CS240956B2 - Preparation method of pearl-lustrous pigments - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu přípravy, perleťově lesklých pigmentů se zlepšeným leskem.

Intenzita a čistota interferenční barvy těchto pigmentů závisí hlavně na vytvoření vrstvy oxidu kovu vysrážené na slídové šupiny. Kromě homogenní tloušťky vrstvy se především požaduje, aby se vrstva vytvořila bez trhlin a měla pokud možno nepatrný rozptyl světla.

Je přitom známé, že rozhodující roli pro míru rozptylu mají jak trhliny, které se mohou vyskytovat obzvláště u silných vrstev při žíhání pigmentů, tak také obzvláště velikost krystalů oxidu kovu vysráženého na slídu.

Rovněž je známé, že rozptyl je ve vrstvě v pozorovaném úseku o to větší, čímž větší se vytvoří jednotlivé krystaly vyloučeného oxidu kovu. Rozptýlené světlo vznikající na centrech rozptylu ve vrstvě oxidu kovu zmenšuje jednak intenzitu úhlu odlesku odražené světelné části a tím sytost barvy, jednak způsobuje zbělení interferenční barvy. U příliš velkých krystalů zcela zmizí perleťový ' lesk a interferenční barva.

Podle starší přihlášky DOS č. 31 51 354 bylo zjištěno, že současným vysrážením oxidu křemičitého a hlinitého společně s akvátem oxidu titaničitého se docílí velice homogenních a stabilních sraženin, které při žíhání nevedou k tvorbě trhlin.

Tyto pigmenty mají větší transparenci a barvivost a jsou velice výhodné použitelné pro všechny obvyklé účely. Spoluvysrážením oxidu křemičitého a oxidu hlinitého, které oba mají nepatrný index lomu, se však značně sníží index lomu vrstvy oxidu kovu oproti čisté sraženině oxidu titaničitého. To vede k tomu, že část světla odraženého na povrchu těchto pigmentových částic je menší než u čistých pigmentů TiOg/slída.

Ačkoliv celkový lesk docílený s těmito známými pigmenty je vhodný pro mnohá použití, vzniká pro jiná použití potřeba pigmentů s ostrým leskem a živým třpytem. Úkolem vynálezu ^{je proto nal}ézt pⁱgmenty, ^které mají živý ^les^{k p}igment^ů e ^čistou vrstvou oxidu titančⁱitého^, _v kromě toho však mají homogenní a beztrhlinkovou vrstvu a tím nepatrný rozptyl světla a vyšší sytost barvy.

Kombinace těchto vlastností se nezdá dosažitelná, protože jednak zvýšení indexu lomu zmenšením podílu snadno lámavých složek vrstvy zvyšuje nehomogenitu a tvorbu trhlin ve vrstvě a jednak složky přidané k odstranění těchto nedostatků opět snižují index lomu.

Nyní však bylo zjištěno, že tento úkol se může neočekávaně vyřešit dvojstupňovým nanášením vrstvy, přičemž na potahování podle starší přihlášky DOS č. 31 51 354 navazuje druhé potahování za přítomnosti síranu titanu.

Předmětem vynálezu . je proto způsob přípravy perleťově lesklých pigmentů se zlepšeným leskem na základě slídových šupin potažených oxidy kovu, přičemž se slída potáhne ve vodné suspenzi vrstvou akvátu oxidu titaničitého a potom se promyje, suší a žíhá který se vyznačuje tím, že se slídové šupiny o průměru 5 až 200 pm a tloušťce 0,1 až 5 pm suspendují ve ve vodném roztoku a k suspenzi se přidá nejprve při hodnotě pH -0,5 až 5 a teplotě. 50 až I⁰⁰ °c roztok. so^li titanu, ^přičemž se ^pH udr^žuje současným ^přid^áv^án^ím báze na ^konstantn^í hodnotě, a v suspenzi jsou přítomny hlinité ionty ve hmotnostním poměru TiCl^ - ku AlCj x x 6HgO 50:1 až 2:1 nebo příslušném poměru u jiných titaničitých a hlinitých solí a společně s bází se přidá křemičitan alkalického kovu v množství odpovídajícím hmotnostnímu poměru NaOH ku SiOg 5:1 až 400:1 nebo ekvivalentnímu poměru při použití jiné báze, po dosažení žádané tloušťky vrstvy se nanášení vrstvy ukončí a pigment se oddělí, promyje, suší a žíhá a potom se pigment znovu suspenduje ve vodě a přidá se roztok ' soli titanu a poté se suspenze zahřeje pomalu k varu a pigment se tak dlouho potahuje, až se dosáhne žádané interferenční barvy a pigment se potom oddělí, promyje, suší a žíhá.

