DISPERSIÓN DE ÓXIDO DE ALUMINIO.
Dispersión de óxido de aluminio, caracterizada porque contiene óxido de aluminio de alta superficie,
producido pirogénicamente, que tiene una superficie específica BET ma- yor que 115 m 2 /g y un número Sears mayor que 8 ml/2g y tiene un distribución media de tamaños de partícula de d50 < 150 nm (d50 menor que 150 nm; medido por difusión dinámica de la luz)
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2002/007735.
Solicitante: EVONIK DEGUSSA GMBH.
Nacionalidad solicitante: Alemania.
Dirección: RELLINGHAUSER STRASSE 1-11 45128 ESSEN ALEMANIA.
Inventor/es: SCHARFE, THOMAS, SCHNEIDER,GERRIT, LACH,HEINZ.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 11 de Julio de 2002.
Fecha Concesión Europea: 8 de Septiembre de 2010.
Clasificación Internacional de Patentes:
- B41M5/52C
- B82Y30/00 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B82 NANOTECNOLOGIA. › B82Y USOS O APLICACIONES ESPECIFICOS DE NANOESTRUCTURAS; MEDIDA O ANALISIS DE NANOESTRUCTURAS; FABRICACION O TRATAMIENTO DE NANOESTRUCTURAS. › Nano tecnología para materiales o ciencia superficial, p.ej. nano compuestos.
- C01F7/02 QUIMICA; METALURGIA. › C01 QUIMICA INORGANICA. › C01F COMPUESTOS DE BERILIO, MAGNESIO, ALUMINIO, CALCIO, ESTRONCIO, BARIO, RADIO, TORIO O COMPUESTOS DE LOS METALES DE LAS TIERRAS RARAS (hidruros metálicos C01B 6/00; sales de oxácidos de halógenos C01B 11/00; peróxidos, sales de los perácidos C01B 15/00; sulfuros o polisulfuros de magnesio, calcio, estroncio o bario C01B 17/42; tiosulfatos, ditionitos, politionatos C01B 17/64; compuestos que contienen selenio o teluro C01B 19/00; compuestos binarios del nitrógeno con metales C01B 21/06; azidas C01B 21/08; amidas metálicas C01B 21/092; nitritos C01B 21/50; fosfuros C01B 25/08; sales de los oxácidos del fósforo C01B 25/16; carburos C01B 32/90; compuestos que contienen silicio C01B 33/00; compuestos que contienen boro C01B 35/00; compuestos que tienen propiedades de tamices moleculares pero que no tienen propiedades de cambiadores de base C01B 37/00; compuestos que tienen propiedades de tamices moleculares y de cambiadores de base, p. ej. zeolitas cristalinas, C01B 39/00; cianuros C01C 3/08; sales del ácido ciánico C01C 3/14; sales de cianamida C01C 3/16; tiocianatos C01C 3/20; procesos de fermentación o procesos que utilizan enzimas para la preparación de elementos o de compuestos inorgánicos excepto anhídrido carbónico C12P 3/00; obtención a partir de mezclas, p. ej. a partir de minerales, de compuestos metálicos que son los compuestos intermedios de un proceso metalúrgico para la obtención de un metal libre C22B; producción de elementos no metálicos o de compuestos inorgánicos por electrólisis o electroforesis C25B). › C01F 7/00 Compuestos de aluminio. › Oxido de aluminio; Hidróxido de aluminio; Aluminatos.
- C03C17/25 C […] › C03 VIDRIO; LANA MINERAL O DE ESCORIA. › C03C COMPOSICIÓN QUÍMICA DE LOS VIDRIOS, VIDRIADOS O ESMALTES VÍTREOS; TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE DEL VIDRIO; TRATAMIENTO DE LA SUPERFICIE DE FIBRAS O FILAMENTOS DE VIDRIO, SUSTANCIAS INORGÁNICAS O ESCORIAS; UNIÓN DE VIDRIO A VIDRIO O A OTROS MATERIALES. › C03C 17/00 Tratamiento de la superficie del vidrio, p. ej. de vidrio desvitrificado, que no sea en forma de fibras o filamentos, por recubrimiento. › por depósito a partir de una fase líquida.
