DE3813335A1 - Metalloxidbeschichtete aluminiumpigmente - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezeiht sich auf mit Titanoxiden belegte
Aluminium-Pigmente, ihre Herstellung und Verwendung.
Diese metallisch glänzenden Reflexionspigmente zählen zu der Gruppe der
Effekt-Pigmente, Effektpigmente sind plättchenförmige Pigmente, deren
optischer Eindruck, wenn sie ausgerichtet appliziert werden, winkelab
hängig ist. Effektpigmente finden in hochwertigen Lacken, z. B. Automobil
lacken, Kunststoffen, in der dekorativen Kosmetik, im Druck und in der
Keramik Anwendung.
Im speziellen handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Pigmenten um
metallische Interferenzreflexionspigmente, d. h. um Pigmente, die aus einem
Substrat, das Spiegelreflexion zeigt, und aus einer Beschichtung, die
Interferenzfarben aufweist, bestehen.
Die Gruppe derzeit bekannter metallischer Interferenzreflexionspigmente
ist klein.
Zu ihr gehören die altbekannten Kupfer- und Messingpigmente, welche durch
kontrollierte Oxidation ihrer Oberfläche auf eine bestimmte Anlauffarbe
eingestellt sind. Der auf der Oberfläche solcher Kupfer- und Messing
pigmente sich bildende interferenzfähige Belag besteht stofflich stets aus
den Oxiden des jeweiligen metallischen Substrats.
In EP-A-33 457 sind metallische Interferenzreflexionspigmente beschrieben,
die aus einem Fe₂O₃-beschichteten Al-Substrat bestehen. In diesem Fall be
steht der interferenzfähige Belag nicht aus dem Oxid des metallischen Sub
strats. Die Pigmente werden durch kontrollierte Verbrennung von Eisen
pentacarbonyl in einem Wirbelbett aus erwärmten Al-Plättchen hergestellt
und zeigen je nach Dicke der Fe₂O₃-Beschichtung gelbe, orange, rote bis
violette Interferenzfarben.
In allen Fällen derzeit bekannter metallischer Interferenzreflexions
pigmente ist der oxidische Oberflächenbelag bunt. Dies bedeutet jedoch,
daß der Farbeindruck solcher Pigmente nicht allein auf Interferenz
sondern auch auf Absorption zurückzuführen ist. Stets beruht er auf einem
Zusammenwirken von Absorptions- und Interferenzfarbe.
Für die Farbtonbrillanz kann dies von Vorteil, aber auch von Nachteil
sein. Höchste Farbtonbrillanz wird bei solchen Pigmenten beobachtet, deren
schichtdickenabhängige Interferenzfarbe nahe an der Absorptionsfarbe der
oxidischen Beschichtung liegt. Beispielsweise sind rote Fe₂O₃-belegte Al-
Pigmente (rote Interferenzfarbe + rote Absorptionsfarbe) sehr farbton
brillant. Geringe Farbtonbrillanz weisen Pigmente auf, deren Interferenz
farbe weit entfernt von der Absorptionsfarbe liegt. Beispielsweise sind
Fe₂O₃-belegte Al-Pigmente, welche schichtdickenabhängig eine blaue Inter
ferenzfarbe haben, braungrau und stumpf. In diesem Falle führt das Zu
sammenwirken von blauer Interferenzfarbe und roter Absorptionsfarbe zu
einer Verminderung der Farbtonbrillanz.
Da alle bisher bekannten metallischen Interferenzreflexionspigmente auf
grund der Buntheit des oxidischen Belags einen Bereich aufweisen, in dem
ihre Farbtonbrillanz beeinträchtigt ist, versteht es sich von selbst, daß
es für den Pigmentfachmann von Interesse war, metallische Interferenz
reflexionspigmente zu entwickeln, deren Beschichtungsdicke variiert werden
kann, ohne daß die Farbtonbrillanz der jeweiligen Interferenzfarbe durch
die Absorptionsfarbe der Beschichtung beeinträchtigt wird.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war somit die Entwicklung metallischer
Interferenzreflexionspigmente, bei denen ein metallisches Substrat mit
einer nicht absorbierenden interferenzfähigen Beschichtung versehen ist.
