+

WO1999013019A1 - Method for producing thin films from a non aqueous dispersion and effect pigments with coloring dependent on the angle of observation produced therefrom - Google Patents

Method for producing thin films from a non aqueous dispersion and effect pigments with coloring dependent on the angle of observation produced therefrom Download PDF

Info

Publication number
WO1999013019A1
WO1999013019A1 PCT/EP1998/005420 EP9805420W WO9913019A1 WO 1999013019 A1 WO1999013019 A1 WO 1999013019A1 EP 9805420 W EP9805420 W EP 9805420W WO 9913019 A1 WO9913019 A1 WO 9913019A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
polymer
cholesteric liquid
mol
film
aromatic
Prior art date
Application number
PCT/EP1998/005420
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Bernd Dewald
Andreas Stohr
Axel Schönfeld
Original Assignee
Clariant Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Clariant Gmbh filed Critical Clariant Gmbh
Publication of WO1999013019A1 publication Critical patent/WO1999013019A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09BORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B67/00Influencing the physical, e.g. the dyeing or printing properties of dyestuffs without chemical reactions, e.g. by treating with solvents grinding or grinding assistants, coating of pigments or dyes; Process features in the making of dyestuff preparations; Dyestuff preparations of a special physical nature, e.g. tablets, films
    • C09B67/0098Organic pigments exhibiting interference colours, e.g. nacrous pigments
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/36Pearl essence, e.g. coatings containing platelet-like pigments for pearl lustre

