PIGMENTOS DE ALUMINIO CUBRIENTES DELGADOS, METODO PARA LA PRODUCCION DE LOS MISMOS Y USO DE LOS PIGMENTOS DE ALUMINIO.
Pigmentos de aluminio, que están cubiertos al menos parcialmente con lubricante,
caracterizados por que
los pigmentos de aluminio presentan
a) un valor de dispersión con agua entre 40.000 y 130.000 cm2/g,
b) un grosor medio h inferior a de 100 a 30 nm calculado a partir del valor de dispersión con agua así como por recuento de grosores con microscopía electrónica de barrido del valor h50 de la distribución continua de suma,
c) una anchura relativa determinada por recuento de grosores con microscopía electrónica de barrido de la distribución de grosores ?h, que se calcula mediante la curva continua de suma correspondiente de las frecuencias relativas de acuerdo con la fórmula del 70% al 140%,
d) un factor de forma d50/h superior a 200, donde el valor d50 se corresponde al 50% de la curva de distribución de suma continua de la extensión longitudinal d, medida y evaluada en forma de una distribución de volumen de bolas equivalentes.
e) un valor de rugosidad, que se calcula a partir de la superficie específica, que se mide de acuerdo con el método BET, y el valor de dispersión de acuerdo con la siguiente fórmula
Valor BET/(2 x valor de dispersión), de 0,30 a 0,9
Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W04003553EP.
Solicitante: ECKART GMBH.
Nacionalidad solicitante: Alemania.
Dirección: KAISERSTRASSE 30,90763 FURTH.
Inventor/es: SCHUSTER, THOMAS, SCHNEIDER, RALPH, TRUMMER, STEFAN, DR., HENGLEIN, FRANK, DR., SCHLEGL,THOMAS.
Fecha de Publicación: .
Fecha Concesión Europea: 14 de Octubre de 2009.
Clasificación Internacional de Patentes:
- A61K8/26 NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA. › A61 CIENCIAS MEDICAS O VETERINARIAS; HIGIENE. › A61K PREPARACIONES DE USO MEDICO, DENTAL O PARA EL ASEO (dispositivos o métodos especialmente concebidos para conferir a los productos farmacéuticos una forma física o de administración particular A61J 3/00; aspectos químicos o utilización de substancias químicas para, la desodorización del aire, la desinfección o la esterilización, vendas, apósitos, almohadillas absorbentes o de los artículos para su realización A61L; composiciones a base de jabón C11D). › A61K 8/00 Cosméticos o preparaciones similares para el aseo. › Aluminio; Sus compuestos.
- A61Q3/02 A61 […] › A61Q USO ESPECIFICO DE COSMETICOS O DE PREPARACIONES SIMILARES PARA EL ASEO. › A61Q 3/00 Preparaciones para el cuidado de manos o pies. › Esmalte de uñas.
- B22F1/00A2B
- C09C1/64 QUIMICA; METALURGIA. › C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR. › C09C TRATAMIENTO DE MATERIALES INORGANICOS, QUE NO SEAN CARGAS FIBROSAS, PARA MEJORAR SUS PROPIEDADES DE PIGMENTACION O DE CARGA (preparación de compuestos inorgánicos o elementos no metálicos C01; tratamiento de materias especialmente previsto para reforzar sus propiedades de carga, en los morteros, hormigón, piedra artificial o análogo C04B 14/00, C04B 18/00, C04B 20/00 ); PREPARACION DE NEGRO DE CARBON. › C09C 1/00 Tratamiento de materiales inorgánicos específicos distintos a las cargas fibrosas (materiales luminiscentes o tenebrescentes C09K ); Preparación de negro de carbón. › Aluminio.
