DE102006030690A1 - Synthetically producing silicic acid, useful e.g. as cosmetic product, drying agent, food additive and as insulating material, comprises doping silicic acid with a metal ion to give micro- and nano-scalic highly dispersed pigment - Google Patents

Synthetically producing silicic acid, useful e.g. as cosmetic product, drying agent, food additive and as insulating material, comprises doping silicic acid with a metal ion to give micro- and nano-scalic highly dispersed pigment Download PDF

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Abstract

Synthetically producing silicic acid either as precipitated silicic acid in a sol-gel-process or as pyrogen silicic acid by pyrolysis in a flame reactor comprises doping silicic acid with a metal ion to give micro- and nano-scalic highly dispersed pigment.

Description

Unter Kieselsäure versteht man die Sauerstoffsäuren des Siliciums (SiO2 × NH2O). Neben natürlich vorkommender Kieselsäure bei Pflanzen und Tieren, wie z.B. dem Schachtelhalm und den Kieselalgen, sind im Wesentlichen zwei Syntheseverfahren zur Herstellung von Kieselsäure bekannt.Silica refers to the oxygen acids of silicon (SiO 2 × NH 2 O). In addition to naturally occurring silicic acid in plants and animals, such as the horsetail and the diatoms, essentially two synthesis processes for the production of silica are known.

Bereits Ende der zwanziger Jahre gelang Samuel S. Kistler die Herstellung eines Silica-Aerogels. Ein wasserhaltiges Gel erhält man, indem man „Wasserglas", eine Lösung von Kieselsäure in Natronlauge, ansäuert. Zunächst bildet sich freie Kieselsäure. Dabei sind mehrere reaktionsfähige Molekülgruppen an ein Siliciumatom gebunden. Die Mixtur trübt sich ein, geliert und geht in ein porenreiches Kieselgel über. Dabei verläuft die Gelbildung stufenweise, wobei zunächst benachbarte Kieselsäuremoleküle miteinander reagieren. Schließlich kommt es zu einer Vernetzung der Kieselsäurebausteine zu annähernd kugelförmigen Aggregaten von einigen Nanometern Durchmesser. Unter geeigneten Bedingungen verbinden sich die im Wasser verteilten Kügelchen zu Ketten und vernetzen sich schließlich zu amorphen Strukturen, deren etwa 10 nm große Poren mit Wasser gefüllt sind. Reaktion: Na2SiO3 + H2SO4 = SiO2 + Na2SO4 At the end of the twenties, Samuel S. Kistler succeeded in producing a silica airgel. A water-containing gel is obtained by acidifying "water glass", a solution of silica in caustic soda, to form free silicic acid, where several reactive groups of molecules are attached to a silicon atom, and the mixture becomes cloudy, gelled, and enters a porous silica gel In the process, the formation of gelation proceeds in stages, whereby initially adjacent silica molecules react with one another Finally, the silicic acid building blocks into approximately spherical aggregates a few nanometers in diameter Under suitable conditions, the spheres distributed in the water combine to form chains and finally become amorphous Structures whose approximately 10 nm pores are filled with water. Reaction: Na 2 SiO 3 + H 2 SO 4 = SiO 2 + Na 2 SO 4

Um vom wasserhaltigen Kieselgel zum Aerogel zu gelangen, tauschte Kistler das Wasser durch einen osmotischen Prozess gegen Alkohol aus. Durch Verdunstung des Alkohols schrumpft das Gel. Schließlich gelang es, den Alkohol im überkritischen Zustand bei Druck und Temperatur so zu entfernen, dass sich die Poren des Kieselgels beim Trocknen nicht verformen. Hochdispers ist das Gel, weil ein Gramm Silica-Aerogel etwa 1.000 Quadratmeter innere Oberfläche besitzt.Around From hydrous silica gel to airgel, Kistler exchanged the water through an osmotic process against alcohol. By Evaporation of the alcohol shrinks the gel. Finally succeeded it, the alcohol in the supercritical Condition at pressure and temperature to remove so that the Do not deform the pores of the silica gel when drying. highly dispersed is the gel, because one gram of silica airgel about 1,000 square meters inner surface has.

Als Gelierung bezeichnet man den Vorgang, bei dem ein Sol in ein Gel übergeht. Die Partikel oder Keime wachsen weiter, bis sie sich berühren und durch weitere Kondensation miteinander vernetzen. Das Gel bildet dabei eine feste Phase aus, die mit einer flüssigen Phase durchdrungen ist und ein unregelmäßiges, dreidimensionales Netzwerk aufweist. Indem man Gelen die Flüssigkeit z.B. durch Verdampfung im Vakuum entzieht, erhält man sog. Xerogele. Dabei ändert sich das räumliche Netzwerk der festen Phase, wobei sich die Abstände zwischen den Strukturelementen verringern und die Netzwerkstruktur zerstört wird. Ein Beispiel dafür ist Silicagel, das als farbloses Pulver in zahlreichen chemischen, pharmazeutischen und kosmetischen Produkten sowie in Nahrungsmitteln enthalten ist. Hier erfüllt es jeweils spezifische Aufgaben. Eine Anwendung als Farbstoff ist bisher nicht bekannt. Seit den 1990er Jahren ist bekannt, dass man nasse Kieselsäure auch unter normalen Bedingungen, also unterkritisch trocknen kann, ohne die Porenstruktur zu zerstören. Dazu sättigt man die oberflächennahen Bindungsstellen des feuchten Kieselgels mit eine silicium-organischen Rest ab. So sind keine reaktionsfähigen Gruppen mehr vorhanden, die die Porenstruktur verengen und versteifen könnten. Das Gel behält im Wesentlichen seine ursprüngliche Ausdehnung.When Gelation is the process by which a sol turns into a gel. The particles or germs continue to grow until they touch and crosslink by further condensation. The gel forms while a solid phase, which is permeated with a liquid phase and an irregular, three-dimensional Network has. By gelling the liquid e.g. by evaporation deprives in vacuum, receives so-called xerogels. It changes the spatial Network of the solid phase, where the distances between the structural elements decrease and the network structure is destroyed. An example of this is silica gel, as a colorless powder in numerous chemical, pharmaceutical and cosmetic products and in foodstuffs. Fulfilled here each specific task. An application as a dye is not known yet. Since the 1990s it is known that one wet silica even under normal conditions, ie can dry subcritically, without destroying the pore structure. This saturates one the near-surface Moist silica gel binding sites with a silicic-organic Rest. So there are no reactive groups left, which could narrow and stiffen the pore structure. The gel essentially retains his original Expansion.