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of thin films and effect pigments made therefrom from thermoplastic cholesteric liquid crystal polymers (cLCPs) with optically variable properties.
  • cLCPs thermoplastic cholesteric liquid crystal polymers
  • Cholesteric main chain polymers are known and can be prepared analogously to nematic main chain polymers by using an additional chiral comonomer (US-A-4,412,059; EP-A-0 196 785; EP-A-0 608 991; EP-A-0 391 368) or by reacting nematic main chain polymers (LCP) with additional chiral comonomers (EP-A-0 283 273).
  • LCP nematic main chain polymers
  • EP-A-0 283 273 additional chiral comonomers
  • Cholesteric main chain polymers are characterized by their helical superstructure. On the one hand, this means that the material no longer has the anisotropy of mechanical properties that is customary in nematic liquid crystal polymers.
  • the material shows pronounced color effects, which are based on the selective reflection on the helical superstructure.
  • the exact reflection color depends on the viewing angle and above all on the pitch of the helix.
  • a vertical view of a specimen - a color with a wavelength that corresponds to the pitch of the helical superstructure appears as the reflection color. This means that the reflected light has a shorter wavelength, the smaller the pitch of the
  • Helix is.
  • the pitch of the helix that forms essentially depends on the proportion of the chiral comonomer, the type of incorporation into the polymer, the degree of polymerization and the structure of the chiral comonomer.
  • an absorbent, in particular black, background is generally necessary, since otherwise the non-selective part of the light is reflected on the background due to insufficient coverage of the cholesteric liquid crystals, which weakens the color impression .
  • Liquid crystal polymers are knife-coated onto a tape in the melt. After cooling, the thin films are e.g. separated from the belt by scrapers or by ultrasonic treatment and then broken into platelets.
  • the process described has the disadvantage that it can only be used with low-melting polymers with low melt viscosity. Effect pigments based on low-melting cholesteric liquid crystal polymers, however, show insufficient temperature stability in lacquer layers.
  • EP-A-0 601 483 describes a process by which a polyorganosiloxane is knife-coated and crosslinked at about 120 ° C. on a polyethylene terephthalate film. The mechanical separation of the film obtained from the film is achieved in that the film is guided over a small diameter deflection roller, the crosslinked material peeling off the carrier.
  • This document describes the knife application of a viscous liquid onto a carrier film and subsequent crosslinking to form a thin film. The process is not suitable for converting thermoplastic, solvent-insoluble cholesteric liquid crystal polymers into thin films.
  • the object of the present invention is to provide a method which avoids the disadvantages listed in the prior art, and to produce pigments dependent on the viewing angle, which have high temperature stability and high chemical resistance (insolubility).
  • this object can be achieved by applying a non-aqueous dispersion of a thermoplastic, cholesteric liquid-crystalline polymer to a planar substrate.
  • the present invention relates to a method for producing thin films of thermoplastic cholesteric liquid-crystalline polymers, characterized in that one or more thermoplastic cholesteric liquid-crystalline polymers are applied as a non-aqueous dispersion to a planar substrate and heated to or above the chiralization temperature.
  • polymer particles are dispersed in organic solvents and applied to a planar substrate with the desired layer thickness. After the applied dispersion has dried, the polymer layer is heated to or above the chiralization temperature.
  • Organic solvents in particular aliphatic hydrocarbons, such as hexane, heptane, cyclohexane, terpenes, liquid paraffins, oils, come as non-aqueous liquids which serve as the dispersion medium for the finely divided polymer particles; aromatic hydrocarbons, such as benzene, toluene,
  • Alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol, octanol; Esters such as ethyl acetate, butyl acetate, amyl acetate, dioctyl phthalate; halogenated hydrocarbons such as chloroform, methylene chloride, perchlorethylene, trichlorethylene, chlorobenzene; Ketones such as methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone, acetone, cyclohexanone, isophorone; and liquid polyhydroxy alcohols, such as
  • Ethylene glycol, propylene glycol, glycerin and polyethylene glycol are considered.
  • other additives in particular dispersing additives and thickeners, such as, for example, polyether compounds, as described in EP 0 359 034 B1, or organically soluble cellulose ethers or fatty acid alkanolamides can be used to prepare non-aqueous dispersions.
  • the added amounts of the other additives are between 0 to 5% by weight, in particular between 0.01 to 3% by weight, based on the total amount of the dispersion.
  • the non-aqueous dispersion can be prepared using all known dispersing and homogenizing units which are suitable for this purpose. Examples include dissolvers, Ultraturrax and agitator ball mills.
  • the aim is ad 50 value less than 30 ⁇ m, preferably less than 15 ⁇ m, in particular less than 10 ⁇ m.
  • the non-aqueous dispersion contains the thermoplastic cholesteric liquid crystal polymer in an amount of 5 to 60% by weight, in particular 10 to 50% by weight, based on the total weight of the dispersion.
  • the ground and sifted cholesteric liquid crystal polymer is dissolved in an organic solvent using a dissolver or Ultraturrax, optionally with the addition of a dispersing additive dispersed.
  • the dispersion is then applied to the carrier substrate using a doctor blade, dried and heated to the chiralization temperature.
  • the layer thickness can be achieved not only by varying the doctor blade gap, but also via the concentration of the dispersion. However, the layer thickness can also be adjusted using an air brush. Other methods of applying the non-aqueous dispersion to the substrate may also be mentioned, such as spraying, printing or rolling.
  • the substrate is coated not only on one side but on both sides.
  • the carrier substrate is to remain in the effect pigment, e.g. transparent particles (thin glass plates) or opaque particles, or a separation of the cLCP from the substrate on both sides is possible, e.g. by dissolving the
  • the thickness of the polymer layer after drying is normally between 1 and 100 ⁇ m, preferably between 1 and 25 ⁇ m, in particular between 3 and 15 ⁇ m.
  • Temperature-stable materials are suitable as planar carrier substrates for the process according to the invention. Temperature-stable polymer films or strips, metal foils or strips and glass plates or strips are preferably used. Polyimide films, cellulose films and
  • metal foils both pure metal foils and laminated metal foils can be used.
  • Leveling additives are polyacrylates and polyesters, some of which are based on
  • Silicon dioxide can be adsorbed, as in conventional
  • Powder coating systems are used.
  • Foil covered and rolled at the chiralization temperature Foil covered and rolled at the chiralization temperature.
  • the polymer films are preferably still removed after the cover film has been removed
  • All temperature-resistant polymer films or strips, as well as metal foils or strips, which may also have special coatings, are suitable as cover films for the rolling process.
  • Polyimide foils and silicone-coated aluminum foils are preferred.
  • the formation of the helical structure can also be promoted by substrates with polymeric layers, such as, for example, polyvinyl alcohol, cellulose derivatives or polyimides.
  • polymeric layers such as, for example, polyvinyl alcohol, cellulose derivatives or polyimides.
  • the orientation process of the polymer molecules can be positively influenced by electrical and magnetic fields.
  • thermoplastic cholesteric polymers which can be used according to the invention include both cholesteric liquid-crystalline main chain polymers, cholesteric liquid-crystalline side group polymers and combined liquid-crystalline main chain / side group polymers.
  • Cholesteric liquid-crystalline side group polymers are, for example, polysiloxanes, cyclic siloxanes, polyacrylates or polymethacrylates with mesogens in the side groups.
  • the mesogens in the side group are, for example, phenylbenzoates or biphenols substituted with cholesterol.
  • the main chain polymers are preferably liquid-crystalline polyesters, polyamides or polyesteramides, the aromatic and / or cycloaliphatic hydroxycarboxylic acids, aromatic aminocarboxylic acids; aromatic and / or cycloaliphatic dicarboxylic acids, and aromatic and / or cycloaliphatic diols and / or diamines; as well as chiral, bifunctional comonomers.
  • Cholesteric liquid-crystalline main chain polymers are generally produced from a chiral component and from hydroxycarboxylic acids and / or a combination of dicarboxylic acids and diols.
  • the polymers consist essentially of aromatic constituents.
  • aliphatic and cycloaliphatic components such as, for example, cyclohexanedicarboxylic acid.
  • Preferred cholesteric polymers for the purposes of the present invention are cholesteric liquid-crystalline main chain polymers consisting essentially of a) 0 to 99.8 mol% of one or more compounds from the group of aromatic hydroxycarboxylic acids, cycloaliphatic hydroxycarboxylic acids and aromatic aminocarboxylic acids; b) 0 to 50 mol% of one or more compounds from the group of aromatic dicarboxylic acids and cycloaliphatic dicarboxylic acids; c) 0 to 50 mol% of one or more compounds from the group of aromatic and cycloaliphatic diols and diamines; d) 0.1 to 40 mol%, preferably 1 to 25 mol%, of chiral, bifunctional
  • the polymers can Contain components with only one functional group or with more than two functional groups, such as dihydroxybenzoic acid, trihydroxybenzenes or trimellitic acid. In this way, the molecular weight of the polymers can be influenced.
  • the components with more than two functional groups act as a branching point in the
  • Polymer and may only be added in small concentrations, for example 0 to 5 mol%, if crosslinking of the material is to be avoided during the condensation.
  • Cholesteric main chain polymers which are built up from the following building blocks of the individual monomer groups are particularly preferred:
  • Aromatic hydroxycarboxylic acids, aminocarboxylic acids hydroxybenzoic acids, hydroxynaphthalenecarboxylic acids, hydroxybiphenylcarboxylic acids, aminobenzoic acids, hydroxycinnamic acids
  • Aromatic dicarboxylic acids aliphatic dicarboxylic acids, erephthalic acid, isophthalic acid, biphenyldicarboxylic acids, naphthalenedicarboxylic acids, cyclohexanedicarboxylic acids, pyridinedicarboxylic acids, diphenylether dicarboxylic acids, carboxycinnamic acids and
  • aromatic diols aminophenols, diamines: hydroquinones, dihydroxybiphenyls, tetramethyldihydroxybiphenyls, naphthalenediols, dihydroxydiphenylsulfones, diihydroxydiphenyl ethers, dihydroxyterphenyls,
  • R and R ' are each independently H, C ⁇ Ce alkyl or phenyl, preferably H or CH 3 .
  • sulfonic acid groups When using sulfonic acid groups as a functional group for condensation, it may be advantageous to use them in an activated form, for example as sulfochloride or as sulfonic acid ester.
  • polymer building blocks described can also contain further substituents, such as, for example, methyl, methoxy, cyano or halogen.
  • the polycondensation can be carried out by all customary methods. For example, melt condensation with acetic anhydride, which is described, for example, in EP-A-0 391 368, is suitable. Condensation with acetic anhydride is also possible in solution or in the disperse or emulsified phase.
  • the monomers are preferably linked via ester bonds (polyester), amide bonds (polyesteramide / polyamide) and / or via imide bonds (polyesterimide / polyimide), but the linkage can also take place via other known types of linkage.
  • Number of carboxyl groups corresponding number of hydroxyl groups be present.
  • targeted excesses of functional groups for example more carboxy groups than hydroxyl groups, can also be used in order to control the achievable molecular weight, for example.
  • carboxylic acids carboxylic acid derivatives such as acid chlorides or carboxylic acid esters can also be used.
  • carboxylic acid derivatives such as acid chlorides or carboxylic acid esters can also be used.
  • hydroxy components corresponding hydroxy derivatives, such as, for example, the acetylated hydroxy compounds, can also be used.
  • the cholesteric liquid-crystalline polymers can also contain crosslinkable groups, so that it is possible to fix an oriented liquid-crystal polymer by, for example, photo-crosslinking, which preferably takes place after extrusion.
  • the cLCPs have a very low solubility, so that their molecular weights cannot be determined using commercially customary methods (GPC, light scattering).
  • the intrinsic viscosity of the polymers in a solution of pentafluorophenol / hexafluoroisopropanol can be used as a measure of the molecular weight.
  • suitable Polymers with an intrinsic viscosity between 0.1 dl / g and 10 dl / g at a temperature of 25 ° C.
  • the cholesteric liquid crystal polymers described above can be used directly in the context of the invention. However, it is also possible to produce thermoplastic blends from the cholesteric liquid-crystalline polymers.
  • the blends can either consist of various thermoplastic cholesteric liquid-crystalline polymers, but it is also possible to mix the cholesteric liquid-crystalline polymers with cholesteric or nematic polymers.
  • thermoplastic cholesteric polymers it is also possible to mix the thermoplastic cholesteric polymers with colorants, it being possible to achieve special coloristic effects.
  • Colorants are understood here to mean both pigments and dyes.
  • the pigments can be inorganic or organic in nature. Examples of inorganic pigments are: titanium dioxide, iron oxides, mixed metal oxide pigments, cadmium sulfides, ultramarine blue or chromate molybdate pigments.
  • organic pigments all can be known to the person skilled in the art from the relevant literature, e.g. W. Herbst, K. Hunger, Industrial Organic Pigments, VCH Verlag, 1987, well-known pigments are used, e.g.
  • Suitable dyes are, for example, quinophthalene, perinone, anthraquinone, azomethine complex, azlactone and azo dyes. The dyes can be completely or partially dissolved in the cholesteric liquid crystal polymer.
  • the colored polymer contains 0.1 to 10% by weight of colorant.
  • leveling additives e.g. polyacrylates, polyesters
  • stabilizers e.g. UV or heat stabilizers, antioxidants
  • antistatic agents and optical brighteners in the cholesteric liquid crystal polymer
  • Colorants and / or auxiliaries and additives are mixed with the cholesteric liquid crystal polymer until a homogeneous distribution is obtained.
  • Mixing is most advantageously carried out in the melt of the cholesteric liquid crystal polymer.
  • Mixing can be carried out with all suitable mixing units, such as dispersion kneaders, ⁇ Banbury kneaders or screw kneaders, or by extrusion. In the case of extrusion in particular, a powdery mixture of the additives with the cholesteric liquid-crystalline polymer can also be assumed.
  • the colorant can also be added directly during the preparation of the cholesteric liquid-crystalline polymer, advantageously towards the end of the polycondensation reaction, preferably immediately before the finished polymer is discharged.
  • the colorant into the cholesteric liquid crystal polymer in the form of a master batch.
  • Synthetic and natural waxes, polymers and rubbers can be used as carriers for a masterbatch.
  • the preferred carrier for a masterbatch is the cholesteric liquid crystal polymer itself.
  • the masterbatch can contain a pigment or a dye or else a mixture of different pigments and / or dyes. You can also add more to the masterbatch Auxiliaries and / or additives are incorporated.
  • Such masterbatches can be produced by all known processes, for example by intimately mixing the colorants with the carrier in the melt in suitable mixing units, for example dispersion kneaders, Banbury kneaders or screw kneaders, for example twin-screw kneaders.
  • the cholesteric liquid-crystalline polymer can be colored with the masterbatch by mixing the two materials and then extruding them.
  • the masterbatch can also be metered in as a melt into the melt of the cholesteric liquid crystal polymer via a side extruder and / or a melt pump. The most economical way to do this is with
  • the colored liquid-crystalline polymers produced by the processes described above are normally in the form of a physical mixture
  • the present invention also relates to a process for the production of effect pigments, characterized in that, as described above, one or more thermoplastic cholesteric liquid-crystal polymers are processed as non-aqueous dispersion on a planar support substrate to give thin films, and then the liquid-crystalline polymer films are separated from the support substrate and the polymer films are brought into the platelet size and shape suitable for effect pigments.
  • Liquid crystal polymers are themselves unsuitable to use them according to the conventional processes, such as bubble extrusion or flat film extrusion, to produce thin films.
  • the special optical properties of the cholesteric liquid crystal polymers are only observed when the molecules form the helical structure at or above the chiralization temperature of the polymer.
  • the thermoplastic cholesteric liquid crystal polymers are therefore preferably processed into thin films at temperatures which are above the chiralization temperature and thus significantly above their melting temperatures.
  • the wavelength of the selective reflection of the cholesteric liquid crystal polymers used is determined by the pitch of the helical structure.
  • the pitch depends on the structure of the polymer, the melt viscosity, the presence of solvents and in particular on the twisting power of the chiral monomer ("helical twisting power"). It is also a function of the temperature.
  • the polymer film obtained according to the invention is separated from the carrier substrate.
  • the mechanical separation of the brittle cholesteric liquid crystal polymer from the base can e.g. in that the
  • Underlay is guided over a pulley with a small diameter. This causes the liquid crystal polymer to peel off the carrier film.
  • the flaking can be improved by using a liquid jet or by treatment in an ultrasonic bath. Any other method with which the liquid-crystalline polymer can be removed from the base is, however, also suitable.
  • the substrate is coated with a release layer which, as an intermediate layer between the cLCP and the substrate, facilitates the detachment of the cLCP from the substrate.
  • a release layer which, as an intermediate layer between the cLCP and the substrate, facilitates the detachment of the cLCP from the substrate.
  • a thin layer of a polymer that is soluble in water or in an organic solvent can serve as the release layer. It is about ensure that the melting and flow properties of the release layer polymers are matched to the chiralization temperature of the cLCP. Care must also be taken to ensure that the release layer is not destroyed when the non-aqueous dispersion is applied.
  • Water-soluble polymers are homo- and copolymers with water-soluble ones
  • the carrier material is dissolved.
  • the liquid-crystalline polymer film can be separated from the carrier foil by passing the tape into an acid or base bath after the baking process, the metal dissolving.
  • the liquid crystalline polymer flakes obtained can be brought to the desired particle size by grinding and / or sieving, a platelet-shaped geometry should be obtained, i.e. a platelet diameter that is at least twice, preferably at least three times, the platelet thickness.
  • the effect pigments In order to obtain an optimal color impression through selective reflection, the effect pigments must have a flat shape as flat as possible.
  • the thickness of such flake-like effect pigments is generally between 1 ⁇ m and 100 ⁇ m, preferably between 1 ⁇ m and 25 ⁇ m and in particular between 3 ⁇ m and 15 ⁇ m. Depending on the desired application, deviating layer thicknesses can also be appropriate.
  • Effect pigments with a color impression depending on the viewing angle can be used for coloring paints, cosmetics and as printing pigments, for example for security printing or decorative packaging printing. Paints which contain the effect pigments according to the invention can be used for painting natural and synthetic materials, for example wood, metal or glass, in particular the body or body parts of motor vehicles.
  • thermoplastic cholesteric liquid crystal polymers examples include thermoplastic cholesteric liquid crystal polymers
  • acetic anhydride 103 moles were added and flushed through with a gentle stream of nitrogen.
  • the mixture is heated to 140 ° C. with stirring in the course of 15 minutes and this temperature is maintained for 30 minutes.
  • the temperature is then raised to 325 ° C. in the course of 165 minutes and the melt is stirred further at this temperature for 30 minutes.
  • Acetic acid begins to distill off at approx. 220 ° C.
  • the nitrogen purge is then stopped and a vacuum is slowly applied.
  • the melt is stirred for a further 30 minutes under vacuum (approx. 5 mbar). It is then aerated with nitrogen and the polymer is discharged and pelletized using an extruder.
  • the polymer has a brilliant, reddish-yellow color that appears bluish green when viewed at an angle. The color already appears during the condensation in a vacuum and is retained after cooling.
  • Example B 30 moles of 2-hydroxy-6-naphthoic acid, 50 moles of 4-hydroxy-benzoic acid, 10 moles
  • Terephthalic acid 2 moles of 4,4'-dihydroxybiphenyl and 8 moles of 1,4: 3,6-dianhydro-D-sorbitol (isosorbide) are mixed in a reactor with 103 moles of acetic anhydride and flushed through with a gentle stream of nitrogen.
  • the mixture is heated to 140 ° C. with stirring in the course of 15 minutes and this temperature is maintained for 30 minutes.
  • the temperature is then raised to 325 ° C. in the course of 165 minutes and the melt continues at this temperature for 30 minutes touched.
  • Acetic acid begins to distill off at approx. 220 ° C.
  • the nitrogen purge is then stopped and a vacuum is slowly applied.
  • the melt is used for more
  • the polymer has a brilliant, yellow color that appears bluish green when viewed at an angle. The color already appears during the condensation in a vacuum and is retained after cooling.
  • the polymer has a brilliant, yellowish green color that appears blue when viewed obliquely. The color already appears during the condensation in a vacuum and is retained after cooling.
  • Example 1 The cholesteric liquid crystal polymer described in Example A is used
  • the cLCP granules are ground using an ultracentrifugal mill with a 0.1 mm sieve.
  • the regrind is then sifted, the sifter setting being selected so that the average grain size is between 5 and 10 ⁇ m.
  • a 35% non-aqueous dispersion in isobutanol is mixed with the viewed material.
  • the dispersion is applied to a Kapton film using a doctor blade, the gap width of which is 24 ⁇ m. After the dispersion application has dried, the powder is baked at 280 ° C. for 5 minutes. The film shows an orange color that appears green when viewed obliquely.
  • the cLCP layer is very well developed and homogeneous. The layer thickness is 8 to 11 ⁇ m.
  • the carrier film is passed over a small-diameter deflection roller, the cholesteric polymer film peeling off.
  • the polymer particles are ground in a universal mill.
  • the millbase is sieved through a sieve with a mesh size of 63 ⁇ m.
  • the effect pigment obtained is divided into a 2-
  • Component clear varnish incorporated, sprayed onto a black-primed sheet and coated with clear varnish. After baking, the varnish shows a copper color, which appears green when viewed at an angle.
  • the cLCP dispersion job is prepared as described in Example 1.
  • the polymer described in Example B is used as the cholesteric liquid crystal polymer.
  • the polymer powder is covered with a second Kapton film and rolled over at 280 ° C. using a hand roller.
  • the cover film After cooling, the cover film is removed.
  • the cLCP film shows a green color that appears blue when viewed obliquely.
  • the layer thickness is 7
  • Effect pigment is prepared as described in Example 1. After baking in the varnish on a black background, the effect pigment shows a yellowish green color, which when viewed obliquely appears greenish blue.
  • Example 3
  • the cLCP dispersion job is prepared as described in Example 1.
  • the polymer described in Example A is used as the cholesteric liquid crystal polymer.
  • the polymer powder is covered with a silicon-coated aluminum foil and rolled over at 280 ° C. using a hand roller.
  • the aluminum cover film is removed and the cLCP film is post-annealed at 280 ° C. for 20 seconds.
  • the film shows a brilliant orange color that appears green when viewed obliquely.
  • the layer thickness is 8 to 17 ⁇ m.
  • Effect pigment is prepared as described in Example 1. After baking in the paint on a black background, the effect pigment shows a copper color that appears green when viewed at an angle.
  • the cLCP granules are ground using an ultracentrifugal mill with a 0.1 mm sieve.
  • the regrind is then sifted, the sifter setting being selected so that the average grain size is between 5 and 10 ⁇ m.
  • the dispersion is applied to a doctor blade with a gap width of 24 ⁇ m
  • the cLCP layer is very well developed and homogeneous.
  • the layer thickness is 8 - 11 ⁇ m.
  • Polymer particles are ground in a universal mill.
  • the regrind becomes Narrowing the particle size distribution through a sieve with a mesh size of 63 ⁇ m.
  • the effect pigment obtained is worked into a two-component clear coat, sprayed onto a black-primed sheet and coated with clear coat. After baking, the varnish shows a copper color, which appears green when viewed at an angle.
  • the coated aluminum foil is dried over a hot metal surface and the lower liquid crystal polymer layer is produced.
  • the dwell time on the hot surface is 3 - 5 seconds at a surface temperature of 350 ° C.
  • the film shows a green color, which appears blue when viewed obliquely.
  • the cLCP layer is very well developed and homogeneous.
  • the layer thickness is 3 - 5 ⁇ m.
  • a 1% by weight dispersion of platelet-shaped graphite particles for example Graphitan 7700®, commercially available from Ciba SC
  • 2% aqueous carboxymethyl cellulose Teylose H200X®, commercially available from Clariant
  • Dispersion of the cholesteric liquid crystal polymer is applied with a 24 ⁇ m doctor blade and, after drying, again by pulling the film over a metal surface of 350 ° C. surface temperature with an average residence time of 3-5 seconds, the upper liquid crystal polymer layer is produced.
  • the middle, light-absorbing graphite layer gives a covering
  • Example 6 Polymer film that appears dark green when viewed vertically and dark blue when viewed obliquely.
  • the total layer thickness is 7 - 12 ⁇ m.
  • the effect pigment is prepared as described in Example 4. However, the aluminum foil is dissolved in semi-concentrated sodium hydroxide solution. The effect pigment shows a dark green color after baking in the varnish, which appears dark blue when viewed at an angle.
  • Example 6
  • Example A The polymer described in Example A is used as the cholesteric liquid crystal polymer.
  • the cLCP granules are ground using an ultracentrifugal mill with a 0.1 mm sieve.
  • the regrind is then sifted, the sifter setting preferably being chosen so that the average grain size is between 5 and 10 ⁇ m.
  • a 35% non-aqueous dispersion in isobutanol is mixed with the viewed material.
  • the dispersion is applied to a doctor blade with a gap width of 24 ⁇ m
  • the coated film is drawn through an alkaline solution (5% sodium hydroxide solution) and the cholesteric polymer film is separated with a brush.
  • the polymer particles are ground in a universal mill.
  • the regrind is used to narrow the particle size distribution through a 63 ⁇ m sieve

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for producing thin films comprised of thermoplastic cholesteric liquid crystal polymers (cLCPs) during which one or more thermoplastic cLCPs are deposited as a non aqueous dispersion on a planar substrate and are heated up to or above the chiralization temperature.

