ES2221843T3 - Pigmentos con tratamiento ulterior organico para sistemas de laqueado. - Google Patents
Pigmentos con tratamiento ulterior organico para sistemas de laqueado.Info
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Abstract
Procedimiento para preparar partículas de pigmentos fácilmente dispersables y humectables, en el cual se muelen partículas primarias en un molino a chorro, adicionando una sustancia orgánica / una mezcla de sustancias orgánicas (sustancia orgánica I) como agente auxiliar de molienda, caracterizado porque después de la molienda a chorro se aplica una sustancia orgánica I / una mezcla de sustancias orgánicas (sustancia orgánica II) sobre las partículas de pigmento, en donde la sustancia orgánica II es un compuesto anfifílico y presenta un valor de HLB entre 10 y 18.
Description
Pigmentos con tratamiento ulterior orgánico para
sistemas de laqueado.
La invención se refiere a un procedimiento para
preparar partículas de pigmentos fácilmente dispersables y
humectables, en el cual las partículas primarias se muelen en un
molino de chorro, adicionando una sustancia orgánica/una mezcla de
sustancias orgánicas como agente auxiliar de molienda, así como a
pigmentos de dióxido de titanio molidos, fácilmente dispersables y
humectables, sin tratamiento o con tratamiento ulterior inorgánico y
a su uso en sistemas de laqueado.
Además del brillo intenso sin velo del
revestimiento, una muy buena humectabilidad y dispersabilidad son
importantes requisitos de, por ejemplo, pigmentos de dióxido de
titanio valiosos para incorporarlos en sistemas de laqueado.
Sistemas de laqueado de este tipo presentan, además de un
revestimiento inorgánico (óxidos, fosfatos, silicatos, boratos),
también un revestimiento orgánico. Como sustancias orgánicas se
aplican en este caso sobre todo glicerina, pentaeritritol,
trimetiloletano y trietilolpropano. De acuerdo con el documento DE
14 67 442, la dispersabilidad y el brillo del dióxido de titanio en
sistemas de laqueado también se ven afectados positivamente por el
tratamiento con productos de reacción de polioles y óxido de
etileno. También los tratamientos de superficies con sales de
alcanolaminas y ácidos hidroxicarboxílicos mejoran la
dispersabilidad.
De acuerdo con el documento GB 1 417 574 se
utiliza una mezcla compuesta por una sustancia orgánica hidrofílica
y una hidrofóbica como agente auxiliar de molienda. Como sustancia
orgánica hidrofílica se mencionan polialcohol, ácido carboxílico o
ácido hidroxicarboxílico, como sustancia orgánica hidrofóbica se
mencionan polisiloxano, alcohol graso o ftalato dioctílico.
Del documento DE 43 12 035 A se conoce el
tratamiento ulterior orgánico de pigmentos inorgánicos para la
fabricación de papel. Aquí, la adición orgánica - alcoholes
polivalentes hidrofílicos - mejora, en primer lugar, la fluidez y
evita la formación de espuma durante el procesamiento.
En el documento US-A 4.226.637 se
describe el revestimiento orgánico de pigmentos y cargas para
mejorar la capacidad de dispersión. La adición de la sustancia
puede efectuarse antes, durante o después de la molienda.
El documento DE 14 67 442 A se refiere a
pigmentos que se mezclan con derivados alcohólicos a los fines de
una mejor dispersabilidad, debiendo la adición llevarse a cabo
antes o durante la molienda.
En los procedimientos conocidos para preparar
pigmentos valiosos no puede prescindirse de una molienda a chorro,
en la mayoría de los casos, una molienda al vapor, donde las
sustancias orgánicas mencionadas se añaden antes o durante la
molienda. Mejoran esencialmente el producto final como "agentes
auxiliares de molienda" en lo que respecta a la distribución del
tamaño de partícula de pigmento y la posibilidad de transporte al
molino, y reducen el insumo de energía durante la molienda. En este
caso, debe tenerse en cuenta, naturalmente, que la sustancia
orgánica aplicada no se modifique químicamente de modo no deseado
por la carga térmica en la molienda al vapor (no se descomponga, no
forme depósitos indeseados, entre otros). La elección de la
sustancia orgánica está limitada, por ello, por su aptitud como
"agente auxiliar de molienda".
Es objeto de la presente invención poner a
disposición un procedimiento de preparación, en el cual el
revestimiento orgánico de las partículas de pigmento puede
concordar mejor con las finalidades de aplicación planeadas, con
preferencia en sistema de laqueado, es decir también se puede usar,
por ejemplo, una sustancia orgánica que sea inestable durante una
molienda al vapor. El tratamiento ulterior orgánico debe realizarse
de modo que se optimicen tanto la molienda a chorro con agentes
auxiliares de molienda como también las propiedades del pigmento
como la dispersabilidad, la humectación y el brillo.
