FI100519B - Menetelmä titaanioksidien alumiini-ioneja sisältävän ydintäjäsuspensio n tuottamiseksi ja anataasisen titaanidioksidipigmentin valmistamiseks i mainitun suspension avulla samoin kuin menetelmällä aikaansaatu anat aasi-titaanidioksidi - Google Patents

Description

100519

Menetelmä titaanioksidien alumiini-ioneja sisältävän ydintä-j&suspension tuottamiseksi ja anataasisen titaanidioksidipig-mentin valmistamiseksi mainitun suspension avulla samoin kuin 5 menetelmällä aikaansaatu anataasi-titaanidioksidi - Förfaran-de för att ästadkomma en titanoxidisk nukleatsuspension inne-hällande aluminiumjoner, och för att producera ett anatasiskt titandioxidpigment med hjälp av sagda suspension, samt med förfarandet ästadkommen anastas-titandioxid 10 Tämä keksintö kohdistuu menetelmään titaanioksidien alumiini-ioneja sisältävän ydintäjäsuspension tuottamiseksi.

15 Titaanidioksidipigmentin valmistus niin sanotulla "sulfaatti-menetelmällä", joka tuottaa kahta pigmenttityyppiä, anataasi-titaanidioksidia ja arvokkaampaa ja teknillisesti tärkeämpää rutiilititaanidioksidia, on tullut hyvin vakiintuneeksi.

20 Rutiilititaanidioksidin pigmentoivat ominaisuudet ovat tehneet siitä anataasiin nähden ensisijaisen pigmentin omaamalla suuremman valkoisuuden ja kirkkauden, jotka ovat tietyissä käytöissä tärkeitä. Tämän johdosta olisi edullista, jos ana-taasititaanidioksidia voitaisiin valmistaa ainakin jonkin 25 verran pigmentoivilta ominaisuuksiltaan parannettuna.

Sulfaattiprosessissa titaanipitoinen malmi uutetaan väkevällä rikkihapolla ja saatu jäännös liuotetaan laimeaan happoon tai veteen tuottamaan titanyylisulfaattiliuos. Sitten tämä liuos 30 mahdollisesti hydrolysoidaan ydintäjien läsnäollessa tuottamaan vesipitoista titaanidioksidia, joka kalsinoidaan valitun tuotteen tuottamiseksi.

Ydintäjien yksittäinen muoto ja erityisesti ydintäjäsuspen-35 sion valmistusmenetelmä on tärkeä vaikutettaessa kulloinkin muodostetun titaanidioksidipigmentin muotoon.

Keksintö tähtääkin sellaiseen menetelmään ydintäjäsuspension valmistamiseksi, joka sitä sulfaattimenetelmässä käytettäessä 40 tuottaa parannettua anataasi-titaanidioksidipigmenttiä. Li- 2 100519 säksi keksintö koskee anataasi-titaanidioksidipigmentin valmistusmenetelmää sekä sillä aikaansaatua pigmenttiä.

Keksinnön mukaisen ydintäjäsuspension valmistusmenetelmälle 5 on tunnusomaista se, että muodostetaan titaanitetrakloridin, alumiini-ionien ja hydroksyyli-ionien vesipitoinen seos, seos kovetetaan alueella 50°C:sta seoksen kiehumispisteeseen olevassa lämpötilassa, ja seos jäähdytetään, ja jos on tarpeen, säädetään seoksen pH alueella 6,5 ja 10,5 olevaan arvoon.

10

Keksinnön mukaisesti anataasi-titaanidioksidipigmentin valmistusmenetelmä käsittää vesiliuoksen valmistamisen titanyy-lisulfaatista ja mainitun liuoksen kuumentamisen edellisessä kappaleessa mainitun ydintäjäsuspension läsnäollessa saosta-15 maan vesipitoista anataasi-titaanidioksidia, ja saostetun vesipitoisen anataasi-titaanidioksidn kalsinoimisen tuottamaan pigmenttimuotoista anataasi-titaanidioksidia.

Keksinnön menetelmällä valmistetut ydintäjät tuottavat ti-: 20 taanidioksidipigmentin valmistuksessa yhteydessä anataasi-titaanidioksidipigmenttiä, joka on kooltaan suurempaa kuin nykyisin sulfaattimenetelmässä tuotettu, ja jolla on sen suurempaan kokoon liittyviä parannettuja ominaisuuksia, kuten kasvanut valontaitekerroin. Keksinnön tuotteet sisältävät 25 edullisesti vähintään 90 p-% ja ensisijaisesti vähintään 95 p-% anataasimuotoista Ti02:ta.

Yleisesti sanottuna saadaan ydintäjäsuspensio sekoittamalla titaanitetrakloridin vesiliuosta alumiini-ionien ja hydrok-30 syyli-ionien lähteen kanssa ja kovettamalla sitten lämpötilassa, joka on 50 °C:sta seosliuoksen kiehumispisteeseen.

