ES2353842T3 - Pigmento de óxido compuesto a base de hierro y titanio y método para producirlo. - Google Patents
Pigmento de óxido compuesto a base de hierro y titanio y método para producirlo. Download PDFInfo
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Abstract
Un proceso para producir un pigmento de óxido complejo de hierro y titanio que contiene un óxido complejo de pseudobrookita representado por: la fórmula de composición (M1-x-Fex)O - TiO2 o la fórmula de composición (Fe 1-y-Al y) 2O 3 -TiO 2 donde M es al menos un metal seleccionado entre el grupo constituido por los metales bivalentes Mg, Sr y Zn, las proporciones de Fe, Al y M con respecto a Ti están en los respectivos intervalos de 0,3<=Fe/Ti<=4,5, 0<=Al/Ti<=6,5 y 0<=M/Ti<=2,6, y x e y están en los respectivos intervalos de 0<=x<1 y 0<=y<1, donde dicho proceso comprende mezclar sustancias fuente particuladas para Ti, Fe, Al y M en proporciones especificadas, triturar la composición particulada resultante en un estado seco para dar a la composición la energía suficiente para causar una reacción mecanoquímica, unir las partículas entre sí y preparar partículas compuestas en las que los elementos Ti, Fe, Al y M están presentes, y calcinar las partículas compuestas a de 700 a 1200ºC.
Description
Pigmento de óxido compuesto a base de hierro y
titanio y método para producirlo.
La presente invención se refiere a un proceso
para preparar pigmentos de óxidos complejos de hierro y titanio que
producen un color amarillo para su uso en la coloración de
plásticos, cerámicas, composiciones de recubrimiento, etc., y
procesos para prepararlos.
Los pigmentos de óxidos complejos del tipo
pseudobrookita se conocen como pigmentos inorgánicos de hierro y
titanio que producen un color amarillo.
La memoria descriptiva de la Patente de Estados
Unidos Nº 4.036.662 describe pigmentos de pseudobrookita y de
pseudobrookita y rutilo en mezcla que se representan mediante
Fe_{2}TiO_{5}\bulletxTiO_{2} donde x es de 0 a 15. De
acuerdo con la descripción, el tono de color es ajustable
modificando la proporción de mezclado de Fe_{2}TiO_{5} y
TiO_{2}. La memoria descriptiva afirma que partículas finas, de
hasta 1 \mum de tamaño medio, se obtienen mezclando los
materiales en forma de suspensiones acuosas, deshidratando la
mezcla y seguidamente calcinando la mezcla a una temperatura de 600
a 1100ºC, y que un pigmento amarillo está disponible haciendo a la
atmósfera de calcinación reductora mediante el uso de negro de humo
o un agente reductor similar. Sin embargo, el pigmento obtenido
mediante el método anterior sigue necesitando mejoras en
saturación, poder colorante y poder de recubrimiento para su uso
para colorear plásticos y composiciones de recubrimiento de las que
se requieren altas funciones.
Fukuji Suzuki prepararon Fe_{2}TiO_{5} del
tipo pseudobrookita mezclando óxido de titanio de tipo anatasa y
óxido de hierro alfa (hematita) y calcinando la mezcla a de 1100 a
1200ºC en la atmósfera [documento "Shikizai (coloring
materials)", 57(12)652-659, 1984].
Aunque este método comienza a producir Fe_{2}TiO_{5} a una
temperatura de no menos de 800ºC, es necesario calentar la mezcla de
reacción a 1200ºC para completar la reacción. El método tiene, por
lo tanto, las desventajas de requerir un alto coste de calcinación
para preparar el producto a una temperatura tan alta y necesitar
mucho tiempo para la pulverización, dado que la mezcla de reacción
se ha calcinado en gran medida. Adicionalmente, el producto
resultante Fe_{2}TiO_{5} tiene la misma composición que el
producto de la anterior Patente de Estados Unidos donde x es 0, y es
inferior en saturación, poder colorante y poder de
recubrimiento.
El documento JP-A Nº
8-73224(1996) describe un proceso para
preparar pigmentos de óxidos complejos de tipo pseudobrookita
representados por Al_{x}Fe_{2-x}TiO_{5}
\bullet _{y}TiO_{2} donde 0<x\leq1 y 0\leqy. De
acuerdo con la descripción, se preparan pigmentos de óxidos
complejos finamente particulados intensamente amarillos que tiene
alta saturación, dispersando o disolviendo óxidos, hidróxidos o
sales solubles en agua de hierro y aluminio en una suspensión de
óxido de titanio hidratado, haciendo que la suspensión resultante
produzca un coprecipitado a un pH adecuado, y lavando el
coprecipitado con agua, seguido de filtración, secado y calcinación
a una temperatura de aproximadamente 800 a aproximadamente 1100ºC.
Este proceso implica, sin embargo, limitaciones a los materiales de
partida, requiere un equipo y etapas complejas y tiene un alto coste
de producción.
Por lo tanto, los pigmentos de óxidos complejos
de hierro y titanio de pseudobrookita se producen mezclando óxido
de titanio o ácido metatitánico con un óxido de hierro, hidróxido de
hierro o sal de hierro soluble en agua en una proporción
predeterminada en un estado seco o húmedo, o haciendo que una
solución acuosa de sales solubles en agua de titanio y hierro
experimente coprecipitación y lavando el precipitado, seguido de
secado para obtener una mezcla de materiales, y calcinando la mezcla
en aire o una atmósfera reductora a una temperatura de 800 a
1200ºC. En la etapa de calcinación, Ti, Fe u O de partículas de uno
de los materiales se difunde en las del otro, dando origen de este
modo a una reacción para formar y desarrollar cristales de
pseudobrookita. Para fabricar de forma industrial un producto
estabilizado, especialmente óxidos complejos que contienen hierro,
mediante dicha reacción en fase sólida, la estabilidad de los
materiales que se usarán, la estabilidad de los materiales
mezclados conjuntamente y la estabilidad de la operación de
calcinación, son de extrema importancia.
Los materiales, especialmente compuestos de
hierro, tales como óxidos de hierro o hidróxidos de hierro, se
oxidan o reducen fácilmente mediante un ligero cambio de temperatura
y atmósfera. Por consiguiente, es difícil obtener materiales que
siempre muestran reactividad constante durante la calcinación, y,
por lo tanto, limitaciones a los materiales utilizables. Además,
cuando se mezclan conjuntamente materiales que tienen diferencias en
gravedad específica, tamaño de partícula o volumen, es probable que
se produzca segregación en la mezcla que se está preparando
mediante mezclado o según se prepara mediante mezclado debido a la
diferencia de gravedad específica o de tamaño de partícula, lo que
presenta dificultades para producir una mezcla de materiales de
composición uniforme.
Además, dado que la transferencia de masa entre
los materiales particulados es un factor de control de la velocidad
de la reacción, las bajas temperaturas conducen a una baja velocidad
de reacción que da como resultado baja productividad, la
fabricación de la cantidad del producto deseado a una escala
industrial requiere una alta temperatura para la calcinación.
\newpage
Dado que el óxido de hierro o hidróxido de
hierro en la mezcla de materiales se oxida o se reduce fácilmente
mediante un ligero cambio de la temperatura o atmósfera, un producto
de color uniforme no está disponible a menos que la temperatura y
la atmósfera de calcinación se controlen estrechamente.
Se sabe bien que, cuando hay que fabricar
pigmentos de óxidos complejos que contienen hierro con buena
estabilidad y con color uniforme producido, es necesario usar
materiales de alta calidad controlados estrictamente, para mantener
a los materiales uniformemente mezclados en todo momento y para
calcinar la mezcla con la temperatura, tiempo y atmósfera
controlados estrictamente. Estos requisitos hacen al equipo y al
proceso complejos y dan como resultado un mayor coste de
fabricación.
