DE102004032799A1

DE102004032799A1 - Effektpigmente mit einheitlicher Form und Grösse

Info

Publication number: DE102004032799A1
Application number: DE102004032799A
Authority: DE
Inventors: Michael Jungnitz; Gerald Dr. Fuchs-Pohl; Reinhold Dr. Rüger
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2003-07-21
Filing date: 2004-07-07
Publication date: 2005-02-17
Also published as: US20050019575A1; US7396401B2; JP2005042112A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft Effektpigmente auf der Basis eines plättchenförmigen Substrates mit Kreis- oder Ellipsenform oder in Form eines Vielecks, deren Herstellung sowie deren Verwendung, beispielsweise in Farben, Lacken oder als Tracer.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Effektpigmente mit einheitlicher Form und Größe auf der Basis eines plättchenförmigen Substrates mit Kreis- oder Ellipsenform oder in Form eines Vielecks, deren Herstellung sowie deren Verwendung, beispielsweise in Farben, Lacken oder als Tracer.

Effektpigmente auf der Basis von Substraten werden in einer Reihe von Anwendungen eingesetzt, wie z.B. in Lacken, Farben oder in der Kosmetik. Als Substrat wird üblicherweise natürlicher Glimmer eingesetzt, der mit einer oder mehreren Metalloxid-, Metall- oder Metallfluoridschichten beschichtet sein kann. Diese Pigmente sind aus einer Reihe von Anmeldungen wie z.B. aus der WO 93/12182, WO 98/53011, WO 98/38254, EP 0 753 545 oder DE 100 61 178 bekannt.

Die Verwendung natürlichen Glimmers ist mit einer Reihe von Nachteilen verbunden. So ist die Oberfläche von Glimmer nicht ideal glatt, sondern weist Unregelmäßigkeiten wie zum Beispiel Stufen auf, wodurch die Qualität der resultierenden Effektpigmente limitiert ist. Des weiteren kann durch in dem Glimmer enthaltene Verunreinigungen an Fremdionen der Farbeindruck der Effektpigmente verändert werden.

Zur Umgehung dieser Probleme ist in WO 93/08237 vorgeschlagen worden, mittels eines Bandverfahrens transparente, anorganische, plättchenförmige Matrices aus z.B. Siliziumdioxid oder Aluminiumoxid, die einen zusätzlichen Bestandteil enthalten können, herzustellen. Als zusätzlicher Bestandteil kann ein lösliches oder unlösliches Farbmittel wie z.B. Ruß oder organische Pigmente eingesetzt werden. Durch die Steuerung der Menge an zusätzlichem Bestandteil kann das Deckvermögen der ansonsten transparenten Matrixmaterialien variiert werden. Hohe Konzentrationen an zusätzlichen Bestandteilen führen demgemäß zu einem höheren Deckvermögen. Die mittels dieses Bandverfahrens hergestellten Substrate werden vom Band abgelöst und gemahlen. Genau wie bei natürlichem Glimmer auch, führt dieser Mahlprozeß bei den in WO 93/08237 beschriebenen Pigmenten zur Ausbildung von Kornfraktionen enthaltend Partikel unterschiedlicher Größe und Form, wodurch die Streuung erhöht wird. Die unterschiedlichen Kornfraktionen müssen aufwendig durch Siebung, Sedimentation oder Dekantierung voneinander getrennt werden. Dies gelingt nur zu einem gewissen Maße, das heißt einzelne Kornfraktionen einer Größe liegen vielmehr in Form einer Verteilung um die gewünschte Größe herum vor. Dies wirkt sich sowohl nachteilig auf die optischen Eigenschaften als auch auf die Verarbeitungseigenschaften aus, wie im folgenden näher dargelegt wird.

Die Größe der Pigmente hat einen nicht unwesentlichen Einfluss auf die optischen Eigenschaften wie Deckvermögen und Farbstärke von Effektpigmenten. Deckvermögen und Farbstärke sind Ergiebigkeitseigenschaften der Pigmente in den Anwendungen. Farbstärke wird hier verstanden als ein Masseverhältnis, in dem ein gegebenes Referenzpigment durch das zu untersuchende Pigment in dem Anwendungssystem ersetzt werden muss, um zum gleichen Farbergebnis des Anwendungssystems zu gelangen. Als Deckvermögen wird das Vermögen eines pigmentierten Stoffes, die Farbe oder Farbunterschiede des Untergrundes zu verdecken, definiert.

Je feiner die Partikel der Effektpigmente, desto größer das Deckvermögen, je größer die Partikel, desto größer die Farbstärke. Eine Einstellung des Deckvermögens bzw. der Farbstärke ist damit immer ein Kompromiss. Es ist unmöglich, die Farbstärke oder das Deckvermögen gezielt zu kontrollieren, da das Verhältnis Deckvermögen zu Farbstärke immer über die Korngrößenverteilung vorgegeben ist. Eine gezielte Steuerung des Deckvermögens durch aufwendige Trennung in definierte Fein- und Grobfraktionen führt automatisch zu einem hohen Verlust an einsetzbarem Material. Im Falle von Interferenzpigmenten, die je nach Betrachtungswinkel zwei oder mehrere unterschiedliche Farben zeigen (Farbflop), wird neben der Farbstärke auch die Buntheit des Farbflops durch die Größenverteilung der Pigmente bestimmt. Je kleiner die Partikelgröße ist, desto geringer die Buntheit des Farbflops bzw. je größer die Partikel, desto größer ist die Buntheit des Farbflops ausgeprägt. Darüber hinaus beeinflusst eine große Schwankungsbreite in der Korngrößenverteilung auch den Glanz nachteilig. Durch kleine oder unregelmäßig geformte Partikel kommt es zur verstärkten Lichtstreuung an diesen Partikeln, was den Glanz vermindert.

Neben diesen negativen Einflüssen von ungleichmäßig großen Partikelverteilungen auf die optischen Eigenschaften weisen die Pigmente aus dem Stand der Technik auch Nachteile bezüglich ihrer Verarbeitungseigenschaften auf. Durch die Anwesenheit unterschiedlicher Pigmentgrößen innerhalb einer Pigmentfraktion kann es zur Blockierung bzw. Verstopfung von z.B. Filtern, Sieben, Düsen z.B. in Spritzautomaten durch zu große Partikel kommen. Zusätzlich können kleinere Partikel agglomerieren und ebenfalls zur Filterblockierung beitragen. Dies kann bei den Farbherstellern zu kostenintensiven und aufwendigen Wartungsarbeiten führen, die im Produktionsablauf unerwünscht sind.

Speziell in elektrophotographischen Druckverfahren werden sehr hohe Anforderungen an die Teilchengröße und die Teilchengrößenverteilung der dort verwendeten Toner gestellt. Für die Verwendung in solchen Tonern müssen Effektpigmente aus dem Stand der Technik aufwendig klassiert werden, beispielsweise durch Windsichten. Das Verfahren hat erhebliche wirtschaftliche Nachteile, da ein aufwendiger Arbeitsschritt erforderlich ist und ein erheblicher Teil des Rohproduktes dabei verloren geht.

