CS248541B1 - Grey-and-black- zirconium pigment - Google Patents

Grey-and-black- zirconium pigment Download PDF

Info

Publication number
CS248541B1
CS248541B1 CS593985A CS593985A CS248541B1 CS 248541 B1 CS248541 B1 CS 248541B1 CS 593985 A CS593985 A CS 593985A CS 593985 A CS593985 A CS 593985A CS 248541 B1 CS248541 B1 CS 248541B1
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
ruthenium
black
zirconium
pigment
temperature
Prior art date
Application number
CS593985A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Miroslav Trojan
Kvetoslava Pecarova
Ivan Taufer
Original Assignee
Miroslav Trojan
Kvetoslava Pecarova
Ivan Taufer
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 Miroslav Trojan, Kvetoslava Pecarova, Ivan Taufer filed Critical Miroslav Trojan
Priority to CS593985A priority Critical patent/CS248541B1/en
Publication of CS248541B1 publication Critical patent/CS248541B1/en

Links

Landscapes

  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Abstract

Keramický pigment jehož základem je křemičitan zirkoničitý se zirkonovou strukturou, obsahující vměstky černých částic oxidu rutheničitého, které mu dodávají šedý až černý odstín, je připravitelný ze směsi obsahující oxid zirkoničitý a křemičitý, inineralizátory - hexafluorokřemičitan disodný, hýdroxid lithný, chlorid sodný a oxidy, nebo amonné či alkalické soli šestimocného molybdenu či wolframu a dále oxid rutheničitý, nebo práškovité ruthenium či sloučeninu ruthenia kalcinací na oxid přecházející jejím výpalem při teplotách 580 až 900 °C. Vynález je vhodný gro použití v keramickém průmyslu. Umožňuje poměrně jednoduchou přípravu kvalitního pigmentu k tónování glazur.Ceramic pigment based on it zirconium silicate with zirconium structure containing black particle inclusions of ruthenium trioxide they supply gray to black, ready to use zirconia-containing mixture and silica, inineralizers - hexafluorosilicate disodium, lithium hydroxide, chloride sodium and oxides, or ammonium or alkaline salts of hexavalent molybdenum or tungsten and ruthenium oxide or powdered oxide ruthenium or ruthenium compound by calcination to the oxide passing through its firing at temperatures of 580 to 900 ° C. The invention is a suitable gro use in ceramic industry. It makes it quite simple preparing a high quality pigment for toning glazes.

Description

Vynález se týká šedočerného zirkonového pigmentu vměstkového typu a obsahem oxidu rutheničitého,BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a gray-black zirconium pigment of the inclusion type and containing ruthenium dioxide