En vista de los anteriores problemas, un objeto
de la presente invención es proporcionar un pigmento amarillo que
contiene un óxido complejo de hierro y titanio de tipo
pseudobrookita y produce un color estabilizado más amarillento que
de forma convencional y que puede usarse de forma universal para dar
color a plásticos, cerámicas y composiciones de recubrimiento.
El presente solicitante propuso anteriormente un
proceso para producir un pigmento amarillo de tipo rutilo mezclando
óxido de titanio, óxido de uno de Co, Cr y Ni y óxido de uno de Sb,
Nb y W, triturando la composición resultante mediante un método en
seco usando un molino para preparar partículas compuestas utilizando
una reacción mecanoquímica, y calcinando las partículas [véase el
documento JP-A Nº 10-219134 (1998)].
El proceso está adaptado para la producción de pigmentos de óxidos
complejos de tipo rutilo tales como
Ti-Sb-Cr,
Ti-Sb-Ni,
Ti-Nb-Co o
Ti-W-Ni.
Los presentes inventores han realizado
posteriormente investigaciones para la producción de pigmentos
amarillos y descubrieron que un pigmento de óxido complejo de
pseudobrookita de características extraordinarias puede obtenerse
aplicando una reacción mecanoquímica a partículas de material de
hierro y titanio para preparar partículas compuestas, seguida de
calcinación.
Dicho más específicamente, la presente invención
proporciona un proceso para producir un primer pigmento de óxido
complejo, es decir, un pigmento de óxido complejo de hierro y
titanio que se caracteriza porque el pigmento contiene un
óxido complejo de pseudobrookita representado por:
- la fórmula de composición (M_{1-x}\bulletFe_{x})O\bulletTiO_{2} o
- la fórmula de composición (Fe_{1-y}\bulletAl_{y})_{2}O_{3}\bulletTiO_{2}
donde M es uno de los metales bivalentes Mg, Sr
y Zn, las proporciones de Fe, Al y M con respecto a Ti están en los
respectivos intervalos de 0,3\leqFe/Ti\leq4,5,
0\leqAl/Ti\leq6,5 y 0\leqM/Ti\leq2,6, y x e y están en los
respectivos intervalos de 0\leqx<1 y 0\leqy<1.
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención proporciona además un
proceso para producir el primer pigmento de óxido complejo. Este
proceso se caracteriza por mezclar materiales de partida
particulados para Ti, Fe, Al y M en proporciones especificadas,
triturar la composición particulada resultante en un estado seco
para dar a la composición la energía suficiente para causar una
reacción mecanoquímica, unir las partículas entre sí y preparar
partículas compuestas en las que los elementos Ti, Fe, Al y M están
presentes, y calcinar las partículas compuestas a de 700 a
1200ºC.
La presente invención proporciona un segundo
pigmento de óxido complejo, es decir, un pigmento de óxido complejo
de hierro y titanio que se caracteriza porque el pigmento
contiene un óxido complejo de pseudobrookita, y tiene añadido a
éste al menos un elemento seleccionado entre el grupo constituido
por Li, B, Si y Ca, estando el óxido complejo de pseudobrookita
representado por:
- la fórmula de composición (M_{1-x}\bulletFe_{x})O\bullet2TiO_{2} o
- la fórmula de composición (Fe_{1-y}\bulletAl_{y})_{2}O_{3}\bulletTiO_{2}
donde M es al menos un metal seleccionado entre
el grupo constituido por los metales bivalentes Mg, Sr y Zn, las
proporciones de Fe, Al y M con respecto a Ti están en los
respectivos intervalos de 0,3\leqFe/Ti\leq4,5,
0\leqAl/Ti\leq6,5 y 0\leqM/Ti\leq2,6, y x e y están en los
respectivos intervalos de 0\leqx<1 y 0\leqy<1. El segundo
pigmento de óxido complejo sigue estando libre de decoloración
incluso cuando se mezcla con resinas con calentamiento y tiene alta
resistencia al calor.
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención proporciona además un
proceso para producir el segundo pigmento de óxido complejo. Este
proceso se caracteriza por mezclar materiales de partida
particulados para Ti, Fe, Al y M, y al menos un elemento
seleccionado entre el grupo constituido por Li, B, Si y Ca en
proporciones especificadas, triturar la composición particulada
resultante en un estado seco para dar a la composición la energía
suficiente para causar una reacción mecanoquímica, unir las
partículas entre sí y preparar partículas compuestas en las que los
elementos Ti, Fe, Al y M, y al menos un elemento seleccionado entre
el grupo constituido por Li, B, Si y Ca están presentes, y calcinar
las partículas compuestas a de 700 a 1200ºC.
En lugar del método convencional de mezclar los
materiales de partida particulados (sustancias fuente para los
elementos que proporcionan el primer o segundo pigmento de óxido
complejo) en proporciones predeterminadas y seguidamente tratar a
la mezcla húmeda o seca usando un mezclador, El proceso de la
presente invención tritura los materiales de partida particulados
en un estado seco mediante el uso de un molino que tiene una alta
eficiencia de trituración para pulverizar y mezclar los materiales
particulados. El tratamiento de trituración en seco continúa
seguidamente para dar a los materiales particulados una gran energía
mecánica, tal como la de trituración, fricción, compresión,
tensión, doblado y colisión, no menor que la necesaria para la
trituración, con lo que las partículas de material que están
pulverizadas y mezcladas conjuntamente de forma uniforme se unen
entre sí para aumentar de tamaño, produciendo de este modo un
fenómeno denominado "trituración inversa". De esta manera, se
forman partículas secundarias compuestas en las que los elementos
incorporados en la composición de partida están presentes de forma
uniforme en una proporción definida. Junto con este fenómeno, los
materiales de partida pierden cristalinidad y se vuelven
parcialmente amorfos. Esto es lo que se denomina una reacción
mecanoquímica.
Cuando el tratamiento de trituración en seco de
los materiales de partida particulados que recurre a la reacción
mecanoquímica se realiza durante un largo periodo de tiempo, el
aumento de los tamaños de partícula debido a la trituración inversa
y la disminución de los tamaños de partícula debida a la trituración
tienen lugar al mismo tiempo, de modo que el tratamiento tiene la
característica de que las variaciones del tamaño de partícula
alcanzan el equilibrio. Por consiguiente, incluso si los materiales
de partida difieren en gravedad específica, tamaño de partícula o
volumen, pueden obtenerse partículas secundarias compuestas siempre
estabilizadas en tamaño de partícula y con una composición
uniforme.
Las partículas secundarias compuestas obtenidas
mediante la reacción mecanoquímica no están en forma de una simple
mezcla sino que contienen todos los elementos incorporados en la
composición de partida, de forma uniforme y compacta en una
proporción definida, tienen, por lo tanto, una reactividad muy alta
y pueden calcinarse a una temperatura más baja en un periodo de
tiempo más corto, produciendo un pigmento que tiene una saturación
mucho más alta y un más excelente poder colorante que los obtenidos
calcinando una mezcla obtenida mediante el método convencional de
mezclado húmedo o seco.
