PL204504B1 - Kompozycja pigmentowa z ditlenku tytanu - Google Patents
Kompozycja pigmentowa z ditlenku tytanuInfo
- Publication number
- PL204504B1 PL204504B1 PL362799A PL36279902A PL204504B1 PL 204504 B1 PL204504 B1 PL 204504B1 PL 362799 A PL362799 A PL 362799A PL 36279902 A PL36279902 A PL 36279902A PL 204504 B1 PL204504 B1 PL 204504B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- pigment
- weight
- type
- titanium dioxide
- content
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/36—Compounds of titanium
- C09C1/3692—Combinations of treatments provided for in groups C09C1/3615 - C09C1/3684
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/36—Compounds of titanium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Paper (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Description
Wynalazek dotyczy kompozycji pigmentowej z ditlenku tytanu.
Przeznaczone do niektórych zastosowań białe papiery powinny odpowiadać wymaganiom dotyczącym znacznej nieprzezroczystości (dobrej zdolności krycia), dużej jasności w połączeniu z możliwie obojętnym odcieniem barwy i dobrej odporności na szarzenie (odporności na światło). Znane są pigmenty z ditlenku tytanu (pigmenty do laminatów) o małej skłonności do szarzenia. Ilość takich pigmentów, którą można wrobić w papier jest jednak często ograniczona, ponieważ w przypadku zbyt dużego stężenia pigmentu fizyczne właściwości papieru, takie jak na przykład odpowiednia wytrzymałość na zerwanie na mokro, przestają odpowiadać wymaganiom. Nie można przez to osiągnąć nieprzezroczystości uzyskiwanej przy użyciu typowych pigmentów.
W odniesieniu do pigmentów z ditlenku tytanu, odpowiednich w szczególności do wytwarzania (matowych) farb dyspersyjnych wiadomo (opis patentowy Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 510 335), że ich zdolność krycia można zwiększyć w wyniku specjalnej obróbki wtórnej. Pokrywa się je mianowicie w stosunkowo znacznym stopniu (co najmniej 5% wagowych) tlenkiem krzemu i tlenkiem glinu, przy czym poprzez dobór rodzaju wytrącenia dąży się do uzyskania powłoki o możliwie dużej objętości, porowatej, kłaczkowatej i luźnej (puszystej). Jej odporność na szarzenie jest jednak niewystarczająca.
Wykazano też, że ani klasyczne pigmenty do laminatów po dodatkowej obróbce wtórnej na pigmenty do farb dyspersyjnych, ani pigmenty do farb dyspersyjnych po dodatkowej obróbce wtórnej na pigmenty do laminatów nie są odpowiednie do określonych zastosowań.
Od ulepszonych pigmentów do laminatów należy więc oczekiwać większej nieprzezroczystości przy użyciu takiej samej ilości pigmentu w połączeniu z niezmienionymi właściwościami fizycznymi, w szczególnoś ci wytrzymał o ś cią na zerwanie na mokro. Oczywiście, pożądany cel polega też na zmniejszeniu zużycia ulepszonego pigmentu z jednoczesnym osiągnięciem wymaganego stopnia nieprzezroczystości.
Trudno było przewidzieć, że zadanie to można rozwiązać stosując nie jeden pigment, lecz mieszaninę pigmentów z di-tlenku tytanu złożoną z obydwu typów pigmentów, a więc z pigmentu do laminatów i pigmentu na farby dyspersyjne. Stwierdzono, że dodatek pigmentu poddanego w szczególnie wysokim stopniu obróbce wtórnej, czyli tak zwanego pigmentu doładowanego, do klasycznego pigmentu do laminatów prowadzi do mieszaniny pigmentów pozwalającej na uzyskanie opisanego uprzednio pożądanego polepszenia nieprzezroczystości w połączeniu z wystarczającą odpornością na szarzenie, jasnością i wytrzymałością na zerwanie na mokro.
Wynalazek dotyczy mieszaniny obejmującej pigment o dużej odporności na szarzenie, czyli typowy pigment do laminatów (pigment typu A) oraz specjalny pigment na farby dyspersyjne (pigment typu B) wyróżniający się dużą zawartością SiO2 i AI2O3 w kłaczkowatym wytrąceniu.
Dzięki temu osiąga się polepszoną nieprzezroczystość w połączeniu z wystarczającą odpornością na szarzenie, jasnością i wytrzymałością na zerwanie na mokro. Z osiąganej zwiększonej nieprzezroczystości w przypadku takiej samej typowej zawartości TiO2 albo możliwości uzyskania niezmienionej nieprzezroczystości w razie zmniejszenia ilości pigmentu z TiO2 wynikają korzyści zarówno techniczne, jak i ekonomiczne.
Przedmiotem wynalazku jest kompozycja pigmentowa z di-tlenku tytanu charakteryzująca się tym, że zawiera oprócz pigmentu o dużej odporności na szarzenie (pigmentu typu A) pigment o zwię kszonej zawartoś ci Si i Al w kł aczkowatym wytrą ceniu (pigment typu B), przy czym w tym drugim pigmencie udział Si (liczony jako SiO2) wynosi co najmniej 3% wagowe (w przeliczeniu na postać podstawową), a suma udziałów Si i Al (liczona jako SiO2 i Al2O3) wynosi co najmniej 7% wagowych (w przeliczeniu na postać podstawową).
Korzystne jest, gdy pigment o zwiększonej zawartości Si i Al w kłaczkowatym wytrąceniu (pigment typu B) wykazuje powiększoną w toku jego wytwarzania odporność na szarzenie w wyniku dodatkowych znanych zabiegów.
W korzystnym wykonaniu pigment o zwię kszonej zawartoś ci Si i Al w kł aczkowatym wytrą ceniu (pigment typu B) stanowi stabilizowaną za pomocą 1% wagowego (liczonego jako Al2O3) glinu postać podstawową wytworzoną metodą siarczanową.