Es bestand daher ein Bedarf an Effektpigmenten, die die oben genannten anwendungstechnischen Nachteile und Schwierigkeiten bei der Einstellung von Deckvermögen bzw. Farbstärke nicht aufweisen.

Der Erfindung lagen somit die Aufgaben zugrunde, plättchenförmige Effektpigmente auf der Basis von Substraten, die wahlweise ein hohes Deckvermögen oder eine intensive Farbstärke, einen hohen Glanz und wahlweise eine Farbänderung bei wechselndem Betrachtungswinkel aufweisen und die mittels eines einfachen Verfahrens herstellbar sind, Verfahren zu deren Herstellung sowie deren Verwendung zur Verfügung zu stellen.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird gelöst durch Effektpigmente mit einheitlicher Form und Größe auf der Basis eines plättchenförmigen anorganischen Substrates, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat eine Kreis- oder Ellipsenform hat oder ein Vieleck V_n ist, mit
n = der Anzahl der Ecken und
n ≥ 3.

Weiterhin wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Effektpigmente, enthaltend die Verfahrensschritte:

a) Aufbringung eines Films enthaltend einen Substratprecursor auf einen strukturierten Träger mit einer Strukturierung in Kreis- oder Ellipsenformen oder in Form eines Vielecks V_n,
b) Verfestigung des Films durch Trocknung,
c) Entwicklung eines Substrates durch chemische Reaktion aus dem Substratprecursor,
d) Abtrennung des Substrates vom strukturierten Träger und
e) gegebenenfalls Waschen, Trocknung und/oder Calcinierung des Substrates.

Ferner wird die Aufgabe der Erfindung gelöst durch die Verwendung der oben beschriebenen Effektpigmente auf der Basis eines plättchenförmigen anorganischen Substrates, wobei das Substrat eine Kreis- oder Ellipsenform hat oder ein Vieleck V_n ist, in Farben, Lacken, Druckfarben, Tonern, Kunststoffen, kosmetischen Formulierungen, im Lebensmittelbereich, in pharmazeutischen Produkten, keramischen Materialien, Gläsern, Papier, zur Lasermarkierung, in Sicherheitsmaterialien, in Trockenpräparaten, in Pigmentpräparationen oder als Tracer.

Farben, Lacke, Druckfarben, Toner, Kunststoffe, kosmetische Formulierungen, Lebensmittel, pharmazeutische Produkte, keramische Materialien, Gläser, Papier, Sicherheitsmaterialien, Trockenpräparate, Pigmentpräparationen oder Tracer, enthaltend ein oder mehrere Effektpigmente gemäß dieser Erfindung sind ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Die erfindungsgemäßen Effektpigmente weisen eine einheitliche Partikelgröße und -geometrie auf, die es erlauben, die Farbstärke und das Deckvermögen des Pigmentes individuell einzustellen. Durch die gleichmäßige Größenverteilung der Pigmente entfallen die herkömmlichen aufwendigen Klassierungsvorgänge, die nur eine unzureichende Auftrennung der Größenfraktionen ermöglichen. Die einheitliche Partikelgröße verhindert die Blockierung von Filtern, Sieben und Düsen bei der Verwendung der erfindungsgemäßen Pigmente. Darüber hinaus zeigen die erfindungsgemäßen Effektpigmente einen verbesserten Glanz auf Grund fehlender Lichtstreuung an Partikeln unterschiedlicher Größe. Ferner lassen sich die erfindungsgemäßen Pigmente auf einfache Weise herstellen und in einer Vielzahl von Applikationen anwenden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten die Effektpigmente als Basis plättchenförmige anorganische Substrate, die eine Kreis- oder Ellipsenform aufweisen oder die Form eines Vielecks V_n haben. Vorzugsweise weisen sie die Form eines Vielecks V_n auf, wobei n die Anzahl der Ecken wiedergibt und n ≥ 3 ist. Dabei stellt n eine ganze Zahl dar, wobei vorzugsweise n = 3, 4, 5, 6, 7 oder 8 ist. Die Vielecke können hierbei regelmäßig oder unregelmäßig geformt sein. Ganz besonders bevorzugt ist n = 4 (Vierecke) und n = 6 (Sechseck), wobei für das Viereck alle denkbaren Formen wie z.B. Quadrat, Trapez, Rhombus, Raute oder Rechtecke mit dabei unterschiedlichen Kantenlängen der Vielecke mit eingeschlossen sind. Darüber hinaus sind aber auch Kombinationen mehrerer Formen und Größen denkbar, wie z.B. die Kombination aus Kreisen und Rauten.

Die plättchenförmigen anorganischen Substrate können prinzipiell aus jedem Metalloxid bestehen, welches sich in Form eines Precursors auf einen strukturierten Träger aufbringen lässt. Vorzugsweise bestehen sie aus Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Boroxid, Titanoxid, Zirkoniumoxid und/oder Eisenoxid. Aluminiumoxid, Siliziumoxid und/oder Boroxid sind besonders bevorzugt. Liegen Mischungen bzw. eine oder mehrere Kombinationen der oben genannten Materialien vor, so können diese beispielsweise als Gradient über eine Schicht oder in Form diskreter Schichten vorliegen. Das Substrat kann beispielsweise aus einer Schicht Siliziumoxid und einer Schicht Titanoxid bestehen, aber auch aus einer Schicht, bei der Titanoxid und Siliziumoxid in Form eines Gradienten oder als Gemisch vorliegen.

Die Größe der erfindungsgemäßen Effektpigmente ist an sich nicht kritisch und abhängig vom jeweiligen Anwendungsbereich. Wesentlich für die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Pigmente ist die einheitliche Größe der Substrate und damit der Effektpigmente. Aufwendige Fraktionierungen, die nur eine unvollständige Isolierung einzelner Partikelgrößenbereiche erlauben, sind nicht nötig. Der bei diesen Fraktionierungen auftretende Ausbeutenverlust kann ebenfalls vermieden werden. Die Substrate weisen in der Regel eine Dicke zwischen 0.05 und 5 μm, insbesondere zwischen 0.1 und 4.5 μm auf. Der Kreisdurchmesser bzw. die Länge der Ellipsenhauptachse des plättchenförmigen Substrates mit Kreis- oder Ellipsenform beträgt etwa 3 bis 150 μm, vorzugsweise 10 bis 60 μm, der größte Durchmesser des Vielecks V_n beträgt etwa 3 bis 150 μm, vorzugsweise 10 bis 60 μm. Im Falle von Substraten in der Form von Vielecken V_n beträgt der größte Durchmesser bei Anwendungen im Automobilbereich und in Industrielacken vorzugsweise 5 bis 45 μm, im Druckbereich 10 bis 25 μm und in der Kosmetik vorzugsweise 50 bis 150 μm.

