FI118303B - Preparation of artificial patination material to substrates comprises stopping reaction between raw material and alkali metal hydroxide with water, and dispersing precipitate with powerful mixing and addition of dispersing agent - Google Patents
Preparation of artificial patination material to substrates comprises stopping reaction between raw material and alkali metal hydroxide with water, and dispersing precipitate with powerful mixing and addition of dispersing agent Download PDFInfo
- Publication number
- FI118303B FI118303B FI20030371A FI20030371A FI118303B FI 118303 B FI118303 B FI 118303B FI 20030371 A FI20030371 A FI 20030371A FI 20030371 A FI20030371 A FI 20030371A FI 118303 B FI118303 B FI 118303B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- att
- patinating
- agent
- kännetecknat
- copper
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
Abstract
Description
* , 118303*, 118303
MENETELMÄ PATINOINTIAINEIDEN VALMISTAMISEKSI JA PATINOINTI-AINEMETHOD FOR THE MANUFACTURE OF PATENTING SUBSTANCES AND PATENTING SUBSTANCE
Tämä keksintö kohdistuu menetelmään keinotekoisen, halutun värin ja/tai 5 värisävyn omaavan patinointiaineen valmistamiseksi alustamateriaalille, joka on edullisesti valmistettu kuparista tai kupariseoksesta, ja menetelmällä valmistettuun patinointiaineeseen.The present invention relates to a process for producing an artificial patinating agent of the desired color and / or 5 shades on a substrate material preferably made of copper or a copper alloy and to the patinating agent produced by the method.
Kupari ja kupariseokset peittyvät oksidikerroksella normaaleissa atmosfää-10 risissä olosuhteissa. Ulkona kuparin pinnalle muodostuu ruskea oksidi ja myöhemmin patina vaihtelevalla nopeudella riippuen siitä, missä ja miten pinta on esillä. Patinan väri on kaupunki- ja maaseutuilmastossa vihreä ja meri-ilmastossa sinivihreä tai sininen. Kupari on tunnetusti pitkäikäinen ja huoltovapaa kattojen ja julkisivujen materiaali. Luonnollinen patina on is seurausta metallin korroosiosta atmosfäärissä. Patinakerroksella on tietty suojaava vaikutus. Patinan muodostuminen kuparisubstraatin pinnalle kestää monia vuosia. Aika on erityisen pitkä puhtaassa maalaisilmastossa, missä patinaa ei ehkä synny lainkaan.Copper and copper alloys are covered with an oxide layer under normal atmospheric conditions. Outside, a copper oxide is formed on the copper surface and later a patina at varying speeds depending on where and how the surface is exposed. The color of the patina is green in urban and rural climates and blue-green or blue in maritime climates. Copper is known to be a durable and maintenance-free material for roofs and facades. Natural patina is the result of the corrosion of the metal in the atmosphere. The patina layer has a certain protective effect. It takes many years for patina to form on the surface of the copper substrate. Time is particularly long in a clean, rural climate where patina may not occur at all.
* · ·· • · :mt ]* 20 Aikaisemmin on esitetty lukuisa määrä keinotekoisia patinointimenetelmiä.* · ·· • ·: mt] * 20 Numerous artificial patination methods have been described previously.
• · i ·*..·’ US-patentti 3,152,927 viittaa menetelmään ja pastaan, jossa menetelmässä • · patinageeli muodostetaan emäksisestä kuparinitraatista ja ferrisulfaatista.U.S. Patent 3,152,927 refers to a process and a paste wherein the patin gel is formed from basic copper nitrate and ferric sulfate.
• · · \.I Emäksinen kuparinitraatti ei ole termodynaamisesti stabiili sadevesissä, vaan • · *** se muuttuu asteittain stabiiliksi emäksiseksi kuparisulfaatiksi. Emäksisen 25 kuparisulfaatin ja -nitraatin väri on sininen ja rautasulfaatin saostuksessa • « [··«. muodostuvat keltaiset väriyhdisteet antavat tuotteelle vihreän värin.• · · \ .I Alkaline copper nitrate is not thermodynamically stable in rainwater, but · · *** it gradually becomes stable to basic copper sulfate. The basic 25 copper sulfate and nitrate are blue in color and iron sulfate precipitation • «[··«. the resulting yellow dye compounds give the product a green color.
• *• *
Patinointiaine levitetään hapettuneelle kuparipinnalle.The patinating agent is applied to the oxidized copper surface.
• · · f * • · »»· · *:*’ US-patentti 5,160,381 kuvaa menetelmää, missä kuparille muodostettu ·· « : 30 keinotekoinen patina muodostetaan a) poistamalla epäpuhtaudet, b) * * kiillottamalla etikkahapon, kuparisulfaatin, natriumkloridin, natriumhydroksidin ja kupariasetaatin kanssa kunnes ruskea väri muodostuu, c) pesemällä 2 118303 kiillotettu kuparipinta, d) harjaamalla ja e) viemällä substraatti kuivauksen jälkeen suodatettuun suolahapon, kuparikarbonaatin, ammoniumkloridin, kupariasetaatin, arseenitrioksidin ja kuparinitraatin liuokseen.US Patent 5,160,381 describes a process for forming a · · 30 «artificial patina on copper by a) removing impurities, b) * * by polishing acetic acid, copper sulfate, sodium chloride, sodium hydroxide. and with copper acetate until a brown color is formed, c) washing 2 118303 polished copper surface, d) brushing, and e) placing the substrate after drying in a filtered solution of hydrochloric acid, copper carbonate, ammonium chloride, copper acetate, arsenic trioxide and copper nitrate.
