Порошкообразная перламутровая композиция, способ ее получения и ее применение
Изобретение относится к непылящей порошкообразной пигментной композиции, по существу свободной от связующих веществ. Описывается непылящая порошкообразная пигментная композиция, по существу свободная от связующих веществ, которая содержит: по меньшей мере 60 мас.% по меньшей мере одного перламутрового пигмента, от 1 до 15 мас.% неионного мономерного смачивающего вещества и/или неионного смачивающего вещества на основе полисилоксана и от 1 до 39 мас.% растворителя или смеси растворителей, при этом количества индивидуальных компонентов в сумме составляют 100 мас.%, причем указанное неионное смачивающее вещество содержит OH-группы и имеет гидроксильное число от 30 до 150 мг KOH/г смачивающего вещества, предпочтительно от 50 до 120 мг KOH/г смачивающего вещества. Описывается также способ получения пигментной композиции и ее применение. Использование в печатных красках предложенной непылящей пигментной композиции обеспечивает получение отпечатков с повышенной устойчивостью к мокрым обработкам. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 1 табл.
Настоящее изобретение касается порошкообразной перламутровой пигментной композиции, способа получения порошкообразной пигментной композиции, а также ее применения.
Перламутровые пигменты в порошкообразной форме обычно являются твердыми. Однако пигмент как таковой обладает явно выраженной склонностью к пылеобразованию, что оказывает весьма негативное влияние при его включении в составы печатных чернил или краски.
Склонность порошка перламутровых пигментов к пылеобразованию можно уменьшить, если перламутровый пигмент существует в виде пигментной композиции. Пигментные композиции обычно содержат связующие добавки и часто - небольшие количества растворителя.
В EP 0994166 A1 описана непылящая гомогенная пигментная композиция, содержащая по меньшей мере 50 мас.% одного или более создающих эффект пигментов, от 0,1 до 50 мас.% смеси пластификатора и нитроцеллюлозы, причем соотношение пластификатора и нитроцеллюлозы находится в интервале от 1:1 до 1:9, и от 0 до 49,9 мас.% растворителя или смеси растворителей. Однако эта пигментная композиция все же образует пыль при очень низких концентрациях пластификатора по сравнению с концентрацией нитроцеллюлозы, а при более высоких концентрациях пластификатора по сравнению с концентрацией нитроцеллюлозы она не совместима с системами нанесения на водной основе.
В DE 19826624 A1 описана непылящая гомогенная пигментная композиция, содержащая по меньшей мере 40 мас.% одного или более создающих эффект пигментов, от 0,5 до 60 мас.% полиалкиленгликоля и/или одного или более производного полиалкиленгликоля. В соответствии с DE 19826624 A1 пигментная композиция предпочтительно включает значительные количества связующего вещества. Такая пигментная композиция также может быть включена только в те системы нанесения, в которых связующее вещество систем нанесения и связующее вещество пигментной композиции являются совместимыми.
В DE 10228199 A1 предложена пигментная композиция, в которой помимо анионных поверхностно-активных добавок присутствуют также неионные поверхностно-активные добавки на основе простых полиэфиров.
В DE 10227657 A1 предложены твердые пигментные композиции, содержащие от 60 до 90 мас.% пигмента и от 10 до 40 мас.% по меньшей мере одной поверхностно-активной добавки из группы неионных простых полиэфиров и их сложных эфиров с фосфорной, фосфоновой, серной и/или сульфоновой кислот, а также их солей. Эти пигментные композиции пригодны только для окраски пластмасс.
Недостатком этих известных пигментных композиций является тот факт, что после их использования для печати в составе печатной краски на водной основе получаемое сухое изделие с нанесенным на него отпечатком не имеет достаточной устойчивости к воздействию воды.
Задачей данного изобретения является создание концентрированной исходной формы материала, содержащего перламутровые пигменты, не образующей пыли, которая обладает текучестью и проявляет максимальную совместимость с системой нанесения. Кроме того, исходная форма материала, содержащего перламутровую композицию, должна обеспечивать возможность ее использования в составе печатной краски на водной основе, а полученные изделия с нанесенным на них отпечатком должны иметь очень высокую устойчивость к воздействию воды.
Поставленная задача решается при помощи непылящей порошкообразной пигментной композиции, по существу свободной от связующих веществ, причем указанная пигментная композиция содержит следующие составляющие:
- по меньшей мере 60 мас.% по меньшей мере одного перламутрового пигмента;
- от 1 до 15 мас.% неионого мономерного смачивающего вещества и/или неионного смачивающего вещества на основе полисилоксана; и
- от 1 до 39 мас.% растворителя или смеси растворителей;
причем количества индивидуальных компонентов в сумме составляют 100 мас.%.
Предпочтительные варианты осуществления изобретения изложены в зависимых пунктах формулы изобретения.