Tavallisesti titaanitetrakloridiliuos sekoitetaan emäksen ja , alumiinihydroksidin liuokseen.

35

Titaanitetrakloridin vesiliuos voidaan valmistaa millä tahansa sopivalla menetelmällä, mutta edullisimmin se tehdään joko puhdistetusta titaanitetrakloridista tai reagens-seista, jotka tuottavat titaanitetrakloridin, joka on suh- 3 100519 teellisen vapaa värillisiä oksideja omaavista metallisista epäpuhtauksista, kuten rauta, mangaani, vanadium ja kromi jne. Yleisesti sanottuna valmistetaan titaanitetrakloridin vesiliuos muodostamalla seos vedettömästä tetrakloridista 5 kylmän veden kanssa ja pitämällä seoksen lämpötila alle f sen, missä titaaniyhdisteiden saostuminen 1ämpöbydrolyysissä tapahtuu. Tavallisesti lämpötila pidetään alle noin 70*C, edullisemmin alle 40’C. Tavallisesti vedetön titaanitetrak-loridi lisätään kylmään veteen pieninä määrinä. Tällä mene-10 nelmällä voidaan saada aikaan laaja titaanitetrakloridin pitoisuusalue.

Vaikka käytetyn titaanitetrakloridiliuoksen pitoisuusalueet voivat olla suuret, sisältää liuos edullisesti TiCL4:a 700 -15 1500 g/1, ja parhaiten 900 - 1000 g/1.

Tämän jälkeen titaanitetrakloridin vesilios sekoitetaan alumiini- ja hydroksyyli-ionilähteeseen ja vesiliuos neutraloidaan ainakin osittain lisäämällä siihen emäksen ja 20 alumiinihydroksidin vesiliuosta. Mainittu vesiliuos voidaan valmistaa liuottamalla sopivaa alumiiniyhdistettä hydrok-syyli-ioneja sisältävään emäksen vesiliuokseen. Vaihtoehtoisesti lisätään titaanitetrakloridin vesiliuokseen erikseen emäs ja alumiini-ionien lähde.

25 AIumiini-ionien ja hydroksyyli-ionien vesiliuos valmistetaan parhaiten liuottamalla vedetöntä alumiinihydroksidia alka-1imetallihydroksidin, parhaiten natriumhydroksidin vesiliuokseen .

30

Eräs tapa sopivan, alumiini-ioneja ja hydroksyyli-ioneia sisältävän liuoksen saamiseksi on liuottaa vedettömässä muodossaan olevaa alumiinihydroksidia natriumhydroksidin liuokseen sellaisina määrinä, että suhde NajO:Al203 on 35 painosta laskettuna alueella 3:1 - 9:1. Tyypillisesti sisältävät valmistetut liuokset natriumhydroksidia ja alumiini-suolaa Na?0:n ja Al?03:n oksideina ilmaistuna kokonaispainoltaan 40 - 60 q/1 liuosta.

4 100519

Keksinnön menetelmässä ydintäjäiiuoksen valmistamiseksi on titaanitetrakloridin, alumiini-ionien ja hydroksyyli-ionien vesipitoisen seoksen muodostamisen jälkeen sekoitetun liuoksen pH vähintään 2, edullisemmin vähintään 3,5 ennen 5 kovettamista. Haluttaessa voidaan kuitenkin koko vaadittu ♦ emäs-tai alkalimäärä lisätä tässä vaiheessa tuottamaan alueella 6,5 - 10,5 oleva pH.

Vesipitoisen seoksen Lämpötila on valmistamisen jälkeen 10 tavallisesti alle 70‘C, mieluiten alle 50°C, ia valmistamisen se pidetään ainakin 15 minuutin, esim. 30 min. ajanjakson ajan 50°C:sta seoksen kiehumispisteeseen olevassa lämpötilassa ydintäjäsuspension kovettumisen aikaansaamiseksi. Sekoitettu liuos pidetään tavallisesti valitussa, parhaiten 15 alueella 70'C - 90'C olevassa lämpötilassa sen hitaasti valittuun lämpötilaan nostamisen jälkeen. Sopiva kuumennus-nopeus on rajoissa 0,5 - 2"C/min., mutta mieluummin käytetään kuumennusnopeutta 0,75 - l,25*C/min. Sitten ydintäjien kovetettu vesidispersio jäähdytetään vedellä jäähdyttämällä 20 ja laimennetaan haluttaessa jäähdytysvedellä.

Jos on tarpeen, käsitellään dispersio lisäksi emäksen tai alkalin lisäyksellä nostamaan pH välillä 6,5 - 9,5 olevaan arvoon ennen valmistetun väkevöidyn ydintäjäsuspension tai -25 dispersion laskeuttamista ja erotusta dekantoimal1 a.