El proceso de la presente invención simplemente
tritura los materiales de partida en un estado seco usando un
molino en lugar de mezclar los materiales de partida de la manera
convencional, con lo que puede conseguirse el objeto anterior, sin
necesitar, por consiguiente, ninguna etapa compleja de producción
tal como coprecipitación. Además, la composición puede calcinarse a
una temperatura más baja en un periodo de tiempo más corto, y el
producto calcinado puede pulverizarse fácilmente. El proceso es, por
lo tanto, ventajoso también en coste. Aunque el método de mezclado
de material convencional encuentra dificultades en la preparación de
una mezcla de composición uniforme a partir de materiales que son
diferentes en gravedad específica o tamaño de partícula, materiales
de partida que son diferentes en tamaño de partícula o gravedad
específica siempre pueden preparar partículas secundarias
compuestas de composición uniforme mediante el tratamiento de
trituración en seco del proceso de la invención. Esto elimina
limitaciones de los materiales de partida.
La reacción mecanoquímica per se ya se
conoce, como se describe en el documento Kiichro Kubo,
"Mechanochemistry of Inorganic Materials", (publicado por
Sogogijutsu Shuppan, 1987), y se describe que la reacción es
aplicable a la modificación superficial de partículas y a la
preparación de sustancias superconductoras a alta temperatura,
mientras que sigue sin describir la aplicación de la reacción a la
preparación de pigmentos de óxidos complejos de pseudobrookita.
Los materiales de partida para su uso en la
preparación del primer pigmento de óxido complejo, es decir las
sustancias fuente para los elementos que proporcionan el pigmento,
pueden ser, por ejemplo, óxidos, hidróxidos o carbonatos de Ti, Fe,
Al y M (que es al menos un metal seleccionado entre el grupo
constituido por los metales bivalentes Mg, Sr y Zn), o compuestos
de estos elementos que se convierten en óxidos cuando se calientan.
Fuentes de Ti generalmente útiles son óxido de titanio del tipo
anatasa, óxido de titanio de tipo rutilo, ácido metatitánico (óxido
de titanio hidratado), etc. Ejemplos de fuentes de Fe preferidas son
óxidos de hierro, hidróxido de hierro amarillo, cloruros de hierro,
nitratos de hierro, etc. Ejemplos de fuentes útiles de Al son óxido
de aluminio, hidróxido de aluminio, cloruro de aluminio, nitrato de
aluminio, acetato de aluminio, etc. Ejemplos de fuentes de Mg,
fuentes de Sr y fuentes de Zn preferidas son óxidos, hidróxidos,
carbonatos, cloruros, nitratos, etc., de estos metales.
Entre los materiales de partida para su uso en
la preparación del segundo pigmento de óxido complejo, es decir
entre las sustancias fuente para los elementos que proporcionan el
pigmento, las sustancias fuente para Ti, Fe, Al y M son las mismas
que las usadas para la preparación del primer pigmento de óxido
complejo. Sustancias fuente útiles para al menos un elemento
seleccionado entre el grupo constituido por Li, B, Si y Ca pueden
ser el óxido, hidróxido, carbonato, cloruro, nitrato, etc., del
elemento.
Dado que las partículas secundarias compuestas
obtenidas mediante el tratamiento de trituración en seco de los
materiales de partida no son susceptibles a la influencia de la
gravedad específica, el tamaño de partícula o el volumen de los
materiales de partida, cualquiera de estos materiales puede variar
ampliamente en tamaño de partícula o volumen, y materiales baratos
que generalmente se usan ampliamente son satisfactorios para el
uso. Los ejemplos de materiales de partida que son preferibles desde
el punto de vista de coste y cantidades a suministrar son óxido de
titanio de tipo anatasa o tipo rutilo o ácido metatitánico, óxido
ferroso, óxido férrico, hidróxido de hierro amarillo, óxido de
aluminio, carbonato de magnesio, carbonato de estroncio, óxido de
zinc, carbonato de litio, ácido bórico, óxido de silicio, carbonato
cálcico, etc., que no están tratados en superficie.
En la producción de los primer y segundo
pigmentos de óxidos complejos, las sustancias fuente para Ti, Fe,
Al y M se usan en una proporción que está tan determinada que las
proporciones de Fe, Al y M (al menos un metal seleccionado entre el
grupo constituido por los metales bivalentes Mg, Sr y Zn) con
respecto a Ti en la siguiente fórmula de composición:
- (M_{1-x}\bulletFe_{x})O\bullet2TiO_{2}
\hskip0.3cm
donde\hskip0.3cm
0\leqx<1, o
- (Fe_{1-y}\bulletAl_{y})_{2}O_{3}\bulletTiO_{2}
\hskip0.3cm
donde\hskip0.3cm
0\leqy<1
estará en los respectivos intervalos de
0,3\leqFe/Ti\leq4,5, 0\leqAl/Ti\leq6,5 y
0\leqM/Ti\leq2,6.
\vskip1.000000\baselineskip
Ti y Fe son componentes esenciales. Si
Fe/Ti<0,3, el contenido del componente cromóforo Fe es demasiado
pequeño para producir el color. Si Fe/Ti>4,5, está presente un
exceso de Fe, con el resultado de que el producto se vuelve
amarillo turbio con marrón rojizo incorporado en el color, debido a
la formación de Fe_{2}O_{3} además de cristales de
pseudobrookita. Más preferentemente, el intervalo es de
0,4\leqFe/Ti\leq3,5.
La adición de Al es eficaz para ajustar el tono
del color, mientras que si Al/Ti>6,5, el producto aparece rojizo
y tiene el poder colorante y el poder de recubrimiento alterados. La
proporción está más preferentemente en el intervalo de
0,1\leqAl/Ti\leq5.
Aunque Mg, Sr y Zn son elementos no cromóforos,
la adición de estos elementos hace posible ajustar la densidad del
color a producir y el tono del color.
Si M/Ti>2,6, mayores cantidades de M y Ti
están presentes en la composición, reduciendo por consiguiente la
cantidad relativa del componente cromóforo Fe y haciendo al pigmento
incapaz de producir un color satisfactorio. Más preferentemente, el
intervalo es de 0\leqM/Ti\leq2.
En la producción del segundo pigmento de óxido
complejo, la proporción de la sustancia fuente a usar para al menos
un elemento seleccionado entre el grupo constituido por Li, B, Si y
Ca se determina preferentemente de la siguiente manera.
La proporción de la sustancia fuente a usar para
Li se determina de modo que Li esté en el intervalo de
0,07\leqLi_{2}O/
N\leq0,75 (proporción en peso) con respecto al óxido complejo de pseudobrookita (N), y que Li tenga la relación de
0,015\leqLi/Fe\leq0,074 con respecto a Fe. Si 0,07<Li_{2}O/N (proporción en peso), el efecto de conseguir una resistencia al calor mejorada es pequeño, mientras que cuando Li_{2}O/N>0,75 (proporción en peso), el resultado será, a la inversa, una resistencia al calor alterada. Las proporciones están más preferentemente en los respectivos intervalos de 0,07\leqLi_{2}O/N\leq0,17 (proporción en peso) y 0,015\leqLi/Fe\leq0,03.
N\leq0,75 (proporción en peso) con respecto al óxido complejo de pseudobrookita (N), y que Li tenga la relación de
0,015\leqLi/Fe\leq0,074 con respecto a Fe. Si 0,07<Li_{2}O/N (proporción en peso), el efecto de conseguir una resistencia al calor mejorada es pequeño, mientras que cuando Li_{2}O/N>0,75 (proporción en peso), el resultado será, a la inversa, una resistencia al calor alterada. Las proporciones están más preferentemente en los respectivos intervalos de 0,07\leqLi_{2}O/N\leq0,17 (proporción en peso) y 0,015\leqLi/Fe\leq0,03.
