ES2317865T3 - Uso de particulas de magnetita. - Google Patents

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Abstract

Uso de magnetitas pobres en silicio con un contenido en silicio inferior a 0,025% en peso, un brillo L* de 50,0 a 60,0 CIELAB, un matiz de color a* de -0,5 a 1,5 CIELAB, un matiz de color b* de -3,0 a -7,0 CIELAB, una esfericidad de 0,80 a 1,0, una fuerza coercitiva de 2,387 a 5,570 kA/m (de 30 a 70 Oe), un tamaño de partícula de 0,1 a 1,0 µm, un contenido en azufre de 0,05 a 1,1% en peso, determinado como SO3, un contenido en manganeso de 0,05 a 0,5% en peso, un contenido en proporciones solubles en agua inferior a 0,2% en peso y un valor de pH de 4,0 a 8,5, que se obtienen del siguiente modo a) se dispone un componente alcalino en forma de una solución acuosa en gas protector, b) se calienta el componente alcalino a una temperatura de 50 a 100ºC, preferiblemente de 60 a 90ºC, c) se añade un componente de hierro II en forma de una solución acuosa en una cantidad tal que se presente una relación molar de componente de Fe II a un equivalente de componente alcalino de 0,48 a 0,6, y en donde la temperatura se mantiene de 50 a 100ºC, preferiblemente de 60 a 90ºC, d) se trata la suspensión obtenida en c) con un agente oxidante hasta un contenido en Fe III de más de 65% en moles en el compuesto de hierro, e) tras la oxidación en d) se añade de nuevo bajo gas protector un componente alcalino en forma de una solución acuosa a la suspensión obtenida en d) en una cantidad tal que se obtenga una relación molar teórica de Fe II usado en c) a un equivalente de componente alcalino usado en total de 0,40 a 0,48, preferiblemente de 0,45 a 0,47, f) se calienta esta suspensión de 50 a 100ºC, preferiblemente de 60 a 90ºC, g) se añade un componente de Fe II en forma de una solución acuosa en una cantidad tal que se obtenga una relación molar de componente de Fe II a un equivalente de componente alcalino de 0,48 a 0,60, h) se oxida con un agente oxidante hasta un contenido de Fe III en el compuesto de hierro de más de 65% en moles, referido al contenido en hierro, y luego i) se filtra y el residuo se lava, se seca y se muele, para la fabricación de tóners, para la coloración de hormigón, pinturas, plásticos, papel y pinturas de dispersión y en la fabricación de tintas para impresión y tintas para impresoras de chorro de tinta.

Description

Uso de partículas de magnetita.
La invención se refiere al uso de partículas de magnetita, entre otros en la fabricación de tóners.
Se conocen desde hace tiempo magnetitas en forma de partículas que se preparan mediante un procedimiento de precipitación en soluciones acuosas. En el documento US-A 802928 se describe ya la preparación de magnetita mediante precipitación de sulfato de hierro II con un componente alcalino y a continuación oxidación con aire. En otros múltiples documentos subsiguientes se describe igualmente la preparación de magnetitas según el procedimiento de precipitación.
La preparación de magnetitas según el procedimiento de precipitación con adición de silicio se describe en el documento JP-A-51044298. Se pueden preparar magnetitas de precipitación puras sin adición de elementos extraños según el documento DE-A 3209469 de forma discontinua o según el documento DE-A 2618058 de forma continua. Normalmente se usa FeSO_{4} como sal de hierro II.
Sin embargo también es posible usar para la preparación de una magnetita según el procedimiento de precipitación sal de hierro II soluble. De forma particular se tiene en cuenta aquí el uso de FeCl_{2}, como se describe en el documento DE-A 3004718. El uso de FeSO_{4} o FeCl_{2} tiene la ventaja de que ambas sustancias se pueden obtener en grandes cantidades a buen precio como subproductos de la industria del procesamiento del hierro. Como precipitante se tiene en cuenta además del hidróxido de sodio usado más frecuentemente también CaO o CaCO_{3} (documento DE-A 3004718), amoniaco (DE-A 2460493) o Na_{2}CO_{3}, MgC_{3} o MgO (documento EP-A 0187331). Como agente oxidante se usa por lo general aire. Sin embargo se describen también procedimientos para la oxidación con nitratos (documentos DD-A 216040 y DD-A 284478).