Výhoda pigmentů podle vynálezu spočívá v tom, že se způsobem podle vynálezu podaří spojit v jednom pigmentu jak vysokou transparenci a barvivost homogenními vrstvami bez trhlinek, tak také živý lesk vysokým indexem lomu. To se ani nepředvídalo, ani nepokládalo za možné. Muselo se spíše předpokládat, že v nejlepším případě by byl možný kompromis mezi oběma vlastnostmi.

Příprava pigmentů se provádí podle dvojstupňového způsobu, přičemž první stupeň je totožný se způsobem podle starší přihlášky DOS č. 31 51 354. Podle toho se slídové Šupiny, které mají zpravidla průměr 5 až 200 /um a tloušíku 0,1 až 5 pm, suspendují ve vodném roztoku, který se upraví vhodnou kyselinou, jako například kyselinou solnou nebo kyselinou sírovou, na hodnotu pH 0,5 až 5, suspendují ve vodném roztoku, který se upraví vhodnou kyselinou, jako například kyselinou solnou nebo kyselinou sírovou, na hodnotu pH 0,5 až 5, obzvláště 2,0 až 3,0.

К této suspenzi zahřáté na 50 až 100 °C, s výhodou 70 až 80 °C, se potom nechá pomalu přitéci roztok soli titanu, přičemž se současným přídavkem báze udržuje suspenze na konstantní hodnotě. Jako sůl titanu se může přitom použít každá rozpustná sůl titanu. S výhodou se použije chlorid titaničitý nebo titanylsulfát.

Podle způsobu dle DOS č. 31 51 354 se srážení akvátu oxidu titaničitého provádí za přítomnosti hlinitých iontů. Přitom je lhostejné, zda jsou hlinité ionty předloženy ve srážecí nádobě nebo jsou obsaženy v roztoku soli titanu.

Zásadně se mohou použít všechny hlinité soli, které jsou rozpustné v příslušném roztoku soli titanu. Výhodně se použije hlinitá sůl s aniontem odpovídajícím soli titanu, obzvláště Však chlorid hlinitý nebo síran hlinitý.

Přídavek hlinitých iontů se provádí v každém případě tak, aby hmotnostní poměr TiCl^ : : AI Cl₃ x 6H₂O se udržoval 50:1 až 2:1, s výhodou 30:1 až 5:1 nebo při použití jiných solí odpovídající hmotnostní poměr.

Oxid křemičitý, který se má podle DOS č. 3151354 současně spoluvysrážet, se přidá к zásadě, která se dávkuje к zachování hodnoty pH srážecích suspenzí současně s kyselým roztokem soli titanu.

Jako zásada se s výhodou použije alkalický louh, obzvláště hydroxid sodný, přičemž oxid křemičitý je s výhodou v ní obsažen ve formě rozpustného křemičitanu alkalického kovu, například jako křemičitan sodný. Když se použije jako zásada hydroxid sodný, udržuje se zpravidla hmotnostní poměr NaOH:SiO₂ v rozmezí 5:1 až 400:1, s výhodou 20:1 až 200:1.

Oba roztoky se přidávají pomalu tak, aby se hydroxid nebo akváty oxidu vznikající hydrolýzou ve slídové suspenzi úplně vyloučily na povrchu slídy, aniž by vznikla podstatná množství vedlejších produktů volně pohyblivých v suspenzi.