La proporción de la sustancia fuente a usar para
B se determina de modo que B esté en el intervalo de
0,2\leqB_{2}O_{3}/
N\leq1,20 (proporción en peso) con respecto al óxido complejo de pseudobrookita (N), y que B tenga la relación de
0,025\leqB/Fe\leq0,05 con respecto a Fe. Si 0,2<B_{2}O_{3}/N (proporción en peso), el efecto de conseguir una resistencia al calor mejorada es pequeño, mientras que cuando B_{2}O_{3}/N>1,20 (proporción en peso), las partículas se sinterizan en mayor medida durante la calcinación y se vuelven difíciles de pulverizar, mientras el producto produce un color marrón de tono oscuro. Las proporciones están más preferentemente en los respectivos intervalos de 0,2\leqB_{2}O_{3}/N\leq0,43 (proporción en peso) y 0,015\leqB/Fe\leq0,03.
N\leq1,20 (proporción en peso) con respecto al óxido complejo de pseudobrookita (N), y que B tenga la relación de
0,025\leqB/Fe\leq0,05 con respecto a Fe. Si 0,2<B_{2}O_{3}/N (proporción en peso), el efecto de conseguir una resistencia al calor mejorada es pequeño, mientras que cuando B_{2}O_{3}/N>1,20 (proporción en peso), las partículas se sinterizan en mayor medida durante la calcinación y se vuelven difíciles de pulverizar, mientras el producto produce un color marrón de tono oscuro. Las proporciones están más preferentemente en los respectivos intervalos de 0,2\leqB_{2}O_{3}/N\leq0,43 (proporción en peso) y 0,015\leqB/Fe\leq0,03.
La proporción de la sustancia fuente a usar para
Si se determina de modo que Si esté en el intervalo de
0,59\leqSiO_{2}/
N\leq4,90 (proporción en peso) con respecto al óxido complejo de pseudobrookita (N), y que Si tenga la relación de
0,024\leqSi/Fe\leq0,125 con respecto a Fe.
N\leq4,90 (proporción en peso) con respecto al óxido complejo de pseudobrookita (N), y que Si tenga la relación de
0,024\leqSi/Fe\leq0,125 con respecto a Fe.
Si 0,59<SiO_{2}/N (proporción en peso), el
efecto de conseguir una resistencia al calor mejorada es pequeño,
mientras que cuando SiO_{2}/N>4,9 (proporción en peso), las
partículas se sinterizan en mayor medida durante la calcinación y
se vuelven difíciles de pulverizar, mientras el producto produce un
color marrón de tono oscuro. Las proporciones están más
preferentemente en los respectivos intervalos de
0,59\leqSiO_{2}/N\leq1,8 (proporción en peso) y
0,024\leqSi/
Fe\leq0,03.
Fe\leq0,03.
La proporción de la sustancia fuente a usar para
Ca se determina de modo que Ca esté en el intervalo de
0,55\leqCaO/
N\leq4,50 (proporción en peso) con respecto al óxido complejo de pseudobrookita (N), y que Ca tenga la relación de
0,026\leqCa/Fe\leq0,13 con respecto a Fe. Si 0,55<CaO/N (proporción en peso), el efecto de conseguir una resistencia al calor mejorada es pequeño, mientras que cuando CaO/N>4,5 (proporción en peso), las partículas se sinterizan en mayor medida durante la calcinación y se vuelven difíciles de pulverizar, mientras el producto produce un color marrón de tono oscuro. Las proporciones están más preferentemente en los respectivos intervalos de 0,55\leqCaO/N\leq1,71 (proporción en peso) y 0,026\leqCa/Fe\leq0,078.
N\leq4,50 (proporción en peso) con respecto al óxido complejo de pseudobrookita (N), y que Ca tenga la relación de
0,026\leqCa/Fe\leq0,13 con respecto a Fe. Si 0,55<CaO/N (proporción en peso), el efecto de conseguir una resistencia al calor mejorada es pequeño, mientras que cuando CaO/N>4,5 (proporción en peso), las partículas se sinterizan en mayor medida durante la calcinación y se vuelven difíciles de pulverizar, mientras el producto produce un color marrón de tono oscuro. Las proporciones están más preferentemente en los respectivos intervalos de 0,55\leqCaO/N\leq1,71 (proporción en peso) y 0,026\leqCa/Fe\leq0,078.
A continuación, se proporcionará una descripción
detallada de los procesos para producir pigmentos de óxidos
complejos de hierro y titanio de la presente invención.
La composición de las sustancias fuente para los
elementos del primer o segundo pigmento de óxido complejo se
tritura en un estado seco. Los ejemplos de molinos para su uso en el
tratamiento de trituración en seco son aquellos que tiene una alta
eficiencia de trituración, tales como molinos de bolas rotatorios,
molinos de tubos, molinos vibratorios, molinos planetarios, molinos
de agitación de un medio, molinos de trituración por cizalla, y
molinos de impacto rotatorios de alta velocidad. Estos molinos
pueden ser de tipo discontinuo o de tipo continuo. Desde el punto
de vista del aumento de la escala de funcionamiento industrial,
facilidad de control y eficiencia del tratamiento, los molinos
vibratorios y los molinos de agitación de un medio son deseables.
Los ejemplos de medios de trituración para molinos secos para su uso
con dicho medio son bolas, cilindros, barras, etc. Los ejemplos de
materiales para dichos medios son alúmina, circona y cerámicas
similares, acero, acero de herramientas y metales similares. Las
bolas se usan como medio de trituración para molinos vibratorios,
molinos planetarios y molinos de agitación de un medio. El tamaño de
las bolas ejerce influencia sobre el tamaño de las partículas
secundarias compuestas que resultan del tratamiento de trituración
en seco y es generalmente de 1 a 30 mm de diámetro. La composición
se somete al tratamiento de trituración en seco durante un periodo
de tiempo que varía con el molino a usar, con la carga de materiales
de partida y con la cantidad de medio de trituración. Es deseable
continuar el tratamiento de trituración en seco hasta que el tamaño
de partícula de los materiales de partida cargados no disminuya y el
aumento del tamaño de partícula debido a la trituración inversa y
la disminución del tamaño de partícula debida a la trituración se
llevan a equilibrio para dar como resultado la ausencia de
variaciones del tamaño de partícula.
Para impedir la adhesión de partículas de los
materiales de partida al medio de trituración durante el tratamiento
de trituración en seco y para dar origen de forma efectiva a la
reacción mecanoquímica, puede añadirse un agente auxiliar líquido
en las condiciones de tratamiento de trituración en seco. Los
ejemplos de agentes auxiliares utilizables para el tratamiento de
trituración en seco son etanol, propanol y alcoholes similares;
etilenglicol, propilenglicol, glicerina y alcoholes polihídricos
similares; dietanolamina, trietanolamina y aminas de alcohol
similares; ácido esteárico; ceras de bajo punto de fusión; etc.
Estos agentes auxiliares se usan habitualmente en una cantidad del
0,05 al 5% en peso en base a la carga de materiales de partida,
aunque la cantidad varía con el tipo de agente auxiliar, el tamaño
de partícula de los materiales de partida particulados y el área
superficial del medio de trituración. Si la cantidad del agente
auxiliar es demasiado pequeña, partículas de materiales de partida
se adherirán a la pared interna del molino o al medio de
trituración, dificultando la operación de trituración y mezclado y
no consiguiendo producir partículas secundarias compuestas. Si se
usa una cantidad excesiva de agente auxiliar, el tratamiento no
consigue formar partículas secundarias compuestas aunque los
materiales de partida se trituren y mezclen conjuntamente.
