DE2628353C2

DE2628353C2 - Verwendung von Perlglanzpigmenten zur Pigmentierung von Kunsthorn

Info

Publication number: DE2628353C2
Application number: DE2628353A
Authority: DE
Inventors: Horst Dr. 6101 Spachbrücken Bernhard; Wilhelm Dr. 6101 Roßdorf Bäumer; Reiner Dipl.-Chem. Dr. 6100 Darmstadt Esselborn; Jörg Dipl.-Chem. Dr. 6101 Zeilhard Ohngemach; Otto Chem.Ing.(Grad.) Stahlecker; Fritz Dipl.-Chem. Dr. Dr. 6100 Darmstadt Zureda
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 1976-06-24
Filing date: 1976-06-24
Publication date: 1985-05-23
Also published as: FR2355889B1; IE45230L; US4128435A; JPS5718556B2; JPS53230A; IE45230B1; NL7706970A; IT1079710B; GB1579674A; FR2355889A1; CH625545A5; DE2628353A1

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Perlglanzplgmenten auf der Basis von beschichteten Gllmmerplättchen zur Pigmentierung von Kunsthorn.

Kunsthorn 1st ein auf der Basis von Casein hergestellter Duroplast, der zur Herstellung von Knöpfen, Kämmen und dergleichen verwendet wird.

Durch Einarbeitung von Farbpigmenten bei der Herstellung kann die Kunststoffmasse eingefärbt werden.

Besonders Interessante Effekte können bei der Elnfärbung mit Ptrlglanzplgmenten erzielt werden. Die bisher auf dem Markt befindlichen Perlgianzplgmente können jedoch In Bezug auf eine Verwendung zur Einarbeitung In Kunsthorn nicht befriedigen.

Die Bleisalze Bleiarsenat und Bleiphosphat können zwar In Kunsthorn eingearbeitet werden, sind aber äußerst giftig. Auch basisches Blelcarbonat Ist giftig und kommt darüber hinaus wegen seiner mangelhaften chemischen Stabilität nicht für diesen Zweck In Frage. Auch Wlsmutoxldchlorld und natürliches Fischsilber sind wenig geeignet für eine Einarbeitung In Kunsthorn, da beide Arten von Perlglanzpigmenten zu wenig stabil für die bei der Herstellung von Kunsthorn herrschenden Bedingungen sind.

Wegen dieser unbefriedigenden Eigenschaften der obengenannten Perlgianzplgmente richtete sich das besondere Interesse schon frühzeitig auf Perlglanzpigmente auf der Basis von beschichteten Gllmmerschuppen, da diese Pigmente sich durch besondere Stabilität in üci Verarbeitung, große Lii'hiechiheii, kräftigen Glanz, hohe chemische Stabilität und hohe Temperaturstabilität auszeichnet. Versuche diese Perlgianzplgmente In Kunsthorn einzuarbeiten, lieferten jedoch bisher keine befriedigenden Resultate. Es zeigte sich nämlich, daß beim Einarbeiten dieser Perlgianzplgmente In Kunstborn eine RIß- und Porenbildung auftrat, die sich bei der Verarbeitung zu Knöpfen und dergleichen sehr störend bemerkbar macht. Alle Anstrengungen, diese Rlßblldung durch spezielle Maßnahmen zu verhindern, blieben bisher erfolglos.

Es be.^ md daher die Aufgabe, ein Perlglanzpigment zu finden, das neben einem guten Glanz besondere Stabilität gegen mechanische und chemische Einwirkungen und gegen hohe Temperaturen besitzt, dabei eine hohe Lichtstabilität aufweist und vor allem auch beim Einarbeiten In Kunsthorn keine Rlßblldung verur

sacht.

Diese Aufgabe wurde durch die vorliegende Erfindung gelöst.

Es wurde nämlich überraschenderweise gefunden, S daß Perlglanzpigmente auf der Basis von beschichteten Glimmerschuppen, bei denen mindestens 75% der Partikel einen mittleren Durchmesser von weniger als 10 μπι, eine Dicke zwischen etwa 0,1 und 0,7 μπι und ein Verhältnis von Durchmesser zu Dicke zwischen 10

:o zu 1 und 200 zu 1 besitzen, in Kunsthorn eingearbeitet werden können, ohne daß es zu einer störenden Rlß- und Porenbildung kommt.

