COMPOSICION DE PIGMENTOS DE DIOXIDO DE TITANIO.

Composición de pigmentos de dióxido de titanio, que comprende como pigmento de tipo (A) un pigmento postratado con una elevada estabilidad frente al agrisado,

siendo el valor de agrisado CIELAB ?L * (DIN6174) inferior a 1,5 después de 96 horas de exposición en el ensayo de xenón, y como pigmento de tipo (B) un pigmento postratado inorgánicamente con compuestos de Si y Al en deposición floculada, teniendo el pigmento de tipo (B) un contenido de Al de por lo menos 2% en peso (calculado en forma de Al2O3) y un contenido de Si de por lo menos 3% en peso (calculado en forma de SiO2), y siendo la suma de SiO2 y Al2O3 de por lo menos 7% en peso (en cada caso referido al cuerpo de base)

Composición de pigmentos de dióxido de titanio.

La invención se refiere a una composición de pigmentos de dióxido de titanio.

Para determinadas aplicaciones, de los papeles blancos se requiere una elevada opacidad (un elevado poder de cobertura), una elevada claridad junto con una tonalidad de color lo más neutra posible y una buena estabilidad frente al agrisado o decoloración a color gris (inalterabilidad a la luz). Se conocen pigmentos de dióxido de titanio (pigmentos para laminados) con una reducida tendencia a agrisarse. Sin embargo, es frecuente que la proporción incorporable de estos pigmentos en los papeles sea limitada, por cuanto en el caso existir una excesiva concentración de los pigmentos las propiedades físicas de los papeles, como por ejemplo una suficiente resistencia al desgarramiento en húmedo, ya no responden a las exigencias. Por ello existen límites con respecto a la opacidad que puede lograrse con los pigmentos usuales.

De los pigmentos de dióxido de titanio especialmente adecuados para la fabricación de colores de dispersión (mate u opacos), es sabido (documento US 3 510 335) que es posible acrecentar su poder de cobertura mediante un tipo especial de postratamiento. Se los recubre con una cantidad relativamente elevada (por lo menos 5% en peso) de óxido de silicio y de aluminio, con lo cual se desea procura obtener mediante el tipo de deposición un recubrimiento lo más voluminoso, poroso, floculado, no cohesivo, "fluffy" (de forma de pelusa) posible. Empero, su estabilidad frente al agrisado no es suficiente.

También se ha comprobado que para determinados usos no es adecuado ni un "pigmento clásico para laminados" con un postratamiento adicional para "pigmentos para colores de dispersión" ni un "pigmento para colores de dispersión" con un postratamiento adicional para "pigmento para laminados".

Por ello, de un pigmento para laminados mejorado se espera lograr una mayor opacidad a igualdad de grado de pigmentación y con propiedades físicas no modificadas, en especial la resistencia al desgarramiento en húmedo. Por supuesto, también se desea que junto con una opacidad requerida sea posible reducir el empleo de pigmentos de mejor calidad.

De manera sorprendente los objetivos mencionados arriba no se logran con un pigmento individual, sino con una mezcla de pigmentos de dióxido de titanio de ambos tipos de pigmentos: pigmento para laminados y pigmento para colores de dispersión. Se ha descubierto que la adición de un pigmento que ha recibido un postratamiento especialmente intensivo, o sea un tipo de "pigmento de refuerzo", a un pigmento clásico para laminados, conduce a una mezcla de pigmentos con la que se logra la deseada mejora arriba descrita de la opacidad junto con una característica suficiente de agrisado, claridad y resistencia al desgarramiento en húmedo.

El objetivo se logra mediante una composición de pigmentos de dióxido de titanio que en calidad de tipo de pigmento (A) contiene un pigmento que ha recibido un postratamiento, con una elevada estabilidad al cambio de color a gris, siendo el valor de agrisado, CIELAB ?L* (DIN6174) menor de 1,5 después de una exposición en el Ensayo de Xenón, y en calidad de tipo de pigmento (B), un pigmento postratado inorgánicamente con compuestos de St y de Al en deposición floculada, y en el tipo de pigmento (B) el contenido de Al representa por lo menos 2% en peso (calculado como Al₂O₃) y el contenido de Si representa por lo menos 3% en peso (calculado como SiO₂), siendo la suma de SiO₂ y Al₂O₃ de por lo menos 7% en peso (en cada caso referido al cuerpo de base).