5 US-patentti 5,714,052 viittaa menetelmään brokantiittipatinan tuottamiseksi kuparin pinnalle käyttäen käsiteltävää kuparimateriaalia kuten kuparikeloja anodina elektrolyysikylvyssä, joka sisältää esimerkiksi natriumkarbonaattia. Tämän vaiheen aikana muodostuu käsiteltävän materiaalin pinnalle vihreä karbonaatti-sulfiittipatina. Materiaali huuhdellaan ja kuljetetaan kiinnitys-10 kylvyn läpi, jossa alkuperäinen karbonaatti-sulfiittipatina konvertoituu melkein täysin emäksiseksi kuparisulfaatiksi eli brokantiitiksi. Kiinnitysliuos sisältää ainakin yhtä hapetusaineista vetyperoksidi, kaliumkloraatti, kaliumperoksidi-sulfaatti, kaliumpermanganaatti ja kuparisulfaatti.U.S. Patent No. 5,714,052 refers to a process for producing a broccoli patina on a copper surface using a copper material to be treated, such as copper coils, as an anode in an electrolytic bath containing, for example, sodium carbonate. During this step, a green carbonate sulphite patina is formed on the surface of the material to be treated. The material is rinsed and transported through an attachment-10 bath where the original carbonate-sulphite patina is almost completely converted to a basic alkaline copper sulphate, i.e., brocantite. The fixative solution contains at least one of the oxidizing agents hydrogen peroxide, potassium chlorate, potassium peroxide sulfate, potassium permanganate and copper sulfate.
15 US-patentti 6,176,905 kuvaa menetelmää ja reaktioliuosta erityisesti esihapetetuille tai osittain jo patinoituneille kuparipinnoille. Kuparipintoja käsitellään reaktioliuoksella, joka käsittää kuparisuolan ja emäksisen suolan vesiliuoksen. Sopivia kuparisuoloja ovat kupari(!)karbonaatti, kupari(ll)- [ 1 karbonaatti, kupari(l)kloridi, kupari(ll)kloridi, kupari(ll)sulfaatti, kupariasetaat- • |( " 20 ti, kuparinitraatti ja niiden seokset. Emäksinen suola valitaan ryhmästä, joka • 1 · käsittää kaliumkarbonaatin, natriumvetykarbonaatin, kaliumvetykarbonaatin, • · natriumsulfaatin jne. Esimerkin reaktioliuos sisältää kuparisulfaatin, • · · natriumkarbonaatin ja natriumkloridin.US Patent 6,176,905 describes a process and reaction solution especially for pre-oxidized or partially patinated copper surfaces. Copper surfaces are treated with a reaction solution comprising an aqueous solution of a copper salt and a basic salt. Suitable copper salts include copper (!) Carbonate, copper (II) carbonate, copper (II) chloride, copper (II) chloride, copper (II) sulfate, copper acetate, copper nitrate and mixtures thereof. The basic salt is selected from the group consisting of potassium carbonate, sodium bicarbonate, potassium bicarbonate, sodium sulfate, etc. The reaction solution in the example contains copper sulfate, sodium sulfate, and sodium chloride.
• · • · ·» ;v> 25 WO-hakemus 95/29207 esittää menetelmän patinan muodostamiseksi, ]··!( jolloin kuparisulfaatti ja mahdollisesti rautasulfaatti reagoivat epäorgaanisen • · hydroksidiyhdisteen kanssa ja tämän jälkeen käytetään sopivaa sideainetta.WO 95/29207, WO 95/29207, discloses a process for forming a patina, wherein copper sulfate and optionally iron sulfate react with an inorganic hydroxide compound followed by the use of a suitable binder.
i » ·i »·
Sideaine lisätään patinaan ennen kuin patina levitetään substraatin pinnalle.The binder is added to the patina before the patina is applied to the surface of the substrate.
• · *"1' Sideaine on epäorgaaninen silikaatti ja sen määrä on 100-1000 g patina- ·· · : V 30 pulveria litraa sideainetta kohti. Karboksyylihappoa voidaan käyttää lisäapu- * 1 aineena tarttuvuuden lisäämiseksi.• · * "1 'The binder is an inorganic silicate and is present in an amount of 100-1000 g of patina ···: V 30 powder per liter of binder. Carboxylic acid can be used as an additional excipient to improve adhesion.
3 118303 US-patentti 5,691,001 kohdistuu menetelmään kuparia sisältävän materiaalin pintakäsittelemiseksi. Päällysteaine muodostetaan sekoittamalla ainakin yhtä kuparisuolan ja alkalimetallihydroksidin vesiliuosta, päällysteaine suodatetaan ja pestään kapillaarisuotimella. Päällysteaineen kiintoainepitoisuus 5 säädetään alueelle 15-50 paino-% ja päällysteaine säilytetään alle 5 °C:n lämpötilassa aina kuparipitoisen materiaalin pintakäsittelyyn saakka.U.S. Patent No. 5,691,001 to 3,118,303 relates to a method for surface treatment of a copper-containing material. The coating agent is formed by mixing at least one aqueous solution of the copper salt and an alkali metal hydroxide, the coating agent is filtered and washed with a capillary filter. The solids content of the coating material 5 is adjusted to a range of 15-50% by weight and the coating material is stored at a temperature below 5 ° C until the surface treatment of the copper-containing material.
US-patentti 6,063,480 esittää menetelmän patinoidun kuparilevyn valmistamiseksi, jossa kuparilevyn pinnalle muodostetaan ensin kuparisulfidikerros, ίο joka on musta. Sulfidikerroksen päälle ruiskutetaan hartsiliuos, joka sisältää emäksistä kuparikarbonaattia ja/tai emäksistä kuparisulfaattia niin, että se peittää 25 - 80 % kyseisestä pinnasta. Koska osa pinnasta jää vapaaksi keinotekoisesta patinasta, näihin kohtiin voi muodostua luonnon patinaa. Kuparimateriaalilla, jossa on patentissa kuvatulla tavalla valmistettu patina, 15 on hyvä muotoiltavuus eli patinakerros kestää myös taivutusta. Värisävyn vaihtelu rajoittuu emäksisten karbonaatti-/sulfaattipartikkelien pitoisuuksien suhteen muuttamiseen hartsiseoksessa sekä ruiskutettavan pinnan peittoasteeseen.U.S. Patent No. 6,063,480 discloses a process for making a patinated copper sheet, first forming a layer of copper sulfide, black, on the surface of the copper sheet. A resin solution containing basic copper carbonate and / or basic copper sulfate is sprayed onto the sulfide layer so that it covers 25 to 80% of the surface. Because part of the surface remains free of artificial patina, natural patina can form at these points. The copper material having the patina manufactured in the manner described in the patent has good formability, i.e. the patin layer is also resistant to bending. The variation in color tone is limited to changing the ratio of the basic carbonate / sulfate particles in the resin mixture and the degree of coverage of the surface to be sprayed.