In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann das erfindungsgemäße Effektpigment mit einer oder mehreren Schichten enthaltend Metalloxide, Metalloxidhydrate, Metallsuboxide, Metalle, Metallfluoride, Metallnitride, Metalloxynitride oder Mischungen dieser Materialien beschichtet sein. Die Beschichtung kann dabei das gesamte Substrat umhüllen aber auch nur partiell auf dem Substrat vorliegen, z.B. nur an einzelnen Seiten des Substrates. Die Metalloxid-, Metalloxidhydrat-, Metallsuboxid-, Metall-, Metallfluorid-, Metallnitrid-, Metalloxynitridschichten oder die Mischungen hieraus können niedrig- (Brechzahl < 1.8) oder hochbrechend (Brechzahl ≥ 1.8) sein. Als Metalloxide und Metalloxidhydrate eignen sich alle dem Fachmann bekannten Metalloxide oder Metalloxidhydrate, wie z. B. Aluminiumoxid, Aluminiumoxidhydrat, Siliziumoxid, Siliziumoxidhydrat, Eisenoxid, Zinnoxid, Ceroxid, Zinkoxid, Zirkoniumoxid, Chromoxid, Titanoxid, insbesondere Titandioxid, Titanoxidhydrat sowie Mischungen hieraus, wie z.B. Ilmenit oder Pseudobrookit. Als Metallsuboxide können beispielsweise die Titansuboxide eingesetzt werden. Als Metalle eignen sich z.B. Chrom, Aluminium, Nickel, Silber, Gold, Titan, Kupfer oder Legierungen, als Metallfluorid eignet sich beispielsweise Magnesiumfluorid. Als Metallnitride oder Metalloxynitride können beispielsweise die Nitride oder Oxynitride der Metalle Titan, Zirkonium und/oder Tantal eingesetzt werden. Bevorzugt werden Metalloxid-, Metall-, Metallfluorid und/oder Metalloxidhydratschichten und ganz besonders bevorzugt Metalloxid- und/oder Metalloxidhydratschichten auf das Substrat aufgebracht. Effektpigmente mit diesem Aufbau zeigen neben den erfindungsgemäßen positiven Eigenschaften, wie z.B. steuerbares Deckvermögen und Farbstärke bzw. verbesserte anwendungstechnische Eigenschaften, eine Reihe unterschiedlicher Farben, die durch Wahl des Schichtmaterials und der Schichtdicken einstellbar sind.

Weiterhin können auch Mehrschichtaufbauten aus hoch- und niedrigbrechenden Metalloxid-, Metalloxidhydrat-, Metall- oder Metallfluoridschichten vorliegen, wobei sich vorzugsweise hoch- und niedrigbrechende Schichten abwechseln. Insbesondere bevorzugt sind Schichtpakete aus einer hoch- und einer niedrigbrechenden Schicht, wobei auf das Substrat eine oder mehrere dieser Schichtpakete aufgebracht sein können. Die Reihenfolge der hoch- und niedrigbrechenden Schichten kann dabei an das Substrat angepasst werden, um das Substrat in den Mehrschichtaufbau mit einzubeziehen.

Als hochbrechende Schichten werden bevorzugt hochbrechende Metalloxidschichten eingesetzt, wobei z.B. TiO₂, Titansuboxide, Fe₂O₃, SnO₂, ZnO, ZrO₂, Ce₂O₃, CoO, Co₃O₄, Cr₂O₃ und/oder Mischungen davon ganz besonders bevorzugt sind. Als niedrigbrechende Schichten werden bevorzugt niedrigbrechende Metalloxid-, Metallfluorid- und/oder Metalloxidhydratschichten eingesetzt, wobei insbesondere Aluminiumoxid, Aluminiumoxidhydrat, Siliziumoxid, Siliziumoxidhydrat und/oder Magnesiumfluorid bevorzugt sind.

In einer weiteren Ausführungsform können die Metalloxid-, Metalloxidhydrat-, Metallsuboxid-, Metall-, Metallfluorid-, Metallnitrid-, Metalloxynitridschichten mit Farbmitteln oder anderen Elementen versetzt oder dotiert sein. Als Farbmittel oder andere Elemente eignen sich beispielsweise organische oder anorganische Farbpigmente wie farbige Metalloxide, z.B. Magnetit, Chromoxid oder Farbpigmente wie z.B. Berliner Blau, Ultramarin, Bismutvanadat, Thenards Blau, oder aber organische Farbpigmente wie z.B. Indigo, Azopigmente, Phthalocyanine oder auch Karminrot oder Elemente wie z.B. Yttrium oder Antimon.

Die äußere Schicht auf dem Substrat ist in einer bevorzugten Ausführungsform ein hochbrechendes Metalloxid. Diese äußere Schicht kann zusätzlich auf den oben genannten Schichtpaketen oder bei hochbrechenden Substraten Teil eines Schichtpaketes sein und z.B. aus TiO₂, Titansuboxiden, Fe₂O₃, SnO₂, ZnO, ZrO₂, Ce₂O₃, CoO, Co₃O₄, Cr₂O₃ und/oder Mischungen davon, wie zum Beispiel Ilmenit oder Pseudobrookit, bestehen. TiO₂ ist besonders bevorzugt.

Beispiele und Ausführungsformen der oben genannten Materialien und Pigmentaufbauten finden sich z.B. auch in der Research Disclosure RD 471001, deren Offenbarung hiermit unter Bezugnahme mit eingeschlossen ist.

Effektpigmente enthaltend diese Schichten zeigen eine hohe Farbenvielfalt in bezug auf ihre Körperfarbe und können in vielen Fällen eine winkelabhängige Änderung der Farbe (Farbflop) durch Interferenz zeigen. Darüber hinaus zeigen diese erfindungsgemäßen Effektpigmente aufgrund ihrer einheitlichen Größe und Form einen verbesserten Glanz und einen stärkeren Farbflop als jene aus dem Stand der Technik.

Die Dicke der Metalloxid-, Metalloxidhydrat-, Metallsuboxid-, Metall-, Metallfluorid-, Metallnitrid-, Metalloxynitridschichten oder einer Mischung daraus beträgt üblicherweise 3 bis 300 nm und im Falle der Metalloxid-, Metalloxidhydrat-, Metallsuboxid-, Metallfluorid-, Metallnitrid-, Metalloxynitridschichten oder einer Mischung daraus vorzugsweise 20 bis 200 nm. Die Dicke der Metallschichten beträgt vorzugsweise 4 bis 50 nm.

Die erfindungsgemäßen Effektpigmente können weiterhin mit einer zusätzlichen organischen Beschichtung als äußere Schicht versehen sein. Beispiele für derartige Beschichtungen finden sich z.B. in EP 0 632 109 , US 5,759,255 , DE 43 17 019 , DE 39 29 423 , DE 32 35 017 , EP 0 492 223 , EP 0 342 533 , EP 0 268 918 , EP 0 141 174 , EP 0 764 191 , WO 98/13426 oder EP 0 465 805 , deren Offenbarung hiermit unter Bezugnahme mit eingeschlossen ist. Effektpigmente enthaltend diese organische Beschichtung, z.B. aus Organosilanen oder Organotitanaten bzw. Organozirkonaten zeigen neben den bereits genannten verbesserten optischen Eigenschaften zusätzlich eine erhöhte Stabilität gegenüber Witterungseinflüssen, wie z.B. Feuchtigkeit und Licht, was vor allem für Industrielacke und im Automobilbereich von besonderem Interesse ist.