El objeto se logra según la invención aplicando
después de la molienda a chorro en presencia de un agente auxiliar
de molienda (sustancia orgánica I) una sustancia orgánica/ una
mezcla de sustancias orgánicas (sustancia orgánica II) sobre las
partículas de pigmento, en donde la sustancia orgánica II es
anfifílica y presenta un valor de HLB entre 10 y 18.
También son objeto de la invención pigmentos de
dióxido de titanio fácilmente dispersables y humectables sin
tratamiento o con tratamiento ulterior inorgánico y molidos,
caracterizados por un doble revestimiento orgánico con una capa
interior (sustancia orgánica I) y una capa exterior (sustancia
orgánica II), en donde la capa exterior (sustancia orgánica II)
tiene carácter anfifílico y presenta un valor de HLB entre 10 y 18,
así como el uso de pigmentos de ese tipo en sistemas de laqueado
que preferentemente pueden diluirse en agua.
En el caso de los pigmentos según la invención,
la sustancia orgánica como capa exterior sobre las partículas se
elige de modo óptimo según la finalidad de aplicación. Tiene
carácter anfifílico; se hallan en la misma molécula grupos
compatibles con respecto al pigmento molido y compatibles con la
matriz. La capa orgánica que está debajo (sustancia orgánica I)
proviene del agente auxiliar de molienda añadido. La elección de la
capa orgánica exterior (sustancia orgánica II) se realiza
únicamente en vista de su aptitud para mejorar las propiedades de
los pigmentos, en especial la humectabilidad, la dispersabilidad y
el brillo, y no es necesario que sea apropiada como agente auxiliar
de molienda.
La aplicación de la sustancia orgánica II es en
sí conocida y no crítica; de acuerdo con la invención, aumenta la
cantidad de las posibles sustancias. La sustancia orgánica II se
aplica, ya sea en forma pura, como solución acuosa o como emulsión
acuosa, por pulverización, como niebla o vaporización sobre el
pigmento molido. Por la separación de la función de la sustancia
orgánica en agente auxiliar de molienda y dispersión o humectación,
se logra una considerable mejora de la calidad de los
pigmentos.
El procedimiento es especialmente adecuado para
el tratamiento ulterior orgánico de pigmentos de dióxido de titanio
que se preparan según el proceso con sulfato o cloruro y que pueden
aplicarse en forma de rutilo o anatasa.
El revestimiento inorgánico se realiza en fase
acuosa según procedimientos conocidos. Una suspensión de dióxido de
titanio eventualmente molida con arena, la cual puede contener como
dispersante, por ejemplo, polifosfato, aminoalcohol o poliacrilatos
o sales inorgánicas, se mezcla con sales de óxidos, fosfatos o
silicatos inorgánicos; por modificación del valor del pH se
precipitan los correspondientes hidratos de óxido o fosfatos,
boratos o silicatos. Después de una filtración y secado se realiza
una molienda que sigue con agentes auxiliares de molienda
(sustancia orgánica I), por ejemplo alcanolaminas, tales como
trietanolamina, triisopropanolamina,
2-amino-2-metil-1-propanol,
polialcoholes tales como trimetilolpropano, trimetiloletano,
neopentilglicol, pentaeritrita, glicoles, alcoholes grasos o
ésteres de ácidos grasos. La cantidad utilizada en este caso,
referido al dióxido de titanio, es de 0,03 a 1,0%, preferentemente
de 0,1 a 0,5% de agente auxiliar de molienda. Esta sustancia
orgánica I puede mezclarse ya sea con la torta filtrante húmeda,
las pastas o las suspensiones de pigmentos antes del secado, o
pueden adicionarse al pigmento secado directamente antes de la
molienda final, en un molino a chorro, con preferencia al medio
gaseoso, directamente durante su alimentación a molino a chorro.