W szczególnie korzystnym wykonaniu pigment o zwiększonej zawartoś ci Si i Al w kł aczkowatym wytrąceniu (pigment typu B) stanowi stabilizowaną za pomocą 3% wagowych (liczonego jako AI2O3) glinu postać podstawową wytworzoną metodą chlorkową.
PL 204 504 B1
Korzystne jest, gdy pigment o zwiększonej zawartości Si i Al w kłaczkowatym wytrąceniu (pigment typu B) bezpośrednio na swej postaci podstawowej jest najpierw powleczony fosforanem glinu.
Korzystnie pigment o zwiększonej zawartości Si i Al w kłaczkowatym wytrąceniu (pigment typu B) jest dodatkowo powleczony cerem w ilości do 0,2% wagowych (liczonej jako CeO2) i/lub cynkiem w iloś ci do 2,5% wagowych (liczonej jako ZnO).
Korzystnie pigment o zwiększonej zawartości Si i Al w kłaczkowatym wytrąceniu (pigment typu B) wykazuje zawartość azotanu wynoszącą do 1% wagowego (w przeliczeniu na postać podstawową) i/lub wygrzanie w temperaturze do 500°C.
W korzystnym wykonaniu udział pigmentu typu B w mieszaninie pigmentów wynosi 10-90% wagowych, korzystnie 30-50% wagowych.
Korzystne postacie wynalazku opisano w dalszym tekście, gdzie wynalazek jest również bliżej wyjaśniony.
Jako pigmenty typu A bierze się pod uwagę pigmenty z ditlenku tytanu poddane obróbce następczej. Ich postać podstawową można wytworzyć metodą siarczanową (SP) lub chlorkową (CP) i, korzystnie mają one strukturę rutylu. Ta postać podstawowa pigmentów nie musi być stabilizowana, korzystny jest jednak specjalny sposób stabilizacji. Mianowicie, w przypadku postaci wytworzonej metodą CP stosuje się domieszkowanie Al w ilości 0,3-3% wagowych (liczonej jako AI2O3) oraz wynoszący co najmniej 2% nadmiar tlenu w fazie gazowej w procesie utleniania tetrachlorku tytanu do ditlenku tytanu, natomiast postać podstawową wytworzoną metodą SP domieszkuje się np. za pomocą Al, Sb, Nb albo Zn (aby uzyskać odpowiednio wysoki stopień jasności korzystna jest lekka stabilizacja za pomocą Al bądź też, w razie użycia większej ilości domieszkującego Al, kompensacja antymonem).
Pigmenty z reguły poddaje się obróbce wtórnej nieorganicznymi związkami Al, P i/lub Si. Do polepszenia odporności na szarzenie pigmentów do laminatów służy dodatkowa obróbka wtórna związkami ceru i/lub azotanami, i/lub związkami cynku, podobnie jak i wygrzewanie w temperaturze 200-700°C, korzystnie 400-600°C.
Pigment typu A obecny w laminacie można też ocenić na podstawie wartości jego odporności na światło: według skali Blauen Wollskala (norma ISO 4586-2) wartość ta powinna przekraczać stopień 6, a wartość szarzenia (po 96 godzinach naświetlania w ksenoteście) CIELAB ΔL* (norma DIN 6174) powinna być mniejsza niż 1,5.
Pigmenty o dużej odporności na szarzenie (pigmenty typu A) są dostępne na rynku handlowym pod nazwą handlową Kronos® 2080, 2081, 2084 i 2087.
Jako pigmenty typu B bierze się pod uwagę pigmenty z ditlenku tytanu poddane obróbce wtórnej. Ich postać podstawową można wytworzyć metodą SP lub CP i korzystnie mają one strukturę rutylu. Korzystne jest również stabilizowanie postaci podstawowej. W przypadku postaci wytworzonej metodą CP stosuje się w tym celu domieszkowanie Al w ilości 0,3-3% wagowych (liczonej jako AI2O3) oraz wynoszący 2-15% nadmiar tlenu w procesie utleniania w fazie gazowej TiCl4 do TiO2. Natomiast postać wytworzoną metodą SP domieszkuje się np. za pomocą Al, SB, Nb lub Zn (aby uzyskać odpowiedni wysoki stopień jasności korzystna jest lekka stabilizacja za pomocą Al bądź też, w razie użycia większej ilości domieszkującego Al, kompensacja antymonem).
Pigmenty poddaje się obróbce wtórnej stosunkowo dużymi ilościami nieorganicznych związków Al i Si; zawartość Al (liczona jako AI2O3) wynosi co najmniej 2% wagowe, zawartość Si (liczona jako SiO2) wynosi co najmniej 3% wagowe, przy czym suma udziałów Si i Al (liczona jako tlenki) powinna wynosić co najmniej 7%.
Zgodnie z wynalazkiem, szczególną cechę wyróżniającą pigmenty typu B zawarte w kompozycji pigmentowej stanowi utworzenie na ich postaci podstawowej (w wyniku jej obróbki wtórnej) nieorganicznej, kłaczkowatej, luźnej otoczki. Dąży się przy tym do powłoki o możliwie największej objętości, porowatej, kłaczkowatej i luźnej (puszystej) np. takiej jak przedstawiona w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 510 335 i poniekąd stanowiącej przeciwieństwo powłoki typu gęstej skóry, np. przedstawionej w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2 885 366. W przypadku obróbki wtórnej prowadzącej do takiej gęstej skóry powstająca otoczka powinna możliwie szczelnie (bez luk) otaczać cząstki TiO2 aby ograniczyć niepożądany fotokatalityczny wpływ pigmentu z TiO2 na obejmującą go matrycę. W przeciwieństwie do tego, kłaczkowatość warstwy tlenku lub hydratu tlenku w przypadku pigmentów typu B polepsza rozmieszczenie pigmentu w matrycy i decyduje o zwiększeniu nieprzezroczystości. Luźno wytrącona na jądrze TiO2 nieorganiczna warstwa tlenku lub hydratu tlenku pozwala na utrzymywanie odstępów pomiędzy rozproszonymi cząstkami.