Die erfindungsgemäßen Effektpigmente sind erhältlich durch

a) Aufbringung eines Films enthaltend einen Substratprecursor auf einen strukturierten Träger mit einer Strukturierung in Kreis- oder Ellipsenform oder in Form eines Vielecks V_n,
b) Verfestigung des Films durch Trocknung,
c) Entwicklung eines Substrates durch chemische Reaktion aus dem Substratprecursor,
d) Abtrennung des Substrates vom strukturierten Träger und
e) gegebenenfalls Waschen, Trocknung und/oder Calcinierung des Substrates.

Darüber hinaus sind die erfindungsgemäßen Effektpigmente erhältlich durch

a) Aufbringung eines Films enthaltend einen Substratprecursor auf einen strukturierten Träger mit einer Strukturierung in Kreis- oder Ellipsenform oder in Form eines Vielecks V_n,
b) gegebenenfalls Verfestigung des Films durch Trocknung,
c) ein- oder mehrmaliges Wiederholen der Schritte a) und b), wobei jeweils voneinander verschiedene Substratprecursor eingesetzt werden,
d) Verfestigung des Films durch Trocknung,
e) Entwicklung eines Substrates durch chemische Reaktion aus dem Substratprecursor,
f) Abtrennung des Substrates vom strukturierten Träger und
g) gegebenenfalls Waschen, Trocknung und/oder Calcinierung des Substrates.

Auf diese Weise erhältliche Effektpigmente enthalten Substrate, die z.B. aus Mischungen verschiedener Substratmaterialien bestehen, wobei die Mischung z.B. in Form eines Gradienten oder in Form diskreter Schichten vorliegen kann.

Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Effektpigmente enthaltend die Verfahrensschritte:

Der strukturierte Träger in der vorliegenden Erfindung kann aus allen gängigen Materialien bestehen, wie z.B. Metallen, Kunststoffen oder anderen Materialien. Vorzugsweise besteht der Träger aus Kunststoff, wie z.B. Polyethylenterephthalat, Polyester oder Polyacrylate und liegt in Form eines endlosen Bandes vor, das die Strukturierung aufweist. Bevorzugt wird Polyethylenterephthalat als Bandmaterial verwendet.

Analoge Bandverfahren unter Verwendung unstrukturierter Bänder sind aus dem Stand der Technik bekannt und z.B. in WO 93/08237 und dort genannten Referenzen beschrieben, die hiermit durch Bezugnahme in dieser Anmeldung enthalten sind.

Aus WO 97/27251 ist ein Verfahren zur Herstellung von polymeren organischen Pigmentpartikeln bekannt, bei dem eine polymerisierbare Mischung aus z.B. Polyestern, Polyurethanen oder Silikonen auf eine mit Vertiefungen in der Form der gewünschten Pigmentpartikel versehenen Oberfläche aufgetragen wird, die Mischung zu Polymerisation gebracht und die Partikel aus den Vertiefungen entfernt werden. Die mit Vertiefungen versehene Oberfläche kann dabei aus einer Folie, aus einer drehbaren Walze oder aus einem Rollband bestehen. Die Polymerisation erfolgt aber nur unter Einsatz von Polymerisationsinitiatioren oder durch Bestrahlung, was einen erhöhten apparativen Aufwand zur Durchführung des Verfahrens erfordert.

Demgegenüber erfolgt die Entwicklung des Substrates in der vorliegenden Erfindung durch chemische Reaktion im direkten Anschluss an die Verfestigung des Films durch Trocknung ohne weitere Zugabe von Initiatoren und ohne Bestrahlung mit Licht.

Die Strukturierung des Trägers ist derart gestaltet, dass sie in Kreis- oder Ellipsenform einen Kreisdurchmesser bzw. die Ellipsenhauptachse eine Länge von 3 bis 150 μm und in Form des Vielecks V_n einen größten Durchmesser von 3 bis 150 μm aufweist. Die Strukturierung kann z.B. in Form einer Rillen- oder Gitterstruktur vorliegen, wobei die Gitterstruktur aus regelmäßig angeordneten, parallelen oder gekreuzten Rillen, Linien, Halbkugeln, Kugeln, Pyramiden, Würfeln oder entsprechend geformten Löchern bestehen kann. Die Strukturierung ist dabei vorzugsweise derart gestaltet, dass Quadrate, Trapeze, Rhomben, Rauten, Rechtecke oder Sechsecke vorliegen. Gerade diese Formen lassen sich ohne Probleme flächig aneinander anordnen, ohne dass Zwischenräume auftreten, die als Abfall nicht verwertet werden können. Darüber hinaus sind aber auch Kombinationen mehrerer Formen und Größen denkbar.

Als Substratprecursor können Lösungen oder Suspensionen enthaltend eine oder mehrere anorganische oder organische Verbindungen der Elemente Silizium, Aluminium, Bor, Titan, Zirkonium und/oder Eisen verwendet werden. Als anorganische Verbindungen können die entsprechenden Salze wie z.B. Halogenide, Nitrate, Sulfate, Phosphate, Oxide oder Oxidhydrate, aber auch Borate, Aluminate und/oder Silikate eingesetzt werden. Organische Verbindungen können z.B.

Alkoxyverbindungen der jeweiligen Elemente sein. Vorzugsweise enthält der Substratprecursor anorganische Verbindungen der Elemente Silizium und/oder Aluminium und insbesondere Silikate, wobei Wasserglas ganz besonders bevorzugt ist.

Weiterhin kann der Substratprecursor Netzwerkbildner, vorzugsweise in Form löslicher Salze, enthalten, wie z.B. Aluminate und/oder Borate, die sich vorteilhaft auf die Ausbildung und Stabilität der Substrate auswirken. Bevorzugte Netzwerkbildner sind Natriumaluminat und/oder Natriumborat. Die Anteile der Netzwerkbildner betragen 0.1–30 Gew.-%, vorzugsweise 1–20 Gew.-%, bezogen auf das Substrat.

Als Benetzungs- und Netzmittel zur Verbesserung der Benetzung des strukturierten Trägers mit dem Substratprecursor kommen alle dem Fachmann bekannten Netzmittel in Frage, wobei diese ionisch und nichtionisch sein können. Weder der Typ noch die Menge des zugsetzten Netzmittels sind kritisch, aber im allgemeinen liegt der Anteil des Netzmittels maximal bei bis zu 2 Gew.-%, bezogen auf den Substratprecusrsor.

Auf den strukturierten Träger wird ein Film enthaltend den Substratprecusor aufgebracht, wobei durch die Menge des aufgebrachten Substratprecursors die später erhaltene Dicke des Substrates variiert werden kann. Die Aufbringung des Films kann gemäß dem oben beschriebenen Bandverfahren, aber auch über alternative Methoden wie z.B. das Tauchgießverfahren aufgetragen werden. Vorzugsweise ist der erhaltene Film so dick, dass der strukturierte Träger vollständig und durchgängig mit dem Film bedeckt ist. Der Film weist in dieser Vorzugsform in Richtung des strukturierten Trägers ein Abbild der Strukturierung und auf der der Strukturierung gegenüberliegenden Seite eine glatte Oberfläche auf.