- C09C1/64E
- C09D11/00B
- C09D11/02B4
- C09D5/02K8
- C09D5/03D
- C09D5/36 C09 […] › C09D COMPOSICIONES DE REVESTIMIENTO, p. ej. PINTURAS, BARNICES, LACAS; EMPLASTES; PRODUCTOS QUIMICOS PARA LEVANTAR LA PINTURA O LA TINTA; TINTAS; CORRECTORES LIQUIDOS; COLORANTES PARA MADERA; PRODUCTOS SOLIDOS O PASTOSOS PARA ILUMINACION O IMPRESION; EMPLEO DE MATERIALES PARA ESTE EFECTO (cosméticos A61K; procedimientos para aplicar líquidos u otros materiales fluidos a las superficies, en general B05D; coloración de madera B27K 5/02; vidriados o esmaltes vitreos C03C; resinas naturales, pulimento francés, aceites secantes, secantes, trementina, per se , C09F; composiciones de productos para pulir distintos del pulimento francés, cera para esquíes C09G; adhesivos o empleo de materiales como adhesivos C09J; materiales para sellar o guarnecer juntas o cubiertas C09K 3/10; materiales para detener las fugas C09K 3/12; procedimientos para la preparación electrolítica o electroforética de revestimientos C25D). › C09D 5/00 Composiciones de revestimiento, p. ej. pinturas, barnices o lacas, caracterizados por su naturaleza física o por los efectos que producen; Emplastes. › Esencia de Oriente, p.ej. recubrimientos que contienen pigmentos tipo plaqueta para dar brillo perlado.
Clasificación PCT:
- C09C1/64 C09C 1/00 […] › Aluminio.
Clasificación antigua:
- C09C1/64 C09C 1/00 […] › Aluminio.
Fragmento de la descripción:
Pigmentos de aluminio cubrientes delgados, método para la producción de los mismos y uso de los pigmentos de aluminio.
La invención se refiere a pigmentos de aluminio, que están cubiertos al menos parcialmente con lubricantes así como a un método para la producción de los mismos. La invención se refiere además a usos de los pigmentos de aluminio.
Los pigmentos de aluminio son pigmentos de efecto y se caracterizan por su aspecto metálico único y su gran capacidad de cubrición. Debido a la estructura con forma de plaquitas de estos pigmentos de efecto se orientan en el medio de uso en paralelo con respecto al sustrato y provocan un efecto metálico por una combinación de muchos espejitos pequeños. Este efecto metálico está particularmente muy marcado en barnices húmedos. Se trata, en el caso de barnizados de tono lleno, de un efecto de luminosidad que depende del ángulo de observación y/o incidencia, que también se denomina "cambio". Un buen cambio se ve influido por muchas propiedades de los pigmentos: de este modo, su orientación, su tamaño y su distribución de tamaño, su textura de superficie (rugosidad) y la textura de cantos desempeñan un papel importante.
La fuerza motriz para una orientación paralela al plano de los pigmentos, que también se denominan copos, es -además de las incompatibilidades de química de interfaz de los pigmentos de aluminio con respecto al sistema de vehículo- sobre todo, el factor de forma de los pigmentos. Por el factor de forma se entiende la relación de la extensión longitudinal d con respecto al grosor h de los pigmentos. La extensión longitudinal se determina sobre todo mediante métodos de difracción con láser. Para esto se recurre por norma al valor d50 de la curva continua de suma.
Ya que la extensión longitudinal de los pigmentos de aluminio depende en gran medida del respectivo propósito de uso, se puede conseguir un factor de forma elevado y, por lo tanto, la mejor orientación posible sobre todo por el grosor de los pigmentos. Los pigmentos delgados se orientan mejor y, por tanto, también tienen un mayor cambio.
Una propiedad importante adicional de recubrimientos metálicos o colores de impresión es el gran brillo. El brillo es, entre otras cosas, también una magnitud condicionada fisiológica y psicológicamente, sin embargo, se puede detectar de acuerdo con la DIN 67 530 la "capacidad de brillo" de una superficie plana por valores de reflectómetro. La reflexión se mide en el ángulo de brillo con referencia a un patrón (por norma, una placa de vidrio reflectante negra). De acuerdo con esta norma se miden muestras de alto brillo (valor de reflectómetro > de 70) con un ángulo de incidencia o reflexión de 20º y superficies de brillo medio a 60º. Es una condición para un buen brillo de recubrimientos metálicos también una orientación paralela al plano lo mejor posible de los pigmentos con forma de aluminio en el medio de uso.