• · ·* • · ;t " 20 Kuten edellä todettiin, emäksinen kuparinitraatti ei ole termodynaamisesti • · « stabiili vaan muuttuu vähitellen stabiilimmaksi emäksiseksi kuparisulfaatiksi • * sadeveden sisältämien sulfaattien tai rikkidioksidin metallipinnalle aiheutta- * · · mien hapetusreaktioiden vuoksi. Ilmaston rikkidioksidipitoisuus on nykyisin • · kuitenkin pienentynyt parantuneen ilmansaastekontrollin vuoksi ja niinpä 25 muutos emäksisestä kuparinitraatista emäksiseksi kuparisulfaatiksi vie • « [···. enemmän aikaa. Sadevesi voi aiheuttaa keinotekoiselle patinapinnalle • · ./* värimuutoksia ensimmäisten kuukausien ja vuosien aikana. Osa patinasta • · · :..f voi aluksi liueta, jolloin alla oleva ruskea tai musta oksidi- tai sulfidipinta • · "* paljastuu ja patinapinta tummuu näiltä osin. Osa patinapinnasta voi reagoida · : V 30 ja muodostaa kuparioksidia, joka siis myös muuttaa patinapinnan osin *’ * mustaksi tai ruskeaksi.As noted above, basic copper nitrate is not thermodynamically stable but gradually becomes more stable basic copper sulfate • * due to oxidation reactions of sulfates or sulfur dioxide on the metal surface of the rainwater. • · However, reduced due to improved air pollution control and thus 25 changes from alkaline copper nitrate to basic copper sulfate • «[···. More time. Rainwater can cause artificial patina • · ./* discoloration in the first months and years Part of the patina • · ·:. .f may initially dissolve to reveal the brown or black oxide or sulfide surface • · "* and darken the patina surface in these areas. Part of the patina surface may react with ·: V 30 to form copper oxide, which also turns part of the patina surface * '* black or brown.
4 1183034, 118303
Ensiksi mainittu menetelmä käyttää rautasuoloja vihreän värivivahteen aikaansaamiseksi patinalle, sillä emäksiset kuparinitraatti- ja -sulfaatti-päällysteaineet ovat sinisiä väriltään ilman rautaa. Rautaa lisättäessä on ongelmana ruosteen muodostuminen ja tästä johtuva patinapinnan 5 värinmuutos. Rautayhdisteet tekevät myös patinapinnan hapettavammaksi, mikä on edullista uuden patinan muodostumiselle sen esilläolon aikana. Riittävä hapettumisefekti saadaan kuitenkin aikaan vähemmällä rauta* määrällä kuin mitä tarvitaan vaaditun vihreän värisävyn aikaansaamiseksi.The former method uses iron salts to impart a green tinge to the patina, since the basic copper nitrate and sulfate coatings are blue in color without iron. The problem with the addition of iron is the formation of rust and the consequent discoloration of the patina surface 5. The iron compounds also make the patina surface more oxidative, which is advantageous for the formation of a new patina during its presence. However, a sufficient oxidation effect is achieved with less iron * than is required to achieve the required green hue.
ίο Kaikissa edellä kuvatuissa menetelmissä on pyritty saamaan alustamate-riaalin pintaan luonnollista patinaa jäljittelevä vihreä, sinivihreä tai sininen värisävy. Kuten myös on edellä todettu, onnistuminen riippuu käytettyjen kuparisuolojen lisäksi muista käytetyistä lisäaineista ja niiden määrästä.ίο All of the above methods have attempted to give the substrate material a green, bluish-green, or blue shade that mimics the natural patina. As noted above, success depends not only on the copper salts used, but also on the amount of other additives used.
15 Rakennusten näkyvien osien kuten kattojen ja julkisivujen yksi tärkeä ominaisuus on väri. Uusissa kohteissa eri materiaaleista valmistettujen rakennuksen osien visuaalinen yhteensopivuus on erittäin merkittävä tekijä. Nykyisin esimerkiksi rakennusarkkitehtuurissa halutaan luoda rakennusten ·;··· pinnoille saman värin eri sävyjä ja jopa kokonaan muita kuin perinteisen ·*».. 20 patinan värejä.15 One important characteristic of visible parts of buildings, such as roofs and facades, is color. The visual compatibility of parts of the building made of different materials is a very important factor in new projects. Nowadays, for example, in architectural design, it is desired to create different shades of · · ··· surfaces on buildings, and even completely different colors than traditional · * ».. 20 patina.
·· · • · · • · • · Tämä keksintö kohdistuu menetelmään keinotekoisen patinointiaineen :**]: valmistukseen, jolloin patinaan muodostetaan haluttu väri ja/tai värisävy.This invention relates to a process for the preparation of an artificial patinating agent: **], wherein the desired color and / or color tone is formed on the patina.
Alustamateriaalin kuten kuparin tai kupariseoksen pinnalle muodostetaan 25 ensin kuparioksidikerros, ja tämän päälle lisätään patinointiaine. Koko *· : ·· patinakerros muodostetaan mahdollisimman samanlaiseksi kuin luonnollisen ··· patinakerroksen rakenne. Menetelmän mukaisesti patinointiaine valmistetaan ainakin yhdestä kuparisuolasta, joka saostetaan alkalimetallihydroksidilla.A copper oxide layer is first formed on a substrate material such as copper or copper alloy, and a patinating agent is added thereto. Size * ·: ·· The patina layer is made as similar as possible to the natural ··· patina layer. According to the method, the patinating agent is prepared from at least one copper salt which is precipitated with an alkali metal hydroxide.
Kuparisuola on edullisesti kuparisulfaatti, mutta voi myös olla kuparinitraatti, • 30 kupari kloridi, kuparikarbonaatti tai niiden seos.The copper salt is preferably copper sulfate, but may also be copper nitrate, copper chloride, copper carbonate, or a mixture thereof.
