH.
  • the wax emulsions preferably contain? F- emulsion of the size 20-100 nm.
  • the appropriate wax emulsions preferably have a melting range of 50-160 0 C, especially 90-140 0 C and most preferably from 90-130 0 C. on.
  • adhesion promoters are mentioned which are based on aqueous dispersions, such as for example those 1) based on copolymers or based on terpolymers:
  • Vinyl chloride (VC) / ethylene [E] / vinyl laurate (VL) VC / EA / L
  • Vinyl acetate (VAC) / (ethylene) [E] / vinyl chloride (VC) VAC / EA / C
  • PVB polyvinyl butyral dispersions
  • PE Polyether
  • PU Polyurethane
  • PC Polycarbonate
  • PU Polyurethane
  • Polyester PES / PC / PU
  • Suitable adhesion promoters are furthermore adhesives based on resins and polymers which are dilutable or soluble in organic solvents. Examples of suitable raw materials can be found e.g. in Lackrohstofftabellen, Vincentz-Verlag, 10th edition, edition 2000, pages 62-622.
  • the adhesives that can be used as adhesion promoters are subdivided according to the hardening mechanism in:
  • Polymerization adhesives e.g.
  • polycondensation adhesives e.g.
  • hot melt adhesives e.g. Moisture-reactive amorphous poly alpha olefin hot melt adhesive
  • the proportion of adhesion promoter in the pigment granules according to the invention is preferably from 0.05 to 20% by weight, in particular from 0.1 to 10% by weight, very particularly preferably from 0.15 to 5% by weight, based on the total mass of the pigment granules.
  • the effect pigments, the support material and the adhesion promoter and optionally additives are mixed with one another.
  • the carrier material with the effect pigment is at least partially or completely coated or enveloped by the emulsion.
  • a complete coating and "gluing" of the carrier material with the platelet-shaped effect pigment is very particularly preferred.
  • the flake-form effect pigments are preferably pearlescent pigments, interference pigments, metallic effect pigments, multilayer pigments with transparent, semitransparent and / or opaque layers, holographic pigments, coated or uncoated BiOCl pigments and / or LCP pigments.
  • Pearlescent pigments, interference pigments, metallic effect pigments or multilayered pigments which can be used according to the present invention are based on transparent, semi-transparent and / or opaque layers
  • platelet-shaped TiO 2 kaolin, talc, synthetic (eg fluorophlogopite) or natural mica, doped or undoped glass flakes, metal flakes, flaky SiO 2 , flaky Al 2 O 3 or platelet-shaped iron oxide are suitable.
  • synthetic (eg fluorophlogopite) or natural mica doped or undoped glass flakes, metal flakes, flaky SiO 2 , flaky Al 2 O 3 or platelet-shaped iron oxide are suitable.
  • metal plates may include aluminum, titanium, bronze, steel or silver, preferably aluminum and / or titanium
  • the metal flakes may be passivated by appropriate treatment
  • the glass flakes can be made of all known to those skilled glass types consist, for example from A.. Glass, E glass, C glass, ECR glass, waste glass, window glass, borosilicate glass, Duran® glass, laboratory glassware or optical
  • the refractive index of the glass flakes is preferably 1.45-1.80, in particular 1.50-1.70.
  • the glass substrates of C glass, ECR glass or borosilicate glass may be provided with one or more transparent semitransparent and / or opaque layers comprising metal oxides, metal oxide hydrates, metal suboxides, metals, metal fluorides, metal nitrides, metal oxynitrides or
  • Metal oxide hydrate, metal suboxide, metal, metal fluoride, metal nitride, metal oxynitride layers or mixtures thereof may be low (refractive index ⁇ 1.8) or high refractive index (refractive index> 1.8).
  • Suitable metal oxides and metal oxide hydrates are all metal oxides or metal oxide hydrates known to the person skilled in the art, such as, for example, For example, alumina,
  • alumina hydrate silica, silica oxide, iron oxide, tin oxide, ceria, zinc oxide, zirconia, chromia, titania, especially titania, titania hydrate and mixtures thereof, e.g. Ilmenite or pseudobrookite.
  • metal suboxides for example, the titanium suboxides can be used. Suitable metals are e.g. Chromium, aluminum, nickel, silver, gold, titanium, copper or alloys, as
  • magnesium fluoride is suitable.
  • metal nitrides or metal oxynitrides for example, the nitrides or oxynitrides of the metals titanium, zirconium and / or tantalum can be used. Preference is given to metal oxide, metal, metal fluoride and / or metal oxide hydrate layers and very particularly preferably metal oxide and / or
  • Metal oxide hydrate, metal or metal fluoride layers are present, preferably alternating high and low refractive layers. Particular preference is given to layer packages of a high and a low refractive index layer, one or more layers being present on the support
  • the sequence of high and low refractive index layers can be adapted to the carrier thereby to offset the carriers in the multi-layer structure with
  • the metal oxide, metal oxide hydrate, metal suboxide, metal can.
  • Metal fluoride, metal nitride, metal oxynitride layers may be mixed or doped with colorants as colorants or others
  • organic or inorganic color pigments such as colored metal oxides, eg magnetite, chromium oxide or color pigments such as Berlin Blue, ultramarine, bismuth vanadate, Thenards Blue, or organic color pigments such as indigo, azo pigments, phthalocyanines or carmine red or elements such as yttrium or antimony. Effect pigments comprising these layers exhibit a wide variety of colors with respect to their body color and an angle-dependent change of color (color flop) may be due to interference in many cases, c.
  • organic or inorganic color pigments such as colored metal oxides, eg magnetite, chromium oxide or color pigments such as Berlin Blue, ultramarine, bismuth vanadate, Thenards Blue, or organic color pigments such as indigo, azo pigments, phthalocyanines or carmine red or elements such as yttrium or antimony. Effect pigments comprising these layers exhibit a wide variety of colors with respect to their body color and an angle-dependent
  • the outer layer on the support is in a preferred embodiment a high refractive index metal oxide.
  • This outer layer may additionally be applied to the above-mentioned layer packages or to high-index carriers
  • TiO 2 titanium suboxides, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , SnO 2 , ZnO, ZrO 2 , Ce 2 O 3 , CoO, Co 3 O 4 , V 2 O 5 , Cr 2 O 3 and / or mixtures thereof, such as ilmenite or pseudobrookite exist.
  • TiO 2 is particularly preferred, further Fe 2 O 3 , as well as mixtures of TiO 2 and Fe 2 O 3 . If the support plates are coated with TiO 2 , the TiO 2 is preferably present in the rutile modification, further in the
  • an SiO 2 layer can be applied as a protective layer to the substrate chip. If the substrate chip is a glass plate, it is often advisable to apply an SiO 2 layer in order to protect the glass plate against leaching in the case of the wet-chemical coating.
  • high refractive index means a refractive index of> 1.8
  • low refractive index means a refractive index of ⁇ 1.8.
  • Metal fluoride, metal nitride, metal oxynitride or a mixture thereof is usually 3 to 300 nm and in the case of the metal oxide, metal oxide, metal, metal fluoride, metal nitride, metal oxynitride or a mixture thereof preferably 20 to 200 nm Metal layers is preferably 4 to 50 nm.
  • Platelet-shaped supports and / or platelet-shaped supports coated with one or more transparent or semitransparent metal oxide, metal or metal fluoride layers generally have a thickness between 0.05 and 5 ⁇ m, in particular between 0.1 and
  • the extension in the length or width is usually between 1 and 250 ⁇ m, preferably between 2 and 200 ⁇ m and in particular between 2 and 100 ⁇ m.
  • TiO 2 / Fe 2 O 3 means that TiO 2 and Fe 2 O 3 are present in one layer as a mixture and / or as a mixed oxide in the form of the pseudobrookite.
  • Pseudobrookite or the TiO 2 / Fe 2 O 3 mixed layer may optionally also be doped with Al 2 O 3 .
  • Suitable effect pigments are commercially available, for example from BASF Corp. For example, under the brand names Fire Mist ®, TM Rightfit, Magna Pearl ®, from Merck KGaA under the trade name Iriodin ®, Miraval ®, Xirallic ® and ColorStream ®.
  • the proportion by weight of the platelet-shaped effect pigments in the pigment granules according to the invention is generally between 0.1 and 50% by weight, preferably between 0.5 and 30% by weight, very particularly preferably between 1 and 10% by weight, based on the pigment granules.
  • the optimum proportions are easy to determine for a person skilled in the art and depend essentially on the particle size of the effect pigments used, the form factor of the effect pigments and the type of pigment buildup.
  • Particularly preferred pigment granules according to the invention contain
  • the total amount of all components in the pigment granules is ⁇ 100% by weight.
  • effect granules which contain the smallest possible proportion ( ⁇ 10% by weight) of the relatively expensive effect pigments and a high proportion (> 50% by weight) of inexpensive carrier material.
  • This preferred embodiment is particularly interesting in the scatter application of the granules of effect wallpaper. 15
  • the pigment granules according to the invention may contain further additives, such as are suitable for use in application media in the fields of paints, lacquers, powder coatings,
  • Such additives and / or adjuvants may include lubricants, release agents, stabilizers, antistatic agents, flame retardants, antioxidants, colorants, such as dyes, inorganic color pigments and / or organic color pigments, flexibilizers, plasticizers, such as diisononyl phthalate, adhesion promoters, blowing agents, antioxidants, UV absorbers , inorganic fillers and / or surfactants, organic
  • the pigment granules of the invention contain wetting agents, e.g. Silicones, silanes and / or fluorosurfactants.
  • wetting agents e.g. Silicones, silanes and / or fluorosurfactants.
  • the pigment granules according to the invention can be produced relatively easily.
  • Possible first 11 methods are the gentle mixture of the individual components-effect pigment (s), carrier material, adhesion promoter-and subsequent rotogranulation.
  • the components to be mixed with a mixer in which the
  • the granules are rounded to the intended particle size on a horizontally rotating pelletizing plate.
  • the gentle drying of the raw granules takes place in a fluidized bed, e.g. in a fluidized bed or fluidized bed dryer. However, preference is given to the embodiment in a fluidized-bed dryer.
  • Adhesive the carrier material and optionally additives is mixed. This embodiment is particularly preferred.
  • the invention also provides a process for the preparation of the pigment granules according to the invention, which is characterized in that one or more platelet-like effect pigments, the or the support material (a) with at least one adhesion promoter and optionally one or more additives are mixed simultaneously or sequentially ,
  • the pigment granules according to the invention are characterized by being abrasion-resistant, dimensionally stable and having a uniform color effect.
  • granules are all solid particle shapes conceivable in the art, such as e.g. Pellets, briquettes, pearlets,
  • the particle sizes of the granules are preferably in the range of 0.05 to 150 mm, in particular 0.1 to 20 mm, and most preferably in the range of 0.1 to 6 mm.
  • the granules according to the invention preferably contain
  • the coating process produces such a directed structure of the employed platelet effect pigments (or mixtures) in the finished granules that the low pigment loading noted in the invention achieves similar effects that would otherwise produce the prior art granules having effect pigment levels> 50%.