Die durch Trocknung initiierte chemische Reaktion führt zur Entwicklung eines festen Substrates mit einer Strukturierung in gleichmäßiger Größe und Form. Bei der chemischen Reaktion handelt es sich vorzugsweise um Hydrolyse- und Kondensationsreaktionen, die zu einer Vernetzung des Substratprecursors führt.

Die Abtrennung, das Waschen, die Trocknung und/oder Calcinierung (Schritte d)–e)) des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgen nach den für den Fachmann gängigen Methoden, wie sie z.B. auch in WO 93/08327 beschrieben sind und können in fachmännischer Weise an das jeweilige System angepasst werden. Vorzugsweise wird das Substrat mittels eines Flüssigkeits- oder Gasstrahls abgetrennt. Bei diesem Verfahrensschritt kann es bereits zur Zerkleinerung der Substrate kommen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Zerkleinerung vorzugsweise an den durch die Strukturierung auftretenden Bruchkanten. Letztere sind im Sinne dieser Anmeldung jene Kanten, die auf Grund der Strukturierung in den Substratfilm hineinragen. An diesen Kanten ist das Substrat dünner als an den übrigen Stellen des Substratfilms. Durch die Strukturierung des Trägers werden somit Sollbruchstellen in das Substrat mit eingebracht. Durch äußere Einwirkung wie z.B. einen Flüssigkeitsstrahl bei der Abtrennung des Substrates kommt es zum Bruch an den Sollbruchstellen und Substratpartikel mit einheitlicher Form und Größe werden erhalten.

In einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden folgende Verfahrensschritte durchgeführt:

In dieser besonderen Ausführungsform werden gemäß Schritt c) die Schritte a) und b) ein- oder mehrfach wiederholt. Hierdurch lassen sich Substrate aus voneinander verschiedenen Substratprecursoren herstellen, z.B. zunächst durch Verwendung von Wasserglas und weiterhin durch Verwendung von Alkoxysilanen. Alternativ lassen sich Effektpigmente auf der Basis von Substraten aus Materialgemischen herstellen, z.B. Silizium/Aluminium-, Silizium/Bor-, Aluminium/Bongemische. Die Mischung kann dabei als Gradient oder in Form diskreter Schichten vorliegen. Im letzteren Falle ist die Durchführung einer Zwischentrocknung gemäß Schritt b) bevorzugt.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Substrat mit einer oder mehreren Schichten enthaltend Metalloxide, Metalloxidhydrate, Metallsuboxide, Metalle, Metallfluoride, Metallnitride, Metalloxynitride oder Mischungen dieser Materialien beschichtet werden. Beispiele für derartige Materialien sind vorab bei dem Aufbau der erfindungsgemäßen Pigmente beschrieben worden. Die Beschichtung kann sowohl nasschemisch, mittels Sol-Gel-Verfahrens aber auch über CVD bzw. PVD-Verfahren erfolgen. Vorzugsweise erfolgt die Beschichtung nasschemisch oder über CVD bzw. PVD-Verfahren und ganz besonders bevorzugt nasschemisch. Beispiele der genannten Verfahren und der dabei einsetzbaren Verbindungen und Vorstufen finden sich beispielsweise in EP 0 141 173 , EP 0 332 071 , DE 19 51 697 , DE 23 13 332 , DE 40 09 567 , EP 0 645 851 , EP 0 106 235 und EP 0 753 545 . Die Beschichtung kann die Substrate ganz umhüllen oder nur partiell an einzelnen oder mehreren Seiten aufgebracht werden. Wird das Substrat beispielsweise gemäß der erfindungsgemäßen Verfahren vom Träger abgetrennt und dann mit einer nachfolgenden Beschichtung versehen, kommt es, insbesondere bei der nasschemischen Beschichtung, zu einer vorzugsweise vollständigen Umhüllung des Substrates mit dem Schichtmaterial. Im Gegensatz dazu können die ein oder mehreren Schichten auch auf dem sich auf dem Träger befindlichen Substrat aufgebracht werden, das anschließend als beschichtetes Substrat vom Träger abgetrennt wird. In diesem Falle kommt es zu einer Belegung der Substrate auf nur einer Seite der Substrate, nämlich der dem Träger abgewandten Seite. Durch die entsprechende Auswahl der Reihenfolge von nachfolgender Beschichtung und Abtrennung vom Träger können die erzielbaren optischen Effekte weiter den Bedürfnissen des Anwenders angepasst werden. Insbesondere die Aufbringung von Metallschichten kann im Zusammenspiel mit dem Substrat zu besonders interessanten optischen Effekten führen. Vorzugsweise erfolgt die Aufbringung der ein oder mehreren Schichten nach der Abtrennung des Substrates vom Träger.

Vorzugsweise erfolgt die Beschichtung mit einer oder mehreren Schichten enthaltend Metalloxide, Metalloxidhydrate, Metallsuboxide, Metalle, Metallfluoride, Metallnitride, Metalloxynitride oder Mischungen dieser Materialien auf das uncalcinierte Substrat. Die Calcinierung wird stattdessen im Anschluss an die Beschichtungsschritte für das gesamte Effektpigment durchgeführt.

Darüber hinaus kann in einem ebenfalls erfindungsgemäßen Verfahren zusätzlich als äußere Schicht eine organische Beschichtung aufgebracht werden. Beispiele für derartige Beschichtungsverfahren finden sich unter anderem in EP 0 632 109 , US 5,759,255 , DE 43 17 019 , DE 39 29 423 , DE 32 35 017 , EP 0 492 223 , EP 0 342 533 , EP 0 268 918 , EP 0 141 174 , EP 0 764 191 , WO 98/13426 oder EP 0 465 805 . Beispiele für organische Beschichtungen sowie die damit verbundenen Vorteile sind bereits vorab beim Aufbau der erfindungsgemäßen Pigmente beschrieben worden. Der Verfahrensschritt der Aufbringung der organischen Beschichtung kann direkt an die anderen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens angeschlossen werden.

Die erfindungsgemäßen Effektpigmente finden auf Grund ihrer vorteilhaften Eigenschaften Verwendung in Farben, Lacken, Druckfarben, Tonern, Kunststoffen, kosmetischen Formulierungen, im Lebensmittelbereich, in pharmazeutischen Produkten, keramischen Materialien, Gläsern, Papier, zur Lasermarkierung, in Sicherheitsmaterialien, in Trockenpräparaten, in Pigmentpräparationen oder als Tracer.

