FI58151B - Foerfarande foer framstaellning av friflytande titandioxidpigment - Google Patents

Description

1.--:.---1 r_, .... KUULUTUSJULKAISU — — . — ^ i11) UTLÄCCNINGSSKRIFT 5 81 5 1 C Patentti myönnetty 10 12 1030

Patent aoddelat ^ v ^ ¢1) tx^fuuo} 0 09 c 1/36 SUOMI—FINLAND (21) Pww«dh*wiius-hi«iwrtMa*is 2152/73 PJ) HMI-MM 0U.0T.T3 'r,/ (23) AlkwpUvt—GIMflMtadac 04.07.73

(41) Tulkit JuUcMcd — Bltvtt offantllf 03.03.7U

PktMtetl· ja rekisterihallitus (44) μ kuuL|ullui»m pvm.-

Patana- och reflsterstyrelsan ' ' Amskan uthjd oeh uti.*krtfun pubikwnd 29.08.80 ~ (32)(33)(31) ^H««y etuolkww-a^ird priority 02.09.72

Saksan Li i 11 ot as avalt a-Fö rounds republiken Tyskland(DE) P 2243376.7 (71) Kronos Titan-GmbH, 5090 Leverkusen 1, Saksan Liittotasavalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (72) Gunter Schmidt, Leverkusen, Carlo Servais, Odenthal, Saksan Liitto-tas avalta-Förbundsrepubliken Tyskland(DE) (74) Oy Kolster Ab (54) Menetelmä vapaasti valuvien titaanidioksidipigmenttien valmistamiseksi - FÖrfarande för framställning av friflytande titandioxidpignent

Keksintö koskee menetelmää varastointia kestävien, vapaasti valuvien _ titaanidioksidipigmenttien valmistamiseksi, joiden dispergoituvuus on hyvä, jolloin varastointikestävyydellä ymmärretään valuvuuden säilymistä varastoitaessa pigmenttiä mahdollisesti puristuksen alaisena.

_ Takertumis- ja polyämistaipumusten vuoksi liittyy hyvin hienojakoisten jauhemaisten aineiden, kuten titaanidioksidipigmenttien käsittelyyn vaikeuksia niitä kuljetettaessa ja annosteltaessa. Nämä vaikeudet ovat vältettävissä rakeistamalla jauhe vapaasti valuviksi agglomeraateiksi.

Saksalaisesta patenttijulkaisusta 964*393 on ennestään tunnettua tehdä hienojakoiset oksidit ja silikaatit pölyämättömiksi ja vapaasti valuviksi siten, että ne taikinoidaan veden kanssa, hierotaan seulan läpi ja muotoillaan pieniksi kuuliksi vierittämällä. Tällöin tapahtuu agglomerointi vesipitoisen faasin kautta.

Pigmenttien osalta ei tämä menetelmä tule kysymykseen, koska optiset ominaisuudet ja dispergoitavuus tällöin huonontuvat.

Tämän vuoksi on myös yritetty (saksalainen kuulutusjulkaisu 1,041,472) rakeistaa jauheet, erityisesti pigmentit kuivassa tilassa lajittelevan seulonnan avulla ja suorittamalla sen jälkeen vieritys.

58151 Tämän menetelmän eräs epäkohta on kuitenkin ee, että näin eaatujen valumiekykyieten rakeiden puristuksenkfcstävyyB on hyvin vähäinen ja ne menettävät vapaan valuniskykyneä varastoitaessa niitä puristuksen alaisena, esimerkiksi säkeissä ja siiloissa, tai niiden dispergoitavuusominaisuudet huonontuvat huomattavasti.

Eräs toinen menetelmä jauhemaisten aineiden tekemiseksi valumiskykyi-siksi ja/tai valuniskyvyn säilyttämiseksi aineiden agglomeroitumieen ehkäisemiseksi perustuu siihen, että aineisiin lisätään vähäisiä määriä hienojakoisia metalli- tai epämetallioksideja (saksalainen patenttihakemus 1) 16.548), erityisesti hienojakoista piihappoa (saksalainen hakemusjulkaisu 1,642,996).

Lisäys suoritetaan joko aineiden jauhatuksen aikana tai niiden valmistuksen ~ jälkeen yksinkertaisesti sekoittamalla.

Kysymyksen ollessa titaanidioksidipigmenteistä ei tällä tavalla sekoittaen hienojakoisen, aktiivisen piihapon kanssa saada kuitenkaan vapaasti va- — luvaa ja siten ei myöskään varastoimista kestävää pigmenttiä.

Mitkään tähän asti ehdotetuista menetelmistä eivät olleet edellä selostetuista syistä sopivia valumiekykyieten titaanidioksidipigmenttien valmistamiseksi, joilla on hyvät varastointiominaisuudet.

Tämän vuoksi olisi löydettävä mahdollisuus muuttaa sinänsä pölyämiseen ja takertumiseen taipuvaiset titaanidioksidipigmentit niiden tavallisen valmistusmenetelmän jälkeen varatointia kestävään, valumiskykyiseen muotoon ilman että tällöin tapahtuisi huononemista optisissa ominaisuuksissa ja dispergoitavuudessa.

Tämä tehtävä katkaistaan keksinnön mukaan siten, että kuiva, jauhettu titaanidioksidipigmentti seulotaan ja saatetaan vierimään hienojakoisten metalli- tai epämetallioksidien läsnäollessa.

Tällä sinänsä tunnettujen menetelmävaiheiden yhdistelmällä saadaan titaanidiokeidipigmenttejä, joilla on toivotut ominaisuudet, vain silloin, kun yksityiset toimenpiteet suoritetaan määrätyssä järjestyksessä. Hienojakoisten aineiden lisäämisen tulee tapahtua seulonnan jälkeen joko ennen ~ vieritystä tai edullisesti vieritystapahtuman aikana, kun pigmenttiagglomeraa-tit ovat jo pyöristyneet ja jonkin verran vahvistuneet* Jos hienojakoinen aine sekoitetaan joukkoon ennen seulontaa, voi se johtaa agglomeroitumisvaikeuksiin vierityskäsittelyssä. Se voi myöskin johtaa siihen, että saadaan vain keskinkertaisesti tai huonosti varastointia kestäviä rakeita.