  • PU polyurethane
  • the present invention also relates to the use of the pigment granules of the invention in paints, lacquers, printing inks, plastics, and as scattering granules, e.g. for wallpaper, as well as the use in hydraulic curing effect plaster systems.
  • the present invention furthermore relates to the use of the pigment granules according to the invention in plastics applications, in particular rotary molding.
  • Example 1 Support material: PVAC particles
  • the pigment granules according to the invention For the preparation of the pigment granules according to the invention, a homogeneous mixing is to be ensured.
  • the mixture is made using an Eirich R02 mixer.
  • Vinnaperl 10 1000 g Vinnaperl 10 (PVAC particles of particle size 0.5-1 mm of Fa.
  • Iriodin 305 ® multilayer pigment from Merck;. With TiO 2, Fe 2 O 3 and SiO 2 coated mica flakes) are in Mixing container presented and mixed (plate / whirler). Then 55 g of Michem Prime 4990 R (35% EAA emulsion from Michelman Inc.) are added slowly. The mixture is then mixed homogeneously (plate / whirler).
  • the moist pigment / polymer / plastic mixture produced in this way is pelleted on an Eirich pelletizing plate TR 04. There, the size distribution is set.
  • Target grain size set. If the nominal grain size is set, the batchwise entry of the total amount of the water-wet pigment / polymer / plastic batch is started.
  • the nominal size is particularly controlled by the dimension (size expansion in mm) of the plastic granules used and should increase in the given experiment to 2 ⁇ 0.5 mm.
  • portions between 50-100 g are entered, which can be added within a short time (1 kg about 10-15 min).
  • Coarser aggregates accumulate in the middle of the "material flow kidney” produced during pelleting. These are picked up with a small shovel, crushed by hand and added again.
  • the moist, granulated mixture is at 40 - 60 ° C in a fluidized bed dryer for 10-60 min. dried.
  • the granules produced in this way are classified as safe by a sieve of mesh size 3.55 mm.
  • Example 2 Support material: glass solid beads
  • the pigment granules according to the invention For the preparation of the pigment granules according to the invention, a homogeneous mixing is to be ensured.
  • the mixture is prepared with the aid of an Eirich R02 mixer.
  • Vialux SB 20 solid glass beads of particle size 0.6-1, 4 mm of Fa. Sovitec GmbH
  • Iriodin ® 305 10.0 g Iriodin ® 305 are placed in the mixing container and mixed (Plates / swirler). Thereafter, 5 g of Michem Prime 4983 R (25% EAA emulsion from Michelman Inc.) are added. Subsequently, the mixture is mixed homogeneously (plate / whirler).
  • the moist pigment / polymer / glass bead mixture produced in this way is pelleted on an Eirich pelletizing plate TR 04. There, the size distribution is set. For this purpose, 200 g of freshly prepared granules are placed on the plate and set at 200-350 U / min and a 15 tilt angle of 30-40 °, the target grain size. Is the
  • Set desired grain size is started with the portionwise entry of the total amount of the water-moist effect pigment / polymer / plastic batch.
  • the nominal size is especially determined by the dimension (size expansion in
  • the moist, granulated mixture is at 40 - 60 ° C in a fluidized bed dryer for 10-60 min. dried.
  • the granules produced in this way are classified by a sieve of mesh size 3.55 mm 30.
  • the pigment granules obtained is resistant to abrasion, dimensionally stable and has an extraordinary purity of the pearl effect produced.
  • Example 3 Alkali-resistant coating - carrier material: PE particles
  • the pigment granules according to the invention For the preparation of the pigment granules according to the invention, a homogeneous mixing is to be ensured.
  • the mixture is made using an Eirich R02 mixer.
  • the moist pigment / polymer / plastic mixture produced in this way is pelleted on an Eirich pelletizing plate TR 04. There, the size distribution is set.
  • Target grain size set If the nominal grain size is set, the portion-wise entry of the total amount of the water-moist effect pigment / polymer / plastic batch is started.
  • the nominal size is particularly controlled by the dimension (size expansion in mm) of the plastic granules used and should increase in the given experiment to 5.5 ⁇ 0.5 mm. In this case, portions between 50-100 g are entered, which can be added within a short time (1 kg about 10-15 min). Coarser aggregates accumulate in the middle of the "material flow kidney" produced during pelleting. These are picked up with a small shovel, crushed by hand and added again.
  • the moist, granulated mixture is at 40 - 60 0 C in a fluidized bed dryer for 10-60 min. dried. The granules produced in this way are classified as safe by a sieve of mesh size 6.5 mm.
  • the pigment granules obtained is resistant to abrasion, dimensionally stable and has an extraordinary purity of the pearl effect produced.
  • the produced effect granules also have an alkaline strength according to DIN EN ISO 175 (precast part test).
  • Example 4 Carrier material: PE particles
  • the pigment granules according to the invention For the preparation of the pigment granules according to the invention, a homogeneous mixing is to be ensured.
  • the mixture is made using an Eirich R02 mixer.
  • the moist pigment / polymer / plastic mixture produced in this way is pelleted on an Eirich pelletizing plate TR 04. There, the size distribution is set. For this purpose, 200 g of freshly prepared granules are placed on the plate and set at 200-350 U / min and an inclination angle of 30-40 °, the target grain size. If the nominal grain size is set, the batchwise entry of the total amount of the water-wet pigment / polymer / plastic batch is started.
  • the target size is particularly controlled by the dimension (size expansion in mm) of the plastic granules used and should increase in the given experiment to 5.5 ⁇ 0.5 mm.
  • portions between 50-100 g are registered, which within a short time can be added (1 kg about 10-15 min).
  • Coarser aggregates accumulate in the middle of the "material flow kidney” produced during pelleting. These are picked up with a small shovel, crushed by hand and added again.
  • the moist, granulated mixture is at 40 - 60 0 C in one
  • the granules produced in this way are classified as safe by a sieve of mesh size 6.5 mm.
  • the pigment granules obtained is resistant to abrasion, dimensionally stable and has an extraordinary purity of the pearl effect produced.
  • Example 5 Support Material: Full Glass Beads
  • the pigment granules according to the invention For the preparation of the pigment granules according to the invention, a homogeneous mixing is to be ensured.
  • the mixture is made using an Eirich R02 mixer.
  • Vialux coated SB 20 solid glass beads of particle size 0.6-1, 4 mm of Fa. Sovitec GmbH
  • 10.0 g Colorstream ® Arcticfire with TiO 2
  • the moist pigment / polymer / glass bead mixture produced in this way is pelleted on an Eirich pelletizing plate TR 04. There will be the
  • Size distribution set For this purpose, 200 g of freshly prepared granules are placed on the plate and set at 200-350 U / min and an inclination angle of 30-40 °, the target grain size. If the nominal grain size is set, the portionwise entry of the total amount of the water-moist effect pigment / polymer / plastic batch is started.
  • the target size is particularly controlled by the dimension (size expansion in mm) of the glass beads used and should increase in the given experiment to 2 ⁇ 0.5 mm.
  • portions between 50-100 g are added, which can be added within a short time c (1 kg about 10-15 min).
  • Coarser aggregates accumulate in the middle of the "material flow kidney" produced during pelleting. These are picked up with a small shovel, crushed by hand and added again.
  • the moist, granulated mixture is at 40 - 60 0 C in a 10 fluid bed dryer for 10-60 min. dried.
  • the granules produced in this way are classified as safe by a sieve of mesh size 3.55 mm.
  • the pigment granules obtained is resistant to abrasion, dimensionally stable and has an extraordinary purity of the pearl effect produced. 15
  • the moist pigment / polymer / plastic mixture prepared in this way is pelleted on an Eirich pelletizing plate TR 04. There will be the
  • Size distribution set For this purpose, 200 g of freshly prepared granules are placed on the plate and at 200-350 U / min and a Inclination angle of 30-40 ° set the target grain size. If the nominal grain size is set, the batchwise entry of the total amount of the water-wet pigment / polymer / plastic batch is started.
  • the target size is particularly controlled by the dimension (size expansion in mm) of the plastic granules used and should increase in the given experiment to 5.5 ⁇ 0.5 mm. In this case, portions between 50-100 g are entered, which can be added within a short time (1 kg about 10-15 min). Coarser aggregates 10 accumulate in the middle of the "material flow kidney” produced during pelleting. These are picked up with a small shovel, crushed by hand and added again.
  • the moist, granulated mixture is at 40 - 60 0 C in a fluidized bed dryer for 10-60 min. dried.
  • the 15 granules produced in this way are classified as safe by a sieve of mesh size 6.5 mm.
  • the pigment granules obtained is resistant to abrasion, dimensionally stable and has an extraordinary purity of the pearl effect produced.
  • Carrier material PE particles
  • the carrier plastic powder Borecene LLD RM 7243 (LLD-PE plastic powder from Borealis) is microgranulated to the particle diameter 0.6-1 mm in an underwater granulation prior to the start of the test using an ?
  • the measure serves to produce a uniform carrier surface for subsequent coating by means of effect pigments on the plastic carrier surface.
  • the pigment granules For the preparation of the pigment granules according to the invention a homogeneous mixing is to be ensured.
  • the mixture is made using an Eirich R02 mixer.
  • 901 g Borecene LLD RM 7243 microgranules (LLD-PE plastic / LLD. Linear low density Fa Borealis) the particle size of 0,5 - 1 mm and 28.50 g of Iriodin 305 ® (. Pearlescent pigment from Merck) are used in Mixing container presented and mixed (plate / whirler). Then slowly 71, 5 g Ultralaube XP-06070480 (42% LDPE-Emulison the Fa.
  • the moist pigment / polymer / plastic mixture produced in this way is pelleted on an Eirich pelletizing plate TR 04. There, the size distribution is set. For this purpose, 200 g of freshly prepared granules are placed on the plate and set at 200-350 U / min and an inclination angle of 30-40 °, the target grain size. If the nominal grain size is set, the batchwise entry of the total amount of the water-wet pigment / polymer / plastic batch is started. The nominal size is particularly controlled by the dimension (size expansion in mm) of the plastic granules used and should increase in the given experiment to 1, 5-2 mm.
  • portions between 50-100 g are entered, which can be added within a short time (1 kg about 10-15 min).
  • Coarser aggregates accumulate in the middle of the "material flow kidney” produced during pelleting. These are picked up with a small shovel, crushed by hand and added again.
  • the moist, granulated mixture is dried at 40 - 60 0 C in a fluidized bed dryer for 10-60 min.
  • the granules produced in this way are classified as safe by a sieve of mesh size 2.5 mm.
  • the pigment granules obtained is resistant to abrasion, dimensionally stable and has an extraordinary purity of the pearl effect produced.
  • the support materials of the granules of the invention are that a
  • Loss of effect pigment coating on the substrate decreases. It is thereby possible to create relief-like structures on the surface of the effect granulate paper or nonwoven surface.