- C09D17/00J6
Clasificación PCT:
- B41M5/00 B […] › B41 IMPRENTA; MAQUINAS COMPONEDORAS DE LINEAS; MAQUINAS DE ESCRIBIR; SELLOS. › B41M PROCESOS DE IMPRESION, DE REPRODUCCION, DE MARCADO O COPIADO; IMPRESION EN COLOR (corrección de errores tipográficos B41J; procedimientos para aplicar imágenes transferencia o similares B44C 1/16; productos fluidos para corregir errores tipográficos C09D 10/00; impresión de textiles D06P). › Procesos de reproducción o de marcado; Materiales en hojas utilizadas con este fin (por empleo de materias fotosensibles G03; electrografía, magnetografía G03G).
- C01F7/02 C01F 7/00 […] › Oxido de aluminio; Hidróxido de aluminio; Aluminatos.
- C03C17/25 C03C 17/00 […] › por depósito a partir de una fase líquida.
- C09C1/40 C […] › C09 COLORANTES; PINTURAS; PULIMENTOS; RESINAS NATURALES; ADHESIVOS; COMPOSICIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE LOS MATERIALES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR. › C09C TRATAMIENTO DE MATERIALES INORGANICOS, QUE NO SEAN CARGAS FIBROSAS, PARA MEJORAR SUS PROPIEDADES DE PIGMENTACION O DE CARGA (preparación de compuestos inorgánicos o elementos no metálicos C01; tratamiento de materias especialmente previsto para reforzar sus propiedades de carga, en los morteros, hormigón, piedra artificial o análogo C04B 14/00, C04B 18/00, C04B 20/00 ); PREPARACION DE NEGRO DE CARBON. › C09C 1/00 Tratamiento de materiales inorgánicos específicos distintos a las cargas fibrosas (materiales luminiscentes o tenebrescentes C09K ); Preparación de negro de carbón. › Compuestos de aluminio.
- C09K3/14 C09 […] › C09K SUSTANCIAS PARA APLICACIONES NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR; APLICACIONES DE SUSTANCIAS NO PREVISTAS EN OTRO LUGAR. › C09K 3/00 Sustancias no cubiertas en otro lugar. › Sustancias antideslizantes; Abrasivos.
- D21H19/38 TEXTILES; PAPEL. › D21 FABRICACION DEL PAPEL; PRODUCCION DE LA CELULOSA. › D21H COMPOSICIONES DE PASTA; SU PREPARACION NO CUBIERTA POR LAS SUBCLASES D21C, D21D; IMPREGNACION O REVESTIMIENTO DEL PAPEL; TRATAMIENTO DEL PAPEL TERMINADO NO CUBIERTO POR LA CLASE B31 O LA SUBCLASE D21G; PAPEL NO PREVISTO EN OTRO LUGAR. › D21H 19/00 Papel cuché (cartón cuché D21J 1/08 ); Materiales de revestimiento (hojas de registro caracterizadas por el revestimiento usado para mejorar la receptividad de tinta, colorante o pigmento B41M 5/50). › caracterizados por los pigmentos.
Clasificación antigua:
- B41M5/00 B41M […] › Procesos de reproducción o de marcado; Materiales en hojas utilizadas con este fin (por empleo de materias fotosensibles G03; electrografía, magnetografía G03G).
- C01F7/02 C01F 7/00 […] › Oxido de aluminio; Hidróxido de aluminio; Aluminatos.
- C03C17/25 C03C 17/00 […] › por depósito a partir de una fase líquida.
- C09C1/40 C09C 1/00 […] › Compuestos de aluminio.
- C09K3/14 C09K 3/00 […] › Sustancias antideslizantes; Abrasivos.