Seulonnan avulla hajotetaan ensiksi karkeat, toisiinsa takertuneet pigmenttiagglomeraatit ja supistetaan löyhien pigmenttiagglomeraattien osas-suuruuden jakautumaa. Seula-aukon koko, joka valitaan edullisesti väliltä Ö,3 - 5,0 mm, erityisesti väliltä 0,75 - 2,0 mm, on mukana määräämässä vapaasti valuvien pigmenttien osassuuruutta. Seulonnan jälkeen sopivissa olosuhteissa tapahtuvan vierityksen aikana rakeietuvat pigmenttiosaset. Lisäaineen vaikutus voidaan ajatella sellaiseksi, että hienojakeiset aineet muodostavat 3 58151 päällysteen pigmenttiagglomeraateille tai jo muodostuneille pigmenttirakeille. Ilman edeltävää seulontaa on rakeistus liian laajan raesuuruuden jakautuman vuoksi vain epätäydellinen ja vanastointikestävyye epätyydyttävä.

Hienojakeieina lisäaineina suositellaan metalli- ja epämetallioksideja, erityisesti liekkihydrolyysin tai saostuksen ja mikrojauhatuksen avulla valmistettuja hienojakoista piihappo tai aluminium- ja titaanidioksidia.

Sopivia voivat lisäksi olla myös muut hienojakoiset värittömät aineet, joiden taipumus takertumiseen on vähäinen, kuten alkali- tai maa-alkalime-tallien silikaatit ja fosfaatit, maa-alkalikarbonaatit, metallisaippuat tai polyalkoho1it.

— Lisäaineiksi soveltuvat myöskin titaanidioksidipigmentit, jotka muute taan niukasti takertuvaan, useimmiten voimakkaasti pölyävään muotoon suorittamalla erityinen epäorgaaninen ja/tai orgaaninen hydrofobiseksi tekevä kä-_ sittely. Näillä titaanidioksidipigmenteillä on se etu, että ne eivät merkitse mitään vierasta ainetta vapaasti valuvassa pigmentissä eivätkä siten aiheuta laimentumista. Edulliset metalli- ja epämetallioksidit ovat värittömiä ja kemiallisesti indifferentteja TiOg-pigmentteihin samoin kuin muihin aineisiin nähden, joidin pigmentit myöhemmin lisätään. Jotta nämä oksidit eivät vaikuttaisi pigmenttien optisiin ominaisuuksiin, kuten kiiltoon ja kiiltohuntuun, samoin kuin dispergoltavuuteen tulee niiden olla riittävän hienojakoisia ja mahdollisimman vapaita sintrautuneista aggregaattiosasista tai kovista agglomeraattiosasista, koska nämä eivät ole hajotettavissa lisättäessä niitä lakkamaaleihin tai muoveihin. Tällaiset kaupasta saatavissa olevat oksidi-tyypit ovat röntgenamorfieia tai kiteisiä; niiden ominaispinnat BET-menetel-män mukaan määritettyinä ovat 10 - 400 m /g, edullisesti 100 - 300 m /g, ja primäärio8a8ten keskimääräiset osassuuruudet ovat useimmiten noin 10 - 20 nm. ~ Sopivan jälkikäsittelyn avulla saadaan hydrofUlisten muotojen ohella myös hydrofobisia muotoja. Aina lähtöpigmentin tai sen käyttöalueen mukaan suositaan toista tai toista muotoa. Optimaaliset lisäainemäärät on selvitettävä kussakin tapauksessa. Ne riippuvat käytetystä pigmenttityypistä ja lisätystä oksidityypistä. Yleensä riittää 0,1 - 3,0 f> hienojakoista oksidia, laskettuna käsiteltävästä titaanidioksidipigmenttimääräetä, edullisesti 0,23 - 2,0 Vierityskäsittely rakeistamista varten voidaan suorittaa tällaiseen käsittelyyn tavallisesti käytetyissä laitteissa, kuten pyörivissä rummuissa, pyörivissä putkissa tai pyörivillä lautasilla. Se voidaan suorittaa jaksottaisesti, esimerkiksi pyörivissä rummuissa, mutta myöskin jatkuvasti, esimerkiksi pyörivissä putkissa. Jatkuva työskentelytapa lievästi kaltevissa pyörivissä putkissa on edullinen. Tällöin voidaan säätää aineen viipymisai-kaa ja vierintäliikettä rakentamalla putkeen sopivia esteitä. Voidaan myöskin käyttää sellaisia laitteistoja, joissa on yhdistettynä seula ja pyörivä putki.

4 58151

Rakeistuksessa muodostuneiden pienien pigmenttikuulien suuruus riippuu paitsi seulomisesta myös viipymisajasta vierityslaitteessa (vieritysaika), täyttökorkeudesta vierityslaitteessa ja pyöritysnopeudesta. Viimemainittu tulee säätää sellaiseksi, että pigmentti vierii kaltevalla irtotavaratasolla.

Jos nopeus on liian suuri, putoaa pigmentti alas ilman vierintäliikettä, mutta jos se sitävastoin on liian alhainen, niin pigmenttitäytös luisuu myöskin ilman vierintäliikettä sysäyksittäin vierityslaitteen seinäpinnalta.