Zirkonové pigmenty, jež mají použití v keramice, jsou chemicky, tepelně i barevně velmi stabilní prostředky k vybarvování glazur. Jejich základem je křemičitan zirkoničitý s tetragonální prostorově centrovanou strukturou odpovídající minerálu zirkonu, který vzniká v procesu přípravy těchto pigmentů. V čisté podobě je tento křemicitan nebarevný, ale při jeho syntéze do něho lze zachytit některé příměsi, jež pak způsobují jeho zabarvení. Jsou to jednak ionty některých přechodných kovů zabudovaných do jeho struk tury jako barvící poruchy; počet těchto poruchovo-iontově zbarvených zirkonových pigmentů je omezený a v šedočerném či černém odstínu nejsou dosud známy. Dále existuje druhý typ příměsí - částeček intenzívně zbarvených sloučenin, vrostlých jako tzv. vměstky do syntetizovaných zirkonových mikrokrystalků. Tyto sloučeniny by většinou samy o sobě při aplikaci neodolaly agresivnímu působení roztavených keramických glazur. Zreagovaly by se složkami v glazuře, a tím by došlo k výrazné či úplné ztrátě barevnosti. Nelze je proto k přímému vybarvení glazur použít, ale je třeba dosáhnout vrůstání těchto částeček do zirkonových mikrokrystalků v průběhu syntézy pigmentu. Částečky barevných sloučenin jsou pak bezbarvým křemičitanem zirkoničitým obaleny a chráněny tak před agresivitou roztavené glazury. Výsledné částice tohoto zirkonového pigmentu jsou barevné a lze je použít k účinnému vybarvování keramických glazur, včetně vysokoteplotních (teploty glazování okolo 1300 °C). Počet známých sloučenin, které lze takovýmto způsobem použít k přípravě zirkonových vměstkových pigmentů je ale omezený a pigment tohoto typu, který by byl intenzívně šedočerný až černý není dosud znám. Známé jsou pouze zirko- 2 248 541 nové pigmenty s obsahem vměstků tvořených některými spinely, které jsou však jen světle šedé. Intenzívně černou látkou je oxid rutheničitý, označený někdy také jako rutheniová čerň. Její přímé použití do keramických glazur k docílení šedočemého až černého odstínu však není možné. Jde sice o chemicky a tepelně stabilní sloučeninu, ale přesto působení glazur vysokoteplotních v průběhu glazování neodolává a se složkami glazury částečně reaguje za výrazné ztráty černého odstínu. Vybarvení glazury je pak nepravidelné a nerovnoměrné, nehledě k tomu, že spotřeba poměrně drahého oxidu rutheničitého by tímto způsobem byla příliš vysoká. Glazurám nízkoteplotním a středněteplotním sice oxid rutheničitý při svém přímém použití odolává lépe, ale jeho spotřeba by byla opět neúměrně vysoká; navíc tento oxid nemá dobré pigmentové vlastnosti z hlediska dispergovat elnos ti jeho částeček v glazuře. Nelze tedy při jeho přímém použití ani u nízkoteplotních a středněteplotních glazur dosáhnout jejich pravidelného a rovnoměrného vybarvení.Zircon pigments, which are used in ceramics, are chemically, thermally and colored very stable means for dyeing glazes. They are based on zirconium silicate with a tetragonal spatially centered structure corresponding to the zirconium mineral formed in the process of preparing these pigments. In pure form, this silicate is uncoloured, but during its synthesis some impurities can be trapped into it, which then causes its coloration. They are, on the one hand, ions of certain transition metals incorporated into its structure as dyeing disorders; the number of these failure-ion-colored zircon pigments is limited and is not yet known in gray-black or black. Furthermore, there is a second type of admixture - particles of intensely colored compounds, which are embedded as so-called inclusions in synthesized zirconium microcrystals. These compounds would generally not withstand the aggressive action of molten ceramic glazes on their own. They would react with the ingredients in the glaze, causing a significant or complete loss of color. Therefore, they cannot be used for direct dyeing of glazes, but it is necessary to achieve ingrowth of these particles into zirconium microcrystals during pigment synthesis. The colored compound particles are then coated with colorless zirconium silicate and protected from the aggressiveness of the molten glaze. The resulting particles of this zirconia pigment are colored and can be used to effectively color ceramic glazes, including high temperature (glazing temperatures around 1300 ° C). However, the number of known compounds that can be used in this way to prepare zirconium inks pigments is limited, and a pigment of this type which is intensely gray-black to black is not yet known. Only zinc-2 248 541 pigments containing inclusions formed by some spinels, which are only light gray, are known. An intensely black substance is ruthenium dioxide, sometimes also referred to as ruthenium black. However, its direct use in ceramic glazes to achieve a gray-to-black shade is not possible. Although it is a chemically and thermally stable compound, it nevertheless does not resist high-temperature glazes during glazing and partially reacts with the glaze components with significant blacks loss. The color of the glaze is then irregular and uneven, despite the fact that the consumption of relatively expensive ruthenium dioxide would be too high in this way. Although low-temperature and medium-temperature glazes resist better when used directly, ruthenium dioxide will, however, again be disproportionately high; moreover, this oxide does not have good pigmentary properties in terms of dispersing the elution of its particles in the glaze. It is therefore not possible to achieve regular and even coloring with low-temperature and medium-temperature glazes when used directly.