  • An additional advantage of embossing arises in the increase of the mechanical resistances, such as the abrasion resistance of the effect granules surface produced.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Pigmentgranulate, die sich dadurch auszeichnen, dass sie auf einem Trägermaterial basieren, wobei das Trägermaterial mittels eines Haftvermittlers mit ein oder mehreren plättchenförmigen Effektpigmenten beschichtet ist. Die erfindungsgemäßen Pigmentgranulate finden vorzugsweise Verwendung zur Pigmentierung von Anwendungsmedien, insbesondere Farben, Putze, Lacke, Pulverlacke, Kunststoffe, sowie insbesondere als Streu- und Effektgranulat, z.B. zur Dekoration von Tapeten.

Description

Pigmentgranulate
Die vorliegende Erfindung betrifft nichtstaubende Pigmentgranulate basierend auf einem Träger beschichtet mit ein oder mehreren c plättchenförmigen Effektpigmenten und deren Verwendung zur
Pigmentierung von Anwendungsmedien, insbesondere Farben, Putze, Lacke, Pulverlacke, Kunststoffe sowie als Streugranulat, z.B. zur Dekoration von Tapeten.
Das Fließverhalten von Pigmenten auf Basis von plättchenförmigen 10 Substraten, wie z.B. Glimmerplättchen, ist häufig unbefriedigend. Bei einer Vielzahl von Anwendungen, insbesondere im Druck- und Farbenbereich, führt dies nicht zu größeren Problemen. Darüber hinaus kommt es bei der Verarbeitung von Perlglanzpigmenten zu einer ausgeprägten Staubentwicklung, was einen erhöhten apparativen Aufwand zur
Beseitigung der Stäube und zur Reinigung der Maschinen erfordert. 15
Die Herstellung von Pigmentgranulaten unter Verwendung von anorganischen oder organischen Pigmenten, ist dem Fachmann bekannt. Farb-Masterbatches mit Pigmentanteilen von 20-50 Gew.% werden zur Einfärbung diverser Kunststoffsysteme verwendet. Es handelt sich hierbei üblicherweise um ein 2-Stufenverfahren bis zur Herstellung des Endgranulates.
Die Benetzung von Kunststoffen, wie z.B. unpolaren Thermoplasten auf Basis von Polyolefinen, wie z.B. Polyethylen, Polypropylen, ohne Vorbehandlungsmethoden, wie z.B. Corona-Entladung oder Beflammung,
?(- führt in einer nachfolgenden Beschichtung mit wässrigen Haftvermittlern oftmals zu mangelnder Verbundhaftung zum zu beschichtenden Substrat. Besonders ausgeprägt ist diese Erscheinung bei der Beschichtung von Kunststoff-basierenden Trägern mit plättchenförmigen Partikeln. In der Regel sind die mechanischen Eigenschaften der beschichteten Substrate mangelhaft, was sich insbesondere in Form von staubigem Abrieb und
30 Haftungsverlust der farbigen Beschichtung vom Trägersubstrat in Form einer Delaminierung äußert.
BESTATIGUNGSKOPIE Trägerpartikel auf Glasbasis benötigen oftmals eine Silanisierung um dauerhafte Beschichtungen mit einem plättchenförmigen Effektpigment mit entsprechender Haftung auf der Oberfläche zu gewährleisten.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung von
Pigmentgranulaten mit Trägern aus Kunststoffen bevorzugt Polyolefinen und/oder Glas, die ohne zusätzliche Vorbehandlungsmethoden auskommen und gleichzeitig die oben aufgeführten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass Pigmentgranulate basierend auf einem Trägermaterial, wie z.B. Polymerpartikeln, Glaskugeln oder Glashohlkugeln oder deren Gemische, die mit ein oder mehreren plättchenförmigen Effektpigmenten beschichtet sind, sehr gut geeignet sind für die ökonomische und nachhaltige Permanentbeschichtung.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher Pigmentgranulate auf der Basis eines Trägermaterials, das mittels eines Haftvermittlers mit ein oder mehreren plättchenförmigen Effektpigmenten beschichtet ist. Das Effektpigment ist dabei vorzugsweise auf der Oberfläche mit dem Träger, z.B. einem Polymerpartikel, einer Glaskugel oder Glashohlkugel, verklebt bzw. teilweise oder vollständig beschichtet.
Die vorliegende Erfindung beschreibt weiterhin ein Einstufen-Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Pigmentgranulate, das auf der direkten Beschichtung der Trägermaterialien basiert, wobei der Anteil an Effektpigmenten auf der Trägeroberfläche in der Regel < 50 Gew.% beträgt. Da das erfindungsgemäße Verfahren nicht an einen thermo- oder duroplasten Trägerkunststoff gebunden ist, sondern es sich um ein trägerunabhängiges Verfahren handelt, ist dieses Verfahren auch als besonders ökonomisch anzusehen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin auch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Pigmentgranulate, wobei ein oder mehrere plättchenförmige Effektpigmente, mindestens ein Haftvermittler und ggf. Additive mit dem Trägermaterial gemischt werden. Die erfindungsgemäßen Pigmentgranulate sind insbesondere geeignet für den Einsatz als Streugranulate bei Effekt-Tapeten, für Strukturputzsysteme und Textilbeschichtungen.
Die erfindungsgemäßen Pigmentgranulate sind nicht staubend und sehr gut rieselfähig, was den apparativen Aufwand bei ihrer Verarbeitung verringert.
Wesentlicher Bestandteil der erfindungsgemäßen Pigmentgranulate ist neben dem Effektpigment das Trägermaterial. Ein geeignetes Träger- material sollte insbesondere eine hohe Transparenz aufweisen.
Transparente Träger, wie z.B. Kunststoffpartikel, Glaskugeln sowie Glashohlkugeln, unterstützen mit ihrer Lichtdurchlässigkeit die optischen Eigenschaften, z.B. den Perlglanz oder Metallglanz, der auf der Oberfläche aufgebrachten Effektpigmente.
Als Maß für die Lichtdurchlässigkeit/Transparenz wird in dieser Anmeldung der Transmissionsgrad ζ(=Tau)=Φn / Φvx 100(%) nach DIN 1349-1 verwendet.
Die Trägermaterialien liegen als einzelne Partikel vor, die vorzugsweise sphärisch sind. Das Trägermaterial hat vorzugsweise Partikelgrößen von
0,05 - 50 mm, insbesondere von 0,6 - 10 mm und ganz besonders bevorzugt von 0,5 - 5 mm. Die Partikelgrößen in dieser Patentanmeldung werden bestimmt nach DIN 66165-Teil 2. Geeignete Trägermaterialien sind vorzugsweise Polymerpartikel, Glasvollkugeln und Glashohlkugeln.
Als Polymerpartikel kommen vorzugsweise solche aus Kunststoff(e), wie z.B. Thermoplaste oder Duroplaste, zum Einsatz. Die Polymerpartikel bestehen vorzugsweise aus Polyolefinen, insbesondere aus Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyethylen-terephthalat (PET), Polycarbonat (PC), Polyvinylacetat-Copolymer (PVAC), Polyvinylchlorid (PVC),
Ethylenacrylsäure-Copolymer (EAA), Ethylenvinylacetat-Copolymer oder biologisch abbaubare Polyester, z.B. Polymilchsäure (Polyactid = (PLA)). Besonders bevorzugte Trägermaterialen bestehen aus EAA (Ethylen- acrylsäure-Copolymer), z.B. erhältlich von der Fa. ExxonMobil unter den Markennamen Escor™, oder EVA (Ethylenvinylacetat-Copolymer), z.B. Evatane® 24-03 von der Fa. ARKEMA, oder aus Polyvinylacetat (PVAC), z.B. Vinnaperl 10 oder Vinnaperl 20 der Fa. Wacker Chemie.
Das Trägermaterial ist vorzugsweise sphärisch. Vorzugsweise besitzt es eine Partikelgröße von 0,05 - 50 mm, insbesondere 0,5 - 10 mm, ganz besonders bevorzugt von 0,5 - 5 mm.
Die im Handel erhältlichen Kunststoffpulver bzw. Kunststoffgranulate weisen häufig Partikelgrößen von 1 - 5 mm auf. Diese Polymerpartikel müssen dann für ihren Einsatz bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Pigmentgranulate zuvor aufgeschmolzen werden und dann beispielsweise durch Granulation, z.B. Unterwassergranulation, und Einstellung der Korngröße, z. B. mittels einer Lochscheibe, auf die gewünschte Partikelgröße und Form eingestellt werden.
Besonders bevorzugt ist die Verwendung von sphärischen Mikrogranulaten von 0,5 -1 mm, die aus LD-PE (Low Density-Polyethylen) bzw. HD-PE (High-Density-Polyethylen) bestehen, wie diese beispielsweise von der Fa.
Geerkens Rohstoffe GmbH, Willich (BRD), hergestellt werden.
Sofern die erfindungsgemäßen Pigmentgranulate für das Rotational- Moulding-Verfahren eingesetzt werden, sind die Polymerpartikel vorzugsweise sphärisch und besitzen eine Partikelgröße von 0,05 - 5 mm, insbesondere 0,05 - 2 mm, ganz besonders bevorzugt von 0,05 - 1 mm. Es besteht ebenfalls die Möglichkeit unstrukturierte Partikel der gleichen Teilchengrößenverteilung zu verwenden.
Als Rotational-Moulding-Verfahren ist hier die Herstellung von Kunststoffhohlkörpern nach dem Rotationsschleudern unter Verwendung einer biaxialen Rotationsbewegung zu verstehen.
Als Trägermaterial können ebenfalls Glasvollkugeln oder Glashohlkugeln verwendet werden, die vorzugsweise Partikelgrößen von 0,3 - 50 mm, insbesondere 0,5 - 10 mm, ganz besonders bevorzugt von 0,5 - 5 mm, aufweisen. Derartige Glaskugeln sind im Handel erhältlich, z.B. von der Fa. Sovitec GmbH.
Die Glaskugeln sollten je nach Anwendungsgebiet chemisch beständig sein. Vorzugsweise werden Glaskugeln oder Glashohlkugeln aus Kalk- Natron-Glas (Hauptbestandteile: SiO2/CaO/Na2O), ECR-Glas, C-Glas Borosilakatglas oder Quarzglas verwendet.
Es können auch Gemische von unterschiedlichen Trägermaterialien zur Anwendung kommen, wie z.B.
- Glasvollkugeln + Glashohlkugeln,
- Glasvollkugeln + Thermoplaste,
- Glasvollkugeln + Duroplaste,
- Thermoplaste + Duroplaste + Glasvollkugeln
- Glashohlkugeln + Thermoplaste
- Glashohlkugeln + Duroplaste
- Thermoplaste + Duroplaste + Glashohlkugeln
- Thermoplaste + Duroplaste
Dabei können alle denkbaren Mischungsverhältnisse zum Einsatz kommen, vorzugsweise werden die Trägermaterialien derart gemischt, dass physikalische und chemische Eigenschaften, wie Haftung im Anwendungsmedium und Chemikalienfestigkeit, mit ästhetischen Effekten und ökonomische Betrachtungen, korrelieren.