Die Verwendung eines solchen Pigments zur Pigmentierung von Kunsthorn war durch den Stand der Technlk nicht nahegelegt. Zwar wurden schon sehr felntelllge Pigmente mit Tellchendurchmessem von 5 bis 10 μΐη zur Pigmentierung von Lippenstiften eingesetzt, der Fachmann jedoch, der vor der Aufgabe stände, Kunsthorn mit Perlglanzpigmenten auf Basis von GIImmerschuppen zu pigmentleren, würde zu den bei der Pigmentierung von anderen Kunststoffen gebräuchlichen Pigmenten mit Tellchendurchmessem von 10-30 oder 20-40 μηι greifen. Die dabei erzielten, wenig befriedigenden Ergebnisse würden ihn von der Verwendung dieser Pigmenttypen In Kunsthorn überhaupt abbringen.

Gegenstand der Erfindung 1st demgemäß die Verwendung von Perlglanzpigmenten auf der Basis von beschichteten Gllmmerplättchen, wobei mindestens 75% der Pigmentteilchen einen mittleren Durchmesser von unter 10 μπι, eine Dicke von etwa 0,1 bis 0,7 μπι und ein Verhältnis von Durchmesser zu Dicke von etwa 10 bis 200 besitzen, zur Pigmentierung von Kunsthorn.

Bevorzugt Ist die Verwendung solcher Perlglanzplg-

mente, die mindestens zu 75% aus Teilchen mit einem Durchmesser zwischen 0,5 und 8 μηι bestehen.

Bevorzugt Ist auch die Verwendung solcher Perlgianzplgmente, die mindestens zu 75% aus Teilchen mit einer Dicke zwischen 0,1 und 0,7 μιη bestehen.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Perlgianzplgmente zeigen im Einsatzmaterial einen kräftigen Perlglanz. Dies Ist um so erstaunlicher, als sie einen Durchmesser von nur etwa 1 bis 10 μΐη besitzen, wobei der mittlere Durchmesser In der Größenordnung von etwa 5 μιη liegt. Bisher bestand nämlich das Vorurteil, daß ausreichender Perlglanz nur bei einer Plättchengröße von mlndssttenens 10 oder sogar mindestens 20 μηι auftritt. Die bisher Im Handel befindlichen Perlgianzplgmente besitzen demgemäß auch ausnahmslos mittlere Plättchendurchmesser von mindestens 10 bis 40 μιη.

Es konnte nicht erwartet werden, daß die erfindungsgemäß verwendeten Perlgianzplgmente, deren das Licht reflektierende Oberfläche um mindestens den Faktor 4 bis 60 kleiner Ist als die der bisher zur Pigmentierung von Kunststoffen üblichen Perlgianzplgmente auf der Basis von Glimmer, noch einen so guten Perlglanz zeigen.

Die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Perlgianzplgmente erfolgt In Analogie zu den bei der Herstellung der bisher bekannten Perlglanzpigmente üblichen Methoden, wie sie z. B. In den deutschen Patentschriften bzw. deutschen Offenlegungsschrlften 14 67 468, 19 59 998, 20 09 566, 22 14 545, 22 44 298, 23 13 331, 23 13 332, 25 22 572, 25 22 573 und 25 57 796 beschrieben sind.

Die Beschichtungen der erfindungsgemäß zu verwendenden Perlgianzplgmente unterscheiden sich nicht von denen der bisher bekannten Perlgianzplgmente. Üblich

sind z.B. dünne Schichten von Metalloxiden oder Metallhydroxiden, z. B. TiC₂, Fe₂O₃, SnO₂, AI₂Oj, ZrO₂, V₂Oj, Cr₂O₃ und/oder ZnO sowie deren Hydraten. Die Metalloxide können aliein oder In Mischungen mit anderen, gegebenenfalls gefärbten Metalloxiden In einer Schicht oder aber in mehreren aufeinanderfolgenden Schichten auf die Gllmmerplättchen aufgebracht sein. Die einzelnen Schichten können gegebenenfalls auch durch Farbstoffe angefärbt sein, wie z. B. Berliner Blau oder Aluminiumfarblacke. Auch kann zur Beschichtung Kohlenstoff eingesetzt werden.

