DE1454755A1 - Process for the production of powdery pigment preparations - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung von pulverförmigen Pigmentzubere itunen Das Färben von Kunststoffen erfolgt in der Regel mit organischen oder anorganischen Pigmenten. Bekanntlich bereitet es hierbei grobe Schweierigkeiten, eine aus optischen und wirtschaftlichen Gründen notwendige Feindispergierung der Pigmente in den Kunststoffen zu erreichen. Während die bei der Pigmentierung von Lack- und Druckfarben nötige Anreibarbeit zur Zerkleinerung der Pigmentagglomerate auf geeigneten Aggregaten, wie Dreiwalzenstühlen oder Trichtermühlen, geleistet wird, sollen bei der Pigmentierung von Kunststoffen die während der Verarbeitung im Material auftretenden Scherkräfte eine optimal mögliche Zerkleinerung auch harter Pigmentagglomerate bewirken. Nicht genügen@ dispergierte Pigmentpartikel fUhren dabei zu unregelmäßig gefärbten Oberflächen und können bei der Herstellung von Blas-oder Kalanderfolien Löcherbildung bewirken. Außerdem sind ungetugend dispergierte Pigmente unwirtschaftlich, da mit ihnen die maximale Farbstärke des Pigments nicht ausgenützt wird.Process for the production of powdery pigment preparations The coloring of plastics is usually done with organic or inorganic Pigments. As is well known, there are serious difficulties here, one of optical reasons Fine dispersion of the pigments in the plastics, which is necessary for economic reasons to reach. While that is necessary for the pigmentation of paints and printing inks Grinding work to crush the pigment agglomerates on suitable aggregates, such as three-roller mills or hopper mills, should be done during pigmentation of plastics, the shear forces that occur in the material during processing cause an optimally possible comminution of even hard pigment agglomerates. not Sufficient @ dispersed pigment particles lead to irregularly colored surfaces and can cause the formation of holes in the manufacture of blown or calendered films. In addition, poorly dispersed pigments are uneconomical because they cause the maximum color strength of the pigment is not used.

Man hat deshalb schon vorgeschlagen, anstelle der Pigmente selbst in Kunststoffen besser dispergierbare Pigmentzubereitungen zu verwenden. die aus Pigmenten und Bindemitteln bestehen. Solche Pigmentzubereitungen werden z.B erhalten, wenn man die Pigmente den geeigneten Bindemitteln durch Walzen oder Kneten bei Temperaturen, die über dem Schmelz- oder Erweichungspunkt des Bindemitte liegen, einverleibt Dieses Verfahren ist energieaufwendig und hat den Nachteil, daß bei den erforderlichen hohen Temperaturen Pigmente und Bindemittel unerwänscht verändert werden können Die hierbei erhaltenen Konzentrate müssen auch noch durch Zerkleinern oder Mahlen in eine für das Färben von Kunststoffen anwendungstechnisch günstige Form überführt werden.It has therefore already been suggested that instead of the pigments themselves to use pigment preparations that are better dispersible in plastics. from Pigments and binders exist. Such Pigment preparations are obtained, for example, when the pigments are added to the appropriate binders by rolling or kneading at temperatures above the melting or softening point of the binder lying, incorporated This process is energy-intensive and has the disadvantage that pigments and binders are undesirable at the required high temperatures can be changed The concentrates obtained in this way also have to go through Crushing or grinding into one for the coloring of plastics from an application point of view favorable form are transferred.

Nach einem anderen bekannten Verfahren erhält man Pigment zuberetungen, die sich zum Färben von Kunststoffen eignen, durch Mischen einer wäßrigen, ein Dispergiermittel enthaltenden, Pigmentmasse mit einer waßrigen Bindemitteldispersion und anschließendes Koagulieren Dieses Verfahren ist umständlich. Auch hierbei ist es meist erforderlich, das Pigmentkonzentrat nach dem Trocknen zu zerkleinern.Another known process gives pigment preparations, which are suitable for coloring plastics, by mixing an aqueous, a dispersing agent containing, pigment composition with an aqueous binder dispersion and then Coagulation This procedure is cumbersome. Here, too, it is usually necessary to comminute the pigment concentrate after drying.

