DE69110729T3

DE69110729T3 - Aluminiumpigment und dessen Herstellungsverfahren.

Info

Publication number: DE69110729T3
Application number: DE69110729T
Authority: DE
Inventors: Yasunobu Nishiibaraki-Gun Ibaraki-Ken Imasato; Mikio Mito-Shi Suzuki
Original assignee: Asahi Kasei Metals Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Metals Ltd
Priority date: 1990-04-11
Filing date: 1991-04-09
Publication date: 1999-06-17
Anticipated expiration: 2011-04-10
Also published as: KR910018498A; CA2039949C; JP2575516B2; DE69110729D1; DE69110729T2; EP0451785B2; US5127951A; EP0451785B1; EP0451785A1; KR940005837B1; CA2039949A1; JPH03294360A

Description

Stand der Technik für die Erfindung

Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Aluminiumpigment und ein Verfahren zu dessen Herstellung. Insbesondere betrifft sie ein Aluminiumpigment, das in Hochqualitäts-Metallicanstrichstoffen, beispielsweise Hochqualitäts-Metallicanstrichstoffen für Autokarosserien und Automobilteile, Metallicanstrichstoffen für die Automobilreparatur, Metallicanstrichstoffen für elektrische Haushaltgeräte, Hochqualitäts-Metallicanstrichstoffen für industrielle Zwecke und Hochqualitäts-Metallicdruckfarben, beispielsweise für den Tiefdruck, Offsetdruck und Siebdruck und für Kunststoffe, verwendet wird.
Noch spezieller betrifft die Erfindung ein verbessertes Aluminiumpigment, das Anstrichschichten, Drucken, Kunststoffschichten und anderen obengenannten Materialien mit üblichen Aufbringverfahren ein höheres Reflexionsvermögen als bisher und ein sehr hohes Substrat-Deckvermögen verleihen kann.