Vorzugsweise handelt es sich bei Trägermaterial-Gemischen um Zweistoff- Gemische, die in jedem Verhältnis miteinander gemischt werden können. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis 1 : 1 bis 1 : 10 bzw.10 : 1.
Weiterhin können als Trägermaterial auch Treibmittel-additivierte thermoplastische Kunststoffpartikel eingesetzt werden, sofern sie in der
Lage sind dreidimensionale Strukturen zu erzeugen. Pigmentgranulate auf derartigen Trägermaterialien können insbesondere bei der Gestaltung von Strukturtapeten ihren Einsatz finden.
Geeignete Haftvermittler sind vorzugsweise solche, die physikalisch c trocknen. Besonders bevorzugt werden als Haftvermittler wässrige
Emulsionen verwendet, vorzugsweise EAA-Emulsionen (ethylene acrylic acid copolymers), im Handel beispielsweise erhältlich von der Fa. Michelman unter der Bezeichnung "Michem Prime 4983 R" sowie Emulsionen und Dispersionen auf der Basis von acrylierten Polypropylenen oder niedrigchlorierten Polypropylenen. Derartige Emulsionen und 10 Dispersionen sind im Handel erhältlich, beispielsweise von der Fa.
Tramaco unter der Bezeichnung "Trapylen 9310 W" und "Trapylen 6700 W".
Die Größe der EAA-Emulsionsteilchen beträgt vorzugsweise 20 - 300 nm. Die bevorzugt verwendeten EAA-Emulsionen bestehen vorzugsweise aus 15 65-85 Teilen Wasser und 15-35 Teilen EAA.
Die Größe der acrylierten Polypropylen- oder niedrigchlorierten Polypropylen-Emulsionsteilchen bzw. Dispersionsteilchen beträgt vorzugsweise 50-5000 nm.
20
Geeignete Haftvermittler sind weiterhin Wachs-Emulsionen, im Handel beispielsweise erhältlich von der Fa. KEIM ADDITEC Surface GmbH. Geeignete Wachs-Emulsionen sind z.B. LD-PE-Wachs-Emulsionen (LD-PE = low density Polyethylen), z.B. Ultralube V-06070480 der Fa. KEIM ADDITEC Surface GmbH. Die Wachs-Emulsionen enthalten vorzugsweise ?f- Emulsionsteilchen der Größe 20-100 nm. Die geeigneten Wachs- Emulsionen weisen vorzugsweise einen Schmelzbereich von 50-160 0C, insbesondere von 90-140 0C und ganz besonders bevorzugt von 90-130 0C auf.
Nachfolgend werden weiter geeignete Haftvermittler genannt, die auf Basis 30 von wässrigen Dispersionen bestehen, wie z.B. solche 1) auf Basis von Copolymeren oder auf Basis von Terpolymeren:
- Vinylacetat (VAC) / (Ethylen) [E] = VAC/E
- Vinylacetat (VAC / (Ethylen) [E] / Vinylchlorid (VC) = VAC/EA/C 5 - Vinylchlorid (VC) / Ethylen [E] / Acrylsäureester (AY) = VC/E/AY
- Vinylchlorid (VC) / Ethylen [E] / Vinyllaurat (VL) = VC/EA/L
- Vinylacetat (VAC) / (Ethylen) [E] / Vinylchlorid (VC) = VAC/EA/C
2) auf Basis von Acrylatdispersionen
10 - Styrolacrylsäureester (S-AY)
- Acrylsäureester (AY)
- selbstvernetzendes Acrylat
- Polyacrylate und deren Copolymerisate
- PMMA und deren Copolymerisate
15 3) Dispersionen auf Basis der Zusammensetzung:
- Versaticsäurevinylester (VeoVa) / Acrylsäureester (AY)= VeoVa/AY
- Ethylen-Copolymerisat/Acrylat = E-Copo./AY
- wässrige Polyvinylbutyral-Dispersionen = PVB
- wässrige Polyvinylpropionat-Dispersionen = PVP
20
- wasserverdünnbare Harnstoffharze
- wasserverdünnbare Polyester
- wasserverdünnbare Alkydharze
- wasserverdünnbare Kolophoniumharze und Kolophoniumharzester
- wasserverdünnbarer Schelllack
?c - wasserverdünnbare Polyvinylacetale
- wasserverdünnbare Polyvinylether
- wasserverdünnbare Sojaproteine
- Polyvinylalkohole = PVOH
30 4) Polyurethandispersionen
4a) aliphatische Polyurethane
5 - Polyether (PE) / Polyurethan (PU) = PE/PU
- Polyester (PES) / Polyurethan (PU) = PES/PU
- Polycarbonat (PC) / Polyurethan (PU) = PC/PU
- Polyester (PES) / Polycarbonat (PC) / Polyurethan (PU ) = PES/PC/PU
10 4b) aliphatische ölbasierende Polyurethan Hybride
- auf Basis Rizinusöl (CO)
- auf Basis Ricinusöl und Leinöl (LO)
Als Haftvermittler sind weiterhin geeignet Klebstoffe auf Basis von Harzen 15 und Polymeren, die mit organischen Lösemitteln verdünnbar bzw. in diesen löslich sind. Beispiele für geeignete Rohstoffe finden sich z.B. in den Lackrohstofftabellen, Vincentz-Verlag, 10.Auflage, Auflage 2000, Seiten 62-622.
Beispiele für mögliche Klebstoffe basierend auf Harzen und Polymeren
20 werden nachfolgend genannt:
- gesättigte Polyester
- ungesättigte Polyester
- Epoxide
„ - Polyacrylate und Copolymerisate
- PMMA und u. -Copolymerisate Polyamide
- Ketonharze und-Aldehydharze
- Polystyrole
- Polyurethane (PU)
30 - Polyurethane (PU) / Acrylate (AY)=(PU/AY)
- feuchtigkeitshärtbare Polyurethane
- PVC - Polyvinylacetate
- Polyvinylacetale
- Polyvinylether
- Alkyd/Melamin - Harn stoff harze
- Polyvinylbutyral = PVB
- Polyvinylpropionat = PVP
- Harnstoffharze
- Polyesterharze
- Alkydharze - Kolophonimharze und Kolophoniumharzester
- Schelllack
Die als Haftvermittler einsetzbaren Klebstoffen werden unterteilt nach dem Verfestigungsmechanismus in:
1. Polymerisationsklebstoffe, wie z.B.
- Cyanacrylat(CY-AY);
- MMA-Klebstoffe(MMA = Methylmethacrylat);
- anerob härtende Klebstoffe
- strahlenhärtende Klebstoffe
2. Polykondensationsklebstoffe, wie z.B.
Phenolformaldehydklebstoffe
- Siliconklebstoffe
- Silanvemetzende Polymerklebstoffe
- Polyimidklebstoffe
3. Polyaddditionsklebstoffe, wie z.B.
- Epoxidharzklebstoffe
- Polyurethan-Klebstoffe
4. Schmelzklebstoffe, wie z.B. - feuchtigkeitsreaktiver amorpher PoIy Alpha Olefin-Schmelzklebstoff
= 1 K-APAO. Der Anteil an Haftvermittler in dem erfindungsgemäßen Pigmentgranulat beträgt vorzugsweise 0,05 - 20 Gew.%, insbesondere 0,1 - 10 Gew.%, ganz besonders bevorzugt 0,15 - 5 Gew.% bezogen auf die Gesamtmasse des Pigmentgranulats.
5
In dem erfindungsgemäßen Pigmentgranulat liegen die Effektpigmente, das Trägermaterial und der Haftvermittler sowie ggf. Additive miteinander gemischt vor. Vorzugsweise wird das Trägermaterial mit dem Effektpigment durch die Emulsion zumindest partiell oder vollständig beschichtet oder umhüllt. Eine vollständige Umhüllung und "Verklebung" des Träger- 10 materials mit dem plättchenförmigen Effektpigmentes ist ganz besonders bevorzugt.
Bei den plättchenförmigen Effektpigmenten handelt es sich vorzugsweise um Perlglanzpigmente, Interferenzpigmente, Metalleffektpigmente, Mehrschichtpigmente mit transparenten, semitransparenten und/oder 15 opaken Schichten, holographische Pigmente, beschichtete oder unbeschichtete BiOCI-Pigmente und/oder LCP-Pigmente.
Gemäß der vorliegenden Erfindung einsetzbare Perlglanzpigmente, Interferenzpigmente, Metalleffektpigmente oder Mehrschichtpigmente mit transparenten, semitransparenten und/oder opaken Schichten basieren
20 insbesondere auf Trägern, wobei dieser vorzugsweise plättchenförmig ist.