В соответствии с предпочтительным вариантом реализации-изобретения неионное смачивающее вещество содержит OH-группы. Неионное смачивающее вещество, содержащее OH-группы, предпочтительно имеет гидроксильное число от 30 до 150 мг КОН/г смачивающего вещества, более предпочтительно - от 50 до 120 мг КОН/г смачивающего вещества. Установлено, что особенно подходящим является гидроксильное число от 75 до 110. Гидроксильное число можно определить так, как описано в DIN EN ISO 4629.
В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения пигментная композиция дополнительно содержит от 1 до 10 мас.%, предпочтительно - от 2 до 7 мас.% пеногасителя. Использование агентов-пеногасителей может давать преимущество, если среда нанесения, в которую включается предлагаемая пигментная композиция, имеет тенденцию к вспениванию или к образованию пузырьков.
Используемый перламутровый пигмент может представлять собой любой перламутровый пигмент, в частности, традиционные перламутровые пигменты, доступные в продаже.
Перламутровые пигменты предпочтительно выбраны из группы, состоящей из различных типов слюды, покрытой оксидом (оксидами) металлов, обладающих высокой преломляющей способностью, стеклянных пластинок, покрытых оксидом (оксидами) металлов, обладающим(и) высокой преломляющей способностью, хлопьев SiO2, покрытых оксидом (оксидами) металлов, обладающим(и) высокой преломляющей способностью, хлопьев Al2O3, хлопьев TiO2, хлопьев оксида железа, покрытых оксидом (оксидами) металлов, обладающим(и) высокой преломляющей способностью, а также их смесей.
Перламутровые пигменты обычно состоят из подложки с низкой преломляющей способностью в форме пластинок и из оксида металла или сульфида металла с высокой преломляющей способностью.
Термин "перламутровый субстрат" следует понимать как подразумевающий в первую очередь слюду, каолин, пластинки стекла, искусственно полученные хлопья SiO2, например, такие, которые можно получить в соответствии с EP 1266977 А2, или искусственно полученные пластинки оксида алюминия.
Используемые оксиды металлов или гидроксиды металлов или низшие оксиды (субоксиды) металлов предпочтительно являются производными металлов из группы, состоящей из титана, железа, циркония, цинка, олова, никеля, кобальта и/или хрома.
Для получения хорошего перламутрового эффекта показатель преломления слоя оксида металла предпочтительно должен быть выше 1,8, более предпочтительно - выше 2,2, еще более предпочтительно - более 2,4, наиболее предпочтительно - 2,5 и более.
В качестве альтернативы в качестве перламутровых пигментов можно использовать пластинки чистого диоксида титана и/или оксида железа.
Предпочтительно использовать следующие перламутровые пигменты:
- пластинки слюды, покрытие диоксидом титана и/или оксидом железа;
- стеклянные пластинки, покрытие диоксидом титана и/или оксидом железа;
- пластинки оксида алюминия, покрытие диоксидом титана и/или оксидом железа;
- пластинки SiO2, покрытие диоксидом титана и/или оксидом железа;
- пластинки оксихлорида висмута;
а также смеси всех перечисленных перламутровых пигментов.
Предпочтительно использовать субстраты, покрытые диоксидом титана и оксидом железа (Fe2O3 и/или Fe3O4). Пигменты на основе слюды, покрытой диоксидом титана и/или оксидом железа, являются коммерчески доступными, например, под торговыми наименованиями Phoenix® (производится фирмой "Eckart GmbH & Co., KG", Фурт, Германия) или Iriodin® (производится фирмой "Merck GmbH & Со. KG", Дармштадт, Германия). Хлопья Al2O3, покрытые диоксидом титана и/или Fe2О3, продаются под торговым названием Xirallic®, a хлопья SiO2 с подобным покрытием - под торговым наименованием Colorstream (производитель - фирма "Merck GmbH & Со. KG", Дармштадт, Германия). В соответствии с изобретением можно использовать многослойные интерференционные пигменты, такие как описаны в DE 19618569, состоящие из материала носителя с нанесенным на него покрытием попеременных слоев оксидов металлов с низкими и высокими показателями преломления.
Для перламутровых пигментов, предназначенных для наружных работ, предусмотрены дополнительные защитные слои, придающие им погодостойкость. Такие защитные слои содержат оксиды металлов и/или гидроксиды металлов, предпочтительно выбранных из группы, состоящей из SiO2, Al2O3 оксида церия, оксида циркония и их смесей.
Считается, что форму пластинок имеют те перламутровые пигменты, которые имеют форм-фактор (геометрический структурный фактор, отношение их средней длины к их средней толщине) от 3 до 2000, предпочтительно от 5 до 500, более предпочтительно - от 10 до 350.
Соотношения размеров пластинчатых перламутровых пигментов характеризуются средним значением (величиной d50) кумулятивной кривой функции распределения по размерам, которую обычно измеряют методами дифракции лазерного излучения (например, "Malvern", которым владеет фирма "Malvern", Германия). Предпочтительно, чтобы величина d50, характеризующая размер, составляла от 1 до 500 мкм, более предпочтительно - от 3 до 100 мкм и еще более предпочтительно - от 5 до 35 мкм.