PL 204 504 B1
Pigmenty typu B również można oceniać na podstawie wartości ich własnych charakterystycznych właściwości. Odpowiednie do tego celu są cechy zależne od nierówności bądź zwartości otoczki utworzonej w wyniku obróbki wtórnej. Miarę nierówności stanowi, na przykład liczba olejowa lub powierzchnia właściwa, a miara niecałkowitego pokrycia to, na przykład, rozpuszczalność pigmentu w H2SO4 (pigment dysperguje się w stężonym kwasie siarkowym i suspensję utrzymuje w temperaturze 175°C w ciągu jednej godziny; po przesączeniu oznacza się w przesączu rozpuszczalny TiO2). Pigmenty typu B według wynalazku odznaczają się zwiększoną wartością liczby olejowej (co najmniej 25) bądź stosunkowo znaczną rozpuszczalnością w H2SO4 (co najmniej 15% rozpuszczonego TiO2).
Mieszaninę pigmentów według wynalazku można też oceniać na podstawie określania ich właściwości w laminacie. Następujące właściwości bada się przy użyciu papieru zawierającego 40+1% popiołu i o gramaturze 100 ± 1 g/m2:
a) Nieprzezroczystość:
i) CIELAB L*czerń > 90,0 ii) wartość nieprzezroczystości L > 90,7
b) Odporność na światło:
i) Blaue Wollskala: stopień > 6 ii) CIELAB AL* < 2,0
Z zastosowaniem mieszaniny pigmentów według wynalazku uzyskuje się papier (wytwarzany w laboratoryjnym urządzeniu do otrzymywania arkuszy), którego obciążenie niszczące na mokro wynosi co najmniej 3,7 N.
Mieszanina pigmentów według wynalazku odpowiada wszystkim wymaganiom dotyczącym laminatów.
Dalsze korzystne ulepszenie pigmentów typu B, w szczególności odnoszące się do odporności na szarzenie zawierających je laminatów, może nastąpić zwłaszcza w wyniku następującego postępowania:
a) Dodatkowe wprowadzenie związków ceru, cynku lub azotanów podczas obróbki wtórnej, bądź też w przypadku azotanów - zwłaszcza korzystny dodatek do pasty filtracyjnej przed suszeniem. Można też azotany wprowadzić w późniejszym procesie mielenia pigmentu.
b) Przeprowadzenie przed obróbką wtórną, która zgodnie z niniejszym wynalazkiem prowadzi do utworzenia luźnej puszystej otoczki z SiO2 i AI2O3, wstępnej obróbki wtórnej takiej samej jak w przypadku pigmentów typu A.
Przykłady pigmentów typu A i B (tabela 1)
Pigment A1
Wytwarza się go metodą CP, stosując w obróbce wtórnej 5,5-7,5% wagowych związku glinu (liczonego jako AI2O3, 1,0-3,0% wagowych związku fosforu (liczonego jako P2O5) oraz dodatkowo 0,18-0,24% wagowych azotanu. Jest to pigment o strukturze rutylu; jego charakterystyka jest podana w tabeli 1. Podobny typowy pigment do laminatów występuje na rynku handlowym pod nazwą Kronos®2080.
Pigment B1
Pigment na podstawie otrzymanej metodą SP postaci podstawowej o strukturze rutylu, bez specjalnej stabilizacji. Poddaje się go obróbce wtórnej przy użyciu stosunkowo dużych ilości substancji nieorganicznych. Dzięki odpowiedniemu sposobowi postępowania (otrzymanie zmielonej zawiesiny o pH = 10,5; dodanie 2,5% wagowych H2SO4 oraz w ciągu 30 minut 5,1% wagowych SiO2 w postaci roztworu krzemianu sodu; po upływie 30 minut ponowne zmniejszenie wartości pH dodatkiem 2,5% wagowych H2SO4; wprowadzenie 5,1% wagowych SiO2 w postaci roztworu krzemianu sodu; 30-minutowe mieszanie; dodanie w ciągu 45 minut 2,3% wagowych AI2O3 w postaci roztworu siarczanu glinu i mieszanie przez 90 minut; ponowny dodatek AI2O3 w ilości 2,9% wagowych w postaci roztworu aluminianu sodu; przetrzymanie całości przez 60 minut, przemycie i suszenie) uzyskuje się warstwę tlenkową wytrąconą jako kłaczki. Charakterystykę pigmentu zawiera tabela 1.
Pigment B2
Pigment na podstawie zmielonej bez specjalnej stabilizacji podstawowej postaci pigmentu o strukturze rutylu, podobnie jak w przypadku pigmentu B1. Kłaczkowate wytrącenie otrzymuje się w następujący sposób: dodatek 3,2% wagowych H2SO4 w ciągu 30 minut, po czym, w ciągu dalszych *) Wszystkie zamieszczone w przykładach dane dotyczące procentów wagowych substancji wprowadzanych w toku obróbki wtórnej odnoszą się do podstawowej postaci pigmentu.
PL 204 504 B1 minut dodanie 3,2% wagowych SiO2 w postaci roztworu krzemianu sodu; dodanie 3,5% wagowych AI2O3 w postaci roztworu aluminianu sodu i mieszanie przez 30 minut; dodanie 2,0% wagowych AI2O3 jako roztworu siarczanu glinu, przetrzymanie suspensji w ciągu 60 minut i przesączenie; dalsze postępowanie jak w przypadku pigmentu B1. Pod względem kłaczkowatości pigment B2 jest umiejscowiony na dolnej granicy pigmentów typu B.