A continuación, las partículas secundarias
compuestas se calcinan en un horno de calcinación habitual, en la
atmósfera a una temperatura de 700 a 1200ºC durante de 0,5 a 10
horas. Si la temperatura de calcinación está por debajo de 700ºC,
una menor velocidad de reacción dará como resultado la necesidad de
un tiempo de calcinación demasiado largo. Además, si la temperatura
de calcinación supera los 1200ºC, el producto se vuelve sinterizado
en exceso, presentando dificultades para ajustar el tamaño de
partícula del producto calcinado. Preferentemente, la operación de
calcinación se realiza a una temperatura de 800 a 1100ºC durante de
1 a 6 horas. La atmósfera de calcinación no está particularmente
limitada y puede ser la atmósfera.
El proceso para producir el primer pigmento de
óxido complejo sometiendo a los materiales de partida particulados
para el pigmento de la pseudobrookita al tratamiento de trituración
en seco, hace que los materiales de partida particulados amorfos
disminuyan la energía de activación necesaria para dar origen a una
reacción en fase sólida durante la calcinación, une las partículas
entre sí firmemente, aumenta notablemente el número de puntos de
contacto partícula con partícula que proporcionan sitios donde se
inicia la reacción, y además permite que todos los elementos usados
estén presentes de forma uniforme y compacta dentro de las
partículas en una proporción definida. Por consiguiente, el proceso
asegura una reactividad muy alta y una velocidad de reacción en
fase sólida notablemente aumentada. Al someterse al tratamiento de
trituración en seco, los materiales de partida particulados pueden
calcinarse a una temperatura más baja durante un periodo de tiempo
más corto que de forma convencional, produciendo un pigmento con
buena estabilidad que contiene un óxido complejo de pseudobrookita
altamente amarillento que tiene alta saturación y un extraordinario
poder colorante.
Además, el segundo pigmento de óxido complejo
que tiene Li, B, Si y/o Ca incorporado en su interior, sigue
estando libre de decoloración incluso si se mezcla con una resina
con calentamiento y tiene alta resistencia al calor.
Por lo tanto, la presente invención hace posible
producir pigmentos amarillos que contienen un óxido complejo de
hierro y titanio del tipo pseudobrookita y que tienen alta
saturación, excelente poder colorante, son intensamente
amarillentos y utilizables para colorear plásticos, cerámicas y
composiciones de recubrimiento.
A continuación se proporcionan ejemplos de la
presente invención.
Como materiales de partida (sustancias fuente
para los elementos) se usaron fuentes de Ti que eran óxido de
titanio del tipo anatasa (99% de contenido de TiO_{2}, 0,9 \mum
de tamaño medio de partícula) y ácido metatitánico seco (83% de
contenido de TiO_{2}, 0,4 \mum de tamaño medio de partícula),
fuentes de Fe que eran óxido férrico (99% de contenido de
Fe_{2}O_{3}, 1,2 \mum de tamaño medio de partícula) y óxido
ferroso (99% de contenido de Fe(OH)_{2}, 0,3 \mum
de tamaño medio de partícula), fuentes de Al que eran polvo fino de
hidróxido de aluminio (98% de contenido de
Al(OH)_{3}, 1,1 \mum de tamaño medio de partícula)
y polvo grueso de hidróxido de aluminio (98% de contenido de
Al(OH)_{3}, 8 \mum de tamaño medio de partícula),
la fuente de Mg que era carbonato de magnesio (99% de contenido de
MgCO_{3}, 0,5 \mum de tamaño medio de partícula), la fuente de
Sr que era carbonato de estroncio (98% de contenido de SrCO_{3},
0,7 \mum de tamaño medio de partícula), la fuente de Zn que era
óxido de zinc (99% de contenido de ZnO, 0,5 \mum de tamaño medio
de partícula), la fuente de Li que era carbonato de litio (99% de
contenido de Li_{2}CO_{3}), la fuente de B que era ácido bórico
(99% de contenido de H_{3}BO_{3}), la fuente de Si que era óxido
de silicio (99% de contenido de SiO_{2}, 1,0 \mum de tamaño
medio de partícula), y la fuente de Ca que era carbonato cálcico
(98% de contenido de CaCO_{3}, 1,8 \mum de tamaño medio de
partícula).
A propósito, los Ejemplos 1 a 3 se refieren a
las composiciones de primeros pigmentos de óxidos complejos y la
influencia de los intervalos de composición, el Ejemplo 4 a la
influencia de la temperatura de calcinación de los primeros
pigmentos de óxidos complejos, y el tipo y tamaño de partícula de
los materiales de partida, el Ejemplo 5 a la influencia del tiempo
de calcinación de los primeros pigmentos de óxidos complejos, el
Ejemplo 6 a la influencia de diferentes tipos de molinos usados
para los primeros pigmentos de óxidos complejos, y los Ejemplos 7 a
13 a la resistencia al calor de los segundos pigmentos de óxidos
complejos.
Se usaron materiales de partida particulados en
las proporciones enumeradas en la Tabla 1 para obtener las
composiciones 1 a 4. Cada una de las composiciones se colocó en un
recipiente de trituración, y se trituró en un estado seco usando un
molino y un medio de trituración colocado en su interior. La carga
de materiales de partida era de 500 g, el medio de trituración eran
2000 g de bolas de alúmina, de 15 mm de diámetro, el molino usando
era un molino vibratorio (Modelo MB-1) producto de
Chuo Kakoki Co., Ltd., y el recipiente de trituración era un tarro
de porcelana que tenía una capacidad de 2000 ml. Los materiales se
sometieron a un tratamiento de trituración en seco durante 30
minutos a temperatura ambiente.
La composición particulada tratada se extrajo
seguidamente del molino, se colocó en un crisol y se calcinó en un
horno eléctrico a 900ºC durante 4 horas. El producto calcinado
obtenido se pulverizó a un tamaño medio de partícula de 0,7 \pm
0,02 \mum usando un molino de bolas en húmedo, y el producto
pulverizado se secó para obtener un pigmento. De este modo se
prepararon los pigmentos A1 a A4.
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4 g de cada pigmento, 40 g de laca acrílica y 40
g de perlas de vidrio se colocaron en una botella de vidrio de 70
ml y se agitaron durante 15 minutos usando un agitador de pintura
(producto de Red Devil Co.) para preparar una composición de
recubrimiento. La composición de recubrimiento se aplicó a un papel
para arte a un grosor de 150 \mum usando un aplicador y a
continuación se secó. Seguidamente se comprobó el color del
recubrimiento con un colorímetro espectrofotométrico. La Tabla 2
muestra las mediciones usando el sistema de color CIELAB.
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Los pigmentos A1 a A4 del Ejemplo 1 tenían todos
un valor b* superior a 47, produciendo un color intensamente
amarillento.
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Ejemplo Comparativo
1
Los pigmentos B1 a B4 se prepararon mediante el
mismo procedimiento que en el Ejemplo 1 excepto que las
composiciones 1 a 4 enumeradas en la Tabla 1 se trituraron y
mezclaron en húmedo. Dicho de forma más específica, usando el mismo
molino vibratorio, recipiente de trituración, medio de trituración y
carga de materiales de partida que en el Ejemplo 1, se añadieron
500 ml de agua a cada composición, que a continuación se trituró
para mezclarla en un estado húmedo durante 30 minutos.
Seguidamente, la mezcla se secó en un horno de secado a 110ºC para
obtener una mezcla de material de partida particulado. La mezcla se
calcinó y pulverizó de la misma manera que en el Ejemplo 1 para
obtener un pigmento. De este modo, se obtuvieron los pigmentos B1 a
B4.