Кроме того, в отношении данного изобретения термин "перламутровые пигменты" также относится к пигментам со структурой, обеспечивающей опалесценцию, таким, которые описаны в патентных заявках DE 10228228 А1 или WO 01/88044 А1, или к пигментам с инвертно-опалесцентной структурой, таким как описаны в DE 10245848 А1. Такие пигменты, в отличие от традиционных перламутровых пигментов, не обязательно имеют пластинчатую структуру.
Предпочтительно, растворителем является вода. Когда используют смесь растворителей, предпочтительно, чтобы она по существу состояла из воды. Такая смесь растворителей предпочтительно содержит по меньшей мере 70 об.% воды, более предпочтительно - по меньшей мере 80 об.% воды и наиболее предпочтительно - по меньшей мере 90 об.% воды. В соответствии с другим вариантом смесь растворителей содержит по меньшей мере 95 об.% воды.
В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения пигментная композиция содержит менее 1 мас.%, предпочтительно - менее 0,5 мас.% связующих веществ. Предпочтительно, чтобы пигментная композиция не содержала связующих веществ.
Значительным преимуществом предлагаемой пигментной композиции является очень низкое содержание связующего вещества или полное отсутствие связующего вещества.
Предлагаемую пигментную композицию можно весьма успешно использовать для широкого спектра систем нанесения, при этом можно не ожидать осложнений из-за несовместимости различных связующих веществ.
В соответствии с предпочтительным вариантом изобретения мономерный смачивающий агент имеет следующую структуру (I):
где R1, R2, R3 и R4 независимо друг от друга обозначают водород, неразветвленный или разветвленный алкильный радикал, содержащий от 1 до 10 атомов углерода и, возможно, имеющий OH-группы, арильный радикал, содержащий от 1 до 12 атомов углерода, причем арильный радикал может быть замещен алкильными радикалами, содержащими от 1 до 10 атомов углерода, где каждый алкильный и/или арильный радикал, возможно, имеет OH-группы, а Х обозначает одинарную, двойную или тройную связь, где A обозначает CH2, когда Х - одинарная связь, А обозначает СН, когда Х - двойная связь, и А обозначает С, когда Х - тройная связь.
R1, R2, R3, и R4 независимо друг от друга - предпочтительно метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил, трет-бутил. Предпочтительно R1 и R4 также представляют трет-бутил, и R2, и R3. Предпочтительно, чтобы каждая из групп R1, R2, R3, и R4 представляла собой метильный радикал.
В соответствии с другим предпочтительным вариантом осуществления изобретения смачивающий агент на основе полисилоксана - это полисилоксан, замещенный алкильными, арильными, алкоксильными и/или полиалкилен-оксидными радикалами. Указанный полисилоксан имеет следующую структуру (II):
где R1, R2, и R3 независимо друг от друга обозначают алкильный, арильный, алкоксильный и/или полиалкиленоксидный радикалы;
n обозначает целое число от 1 до 1000, предпочтительно от 5 до 500;
p обозначает целое число от 1 до 1000, предпочтительно от 5 до 500; и
m обозначает целое число от 0 до 50, предпочтительно от 0 до 25.
В соответствии с предпочтительным вариантом реализации изобретения пир численно равны.
Предпочтительно, чтобы в связующем веществе на основе полисилоксана алкильные радикалы были независимо друг от друга выбраны из группы, состоящей из метила, этила, н-пропила, изопропила, н-бутила, изобутила и трет-бутила. Предпочтительно, чтобы все эти алкильные радикалы представляли собой метил.
Предпочтительно, алкоксильные радикалы независимо друг от друга выбраны из группы, состоящей из метокси, этокси, н-пропокси, изопропокси, изобутокси и трет-бутоксирадикалов. Алкоксильные радикалы предпочтительно представляют собой метокси- и/или этоксирадикалы.
Предпочтительно, полиалкиленоксидные радикалы независимо друг от друга выбраны из группы, состоящей из полиметиленоксида, полиэтиленоксида, полипропиленоксида и полибутиленоксида. Обнаружено, что хорошо подходит полиэтиленоксид.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения полиалкиленоксидные радикалы состоят из 1 - 100, предпочтительно 2-50, более предпочтительно 5-20 алкиленоксидных звеньев.
Также обнаружено, что хорошо подходят полисилоксаны, описанные в патенте US 6858663 B2. Описание патента US 6858663 B2 включено в данное описание путем ссылки.