Zumindest sollten die Pigmente so aufgebaut sein, daß eine evtl. auf
tretende Absorption der Beschichtung bzw. der Beschichtungen die Farb
tonbrillanz der Interferenzfarbe nicht beeinträchtigt.
Die Lösung dieser Aufgabe gelang durch Belegung von plättchenförmigem
Aluminiumpigment mit filmartigen Belägen aus Titanoxiden unterschiedlicher
Schichtdicke. Diese mit Titanoxiden belegten Aluminiumpigmente können
zusätzlich mit Chrom-III-oxidhydrat (nicht störend im grün-blauen
Spektralbereich), oder mit Fe₂O₃ (nicht störend im gelb-roten Spektral
bereich) belegt sein.
Die erfindungsgemäßen Aluminiumpigmente können nach dem Chemical-Vapor-
Deposition-(CVD)-Verfahren hergestellt werden. Hierbei läßt man TiCl₄-Dampf
in geringer Konzentration mit H₂O-Dampf im Wirbelbett in Gegenwart er
wärmter bewegter Al-Partikel reagieren. Die stark vereinfachte Bilanz
gleichung ist folgende:
Hiermit gelingt es Interferenzfarben zeigende metallische glänzende
Pigmente herzustellen.
Als Al-Substrat können aus Al-Folie herausgestanzte Al-Plättchen oder nach
bekannten Verdüsungs- und Mahltechniken hergestellte Al-Pigmente dienen.
Der erwünschte Partikelgrößenbereich liegt zwischen 10 und 120 µm für den
mittleren Durchmesser der Plättchen. Die spezifische freie Oberfläche
(BET) des Al-Einsatzpigmentes liegt zwischen 0,5 und 5 m²/g.
Die Oberfläche der Plättchen sollte weitgehend frei von Fetten oder
anderen Belegungsmitteln sein. Es können handelsübliche Produkte
eingesetzt werden.
Im einzelnen wird bei der TiO₂-Belegung von plättchenförmigem Al-Pigment
so vorgegangen, daß trockene Al-Pigment in einem beheizbaren Wirbelbett
reaktor aus Metall oder Glas eingefüllt und mit inertem Wirbelgas, dem aus
Sicherheitsgründen maximal 5 Vol.-% Sauerstoff beigemengt sein düfen, zum
Wirbeln gebracht wird. Um den Austrag von feinen Partikeln zu vermeiden,
ist der Wirbelreaktor am Kopfende zweckmäßgerweise mit einem Filter
versehen.
Das Wirbelgut wird über eine Wandbeheizung oder Strahlungsheizung auf 100
bis 400°C aufgeheizt. Als Reaktionstemperatur besonders vorteilhaft erwies
sich der Temperaturbereich zwischen 180 und 250°C. Um elektrostatischen
Aufladungen vorzubeugen, leitet man in das Wirbelbett während der Aufheiz
phase Wasserdampf ein. Dies erfolgt zweckmäßigerweise dadurch, daß man das
Wirbelgas, oder einen Teil des Wirbelgases, durch temperiertes Wasser lei
tet, wo es sich mit H₂O-Dampf belädt. Wasserdampf kann auch über eine
seitlich am Wirbelbettreaktor angebrachten Düse in das Wirbelbett einge
tragen werden. Ist die gewünschte Endtemperatur des Wirbelbettes erreicht,
so wird über eine weitere, seitlich am Wirbelbett angebrachte, Düse TiCl₄-
Dampf in das Wirbelbett eingeleitet. Vorteilhaft geht man dabei so vor,
daß ein inertes Trägergas, z. B. N₂, mit der gewünschten Menge an TiCl₄
beladen wird.
Für die Ausbildung qualitativ hochwertiger, d. h. gleichförmiger film
artiger TiO₂-Beläge auf der Oberfläche der Al-Partikel ist es wichtig, daß
TiCl₄ nur in niedriger Konzentration ins Wirbelbett eingetragen wird. Dort
kann es mit dem im Überschuß vorhandenen Wasserdampf reagieren.
Versuche haben gezeigt, daß bezogen auf die Gesamtmenge der übrigen ins
Wirbelbett eingeleiteten Gase bzw. Dämpfe für TiCl₄-Dampf 5 Vol.-% nicht
überschritten werden dürfen.