Es wurde nun überraschend gefunden, daB man pulverförmige Pigmentzubereitungen, die zur Einfärbung von Kunststoffen dienen, durch Mischen von Pigmenten und thermoplastischen Kunststoffen besonders vorteilhaf erhalten kann, wenn man pulverförmige Pigmentfarbstoffe und pulverförmige thermoplastische Kunststoffe verwendet und während des Mischens die Teniperatur so niedrig hält, daß das Gemisch pulverförmig bleibt Als Pigmente können anorganische oder organische Pigmente verwendet werden. Als thermoplastische Kunststoffe seien z.B. genannt: Polymerisate und Copolymerisate des Vinylchlorids oder Polyolefine von verschiedenem Molekulargewicht, wie Polyäthylen.It has now been found, surprisingly, that pulverulent pigment preparations, which are used to color plastics by mixing pigments and thermoplastics Plastics can be obtained particularly advantageously if powdered pigment dyes are used and powdered thermoplastics are used and during mixing keeps the temperature so low that the mixture remains in powder form. As pigments inorganic or organic pigments can be used. As thermoplastic Examples of plastics are: Polymers and copolymers of vinyl chloride or polyolefins of various molecular weights, such as polyethylene.

Diese thermoplastischen Kunststoffe werden in fein pulverisierter Form verwendet, Die neuen pulverförmigen Pigmentzubereitungen haben einen Pigmentantell von etwa 5 bis 90%> vorzugsweise 20 bis 50%.These thermoplastics are powdered in finely Form used, The new powdery pigment preparations have a pigment shell from about 5 to 90%> preferably 20 to 50%.

Das Verfahren zur Herstellung der neuen pulverförmigen Pigmentzubereitungen kann mit intensiven Mischaggregaten, wie Kugelmühlen, Kollergängen oder Fluidmischern, durchgeführt werden.The process for the production of the new powdery pigment preparations can be done with intensive mixing units, such as ball mills, pan mills or fluid mixers, be performed.

Zweckmäßig arbeitet man bei Zimmertemperatur, wobei sich die Reibungswärme in der Regel nicht störend auswirkt. Man kann das Mischen aber auch bei höheren Temperaturen durchführen, wobei man jedoch den Schmelz- oder Erweichungspunkt des verwendeten thermoplastisehen Kunststoffs nicht erreichen darf. Nach dem neuen Verfahren erhält man nicht stäubende und rieselfähige pulverförmige Pigmentzubereitungen, die in einer für das Färben von Kunststoffen günstigen Form vorliegen. Da eine weitere Aufbereitung durch Zerkleinern oder Mahlen nicht mehr notwendig ist, kann man sie auf den üblichen Kunststoffverarbeitungsmaschinen, wie Walzwerken, Extrudern, Spritzgußmaschinen oder Knetern direkt in die Kunststoffe einarbeiten. Die Menge der hierbei verwendeten Pigmentzubereitung richtet sich nach der gewünschten Farbtiefe Die Konzentration des Farbstoffs im Kunststoff liegt in der Regel bei 0,1 bis 5%, bezogen auf reines Pigment.It is advisable to work at room temperature, with the frictional heat dissipating usually does not have a disruptive effect. But you can also mix at higher Perform temperatures, however, the melting or softening point of the thermoplastic plastic used must not reach. According to the new procedure non-dusting and free-flowing powdery pigment preparations are obtained, which are in a form that is favorable for coloring plastics. There another Processing by crushing or grinding is no longer necessary, they can be used on the usual plastics processing machines, such as rolling mills, extruders, injection molding machines or kneaders directly into the plastics. The amount of used in this Pigment preparation depends on the desired depth of color The concentration of the dye in the plastic is usually 0.1 to 5%, based on pure Pigment.