vin

Uvedené nedostatky odstraňuje šedočemý zirkonový pigment podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že pigment je tvořený mikrokrystalky křemičitanu zirkoničitého se zj.rkonovou strukturou, obsahujícími vměstky černých částic oxidu ruthenioitého. Připraví se ze směsi obsahující 44 až 60 % s výhodou 50 až 54 % hmotnosti oxidu zirkoničitého, 20 až 28 % s výhodou 23 až 25 % hmotnosti oxidu křemičitého, 2 až 12 % s výhodou 5 až 6 % hmotnosti hexafluorokřemičitanu disodného, 1,5 až 7 % s výhodou 2,5 až 4 % hmotnosti hydroxidu lithného, 0 až 6 % s výhodou 1 až 2 % hmotnosti chloridu sodného, 2 až 20 % s výhodou 4 až 7 % hmotnosti oxidu, nebo amonné soli, nebo soli alkalického kovu, nebo soli alkalických zemin šestimocného molybdenu nebo šestimocného wolframu a 0,1 až 20 % s výhodou 2 až 8 % hmotnosti oxidu ruthenicitého, nebo práěkovitého ruthenla, nebo sloučeniny ruthenia kalcinací oxid rutheničitý poskytující. Směs se zahřívá rychlostí 0,5 až 40 °C/min s výhodou rychlostí 5 až 15 °C/min na teplotu 580 až 900 °C s vý- 3 248 541 hodou na teplotu 600 až 750 °C, po dobu a výhodou 0,5 až 2 h na této teplotě. Použití teploty v uvedeném rozmezí se řídí druhem výchozího oxidu zirkoničitého a množstvím mineralizátorů - hexafluorokřemičitanu disodného, hydroxidu lithného, chloridu sodného - v pro ně uvedených rozmezích. Výpalem směsi vznikají mikrokrystalky křemičitanu zirkoničitého se zirkonovou strukturou jako základ pigmentu. Jejich syntézu při relativně nízkých teplotách výpalu umožňují výrazné minerálizační účinky hexafluorokřemičitanu disodného v kombinaci s hydroxidem lithným ev. chloridem sodným. Navíc také sloučeniny šestimocného molybdenu nebo wolframu přispívají svými mineralizačními účinky k docílení dostatečných výtěžků křemičitanu za relativně nízkých teplot výpalu směsi. Při syntéze zirkonových mikrokrystalků do nich vrůstají intenzívně černé částice oxidu rutheničitého, jako tzv. vměstky a dodávají jim šedočemý až černý barevný odstín, podle množství použité rutheničité sloučeniny v uvedeném rozmezí. Přitom se do struktury křemičitanu zabudovávají také ionty molybdenu nebo wolframu, jež v okamžiku tvorby pigmentu zčásti přecházejí do čtyřmocnév ho stavu (za uvolňování aktivního kyslíku) a zachycují se jako substituční nenabité poruchy na místě zirkonia (Moz x, ^ΖΓ χ)ϊ na vlastní barevnosti zirkonových mikrokrystalků se však neprojevují. Při použití práškovitého ruthenia, vzniká oxid řutheničitý jeho oxidacív průběhu výpalu. Aktivní kyslík uvolňovaný ze sloučenin molybdenu a wolframu k tomu přispívá. Podobně, je-li použito jiné sloučeniny ruthenia, >z vznikají z ní částice černého oxidu rutheničitóho, bud jejím termickým rozkladem, nebo rovněž s přispěním zmíněného kyslíku. Produkt představuje šedočemý až černý zirkonový pigment, jež při aplikaci do keramické glazury jí dodává šedočemý až černý odstín. Výpalek pigmentu lze případně promýt vodou nebo zředěnou minerální kyselinou za horka, k odstranění alkalických zbytků z minerálizátorů ev, z alka· lických solí molybdenu a wolframu.These drawbacks are overcome by the gray-gray zircon pigment according to the invention. It is based on the fact that the pigment consists of microcrystals of zirconium silicate having a zirconium structure containing inclusions of black ruthenium oxide particles. It is prepared from a mixture comprising 44 to 60% preferably 50 to 54% by weight of zirconium dioxide, 20 to 28% preferably 23 to 25% by weight of silica, 2 to 12% preferably 5 to 6% by weight of disodium hexafluorosilicate, 1.5 up to 7% preferably 2.5 to 4% by weight of lithium hydroxide, 0 to 6% preferably 1 to 2% by weight of sodium chloride, 2 to 20% preferably 4 to 7% by weight of the oxide or ammonium salt or alkali metal salt or an alkaline earth salt of hexavalent molybdenum or hexavalent tungsten and 0.1 to 20%, preferably 2 to 8% by weight of ruthenium oxide or powdered ruthenium, or a ruthenium compound by calcination of ruthenium dioxide. The mixture is heated at a rate of 0.5 to 40 ° C / min, preferably at a rate of 5 to 15 ° C / min to a temperature of 580 to 900 ° C, with a temperature of 600 to 750 ° C for a period of time and preferably 0. 5 to 2 h at this temperature. The use of temperature within the range is governed by the kind of starting zirconia and the amount of mineralizers - disodium hexafluorosilicate, lithium hydroxide, sodium chloride - within the ranges indicated for them. The mixture is fired to form zirconium silicate microcrystals with a zirconium structure as the pigment base. Their synthesis at relatively low firing temperatures is facilitated by the significant mineralization effects of disodium hexafluorosilicate in combination with lithium hydroxide ev. sodium chloride. In addition, the hexavalent molybdenum or tungsten compounds also contribute, by their mineralization effects, to obtain sufficient silicate yields at relatively low firing temperatures of the mixture. In the synthesis of zirconium microcrystals, intensely black ruthenium dioxide particles grow in them as so-called inclusions and give them a gray-to-black color shade, depending on the amount of ruthenium compound used in the range indicated. Molybdenum or tungsten ions are also incorporated into the silicate structure, which partially become tetravalent at the time of pigment formation (releasing active oxygen) and are captured as substitutional uncharged disorders at the zirconium site (Mo z x , ^ Ζ Γ χ ) ϊ however, they do not affect the actual color of the zirconium microcrystals. When powdered ruthenium is used, ruthenium dioxide is formed by its oxidation during firing. The active oxygen released from the molybdenum and tungsten compounds contributes to this. Similarly, when another ruthenium compound is used, it results in black ruthenium oxide particles, either by thermal decomposition or also with the aid of said oxygen. The product is a gray-to-black zircon pigment which gives it a gray-to-black shade when applied to a ceramic glaze. Optionally, the pigment leach may be washed with water or dilute mineral acid while hot to remove alkali residues from the mineralizers e, from the alkali metal salts of molybdenum and tungsten.