Estos pigmentos se usaron para preparar
recubrimientos, cuyo color se comprobó mediante el mismo método que
en el Ejemplo 1. La Tabla 3 muestra las mediciones usando el sistema
de color CIELAB.
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Con respecto a los pigmentos A1 a A4 del Ejemplo
1, los pigmentos B1 a B4 del Ejemplo Comparativo 1 tienen un valor
L* más pequeño y son más oscuros, un valor a* más grande y son
intensamente rojizos, y un valor b* más pequeño y son menos
amarillentos.
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Las composiciones 5 y 6 se prepararon usando
materiales de partida particulados en las proporciones enumeradas
en la Tabla 4. Las composiciones se trituraron en un estado seco, se
calcinaron y se pulverizaron de la misma manera que en el Ejemplo 1
para obtener los pigmentos A5 y A6.
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\newpage
Estos pigmentos se usaron para preparar
recubrimientos, cuyo color se comprobó mediante el mismo método que
en el Ejemplo 1. La Tabla 5 muestra las mediciones usando el sistema
de color CIELAB.
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Aunque el Zn se incorporó a los pigmentos en el
ejemplo 2, el valor de b* era 53, indicando un color amarillo
intenso producido. La presencia de Sr añadido conllevaba un valor L*
inferior y disminuía el amarillo pero era eficaz para ajustar el
tono del color.
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Ejemplo Comparativo
2
Los pigmentos B5 y B6 se prepararon mediante el
mismo procedimiento que en el Ejemplo 2 con la excepción de la
trituración de las composiciones 5 y 6 enumeradas en la Tabla 4 en
un estado húmedo para el mezclado.
Estos pigmentos se usaron para formar
recubrimientos, cuyo color se comprobó mediante el mismo método que
en el Ejemplo 1. La Tabla 6 muestra las mediciones usando el sistema
de color CIELAB.
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Con respecto a los pigmentos A5 y A6 del Ejemplo
2, los pigmentos B5 y B6 del Ejemplo Comparativo 2 tienen un valor
L* más pequeño y son más oscuros, un valor a* más grande y son
intensamente rojizos, y un valor b* más pequeño y son menos
amarillentos.
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Se usaron materiales de partida particulados en
las proporciones enumeradas en la Tabla 7 para obtener las
composiciones 7 a 11. Las composiciones se trituraron en seco, se
calcinaron y se pulverizaron de la misma manera que en el Ejemplo 1
para preparar los pigmentos A7 a A11.
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\newpage
Estos pigmentos se usaron para formar
recubrimientos, cuyo color se comprobó mediante el mismo método que
en el Ejemplo 1. La Tabla 8 muestra las mediciones usando el sistema
de color CIELAB.
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Ejemplo Comparativo
3
Los pigmentos B7 a B11 se prepararon mediante el
mismo procedimiento que en el Ejemplo 3 con la excepción de la
trituración de las composiciones 7 a 11 enumeradas en la Tabla 7 en
un estado húmedo para el mezclado.
Estos pigmentos se usaron para formar
recubrimientos, cuyo color se comprobó mediante el mismo método que
en el Ejemplo 1. La Tabla 9 muestra las mediciones usando el sistema
de color CIELAB.
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Con respecto a los pigmentos A7 a A11 del
Ejemplo 3, los pigmentos B7 a B11 del Ejemplo Comparativo 3 tienen
un valor L* más pequeño y son más oscuros, un valor a* más grande y
son intensamente rojizos, y un valor b* más pequeño y son menos
amarillentos.
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La composición 12 se preparó usando materiales
de partida particulados en las proporciones enumeradas en la Tabla
10. La composición se sometió a un tratamiento de trituración en
seco de la misma manera que en el Ejemplo 1, y el producto
resultante se dividió en cuatro partes, que se calcinaron a una
temperatura de 800, 900, 1000 o 1100ºC durante 4 horas y
seguidamente se pulverizaron para obtener los pigmentos A12 a
A15.
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Estos pigmentos se usaron para formar
recubrimientos, cuyo color se comprobó mediante el mismo método que
en el Ejemplo 1. La Tabla 11 muestra las mediciones usando el
sistema de color CIELAB.
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Los pigmentos A12 a A15 del Ejemplo 4, que se
obtuvieron a una temperatura de calcinación de 800 a 1100ºC, tenían
todos un valor b* superior a 50 y parecían amarillos. Cuando se
comprobaba la diferencia de color (\DeltaE*) con respecto al
pigmento obtenido calcinando a 800ºC (A12), los obtenidos calcinando
a de 900 a 1100ºC presentaban un \DeltaE* menor de 4, mostrando
un color estabilizado en un amplio intervalo de temperatura.
Cuando se comparaba con el pigmento A8 del
Ejemplo 3 que es igual que el pigmento A12 del Ejemplo 4 en Fe/Ti y
M/Ti, el pigmento obtenido calcinando a la misma temperatura (900ºC)
que el pigmento A8 tiene un \DeltaE* de aproximadamente 2, por lo
tanto, producía un color equivalente a pesar de la diferencia de
materiales de partida o de tamaño de partícula.
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Ejemplo Comparativo
4
Los pigmentos B12 a B15 se prepararon mediante
el mismo procedimiento que en el Ejemplo 4 con la excepción de la
trituración de la composición 12 enumerada en la Tabla 10 en un
estado húmedo para el mezclado.
Estos pigmentos se usaron para formar
recubrimientos, cuyo color se comprobó mediante el mismo método que
en el Ejemplo 1. La Tabla 12 muestra las mediciones usando el
sistema de color CIELAB.
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Los pigmentos B12 a B15 del Ejemplo Comparativo
4, que se calcinaron todos a una temperatura de 800 a 1100ºC,
tenían un valor a* superior a 20 y un valor b* inferior a 40,
produciendo un color marrón rojizo. Cuando se comprobó la
diferencia del color (\DeltaE*) con respecto al pigmento obtenido
calcinando a 800ºC (B12), el pigmento obtenido calcinando a 1000ºC
tenía 7,7, y el obtenido a 1100ºC tenía 19 de \DeltaE*. Esto
indica que las variaciones de la temperatura de calcinación alteran
enormemente el color producido, y por lo tanto carecen de
estabilidad a la temperatura de calcinación.
\newpage
Cuando se compara con el pigmento B8 del Ejemplo
Comparativo 3 que es igual que el pigmento B12 del Ejemplo
Comparativo 4 en Fe/Ti y M/Ti, el pigmento obtenido a cualquier
temperatura de calcinación tiene un \DeltaE* superior a 10 y
produce un color enormemente diferente. Esto indica que un cambio de
material de partida o de tamaño de partícula da como resultado un
color enormemente alterado.
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La composición 16 se preparó usando materiales
de partida particulados en las proporciones enumeradas en la Tabla
13. La composición se sometió a un tratamiento de trituración en
seco de la misma manera que en el Ejemplo 1, y el producto
resultante se dividió en cuatro partes, que se calcinaron a una
temperatura de 900ºC durante 2, 4, 8 o 12 horas y seguidamente se
pulverizaron para obtener los pigmentos A16 a A19.
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Estos pigmentos se usaron para formar
recubrimientos, cuyo color se comprobó mediante el mismo método que
en el Ejemplo 1. La Tabla 14 muestra las mediciones usando el
sistema de color CIELAB.
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Los pigmentos A16 a A19 del Ejemplo 5, que se
calcinaron durante de 2 a 12 horas, tenían todos un valor a* de
aproximadamente 20 y producían un calor rojo pálido, y un valor b*
de al menos 50 y producían un color intensamente amarillento.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo Comparativo
5
Los pigmentos B16 a B19 se prepararon mediante
el mismo procedimiento que en el Ejemplo 5 con la excepción de la
trituración de la composición 16 enumerada en la Tabla 13 en un
estado húmedo para el mezclado.