Esillä olevan keksinnön ydintäjädispersiota käytetään suoritettaessa oleellisesti anataasista koostuva titaanidiok-sidipigmentin valmistusta hyvin tunnettua "sultaatti"-mene-30 telmää käyttämällä. Ydintäjädispersiota ta -suspensiota käytetään prosessin hydrolyysivaiheessa ohjaamaan anataasi-sen vesipitoisen titaanidioksidin saostumista, joka seu-raavaksi kalsinoidaan tuottamaan anataasi-titaanodioksidia.

Keksinnön ensisijaisten suspensioiden käytöllä on vaikutus 35 tuottaa kooltaan ja pigmentoivi1 ta ominaisuuksiltaan parannettuja anataasi-titaanidioksidipigmenttejä. Titanyy1isui-faatti1iuoksen muodostamiseen voidaan käyttää kaikkia sopivia titaanipitoisia malmeja, jolloin tyypilliset, malmit 5 100519 ovat ilmeniitti tai -kuona. Nämä malmit uutetaan lämmittäen väkevään rikkihappoon tuottamaan uutekakkuja, jotka sitten liuotetaan veteen tai laimennettuun happoon tuottamaan titanyylisulfaattiliuos. Tämä rautasulfaattia, titanyylisul-5 faattia ja rikkihappoa yhdessä muiden epäpuhtauksien kanssa sisältävä liuos käsitellään tavallisesti pelkistävällä aineella ja se suodatetaan ennen sen sekoittamista ydintä-jäsuspension kanssa. Hydrolysoitavassa liuoksessa voidaan käyttää alueella 0,2% - 10%, tai parhaiten 6%:iin saakka 10 olevia määriä ydintäjää TiO?:na laskettuna liuoksen titaani-pitoisuudesta (titaanidioksidina ilmaistuna). Ydintäjäsus-pension määrä on parhaiten 0,25 - 2,0 p-% TiO?:a liuoksen T1O2:n painosta.

15 Ydintäjäsuspensio voidaan lisätä titanyylisulfaatti1luokseen ja sitten seota kuumennetaan kohotetussa lämpötilassa, tavallisesti sen kiehumispisteessä siksi kunnes oleellisesti kaikki titanyylisulfaatti on saostunut vesipitoisena titaanidioksidina .

20

Saostettu vesipitoinen titaanidioksidi otetaan talteen suodattamalla, dekantoimalla tai muilla tavanomaisilla menetelmillä ja erotuksen jälkeen se pestään asianmukaisesti vedellä ja jos on tarpeen, huuhdotaan laimella pitoisuuksi1-25 la rikkihappoa tai muuta sopivaa reagenssia. Sitten pesty saoste tavallisesti käsitellään yhdellä tai useammalla pienellä alkalimetal1 in, esim. kaiiumsultaatin tai ammoni-umyhdisteen, esim. ammoniumbifosfaatin ja alumiinivhdis-teiden, kuten alumiinisulfaatin lisäyksellä määrinä 0,2 -30 0,9 p-% oksidia seostetun vesipitoisen titaanidioksidin

TiO?-pitoisuudesta.

Sitten lisäaineella lisätystä saosteesta poistetaan vesi ja sitä kalsinoidaan 800’C - 1200“C. edullisemmin 900°C -35 950*C olevassa lämpötilassa noin 1,5 - 3,0 tunnin ajan.

Saatu tuote on anataasista titaanidioksidia, joka koller- myllyssä tai tehonestemyl1yssä jauhamisen jälkeen voidaan < 6 100519 tavanomaisella tavalla pinnoittaa yhdellä tai useammalla vesipitoisella metallioksidilla tai vesipitoisella piillä.

Keksinnön tuotteilla on käyttöä kaikissa tavanomaisissa 5 sovellutuksissa, joissa suositaan anataasista titaanidioksidia, ia tuotteilla on parannetut sävytysominaisuudet yhdistyneenä erinomaiseen valkoisuuteen ia kirkkauteen.

Tuotetta voidaan saada alueella 0,20 - 0,30 mikronia olevina kidekokoina ia standardipoikkeamina 1,31 - 1,35, ia muita, 10 ioiden hiukkaskoko on alueella 0,31 - 0,33 mikronia ia hiukkaskokojakautumana (standardipoikkeamana) 1,60. Oauha-mattomassa muodossa on tuotteiden sävytysvoima 1380 - 1420 ia koi 1erimy11ytyksen iälkeen on sävytysvoima 1470 - 1500.

On saatu valkoisuusasteeltaan 5,5 - 7,5 olevia tuotteita.

15

Keksintöä kuvataan jäijempänä esimerkein, ioissa selvitetään, mitä seuraavista menetelmistä käytettiin.

Liuosta, joka sisälsi A grammaa NaOH:ta B mi 11i1itrassa 20 vettä, lisättiin C grammaan AI?03·3H?O:ta ia sekoitettiin kirkkaaksi ennen laimentamista 2 litralla vettä. Tähän liuokseen lisättiin edelleen 10 sekunnin aikana D ml titaa-nioksikloridiliuosta, ioka sisälsi ekvivalentin E g/1 titaania ia F g/1 kloridia. Lämpötilaa nostettiin l"C/min.