Description

Verfahren zur Herstellung von dünnen Filmen aus nicht-wäßriger Dispersion und daraus hergestellte Effektpigmente mit vom Betrachtungswinkel abhängiger FarbigkeitProcess for the production of thin films from non-aqueous dispersion and effect pigments made therefrom with coloration which is dependent on the viewing angle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von dünnen Filmen und daraus hergestellte Effektpigmente aus thermoplastischen cholesterischen Flüssigkristallpolymeren (cLCPs) mit optisch variablen Eigenschaften.The invention relates to a process for the production of thin films and effect pigments made therefrom from thermoplastic cholesteric liquid crystal polymers (cLCPs) with optically variable properties.
Cholesterische Hauptkettenpolymere sind bekannt und können analog nematischer Hauptkettenpolymere hergestellt werden, indem ein zusätzliches chirales Comonomer verwendet wird (US-A-4,412,059; EP-A-0 196 785; EP-A-0 608 991 ; EP-A-0 391 368) oder indem nematische Hauptkettenpolymere (LCP) mit zusätzlichen chiralen Comonomeren umgesetzt werden (EP-A-0 283 273). Cholesterische Hauptkettenpolymere zeichnen sich durch ihre helikale Überstruktur aus. Diese führt zum einen dazu, daß das Material nicht mehr die bei nematischen Flüssigkristallpolymeren übliche Anisotropie der mechanischen Eigenschaften aufweist. Je nach Gehalt an chiralem Monomer zeigt das Material ausgeprägte Farbeffekte, die auf der selektiven Reflexion an der helikalen Überstruktur beruhen. Die genaue Reflexionsfarbe hängt hierbei vom Betrachtungswinkel und vor allem von der Ganghöhe der Helix ab. Für jeden beliebigen Betrachtungswinkel - zum Beispiel senkrechte Aufsicht auf einen Probekörper - erscheint als Reflexionsfarbe eine Farbe mit einer Wellenlänge, die der Ganghöhe der helikalen Überstruktur entspricht. Dies bedeutet, daß das reflektierte Licht eine um so kürzere Wellenlänge hat, je kleiner die Ganghöhe derCholesteric main chain polymers are known and can be prepared analogously to nematic main chain polymers by using an additional chiral comonomer (US-A-4,412,059; EP-A-0 196 785; EP-A-0 608 991; EP-A-0 391 368) or by reacting nematic main chain polymers (LCP) with additional chiral comonomers (EP-A-0 283 273). Cholesteric main chain polymers are characterized by their helical superstructure. On the one hand, this means that the material no longer has the anisotropy of mechanical properties that is customary in nematic liquid crystal polymers. Depending on the content of chiral monomer, the material shows pronounced color effects, which are based on the selective reflection on the helical superstructure. The exact reflection color depends on the viewing angle and above all on the pitch of the helix. For any viewing angle - for example, a vertical view of a specimen - a color with a wavelength that corresponds to the pitch of the helical superstructure appears as the reflection color. This means that the reflected light has a shorter wavelength, the smaller the pitch of the
Helix ist. Die sich ausbildende Ganghöhe der Helix hängt im wesentlichen von dem Anteil des chiralen Comonomers, der Art des Einbaus in das Polymer, des Polymerisationsgrads und der Struktur des chiralen Comonomers ab. Um bei dünnen Schichten cholesterischer Flüssigkristalle zu ausgeprägten Farbeffekten zu gelangen, ist in der Regel ein absorbierender, insbesondere schwarzer Untergrund notwendig, da ansonsten aufgrund eines nicht hinreichend ausgeprägten Deckvermögens der cholesterischen Flüssigkristalle der nicht selektive Teil des Lichts am Untergrund reflektiert wird, was den Farbeindruck schwächt. Es ist ferner bekannt (H. J. Eberle, Liquid Crystals, 1989, Vol. 5, No. 3, Seite 907 - 916), daß anstelle eines schwarzen Untergrunds auch anders eingefärbte Untergründe verwendet werden können.Helix is. The pitch of the helix that forms essentially depends on the proportion of the chiral comonomer, the type of incorporation into the polymer, the degree of polymerization and the structure of the chiral comonomer. In order to achieve pronounced color effects in the case of thin layers of cholesteric liquid crystals, an absorbent, in particular black, background is generally necessary, since otherwise the non-selective part of the light is reflected on the background due to insufficient coverage of the cholesteric liquid crystals, which weakens the color impression . It is also known (HJ Eberle, Liquid Crystals, 1989, Vol. 5, No. 3, pages 907-916) that other colored substrates can also be used instead of a black substrate.
Die US-PS 5 364 557 beschreibt ein Verfahren, bei dem cholesterischeU.S. Patent 5,364,557 describes a method in which cholesteric
Flüssigkristallpolymere in der Schmelze auf ein Band aufgerakelt werden. Nach dem Erkalten werden die dünnen Filme z.B. durch Abstreifer oder durch Ultraschallbehandlung von dem Band abgetrennt und anschließend zu Plättchen gebrochen. Das beschriebene Verfahren hat den Nachteil, daß es nur bei niedrig schmelzenden Polymeren mit niedriger Schmelzenviskosität eingesetzt werden kann. Effektpigmente auf Basis niedrigschmelzender cholesterischer Flüssigkristallpolymere zeigen jedoch in Lackschichten ungenügende Temperaturstabilitäten.Liquid crystal polymers are knife-coated onto a tape in the melt. After cooling, the thin films are e.g. separated from the belt by scrapers or by ultrasonic treatment and then broken into platelets. The process described has the disadvantage that it can only be used with low-melting polymers with low melt viscosity. Effect pigments based on low-melting cholesteric liquid crystal polymers, however, show insufficient temperature stability in lacquer layers.
Die EP-A-0 601 483 beschreibt ein Verfahren, nach dem ein Polyorganosiloxan bei etwa 120°C auf eine Polyethylenterephthalatfolie aufgerakelt und vernetzt wird. Die mechanische Abtrennung des erhaltenen Films von der Folie wird dadurch erreicht, daß die Folie über eine Umlenkrolle mit kleinem Durchmesser geführt wird, wobei das vernetzte Material vom Träger abblättert. In dieser Schrift wird das Aufrakeln einer viskosen Flüssigkeit auf eine Trägerfolie und anschließendes Vernetzen zu einem dünnen Film beschrieben. Das Verfahren ist nicht geeignet, thermoplastische, in Lösemitteln unlösliche cholesterische Flüssigkristallpolymere in dünne Filme zu überführen.EP-A-0 601 483 describes a process by which a polyorganosiloxane is knife-coated and crosslinked at about 120 ° C. on a polyethylene terephthalate film. The mechanical separation of the film obtained from the film is achieved in that the film is guided over a small diameter deflection roller, the crosslinked material peeling off the carrier. This document describes the knife application of a viscous liquid onto a carrier film and subsequent crosslinking to form a thin film. The process is not suitable for converting thermoplastic, solvent-insoluble cholesteric liquid crystal polymers into thin films.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches die im Stand der Technik aufgeführten Nachteile umgeht, und vom Betrachtungswinkel abhängige Pigmente herzustellen, die eine hohe Temperaturstabilität und eine hohe Chemikalienresistenz (Unlöslichkeit) aufweisen.The object of the present invention is to provide a method which avoids the disadvantages listed in the prior art, and to produce pigments dependent on the viewing angle, which have high temperature stability and high chemical resistance (insolubility).
Es wurde gefunden, daß diese Aufgabe überraschenderweise durch Aufbringen einer nicht-wäßrigen Dispersion eines thermoplastischen, cholesterischen flüssigkristallinen Polymeren auf ein planares Substrat gelöst werden kann.It has been found that, surprisingly, this object can be achieved by applying a non-aqueous dispersion of a thermoplastic, cholesteric liquid-crystalline polymer to a planar substrate.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von dünnen Filmen thermoplastischer cholesterischer flüssigkristalliner Polymere, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere thermoplastische cholesterische flüssigkristalline Polymere als nicht-wäßrige Dispersion auf ein planares Substrat aufgebracht und auf oder über die Chiralisierungstemperatur erhitzt werden.The present invention relates to a method for producing thin films of thermoplastic cholesteric liquid-crystalline polymers, characterized in that one or more thermoplastic cholesteric liquid-crystalline polymers are applied as a non-aqueous dispersion to a planar substrate and heated to or above the chiralization temperature.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden normalerweise gemahlene, in einer bevorzugten Ausführungsform zusätzlich gesichtete Polymerpartikel, in organischen Lösemitteln dispergiert und auf ein planares Substrat mit der gewünschten Schichtdicke aufgebracht. Die Polymerschicht wird nach dem Trocknen der aufgetragenen Dispersion auf oder über Chiralisierungstemperatur erhitzt.In the process according to the invention, normally ground, in a preferred embodiment additionally sifted, polymer particles are dispersed in organic solvents and applied to a planar substrate with the desired layer thickness. After the applied dispersion has dried, the polymer layer is heated to or above the chiralization temperature.
Als nicht-wässrige Flüssigkeiten, die als Dispersionsmedium für die feinteiligen Polymerpartikel dienen, kommen organische Lösemittel, insbesondere aliphatische Kohlenwasserstoffe, wie Hexan, Heptan, Cyclohexan, Terpene, flüssige Paraffine, öle; aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol,Organic solvents, in particular aliphatic hydrocarbons, such as hexane, heptane, cyclohexane, terpenes, liquid paraffins, oils, come as non-aqueous liquids which serve as the dispersion medium for the finely divided polymer particles; aromatic hydrocarbons, such as benzene, toluene,
Xylol; Alkohole wie Methanol, Ethanol, Isopropanol, Butanol, Octanol; Ester, wie Ethylacetat, Butylacetat, Amylacetat, Dioctylphthalat; halogenierte Kohlenwasserstoffe wie Chloroform, Methylenchlorid, Perchlorethylen, Trichlorethylen, Chlorbenzol; Ketone, wie Methylisobutylketon, Methylethylketon, Aceton, Cyclohexanon, Isophoron; und flüssige Polyhydroxyalkohole, wieXylene; Alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, butanol, octanol; Esters such as ethyl acetate, butyl acetate, amyl acetate, dioctyl phthalate; halogenated hydrocarbons such as chloroform, methylene chloride, perchlorethylene, trichlorethylene, chlorobenzene; Ketones such as methyl isobutyl ketone, methyl ethyl ketone, acetone, cyclohexanone, isophorone; and liquid polyhydroxy alcohols, such as
Ethylenglykol, Propylenglykol, Glycerin und Polyethylenglykol in Betracht. Zusätzlich können zur Herstellung nicht-wäßriger Dispersionen weitere Additive, insbesondere Dispergieradditive und Verdickungsmittel, wie z.B. Polyetherverbindungen, wie in EP 0 359 034 B1 beschrieben, oder organischlösliche Celluloseether oder Fettsäurealkanolamide verwendet werden.Ethylene glycol, propylene glycol, glycerin and polyethylene glycol are considered. In addition, other additives, in particular dispersing additives and thickeners, such as, for example, polyether compounds, as described in EP 0 359 034 B1, or organically soluble cellulose ethers or fatty acid alkanolamides can be used to prepare non-aqueous dispersions.
Bei den zugesetzten Mengen ist darauf zu achten, daß der Farbeindruck sowie der Farbflop nicht beeinträchtigt werden.With the added amounts, care must be taken that the color impression and the color flop are not impaired.
Die zugesetzten Mengen der weiteren Additive liegen zwischen 0 bis 5 Gew.%, insbesondere zwischen 0,01 bis 3 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge der Dispersion.The added amounts of the other additives are between 0 to 5% by weight, in particular between 0.01 to 3% by weight, based on the total amount of the dispersion.
Die Herstellung der nicht-wäßrigen Dispersion kann mit allen bekannten und für diese Zwecke geeigneten Dispergier- und Homogenisieraggregaten erfolgen. Als Beispiele seien Dissolver, Ultraturrax und Rührwerkskugelmühlen genannt.The non-aqueous dispersion can be prepared using all known dispersing and homogenizing units which are suitable for this purpose. Examples include dissolvers, Ultraturrax and agitator ball mills.
Vorteilhaft ist es, die bei der Synthese als grobkörniges Gut anfallenden Polymere zu mahlen. Dazu können z.B. Ultrazentrifugalmühlen, Stiftmühlen oder Luftstrahlmühlen eingesetzt werden. Weiterhin ist es vorteilhaft, das Mahlgut durch Sichten auf eine geeignete Korngröße und Körngrößenverteilung einzustellen. Anzustreben ist ein d50 - Wert kleiner als 30 μm, vorzugsweise kleiner als 15 μm, insbesondere kleiner als 10 μm.It is advantageous to grind the polymers obtained in the synthesis as coarse-grained material. For example, ultracentrifugal mills, pin mills or air jet mills can be used. It is also advantageous to adjust the regrind to a suitable grain size and grain size distribution by sifting. The aim is ad 50 value less than 30 μm, preferably less than 15 μm, in particular less than 10 μm.
Es ist vorteilhaft, wenn die nicht-wäßrige Dispersion das thermoplastische cholesterische Flüssigkristallpolymer in einer Menge von 5 bis 60 Gew.-%, insbesondere 10 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion, enthält.It is advantageous if the non-aqueous dispersion contains the thermoplastic cholesteric liquid crystal polymer in an amount of 5 to 60% by weight, in particular 10 to 50% by weight, based on the total weight of the dispersion.
In einem bevorzugten Verfahren wird das gemahlene und gesichtete cholesterische Flüssigkristallpolymer mit Hilfe eines Dissolvers oder Ultraturrax, gegebenenfalls unter Zusatz eines Dispergieradditivs, im organischen Lösemittel dispergiert. Anschließend wird die Dispersion mit einem Rakel auf das Trägersubstrat aufgezogen, getrocknet und auf die Chiralisierungstemperatur erhitzt.In a preferred process, the ground and sifted cholesteric liquid crystal polymer is dissolved in an organic solvent using a dissolver or Ultraturrax, optionally with the addition of a dispersing additive dispersed. The dispersion is then applied to the carrier substrate using a doctor blade, dried and heated to the chiralization temperature.
Das Aufbringen der nicht-wäßrigen Dispersion und das Einstellen derApplying the non-aqueous dispersion and adjusting the
Schichtdicke kann dabei nicht nur durch Variation des Rakelspaltes erfolgen, sondern auch über die Konzentration der Dispersion. Die Schichtdicke kann jedoch auch mit Hilfe einer Luftbürste eingestellt werden. Weiterhin sind noch andere Auftragsverfahren der nicht-wäßrigen Dispersion auf das Substrat zu nennen, wie Sprühen, Drucken oder Walzen.The layer thickness can be achieved not only by varying the doctor blade gap, but also via the concentration of the dispersion. However, the layer thickness can also be adjusted using an air brush. Other methods of applying the non-aqueous dispersion to the substrate may also be mentioned, such as spraying, printing or rolling.
In einer speziellen Ausführungsform erfolgt die Beschichtung des Substrates nicht nur einseitig, sondern beidseitig. Dies ist vor allem interessant, wenn das Trägersubstrat im Effektpigment verbleiben soll, wie z.B. transparente Teilchen (dünne Glasplättchen) oder deckende Teilchen, oder aber eine beidseitige Abtrennung des cLCPs vom Substrat möglich ist, wie z.B. durch Auflösen derIn a special embodiment, the substrate is coated not only on one side but on both sides. This is particularly interesting if the carrier substrate is to remain in the effect pigment, e.g. transparent particles (thin glass plates) or opaque particles, or a separation of the cLCP from the substrate on both sides is possible, e.g. by dissolving the
Substratschicht.Substrate layer.