Las magnetitas fueron de uso en primer lugar para la preparación de tintes de todo tipo. La ventaja especial de las magnetitas frente a los colorantes orgánicos y negro de carbón se encuentra en su resistencia a la intemperie mucho mejor de modo que se pueden usar tintes con magnetita también en ambiente exterior.
Además se usan magnetitas de precipitación para la coloración de piezas de moldeo de hormigón como, por ejemplo, adoquines de hormigón o losas de hormigón.
Desde hace tiempo las magnetitas también se usan en la electrofotografía para la fabricación de tóners. Para la fabricación de tóner para equipo de copia con tonos de un componente se usan preferiblemente magnetitas que se prepararon según el procedimiento de precipitación. El tóner magnético usado a tal fin debe presentar distintas propiedades. Con el desarrollo y mejora progresivos de los equipos de copia e impresoras fueron cada vez más los requerimientos en tóner magnéticos y en consecuencia en magnetita usada para tal fin. La generación de impresoras más reciente consigue una resolución de más de 400 dpi (puntos por pulgada), para lo cual se requirió el desarrollo de tóner de partícula fina con distribución de tamaños de partícula muy estrecha. Esto trajo como consecuencia que las magnetitas usadas a tal fin debían presentar igualmente una distribución de tamaños de partículas muy estrecha. Adicionalmente se requiere un determinado tamaño de partícula de forma que se asegure una distribución homogénea de las partículas de magnetita en el tóner preparado. Las magnetitas propiamente deben tener una resistencia eléctrica suficientemente alta para estabilizar la imagen latente durante la transmisión electrostática. Adicionalmente la fuerza coercitiva, magnetización de saturación y sobre todo la magnetización remanente deben estar en la relación correcta con las fuerzas de campo que rigen en la máquina.
Para la aplicación en tóners magnéticos se usan magnetitas que contienen Si. Estas tienen un comportamiento de carga distinto que las magnetitas puras y presentan con igual tamaño de partícula una estabilidad térmica mayor. Se describe un procedimiento para la preparación de partículas de este tipo en el documento JP-A-61034070. A este respecto se añade el componente de Si al sulfato de hierro II, lo que sin embargo conduce a la precipitación de ácido silícico y con ello a un reparto no uniforme del silicio en la retícula de magnetita. En el documento US-A-4992191 se describe una magnetita con 0,1 a 5,0% de átomos de Si referido al Fe, que debe ser especialmente adecuada para la fabricación de tóners.
En el procedimiento ahí descrito se añade a un componente alcalino en forma de una solución acuosa un componente silicato y luego un componente de hierro (II) en forma de una solución acuosa en una cantidad tal que se presente una relación molar de componente de Fe (II) a componente alcalino de aproximadamente
0,53 \left[\frac{1,5}{2,85}\right]
en donde la temperatura se mantiene en 90ºC. La suspensión así obtenida se trata luego con aire como agente oxidante para obtener magnetita esferoidal, que contiene silicio, con un tamaño de partícula en el intervalo de 0,1 a 1,0 \mum. Las partículas obtenidas se filtran, se lavan y se muelen.
\newpage
En el documento DE-A 19702431 se describe un procedimiento adicional para la preparación de magnetitas que contienen Si especialmente esféricas. Ahí se describe por vez primera también expresamente en un ejemplo comparativo la preparación de magnetita esférica, pobre en silicio, casi exenta de Si. La estabilidad térmica de estas magnetitas se describe no obstante como no suficiente para la fabricación de tóners magnéticos, de modo que según indicación se valoró la presencia de silicio como necesaria para preparar magnetitas adecuadas para la fabricación de tóners.
La presente invención se basó en el objetivo de proporcionar un procedimiento especialmente económico para la preparación de magnetitas con propiedades adecuadas para la fabricación de tóners magnéticos así como propiamente los tóners que se pueden fabricar con estas magnetitas.
De forma sorprendente se encontró que las magnetitas descritas como no suficientemente estables frente a la temperatura en el documento DE-A 19702431 se pueden usar muy adecuadamente en tóners. Adicionalmente el procedimiento de preparación es económico por la eliminación del componente que incorpora Si, con lo que también se evita una etapa de procedimiento.