Beschreibung des Standes der Technik

Aluminiumpigmente sind im allgemeinen durch ihr einzigartiges metallisches Aussehen, das andere Pigmente nicht besitzen, und ihr ausgezeichnetes Substrat-Deckvermögen charakterisiert und werden für obengenannte Zwecke in breitem Umfang verwendet.
In den letzten Jahren ist das Aussehen von Kraftfahrzeugen wichtig geworden. In der Tat ist es Mode geworden, den Wert des Karosserieanstrichs des Kraftfahrzeuges dem dessen Grundfunktionen gleichzusetzen oder sogar noch höher zu bewerten. Ein Karosserieanstrich aus den letzten Jahren, der eine weiße Farbe und einen glänzenden Silbermetallicfarbton aufweist, ist aus der Mode gekommen, demgegenüber hat ein weicher Metallicfarbton mit Perlglanz an Popularität gewonnen.
Es stehen verschiedene Typen von Anstrichstoffen zur Verfügung, die einen weichen Metallicton ergeben. Grundsätzlich enthalten alle diese Anstrichstoffe ein spezielles Pigment, das eine Licht-interferierende Wirkung besitzt (dieses spezielle Pigment wird anschließend als Perlpigment bezeichnet). Ein Perlpigment hat jedoch wenig oder kein Substrat-Deckvermögen, da es im allgemeinen transparent und lichtdurchlässig ist. Deshalb ist vor dem Aufbringen eines ein Perlpigment enthaltenden Anstrichstoffs eine Grundierungsstufe erforderlich, um das Substrat abzudecken. In jüngster Zeit sind Versuche unternommen worden, diese Grundierungsstufe einzusparen, indem eine Beschichtung durch Vermischen des Perlpigments mit einem Aluminiumpigment hergestellt wird. Diese Beschichtung weist jedoch das schwerwiegende Problem auf, daß durch das Vermischen der weiche Metallicfarbton verschlechtert wird, welcher das Perlpigment charakterisiert. Dieses Problem wird vom Aluminiumpigment verursacht, das mit dem Perlpigment vermischt ist.
Um ein zufriedenstellendes Deckvermögen zu erreichen, ohne den weichen Metallicfarbton, der das Perlpigment charakterisiert, zu verschlechtern, sind zwei technische Faktoren notwendig. Ein technischer Faktor ist die Minimierung des Anteils des Aluminiumpigments, das mit dem Perlpigment vermischt wird. Um das zu erreichen, ist ein Aluminiumpigment erforderlich, das auch bei einer Verwendung in einem geringen Anteil ein sehr hohes Deckvermögen verleihen kann. Der andere technische Faktor besteht darin, daß das mit dem Perlpigment zu vermischende Aluminiumpigment ein hohes Reflexionsvermögen besitzen muß.
Im allgemeinen wird angenommen, daß der weiche Metallicfarbton, der das Perlpigment charakterisiert, von der Licht-interferierenden Wirkung verursacht wird, welche das Perlpigment besitzt.
Das Perlpigment selbst hat jedoch nur ein sehr niedriges oder im wesentlichen kein Lichtreflexionsvermögen, da das Pigment das meiste Licht durchläßt. Das Lichtreflexionsvermögen gehört zum Aluminiumpigment, das mit dem Perlpigment vermischt ist. Ist das Lichtreflexionsvermögen des Aluminiumpigments niedrig, wird der weiche Metallicton des Perlpigments nicht erzielt und nur ein opaker schwarzer Farbton oder ein Aussehen mit niedrigem wirtschaftlichen Wert erreicht.
Deshalb ist, um das gewünschte Deckvermögen zu erhalten, ohne den weichen Metallicfarbton zu verschlechtern, der das Perlpigment charakterisiert, ein Aluminiumpigment mit hohem Deckvermögen und hohem Lichtreflexionsvermögen erforderlich.
Im allgemeinen besitzt ein Aluminiumpigment mit hohem Deckvermögen ein niedriges Reflexionsvermögen. Deshalb ist es bisher schwierig gewesen, ein Aluminiumpigment bereitzustellen, das sowohl ein ausgezeichnetes Deck- als auch Reflexionsvermögen besitzt.
Wie zuvor festgestellt, geht, solange ein Aluminiumpigment des Standes der Technik eingesetzt wird, der dem Perlpigment eigene weiche Metallicton verloren. Deshalb ist die Entwicklung eines Aluminiumpigments, das zusammen mit dem Perlpigment eingesetzt werden kann, äußerst erwünscht.
Wie dem folgenden zu entnehmen ist, sind einige Versuche unternommen worden, um dieses Problem zu lösen. Beispielsweise wird in der japanischen Patentanmeldung Veröffentlichungsnummer 14358/1974 ein Verfahren gelehrt, in welchem ein Aluminiumpulver in einer Kugelmühle einem Oberflächennaßmahlvorgang unterworfen wird, um ein Aluminiumpigment mit relativ kleinem Teilchendurchmesser und mit hohem Reflexionsvermögen zu erhalten, weiterhin wird ein Aluminiumpigment mit hohem Reflexionsvermögen durch Anwendung einer Vorrichtung erhalten, die im US-Patent Nr. 3 995 815 (japanische Patentveröffentlichung Nr. 500504/1980) beschrieben ist. Unter Verwendung einer ähnlichen Vorrichtung (japanische Patentveröffentlichung Nr. 17142/1984) wird ein Aluminiumpigment mit kleinem Teilchendurchmesser und mit hohem Deckvermögen durch Mahlen während eines langen Zeitraums erhalten.
In EP-A-0 305 158 ist ein schuppenförmiges Aluminiumpigment beschrieben, das für eine Verwendung in einem Anstrichstoff geeignet ist. Das Verhältnis von durchschnittlicher Dicke zu durchschnittlichem Durchmesser der Schuppen wird mit 0,025 : 1 bis 0,3 : 1 und das Verhältnis von Wasserbedeckungsgrad zu spezifischer Oberfläche der Schuppen mit 0,18 : 1 bis 0,4 : 1 angegeben.
US-A-3 901 688 betrifft ein schuppenförmiges Aluminiumpulver mit hohem Spiegelreflexionsvermögen. Dieses Pulver wird durch Naßvermahlen von Aluminiumpulver in einer Kugelmühle in Gegenwart eines Schmiermittels hergestellt, wobei ein Volumenverhältnis von Mahlkugeln zu Pulver von mindestens 15 : 1 und ein Volumenverhältnis von Mahlkugeln zu Mahlflüssigkeit, das vorzugsweise im wesentlichen gleich ist, eingehalten wird.
Jedoch besitzt keines der Aluminiumpigmente, die durch obengenannte Verfahren hergestellt sind, ein zur Verwendung mit einem Perlpigment geeignetes Deck- und Reflexionsvermögen.

Zusammenfassung der Erfindung

Die wesentliche erfindungsgemäße Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Aluminiumpigments mit einem hohen Deck- und Reflexionsvermögen.
Von den Erfindern ist das Verhältnis zwischen den Grundeigenschaften und den optischen Eigenschaften des Aluminiumpigments untersucht und als ein Ergebnis festgestellt worden, daß ein Aluminiumpigment ein hohes Deckvermögen und ein sehr hohes Reflexionsvermögen aufweisen kann, wenn das Verhältnis von spezifischer Oberfläche zu Wasserbedeckungsgrad und der Schuppenbildungsgrad des Aluminiumpigments eingestellt werden. Die Erfindung ist auf Grund dieser Feststellungen ausgeführt worden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

- Fig. 1 zeigt ein Diagramm, das die Beziehungen zwischen Wasserbedeckungsgrad und L-Wert oder Reflexionsvermögen eines erfindungsgemäßen Aluminiumpigments und eines herkömmlichen Aluminiumpigments darstellt.
- Fig. 2 zeigt ein Rührmahlwerk, das zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Pigments geeignet ist.