- D21H19/38 D21H 19/00 […] › caracterizados por los pigmentos.
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Finlandia, Chipre.
Fragmento de la descripción:
La invención se refiere a una dispersión de óxido de aluminio producida pirogénicamente, un proceso para su producción y su uso. 5
EP 1083151 describe un óxido de aluminio producido pirogénicamente con una superficie específica BET mayor que 115 m2/g y número Sears mayor que 8 ml/2g.
La invención proporciona una dispersión, que se caracteriza porque contiene un óxido de aluminio de alta superficie, producido pirogénicamente, que tiene una superficie específica BET mayor que 115 m2/g y un número Sears mayor que 8 ml/2g, y tiene un distribución 10 media de tamaños de partícula de d50 < 150 nm (d50 menor que 150 nm; medido por difusión dinámica de la luz).
En una realización de la invención, el óxido de aluminio puede caracterizarse porque la ab-sorción de ftalato de dibutilo del polvo, medida sobre una porción de 16 g, no es determina-ble (no se detecta punto final alguno). 15
El óxido de aluminio producido pirogénicamente que puede utilizarse de acuerdo con la invención, se puede producir por el método de oxidación en la llama, o preferiblemente hidrólisis en la llama, de un compuesto evaporable de aluminio, preferiblemente el cloruro, que se utiliza como el material de partida.
El contenido de óxido de aluminio puede ser 25 ± 15% en peso. 20
La dispersión puede contener los constituyentes adicionales siguientes:
Ácidos o bases orgánicos o inorgánicos, sales, aditivos tales como agentes tensioactivos iónicos o no iónicos, polímeros, polielectrólitos o biocidas así como otras sustancias adyu-vantes para estabilizar la dispersión o para aumentar su calidad o estabilidad al almacena-miento. 25
La dispersión de acuerdo con la invención puede contener también, además de óxido de aluminio, ácidos inorgánicos (tales como ácido fosfórico, ácido nítrico, ácido sulfúrico, ...), ácidos orgánicos (tales como ácido fórmico, ácido acético, ácido propiónico, ácido oxálico, ácido malónico, ...), bases inorgánicas u orgánicas (tales como hidróxido de potasio, aminas orgánicas, ...), sales (tales como cloruro de sodio, formiato de potasio, nitrato de calcio), 30 sistemas tampón (tales como por ejemplo tampón dihidrogenofosfato de potasio/ácido fosfó-rico, tampón ácido acético/acetato de sodio, ...), agentes tensioactivos iónicos o no iónicos, polielectrólitos, polímeros u otros agentes dispersantes o estabilizadores, así como biocidas.
La invención proporciona adicionalmente un proceso para la producción de la dispersión de acuerdo con la invención, que se caracteriza porque un óxido de aluminio de alta superficie, 35 producido pirogénicamente, que tiene una superficie específica BET mayor que 115 m2/g y un número Sears mayor que 8 ml/2g, se mezcla con agua, se ajusta un valor de pH de 2 a 11, preferiblemente 3 a 8, en particular 2 a 8, y la mezcla se dispersa por introducción de
fuerzas de cizallamiento en las cuales se utiliza equipo de cizallamiento tal como máquinas rotor-estátor (máquinas discontinuas o continuas en línea), molinos de bolas, molinos de perlas, molinos de bolas agitadas o procesos de cizallamiento de alta energía (en los cuales la dispersión se lleva a cabo a alta presión empleando presiones mayores que 1000 bares), para dispersar el óxido de aluminio de alta superficie producido pirogénicamente, y las dis-5 persiones obtenidas tienen una distribución media de tamaños de partícula d50 < 150 nm (d50 menor que 150 nm; medido por difusión dinámica de la luz).