Este objetivo se pudo conseguir con las magnetitas según el procedimiento de acuerdo con la invención. Estas magnetitas pobres en silicio no se pueden usar sólo en tóners magnéticos, sino también para la coloración de papel, plástico, pinturas, fibras y hormigón y para uso en tintes.
Pobre en Si en el sentido de la invención son magnetitas con un contenido en Si menor de 0,025% en peso, preferiblemente menor de 0,0025% en peso, con especial preferencia menor de 0,001% en peso, así como un brillo L* de 50,0 a 60,0 CIELAB, un matiz de color a* de -0,5 a 1,5 CIELAB, un matiz de color b* de -3,0 a -7,0 CIELAB, una esfericidad de 0,80 a 1,0, una fuerza coercitiva de 2,387 a 5,570 kA/m (de 30 a 70 Oe), un tamaño de partícula de 0,1 a 1,0 \mum, un contenido en azufre de 0,05 a 1,1% en peso, determinado como SO_{3}, un contenido en manganeso de 0,05 a 0,5% en peso, un contenido en proporciones solubles en agua inferior a 0,2% en peso y un valor de pH de 4,0 a 8,5.
Las magnetitas que se pueden usar de acuerdo con la invención se pueden obtener del siguiente modo
a)
se dispone un componente alcalino en forma de una solución acuosa en gas protector,
b)
se calienta el componente alcalino a una temperatura de 50 a 100ºC, preferiblemente de 60 a 90ºC,
c)
se añade un componente de hierro II en forma de una solución acuosa en una cantidad tal que se presente una relación molar de componente de Fe II a un equivalente de componente alcalino de 0,48 a 0,6, y en donde la temperatura se mantiene de 50 a 100ºC, preferiblemente de 60 a 90ºC,
d)
se trata la suspensión obtenida en c) con un agente oxidante hasta un contenido en Fe III de más de 65% en moles en el compuesto de hierro,
e)
tras la oxidación en d) se añade de nuevo bajo gas protector un componente alcalino en forma de una solución acuosa a la suspensión obtenida en d) en una cantidad tal que se obtenga una relación molar teórica de Fe II usado en c) a un equivalente de componente alcalino usado en total de 0,40 a 0,48, preferiblemente de 0,45 a 0,47,
f)
se calienta esta suspensión de 50 a 100ºC, preferiblemente de 60 a 90ºC,
g)
se añade un componente de Fe II en forma de una solución acuosa en una cantidad tal que se obtenga una relación molar de componente de Fe II a un equivalente de componente alcalino de 0,48 a 0,60,
h)
se oxida con un agente oxidante hasta un contenido de Fe III en el compuesto de hierro de más de 65% en moles, referido al contenido en hierro, y luego
i)
se filtra y el residuo se lava, se seca y se muele.
El tamaño de partícula y la forma de partícula de las magnetitas se puede controlar con el valor del pH de precipitación. La magnetita precipita en el intervalo de relaciones de Fe-II/NaOH de más de 0,48, obteniéndose así partículas crecientemente esféricas, que se caracterizan por una remanencia muy baja. Además estas partículas son por lo general en comparación con las magentitas preparadas a otros valores de pH relativamente finas.
Con la adición de sosa cáustica tras finalización de la primera oxidación, más adición de hierro en forma de una sal de hierro II soluble en agua y nueva oxidación se consigue agrandar estas magnetitas de partícula fina. Con esto se mejora la estabilidad térmica. Se puede conseguir una mejora adicional de la estabilidad térmica mediante post-tratamiento con sustancias orgánicas o inorgánicas. Aquí se usan preferiblemente compuestos de Al, Si, Ti, Mg o Zr inorgánicos, que forman en la precipitación hidróxido o capas de oxihidróxido densos. Sin embargo es especialmente preferida la adición de agentes de post-tratamiento orgánicos como polisiloxanos o ésteres de Ti.