Hierbei ist berücksichtigt, daß H₂O-Dampf mit stets mehr als 2 Mol/1 Mol
TiCl₄ vorhanden ist und an der Gesamtmenge der übrigen teilhat.
Mit zunehmender Reaktionsdauer überziehen sich die Al-Plättchen mit einem
in seiner Dicke anwachsenden TiO₂-Belag. Die TiO₂-beschichteten Al-Pig
mente zeigen zunächst eine bläuliche, dann gelbe, goldene, rote, violette,
grüne, blaue bis gelbe Farbe. Das Beschichtungsverfahren in der Gasphase
(Chemial Vapor Deposition) wird zweckmäßigerweise als Chargenverfahren
betrieben. Nach Erreichen des gewünschten Interferenzfarbtons wird die
TiCl₄-Zufuhr abgebrochen, das Wirbelbett wird abgekühlt und ausgetragen.
Das während der Reaktion sich bildende HCl verläßt dampfförmig abgasseitig
den Reaktor, wo es problemlos entsorgt werden kann.
Die Charakterisierung des, nach oben beschriebenem Verfahren, hergestellten
Interferenzreflexionspigments zeigt sehr homogene und äußerst gleich
mäßige TiO₂-Beläge auf den Al-Substraten. Die Oberfläche der Beschichtung
ist glatt. Die Beschichtung selbst besteht aus dichtem polykristallinem
TiO₂. Eine kristallographische Vorzugsorientierung ist nicht erkennbar.
Die Pigmente weisen einen sehr hohen metallischen Glanz auf. Ihre Farbe
ist schichtdickenabhängig.
Der Farbeindruck der beschriebenen Interferenzpigmente läßt sich durch
verschiedene zusätzliche Maßnahmen intensivieren. Bekanntlich kann der
Farbeindruck von Interferenzfarben verstärkt werden, wenn es gelingt, den
Weißsockel des Lichtes abzusenken bzw. zu vermindern. Dies gelingt durch
teilweise Reduktion der TiO₂-Beschichtung, wobei neben unverändertem TiO₂
sich Titanoxide mit einer Oxidationszahl des Titans < 4, z. B. dunkles TiO
oder gegebenenfalls TiN, bilden. Die partielle Reduktion des TiO₂-Belages
der TiO₂-beschichteten Al-Pigmente kann mit H₂, CO, Kohlenwasserstoffen,
oder insbesondere Ammoniak, bei Temperaturen von 400 bis 900°C vorgenommen
werden.
Besonders effektiv ist die Reduktion mit Ammoniak bei Temperaturen von 400
bis 660°C. Die Strömungsgeschwindigkeit des Reduktionsgases sollte dabei
0,5 cm/sec nicht unterschreiten. Außerdem muß das Reduktionsgas trocken
sein. Die Reduktion wird zweckmäßigerweise so vorgenommen, daß das zu
behandelnde Pigment in einer bewegten Schicht mit dem reduzierenden Gas in
Berührung gebracht wird, z. B. in einem Drehrohr oder einer Drehtrommel mit
Stolperstufen oder in einem Wirbelschichtreaktor. Die Reduktionszeit be
trägt 30 bis 360 Min. Mit zunehmender Reduktionszeit wird das behandelte
Einsatzprodukt zunehmend dunkler, was auf einen steigenden Anteil an TiO
oder TiN oder Titanoxinitriden zurückzuführen ist.
Tatsächlich gelingt es, durch das Dunklerstellen der eingesetzten Inter
ferenzreflexionspigmente die jeweilige Interferenzfarbe des Einsatzproduk
tes verstärkt in Erscheinung treten zu lassen. Beispielsweise erscheint
ein TiO₂-beschichtetes Al-Pigment mit einer schwach blauen Interferenz
farbe nach der reduzierenden Behandlung mit NH₃ bei 600°C über 1 Stunde
intensiv blau.