Beispielsweise eignen sich plättchenförmiges TiO2, Kaolin, Talkum, synthetischer (z. B. Fluorophlogopit) oder natürlicher Glimmer, dotierte oder undotierte Glasplättchen, Metallplättchen, plättchenförmiges SiO2, plättchenförmiges AI2O3 oder plättchenförmiges Eisenoxid. Die
?(- Metallplättchen können unter anderem aus Aluminium, Titan, Bronze, Stahl oder Silber bestehen, vorzugsweise Aluminium und/oder Titan. Die Metallplättchen können dabei durch entsprechende Behandlung passiviert sein. Die Glasplättchen können aus allen dem Fachmann bekannten Glasarten bestehen, z.B. aus A-Glas, E-Glas, C-Glas, ECR-Glas, Altglas, Fensterglas, Borosilikatglas, Duran®-Glas, Laborgeräteglas oder optisches
30 Glas. Der Brechungsindex der Glasplättchen liegt vorzugsweise bei 1 ,45- 1 ,80, insbesondere bei 1 ,50-1 ,70. Besonders bevorzugt bestehen die Glassubstrate aus C-Glas, ECR-Glas oder Borosilikatglas. In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Träger des Effektpigments mit einer oder mehreren transparenten semitransparenten und/oder opaken Schichten enthaltend Metalloxide, Metalloxidhydrate, Metallsuboxide, Metalle, Metallfluoride, Metallnitride, Metalloxynitride oder
5 Mischungen dieser Materialien beschichtet sein. Die Metalloxid-,
Metalloxidhydrat-, Metallsuboxid-, Metall-, Metallfluorid-, Metallnitrid-, Metalloxynitridschichten oder die Mischungen hieraus können niedrig- (Brechzahl < 1 ,8) oder hochbrechend (Brechzahl > 1 ,8) sein. Als Metalloxide und Metalloxidhydrate eignen sich alle dem Fachmann bekannten Metalloxide oder Metalloxidhydrate, wie z. B. Aluminiumoxid,
10 Aluminiumoxidhydrat, Siliziumoxid, Siliziumoxidhydrat, Eisenoxid, Zinnoxid, Ceroxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Chromoxid, Titanoxid, insbesondere Titandioxid, Titanoxidhydrat sowie Mischungen hieraus, wie z.B. Ilmenit oder Pseudobrookit. Als Metallsuboxide können beispielsweise die Titansuboxide eingesetzt werden. Als Metalle eignen sich z.B. Chrom, Aluminium, Nickel, Silber, Gold, Titan, Kupfer oder Legierungen, als
15 Metallfluorid eignet sich beispielsweise Magnesiumfluorid. Als Metallnitride oder Metalloxynitride können beispielsweise die Nitride oder Oxynitride der Metalle Titan, Zirkonium und/oder Tantal eingesetzt werden. Bevorzugt werden Metalloxid-, Metall-, Metallfluorid und/oder Metalloxidhydratschichten und ganz besonders bevorzugt Metalloxid- und/oder
Metalloxidhydratschichten auf den Träger aufgebracht. Weiterhin können
20 auch Mehrschichtaufbauten aus hoch- und niedrigbrechenden Metalloxid-,
Metalloxidhydrat-, Metall- oder Metallfluoridschichten vorliegen, wobei sich vorzugsweise hoch- und niedrigbrechende Schichten abwechseln. Insbesondere bevorzugt sind Schichtpakete aus einer hoch- und einer niedrigbrechenden Schicht, wobei auf dem Träger eine oder mehrere
?(- dieser Schichtpakete aufgebracht sein können. Die Reihenfolge der hoch- und niedrigbrechenden Schichten kann dabei an den Träger angepasst werden, um den Träger in den Mehrschichtaufbau mit einzubeziehen. In einer weiteren Ausführungsform können die Metalloxid-, Metalloxidhydrat-, Metallsuboxid-, Metall-, Metallfluorid-, Metallnitrid-, Metalloxynitridschichten mit Farbmitteln versetzt oder dotiert sein. Als Farbmittel oder andere
30 Elemente eignen sich beispielsweise organische oder anorganische Farbpigmente wie farbige Metalloxide, z.B. Magnetit, Chromoxid oder Farbpigmente wie z.B. Berliner Blau, Ultramarin, Bismutvanadat, Thenards Blau, oder aber organische Farbpigmente wie z.B. Indigo, Azopigmente, Phthalocyanine oder auch Karminrot oder Elemente wie z.B. Yttrium oder Antimon. Effektpigmente enthaltend diese Schichten zeigen eine hohe Farbenvielfalt in Bezug auf ihre Körperfarbe und können in vielen Fällen c eine winkelabhängige Änderung der Farbe (Farbflop) durch Interferenz zeigen.
Die äußere Schicht auf dem Träger ist in einer bevorzugten Ausführungsform ein hochbrechendes Metalloxid. Diese äußere Schicht kann zusätzlich auf den oben genannten Schichtpaketen oder bei hochbrechenden Trägern
10 Teil eines Schichtpaketes sein und z.B. aus TiO2, Titansuboxiden, Fe2O3, Fe3O4, SnO2, ZnO, ZrO2, Ce2O3, CoO, Co3O4, V2O5, Cr2O3 und/oder Mischungen davon, wie zum Beispiel Ilmenit oder Pseudobrookit, bestehen. TiO2 ist besonders bevorzugt, ferner Fe2O3, sowie Gemische aus TiO2 und Fe2O3. Sofern die Trägerplättchen mit TiO2 beschichtet sind, liegt das TiO2 vorzugsweise in der Rutilmodifikation vor, ferner in der
15 Anatasmodifikation.
Besonders bevorzugte Effektpigmente besitzen folgenden Aufbau:
Substratplättchen + (SiO2) + TiO2 (Rutil)
Substratplättchen + (SiO2) + Fe2O3
?0
Substratplättchen + (SiO2) + Fe3O4
Substratplättchen + (SiO2) + SiO2 + TiO2 (Rutil) Substratplättchen + (SiO2) + TiO2 (Rutil) + SiO2 + TiO2 (Rutil) Substratplättchen + (SiO2) + TiO2 (Anatas) + SiO2 + TiO2 (Anatas) Substratplättchen + (SiO2) + TiO2/Fe2O3 + SiO2 + TiO2 + TiO2/Fe2O3 Substratplättchen + (SiO2) + TiO2/Fe2O3 + SiO2 + TiO2/Fe2O3.
Optional kann auf das Substratplättchen eine SiO2-Schicht als Schutzschicht aufgebracht werden. Sofern es sich bei dem Substratplättchen um ein Glasplättchen handelt, empfiehlt sich häufig die Aufbringung einer SiO2-Schicht um das Glasplättchen bei der 30 nasschemischen Beschichtung gegen Auslaugung zu schützen. In dieser Patentanmeldung bedeutet "hochbrechend" ein Brechungsindex von > 1 ,8, während "niedrigbrechend" ein Brechungsindex von < 1 ,8 bedeutet.
5 Die Dicke der Metalloxid-, Metalloxidhydrat-, Metallsuboxid-, Metall-,
Metallfluorid-, Metallnitrid-, Metalloxynitridschichten oder einer Mischung daraus beträgt üblicherweise 3 bis 300 nm und im Falle der Metalloxid-, Metalloxidhydrat-, Metallsuboxid-, Metallfluorid-, Metallnitrid-, Metalloxynitridschichten oder einer Mischung daraus vorzugsweise 20 bis 200 nm. Die Dicke der Metallschichten beträgt vorzugsweise 4 bis 50 nm.
10
Die Größe der Träger und damit der Effektpigmente ist an sich nicht kritisch. Plättchenförmige Träger und/oder mit einer oder mehreren transparenten oder semitransparenten Metalloxid-, Metall- oder Metallfluoridschichten beschichtete plättchenförmige Träger weisen in der Regel eine Dicke zwischen 0,05 und 5 μm, insbesondere zwischen 0,1 und
15 4,5 μm auf. Die Ausdehnung in der Länge bzw. Breite beträgt üblicherweise zwischen 1 und 250 μm, vorzugsweise zwischen 2 und 200 μm und insbesondere zwischen 2 und 100 μm.
Ganz besonders bevorzugte Effektpigmente besitzen folgenden Schichtaufbau:
20
Glimmerplättchen + TiÜ2
Glimmerplättchen + TiO2 + Fe2O3
Glimmerplättchen + TiO2/Fe2O3
Glimmerplättchen + Fe2O3 ?(- Glimmerplättchen + Fe3O4
Glimmerplättchen + Titanoxynitride
Glimmerplättchen + TiO2 + SiO2 + TiO2
Glimmerplättchen + TiO2/Fe2O3
Glimmerplättchen + TiO2/Fe2O3 + SiO2 + TiO2
Glimmerplättchen + TiO2/Fe2O3 + SiO2 + TiO2/Fe2O3 30 Glimmerplättchen + TiO2/Fe2O3 + SiO2 + TiO2 + TiO2/Fe2O3
Glimmerplättchen + TiO2 + SiO2 + TiO2/Fe2O3
Glimmerplättchen + TiFe2O5 AI2O3-Plättchen + TiO2
AI2O3-Plättchen + Fe2O3
AI2O3-Plättchen + Titanoxynitride
SiO2-Plättchen + TiO2 SiO2-Plättchen + Fe2O3
SiO2-Plättchen + Titanoxynitride
Glasplättchen + TiO2
Glasplättchen + Fe2O3
Glasplättchen + TiO2 + Fe2O3
Glasplättchen + SiO2 + TiO2 Glasplättchen + SiO2 + Fe2O3
Glasplättchen + SiO2 + TiO2 + Fe2O3
Glasplättchen + SiO2 + TiO2 + SiO2
Glasplättchen + TiO2 + SiO2 + TiO2
Glasplättchen + TiO2/Fe2O3
Glasplättchen + TiO2/Fe2O3 + SiO2 + TiO2 Glasplättchen + TiO2/Fe2O3 + SiO2 + TiO2/Fe2O3
Glasplättchen + TiO2/Fe2O3 + SiO2 + TiO2 + TiO2/Fe2O3
Glasplättchen + TiO2 + SiO2 + TiO2/Fe2O3
Glasplättchen + TiFe2O5
Glasplättchen + SiO2 + TiO2/Fe2O3
Glasplättchen + SiO2 + TiO2/Fe2O3 + SiO2 + TiO2
Glasplättchen + SiO2 + TiO2/Fe2O3 + SiO2 + TiO2/Fe2O3
Glasplättchen + SiO2 + TiO2/Fe2O3 + SiO2 + TiO2 + TiO2/Fe2O3 Glasplättchen + SiO2 + TiO2 + SiO2 + TiO2/Fe2O3 Glasplättchen + SiO2 + TiFe2O5 Fe2O3-Plättchen + TiO2 Fe2O3-Plättchen + Fe2O3 Fe2O3-Plättchen + Titanoxynitride Metallplättchen (gegebenenfalls passiviert) + TiO2 Metallplättchen (gegebenenfalls passiviert) + Fe2O3.
TiO2/Fe2O3 bedeutet, dass TiO2 und Fe2O3 in einer Schicht als Gemisch und/oder als Mischoxid in Form des Pseudobrookits vorliegen. Das
Pseudobrookit bzw. die TiO2/Fe2O3-Mischschicht kann gegebenenfalls auch noch mit AI2O3 dotiert sein. Geeignete Effektpigmente sind kommerziell erhältlich, z.B. von der Firma BASF Corp. beispielsweise unter den Markennamen Firemist®, Rightfit™, Magnapearl®, von der Firma Merck KGaA unter den Markennamen Iriodin®, Miraval®, Xirallic® und Colorstream®.
In dieser Patentanmeldung werden unter Effektpigmente solche verstanden, wie sie in Anspruch 2 gelistet sind.
Zur zusätzlichen Erhöhung der Licht-, Wasser- und Wetterstabilität der Pigmente empfiehlt es sich häufig, in Abhängigkeit vom Einsatzgebiet, das Effektpigment einer Nachbeschichtung oder Nachbehandlung zu unterziehen. Als Nachbeschichtungen bzw. Nachbehandlungen kommen beispielsweise die in den DE-PS 22 15 191 , DE-OS 31 51 354, DE-OS 32 35 017 oder DE-OS 33 34 598 beschriebenen Verfahren in Frage. Durch diese Nachbeschichtung wird die chemische Stabilität weiter erhöht oder die Handhabung des Pigments, insbesondere die Einarbeitung in unterschiedliche Medien, erleichtert. Zur Verbesserung der Benetzbarkeit, Dispergierbarkeit und/oder Verträglichkeit mit den Anwendungsmedien können funktionelle Beschichtungen aus AI2O3 oder ZrO2 oder deren Gemische bzw. Mischphasen auf die Pigmentoberfläche aufgebracht werden. Weiterhin sind organische, bzw. organisch/anorganisch kombinierte Nachbeschichtungen möglich, z.B. mit Silanen, wie beispielsweise beschrieben in der EP 0090259, EP 0 634 459, WO
99/57204, WO 96/32446, WO 99/57204, U.S. 5,759,255, U.S. 5,571 ,851 , WO 01/92425 oder in JJ. Ponjee, Philips Technical Review, Vol. 44, No. 3, 81 ff. und P. H. Harding J. C. Berg, J. Adhesion Sei. Technol. Vol. 11 No. 4, S. 471-493.