Die Dicke der Polymerschicht nach der Trocknung liegt normalerweise zwischen 1 und 100 μm, vorzugsweise zwischen 1 und 25 μm, insbesondere zwischen 3 und 15 μm.The thickness of the polymer layer after drying is normally between 1 and 100 μm, preferably between 1 and 25 μm, in particular between 3 and 15 μm.
Als planare Trägersubstrate für das erfindungsmäßige Verfahren eignen sich alle temperaturstabilen Materialien. Bevorzugt werden temperaturstabile Polymerfolien oder -bänder, Metallfolien oder -bänder sowie Glasplatten oder -bänder verwendet. Besonders bevorzugt sind Polyimidfolien, Cellulosefolien undAll temperature-stable materials are suitable as planar carrier substrates for the process according to the invention. Temperature-stable polymer films or strips, metal foils or strips and glass plates or strips are preferably used. Polyimide films, cellulose films and
Aluminiumfolien.Aluminum foils.
Bei den Metallfolien kommen sowohl reine Metallfolien als auch kaschierte Metallfolien in Frage.For the metal foils, both pure metal foils and laminated metal foils can be used.
Es kann vorteilhaft sein, wenn der Oberflächenverlauf der Polymerfilme durch Verlaufsadditive unterstützt wird, um glatte Oberflächen zu erhalten und die Bildung von Kratern und „Fischaugen" zu verhindern. Beispiele für geeigneteIt can be advantageous if the surface profile of the polymer films is supported by leveling additives in order to obtain smooth surfaces and the To prevent the formation of craters and "fish eyes". Examples of suitable ones
Verlaufsadditive sind Polyacrylate und Polyester, die teilweise auch aufLeveling additives are polyacrylates and polyesters, some of which are based on
Siliziumdioxid adsorbiert sein können, wie sie in herkömmlichenSilicon dioxide can be adsorbed, as in conventional
Pulverlacksystemen verwendet werden.Powder coating systems are used.
Besonders vorteilhaft ist es, den Oberflächenverlauf des Polymerfilms durchIt is particularly advantageous to follow the surface course of the polymer film
Walzen zu unterstützen. Dazu wird der getrocknete Dispersionsauftrag mit einerSupport rollers. For this purpose, the dried dispersion application with a
Folie bedeckt und bei der Chiralisierungstemperatur gewalzt.Foil covered and rolled at the chiralization temperature.
Vorzugsweise werden die Polymerfilme nach Abziehen der Deckfolie noch bei derThe polymer films are preferably still removed after the cover film has been removed
Chiralisierungstemperatur getempert.Chiralization temperature annealed.
Als Deckfolien für den Walzvorgang eignen sich alle temperaturbeständigen Polymerfolien oder -bänder sowie Metallfolien oder -bänder, die gegebenenfalls noch spezielle Beschichtungen aufweisen. Bevorzugt sind hierbei Polyimidfolien und mit Siliconen beschichtete Aluminiumfolien.All temperature-resistant polymer films or strips, as well as metal foils or strips, which may also have special coatings, are suitable as cover films for the rolling process. Polyimide foils and silicone-coated aluminum foils are preferred.
Die Ausbildung der helikalen Struktur kann auch durch Untergründe mit polymeren Schichten, wie beispielsweise Polyvinylalkohol, Cellulosederivate oder Polyimide begünstigt werden. Der Orientierungsprozeß der Polymermoleküle kann je nach Struktur durch elektrische und magnetische Felder positiv beeinflußt werden.The formation of the helical structure can also be promoted by substrates with polymeric layers, such as, for example, polyvinyl alcohol, cellulose derivatives or polyimides. Depending on the structure, the orientation process of the polymer molecules can be positively influenced by electrical and magnetic fields.
Die erfindungsgemäß einsetzbaren thermoplastischen cholesterischen Polymere umfassen sowohl cholesterische flüssigkristalline Hauptkettenpolymere, cholesterische flüssigkristalline Seitengruppenpolymere als auch kombinierte flüssigkristalline Hauptketten-/Seitengruppenpolymere.The thermoplastic cholesteric polymers which can be used according to the invention include both cholesteric liquid-crystalline main chain polymers, cholesteric liquid-crystalline side group polymers and combined liquid-crystalline main chain / side group polymers.
Cholesterische flüssigkristalline Seitengruppenpolymere sind beispielsweise Polysiloxane, cyclische Siloxane, Polyacrylate oder Polymethacrylate mit Mesogenen in den Seitengruppen. Die Mesogene in der Seitengruppe sind beispielsweise mit Cholesterin substituierte Phenylbenzoate oder Biphenole. Die Hauptkettenpolymere sind vorzugsweise flüssigkristalline Polyester, Polyamide oder Polyesteramide, die aromatische und/oder cycloaliphatische Hydroxycarbonsäuren, aromatische Aminocarbonsäuren; aromatische und/oder cycloaliphatische Dicarbonsäuren, und aromatische und/oder cycloaliphatische Diole und/oder Diamine; sowie chirale, bifunktionelle Comonomere enthalten.Cholesteric liquid-crystalline side group polymers are, for example, polysiloxanes, cyclic siloxanes, polyacrylates or polymethacrylates with mesogens in the side groups. The mesogens in the side group are, for example, phenylbenzoates or biphenols substituted with cholesterol. The main chain polymers are preferably liquid-crystalline polyesters, polyamides or polyesteramides, the aromatic and / or cycloaliphatic hydroxycarboxylic acids, aromatic aminocarboxylic acids; aromatic and / or cycloaliphatic dicarboxylic acids, and aromatic and / or cycloaliphatic diols and / or diamines; as well as chiral, bifunctional comonomers.
Cholesterische flüssigkristalline Hauptkettenpolymere werden im allgemeinen aus einer chiralen Komponente sowie aus Hydroxycarbonsäuren und/oder einer Kombination aus Dicarbonsäuren und Diolen hergestellt. In der Regel bestehen die Polymere im wesentlichen aus aromatischen Bestandteilen. Es ist jedoch auch möglich, aliphatische und cycloaliphatische Komponenten, wie beispielsweise Cyclohexandicarbonsäure, einzusetzen.Cholesteric liquid-crystalline main chain polymers are generally produced from a chiral component and from hydroxycarboxylic acids and / or a combination of dicarboxylic acids and diols. As a rule, the polymers consist essentially of aromatic constituents. However, it is also possible to use aliphatic and cycloaliphatic components, such as, for example, cyclohexanedicarboxylic acid.
Bevorzugte cholesterische Polymere im Sinne der vorliegenden Erfindung sind cholesterische flüssigkristalline Hauptkettenpolymere, bestehend im wesentlichen aus a) 0 bis 99,8 Mol% einer oder mehrerer Verbindungen aus der Gruppe der aromatischen Hydroxycarbonsäuren, cycloaliphatischen Hydroxycarbonsäuren und aromatischen Aminocarbonsäuren; b) 0 bis 50 Mol% einer oder mehrerer Verbindungen aus der Gruppe der aromatischen Dicarbonsäuren und cycloaliphatischen Dicarbonsäuren; c) 0 bis 50 Mol% einer oder mehrerer Verbindungen aus der Gruppe der aromatischen und cycloaliphatischen Diole und Diamine; d) 0,1 bis 40 Mol%, vorzugsweise 1 bis 25 Mol%, an chiralen, bifunktionellenPreferred cholesteric polymers for the purposes of the present invention are cholesteric liquid-crystalline main chain polymers consisting essentially of a) 0 to 99.8 mol% of one or more compounds from the group of aromatic hydroxycarboxylic acids, cycloaliphatic hydroxycarboxylic acids and aromatic aminocarboxylic acids; b) 0 to 50 mol% of one or more compounds from the group of aromatic dicarboxylic acids and cycloaliphatic dicarboxylic acids; c) 0 to 50 mol% of one or more compounds from the group of aromatic and cycloaliphatic diols and diamines; d) 0.1 to 40 mol%, preferably 1 to 25 mol%, of chiral, bifunctional
Comonomeren; wobei die Gesamtsumme 100 Mol% ergibt und die Summe aus a), b) und c) 60 bis 99,9 Mol% beträgt.Comonomers; the total sum being 100 mol% and the sum of a), b) and c) being 60 to 99.9 mol%.
Bei den angegebenen Prozentsätzen ist darauf zu achten, daß die dem Fachmann bekannte Stöchiometrie der funktioneilen Gruppen zurWith the percentages given, care must be taken to ensure that the stoichiometry of the functional groups known to the person skilled in the art
Polykondensation gewährleistet ist. Zusätzlich können die Polymere noch Komponenten mit nur einer funktionellen Gruppe oder mit mehr als zwei funktioneilen Gruppen, wie beispielsweise Dihydroxybenzoesäure, Trihydroxybenzole oder Trimellitsäure enthalten. Auf diese Weise kann Einfluß auf das Molekulargewicht der Polymeren genommen werden. Die Komponenten mit mehr als zwei funktioneilen Gruppen wirken als Verzweigungsstelle imPolycondensation is guaranteed. In addition, the polymers can Contain components with only one functional group or with more than two functional groups, such as dihydroxybenzoic acid, trihydroxybenzenes or trimellitic acid. In this way, the molecular weight of the polymers can be influenced. The components with more than two functional groups act as a branching point in the
Polymer und dürfen nur in geringen Konzentrationen, beispielsweise 0 bis 5 Mol%, zugegeben werden, wenn eine Vernetzung des Materials während der Kondensation vermieden werden soll.Polymer and may only be added in small concentrations, for example 0 to 5 mol%, if crosslinking of the material is to be avoided during the condensation.
Besonders bevorzugt sind cholesterische Hauptkettenpolymere, die aus folgenden Bausteinen der einzelnen Monomergruppen aufgebaut sind:Cholesteric main chain polymers which are built up from the following building blocks of the individual monomer groups are particularly preferred:
a) Aromatische Hydroxycarbonsäuren, Aminocarbonsäuren: Hydroxybenzoesäuren, Hydroxynaphthalincarbonsäuren, Hydroxybiphenylcarbonsäuren, Aminobenzoesäuren, Hydroxyzimtsäurena) Aromatic hydroxycarboxylic acids, aminocarboxylic acids: hydroxybenzoic acids, hydroxynaphthalenecarboxylic acids, hydroxybiphenylcarboxylic acids, aminobenzoic acids, hydroxycinnamic acids
b) Aromatische Dicarbonsäuren, aliphatische Dicarbonsäuren erephthalsäure, Isophthalsäure, Biphenyldicarbonsäuren, Naphthalindicarbonsäuren, Cyclohexandicarbonsäuren, Pyridindicarbonsäuren, Diphenyletherdicarbonsäuren, Carboxyzimtsäuren sowieb) Aromatic dicarboxylic acids, aliphatic dicarboxylic acids, erephthalic acid, isophthalic acid, biphenyldicarboxylic acids, naphthalenedicarboxylic acids, cyclohexanedicarboxylic acids, pyridinedicarboxylic acids, diphenylether dicarboxylic acids, carboxycinnamic acids and
c) Aromatische Diole, Aminophenole, Diamine: Hydrochinone, Dihydroxybiphenyle, Tetramethyldihydroxybiphenyle, Naphthalindiole, Dihydroxydiphenylsulfone, Dyihydroxydiphenylether, Dihydroxyterphenyle,c) aromatic diols, aminophenols, diamines: hydroquinones, dihydroxybiphenyls, tetramethyldihydroxybiphenyls, naphthalenediols, dihydroxydiphenylsulfones, diihydroxydiphenyl ethers, dihydroxyterphenyls,
Dihydroxydiphenylketone, Phenylendiamine, Diaminoanthrachinone, Dihydroxyanthrachinone sowieDihydroxydiphenyl ketones, phenylenediamines, diaminoanthraquinones, dihydroxyanthraquinones and
d) Chirale, bifunktionelle Monomere: Isosorbid, Isomannid, Isoidid, Camphersäure, (D)- oder (L)- Methylpiperazin, (D)- oder (L)- 3-d) Chiral, bifunctional monomers: isosorbide, isomannide, isoidide, camphoric acid, (D) - or (L) - methylpiperazine, (D) - or (L) - 3-
Methyladipinsäure, Butan-2,3-diol,
Figure imgf000011_0001
Methyl adipic acid, butane-2,3-diol,
Figure imgf000011_0001
wobei R und R' jeweils unabhängig voneinander H, C^Ce-Alkyl oder Phenyl, vorzugsweise H oder CH3, sind.wherein R and R 'are each independently H, C ^ Ce alkyl or phenyl, preferably H or CH 3 .
Bei der Verwendung von Sulfonsäuregruppen als funktioneile Gruppe zur Kondensation kann es vorteilhaft sein, diese in einer aktivierten Form einzusetzen, zum Beispiel als Sulfochlorid oder als Sulfonsäureester.When using sulfonic acid groups as a functional group for condensation, it may be advantageous to use them in an activated form, for example as sulfochloride or as sulfonic acid ester.
Anstelle der aufgeführten Substanzen können auch andere Strukturisomere oder Derivate von diesen eingesetzt werden. So ist es beispielsweise möglich, anstelle von N-(4-Hydroxyphenyl-)trimellitimid Aminophenol und Trimellitsäureanhydrid einzusetzen.Instead of the substances listed, other structural isomers or derivatives of these can also be used. For example, it is possible to use aminophenol and trimellitic anhydride instead of N- (4-hydroxyphenyl) trimellitimide.
Die beschriebenen Polymerbausteine können noch weitere Substituenten, wie beispielsweise Methyl, Methoxy, Cyano oder Halogen, enthalten.The polymer building blocks described can also contain further substituents, such as, for example, methyl, methoxy, cyano or halogen.
Ganz besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung sind Polymere, enthaltend ein oder mehrere Monomere aus der Gruppe p-Hydroxybenzoesäure, 2-Hydroxy-6-naphthoesäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure, 2,6-Naphthalindicarbonsäure, Hydrochinon, Resorcin und 4,4'-Dihydroxybiphenyl sowie Camphersäure, Isosorbid oder Isomannid als chirale Komponente.For the purposes of the present invention, very particular preference is given to polymers containing one or more monomers from the group p-hydroxybenzoic acid, 2-hydroxy-6-naphthoic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, hydroquinone, resorcinol and 4,4'- Dihydroxybiphenyl and camphoric acid, isosorbide or isomannide as chiral component.
Die Polykondensation kann nach allen üblichen Methoden durchgeführt werden. Beispielsweise eignet sich die Schmelzkondensation mit Acetanhydrid, die beispielsweise in EP-A-0 391 368 beschrieben ist. Die Kondensation mit Acetanhydrid ist auch in Lösung oder in disperser oder emulgierter Phase möglich. Bevorzugt erfolgt die Verknüpfung der Monomere über Esterbindungen (Polyester), Amidbindungen (Polyesteramid/Polyamid) und/oder über Imidbindungen (Polyesterimid/Polyimid), jedoch kann die Verknüpfung auch über andere bekannte Verknüpfungsarten erfolgen.The polycondensation can be carried out by all customary methods. For example, melt condensation with acetic anhydride, which is described, for example, in EP-A-0 391 368, is suitable. Condensation with acetic anhydride is also possible in solution or in the disperse or emulsified phase. The monomers are preferably linked via ester bonds (polyester), amide bonds (polyesteramide / polyamide) and / or via imide bonds (polyesterimide / polyimide), but the linkage can also take place via other known types of linkage.
Bei der Auswahl der Monomerbausteine ist darauf zu achten, daß die dem Fachmann bekannte Stöchiometrie der funktioneilen Gruppen gewährleistet ist, d. h. daß funktionelle Gruppen, die miteinander in der Polykondensationsreaktion reagieren, in entsprechenden molaren Verhältnissen eingesetzt werden. Beispielsweise bei Verwendung von Dicarbonsäuren und Diolen muß eine derWhen selecting the monomer units, care must be taken to ensure that the stoichiometry of the functional groups known to the person skilled in the art is ensured, i. H. that functional groups that react with one another in the polycondensation reaction are used in appropriate molar ratios. For example, when using dicarboxylic acids and diols, one of the
Anzahl an Carboxylgruppen entsprechende Anzahl an Hydroxylgruppen vorhanden sein. Es können jedoch auch gezielte Überschüsse an funktioneilen Gruppen, beispielsweise mehr Carboxygruppen als Hydroxygruppen, eingesetzt werden, um so beispielsweise das erzielbare Molekulargewicht zu steuern.Number of carboxyl groups corresponding number of hydroxyl groups be present. However, targeted excesses of functional groups, for example more carboxy groups than hydroxyl groups, can also be used in order to control the achievable molecular weight, for example.
Anstelle der Carbonsäuren können auch Carbonsäurederivate, wie beispielsweise Säurechloride oder Carbonsäureester, eingesetzt werden. Anstelle der Hydroxykomponenten können auch entsprechende Hydroxyderivate, wie beispielsweise die acetylierten Hydroxyverbindungen, eingesetzt werden.Instead of the carboxylic acids, carboxylic acid derivatives such as acid chlorides or carboxylic acid esters can also be used. Instead of the hydroxy components, corresponding hydroxy derivatives, such as, for example, the acetylated hydroxy compounds, can also be used.