Edellä esitettyjen seulonta- ja vierityöolosuhteiden alaisena, (vieri-tyslaitteet ja pyöritysnopeudet) vaikuttaa pienen pigmenttikuulan osassuuruuteen, vieritysajan ollessa vakio, suuresti täyttöaste ja täyttöasteen ollessa vakio vieritysaika. Mitä suurempi on täyttöaste ja mitä pitempi ,, vieritysaika sitä suuremmiksi tulevat yleensä kuulat. Vieritysajan pidentyessä suurenevat normaalitapauksessa vierimiskelpoisten pigmenttien varastoin-tikestävyys ja irtopaino, toisaalta dispergoitavuus huononee. _

Tavoiteltavaa optimaalista vapaata valuvuutta varten tarvittavat vieritys-ajat täytyy siis selvittää kokeellisesti; ne ovat välillä 1 - 120 minuuttia, edullisesti välillä 2-60 minuuttia.

Keksinnön mukaista menetelmää voidaan käyttää kaikkiin tunnettuihin TiOg-pigmentteihin. Se soveltuu yhtä hyvin anataasityyppeihin kuin rutiilei-hin, jolloin sillä seikalla ei ole mitään merkitystä, ovatko ne valmistetut sulfaatti- tai kloridimenetelmän tai jonkin muun menetelmän mukaan. Niitä on voitu jälkikäeitellä tunnetulla tavalla epäorgaanisilla ja/tai orgaanisilla yhdisteillä.

Keksinnön mukaisen menetelmän mukaan saadut TiO^-pigmentit ovat oivallisia erinomaisen vapaan valuvuuden johdosta, ne eivät pölyä ja ne ovat hyvin varastointia kestäviä, mikä ilmenee niiden alkuperäisten valuvuusomi-naisuuksien säilymisessä varastoinnin ja puristusrasitukeen jälkeen. Niiden — optisiin ominaisuuksiin ja niiden dispergoitavuuteen sideaineisiin ja teko-aineisiin eivät vaikuta haitallisesti mekaaninen käsittely eikä hienojakoisen oksidin lisääminen. Ne ovat yleisesti käytettävissä ja soveltuvat eri- — tyisesti tekoaineiden pigmentoimiseen. Keksinnön mukaan käsiteltyjen, vapaasti valuvien pigmenttien irtopainoa voidaan suurentaa käsittelemättömiin pigmentteihin nähden 50 ^siin asti.

Seuraavassa esitettyjen esimerkkien avulla valaistaan lähemmin keksintöä ja sillä saavutettuja etuja.

Pigmenttien arvostelemiseksi suoritettiin seuraavat kokeet: 1. Vapaa valuvuus Tämän ominaisuuden määritys suoritettiin käyttämällä K. Klein'in kuvaamaa menetelmää, joka on esitetty aikakauslehdessä "Seifen-öle- Fette-Wachee" 94 (1968) sivut Θ53 - Θ54. Tämä menetelmä perustuu pigmenttien valumiseen normitetun suppilon läpi. Suppiloina käytettiin tiimalasin tapai- 5 581 51 ala laeiastioita, joiden valumisaukot olivat erilaiset. Käytettyjen tiimalasien sisäläpimitta oli 42 ma, korkeus 90 mm - sylinterikorkeus 60 mm ja kartiokorkeus 30 mm - ja valumisputkinyeät 49 mmtn pituisia ja niiden valu-mieaukot 2,3; 3; 8; 12; 13 ja 18 mm. Esimerkeissä on kulloinkin ilmoitettu se aukon suuruus, jonka läpi pigmentti vielä valui ulos vapaasti. Sujuvan läpivalumisen tapahtuessa putkinysän läpi, jonka valumisaukko on 2,3 »m, on kysymys hyvin valuvasta pigmentistä, mutta kysymyksen ollessa 18 mm:n suuruisesta valumisaukosta on kysymys puutteellisesti valuvasta pigmentistä.

2. Varastolntikestävyys

Koe suoritettiin kuormittamalla 2,3 cm:n korkuista titaanidioksidipig-*" menttikerrosta painolla, jonka aiheuttama puristus vastasi 0,16 kg/cm , 24 tunnin ajan. Tämän kuormituksen jälkeen koostettiin pigmentin vapaa va-luvuus uudestaan.

3* Diepergoitavuus a) tekoaineisiin

Tekoaineisiin dispergoitavuuden mittana käytettiin pigmenttiagglomeraat- tien lukumäärää ja suuruutta, jotka tähän väliaineeseen muokkauksen jälkeen olivat nähtävissä. Koestamista varten lisättiin pigmentti mustaan PVC-vals- eausmattoon ja muokattiin sen sisään määrätyn pituisen ajan määrätyissä olosuhteissa, jotka K.U. Meckenstock on esittänyt aikakauslehdessä "Gummi-

Asbest-Kunstoffe" 24 (1971) sivut 997 - 938. Yksityisten pigmenttien jakau- tumistilan arvostelu suoritettiin silmämääräisesti seuraavan asteikon mukaan:

Diepergoitavuusarvo 1 « pigmentin moitteeton jakautuminen, PVC-matto- pinta vapaa valkoisista merkeistä ja pisteistä

Diepergoitavuusarvo 2 » yksityisiä pieniä valkoisia pigmenttipisteitä maton piimässä

Diepergoitavuusarvo 3 - lukuisia pigmenttiagglomeraatteja maton pin- nassa

Diepergoitavuusarvo 4 * useita ja osaksi suurempia pigmenttiagglome raatteja maton pinnassa

Diepergoitavuusarvo 3 - hyvin paljon ja osaksi hyvin suuria pigmentti agglomeraatteja maton pinnassa Väliarvoja voidaan helposti saada tutkittaessa useampia näytteitä.

b) Lakkamaaleihin

Lakkamaaleihin dispergoitavuuden mittana käytettiin pigmentoidussa väliaineessa olevien agglomeraattien suuruutta. Määritys suoritettiin kor-keaviskoosisessa pigmentti-sideaine-järjestelmässä DIN-ohjeen 39.239 mukaan (Parbe und Lack 78 (1972) sivu 339). jolloin kierrosten lukumäärä lakan hierron yhteydessä rajoitettiin kahdesti 23 kierrokseen (vertaa normin kohtaa 3,2). Sideaineena käytettiin liuotinvapaata alkydihartsia (vertaa normin kohtaa 4*3)· Arvostelu suoritettiin Hegmanyksiköissä DIN 33*203 mukaan.