Orthokieselsäure Si(OH)4 ist eine sehr schwache Säure. Sie entsteht durch Zersetzung von Siliciumtetrahalogeniden mit Wasser. Weitere Wasserabspaltungen führen zur Orthodikieselsäure H6Si2O7 und zur Metakieselsäure (H2SiO3).n. Wird auch das letzte Wasser entfernt, entsteht das Kieselsäureanhydrid.Orthosilicic acid Si (OH) 4 is a very weak acid. It is formed by decomposition of silicon tetrahalides with water. Further elimination of water lead to Orthodikieselsäure H 6 Si 2 O 7 and metasilicic acid (H 2 SiO 3 ) .n. If the last water is removed, the silicic acid anhydride is formed.

In Aerogelen bleibt durch geschickte Wahl der Trocknungsparameter das poröse Netzwerk erhalten. So entstehen Feststoffe mit extrem niedriger Dichte und sehr kleinem Lichtbrechungsindex. In einem Alterungsvorgang, den man als Synerese bezeichnet, trennen sich die beiden Phasen des Gels, indem das Dispersionsmittel entweicht, ohne dass dabei die Struktur der festen Phase vollständig zusammenbricht. Ein ursprünglich amorphes Gel kann bei diesem Alterungsprozess allmählich in einen kristallinen Zustand übergehen. Anorganisch-oxidische Gele werden häufig durch Umsetzung von Elementalkoxiden mit Alkohol-Wasser-Mischungen oder in reinem Wasser hergestellt. Der Alkohol dient dabei der Erzeugung eines homogenen Reaktionsgemisches und kann durch andere erotische oder aprotische Lösungsmittel ersetzt werden.In Aerogels remain through skillful choice of drying parameters that porous Network received. This produces solids with extremely low levels Density and very low refraction index. In an aging process, which is called syneresis, the two phases separate of the gel by allowing the dispersant to escape without doing so completely breaks down the structure of the solid phase. An originally amorphous Gel can gradually become crystalline in this aging process Pass state. Inorganic-oxidic gels are often obtained by reaction of elemental oxides made with alcohol-water mixtures or in pure water. The alcohol serves to generate a homogeneous reaction mixture and may be due to other erotic or aprotic solvents be replaced.

Von dem Sol-Gel-Prozess, der langsam und bei vergleichsweise niederen Temperaturen abläuft, unterscheidet sich die Pyrolyse zur Gewinnung pyrogener Kieselsäure grundsätzlich. Pyrogene Kieselsäure bildet sich durch Reaktion von Siliciumtetrachlorid mit Wasser in einem Flammreaktor in einer Knallgasflamme bei Temperaturen über 1.000°C. Reaktion: SiCl4 + 2.H2O = SiO2 + 4.HCl Als Reaktionsprodukt der Pyrolyse bilden sich nanoskalige Partikel aus Siliciumdioxid, die sich innerhalb von Millisekunden zu Aggregaten und Agglomeraten in einer amorphen Gitterstruktur zusammenlagern. Aufgrund ihrer hochdispersen Struktur ist die pyrogene Kieselsäure Bestandteil unterschiedlichster Produkte. In Lacken und Farben dient sie der Dispergierung beigementer Pigmente und regelt die Fließeigenschaften und verbessert die Verarbeitbarkeit durch ihre Eigenschaft der Thixotrophie. Darunter versteht man eine Erhöhung der Viskosität, indem die Wasserstoffbrückenbindungen zwischen den Aggregaten der pyrogenen Kieselsäure vorübergehend mechanisch gelöst werden. Als Strukturbaustein in Kautschuk, Kunststoffen und Klebstoffen erhöht die pyrogene Kieselsäure die Festigkeit entsprechender Produkte durch Vernetzung mit Polymeren. Auch in Lebensmitteln sowie in kosmetischen und pharmazeutischen Produkten wird hochdisperse Kieselsäure zugesetzt, um die Viskosität zu beeinflussen, den Geschmack zu verstärken oder um die Freisetzung pharmazeutischer Wirkstoffe zu verbessern. Aufgrund ihrer mikroporösen Struktur ist die pyrogene Kieselsäure auch ein hervorragender Dämmstoff mit unterschiedlichen Anwendungen vom Hochtemperaturbereich bis in den Baubereich. Hier versetzt man die pyrogene Kieselsäure mit speziellen Trübestoffen, z.B. Siliciumkarbid in Pulverform, um den Wärmedurchgang durch infrarote Strahlung zu blockieren. Synthetisch hergestellte Kieselsäuren haben zahlreiche Anwendungsgebiete, vom Trocknungsmittel über den Lebensmittelzusatzstoff bis hin zum Dämmstoff.Of the sol-gel process, which runs slowly and at relatively low temperatures, the pyrolysis to obtain pyrogenic silica differs in principle. Pyrogenic silica is formed by reaction of silicon tetrachloride with water in a flame reactor in a blast gas flame at temperatures above 1000 ° C. Reaction: SiCl 4 + 2.H 2 O = SiO 2 + 4.HCl The reaction product of pyrolysis is formed by nanoscale particles of silicon dioxide, which assemble within milliseconds into aggregates and agglomerates in an amorphous lattice structure. Due to its highly dispersed structure, the fumed silica is part of a wide variety of products. In paints and inks, it is used to disperse pigments and regulate the flow properties and improve their processability through their thixotropic properties. This is understood to mean an increase in the viscosity by temporarily mechanically dissolving the hydrogen bonds between the aggregates of the fumed silica. As a structural element in rubber, plastics and adhesives, fumed silica increases the Fes corresponding products by cross-linking with polymers. Also in food as well as in cosmetic and pharmaceutical products fumed silica is added to influence the viscosity, to enhance the taste or to improve the release of pharmaceutical agents. Due to its microporous structure, the fumed silica is also an excellent insulating material with different applications from high temperature to the construction sector. Here you put the fumed silica with special opacifiers, such as silicon carbide in powder form to block the heat transfer by infrared radiation. Synthetically produced silicas have numerous applications, from desiccants to food additives and insulating materials.