Según la invención, sólo después de la molienda a
chorro se trata ulteriormente el pigmento con la sustancia orgánica
II, un compuesto anfifílico. La sustancia orgánica II se
caracteriza por grupos especiales compatibles con respecto a la
superficie molida de los pigmentos y compatibles con la matriz en
la misma molécula. Son apropiados agentes auxiliares no iónicos de
dispersión y humectación, tales como éteres alquenílicos de
polioxietileno o polialcoholes etoxilados con radicales alquenilo y
alquilo, compuestos por 6 a 22 átomos de carbono, y radicales
polioxietileno, compuestos por 3 a 40 unidades de oxietileno. Son
generados por etoxilación de alcoholes grasos o polialcoholes. Las
propiedades de los éteres alquenílicos de polioxietileno o los
polialcoholes etoxilados expresadas por medio del valor de HLB
(hydrophilic-lipophilic-balance,
"equilibrio hidrofílico-lipofílico") tienen
valores de HLB de 10 a 18, con preferencia de 12 a 14. Los éteres
alquenílicos de polioxietileno o los polialcoholes etoxilados se
aplican sobre el pigmento previamente molido de forma pura, como
soluciones acuosas o emulsiones acuosas, por pulverización, como
niebla o vaporización. La cantidad aplicada es de 0,1 a 1,5%,
preferentemente de 0,2 a 0,8%, referido al dióxido de titanio.
Independientemente del agente auxiliar de
molienda (sustancia orgánica I), el carácter
hidrofílico/hidrofóbico del pigmento puede controlarse a través de
la cantidad y el valor de HLB de la sustancia orgánica II y
adaptarse a la matriz utilizada. De esta manera, se actúa
positivamente sobre la humectabilidad, en especial en sistemas de
laqueado que pueden diluirse en agua, sobre la dispersabilidad y el
brillo.
La invención se explica a continuación con mayor
detalle por medio de ejemplos:
La evaluación de la humectabilidad y del brillo
de los pigmentos preparados según la invención se lleva a cabo con
un ensayo de humectabilidad y una medición del brillo en una laca
de dispersión de alto brillo que puede diluirse en agua. Ambos
ensayos se describen a continuación.
A fin de evaluar la humectabilidad de los
pigmentos en sistemas de laqueado que pueden diluirse en agua, se
añade en porciones y agitando levemente una cantidad determinada
de pigmento a la formulación (contiene todos los componentes hasta
la etapa de aplicación de la laca) de una laca de dispersión de
alto brillo y se evalúa el comportamiento de humectación durante la
etapa de elaboración. La cantidad restante de pigmento, que
presenta una humectabilidad visiblemente menor en el curso de la
adición de pigmento, se considera una magnitud para la
humectabilidad. Cuanto más pequeña sea esta cantidad residual,
tanto mejor será la humectabilidad del pigmento. En particular, en
un recipiente para dispersión (Dispermat, 250 ml, \diameter = 8,5
cm), agitando levemente 600 rpm, disco de dispersión \diameter =
4 cm), se adicionan en porciones 214 g de pigmento a una
formulación de la siguiente composición:
| 22,0 g de 1,2-propanodiol | (Dow Germany Inc., Francfort del Meno) |
| 30,0 g de agua destilada | |
| 2,0 g de AMP 90 | (Angust Chemie, Ibbenbüren) |
| 2,4 g de Tego Foamex 805 | (Tego Chemie, Essen) |
| 4,0 g de Surfynol 104 E | (Biesterfield \textamp Co, Hamburgo) |
| 29,0 g de NeoCryl BT 24 | (Zeneca, Francfort del Meno) |
La evaluación de la humectabilidad de los
pigmentos se realiza de acuerdo con la siguiente clasificación, que
se rige por el residuo en el pigmento, a partir del cual se produce
una humectabilidad visiblemente menor.
La dispersabilidad y el brillo de los pigmentos
de dióxido de titanio en sistemas de laqueado que pueden diluirse
en agua se ensaya por medio de una laca de dispersión de alto
brillo. Para ello se prepara una laca de dispersión de alto brillo
según una receta estándar y se almacena al menos durante tres días
antes de proseguir con el procesamiento. La laca se aplica en
tarjetas Morest (Lona AG, Zurich) con un espesor de capa húmeda de
150 \mum y la película de laca se seca al aire durante dos días.
La medición del brillo se realiza en la laca seca en un ángulo de
20º con un medidor de brillo "haze-gloss" BYK
Gardner, Geretsried). Con un colorímetro Hunterlab se mide, además,
la relación de contraste (RC) (magnitud del poder cubritivo) en
tarjetas Morest sobre fondo blanco y negro. La luminosidad (L*) y
el matiz del color (b*) en blanco se determinan en películas de
laca con un espesor de capa húmeda de 300 \mum sobre una lámina
de PVC con un colorímetro Hunterlab.