··· · » · 118303 5··· · »· 118303 5
Olemme todenneet, että saostumisprosessissa syntyvän tuotteen raekokoa ja väriä voidaan säätää muuttamalla kuparisuolan ja/tai alkalimetalli-hydroksidin konsentraatiota saostuksessa käytettävissä liuoksissa. Laimeat liuokset antavat sakan, jonka raekoko on pieni. Sakan raekoko kasvaa 5 konsentraation kasvaessa. Kuparisuolan ja hydroksidin reaktio pysäytetään vedellä, sakka pestään ja suodatetaan sopivalla suotimella. Pieni raekoko antaa vaaleamman värin ja suuri raekoko tummemman värin patinointi-aineeseen sekä sillä valmistettuun patinapintaan.We have found that the grain size and color of the product formed during the precipitation process can be adjusted by changing the concentration of the copper salt and / or alkali metal hydroxide in the solutions used for the precipitation. Dilute solutions give a precipitate with a small particle size. The grain size of the precipitate increases with 5 concentrations. The reaction of the copper salt and hydroxide is quenched with water, the precipitate washed and filtered with a suitable filter. Small grain size gives a lighter color and large grain size a darker color to the patinating agent and the patina surface made with it.
10 Saostuma on edullista dispergoida tehokkaan sekoituksen avulla mahdollisen dispergointiaineen lisäyksen kanssa. Dispergointiaine voi olla sopiva kaupallinen tuote. Se erottaa saostuman agglomeroituneet partikkelit ja estää niiden agglomeroitumisen uudelleen. Dispergointi tekee valmiin patinointiaineen levittämisen helpoksi. Dispergoinnin toinen etu on, että 15 pasta on varastoitavissa huoneenlämpötiloissa aikaisemman jääkaappi-lämpötilan sijasta. Lisäksi vielä säilytysaika kasvaa neljästä viikosta useisiin kuukausiin, esimerkiksi kuuteen kuukauteen.It is advantageous to disperse the precipitate by effective mixing with the possible addition of a dispersant. The dispersant may be a suitable commercial product. It separates the agglomerated particles of the precipitate and prevents them from agglomerating again. The dispersion makes it easy to apply the finished patinating agent. Another advantage of dispersion is that the pasta is stored at room temperature instead of the previous refrigerator temperature. In addition, the shelf life increases from four weeks to several months, for example six months.
m * * Sopivan hapettavan kemikaalin lisäys patinointiaineeseen on edullista • · • *’ 20 samoin kuin sellaisten aineiden kuten hiilen käyttö, joka katalysoi sulfaatin • ♦ · : ·* muodostumista ilman rikkidioksidista. Kun halutaan saada aikaan ··· m * [;·;* normaalista patinan väristä poikkeavia värejä tai värisävyjä, on edullista • * · lisätä patinointiaineeseen ainakin yhtä epäorgaanista metalliyhdistettä « · **** väripigmentiksi. Nämä yhdisteet ovat kemiallisesti patinapartikkeleita pysy- .. . 25 vämpiä eivätkä ne reagoi ilmaston epäpuhtauksien kanssa. Keksinnön • · \,lt mukaisesti värjätyn patinointiaineen värit ovat lähinnä vihreän ja sinisen eri · sävyjä vaaleasta tummaan, mutta ne voivat myös olla harmaan, mustan, « · » punaisen, keltaisen tai ruskean haluttuja sävyjä.m * * The addition of a suitable oxidizing chemical to the patinating agent is advantageous, as well as the use of substances such as carbon which catalyze the formation of sulfate without sulfur dioxide. When it is desired to obtain ··· m * [; ·; * colors or shades different from the normal patina color, it is preferable to * * · add at least one inorganic metal compound «· **** to the patinating agent as the color pigment. These compounds are chemically patinated particles. 25 and they do not react with climate pollutants. The colors of the patinating agent dyed according to the invention are essentially different shades of green and blue from light to dark, but they can also be the desired shades of gray, black, red, yellow or brown.
• » • · ··· · · ϊ V 30 Keksintö kohdistuu myös patinointiaineeseen, jonka väri ja värisävy voidaan säätää halutuksi patinointiaineen raekokoa säätämällä ja/tai käyttämällä 6 118303 lisäaineena ainakin yhtä metalliyhdistettä väripigmenttinä. Yhdiste on edullisesti epäorgaaninen metalliyhdiste.The invention also relates to a patinating agent whose color and hue can be adjusted to the desired size by adjusting the grain size of the patinating agent and / or using at least one metal compound as a color pigment. Preferably, the compound is an inorganic metal compound.
Keksinnölle on tunnusomaista se, mikä käy esille patenttivaatimuksista.The invention is characterized by what is stated in the claims.
55
Rautasuolaa voidaan myös käyttää patinointiaineen raaka-aineena. Rauta-suola on edullisesti rauta(lll)sulfaatti, mutta se voi olla myös rauta(lll)nitraatti tai rauta(lll)kloridi.The iron salt can also be used as a raw material for a patinating agent. The iron salt is preferably iron (III) sulfate, but it may also be iron (III) nitrate or iron (III) chloride.
ίο Olemme todenneet, että patinointiaineita, jolla on erilainen raekoko, raemuoto ja raekokojakautuma, voidaan saada aikaan säätämällä kemikaalien pitoisuutta ja alkalimetallihydroksidin syöttönopeutta saostus-prosessin aikana. Raekoolla, raekokojakautumalla ja raemuodolla on vaikutusta värisävyyn ja patinakerroksen kestävyyteen. Raekoko 0,2 - 100 15 pm on osoittautunut edulliseksi.ίο We have found that patinating agents with different grain size, grain shape and grain size distribution can be obtained by adjusting the chemical concentration and feed rate of the alkali metal hydroxide during the precipitation process. Grain size, grain size distribution and grain shape have an effect on color tone and durability of the patina layer. A grain size of 0.2 to 100 µm has proven to be advantageous.