Pigment B3
Pigment na podstawie stabilizowanej za pomocą 0,01% wagowych Al (liczonego jako AI2O3) postaci podstawowej otrzymanej metodą SP. Obróbkę wtórną przeprowadza się w następujący sposób: 15 minut z 1% wagowym P2O5 w postaci roztworu wodorofosforanu disodowego, 10 minut z 1,6% wagowych AI2O3 w postaci roztworu siarczanu glinu i 4 minuty z 1,4% wagowych AI2O3 w postaci roztworu aluminianu sodu. Następnie w ciągu 30 minut doprowadza się pH do wartości 4 za pomocą AI2O3, dodaje 3% wagowe SiO2 w postaci roztworu krzemianu sodu razem z roztworem siarczanu glinu (100 g AI2O3) użytym w takiej ilości, aby wartość pH utrzymała się na stałym poziomie 4, po czym w ciągu 12 minut wprowadza się 4,7% wagowych AI2O3 w postaci roztworu glinianu sodu i jeszcze raz przez 15 minut 2,2% wagowych AI2O3 w postaci roztworu siarczanu glinu. Charakterystyka pigmentu jest podana w tabeli 1.
Pigment B4
Pigment na podstawie stabilizowanej za pomocą 0,6% wagowych Al (liczonego jako AI2O3) postaci podstawowej otrzymanej metodą SP. W sposób opisany w przypadku pigmentu BI miele się go, poddaje obróbce wtórnej wprowadza do pasty filtracyjnej 0,4% wagowych azotanu w postaci azotanu sodu, suszy i miele. Charakterystykę pigmentu zawiera tabela 1.
Pigment B5
Pigment na podstawie stabilizowanej za pomocą 0,6% wagowych Al (liczonego jako AI2O3) postaci podstawowej otrzymanej metodą SP. Po zmieleniu rozrabia się go na pastę, dodatkiem 1,9% wagowych H2SO4 zmniejsza wartość pH, dodaje w ciągu 20 minut 3,8% wagowych SiO2 w postaci roztworu krzemianu sodu, przetrzymuje przez 10 minut, wprowadza 1,9% wagowych H2SO4 w celu zmniejszenia wartości pH, znowu dodaje 3,8% wagowych SiO2 w postaci krzemianu sodu, miesza przez 10 minut, w ciągu 10 minut wprowadza 2% wagowe AI2O3 w postaci roztworu siarczanu glinu, ponownie dodaje 3,2% wagowych AI2O3 w postaci aluminianu sodu, przetrzymuje przez 60 minut, filtruje, przemywa, suszy i miele.
Pigment B6
Pigment na podstawie stabilizowanej za pomocą 0,6% wagowych Al (liczonego jako AI2O3) postaci podstawowej otrzymanej metodą SP. Miele się go na mokro, rozrabia na pastę, dodatkiem 2,9% wagowych H2SO4 zmniejsza wartość pH, dodaje w ciągu 30 minut 6% wagowych SiO2 w postaci roztworu krzemianu sodu, przetrzymuje w ciągu 10 minut, wprowadza w ciągu 5 minut 0,7% wagowych AI2O3 w postaci roztworu siarczanu glinu, następnie 3,7% wagowych Al2O3 w postaci roztworu glinianu sodu i wreszcie jeszcze 1,1% wagowych AI2O3 w postaci roztworu siarczanu glinu, mieszając po dodaniu każdej porcji przez 10 minut. Dalszą obróbkę prowadzi się tak, jak w przypadku pigmentu B5.
Pigment B7
Pigment ten różni się od pigmentu B6 wyłącznie ilością substancji dodawanych podczas obróbki wtórnej. Ilości te wynoszą:
- 4,7% H2SO4
- 9,0% SiO2 w postaci krzemianu sodu w cią gu 45 minut
- 0,7% AI2O3 w postaci siarczanu glinu
- 3,8% AI2O3 w postaci glinianu sodu
- 0,9% AI2O3 w postaci siarczanu glinu wszystkie inne etapy postępowania s ą porównywalne. Tabela 1 zawiera zestawienie typowych wartości. W przeciwieństwie do typowych pigmentów do laminatów (pigmentów typu A) liczba olejowa, rozpuszczalność w H2SO4 i powierzchnia właściwa określana metodą BET mają większe wartości.
Pigmenty B1-B7 spełniają wprawdzie wymagania dotyczące nieprzezroczystości, tu wyrażonej wartością CIELAB L*czerń i wartością nieprzezroczystości L, jednak odporność na szarzenie laminatów, a w przypadku pigmentu B2 również wytrzymałość na rozerwanie na mokro papieru są niewystarczające.
Ocena pigmentów bądź mieszaniny pigmentów w laminatach a) Otrzymywanie laminatów (skala laboratoryjna)
Otrzymuje się 36,5-procentową wodną suspensję pigmentu ze 146 g pigmentu (bądź mieszaniny pigmentów) z ditlenku tytanu i 254 g wody wodociągowej. Za podstawę w badaniu służy 30 g masy
PL 204 504 B1 celulozowej (wysuszonej w piecu). Aby uzyskać pożądaną zawartość popiołu (tu 40% ± 1) bądź gramaturę (tu 100 g/m2 ± 1), dopasowuje się odpowiednią ilość suspensji pigmentu. Sposób postępowania oraz stosowane środki pomocnicze są znane specjalistom. Przeznaczony do żywicowania arkusz zanurza się w roztworze żywicy i poddaje wstępnej kondensacji w suszarce z obiegiem powietrza w temperaturze 130°C w cią gu 25 sekund. Podobnie przeprowadza się drugą impregnację. Roztwór żywicy stanowi 129-140% gramatury. Zawartość resztkowej wilgoci w arkuszu wynosi 4-6% wagowych. Poddane kondensacji arkusze łączy się w pakiety do prasowania razem z papierem rdzeniowym nasyconym żywicą fenolową oraz z białym i czarnym papierem na warstwy podkładkowe.