Receta estándar para el ensayo de pigmentos (laca
de dispersión de alto brillo, PVK = 18%)
\hskip5cmPartes en peso
| Propilenglicol | 11,0 | ||
| Agua | 15,0 | ||
| AMP 90 | 1,0 | (Angus Chemie, Ibbenbüren) | |
| Tego Foamex 805 | 1,2 | (Tego Chemie, Essen) | |
| Surfynol 104E | 2,0 | (Biesterfeld \textamp Co, Hamburgo) | |
| NeoCryl BT 24 | 14,5 | (Zeneca, Francfort del Meno) | |
| Dióxido de titanio | 107,0 |
Dispersar en recipiente refrigerado durante 10
minutos con aproximadamente 10 m/s.
| Agua | 28,3 | ||
| Rheolate 278 | 18,0 | (Elementis Germany Inc., Leverkusen) | |
| Butildiglicol | 14,5 | ||
| Metoxibutanol | 15,5 | ||
| NeoCryl XK 75 | 270,0 | (Zeneca, Francfort) | |
| Tego Foamex 805 | 2,0 | (Tego Chemie, Essen) | |
| \overline{500,0} |
Para todos los ejemplos que figuran a
continuación se utiliza un material base de dióxido de titanio
preparado según el procedimiento con cloruro. De manera conocida
se prepara una suspensión que se muele en un molino de arena. La
suspensión obtenida de esta forma se provee, asimismo de manera
conocida, de una capa de SiO_{2} y una capa de Al_{2}O_{3} y
luego se filtra. Después de secar la torta filtrante generada, se
obtiene el llamado clinker de secado que se sigue tratando, tal
como se describe en los siguientes ejemplos.
(Ejemplo
comparativo)
El clinker de secado se muele en un molino a
chorro usual en la industria del dióxido de titanio, adicionando
una solución acuosa de trimetilolpropano para llevarlo al molino a
chorro. El trimetilolpropano añadido como agente auxiliar de
molienda se dosifica en una cantidad que genera en el pigmento
molido una concentración de 0,38% de trimetilolpropano, referido al
dióxido de titanio. El pigmento obtenido de esta manera se verifica
según el ensayo de humectabilidad realizado con anterioridad y en
la laca de dispersión de alto brillo. Acerca de los resultados,
véase la Tabla 1.
(Ejemplo
comparativo)
El clinker de secado se muele en un molino a
chorro usual en la industria del dióxido de titanio, adicionando
una emulsión acuosa de un éter alquenílico de polioxietileno (por
ejemplo, SER AD FN 265, nombre del producto de la empresa Servo
Delden BV)) con un valor de HLB de 13 para llevarlo al molino a
chorro. El éter alquenílico de polioxietileno adicionado como
agente auxiliar de molienda se dosifica en una cantidad que genera
en el pigmento molido una concentración de 0,50% de éter
alquenílico de polioxietileno, referido al dióxido de titanio. El
pigmento obtenido de esta manera se verifica según el ensayo de
humectabilidad realizado con anterioridad y en la laca de dispersión
de alto brillo. Acerca de los resultados, véase la Tabla 1.
El clinker de secado se muele en un molino a
chorro usual en la industria del dióxido de titanio, adicionando
una solución acuosa de trimetilolpropano para llevarlo al molino a
chorro. El trimetilolpropano añadido como agente auxiliar de
molienda se dosifica en una cantidad que genera en el pigmento
molido una concentración de 0,18% de trimetilolpropano, referido al
dióxido de titanio. De modo adicional, el pigmento molido se trata
con un agente auxiliar de dispersión y humectación a continuación
de la molienda. Esto sucede de modo que se rocía una emulsión
acuosa de éter alquenílico del polioxietileno con un valor de HLB
de 13, por ejemplo SER AD FN 265 (denominación del producto de la
empresa Servo Delden BV) en la corriente de pigmento/gas para
llevarlo al molino a chorro. La cantidad de emulsión se dosifica de
modo que en el pigmento terminado hay una concentración de 0,45% de
éter alquenílico de polioxietileno, referido al dióxido de titanio.
El pigmento obtenido de esta manera se verifica según el ensayo de
humectabilidad explicado con anterioridad y en la laca de
dispersión de alto brillo. Acerca de los resultados, véase la Tabla
1.
Como en el Ejemplo 3, con la diferencia de que el
éter alquenílico de polioxietileno utilizado posee un valor de HLB
de 18 (mayor proporción de polioxietileno).