25 82”C:een, missä sitä pidettiin 30 min. Panosta jäähdytettiin 2,5 litralla kylmää vettä, sitten siihen lisättiin 5 litraa 60*C:st.a vettä ja pH:ksi säädettiin 7,5. Sakan päällä olevan nesteen poisdekantoinnin jälkeen jäi jäljelle ydintäiäsus-pensio, joka sisälsi ekvivalentin G g/1 TiO?:ta, iota käy-30 tetiin saostumisen alullepanijana.

2 kg Australialaista ilmeniittiä (laitosjauhett.ua) uutettiin lämmittäen 3,4 kg:11a 91%:sta rikkihappoa ja käsiteltiin 1 tunti 180“C:ssa. Kakku liuotettiin veteen (4500 ml) ia 35 tuloksena oleva liuos pelkistettiin käyttämällä rautalius-koja, kunnes saavutettiin Ti?03 -taso 2-3 q/1. Liuos hiutaloitettiin ja suodatettiin, minkä jälkeen Fe/TiO? -suhde säädettiin kiteyttämällä H:ksi. H?SO4 :Ti0? -suhteeksi 7 100519 säädetti I lisäämällä H2S04:ää, tiheys 60°C:ssa muutettiin J:ksi vettä käyttämällä.

Näin valmistettu neste kuumennettiin 95°C:een ia lisättiin 5 ydintäjäsuspensio (K% seostettavissa olevan T1O2:n painosta). Lisättiin 5% vettä (liuoksen tilavuudesta) ia suspensio nostettiin kiehumispisteeseen 3 tunnin aiaksi. (1 tunnin kuluttua tämän aianiakson alusta tehtiin toinen vesilisäys (5%)). Pitoisuudeksi muutettiin 150 g/1 TiOs'.a ia lämpötila 10 pidettiin 1 tunnin aian OSMOissa. Liete suodatettiin ia pestiin (nesteen 5-kertaisella vesimäärällä). Saatua massaa uutettiin 2,5 tuntia 70“C:ssa liuoksella, ioka sisälsi 70 g/1 H2 SO< : ä ia 1 - 2 g/1 TiO?C>3:a, Sitten massaa vakioitiin seuraavilla aineilla: Kj> S04 L%, Al2(S04)3 m% ia NH4 H2 PO4 15 N% (kaikki suhteutettuina T1O2:n oksidiin). Massa kuivattiin uunissa 120”C:ssa ia kalsinoitiin sitten 930”C:ssa 2,5 tuntia ia sen ominaisuudet olivat seuraavat:

% rutiilia Z

Sävytysteho O

20 Perussävy P

Valkoisuus kuivana ζ)

Kiteiden keskikoko R mikronia

Standardipoikkeama S

25 Kalsinoinnin saanto jauhettiin koi 1ermy11yssä 700 g/1 käyttämällä dispergointiaineena 0,3% monoisopropanoliamiinia ia pinnoitettiin sen jälkeen 0,7%:lla SiC>2:a ia l,5%:lla Al203:ta. Kosteaan lietteeseen lisättiin 0,15% trimetyloli-propaania, joka sitten hienonnettiin tuottamaan seuraavat 30 ominaisuudet:

Sävytysteho T IR-ref1ektanssi (2500nm) T

Perussävy U Veden tarve (q/100 q TiO.3) Y

Hiukkasten keskikoko W mikronia.

Esimerkit 1-4

Toistettiin normaalit menettelyt käyttäen taulukossa 1 annettuja määriä ia muita parametrejä. Taulukossa 1. on myös 35 8 100519 esitetty tuotteen ominaisuuksien arvot. Esimerkin 2 tuotteilla ei suoritettu pinnoitusta.

Taulukko 1 5 Muuttuja Esim. 1 Esim. 2 Esim. 3 Esim. 4 A 73 87,1 87,1 87,1 B 385 435 435 435 C 39 9,75 9,75 9,75 D 180 191 140 191 10 E 267 251 342 251 F 568 488 688 488 G 38 37,2 43,5 37,2 H 0,53 0,54 0,55 0,54 I 1,87 1,88 1,84 1,86 15 3 1,617 1,618 1,620 1,615 K 0,35 0,35 0,35 0,35 L 0,23 0,23 0,22 0,23 M 0,22 0,22 0,19 0,22 N 0,21 0,21 0,21 0,21 20 O 1390 1410 1390 1370 P Sinin. 4 Sinin. 4 Sinin. 4 Sinin. 4 Q 6,5 - 5,5 R 0,22 - 0,22 0,27 25 S - 1,32 1,33 T 1490 - 1500 1490 U Sinin. 7 - Sinin. 8 Sinin. 4 V 10 9 W - 0,31 0,33 30 X 88%1 - 39%2 55%2 Y - 21,0 21,5 Z 0,7 1,4 2,6 2,4 1 Kalsinointituios 35 2 Lopullinen piqment. ti