Kuparisuolan ja alkalihydroksidin saostumaan lisätään sopivaa hapettavaa kemikaalia. Tämä tehdään ennen tai jälkeen dispergoinnin riippuen käytettä-‘ västä aineesta. Hapettavan vaikutuksen lisäksi aineet toimivat myös väriä • · *' 20 antavina aineina. Hapettava kemikaali voi tässä tapauksessa olla • · · rautayhdiste, mutta pääasiallisena hapettavana aineena on edullista käyttää • · esimerkiksi mangaanidioksidia (Mn02). Rautaa voidaan lisätä rautahydrok- • « · sidina, rauta(lll)oksidina tai niiden seoksena. Hapettavana aineena voidaan * · • · *** käyttää myös kaupallisia metallipigmenttiyhdisteitä. Tämän lisäyksen ;v< 25 tarkoitus on tehdä liete hapettavammaksi, mikä on edullista stabiilisuuden ja » · [*·*, patinakerroksen tarttuvuuden kannalta. Kun lisätään muita hapettavia • · kemikaaleja, on mahdollista saada patinointiainetta, jossa ei ole rautaa tai • · · *'(f sitä on vähemmän kuin tavanomaisesti ja siten voidaan vähentää ruosteen • · **;·* muodostumista ja värinmuutosongelmia.A suitable oxidizing chemical is added to the precipitate of copper salt and alkali hydroxide. This is done before or after the dispersion, depending on the material used. In addition to their oxidizing effect, the substances also act as coloring agents. In this case, the oxidizing chemical may be an iron compound, but it is preferable to use, for example, manganese dioxide (MnO2) as the main oxidizing agent. Iron can be added as iron hydroxide, iron (III) oxide or a mixture thereof. Commercial metal pigment compounds may also be used as oxidizing agents. The purpose of this addition; v <25 is to make the slurry more oxidative, which is advantageous in terms of stability and adhesion of the · · [* · *, patina layer. When other oxidizing chemicals are added, it is possible to obtain a non-iron or • · * 'patinating agent (f is less than normal and thus reduce rust formation and discoloration problems).
·· « • · · : .· 30·· «• · ·:. · 30
On myös edullista käyttää aineita, jotka katalysoivat sulfaatin muodostumista atmosfäärin rikkidioksidista, eli aineita, jotka lisäävät luonnollisen patina- 7 118303 muodostuksen edellytyksiä. Sellainen katalyytti on esimerkiksi hiili. Hiili voidaan lisätä hiilipulverina, nokena tai grafiittina. Kaupallisia pigmenttejä kuten Mineral Black (C+Si02) tai Black Earth (C) voidaan myös käyttää. Hiililisäyksellä on myös vaikutusta patinapastan väriin.It is also advantageous to use substances which catalyze the formation of sulfate from atmospheric sulfur dioxide, i.e. substances which increase the conditions for the natural formation of patina. Such a catalyst is, for example, carbon. The carbon can be added as carbon powder, carbon black or graphite. Commercial pigments such as Mineral Black (C + SiO 2) or Black Earth (C) can also be used. The addition of carbon also affects the color of the patina paste.
55
Edellä mainitun, hapettomien ja katalyyttien antaman väriefektin lisäksi on edullista käyttää myös muita stabiileja epäorgaanisia metalliyhdisteitä halutun värin saavuttamiseksi. Koska kuparin emäksinen sulfaatti- ja emäksinen nitraattipatinointiaine ovat sinisiä väriltään, keltaisten tai ruskei-10 den partikkelien lisäys tekevät ne vihreämmiksi. Stabiileihin metalliyhdis-teisiin perustuvilla keltaisilla väripigmenteillä on pastaa voimakkaammin värjäävä efekti kuin saostusprosessin rautayhdisteillä. On edullista käyttää raudan sijasta tai saostusprosessiin lisätyn raudan lisäksi esimerkiksi raudan ja alumiinin, raudan, alumiinin ja mangaanin, raudan, alumiinin mangaanin ja is piin tai mangaanin yhdisteitä sisältäviä väripigmenttejä. Sellaisia ovat esimerkiksi Mars Yellow (FezOyHaO + AI2O3), Yellow Ochre (Fe(OH)3), Raw Amber Earth (Fe20*Mn02*nH20 + Si + Al203) tai Sienna Natural Earth (Fe203*nH20+Mn02+AI203+Si02*2(H20)). Voidaan käyttää myös ruskeita ·:··: väripigmenttejä kuten Iron Brown (Fe203>, Manganese Brown (Μηθ2, 20 Μη2θ7), Sienna Burnt (Fe203*nH20 + Al203 + Mn02), Burnt Umber (Fe203-Mn02*nH20 + Si + AI2O3). Magnetiitti ja tenoriini (CuO) antavat kauniin tumman sävyn vihreälle pastalle.In addition to the aforementioned color effect provided by anoxic and catalysts, it is also advantageous to use other stable inorganic metal compounds to achieve the desired color. Since the basic copper sulfate and alkaline nitrate patinating agent are blue in color, the addition of yellow or brown particles makes them greener. The yellow color pigments based on stable metal compounds have a more intense coloring effect than the iron compounds of the precipitation process. It is preferable to use color pigments containing compounds of iron and aluminum, iron, aluminum and manganese, iron, aluminum manganese and isine or manganese in place of iron or in addition to iron added to the precipitation process. These include, for example, Mars Yellow (FezOyHaO + Al 2 O 3), Yellow Ocher (Fe (OH) 3), Raw Amber Earth (Fe 2 O * MnO 2 * nH 2 O + Si + Al 2 O 3) or Sienna Natural Earth (Fe 2 O 3 * nH 2 O + MnO 2 + AI 2 O 3 + SiO 2 *). 2 (H20)). Can also use brown ·: ··: color pigments such as Iron Brown (Fe203>, Manganese Brown (Μηθ2, 20 Μη2θ7), Sienna Burnt (Fe203 * nH20 + Al203 + Mn02), Burnt Umber (Fe203-Mn02 * nH20 + Si + AI2O3) Magnetite and tenorine (CuO) give a beautiful dark shade of green paste.