Неожиданно было обнаружено, что при использовании неионных смачивающих агентов как структуры (I), так и структуры (II) перламутровые пигменты, которые представляют собой плоские частицы пигмента, имеющие длину предпочтительно примерно от 1 мкм до 200 мкм, более предпочтительно - примерно от 10 мкм до 150 мкм, и толщину предпочтительно примерно от 0,3 мкм до 10 мкм, более предпочтительно - примерно от 1 мкм до 5 мкм, проявляют выдающееся ориентационное поведение в нанесенной краске, печатной краске или эмали. Это ориентационное поведение очень важно для получения наблюдателем визуального впечатления, так как оно очень благоприятно влияет на оптические свойства пленки или слоя краски. Перламутровые пигменты предлагаемой перламутровой пигментной композиции после нанесения ориентированы по существу параллельно поверхности субстрата. Поверхность субстрата может представлять собой, например, исходный материал для нанесения отпечатка, такой как бумага или кузов автомобиля, который нужно покрыть эмалевой краской. Вследствие значительной степени ориентации пигментов после их нанесения получают выраженный блеск.
Задача данного изобретения решается также способом получения порошкообразной непылящей пигментной композиции, по существу свободной от связующего вещества, в соответствии с любым из пунктов 1-16 формулы изобретения, в которой индивидуальные составляющие образуют гомогенную смесь, причем предпочтительно перемешивание осуществлять осторожно.
Задача данного изобретения также решается способом получения порошкообразной непылящей пигментной композиции, по существу свободной от связующего вещества, в соответствии с любым из пунктов формулы изобретения 1-16, используемой в композициях пигментированных покрытий, особенно красок, печатных красок и косметических составов.
Неожиданно было обнаружено, что отпечатки, полученные после печати печатными красками, или покрытия, полученные после нанесения красок или эмалей, очень стабильны и устойчивы к воздействию водной среды или воды. Эта стабильность возникает благодаря предлагаемой в данном изобретении пигментной композиции, присутствующей в красках, печатных красках и эмалях.
Стабильность или устойчивость отпечатков к воздействию воды, называемую также "водостойкостью", определяют согласно DIN 16524 (ноябрь, 1965).
Термин "порошкообразный" в отношении данного изобретения означает, что перламутровая композиция может существовать также в форме агрегатов, например, в виде гранул. Однако перламутровые пигменты в предлагаемой пигментной композиции не существуют в виде уплотненных форм, таких как драже, экструдаты в форме колбасок, шарики, брикеты или таблетки - такие как описаны, например, в ЕР 97/104851.7, где предложены перламутровые пигментные композиции, уплотненные в присутствии связующих веществ. Тем не менее все преимущества пигментных композиций в уплотненных формах, такие как свобода от пыли, сокращение объема относительно порошкообразной формы, свойство не размазываться и т.д., аналогичным образом присуще предлагаемым пигментным композициям.
Предлагаемые пигментные композиции обладают текучестью и их легко отмерять. Чрезвычайным преимуществом является тот факт, что предлагаемые пигментные композиции можно включать в системы нанесения для красок, печатных красок и эмалей простым образом: перламутровые пигменты нужно гомогенно распределить в системе нанесения.
Предлагаемые пигментные композиции проявляют постоянное свойство: они не образуют пыли, будучи как в форме порошков, так и в форме гранул. Предлагаемые пигментные композиции обычно имеют частицы неправильной формы.
Порошкообразная форма имеет преимущество перед пастообразной, которую можно получить в случае, если содержание пигмента слишком низко или содержание растворителя слишком высоко, так как порошок не размазывается в процессе введения пигментов в системы нанесения. Это удобно для пользователя, так как пигмент легко отмерять в систему нанесения, и устройства, которые используют для введения пигментов в системы нанесения, включающие, например, краски, в особенности печатные краски, или покровные краски, меньше засоряются. Так как предлагаемые пигментные композиции, в отличие от чистых перламутровых пигментных порошков, обычно образующих пыль, не дают пыли, с ними также легче иметь дело с точки зрения организации производственного процесса и техники безопасности на производстве.
Предлагаемая пигментная композиция предпочтительно содержит от 60 до 95 мас.%, более предпочтительно - от 70 до 90 мас.% и наиболее предпочтительно - от 71 до 85 мас.% перламутровых пигментов.
При содержании ниже 60 мас.% пигментная композиция может быть недостаточно концентрированной и будет, возможно, иметь пастообразную консистенцию. При содержании выше 95 мас.% пигментная композиция начинает образовывать пыль.
Неионное смачивающее вещество значительно облегчает внесение пигментного порошка в систему нанесения и среду нанесения. Анионные смачивающие вещества, напротив, часто вызывают сильное пенообразование при введении пигментной композиции в систему нанесения. Кроме того, в этом случае продукт с нанесенным на него отпечатком или окрашенное изделие обладает низкой устойчивостью к воздействию на него воды.
Неожиданно было обнаружено, что при использовании предлагаемой пигментной композиции полученные продукты с нанесенным отпечатком или красочные покрытия имеют очень высокую устойчивость к воздействию воды или водостойкость.
Пленки из печатной краски, на которые сверху не нанесено покрытие, после высушивания должны иметь хорошую устойчивость к воздействию воды, что делает их подходящими для многих областей применения (таких как нанесение рисунка на обои, бумага для заворачивания подарков, салфетки, складные коробки и т.д.) В таких случаях предмет с нанесенным на него рисунком снова приходит в контакт с водой, и печатная краска или ее составляющие не должны размягчаться или отделяться в результате этого.