Laminat używany do prób składa się z 9 warstw: papier-papier-papier rdzeniowy-papier rdzeniowy-przeciwciąg z czarnej podkładki-papier rdzeniowy-papier rdzeniowy-czarna/biała podkładka-papier. Do prasowania pakietu służy prasa Wickert® Laminat-Prese Typ 2742; warunki prasowania: temperatura 140°C, ciśnienie 90 barów (9 MPa), czas 300 sekund.
b) Nieprzezroczystość
Nieprzezroczystość stanowi miarę przepuszczalności (transmisji) światła charakteryzującej papier. Za miarę nie-przepuszczalności laminatu wybiera się:
i) CIELAB L*czerń jasność laminatu zmierzona przez czarny papier podkładkowy;
ii) wartość nieprzezroczystości L (%) = Yczerń/Ybiel-100 określona na podstawie wartości Y zmierzonej przez czarny papier podkładkowy (Yczerń) i wartości Y zmierzonej przez biały papier podkładkowy (Ybiel). Wartości te oznacza się za pomocą spektrometru (Elrepho 3300).
c) Odporność na światło
W celu oceny odporności na szarzenie (odporności na światło) pigmentów z ditlenku tytanu bądź też mieszaniny pigmentów, odpowiednią próbkę laminatu naświetla się w aparacie Xenotest 150S. Pomiar dotyczy tej strony laminatu, na której zostały wprasowane obok siebie warstwy papier-papier.
i) Ocena szarzenia według CIELAB ΔL*
Mierzy się jasność CIELAB L* zgodnie z normą DIN 6174 przed i po trwającym 96 godzin naświetlaniu w ksenoteście. Źródło światła stanowi ksenonowa lampa łukowa. Temperatura wewnątrz przyrządu wynosi 23 ± 3°C, wilgotność względna mieści się w przedziale 65 ± 5%. Próbki naświetla się w warunkach przebiegu obrotowego.
ii) Blaue Wollskala
Odporność na światło ocenia się zgodnie z normą ISO 4586-2 (1995) na podstawie Blaue Wollskala.
d) Obciążenie niszczące na mokro
Aby ocenić wytrzymałość na rozrywanie na mokro papieru najpierw wygrzewa się go przez 24 godziny w temperaturze 105°C (sezonowanie). Następnie otrzymane z tego papieru paski (szerokości 15 mm) do badań nawadnia się w ciągu 5 minut w wodzie destylowanej, po czym za pomocą zrywarki określa się obciążenie niszczące mokrych pasków. Wytrzymałość na rozrywanie na mokro wyraża się w niutonach.
e) Składowe trójchromatyczne (światła)
Składowe trójchromatyczne (CIELAB L, -a* oraz -b*) określa się według normy DIN 6174 za pomocą aparatu Elrepho® 3300-Farbmeegerat. Pomiar dotyczy tej strony laminatu, na której zostały wprasowane obok siebie warstwy papier-papier. Charakterystyczne techniczne właściwości użytkowe poszczególnych pigmentów i mieszanin pigmentów (tabela 2)
Próba 1 (typowy pigment do laminatów): sam pigment A1
W próbie tej stosuje się czysty pigment A1 porównywalny z pigmentem Kronos® 2080. Laminat 2 wytwarza się uprzednio opisaną metodą, używając do tego celu papier o gramaturze 100 g/m2, zawierający 40% popiołu. Aby uzyskać taką właśnie zawartość popiołu w każdej próbie do pulpy dodaje się potrzebną ilość suspensji TiO2. Wymaganą wartość gramatury wynoszącą 100 g/m2 osiąga się na podstawie doboru ilości suspensji pigment/masa celulozowa. Stosowane ilości suspensji TiO2 oraz suspensji pigment/masa celulozowa stosowane w każdej próbie są podane w tabeli 2.
Próba 2 (typowy pigment do farb dyspersyjnych): sam pigment B1
W 100% stosuje się tu pigment doświadczalny B1odpowiadający typowemu pigmentowi do farb dyspersyjnych. Wyniki próby 2 są podane w tabeli 2. Pigment B1 charakteryzuje się dużo lepszą nieprzezroczystością niż pigment A1 jego odporność na szarzenie jest jednak gorsza i nie do przyjęcia. Ponadto bardzo mała jest wytrzymałość na rozrywanie na mokro arkuszy - są one bardzo miękkie i łatwo zrywają się podczas impregnacji.
Próba 3 (typowy pigment do farb dyspersyjnych): sam pigment B2
PL 204 504 B1
Pigment B2 to typowy pigment do farb dyspersyjnych w mniejszym stopniu niż pigment B1 poddany obróbce powierzchniowej. Stosuje się go indywidualnie. Tabela 2 zawiera wyniki próby 3. Laminaty z pigmentem B2 wykazują wyraźnie większą nieprzezroczystość w porównaniu z pigmentem A1 jako wzorzec; pigment B2 jest tu jednak gorszy niż pigment B1. Pigment B2 również charakteryzuje się niedostateczną odpornością na szarzenie i nie jest bardziej korzystny pod względem wytrzymałości na rozrywanie na mokro.
Próba 4 (mieszanina A1/B2)
W próbie tej stosuje się mieszaninę pigmentów złożoną z 70% wagowych pigmentu Al i 30% wagowych pigmentu B2. Wyniki próby 4 zawiera tabela 2. Laminat z tą mieszaniną pigmentów 70:30 charakteryzuje się lepszą nieprzezroczystością w porównaniu z próbą 1. Odporność na szarzenie jest tu jeszcze do przyjęcia.
Próba 5 (mieszanina A1/B3)
W próbie 5 stosuje się mieszaninę pigmentów zł o ż oną z 70% wagowych pigmentu A1 i 30% wagowych pigmentu B3. Ten ostatni opiera się na jasnej, w niewielkim stopniu stabilizowanej postaci podstawowej, stanowiąc klasyczny pigment do laminatów poddany w niewielkim stopniu dodatkowej obróbce wtórnej na pigment do farb dyspersyjnych. Tabela 2 zawiera wyniki próby 5. Omawiana mieszanina pigmentów prowadzi do laminatów o wyraźnie polepszonej nieprzezroczystości w porównaniu z próbą 1; odporność na szarzenie osiąga dopuszczalny poziom.