Die Farbe der mit Tianoxiden beschichteten Aluminiumpigmente läßt sich in
einigen Spektralbereichen außerdem durch weitere anorganische Beschich
tungen intensivieren. So ist es möglich, rote Pigmente durch eine antei
lige (in bezug auf die Schichtdicke) Eisenrot-(Fe₂O₃)-Belegung farbinten
siver zu machen. Es wurde auch gefunden, daß grüne Pigmente durch eine
anteilige Chromoxid- oder CrOOH-Beschichtung intensiver grün hergestellt
werden können. Solche stofflich zusätzlichen anorganischen Beschichtungen
haben den weiteren Vorteil, daß die wegen seiner Photoaktivität im Außen
bereich nur bedingt verwendbare TiO₂-Beschichtung stabilisiert wird. Inso
fern sind auch zusätzliche Beschichtungen des TiO₂/Al-Pigmentes mit wei
teren nichtfarbigen Oxiden wie SiO₂, Al₂O₃ oder ZrO₂ vorteilhaft.
Zusätzliche Beschichtungen können nach bekannten Methoden im wäßrigen
Medium durch Hydrolyse der entsprechenden Salzlösungen mit anschließendem
Waschen und Trocknen der Pigmente aufgebracht werden. Eleganter werden
weitere Beschichtungen aus der Gasphase aufgebracht, da sie im direkten
Anschluß an die TiO₂-Beschichtung z. B. in einem Wirbelbett erfolgen
können. Mit den leicht verdampfbaren Chloriden des Siliciums und Alumi
niums erfolgt die SiO₂- und Al₂O₃- oder eine wechselweise SiO₂/Al2O₃-
Belegung in direkter Analogie zur TiO₂-Belegung.
Auch eine zusätzliche Eisenoxidbelegung läßt sich vorteilhaft über CVD-
Methoden durchführen. Hierbei wird im gleichen Wirbelbett-Reaktor, ohne
abzukühlen, anstelle des TiCl₄-Dampfes Eisenpentacarbonyldampf in den
Reaktor eingedüst. Die Konzentration des Eisenpentacarbonyls darf dabei,
gerechnet auf das Gesamtvolumen der übrigen in das Wirbelbett geleiteten
Gase 5 Vol.-% nicht überschreitet. Fe(CO)₅-Dampf reagiert im Wirbelbett mit
dem über das Wirbelgas eingeleiteten Sauerstoff bei Temperaturen oberhalb
von 150°C, vorzugsweise bei Temperaturen von 180 bis 250°C, entsprechend
der folgenden Bilanzgleichung:
Über die Dauer der Reaktionszeit läßt sich die Dicke der zusätzlichen
Fe₂O₃-Belegung steuern. Auch alternierendes Beschichten mit TiO₂ und
Fe₂O₃ ist möglich.
Grundsätzlich ist zu sagen, daß bei zusätzlichen Beschichtungen mit den
genannten Metalloxiden die Gesamtdicke der vorgesehenen Beschichtung nicht
geändert werden soll, wenn nicht eine Änderung der Interferenzfarbe in
Kauf genommen werden soll.
Röntgenographisch läßt sich in der Beschichtung alternierend belegter Pig
ment TiO₂ und Fe₂O₃ als separate Phase nachweisen. Bewitterungsversuche
zeigten, daß die mit Fe₂O₃-beschichteten Titanoxid-Aluminiumpigmente her
vorragende Wetterechtheit aufweisen, so daß ihre Verwendbarkeit im Außen
bereich z. B. für die Herstellung von Automobillackierungen gewährleistet
ist.
Die erfindungsgemäßen Reflexionspigmente können neben der Einfärbung von
Lacken aber auch zum Einfärben von Kunststoffen, Druckfarben, keramischen
Artikeln, Gläsern und von kosmetischen Produkten verwendet werden.
Die folgenden Versuche erläutern beispielhaft die Erfindung:
In den nachfolgend aufgeführten Beispielen 1 bis 4 wurde folgende
Apparatur benutzt:
Mit Infrarot-Strahlern beheizbarer Wirbelbettreaktor aus Glas mit koni
schem Wirbelgaseintritt an der Unterseite und mit durch Stickstoffpulse
abreinigbaren Filterstrümpfen an der Oberseite, Durchmesser 60 mm, Höhe
1000 mm, zwei seitlich auf ein Drittel Höhe angebrachte Düsen.
Alle angegebenen Gasmengen sind bei 20°C und bei 1,013 bar gemessen.