Подходящие неионные смачивающие вещества включают, например, Disperbyk-107 и Disperbyk-108, производимые компанией "Byk-Chemie GmbH" (P.O. Box 100245, D-46462, Везель, Германия) или Tego Twin 4000 (производимый компанией "Tego Chemie Service GmbH", Goldschmidtstr. 100, D-45127, Эссен, Германия) или Surfynol 104, Surfynol 104PA или Surfynol 504 (производимые компанией "Air Products Chemicals Europe B.V.", Kanaalweg 15, P.O. Box 3193, NL 3502 GD, Утрехт, Нидерланды).
Смачивающие агенты используют в своей коммерчески доступной форме. Обычно это растворы смачивающих агентов в растворителях. Содержание смачивающего агента в предлагаемой пигментной композиции относится к содержанию смачивающего агента без содержания растворителя.
Многие хорошо известные пигментные композиции содержат связующие вещества, которые совместимы с водой. Эти связующие вещества очень легко вновь растворяются в воде. А значит, печатные слои, которые можно получить на основе таких пигментных композиций, проявляют плохую устойчивость к воздействию воды вследствие включения совместимого с водой связующего вещества в слой печатной краски, полученный из пигментной композиции. Пигментные композиции, содержащие связующие вещества, которые хорошо совместимы с органическими растворителями, напротив, проявляют лишь ограниченную совместимость с системами нанесения на основе воды.
По этим причинам предлагаемая пигментная композиция по существу свободна от связующего вещества. Термин "по существу свободна от связующего вещества" предпочтительно обозначает его содержание менее 1 мас.%, более предпочтительно - менее 0,5 мас.%, еще более предпочтительно - менее 0,3 мас.%, и наиболее предпочтительно - менее 0,1 мас.% от общей массы пигмента. Предпочтительно, чтобы в состав пигмента вообще не входило связующее вещество.
В небольших количествах, обозначенных выше, связующие вещества не вызывают никакого ослабления или никакого заметного ослабления совместимости предлагаемой пигментной композиции с системами нанесения или ослабления устойчивости к воздействию воды на нанесенный слой, например на печатную продукцию или на окрашенное изделие.
Связующие вещества, которые можно использовать в очень малых количествах, предпочтительно представляют собой те связующие вещества, которые можно использовать для печатных красок, например акрилаты, нитроцеллюлозы, поливинилбутадиены, бутираты целлюлозы, ацетаты целлюлозы, полиуретаны, сложные сульфополиэфиры, алкидные смолы, полиамиды, сложные полиэфиры, меламиновые смолы или малеаты.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения предлагаемая пигментная композиция также содержит по меньшей мере один пеногаситель. Это обеспечивает лучшее введение, особенно в случае водных систем, при этом не образуются пузырьки воздуха. Пеногаситель используют в количествах от 1 до 10 мас.%, предпочтительно - от 2 до 7 мас.%, более предпочтительно - от 3 до 5 мас.% от общей массы пигментной композиции. При содержании менее 1 мас.% эффективность пеногасителя слишком низка, а при содержании более 10 мас.% не обнаружено никаких дополнительных положительных эффектов.
В качестве пеногасителей пригодны в основном все традиционные системы пеноподавления. Они включают, например, силиконовые масла, медицинские белые масла или растительные масла.
Доступные коммерчески пеногасители - это, например, BYK-071, BYK-A530, BYK-060N, BYK-018, BYK-044, BYK-020, BYK-065, BYK-066N или BYK-067, производимые компанией "Byk-Chemie". Также подходят соединения из серии продуктов Agitan®, производимые фирмой "Münzing Chemie GmbH" (Saizstrasse 174, D-74076, Хайльбронн, Германия).
Пригодны также пеногасители на основе смесей минеральных масел. Доступные в продаже примеры таких пеногасителей: BYK-031, BYK-035, BYK-037, BYK-038, BYK-045, производимые компанией "Byk-Chemie"; Dapro DF 900, DaproDF911 и Dapro DF 1492, поставляемые компанией "Element Specialities p/a Elementis Service Centre N.V.", Pegasus Park, De Kleetlaan 12A-P.O. Box 3, B-1831, Дигем, Бельгия.
Используемые растворители - это растворители, совместимые с водой, или их смеси. Они включают, например, спирты, гликоли, кетоны, альдегиды или сложные эфиры.
Однако предпочтительно использовать воду или смесь, содержащую воду. При использовании смеси растворителей предпочтение отдают той, которая состоит по существу из воды. Такая смесь растворителей предпочтительно содержит по меньшей мере 70 об.% воды, более предпочтительно - по меньшей мере 80 об.% воды, еще более предпочтительно - по меньшей мере 90 об.% воды. В соответствии с другим вариантом смесь растворителей содержит по меньшей мере 95 об.% воды.