Die cholesterischen flüssigkristallinen Polymere können auch vemetzbare Gruppen enthalten, so daß es möglich ist, ein orientiertes Flüssigkristallpolymer durch beispielsweise eine Photovernetzung, die vorzugsweise nach einer Extrusion stattfindet, zu fixieren.The cholesteric liquid-crystalline polymers can also contain crosslinkable groups, so that it is possible to fix an oriented liquid-crystal polymer by, for example, photo-crosslinking, which preferably takes place after extrusion.
In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die cLCPs eine sehr geringe Löslichkeit auf, so daß ihre Molekulargewichte nicht mit kommerziell üblichen Methoden (GPC, Lichtstreuung) bestimmt werden können. Als Maß für das Molekulargewicht kann die intrinsische Viskosität der Polymere in einer Lösung aus Pentafluorphenol/Hexafluorisopropanol herangezogen werden. Geeignet sind Polymere mit einer intrinsischen Viskosität zwischen 0,1 dl/g und 10 dl/g bei einer Temperatur von 25°C.In a preferred embodiment, the cLCPs have a very low solubility, so that their molecular weights cannot be determined using commercially customary methods (GPC, light scattering). The intrinsic viscosity of the polymers in a solution of pentafluorophenol / hexafluoroisopropanol can be used as a measure of the molecular weight. Are suitable Polymers with an intrinsic viscosity between 0.1 dl / g and 10 dl / g at a temperature of 25 ° C.
Die vorstehend beschriebenen cholesterischen Flüssigkristallpolymere können direkt im Sinne der Erfindung eingesetzt werden. Es ist jedoch auch möglich, thermoplastische Blends aus den cholesterischen flüssigkristallinen Polymeren herzustellen. Die Blends können entweder aus verschiedenen thermoplastischen cholesterischen flüssigkristallinen Polymeren bestehen, es ist jedoch auch möglich, die cholesterischen flüssigkristallinen Polymere mit cholesterischen oder nematischen Polymeren zu mischen.The cholesteric liquid crystal polymers described above can be used directly in the context of the invention. However, it is also possible to produce thermoplastic blends from the cholesteric liquid-crystalline polymers. The blends can either consist of various thermoplastic cholesteric liquid-crystalline polymers, but it is also possible to mix the cholesteric liquid-crystalline polymers with cholesteric or nematic polymers.
Weiterhin ist es möglich, die thermoplastischen cholesterischen Polymere mit Farbmitteln zu mischen, wobei spezielle coloristische Effekte erzielt werden können. Unter Farbmittel werden hierbei sowohl Pigmente als auch Farbstoffe verstanden. Die Pigmente können anorganischer oder organischer Natur sein. Als anorganische Pigmente seien beispielsweise genannt: Titandioxid, Eisenoxide, Metalloxid-Mischphasenpigmente, Cadmiumsulfide, Ultramarinblau- oder Chromat-Molybdat-Pigmente. Als organische Pigmente können alle dem Fachmann aus der einschlägigen Literatur, z.B. W. Herbst, K. Hunger, Industrielle Organische Pigmente, VCH Verlag, 1987, hinlänglich bekannten Pigmente eingesetzt werden, z.B. Ruß-, Anthanthron-, Dioxazin-, Phthalocyanin-, Chinacridon, Diketopyrrolopyrrol-, Perylen-, Perinon-, Azomethin-, Isoindolin- oder Azopigmente. Geeignete Farbstoffe sind beispielsweise Chinophthalin-, Perinon-, Anthrachinon-, Azomethinkomplex-, Azlacton- und Azofarbstoffe. Die Farbstoffe können im cholesterischen Flüssigkristallpolymer vollständig oder teilweise gelöst sein.It is also possible to mix the thermoplastic cholesteric polymers with colorants, it being possible to achieve special coloristic effects. Colorants are understood here to mean both pigments and dyes. The pigments can be inorganic or organic in nature. Examples of inorganic pigments are: titanium dioxide, iron oxides, mixed metal oxide pigments, cadmium sulfides, ultramarine blue or chromate molybdate pigments. As organic pigments, all can be known to the person skilled in the art from the relevant literature, e.g. W. Herbst, K. Hunger, Industrial Organic Pigments, VCH Verlag, 1987, well-known pigments are used, e.g. Carbon black, anthanthrone, dioxazine, phthalocyanine, quinacridone, diketopyrrolopyrrole, perylene, perinone, azomethine, isoindoline or azo pigments. Suitable dyes are, for example, quinophthalene, perinone, anthraquinone, azomethine complex, azlactone and azo dyes. The dyes can be completely or partially dissolved in the cholesteric liquid crystal polymer.
Um spezielle coloristische Effekte zu erzielen, können als Farbmittel auch Mischungen verschiedener Pigmente oder Farbstoffe oder Mischungen von Farbstoffen mit Pigmenten eingesetzt werden. Die Mengenverhältnisse zwischen dem cholesterischen flüssigkristallinen Polymer und dem Farbmittel können in weiten Grenzen schwanken und sind abhängig von der Art des Farbmittels und dem jeweils gewünschten Farbeffekt. Im allgemeinen enthält das eingefärbte Polymer 0,1 bis 10 Gew.-% an Farbmittel. Weiterhin können 0 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht, an Verlaufadditiven (z.B. Polyacrylate, Polyester), Stabilisatoren (z.B. UV- oder Wärmestabilisatoren, Antioxidantien), Antistatika und optischen Aufheller in dem cholesterischen Flüssigkristallpolymer enthalten sein.In order to achieve special coloristic effects, mixtures of different pigments or dyes or mixtures of dyes with pigments can also be used as colorants. The quantitative ratios between the cholesteric liquid-crystalline polymer and the colorant can vary within wide limits and depend on the type of colorant and the desired color effect. In general, the colored polymer contains 0.1 to 10% by weight of colorant. Furthermore, 0 to 10 wt .-%, preferably 0 to 5 wt .-%, based on the total weight, of leveling additives (e.g. polyacrylates, polyesters), stabilizers (e.g. UV or heat stabilizers, antioxidants), antistatic agents and optical brighteners in the cholesteric liquid crystal polymer may be included.
Farbmittel und/oder Hilfsstoffe und Additive werden mit dem cholesterischen Flüssigkristallpolymer vermischt, bis eine homogene Verteilung vorliegt. Die Vermischung erfolgt am günstigsten in der Schmelze des cholesterischen Flüssigkristallpolymeren. Das Vermischen kann mit allen dafür geeigneten Mischaggregaten, wie beispielsweise Dispersionsknetem, ©Banbury-Knetem oder Schneckenknetem, oder durch Extrusion erfolgen. Insbesondere bei der Extrusion kann auch von einer pulverförmigen Mischung der Zusatzstoffe mit dem cholesterischen flüssigkristallinen Polymer ausgegangen werden.Colorants and / or auxiliaries and additives are mixed with the cholesteric liquid crystal polymer until a homogeneous distribution is obtained. Mixing is most advantageously carried out in the melt of the cholesteric liquid crystal polymer. Mixing can be carried out with all suitable mixing units, such as dispersion kneaders, © Banbury kneaders or screw kneaders, or by extrusion. In the case of extrusion in particular, a powdery mixture of the additives with the cholesteric liquid-crystalline polymer can also be assumed.
Das Farbmittel kann auch direkt während der Herstellung des cholesterischen flüssigkristallinen Polymers, zweckmäßigerweise gegen Ende der Polykondensationsreaktion, vorzugsweise unmittelbar vor dem Austrag des fertigen Polymers, zugegeben werden.The colorant can also be added directly during the preparation of the cholesteric liquid-crystalline polymer, advantageously towards the end of the polycondensation reaction, preferably immediately before the finished polymer is discharged.
Auch ist es möglich, das Farbmittel in Form eines Masterbatchs in das cholesterische Flüssigkristallpolymer einzuarbeiten. Als Träger für einen Masterbatch können synthetische und natürliche Wachse, Polymere und Kautschuke eingesetzt werden. Bevorzugter Träger für einen Masterbatch ist jedoch das cholesterische Flüssigkristallpolymer selbst. Der Masterbatch kann ein Pigment oder einen Farbstoff oder auch eine Mischung verschiedener Pigmente und/oder Farbstoffe enthalten. Auch können in den Masterbatch weitere Hilfsstoffe und/oder Additive eingearbeitet werden. Die Herstellung solcher Masterbatchs kann nach allen bekannten Verfahren durchgeführt werden, beispielsweise durch inniges Vermischen der Farbmittel mit dem Träger in der Schmelze in geeigneten Mischaggregaten, z.B. Dispersionsknetem, Banbury- Knetern oder Schneckenknetem, z.B. Zweischneckenkneter. Die Einfärbung des cholesterischen flüssigkristallinen Polymeren mit dem Masterbatch kann durch Mischen der beiden Materialien und anschließendem Extrudieren erfolgen. Auch kann der Masterbatch als Schmelze in die Schmelze des cholesterischen Flüssigkristallpolymeren über einen Seitenextruder und/oder eine Schmelzepumpe zudosiert werden. Am wirtschaftlichsten erfolgt dies beimIt is also possible to incorporate the colorant into the cholesteric liquid crystal polymer in the form of a master batch. Synthetic and natural waxes, polymers and rubbers can be used as carriers for a masterbatch. However, the preferred carrier for a masterbatch is the cholesteric liquid crystal polymer itself. The masterbatch can contain a pigment or a dye or else a mixture of different pigments and / or dyes. You can also add more to the masterbatch Auxiliaries and / or additives are incorporated. Such masterbatches can be produced by all known processes, for example by intimately mixing the colorants with the carrier in the melt in suitable mixing units, for example dispersion kneaders, Banbury kneaders or screw kneaders, for example twin-screw kneaders. The cholesteric liquid-crystalline polymer can be colored with the masterbatch by mixing the two materials and then extruding them. The masterbatch can also be metered in as a melt into the melt of the cholesteric liquid crystal polymer via a side extruder and / or a melt pump. The most economical way to do this is with
Austrag des cholesterischen flüssigkristallinen Polymers aus dem Reaktor nach der Polykondensation.Discharge of the cholesteric liquid crystalline polymer from the reactor after the polycondensation.
Die nach den vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellten eingefärbten flüssigkristallinen Polymere liegen normalerweise als physikalische Mischung ausThe colored liquid-crystalline polymers produced by the processes described above are normally in the form of a physical mixture
Farbmittel und Polymer vor. Da bei dem Herstellungsverfahren in der Regel auch bei höheren Temperaturen gearbeitet wird, kann es nicht ausgeschlossen werden, daß im Falle von Farbmitteln mit funktionellen Gruppen wie Carboxyl, Sulfo oder Hydroxyl zumindest teilweise eine chemische Bindung an das cholesterische flüssigkristalline Polymer stattfindet.Colorant and polymer before. Since the manufacturing process generally also works at higher temperatures, it cannot be ruled out that in the case of colorants with functional groups such as carboxyl, sulfo or hydroxyl, a chemical bond to the cholesteric liquid-crystalline polymer takes place at least in part.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung von Effektpigmenten, dadurch gekennzeichnet, daß wie vorstehend beschrieben, ein oder mehrere thermoplastische cholesterische Flüssigkristallpolymere als nicht-wäßrige Dispersion auf ein planares Trägersubstrat zu dünnen Filmen verarbeitet werden, anschließend die flüssigkristallinen Polymerfilme vom Trägersubstrat getrennt und die Polymerfilme in die für Effektpigmente geeignete Plättchengröße und -form gebracht werden.The present invention also relates to a process for the production of effect pigments, characterized in that, as described above, one or more thermoplastic cholesteric liquid-crystal polymers are processed as non-aqueous dispersion on a planar support substrate to give thin films, and then the liquid-crystalline polymer films are separated from the support substrate and the polymer films are brought into the platelet size and shape suitable for effect pigments.
Die für Effektpigmente infrage kommenden thermoplastischen cholesterischenThe thermoplastic cholesteric suitable for effect pigments
Flüssigkristallpolymere sind selbst nicht geeignet, um daraus nach den herkömmlichen Verfahren, z.B. Blasextrusion oder Flachfolienextrusion, dünne Folien herzustellen. Die speziellen optischen Eigenschaften der cholesterischen Flüssigkristallpolymere werden erst beobachtet, wenn die Moleküle bei oder oberhalb der Chiralisierungstemperatur des Polymeren die helikale Struktur ausbilden. Zur optimalen und raschen Ausbildung der Helix werden die thermoplastischen cholesterischen Flüssigkristallpolymere daher bevorzugt bei Temperaturen, die über der Chiralisierungstemperatur und damit deutlich über deren Schmelztemperaturen liegen, zu dünnen Filmen verarbeitet. Die Wellenlänge der Selektivreflexion der eingesetzten cholesterischen Flüssigkristallpolymere wird durch die Ganghöhe der helikalen Struktur bestimmt.Liquid crystal polymers are themselves unsuitable to use them according to the conventional processes, such as bubble extrusion or flat film extrusion, to produce thin films. The special optical properties of the cholesteric liquid crystal polymers are only observed when the molecules form the helical structure at or above the chiralization temperature of the polymer. For optimal and rapid formation of the helix, the thermoplastic cholesteric liquid crystal polymers are therefore preferably processed into thin films at temperatures which are above the chiralization temperature and thus significantly above their melting temperatures. The wavelength of the selective reflection of the cholesteric liquid crystal polymers used is determined by the pitch of the helical structure.
Die Ganghöhe ist abhängig von der Struktur des Polymeren, der Schmelzviskosität, der Gegenwart von Lösemitteln und insbesondere von der Verdrillungskraft des chiralen Monomers („helical twisting power"). Sie ist außerdem eine Funktion der Temperatur.The pitch depends on the structure of the polymer, the melt viscosity, the presence of solvents and in particular on the twisting power of the chiral monomer ("helical twisting power"). It is also a function of the temperature.
Zur Herstellung plättchenförmiger Effektpigmente aus den cholesterischen Flüssigkristallpolymeren wird der erfindungsgemäß erhaltene Polymerfilm vom Trägersubstrat getrennt. Bei der Verwendung einer Polymerfolie als Unterlage kann die mechanische Abtrennung des spröden cholesterischen Flüssigkristallpolymeren von der Unterlage z.B. dadurch erfolgen, daß dieTo produce platelet-shaped effect pigments from the cholesteric liquid-crystal polymers, the polymer film obtained according to the invention is separated from the carrier substrate. When using a polymer film as the base, the mechanical separation of the brittle cholesteric liquid crystal polymer from the base can e.g. in that the