La invención se forma por mezcladura de un óxido de aluminio de alta superficie, producido pirogénicamente, que tiene una superficie específica BET mayor que 115 m2/g y un número Sears mayor que 8 ml/2g, con agua y aditivos de acuerdo con la reivindicación 4, ajustando 10 un valor de pH de 2 a 11 (preferiblemente 3 a 8), y dispersando la mezcla por la introducción de fuerzas de cizallamiento controladas.
Para dispersar el óxido de aluminio de alta superficie producido pirogénicamente, se utiliza equipo de cizallamiento tal como máquinas del tipo rotor-estátor (máquinas discontinuas o continuas en línea), molinos de bolas, molinos de perlas, molinos de bolas agitadas o pro-15 cesos de cizallamiento de alta energía (en los cuales la dispersión se dispersa a alta pre-sión, empleando presiones superiores a 1000 bares) y las dispersiones obtenidas tienen una distribución media de tamaños de partícula d50 < 150 nm (d50 menor que 150 nm; medi-da por difusión dinámica de la luz).
La dispersión de acuerdo con la invención presenta las ventajas siguientes: 20
• alta carga catiónica en la superficie de las partículas, en comparación con disper-siones producidas a partir de óxidos de aluminio (-óxido-hidróxidos) por el método químico húmedo
• las distribuciones de tamaños de partícula de la dispersión pueden ajustarse de manera definida, en contraste con las dispersiones de otros óxidos de aluminio u 25 óxidos de aluminio pirogénicos (-óxido-hidróxidos) producidos por el método quími-co húmedo, que se producen por procesos de dispersión diferentes
• alta pureza de dispersión, en comparación con dispersiones producidas con óxidos de aluminio (-óxido-hidróxidos) producidos por el método químico húmedo
• nivel de electrólitos controlable con precisión dentro de la dispersión, en compara-30 ción con dispersiones de otros óxidos de aluminio pirogénicos u óxidos de aluminio (-óxido-hidróxidos) producidos por el método químico húmedo, cuya concentración de electrólitos no puede ajustarse con precisión como resultado del polvo de partida o el proceso de dispersión
• superficie muy alta del óxido de aluminio pirogénico en comparación con dispersio-35 nes de otros óxidos de aluminio pirogénicos u óxidos de aluminio (-óxido-hidróxidos) producidos por el método químico húmedo
• "estructura/reticulación" altamente distintiva de las partículas primarias de óxido de aluminio en el seno de la dispersión, en relación con dispersiones de otros óxidos de aluminio pirogénicos u óxidos de aluminio (-óxido-hidróxidos) producidos por el método químico húmedo
• un alto grado de dureza y resistencia a la abrasión de las partículas distribuidas en 5 la dispersión, en comparación con dispersiones de óxidos de aluminio (-óxido-hidróxidos) producidas por el método químico húmedo, en el cual las partículas pri-marias son menos duras.
La dispersión de acuerdo con la invención es muy adecuada para procesamiento ulterior en pigmentos de revestimiento por chorro de tinta. La invención se refiere adicionalmente a un 10 proceso para la producción de pigmentos de recubrimiento por chorro de tinta que se han producido con las dispersiones de acuerdo con la invención y los medios brillantes produci-dos a partir de ellas. Estos medios se caracterizan por un valor de brillo muy alto, densida-des de color muy altas cuando se imprimen, espacio de color amplio, tiempos de secado extremadamente bajos, una alta capacidad de absorción y (en comparación con otros óxi-15 dos de aluminio) resistencia incrementada al agua, todas las cuales son características de-seables.