Die nach dem Verfahren der Erfindung erhältlichen Pigmentzubereitungen vereinen in sich die Vorteile granulatförmiger und pulverförmiger Färbemittel ohne deren Nachteile zu besitzen. Sie sind praktisch nicht stäuben und rieselfähig. Durch ihre geringe Teilchengröße lassen sich auch kleinste Mengen schon beim Einmischen gleichmäßig verteilen. SieFeichnen sich durch leichte und schnelle Dispergierbarkeit in Kunststoffen aus und sind den bekannten pulverförmigen Pfgmentverschnitten, die man z. B. durch Verkollern der Pigmente mit anorganischen Substraten, wie Schwerspat, Kalkspat, erhalt, In der Dispergierbarkeit überlegen.The pigment preparations obtainable by the process of the invention combine the advantages of granular and powdery Colorants without having their disadvantages. They are practically not dusty and pourable. Thanks to their small particle size, even the smallest amounts can be used Distribute evenly when mixing in. They draw themselves through light and fast Dispersibility in plastics and are cut from the well-known powdery pfgment blends, which one z. B. by agglutination of the pigments with inorganic substrates, such as barite, Calcite, preserved, superior in dispersibility.

Die in den Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile, Beispiel 1 a) Herstellung der Pigmentzubereitung 20 Teile des feinverteilten Farbstoffs Pigment Blue 15 (Colour Index (1956) NoO 74 160) werden mit 80 Teilen eines feinpulvrigen Polyäthylens vom Molekulargewicht 5000 in einer Kugelmühle 8 Stunden gemischt Man erhält eine zum Färben von Kunststoffmassen sehr gut geeignete pulverförmige Pigmentzubereitung mit einer Tellchengröße von 100 bis 200 µ. b) Dispergierung der Pigmentzubereitung in einem Polyäthylen-Spritzgußteil: 1 Teil der nach a) hergestellten Pigmentzubereitung wird auf 100 Teile ungefärbtes Polyäthylengranulat der Dichte o, 960 in einem Trommelmischer aufgetrommelte Die Masse wird auf einer Kolbenspritzgußmaschine bei 2400C Zylindertemperatur verspritzt. The parts given in the examples are parts by weight, example 1 a) Production of the pigment preparation 20 parts of the finely divided dye pigment Blue 15 (Color Index (1956) NoO 74 160) are mixed with 80 parts of a finely powdered Polyethylene of molecular weight 5000 mixed in a ball mill for 8 hours. Man receives a powdery pigment preparation which is very suitable for coloring plastic masses with a small plate size of 100 to 200 µ. b) Dispersion of the pigment preparation in a polyethylene injection-molded part: 1 part of the pigment preparation prepared according to a) is added to 100 parts of uncolored polyethylene granules with a density of 0.960 in a drum mixer The mass is drummed up on a piston injection molding machine at 2400C cylinder temperature splashed.

Das erhaltene Spritzgußteil ist homogen durchgefärbt und weist keine Farbstoffstippen auf. c) Dispergierung der Pigmentzubereitung in einer Polyäthylen-Blasfolie: 10 Teile der nach a) hergestellten Präparation werden mit 90 Teilen Polyäthylen der Dichte 0,918 wie unter b) beschrieben gemischt und auf einem Blasextruder zu einer 5071-Folie verblasen. The injection molded part obtained is homogeneously colored and has none Dye specks on. c) dispersing the pigment preparation in a blown polyethylene film: 10 parts of the preparation prepared according to a) mixed with 90 parts of polyethylene of density 0.918 as described under b) and blown into a 5071 film on a blow extruder.