Lisäksi koostettiin pigmenttien erilaisia optisia ominaisuuksia, kuten vaalentamiskykyä, vaaleutta ja värillisiä merkkejä ennen keksinnön mukaista 6 58151 käsittelyä ja sen jälkeen.

Esimerkki 1 Käytettiin kussakin tapauksessa 200 g tunnetulla tavalla pii» ja aluminiumoksidilla päällystettyä rutiilipigmenttiä. Tällainen pigmentti osoitti koeolosuhteissa valunisaukon ollessa 18 mm vain puutteellista vapaata juoksevuutta; puristuskuormitukeen jälkeen se ei ylipäänsä ollut enää vapaasti valuvaa. Dispergoitavuus tekoaineisiin arvosteltiin arvosanalla 2,3? dispergoitavuus lakkamaaleihin oli Hegman-asteikon mukaan 7»0. Valunisominai-suuksien parantamiseksi suoritettiin tälle pigmentille erilaisia käsittelyjä.

Tulokset on esitetty vertailun vuoksi jälempänä olevassa taulukossa 1.

a) Pigmentti seulottiin seulan läpi, jonka silmasuuruus oli 0,75 nm, ja vieritettiin sen jälkeen yhden litran vetoisessa pullossa 30 minuutin — ajan pyörittämällä pulloa pituusakselin ympäri 30 kierrosta minuutissa. 10 minuutin pituisen vieritysajan jälkeen lisättiin 1,0 korkeadispersistä hyd-rofiilistä piihappoa, laskettuna käytetystä pigmentistä, ja toisen 10 minuu- — tin pituisen vieritysajan jälkeen lisättiin vielä 1,0 i», Näin saatu pigmentti osoittautui hyvin rakeistetuksi. Sen vapaa valuvuus tiimalasista, jonka valumisaukon halkaisija oli 3 ma, arvosteltiin "hyväksi". Se ei muuttunut 24 tuntia kestäneen puristuskuormitukeen jälkeen, jonka kuormituksen suuruus oli 0,16 kg/cm . Dispergoitavuus tekoaineisiin arvosteltiin arvosanalla 2,0, Hegman-arvo lakkamaaleihin oli 7»0. Mikään koestetuista optisista ominaisuuksista ei ollut huonontunut käsittelemättömään lähtötuotteeseen nähden.

b) Pigmenttiä käsiteltiin kohdassa a kuvatulla tavalla, mutta sillä erotuksella, että korkeadiepersisen piihapon lisäystä ei suoritettu kahtena ajallisesti toisistaan erotettuna lisäyksenä vaan yhdellä kertaa 10 minuuttia kestäneen vieritysajan jälkeen. Saadun pigmentin koestaminen osoitti, että tulokset eivät olleet huonompia kuin esimerkin la mukaisissa työskentelyolosuhteissa. ~ c) Kun pigmenttinäyte seulottiin ja vieritettiin kohdissa a ja b ku vatulla tavalla mutta sitävastoin ilman piihapon lisäystä, niin saatiin tosin valumisaukon suuruuden ollessa 3 mm ensiksi hyvin vapaasti valuvaa pigment- — tiä, joka puristuskuormitukeen jälkeen menetti kuitenkin oleellisessa määrässä tätä ominaisuuttaan.

d) Kun pigmenttiin sekoitettiin 2,0 i» korkeadispersistä hydrofiilistä tai hydrofobista piihappoa nopeasti toimivassa sekoituslaitteesea kahden minuutin ajan, niin sujui sen jälkeen suoritettu vapaan valuvuuden koestaminen negatiivisesti.

e) Jälkikäsittelyn jälkeen, jolloin lisättiin 2 i» korkeadispersistä hydrofiilistä tai hydrofobista piihappoa, häyryjauhettu pigmentti ei myöskään osoittanut lainkaan vapaata valuvuutta.

f) Pigmentti ja 2,0 ^ korkeadispersistä hydrofiilistä piihappoa sekoitettiin nopeasti toimivassa sekoituslaitteesea 2 minuutin ajan, sen jäi- 7 58151 keen seulottiin seulan läpi, jonka silmäsuuruus oli 0,75 mm, ja sen jälkeen vieritettiin yhden litran vetoisessa jauhepullossa 30 minuutin ajan pyöritys-nopeuden ollessa 30 kierrosta minuutissa. Saatu pigmentti osoitti ennen puristuskuormitueta, valumisaukon suuruuden ollessa 3 mm, hyvää vapaata valuvuutta, kun taas puristuskuormitukeen jälkeen se ei enää ollut vapaasti valuvaa.

g) Kun meneteltiin kohdassa f kuvatulla tavalla, mutta sillä erotuksella, että seulominen jätettiin suorittamatta, niin saatiin 30 minuuttia ^ kestäneen vierityksen jälkeeni valumisarvon suuruuden ollessa 13 mm, huonosti valuvaa pigmenttiä, joka puristuskuormityksen jälkeen osoitti vielä huonompia valufflisominaisuuksia.