Rychlosti přítoků se zvolí tak, aby se za minutu a na m potahovaného povrchu přivedlo 0,01 až 20 x 10 5 molu solí, které se mají vysrážet. Podle žádané tlóušfky vrstvy je přitom zapotřebí к potažení několika hodin až několika dní.

Po dosažení žádané tloušťky vrstvy nebo žádané interferenční barvy se nanášení vrstvy ukončí a pigmenty se analogicky podle obvyklých způsobů oddělí, promyjí, vysuší a žíhají. К žíhání se použije teplota 500 až 1 000 °C, obzvláště 700 až 1 000 °C, přičemž se vysrážené hydroxidy kovu nebo akváty oxidů odvodní a přejdou na příslušné oxidy.

Ve vrstvě oxidu kovu se nachází společně titan, křemík a hliník v oxidové formě a případně také jako sloučenina, jako například křemičitan hlinitý, v homogenním rozptýlení.

Přitom je obsah křemíku, vypočítáno jako SiO^ a vztaženo к vrstvě oxidu kovu, zpravidla 0,1 až 20 % hmot., s výhodou 1 až 10 % hmot, a obsah hliníku, vypočítáno jako Л1₂°з ^a vztaženo

240956 4 k vrstvě oxidu kovu, 0,1 až 20 % hmot., s výhodou 0,2 až 10 % hmot. SiO₂ ^{a A}12°3 tv°ří dohromady zpravidla 0,2 až 30 % hmot., s výhodou 2 až 20 % hmot., vrstvy oxidu kovu.

Takto získaný surový pigment, který může obsahovat kromě přídavků SiO₂ a A1₂O₃ samozřejmě také další barvicí nebo nebarvící oxidy kovu, jako například oxid chrómu a železa, se potom podrobí druhému potahování'.

K tomu se pigment znovu suspenduje ve vodě a přidá se roztok soli titanu. Přitom je podstatné, aby surový pigment přišel do styku s roztokem titanu, než začne hydrolýza na akvát oxidu titaničitého. a teprve potom se provedla vhodným způsobem hydrolýza například tak, že se k surovému pigmentu přidá roztok soli titanu a potom se suspenze pomalu zahřeje k varu, přičemž začne hydrolýza a vysráží se akvát oxidu titaničitého.

Při tomto druhém potahování nastává dvojí účinek. Za prvé se mění změnou tloušĚky vrstvy dodatečně vysráženým akvátem oxidu titaničitého interferenční barva surového pigmentu podle větší tlouštky vrstvy.

Za druhé se značně zvýší index lomu pigmentu. Bez vázání na nějakou teorii je možno se domnívat, že při suspendování surového produktu v roztoku soli titanu vznikne tento roztok do již vysrážené vrstvy a při následující hydrolýze probíhá vysrážení také v nejprve vysrážené vrstvě a tato vrstva se přitom dodatečně zahustí.

Toto však nemůže být jediným vysvětlením pro neočekávanou výhodnost pigmentů získaných způsobem podle vynálezu, neboř bylo zjištěno, že sice se mohou použít pro · přípravu surových pigmentů libovolné roztoky soli titanu, obzvláště chlorid nebo síran, avšak nikoliv pro druhé srážení. ' .

Neočekávaně se získají obzvláště výhodné pigmenty, když se pro druhé srážení použije roztok titanylsulfátu nebo roztok soli titanu, který obsahuje alespoň jisté množství sulfátových iontů. Toto množství by mělo být s výhodou alespoň 0,5 až 2 násobné než stechiómetrické množství.

Ve druhém srážení se pokračuje tak dlouho, až se dosáhne pro konečný produkt žádané interferenční barvy. Potom se pigment obvyklým způsobem oddělí, promyje, suší a znovu žíhá při ^te^plot^ě 500 až 1 000 °C. ‘ .

Takto získané pigmenty mají podstatně vyšší třpyt, měřitelně.zvýšený lesk a vynikající · barvivost. Pigmenty mají stejné použití jako dosud známé pigmenty, také například k pigmentaci plastických hmot, barev a laků, .obzvláště také v prostředcích pro péči o tělo a v kosmetice.