Die Folie weist kein undispergiertes Pigment auf. d) Vergleich der Pigmentpräparation mit dem entsprechenden 100%-igen Pigment und einer analog a) hergestellten Verkollerung aus 20 Teilen Pigment und 80 Teilen Bariumsulfat: Auf einem Mischwalzwerk werden Stufenwalzungen durchgeführt, indem man nach jeweils 2, 4, 6, 8 und 10 Minuten Walzzeit Proben entnimmt. Gefärbt wird Polyäthylen von der Dichte 0,918 mit dC) 0,5 Teilen der Pigmentzubereitung, deren Herstellung unter a) beschrieben wurde, ß) 0,1 Teilen Pigment und) 0, 5 Teilen einer analog a) hergestellten Verkollerung aus 20 Teilen Pigment und 80 Teilen Bariumsulfat. The film has no undispersed pigment. d) Comparison of the Pigment preparation with the corresponding 100% pigment and one analogous to a) produced collapse from 20 parts of pigment and 80 parts of barium sulfate: Auf a mixing mill, step rolling is carried out by one after each Samples are taken from 2, 4, 6, 8 and 10 minutes of rolling time. Polyethylene is colored by the density 0.918 with dC) 0.5 parts of the pigment preparation, their production under a) has been described, ß) 0.1 part of pigment and) 0.5 parts of one prepared analogously to a) Collapse from 20 parts of pigment and 80 parts of barium sulfate.

Während die Probe cC) bereits nach 4 Minuten Walzzeit eine einwandfreie Pigmentdispergierung zeigt, benötigt die Probe 33 8 Minuten Walzzeit bis zur vollständigen Dispergierung, Probe ß) zeigt nach 10 Minuten Walzzeit noch Farbstoffstippen. While the sample cC) was already perfect after 4 minutes of rolling time Shows pigment dispersion, the sample 33 needs 8 minutes of rolling time to complete Dispersion, sample β) still shows specks of dye after a rolling time of 10 minutes.

Beispiel 2 a) Herstellung der Pigmentzubereitung 40 Teile des feinverteilten Farbstoffs Vat Blue 4 (Colour Index (1956) No. 69 800) werden mit 60 Teilen Polyvinylchlorid-Pulver vom K-Wert 70 bis 73 auf einer Retsch-Mühle 2 Stunden gemahlen. Example 2 a) Production of the pigment preparation 40 parts of the finely divided Vat Blue 4 dye (Color Index (1956) No. 69 800) are mixed with 60 parts of polyvinyl chloride powder from the K value 70 to 73 ground on a Retsch mill for 2 hours.

Die Pigmentpräparation liegt anschließend in gut verarbeitbarer Form vor Die Teilchengröße beträgt etwa 50 µ. b) Einarbeitung der Pigmentzubereitung in ein Weich-Polyvinylchlorid Profil Die nach a) hergestellte Pigmentzubereitung wird in einem Henschel-Fluidmischer in einen üblichen Weich-Polyvinylchlorsd-Ansatz eingearbeitet und diese Mischung auf einem Extruder zu einem Profil verarbeitet, Die Oberfläche des Profils weist keine Farbstoffschlieren oder -stippen auf The pigment preparation is then in a form that is easy to process The particle size is about 50 µ. b) Incorporation of the pigment preparation into a soft polyvinyl chloride profile The pigment preparation produced according to a) is in a Henschel fluid mixer in a standard soft polyvinylchloride formulation incorporated and this mixture processed into a profile on an extruder, The surface of the profile does not show any dye streaks or specks

Claims (1)

Patentanspruch Verfahren zur Herstellung von pulverförmigen Pigmentzubereitungen durch Mischen von Pigmenten und thermoplastischen Kunststoffen, dadurch gekennzeichnet, daß man pulverförmige Pigmentfarbstoffe ung pulverförmige thermoplastische Kunststoffe verwendet und während des Mischens die Temperatur so niedrig hält, d*ß das Gemisch pulverförmig bleibt.Patent claim Process for the production of powdery pigment preparations by mixing pigments and thermoplastics, characterized in that one powdery pigment dyes and powdery thermoplastics used and while mixing the temperature so low that the mixture remains powdery.