Los pigmentos de aluminio más brillantes con el mayor brillo y cambio actualmente se tienen que asignar a dos clases: por un lado, los denominados "pigmentos de dólar de plata", que se producen por molienda en húmedo de polvo de aluminio y, por otro lado, los denominados "pigmentos de PVD". Los pigmentos del dólar de plata se caracterizan, en comparación con pigmentos metálicos de la molienda de trituración, por una forma relativamente redonda y una superficie relativamente lisa.
Los pigmentos de aluminio producidos por molienda en húmedo con un grado de reflexión alto y una gran cubrición se describen, a modo de ejemplo, en el documento EP 0 451 785 B2. Los pigmentos se caracterizan por grados de cubrición con agua (valor de dispersión) de 2,5 - 5,0 m2/g, un valor de rugosidad de 2,0 e inferior y un factor de forma d50/h de 90 y superior. A partir de los ejemplos del documento EP 0 451 785 B2 se conocen factores de forma de como máximo 140.
En el documento EP 0 451 785 B2 también se indica que la capacidad de cubrición de pigmentos de aluminio no depende solamente de su extensión longitudinal, sino particularmente también de su grosor. Los pigmentos más delgados presentan a este respecto una mayor capacidad de cubrición.
Los pigmentos de aluminio para barnizados de automóviles presentan típicamente valores d50 de 15-20 µm. Un pigmento de aluminio producido de acuerdo con las enseñanzas del documento EP 0 451 785 B2 con un grado de cubrición con agua de 5,0 m2/g y un factor de forma de 90 tendría un grosor medio h de 80 nm y, por lo tanto, un valor d50 de 7,2 µm. Un pigmento de este tipo sería demasiado pequeño, a modo de ejemplo, para barnizados de automóviles.
Los pigmentos de aluminio con valores d50 habituales para este segmento del mercado de 15-20 µm y un factor de forma de 90 tendrían un grosor medio h en el intervalo de 167-222 nm.
Los documentos EP-A-0305158, EP-A-1424371 y EP-A-1080810 describen métodos para la producción de pigmentos de aluminio por molienda de partículas de aluminio con uso de un molino de bolas.
En el documento US 4.318.747 se describen pigmentos de aluminio finos con un grosor promedio de menos de 5 µm con carácter de leafing, que poseen un valor de dispersión de al menos 50.000 cm2/g así como una superficie específica, medida de acuerdo con el método BET, de 24 m2/g a 93 m2/g. A partir de esas indicaciones se pueden calcular valores de rugosidad en el intervalo de 2,4 a 9,3.
Debido a la elevada rugosidad de la superficie de estos pigmentos se produce una fuerte dispersión de luz irradiada y, por tanto, a un brillo disminuido, en comparación con la superficie lisa de un pigmento de PVD.
Los pigmentos de aluminio conocidos a partir del documento US 4.318.747 además, al igual que los pigmentos de aluminio conocidos a partir del documento EP 0 451 785 B2, debido a su finura, a modo de ejemplo, no son adecuados para el uso en barnizados de automóviles.
Los ejemplos indicados en el documento US 4.318.747 se muelen de forma continua durante largos periodos de molienda con bolas de acero de 5 mm de diámetro. El uso de tales bolas es típico de procesos de trituración.
En el documento US 3.776.473 se describen pigmentos de aluminio con alta reflectividad y superficie lisa así como forma redonda. Los pigmentos indicados en los ejemplos de realización en esta patente presentan grados de cubrición con agua de solamente como máximo 15.600 cm2/g.
En pigmentos de PVD se producen pigmentos de Al extremadamente delgados (grosores: de 20 a 50 nm). La distribución de grosor de estos pigmentos es extremadamente baja. En este método se aplica aluminio por vaporización con vacío ultraalto sobre una lámina de soporte provista de una película de desprendimiento ("relese-coat"). Esta película de desprendimiento generalmente son polímeros. A continuación, el aluminio aplicado por vaporización -en la medida de lo posible- se separa en un disolvente de la lámina de soporte y la lámina metálica se tritura mecánicamente o por ultrasonidos. La producción de pigmentos de PVD se describe, a modo de ejemplo, en J. Seubert y A. Fetz, "PVD Aluminium Pigments: Superior Brillance for Coatings and Graphics Arts", Coatings Journal, Vol. 84, A6 225-264, julio 2001, páginas 240-245.