Esimerkki 5 10 m3 säiliö panostettiin 0,14 m3:11 a emäksistä natriumalu- 9 100519 minaattia (260 g/1 NaOH ja 95 q/1 AI2O3). Siihen lisättiin 0,47 m3 natriumhydroksidia (310 g/1), iota seurasi 3,6 m3 vettä, jonka jälkeen alkoi sekoitus. Kun liuosta oli sekoitettu riittävästi, lisättiin 15 sekunnin aikana 0,4 m3 T1CI4 5 -liuosta, joka sisälsi Ti (101 g/1) ja Cl !96 g/1). Käytet-tiin höyryä lämmittämään seosta 82 “C:een nopeudella l“C/min. ja ylläpitämään tämä lämpötila edelleen 30 min. ajan. Sitten panos jäähdytettiin 5,1 m3:11a kylmää vettä ja neutraloitiin seuraavaksi pH:hon 7,5 käyttämällä natrium-10 hydroksidi 1iuosta. Säiliön sisällys pumpattiin laskeutus-säiliöön, johon oli annosteltu 10,2 m3 lämmintä jäähdytysvettä. Seostaminen tuotti 26 g/1 suuria kiteisiä anataasi-ydintäjiä.

15 Osa näitä tehdasmittakaavassa tuotettuja ydintäjiä käytettiin seuraavalla tavalla saostukseen sulfaattimenetelmässä.

Erä tuoretta sulfaatti1ientä (H2SO4 350 g/1, T1O2 188 q/1 ja FeSO* 322 g/1) kuumennettiin 95*0:ββη ja siihen lisättiin 0,35% valmistettua ydintä jää (ydintäjän T1O2/liemen TiO? 20 pitoisuuden pohjalta). Lisättiin 5% vettä (liemen tilavuudesta) ja suspensiota kuumennettiin kiehumispisteeseen ja keitettiin 3 tuntia ( yhden tunnin kuluttua tästä ajanjaksosta tehtiin toinen 5%:n vesilisäys). Pitoisuudeksi haihdutettiin 150 g/1 T1O2 ja lämpötilaksi säädettiin 95 C ja 25 se pidettiin yhden tunnin ajan. Liete suodatettiin ja pes-• tiin vedellä ja massa uutettiin tavallisen menetelmän mukai sesti. Kalsinointi suoritettiin kolmen vakiointiaineen läsnäollessa: K2 SO4 0,23%, Al2(SC>4h 0,22% ja NH4H2PO4 0,21% (kaikki p-%:na oksidin painosta).

30

Pigmentti omasi, muhveliuunissa kaisinoinnin jälkeen (2,5 : tuntia OöO^Crssa), seuraavat ominaisuudet: % R 0,0 Sävytysteho 1360 35 Perussävy Neutraali

Kuiva valkoisuus 9,5

Kiteiden keskikoko 0,21 mikronia 10 100519

Pigmenttinäyte, jota oli kalsinoitu 2,5 tuntia 935”C:ssa sisälsi 0,6% rutiilia, jonka kidekoko oli 0,25 mikronia.

Näyte jauhettiin koilermyllyssä 700 g/1 käyttämällä disper-gointiaineena monoisopropanoliamiinia, ja sitten se pin-5 noitettiin 0,7%:lla Si02*.ta ja 1,5% Al203:a. Lietteeseen lisättiin 0,15% trimetylolipropaania, jonka jälkeen se jauhettiin koi 1ermyl1yssä tai tehonestemyl1yssä antamaan seuraavat ominaisuudet: Sävytysteho 1460 10 Perussävy Sininen 5 IR-heijastuskyky (2500 nm) 33%

Kontrastisuhde (Sobral P470) 91,9 (20 m2/l)

Heijastuskyky mustaan nähd.

(Sobral P470) 84,1 (20 m2/l) 15

Esimerkki 6

Valmistettiin sarja aurinkovoiteita käyttämällä jäljempänä lueteltuja titaanidioksidi tuotteitä: T1O2-tuote Ominaisuudet 20 ΆΑ Neulainainen rutiili-TiOj , kidekoko 20 nm x 100 nm, pinnoitettu likim. 11,5 Al?03 ja 4,5 S1O2.

BB Pinnoittamaton pallomainen anataasi, kide koko 150 nm.

25 CC Pinnoittamaton pallomainen rutiili, kide koko 200 nm.

DD Tässä kuvatun menetelmän mukaisesti val mistettu pallomainen anataasi, kidekoko 250 nm.

