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Anstrichmittel und Verfahren zu seiner Anwendung. Die Erfindung betrifft
Anstrichinittel, insbesondere solche, die sich im kalten Zustande auf Stoffe der
verschiedensten Art auftragen lassen.
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Diese Anstrichmittel sind sowohl für Glaswaren und andere Gegenstände
mit glasartiger Oberfläche als auch für Metalle und Holz werwendbar. Sie können
auch zum Überziehen der Innenwände von Gebäuden dienen. Durch Vermischen mit farbigen
Zusätzen lassen sich Anstriche in jedem gewünschten Farbton herstel-Jen. Sie sind
dauerhaft, da sie sehr hohen Temperaturen widerstehen, heißes und kaltes Wasser
aushalten, von schwachen Säuren nicht angegriffen werden und erheblichen Widerstand
gegen Abscheuern besitzen. Die Überzüge sind glatt und sammetartig, und damit versehene
Glasgegenstände verhindern den Lichtdurchtritt in viel geringerem Maße als solche
mit anderen Überzügen.
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Die Anstriche nach der Erfindung sind für alle möglichen Zwecke brauchbar;
doch in besonderem Mäße eignen sie sich zum Überziehen von Glühlampen und anderen
Beleuchtungskörpern, wie Reflektoren und Lampenschirmen. Sie machen die Behandlung
dieser Gegenstände finit Sandstrahlgebläsen' oder ätzender. Säuren, welche gesundheitsschädlich
sind, überflüssig und gestatten die Erzeugung von matten, farbig getönten und ähnlichen
Oberflächen durch einen raschen und gesundheitlich ungefährlichen Arbeitsvorgang.
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Die Erfindung besteht- darin, daß ein fester Körper peptisiert, d,
h. mit Hilfe von Hydroxylionen in einen Zustand dauernder kolloidaler Suspension
gebracht wird. Durch die Absorption von Hydroxylionen erhalten die festen Stoffteilchen
eine negative Ladung, welche sie veranlaßt, sich gegenseitig abzustoßen, um so eine
permanente kolloidale Lösung oder Suspension zu bilden. Zu dieser Flüssigkeit wird
ein geeignetes Bindemittel gefügt, welches die Stoffteilchen einhüllt. Daneben können
färbende oder undurchsichtig machende Mittel nach Belieben hinzugesetzt werden.
Es empfiehlt sich, die mit der Mischung in irgendeiner Weise hergestellten Überzüge
derart zu schützen, daß eine Einwirkung der in der Luft enthaltenen _ schädlichen
Dämpfe auf die Bestandteile der Mischung verhindert wird.
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Als Grundstoff eignet sich insbesondere Kaolin. Es können aber auch
-andere Materialien, welche sich mit Natriumhydroxyd oder anderen hydroxylionenhaltigen
Flüssigkeiten peptisieren lassen, verwendet -werden.
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Das Ausgangsmaterial soll von -weißer Farbe sein und einen ausreichenden
Gehalt an plastischen Stoffen besitzen. Wenn die kolloidale Lösung eingetreten ist,
wird Natriumsilikat als Bindemittel hinzugefügt. Es sind aber auch andere Bindemittel,
z. B. Kaliumsilikat, verwendbar. Außer den genannten Stoffen werden nach Belieben
färbende und undurchsichtig machende Mittel beigegeben. Die Gewinnung von - Aristrichmitteln
durch Vermahlen von
Kaolin mit Na triumsilikat ist bekannt. Doch
liefert die bekannte Arbeitsweise keine so dauerhafte, gleichmäßige und feine Suspension
wie sie zur Erzielung von glatten und saminetartig matten Überzügen erforderlich
ist. Mit Vorteil wird die Mischung, nachdem sie auf die anzustreichenden Gegenstände
aufgebracht ist, geschützt, tun zu verhindern, daß zwischen dem Natriumsilikat und
dem Kohlendioxyd der Luft eine Reaktion eintritt und um den entstandenen Überzug
wasserfest zu machen. Als Schutzmittel eignen sich die verschiedenartigsten Stoffe;
als besonders geeignet hat sich jedoch eine »Fixiertingsflüssigkeit« erwiesen, welche
aus der Lösung eines Stoffes besteht, der mit dein Natriumsilikat oder dem sonst
als Bindemittel verwendeten Material eine weiße, unlösliche, chemische Verbindung
oder Absorptionsverbindung bildet. Für die Herstellung der Fixierungsflüssigkeitwerden
vorzugsweise Metallsalze gebraucht; denn es hat sich herausgestellt, daß diese härtere