§ 8 58151 » i β gS*H oooo o

p £ » » * * I I «I

> jd -h c— c— r— d rt Φ

+> H H •H O

te I q Φ d ·Η ΡΤΝΟΟΆ

AO ID ·> ► » »I I » I

β *H CM CM CM CM CM

•Η Φ Φ Ο -Ρ β J J J2 •HI Λ1 β β β 0 :d q co -π ·η -π go

-Ρ Ή ·Η rH rt CÖ d rH

ΦΦ CÖ lf\ LT\ rH rH (H

rt φ φ >H

h ^ >) ·Η ·Η ·Η rt ·Η >J ·Η Φ φ Φ > -Ρ > Φ

I I

φ β •Η ·Η — rt ι a o rt

β β Β β Λί θ CO rH β CO ΙΓ» IfN

P,rH βι-IJdirH IT\ IT\ LT» ffl rH H

rt rt β rt β ·η rt

>· > £ > rt φ M

Φ e I β tn tr» tr» tr» ^ rt :rt β a tr— c— t— r— h a h a ι ·> · ·· ι ι · ι

β rH β O O O O

Φ -H β to n os » • :rt ι q -p -p fi -H · a β -h :rt a q >» I rH cm ι -h l a fl -H 4»

•H β O *H -P -H Φ Φ O a *H

rH μ »Λ -H μ »-P M Φ :rt β U

Φ · cq Φ · :rt Φ a a ·Η·Φ

O ·Η β · -H fi Β Ή · ·Η · a -Ρ · μ -H

M > ·Η β >#L > ·Η -H > β -p q >» β rt μ > m a *η a ή -ηρ-ηγη Κ. -ρ © β a ο · a s a η :d β -h · rH -Ρ β · ·> β · rt β\ :rt >» Μ Ο Μ β βφ rl hpH Ή h β ·Η · id CM β rt rH Ή ce o a μ cm a μ -ρ a μ rt s φ β o a · en Λ © q ® +> μ φ rt μ ρ. ® tr» q •η ο -η :rt ·Η ο ·η β ο Φ Pm a ρ» οω ο ή rt β ιλλ-ρη ιλ^η ιό -η ο β :ο c * ιλ β > rt -Ρ-Ρ β CM Ai β Φ Λ w »:rt 'ν.

:rt rt «q®-p »o O · Β -—· -ρ » · a M rtirttrtrttA-HrtQa-H a a β a a μ rH fi -P O B -P «CO -PLT\ β-Ρ β β-Η>»βμ Φ ·Η fi »rl rl β » β β -Ρ-Ρ -Ρ -Ρ-Ρ-Ρ-ΡΦ -ρ rt o ;rt rH o :rt ·Η o :d ·η ·η ·η ·η ·η ·η ·η ·η φ rH rM+»:rt γη -ρ a γΗ-ροο ο ο ο μ ο λ β βΦ^ΙΦβΦΟβΦ^ίΜ Μ .* © .* Φ ·Η Φ>ϊΦβΦ^Ο*Φ>»ΦΦ Φ Φ Φ ·Η Φ Ο Ε φ a-pa-p a-PrHCM a -ρ aa a a a > a ir» ^rt

o -p -P

I :rt I :rt I »a I :d „a l :rt I :rt -d -P rö -Ρ β CM H >d ·Ρ^ϋ.·Η xl +» >d +» !>»b >> a s»> χ >> a x> t>> a ►» a

>> X5 -H «β *H Χ5·ΗΟΧ|·ΗΟΟΧ:·Η Xl -H

-P f—I ι—I dCH rH**M rH rH

-P 'SR-H ^ -H >R. -Ρ O -H CM O -H 'ÄH _

:rt CM *H -H μ ·Η μ -H -H

ao ι o μ o*h l oi'do'H-H'do'H o «n •H -H «O · O »0>>»0rt>>»0 »o rfirn cm μ cm μ cm μ χ cm μ -p .fi n μ cm μ •μ + ρ rt ρ ·η ·η β Η Φ η ιλ s s ses s =

a -HO CM

5) -P CM O

•Η β H H

pm μ < CO

rt •Η Φ Μ Μ Φ

1 M O O

η μ a x rt X) οχ) φ «h (e a Φ

Β S rH rH r—I rHrHiH ι—I '—I

9 58151

Kuten taulukosta voidaan nähdä, saatiin tyydyttäviä tuloksia vapaan valuvuudsn osalta katsottuna vain silloin, kun työskenneltiin keksinnön mukaisen menetelmän mukaan (esimerkit la ja b). Käytettäessä tekniikan tason mukaista menetelmää - esimerkki le: seulonta ja vieritys ilman piihappoa} esimerkit Id ja e: piihapon sekoittaminen joukkoon ilman sen jälkeen tapahtuvaa seulontaa ja vieritystä - niin tulokset olivat sitävastoin riittämättömät. Piihapon sekoittaminen ennen seulontaa ja vieritystä antoi tosin myös vapaasti valuvaa pigmenttiä, joka kuitenkaan ei ollut riittävän varastoin-ikestävää (esimerkki lf). Jättämällä seulonta suorittamatta (esimerkki lg) huononivat samoin valuvuusominaisuudet seulottuihin pigmentteihin verrattuna.

Esimerkki 2 Käsiteltiin aluminiumoksidilla päällystettyä ja orgaanisen jälkikäsittelyn avulla hydrofobiseksi tehtyä rutiilipigmenttiä, joka soveltuu erityi-^ eesti lisättäväksi tekoaineisiin. Käsittelemätön pigmentti ei ollut vapaasti valuvaa. Sen dispergoitavuusarvo tekoaineisiin oli 2,0.

a) 200 g rutiiliä seulottiin seulan läpi, jonka silmaeuuruus oli 1,0 mm, sen jälkeen lisättiin 1,0 $> korkeadispersistä, hydrofobia piihappoa, laskettuna käytetystä pigmenttimäärästä, ja sen jälkeen vieritettiin yhden litran vetoisessa jauhepullossa 30 minuutin ajan pyöritysnopeuden ollessa 40 kierrosta minuutissa. Saatu rakeistettu pigmentti osoitti, valumisaukon ollessa 3 mm, hyvää vapaata valuvuutta, joka ei muuttunut myöskään puristus-kuormituksen jälkeen. Dispergoitavuusarvo tekoaineisiin oli jonkin verran parantunut arvolla 1,0 käsittelemättömään lähtöpigmenttiin nähden, optiset ominaisuudet olivat säilyneet muuttumattomina.

b) Sitävastoin osoitti ilman kohdassa 2a on esitetynlaista piihapon lisäystä seulottu ja vieritetty pigmentti tosin välittömästi rakeistuksen ^ jälkeen, valumisaukon ollessa 3 mm, hyviä valuvuusominaisuuksia, mutta pigmentti oli kuitenkin puristuskuormitukeen jälkeen vapaasti valuvaa vasta aukon suuruuden ollessa 18 mm. Tulokset on esitetty taulukossa 2.