La invención se refiere a una mezcla de un pigmento con elevada estabilidad frente al agrisado, que es un pigmento típico para laminados (pigmento de tipo A), con un pigmento especial para colores de dispersión (pigmento de tipo B), que se caracteriza por un elevado contenido en SiO₂ y Al₂O₃ en una deposición floculada.

Con ello se logran valores mejorados en cuanto a opacidad junto con suficientes características en cuanto a agrisado, claridad y resistencia al desgarramiento en húmedo. Gracias al aumento de la opacidad a igualdad de cantidades aplicadas de TiO₂, o bien de la posibilidad de lograr una opacidad no modificada junto con un reducido empleo de pigmento TiO₂, resultan tanto propiedades técnicas así como económicas.

En las reivindicaciones secundarias se describen otras configuraciones ventajosas. A continuación se explica la invención con mayor detenimiento mediante ejemplos.

Como pigmento de tipo A se tienen en cuenta pigmentos de dióxido de titanio postratados cuyos cuerpos de base pueden haberse preparado mediante el procedimiento de sulfato (SP) o mediante el procedimiento de cloruro (CP), y que preferentemente tienen una estructura de rutilo. No es necesario que el cuerpo de base esté estabilizado; sin embargo, se prefiere una estabilización especial: en el caso de los cuerpos de base de CP, mediante una dotación de Al de 0,3 - 3,0% en peso (calculado como Al₂O₃) y un exceso de oxígeno en la fase de gas durante la oxidación del tetracloruro de titanio de manera de obtener por lo menos 2% de dióxido de titanio; y en el caso del cuerpo de base de SP, mediante una dotación por ejemplo con Al, Sb, Nb o Zn (a efectos de obtener una claridad suficientemente elevada, se prefiere una estabilización "liviana" con Al, o bien en el caso de mayores dotaciones de Al, una compensación con antimonio).

Típicamente, los pigmentos han recibido un postratamiento inorgánico con compuestos de Al, P y/o Si. Para mejorar la estabilidad del laminado con respecto al agrisado, es útil un postratamiento adicional de Ce y/o de nitrato y/o de cinc, así como un templado a temperaturas de entre 200 y 700ºC, preferentemente entre 400 y 600ºC.

El pigmento de tipo A se caracteriza por su inalterabilidad a la luz, evaluada en el laminado. El valor de agrisado CIELAB ?L* (DIN 6174) es inferior a 1,5 después de 96 horas de exposición en el Xenotest o bien en la escala de azules de la lana (ISO 4586 - 2), el valor de la escala es mayor de 6.

Los pigmentos con una mayor estabilidad al agrisado (pigmentos de tipo A) pueden obtenerse en el comercio, por ejemplo bajo la designación KRONOS ® 2080, 2081, 2084 y 2087.

Como pigmentos de tipo B se tienen en cuenta los pigmentos de dióxido de titanio postratados, cuyos cuerpos de base pueden haberse fabricado mediante el procedimiento de SP o de CP, y que preferentemente tienen una estructura de rutilo. Es también preferible que el cuerpo de base esté estabilizado: en el caso de los cuerpos de base de CP, mediante una dotación de Al de 0,3 - 3,0% en peso (calculado como Al₂O₃) y un exceso de oxígeno durante la oxidación en fase de gas de TiCl₄ de manera de obtener TiO₂, de 2 a 15%; en el caso del cuerpo de base de SP mediante una dotación por ejemplo con Al, Sb, Nb o Zn (a efectos de obtener una claridad suficientemente elevada, se prefiere una estabilización "liviana" con Al, o bien en el caso de mayores dotaciones de Al, una compensación con antimonio).