Im Falle von Kosmetika eignen sich die erfindungsgemäßen Pigmente besonders für Produkte und Formulierungen der dekorativen Kosmetik, wie z.B. Nagellacke, farbgebende Puder, Lippenstifte oder Lidschatten, Seifen, Zahnpasten etc. Selbstverständlich können die erfindungsgemäßen Pigmente in den Formulierungen auch mit jeder Art von kosmetischen Roh- und Hilfsstoffen kombiniert werden. Dazu gehören u.a. Öle, Fette, Wachse, Filmbildner, Konservierungsmittel und allgemein anwendungstechnische Eigenschaften bestimmende Hilfsstoffe, wie z.B. Verdicken und rheologische Zusatzstoffe wie etwa Bentonite, Hektorite, Siliziumdioxid, Ca-Silikate, Gelatine, hochmolekulare Kohlenhydrate und/oder oberflächenaktive Hilfsmittel, etc. Die erfindungsgemäße Pigmente enthaltenden Formulierungen können dem lipophilen, hydrophilen oder hydrophoben Typ angehören. Bei heterogenen Formulierungen mit diskreten wässrigen und nicht-wässrigen Phasen können die erfindungsgemäßen Pigmente in jeweils nur einer der beiden Phasen enthalten oder auch über beide Phasen verteilt sein. Beispiele für die Anwendung von Effektpigmenten in kosmetischen Formulierungen und hierfür geeignete Materialien sind in Research Disclosure RD 471001, beschrieben. Die Vorteile der einheitlichen Form und Größe der erfindungsgemäßen Pigmentteilchen lassen sich auf die in RD 471001 beschriebenen Effektpigmente übertragen.

Die pH-Werte der Formulierungen können zwischen 1 und 14, bevorzugt zwischen 2 und 11 und besonders bevorzugt zwischen 5 und 8 liegen. Den Konzentrationen der erfindungsgemäßen Interferenzpigmente in der Formulierung sind keine Grenzen gesetzt. Sie können – je nach Anwendungsfall – zwischen 0.001 (rinse-off-Produkte, z.B. Duschgele) – 100 % (z.B. Glanzeffekt-Artikel für besondere Anwendungen) liegen. Die erfindungsgemäßen Pigmente können weiterhin auch mit kosmetischen Wirkstoffen kombiniert werden. Geeignete Wirkstoffe sind z.B. Insect Repellents, UV A/BC-Schutzfilter (z.B. OMC, B3, MBC), Anti-Ageing-Wirkstoffe, Vitamine und deren Derivate (z.B. Vitamin A, C, E etc.), Selbstbräuner (z.B. DHA, Erytrolose u.a.) sowie weitere kosmetische Wirkstoffe wie z.B. Bisabolol, LPO, Ectoin, Emblica, Allantoin, Bioflavanoide und deren Derivate.

Bei Einsatz der Pigmente in Lacken und Farben sind alle dem Fachmann bekannten Anwendungsbereiche möglich, wie z.B. Pulverlacke, Automobillacke, Druckfarben für den Tief-, Offset-, Sieb- oder Flexodruck sowie für Lacke in Außenanwendungen. Für die Herstellung der Druckfarben ist eine Vielzahl von Bindern, insbesondere wasserlösliche Typen, geeignet, z.B. auf der Basis von Acrylaten, Methacrylaten, Polyestern, Polyurethanen, Nitrocellulose, Ethylcellulose, Polyamid, Polyvinylbutyrat, Phenolharzen, Maleinharzen, Stärke oder Polyvinylalkohol. Bei den Lacken kann es sich um wasser- oder lösemittelbasierte Lacke handeln, wobei die Auswahl der Lackbestandteile dem Allgemeinwissen des Fachmanns unterliegt.

Darüber hinaus können die erfindungsgemäßen Pigmente zur Pigmentierung von Folien und Kunststoffen verwendet werden, so z.B. für Agrarfolien, infrarotreflektierende Folien und Scheiben, Geschenkfolien, Kunststoffbehältnisse und Formkörper für alle dem Fachmann bekannten Anwendungen. Als Kunststoffe eignen sich alle gängigen Kunststoffe für die Einarbeitung der erfindungsgemäßen Formkörper, z.B. Duromere oder thermoplastische Kunststoffe. Die Beschreibung der Anwendungsmöglichkeiten und der einsetzbaren Kunststoffe, Verarbeitungsverfahren und Additive finden sich z.B. in der RD 472005 oder in R. Glausch, M. Kiesen, R. Maisch, G. Pfaff, J. Weitzel, Perlglanzpigmente, Curt R. Vincentz Verlag, 1996, 83 ff., deren Offenbarungsgehalt hier mit umfasst ist.

Außerdem eignen sich die erfindungsgemäßen Pigmente auch für den Einsatz im Sicherheitsdruck und in sicherheitsrelevanten Merkmalen für z.B. fälschungssichere Karten und Ausweise, wie beispielweise Eintrittskarten, Personalausweise, Geldscheine, Schecks und Scheckkarten sowie für andere fälschungssichere Dokumente.

Im Bereich der Landwirtschaft können die Pigmente zur Einfärbung von Saatgut und anderen Ausgangsgütern verwendet werden, darüber hinaus im Lebensmittelbereich zur Pigmentierung von Lebensmitteln. Zur Pigmentierung von Überzügen in Arzneimitteln wie z.B. Tabletten oder Dragees sind die erfindungsgemäßen Pigmente ebenfalls einsetzbar, wie z.B. in DE 198 31 869 oder US 6,627,212 beschrieben.

Darüber hinaus können die erfindungsgemäßen Effektpigmente auch in vorteilhafter Weise mit allen bekannten organischen und/oder anorganischen Farbmitteln gemischt werden, wie z.B. organischen Farbstoffen, organischen, transparenten und deckenden Weiß-, Bunt- und Schwarzpigmenten sowie mit plättchenförmigen Eisenoxiden, organischen Pigmenten, holographischen Pigmenten, LCPs (Liquid Crystal Polymers) und herkömmlichen transparenten, bunten und schwarzen Glanzpigmenten auf der Basis von metalloxidbeschichteten Plättchen auf Basis von Glimmer, Glas, Al₂O₃, Fe₂O₃, SiO₂, etc. Die erfindungsgemäßen Effektpigmente können in jedem Verhältnis mit handelsüblichen Pigmenten und Füllern gemischt werden.

Als Füllstoffe sind z.B. natürlicher und synthetischer Glimmer, Nylon Powder, reine oder gefüllte Melaninharze, Talcum, Gläser, Kaolin, Oxide oder Hydroxide von Aluminium, Magnesium, Calcium, Zink, BiOCl, Bariumsulfat, Calciumsulfat, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Kohlenstoff, sowie physikalische oder chemische Kombinationen dieser Stoffe zu nennen. Bezüglich der Partikelform des Füllstoffes gibt es keine Einschränkungen. Sie kann den Anforderungen gemäß z.B. plättchenförmig, sphärisch oder nadelförmig sein.

Die erfindungsgemäßen Pigmente sind weiterhin geeignet zur Herstellung von fließfähigen Pigmentpräparationen und Trockenpräparaten enthaltend ein oder mehrere erfindungsgemäße Pigmente, Bindemittel und optional ein oder mehrere Additive. Unter Trockenpräparate sind auch Präparate zu verstehen, die 0 bis 8 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 8 Gew.-%, insbesondere 3 bis 6 Gew.-%, an Wasser und/oder eines Lösemittels oder Lösemittelgemisches enthalten. Die Trockenpräparate liegen vorzugsweise als Pellets, Granulate, Chips, Würstchen oder Briketts vor und weisen Teilchengrößen von 0.2–80 mm auf. Die Trockenpräparate finden insbesondere Anwendung bei der Herstellung von Druckfarben und in kosmetischen Formulierungen.