~ Esimerkki 3 a) Tunnetulla tavalla aluminiumoksidilla päällystetty rutiilipigmentti, joka ei ollut vapaasti valuvaa ja jonka dispergoitavuusarvo tekoaineisiin oli 2,3 ja Hegman-arvo lakkamaaleihin oli 6,0, seulottiin 200 g:n suuruisissa erissä seulan läpi, jonka silmäsuuruus oli 0,73 mm, ja vieritettiin 40 minuutin ajan yhden litran vetoisessa pullossa pyöritysnopeuden ollessa 30 kierrosta minuutissa. 10 ja 20 minuutin pituisen vieritysajan jälkeen lisättiin kummassakin tapauksessa 0,5 korkeadispersistä, hydrofiilistä piihappoa. Rakeistettu pigmentti oli vapaasti valuvaa valumisaukon suuruuden ollessa 2,3 mm ja se osoitti siten varsin hyviä valuvuusominaisuuksia, jotka eivät myöskään muuttuneet puristuskuormitukeen jälkeen. Dispergoitavuus ja optiset ominaisuudet olivat muuttumattomat käsittelemättömään pigmenttiin verrattuna.

10 581 51 b) Kun pigmentti» johon ei oltu lisätty piihappoa, kuten kohdassa 3a» seulottiin ja vieritettiin» niin se oli ennen puristuskuormitueta hyvin vapaasti valuvaa (valumisaukon suuruus 3 b»), mutta puristuskuormitukeen jälkeen kuitenkin esiintyi vaikeuksia (valumisaukon suuruus 18 mm). Saadut arvot ovat nähtävissä taulukossa 2. Myös nämä havainnot osoittavat selvästi keksinnön mukaisen menetelmän paremmuutta tähän asti tunnettuun rakeistukseen verrattuna.

.Ια 11 °. 58151 aj aj Φ vo vo vo

μ rl H

rl 8> I a 0) «β -h o O OirsKN k\ Q, Q Q «k «k » » « «k

OJ4-H CM ri CM CM CM CM

•H Φ Φ O -P Ö

H

+» a φ

•rl S ► I

o K 0 c fl +> > s ri 3 <H irv e ad S a a ltv co cd ·> co Φ+» (-1 M HfHfiCV» r-i h m cd 3 Φ O -rt fl 3

t> M M # Φ M

m cd I I

„ g a β g

3 *H -rl *H

Sf 8 a et irv 3 3 1-1 fi irv irv 1—1 0 » »rv

Piri H d ID CM

cd cd cd ή ο ή cd > > > ® j«j φ id . a β I 3 cd m} 3 irv ir\ <~i fl M B O O e— t» 3 H 3 S I ► -I · ·

Φ -H 3 H H O O

CO Φ Φ « * » » Ö ad ad Md •h -p -p ad -p cm Β·α e 4». fl a β >ι >»+»·η >»

O o ·Η -P -P ® fl -P

M KV B "rt -rl -P -rl 3 \ M h O 4» n 3 CO * Φ O H od Φ ιΗ f> M fl Ή β Ή B xl M > > »d -H ►

cd -P a φ 3 «H

6-1 Φ Ή Ή · · Φ · Φ h Ad fl fl a cd β

A I -rl fl 3 *H

rl CO Β · B · -P B · cd O ö ^ 3 -P a ► *rl O -rl C H B O -rl

•-rt n 00- -^0 0 riBH ^B

0 3 Md ^ 3 B cm \ H cd ·μ « · cd ·> · jc O * ·

Φ Ad cd m cd d j cd M -H Λ M

4» e +>>» 4» (4 B -Ph .co -PM

Φ *H O -P C Φ M 3 Φ fl β Φ

fl cd O -rl O fl cd O -rl fC>fc. o fC

Φ r-ι H h fi M ri HAI e Ή M

S 3 Φ Β B uv S

. Ή d) -rl Φ o *H ® O O · ® O

Φ as» a -H- φ o urv cm O a ltv

Md ►> cd 4» -p 1 -p I a

4> O CO O -H

ad CM UH M r-t •f a O I O -fl O I I O-flfC 1

H H ·>ιΟ »fefC

hi CO ΗΛ «H Hiv1 •H · •p to P 4- M >» + C 0 4»

Φ fC r4 fC

fi ι-C · Φ i—I

δ fl KV -p f| KV

fl -H o fC s C HO x s

Pt 4» CM a 4» CM

aa 2 as

•H

M I I

ad cd a M Φ Φ φ Ad Φ Ad e o o o •h a Ad a o a ® a a a o

pq CM CM cm kv Ad KV KV

12 581 51

Esimerkki 4 Tässä esimerkissä käytettiin vierityskäsittelyyn suurempia pyöriviä rumpuja. Tällöin käsiteltiin aluminiumoksidilla päällystettyä ja lisäksi orgaanisesti jälkikäsiteltyä rutiilipigmenttiä, joka soveltuuerityisen hyvin lisättäväksi tekoaineisiin. Käsittelemättömänä se ei ollut vapaasti juoksevaa. Tekoaineisiin dispergoitavuuden määritys antoi arvon 1,0.

