MXPA98004808A - Uso de oxido de hierro magnetico fluente con 50 a73%en peso de contenido de hierro - Google Patents

Abstract

Uso de granulados compuestos de 95,0 a 99,8%en peso de unóxido de hierro magnético con un contenido de hierro de 50 a 73%en peso y una luminancia en iluminación L* de 40 a 79 unidades CIELAB y una nitidez cromática a* de -1,0 a 4,0 unidades CIELAB y una nitidez cromática b* de 0,0 a -7,0 unidades CIELAB y un tamaño medio de partícula de 30 a 250æm y un residuo de menos de 2%en peso en el ensayo de fluencia con un tamiz de 1 mm a 400 pasadas y de un aglutinante en una cantidad de 0,2 a 5,0%en peso del grupo de compuestos constituido por - polisiloxanos, - poliésteres, - polialcoholes monovalentes o polivalentes, -ácidos grasos yésteres deácidos grasos de cadena larga con más de 10átomos de carbono, - compuestos organometálicos, - poliacrilatos y - alcoholes polivinílicos, para la fabricación de toner, tintas de impresión y tintas.

Description

Uso de óxido de hierro magnético fluente con 50 a 73% en peso de contenido de hierro DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN La invención se refiere al uso de óxidos de hierro fluentes con 50 a 60% en peso de hierro. Las magnetitas en forma de partículas, que se obtienen por procedimientos de precipitación en soluciones acuosas, son conocidas desde hace tiempo. En el documento US 802 928 se describe la obtención de magnetita por precipitación de sulfato de hierro (II) con un componente alcalino y oxidación subsiguiente con aire. Después de este se han presentado otras numerosas solicitudes para la obtención de magnetitas por el procedimiento de precipitación. Los óxidos de hierro obtenidos encuentran aplicación sobre todo en la fabricación de colorantes de todo tipo. La especial ventaja de las magnetitas frente a los colorantes orgánicos y al negro de humo radica en su mucho mejor estabilidad a la intemperie, de modo que estos colorantes pueden utilizarse también en exteriores. Además, se utilizan magnetitas de precipitación para la coloración de piezas de forma de hormigón, como adoquines de hormigón o tejas de hormigón. Desde hace tiempo las magnetitas se utilizan también en la electrofotografía para la fabricación de toner. En la fabricación de toner para copiadoras con toner de un componente se utilizan con especial preferencia REF: 27650 magnetitas producidas por el procedimiento de precipitación. Los toner magnéticos utilizados a este respecto deben presentar diversas propiedades generales. Con el progresivo desarrollo de las copiadoras e impresoras las exigencias para los toner magnéticos y en consecuencia para la magnetita utilizada para ellos han ido aumentando. La generación de impresoras más moderna alcanza una resolución de más de 600 dpi (puntos por pulgada) , lo que ha conducido al desarrollo de unos toner más finamente divididos con una distribución de tamaños de partículas muy estrecha. Esto tiene por consecuencia que las magnetitas necesarias para ellos deben presentar una distribución de tamaños de partículas muy estrecha. Además es preciso un tamaño de partícula determinado, de modo que se garantice una distribución homogénea de las partículas de magnetita en el toner acabado. Las magnetitas que se encuentran en el mercado para la fabricación de toner son polvos que cumplen estas exigencias. Estas magnetitas de precipitación pulveriformes tienen sin embargo una mala fluencia. La dosificación de la magnetita pulveriforme es por consiguiente difícil y laboriosa. Además, los pigmentos pulveriformes tienen tendencia a levantarse como polvo fino. Por estos motivos los granulados serían más adecuados que los polvos. Por otra parte, es un inconveniente de los granulados el que deban ser dispersables. Los granulados fluentes duros, sólidos, que i pueden transportarse y dosificarse bien se dispersan mal en su mayoría. Los granulados blandos se dispersan ciertamente bien, pero en su mayoría no son transportables y se disgregan en la manipulación nuevamente en polvos. En el documento US 5 401 313 se describen, entre otros, granulados de pigmentos especiales que se fabrican a partir de los polvos correspondientes y con al menos un aditivo modificador de la carga superficial y al menos un aditivo potenciador de la dispersibilidad. Estos granulados pueden utilizarse también en composiciones de toner magnético. Ha sido por consiguiente objetivo de la presente invención proporcionar granulados de óxido de hierro magnéticos que puedan utilizarse en toner, tintas de impresión y tintas y que presenten las siguientes propiedades : - buena fluencia - elevada intensidad cromática - ausencia en gran medida de formación de polvo fino - buena capacidad de dosificación - buena capacidad de transporte en instalaciones dosificadoras - compatibilidad de formulación. Este objetivo ha podido conseguirse con granulados específicos. Es objeto de la invención el uso de granulados compuestos de 95,0 a 99,8% en peso de un óxido de hierro magnético con un contenido de hierro de 50 a 73% en peso y una luminancia en iluminación L* de 40 a 79 unidades CIELAB y una nitidez cromática a* de -1,0 a 4,0 unidades CIELAB y una nitidez cromática b* de 0,0 a -7,0 unidades CIELAB y un tamaño medio de partícula de 30 a 250 µm y un residuo de menos de 2% en peso en el ensayo de fluencia con un tamiz de 1 mm a 400 pasadas y de un aglutinante en una cantidad de 0,2 a 5,0% en peso del grupo de compuestos constituido por polisiloxanos, poliésteres, polialcoholes monovalentes o polivalentes, ácidos grasos y esteres de ácidos grasos de cadena larga con más de 10 átomos de carbono, compuestos organometálicos, poliacrilatos y alcoholes polivinílicos para la fabricación de toner, tintas de impresión y tintas. Los granulados se fabrican con especial preferencia con siloxanos o compuestos organometálicos como aglutinantes . Preferiblemente, la cantidad de aglutinante se encuentra entre 0,5 y 2,0% en peso. Si se añaden cantidades demasiado pequeñas de aglutinante no se obtiene un granulado lo suficientemente sólido, y si se añade demasiada cantidad de aglutinante entonces esta cantidad puede perjudicar en la fabricación del toner. En el documento US 5 401 313 deben añadirse al menos dos aditivos. Por consiguiente, la cantidad de aditivos es relativamente elevada, lo que , entre otras cosas, puede influir negativamente en la compatibilidad de la formulación y hacer la fabricación laboriosa. Los granulados utilizados conforme a la solicitud tienen buenan propiedades, como buena fluencia, buena dispersabilidad, poca abrasividad, y son compatibles con las formulaciones de toner. Los granulados utilizados pueden fabricarse conforme a diversos procedimientos. Son procedimientos posibles, p.ej . , : - granulación por aspersión - granulación en plato - granulación en prensa En el caso de los procedimientos de granulación en los que se parte de suspensiones, el aglutinante, que por regla general está constituido por un líquido o una solución, se adiciona a una cantidad conocida del pigmento dispersado en agua. La dispersión se realiza mediante aparatos como agitadores mecánicos, unidades dispersoras de paso, bombas de eyección o aparatos similares. La suspensión se transforma seguidamente mediante un procedimiento de granulación adecuado en un granulado.