In den Wirbelbettreaktor werden 300 g eines handelsüblichen Aluminiumpig
mentes mit einer BET-Oberfläche von 1,5 m²/g und einem mittleren Teilchen
durchmesser von 60 µm (90% der Teilchen liegen zwischen 35 und 90 µm)
eingefüllt. Durch Einblasen von 600 l/h Stickstoff und 100 l/h Luft an der
unteren Öffnung des Konus wird das Pigment fluidisiert. Der Luftstrom wird
durch auf 50°C geheiztes Wasser geleitet. Mit Hilfe der IR-Strahler wird
die Wirbelbettinnentemperatur auf Werte zwischen 192 und 228°C gebracht.
Nach Erreichen dieser Temperatur wird ein Stickstoffstrom von 300 l/h, der
durch Einleiten in einen mit TiCl₄ gefüllten, auf 50°C temperierten
Sättigerkolben mit Titantetrachlorid-Dampf beladen ist, durch eine Düse in
den Ofen geblasen. Das Titantetrachlorid reagiert mit dem mit dem
Luftstrom eingebrachten Wasserdampf zu Titandioxid und Chlorwasserstoff.
Unter den gewählten Reaktionsbedingungen scheidet sich das gebildete
Titandioxid spontan als Film auf den Aluminiumplättchen ab. Insgesamt
werden über einen Zeitraum von 12 Stunden 400 ml TiCl₄ in das Wirbelbett
eingetragen, wobei nach 50, 100, 150, 170, 190, 210, 230, 250, 270, 290
310 und 350 ml TiCl₄ jeweils eine kleine Pigmentprobe entnommen wird.
Ausbeute: 460 g TiO₂-beschichtetes Aluminiumpigment mit 28,0 Gew.-% Titan.
Zur Beurteilung der Koloristik der erfindungsgemäß hergestellten Pigmente
werden je 0,4 g der Pigmentproben in 3,6 g eines Polyester-Mischlackes mit
21 Gew.-% Feststoffanteil eingerührt und 2 Minuten lang im Red Devil dis
pergiert. Mit einem Spiralrakel (80 µm Naßfilmdicke) werden auf einem
schwarzweißen Karton Rakelabzüge der pigmentierten Lacke angefertigt. Die
Messung der CIELAB-Farbwerte erfolgt mit einem DATACOLOR Spektralphoto
meter MCS 111 mit Metallic-Meßkopf GK 111 bei einer Winkel-Differenz von
20° zum Glanzwinkel. Die Angaben der Farbwerte (L*, a* und b*) beziehen
sich auf die Normlichtart D 65. Dabei entspricht L* der Helligkeit, a* dem
Rot- bzw. Grünanteil und b* dem Blau- bzw. Gelbanteil. Alle Lackierungen
zeigen den von Aluminiumpigmenten bekannten hohen metallischen Glanz.
Zusätzlich weisen sie in Abhängigkeit von der auf das Aluminiumpigment
aufgebrachten Titandioxidmenge pastellartige Interferenzfarben in der
Reihenfolge blau, gold, rot, violett und grün auf. Ab einem Titangehalt
von 20 Gew.-% werden Interferenzfarben höherer Ordnung erhalten.
In den Wirbelbettreaktor werden 200 g eines handelsüblichen Aluminiumpig
mentes mit einer BET-Oberfläche von 1,5 m²/g und einem mittleren Teilchen
durchmesser von 60 µm (90% der Teilchen liegen zwischen 35 und 90 µm)
eingefüllt. Durch Einblasen von 400 l/h Stickstoff, der durch Einleiten in
50°C warmes Wasser mit Wasserdampf angereichert ist, an der unteren
Öffnung des Konus wird das Pigment fluidisiert. Mit Hilfe der IR-Strahler
wird die Wirbelbettinnentemperatur auf Werte zwischen 210 und 220°C ge
bracht. Nach Erreichen dieser Temperatur wird ein Stickstoffstrom von
150 l/h, der durch Einleiten in einen mit TiCl₄ gefüllten, auf 50°C tempe
rierten Sättigerkolben mit Titantetrachlorid-Dampf beladen wird, durch
eine Düse in den Ofen geblasen. Das Titantetrachlorid reagiert mit dem mit
dem Luftstrom eingebrachten Wasserdampf zu Titandioxid und Chlorwasser
stoff. Unter den gewählten Reaktionsbedingungen scheidet sich das gebil
dete Titandioxid spontan als Film auf den Aluminiumplättchen ab. Insgesamt
werden über einen Zeitraum von 2,5 Stunden 20 ml TiCl₄ in das Wirbelbett
eingetragen. Ein Rakelabzug einer Pigmentprobe - nach Beispiel 1 angefer
tigt - zeigt hohen metallischen Glanz mit blauem Schimmer.