Der Im Ausgangsmaterial eingesetzte Glimmer besteht zu mindestens 75% aus GHmmerplättchen, die einen mittleren Durchmesser von unter 10 um, eine Dicke von 0,01 bis 0,5 um und ein Verhältnis von Durchmesser zu Dicke von 10 bis 500 besitzen. Vorzugswelse werden Gllmmerplättchen verwendet, die einen mittleren Durchmesser von etwa 5 um besitzen.

Die Einarbeitung In das Kunsthorn erfolgt normalerweise so, daß das erfindungsgemäß zu verwendende Perlglanzpigment mit dem mit Wasser angetelgten Casein gut vermischt wird und aus dieser Masse In üblicher Welse durch Anwendung von Druck und erhöhter Temperatur Kunsthorn hergestellt wird. Die erflndungsgemaßen Perlglanzpigmente werden In Kunsthorn üblicherweise In Mengen von 0,1 bis 10% eingearbeitet, in der Regel genügen jedoch Mengen von 0,5 bis 3%, um den aus Kunsthorn hergestellten Gegenständen einen guten Perlglanzeffekt zu verleihen.

Aus diesem Kunsthorn können dann in ebenfalls üblicher Welse Knöpfe, Kämme und andere Gegenstände hergestellt werden. Alle diese Gegenstände, die unter Verwendung der erfindungsgemäßen Perlglanzpigmente hergestellt wurden, besitzen eine Oberfläche, die keine durch die Perlglanzpigmente verursachte Riß- oder Porenbildung aufweist.

Mit den erfindungsgemäß zu verwendenden Perlglanzplgmenten Ist es also nunmehi möglich, Kunsthorngegenstände mit einem Perlglanzeffekt zu versehen, ohne gleichzeitig ein relativ große Giftigkeit oder eine Instabilität gegen verschiedenartige Einflüsse In Kauf nehmen zu müssen.

zwischen 0,1 und 0,7 um und das Verhältnis von Durchmesser zu Dicke liegt bei über 85% der Teilchen zwischen 10 und 200.

Beispiel 2

Es wird analog Beispiel 1 verfahren, mit der Ausnahme, daß um andere Farbpigmente zu erhalten, die folgenden Mengen TiCl₄ pro Kilogramm Glimmer verbraucht werden:

Beispiel I

15 kg Glimmer des Typs Muscovlt, mittlere Teilchengröße etwa 5 um, werden in so viel entsalztem Wasser suspendiert, daß eine 5- bis 10'*ige Suspension entsteht, die durch Zufügung einer 25%lgen salzsauren (0,95 N) Lösung von Titantetrachlorld auf einen pH-Wert von 2,2 gebracht wird. Die Suspension wird gerührt und auf eine Temperatur von 70 bis 75° erwärmt und während des ganzen Besen lchtungsprozesses auf dieser Teiilpeiaiui gehalten.

Die 25%lge saure Titantetrachlorldltisung wird mit einer Geschwindigkeit von 0,8 bis 1 I ;:>ro Stunde und pro Kilogramm Glimmer der Suspension zugeführt. Der pH-Wert wird durch Zugabe einer 35*igen wäßrigen NaOH konstant gehalten. Die Beschichtung Ist beendet, wenn 1,55 kg Titantetrachlorld pro Kilogramm Glimmer verbraucht ist.

Das erhaltene Pigment wird mit entsalztem Wasser gewaschen, getrocknet und 30 Minuten bei 950° geglüht. Das Pigment Ist Im durchlallenden Licht silbern.