Spezielle Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Die Erfindung stellt ein Aluminiumpigment mit einem Wasserbedeckungsgrad von 2,5 bis 5,0 m²/g, einem Verhältnis von spezifischer Oberfläche in m²/g zu dem Wasserbedeckungsgrad in m²/g von 4,0 oder weniger und einem Schuppenbildungsgrad d&sub5;&sub0;/t von 90 oder mehr bereit, wobei d&sub5;&sub0; der durchschnittliche Teilchendurchmesser des Pigments in um und t die durchschnittliche Dicke des Pigments in um, wie in Anspruch 1 definiert, bedeuten, wodurch ein höheres Reflexionsvermögen als bisher und ein sehr hohes Deckvermögen erreicht werden.
Insbesondere stellt die Erfindung ein Aluminiumpigment bereit, welches, wenn es zusammen mit einem Perlpigment verwendet wird, den weichen Metallicfarbton des Perlpigments nicht verschlechtert.
Ein Perlpigment, das einen weichen Metallicton liefert, ist ein schuppenförmiges Glimmeroulver, das mit einem Metalloxid wie TiO&sub2; beschichtet ist. Diese Perlpigmente schließen diejenigen ein, die, wenn sie in einer Anstrichschicht ausgerichtet sind, durch Mehrfachreflexion des Lichts einen Perlglanz ergeben, solche, die durch Lichtinterferenz auf Grund einer dicken Metalloxidschicht eine Farbe erzeugen und weiterhin diejenigen, die ein Farbmittel enthalten. Ein Beispiel eines Perlpigments ist EXTERIOR MEARLIN®, hergestellt von der MEARL Corporation. Dieses Erzeugnis ist in verschiedenen Farbtönen, beispielsweise Bright White, Bright Gold, Brass, Europearl, Bright Bronze, Bright Orange, Fine Pearl, Fine Gold und Fine Brass, erhältlich. Erfindungsgemäß ist der Typ des Perlpigments nicht besonders beschränkt.
Die Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Aluminiumpigments sind nicht nur darauf beschränkt, daß sie gemeinsam mit einem Perlpigment verwendet werden. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Aluminiumpigment allein oder zusammen mit einem transparenten organischen Pigment verwendet werden. Auch in diesen Ausführungsformen sind das hohe Reflexionsvermögen und das hohe Deckvermögen des Aluminiumpigments sehr vorteilhafte Eigenschaften und können wesentlich zur Erhöhung des kommerziellen Wertes beitragen.
Das erfindungsgemäße Verhältnis von spezifischer Oberfläche zu Wasserbedeckungsgrad kann durch folgendes Verfahren gemessen werden.
Die spezifische Oberfläche in m²/g ist die Fläche (51) pro 1 g eines Aluminiumpigments, die aus der absorbierten Sticksboffmenge, gemessen mit dem BET-Verfahren, berechnet wird; der Wasserbedeckungsgrad in m²/g ist eine Fläche (52) pro 1 g des Aluminiumpigments, der mit dem in DIN 55923 spezifizierten Verfahren gemessen wird und das Verhältnis von spezifischer Oberfläche zu Wasserbedeckungsgrad kann aus 51/52 berechnet werden.
Zur Messung der spezifischen Oberfläche wurde ein Meßgerät für die spezifische Oberfläche (Flowsorb 2 300, hergestellt von Shimadzu Corp.) verwendet.
Der erfindungsgemäße Schuppenbildungsgrad wird als d&sub5;&sub0;/t ausgedrückt, wobei d&sub5;&sub0; der durchschnittliche Teilchendurchmesser des Aluminiumpigments in um und t die durchschnittliche Dicke des Aluminiumpigments in um bedeuten. Der durchschnittliche Teilchendurchmesser (d&sub5;&sub0;) kann mit einem Laserverfahren (SK Laser PRO 7 000, hergestellt von Seishin Kogyo K.K.) gemessen und die durchschnittliche Dicke (t) kann mit folgender Formel berechnet werden:
t = 10&sup4;/2,5 (g/cm³) · Wasserbedeckungsgrad (cm²/g)
Das erfindungsgemäße neue Aluminiumpigment besitzt einen Wasserbedeckungsgrad von 2,5 bis 5,0 m²/g, ein Verhältnis von spezifischer Oberfläche zu Wasserbedeckungsgrad von 4,0 oder weniger und einen Schuppenbildungsgrad d&sub5;&sub0;/t von 90 oder mehr, wobei d&sub5;&sub0; der durchschnittliche Teilchendurchmesser des Pigments in um und t die durchschnittliche Dicke des Pigments in um bedeuten. Vorzugsweise beträgt der Schuppenbildungsgrad 100 oder mehr. Liegt das Verhältnis von spezifischer Oberfläche zu Wasserbedeckungsgrad über 4,0 oder der Schuppenbildungsgrad unter 90, erfolgt eine starke Verringerung des Reflexionsvermögens des Aluminiumpigments. Liegt der Schuppenbildungsgrad über 200, biegen sich die Aluminiumpigmentteilchen leicht, weshalb solch ein Schuppenbildungsgrad nicht bevorzugt ist.