Como componente alcalino se puede usar preferiblemente un hidróxido de metal alcalino, un hidróxido de metal alcalinotérreo, un óxido de metal alcalinotérreo, un carbonato de metal alcalino, MgCO_{3} o amoniaco. Como componente de silicato se usa preferiblemente un silicato de metal alcalino soluble en agua. Como componente de hierro II se usa preferiblemente una sal de Fe II soluble en agua, con especial preferencia sulfato de hierro o cloruro de hierro. Sin embargo también es posible usar otros compuestos de Fe II solubles en agua, de forma particular si estos disponen de precios comparables. Como agentes oxidantes se pueden usar preferiblemente oxígeno del aire, oxígeno puro, H_{2}O_{2}, cloro, cloratos de metales alcalinos (por ejemplo, NaOCl, NaClO_{3}, NaClO_{4}) o nitratos. Por motivos económicos se usan con especial preferencia oxígeno del aire, oxígeno puro, H_{2}O_{2} o nitrato de sodio.
Una forma de realización especialmente preferida del procedimiento de acuerdo con la invención se describe a continuación con más detalle:
Se dispone sosa cáustica con un contenido de 300 g de NaOH por litro de agua en un tanque agitado discontinuo con agitación y conducción de gas protector.
A continuación se calienta a una temperatura entre 50 y 100ºC, preferiblemente entre 60 y 90ºC. Cuando se alcanza esta temperatura se inicia la dosificación del componente de Fe II. El cálculo del componente del Fe II se realiza mediante la relación pretendida NaOH/Fe-II. Si se pretende, por ejemplo, una relación NaOH/Fe-II de 0,55 y se disponen 100 moles de NaOH, entonces se deben añadir 100*0,55 = 55 moles de componente de Fe-II. El cálculo de las relaciones de hidróxido de metal alcalino/Fe-II se basa en la ecuación
Fe^{2+} + 2 \ NaOH Fe(OH)_{2} + 2 \ Na^{+} \ Fe-II/NaOH = 0,50
Si se usa un componente alcalino que reacciona en otra relación estequiométrica con el componente de Fe-II dando Fe(OH)_{2} o FeCO_{3}, se debe cambiar entonces la relación en correspondencia. Este caso se da, por ejemplo, con el uso de carbonatos o hidróxidos o hidróxidos de metales alcalinotérreos, de modo que en estos casos resulta la siguiente ecuación:
Fe^{2+} + Ca(OH)_{2} 
\hskip0.5cm
\rightarrow 
\hskip0.5cm
Fe(OH)_{2} + Ca^{2+} \ Fe-II/Ca(OH)_{2} \ : \ 1,0
o
Fe^{2+} + Na_{2}CO_{3} \ FeCO_{3} + 2 \ Na^{+} + Fe-II/NaCO_{3}: 1,0
La dosificación del componente de Fe-II se realiza preferiblemente con una velocidad tal que no aparece caída alguna de la temperatura. Una vez finaliza la adición de la cantidad calculada del componente de Fe-II, se calienta dado el caso de nuevo de 50 a 100ºC. En muchos casos la temperatura en b) y la temperatura en c) son idénticas, de modo que no se requiere una etapa de calentamiento más. Cuando se alcanza la temperatura finaliza la ventilación de gas protector y comienza la adición de agente oxidante. En el caso de una ventilación con aire se introduce aire por un dispositivo de ventilación por debajo del agitador. La cantidad de aire alimentada por hora está entre 0,5 y 15 l/h por mol de Fe-II. Con uso de NaNO_{3} se bombea el agente oxidante como solución acuosa dentro de 5 a 30 minutos. La cantidad requerida a este respecto se calcula según:
NaNO_{3} \ [mol] = Fe-II \ [mol]*0,67*1/8
En consecuencia para 100 ml de Fe-II se requieren 8,375 mol de NaNO_{3}. El cálculo de otros agentes oxidantes se realiza correspondientemente a los equivalentes redox del agente oxidante respectivo. Se debe observar que se deben oxidar sólo como máximo 66,6% del Fe-II para la preparación de magnetita.
La oxidación finaliza preferiblemente cuando se alcanza un contenido de Fe-III de más de 65% en moles. Esto se puede comprobar mediante valoración redox.
Después de esta primera ruta (etapa a) a d)) se llevan a cabo nuevamente estas etapas. Se añade un componente alcalino con agitación y conducción de gas protector por la suspensión de d). Se calcula la cantidad requerida de componente alcalino como se indica anteriormente a partir de la relación Fe-II/NaOH aquí requerida. Luego se incorpora el componente de Fe-II en una cantidad que corresponde a la relación de Fe-II/NaOH pretendida. Tras adición de esta cantidad en componente de Fe-II se ajusta la conducción de gas protector y comienza de nuevo con la oxidación.