Ausgehend von dem dargestellten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, synthetische Kieselsäuren, die entweder als Fällungskieselsäuren in einem Sol-Gel-Prozess oder als pyrogene Kieselsäure in einem Flammreaktor hergestellt werden, durch Dotierung mit Metallionen zu einem hochdispersen Farbstoff weiterzubilden.outgoing from the illustrated prior art, the invention is the The object is based on synthetic silicic acids, either as precipitated silicas in a sol-gel process or produced as fumed silica in a flame reactor become, by doping with metal ions to a highly dispersed dye further education.

Aus der Herstellung von farbigen Glasprodukten ist bekannt, dass Metalle Glas färben. In der Glasschmelze gehen die Metallatome als Ionen in Lösung und werden in die amorphe Siliciumdioxidstruktur des Glases eingelagert. Für die Entfärbung von Glas, d.h. für die Entfernung von Verunreinigungen aus den Rohstoffen, werden ebenfalls Metalloxide verwendet, wobei man für die Entfärbung die komplementäre Farbe der Verfärbung verwendet. Bei der Glasfärbung unterscheidet man Innenfärbung und Anlauffärbung. Der wesentliche Unterschied beider Verfahren liegt darin, dass die Ionenfärbung durch Lösen von Metallionen in der Glasschmelze erfolgt, während beim Anlaufen die färbende Wirkung der Beimengung durch eine erneute Temperaturbehandlung des Glases entsteht. Beim Anlauffärben konzentrieren sich die gelösten Moleküle in kolloidaler Verteilung oder in Tröpchen im Glas und bilden unter dem Mikroskop erkennbare Mischkristalle. Das Tempern des Glases erfolgt bei Temperaturen über 700 Grad Celsius. Die nachfolgende Tabelle gibt Aufschluss über die unterschiedliche Farbwirkung einiger Metalloxide bei der Innenfärbung. Eine weitere Tabelle zeigt unterschiedliche Metallsalze, die bei der Anlauffärbung eine Rolle spielen. Farbbildner (sog.Chromophore) und die durch sie hervorgerufene Anlauffärbung des Glases Bezeichnung Chemische Formel Farbe Kadmiumsulfid-Zinksulfid-Mischkristalle CdS/ZnS hellgelb Kadmiumsulfid CdS gelb Kadmiumsulfid-Selenid Mischkristalle CdS/CdSe orange Kadmiumselenid CdSe rot bis dunkelrot Kadmiumselenid-Kadmiumtellurid Mischkristalle CdSe/CdTe dunkelrot Metallkolloide Chemische Formel Farbe Gold Au rot Kupfer Cu rot Silber Ag gelb bis gelbbraun Metalloxide und die durch sie hervorgerufende Innenfärbung des Glases Oxide Farbe Bezeichnung Chemische Formel einschließlich aller möglichen Schattierungen entsprechend der Stoffkonzentrationen Eisen-III-Oxid Fe2O3 gelbbraun Eisen-III-Oxid + Eisen-II-Oxid Fe2O3 + FeO grün Eisen-II-Oxid FeO blaugrün Manganoxid Mn2O3 violett Manganoxid + Eisen-III-Oxid Mn2O3 + Fe2O3 gelbbraun, braun bis gelb Chromoxid Cr2O3 grüngelb bis rotgelb Wolframoxid WO3 gelb Vanadiumpentoxid V2O5 grün Titanoxid TiO2 verstärkt die Färbung anderer Ionen Ceroxid CeO2 gelb bis braun Titanoxid + Ceroxid TiO2 + TiO2 gelb Kupfer-II-Oxid CuO blau Kupfer-I-Oxid Cu2O rot Neodymoxid Nd2O3 purpur Kobaltoxid CoO Blau (in Baratgläsern rosa) Uranoxid UO gelb From the production of colored glass products it is known that metals stain glass. In the glass melt, the metal atoms dissolve as ions in solution and are incorporated into the amorphous silica structure of the glass. For the decolorization of glass, ie for the removal of impurities from the raw materials, metal oxides are also used, wherein for the decolorizing uses the complementary color of the discoloration. In the case of glass coloration, a distinction is made between internal coloration and tarnishing. The essential difference between the two methods is that the ion dyeing is carried out by dissolving metal ions in the glass melt, while at start-up the coloring effect of the admixture is formed by a renewed temperature treatment of the glass. In start-up dyeing, the dissolved molecules concentrate in colloidal distribution or in droplets in the glass and form detectable mixed crystals under the microscope. The tempering of the glass takes place at temperatures above 700 degrees Celsius. The following table provides information on the different color effects of some metal oxides in the internal coloration. Another table shows different metal salts that play a role in tempering. Color former (so-called. Chromophore) and caused by them tarnishing of the glass description chemical formula colour Cadmium sulfide, zinc sulfide mixed crystals CdS / ZnS light yellow cadmium sulfide CdS yellow Cadmium sulfide-selenide mixed crystals CdS / CdSe orange cadmium selenide CdSe red to dark red Cadmium selenide cadmium telluride mixed crystals CdSe / CdTe dark red metal colloids chemical formula colour gold Au red copper Cu red silver Ag yellow to yellowish brown Metal oxides and the resulting internal color of the glass Oxide colour description chemical formula including all possible shades according to the substance concentrations Ferric oxide Fe 2 O 3 tawny Ferric oxide + ferrous oxide Fe 2 O 3 + FeO green Iron-II-oxide FeO blue green manganese Mn 2 O 3 violet Manganese oxide + ferric oxide Mn 2 O 3 + Fe 2 O 3 tawny, brown to yellow chromium Cr 2 O 3 greenish yellow to redyellow tungsten WO 3 yellow vanadium pentoxide V 2 O 5 green titanium oxide TiO 2 intensifies the coloring of other ions ceria CeO 2 yellow to brown Titanium oxide + cerium oxide TiO 2 + TiO 2 yellow Cupric oxide CuO blue Cuprous oxide Cu 2 O red neodymium oxide Nd 2 O 3 purple cobalt oxide CoO Blue (in pink baratas) uranium oxide UO yellow