Weiterhin weist das erfindungsgemäße neue Aluminiumpigment einen Wasserbedeckungsgrad von 2,5 bis 5,0 m²/g auf. Liegt der Wasserbedeckungsgrad unter 2,5 m²/g, wird das gewünschte Deckvermögen nicht erreicht. Liegt der Wasserbedeckungsgrad über 5, 0 m²/g, erfolgt eine starke Verringung der Reflexionsvermögens.
Da ein maximaler L-Wert oder Wert des Reflexionsvermögens bei einem Wasserbedeckungsgrad von etwa 3,0 m²/g erhalten wird, ist sowohl für das Deckvermögen als auch den L-Wert (siehe Fig. 1) ein Wasserbedeckungsgrad von 3,0 m²/g oder darüber bevorzugt. Wie zuvor festgestellt, kann die spezifische Oberfläche in geeigneter Weise durch das Verhältnis zum Wasserbedeckungsgrad festgelegt werden, hinsichtlich des Reflexionsvermögens beträgt sie jedoch vorzugsweise 5 bis 25 m²/g.
Das Reflexionsvermögen des erfindungsgemäßen Aluminiumpigments kann gemessen werden, indem eine herkömmliche Silbermetallicschicht gebildet wird, die nur ein Aluminiumpigment enthält, und der L-Wert der Schicht unter Verwendung eines Farbcomputers gemessen wird. Die Konzentration des Aluminiumpigments wurde erfindungsgemäß auf 10 PHR (Teilchen pro 100 Harzteilchen) eingestellt und mit einem Auftragegerät, das auf eine (getrocknete) Schichtdicke von 35 bis 40 um eingestellt war, eine Anstrichschicht gebildet. Die Schichtherstellung ist jedoch nicht auf dieses Verfahren beschränkt.
Ein Aluminiumpigment wurde mit einer Konzentration von 10 PHR in einen kommerziell erhältlichen Acrylklarlack (Acrylic 2026GL Clear, hergestellt von Kansai Paint Co., Ltd.) eingemischt, wodurch ein Silbermetallicanstrichstoff hergestellt wurde. Zur Bildung einer Schicht wurde mit diesem Anstrichstoff unter Verwendung eines Auftragegeräts ein Kunstdruckpapier beschichtet. Die Schicht wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur getrocknet und der L-Wert der getrockneten Schicht mit einem 5M-Farbcomputer, Modell SM-4, hergestellt von Suga Shikenki K.K., gemessen.
Die nur das erfindungsgemäße Aluminiumpigment enthaltende Silbermetallicschicht ergibt ein deutlich verbessertes Refle xionsvermögen (L-Wert), verglichen mit einer ein herkömmliches Aluminiumpigment enthaltenden Schicht. Das erfindungsgemäße Aluminiumpigment ergibt einen L-Wert von 75 bis 87% und vorzugsweise von 77 bis 87%.
Erfindungsgemäß bezieht sich das Deckvermögen auf das Deckvermögen eines Silbermetallicanstrichstoffs, der nur ein Aluminiumpigment enthält, und kann wie folgt gemessen werden. In einen Acrylklarlack (Acrylic 2026G1 Clear, hergestellt von Kansai Paint Co., Ltd.) wird ein Aluminiumpigment mit einer Konzentration von 5 HPR eingemischt, wodurch ein Silbermetallicanstrichstoff hergestellt wird. Mit diesem Anstrichstoff wird mit einem Auftragegerät eine Deckvermögen- Tafel (zugelassen von Japan Paint Inspecting Association) beschichtet und werden Schichten unterschiedlicher Dicke hergestellt. Die Schichten werden 24 Stunden bei Raumtemperatur getrocknet. Das diffuse Reflexionsvermögen der weißen und schwarzen Bereiche jeder getrockneten Schicht wird mit einem SM-Farbcomputer, Modell SM-2, hergestellt von Suga Shikenki K.K., gemessen. Wird das Verhältnis von diffusem Reflexionsvermögen (Rb) des schwarzen Bereichs zum diffusen Reflexionsvermögen (Rw) des weißen Bereichs, d. h. Rb/Rw, 98% oder darüber, wird das Deckvermögen als vollständig angesehen und die Schichtdicke, welche dieses Verhältnis ergibt, als Deckschichtdicke bezeichnet. Diese Deckschichtdicke ist das Deckvermögen eines Aluminiumpigments. Eine niedrigere Deckschichtdicke zeigt ein höheres Deckvermögen an. Das erfindungsgemäße Aluminiumpigment ergibt eine niedrige Deckschichtdicke von weniger als 20 um.
Das erfindungsgemäße Aluminiumpigment besitzt ein hohes Reflexionsvermögen und ein sehr hohes Deckvermögen. Deshalb ergibt das erfindungsgemäße Aluminiumpigment, verglichen mit herkömmlichen Aluminiumpigmenten, einen großen Wert, wenn der L-Wert des Silbermetallicanstrichs durch die Deckschichtdicke geteilt wird. Das unterscheidet das erfindungsgemäße Aluminiumpigment von herkömmlichen Aluminiumpigmenten.
