NO115296B - - Google Patents

Description

Fremgangsmåte for fremstilling av keramiske pigmenter.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for fremstilling av pigmenter av zirkonium-vanadium-siliciumoksyd ved oppvarming av en blanding av zirkoniumoksyd, siliciumoksyd, vanadiumpentoksyd eller en vanadiumforbindelse som gir pentoksyd ved oppvarming, et alkalimetallfluorid og et tilsatssfcoff som inneholder farvemodifiserende ioner. Slike pigmenter er kjent som zirkonium-vanadium-turkisblått og kan fremstilles som angitt i britisk patentskrift nr. 625 448.

Det er kjent fra undersøkelser med røntgen-stråler at under dannelsen av pigmenter ved kal-sinering av den nevnte blanding mellom 800° C og 1000° C (for eksempel 850° C) må zirkonium-oksydet og siliciumoksydet forenes for å danne zirtkoniumsilikat (zirkon), og denne temperatur er langt lavere enn den temperatur som zirkoniumoksyd og siliciumoksyd normalt forenes ved når bare natriumfluorid er tilstede. Vanadium må derfor virke som katalysator ved reaksjonen og den vanlig aksepterte mekanisme for dannelse av det blå pigment antas å innebære at vanadiumpentoksyd, V205, reduseres til det blå va-nadylion V20+ og at dette ion må gå inn i zir-kongitteret når dette gitter dannes.

Et viktig formål med den industrielle til-virkning av zirkonium-vanadium-turkisblått er å fremstille et pigment som har en jevn kvalitet fra charge til charge over lange tidsrom, slik at det, når det tilsettes den riktig forenlige kera-mikkglasur, alltid fører til en farget glasur med nøyaktig den samme ønskete tone og dybde på blåfargen (eller på andre farger dersom det sammenblandes med et annet tillatt pigment). Dette krever en meget nøyaktig styring av pig-mentfremstillings-prosessen med hensyn på

a) kvaliteten og sammensetningen av blandingen av råmaterialer, og b) kalsineringen og den etterfølgende behand-handling av kalsinatet.

Det er også kjent at en sammensetning som omfatter zirkoniumoksyd og siliciumoksyd i forholdet ekvivalent med zirkoniumsilikat samt ammoniumvanadat og natriumfluorid i forholdene 62,8 pst., 31,0 pst., 3,9 pst. og 2,3 pst., kan gi et akseptabelt pigment. Virkningen av forskjellige anioner og kationer på fargens tone og optimale intensitet er blitt un-dersøkt ved hjelp av egnet modifisering av den forannevnte standardsammensetning og det er for eksempel påstått at fluor er et mere effektivt anion enn klorioner eller karbonationer og at natrium er et bedre kation enn andre alkallme-taller eller jordalkalimetaller. Virkningen av flere oksyder er også kjent, men enten forbedrer de ikke fargelntensiteten eller så virker de skad-ende på fargetonen.

Ifølge oppfinnelsen er det funnet at keramiske pigmenter av zirkonium-vanadium-siliciumoksyd kan frembringes med ønsket blåtone og med større fargeintensitet enn ellers oppnåelig ved at det som tilsatsstoff anvendes et stoff som inneholder svovel-oksysyreioner som er stort sett eller fullstendig flyktige i pigmentfremstillings-prosessens oppvarmingstrinn. Slike deler kan til-svare en tilførsel på fra 0,2 til 2 vektprosent S03regnet i forhold til vekten av de totale råmaterialer. Slike sulfationer eller andre svovel-oksysyreioner kan tilsettes som en del av enhver av de fire hovedbestanddeler i blandingen eller de kan tilsettes separat i form av en forbindelse hvis kation også blir gjort flyktig ved kalsineringen med mindre dette kation er zirkonium og ender som ekstre zirkoniumoksyd.