\newpage
Estos pigmentos se usaron para formar
recubrimientos, cuyo color se comprobó mediante el mismo método que
en el Ejemplo 1. La Tabla 15 muestra las mediciones usando el
sistema de color CIELAB.
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Los pigmentos B16 a B19 del Ejemplo 5, que se
calcinaron durante de 2 a 12 horas, tenían todos un valor a* de
aproximadamente 30 y producían un color rojo intenso, y un valor b*
inferior a 40 y producían un color amarillento pálido.
\vskip1.000000\baselineskip
La composición 2 del Ejemplo 1 en la Tabla 1 se
colocó en un recipiente de trituración, y se trituró en un estado
seco usando un molino y un medio de trituración colocado en su
interior. El molino usando era un molino de agitación de un medio
(vertical attritor MA-1D, producto de Mitsui Mining
Co., Ltd.), y el recipiente de trituración era un recipiente de
acero inoxidable que tenía una capacidad de 5000 ml. La carga de
materiales de partida era de 200 g. Se colocó propilenglicol (0,2
ml) en el interior como agente auxiliar. El medio de trituración
eran 7500 g de bolas de acero, de 10 mm de diámetro.
El tratamiento de trituración en seco se realizó
a temperatura ambiente durante 30 minutos o 60 minutos. El producto
resultante se calcinó y pulverizó de la misma manera que en el
Ejemplo 1 para obtener un pigmento. De este modo, se prepararon los
pigmentos A20 y A21.
Estos pigmentos se usaron para formar
recubrimientos, cuyo color se comprobó mediante el mismo método que
en el Ejemplo 1. La Tabla 16 muestra las mediciones usando el
sistema de color CIELAB.
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\vskip1.000000\baselineskip
Los pigmentos A20 y A21 del Ejemplo 6 se
prepararon usando un molino de un tipo diferente del usado en el
ejemplo 1, con el tratamiento de trituración en seco realizado
durante un periodo de tiempo alterado. Los pigmentos eran
sustancialmente equivalentes al pigmento A2 del Ejemplo 1 en el
color producido.
\newpage
Las composiciones 17 a 24 se prepararon a partir
de materiales de partida usados en las proporciones enumeradas en
la Tabla 17. Las composiciones se sometieron a un tratamiento de
trituración en seco, se calcinaron y se pulverizaron de la misma
manera que en el Ejemplo 1 para obtener los pigmentos C17 a C24.
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\vskip1.000000\baselineskip
Una cantidad de 5 g de cada pigmento y 1 g de
estearato de zinc se mezclaron juntos uniformemente en un mortero.
La mezcla obtenida (2,4 g) y 400 g de resina de polipropileno
(JHH-G, producto de Grand Polymer) secados a 60ºC
se colocaron en un recipiente de plástico y se agitaron durante 5
minutos usando un agitador de pintura (producto de Red Devil Co.)
para preparar sedimentos coloreados.
Los sedimentos coloreados se moldearon a
continuación en una placa coloreada a una temperatura de 210ºC o
280ºC usando una máquina de moldeo por inyección (sin retener el
material dentro de la máquina). Como alternativa, el material se
mantuvo en la máquina de moldeo por inyección a 280ºC durante 10
minutos y a continuación se moldeó en forma de placa (con
retención). Se comprobó el color de las placas coloreadas con un
colorímetro espectrofotométrico. Con respecto al color determinado
de acuerdo con el sistema de color CIELAB de la placa moldeada a la
temperatura de 210ºC, la diferencia de color de cada una de las
placas moldeadas a la temperatura de 280ºC con o sin retención se
determinó de acuerdo con el sistema de color CIELAB. La resistencia
al calor del pigmento se evaluó en base al resultado obtenido. La
Tabla 18 muestra las diferencias de color determinadas.
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Ejemplo Comparativo
6
Una composición preparada a partir de la
composición 17 mostrada en la Tabla 17 retirando carbonato de litio
de ésta se sometió a un tratamiento de trituración en seco, se
calcinó y se pulverizó de la misma manera que en el Ejemplo 1 para
obtener el pigmento D1.
\newpage
Se comprobó la diferencia de color del pigmento
de la misma manera que en el Ejemplo 7 para la evaluación de la
resistencia al calor del mismo en base al resultado obtenido. La
Tabla 18 muestra las diferencias de color determinadas.
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Los pigmentos C17 a C23 como se usan para el
moldeo a la temperatura de 280ºC con o sin retención son superiores
al pigmento D1 en resistencia al calor. La proporción de Li/Fe, si
supera 0,074 como es el caso con C24, da como resultado una
resistencia al calor alterada. El intervalo de Li preferido para una
mejor resistencia al calor es de 0,015\leqLi/Fe\leq0,074.
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Las composiciones 25 a 31 se prepararon a partir
de materiales de partida usados en las proporciones enumeradas en
la Tabla 19. Las composiciones se sometieron a un tratamiento de
trituración en seco, se calcinaron y se pulverizaron de la misma
manera que en el Ejemplo 1 para obtener los pigmentos C25 a C31.
\vskip1.000000\baselineskip
Se comprobó la diferencia de color de estos
pigmentos de la misma manera que en el Ejemplo 7 para la evaluación
de la resistencia al calor de los mismos en base al resultado
obtenido. La Tabla 20 muestra las diferencias de color
determinadas.
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Los pigmentos C25 a C31 como se usan para el
moldeo a la temperatura de 280ºC con o sin retención son superiores
al pigmento D1 en resistencia al calor. El intervalo preferido para
una mejor resistencia al calor es de 0,015\leqB/Fe\leq0,05.
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Las composiciones 32 a 38 se prepararon a partir
de materiales de partida usados en las proporciones enumeradas en
la Tabla 21. Las composiciones se sometieron a un tratamiento de
trituración en seco, se calcinaron y se pulverizaron de la misma
manera que en el Ejemplo 1 para obtener los pigmentos C32 a C38.
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Se comprobó la diferencia de color de estos
pigmentos de la misma manera que en el Ejemplo 7 para la evaluación
de la resistencia al calor de los mismos en base al resultado
obtenido. La Tabla 22 muestra las diferencias de color
determinadas.
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Los pigmentos C32 a C38 como se usan para el
moldeo a la temperatura de 280ºC con o sin retención son superiores
al pigmento D1 en resistencia al calor. El intervalo preferido para
una mejor resistencia al calor es de
0,024\leqSi/Fe\leq0,125.
\vskip1.000000\baselineskip
Las composiciones 39 a 45 se prepararon a partir
de materiales de partida particulados usados en las proporciones
enumeradas en la Tabla 23.
Las composiciones se sometieron a un tratamiento
de trituración en seco, se calcinaron y se pulverizaron de la misma
manera que en el Ejemplo 1 para obtener los pigmentos C39 a C45.
\vskip1.000000\baselineskip
Se comprobó la diferencia de color de estos
pigmentos de la misma manera que en el Ejemplo 7 para la evaluación
de la resistencia al calor de los mismos en base al resultado
obtenido. La Tabla 24 muestra las diferencias de color
determinadas.
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\vskip1.000000\baselineskip
Los pigmentos C39 a C45 como se usan para el
moldeo a la temperatura de 280ºC con o sin retención son superiores
al pigmento D1 en resistencia al calor. El intervalo preferido para
una mejor resistencia al calor es de 0,026\leqCa/Fe\leq0,13.