Der Gewichtsanteil der plättchenförmigen Effektpigmente in der erfindungsgemäßen Pigmentgranulat liegt im Allgemeinen zwischen 0,1 - 50 Gew.%, vorzugsweise zwischen 0,5 - 30 Gew.%, ganz besonders bevorzugt zwischen 1 - 10 Gew.% bezogen auf das Pigmentgranulat. Die optimalen Anteile sind für den Fachmann leicht zu ermitteln und hängen im wesentlichen von der Teilchengröße der eingesetzten Effektpigmente, dem Formfaktor der Effektpigmente und der Art des Pigmentaufbaus ab. Besonders bevorzugte erfindungsgemäße Pigmentgranulate enthalten
0,1 - 50 Gew.% eines oder mehrerer Effektpigmente 50 - 99,5 Gew.% Trägermaterial 5 0,05 - 20 Gew.% Haftvermittler
0,05 - 10 Gew.% Additive,
bezogen auf die Gesamtrezeptur des Pigmentgranulates, wobei der Gesamtanteil aller Komponenten im Pigmentgranulat < 100 Gew.% beträgt.
10 Aus Gründen der Ökonomie sind Effektgranulate bevorzugt, die einen möglichst geringen Anteil (< 10 Gew.%) an den relativ teuren Effektpigmenten und einen hohen Anteil (> 50 Gew.%) an preiswertem Trägermaterial enthalten. Diese bevorzugte Ausführungsform ist insbesondere bei der Streuapplikation der Granulate von Effekt-Tapeten interessant. 15
Es muss jedoch genügend Trägermaterial verwendet werden, um die gewünschten Eigenschaften des erfindungsgemäßen Pigmentgranulats, wie z.B. Nicht-Stauben und/oder verbesserte Rieselfähigkeit, zu gewährleisten. Dazu müssen die Polymerteilchen nicht nur mit dem
Effektpigment umhüllt sein, sondern sie müssen auch miteinander zu
20 einem gut rieselfähigen groben "Pulver" verklebt sein.
In einer weiteren Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Pigmentgranulat weitere Additive enthalten, wie sie für den Einsatz in Anwendungsmedien aus den Bereichen Farben, Lacke, Pulverlacke,
- Kunststoffe, üblich sind. Derartige Additive und/oder Hilfsstoffe können Gleitmittel, Trennmittel, Stabilisatoren, Antistatika, Flammschutzmittel, Antioxidantien, Farbmittel, wie z.B. Farbstoffe, anorganische Farbpigmente und/oder organische Farbpigmente, Flexibilisatoren, Weichmacher, wie z.B. Diisononylphthalat, Haftvermittler, Treibmittel, Antioxidantien, UV- Absorber, anorganische Füllstoffe und/oder Tenside, organische
30 polymerverträgliche Lösungsmittel und/oder Tenside, Phenolderivate, Mineralöle sein. Einen Überblick über die einsetzbaren Additive und Hilfsstoffe findet sich in Saechtling, Kunststoff Taschenbuch, 27. Ausgabe, Carl Hanser Verlag oder gibt R. Wolf in "Plastics, Additives" in Ullmann's, Encyclopedia of Industrial Chemistry, Internetedition, 7th Edition, 2003.
Insbesondere bevorzugt enthält das erfindungsgemäße Pigmentgranulat Netzmittel, z.B. Silikone, Silane und/oder Fluortenside.
Das erfindungsgemäße Pigmentgranulat lässt sich relativ leicht herstellen. Als mögliches H erste 11 verfahren sind die schonende Mischung der einzelnen Komponenten - Effektpigment(e), Trägermaterial, Haftvermittler - und anschließende Rotogranulierung zu nennen. In diesem Fall werden die zu mischenden Komponenten mit einem Mischer, in den man das
Trägermaterial, den Haftvermittler und ggf. Additive und das Effektpigment oder die Mischung aus Effektpigmenten und optional weitere organische und/oder anorganische Pigmente vermischt. Im nächsten Schritt werden auf einem horizontal rotierenden Pelletierteller die Granulate auf die vorgesehene Teilchengröße hin verrundet. Zuletzt erfolgt die schonende Trocknung der Rohgranulate in einer Wirbelschicht, z.B. in einem Fließbettoder Wirbelschichttrockner. Bevorzugt ist jedoch die Ausführung in einem Wirbelschichttrockner.
Die Reihenfolge der Zugabe von Effektpigment, Haftvermittler und
Trägermaterial ist variabel und kann beispielsweise auch in der Weise erfolgen, dass das Effektpigment vorgelegt wird und nachfolgend mit dem
Haftvermittler, dem Trägermaterial und ggf. Additiven gemischt wird. Diese Ausführungsweise ist insbesondere bevorzugt.
Ebenfalls ist es möglich, dass man das Effektpigment, das Trägermaterial und ggf. Additive vorlegt, und anschließend mit den Haftvermittler zusetzt.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Pigmentgranulate, welches sich dadurch auszeichnet, dass ein oder mehrere plättchenförmige Effektpigmente, das bzw. die Trägermaterial(ein) mit mindestens einem Haftvermittler und ggf. einem oder mehreren Additiven gleichzeitig oder nacheinander miteinander gemischt werden. Das erfindungsgemäße Pigmentgranulat zeichnet sich dadurch aus, dass es abriebstabil, formstabil und einen gleichmäßigen Farbeffekt aufweist.
Unter dem Begriff "Granulat" sind in dieser Anmeldung alle dem Fachmann denkbaren festen Teilchenformen, wie z.B. Pellets, Briketts, Pearlets,
Würstchen oder die tablettierte Form, zu verstehen. Die Teilchengrößen der Granulate liegen vorzugsweise im Bereich von 0,05 bis 150 mm, insbesondere 0,1 bis 20 mm, und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 6 mm.
Die erfindungsgemäßen Granulate enthalten vorzugsweise
0,1 -50 Gew. %, vorzugsweise 1 - 40 Gew. % Effektpigment 0,05-20 Gew.%, vorzugsweise 0,5 - 10 Gew.% Haftvermittler 50 -99,5 Gew.%, vorzugsweise 60 - 95 Gew.% Trägermaterial und gegebenenfalls bis zu 10 Gew.% an im Kunststoff- und/oder Lackbereich üblichen Additive, Füllstoffe, Farbstoffe und/oder Farbpigmente, bezogen auf das Pigmentgranulat, wobei der Gesamtanteil aller Komponenten < 100 Gew.% beträgt.
Der Coating-Prozeß erzeugt eine derart gerichtete Struktur der eingesetzten plättchenförmigen Effektpigmente (oder Mischungen) im fertigen Granulat, dass die in der Erfindung vermerkte niedrige Pigmentbeladung gleichartige Effekte erzielt, die sonst die Granulate auf dem Stand der Technik mit Effektpigmentgehalten > 50 % erzeugen.
Die erfindungsgemäßen Pigmentgranulate sind insbesondere als Streugranulate geeignet, z.B. für PVC-Plastisole, in wässrigen und lösemittelhaltigen PU-Klebern (PU = Polyurethan), in wässrigen und lösemittelhaltigen Acrylat-Klebern. Dort können sie z.B. auf Tapeten aus Papier, Vlies, PVC-Schaum oder Textil, fest verklebt werden.
Für die Tapetenapplikation ist es möglich, dass ein Haftprimer vorgelegt wird, auf den die Effekt-Granulate aufgestreut werden. Zur gleichmäßigen Applikation hat sich eine Dosiereinrichtung als vorteilhaft erwiesen. Die Aufbringung der Effekt-Granulate erfolgt über ein entsprechend den gewünschten Partikeldurchmessern ausgewähltes Sieb.
Durch das partielle bzw. vollflächige Auftragen der erfindungsgemäßen Pigmentgranulate auf in der Tapetenindustrie übliche PVC-Plastisole als
Haftgrund, wie z. B. Folcosol K-RSD 5048 transparent, oder Folcosol S-RSD 2067/9 Glattschaum (Hersteller: Fa. Folmann, München), werden dekorative Tapeten erzeugt.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Pigmentgranulate in Farben, Lacken, Druckfarben, Kunststoffen, sowie als Streugranulate, z.B. für Tapeten, sowie die Verwendung in hydraulisch härtenden Effekt-Putzsystemen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin der Einsatz der erfindungsgemäßen Pigmentgranulate in Kunststoffanwendungen, insbesondere Rotational-Moulding. Durch die feste Verankerung der
Pigmente über den Haftvermittler mit dem Trägermaterial, ist es möglich, dass während des Schmelzvorganges und der Rotation des Werkstückes, der abhängig von der Komplexität des Werkstückes 20-40 min. betragen kann, die Effektpigmente in der Polymermatrix an die Oberfläche des Werkstückes (= Kunststoff) wandern.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie jedoch zu begrenzen.
Beispiel 1 : Trägermaterial: PVAC-Partikel
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Pigmentgranulats ist eine homogene Durchmischung zu gewährleisten. Die Mischung wird mit Hilfe eines Eirich R02-Mischers hergestellt.
1000 g Vinnaperl 10 (PVAC-Partikel der Teilchengröße 0,5-1 mm der Fa.
Wacker-Chemie) und 60 g Iriodin® 305 (Mehrschichtpigment der Fa. Merck; mit TiO2, Fe2O3 und SiO2 beschichtete Glimmerplättchen) werden im Mischbehälter vorgelegt und gemischt (Teller/Wirbler). Danach werden langsam 55 g Michem Prime 4990 R (35 %ige EAA-Emulsion der Fa. Michelman Inc.) zugegeben. Anschließend wird die Mischung homogen vermischt (Teller/Wirbler).
Die so hergestellte feuchte Pigment/Polymer/Kunstoff-Mischung wird auf einem Eirich Pelletierteller TR 04 pelletiert. Dort wird auch die Größenverteilung eingestellt.
Hierzu werden 200 g frisch hergestelltes Granulat auf den Teller gegeben und bei 200-350 U/min und einem Neigungswinkel von 30-40° die
Sollkorngröße eingestellt. Ist die Sollkorngröße eingestellt, wird mit dem portionsweisen Eintrag der Gesamtmenge des wasserfeuchten Pigment/Polymer/Kunststoff-Batches begonnen.
Die Sollgröße wird besonders von der Dimension (Größenausdehnung in mm) der eingesetzten Kunststoffgranulate gesteuert und soll im vorgegebenen Versuch auf 2 ± 0,5 mm anwachsen.
Hierbei werden Portionen zwischen 50-100 g eingetragen, welche innerhalb kurzer Zeit zugegeben werden können (1 kg ca. 10-15 min).