El tipo de pigmento (B) ha recibido un postratamiento inorgánico con cantidades relativamente elevadas de Al y Si; el contenido de Al, calculado como Al₂O₃, representa por lo menos 2% en peso (calculado como Al₂O₃); el contenido de Si (calculado como SiO₂) representa por lo menos 3% en peso, siendo la suma de las proporciones de Si y de Al (calculados como óxidos) por lo menos 7% en peso.

Conforme a la invención una característica especial del pigmento de tipo B es la configuración suelta floculada de la envoltura inorgánica del postratamiento sobre el cuerpo de base. Se trata de obtener un recubrimiento lo más voluminoso, poroso, floculado, suelto, "de forma de pelusa" posible (descrito por ejemplo en el documento US 3 510 335), hasta cierto punto lo opuesto de un "tratamiento de piel densa" (descrito por ejemplo en el documento US 2 885 366). En el caso de un tratamiento de piel densa la envoltura del postratamiento debería abarcar las partículas de TiO₂ en todo lo posible sin vacíos, a efectos de reducir el indeseado efecto fotocatalítico de los pigmentos de TiO₂ sobre la matriz rodeante. En cambio, en el caso del pigmento de tipo B la naturaleza floculada de la capa de óxido o bien de oxihidrato tiene como efecto una mejora de la distribución de los pigmentos en una matriz, y contribuye...

1. Composición de pigmentos de dióxido de titanio, que comprende como pigmento de tipo (A) un pigmento postratado con una elevada estabilidad frente al agrisado, siendo el valor de agrisado CIELAB ?L * (DIN6174) inferior a 1,5 después de 96 horas de exposición en el ensayo de xenón, y como pigmento de tipo (B) un pigmento postratado inorgánicamente con compuestos de Si y Al en deposición floculada, teniendo el pigmento de tipo (B) un contenido de Al de por lo menos 2% en peso (calculado en forma de Al₂O₃) y un contenido de Si de por lo menos 3% en peso (calculado en forma de SiO₂), y siendo la suma de SiO₂ y Al₂O₃ de por lo menos 7% en peso (en cada caso referido al cuerpo de base).

2. Composición de pigmentos de dióxido de titanio conforme a la reivindicación 1, caracterizada porque el pigmento de tipo (B) presenta un cuerpo de base de rutilo obtenido mediante el procedimiento de cloruro, que ha sido dotado con Al en una cantidad de 0,3 a 3,0% en peso (calculado en forma de Al₂O₃) y que ha sido producido con un exceso de oxígeno de 2 a 15% durante la oxidación del TiCl₄ en fase gaseosa de manera de obtener TiO₂, o porque presenta un cuerpo de base de rutilo obtenido mediante el procedimiento de sulfato, que está dotado con Al, Sb, Nb o Zn.

3. Composición de pigmentos de dióxido de titanio conforme a la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el pigmento de tipo (B) presenta un cuerpo de base dotado con hasta 1% en peso de Al (calculado en forma de Al₂O₃) obtenido mediante el procedimiento de sulfato.

4. Composición de pigmentos de dióxido de titanio conforme una o más de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el pigmento de tipo (B) ha sido recubierto en primer lugar con fosfato de aluminio directamente sobre el cuerpo de base.

5. Composición de pigmentos de dióxido de titanio conforme a una o más de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el pigmento de tipo (B) ha sido adicionalmente recubierto también con Ce hasta 0,2% en peso (calculado como CeO₂) y/o con Zn hasta 2,5% en peso (calculado como ZnO).

6. Composición de pigmentos de dióxido de titanio conforme a una o más de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el pigmento de tipo (B) presenta un contenido de nitrato de hasta 1% (referido al cuerpo de base) y/o ha sido expuesto a un templado de hasta 500ºC.

7. Composición de pigmentos de dióxido de titanio conforme a una o más de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la proporción del pigmento de tipo (B) en la mezcla de pigmentos representa 10 a 15% en peso, preferentemente 30 a 50% en peso.