Способ получения предлагаемой пигментной композиции состоит в перемешивании, предпочтительно очень осторожном, индивидуальных составляющих до гомогенного состояния. Смешивание можно проводить в промышленных смешивающих устройствах, месильных машинах или в поворотных барабанных смесителях. В основном возможно, чтобы индивидуальные составляющие предлагаемой пигментной композиции были помещены в перемешивающий аппарат в любом порядке, а затем смешаны друг с другом при возможно более мягких условиях. Предпочтительна очень осторожная обработка, поскольку иначе чувствительные к сдвигу перламутровые пигменты могут быть разрушены.
В предпочтительно способе смачивающее вещество и, возможно, пеногаситель растворяют в растворителе, после чего этот раствор/дисперсию смешивают с перламутровым пигментом в смешивающем аппарате. Способ гарантирует оптимальную гомогенность пигментной композиции.
Предлагаемые пигментные композиции можно использовать в печатных красках, покровных красках и косметических составах. Подходящими печатными красками являются все известные печатные краски, такие как офсетные печатные краски, флексографические печатные краски, краски для трафаретной печати, краски для глубокой печати. Предлагаемую пигментную композицию предпочтительно использовать в печатных красках на водной основе и в покровных красках на водной основе.
Печатные краски на водной основе, в свою очередь, используют для обоев, складных коробок, бумаги для оборачивания подарков или салфеток. Традиционные печатные краски используют, например, для упаковки из гибкой пленки или для печати этикеток.
Следующие примеры иллюстрируют изобретение, при этом не ограничивая его объем.
Примеры
Пример 1
5 г Surfynol 104 (состав: 2,4,7,9-тетраметил-5-децин-4,7-диол (100 мас.%) - смачивающее вещество, производимое компанией "Air Products") и 2 г Agitan 760 (пеногаситель) растворяли в 18 г воды при перемешивании. Этот раствор смешивали с 75 г PHOENIX PX 2031 (доступный в продаже перламутровый порошок, производимый компанией "Eckart") в лепестковом смесителе. При этом получали непылящий перламутровый порошок.
Пример 2
8 г Surfynol 504 (состав: этоксилированный 2,4,7,9-тетраметил-5-децин-4,7-диол (>25 мас.%), докузат натрия (>25 мас.%) - смачивающее вещество, производимое компанией "Air Products") и 5 г Dapro DF 900 (пеногаситель) растворяли в 17 г воды при перемешивании. Этот раствор смешивали с 70 г PHOENIX PX 3001 (доступный в продаже перламутровый порошок, производимый компанией "Eckart") в лепестковом смесителе. При этом получали непылящий перламутровый порошок.
Пример 3
5 г Surfynol 104PA (состав: 2,4,7,9-тетраметил-5-децин-4,7-диол (50 мас.%) и 2-пропанол (50 мас.%) - смачивающее вещество, производимое компанией "Air Products") и 5 г Byk 052 (пеногаситель) растворяли в 20 г изопропанола при перемешивании. Этот раствор смешивали с 70 г PHOENIX PX 1000 (доступный в продаже перламутровый порошок, производимый компанией "Eckart") в лепестковом смесителе. При этом получали непылящий перламутровый порошок.
Пример 4
2 г Tego Twin 4000 (полисилоксан, модифицированный полиэфиром, - смачивающее вещество, производимое компанией "Tego") и 2 г No Foam (пеногаситель) растворяли в 16 г воды при перемешивании. Этот раствор смешивали с 80 г Iriodin 123 (доступный в продаже перламутровый порошок, производимый компанией "Merck") в лепестковом смесителе. При этом получали непылящий перламутровый порошок.
Сравнительный пример 5
5 г Surfynol 104 (смачивающее вещество, производимое компанией "Air Products") и 2 г Agitan 760 (пеногаситель) растворяли в 18 г воды при перемешивании. Этот раствор смешивали с 50 г PHOENIX PX 2031 (доступный в продаже перламутровый порошок, производимый компанией "Eckart") в лепестковом смесителе. При этом вместо порошка получали дилатантную пасту.
Сравнительный пример 6
5 г Hydropalat 88 (анионное смачивающее вещество на основе эфира сульфоянтарной кислоты, производимое компанией "Henkel") и 2 г Agitan 760 (пеногаситель) растворяли в 22 г воды при перемешивании. Этот раствор смешивали с 70 г PHOENIX PX 3001 (доступный в продаже перламутровый порошок, производимый компанией "Eckart") в лепестковом смесителе. При этом получали непылящий перламутровый порошок.
Сравнительный пример 7
2 г Byk 333 (смачивающее вещество на основе модифицированного простым эфиром диметилполисилоксана, не содержащего ОН-групп, производимое компанией "Byk") и 2 г No Foam (пеногаситель) растворяли в 16 г воды при перемешивании. Этот раствор смешивали с 80 г Iriodin 123 (доступный в продаже перламутровый порошок, производимый компанией "Merck") в лепестковом смесителе. При этом получали непылящий перламутровый порошок.