Para la granulación de los pigmentos presentes en la suspensión es especialmente adecuda la granulación por aspersión. En la granulación por aspersión puede procederse, por ejemplo, del siguiente modo: - se prepara una dispersión acuosa del óxido de hierro magnético por disgregación de una torta de filtro mediante un agitador de alta velocidad o mediante una unidad dispersora de paso basada en el principio rotor-estator. Esta dispersión contiene 150-500 g/l de magnetita. - a esta dispersión se le adiciona el aglutinante en forma líquida (bien puro o bien disuelto en un disolvente adecuado) . - esta dispersión se mezcla durante 10 a 240 min mediante agitación, recirculación bombeada o por paso a través de la unidad dispersora de paso, de modo que el aglutinante se distribuya homogéneamente en la dispersión. - la dispersión acabada se pulveriza en un secador por aspersión de toberas o discos. La temperatura del gas de salida salida debe estar entre 110-140°C. El número de revoluciones del disco se selecciona de modo que se obtenga el tamaño de granulado deseado (depende del rendimiento de paso y del tamaño del secador por aspersión) . Cuando se usa un secador de toberas el tamaño de partícula queda determinado por el rendimiento de paso, la presión y la sección de las toberas. En el caso de procedimientos de granulación en los que se parte de pigmentos secos, el aglutinante se adiciona - también aquí, por regla general, un líquido o una solución - en un mezclador adecuado al polvo de pigmento. Despu s de esto se mezcla durante un tiempo lo suficientemente largo y seguidamente se realiza la operación de granulación. Mediante el ajuste de los parámetros de las técnicas de proceso se influye sobre el tamaño de partícula y la solidez de los granulados. En una granulación en prensa puede, por ejemplo, obtenerse un granulado más sólido elevando la presión de la prensa. En la granulación por aspersión se influye sobre el tamaño de partícula mediante el diámetro de las toberas y la velocidad de secado. Para la determinación de las propiedades del granulado se utilizaron los siguientes métodos de ensayo: 1. Los índices cromáticos se determinaron preparando una laca. Antes de la medición se molieron 3,2 g del óxido de hierro magnético en un microdisgregador (30") (Fa. Braun) con una bola de ágata de 10 mm de diámetro. Después de ello se mezclan en una máquina de fricción de plato de la firma Engelsmann 2 g del aglutinante Alkydal® F48 (producto de Bayer AG) , 0,1 g del óxido de hierro magnético molido a ensayar y 1,0 g de Ti02 (Bayertitan R- FK2 (producto de Bayer AG) ) . Los índices cromáticos L* (luminancia) , a* (nitidez del rojo) y b* (nitidez del azul) se determinaron por medición conforme a la norma DIN 55 986 con un Dataflash 2000 (d/8°), aparato A y por <~< *. 8 cálculo conforme al programa de evaluación CIELAB2 del 19.10.1989. 2. Análisis elemental de Fe, Fe (II) y Fe (III); determinación conforme a la norma DIN 55 913: 5 El contenido de Fe (II) se determina por valoración con KMn04 mediante un titulador Memo (Mettier DL-70) . El Fe (III) se determina análogamente con TiCl3. El contenido de hierro total se calcula a partir de ambos valores individuales y pesada. La determinación de los contenidos 10 de ambas soluciones de medida se realiza diariamente. 3. Ensayo de la fluencia La muestra de granulado se pasa en primer lugar a través de un tamiz de 2,5 mm de ancho de malla. De ella se introducen 50 g en una cazoleta de criba (diámetro 0,76 mm; altura = 94 mm) , que tenía un fondo intermedio de criba con un ancho de malla de 1 mm) . La cazoleta de criba con la cantidad introducida se coloca en una cazoleta colectora de 102 mm de diámetro y 163 mm de altura. En el fondo de la cazoleta colectora se encuentra un cierre de 0 bayoneta. Así, la cazoleta se dipone sobre un medidor volumétrico de compactación conforme a la norma DIN/ISO 787, parte 11 y se compacta hasta 400 veces. Con fluencias muy buenas el número de carreras de compactación se reduce hasta 25. La fluencia se indica en % en peso de residuo 5 con un tamiz de 1 mm de la cazoleta de criba. % en peso [fluencia] = g de residuo x 100 / g de cantidad introducida. Valores pequeños del residuo significan mejor fluencia. La invención se ilustrará seguidamente con más detalle mediante los Ejemplos siguientes. E emplos EjemplQ 1 Una magnetita con un contenido de Fe de 69,0% en peso se ajustó con agua en un recipiente agitado a una concentración de 300 g/l. A esta suspensión se le añadió por bombeo 1,25% en peso del agente de post-tratamiento KR-TTS (producto de la firma Kenrich Petrochemicals, titanato de tris-2-propil-isoestearilo, C57H11207TÍ) . Seguidamente se agitó durante 30 minutos y se secó por aspersión con un secador por aspersión de plato con un rendimiento de paso de 10 1/h a un número de revoluciones de 10.000 l/min. El granulado obtenido tenía buena fluencia y tenía las propiedades siguientes: Luminancia L* : 50,0 unidades CIELAB a*: 0,5 unidades CIELAB b*: -3,7 unidades CIELAB Residuo de fluencia a 100 pasadas y tamiz de 1 mm: < 1% en peso KR-TTS (éster de ácido graso) : 1,05% en peso Debido a su buena fluencia este producto es especialmente adecuado para la fabricación de toner.