Für die Fähigkeit eines amorphen Netzwerks oder einer kristallinen Struktur aus Siliciumdioxidpartikeln, Licht zu absorbieren, sind also Metallionen verantwortlich. Dabei kommt es nicht auf die Größe der einzelnen SiO2-Kugeln an, sondern auf ihre Elektronenstruktur. Energetisch tief liegende Elektronen im Sigma-Bereich sind erst unter Vakuum in der Lage, UV-Licht zu absorbieren. Einige Metallionen sind jedoch in der Lage, langwellig zu absorbieren. Entscheidend für die Absorptionseigenschaften ist die Elektronenstruktur des jeweiligen Ions. Metallcluster, die in eine amorphe oder kristalline Struktur aus SiO2-Molekülen eingelagert sind, können die Absorption in den langwelligen Bereich verschieben. Bewegen sich die Gitterkonstanten eines amorphen Netzwerks aus SiO2-Kugeln oder einer Kristallgitterstruktur im Bereich der Wellenlänge des Lichts, können innerhalb der Strukturen Beugungserscheinungen auftreten, die ebenfalls eine Farbwirkung hervorrufen.
(An dieser Stelle wird eine Übersichtstabelle langwellig absorbierender Metall-Kationen nachgereicht)For the ability of an amorphous network or a crystalline structure of silica particles to absorb light, therefore, metal ions are responsible. It does not depend on the size of the individual SiO 2 spheres, but on their electronic structure. Energetically deep electrons in the sigma region are only able to absorb UV light under vacuum. However, some metal ions are able to absorb long-wavelength. Decisive for the absorption properties is the electron structure of the respective ion. Metal clusters embedded in an amorphous or crystalline structure of SiO 2 molecules can shift the absorption into the long-wavelength range. If the lattice constants of an amorphous network of SiO 2 spheres or a crystal lattice structure move in the range of the wavelength of the light, diffraction phenomena can occur within the structures, which likewise produce a color effect.
(At this point a summary table of long-wave absorbing metal cations will be submitted later)

Zur Herstellung eines hochdispersen Pigments ist es deshalb von Bedeutung, dass die Metallionen in Clustern angeordnet sind, die mit der Wellenlänge des sichtbaren Lichts (380 bis 780 nm) korrelieren.to It is therefore important to prepare a highly dispersed pigment that the metal ions are arranged in clusters which correspond to the wavelength of the visible light (380 to 780 nm).

Auf erfindungsgemäße mikroskalige Gele trifft dies zu. Die Primär- Partikel und Aggregate der pyrogenen Kieselsäure liegen mit 7–40 nm bzw. 200 nm unterhalb dieses Wellenlängenspektrums. Im Rahmen der Erfindung wird deshalb vorgeschlagen, die Aggregate und Agglomerate der pyrogenen Kieselsäure durch erneutes Erhitzen bis zum Schmelzpunkt untereinander zu größeren Clustern zu verbinden, die dann Licht absorbieren können, sodass Farben entstehen. Eine weitere Möglichkeit wäre, die vollkommene Benetzung hydrophiler Pigmente oder hydrophober Pigmente mit einem Lösungsmittel, dessen Lichtbrechungszahl mit dem Index von SiO2 übereinstimmt.This is true for microscale gels according to the invention. The primary particles and aggregates of fumed silica are at 7-40 nm and 200 nm below this wavelength spectrum. In the context of the invention it is therefore proposed to combine the aggregates and agglomerates of the fumed silica by renewed heating up to the melting point with one another to larger clusters, which can then absorb light, so that colors arise. Another possibility would be the complete wetting of hydrophilic pigments or hydrophobic pigments with a solvent whose refractive index coincides with the index of SiO 2 .

In einem erfindungsgemäßen Sol-Gel-Prozess bilden Alkoholate mit Salzen (z.B. Chloriden) eine polare Lösung. Bei der Fällungsreaktion substituieren die Metallionenkomplexe das Silicium in einer ersten Substitutions-Hydrolysereaktion. Dabei wird in die anorganische Matrix des Gels ein metallorganischer Komplex eingefügt. In der daran anschließenden Kondensationsreaktion bilden sich bei einer Temperatur von etwa 60°C organisch-anorganische Keime. Während des Übergangs vom Sol zum Gel in einem thermischen Prozess können die an die Alkoholate gebundenen Metallionen in das sich bildende Netzwerk eingelagert werden. In einem abschließenden Verfahrensschritt, dem sog. Calcinieren, werden bei einer Temperatur von 300–500°C die organischen Bestandteile entfernt, wobei hochdisperse Pigmente in kristalliner oder amorpher Form als Reaktionsprodukt entstehen.In a sol-gel process according to the invention, alkoxides with salts (eg chlorides) form a polar solution. In the precipitation reaction, the metal ion complexes substitute the silicon in a first substitution hydrolysis reaction. In this case, an organometallic complex is inserted into the inorganic matrix of the gel. In the subsequent condensation reaction, organic-inorganic nuclei are formed at a temperature of about 60 ° C. During the transition from sol to gel in a thermal process, the metal ions bound to the alcoholates can be incorporated into the forming network. In a final process step, the so-called. Calcining, at a temperature of 300-500 ° C. removes the organic constituents, resulting in highly dispersed pigments in crystalline or amorphous form as a reaction product.

Bei der zweiten Verfahrensvariante der Erfindung werden den Ausgangsmaterialien Siliciumtetrachlorid, Wasserstoff und Sauerstoff, die als wässerige oder methanolische Lösung pyrolisiert werden, Metallsalze, wie z.B. Chloride, Nitride, Azetate, Nitrate oder Karbonate beigegeben. Die Metallionen liegen hier bereits vor der Pyrolyse gelöst vor und werden in der Pyrolyse in die amorphen Siliciumdioxidpartikel eingebaut. Metallionen aus Metalloxiden, Sulfiden, Hydraten und Carbonaten gehen während der Pyrolyse in Lösung. Die Pyrolyse erfolgt bei Temperaturen zwischen 1.000 und 1.800 Grad Celsius. Der Schmelzpunkt von Quarz liegt bei 1.710 Grad Celsius, wobei sich unter Atmosphärendruck amorphes Quarzglas bildet.at The second process variant of the invention are the starting materials Silicon tetrachloride, hydrogen and oxygen, as aqueous or methanolic solution pyrolyzed, metal salts, e.g. Chlorides, nitrides, acetates, Added nitrates or carbonates. The metal ions are already here solved before the pyrolysis before and become in the pyrolysis in the amorphous silica particles built-in. Metal ions of metal oxides, sulfides, hydrates and Carbonates go through the pyrolysis in solution. Pyrolysis takes place at temperatures between 1,000 and 1,800 degrees Celsius. The melting point of quartz is 1,710 degrees Celsius, being below atmospheric pressure amorphous quartz glass forms.