Сравнительный пример 8
15 г Luviskol K17 (поливинилпирролидоновая смола, производимая компанией "BASF") и 5 г Surfynol 104 растворяли в 20 г воды при перемешивании. Этот раствор смешивали с 80 г PHOENIX PX 2301 (доступный в продаже перламутровый порошок, производимый компанией "Eckart") в лепестковом смесителе. При этом получали непылящий перламутровый порошок.
Пигментные композиции, описанные в приведенных здесь примерах и сравнительных примерах, были испытаны в различных видах печати. В каждом случае была приготовлена флексографическая печатная краска на основе коммерчески доступной акрилатной системы. Приведенные в примерах пигментные композиции отмеряли так, чтобы получить концентрацию перламутрового пигмента, равную 26 мас.% от общей массы печатной краски. Печатные краски наносили при помощи следующих устройств:
1) лабораторная глубокая печать: лабораторный отпечаток при помощи устройства "К 303 Multicoater" (производитель - компания "Saueressig", Германия);
2) лабораторная флексографическая печать: лабораторный отпечаток при помощи устройства "Flexiproof 100" (производитель - компания "Erichsen", Германия);
3) печатная машина для глубокой/флексографической печати: промышленные отпечатки при помощи печатной машины для глубокой/флексографической печати "ROTOVA 300" (производитель - компания "RotoColor Co.", Швейцария), скорость 150 м/мин.
Свойства (устойчивость к воздействию воды) напечатанного слоя определяли только после полного высыхания соответствующего слоя.
Лабораторные отпечатки (1 и 2) сушили в течение ночи при комнатной температуре, а отпечатки, полученные при помощи печатной машины для глубокой/флексографической печати, сушили при 80°С в потоке горячего воздуха при определенной скорости ленты.
Устойчивость к воздействию воды испытывали так, как обозначено в DIN 16 524, лист 1.
В свойствах отпечатков, полученных при помощи различных систем нанесения, не было отмечено значительных отличий.
| Таблица 1 | |||
| Образец | Консистенция образца | Качество слоя | Устойчивость к воздействию воды |
| Пример 1 | Непылящий перламутровый порошок | Очень хорошее | Удовлетворяет критериям DIN 16524, лист 1 |
| Пример 2 | Непылящий перламутровый порошок | Очень хорошее | -"- |
| Пример 3 | Непылящий перламутровый порошок | Очень хорошее | -"- |
| Пример 4 | Непылящий перламутровый порошок | Очень хорошее | -"- |
| Сравнительный пример 5 | Дилатантная паста | Очень хорошее | -"- |
| Сравнительный пример 6 | Непылящий перламутровый порошок | Поверхностные дефекты (сильное ценообразование) | -"- |
| Сравнительный пример 7 | Непылящий перламутровый порошок | Поверхностные дефекты, пониженный блеск | -"- |
| Сравнительный пример 8 | Непылящий перламутровый порошок | Очень хорошее | Очень низкая устойчивость к воздействию воды |
Из таблицы 1 видно, что в примерах 1-4 согласно изобретению получают непылящий перламутровый пигментный порошок. Эти непылящие пигменты очень легко вносить в печатные краски. Напечатанные слои, полученные при помощи этих печатных красок, имеют очень хорошее качество и водостойкость.
Пигментная композиция, полученная в соответствии со сравнительным примером 5, имела низкое содержание перламутрового пигмента - только 50 мас.%. В этом случае не получали порошкообразной пигментной композиции, а получали пигмент с дилатантно-вязкими свойствами, что нежелательно. Было чрезвычайно трудно ввести этот пигмент в печатную краску. Такая пигментная композиция не имеет практической пригодности из-за трудностей, возникающих при ее введении.
В соответствии со сравнительным примером 6, для получения пигментной композиции использовали анионное смачивающее вещество. Несмотря на добавление пеногасителя, при введении этой пигментной композиции в печатную краску произошло очень интенсивное образование пены, что нежелательно. Также наблюдали поверхностные эффекты на напечатанных слоях, следовое или недостаточное смачивание пигмента.
В сравнительном примере 8 была получена пигментная композиция с очень низкой устойчивостью к воздействию воды, для этой композиции вместо неионного смачивающего вещества использовали водорастворимую смолу.
1. Непылящая порошкообразная пигментная композиция, по существу, свободная от связующих веществ, отличающаяся тем, что указанная пигментная композиция содержит следующие компоненты:
по меньшей мере 60 мас.% по меньшей мере одного перламутрового пигмента,
от 1 до 15 мас.% неионного мономерного смачивающего вещества и/или неионного смачивающего вещества на основе полисилоксана и
от 1 до 39 мас.% растворителя или смеси растворителей,
при этом количества индивидуальных компонентов в сумме составляют 100 мас.%,
где указанное неионное смачивающее вещество содержит ОН-группы и имеет гидроксильное число от 30 до 150 мг KOH/г смачивающего вещества, предпочтительно от 50 до 120 мг KOH/г смачивающего вещества.