·♦ * • · · • * • 1· ♦ * • · · • * • 1
Myös kromin ja kuparin yhdisteet joko yhdessä tai erikseen ovat sopivia 25 väripigmennejä. On todettu, enä stabiileja epäorgaanisia metailipigmennejä «« i *·· vihreän värin saamiseksi ovat esimerkiksi Malacite Green (CuC03*Cu(0H)2), »·· *···: Opaq Chromium Green (Cr203), jossa kromi on kolmiarvoisessa muodossa,The chromium and copper compounds, either alone or separately, are also suitable color pigments. It has been found that stable inorganic metail pigments to obtain a green color are, for example, Malacite Green (CuCO3 * Cu (0H) 2), »·· * ···: Opaq Chromium Green (Cr203), in which the chromium is trivalent ,
Chrysocolla (CuSi03*nH20 + Cu2C03(0H)2 + CuC03(0H)2) ja magne- ·»· siumin, alumiinin ja kaliumin muodostama väripigmentti Green Earth (Mg, AI, • ;*; 30 K). Pigmentteinä käytettyjen metalliyhdisteiden määrä on pieni, yleensä alle M* * patinavärin aikaansaamiseksi.Chrysocolla (CuSiO3 * nH2O + Cu2CO3 (0H) 2 + CuCO3 (0H) 2) and Magnesium, Aluminum and Potassium pigment Green Earth (Mg, Al, *; 30 K). The amount of metal compounds used as pigments is small, generally less than M * * to achieve a patina color.
·;·*: 1 % patinointiaineen määrästä, kun pigmenttiä käytetään luonnonmukaisen h 118303·; · *: 1% of the amount of the patinating agent when the pigment is used in organic h 118303
Edellä mainittujen, perinteistä patinan väriä antavien tai väriä syventävien metallien lisäksi tai niiden sijasta voidaan patinointiaineeseen lisätä muita, erityisesti epäorgaanisia, metallipigmenttejä halutun värin tai värisävyn 5 aikaansaamiseksi. Käytetyn pigmentin määrä on edelleenkin varsin pieni, luokkaa 1 - 5% patinointiaineen kuiva-aineesta. Edellä on jo mainittu mustan, keltaisen, ruskean ja vihreän värin pigmenttejä ja niiden käyttö sopivan luonnonmukaisen patinasävyn aikaansaamiseksi. Näiden pigmenttien määrää säätämällä saadaan kuitenkin aikaan myös vastaavan väristä ίο (keltaista, ruskeata ja vihreätä) patinointiainetta. Sinisen eri sävyjä saadaan esimerkiksi käyttämällä Egyptin sinistä, kalsiumkuparisilikaattia, CaCuSi4Oi0) joka on kemiallisesti hyvin kestävä pigmentti. Edellä mainittujen mustan värin pigmenttien avulla voidaan myös näiden avulla vihreä väri muuttaa harmaaksi tai saada aikaan siniharmaan eri sävyjä.In addition to, or in place of, the above-mentioned conventional patina coloring or color-enhancing metals, other, particularly inorganic, metal pigments may be added to the patinating agent to provide the desired color or color tone. The amount of pigment used is still quite small, on the order of 1-5% of the dry matter of the patinating agent. The black, yellow, brown and green pigments have already been mentioned above and their use in obtaining a suitable organic patina tone. However, by adjusting the amount of these pigments, a corresponding colored ίο (yellow, brown and green) patina is also obtained. Different shades of blue are obtained, for example, by using Egyptian blue, calcium copper silicate, CaCuSi4Oi0), which is a chemically resistant pigment. The above-mentioned black pigments can also be used to make the green color gray or to provide different shades of blue-gray.
1515
Kun kuparisulfaattia käytetään patinointiaineen raaka-aineena, reaktio alkali-metallihydroksidin kanssa muodostaa brokantiittia (Cu4S04(OH)6) tai posjnakiittia (Cu4S04(0H)6*2H20). Posjnakiitti on tuote, joka muodostuu ·:··* luonnossa ja se muuttuu vähitellen muutaman vuoden aikana brokantiitiksi.When copper sulphate is used as a raw material for a patinating agent, the reaction with an alkali metal hydroxide forms either brocantite (Cu 4 SO 4 (OH) 6) or posnaite (Cu 4 SO 4 (O H) 6 * 2H 2 O). Pancreatitis is a product that is formed ·: ·· * in nature and gradually turns into a brokant in a few years.
f*·.. 20 Voi olla edullista, että patinassa on mukana myös posjnakiittia, sillä se antaa pinnalle eloisuutta muuttuessaan brokantiitiksi.f * · .. 20 It may be advantageous that patina also be present in the patina, as it gives the surface liveliness as it becomes a brocade.
• · «·* • * • · ···• · «· * • * • · ···
Patinointiaineen valmistuksessa on myös tarkoituksena, että patina tarttuu hyvin alustaansa ja patinapinta on kestävä. Tätä voidaan parantaa lisäämällä 25 sideainetta patinointiaineeseen. Natriumsilikaattia käytetään yleisesti patinan *« : *·* sideaineena ja se on ruiskutettu patinapinnan päälle sen jälkeen kun patina *·· on levitetty alustalleen. Nyt olemme todenneet, että on edullista käyttää : alkydipohjaista yhdistettä sideaineena ja lisätä se varsinaiseen patinointi- aineeseen pastan valmistuksen aikana. Sideaineen lisäys pastaan valmistuk- : 30 sen aikana ei lyhennä varastoimisaikaa. Sideaineen määrä on korkeimmil- ··* * ·:··· laan 10% patinointiaineen kuiva-aineesta, edullisesti 2 - 3%. Kuiva-aineen määrä patinointiaineessa on 15 - 50%. Sideaineen määrä säädetään niin, 9 118303 että levityksen jälkeen patinakerros on tiukasti kiinnittynyt alustaansa. Patina-partikkelit eivät ole kokonaan vaan ainoastaan osittain peittyneet sideaineella. Tämä jättää patinapartikkelit alttiiksi ilman vaikutukselle niin, että luonnolliset patinoitumisreaktiot voivat edetä.The purpose of the patinating agent is also to ensure that the patina adheres well to its substrate and has a durable surface. This can be improved by adding 25 binders to the patinating agent. Sodium silicate is commonly used as a binder for the patina * «: * · * and is sprayed onto the patina surface after the patina * ·· has been applied to its substrate. We have now found it advantageous to use: an alkyd-based compound as a binder and add it to the actual patinating agent during the preparation of the pasta. Addition of binder to the pasta during preparation does not shorten the shelf life. The amount of binder is up to 10% of the dry matter of the patinating agent, preferably 2 to 3%. The amount of dry matter in the patinating agent is 15-50%. The amount of binder is adjusted so that after application, the patina layer is firmly adhered to its substrate. The patina particles are not completely but only partially covered with binder. This leaves the patina particles exposed to the air so that natural patination reactions can proceed.