30

Kutakin näistä TiO?-tuotteista sisällytettiin määrinä 5% ja 10% TXO2:a sisältämättömään aurinkovoiteeseen seuraavasti : 35 11 100519

Aurinkovoide no TiC>2-tuote % 1 AA 5 2 AA 10 5 3 BB 5 4 BB 10 5 CC 5 6 CC 10 7 DD 5 10 8 DD 10 9 Ei mitään 0 Jäljempänä on annettu 5 p-% T1O2-tuotetta sisältävän aurinkovoiteen yleinen koostumus. 10 p-% T1O2-tuotetta sisältä-15 vien aurinkovoiteiden koostumus on säädetty suhteellisesti. Jokaista T1O2-tuotteen näytettä käytettiin 40 p-%:na dispersiona seoksena mineraaliöljyn ja kapryyli/kapriinitriglyse-ridin (MOTG) ja orgaanisen dispergointiaineen 1:1 seoksena, ja reseptissä ilmoitettu määrä on 40%:sen dispersion paino.

20 Esimerkiksi 12,50 paino-osaa 40%:sta dispersiota sisältää 5 p-% TiO?-tuotetta aurinkovoiteen painosta.

25 30 t 35 12 100519 5%:sen aurinkovoiteen resepti Jae A p-%

Steariinihappo 2,00

Glycornul S (Span 60) (Sorbitaanistearaatti) 2,50 5 Glycosperse S20 (Tveen 60) (Polysorbaatti 60) 3,50

Teginacid H (Glyseryylistearaatti (ia) Ceteh 20) 7,50

Emulgaattori E2155 2,50

Antaron V-220 (PVP-eikoseenikopolymeeri) 2.00

Dimethicone 200/350 (Dow-Corning) 0,50 10 TiC>2-tuotedispersio 12,50

Mineraaliöliy/triglyseridi (MOTOG) 1:1 lisämäärä 3,50

Jae B p-%

Ionivaihdettu vesi 53,89 15 Trietanolamiini 0,35

Carbopol 951 (2%:nen liuos) (Carbomer 951) 0,35

Jae C p-%

Propyleeniglykoli 2,00 20 Nipastat (4-hydroksibensoehapon alkyyliestereitä) 0,15

Sorbiinihappo 0,10

Bronopol (2-bromo-2-nitropropaani-1,3-propaanidioii) 0,01

Valmistus 25 - Kuumennetaan iakeet A ia B erikseen 80“Οreen.

' - Lisätään iae A iakeeseen B hitaasti sekoittaen.

- Aloitetaan jäähdytys sekoituksen alaisena. 55‘C:ssa emul-goidaan tasaiseksi ia kiiltäväksi, suunnilleen 1 min.

- Jäähdytetään 45°C:een sekoittaen. Lisätään suoia-aineet..

30 - Sekoitetaan iäähtymään Sö^Creen.

Aurinkovoiteet koestettiin niiden infrapunan heiiastuskyvyn (IRRC) määrittämiseksi seuraavasti. Mustalle lasilevylle levitettiin epäsuuntaisesti ia tasaisesti aurinkovoidetta 35 4 mg/cm2. Sen iälkeen suoritettiin mittaukset lämpötilan ia suhteellisen kosteuden vakio-olosuhteissa (22‘C ia 65%).

Nämä heiiastuneen valon mittaukset olivat samanlaiset, iotka 13 100519

Levegue, Poelman, Le Gall ia De Rigal ovat kuvanneet julkai-sussa Dermatologica 1985, 170, 12.

Heijastuneen IR:n määrä mitattiin ensin pinnoittamattomal1 a 5 levyllä (Q0) ia seuraavaksi aurinkovoiteella (Q) pinnoitetulla levyllä. Saadut tulokset ilmoitettiin ominaisuusyksik-köinä, jolloin jälkimmäinen on saatu pinnoittamattomalla mustalla (Qo), standardina pidetyllä levyllä.

10 Jokaiselle koostumukselle tehtiin 25 mittausta.

Tulokset ilmoitettiin IRRC:nä ja ne vastasivat 25 mittauksen keskiarvoa.

15 Aurinkovoide 1RRC

1 2,02 ± 0,23 2 2,05 ± 0,14 3 2,50 ± 0,58 4 2,44 ± 0,24 20 5 2,87 ± 0,64 6 4,33 ± 0,97 7 2,87 ± 0,64 8 4,73 + 0,97 9 1,48 ± 0,13 25

Kun tulokset olivat > 1, heijastivat kaikki koestetut tuotteet IR-säteilyä.

Aurinkovoiteet 8 ja 6 osoittivat parasta heijastuskykyä.

30 Näiden tutkimusten ja olosuhteiden perusteella oletettiin, että jos : 1 < IRRC < 2, heijastuu IR;stä 10 - 20 %, 2 < IRRC < 3, heijastuu IR:stä 20 - 30 %, 3 < IRRC < 5, heijastuu IRrstä 30 - 50 %, 35 4 < IRRC < 10, heijastuu IR:stä 50 - 100 %.

Tämän vuoksi aurinkovoi dekoost.umus, joka sisältää 5% suuri-kiteistä anataasia, heijastaa keskimäärin infrapunasätei1ys- 14 100519 tä 20 - 30%, ja koostumus, joka sisältää 10% suurikiteistä anataasia, heijastaa infrapunasäteilystä 30 - 50%.

