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Verfahren zur Herstellung von anorganischen Pigmenten
Es ist bekannt, dass Oxyde oder andere Verbindungen von Kobalt, Nickel, Kupfer, Mangan, Eisen, Zink und Kadmium mit Oxyden oder Oxydhydraten von Aluminium, Chrom, Zirkon, Niob, Tantal, Beryllium, Titan und Silizium unter Bildung von Oxydkomplexen reagieren. So entstehen z. B. durch Einwirkung von Kobaltooxyd auf Aluminiumoxyd folgende blaue Oxydkomplexe :
CoO + 2 AlOg = CoAl
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3 Al@3 = CoAl601CoO + 4 A1 03 = CoAl
Diese farbigen Oxydkomplexe entstehen nur zwischen Kobaltooxyd und Aluminiumoxyd. Kobaltooxyd nimmt beim Erhitzen an der Luft oder in oxydierender Atmosphäre Sauerstoff auf und geht dabei in sau- erstoffteichere Oxyde (Co3O4 und Co2O3) über.
Diese höheren Oxyde sind zur Spinellbildung nicht geeignet. Sie dissoziieren. zwar beim Erhitzen unter Rilckbildung von Kobaltooxyd una Sauerstoff, jedoch erst bei einer Temperatur von etwa 12000 C. Es ist ersichtlich, dass eine Spinellbildung bei niedrigerer Temperatur als 12000 C möglich ist solange noch Kobaltooxyd vorhanden ist. Die weitere Spinellbildung ist erst wieder bei einer Temperatur vonetwa 1200 C möglich, wenn eine Dissoziation von höheren Kobaltoxyden in Kobaltooxyd und Sauerstoff stattfindet, wobei zu bemerken ist, dass bei dieser Temperatur die Reaktionsfähigkeit des Aluminiums stark gehemmt wird und dadurch die Spinellbildung verhindert wird.
Um die gefärbten Kobalt-Aluminium-SpineUe bei niedrigefer Temperatur herstellen zu können, ist es somit notwendig, Kobaltooxyd vor der Oxydation zu schützen.
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aus Ameisen-, Essig- und Oxalsäuresalzen bei einer Zersetzungstemperatur von 300-5000 C angegeben.
Allerdings bezieht sich die Herstellung dieser Oxyde nur auf Eisen und Kobalt und der Zweck ist die Herstellung von. permanenten Magneten und nicht von Farbkörpern.
Gemäss der Erfindung wird die Spinellbildung bei niedrigerer Temperatur dadurch erzielt, dass man als Ausgangsverbindungen solche Metallverbindungen verwendet, die bei ihrer thermischen Zersetzung bei niedriger Temperatur farbgebende Oxyde der niedrigeren Wertigkeftsstufe und allenfalls gleichzeitig Reaktionsgase liefern, die die Reoxydation der gebildeten Oxyde verhindern. Es müssen ferner Verbindungen von Aluminium, Chrom, Eisen, Zirkon, Hafnium, Niob, Tantal, Titan, Beryllium und Silizium eingesetzt werden, die bei ihrer thermischen Zersetzung, unter gleichzeitiger Entstehung von feinteiligen und reak- tionsfähigen Oxyden bzw. Oxydhydraten, eine reduzierende Atmosphäre schaffen.
Das Verfahren besteht erfindungsgemäss im Wesentlichen darin, dass aktive Oxyde oder Oxydhydrate von Aluminium, Chrom, Zirkon, Hafnium, Niob, Tantal, Titan, Beryllium oder Silizium zunächst mit organischen Säuren, wie Oxal-, Wein-, Citronen-, Ameisen- oder Zuckersäure, umgesetzt und die dabei. erhaltenen Substanzen mit Verbindungen von Kobalt, Nickel, Kupfer, Zink, Kadmium, \1angan. oder Eisen zur Reaktion gebracht werden, worauf das Gemisch zuerst getrocknet und anschliessend einer langsamen thermischen Zersetzung bei Temperaturen bis zu 800 C unterworfen wird. So erhält man feinteilige,
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leicht dispergierbare, anorganische, gefärbte Pigmente.
Die Oxyde oder Oxydhydrate von Aluminium, Chrom, Zirkon, Hafnium, Niob, Tantal, Titan, Beryllium und Silizium liefern bei der Behandlung mit Oxal-, Wein-, Citronen-, Ameisen-oder Zuckersäure, d. h. im allgemeinen mit organischen Säuren, die reduzierend wirken, Verbindungen mit stark ausgeprägtem komplexen Charakter. Diese Komplexverbindungen sind in Wasser löslich und besitzen ein grosses Lö- sungsvermögen für sonst schwer lösliche Verbindungen des Kobalts, Nickels, Zinks, Kupfers, Kadmiums, Mangans und Eisens, wie z. B. deren Oxalate, Karbonate, Oxyde oder Hydroxyde.