Ejemplo comparativo 1 La misma magnetita se secó por aspersión sin agente de post-tratamiento a 18.000 l/min. En el ensayo de fluencia tras 400 pasadas se encontró un residuo de 18% en peso. Ejemplo comparativo 2 La misma magnetita se secó por aspersión con 1,25% en peso del agente de post-tratamiento a 18.000 l/min. En el ensayo de fluencia tras 400 pasadas se encontró un residuo de 5% en peso. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención. Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes:

Claims (5)

Reivindicaciones

1. El uso de granulados compuestos de 95,0 a 99,8% en peso de un óxido de hierro magnético con un contenido de hierro de 50 a 73% en peso y una luminancia en iluminación L* de 40 a 79 unidades CIELAB y una nitidez cromática a* de -1,0 a 4,0 unidades CIELAB y una nitidez cromática b* de 0,0 a -7,0 unidades CIELAB y un tamaño medio de partícula de 30 a 250 µm y un residuo de menos de 2% en peso en el ensayo de fluencia con un tamiz de 1 mm a 400 pasadas y de un aglutinante en una cantidad de 0,2 a 5, 0% en peso del grupo de compuestos constituido por - polisiloxanos, - poliésteres, - polialcoholes monovalentes o polivalentes, - ácidos grasos y esteres de ácidos grasos de cadena larga con más de 10 átomos de carbono, - compuestos organometálicos, - poliacrilatos y - alcoholes polivinílicos, para la fabricación de toner, tintas de impresión y tintas. fci -* *b 12 Resumen de la invención Uso de granulados compuestos de 95,0 a 99,8% en peso de un óxido de hierro magnético con un contenido de hierro de 50 a 73% en peso y una luminancia en iluminación L* de 40 a 79 unidades CIELAB y una nitidez cromática a* de -1,0 a 4,0 unidades CIELAB y una nitidez cromática b* de 0,0 a -7,0 unidades CIELAB y un tamaño medio de partícula de 30 a 250 µm y un residuo de menos de 2% en peso en el ensayo de fluencia con un tamiz de 1 mm a 400 pasadas y de un aglutinante en una cantidad de 0,2 a 5,0% en peso del grupo de compuestos constituido por - polisiloxanos, - poliésteres, - polialcoholes monovalentes o polivalentes, - ácidos grasos y esteres de ácidos grasos de cadena larga con más de 10 átomos de carbono, - compuestos organometálicos, - poliacrilatos y - alcoholes polivinílicos, para la fabricación de toner, tintas de impresión y tintas .