Das erfindungsgemäße Aluminiumpigment enthält grobe Teilchen mit einem Durchmesser von 44 um oder mehr in einem Anteil von 0,1% oder weniger, gemessen als Siebrückstand, und besitzt einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser (d&sub5;&sub0;) von 5 bis 25 um, gemessen mit einem Laserverfahren (SK Laser PRO 7 000), und somit eine schmale Teilchenverteilung. Liegt der Anteil von groben Teilchen mit 44 um oder mehr, gemessen als Siebrückstand, über 0,1%, sind in der gebildeten Schicht Klümpchen zu sehen. Vorzugsweise beträgt der Anteil an groben Teilchen höchstens 0,05%. Liegt der durchschnittliche Teilchendurchmesser (d&sub5;&sub0;) unter 5 um, besitzt die erhaltene Schicht ein niedriges Reflexionsvermögen. Liegt der durchschnittliche Teilchendurchmesser (d&sub5;&sub0;) über 25 um, besitzt die erhaltene Schicht auf Grund der Aluminiumteilchen ein zu starkes Reflexionsvermögen, wodurch der weiche Metallicton verschlechtert wird. Deshalb beträgt der durchschnittliche Teilchenduchmesser (d&sub5;&sub0;) vorzugsweise 7 bis 20 um.
Im folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Aluminiumpigments beschrieben.
Ein bevorzugtes Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Aluminiumpigments ist das folgende. Unter Verwendung eines Rührmahlwerks wurde das Mahlen von Aluminium unter einem Verhältnis des Gewichts der Mahlkugeln zu dem Gewicht des Aluminiums von 33 bis 100, einem Verhältnis des Gewichts des Mahl-Lösungsmittels zu dem Gewicht des Aluminiums von 2,6 bis 10,0 und mit einer maximalen Mahlenergie pro Mahlkugel von 10&supmin;&sup6; Joule oder weniger, berechnet als kinetische Energie der Kugel am Vorderende jedes Rührarms, durchgeführt.
Erfindungsgemäß befindet sich die kinetische Energie pro Mahlkugel am Vorderende jedes Rührarms vorzugsweise im Bereich von 10&supmin;&sup9; bis 10&supmin;¹&sup0; Joule. Liegt diese Energie unter 10&supmin;&sup9; Joule, ist die erforderliche Mahldauer zu lang. Liegt die Energie über 10&supmin;&sup6; Joule, ist eine signifikante Verringerung des Reflexionsvermögens festzustellen. Die kinetische Energie pro Kugel am Vorderende jedes Rührarms des Mahlwerks liegt noch bevorzugter im Bereich von 10&supmin;&sup8; bis 10&supmin;&sup7; Joule.
Das Rührmahlwerk wird als geeignet angesehen, da es die leichte Einstellung der kinetischen Energie pro Kugel am Vorderende jedes Rührarms des Mahlwerks auf höchstens 10&supmin;&sup6; Joule erlaubt. Das erfindungsgemäße Aluminiumpigment kann durch Mahlen mit dieser kinetischen Energie pro Kugel am Vorderende jedes Rührarms des Mahlwerks oder einer niedrigeren Energie bei mehr Stunden hergestellt werden. Wird der Mahlvorgang bei einem Verhältnis von Mahlkugelgewicht zu Aluminiumgewicht und einem Verhältnis von Gewicht des Mahl-Lösungsmittels zu Aluminiumgewicht in den jeweiligen obengenannten Bereichen durchgeführt, führt eine längere Mahldauer zu einem höheren Deckvermögen, jedoch zu einem signifikant geringeren Reflexionsvermögen des erhaltenen Aluminiumpigments. Deshalb ist eine übermäßig lange Mahldauer nicht bevorzugt. Es wird angenommen, daß dieses Phänomen auf einen inhomogenen Zustand im Inneren des Mahlwerks zurückzuführen ist.
Im folgenden wird ein erfindungsgemäß besonders bevorzugtes Herstellungsverfahren beschrieben.
Das erfindungsgemäß verwendete Aluminium schließt beispielsweise ein durch ein Mikronisierverfahren erhaltenes mikronisiertes Pulver und ein Aluminiumfoliepulver ein, das aus einer Aluminiumfolie oder einer Aluminiumabfallfolie hergestellt ist. Ein bevorzugtes Aluminiumpulver besitzt einen Teilchendurchmesser von höchstens 0,1 mm, noch bevorzugter höchstens 100 um und am meisten bevorzugt von höchstens 20 um. Weiterhin ist ein Aluminiumpulver bevorzugt, dessen Gehalt an Verunreinigungen so gering wie möglich ist. Vorzugsweise beträgt die Reinheit des Aluminiumpulvers mindestens 99,0% und noch bevorzugter mindestens 99,5%.