Dadurch kann man bei der Herstellung der Pigmente zuerst in den Lösungen der Oxalate, Citrate, Tartrate oder Formiate von Aluminium, Chrom, Titan, Tantal, Niob, Zirkon, Hafnium, Beryllium oder Silizium Verbindungen der zweiwertigen Metalle auflösen oder suspendieren und dadurch eine innige Vermischung erreichen. Die Lösungen werden bis zur Trockne verdampft und der Rückstand thermisch zersetzt.
Bei derDurchfUhrung des neuen Verfahrens kann man auch von festen Substanzen wiez. B. vonOxalaten, Tartraten, Citraten, Formiaten oder SaccharatendesAluminiums, Chroms, Eisens, Titins, Zirkons, Hafniums, Niobs, Tantals, Berylliums oder Siliziums ausgehen und sie mit zweiwertigen Metallsalzen, z. B.
Kobaltoxalat, Kobaltkarbonat oder Kobaltnitrat, Nickeloxalat oder Nickelkarbonat, Kupferoxalat oder Kupferkarbonat, Manganoxalat oder Mangankarbonat oder Gemischen dieser Verbindungen innig vermischen, trocknen und der thermischen Zersetzung unterwerfen.
Man kann femer den Arbeitsprozess auch so durchführen, dass man lösliche Salze des Aluminiums, Zirkons, Hafniums, Titans, Tantals, Niobs, Beryllium oder Siliziums mit flüchtigen Mineralsäuren, vorzugsweise Chloride oder Nitrate, mit einer Lösung der notwendigen Menge Oxal-, Wein-, Citronen-, Ameisen- oder Zuckersäure behandelt und dann in der entstandenen Lösung die Verbindungen der zweiwertigen Metalle auflöst oder suspendiert, die Mischung zur Trockne bringt und anschliessend thermisch zersetzt.
Man kan'1 schliesslich noch folgende Herstellungsart anwenden :
Die getrockneten Hydroxyde oaer Oxydhydrate des Aluminiums, Zirkons, Chroms, Eisens, Titans, Niobs, Tantals, Berylliums, Hafniums oder Siliziums werden mit festen organischen Säuren wie Oxal-, Wein-, Citronen-oder Zuckersäure und mit den zweiwertigen Verbindungen des Kupfers, Nickels, Eisens, Kobalts, Zinks, Kadmiums, Mangans und Nickels gemischt. Das Gemisch wird nass gemahlen. getrocknet und thermisch zersetzt.
Die nach oben beschriebenem Verfahren hergestellten Farbkörper sind feinpulvrig oder sehr leicht mahlbar.
Nachstehend eind zwei Ausfuhruttgsbeispiele angegeben : Bei s pie 1 1 : Man geht von einer konzentrierteIlkochenden Lösung vonAlumiaiumoxalat (zirka 500/oig) aus, in der so viel Kobaltoxalat aufgelöst wird, dass das Verhältnis A1203: CoO = 10 : 1 beträgt. Die erhaltene Lösung bzw. Suspension wird zuerst bei einer Temperatur von 90-1100 C stark eingeengt und anschliessend bei 150-200 C zur Trockne gebracht. Der Trockenrückstand wird pulverisiert und das erhaltene Pulver bei langsamer Steigerung der TemDeratur innerhalb von zwei Stunden bis auf 8000 C thermisch zersetzt. Die Temperatur von 8000 C wird zwei Stunden lang weiter beibehalten.
Das entstandene Produkt ist ein leuchtend blauer, feinpulvriger Körper mit einer Korngrösse von 0, 06-0, 12 mm und ist nötigenfalls nach trockener Methode sehr leicht bis zu einer kleineren Korngrösse zu zermahlen. Es besitzt grosse Deckkraft.
Be is p i el 2 : 100 kg festes Alumi. niumhydroxyd werden mit zirka 30 kg fester Oxalsäure vermengt und das Gemisch mit 30 1 < ö festem Kupfernitrat versetzt. Das Gemisch wird mit Wasser bis zu einer Feuchtigkeit von 12% angeteigt und nass gemahlen, bis das Mahlgut eine Korngrösse von nicht weniger als 0, lmm erreicht hat. Das feuchte gemahlene Gemisch wird bei 100-1200 C getrocknet und das so erhaltene getrocknete Gemisch langsam in : Laufe von zwei Stunden auf 8000 C erhitzt. Nach Erreichung dieser Temperatur wird weiterhin zwei Stunden bei gleicher Temperatur gebrannt. Die erhaltenen leuchtend grünen Farbkörper sind feinpulvrig, sie besitzen eine Korngrösse von 0,09 bis 0,060 mm. Nötigenfalls lässt sich das Pulver noch kleiner zermahlen.
Die erhaltenen Farbkörper besitzen grosse Deckkraft.
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