Tras finalizar la segunda oxidación se filtra el producto, se lava y se seca. Antes del secado se puede tratar posteriormente el producto para la mejora de la estabilidad térmica y la dispersabilidad. A tal fin se usa preferiblemente un polisiloxano o éster de Ti orgánico.
Las magnetitas o las magnetitas de acuerdo con la invención preparadas según el procedimiento de acuerdo con la invención se usan con especial ventaja para la fabricación de tóners pero también para la fabricación de tintas de impresión y de pastas colorantes para impresoras de chorro tinta.
\newpage
La medida de las propiedades de las magnetitas se realiza según los siguientes procedimientos:
1.
Las tonalidades se comprueban mediante preparación de una pintura:
se muelen 3,2 g de magnetita en el microdismembrador (30'') con una esfera de ágata de 10 mm de diámetro. Luego se muelen 2,0 g de aglutinante Alkydal F48 (producto de Bayer AG), 0,1 g de la magnetita molida que se va a ensayar y 1,0 g de TiO_{2} (Bayertitan R-FK2; producto de Bayer AG) en una máquina de molienda de pintura de sobremesa de la compañía Engelsmann con un diámetro de 250 mm (también conocida como Muller). La tonalidad L* (brillo), a* (tono rojizo) y b* (tono azulado) se determinan según la norma DIN 55986 con Dataflash 2000 (d/8º), equipo A y el programa de valoración CIELAB2 de 19/10/1989. La forma de proceder completa de la medida del color se describe expresamente en el documento EP-A 0911370.
2.
Se miden los valores de magnetismo (fuerza coercitiva, magnetización de saturación, magnetización remanente específica) en el magnetómetro de la compañía Bayer (con fuerza de campo de 5000 Oe (que corresponde a 397,9 A\cdotm^{-1}).
3.
Se mide la superficie BET según DIN 66131:
Mezcla de gas: 90% de He, 10% de N_{2}; temperatura de medida: 77,4 K;
Calentamiento a 140ºC, 60 minutos.
4.
Análisis elemental para Si y Mn:
Se determina el Si por análisis espectral mediante ICP-OES. Se determina el Mn mediante espectroscopia de absorción atómica.
5.
Análisis elemental para Fe (total), Fe-II y Fe-III:
Determinaciones según norma DIN 55913: el contenido en Fe-II se determina mediante valoración con KMnO_{4} mediante una valoración memo (Mettler DL-70). Se determina Fe-III de forma análoga al TiCl_{3}. El contenido en hierro total se calcula a partir de ambos valores individuales y de la pesada. La determinación de los contenidos de ambas soluciones de medida se realiza diariamente.
6.
Forma de partícula y tamaño de partícula:
Estimación del tamaño y forma de partícula a partir de una toma por microscopía de transmisión (TEM) con una ampliación de 30.000 veces.
7.
Análisis elemental para S:
Se determina azufre mediante ICP-OES.
8.
Se determina la esfericidad mediante análisis de imagen en función de una toma por TEM con ampliación de 30.000 veces, la valoración se realiza según el procedimiento del factor de forma mediante un sistema de análisis de imagen automático (IBAS, compañía Zeiss). A este respecto la relación de diámetro mínimo a diámetro máximo de una partícula da el factor de forma. Cuanto más próximo se encuentre este valor a 1,0 tanto más esférica es una partícula.
9.
Las proporciones solubles en agua se determinan según norma ISO-EN 787 parte 3.
10.
El valor del pH del polvo de magnetita se determina según ISO-EN 787 parte 9.
La invención se aclarará más detalladamente con ayuda de los siguientes ejemplos.