Verbindungen liefern als die gewöhnlich verwendeten Säuren. Daneben werden gleichzeitig
andere Nachteile vermieden, die mit dein Gebrauch von Säuren verbunden sind. Sehr
geeignet für die Herstellung der Fixierungsflüssigkeit sind Losungen voll Zinkchlorid
und Aluminiumsulfat; doch steht auch der Verwendung von Alaunen oder von löslichen
Salzen des "Zinks, Zimis, Magnesiums, Kalziums und anderer Metalle für sich oder
in Mischung miteinander für den angegebenen Zweck nichts im Wege. Als Ausführungsbeispiel
für die Herstellung eines Allstrichmittels nach der vorliegenden Erfindung mögen
folgende Material- und Mengenangaben dienen:
| Mischung A. |
| Kaolin . . . . . . . . . . . . . . . 248,6 g |
| Nlagnesiumoxyd . . 49109 |
| Aluminiumoxyd (Tonerde) 289,49 |
| Zirkoniumoxyd . . . . . . . . . 49,09 |
| Natriumhydrat . . . . . . . . . 1,6 g |
| Natriumsilikat . . . . . . . . . . 1986,8 g |
| Amylalkohol . . . . . . . . . . . 61I ccm |
| Wasser ................ 2o66,6 - . |
Diese Mischung, welche zur Erzeugung eines matten Überzuges auf Glasgegeliständen
geeignet ist, wird am besten auf folgende Weise hergestellt: Der Amylalkohol wird
mit dein Natriumhydrat und dein destillierten Wasser geinischt, so daß sich eine
Lösung bildet. Diese Lösung wird zu dein Kaolin gefügt. Vorzugsweise eignet sich
Georgiakaolin; doch kann auch ein anderes geeignetes Ausgangsmaterial genommen werden,
sofern es überhaupt fällig ist, kolloidale Lösungen zu bilden. Das Kaolin und die
amylalkoholhaltige Natriumhydratlösung «-erden ungefähr acht Stunden lang in einer
Kugelmühle gemischt, und zwar gleichzeitig mit den färbenden und undurchsichtig
machenden Zusätzen, wie Nlagnesiumoxyd, Aluminiumoxyd und Zirkoniumoxyd. Der Amylalkohol
hat den Zweck, die Oberflächenspannung der Natriumhy dratlösung zu verringern, damit
sich letztere vollkommener und unter Bildung einer kolloidalen Lösung mit dem Kaolin
vermengt und schließlich eine Flüssigkeit entsteht, welche leicht aus der Düse fließt,
wenn das Aufbringen auf die anzustreichende Fläche durch Sprühen erfolgt. Die \-erwendung
von Amylalkohol ist zwar vorteilhaft, aber nicht unbedingt nötig zur Ausführung
der Erfindung. Sobald das Natriumhydrat, das Kaolin sowie die färbenden und undurchsiclitigmachenden
Stoffe gründlich bis zur Bildung einer kolloidalen Lösung miteinander verrieben
sind, wird Natriumsilikat als Bindemittel hinzugefügt und die so entstandene Flüssigkeit
erneut in der Kugelmühle bearbeitet, und zwar fünfzehn Stunden lang. Die so erhaltene
Mischung wird in gut schließenden Behältern aufbewahrt, damit keine Austrocknung
stattfinden kann. Es ist darauf zu achten, daß die Kugelmühle jedesmal, nachdem
eine Partie Anstrichmasse fertiggestellt ist. vollkommen gereinigt wird; denn Natriumsilikat
in Berührung mit noch nicht peptisiertein Kaolin verhindert die kolloidale Auflösung
des letzteren.
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Wie vorstehend dargelegt, dient Mischung A zur Erzeugung von matten
Überzügen auf Glasgegenständen. Es hat sich herausgestellt, daß ein Gehalt von Magnesiumoxy
d in der Mischung leil Überzügen einen in der Kälte atlasartigen Glanz verleiht
und die Wasserfestigkeit dieser Überzüge erhöht. Beim Lichtdurchtritt durch die
mit: dieser Mischung überzogenen Flächen zeigt sich außerdem, daß bei gleicher Lichtabsorption
die Diffusion größer ist als bei Anwendung von Mischungen ohne Nlagnesiunigehalt.
Zirkoniumoxyd wird gebraucht wegen seines hohen Brechungsvermögens und seiner besonderen
Widerstandsfähigkeit gegen che- i mische Einflüsse.
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Die Fixierungsflüssigkeit enthält ungefähr 2o Prozent Zinkchlorid
und io Prozent kristallisiertes Aluminiumsulfat. Das Zilikchlorid und das Aluminiumsulfat
haben die Aufgabe, i beim Zusammentreffen mit dem Natriumsilikat letzteres in Aluminiumsilikat
oder wenigstens in eine Absorptionsverbindung von Aluminium und Kieselsäure überzuführen,
welche chemischen Säuren sowie kaltem und warmem Was- 1 ser widersteht und härter
ist als freie Kieselsäure, die sich bei der Behandlung des N atriumsilikates mit
Säuren ergeben würde.