Unterlage über eine Umlenkrolle mit kleinem Durchmesser geführt wird. Dadurch blättert das Flüssigkristallpolymer von der Trägerfolie ab. Das Abblättern läßt sich durch Verwendung eines Flüssigkeitsstrahles oder durch Behandlung im Ultraschallbad verbessern. Jede andere Methode, mit der sich das flüssigkristalline Polymer von der Unterlage entfernen läßt, ist jedoch ebenso geeignet.Underlay is guided over a pulley with a small diameter. This causes the liquid crystal polymer to peel off the carrier film. The flaking can be improved by using a liquid jet or by treatment in an ultrasonic bath. Any other method with which the liquid-crystalline polymer can be removed from the base is, however, also suitable.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Substrat mit einer Release-layer beschichtet, die als Zwischenschicht zwischen cLCP und Substrat das Ablösen des cLCPs vom Substrat erleichtert. Als Release-layer kann z.B. eine dünne Schicht eines in Wasser oder in einem organischen Lösungsmittel löslichen Polymeren dienen. Dabei ist darauf zu achten, daß die Schmelz- und Fließeigenschaften der Release-layer-Polymere auf die Chiralisierungstemperatur des cLCPs abgestimmt sind. Weiterhin ist darauf zu achten, daß bei Auftrag der nicht-wäßrigen Dispersion die Release- layer nicht zerstört wird. Wasserlösliche Polymere sind Homo- und Copolymere mit wasserlöslichenIn a further embodiment, the substrate is coated with a release layer which, as an intermediate layer between the cLCP and the substrate, facilitates the detachment of the cLCP from the substrate. A thin layer of a polymer that is soluble in water or in an organic solvent can serve as the release layer. It is about ensure that the melting and flow properties of the release layer polymers are matched to the chiralization temperature of the cLCP. Care must also be taken to ensure that the release layer is not destroyed when the non-aqueous dispersion is applied. Water-soluble polymers are homo- and copolymers with water-soluble ones
Gruppen, z.B. Polyvinylalkohol, Polyesterschlichte, Homo- und Copolymere von Vinylpyrrolidon, Homo- und Copolymere von Acrylsäure oder Cellulosederivate. Organisch lösliche Polymere sind z.B. Polyphenylenoxid, cycloolefinische Copolymere, Polymethylmethacrylat und Polycarbonate. In einer weiteren Ausführungsform wird das Trägermaterial aufgelöst. Im Falle einer Metallfolie als Trägermaterial, bevorzugt aus Aluminium, kann die Separation des flüssigkristallinen Polymerfilms von der Trägerfolie dadurch erfolgen, daß nach dem Einbrennvorgang das Band in ein Säure- oder Basebad geführt wird, wobei sich das Metall auflöst.Groups, e.g. Polyvinyl alcohol, polyester sizing, homo- and copolymers of vinyl pyrrolidone, homo- and copolymers of acrylic acid or cellulose derivatives. Organically soluble polymers are e.g. Polyphenylene oxide, cycloolefinic copolymers, polymethyl methacrylate and polycarbonates. In a further embodiment, the carrier material is dissolved. In the case of a metal foil as the carrier material, preferably made of aluminum, the liquid-crystalline polymer film can be separated from the carrier foil by passing the tape into an acid or base bath after the baking process, the metal dissolving.
Die erhaltenen flüssigkristallinen Polymerblättchen können durch Mahlung und/oder Siebung auf die gewünschte Teilchengröße gebracht werden, wobei eine plättchenförmige Geometrie erhalten werden sollte, d.h. ein Plättchendurchmesser, der mindestens zweimal so groß, vorzugsweise mindestens dreimal so groß, wie die Plättchendicke ist.The liquid crystalline polymer flakes obtained can be brought to the desired particle size by grinding and / or sieving, a platelet-shaped geometry should be obtained, i.e. a platelet diameter that is at least twice, preferably at least three times, the platelet thickness.
Um einen optimalen Farbeindruck durch selektive Reflexion zu erhalten, müssen die Effektpigmente eine möglichst ebene flächige Form aufweisen. Die Dicke solcher plättchenförmigen Effektpigmente liegt in der Regel zwischen 1 μm und 100 μm, bevorzugt zwischen 1 μm und 25 μm und insbesondere zwischen 3 μm und 15 μm. Je nach gewünschter Anwendung können aber auch hiervon abweichende Schichtdicken zweckmäßig sein.In order to obtain an optimal color impression through selective reflection, the effect pigments must have a flat shape as flat as possible. The thickness of such flake-like effect pigments is generally between 1 μm and 100 μm, preferably between 1 μm and 25 μm and in particular between 3 μm and 15 μm. Depending on the desired application, deviating layer thicknesses can also be appropriate.
Effektpigmente mit einem vom Blickwinkel abhängigen Farbeindruck können für die Einfärbung von Lacken, Kosmetika und als Druckpigmente, beispielsweise für den Sicherheitsdruck oder den dekorativen Verpackungsdruck eingesetzt werden. Lacke, die die erfindungsgemäßen Effektpigmente enthalten, können für die Lackierung von natürlichen und synthetischen Materialien, beispielsweise Holz, Metall oder Glas, insbesondere der Karosserie oder von Karosserieteilen von Kraftfahrzeugen, verwendet werden.Effect pigments with a color impression depending on the viewing angle can be used for coloring paints, cosmetics and as printing pigments, for example for security printing or decorative packaging printing. Paints which contain the effect pigments according to the invention can be used for painting natural and synthetic materials, for example wood, metal or glass, in particular the body or body parts of motor vehicles.
Beispiele für thermoplastische cholesterische FlüssigkristallpolymereExamples of thermoplastic cholesteric liquid crystal polymers
Beispiel AExample A
17 Mol 2-Hydroxy-6-naphthoesäure, 50 Mol 4-Hydroxy-benzoesäure, 20 Mol 4,4'-Dihydroxybiphenyl und 13 Mol Camphersäure werden in einem Reaktor mit17 mol of 2-hydroxy-6-naphthoic acid, 50 mol of 4-hydroxy-benzoic acid, 20 mol of 4,4'-dihydroxybiphenyl and 13 mol of camphoric acid are mixed in a reactor
103 Mol Essigsäureanhydrid versetzt und mit einem leichten Stickstoffstrom durchspült. Die Mischung wird unter Rühren innerhalb von 15 Minuten auf 140°C erhitzt und diese Temperatur für 30 Minuten gehalten. Danach wird die Temperatur innerhalb von 165 Minuten auf 325°C erhöht und die Schmelze 30 Minuten bei dieser Temperatur weiter gerührt. Ab ca. 220°C beginnt Essigsäure abzudestillieren. Danach wird die Stickstoffspülung abgebrochen und langsam Vakuum angelegt. Die Schmelze wird für weitere 30 Minuten unter Vakuum (ca. 5 mbar) gerührt. Danach wird mit Stickstoff belüftet und das Polymer mit einem Extruder ausgetragen und pelletiert. Das Polymer hat eine brillante, rotstichig gelb Farbe, die bei schrägem Anblick blaustichig grün erscheint. Die Farbe tritt schon während der Kondensation im Vakuum auf und bleibt nach dem Abkühlen erhalten.103 moles of acetic anhydride were added and flushed through with a gentle stream of nitrogen. The mixture is heated to 140 ° C. with stirring in the course of 15 minutes and this temperature is maintained for 30 minutes. The temperature is then raised to 325 ° C. in the course of 165 minutes and the melt is stirred further at this temperature for 30 minutes. Acetic acid begins to distill off at approx. 220 ° C. The nitrogen purge is then stopped and a vacuum is slowly applied. The melt is stirred for a further 30 minutes under vacuum (approx. 5 mbar). It is then aerated with nitrogen and the polymer is discharged and pelletized using an extruder. The polymer has a brilliant, reddish-yellow color that appears bluish green when viewed at an angle. The color already appears during the condensation in a vacuum and is retained after cooling.
Beispiel B 30 Mol 2-Hydroxy-6-naphthoesäure, 50 Mol 4-Hydroxy-benzoesäure, 10 MolExample B 30 moles of 2-hydroxy-6-naphthoic acid, 50 moles of 4-hydroxy-benzoic acid, 10 moles
Terephthalsäure, 2 Mol 4,4'-Dihydroxybiphenyl und 8 Mol 1 ,4:3,6-Dianhydro-D- sorbit (Isosorbid) werden in einem Reaktor mit 103 Mol Essigsäureanhydrid versetzt und mit einem leichten Stickstoffstrom durchspült. Die Mischung wird unter Rühren innerhalb von 15 Minuten auf 140°C erhitzt und diese Temperatur für 30 Minuten gehalten. Danach wird die Temperatur innerhalb von 165 Minuten auf 325°C erhöht und die Schmelze 30 Minuten bei dieser Temperatur weiter gerührt. Ab ca. 220°C beginnt Essigsäure abzudestillieren. Danach wird die Stickstoffspülung abgebrochen und langsam Vakuum angelegt. Die Schmelze wird für weitereTerephthalic acid, 2 moles of 4,4'-dihydroxybiphenyl and 8 moles of 1,4: 3,6-dianhydro-D-sorbitol (isosorbide) are mixed in a reactor with 103 moles of acetic anhydride and flushed through with a gentle stream of nitrogen. The mixture is heated to 140 ° C. with stirring in the course of 15 minutes and this temperature is maintained for 30 minutes. The temperature is then raised to 325 ° C. in the course of 165 minutes and the melt continues at this temperature for 30 minutes touched. Acetic acid begins to distill off at approx. 220 ° C. The nitrogen purge is then stopped and a vacuum is slowly applied. The melt is used for more
30 Minuten unter Vakuum (ca. 5 mbar) gerührt. Danach wird mit Stickstoff belüftet und das Polymer mit einem Extruder ausgetragen und pelletiert.Stirred for 30 minutes under vacuum (approx. 5 mbar). It is then aerated with nitrogen and the polymer is discharged and pelletized using an extruder.
Das Polymer hat eine brillante, gelbe Farbe, die bei schrägem Anblick blaustichig grün erscheint. Die Farbe tritt schon während der Kondensation im Vakuum auf und bleibt nach dem Abkühlen erhalten.The polymer has a brilliant, yellow color that appears bluish green when viewed at an angle. The color already appears during the condensation in a vacuum and is retained after cooling.
Beispiel CExample C
18 Mol 2-Hydroxy-6-naphthoesäure, 48 Mol 4-Hydroxy-benzoesäure, 17 Mol 4,4'-Dihydroxybiphenyl und 17 Mol Camphersäure werden in einem Reaktor mit 103 Mol Essigsäureanhydrid versetzt und mit einem leichten Stickstoffstrom durchspült. Die Mischung wird unter Rühren innerhalb von 15 Minuten auf 140°C erhitzt und diese Temperatur für 30 Minuten gehalten. Danach wird die18 mol of 2-hydroxy-6-naphthoic acid, 48 mol of 4-hydroxy-benzoic acid, 17 mol of 4,4'-dihydroxybiphenyl and 17 mol of camphoric acid are mixed in a reactor with 103 mol of acetic anhydride and flushed through with a gentle stream of nitrogen. The mixture is heated to 140 ° C. with stirring in the course of 15 minutes and this temperature is maintained for 30 minutes. After that the
Temperatur innerhalb von 165 Minuten auf 325°C erhöht und die Schmelze 30 Minuten bei dieser Temperatur weiter gerührt. Ab ca. 220°C beginnt Essigsäure abzudestillieren. Danach wird die Stickstoffspülung abgebrochen und langsam Vakuum angelegt. Die Schmelze wird für weitere 30 Minuten unter Vakuum (ca. 5 mbar) gerührt. Danach wird mit Stickstoff belüftet und das Polymer mit einemTemperature increased to 325 ° C within 165 minutes and the melt was further stirred at this temperature for 30 minutes. Acetic acid begins to distill off at approx. 220 ° C. The nitrogen purge is then stopped and a vacuum is slowly applied. The melt is stirred for a further 30 minutes under vacuum (approx. 5 mbar). Then it is aerated with nitrogen and the polymer with a
Extruder ausgetragen und pelletiert.Extruder discharged and pelletized.
Das Polymer hat eine brillante, gelbstichig grüne Farbe, die bei schrägem Anblick blau erscheint. Die Farbe tritt schon während der Kondensation im Vakuum auf und bleibt nach dem Abkühlen erhalten.The polymer has a brilliant, yellowish green color that appears blue when viewed obliquely. The color already appears during the condensation in a vacuum and is retained after cooling.
Beispiele zur Herstellung von Effektpigmenten nach dem erfindungsgemäßen Verfahren:Examples for the production of effect pigments by the process according to the invention:
Beispiel 1 Als cholesterisches Flüssigkristallpolymer wird das in Beispiel A beschriebeneExample 1 The cholesteric liquid crystal polymer described in Example A is used
Polymer eingesetzt. Das cLCP-Granulat wird mit einer Ultrazentrifugalmühle mit 0,1 mm Sieb gemahlen. Anschließend wird das Mahlgut gesichtet, wobei die Sichtereinstellung so gewählt wird, daß die mittlere Korngröße zwischen 5 und 10 μm liegt. Mit dem gesichteten Material wird eine 35%-ige nicht-wässrige Dispersion in Isobutanol angerührt.Polymer used. The cLCP granules are ground using an ultracentrifugal mill with a 0.1 mm sieve. The regrind is then sifted, the sifter setting being selected so that the average grain size is between 5 and 10 μm. A 35% non-aqueous dispersion in isobutanol is mixed with the viewed material.
Die Dispersion wird mit einem Rakel, dessen Spaltbreite 24 μm beträgt, auf eine Kaptonfolie aufgezogen. Nach dem Trocknen des Dispersionsauftrages wird das Pulver für 5 Minuten bei 280°C eingebrannt. Der Film zeigt eine orange Farbe, die bei schrägem Anblick grün erscheint. Die cLCP-Schicht ist sehr gut ausgebildet und homogen. Die Schichtdicke liegt bei 8 bis 11 μm.The dispersion is applied to a Kapton film using a doctor blade, the gap width of which is 24 μm. After the dispersion application has dried, the powder is baked at 280 ° C. for 5 minutes. The film shows an orange color that appears green when viewed obliquely. The cLCP layer is very well developed and homogeneous. The layer thickness is 8 to 11 μm.
Zur Herstellung des Effektpigments wird die Trägerfolie über eine Umlenkrolle mit kleinem Durchmesser geführt, wobei der cholesterische Polymerfilm abblättert. Die Polymerpartikel werden in einer Universalmühle gemahlen. Das Mahlgut wird zur Verengung der Teilchengrößenverteilung über einen Sieb mit 63 μm Maschenweite gesiebt. Das erhaltene Effektpigment wird in einen 2-To produce the effect pigment, the carrier film is passed over a small-diameter deflection roller, the cholesteric polymer film peeling off. The polymer particles are ground in a universal mill. To reduce the particle size distribution, the millbase is sieved through a sieve with a mesh size of 63 μm. The effect pigment obtained is divided into a 2-
Komponenten-Klarlack eingearbeitet, auf ein schwarzgrundiertes Blech aufgesprüht und mit Klarlack überzogen. Nach dem Einbrennen zeigt der Lack eine kupferne Farbe, die bei schrägem Anblick grün erscheint.Component clear varnish incorporated, sprayed onto a black-primed sheet and coated with clear varnish. After baking, the varnish shows a copper color, which appears green when viewed at an angle.
Beispiel 2Example 2
Die Herstellung des cLCP-Dispersionsauftrages geschieht wie in Beispiel 1 beschrieben. Als cholesterisches FLüssigkristallpolymer wird das in Beispiel B beschriebene Polymer eingesetzt.The cLCP dispersion job is prepared as described in Example 1. The polymer described in Example B is used as the cholesteric liquid crystal polymer.
Nach dem Trocknen des Dispersionsauftrages wird das Polymerpulver mit einer zweiten Kaptonfolie bedeckt und bei 280°C mit einer Handwalze darübergewalzt.After the dispersion application has dried, the polymer powder is covered with a second Kapton film and rolled over at 280 ° C. using a hand roller.
Nach dem Abkühlen wird die Deckfolie abgezogen. Der cLCP-Film zeigt eine grüne Farbe, die bei schrägem Anblick blau erscheint. Die Schichtdicke beträgt 7After cooling, the cover film is removed. The cLCP film shows a green color that appears blue when viewed obliquely. The layer thickness is 7
- 15 μm.- 15 μm.
Die Herstellung von Effektpigment erfolgt wie in Beispiel 1 beschrieben. Das Effektpigment zeigt nach dem Einbrennen im Lack auf schwarzem Untergrund eine gelbstichig grüne Farbe, die bei schrägem Anblick grünstichig blau erscheint. Beispiel 3Effect pigment is prepared as described in Example 1. After baking in the varnish on a black background, the effect pigment shows a yellowish green color, which when viewed obliquely appears greenish blue. Example 3
Die Herstellung des cLCP-Dispersionsauftrages geschieht wie in Beispiel 1 beschrieben. Als cholesterisches FLüssigkristallpolymer wird das in Beispiel A beschriebene Polymer eingesetzt. Nach dem Trocknen des Dispersionsauftrages wird das Polymerpulver mit einer mit Silicon beschichteten Aluminiumfolie bedeckt und bei 280°C mit einer Handwalze darübergewalzt. Nach dem Abkühlen wird die Aluminiumdeckfolie abgezogen und der cLCP-Film für 20 Sekunden bei 280°C nachgetempert. Der Film zeigt eine brillant orange Farbe, die bei schrägem Anblick grün erscheint. Die Schichtdicke beträgt 8 bis 17 μm.The cLCP dispersion job is prepared as described in Example 1. The polymer described in Example A is used as the cholesteric liquid crystal polymer. After the dispersion application has dried, the polymer powder is covered with a silicon-coated aluminum foil and rolled over at 280 ° C. using a hand roller. After cooling, the aluminum cover film is removed and the cLCP film is post-annealed at 280 ° C. for 20 seconds. The film shows a brilliant orange color that appears green when viewed obliquely. The layer thickness is 8 to 17 μm.