Ejemplos Ejemplo 1
En un tanque agitado de 30 litros de volumen útil se añadieron 6000 g de sosa cáustica con un contenido de
300 g/l, que corresponde a 45 mol de NaOH. Tras conexión de la ventilación de nitrógeno y del agitador se calentó la sosa cáustica a 90ºC. Se bombearon en 51 minutos 13,756 litros de solución de sulfato de hierro II con un contenido de 260,89 g/l, que corresponde a 23,625 mol de Fe-II. La relación de FeSO_{4}/NaOH fue de 0,525. Luego se ajustó la ventilación de nitrógeno y se ventiló con 86 l/h de aire por un anillo de ventilación dispuesto bajo el agitador. Se retiró la ventilación después de que se alcanzase un contenido en Fe-III de 66% en moles. Luego se ventiló de nuevo con nitrógeno. A continuación se bombearon en 4 minutos 850 ml de sosa cáustica con 300 g de NaOH/l, que corresponde a 6,375 mol de NaOH. La relación de FeSO_{4}/NaOH fue en este momento de 0,46. Después se bombearon 1100 ml de solución de FeSO_{4} con un contenido de 260,89 g/l en 5 minutos. Esta cantidad de FeSO_{4} corresponde a 1,889 mol de FeSO_{4}. La relación de FeSO_{4} fue en este momento 0,497. A continuación se oxidó con 86 l/h de aire hasta un contenido en Fe-III de 66,8% en moles.
Tras finalizar la oxidación se filtró la suspensión, se lavó con agua totalmente desmineralizada y se secó a 80ºC en aire. Se molió el producto obtenido en un molino por impacto.
La magnetita obtenida tenía las siguientes propiedades:
Brillo L*
: 51,2 CIELAB
a*
: 0,3 CIELAB
b*
: -4,8 CIELAB
Esfericidad
: 0,92
Contenido en Si
: 0,001% en peso
Fuerza coercitiva
: 52 Oe = 4,138 kA/m
Tamaño de partícula
: 0,2 \mum
Contenido en S
: 0,78% en peso, determinado como SO_{3}
Contenido en Mn
: 0,11% en peso
Proporciones solubles en agua
: 0,13% en peso
Valor de pH según DIN
: 6,2
Estabilidad a la temperatura
: 120ºC
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 2
En un tanque agitado de 30 litros de volumen útil se añadieron 6000 g de sosa cáustica con un contenido de
300 g/l, que corresponde a 45 mol de NaOH. Tras conexión de la ventilación de nitrógeno y del agitador se calentó la sosa cáustica a 90ºC. Se bombearon en 43 minutos 13,664 litros de solución de sulfato de hierro II con un contenido de 250,13 g/l, que corresponde a 22,50 mol de Fe-II. La relación de FeSO_{4}/NaOH fue de 0,500. Luego se ajustó la ventilación de nitrógeno y se ventiló con 80 l/h de aire por un anillo de ventilación dispuesto bajo el agitador. Se retiró la ventilación después de que se alcanzase un contenido en Fe-III de 67,3% en moles. Luego se ventiló de nuevo con nitrógeno. A continuación se bombearon en 4 minutos 521 ml de sosa cáustica con 300 g/l, que corresponde a 3,910 mol de NaOH. La relación de FeSO_{4}/NaOH fue en este momento de 0,46. Se bombearon ahora 1187 ml de solución de FeSO_{4} con un contenido de 250,13 g/l en 5 minutos. Esta cantidad de FeSO_{4} corresponde a 1,955 mol de FeSO_{4}. La relación de FeSO_{4}/NaOH fue en este momento 0,500. A continuación se oxidó adicionalmente con 86 l/h de aire hasta un contenido en Fe-III de 66,8% en moles.
Tras finalizar esta reacción se filtró la suspensión, se lavó con agua totalmente desmineralizada y se secó a 80ºC en aire. Se molió el producto obtenido en un molino por impacto.
La magnetita obtenida tenía las siguientes propiedades:
Brillo L*
: 51,7
a*
: 0,3
b*
: -4,6
Superficie BET
: 5,6 m^{2}/g
Esfericidad
: 0,92
Contenido en Si
: 0,001%
Fuerza coercitiva
: 52 Oe = 4,138 kA/m
Tamaño de partícula
: 0,2 \mum
Contenido en S
: 1,03% de SO_{3}
Contenido en Mn
: 0,12%
Proporciones solubles en agua
: 0,09%
Valor de pH según DIN
: 5,6
Contenido en Fe
: 70,3%
Estabilidad a la temperatura
: 140ºC
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo comparativo
En un tanque agitado de 30 litros de volumen útil se añadieron 6000 g de sosa cáustica con un contenido de
300 g/l, que corresponde a 45 mol de NaOH. Tras conexión de la ventilación de nitrógeno y del agitador se calentó la sosa cáustica a 90ºC. Se bombearon en 43 minutos 13,664 litros de solución de sulfato de hierro II con un contenido de 250,13 g/l, que corresponde a 22,50 mol de Fe-II. La relación de FeSO_{4}/NaOH fue de 0,500. Luego se ajustó la ventilación de nitrógeno y se ventiló con 80 l/h de aire por un anillo de ventilación dispuesto bajo el agitador. Se retiró la ventilación después de que se alcanzase un contenido en Fe-III de 67,3% en moles. Tras finalizar esta reacción se filtró la suspensión, se lavó con agua totalmente desmineralizada y se secó a 80ºC en aire. Se molió el producto obtenido en un molino por impacto.