V následujících příkladech jsou procenta míněna vždy hmotnostně.

Přikladl

A/ Příprava roztoku soli titanu

K čirému roztoku 36,25 g Na^O^ ve 125 ml vody se přikape 370 ml 20% roztoku TiCl^ v 5% kyselině solné, potom se přebytečná kyselina neutralizuje po kapkách 22,5 ml 15% louhu sodného a čirý roztok se doplní vodou na 1 litr.

B/ Příprava surového pigmentu

Sus^penze 60 ^{g d}rase^ln^é s^lídy velikosti zrna 10 a^ž 70 . ^pm ve 2 ¹ vo^dy se z^ah^řeje na ⁷⁵ °C a pH se upraví kyselinou solnou.na hodnotu 2,j5. Potom se současně přidá roztok, který obsahuje 15 % Ticl^, 5 % HC1 a na litr 20 g AlClj.óHjO a roztok, který obsahuje 15 % NaOH a na litr 3,3 g ^si0₂ /jako křemičitan sodný/, tak, aby se pH udržovalo na konstantní hodnotě 2,6. Po dosažení zlaté interferenční barvy se nanášení vrstvy přeruší, pigment se odfiltruje, p^rom^yje do v^ymⁱzení soli, su^ší se ^při 1²⁰ °c a ³⁰ mⁱnut se ^{žíhá při 800} °C.

C/ Druhé nanášení vrstvy

Suspenze 100 g pigmentu podle příkladu 1B ve 400 ml roztoku soli titanu podle příkladu

IA se ^zahřívá ^p° 30 ^mi^nut na 100 °C a ^při ^této ^te^plot^ě se udržuje tak d^ufio, až se in^ter^- ferenční barva, která přechází pomalu do červenomodré,. více nemění, což je asi za 2 hodiny.

Potom se ^pigment oddělá prom^yje^, su^{ší při 120} °C a ³⁰ m^ut. se ^{žíhá při 800} °C.

Získá se pigment s výraznou červenomodrou interferenční barvou a vysokým třpytem.

Příklad 2 „

P^igment ^připravený ^podle ^příkla^du 1B s modrou ⁱnter^feren^ční ^barvou se ^po^táhn^{e př}i 100. °C analogicky jako v příkladu 1C. Po obvyklém zpracování se získá pigment, který má výraznou zelenou interferenční barvu a vysoký třpyt.

Analogickým způsobem se mohou opatřit dvojím potahováním ke zvýšení barvivosti a surové pigmenty libovolných interferenčních barev třpytu.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VY.ÍLEZU

   Způsob přípravy perletově lesklých pigmentů se zlepšeným leskem na základě slídových šupin potažených kysličníky kovu, přičemž se slída potáhne ve vodné suspenzi vrstvou akvátu kysličníku titaničitého a potom se promyje, suší a žíhá, vyznačený tím, že se slídové šupiny o průměru 5 až 200 pm a tloušťce 0,1 až 5 pm suspendují ve vodném roztoku a k suspenzi se přid^á nej^prve ^{při h}odnot^{ě p}H 0,⁵ až 5a te^plot^{ě 50} až 1°⁰ °c roztok soli ^titanu, p^řičem^ž se pH udržuje současným přidáváním báze na konstantní hodnotě, a v suspenzi jsou přítomny hlinité ionty ve hmotnostním poměru TiCl^ ku AlCl^ x 6H₂O 50:1 až 2:1 nebo příslušném poměru u jiných titaničitých a hlinitých solí a společně s bází se přidává křemičitan alkalického kovu v množství odpovídajícím hmotnostnímu poměru HaOH ku Sic^ 5:1 až 400:1 nebo ekvivalentním poměru při použití jiné báze, po dosažení žádané tloušťky vrstvy se nanášení vrstvy ukončí a’ pigment se oddělí, promyje, suší a žíhá a potom se pigment znovu suspenduje ve vodě a přidá se roztok soli titanu a poté se suspense zahřeje pomalu k varu a udržuje se na této teplotě do.dosažení žádané interferenční barvy a pigment se potom oddělí, promyje, suší a žíhá.