Die Herstellung von Effektpigment erfolgt wie in Beispiel 1 beschrieben. Das Effektpigment zeigt nach dem Einbrennen im Lack auf schwarzem Untergrund eine kupferne Farbe, die bei schrägem Anblick grün erscheint.Effect pigment is prepared as described in Example 1. After baking in the paint on a black background, the effect pigment shows a copper color that appears green when viewed at an angle.
Beispiel 4Example 4
Als cholesterisches Flüssigkristallpolymer wird das in Beispiel A beschriebeneThe cholesteric liquid crystal polymer described in Example A.
Polymer eingesetzt.Polymer used.
Das cLCP-Granulat wird mit einer Ultrazentrifugalmühle mit 0,1 mm Sieb gemahlen. Anschließend wird das Mahlgut gesichtet, wobei die Sichtereinstellung so gewählt wird, daß die mittlere Korngröße zwischen 5 und 10 μm liegt.The cLCP granules are ground using an ultracentrifugal mill with a 0.1 mm sieve. The regrind is then sifted, the sifter setting being selected so that the average grain size is between 5 and 10 μm.
Mit dem gesichteten Material wird eine 35 %-ige nicht-wässrige Dispersion inWith the sighted material, a 35% non-aqueous dispersion in
Isobutanol angerührt.Mix isobutanol.
Die Dispersion wird mit einem Rakel, dessen Spaltbreite 24 μm beträgt, auf eineThe dispersion is applied to a doctor blade with a gap width of 24 μm
Aluminiumfolie aufgezogen. Nach dem Trocknen des Dispersionsauftrages wird das Pulver für 5 Minuten bei 280°C eingebrannt. Der Film zeigt eine orangeAluminum foil put on. After the dispersion application has dried, the powder is baked at 280 ° C. for 5 minutes. The film shows an orange
Farbe, die bei schrägem Anblick grün erscheint. Die cLCP-Schicht ist sehr gut ausgebildet und homogen. Die Schichtdicke liegt bei 8 - 11 μm.Color that appears green when viewed at an angle. The cLCP layer is very well developed and homogeneous. The layer thickness is 8 - 11 μm.
Zur Herstellung des Effektpigments wird die mit cLCP beschichteteTo produce the effect pigment, it is coated with cLCP
Aluminiumfolie in halbkonzentrierte Salzsäure gegeben, wobei sich die Aluminiumträgerfolie auflöst und der cholesterische Polymerfilm zurückbleibt. DiePut aluminum foil in semi-concentrated hydrochloric acid, whereby the aluminum carrier foil dissolves and the cholesteric polymer film remains. The
Polymerpartikel werden in einer Universalmühle gemahlen. Das Mahlgut wird zur Verengung der Teilchengrößenverteilung über einen Sieb mit 63 μm Maschenweite gesiebt. Das erhaltene Effektpigment wird in einen 2-Komponenten-Klarlack eingearbeitet, auf ein schwarzgrundiertes Blech aufgesprüht und mit Klarlack überzogen. Nach dem Einbrennen zeigt der Lack eine kupferne Farbe, die bei schrägem Anblick grün erscheint.Polymer particles are ground in a universal mill. The regrind becomes Narrowing the particle size distribution through a sieve with a mesh size of 63 μm. The effect pigment obtained is worked into a two-component clear coat, sprayed onto a black-primed sheet and coated with clear coat. After baking, the varnish shows a copper color, which appears green when viewed at an angle.
Beispiel 5Example 5
Eine 15 gew.-%ige Dispersion des cholesterischen Flüssigkristallpolymers ausA 15% by weight dispersion of the cholesteric liquid crystal polymer
Beispiel C (Korngröße D50 = 6 - 10 μm) in Isobutanol wird mit einem Rakel, dessen Spaltbreite 24 μm beträgt, auf eine Aluminiumfolie aufgezogen. Nach demExample C (grain size D50 = 6-10 μm) in isobutanol is drawn onto an aluminum foil using a doctor blade whose gap width is 24 μm. After this
Trocknen des Dispersionsauftrages wird die beschichtete Aluminiumfolie über eine heiße Metalloberfläche gezogen und die untere Flüssigkristallpolymerschicht erzeugt. Die Verweilzeit auf der heißen Oberfläche beträgt bei 350°C Oberflächentemperatur 3 - 5 Sekunden. Der Film zeigt eine grüne Farbe, die bei schrägem Anblick blau erscheint. Die cLCP-Schicht ist sehr gut ausgebildet und homogen. Die Schichtdicke liegt bei 3 - 5 μm. Auf diese Schicht wird eine 1 gew.-%ige Dispersion plättchenförmiger Graphitteilchen (z.B. Graphitan 7700®, kommerziell erhältlich bei Ciba SC) in 2 %iger wäßriger Carboxymethylcellulose (Tylose H200X®, kommerziell erhältlich bei Clariant) mit einem 24 μm Rakel aufgezogen und getrocknet. Anschließend wird nochmals die 15 gew.-%igeThe coated aluminum foil is dried over a hot metal surface and the lower liquid crystal polymer layer is produced. The dwell time on the hot surface is 3 - 5 seconds at a surface temperature of 350 ° C. The film shows a green color, which appears blue when viewed obliquely. The cLCP layer is very well developed and homogeneous. The layer thickness is 3 - 5 μm. A 1% by weight dispersion of platelet-shaped graphite particles (for example Graphitan 7700®, commercially available from Ciba SC) in 2% aqueous carboxymethyl cellulose (Tylose H200X®, commercially available from Clariant) is applied to this layer using a 24 μm doctor blade and dried . Then the 15 wt .-% is again
Dispersion des cholesterischen Flüssigkristallpolymers mit einem 24 μm Rakel aufgezogen und nach dem Trocknen wiederum durch Ziehen der Folie über eine Metalloberfläche von 350°C Oberflächentemperatur mit einer mittleren Verweilzeit von 3 - 5 Sekunden die obere Flüssigkristallpolymerschicht erzeugt. Durch die mittlere, Lichtabsorbierende Graphitanschicht erhält man einen deckendenDispersion of the cholesteric liquid crystal polymer is applied with a 24 μm doctor blade and, after drying, again by pulling the film over a metal surface of 350 ° C. surface temperature with an average residence time of 3-5 seconds, the upper liquid crystal polymer layer is produced. The middle, light-absorbing graphite layer gives a covering
Polymerfilm, der bei senkrechter Betrachtung dunkelgrün und bei schräger Betrachtung dunkelblau erscheint. Die Gesamtschichtdicke liegt bei 7 - 12 μm. Die Herstellung des Effektpigments erfolgt wie in Beispiel 4 beschrieben. Das Auflösen der Aluminiumfolie erfolgt jedoch in halbkonzentrierter Natronlauge. Das Effektpigment zeigt nach dem Einbrennen im Lack eine dunkelgrüne Farbe, die bei schrägemAnblick dunkelblau erscheint. Beispiel 6Polymer film that appears dark green when viewed vertically and dark blue when viewed obliquely. The total layer thickness is 7 - 12 μm. The effect pigment is prepared as described in Example 4. However, the aluminum foil is dissolved in semi-concentrated sodium hydroxide solution. The effect pigment shows a dark green color after baking in the varnish, which appears dark blue when viewed at an angle. Example 6
Als cholesterisches Flüssigkristallpolymer wird das in Beispiel A beschriebene Polymer eingesetzt.The polymer described in Example A is used as the cholesteric liquid crystal polymer.
Das cLCP-Granulat wird mit einer Ultrazentrifugalmühle mit 0,1 mm Sieb gemahlen. Anschließend wird das Mahlgut gesichtet, wobei die Sichtereinstellung vorzugsweise so gewählt wird, daß die mittlere Korngröße zwischen 5 und 10 μm liegt.The cLCP granules are ground using an ultracentrifugal mill with a 0.1 mm sieve. The regrind is then sifted, the sifter setting preferably being chosen so that the average grain size is between 5 and 10 μm.
Mit dem gesichteten Material wird eine 35%-ige nicht-wässrige Dispersion in Isobutanol angerührt. Die Dispersion wird mit einem Rakel, dessen Spaltbreite 24 μm beträgt, auf eineA 35% non-aqueous dispersion in isobutanol is mixed with the viewed material. The dispersion is applied to a doctor blade with a gap width of 24 μm
Cellulosefolie aufgezogen. Nach dem Trocknen des Dispersionsauftrages wird die beschichtete Folie durch einen kurzen Kontakt an einer 300°C heißen Oberfläche eingebrannt. Der Film zeigt eine orange Farbe, die bei schrägem Anblick grün erscheint. Die cLCP-Schicht ist sehr gut ausgebildet und homogen. Die Schichtdicke liegt bei 8 - 11 μm.Cellulose film pulled up. After the dispersion application has dried, the coated film is baked by a brief contact on a surface at 300 ° C. The film shows an orange color that appears green when viewed obliquely. The cLCP layer is very well developed and homogeneous. The layer thickness is 8 - 11 μm.
Zur Herstellung des Effektpigments wird die beschichtete Folie durch eine alkalische Lösung (5%-ige Natronlauge) gezogen und der cholesterische Polymerfilm mit einer Bürste separiert. Die Polymerpartikel werden in einer Universalmühle gemahlen. Das Mahlgut wird zur Verengung der Teilchengrößenverteilung über einen Sieb mit 63 μmTo produce the effect pigment, the coated film is drawn through an alkaline solution (5% sodium hydroxide solution) and the cholesteric polymer film is separated with a brush. The polymer particles are ground in a universal mill. The regrind is used to narrow the particle size distribution through a 63 μm sieve
Maschenweite gesiebt. Das erhaltene Effektpigment wird in einen 2-Komponenten-Klarlack eingearbeitet, auf ein schwarzgrundiertes Blech aufgesprüht und mit Klarlack überzogen. Nach dem Einbrennen zeigt der Lack eine kupferne Farbe, die bei schrägem Anblick grün erscheint. Sieve mesh size. The effect pigment obtained is worked into a two-component clear coat, sprayed onto a black-primed sheet and coated with clear coat. After baking, the varnish shows a copper color, which appears green when viewed at an angle.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung von dünnen Filmen thermoplastischer cholesterischer flüssigkristalliner Polymere, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere thermoplastische cholesterische flüssigkristalline Polymere als nicht-wäßrige Dispersion auf ein planares Substrat aufgebracht und auf oder über die Chiralisierungstemperatur erhitzt werden.1. A process for the production of thin films of thermoplastic cholesteric liquid-crystalline polymers, characterized in that one or more thermoplastic cholesteric liquid-crystalline polymers are applied as a non-aqueous dispersion to a planar substrate and are heated to or above the chiralization temperature.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Dispersionsmedium ein aliphatischer Kohlenwasserstoff, ein aromatischer2. The method according to claim 1, characterized in that the dispersion medium is an aliphatic hydrocarbon, an aromatic
Kohlenwasserstoff, ein Alkohol, ein Ester, ein halogenierter aliphatischer oder aromatischer Kohlenwasserstoff, ein Keton oder ein flüssiger Polyhydroxyalkohol ist.Is hydrocarbon, an alcohol, an ester, a halogenated aliphatic or aromatic hydrocarbon, a ketone or a liquid polyhydroxy alcohol.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that in the
Dispersion ein Dispergieradditiv und/oder ein Verdickungsmittel enthalten ist.Dispersion a dispersing additive and / or a thickener is included.
4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische cholesterische flüssigkristalline4. The method according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the thermoplastic cholesteric liquid crystalline
Polymer ein Hauptkettenpolymer, ein Seitengruppenpolymer oder eine Kombination davon ist.Polymer is a main chain polymer, a side group polymer, or a combination thereof.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptkettenpolymer aus a) 0 bis 99,8 Mol% einer oder mehrerer Verbindungen aus der Gruppe der aromatischen Hydroxycarbonsäuren, cycloaliphatischen Hydroxycarbonsäuren und aromatischen Aminocarbonsäuren; b) 0 bis 50 Mol% einer oder mehrerer Verbindungen aus der Gruppe der aromatischen Dicarbonsäuren und cycloaliphatischen Dicarbonsäuren; c) 0 bis 50 Mol% einer oder mehrerer Verbindungen aus der Gruppe der aromatischen und cycloaliphatischen Diole und Diamine; und d) 0,1 bis 40 Mol%, vorzugsweise 1 bis 25 Mol%, an chiralen, bifunktionellen Comonomeren; wobei die Gesamtsumme 100 Mol% ergibt, und die Summe aus a), b) und c) 60 bis 99,9 Mol beträgt, besteht.5. The method according to claim 4, characterized in that the main chain polymer from a) 0 to 99.8 mol% of one or more compounds from the group of aromatic hydroxycarboxylic acids, cycloaliphatic hydroxycarboxylic acids and aromatic aminocarboxylic acids; b) 0 to 50 mol% of one or more compounds from the group of aromatic dicarboxylic acids and cycloaliphatic dicarboxylic acids; c) 0 to 50 mol% of one or more compounds from the group of aromatic and cycloaliphatic diols and diamines; and d) 0.1 to 40 mol%, preferably 1 to 25 mol%, of chiral, bifunctional comonomers; the total amount being 100 mol% and the sum of a), b) and c) being 60 to 99.9 mol.
6. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das im organischen Lösemittel zu dispergierende Polymer bis auf eine Korngröße (d50) von kleiner als 30 μm, vorzugsweise kleiner als 15 μm, gemahlen wird.6. The method according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the polymer to be dispersed in the organic solvent is ground to a particle size (d 50 ) of less than 30 microns, preferably less than 15 microns.
7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das planare Substrat eine temperaturstabile Polymerfolie oder -band, eine Metallfolie oder ein Metallband, eine Glasplatte oder ein -band, vorzugsweise eine Polyimidfolie, eine Cellulosefolie oder eine Aluminiumfolie, ist.7. The method according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that the planar substrate is a temperature-stable polymer film or tape, a metal foil or a metal tape, a glass plate or a tape, preferably a polyimide film, a cellulose film or an aluminum foil .
8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das planare Substrat aufgebrachte nichtwäßrige Dispersion getrocknet, anschließend mit einer temperaturstabilen Folie bedeckt und bei der Chiralisierungstemperatur gewalzt wird.8. The method according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that the non-aqueous dispersion applied to the planar substrate is dried, then covered with a temperature-stable film and rolled at the chiralization temperature.
9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastischen cholesterischen flüssigkristallinen Polymere mit Farbstoffen, oder organischen oder anorganischen Pigmenten gemischt werden. 9. The method according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the thermoplastic cholesteric liquid-crystalline polymers are mixed with dyes, or organic or inorganic pigments.
10. Verfahren zur Herstellung von Effektpigmenten mit vom10. Process for the preparation of effect pigments with
Betrachtungswinkel abhängiger Farbigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß man nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 einen dünnen Film eines thermoplastischen cholesterischen flüssigkristallinen Polymers herstellt, anschließend den Polymerfilm von dem planaren Substrat trennt und den Polymerfilm mechanisch zu Plättchen zerkleinert, deren Durchmesser mindestens zweimal so groß ist wie die Plättchendicke. Viewing angle dependent color, characterized in that a thin film of a thermoplastic cholesteric liquid-crystalline polymer is prepared according to one or more of claims 1 to 9, then separating the polymer film from the planar substrate and mechanically comminuting the polymer film into platelets whose diameter is at least twice as large is like the platelet thickness.
PCT/EP1998/005420 1997-09-08 1998-08-26 Method for producing thin films from a non aqueous dispersion and effect pigments with coloring dependent on the angle of observation produced therefrom WO1999013019A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1997139263 DE19739263A1 (en) 1997-09-08 1997-09-08 Process for the production of thin films from non-aqueous dispersion and effect pigments made therefrom with coloration which is dependent on the viewing angle
DE19739263.6 1997-09-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1999013019A1 true WO1999013019A1 (en) 1999-03-18