Eine besondere Anwendungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Effektpigmente besteht in ihrem Einsatz als Tracer in Mischungen mit weiteren organischen und/oder anorganischen Farbmitteln, z.B. zur Markierung von Farben, Lacken, Druckfarben, Kunststoffen, Textilien, kosmetischen Formulierungen, Lebensmitteln, pharmazeutischen Produkten, keramischen Materialien, Gläsern, Papier, Sicherheitsmaterialien, Trockenpräparaten, Pigmentpräparationen.

Tracer werden in modernen Produkten vielfach als Identifizierungsmittel eingesetzt. Mit ihrer Hilfe soll die Echtheit eines Produktes nachgewiesen bzw. die Herkunft eines Produktes rekonstruiert werden. Gängige Tracer basieren auf fluoreszierenden, radioaktiven oder lumineszierenden Stoffen, die dem zu schützenden Produkt als Pulver, Suspension oder Flüssigkeit zugesetzt werden. Diese Stoffe sind vielfach toxikologisch und umwelttechnisch bedenklich bzw. benötigen zu ihrer Nachweisbarkeit spezielle Apparaturen und Geräte.

Die erfindungsgemäßen Effektpigmente können den zu markierenden Farbmitteln oder daraus hergestellten Produkten, wie z.B. Lacken, Pulvern, Farben oder Suspensionen unter Anwendung aller dem Fachmann bekannten Methoden zugegeben werden. Der Anteil des Tracers in dem zu markierenden Produkt beträgt üblicherweise ≤ 5 Gew.-%, bezogen auf das markierte Produkt und vorzugsweise < 2 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 0.1–1 Gew.-%.

Je nach Größe bzw. Geometrie der erfindungsgemäßen Effektpigmente kann der Tracer in den Mischungen mit Pigmenten anderer Form sehr einfach mittels eines Mikroskops oder mit dem Rasterelektronenmikroskop detektiert werden. Chemisch und toxikologisch verhalten sich diese Tracer wie andere Effektpigmente und sind somit chemisch inert und toxikologisch unbedenklich. Werden die erfindungsgemäßen Effektpigmente mit anderen Effektpigmenten gemischt, so kann die Koloristik des Tracers dem zu markierenden Medium angepasst werden, was einen zusätzlichen Vorteil bedeutet, da eine Veränderung bezüglich der Koloristik in der jeweiligen Anwendung nicht zu befürchten ist. Besonders vorteilhaft ist das Mischen der erfindungsgemäßen Pigmente mit Effektpigmenten, die denselben Schichtaufbau, jedoch nicht dieselbe Form bzw. dieselbe Größe aufweisen. Da die für diese Anwendung auf die Kundenwünsche speziell abgestimmten erfindungsgemäßen Effektpigmente kommerziell nicht verfügbar sind, wird ein ausreichender Kopierschutz der zu markierenden Mischung gewährleistet.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie jedoch zu beschränken.
Beispiel 1:
Eine 100 μm dicke Polyethylenterephthalat-Folie, auf deren Oberfläche eine regelmäßige quadratische Struktur mit einer Kantenlänge von 30 μm aufgeprägt (Durchmesser des Vielecks: 42.4 μm) ist, wird im Band- oder Tauchgießverfahren mit einer Natronwasserglaslösung (23 Gew.-% Natriumorthosilikat), die als Benetzungs- und Verlaufsmittel 0.2 Gew.-% eines handelsüblichen Netzmittels enthalten, beschichtet. Der Natronwasserglasfilm wird mit Luft bei 150 °C getrocknet. Der ca. 600 nm dicke trockene Film wird in Form von Plättchen mit definierter Form und Größe von der Unterlage abgelöst und anschließend bei pH 5 gewässert, wobei der pH-Wert das Bades mit verdünnter Salzsäure konstant gehalten wird. Nach dem Wässern werden die SiO₂-Plättchen getrocknet und dann bei 800°C calciniert. Bedingt durch die quadratische Struktur auf der Folie sind die Bruchkanten vordefiniert und die Plättchen brechen bei Ablösen von der Folie und beim Calcinieren zu quadratischen Strukturen mit einer Kantenlänge von 30 μm.
Beispiel 2:
10 g der quadratischen Plättchen aus Beispiel 1 werden in 250 ml Wasser suspendiert. Unter kräftigem Rühren wird bei 75°C und pH 1.8 eine SnCl₄-Lösung (Herstellung: 1.1 g SnCl₄·5 H₂O in 2 ml konz. Salzsäure sowie 17 ml Wasser gelöst) mit einer Dosierrate von 0.1 ml/min zugetropft.
Anschließend wird die Temperatur auf 90°C angehoben, der pH-Wert auf 1.5 gesenkt und 20 ml einer TiCl₄-Lösung (Gehalt: 380 g TiCl₄ pro Liter) zugetropft. Nach Beendigung der Zugabe wird das erhaltene Produkt abfiltriert, gewaschen und getrocknet. Man erhält ein weißliches Pulver, dass beim Ausstreichen auf einem Träger intensive winkelabhängige Interferenzfarben zeigt.
Beispiel 3:
10 g der Plättchen aus Beispiel 1 werden in 250 ml Wasser suspendiert. Unter kräftigem Rühren wird auf 75°C und mit Salzsäure auf pH 2.3 eingestellt. Eine FeCl₃-Lösung (Gehalt: 6 Gew.-% Fe) wird mit einer Dosierrate von 0.1 ml/min zugetropft. Der pH-Wert wird durch Zugabe von verdünnter Natronlauge konstant gehalten. Nach Beendigung der Zugabe wird das erhaltene Produkt abfiltriert, gewaschen und getrocknet. Man erhält ein rötliches Pulver, dass beim Ausstreichen auf einem Träger intensive winkelabhängige Interferenzfarben zeigt.
Beispiel 4:
100 g der Plättchen aus Beispiel 1 werden in einem Wirbelbettreaktor unter einem Stickstoffstrom auf 180°C erhitzt. 25 g Chromhexacarbonyl werden erwärmt und mittels eines Argonträgerstromes in den Wirbelbettreaktor über einen Zeitraum von zwei Stunden eingebracht. Unter diesen Bedingungen zersetzt sich das Chromhexacarbonyl unter Bildung dünner Metallschichten auf den Plättchen. Der Wirbelbettreaktor wird im Argonstrom abgekühlt und man erhält ein deckendes silbriges Pulver, das beim Ausstreichen auf einem Träger intensive winkelabhängige Interferenzfarben zeigt.
Beispiel 5:
Pigmente gemäß Beispiel 2 werden gemäß EP 0 632 109 beschichtet. Das dabei erhaltene Pulver entspricht koloristisch dem nicht nachbeschichteten Pigment. Das nachbeschichtete Pigment wird in eine kommerzielle Wasserlackformulierung eingearbeitet. Eine damit hergestellte Lackierung zeigt eine gute Schwitzwasserbeständigkeit.
Beispiel 6:
Pigmente gemäß Beispiel 2 werden mit einem Anteil von 0.1 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge, dem zu schützenden Pigmentpulver Colorstream^® Viola Fantasy (SiO₂-Träger beschichtet mit SnO₂ und TiO₂, Fa. Merck KGaA) zugemischt. Zur Überprüfung der geschützten Mischung wird das Pulver auf einen Objektträger gegeben und mittels Mikroskop untersucht. Unter dem Mikroskop ist die charakteristische Form des Tracers zu erkennen. Der Zusatz des Tracers führt dabei zu keiner Änderung der koloristischen oder anwendungstechnischen Eigenschaften des zu schützenden Pigmentpulvers.