Pigment podle vynálezu je vysoce stabilním zirkonovým pigmentem s intenzívním šedočemým až černým odstínem. JeThe pigment according to the invention is a highly stable zirconia pigment with an intense gray to black tint. Yippee

- 4 248 541 vhodný pro všechny druhy keramických glazur, včetně glazur vysokoteplotních s teplotou glazování okolo 1300 °C. Velká intenzita odstínu pigmentu je docílena již při relativně v- 4,248,541 suitable for all types of ceramic glazes, including high-temperature glazes with a glazing temperature of about 1300 ° C. The high intensity of pigment shade is already achieved at relatively high

nízkém obsahu oxidu rutheničitého; pigment umožňuje dosažení intenzivního sedočerného až černého odstínu glazury i při použití v ralativně malých množstvích. Výpalek pigmentu je zreagovaný na křemičitan zirkoničitý se zirkonovou strukturou do vysokého stupně (více než 80 %). Energev tické podmínky přípravy pigmentu jsou velmi výhodné, nebot v důsledku složení mineralizátoru probíhá syntéza již při poměrně nízkých teplotách výpalu. Technologické podmínky přípravy pigmentu jsou rovněž nenáročné.low ruthenium dioxide; the pigment allows an intense black to black glaze to be achieved even when used in relatively small amounts. The pigment lute is reacted to a zirconium silicate with a zirconium structure to a high degree (more than 80%). The energetic conditions for the preparation of the pigment are very advantageous, as the composition of the mineralizer takes place already at relatively low firing temperatures. Technological conditions of pigment preparation are also undemanding.