55
Sideaineen käyttö ei ole aina pakollista mutta suotavaa. Patinointiaineen raekoolla on merkitystä patinapinnan kestävyyteen. Eräät koejaksot, joissa posjnakiitti oli pääkomponentti, raekoko välillä 0,2 - 80 pm tasaisella jakaumalla, tuottivat hyviä tuloksia. Tämän tyyppinen pasta antaa hyvin ίο kestävän patinapinnan, jossa on hyvä tarttuvuus ilman mitään sideainetta.The use of a binder is not always mandatory but desirable. The grain size of the patinating agent is important for the durability of the patina surface. Certain test periods, in which the posjite was the major component, with a grain size between 0.2 and 80 µm with a uniform distribution, produced good results. This type of paste gives a very durable patina surface with good adhesion without any binder.
Keksinnön mukaista patinointiainetta voidaan levittää siveltimellä, telalla tai ruiskuttaa. Pastaa voidaan myös varastoida pitempiä aikoja huoneenlämpötilassa. Pastaa voidaan käyttää suoraan sovelluskohteeseen yhtä 15 hyvin kuin esipatinoituihin elementteihin tai levyihin. Muodostetun patina-kerroksen kestävyys tekee mahdolliseksi myös patinoitujen levyjen valmistuksen ja profiilien tekemisen arkkitehtoniseen käyttöön. Hapettavat aineet ja katalysoivat hiiliyhdisteet patinakerroksessa helpottavat ilman kanssa tapah-·:··· tuvia luonnollisia reaktioita ja uuden luonnollisen patinan muodostumista.The patinating agent of the invention may be applied by brush, roller or spray. The pasta can also be stored for longer periods at room temperature. The paste can be applied directly to the application as well as pre-patinated elements or sheets. The durability of the formed patina layer also makes it possible to manufacture patinated sheets and make profiles for architectural use. Oxidizing agents and catalyzing carbon compounds in the patina layer facilitate natural reactions with air:: ··· and the formation of a new natural patina.
20 :*·*: Keksintöä kuvataan vielä oheisen esimerkin avulla.20: * · *: The invention will be further described by the following example.
• · ··· * · • · t·· : Λ Esimerkki 1 ··*· · ··· * · • · t ···: Λ Example 1 ·· *
Saostusprosessi suoritetaan viiden kuutiometrin reaktorissa. Hyvä sekoitus 25 saadaan aikaan sijoittamalla sekoitin noin 400 mm:n korkeudelle reaktorin · : V pohjasta. Tämän vuoksi on haluttaessa mahdollista käyttää suhteellisen matalaa konsentraatiota prosessiliuoksessa. Tämä on tärkeää, jos aiotaan » :**]: tehdä panoksia, joissa on eri raekoko ja raemuoto.The precipitation process is carried out in a five cubic meter reactor. A good mixing is achieved by placing the mixer at a height of about 400 mm from the bottom of the reactor ·: V. Therefore, it is possible, if desired, to use a relatively low concentration in the process solution. This is important if you are going to »: **]: make bets with different grain size and grain shape.
• · • » ·*« 30 475 litraa kaupunkivettä lisätään reaktoriin. Sekoitetaan tasaisella sekoi- • · ·:··· tuksella 100 kg kuparisulfaattia, jossa on 27% kuparia. Kun kuparisulfaatti on täysin liuennut, lisätään 4 kg ferrosulfaattia, jossa on rautaa 21-23%.30 475 liters of urban water are added to the reactor. Stir evenly with 100 kg copper sulphate containing 27% copper. When the copper sulfate is completely dissolved, 4 kg of ferrous sulfate containing 21-23% iron are added.
,0 1 1 8303, 0 1 18303
Reaktoriin pumpataan 714 L 1-moolista natriumhydroksidiliuosta ja annetaan saostua. Prosessi pysäytetään pumppaamalla 1960 L vesijohtovettä. Saostuman annetaan laskeutua muutama tunti. Kirkas liuos pumpataan pois ja saostuma johdetaan keraamisuotimeen pesua varten. Pesun ja 5 suodatuksen jälkeen saostuma sisältää 20-30 % kiintoainetta ja vähemmän kuin 0,1% alkali-ioneja.714 L of 1 M sodium hydroxide solution is pumped into the reactor and allowed to precipitate. The process is stopped by pumping 1960 L of tap water. The precipitate is allowed to settle for a few hours. The clear solution is pumped off and the precipitate is led to a ceramic filter for washing. After washing and filtration, the precipitate contains 20-30% solids and less than 0.1% alkaline ions.
Muodostunut saostuma pumpataan liuotussäiliöön dispergointia varten. Lisätään 200 g hiilipulveria, 300 g mangaanidioksidia (Mn02), 1 litra ίο Malachite Green-pigmenttiä (CuC031Cu(0H)2) ja 2 litraa kaupallista dispergointlainetta. Dispergointiprosessin jälkeen lisätään 15 litraa vesiliuoksessa olevaa alkydisideainetta hitaasti sekoittamalla. Tuote on pääasiassa brokantiittia, jonka kiintoainepitoisuus on 20-30% ja raekoko 0,5-12 mikrometriä. Tuote pakataan muoviastioihin ja varastoidaan 15 huoneenlämpötilassa.The precipitate formed is pumped into a leaching tank for dispersion. Add 200 g of carbon powder, 300 g of manganese dioxide (MnO2), 1 liter of Malachite Green pigment (CuC031Cu (0H) 2) and 2 liters of commercial dispersant. After the dispersion process, 15 liters of the alkyd binder in the aqueous solution is added with slow stirring. The product is predominantly broccoli with a solids content of 20-30% and a grain size of 0.5-12 micrometres. The product is packed in plastic containers and stored at 15 room temperature.
Valmistettu tuote levitettiin kolmen ruskean hapettuneen kuparilevysetin pinnalle. Levitys tehtiin joko siveltimellä, siveltimellä ja telalla tai ruiskutuspistoolilla. Kaksi levyä kustakin setistä otettiin kaappitestiin.The prepared product was applied to the surface of three brown oxidized copper plate sets. The application was done either with a brush, a brush and a roller or with a spray gun. Two plates from each set were taken for the cabinet test.