a) 5 Kg rutiilia seulottiin seulan läpi, jonka silmasuuruus oli 1 mm, jonka jälkeen lisättiin 0,5 ^ korkeadispersistä hydrofiilistä piihappoa ja sen jälkeen vieritettiin pyörivässä rummussa, jonka halkaisija oli 52 cm ja pituus 47 cm, 10 minuutin ajan pyöritysnopeuden ollessa 14 kierrosta minuutissa. Saatu rakeistettu pigmentti osoitti ennen puristuskuormitusta ja sen jälkeen hyvää vapaata valuvuutta valumisaukon suuruuden ollessa 5 mm. -

Dispergoitavuue samoin kuin optiset ominaisuudet olivat lähtöpigmenttiin nähden muuttumattomat ja hyvät.

b) 15 kg rutiilia seulottiin seulan läpi, jonka silmasuuruus oli 1 mm, ja vieritettiin pyörivässä rummussa, jonka halkaisija oli 1 metri ja pituus 40 cm, 6 minuutin ajan pyöritysnopeuden ollessa 8,5 kierrosta minuutissa.

Yhden minuutin pituisen pyöritysajan jälkeen lisättiin 0,5 ^ korkeadisper-sistä hydrofiilistä piihappoa. Saatu rakeistettu tuote oli jonkin verran karkeampaa kuin kohdan 4a mukaan valmistettu; se osoitti ennen puristuskuormitusta ja sen jälkeen hyvää vapaata valuvuutta valumisaukon ollessa 8 mm.

Optisen ominaisuudet olivat lähtöpigmenttiin nähden muuttumattomat, disper-goitavuuearvo samoin 1,0.

Esimerkki 5 a) Tämän esimerkin avulla on tarkoitus esittää jatkuvaa menetelmää.

Vieritys suoritettiin pyörivässä putkessa, jonka pituus oli 1 metri ja sisä-halkaieija 9,5 cm. Tähän putkeen oli esteiksi sovitettu 4 rengaslevyä, joiden korkeus oli 2 cm. Pyörivän putken kaltevuuden ollessa 5 i° vieritettiin pigmenttiä pyöritysnopeuden ollessa 40 kierrosta minuutissa. Putken läpi mennyt pigmenttimäärä oli 50 g/minuutti, mikä vastaa noin 50 minuutin pituista pigmentin keskimääräistä viipymisaikaa pyörivässä putkessa. Käytettiin aluminiumoksidilla päällystettyä rutiilipigmenttiä, joka käsittelemättömässä tilassa ei ollut vapaasti valuvaa. Sen dispergoitavuusarvo tekoaineisiin oli 5,0. Sen jälkeen kun pigmentti oli seulottu seulottu seulan läpi, jonka sil-masuuruue oli 0,75 mm, lisättiin pigmenttiin 2,0 # korkeadispersistä, hydrofiilistä piihappoa ja vieritettiin sen jälkeen pyörivässä putkessa. Saatu rakeistettu tuote osoitti ennen puristuskuormitusta ja sen jälkeen varsin hyvää vapaata valuvuutta valumisaukon suuruuden ollessa 2,5 mm. Sispergoita-vuuearvo ja optiset ominaisuudet olivat lähtöpigmenttiin nähden käytännöllisesti katsoen muuttumattomat.

b) Koe toistettiin sillä erotuksella, että seulonnan jälkeen lisättiin vain 0,25 # korkeadispersistä hydrofiilistä piihappoa. Myös tällä vähäisellä lisäyksellä oli vapaa valuvuus ennen puristuskuormitusta katsottava varsin « 58151 hyväksi (valumisaukon suuruus 2,5 mm) ja puristuskuormitukeen jälkeen se oli katsottava hyväksi (valumisaukon suuruus 5 mm).

c) Kun meneteltiin kohdassa a kuvatulla tavalla, mutta sillä erotuksella, että pigmentti seulottiin seulan läpi, jonka eilmasuuruus oli 2,0 mm, niin saatiin tuote, joka osoitti ennen puristuskuormitueta ja sen jälkeen hyvää vapaata valuvuutta valumisaukon suuruuden ollessa 5 mm.

d) Kun pigmentti sitävastoin seulottiin ja vieritettiin ilman kohdassa 5a esitetynlaista piihappolisäystä, niin saatiin suoraan vierityksen jälkeen hyvin vapaasti valuvaa pigmenttiä valumisaukon suuruuden ollessa 5 mm, mutta joka pigmentti kuitenikin menetti puristuskuormituksen jälkeen vapaana valu-vuutenea eikä siis ollut varastointia kestävää.

e) Kun seulomattomaan pigmenttiin lisättiin kuten kohdassa 5a 2,0 # piihappoa ja sen jälkeen vieritettiin, niin huononivat saadun rakeistetun „ tuotteen valuvuusominaisuudet seulottuun pigmenttiin verrattuna ennen puris- tuskuormitueta ja sen jälkeen.

Esimerkkien 4 ja 5 tulokset on esitetty taulukossa 5.

14 - 58151 *3 (β Ή +» O rH -ri g® o o o o t— o o o m to G · · · ·» * » » «k»

U Ή r-i (H rH KA CM NA NA KA HA

« cd

Ot O

ω M

Ti Φ Ö H»