Příklad 1Example 1

100 g oxidu zirkoničitého minerálního původu (čištěný baddeleyit), 46 g oxidu křemičitého, 11 g hexafluorokřemičitanu disodného, 6 g monohydrátu hydroxidu lithného, 3 g chloridu sodného, 10 g oxidu molybdenového a 10 g oxidu rutheničitého bylo smícháno za sucha a vypáleno v peci s rychlostí náběhu 10 °G/min při teplotě 600 °C po dobu100 g of mineral zirconia (purified baddeleyite), 46 g of silica, 11 g of disodium hexafluorosilicate, 6 g of lithium hydroxide monohydrate, 3 g of sodium chloride, 10 g of molybdenum oxide and 10 g of ruthenium dioxide were dry blended and fired in an oven a ramp rate of 10 ° G / min at 600 ° C for

1,5 h. Výpalek po vyloužení zředěnou kyselinou chlorovodíkovou za horka, obsahoval 83 % křemičitanu zirkoničitého a byl intenzívně černý. Je vhodný k vybarvování keramických glazur s libovolnou teplotou glazování do černého odstínu.1.5 h. The hot lime slurry contained 83% zirconium silicate and was intensely black. It is suitable for coloring ceramic glazes with any glazing temperature to black.

Příklad 2 g syntetického oxidu zirkoničitého, 25 g oxidu křemičitého, 6 g hexafluorokřemióitanu disodného, 3 g hydroxidu lithného, 2 g chloridu sodného, 10 g dodekawolframanu de kaamonného a 1 g práškovitého ruthenia bylo smícháno za sucha a vypáleno v peci s rychlostí náběhu 5 °C/min, při teplotě 650 °C po dobu 1 h. Výpalek obsahoval 81 % křemičitanu zirkoničitého a byl intenzívně šedý. Je vhodný k vybarvování keramických glazur s libovolnou teplotou glazování do šedého odstínu.Example 2 g of synthetic zirconium dioxide, 25 g of silica, 6 g of disodium hexafluorosilicate, 3 g of lithium hydroxide, 2 g of sodium chloride, 10 g of dodecammonium dewaxate and 1 g of powdered ruthenium were dry blended and fired in an oven at 5 ° C / min, at 650 ° C for 1 h. The lime contained 81% zirconium silicate and was intensely gray. It is suitable for coloring ceramic glazes with any glazing temperature to gray.

Claims (1)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION 248 541248 541 Sedočerný zirkonový pigment tvořený mikrokrystalky křemíčitanu zirkoničitého se zirkonovou strukturou, obsahujícími vměstky černých částic oxidu rutheničitého a připravitelný zahříváním rychlostí 0,5 až 40 °C/min s výhodou rychlostí 5 až 15 °C/min na teplotu 580 až 900 °C, s výhodou na teplotu 600 až 750 °C s výdrží 0,5 až 2 h na této teplotě směsi obsahující hmotnostně 44 až 60 %, s výhodou 50 až 54 % oxidu zirkoničitého, 20 až 28 %, s výhodou 23 až 25 % oxidu křemičitého, 2 až 12 %, s výhodou 5 až 6 % hexafluorokřemičitanu disodného, 1,5 až 7 %, s výhodou 2,5 až 4 % hydroxidu lithného, 0 až 6 %, s výhodou 1 až 2 % chloridu sodného, 2 až 20 %, s výhodou 4 až 7 % oxidu, nebo amonné sěli, nebo soli.alkalického kovu, nebo soli alkalických zemin šestimocného molybdenu nebo šestimocného wolframu a 0,1 až 20 s výhodou 2 až 8 % oxidu rutheničitého, nebo práškoviteho ruthenia, nebo sloučeniny ruthenia poskytující kalcinací oxid rutheničitý.A black-black zirconium pigment consisting of zirconium silicate microcrystals having a zirconium structure, containing inclusions of black ruthenium dioxide particles and obtainable by heating at a rate of 0.5 to 40 ° C / min, preferably at a rate of 5 to 15 ° C / min to a temperature of 580 to 900 ° C, preferably to a temperature of 600 to 750 ° C with a holding time of 0.5 to 2 hours at this temperature of a mixture containing 44 to 60%, preferably 50 to 54% zirconia, 20 to 28%, preferably 23 to 25% silica, 2 up to 12%, preferably 5 to 6% disodium hexafluorosilicate, 1.5 to 7%, preferably 2.5 to 4% lithium hydroxide, 0 to 6%, preferably 1 to 2% sodium chloride, 2 to 20%, preferably 4-7% oxide, or ammonium salt, or an alkali metal salt or alkaline earth salt of hexavalent molybdenum or hexavalent tungsten and 0.1-20% preferably 2-8% ruthenium dioxide, or powdered ruthenium, or a ruthenium compound p ruthenium dioxide.
CS593985A 1985-07-15 1985-07-15 Grey-and-black- zirconium pigment CS248541B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS593985A CS248541B1 (en) 1985-07-15 1985-07-15 Grey-and-black- zirconium pigment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CS593985A CS248541B1 (en) 1985-07-15 1985-07-15 Grey-and-black- zirconium pigment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS248541B1 true CS248541B1 (en) 1987-02-12