Próba 6 (mieszanina A1/B4)
W próbie 6 stosuje się mieszaninę pigmentów zł oż oną z 70% wagowych pigmentu A1 i 30% wagowych pigmentu B4. Pigment B4 jest poddany podobnej obróbce powierzchniowej jak pigment B1 i wytworzony ze stabilizowanej w wysokim stopniu postaci podstawowej. Wyniki próby 6 zawiera tabela 2. Warto zauważyć, że przejście do postaci podstawowej o wysokim stopniu stabilizacji powoduje wyraźne polepszenie odporności na szarzenie.
Laminaty charakteryzują się znacznie lepszą nieprzezroczystością niż w próbie 1. Wytrzymałość na rozrywanie na mokro papieru jest mniejsza niż w przypadku samego pigmentu A1, lecz pozostaje na dopuszczalnym poziomie.
Próba 7 (mieszanina A1/B5)
W próbie 7 stosuje się mieszaninę pigmentów zł o ż oną z 70% wagowych pigmentu A1 i 30% wagowych pigmentu B5. Ten ostatni stanowi pigment poddany podobnej obróbce powierzchniowej jak pigment B4, jednak wytworzony przy użyciu o około 25% mniejszej ilości SiO2 w tej obróbce. Wyniki próby 7 zawiera tabela 2. Ze względu na niższy stopień obróbki powierzchniowej za pomocą SiO2 pigmentu B5 w porównaniu z pigmentem B4, mieszanina użyta w próbie 7 powoduje gorszą nieprzezroczystość od uzyskanej w próbie 6 w połączeniu z porównywalną odpornością na szarzenie.
Próba 8 (mieszanina A1/B6)
W próbie tej stosuje się mieszaninę pigmentów złożoną z 70% wagowych pigmentu A1 i 30% wagowych pigmentu B6. Pigment B6 jest poddany podobnej obróbce powierzchniowej jak pigment B2, jednak przy użyciu podwójnej ilości SiO2. Stosuje się tu postać podstawową o podobnie wysokim stopniu stabilizacji jak w przypadku pigmentu B4. Wyniki próby 8 zawiera tabela 2. Poziom nieprzezroczystości próbki laminatu z tą mieszaniną pigmentów jest wyraźnie wyższy niż laminatu z czystym pigmentem A1. Wytrzymałość na rozrywanie na mokro jest wystarczająca, odporność na szarzenie dobra.
Próba 9 (mieszanina A1/B7)
W próbie 9 stosuje się mieszaninę pigmentów złożoną z 70% wagowych pigmentu A1 i 30% wagowych pigmentu B7. Ten ostatni pigment jest poddany podobnej obróbce powierzchniowej jak pigment B6. Wyniki próby 9 zawiera tabela 2. Omawiana tu mieszanina pigmentów ze względu na zwiększoną w porównaniu z próbą 8 ilością SiO2 prowadzi do laminatu o największej wartości nieprzezroczystości, wyraźnie większej niż w przypadku użycia samego pigmentu A1. Odporność na szarzenie jest dobra, a wytrzymałość na rozrywanie na mokro papieru zawierającego tę mieszaninę pigmentów mieści się na górnej granicy tolerancji.
Korzystne są te kompozycje pigmentowe z TiO2, w których udział pigmentu typu B wynosi 10-90% wagowych, a zwłaszcza korzystny udział tego pigmentu w mieszaninie pigmentowej to 30-50% wagowych.
PL 204 504 B1
T a b e l a 1
| Pigment | A1 | B1 | B2 | B3 | B4 | B5 | B6 | B7 |
| Ilość AI2O3 w obróbce wtórnej (% w przeliczeniu na postać podstawową) | 6,5 | 5,2 | 5,5 | 10,2 | 5,2 | 5,2 | 5,5 | 5,4 |
| Ilość SiO2w obróbce wtórnej (% w przeliczeniu na postać podstawową) | <0,01 | 10,2 | 3,2 | 3,0 | 10,2 | 7,6 | 6,0 | 9,0 |
| Liczba olejowa (g/100 g) | 18 | 40 | 26 | 29 | 41 | 49 | 35 | 34 |
| Rozpuszczalność w H2SO4 (% rozpuszczonego TiO2) | 15 | 19 | 16 | 23 | 19 | 19 | 18 | 19 |
| Powierzchnia właściwa wg metody BET (m2/g) | 9 | 49 | 29 | 34 | 45 | 45 | 40 | 53 |
T a b e l a 2
| Próba | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| Mieszanina pigmentów (w %) | A1:100 | - | - | A1: 70 | A1: 70 | A1: 70 | A1: 70 | A1: 70 | A1 : 7 0 |
| - | B1:100 | B2:100 | B2:30 | B3: 30 | B4 : 30 | B5:30 | B6: 30 | B7 : 30 | |
| Stosowana suspensja SiO2 (g) | 120 | 120 | 100 | 115 | 105 | 105 | 99 | 106 | 112 |
| Suspensja pigment/masa celulozowa (g) | 425 | 430 | 435 | 423 | 440 | 425 | 430 | 420 | 423 |
| Nieprzezroczystość laminatu: CIELAB L*czerń | 90,0 | 91,4 | 90,8 | 90,2 | 90,4 | 90,6 | 90,5 | 90,5 | 90,9 |
| wartość nieprzezroczystości L | 90,7 | 94,3 | 93,4 | 91,5 | 91,9 | 92,5 | 92,9 | 92,0 | 92,8 |
| Szarzenie laminatu: ΔL* | 0,9 | 4,5 | 6,9 | 2,0 | 1,5 | 1,2 | 1/3 | 1,3 | 1,3 |
| Blaue Wollskala (stopnie) | >6,0 | <6,0 | <6,0 | >6,0 | >6,0 | >6,0 | >6,0 | >6,0 | >6,0 |
| Siła niszcząca na mokro (N) | 5,5 | 2,3 | 4,1 | 4,6 | 4,4 | 4,1 | 3,8 | 4,8 | 3,7 |
| Charakterystyka optyczna la minatu : CIELAB L*biel | 93, 4 | 93,8 | 93,3 | 93,3 | 93,4 | 93,4 | 93,3 | 93,2 | 93,7 |
| CIELAB a*biel | -1,4 | -1,3 | -1,4 | -1,4 | -1,3 | -1,3 | -1,4 | -1,4 | -1,3 |
| CIELAB b*biel | 2,2 | 2,8 | 3,2 | 2,6 | 2,5 | 2,6 | 2,8 | 2,7 | 2,6 |
Zastrzeżenia patentowe
Claims (8)
1. Kompozycja pigmentowa z ditlenku tytanu, znamienna tym, że oprócz pigmentu o dużej odporności na szarzenie stanowiącego pigment typu A zawiera pigment o zwiększonej zawartości Si i Al w kłaczkowatym wytrąceniu określany jako pigment typu B, przy czym w tym drugim pigmencie udział Si, liczony jako SiO2, wynosi co najmniej 3% wagowe w przeliczeniu na postać podstawową, a suma udziałów Si i Al, liczona jako SiO2 i AI2O3, wynosi co najmniej 7% wagowych w przeliczeniu na postać podstawową.