Ti +» β ®

•H >» I I I

Op» fi 0 C

4* ► H *H rH

® ad S aS cd in e) cd-PBHä m co h ä · m m h e in

Saa ä n cd >h 0) O -Ha -rl ä iH 5

>· M M ® M ® M ® M

a a i l a a (3 β p Ti Ti τί a ι> e a a ua m

as P H fi m CO H fl » «k in m CM

Ml rH rH a 3 CV CV) rH __ a a a ^h a h 2

> ► > Φ M ® M

a

SI S

ad 3 in in m f-jBHB o o 7 rl d 8 I · » I * · » »|

® rH p r-l rH O O CM O

co a a | · • I · >» · » » iH β

CM rH · H* CM CM CMJh rH

O *4 β H» O O O «dB

K\ -H Φ -rl :cd rl o rH o -HO Ti > co· rH a a ta M· cov co ^ > . p ·

o ta 0\·Η _ _ Ö M M

•M >»H» · rH >j r Pj· S· d rl +j μ

Jd h» v id · M h» a -p ® -pm >Bcd®

S ® f ih Ö *4 g H» >* H» >, -P >» rsrH

rH Φ td H> « rH « P X 4> »| 4> »I 4< ϋ · jC

S X O rH β Β Ή +* O rH O rH CD rH -HM ·

Cd -H Ti U Ti M ·*» rHjHrHlHrHlHaMCVO

64 a rH φ B MD p β rH®*rH®ftrH®*r-»«0^|- > rH^ in rH d H C -H G H C rH ·Η :d ·►···£} a •►rH»prH»p.r|r^dCQ· i i a m a ω J5 m aeaeaea a rH -P . M H» C -P <d\ Hi a--- H* cd\ -P o >> >» Φ CC®Ö·· rH β>.β>·α>·βν-Η«Η>

H* O rH -H O ad C a OPhOPfHOPfcO H» -H

® rl 0 x rH H* rH CM rH rH .5 rH .M β rH JS f4 rH ► Ml fl β p p o s O ρ-ΡΦβ-ΡΦβ-ΡΦρααφ ® ® O V- ® P, H H ®®*rl ®α·Η ® d rH ®>» r| rl X ID H H M 4* rl CO ® B r»X Br»^ CH> H >

CM

I o >»rH ω -p <h ^ >R. Χί Xi. Xik h» o :® m

:d Sh -P I in in IO cm O IO

d ά o ► · ··· ·

rH p» rH O O CM O CM CM

S3 r-i rH .

H» 60

Hi H- U >» ♦ β O Hi

® rH rH rH

SrH » ® rH

rH HA-P S S rH KA S S S = =

rH rH O "H rH O

CM H» CM a Hi CM

SrH td P rH

< M M n)

3 i A

h « ® ® M Φ M ®

B O O O O

rH a^ca jo m M tS jo o >p ® a W rc- rd-v- mm m in m in 15 58151

Esimerkki 6 Käytettiin 200 g samanlaista rutiilia kuin esimerkissä 2. Pigmentti seulottiin seulan läpi, jonka silmasuuruus oli 1 mm, ja vieritettiin yhden litran vetoisessa pullossa 30 minuutin ajan pyöritysnopeuden ollessa 40 kierrosta minuutissa» 3 minuutin kuluttua lisättiin 2,0 i» korkeadispersietä, hydrofiilistä aluminiumoksidia» Saatu rakeistettu pigmentti osoitti, valu-misaukon suuruuden ollessa 3 mm, hyvää vapaata valuvuutta, joka myös puris-tuskuormitukeen jälkeen oli katsottava hyväksi (valumisaukon suuruus Θ mm).

- Esimerkki 7

Esimerkin 6 koe toistettiin silla erotuksella, että 3 minuutin vieri-tysajan jälkeen lisättiin 2,0 ia korkeadispersietä, 10,0 56:11a piidioksidia ^ ja 5*0 $:lla aluminiumoksidia päällystettyä samoin kuin 2,0 #:lla silikoni- öljyä hydrofobiseksi tehtyä titaanidioksidipigmenttiä, joka oli rutiilira-kenteista ja jonka BET-ominaispinta oli noin 45 m /g. Myös tässä tapauksessa osoitti rakeistettu pigmentti, valumisaukon suuruuden ollessa 3 mm, hyvää vapaata valuvuutta, joka puristuskuormitukeen jälkeen säilyi tyydyttävänä (valumisaukon suuruus 12 mm).

Claims (10)

16 5 81 51

1. Menetelmä varastointia kestävien, vapaasti valuvien titaanidioksidi-pigmenttien valmistamiseksi, joiden dispergoitavuus on hyvä, seulomalla ja sen jälkeen vierittämällä, tunnettu siitä, että kuiva, jauhettu titaanidioksidipigmentti seulotaan ja saatetaan vierityskäeittelyyn korkea-dispersisten metalli- tai epämetallioksidien läsnäollessa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että epftmetallioksidina käytetään korkeadispersistä piihappoa.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että metallioksidina käytetään korkeadispersistä titaanidioksidia tai alu- _ miniumoksidia.

4. Patenttivaatimusten 1 - 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että metalli- tai epämetallioksidia lisätään 0,1 - 3*0 edullisesti 0,2$ - _ 2,0 96. Patenttivaatimusten 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että korkeadiepereinen metalli- tai epämetallioksidi lisätään seulonnan jälkeen välittömästi ennen vierityskäsittelyä.

6. Patenttivaatimusten 1 - 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että korkeadiepereinen metalli- tai epämetallioksidi lisätään vierityskäsit-telyn aikana.

7. Patenttivaatimusten 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että kuiva pigmentti seulotaan seulan läpi, jonka silmäsuuruue on 0,3 - 5,0mm, edullisesti 0,7$ - 2,0 mm. Θ. Patenttivaatimusten 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vierityskäeittely suoritetaan jaksottaisesti.

9. Patenttivaatimusten 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, -että vierityskäsittely suoritetaan jatkuvasti.

10. Patenttivaatimusten 1-9 mukainen menetelmä, tuhnettu siitä, että kuiva, seulottu ja korkeadispersisellä metalli- tai epämetallioksidilla varustettu pigmentti saatetaan vierityskäeittelyyn 1 - 120 minuutin, edullisesti 2-60 minuutin ajaksi.

11. Patenttivaatimusten 1-10 mukaan valmistettu varastointia kestävä ja vapaasti valuva titaanidioksidipigmentti, jonka dispergoitavuus on hyvä.