\vskip1.000000\baselineskip
Las composiciones 46 a 48 se prepararon a partir
de materiales de partida particulados usados en las proporciones
enumeradas en la Tabla 25. Las composiciones se sometieron a un
tratamiento de trituración en seco, se calcinaron y se pulverizaron
de la misma manera que en el Ejemplo 1 para obtener los pigmentos
C46 a C48.
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\newpage
Se comprobó la diferencia de color de estos
pigmentos de la misma manera que en el Ejemplo 7 para la evaluación
de la resistencia al calor de los mismos en base al resultado
obtenido. La Tabla 26 muestra las diferencias de color
determinadas.
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\vskip1.000000\baselineskip
Los pigmentos C46 a C48 como se usan para el
moldeo a la temperatura de 280ºC con o sin retención son superiores
al pigmento D1 en resistencia al calor. El uso de uno cualquiera de
Li, B, Si y Ca en combinación con la composición produce una mejor
resistencia al calor.
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Las composiciones 49 a 52 se prepararon a partir
de materiales de partida particulados usados en las proporciones
enumeradas en la Tabla 27. Las composiciones se sometieron a un
tratamiento de trituración en seco, se calcinaron y se pulverizaron
de la misma manera que en el Ejemplo 1 para obtener los pigmentos
C49 a C52.
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\newpage
Se comprobó la diferencia de color de estos
pigmentos de la misma manera que en el Ejemplo 7 para la evaluación
de la resistencia al calor de los mismos en base al resultado
obtenido. La Tabla 28 muestra las diferencias de color
determinadas.
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Los pigmentos C49 a C52 como se usan para el
moldeo a la temperatura de 280ºC con o sin retención son superiores
al pigmento D1 en resistencia al calor. El uso de Li, B, Si o Ca en
combinación con una composición que contiene Mg o un metal
bivalente similar proporciona una mejor resistencia al calor.
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La composición 43 del Ejemplo 23 enumerada en la
Tabla 23 se sometió a un tratamiento de trituración en seco a
temperatura ambiente durante 30 minutos de la misma manera que en el
Ejemplo 6 usando el molino de agitación de un medio (vertical
attritor MA-1D, producto de Mitsui Mining Co., Ltd.)
que se usaba en el ejemplo 6.
El producto triturado seguidamente se calcinó y
se pulverizó de la misma manera que en el Ejemplo 1 para obtener el
pigmento C53.
Se comprobó la diferencia de color del pigmento
de la misma manera que en el Ejemplo 7 para la evaluación de la
resistencia al calor del mismo en base al resultado obtenido. La
Tabla 29 muestra las diferencias de color determinadas.
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El pigmento C53 se preparó usando un molino de
un tipo diferente del usado en el ejemplo 23, con el tratamiento de
trituración en seco realizado durante un periodo de tiempo alterado.
El pigmento era comparable al pigmento C43 del Ejemplo 23 en cuanto
a resistencia al calor.
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención proporciona pigmentos
amarillos que contienen un óxido complejo de hierro y titanio de
tipo pseudobrookita y que tienen una alta saturación, excelente
poder colorante, son intensamente amarillentos y son utilizables
para colorear plásticos, cerámicas y composiciones de
recubrimiento.
Claims (6)
1. Un proceso para producir un pigmento de óxido
complejo de hierro y titanio que contiene un óxido complejo de
pseudobrookita representado por:
- la fórmula de composición (M_{1-x}\bulletFe_{x})O \bullet TiO_{2} o
- la fórmula de composición (Fe_{1-y}\bulletAl_{y})_{2}O_{3} \bullet TiO_{2}
donde M es al menos un metal seleccionado entre
el grupo constituido por los metales bivalentes Mg, Sr y Zn, las
proporciones de Fe, Al y M con respecto a Ti están en los
respectivos intervalos de 0,3\leqFe/Ti\leq4,5,
0\leqAl/Ti\leq6,5 y 0\leqM/Ti\leq2,6, y x e y están en los
respectivos intervalos de 0\leqx<1 y 0\leqy<1, donde
dicho proceso comprende mezclar sustancias fuente particuladas para
Ti, Fe, Al y M en proporciones especificadas, triturar la
composición particulada resultante en un estado seco para dar a la
composición la energía suficiente para causar una reacción
mecanoquímica, unir las partículas entre sí y preparar partículas
compuestas en las que los elementos Ti, Fe, Al y M están presentes,
y calcinar las partículas compuestas a de 700 a 1200ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
1, para producir un pigmento de óxido complejo de hierro y titanio
que contiene un óxido complejo de pseudobrookita representado
por:
- la fórmula de composición (M_{1-x}\bulletFe_{x})O \bullet 2TiO_{2} o
- la fórmula de composición (Fe_{1-y}Al_{y})_{2}O_{3} \bullet TiO_{2}
donde M es al menos un metal seleccionado entre
el grupo constituido por los metales bivalentes Mg, Sr y Zn, las
proporciones de Fe, Al y M con respecto a Ti están en los
respectivos intervalos de 0,3\leqFe/Ti\leq4,5,
0\leqAl/Ti\leq6,5 y 0\leqM/Ti\leq2,6, y x e y están en los
respectivos intervalos de 0\leqx<1 y 0\leqy<1.
y al menos un elemento seleccionado entre el
grupo constituido por Li, B, Si y Ca incorporado en el óxido
complejo de pseudobrookita,
donde dicho proceso comprende mezclar sustancias
fuente particuladas para Ti, Fe, Al y M, y al menos un elemento
seleccionado entre el grupo constituido por Li, B, Si y Ca en
proporciones especificadas, triturar la composición particulada
resultante en un estado seco para dar a la composición la energía
suficiente para causar una reacción mecanoquímica, unir las
partículas entre sí y preparar partículas compuestas en las que los
elementos Ti, Fe, Al y M, y al menos un elemento seleccionado entre
el grupo constituido por Li, B, Si y Ca están presentes, y calcinar
las partículas compuestas a de 700 a 1200ºC.
\vskip1.000000\baselineskip
3. El proceso para producir un pigmento de óxido
complejo de hierro y titanio de acuerdo con la reivindicación 2,
que se caracteriza porque se incorpora Li en su interior para
tener la relación de 0,07\leqLiO_{2}/N\leq0,75 (proporción en
peso) con el óxido complejo de pseudobrookita (N) y la relación de
0,015\leqLi/Fe\leq0,074 con Fe.
4. El proceso para producir un pigmento de óxido
complejo de hierro y titanio de acuerdo con la reivindicación 2,
que se caracteriza porque se incorpora B en su interior para
tener la relación de 0,07\leqB_{2}O_{3}/N\leq0,75
(proporción en peso) con el óxido complejo de pseudobrookita (N) y
la relación de 0,015\leqB/Fe\leq0,05 con Fe.
5. El proceso para producir un pigmento de óxido
complejo de hierro y titanio de acuerdo con la reivindicación 2,
que se caracteriza porque se incorpora Si en su interior para
tener la relación de 0,59\leqSiO_{2}/N\leq4,90 (proporción en
peso) con el óxido complejo de pseudobrookita (N) y la relación de
0,024\leqSi/Fe\leq0,125 con Fe.
6. El proceso para producir un pigmento de óxido
complejo de hierro y titanio de acuerdo con la reivindicación 2,
que se caracteriza porque se incorpora Ca en su interior para
tener la relación de 0,55\leqCaO/N\leq4,50 (proporción en peso)
con el óxido complejo de pseudobrookita (N) y la relación de
0,026\leqCa/Fe\leq0,13 con Fe.
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