Das verwendete Mahlhilfsmittel ist nicht besonders beschränkt und es sind die üblicherweise verwendeten wie höhere ungesättigte Fettsäuren (beispielsweise Oleinsäure) und höhere aliphatische Amine (beispielsweise Stearylamin) zu nennen. Das Mahlhilfsmittel wird vorzugsweise in einem Anteil von 0,2 bis 10%, bezogen auf den Aluminiumanteil, verwendet. Liegt der Anteil unter 0,2%, agglomerieren die Aluminiumteilchen auf Grund des Mangels an Mahlhilfsmittel, wenn sich die spezifische Oberfläche der Aluminiumteilchen durch das Mahlen erhöht. Liegt der Anteil über 10%, wird durch das Mahlhilfsmittel die Festigkeit der gebildeten Schicht verringert. Deshalb beträgt der Anteil an Mahlhilfsmittel noch bevorzugter 0,5 bis 5%.
Das Mahl-Lösungsmittel ist nicht besonders beschränkt. Es können herkömmliche Kohlenwasserstofflösungsmittel wie Lösungsbenzin und Solventnaphtha eingesetzt werden. Auch können Lösungsmittel des Alkohol-, Ether-, Keton- und Estertyps und andere eingesetzt werden.
Um eine geeignete Mahlkraft zu erhalten, können die Mahlkugeln Stahlkugeln, rostfreie Stahlkugeln, Glaskugeln, Aluminiumoxidkugeln oder andere herkömmlicherweise verwendete Kugeln sein. Der geeignete Durchmesser der Mahlkugeln hängt von ihrem spezifischen Gewicht ab. Es ist möglich, Mahlkugeln mit zwei oder mehr Durchmessern in Kombination zu verwenden. Das Material der Mahlkugeln braucht nicht besonders eingeschränkt zu werden, jedoch wird im allgemeinen aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und Qualität Stahl verwendet.
Werden hinsichtlich des gewünschten Bereichs der Mahlenergie Stahlkugeln verwendet, haben die Stahlkugeln vorzugsweise Durchmesser von höchstens 5,0 mm und noch bevorzugter von höchstens 3,2 mm. Die Mahltemperatur ist nicht besonders begrenzt, sie beträgt jedoch vorzugsweise 15 bis 60ºC. Eine Mahltemperatur von unter 15ºC erfordert eine große Menge an Kühlmedium und ist daher nicht bevorzugt. Eine Mahltemperatur von über 60ºC erhöht beispielsweise die Gefahr der Entzündung des Lösungsmittels und ist daher nicht bevorzugt.
Das erfindungsgemäß verwendete Rührmahlwerk hat beispielsweise den in Fig. 2 gezeigten Aufbau. Ein fester Behälter 1 ist an seinem Außenumfang mit einem Mantel 2 versehen, durch welchen während des Mahlvorgangs Wasser oder heißes Wasser zur Temperaturregelung geleitet wird. In der Mitte des Behälters sind mehrere Rührarme 3 vom Typ eines runden Stabes an einer senkrecht zu ihnen stehenden Welle befestigt, wodurch ein Rührer 4 gebildet wird, welcher mit der gewünschten Geschwindigkeit von 0 bis 500 U/min rotieren kann. Durchmesser, Länge und Anzahl der Rührarme vom Typ eines runden Stabes variieren gemäß der Größe des Behälters 1. Erforderlichenfalls ist der Behälter 1 auf seiner Oberseite mit einer Abdeckung 5 versehen.
Die Mahlenergie des Rührmahlwerks kann durch die Mahlkugeln und die Rotation des Rührers eingestellt werden. Werden dieselben Mahlkugeln verwendet, ist die Mahlenergie durch den Rührarmdurchmesser und die Rotation des Rührers bestimmt. Der Rührarmdurchmesser ist im wesentlichen von der Kapazität des Rührmahlwerks bestimmt; die Rotation ist jedoch wählbar. Die zur Erreichung einer für erfindungsgemäße Zwecke geeigneten Mahlenergie erforderliche Rotation kann nicht spezifiziert werden, da sie abhängig von der Größe des Behälters 1 variiert, jedoch beträgt die Geschwindigkeit an der Vorderseite oder dem freien Ende eines Rührarms vom Typ eines runden Stabes vorzugsweise höchstens 3 m/s. Während der Endstufe des Mahlvorgangs wird das Innere des Mahlrührwerks mit einem Lösungsmittelüberschuß ausgewaschen. Das Aluminiumpigment, in dem das Aluminium schuppenförmig ist, wird dem Mahlwerk als eine Aufschlämmung entnommen und, um grobe Teilchen zu entfernen, durch eine Naßsiebvorrichtung geleitet, welche abhängig vom Verwendungszweck des fertigen Pigments variiert. Die erhaltene Aufschlämmung wird auf ein Filter (beispielsweise eine Filterpresse) gegeben, um überschüssiges Lösungsmittel zu entfernen, wobei das Aluminiumpigment in Pastenform erhalten wird.
Die Erfindung wird anschließend an Hand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