Bei einer weiteren Variante erfolgt die Färbung der pyrogenen Kieselsäure nicht in der Pyrolyse selbst, sondern durch eine anschließende Erwärmung bis zum Schmelzpunkt der pyrogenen Kieselsäure. In diesem hochreaktiven Zustand werden die Metallionen an die amorphe Gitterstruktur der pyrogenen Kieselsäure angelagert.at In another variant, the color of the fumed silica is not in the pyrolysis itself, but by a subsequent heating up to the melting point of fumed silica. In this highly reactive Condition, the metal ions to the amorphous lattice structure of fumed silica attached.

Bei beiden Verfahren kann die Morphologie, die Farbe und die Größe der Aggregate durch die Flammentemperatur, die Verweilzeit der Additive in der Flamme und durch die Konzentration der Additive beeinflusst werden. Mit der Eigenschaft von Pigmenten in allen Skalierungen der Palette kann die pyrogene Kieselsäure für alle bereits bekannten Anwendungen verwendet werden, wobei der Zusatz herkömmlicher Pigmente ganz oder teilweise entfällt. Bei der Verwendung pyrogener Kieselsäure als Dämmstoff werden spezielle Trübemittel, wie z.B. Siliciumkarbid zugesetzt, um eine Wärmeübertragung durch infrarote Strahlung zu unterbinden. Diese Trübestoffe können entfallen, wenn die pyrogene Kieselsäure selbst eine opake Färbung aufweist.at Both methods can change the morphology, color and size of the aggregates by the flame temperature, the residence time of the additives in the Flame and be influenced by the concentration of additives. With the property of pigments in all scales of the palette can the fumed silica for all already known applications are used, the addition conventional Partially or completely omitted pigments. When using pyrogenic silica as an insulating material become special opacifiers, such as. Silicon carbide added to heat transfer by infrared To prevent radiation. These opacifiers can be eliminated if the pyrogens silica even an opaque coloring having.

Hochdisperse Pigmente beeinflussen nicht nur das Fließverhalten von pulverförmigen Farben und Lacken, sondern entfalten unterschiedliche Farbwirkungen, von opaken Farben über transluzente Farben bis hin zu irisierenden und opalisierenden Effekten. Dazu kommt eine Verbesserung der Kratzfestigkeit von Farben, Lacken und Druckfarben. Bei Sol-Gel-Beschichtungen bewirken die hochdispersen Pigmente gut haftende anorganisch-organische Hybridsysteme für harte und flexible Oberflächen. Hochdisperse Pigmente sind aber auch bestens für die Vernetzung von Polymeren geeignet und erhöhen die Festigkeit von Kunststoffen, Kautschuk und Klebstoffen.highly dispersed Pigments not only influence the flow behavior of powdery colors and paints, but unfold different color effects, from opaque colors over translucent colors to iridescent and opalescent effects. In addition, there is an improvement in the scratch resistance of paints and varnishes and printing inks. In sol-gel coatings cause the highly dispersed Pigments well-adherent inorganic-organic hybrid systems for hard and flexible surfaces. However, highly dispersed pigments are also ideal for crosslinking polymers suitable and increase the strength of plastics, rubber and adhesives.

Die Anwendungspalette erfindungsgemäßer hochdisperser Pigmente reicht vom Farbstoff für chemische, pharmazeutische und kosmetische Produkte bis hin zu Nahrungsmitteln. Bei der Anwendung als mikroporöser Dämmstoff ist von Bedeutung, dass ein erfindungsgemäßes, dunkles bis schwarzes Pigment strahlungsabsorbierend wirkt und den Zusatz eines entsprechenden Trübemittels erübrigt. Elektrisch lei tende, erfindungsgemäße Pigmente bilden den Grundstoff für neuartige, photovoltaische Beschichtungen.The Application range inventive highly dispersed Pigments range from the dye for chemical, pharmaceutical and cosmetic products to food. When used as a microporous insulation is important that an inventive, dark to black Pigment absorbs radiation and the addition of a corresponding turbid medium unnecessary. Electrically conductive pigments of the invention form the base material for novel, photovoltaic coatings.

1 zeigt einen Sol-Gel-Prozess mit anschließender Calcinierung in schematischer Darstellung als erstes erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines hochdispersen Pigments. 1 shows a sol-gel process with subsequent calcination in a schematic representation as the first inventive method for producing a finely divided pigment.

2 zeigt die erfindungsgemäße Herstellung hochdisperser Pigmente aus Clustern pyrogener Kieselsäure in schematischer Darstellung. 2 shows the preparation according to the invention of highly dispersed pigments from clusters of pyrogenic silica in a schematic representation.

Weitere Erläuterungen gehen aus der Figurenbeschreibung hervor.Further Explanations go out of the description of the figure.