On mielenkiintoista havaita, että kaikki TiO?-tuotetta 5 sisältävät aurinkovoiteet heijastavat vähintään 10 - 20% infrapunasäteilystä huolimatta siitä, onko Ti02 pieni- tai suurikiteistä, pallomaista tai neulamaista, ja rutiilia tai anataasia.

10 Kuitenkin, kun TiO?:n kidekoko kasvaa, kasvaa IR:n vaimennus. Aiemmat kokeet TiChille ovat osoittaneet, että pienet, keskimäärin 20 - 100 nm:n kiteet sirovat hyvin ultraviolettisäteilyä, piqmenttiset, keskimäärin 200 nm:n kiteet sirovat hyvin näkyvää säteilyä, ja nyt on osoitettu, että suu-15 ret, keskimäärin 250 nm:n kidekoot sirovat hyvin infrapuna-sätei1yä.

On havaittu, etä TiO? sisältävien aurinkovoiteiden tehokkuus ultraviolettisäteiden vaimennuksessa on myös sanqen riip-20 puvainen koostumuksen aineosista ja valmistusmenetelmästä.

Tämän vuoksi odotetaan myös, että samanlainen vaikutus olisi havaittavissa IR-säteilyn vaimennuksessa, ja että suuriki-teiselle anataasille optimoitu aurinkovoiden voisi antaa 25 vielä paremman suojan IR-säteilylle.

Tällainen infrapunaa heijastava Ti02 voisi olla sopiva käytettäväksi aurinkovoiteissa ja muussa kosmetiikassa, kuten päivittäisissä kosteuttajissa, perusvoiteissa, huuli-30 punissa ja muissa värillisissä kosmetiikoissa.

35

Claims (16)

100519

1. Menetelmä titaanioksidien alumiini-ioneja sisältävän ydintäjäsuspension tuottamiseksi, tunnettu siitä, että muo- 5 dostetaan titaanitetrakloridin, alumiini-ionien ja hydroksyy-li-ionien vesipitoinen seos, seos kovetetaan alueella 50°C:sta seoksen kiehumispisteeseen olevassa lämpötilassa, ja seos jäähdytetään, ja jos on tarpeen, säädetään seoksen pH alueella 6,5 ja 10,5 olevaan arvoon. 10

2. Förfarande enligt patentkrav 1, k&nnetecknat av att den vattenhaltiga blandningen framställs genom att blanda titan- 25 tetrakloridlösningen tili en lösning av en bas och aluminium-hydroxid.

2. Patenttivaatimuksen l mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesipitoinen seos valmistetaan sekoittamalla titaa-nitetrakloridiliuosta emäksen ja alumiinihydroksidin liuokseen.

3. Förfarande enligt patentkrav 2, k&nnetecknat av att ti-tantetrakloridlösningen är en vattenlösning innehällande per 30 liter 700 - 1500 g TiCl4.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että titaanitetrakloridiliuos on vesiliuos, joka sisältää litraa kohti 700 - 1500 grammaa TiCl4:ää.

4. Förfarande enligt patentkrav 2, kännetecknat av att lös-ningen av basen och aluminiumhydroxiden är en vattenlösning som framställts genom att lösa aluminiumföreningen i vatten- 35 lösning av hydroxyljoner och basen.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että emäksen ja alumiinihydroksidin liuos on vesiliuos, joka on valmistettu liuottamalla alumiiniyhdistettä hydrok-syyli-ioneja sisältävään emäksen vesiliuokseen.

5. Förfarande enligt patentkrav 4, kännetecknat av att vat-tenlösningen av basen och aluminiumhydroxid framställs genom 100519 att lösa aluminiumhydroxid i vattenfri form i en vattenlos-ning av natriumhydroxid i sädan mängd att viktförhällandet Na20:Al203 är i omrädet 3:1-9:1. 5 6. Förfarande enligt patentkrav 4 eller 5, kännetecknat av att vattenlösningen av basen och aluminiumhydroxiden innehäl-ler som totalvikt natriumhydroxid och aluminiumhydroxid ut-tryckt som oxider av Na20 och A1203 en mängd av 40 - 60 g per liter lösning. 10

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että emäksen ja alumiinihydroksidin vesiliuos valmistetaan liuottamalla vedettömässä muodossa olevaa alumiinihydroksidia natriurahydroksidin vesiliuokseen sellaisena määränä, että painosuhde Na20:Al203 on alueella 3:1 - 9:1. 30

6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen menetelmä, tunnettu 1 1 siitä, että emäksen ja alumiinihydroksidin vesiliuos sisältää kokonaispainona natriumhydroksidia ja alumiinihydroksidia Na20:n ja Al203:n oksideina ilmaistuna 40 - 60 g:n määrän 35 liuoksen litraa kohti. 100519

7. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av att den vattenhaltiga blandningens pH är ef-ter bildandet och före värmebehandlingen minst 2. 15 8. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av att tili den vattenhaltiga blandningen till-förs före härdningen en mängd bas för att höja den vattenhaltiga blandningens pH tili ett värde mellan 6,5 och 10,5. 20 9. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av att den vattenhaltiga blandningens temperatur är efter framställningen och före härdningen under 70°C. 10. · Förfarande enligt patentkrav 9, kännetecknat av att tem-25 peraturen är under 50°C.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesipitoisen seoksen pH on muodostamisen jälkeen ja ennen lämpökäsittelyä vähintään 2.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesipitoiseen seokseen lisätään ennen kovettamista määrä emästä nostamaan vesipitoisen seoksen pH välillä 6,5 - 10,5 olevaan arvoon.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesipitoisen seoksen lämpötila on valmistuksen jälkeen ja ennen kovettamista alle 70°C.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu sii-15 tä, että lämpötila on alle 50°C.

11. Förfarande enligt nägot av de föregäende patentkraven, kännetecknat av att den vattenhaltiga blandningen härdas ge-nom att upprätthälla en temperatur mellan 50°C och den vat- 30 tenhaltiga blandningens kokpunkt under en tidsperiod pä minst 15 minuter.

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesipitoinen seos kovetetaan ylläpitämällä 50°C:een ja vesipitoisen seoksen kiehumispisteen välil- 20 lä oleva lämpötila vähintään 15 min. ajanjakson ajan.

12. Förfarande enligt patentkrav 11, kännetecknat av att härdningstemperaturen är 70 - 90°C. 35

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kovettamislämpötila on 70°C:sta 90°C:een.

13. Förfarande enligt patentkrav 12, kännetecknat av att den vattenhaltiga blandningens temperatur höjs tili nämnda härd-ningstemperatur längsamt. 400$'49

13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu sii tä, että vesipitoisen seoksen lämpötilaa nostetaan mainittuun kovettamislämpötilaan hitaasti.

14. Pörfarande för framställning av anatasiskt titandioxid-pigment, k&nnetecknat av att det omfattar framställning av en vattenlösning av titanylsulfat och upphettning av nämnda lös-ning i närvaro av en nukleatdispersion som framställts enligt 5 nägot av patentkraven 1-13, för utfällning av en vatten-haltig anatasisk titandioxid och kalcinering av den utfällda anatas-titandioxiden för produktion av anatas-titandioxid i pigment form. 10 15. Förfarande enligt patentkrav 14, kannetecknat av att mängden nukleatdispersion är sädan, att den bildar som Ti02 nukleater i omrädet 0,2 - 10 % beräcknat pä titanylsulfatlös-ningens titandioxidinnehäll.

14. Menetelmä anataasisen titaanidioksidipigmentin valmista-30 miseksi, tunnettu siitä, että se käsittää titanyylisulfaatin vesiliuoksen valmistamisen ja mainitun liuoksen kuumentamisen i J ' i ydintäjädispersion läsnäollessa, joka on valmistettu jonkin patenttivaatimuksen 1-13 mukaisesti, vesipitoisen anataasisen titaanidioksidin saostamiseksi, ja saostuneen anataasi-35 titaanidioksidin kalsinoimisen tuottamaan pigmenttimuotoista anataasi- titaanidioksidia. 100519

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ydintäjädispersion määrä on sellainen, että se muodostaa Ti02:na ytimiä alueella 0,2 % - 10 % laskettuna ti-tanyylisulfaattiliuoksen titaanidioksidisisällöstä. 5

16. Anataasi-titaanidioksidi, tunnettu siitä, että se sisältää vähintään 90 p-% anataasi-titaanidioksidia, jonka keskimääräinen kidekoko on alueella 0,20 - 0,30 mikronia geometrisella standardipoikkeamalla 1,31 - 1,35, tai jonka keskimää- 10 räinen kidekoko on alueella 0,31 - 0,33 mikronia geometrisella standardipoikkeamalla 1,6. 15 1. Förfarande för produktion av en nukleatsuspension inne- hällande titanoxidaluminiumjoner, kannetecknat av att man bildar en vattenhaltig blandning av titantetraklorid, alumi-niumjoner och hydroxyljoner, blandningen härdas inom en tem-peraturinterval frän 50°C tili blandningens kokpunkt och 20 blandningen kyles, och i fall nödvändigt, regleras blandningens pH tili ett värde i omrädet 6,5 tili 10,5.

16. Anatas-titandioxid, k&nnetecknad av att den innehäller minst 90 vikt-% anatas-titandioxid vars genomsnittliga kris-tallstorlek är i omrädet 0,20 - 0,30 mikroner med den geomet-riska standardavvikelse pä 1,31 - 1,35, eller vars genomsnittliga kristalstorlek är i omrädet 0,31 - 0,33 mikroner 20 med den geometriska standardavvikelsen pä 1,6. * *