Gröbere Aggregate sammeln sich in der Mitte der beim Pelletieren entstehenden "Materialfluß-Niere". Diese werden mit einer kleinen Schaufel aufgenommen, von Hand zerkleinert und wieder zugegeben.
Die feuchte, granulierte Mischung wird bei 40 - 60 °C in einem Wirbelschichttrockner 10-60 min. getrocknet. Die so hergestellten Granulate werden über ein Sieb der Maschenweite 3,55 mm schutzklassiert.
Das erhaltene Pigmentgranulat ist abriebfest, formstabil und weist eine außergewöhnliche Reinheit des erzeugten Perleffektes auf. Beispiel 2: Trägermaterial: Glasvollkugeln
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Pigmentgranulats ist eine homogene Durchmischung zu gewährleisten. Die Mischung wird mit Hilfe c eines Eirich R02-M ischers hergestellt.
985 g Vialux SB 20 (Glasvollkugeln der Teilchengröße 0,6-1 ,4 mm der Fa. Sovitec GmbH) und 10,0 g Iriodin® 305 werden im Mischbehälter vorgelegt und gemischt (Teller/Wirbler). Danach werden 5 g Michem Prime 4983 R (25 %ige EAA-Emulsion der Fa. Michelman Inc.) zugegeben. Anschließend 10 wird die Mischung homogen vermischt (Teller/Wirbler).
Die so hergestellte feuchte Pigment/Polymer/Glasperlen-Mischung wird auf einem Eirich Pelletierteller TR 04 pelletiert. Dort wird auch die Größenverteilung eingestellt. Hierzu werden 200 g frisch hergestelltes Granulat auf den Teller gegeben und bei 200-350 U/min und einem 15 Neigungswinkel von 30-40° die Sollkorngröße eingestellt. Ist die
Sollkorngröße eingestellt, wird mit dem portionsweisen Eintrag der Gesamtmenge des wasserfeuchten Effektpigment/Polymer/Kunststoff- Batches begonnen.
Die Sollgröße wird besonders von der Dimension (Größenausdehnung in
20 mm) der eingesetzten Glasperlen gesteuert und soll im vorgegebenen
Versuch auf 2 ± 0,5 mm anwachsen. Hierbei werden Portionen zwischen 50-100 g eingetragen, welche innerhalb kurzer Zeit zugegeben werden können (1 kg ca. 10-15 min). Gröbere Aggregate sammeln sich in der Mitte der beim Pelletieren entstehenden "Materialfluß-Niere". Diese werden mit ?/- einer kleinen Schaufel aufgenommen, von Hand zerkleinert und wieder zugegeben.
Die feuchte, granulierte Mischung wird bei 40 - 60 °C in einem Wirbelschichttrockner 10-60 min. getrocknet. Die so hergestellten Granulate werden über ein Sieb der Maschenweite 3,55 mm 30 schutzklassiert. Das erhaltene Pigmentgranulat ist abriebfest, formstabil und weist eine außergewöhnliche Reinheit des erzeugten Perleffektes auf.
c Beispiel 3: Alkalifeste Beschichtung - Trägermaterial: PE-Partikel
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Pigmentgranulats ist eine homogene Durchmischung zu gewährleisten. Die Mischung wird mit Hilfe eines Eirich R02-Mischers hergestellt.
1 o 1000 g Escorene LL6101 XR (LLD-PE-Kunststoff /LLD: linear low density der Fa. ExxonMobil), der Teilchengröße 3 - 5 mm und 53,0 g Iriodin® 305 werden im M ischbe hälter vorgelegt und gemischt (Teller/Wirbler). Danach werden langsam 36 g Trapylen 6700 W (30 %ige chlorierte PP-Dispersion der Fa. Tramaco) zugegeben. Anschließend wird die Mischung homogen vermischt (Teller/Wirbler). 15
Die so hergestellte feuchte Pigment/Polymer/Kunstoff-Mischung wird auf einem Eirich Pelletierteller TR 04 pelletiert. Dort wird auch die Größenverteilung eingestellt.
Hierzu werden 200 g frisch hergestelltes Granulat auf den Teller gegeben
20 und bei 200-350 U/min und einem Neigungswinkel von 30-40° die
Sollkorngröße eingestellt. Ist die Sollkorngröße eingestellt, wird mit dem portionsweisen Eintrag der Gesamtmenge des wasserfeuchten Effektpigment/Polymer/Kunststoff-Batches begonnen. Die Sollgröße wird besonders von der Dimension (Größenausdehnung in mm) der eingesetzten Kunststoffgranulate gesteuert und soll im vorgegebenen Versuch auf 5,5 ± 0,5 mm anwachsen. Hierbei werden Portionen zwischen 50-100 g eingetragen, welche innerhalb kurzer Zeit zugegeben werden können (1 kg ca. 10-15 min). Gröbere Aggregate sammeln sich in der Mitte der beim Pelletieren entstehenden "Materialfluß-Niere". Diese werden mit einer kleinen Schaufel aufgenommen, von Hand zerkleinert und wieder 30 zugegeben. Die feuchte, granulierte Mischung wird bei 40 - 60 0C in einem Wirbelschichttrockner 10-60 min. getrocknet. Die so hergestellten Granulate werden über ein Sieb der Maschenweite 6,5 mm schutzklassiert.
Das erhaltene Pigmentgranulat ist abriebfest, formstabil und weist eine außergewöhnliche Reinheit des erzeugten Perleffektes auf. Die erzeugten Effektgranulate weisen zudem eine Alkalifestigkeit gemäß DIN EN ISO 175 (Fertigteilprüfung) auf.
Beispiel 4: Träqermaterial: PE-Partikel
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Pigmentgranulats ist eine homogene Durchmischung zu gewährleisten. Die Mischung wird mit Hilfe eines Eirich R02-Mischers hergestellt.
917 g Escorene LL6101 XR (LLD-PE-Kunststoff/LLD: linear low density der Fa. ExxonMobil) der Teilchengröße 3-5 mm, und 55,0 g Iriodin® 305 werden im Mischbehälter vorgelegt und 2 min. in Reglerstellung 1 gemischt (Teller/Wirbler). Danach werden langsam 28 g Michem Prime 4990 R (35 %ige EAA-Emulsion der Fa. Michelman Inc.) zugegeben. Anschließend wird die Mischung homogen vermischt (Teller/Wirbler).
Die so hergestellte feuchte Pigment/Polymer/Kunststoff-Mischung wird auf einem Eirich Pelletierteller TR 04 pelletiert. Dort wird auch die Größenverteilung eingestellt. Hierzu werden 200 g frisch hergestelltes Granulat auf den Teller gegeben und bei 200-350 U/min und einem Neigungswinkel von 30-40° die Sollkorngröße eingestellt. Ist die Sollkorngröße eingestellt, wird mit dem portionsweisen Eintrag der Gesamtmenge des wasserfeuchten Pigment/Polymer/Kunststoff-Batches begonnen.
Die Sollgröße wird besonders von der Dimension (Größenausdehnung in mm) der eingesetzten Kunststoffgranulate gesteuert und soll im vorgegeben Versuch auf 5,5 ± 0,5 mm anwachsen. Hierbei werden Portionen zwischen 50-100 g eingetragen, welche innerhalb kurzer Zeit zugegeben werden können (1 kg ca. 10-15 min). Gröbere Aggregate sammeln sich in der Mitte der beim Pelletieren entstehenden "Materialfluß- Niere". Diese werden mit einer kleinen Schaufel aufgenommen, von Hand zerkleinert und wieder zugegeben.
Die feuchte, granulierte Mischung wird bei 40 - 60 0C in einem
Wirbelschichttrockner 10-60 min. getrocknet. Die so hergestellten Granulate werden über ein Sieb der Maschenweite 6,5 mm schutzklassiert.
Das erhaltene Pigmentgranulat ist abriebfest, formstabil und weist eine außergewöhnliche Reinheit des erzeugten Perleffektes auf.
Beispiel 5: Trägermaterial: Glasvollkugeln
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Pigmentgranulats ist eine homogene Durchmischung zu gewährleisten. Die Mischung wird mit Hilfe eines Eirich R02-Mischers hergestellt.
985 g Vialux SB 20 (Glasvollkugeln der Teilchengröße 0,6-1 ,4 mm der Fa. Sovitec GmbH) und 10,0 g Colorstream® Arctic Fire (mit TiO2 beschichtete
SiO2-Plättchen; Fa. Merck KGaA) werden im Mischbehälter vorgelegt und gemischt (Teller/Wirbler). Danach werden 5 g Michem Prime 4983 R (25
%ige EAA-Emulsion der Fa. Michelman Inc.) zugegeben. Anschließend wird die Mischung homogen vermischt (Teller/Wirbler).
Die so hergestellte feuchte Pigment/Polymer/Glasperlen-Mischung wird auf einem Eirich Pelletierteller TR 04 pelletiert. Dort wird auch die
Größenverteilung eingestellt. Hierzu werden 200 g frisch hergestelltes Granulat auf den Teller gegeben und bei 200-350 U/min und einem Neigungswinkel von 30-40° die Sollkorngröße eingestellt. Ist die Sollkorngröße eingestellt, wird mit dem portionsweisen Eintrag der Gesamtmenge des wasserfeuchten Effektpigment/Polymer/Kunststoff- Batches begonnen. Die Sollgröße wird besonders von der Dimension (Größenausdehnung in mm) der eingesetzten Glasperlen gesteuert und soll im vorgegebenen Versuch auf 2 ± 0,5 mm anwachsen. Hierbei werden Portionen zwischen 50-100 g eingetragen, welche innerhalb kurzer Zeit zugegeben werden c können (1 kg ca. 10-15 min). Gröbere Aggregate sammeln sich in der Mitte der beim Pelletieren entstehenden "Materialfluß-Niere". Diese werden mit einer kleinen Schaufel aufgenommen, von Hand zerkleinert und wieder zugegeben.
Die feuchte, granulierte Mischung wird bei 40 - 60 0C in einem 10 Wirbelschichttrockner 10-60 min. getrocknet. Die so hergestellten Granulate werden über ein Sieb der Maschenweite 3,55 mm schutzklassiert.
Das erhaltene Pigmentgranulat ist abriebfest, formstabil und weist eine außergewöhnliche Reinheit des erzeugten Perleffektes auf. 15
Beispiel 6: Trägermaterial: PE-Partikel
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Pigmentgranulats ist eine homogene Durchmischung zu gewährleisten. Die Mischung wird mit Hilfe
20 eines Eirich R02-Mischers hergestellt.
917 g Escorene LL6101 XR (LLD-PE-Kunststoff/LLD: linear low density der Fa. ExxonMobil) der Teilchengröße 3-5 mm, und 55,0 g Iriodin® 103, (mit TiO2 beschichtete Glimmerplättchen; Fa. Merck KGaA) werden im »,. Mischbehälter vorgelegt und 2 min. in Reglerstellung 1 gemischt
(Teller/Wirbler). Danach werden langsam 28 g Michem Prime 4990 R
(35 %ige EAA-Emulsion der Fa. Michelman Inc.) zugegeben. Anschließend wird die Mischung homogen vermischt (Teller/Wirbler).