Claims

Effektpigmente mit einheitlicher Form und Größe auf der Basis eines plättchenförmigen anorganischen Substrates, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat eine Kreis- oder Ellipsenform hat oder ein Vieleck V_n ist, mit n = der Anzahl der Ecken und n ≥ 3.
Effektpigmente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass n = 3, 4, 5, 6, 7 oder 8 ist.
Effektpigmente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das plättchenförmige anorganische Substrat aus einem oder mehreren Metalloxiden besteht.
Effektpigmente nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet dass das Metalloxid Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Boroxid, Titanoxid, Zirkoniumoxid und/oder Eisenoxid ist.
Effektpigmente nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das plättchenförmige Substrat in Kreis- oder Ellipsenform einen Kreisdurchmesser bzw. eine Ellipsenhauptachse in einer Länge von 3 bis 150 μm und das Vieleck V_n einen Durchmesser von 3 bis 150 μm aufweist.
Effektpigmente nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat mit einer oder mehreren Schichten enthaltend Metalloxide, Metalloxidhydrate, Metallsuboxide, Metalle, Metallfluoride, Metallnitride, Metalloxynitride oder Mischungen dieser Materialien beschichtet ist.
Effektpigmente nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Metalloxid-, Metalloxidhydrat-, Metallsuboxid-, Metall-, Metallfluorid-, Metallnitrid-, Metalloxynitridschichten oder einer Mischung daraus 3 bis 300 nm beträgt.
Effektpigmente nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich als äußere Schicht eine organische Beschichtung aufgebracht wird.
Effektpigmente nach Anspruch 1, erhältlich durch a) Aufbringung eines Films enthaltend einen Substratprecursor auf einen strukturierten Träger mit einer Strukturierung in Kreis- oder Ellipsenform oder in Form eines Vielecks V_n, b) Verfestigung des Films durch Trocknung, c) Entwicklung eines Substrates durch chemische Reaktion aus dem Substratprecursor, d) Abtrennung des Substrates vom strukturierten Träger und e) gegebenenfalls Waschen, Trocknung und/oder Calcinierung des Substrates.
Effektpigmente nach Anspruch 1, erhältlich durch a) Aufbringung eines Films enthaltend einen Substratprecursor auf einen strukturierten Träger mit einer Strukturierung in Kreis- oder Ellipsenform oder in Form eines Vielecks V_n, b) gegebenenfalls Verfestigung des Films durch Trocknung, c) ein- oder mehrmaliges Wiederholen der Schritte a) und b), wobei jeweils voneinander verschiedene Substratprecursor eingesetzt werden, d) Verfestigung des Films durch Trocknung, e) Entwicklung eines Substrates durch chemische Reaktion aus dem Substratprecursor, f) Abtrennung des Substrates vom strukturierten Träger und g) gegebenenfalls Waschen, Trocknung und/oder Calcinierung des Substrates.
Effektpigmente nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung in Kreis- oder Ellipsenform einen Kreisdurchmesser bzw. eine Ellipsenhauptachse in einer Länge von 3 bis 150 μm und das Vieleck V_n einen Durchmesser von 3 bis 150 μm aufweist.
Effektpigmente nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Substratprecusor eine oder mehrere anorganische oder organische Verbindungen der Elemente Silizium, Aluminium, Bor, Titan, Zirkonium und/oder Eisen enthält.
Effektpigmente nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Substratprecursor ein Silikat ist.
Effektpigmente nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Substratprecursor Netzmittel und/oder Netzwerkbildner enthält.
Verfahren zur Herstellung von Effektpigmenten nach Anspruch 1, enthaltend die Verfahrensschritte: a) Aufbringung eines Films enthaltend einen Substratprecursor auf einen strukturierten Träger mit einer Strukturierung in Kreis- oder Ellipsenformen oder in Form eines Vielecks V_n, b) Verfestigung des Films durch Trocknung, c) Entwicklung eines Substrates durch chemische Reaktion aus dem Substratprecursor, d) Abtrennung des Substrates vom strukturierten Träger und e) gegebenenfalls Waschen, Trocknung und/oder Calcinierung des Substrates.
Verfahren zur Herstellung von Effektpigmenten nach Anspruch 1, enthaltend die Verfahrensschritte: a) Aufbringung eines Films enthaltend einen Substratprecursor auf einen strukturierten Träger mit einer Strukturierung in Kreis- oder Ellipsenform oder in Form eines Vielecks V_n, b) gegebenenfalls Verfestigung des Films durch Trocknung, c) ein- oder mehrmaliges Wiederholen der Schritte a) und b), wobei jeweils voneinander verschiedene Substratprecursor eingesetzt werden, d) Verfestigung des Films durch Trocknung, e) Entwicklung eines Substrates durch chemische Reaktion aus dem Substratprecursor, f) Abtrennung des Substrates vom strukturierten Träger und g) gegebenenfalls Waschen, Trocknung und/oder Calcinierung des Substrates.
Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein endloses Band ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturierung in Kreis- oder Ellipsenform einen Kreisdurchmesser bzw. eine Ellipsenhauptachse in einer Länge von 3 bis 150 μm und das Vieleck V_n einen Durchmesser von 3 bis 150 μm aufweist.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Substratprecusor anorganische oder organische Verbindungen der Elemente Silizium, Aluminium, Bor, Titan, Zirkonium und/oder Eisen enthält.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Substratprecursor ein Silikat ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Substratprecursor Netzwerkbildner in Form löslicher Salze enthält.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat mit einer oder mehreren Schichten enthaltend Metalloxide, Metalloxidhydrate, Metallsuboxide, Metalle, Metallfluoride, Metallnitride, Metalloxynitride oder Mischungen dieser Materialien beschichtet wird.
Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mit einer oder mehrerer Schichten nasschemisch, mittels Sol-Gel-Verfahren oder mittels CVD bzw. PVD-Verfahren erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich als äußere Schicht eine organische Beschichtung aufgebracht wird.
Verwendung der Effektpigmente nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14 in Farben, Lacken, Druckfarben, Tonern, Kunststoffen, kosmetischen Formulierungen, im Lebensmittelbereich, in pharmazeutischen Produkten, keramischen Materialien, Gläsern, Papier, zur Lasermarkierung, in Sicherheitsmaterialien, in Trockenpräparaten, in Pigmentpräparationen oder als Tracer.
Verwendung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Effektpigmente mit organischen und/oder anorganischen Farbmitteln gemischt sind.
Farben, Lacke, Druckfarben, Toner, Kunststoffe, kosmetische Formulierungen, Lebensmittel, pharmazeutische Produkte, keramische Materialien, Gläser, Papier, Sicherheitsmaterialien, Trockenpräparate, Pigmentpräparationen oder Tracer, enthaltend ein oder mehrere Effektpigmente nach einem der Ansprüche 1 bis 14.