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Die Mischung wird am besten durch Aufsprühen auf die zu überziehende
Fläche ge- 1 bracht. Nach einer Trocknung von etwa zehn Minuten bei ungefähr 85°
C wird dann der Allstrich
mit der Fixierungsflüssigkeit besprüht.
Unter Umständen kann auch die Fixierung durch Eintauchen des überzogenen Gegenstandes
in die Fixierungsflüssigkeit erfolgen. Wird mit kälter Flüssigkeit gearbeitet, so
sind etwa drei Minuten erforderlich, bis die Reaktion vollzogen ist. Wird die Flüssigkeit
dagegen bei Temperaturen zwischen 5o und 70° C verwendet, so genügen zur Herbeiführung
desselben Erfolges fünfzig Sekunden bis eine Minute; bei stärkeren Überzügen sind
die Zeiträume für das Trocknen und Fixieren etwas länger.
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Das Anstrichmittel derZusammensetzung A, wie es vorstehend beschrieben
ist, erzeugt auf Glas einen matten, grauweißen Überzug von ähnlicher Wirkung wie
ein Sandstrahlgebl<zse oder eine Ätzung mittels Säure. Dieser Grundmischung können
verschiedene Farbpulver oder Farbstoffe. zugesetzt werden. Auf diese Weise lassen
sich alle belieb--'gen Tönungen erreichen. Man kann beispielsweise eine Glühlampe
herstellen, welche ein Licht ausstrahlt ähnlich demjenigen, wie es die Kerzenflamme
liefert, wenn man ungefähr ein Gewichtsprozent von gebrannter Siena zu der Grundmischung
zugibt. Zum Fixieren dient dieselbe Flüssigkeit wie zum Fixieren der Grundmischung.
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Um Überzüge von erhöhter Dichtigkeit zu erzeugen, können der Grundmischung
Zinkoxyd oder ähnliche undurchsichtig machende Mittel zugesetzt werden. Das Ausmaß
dieser Zusätze richtet sich nach dem Grade der gewünschten Dichtigkeit. Ein verhältnismäßig
dichter Überzug auf Glas wird beispielsweise durch eine Mischung von folgender Zusammensetzung
erreicht:
Fixiert wird mit derselben Flüssigkeit wie oben angegeben.
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Will man einen Überzug erzielen, der durchsichtiger ist als ihn Mischung
B liefert, aber dichter als der mit Mischung A; erzielbare Überzug, so benutzt man
eine der drei folgenden Mischungen, die als Variationen lind Modifikationen des
Erfindungsgegenstandes anzusehen sind:
| Mischung C. |
| Kaolin . . . . . :. . . 1121,39 |
| Aluminiumoxyd (Tonerde) 368,1 g |
| Natriumhydrat . . . . . . . . . . 7,39 |
| Natriumsilikat . . . . . . . . . . 1749,59 |
| Nasser . . . . . . . . . . . . . . . . A.,7831.. |
| Mischung D.--_ _ |
| Kaolin . ........ . . . . . - . . 11152,1 g |
| Zirkoniumoxyd . . . . . . . . . - rq.o,6 g. |
| Natriumhydrat . . . . . . . . : 6,8 g |
| Natriumsilikat : . . . . . . . . . 1433,49 |
| Wasser . . . . . . . . . . .. . . . . 1,8171. |
| Mischung E. |
| Kaolin . . . . . . . . . . . . . . . . 1159,49 |
| Zinkoxyd . . . . . . . . . . . . . 144,7 g |
| Natriumsilikat . . . . . . . . . . 1749,59 |
| Wasser . . . . . . . . . . . . . . . . 1,8431. |
Die Fixierungsflüssigkeit ist auch in diesen Fällen dieselbe wie oben angegeben.
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Als Anstrichmittel für Metalle und Holz eignet sich eine Mischung
der folgenden Zusammensetzung:
| Mischung F. |
| Kaolin . . . . . . . , . ..-. 7258 g |
| Zinkoxyd . . . . . . . . . . . . . . 362,9 g |
| 7.innoxyd . . . . . . . . . . . . . . 362,9 g |
| Natriumhydrat . . . . . . . . . . 4,59 |
| Natriumsilikat . . . . . . . . . . 2357,8 g |
| Wasser . . . . .. . . . . . . . . . . 1,51q.1. |
Fixiert wird wieder mit der oben angegebenen Lösung.. Von Mischung B unterscheidet
sich diese Mischung dadurch, daß sie eine größere Zähigkeit, Undurchsichtigkeit
uns Deckkraft besitzt. Gegenüber geschmolzenen Emaillen hat sie den Vorteil, daß
sie nicht einreißt oder abblättert und doch die erforderliche Reflektionskraft besitzt.