Los ejemplos que siguen demuestran que la dispersión de acuerdo con la invención es su-perior a dispersiones conocidas en relación con su procesabilidad en un pigmento de recu-brimiento y en el medio de chorro de tinta asociado. 20
Las formulaciones utilizadas para los pigmentos de recubrimiento por chorro de tinta son formulaciones orientativas. Así, aglomerantes distintos de poli(alcohol vinílico) (con diversos grados de saponificación) pueden utilizarse en combinación o aisladamente, tales como por ejemplo polivinilpirrolidona, poli(acetato de vinilo), poli(alcoholes vinílicos) silanizados, látex estireno-acrilato, látex estireno-butadieno, resinas de melamina, copolímeros etileno-acetato 25 de vinilo, copolímeros vinilpirrolidona-dimetilaminopropilenometacrilamida, resinas de poliu-retano, resinas sintéticas tales como polimetilmetacrilatos, resinas poliéster (por ejemplo resinas poliéster insaturadas), poliacrilatos, almidón modificado, caseína, gelatinas, deriva-dos de celulosa (por ejemplo carboximetilcelulosa) y también en otras relaciones de canti-dad con el óxido de aluminio pirogénico distintas de las expuestas en el ejemplo de 30 aplicación.
El revestimiento de acuerdo...
Reivindicaciones:
REIVINDICACIONES
1. Dispersión de óxido de aluminio, caracterizada porque contiene óxido de aluminio de alta superficie, producido pirogénicamente, que tiene una superficie específica BET ma-yor que 115 m2/g y un número Sears mayor que 8 ml/2g y tiene un distribución media de 5 tamaños de partícula de d50 < 150 nm (d50 menor que 150 nm; medido por difusión dinámica de la luz).
2. Dispersiones de óxido de aluminio de acuerdo con la reivindicación 1, caracteriza-das porque contienen también, además de óxido de aluminio, ácidos inorgánicos (tales co-mo ácido fosfórico, ácido nítrico, ácido sulfúrico, ...), ácidos orgánicos (tales como ácido 10 fórmico, ácido acético, ácido propiónico, ácido oxálico, ácido malónico, ...), bases inorgáni-cas u orgánicas (tales como hidróxido de potasio, aminas orgánicas, ...), sales (tales como cloruro de sodio, formiato de potasio, nitrato de calcio), sistemas tampón (tales como por ejemplo tampón dihidrogenofosfato de potasio/ácido fosfórico, tampón ácido acético/acetato de sodio, ...), agentes tensioactivos iónicos o no iónicos, polielectrólitos, polímeros u otros 15 agentes dispersantes o estabilizadores, así como biocidas.
3. Proceso para la producción de dispersiones de óxido de aluminio de acuerdo con la reivindicación 1, que se caracteriza porque un óxido de aluminio de alta superficie, produci-do pirogénicamente, que tiene una superficie específica BET mayor que 115 m2/g y un número Sears mayor que 8 ml/2g, se mezcla con agua, se ajusta un valor de pH de 2 a 11 20 (preferiblemente 3 a 8), y la mezcla se dispersa por introducción de fuerzas de cizallamiento controladas, en las cuales se utiliza equipo de cizallamiento tal como máquinas rotor-estátor (máquinas discontinuas o continuas en línea), molinos de bolas, molinos de perlas, molinos de bolas agitadas o procesos de cizallamiento de alta energía (en los cuales la dispersión se lleva a cabo a alta presión empleando presiones mayores que 1000 bares), para dispersar 25 el óxido de aluminio de alta superficie producido pirogénicamente, y las dispersiones obteni-das tienen una distribución media de tamaños de partícula d50 < 150 nm (d50 menor que 150 nm; medido por difusión dinámica de la luz).
4. Uso de la dispersión de óxido de aluminio de acuerdo con la reivindicación 1 en recubrimientos para materiales tales como papel, metales, vidrio, materiales cerámicos, 30 plásticos, polímeros, cauchos y textiles.
5. Uso de la dispersión de óxido de aluminio de acuerdo con la reivindicación 1 para pulimentación y limpieza de metales, elementos semiconductores en la industria electrónica, vidrio, materiales cerámicos y otros materiales duros.
6. Uso de las dispersiones de óxido de aluminio de acuerdo con la reivindicación 1 35 para el recubrimiento de tubos fluorescentes, bombillas u otras fuentes de luz.
Siguen tres hojas de dibujos numeradas correlativamente
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