In den Wirbelbettreaktor wird eine Mischung aus 150 g handelsüblichem Alu
miniumpigment mit einer BET-Oberfläche von 1,5 m²/g einem mittleren
Teilchendurchmesser von 60 µm (90% der Teilchen liegen zwischen 35 und
90 µm) und 150 g handelsüblichem Aluminiumpigment mit einer BET-Oberfläche
von 4,5 m²/g und einem mittleren Teilchendurchmesser von 20 µm (90% der
Teilchen liegen zwischen 6 und 35 µm) eingefüllt. Durch Einblasen von
150 l/h Stickstoff und 180 l/h Luft an der unteren Öffnung des Konus wird
das Pigment fluidisiert und homogenisiert. Der Luftstrom wird durch auf
50°C geheiztes Wasser geleitet. Mit Hilfe der IR-Strahler wird die Wirbel
bettinnentemperatur auf Werte zwischen 195 und 200°C gebracht. Nach Er
reichen dieser Temperatur wird mit Hilfe eines Stickstoffstroms von
200 l/h, der vorher durch auf 50°C geheiztes Wasser geleitet wird.
Wasserdampf in den Reaktor eingeführt und der Wirbelgasstrom durch
Einleiten in einen mit TiCl₄ gefüllten, auf 50°C temperierten Sättiger
kolben mit Titantetrachlorid-Dampf beladen. Unter den gewählten
Reaktionsbedingungen scheidet sich das gebildete Titandioxid spontan als
Film auf den Aluminiumplättchen ab. Insgesamt werden über einen Zeitraum
von 12 Stunden 270 ml TiCl₄ in das Wirbelbett eingetragen. Das Pigment
zeigt metallischen Glanz mit rötlichem Schimmer. Ein Rakelabzug dieses
Produktes zeigt die CIELAB-Farbwerte L* = 107,1; a* = 2,2; b* = 7,6.
Im Anschluß an die TiO₂-Beschichtung wird ein Stickstoffstrom von
200 l/h, der durch Einleiten in einen mit Fe(CO)₅ gefüllten, auf 50°C
temperierten Sättigerkolben mit Eisenpentacarbonyl-Dampf beladen wird,
durch eine Düse in den Ofen geblasen. Das Eisencarbonyl reagiert mit dem
dort vorhandenen Sauerstoff zu Eisenoxid (HZämatit) und Kohlendioxid.
Unter den gewählten Reaktionsbedingungen scheidet sich das gebildete
Fe₂O₃ spontan als Film auf den TiO₂-beschichteten Aluminiumplättchen ab.
Insgesamt werden über einen Zeitraum von 0,5 Stunden 10 ml (Fe(CO)₅ in das
Wirbelbett eingetragen. Ein Rakelabzug einer Pigmentprobe zeigt hohen
metallischen Glanz mit intensiv rotem Schimmer mit den CIELAB-Farbwerten
L* = 102,8; a* = 5,8; b* = 8,9.
In den Wirbelbettreaktor wird eine Mischung aus 150 g handelsüblichem Alu
miniumpigment mit einer BET-Oberfläche von 1,5 m²/g und einem mittleren
Teilchendurchmesser von 60 µm (90% der Teilchen liegen zwischen 35 und
90 µm) und 150 g handelsüblichen Aluminiumpigment mit einer BET-Oberfläche
von 4,5 m²/g und einem mittleren Teilchendurchmesser von 20 µm (90% der
Teilchen liegen zwischen 6 und 35 µm) eingefüllt. Durch Einblasen von
150 l/h Stickstoff und 180 l/h Luft an der unteren Öffnung des Konus wird
das Pigment fluidisiert und homogenisiert. Der Luftstrom wird durch auf
50°C geheiztes Wasser geleitet. Mit Hilfe der IR-Strahler wird die Wirbel
bettinnentemperatur auf Werte zwischen 195 und 200°C gebracht. Nach Er
reichen dieser Temperatur wird mit Hilfe eines Stickstoffstromes von
200 l/h, der vorher durch auf 50°C geheiztes Wasser geleitet wird, Wasser
dampf in den Reaktor eingeführt und der Wirbelgasstrom durch Einleiten in
einen mit TiCl₄ gefüllten, auf 50°C temperierten Sättigerkolben mit Titan
tetrachlorid-Dampf beladen. Unter den gewählten Reaktionsbedingungen
scheidet sich das gebildete Titandioxid spontan als Film auf den Alumi
niumplättchen ab. Insgesamt werden über einen Zeitraum von 7 Stunden
130 ml TiCl₄ in das Wirbelbett eingetragen. Das Pigment weist eine dunkel
blaue Farbe auf. Ein Rakelabzug einer Pigmentprobe - nach Beispiel 1 ange
fertigt - zeigt hohen metallischen Glanz mit intensiv blauem Schimmer.