In 1 zeigen drei Verfahrensschritte den Weg vom Sol (100) zum Gel (101) und die Weiterbildung des Gels (101) zu einem hochdispersen Pigment (3) durch Calcinierung bei einer Temperatur bis 700°C. Nach dem dritten Verfahrensschritt liegt die Fällungskieselsäure (10) als Xerogel (103) oder als farbiges SiO2-Pulver (104) vor. Das Sol (100) besteht aus einem in Wasser gelösten Tetramethylorthosilikat als erste Phase und aus Alkoholaten, an die unterschiedliche Metallionen (2) gebunden werden. Durch Hydrolyse und Kondensation bilden sich in Abhängigkeit vom pH-Wert entweder kettenförmig strukturierte Oligomere oder entsprechende Gelnetzwerke. In der Phase der Gelierung wird dem Gel (101) unter Einwirkung von Temperatur und Vakuum das Lösungsmittel entzogen. Es kommt zur Schrumpfung und Rissbildung des Gelkörpers. Das Volumen ändert sich entsprechend der verdampften Flüssigkeitsmenge. Während der anschließenden Calcinierung werden bei 100–200°C adsorbierte Lösungsmittelteilchen abgegeben. Bei 300–500°C werden organische Reste zersetzt und flüchtige Moleküle durch Polymerisation und Kondensation abgespalten. Durch die Calcinierung erhält man ein hochdisperses Piment (3) als farbiges SiO2-Pulver (104). Durch die Calcinierung sollten sich dabei die Metallionen in das SiO2-Netzwerk eingebaut haben.In 1 three steps show the way from the sol ( 100 ) to the gel ( 101 ) and the further education of the gel ( 101 ) to a highly dispersed pigment ( 3 ) by calcination at a temperature up to 700 ° C. After the third process step, the precipitated silica ( 10 ) as a xerogel ( 103 ) or as colored SiO 2 powder ( 104 ) in front. The sol ( 100 ) consists of a tetramethyl orthosilicate dissolved in water as the first phase and of alcoholates to which different metal ions ( 2 ). Hydrolysis and condensation form either chain-structured oligomers or corresponding gel networks, depending on the pH. In the gelation phase, the gel ( 101 ) Removed the solvent under the action of temperature and vacuum. It comes to shrinkage and cracking of the gel body. The volume changes according to the amount of evaporated liquid. During the subsequent calcination, adsorbed solvent particles are released at 100-200 ° C. At 300-500 ° C, organic residues are decomposed and volatile molecules are split off by polymerization and condensation. Calcination gives a finely divided allspice ( 3 ) as colored SiO 2 powder ( 104 ). By calcination, the metal ions should have built into the SiO 2 network.

2 zeigt ein neuartiges Pyrolyseverfahren (1, bei dem in der Knallgasflamme (100) aus pulverförmigen, flüssigen oder gasförmigen Ausgangsmaterialien Siliciumtetrachlorid (114) pyrolisiert wird, wobei sich Protopartikel (120), Primärpartikel (121), Aggregate (122) und Agglomerate (123) bilden. Metallionen (2), die aus Metallsalzen (20) oder Metalloxiden (21) oder Sulfiden (22) oder Hydraten (23) oder Carbonaten (24) gelöst werden, lagern sich während der Pyrolyse in die Siliciumdioxidpartikel ein, sodass hochdisperse Pigmente (3) entstehen. Die hochdispersen Pigmente (3) haben zahlreiche vorteilhafte Anwendungen, die in der Beschreibung bereits dargestellt wurden. Für die Farbentfaltung der hochdispersen Pigmente (3) ist es von Bedeutung, dass die Größe der Aggregate (122) und Agglomerate (123) der Wellenlänge des sichtbaren Lichts entspricht. Eine weitere Möglichkeit zur Entfaltung der Farbwirkung der Pigmente besteht in einer vollständigen Benetzung ihrer Oberfläche durch ein Bindemittel in Lacken oder Farben, dessen Lichtbrechungsindex dem der hochdispersen Pigmente entspricht. Um die Metallionen in ausreichender Menge in den Pyrolyseprozess einzubringen, ist es von Vorteil, sie in einem brennbaren Gemisch aus Gasen oder Flüssigkeiten oder Pulvern in den Pyrolyseprozess einzuführen. Hochdisperses Pigment Synthetisch hergestellte Kieselsäure 1 Metallionen 2 Hochdisperse Pigmente 3 Fällungskieselsäure 10 Metallsalze 20 hydrophiles Pigment 30 Sol 100 Chloride 200 hydrophobes Pigment 31 Gel 101 Acetate 201 tageslichttechnisch wirksames Pigment 32 Aerogel 102 Nitrate 202 transluzentes Pigment 320 Xerogel 103 Citrate 203 opakes Pigment 321 SiO2-Pulver 104 Nitride 204 Mischpigment 322 Amorphe Aggregate 105 Metalloxide 21 komplementäres Pigment 323 Kristalline Gitter 106 Sulfide 22 irisierendes Pigment 324 Pyrogene Kieselsäure 11 Hydrate 23 opalisierendes Pigment 325 Flammreaktor 110 Carbonate 24 lichtstreuendes Pigment 326 Knallgasflamme 111 Medium 25 wärmetechnisch wirksames Pigment 33 Siliciumtetrachlorid 112 Kolloidale Lösung 250 infrarotabsorbierendes Pigment 330 Reaktionsprodukte 12 Wässerige Lösung 251 UV-absorbierendes Pigment 331 Protopartikel 120 Alkoholische Lösung 252 hochreflektierendes Pigment 332 Primärpartikel 121 Protische Lösung 253 elektrisch leitendes Pigment 333 Aggregate 122 Aprotische Lösung 254 pharmazeutisch wirksames Pigment 34 Agglomerate 123 Gas (CO2) 255 amorphes Cluster 35 Siliciumdioxidpartikel 124 Flüssigkeit 256 kristallines Gitter 36 Pulver 257 2 shows a novel pyrolysis process ( 1 in which in the oxyhydrogen flame ( 100 ) from powdered, liquid or gaseous starting materials silicon tetrachloride ( 114 ) is pyrolyzed, whereby protoparticles ( 120 ), Primary particles ( 121 ), Aggregates ( 122 ) and agglomerates ( 123 ) form. Metal ions ( 2 ) consisting of metal salts ( 20 ) or metal oxides ( 21 ) or sulfides ( 22 ) or hydrates ( 23 ) or carbonates ( 24 ) are incorporated into the silica particles during the pyrolysis, so that highly dispersed pigments ( 3 ) arise. The highly dispersed pigments ( 3 ) have numerous advantageous applications which have already been presented in the description. For the color development of highly dispersed pigments ( 3 ) it is important that the size of the aggregates ( 122 ) and agglomerates ( 123 ) corresponds to the wavelength of visible light. Another possibility for unfolding the color effect of the pigments consists in a complete wetting of their surface by a binder in paints or inks whose refractive index corresponds to that of the highly dispersed pigments. In order to introduce the metal ions into the pyrolysis process in sufficient quantity, it is advantageous to introduce them into the pyrolysis process in a combustible mixture of gases or liquids or powders. Highly dispersed pigment Synthetically produced silica 1 metal ions 2 Highly dispersed pigments 3 precipitated silica 10 metal salts 20 hydrophilic pigment 30 Sol 100 Chloride 200 hydrophobic pigment 31 gel 101 Acetate 201 daylighting effective pigment 32 airgel 102 nitrates 202 translucent pigment 320 xerogel 103 Citrate 203 opaque pigment 321 SiO 2 powder 104 nitrides 204 mixed pigment 322 Amorphous aggregates 105 metal oxides 21 complementary pigment 323 Crystalline grid 106 sulfides 22 iridescent pigment 324 Pyrogenic silica 11 hydrates 23 opalescent pigment 325 flame reactor 110 Carbonate 24 light-scattering pigment 326 Oxyhydrogen flame 111 medium 25 thermally effective pigment 33 Silicon tetrachloride 112 Colloidal solution 250 infrared-absorbing pigment 330 reaction products 12 Aqueous solution 251 UV-absorbing pigment 331 Proto particles 120 Alcoholic solution 252 highly reflective pigment 332 primary particle 121 Protic solution 253 electrically conductive pigment 333 Aggregate 122 Aprotic solution 254 pharmaceutically active pigment 34 agglomerates 123 Gas (CO 2 ) 255 amorphous cluster 35 silica 124 liquid 256 crystalline grid 36 powder 257