2. Kompozycja pigmentowa z ditlenku tytanu według zastrz. 1, znamienna tym, że pigment o zwiększonej zawartości Si i Al w kłaczkowatym wytrąceniu - pigment typu B - wykazuje powiększoną w toku jego wytwarzania odporność na szarzenie w wyniku dodatkowych znanych zabiegów.
3. Kompozycja pigmentowa z ditlenku tytanu według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że pigment o zwiększonej zawartości Si i Al w kłaczkowatym wytrąceniu - pigment typu B -stanowi stabilizowaną za pomocą 1% wagowego glinu liczonego jako AI2O3, postać podstawową wytworzoną metodą siarczanową.
4. Kompozycja pigmentowa z ditlenku tytanu według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że pigment o zwiększonej zawartości Si i Al w kłaczkowatym wytrąceniu - pigment typu B-stanowi stabilizowaną za pomocą 3% wagowych glinu liczonego jako AI2O3, postać podstawową wytworzoną metodą chlorkową.
PL 204 504 B1
5. Kompozycja pigmentowa z ditlenku tytanu według zastrz. od 1 do 4, znamienna tym, że pigment o zwiększonej zawartości Si i Al w kłaczkowatym wytrąceniu - pigment typu B -bezpośrednio na swej postaci podstawowej jest najpierw powleczony fosforanem glinu.
6. Kompozycja pigmentowa z ditlenku tytanu według zastrz. od 1 do 4, znamienna tym, że pigment o zwiększonej zawartości Si i Al w kłaczkowatym wytrąceniu - pigment typu B jest dodatkowo powleczony cerem w ilości do 0,2% wagowych, liczonej jako CeO2 i/lub cynkiem w ilości do 2,5% wagowych, liczonej jako ZnO.
7. Kompozycja pigmentowa z ditlenku tytanu według zastrz. od 1 do 6, znamienna tym, że pigment o zwiększonej zawartości Si i Al w kłaczkowatym wytrąceniu - pigment typu B -wykazuje zawartość azotanu wynoszącą do 1% wagowego, w przeliczeniu na postać podstawową i/lub wygrzanie w temperaturze do 500°C.
8. Kompozycja pigmentowa z ditlenku tytanu według zastrz. od 1 do 7, znamienna tym, że udział pigmentu typu B w mieszaninie pigmentów wynosi 10-90% wagowych, korzystnie 30-50% wagowych.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10115544A DE10115544A1 (de) | 2001-03-28 | 2001-03-28 | Titandioxid-Pigmentzusammensetzung |
| PCT/DE2002/000863 WO2002077107A2 (de) | 2001-03-28 | 2002-03-12 | Titandioxid-pigmentzusammensetzung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL362799A1 PL362799A1 (pl) | 2004-11-02 |
| PL204504B1 true PL204504B1 (pl) | 2010-01-29 |
Family
ID=7679538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL362799A PL204504B1 (pl) | 2001-03-28 | 2002-03-12 | Kompozycja pigmentowa z ditlenku tytanu |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6962622B2 (pl) |
| EP (1) | EP1373412B1 (pl) |
| JP (1) | JP4309659B2 (pl) |
| BR (1) | BR0208391B1 (pl) |
| CA (1) | CA2441852C (pl) |
| CZ (1) | CZ301559B6 (pl) |
| DE (2) | DE10115544A1 (pl) |
| ES (1) | ES2342260T3 (pl) |
| NO (1) | NO20034313L (pl) |
| PL (1) | PL204504B1 (pl) |
| WO (1) | WO2002077107A2 (pl) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006512461A (ja) | 2002-12-30 | 2006-04-13 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | ペーパーラミネートで有用な水分散性二酸化チタン顔料の製造方法 |
| EP1674517B1 (de) * | 2004-12-23 | 2008-01-23 | Evonik Degussa GmbH | Oberflächenmodifizierte pyrogen hergestellte Titandioxide |
| US7265176B2 (en) * | 2005-01-31 | 2007-09-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Composition comprising nanoparticle TiO2 and ethylene copolymer |
| US20070068423A1 (en) * | 2005-09-27 | 2007-03-29 | Thiele Erik S | Titanium dioxide pigment useful in paper laminates |
| US7824486B2 (en) * | 2005-09-27 | 2010-11-02 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Paper laminates |
| US20070137526A1 (en) * | 2005-12-19 | 2007-06-21 | Tronox Llc | Method for making high tint strength pigment compositions |
| DE102006012564B4 (de) | 2006-03-16 | 2008-11-06 | Kronos International, Inc. | Mit Mikrohohlkugeln beschichtetes Titandioxid-Pigment und Verfahren zur Herstellung |
| US7288146B1 (en) | 2006-03-16 | 2007-10-30 | Kronos International, Inc. | Titanium dioxide pigment coated with hollow bodies and method for its manufacture |
| US8840719B2 (en) | 2011-03-09 | 2014-09-23 | Tronox Llc | Titanium dioxide pigments and manufacturing method |
| US9481797B2 (en) | 2011-08-09 | 2016-11-01 | Cristal Usa Inc. | Pigment for paper and paper laminate |
| TWI613261B (zh) | 2012-06-29 | 2018-02-01 | 克洛諾斯國際有限公司 | 將無機色素粒子作表面處理的方法 |