Die fertigen überzüge können außerdem ohne Schaden abgewaschen werden. Ferner läßt
sich diese Mischung, da hohe Temperaturen nicht erforderlich sind, auf Metallgegenstände
aufbringen, ohne daß die Gestalt derselben verändert wird, wie es häufig bei aufzubrennenden
Emaillen vorkommt. Sie eignet sich daher, obgleich ihr Verwendungsgebiet nicht auf
diesen Zweck beschränkt ist, insbesondere zur Erzeugung von Überzügen auf Metallreflektoren.
Als Ausgangsmaterial für das Anstrichmittel nach der Erfindung wird vorzugsweise
Georgiakaolin genommen. Man kann aber auch Kaolinit oder andere Erdarten verwenden,
sofern sie weiß genug sind, keine färbenden Unreinigkeiten enthalten und einen ausreichenden
Gehalt an plastischen Stoffen besitzen. Ebenso ist jedes andere Material brauchbar,
sofern es sich nur in kolloidale Lösungen überführen läßt. Die Natriumhydratlösung,
die als Zusatz zu der Grundmischung dient, kann durch andere Alkalihydroxydlösungen,
ä. B. Kalilauge oder sonstige hydroxylionenhaltige Flüssigkeiten ersetzt werden.
Was den Amylalkohol anbelangt, dessen Zusatz empfehlenswert ist, wenn die Lösung
durch Aufsprühen verarbeitet werden soll,- so ist zu sagen, daß der Erfindungsgegenstand
auch
ohne diesen Zusatz ausgeführt werden kann. An Stelle von Natriumsilikat können ähnliche
anorganische Bindemittel treten, z. B. Kaliumsilikat. Ebenso kann für die Fixierungsflüssigkeit
jeder beliebige andere Stoff oder jede beliebige Stoffmischung genommen werden,
wenn sie nur die Bedingung erfüllt, daß sie mit dem Bindemittel der Anstrichmasse
unter Bildung von unlöslichen und verhältnismäßig widerstandsfähigen Verbindungen
reagiert. Derartige Stoffe sind bei Verwendung von Natriumsilikat als Bindemittel
lösliche Aluminium-, Zinn-, Magnesium-und Kalziumsalze, sowie Alaune und ähnliche
Substanzen.
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Die mit dem Anstrichmittel nach vorliegender Erfindung erzielbaren
Überzüge sind, auf welchen Unterlagen sie sich auch befinden mögen, insofern härter
als die gewöhnlichen Anstriche, als sie der mechanischen Beanspruchung und Abnutzung
besser widerstehen als diese. Sie sind fest gegen Wasser und schwache Säurelösungen
der gewöhnlichen Art. Sie zeigen außerdem nicht die Erscheinung des sogenannten
»Blühens«, wozu die gewöhnlichen Natriumsilikat als Bindemittel enthaltenden Anstrichmassen
neigen. Dieses »Blühen« ist wahrscheinlich auf die Hydratisierung und Dehydratisierung
des Natriumkarbonats zurückzuführen, welches sich durch die teilweise Umsetzung
des Natriumsilikates mit dem aus der Luft entnommenen Kohlendioxyd bildet. Der Überzug
ist glatt und sowohl dem Aussehen wie dem Gefühl nach sammetartig. Das beruht darauf,
daß die Suspension, welche nach dem '\-erfahren der vorliegenden Erfindung erzielt
wird, ihre Bestandteile gleichmäßig und in feinster Zerteilung enthält. Die Anstriche
sind außerdem praktisch unbegrenzt haltbar.
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Selbstverständlich ist es möglich, das Anstrichmittel nach der vorliegenden
Erfindung nicht nur zum Überziehen ganzer Flächen zu benutzen, vielmehr können die
Anstriche auch in Form von Zeichen beliebiger Gestalt erzeugt werden, beispielsweise
mit Hilfe von Schablonen oder sonst geeigneten Vorrichtungen. Die beschriebenen
Mischungen und Fixierungsflüssigkeiten sind zwar für die verschiedensten Unterlagen
verwendbar, eignen sich aber ganz besonders zur Anbringung auf Beleuchtungskörpern.
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Wie schon oben erwähnt, sind Anstrichmittel aus Mischungen von Kaolin
und Wasserglas bekannt. Die Herstellung erfolgte bisher regelmäßig so, daß die beiden
Bestandteile gemeinsam vermahlen wurden. Demgegenüber liegt das Neue der Erfindung
darin, daß Grundstoff und Bindemittel nicht unmittelbar zusammengebracht, sondern
erst dann vereinigt werden, wenn der Grundstoff bereits kolloidal gelöst ist. Nur
auf diese Weise gelingt es nämlich, jenen hohen Grad von Zerteilung und Gleichförmigkeit
zu erreichen, auf dem die Zartheit und Sammetartigkeit der Anstriche beruhen.