El clinker de secado se muele en un molino a
chorro usual en la industria del dióxido de titanio, adicionando
una solución acuosa de trimetilolpropano para llevarlo al molino a
chorro. El trimetilolpropano añadido como agente auxiliar de
molienda se dosifica en una cantidad que genera en el pigmento
molido una concentración de 0,18% de trimetilolpropano, referido al
dióxido de titanio. De modo adicional, el pigmento molido se trata
con un agente auxiliar de dispersión y humectación a continuación
de la molienda. Esto sucede de modo que se rocía una solución
acuosa de
2-etil-2-hidroximetil-1,3-propanodiol
etoxilado con un valor de HLB de 16, por ejemplo NMO 15
(denominación del producto de la empresa Servo Delden BV) en la
corriente de pigmento/gas después del molino a chorro. La cantidad
de emulsión se dosifica de modo que en el pigmento terminado hay
una concentración de 0,28% de
2-etil-2-hidroximetil-1,3-propanodiol
etoxilado, referido al dióxido de titanio. El pigmento obtenido de
esta manera se verifica según el ensayo de humectabilidad realizado
con anterioridad y en la laca de dispersión de alto brillo. Acerca
de los resultados, véase la Tabla 1.
Como el Ejemplo 5, con la diferencia de que el
2-etil-2-hidroximetil-1,3-propanodiol
etoxilado posee un valor de HLB de 18 (mayor proporción de
polioxietileno).
A partir de los Ejemplos 3 y 4 se aprecia que el
efecto del éter alquenílico de polioxietileno se comporta mejor que
en el Ejemplo 2 cuando se evita la elevada carga térmica en el
molino al vapor. La aplicación de éter alquenílico de
polioxietileno como agente auxiliar de molienda es posible, pero
sin embargo no tiene ventajas. Sólo el tratamiento orgánico con éter
alquenílico de polioxietileno a continuación de la molienda a
chorro con trimetilolpropano como agente auxiliar de molienda
brinda la ventaja que caracteriza la invención. Se logran una mejor
humectabilidad y una distribución homogénea de la pasta de pigmento
en la matriz, lo cual produce un mayor brillo.
Los Ejemplos 3 a 6 muestran que, por medio de la
sustancia orgánica II, se puede influir deliberadamente sobre la
aptitud de los pigmentos para aplicaciones especiales.
Claims (10)
1. Procedimiento para preparar partículas de
pigmentos fácilmente dispersables y humectables, en el cual se
muelen partículas primarias en un molino a chorro, adicionando una
sustancia orgánica / una mezcla de sustancias orgánicas (sustancia
orgánica I) como agente auxiliar de molienda, caracterizado
porque después de la molienda a chorro se aplica una sustancia
orgánica I / una mezcla de sustancias orgánicas (sustancia orgánica
II) sobre las partículas de pigmento, en donde la sustancia
orgánica II es un compuesto anfifílico y presenta un valor de HLB
entre 10 y 18.
2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque las partículas primarias son
partículas de pigmento de dióxido de titanio.
3. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
2, caracterizado porque las partículas primarias son
partículas de pigmento de dióxido de titanio con tratamiento
ulterior inorgánico.
4. Procedimiento de acuerdo con una o varias de
las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el
compuesto anfifílico presenta un valor de HLB entre 12 y 14.
5. Procedimiento de acuerdo con una o varias de
las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque el
compuesto anfifílico se aplica en una cantidad de 0,1 a 1,5%,
preferentemente 0,2 a 0,8%, referido al dióxido de titanio.
6. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación
1 ó 4, caracterizado porque el compuesto anfifílico es un
alcohol graso etoxilado.
7. Pigmentos de dióxido de titanio molidos,
fácilmente dispersables y humectables, sin tratamiento o con
tratamiento ulterior inorgánico, caracterizados por un doble
revestimiento orgánico con una capa interior (sustancia orgánica I)
y una capa exterior (sustancia orgánica II), en donde la capa
exterior (sustancia orgánica II) tiene carácter anfifílico y
presenta un valor de HLB entre 10 y 18.
8. Pigmentos de dióxido de titanio de acuerdo con
la reivindicación 7, caracterizados porque la sustancia
orgánica I es un agente auxiliar de molienda conocido y la
sustancia orgánica II es un alcohol graso etoxilado.
9. Uso de los pigmentos de dióxido de titanio
fácilmente dispersables y humectables de acuerdo con la
reivindicación 7 u 8 en sistemas de laqueado.
10. Uso de los pigmentos de dióxido de titanio
fácilmente dispersables y humectables de acuerdo con la
reivindicación 7 u 8 en sistemas de laqueado que pueden diluirse en
agua.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19910521 | 1999-03-10 | ||
| DE1999110521 DE19910521A1 (de) | 1999-03-10 | 1999-03-10 | Organisch nachbehandelte Pigmente für Lacksysteme |
Publications (1)
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|---|---|
| ES2221843T3 true ES2221843T3 (es) | 2005-01-16 |
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ID=7900375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| Country | Link |
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| EP (1) | EP1165697B1 (es) |
| JP (1) | JP4902907B2 (es) |
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