..... 20 Ruskeat, hapettuneet ja paljaat kuparilevyt laitettiin mukaan referenssiksi...... 20 Brown, oxidized, and bare copper plates were included for reference.
• · ... Kaappitesti: • ·· ..... Liuos: keinotekoinen sadevesi • * .···. kemikaali mmol • · :v. NaCI 10.0000 # · .***. 25 NH4NO3 0.0400 • · K2S04 0.0031 : MgS0417H20 0.0049 ··· ·• · ... Cabinet Test: • ·· ..... Solution: Artificial Rainwater • *. ···. chemical mmol • ·: v. NaCI 10.0000 # ·. ***. 25 NH4NO3 0.0400 • · K2S04 0.0031: MgS0417H20 0.0049 ··· ·
CaS04x2H20 0.0050 • · 1 .···. H2S04 0.0230 • · ··· * • · • « • · 1 • · · • · · „ 118303CaS04x2H20 0.0050 • · 1. ···. H2S04 0.0230 • · ··· * • · • «• · 1 • · · · ·“ 118303
Lämpötila: 50°CTemperature: 50 ° C
Suihkutus: 30 min/h nopeudella 0.8l/hSpraying: 30 min / h at 0.8l / h
Kesto: 250 h 5 Silmämääräinen tarkastelu osoitti, että kaikki patinoidut näytteet olivat melkein vahingoittumattomia. Paljaat kuparinäytteet olivat muuttuneet tummanruskeiksi. Hapettuneissa levyissä oli valkoisia alueita ja jonkin verran mustan oksidin häviämistä pinnoilta, samanlaista kuin on nähtävissä hapettuneissa kuparinäytteissä, jotka on asetettu kahdeksi vuodeksi meri-lo vesikorroosioasemalle.Duration: 250 h 5 Visual examination showed that all patinated specimens were almost intact. The bare copper samples had turned dark brown. The oxidized plates had white areas and some black oxide disappearance from the surfaces, similar to that seen in oxidized copper samples placed for two years at the sea-water corrosion station.
* • · • * t · • ** *· · • * · • · · ··· ♦ · • · ♦ ·· ·· · • · · • · • · • · · • * • ··· ♦ · • · · • · · ··· · • · · • * ♦ · • · · ·«· • · • · «· • · • · • · · • · • · * ♦ ** • • t · ** ** ** ** * * * · · · · • · • · · * * * * * * * * * * * *
Claims (40)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20030371A FI118303B (en) | 2002-04-09 | 2003-03-13 | Preparation of artificial patination material to substrates comprises stopping reaction between raw material and alkali metal hydroxide with water, and dispersing precipitate with powerful mixing and addition of dispersing agent |
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20020669 | 2002-04-09 | ||
FI20020669A FI20020669A (en) | 2002-04-09 | 2002-04-09 | Procedure for preparing artificial patina and a patina paste |
FI20030371A FI118303B (en) | 2002-04-09 | 2003-03-13 | Preparation of artificial patination material to substrates comprises stopping reaction between raw material and alkali metal hydroxide with water, and dispersing precipitate with powerful mixing and addition of dispersing agent |
FI20030371 | 2003-03-13 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20030371A0 FI20030371A0 (en) | 2003-03-13 |
FI20030371A FI20030371A (en) | 2003-10-10 |
FI118303B true FI118303B (en) | 2007-09-28 |
Family
ID=26161306
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20030371A FI118303B (en) | 2002-04-09 | 2003-03-13 | Preparation of artificial patination material to substrates comprises stopping reaction between raw material and alkali metal hydroxide with water, and dispersing precipitate with powerful mixing and addition of dispersing agent |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI118303B (en) |
-
2003
- 2003-03-13 FI FI20030371A patent/FI118303B/en active IP Right Grant
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI20030371A0 (en) | 2003-03-13 |
FI20030371A (en) | 2003-10-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI86881C (en) | FRAMEWORK REQUIREMENTS FOR FRAMEWORK | |
FI74990B (en) | PAERLGLANSPIGMENT. | |
US8025976B2 (en) | Titania-metal composite and method for preparation thereof, and film forming method using dispersion comprising the composite | |
CN1133866A (en) | Gray interference pigment and process for producing same | |
KR20050088347A (en) | Process of making a water dispersible titanium dioxide pigment useful in paper laminates | |
JP4988983B2 (en) | Method for producing iron oxide pigment | |
US8388768B2 (en) | Method for preparing patination materials and patination material | |
FI118303B (en) | Preparation of artificial patination material to substrates comprises stopping reaction between raw material and alkali metal hydroxide with water, and dispersing precipitate with powerful mixing and addition of dispersing agent | |
WO2006032199A1 (en) | A pearl pigment used for external outside | |
CN104893375A (en) | Organic-inorganic hybrid photocatalysis top coating as well as preparation method and application thereof | |
KR100227054B1 (en) | Pearlscent pigment and process for producing the same | |
CN103619963B (en) | Treated inorganic pigments having reduced photoactivity and improved anti-microbial properties and their use in coating compositions | |
JPH10503224A (en) | Artificial patina | |
EP1643006A2 (en) | Method for the fabrication of a multi-layered patina and said multi-layaered patina | |
CN112724734A (en) | Photocatalytic antibacterial waterproof putty for interior wall and preparation method thereof | |
JPWO2005090067A1 (en) | Laminated body and manufacturing method thereof | |
JP3696139B2 (en) | Cyan blue coloring composition and patina formation method | |
KR101143687B1 (en) | A oxidized verdigris copper manufacture method | |
CN110255625B (en) | Preparation method and application of high-activity catalyst iron oxide red | |
SU1581727A1 (en) | Method of producing yellow iron-calcium pigment | |
US20020148390A1 (en) | Pigment preparation for anticorrosion paints | |
JP3416874B2 (en) | Surface treatment method for highly designed steel | |
CN116770285A (en) | Treating agent for preventing aluminum alloy from being discolored and rusted and preparation method thereof | |
JPH05214263A (en) | Pigment of high adsorbing power | |
US932864A (en) | Green pigment and process of making the same. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: LUVATA OY Free format text: LUVATA OY |
|
FG | Patent granted |
Ref document number: 118303 Country of ref document: FI |