Die so hergestellte feuchte Pigment/Polymer/Kunststoff-Mischung wird auf 30 einem Eirich Pelletierteller TR 04 pelletiert. Dort wird auch die
Größenverteilung eingestellt. Hierzu werden 200 g frisch hergestelltes Granulat auf den Teller gegeben und bei 200-350 U/min und einem Neigungswinkel von 30-40° die Sollkorngröße eingestellt. Ist die Sollkorngröße eingestellt, wird mit dem portionsweisen Eintrag der Gesamtmenge des wasserfeuchten Pigment/Polymer/Kunststoff-Batches begonnen.
5
Die Sollgröße wird besonders von der Dimension (Größenausdehnung in mm) der eingesetzten Kunststoffgranulate gesteuert und soll im vorgegeben Versuch auf 5,5 ± 0,5 mm anwachsen. Hierbei werden Portionen zwischen 50-100 g eingetragen, welche innerhalb kurzer Zeit zugegeben werden können (1 kg ca. 10-15 min). Gröbere Aggregate 10 sammeln sich in der Mitte der beim Pelletieren entstehenden "Materialfluß- Niere". Diese werden mit einer kleinen Schaufel aufgenommen, von Hand zerkleinert und wieder zugegeben.
Die feuchte, granulierte Mischung wird bei 40 - 60 0C in einem Wirbelschichttrockner 10-60 min. getrocknet. Die so hergestellten 15 Granulate werden über ein Sieb der Maschenweite 6,5 mm schutzklassiert.
Das erhaltene Pigmentgranulat ist abriebfest, formstabil und weist eine außergewöhnliche Reinheit des erzeugten Perleffektes auf.
20
Beispiel 7: Pigmentgranulat für den Einsatz im Rotomoulding-Verfahren -
Trägermaterial: PE-Partikel
Dabei wird das Trägerkunststoffpulver Borecene LLD RM 7243 (LLD-PE-Kunststoff-Pulver der Fa. Borealis) vor Versuchsbeginn mittels ?f- Lochscheibe in einer Unterwassergranulation auf den Partikeldurchmesser 0,6-1 mm mikrogranuliert. Die Maßnahme dient der Erzeugung einer gleichmäßigen Trägeroberfläche zur anschließenden Beschichtung mittels Effektpigmenten auf der Kunststoff-Trägeroberfläche.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Pigmentgranulats ist eine 30 homogene Durchmischung zu gewährleisten. Die Mischung wird mit Hilfe eines Eirich R02-Mischers hergestellt. 901 g Borecene LLD RM 7243-Mikrogranulat (LLD-PE-Kunststoff /LLD: linear low density der Fa. Borealis) der Teilchengröße 0,5 - 1 mm und 28,50 g Iriodin® 305 (Perlglanzpigment der Fa. Merck) werden im Mischbehälter vorgelegt und gemischt (Teller/Wirbler). Danach werden langsam 71 ,5 g Ultralaube XP-06070480 (42 %ige LDPE-Emulison der Fa.
Keim-Additec) zugegeben. Anschließend wird die Mischung homogen vermischt (Teller/Wirbler). Die so hergestellte feuchte Pigment/Polymer/ Kunststoff-Mischung wird auf einem Eirich Pelletierteller TR 04 pelletiert. Dort wird auch die Größenverteilung eingestellt. Hierzu werden 200 g frisch hergestelltes Granulat auf den Teller gegeben und bei 200-350 U/min und einem Neigungswinkel von 30-40° die Sollkorngröße eingestellt. Ist die Sollkorngröße eingestellt, wird mit dem portionsweisen Eintrag der Gesamtmenge des wasserfeuchten Pigment/Polymer/Kunststoff-Batches begonnen. Die Sollgröße wird besonders von der Dimension (Größenausdehnung in mm) der eingesetzten Kunststoffgranulate gesteuert und soll im vorgegeben Versuch auf 1 ,5-2 mm anwachsen.
Hierbei werden Portionen zwischen 50-100 g eingetragen, welche innerhalb kurzer Zeit zugegeben werden können (1 kg ca. 10-15 min). Gröbere Aggregate sammeln sich in der Mitte der beim Pelletieren entstehenden "Materialfluß-Niere". Diese werden mit einer kleinen Schaufel aufgenommen, von Hand zerkleinert und wieder zugegeben.
Die feuchte, granulierte Mischung wird bei 40 - 60 0C in einem Wirbelschichttrockner 10-60 min getrocknet. Die so hergestellten Granulate werden über ein Sieb der Maschenweite 2,5 mm schutzklassiert.
Das erhaltene Pigmentgranulat ist abriebfest, formstabil und weist eine außergewöhnliche Reinheit des erzeugten Perleffektes auf.
Beispiel 8: Streuapplikation auf Tapeten
Dabei wird z. B. das oben genannte Plastisol - Folcsol RSD 2067/9
Glattschaum mittels Flachbettsiebdruck mit einem 27/120 er-Sieb (Vertrieb der Fa. Häusler, Erzhausen; offene Maschenweite: 250 μm; Fadenstärke 120 μm) auf ein gestrichenes Tapetenvlies der Marke Tempera VS085xENX (Flächengewicht: 85 g/m2), der Fa. Dresden Papier, Heidenau, Germany, appliziert.
Anschließend wird der so applizierte Plastisol Folcsol RSD 2067/9
Glattschaum partiell oder vollflächig mit den erfindungsgemäßen Pigmentgranulaten gemäß Beispiel 1 bestreut und abschließend bei 2000C, 1 min., im Trockenschrank ;Typ Heraeus ;Typ 5050EK (Nenntemperatur: 300 0C) im Umluftverfahren, getrocknet. Dabei expandiert das Plastisol Folcosol S- RSD 2067/9 Glattschaum, glänzend zu einem Schaum und fixiert die erfindungsgemäßen Pigmentgranulate auf dem Tapetenvlies der Marke Tempera® VS085xENX (Flächengewicht: 85 g/m2), der Fa. Dresden Papier.
Zur Erhöhung der Haftung wird unmittelbar nach dem 1-minütigen Trocknen/Expansionsvorgang des Plastisols bei 200 0C im Trockenschrank, mittels einer Glatt-, Struktur- oder Prägewalze, die erfindungsgemäßen Pigmentgranulate in die noch plastische PVC- Plastisol-Haftmatrix unter einem Druck von 0,1-5 Pa nachträglich fixiert.
Bei der Trocknungs-VExpansionstemperaturdes Plastisols von 200 0C werden die Trägermaterialien der erfindungsgemäßen Granulate, die einen
Schmelzpunkt von < 2000C aufweisen, plastisch, ohne jedoch, dass die
Haftung der Effektpigmentbeschichtung auf dem Trägermaterial nachlässt. Es ist dadurch möglich, reliefartige Strukturen auf der Oberfläche der Effektgranulat-Papier- oder Vliesoberfläche, zu erzeugen. Ein zusätzlicher Vorteil der Prägung entsteht in der Erhöhung der mechanischen Beständigkeiten, wie der Abreibfestigkeit der erzeugten Effektgranulatoberfläche.

Claims

Patentansprüche
1. Pigmentgranulate, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf einem Trägermaterial basieren, das mittels eines Haftvermittlers mit ein oder c mehreren plättchenförmige Effektpigmenten beschichtet ist.
2. Pigmentgranulate nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Effektpigment ausgewählt ist aus der Gruppe Perlglanzpigmente, Interferenzpigmente, Metalleffektpigmente, Mehrschichtpigmente mit transparenten, semitransparenten und/oder opaken Schichten,
10 goniochromatische Pigmente, holographische Pigmente, beschichtete oder unbeschichtete BiOCI-Plättchen und/oder LCP-Pigmente.
3. Pigmentgranulate nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Effektpigmente im Pigmentgranulat
0,1 - 50 Gew.% beträgt. 15
4. Pigmentgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial ein Polymerpartikel, eine Glasvollkugel und/oder eine Glashohlkugel ist.
5. Pigmentgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
20 dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerpartikel aus Polyolefinen,
Polystyrol (PS), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyethylen- terephthalat (PET), Polycarbonat (PC), Polyvinylacetat-Copolymer (PVAC), Ethylenacrylsäure-Copolymer (EAA), Ethylenvinylacetat- Copolymer (EVA) oder Polymilchsäure (PLA) bestehen.
25
6. Pigmentgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerpartikel aus EAA oder EVA oder Polyvinylacetat-Copolymer (PVAC) bestehen.
7. Pigmentgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, 30 dadurch gekennzeichnet, dass Trägermaterial sphärisch sind.
8. Pigmentgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägermaterial Partikelgrößen von 0,05 - 50 mm aufweist.
c 9. Pigmentgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet, dass der Anteil an Trägermaterial bezogen auf das Pigmentgranulat 50 - 99,5 Gew.% beträgt.
10. Pigmentgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Haftvermittler ausgewählt ist aus 10 der Gruppe
- Ethylen-Acrylsäure-Emulsion (EAA)
- niedrigchlorierte Polypropylendispersion,
- nicht chlorierte Polypropylendispersion
- Wachsemulsion.
15 11. Pigmentgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Haftvermittler bezogen auf das Pigmentgranulat 0,05-20 Gew. % beträgt.
12. Pigmentgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Pigmentgranulat zusätzlich
20
Additive ausgewählt aus der Gruppe der Gleitmittel, Netzmittel,
Antioxidantien, enthält.
13. Pigmentgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil der Additive bezogen auf
„ das Pigmentgranulat 0,05 - 10 Gew. % beträgt.
14. Pigmentgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigmentgranulat
0,1 - 50 Gew.% eines oder mehrerer Effektpigmente 30 50 - 99,5 Gew.% Trägermaterial
0,05 - 20 Gew.% Haftvermittler 0,05 - 10 Gew.% Additive bezogen auf das Pigmentgranulat enthält, wobei der Gesamtanteil aller Komponenten im Pigmentgranulat < 100
Gew.% beträgt.
c
15. Pigmentgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigmentgranulat zusätzlich anorganische Füllstoffe, Farbstoffe und/oder Farbpigmente enthält.
16. Verfahren zur Herstellung der Pigmentgranulate nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein
10 oder mehrere plättchenförmige Effektpigmente, das bzw. die
Trägermaterial(ein) mit mindestens einem Haftvermittler und ggf. einem oder mehreren Additiven gleichzeitig oder nacheinander miteinander gemischt werden.
17. Verwendung des Pigmentgranulats nach einem oder mehreren der 15 Ansprüche 1 bis 15 in Farben, Lacken, Pulverlacken,
Kunststoffanwendungen, Textilanwendungen und Effekt- Putzsystemen im Bausektor sowie als Streu- und Effektgranulat.
18. Verwendung des Pigmentgranulats nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15 im Rotational Moulding-Verfahren.
20
25
30
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