25 g des nach Beispiel 4 hergestellten blauen Interferenzpigmentes werden
in einen beheizbaren 250 ml Quarzdrehkolben mit eingebauten, 0,5 cm
breiten Stolperleisten eingetragen und unter Stickstoffatmosphäre unter
Drehen des Kolbens auf 600°C aufgeheizt. Dann wird getrocknetes NH₃-Gas
mit einem Durchsatz von 30 l/h 60 Min. lang über das TiO₂-beschichtete
Al-Pigment geleitet. Danach wird unter einem Stickstoffstrom 3 Stunden
lang abgekühlt.
Das Produkt ist intensiv blau mit einem leichten Rotstich, Mikroskopische
Aufnahme zeigen, daß das Pigment seine Plättchenform beibehalten hat.
Röntgenaufnahmen lassen TiN bzw. TiO (nicht unterscheidbar) erkennen. Die
Analyse ergibt einen Gehalt von 1 Gew.-% N³.
Claims (10)
1. Metallisch glänzende Reflexionspigmente aus einem Substrat aus plätt
chenförmigem Aluminium und einer Beschichtung aus Titanoxiden.
2. Reflexionspigmente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Beschichtung aus Titandioxid besteht.
3. Reflexionspigmente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Beschichtungen Oxide des Titans mit einer Oxidationszahl des Titan < 4
enthalten.
4. Reflexionspigmente nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie
Titannitrid und/oder Titanoxinitrid enthalten.
5. Reflexionspigmente nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß sie zusätzlich Beschichtungen aus Metalloxiden aufweist.
6. Reflexionspigmente nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Metalloxide Eisenoxid sind.
7. Verfahren zur Herstellung der Reflexionspigmente nach Ansprüchen 1 und
2, dadurch gekennzeichnet, daß man TiCl₄-Dampf in eine mit einem iner
ten Trägergas aufrechterhaltene Wirbelschicht aus plättchenförmigem
Aluminium, bei Temperaturen oberhalb von 100°C, zusammen mit Wasser
dampf einleitet, mit der Maßgabe, daß das Volumen der TiCl₄-Dämpfe,
bezogen auf das Volumen der anderen in die Wirbelschicht eingeleiteten
Gase und Dämpfe 5 Vol.-% nicht überschreitet.
8. Verfahren zur Herstellung von Reflexionspigmenten nach Ansprüchen 1
und 3, dadurch gekennzeichnet, daß man Reflexionspigmente gemäß An
spruch 2, einer Behandlung mit reduzierenden Gasen, insbesondere mit
Ammoniak, bei Temperaturen von 400 bis 900°C unterwirft.
9. Verfahren zur Herstellung von Reflexionspigmenten nach Ansprüchen 5
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man dampfförmiges Eisenpentacar
bonyl in eine mit einem inerten Trägergas aufrechterhaltene Wirbel
schicht aus mit Titanoxiden belegten Reflexionspigmenten bei Tempe
raturen oberhalb von 150°C oxidiert, mit der Maßgabe, daß die Menge des
in die Wirbelschicht eingeführten Eisenpentacarbonyls, bezogen auf die
insgesamt in die Wirbelschicht eingeführten Gase, 5 Vol.-% nicht über
schreitet.
10. Verwendung der Reflexionspigmente gemäß Ansprüchen 1 bis 6 zum Ein
färben von Lacken, Kunststoffen, Druckfarben, keramischen Artikeln,
Gläsern und von kosmetischen Produkten.
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