Sulfationer er en egnet og vanligvis den mest økonomiske form for tilsetning ifølge oppfinnelsen. Ammoniumsulfat, ammoniumbisulfat, ethvert vannløselig sulfat av zirkonium eller ethvert uløselig basisk sulfat av zirkonium eller ethvert basisk zirkoniumderivat som inneholder tilsatt eller absorbert sulfat, er eksempler på for-bindelser som er egnet for oppfinnelsens formål. Når det gjelder et kjemisk utfelt, basisk zirkoniumderivat eller zirkoniumoksyd, kan sulfationer, ifølge oppfinnelsen, tilsettes direkte ved frem-stillingen av disse.

Den mekanisme hvorved den økete fargeintensitet oppnås er ennu ikke kjent. På linje med mekanismen ved pigmentdannelse, som antas å innebære dannelse av vanadylioner, V02 +, kan det være mulig at de flyktige svoveloksyder, idet de inneholder gasser som er oppstått under kalsineringen av råmaterialet for å danne pig-mentet, påvirker lettheten eller hurtigheten for dannelsen av slike ioner begunstigende.

For å illustrere oppfinnelsen ble pigmenter fremstillet ifølge den sammensetning som ble angitt, av zirkoniumoksyd i ett tilfelle stort sett fritt for S03(mindre enn 0,1 pst.) og et annet tilfelle med S03-nivået innstillet på 1 pst. ved blanding med en beregnet méngde basisk zir-koniumsulfat. Fremstillingsbetingelsene var i-dentiske 1 de to tilfeller.

Keramikkfliser ble behandlet under ident-iske betingelser med pigmentene tilsatt i like mengder i glasur-fritten. Fargen som utviklet seg i glasuren ble målt under benyttelse av et tristimulus-spektrofotometer, såsom et MEECO Colormaster fremstilt av Manufacturers Engi-neering and Equipment Corporation, Pennsylva-nia, USA, og dataene ble tatt opp etter det mo-difisert Adams-system beskrevet i «Journal of the Optical Society of America», vol. 32, side 168

(1942). Dataene ble tatt opp etter det modifi-serte Adams-system, med betegnelsene a,b og L, hvor enøkning i «-a» representerer en høy-ere metning av grønt, og en økning i «-b» representerer en høyere metning av blått mens en økning i L representerer en hvitere avskyg-ning på sort- hvit-skalaen. Typiske oppnådde verdier er angitt nedenfor:

Mens «a» er stort sett upåvirket, angir øk-ningen av «-b» på 2,0 N.S.B.-enheter en bety-delig forbedring i metningen av det blå. -

Liknende resultater ble oppnådd når sul-fatet ble tilsatt i andre former, for eksempel som ammoniumsulfat, eller når sulfat var tilstede i tilstrekkelig mengde som en rest i ok-sydet.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av pigmenter av zirkonium-vanadium-siliciumoksyd ved oppvarming av en blanding av zirkoniumoksyd, siliciumoksyd, vanadiumpentoksyd eller en vanadiumforbindelse som gir pentoksyd ved oppvarmnimg, et alkalimetallfluorid og et tilsatsstoff som inneholder farvemodifiserende ioner, karakterisert ved at det som tilsatsstoff tilsatsstoff anvendes et stoff som inneholder svoveloksysyreioner som er stort sett eller fullstendig flyktige i pigmentfremstillings-prosessens oppvarmingstrinn.

2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at tilsatsstoffet er et sulfat.

3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at tilsatsstoffet er ammoniumsulfat, ammoniumib isulfat, et oppløselig sulfat av zirkonium eller ethvert basisk zirkoniumderivat som inneholder tilsatt eller absorbert sulfat.

4. Fremgangsmåte i samsvar med ett av kravene 1 til 3, karakterisert ved at mengden av tilsatsstoffet som anvendes tilsvarer en tilsetning av fra 0,2 til 2 vektsprosent S03 , regnet i forhold til vekten av de totale råmaterialer.