Family

ID=7841570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP1998/005420 WO1999013019A1 (en) 1997-09-08 1998-08-26 Method for producing thin films from a non aqueous dispersion and effect pigments with coloring dependent on the angle of observation produced therefrom

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE19739263A1 (en)
WO (1) WO1999013019A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103249758A (en) * 2010-12-10 2013-08-14 沙伯基础创新塑料知识产权有限公司 Isosorbide-containing polycarbonates and their preparation

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19940681A1 (en) * 1999-08-27 2001-03-01 Basf Ag Cholesteric layer material with improved color fastness and process for its production
DE19940682A1 (en) * 1999-08-27 2001-03-01 Basf Ag Cholesteric layer material with improved color impression and process for its production
TWI240672B (en) * 2000-06-20 2005-10-01 Sumitomo Chemical Co Elastomer molded product
ES2615215T3 (en) * 2011-09-16 2017-06-05 Basf Se Coating system
MX2019004883A (en) 2016-10-28 2019-06-20 Ppg Ind Ohio Inc Coatings for increasing near-infrared detection distances.
EP3881236B1 (en) 2018-11-13 2025-04-16 PPG Industries Ohio Inc. Method of detecting a concealed pattern
US11561329B2 (en) 2019-01-07 2023-01-24 Ppg Industries Ohio, Inc. Near infrared control coating, articles formed therefrom, and methods of making the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19612975A1 (en) * 1996-04-01 1997-10-02 Hoechst Ag Effect coatings with a color impression depending on the viewing angle
EP0872534A1 (en) * 1997-04-17 1998-10-21 Clariant GmbH Effect coating with viewing angle-dependent perceived color
EP0872336A2 (en) * 1997-04-17 1998-10-21 Clariant GmbH Polymer laminate with improved covering

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19612975A1 (en) * 1996-04-01 1997-10-02 Hoechst Ag Effect coatings with a color impression depending on the viewing angle
EP0872534A1 (en) * 1997-04-17 1998-10-21 Clariant GmbH Effect coating with viewing angle-dependent perceived color
EP0872336A2 (en) * 1997-04-17 1998-10-21 Clariant GmbH Polymer laminate with improved covering

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103249758A (en) * 2010-12-10 2013-08-14 沙伯基础创新塑料知识产权有限公司 Isosorbide-containing polycarbonates and their preparation

Also Published As

Publication number Publication date
DE19739263A1 (en) 1999-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0601483B1 (en) Pigments with colour dependant on viewing angle, it's production and use
DE19817069A1 (en) Colorants reflecting infrared radiation
EP0686674B1 (en) Interference pigments from molecules fixed in a cholesteric arrangement and their use
EP0891397B1 (en) Process for the production of effect coatings with colour impression depending on viewing angle
EP0793693B2 (en) Process for coating and printing substrates
DE69712736T2 (en) CHOLESTERIC FLAKE
EP0891403A1 (en) Lcp blends
EP1046692A1 (en) Thermostable pigments, films, effect coatings and mixtures for their preparation
EP0949287A2 (en) Weather-restistant cholesteric luiquid crystal polymers
EP0980907A1 (en) Laser marking for effect coatings
EP0891396B1 (en) Powder coatings with colour effect depending on viewing angle
EP0872336A2 (en) Polymer laminate with improved covering
EP0902820B1 (en) CHIRAL cLCPS CONTAINING COLOURED MONOMERS
EP0946670B1 (en) Colored cholesteric liquid crystal polymers with optically variable properties
WO1999013019A1 (en) Method for producing thin films from a non aqueous dispersion and effect pigments with coloring dependent on the angle of observation produced therefrom
WO1999013020A1 (en) Method for producing thin films from aqueous dispersions, and effect pigments whose colouring varies according to the viewing angle, produced from said films
DE19756974C2 (en) Organic material with a metallic sheen
DE19922158A1 (en) Liquid crystal mixture for production of film, pigment and special effect coating material contains crosslinkable liquid crystal compounds with at least two polymerizable groups, plus a chiral phase
EP1029021A1 (en) Cholesteric oligomers with cross-linked end groups
EP0872534B1 (en) Effect coating with viewing angle-dependent perceived color
DE19739260A1 (en) Powder coatings with a color impression depending on the viewing angle
DE19917067A1 (en) Liquid crystal mixture for production of film, pigment and special effect coating material contains crosslinkable liquid crystal compounds with at least two polymerizable groups, plus a chiral phase
DE19715996A1 (en) Process for the production of polymer laminates

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): BR CA CZ HU JP KR PL TR

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LU MC NL PT SE

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: KR

122 Ep: pct application non-entry in european phase
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: CA

点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载