Estos pigmentos de PVD presentan una capacidad de cubrición excelente debido a su delgadez extrema. Los pigmentos delgados son tan flexibles que se "arriman" en toda regla a su fondo. Por tanto, se deben aplicar sobre un fondo liso para el despliegue de sus posibilidades ópticas.
Sin embargo, en estos pigmentos de PVD son desventajosos los costes de producción extremadamente altos del proceso de producción. Adicionalmente es desventajoso que el relase-coat apenas se puede retirar completamente de las partículas de pigmentos. Sin embargo, esta película polimérica adherente puede conducir a desventajas. De este modo se pueden presentar en un color de impresión incompatibilidades con el disolvente del color de impresión. A modo de ejemplo, las películas poliméricas que son adecuadas para tolueno, pueden ser incompatibles en disolventes como alcoholes o agua. Esto se manifiesta en la configuración de aglomerados, que destruyen completamente el efecto decorativo deseado.
Particularmente, sin embargo, tales adhesiones poliméricas pueden perjudicar de forma desventajosa cuando se proporcionan a los pigmentos de aluminio después de su producción revestimientos protectores químicos, como se describen, a modo de...
Reivindicaciones:
1. Pigmentos de aluminio, que están cubiertos al menos parcialmente con lubricante,
caracterizados por que
los pigmentos de aluminio presentan
- a) un valor de dispersión con agua entre 40.000 y 130.000 cm2/g,
- b) un grosor medio h inferior a de 100 a 30 nm calculado a partir del valor de dispersión con agua así como por recuento de grosores con microscopía electrónica de barrido del valor h50 de la distribución continua de suma,
- c) una anchura relativa determinada por recuento de grosores con microscopía electrónica de barrido de la distribución de grosores ?h, que se calcula mediante la curva continua de suma correspondiente de las frecuencias relativas de acuerdo con la fórmula
del 70% al 140%,- d) un factor de forma d50/h superior a 200, donde el valor d50 se corresponde al 50% de la curva de distribución de suma continua de la extensión longitudinal d, medida y evaluada en forma de una distribución de volumen de bolas equivalentes.
- e) un valor de rugosidad, que se calcula a partir de la superficie específica, que se mide de acuerdo con el método BET, y el valor de dispersión de acuerdo con la siguiente fórmula
2. Pigmentos de aluminio de acuerdo con la reivindicación 1,
caracterizados por que
los pigmentos de aluminio presentan una anchura relativa determinada por recuento de grosores con microscopía electrónica de barrido de la distribución de grosores ?h, que se calcula mediante la curva continua de suma correspondiente de las frecuencias relativas de acuerdo con la fórmula
3. Pigmentos de aluminio de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizados por que
los pigmentos de aluminio presentan un factor de forma d50/h superior a 220.
4. Pigmentos de aluminio de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizados por que
los pigmentos de aluminio presentan un valor de rugosidad, que se calcula a partir de la superficie específica, que se mide de acuerdo con el método BET, y el valor de dispersión de acuerdo con la siguiente fórmula Valor BET/2 x valor de dispersión, de 0,35 a 0,9.
5. Pigmentos de aluminio de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizados por que
los pigmentos de aluminio están cubiertos al menos parcialmente con ácidos grasos como lubricante.
6. Pigmentos de aluminio de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizados por que
los pigmentos de aluminio están cubiertos al menos parcialmente con ácido esteárico como lubricante.
7. Pigmentos de aluminio de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5,
caracterizados por que
los pigmentos de aluminio están cubiertos al menos parcialmente con ácido oleico como lubricante.
8. Pigmentos de aluminio de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5,
caracterizados por que
los pigmentos de aluminio están cubiertos al menos parcialmente con una mezcla de ácido esteárico y ácido oleico como lubricante.
9. Pigmentos de aluminio de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5,
caracterizados por que
los pigmentos de aluminio están cubiertos al menos parcialmente con ácidos fosfónicos, ésteres de ácido fosfórico o una mezcla de los mismos como lubricante.