Family

ID=5405318

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS593985A CS248541B1 (en) 1985-07-15 1985-07-15 Grey-and-black- zirconium pigment

Country Status (1)

Country Link
CS (1) CS248541B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997049650A1 (en) * 1996-06-24 1997-12-31 Bk Giulini Chemie Gmbh & Co. Ohg Aqueous ruthenium chloride solution for blackening ceramic surfaces

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997049650A1 (en) * 1996-06-24 1997-12-31 Bk Giulini Chemie Gmbh & Co. Ohg Aqueous ruthenium chloride solution for blackening ceramic surfaces
US6042884A (en) * 1996-06-24 2000-03-28 Bk Giulini Chemie Gmbh Aqueous ruthenium chloride solution for blackening ceramic surfaces
CN1104397C (en) * 1996-06-24 2003-04-02 比凯朱利尼化学公司 Aqueous ruthenium chloride solution for blackening ceramic surface and method for blackening ceramic surface

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2553151B2 (en) Manufacturing method of encapsulated pigment
JP2848905B2 (en) Gray-black encapsulated pigment and method for producing the same
JP4031891B2 (en) Bismuth vanadate pigment and use thereof
ES2671495T3 (en) Bismuth Vanadate Pigments
JP3479094B2 (en) Monoclinic bismuth vanadate and method for producing the same
US4482390A (en) Method of protecting pigments with transparent crystalline zircon
AU729959B2 (en) Sulphide of beta form and its use as a colouring pigment
CN107325588A (en) A kind of preparation method for the pigment for coating high gorgeous degree iron oxide
Monrós et al. Different kinds of solid solutions in the V2O5-ZrSiO4-NaF system by sol-gel processes and their characterization
CS248541B1 (en) Grey-and-black- zirconium pigment
US5753028A (en) Ferriferous bismuth vanadate pigments
CN104150495B (en) Preparation method of zirconium-iron pink pigment synthesized through LCS process
JP4678736B2 (en) COMPOUND PARTICLE FOR YELLOW COLORING AND METHOD FOR PRODUCING COMPOSITE PARTICLE FOR YELLOW COLORING
US3166430A (en) Iron ceramic pigment
JPH0640728A (en) Brown or grey sealed pigment and preparation thereof
CA2299181A1 (en) Tantalum(v) nitride pigments
KR960002624B1 (en) Bismuth vanadate manufacturing method
JPH032278A (en) Gray black encapsulated pigment and production thereof
CS246786B1 (en) Brown-green zircon pigment with content of chromium
JPH0593151A (en) Embedding pigment and its production
DE1571472B2 (en) METHOD OF MANUFACTURING ZIRCONIUM PRASE ODYME YELLOW COLORED BODIES
CS269098B1 (en) Method of intense rose zirconium pigment preparation with orange shade
US3514303A (en) Production of zirconium silicate pigments
CS249963B1 (en) Method of intensive rosy ceramic dye stuff preparation
CS239870B1 (en) Method of processing of blue ceramic pigment on zircin base