| AU2013345218B2 (en) | 2012-11-13 | 2017-08-10 | The Chemours Company Tt, Llc | Decor paper comprising self-dispersing pigments |
| CA2890973C (en) | 2012-11-13 | 2020-12-15 | Franck Andre VANHECKE | Process for preparing self-dispersing pigments |
| WO2014078039A1 (en) | 2012-11-13 | 2014-05-22 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Self-dispersing pigments |
| EP2920252B1 (en) | 2012-11-13 | 2016-11-30 | The Chemours Company TT, LLC | Laminates prepared from décor paper comprising self-dispersing pigments |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3510335A (en) * | 1965-10-22 | 1970-05-05 | Du Pont | Titanium pigment production |
| US4075031A (en) * | 1976-09-30 | 1978-02-21 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | TiO2 Pigment coated with dense silica and porous alumina/silica |
| JP2585128B2 (ja) | 1989-06-02 | 1997-02-26 | テイカ株式会社 | 有色微粒子無機顔料 |
| GB8918056D0 (en) * | 1989-08-08 | 1989-09-20 | Tioxide Group Plc | Corrosion inhibiting pigment |
| US5346546A (en) * | 1991-07-22 | 1994-09-13 | Industrial Progress, Inc. | Aggregate-TiO2 pigment products |
| US5342485A (en) * | 1992-08-05 | 1994-08-30 | Reynolds Metals Company | Process for preparing ultra-white alumina trihydrate |
| TW370552B (en) * | 1994-11-09 | 1999-09-21 | Du Pont | Process for making rutile titanium dioxide pigment comprising coated titanium dioxide particles |
| FR2758826B1 (fr) * | 1997-01-27 | 1999-04-16 | Rhodia Chimie Sa | Nouveau pigment de dioxide de titane, son procede de preparation et son utilisation dans les compositions de peinture |
-
2001
- 2001-03-28 DE DE10115544A patent/DE10115544A1/de not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-03-12 EP EP02727212A patent/EP1373412B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-03-12 PL PL362799A patent/PL204504B1/pl unknown
- 2002-03-12 US US10/468,048 patent/US6962622B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-03-12 CA CA2441852A patent/CA2441852C/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-03-12 WO PCT/DE2002/000863 patent/WO2002077107A2/de active Application Filing
- 2002-03-12 BR BRPI0208391-4A patent/BR0208391B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2002-03-12 DE DE50214399T patent/DE50214399D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-03-12 CZ CZ20032866A patent/CZ301559B6/cs not_active IP Right Cessation
- 2002-03-12 ES ES02727212T patent/ES2342260T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2002-03-12 JP JP2002576557A patent/JP4309659B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-09-26 NO NO20034313A patent/NO20034313L/no not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6962622B2 (en) | 2005-11-08 |
| CA2441852C (en) | 2012-07-10 |
| NO20034313D0 (no) | 2003-09-26 |
| EP1373412A2 (de) | 2004-01-02 |
| DE10115544A1 (de) | 2002-10-10 |
| JP4309659B2 (ja) | 2009-08-05 |
| WO2002077107A3 (de) | 2003-02-06 |
| JP2004525850A (ja) | 2004-08-26 |
| WO2002077107A2 (de) | 2002-10-03 |
| PL362799A1 (pl) | 2004-11-02 |
| BR0208391A (pt) | 2004-06-15 |
| CZ20032866A3 (cs) | 2004-01-14 |
| US20040094068A1 (en) | 2004-05-20 |
| CZ301559B6 (cs) | 2010-04-14 |
| DE50214399D1 (de) | 2010-06-10 |
| BR0208391B1 (pt) | 2012-09-04 |
| NO20034313L (no) | 2003-09-26 |
| CA2441852A1 (en) | 2002-10-03 |
| ES2342260T3 (es) | 2010-07-05 |
| EP1373412B1 (de) | 2010-04-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| PL204504B1 (pl) | Kompozycja pigmentowa z ditlenku tytanu | |
| JP4638733B2 (ja) | 二酸化チタン顔料の表面処理方法 | |
| AU709309B2 (en) | Titanium dioxide pigments | |
| AU2007209527B2 (en) | Titanium dioxide pigment featuring great opacity, and method for the production thereof | |
| US7288146B1 (en) | Titanium dioxide pigment coated with hollow bodies and method for its manufacture | |
| US7842131B2 (en) | High opacity TiO2 pigment and production method | |
| AU2007224748B2 (en) | Titanium dioxide pigment coated with hollow bodies, and production method | |
| AU2004265379B2 (en) | Method for treating the surface of a titanium dioxide pigment | |
| AU2012237486B2 (en) | Method for surface treatment of a titanium dioxide pigment | |
| SK12092003A3 (sk) | Dekoratívny surový papier so zlepšenou opacitou | |
| US9096762B2 (en) | Method for surface treatment of inorganic pigment particles | |
| GB2333100A (en) | Titanium dioxide particles coated with aluminium phosphate | |
| NO753804L (pl) |