10. Pigmentos de aluminio de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizados por que
los pigmentos de aluminio están cubiertos con una capa inhibidora de pasivación o de protección contra la corrosión.
11. Pigmentos de aluminio de acuerdo con la reivindicación 10,
caracterizados por que
la capa inhibidora de pasivación comprende ácidos fosfónicos orgánicos y/o ésteres de ácido fosfórico inhibidores de la corrosión, silanos funcionalizados orgánicamente, aminas alifáticas o cíclicas, compuestos nitro alifáticos o aromáticos, heterociclos que contienen oxígeno, azufre y/o nitrógeno, compuestos de azufre y/o nitrógeno de cetonas superiores, aldehídos y alcoholes, tioles, ß-cetoésteres, ß-dicetonas o mezclas de los mismos.
12. Pigmentos de aluminio de acuerdo con la reivindicación 10,
caracterizados por que
la capa de protección contra la corrosión de pasivación comprende óxido de silicio, óxido de circonio, óxido de aluminio, óxido de cromo, resinas de plástico polimerizadas, óxidos de vanadio, óxidos y/o peróxidos de molibdeno, fosfatos, fosfitos, boratos o mezclas de los mismos.
13. Pigmento de aluminio de acuerdo con la reivindicación 10,
caracterizado por que
la capa de protección contra la corrosión de pasivación comprende dióxido de silicio, donde la superficie de dióxido de silicio está cubierta preferiblemente con silanos.
14. Pigmentos de aluminio de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 9,
caracterizados por que
los pigmentos de aluminio se oxidan en química húmeda por agua y los pigmentos de aluminio presentan un aspecto con color.
15. Pigmentos de aluminio de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
caracterizados por que
los pigmentos de aluminio están presentes como polvo, preferiblemente polvo antipolvo, o en forma compactada, preferiblemente como pasta, granulado o pastillas.
16. Método para la producción de pigmentos de aluminio de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 15 que comprende la siguiente etapa:
- a) molienda de partículas de aluminio con un diámetro medio inferior a 10 µm con uso de un mecanismo de molienda, donde el mecanismo de molienda es un molino de bolas o un molino de cazo, en presencia de disolvente y lubricantes y bolas de molienda, que presentan un peso individual de 2 a 13 mg, a lo largo de un periodo de tiempo de 15 a 72 horas a pigmentos de aluminio, donde la velocidad de rotación del mecanismo de molienda comprende del 50 al 62% del número de revoluciones crítico ncrit.
17. Método de acuerdo con la reivindicación 16,
caracterizado por que
los cuerpos de molienda presentan un peso individual de 5,0 a 12 mg.
18. Método de acuerdo con la reivindicación 16 ó 17,
caracterizado por que
los pigmentos de aluminio se someten en una etapa adicional b) a una clasificación por tamaño.
19. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 16 a 18,
caracterizado por que
los pigmentos de aluminio preparados en la etapa a) o b) se pasan a una forma compactada, preferiblemente, pasta, gránulo o pastillas.
20. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 16 a 18,
caracterizado por que
los pigmentos de aluminio preparados en la etapa a) o b) se transforman en un polvo de aluminio, preferiblemente un polvo de aluminio antipolvo.
21. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 16 a 20,
caracterizado por que
como disolvente se usan disolventes orgánicos, preferiblemente gasolina de ensayo, disolvente nafta, isopropanol, alcoholes, cetonas o mezclas de los mismos.
22. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 16 a 21,
caracterizado por que
como disolvente se usa agua y como lubricante, ácidos y/o ésteres fosfónicos orgánicos y/o ácidos y/o ésteres fosfóricos.
23. Uso de pigmentos de aluminio de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 15 en recubrimientos, barnices, colores de impresión, barnices en polvo, plásticos, impresiones de seguridad, cerámicas y formulaciones cosméticas, preferiblemente laca de uñas.
24. Uso de pigmentos de aluminio recubiertos de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 12,
en barnices al agua y medios de recubrimiento para usos externos.
25. Laca de uñas,
caracterizada por que
la laca de uñas contiene pigmentos de aluminio de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 15.
26. Barniz al agua,
caracterizado por que
el barniz al agua contiene pigmentos de aluminio de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 14.
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