In ein 5,5-1-Rührmahlwerk (Modell Attritor MA-15E, hergestellt von Mitsui Miike Kakoki K.K) wurden folgende Materialien gefüllt.
3/32 (2,5 mm)-Zoll-Stahlkugeln 16,5 kg,
mikronisiertes Aluminiumpulver 0,25 kg, (durchschnittlicher Teilchendurchmesser: 6 um)
Lösungsbenzin 1,3 kg und
Oleinsäure 5 g.
Diese Materialien wurden drei Stunden bei 200 U/min gerührt. Nach Beendigung des Rührvorgangs wurde die Aufschlämmung im Mahlwerk mit 10 l Lösungsbenzin ausgewaschen und, um die groben Teilchen zu entfernen, durch ein Schwingungssieb geleitet. Die erhaltene Aufschlämmung wurde auf ein Filter gegeben, um überschüssiges Lösungsmittel zu entfernen, wobei ein Aluminiumpigmentkuchen erhalten wurde. Zu diesem Aluminiumpigmentkuchen wurden Lösungsbenzin und Oleinsäure (1%, bezogen auf den nichtflüchtigen Anteil) gegeben, wobei eine Aluminiumpigmentpaste mit einem nichtflüchtigen Anteil von 65% hergestellt wurde. Das Aluminiumpigment besaß folgende Eigenschaften:
spezifische Oberfläche 8,3 m²/g,
Wasserbedeckungsgrad 3,0 m²/g,
durchschnittlicher Teilchendurchmesser d&sub5;&sub0; 16,3 um,
Teilchendicke t 0,133 um,
spezifische Oberfläche/Wasserbedeckungsgrad 2,77,
Schuppenbildungsgrad 123,
L-Wert des Anstrichs (A) 80%,
Deckschichtdicke des Anstrichs (B) 14 um
(A)/(B) 5,71.
Dieses Aluminiumpigment erfüllt die erfindungsgemäßen Anforderungen.
Zu Vergleichszwecken wurden die Eigenschaften einer herkömmlichen Aluminiumpigmentpaste mit etwa demselben durchschnittlichen Teilchendurchmesser, M-601, hergestellt von Asahi Kasei Metals K.K., gemessen. Die Ergebnisse waren wie folgt:
spezifische Oberfläche 9,1 m²/g,
Wasserbedeckungsgrad 1,4 m²/g,
durchschnittlicher Teilchendurchmesser d&sub5;&sub0; 17,0 um,
Teilchendicke t 0,286 um,
spezifische Oberfläche/Wasserbedeckungsgrad 6,50,
L-Wert des Anstrichs (A) 73%,
Deckschichtdicke des Anstrichs (B) 28 um
(A)/(B) 2,61.
Diesen Ergebnissen ist zu entnehmen, daß das erfindungsgemäße Aluminiumpigment, verglichen mit dem herkömmlichen Aluminiumpigment, eine deutliche Erhöhung des Reflexionsvermögens (L-Wert) und eine etwa doppelte Verbesserung des Deckvermögens aufweist.