Der Durchmesser der Plgmentpartlkel liegt bei über 80% der Teilchen zwischen 0,5 und 8 um; die Dicke der Pigmentpartikel Hegt bei über 90% der Plgmentpartlkel Farbe

kg TlCVkg Glimmer

Gold
Rot
Blau
Grün

2,90
3,20
3,90
5,10

Der Durchmesser dsr Plgmentpartlkel Hegt bei über 80* der Teilchen zwischen 0,5 und 8 μηι, die Dicke der Plgmentpartlkel liegt bei über 80-85% Oe nach Farbe der Teilchen und damit der Schichtdicke der aufgefällten TlO₂-Schicht) der Teilchen zwischen 0,1 und 0,7 um und das Verhältnis von Durchmesser zu Dicke Hegt bei über 75-80% der Teilchen zwischen 10 und 200.

Entsprechend den In der Literatur beschriebenen Methoden können auch andere beschichtete Glimmerpigmente hergestellt werden. Es muß dabei lediglich die Menge des Beschlchtungsmaterlals entsprechend der größeren Oberfläche des hier verwendeten felntelllgen Glimmers erhöht werden.

Beispiel 3

a) 50 g Casein werden mit 12,5 g Wasser versetzt und mit 150 mg eines Perlglanzpigmentes auf der Basis Gllmmer/T!O₂ (60% Glimmer, 40% TlO₂ als Anatas) mit einem mittleren Durchmesser von etwa 5 um vermischt. Das Gemisch wird bei 80° C und einem Druck von etwa 10 000 at einige Minuten gepreßt. Nach dem Abschleifen und Polieren der Probe wird bei einer mikroskopischen Untersuchung praktisch keine RIß- oder Porenblldung festgestellt.

b) Als Vergleichsverfahren wird analog Beispiel 1 ein gefärbtes Kunsthorn hergestellt, welches ein Perlglanzplgment mit einem Durchmesser von 10 bis 40 um (72% Glimmer, 28% TlO₂ als Anatas) enthält. Die mikroskopische Untersuchung der geschliffenen und polierten Probe zeigt deutliche RIß- und Porenblldung.

Beispiel 4

50 g Casein werden mit 12,5 g Wasser versetzt und mit 500 mg eines Perlglanzpigmentes auf der Basis Gllmmer/FejOj (43% Glimmer, 57% Fe₂Oj) mit kupferfarbener Interferenzfarbe und einem mittleren Durchmesser von etwa 5 um vermischt. Das Gemisch wird bei 80° C und einem Druck von etwa 10 000 at einige Minuten gepreßt. Nach dem Abschleifen und Polleren wird bei einer mikroskopischen Untersachung praktisch keine RIß- oder Porenblldung festgestellt.

Beispiel 5
Analog Beispiel 3 wird ein gefärbtes Kunsthorn

hergestellt, welches ein silbrig glänzendes Perlglanzpigment mit einem mittleren Plättchendurchmesser von etwa 5 \im (60% Glimmer, 40% TiO₂ als Rutil) enthält. Das Ergebnis entspricht dem von Beispiel 3 a.

5 Beispiel 6

Analog Beispiel 4 wird ein gefärbtes Kunsthorn hergestellt, welches ein Perlglanzpigment mit einem mittleren Plättchendurchmesser von etwa 5 μπι enthält, das entsprechend dem in der DOS 23 13 332 beschriebe- · nen Verfahren mit 5% Beniner Blau beschichtet ist. Auch hier wird keine Porenbildung gefunden.

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Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung von Perlglanzpigmenten auf der Basis von beschichteten Gllmmerplättchen, wobei mindestens 75% der Pigmentteilchen einen mittleren Durchmesser von unter 10 μπι, eine Dicke von etwa 0,1 bis 0,7 μπι und ein Verhältnis von Durchmesser zu Dicke von etwa 10 bis 200 besitzen, zur Pigmentierung von Kunsthorn.

2. Verwendung von Pigmenten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 75% der Teilchen einen Durchmesser zwischen 0,5 und 8 μπι besitzen.

3. Verwendung von Pigmenten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 75% der Teilchen eine Dicke zwischen 0,1 und 0,7 μπι besitzen.