La magnetita obtenida tenía las siguientes propiedades:
Brillo L*
: 53,8
a*
: 0,4
b*
: -4,1
Superficie BET
: 7,2 m^{2}/g
Esfericidad
: 0,90
Contenido en Si
: < 0,001%
Fuerza coercitiva
: 57 Oe = 4,535 kA/m
Tamaño de partícula
: 0,2 \mum
Contenido en S
: 1,08% de SO_{3}
Contenido en Mn
: 0,12%
Proporciones solubles en agua
: 0,09%
Valor de pH según DIN
: 5,6
Contenido en Fe
: 70,3%
Estabilidad a la temperatura
: 110ºC

Claims (4)

1. Uso de magnetitas pobres en silicio con un contenido en silicio inferior a 0,025% en peso, un brillo L* de 50,0 a 60,0 CIELAB, un matiz de color a* de -0,5 a 1,5 CIELAB, un matiz de color b* de -3,0 a -7,0 CIELAB, una esfericidad de 0,80 a 1,0, una fuerza coercitiva de 2,387 a 5,570 kA/m (de 30 a 70 Oe), un tamaño de partícula de 0,1 a 1,0 \mum, un contenido en azufre de 0,05 a 1,1% en peso, determinado como SO_{3}, un contenido en manganeso de 0,05 a 0,5% en peso, un contenido en proporciones solubles en agua inferior a 0,2% en peso y un valor de pH de 4,0 a 8,5, que se obtienen del siguiente modo
a)
se dispone un componente alcalino en forma de una solución acuosa en gas protector,
b)
se calienta el componente alcalino a una temperatura de 50 a 100ºC, preferiblemente de 60 a 90ºC,
c)
se añade un componente de hierro II en forma de una solución acuosa en una cantidad tal que se presente una relación molar de componente de Fe II a un equivalente de componente alcalino de 0,48 a 0,6, y en donde la temperatura se mantiene de 50 a 100ºC, preferiblemente de 60 a 90ºC,
d)
se trata la suspensión obtenida en c) con un agente oxidante hasta un contenido en Fe III de más de 65% en moles en el compuesto de hierro,
e)
tras la oxidación en d) se añade de nuevo bajo gas protector un componente alcalino en forma de una solución acuosa a la suspensión obtenida en d) en una cantidad tal que se obtenga una relación molar teórica de Fe II usado en c) a un equivalente de componente alcalino usado en total de 0,40 a 0,48, preferiblemente de 0,45 a 0,47,
f)
se calienta esta suspensión de 50 a 100ºC, preferiblemente de 60 a 90ºC,
g)
se añade un componente de Fe II en forma de una solución acuosa en una cantidad tal que se obtenga una relación molar de componente de Fe II a un equivalente de componente alcalino de 0,48 a 0,60,
h)
se oxida con un agente oxidante hasta un contenido de Fe III en el compuesto de hierro de más de 65% en moles, referido al contenido en hierro, y luego
i)
se filtra y el residuo se lava, se seca y se muele,
para la fabricación de tóners, para la coloración de hormigón, pinturas, plásticos, papel y pinturas de dispersión y en la fabricación de tintas para impresión y tintas para impresoras de chorro de tinta.
2. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque las magnetitas tienen un contenido en silicio inferior a 0,0025% en peso.
3. Uso según la reivindicación 1, caracterizado porque las magnetitas tienen un contenido en silicio menor de 0,001% en peso.
4. Tóners que contienen magnetitas pobres en silicio según una de las reivindicaciones 1 a 3.
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