Beispiel 2 und Vergleichsbeispiele 1 bis 3

Unter Verwendung desselben Rührmahlwerks wie im Beispiel 1 wurden unter den in Tabelle 1 aufgeführten Bedingungen Aluminiumpigmente (Proben 2 bis 10) hergestellt. Das Gesamtgewicht der Mahlkugeln wurde konstantgehalten (16,5 kg).
Die Eigenschaften der Proben 2 bis 10 sind in Tabelle 2 zusammen mit denen einer herkömmlichen Aluminiumpigmentpaste, MC- 808, hergestellt von Asahi Kasei Metals K.K., zusammengefaßt. Es ist ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Proben 2 bis 7 eine deutliche Verbesserung des L-Werts des Anstrichs und des Deckvermögens aufweisen, verglichen mit den Proben 8 bis 10 der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 und MC-808.

Beispiel 3

Die im Beispiel 2 erhaltene Probe 2 und ein Perlpigment (EXTERIOR MEARLIN® Fine Pearl, hergestellt von The Mearl Corporatian) wurden in einen Acrylklarlack derart eingemischt, daß die Pigmentkonzentration 5 PHR betrug, wodurch ein Anstrichstoff entstand. Mit dem Anstrichstoff wurde mit einem Auftragegerät für 6 mil eine Deckvermögen-Tafel (entsprechend JIS K 5400, von Japan Paint Inspection Association zugelassen) beschichtet, wobei eine 20 um dicke Schicht gebildet wurde. Die Schicht wurde 24 Stunden bei Raumtemperatur getrocknet.
Mit einem herkömmlichen Aluminiumpigment, MC-808, hergestellt von Asahi Kasei Metals K.K., und demselben Perlpigment wurde auf dieselbe Weise wie zuvor eine Schicht gebildet. Diese beiden Schichten wurden visuell miteinander verglichen.
Der Anstrich aus der erfindungsgemäßen Probe 2 zeigte einen weichen Metallicton, der für Perlpigmente charakteristisch ist, und bedeckte das Substrat mit einer Deckschichtdicke von 9 um. Im Gegensatz dazu zeigte der Anstrich aus MC-808 einen opaken schwarzen Farbton und deckte das Substrat nicht ab.

Vergleichsbeispiel 4

35 kg Stahlkugeln mit 3/16 inch Durchmesser, 750 g eines mikronisierten Aluminiumpulvers mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 10 um, 2,15 kg Lösungsbenzin und 7,5 g Stearylamin wurden in eine stählerne Kugelmühle gefüllt. Die Kugelmühle wurde 3 Stunden lang mit 58 U/min betrieben. Nach Beendigung des Vorgangs wurde die Aufschlämmung in der Kugelmühle mit 10 l Lösungsbenzin ausgewaschen. Anschließend wurde das Verfahren des Beispiels 1 durchgeführt, wobei die Probe 11 erhalten wurde. Betriebsbedingungen und Bewertungsergebnisse sind in den Tabellen 1 und 2 aufgeführt.
Zusammenfassend wiesen die erfindungsgemäßen Proben 2 bis 7 deutliche Verbesserungen des L-Werts der hergestellten Anstriche auf.
Erfindungsgemäß wird ein Aluminiumpigment mit einem hohen Deckvermögen - und einem hohen Lichtreflexionsvermögen bereitgestellt. Tabelle 1 Betriebsbedingungen Tabelle 1 (Fortsetzung) Tabelle 2 Eigenschaften und Weißgrad der Aluminiumpigmente

Claims

1. Nonleafing-Aluminiumpigment mit einem Wasser- Bedeckungsgrad von 2,5 bis 5,0 m²/g, einem Verhältnis von spezifischer Oberfläche in m²/g zu dem Wasser-Bedeckungsgrad in m²/g von 4,0 oder weniger und einem Schuppenbildungsgrad d&sub5;&sub0;/t von 90 oder mehr, wobei d&sub5;&sub0; der durchschnittliche Teilchendurchmesser des Pigments in um und t die durchschnittliche Dicke des Pigments in um bedeuten.

2. Aluminiumpigment nach Anspruch 1, das einen Schuppenbildungsgrad von 100 bis 200 hat.

3. Aluminiumpigment nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, das ein Reflexionsvermögen im Bereich von 75% bis 87% hat.

4. Aluminiumpigment nach einem der Ansprüche 1 bis 3, das eine Deckfilmdicke von weniger als 20 um hat.

5. Aluminiumpigment nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das einen Anteil von groben Teilchen mit einem Durchmesser von 44 um oder mehr von 0,1% oder weniger und einen durchschnittlichen Teilchendurchmesser d&sub5;&sub0; von 5 bis 25 um besitzt.

6. Aluminiumpigment nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Aluminiumpigment in Gegenwart von Ölsäure oder Stearylamin gemahlen worden ist.

7. Aluminiumpigment nach einem der Ansprüche 1 bis 6, das außerdem ein Perlpigment enthält.

8. Aluminiumpigment nach einem der Ansprüche 1 bis 7, das außerdem ein transparentes organisches Pigment enthält.

9. Verfahren zur Herstellung eines Aluminiumpigments, welches das Mahlen von Aluminium mit Hilfe eines Rührmahlwerks unter einem Verhältnis des Gewichts der Mahlkugeln zu dem Gewicht des Aluminiums von 33 bis 100, einem Verhältnis des Gewichts des Mahl-Lösungsmittels zu dem Gewicht des Aluminiums von 2,6 bis 10,0 und einer kinetischen Energie von 10&supmin;&sup6; Joule oder weniger pro Kugel am Vorderende jedes Rührarms des Mahlwerks umfaßt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei ein Mahlhilfsmittel eingesetzt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Menge des Mahlhilfsmittels 0,2 bis 10%, bezogen auf die Menge des Aluminiums, beträgt.

12. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem die Mahlkugeln in dem Mahlwerk aus Stahl, rostfreiem Stahl, Glas oder Aluminiumoxid bestehen.

13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem Stahlkugeln mit einem Durchmesser von 5,0 mm oder weniger eingesetzt werden.