2. Непылящая порошкообразная пигментная композиция по п.1, отличающаяся тем, что указанная пигментная композиция дополнительно содержит от 1 до 10 мас.%, предпочтительно от 2 до 7 мас.% пеногасителя.
3. Непылящая порошкообразная пигментная композиция по п.1, отличающаяся тем, что указанный перламутровый пигмент выбран из группы, состоящей из различных типов слюды, покрытой оксидом (оксидами) металлов, обладающим(и) высокой преломляющей способностью, стеклянных пластинок, покрытых оксидом (оксидами) металлов, обладающим(и) высокой преломляющей способностью, хлопьев SiO2, покрытых оксидом (оксидами) металлов, обладающим(и) высокой преломляющей способностью, хлопьев Al2O3, хлопьев TiO2, хлопьев оксида железа, покрытых оксидом (оксидами) металлов, обладающим(и) высокой преломляющей способностью, а также их смесей.
4. Непылящая порошкообразная пигментная композиция по п.1, отличающаяся тем, что указанным растворителем является вода, или тем, что указанная смесь растворителей состоит, по существу, из воды.
5. Непылящая порошкообразная пигментная композиция по п.1, отличающаяся тем, что пигментная композиция содержит менее 1 мас.%, предпочтительно менее 0,5 мас.% связующего вещества.
6. Непылящая порошкообразная пигментная композиция по п.1, отличающаяся тем, что пигментная композиция не содержит связующее вещество.
7. Непылящая порошкообразная пигментная композиция по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что мономерное смачивающее вещество имеет следующую структуру (I):
где R1, R2, R3 и R4 независимо друг от друга обозначают водород, неразветвленный или разветвленный алкильный радикал, имеющий от 1 до 10 атомов углерода и, возможно, имеющий OH-группы, или арильный радикал, содержащий от 1 до 12 атомов углерода, причем арильный радикал может быть замещен алкильными радикалами, содержащими от 1 до 10 атомов углерода, где каждый алкильный и/или арильный радикал может иметь OH-группы, а
X обозначает одинарную, двойную или тройную связь,
А обозначает CH2, если X - одинарная связь, А обозначает CH, если Х - двойная связь, и А обозначает С, если Х - тройная связь.
8. Непылящая порошкообразная пигментная композиция по п.7, отличающаяся тем, что R1, R2, R3, и R4 независимо друг от друга обозначают метил, этил, н-пропил, изопропил, н-бутил, изобутил или трет-бутил.
9. Непылящая порошкообразная пигментная композиция по п.7, отличающаяся тем, что каждая из групп R1 и R4 обозначает трет-бутил, а каждая из групп R2 и R3 предпочтительно обозначает метил.
10. Непылящая порошкообразная пигментная композиция по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что смачивающее вещество на основе полисилоксана представляет собой полисилоксан, замещенный алкильными, арильными, алкоксильными и/или полиалкиленоксидными радикалами, где полисилоксан имеет следующую структуру (II):
где R1, R2 и R3 независимо друг от друга обозначают алкильный, арильный, алкоксильный и/или полиалкиленоксидный радикал;
n обозначает целое число от 1 до 1000, предпочтительно от 5 до 500;
p обозначает целое число от 1 до 1000, предпочтительно от 5 до 500; и
m обозначает целое число от 0 до 50, предпочтительно от 0 до 25.
11. Непылящая порошкообразная пигментная композиция по п.10, отличающаяся тем, что алкильные радикалы независимо друг от друга выбраны из группы, состоящей из метила, этила, н-пропила, изопропила, н-бутила, изобутила и трет-бутила, и предпочтительно каждый из них представляет собой метил.
12. Непылящая порошкообразная пигментная композиция по п.10, отличающаяся тем, что алкоксильные радикалы независимо друг от друга выбраны из группы, состоящей из метокси-, этокси-, н-пропокси, изопропокси, изобутокси и трет-бутоксирадикалов, и предпочтительно каждый из них представляет собой метокси- и/или этоксирадикал.
13. Непылящая порошкообразная пигментная композиция по п.10, отличающаяся тем, что полиалкиленоксидные радикалы независимо друг от друга выбраны из группы, состоящей из полиметиленоксида, полиэтиленоксида, полипропиленоксида и полибутиленоксида, и предпочтительно каждый из них представляет собой полиэтиленоксид.
14. Непылящая порошкообразная пигментная композиция по п.10, отличающаяся тем, что полиалкиленоксидные радикалы содержат от 1 до 100, предпочтительно от 2 до 50, более предпочтительно от 5 до 20 алкиленоксидных звеньев.
15. Способ получения непылящей порошкообразной пигментной композиции, по существу, свободной от связующих веществ, по любому из пп.1-14, отличающийся тем, что индивидуальные компоненты гомогенно смешивают друг с другом предпочтительно очень осторожно.
16. Применение непылящей порошкообразной пигментной композиции, по существу, свободной от связующих веществ, по любому из пп.1-14 в печатных красках, покровных красках и косметических составах.