Claims (28)

Synthetisch hergestellte Kieselsäure (1), die entweder als Fällungskieselsäure (10) in einem Sol-Gel-Prozess oder als pyroge ne Kieselsäure (11) durch Pyrolyse in einem Flammreaktor (110) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Kieselsäuren (10, 11) durch gezielte Dotierung mit Metallionen (2) zu mikro- und nanoskaligen, hochdispersen Pigmenten (3) weitergebildet werden.Synthetically produced silica ( 1 ), either as precipitated silica ( 10 ) in one Sol-gel process or as pyrogenic silicic acid ( 11 ) by pyrolysis in a flame reactor ( 110 ), characterized in that the silicas ( 10 . 11 ) by targeted doping with metal ions ( 2 ) to micro- and nanoscale, highly dispersed pigments ( 3 ). Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallionen (2) aus Metallsalzen (20), wie Chloride (200), Acetate (201), Nitrate (202), Citrate (203), Nitride (204), aus Metalloxiden (21), aus Sulfiden (22), aus Hydraten (23) oder aus Carbonaten (24) gelöst werden.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that the metal ions ( 2 ) from metal salts ( 20 ), such as chlorides ( 200 ), Acetates ( 201 ), Nitrates ( 202 ), Citrate ( 203 ), Nitrides ( 204 ), of metal oxides ( 21 ), of sulphides ( 22 ), from hydrates ( 23 ) or carbonates ( 24 ) are solved. Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Lösung (25) der Metallionen (2) eine erotische Lösung (253) oder eine aprotische Lösung (254) in einem wässerigen Medium (251) oder einem alkoholischen Medium (252) genutzt wird.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that to the solution ( 25 ) of the metal ions ( 2 ) an erotic solution ( 253 ) or an aprotic solution ( 254 ) in an aqueous medium ( 251 ) or an alcoholic medium ( 252 ) is being used. Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fällungskieselsäure (10) in einem Sol-Gel-Prozess durch Calcinierung zu einem hochdispersen Pigment (3) weitergebildet wird.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that the precipitated silica ( 10 ) in a sol-gel process by calcination to a highly dispersed pigment ( 3 ) is further developed. Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fällungskieselsäure (10) als hochdisperses Pigment (3) in Form eines Aerogels (102), eines Xerogels (103) oder eines SiO2-Pulvers (104) vorliegt.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that the precipitated silica ( 10 ) as a highly dispersed pigment ( 3 ) in the form of an airgel ( 102 ), a xerogel ( 103 ) or a SiO 2 powder ( 104 ) is present. Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fällungskieselsäure (10) durch Synerese von amorphen Aggregaten (105) in eine kristalline Struktur (106) übergeht.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that the precipitated silica ( 10 ) by syneresis of amorphous aggregates ( 105 ) into a crystalline structure ( 106 ) passes over. Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mit Metallionen dotierte Fällungskieselsäure (10) amorphe Aggregate (105) oder kristalline Gitter (106) bildet, wobei die Metallionen (2) in Clustern (35) angeordnet sind, deren Gitterkonstanten der Wellenlänge des sichtbaren Lichts entsprechen.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that the precipitated silica doped with metal ions ( 10 ) amorphous aggregates ( 105 ) or crystalline grids ( 106 ), wherein the metal ions ( 2 ) in clusters ( 35 ) whose lattice constants correspond to the wavelength of the visible light. Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung der Fällungskieselsäure (10) der Sol-Gel-Prozess durch Katalysatoren, wie Säuren und Laugen beeinflusst wird, wobei kettenförmig strukturierte Oligomere, Gel-Neztwerke oder partikuläre Strukturen erzeugt werden.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that in the production of precipitated silica ( 10 ) the sol-gel process is influenced by catalysts such as acids and alkalis to produce chain-structured oligomers, gel networks or particulate structures. Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fällungskieselsäure (10) durch basische Katalyse ein kolloidales SiO2-Sol bildet, dass durch Calcinierung in ein SiO2-Pulver (104) übergeht.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that the precipitated silica ( 10 ) forms a colloidal SiO 2 sol by basic catalysis, that by calcination into a SiO 2 powder ( 104 ) passes over. Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die pyrogene Kieselsäure (11) innerhalb eines Flammreaktors (110) aus Siliciumtetrachlorid (112) in einer Knallgasflamme (111) gebildet wird, wobei die Metallionen (2) bereits in gelöster Form als Metallsalze (20) in wässeriger Lösung (251) oder alkoholischer Lösung (252) in den Flammreaktor (110) gelangen.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that the fumed silica ( 11 ) within a flame reactor ( 110 ) of silicon tetrachloride ( 112 ) in a blast gas flame ( 111 ), wherein the metal ions ( 2 ) already in dissolved form as metal salts ( 20 ) in aqueous solution ( 251 ) or alcoholic solution ( 252 ) in the flame reactor ( 110 ) reach. Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Herstellung der pyrogenen Kieselsäure (11) die Metallionen (2) aus Metalloxiden (21), oder Sulfiden (22), oder Hydraten (23) oder Carbonaten (24) in der Pyrolyse in der Knallgasflamme (111) gelöst werden.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that in the preparation of fumed silica ( 11 ) the metal ions ( 2 ) of metal oxides ( 21 ), or sulfides ( 22 ), or hydrates ( 23 ) or carbonates ( 24 ) in pyrolysis in the oxyhydrogen flame ( 111 ) are solved. Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Flammreaktor (110) eine unlösbare Verbindung zwischen den Metallionen (2) und den Reaktionsprodukten (12), Protopartikeln (120), Primärpartikeln (121), Aggregaten (122) und Agglomeraten (123) entsteht.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that in the flame reactor ( 110 ) a permanent bond between the metal ions ( 2 ) and the reaction products ( 12 ), Protoparticles ( 120 ), Primary particles ( 121 ), Aggregates ( 122 ) and agglomerates ( 123 ) arises. Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Herstellungsprozess der pyrogenen Kieselsäure (11) die Farbe, Größe und Morphologie der hochdispersen Pigmente (3) durch die Flammentemperatur, die Einwirkungsdauer und die Dosierung der Metallionen (2) beeinflussbar ist.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that in the manufacturing process of fumed silica ( 11 ) the color, size and morphology of the highly dispersed pigments ( 3 ) by the flame temperature, the duration of action and the dosage of the metal ions ( 2 ) is influenced. Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Färbung der pyrogenen Kieselsäure (11) mit Metallionen (2) im Anschluss an die Pyrolyse durch erneutes Erhitzen der pyrogenen Kieselsäure (11) bis an den Schmelzpunkt erfolgt.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that the color of the fumed silica ( 11 ) with metal ions ( 2 ) following pyrolysis by re-heating the fumed silica ( 11 ) until the melting point. Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Siliciumdioxidpartikel (124) der pyrogenen Kieselsäure (11) durch erneutes Erhitzen bis an den Schmelzpunkt untereinander zu einem amorphen Cluster (35) verbunden werden, wobei die Gitterkonstante der Metallionen (2) der Wellenlänge des sichtbaren Lichts entspricht.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that the silica particles ( 124 ) of fumed silica ( 11 ) by reheating to the melting point to an amorphous cluster ( 35 ), the lattice constant of the metal ions ( 2 ) corresponds to the wavelength of visible light. Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hochdispersen Pigmente (3) von einem transluzenten Bindemittel, dessen Lichtbrechungszahl der Lichtbrechungszahl pyrogener Kieselsäure entspricht, vollständig benetzt werden.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that the highly dispersed pigments ( 3 ) are completely wetted by a translucent binder whose refractive index corresponds to the refractive index of fumed silica. Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hochdispersen Pigmente (3) durch Metallionen (2) gefärbt oder entfärbt werden können, wobei für die Entfärbung die komplementäre Farbe der Verfärbung verwendet wird.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that the highly dispersed pigments ( 3 ) by metal ions ( 2 ) can be dyed or decolorized using the complementary color of the discoloration for decolorization. Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hochdispersen Pigmente (3) als hydrophile Pigmente (34) oder hydrophobe Pigmente (35) die Farbe und das Fließverhalten von flüssigen und pulverförmigen Farben und Lacken bestimmen.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that the highly dispersed pigments ( 3 ) as hydrophilic pigments ( 34 ) or hydrophobic pigments ( 35 ) determine the color and flow behavior of liquid and powdered paints and varnishes. Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hochdispersen Pigmente (3) einer Kautschuk- oder Kunststoffmischung, wie z.B. einem Reifen beigegeben werden.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that the highly dispersed pigments ( 3 ) are added to a rubber or plastic mixture, such as a tire. Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hochdispersen Pigmente (3) einem kosmetischen Produkt, wie z.B. Lippenstift, Wimperntusche, Make Up oder Nagellack beigegeben werden.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that the highly dispersed pigments ( 3 ) are added to a cosmetic product, such as lipstick, mascara, make-up or nail polish. Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hochdispersen Pigmente (3) als wärmetechnisch wirksame Pigmente (33) einen Infrarot absorbierenden Dämmstoff (330) bilden, wobei z.B. Manganoxid eine opake Färbung bewirkt.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that the highly dispersed pigments ( 3 ) as thermally active pigments ( 33 ) an infrared absorbing insulation material ( 330 ), wherein, for example, manganese oxide causes an opaque coloring. Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmetechnisch wirksamen Pigmente (33) mit Stützfasern versehen und zu einer Dämmstoffplatte gepresst werden.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that the thermally active pigments ( 33 ) are provided with supporting fibers and pressed to an insulating plate. Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wärmetechnisch wirksamen Pigmente (33) als drucksteifer Dämmstoffkörper zwischen zwei Glasscheiben eingebaut werden, wobei über einen vakuumdichten Randverbund der Glasscheiben ein Unterdruck im Scheibenzwischenraum angelegt wird.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that the thermally active pigments ( 33 ) are installed as pressure-resistant insulating body between two glass panes, wherein a negative pressure in the space between the panes is applied via a vacuum-tight edge bond of the glass panes. Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hochdispersen Pigmente (3) die Festigkeit und Zähigkeit einer Gummimischung beeinflussenSynthetically produced silica according to claim 1, characterized in that the highly dispersed pigments ( 3 ) affect the strength and toughness of a rubber compound Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die hochdispersen Pigmente (3) als wärmetechnisch wirksame Pigmente (33) energiereiche Lichtstrahlung in elektrische Energie umwandeln.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that the highly dispersed pigments ( 3 ) as thermally active pigments ( 33 ) convert energy-rich light radiation into electrical energy. Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei tageslichttechnisch wirksamen Pigmenten (32) die amorphen Cluster (35) so eingestellt werden können, dass ein irisierendes Pigment (324) oder ein opalisierendes Pigment (325) entsteht.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that in daylight-technically active pigments ( 32 ) the amorphous clusters ( 35 ) can be adjusted so that an iridescent pigment ( 324 ) or an opalescent pigment ( 325 ) arises. Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrisch leitendes Pigment (34) als Halbleiter wirkt, wobei sich bei Lichtstrahlung eine elektrische Spannung aufbaut.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that an electrically conductive pigment ( 34 ) acts as a semiconductor, wherein an electrical voltage builds up in the case of light radiation. Synthetisch hergestellte Kieselsäure nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein tageslichttechnisch wirksames Pigment (32) abhängig von der Dosierung der Metallionen (2) als transluzentes Pigment (320) oder als opakes Pigment (321) hergestellt wird.Synthetically produced silica according to claim 1, characterized in that a daylight-effective pigment ( 32 ) depending on the dosage of the metal ions ( 2 ) as a translucent pigment ( 320 ) or as an opaque pigment ( 321 ) will be produced.
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