Pigmentos rojos de óxido de hierro de pureza cromática, que pueden dispersarse bien con alta estabilidad frente a la trituración.

Pigmentos rojos de óxido de hierro con un valor a*, medido en aclaramiento según unidades CIELAB de acuerdocon la norma DIN 6174 tras una trituración de 15 minutos en el agitador Olbrich,

de 26,5 a 30, caracterizadosporque los pigmentos rojos de óxido de hierro contienen del 0,5 % al 10 % en moles de un compuesto del grupo deMg, Zn, Al, La, Y, Zr, Sn y/o Ca, con respecto a los pigmentos rojos de óxido de hierro, estando contenidos Mg, Zn,Al, La, Y, Zr, Sn y/o Ca en la superficie y en el pigmento rojo de óxido de hierro y porque los pigmentos rojos deóxido de hierro, en caso de una trituración de laca en el agitador Olbrich con un aumento del tiempo de dispersión de15 min. a 120 min., presentan una diferencia de tono &Delta, h ab* de acuerdo con la norma DIN 6174 de< 1,1.

Pigmentos rojos de óxido de hierro de pureza cromática, que pueden dispersarse bien con alta estabilidad frente a la trituración

La presente invención se refiere a pigmentos rojos de óxido de hierro de pureza cromática, que pueden dispersarse 5 bien con alta estabilidad frente a la trituración, a un procedimiento para su preparación así como a su uso.

Los pigmentos rojos de óxido de hierro se usan de manera universal como componentes cromóforos en la industria de pinturas, lacas, revestimientos, materiales de construcción, plásticos y papel.

Los pigmentos rojos de óxido de hierro tienen ventajas con respecto a los pigmentos rojos orgánicos. Pueden generarse según procedimientos de preparación económicos, son ecológicamente inofensivos, resistentes a la luz,

pueden dispersarse mejor y protegen objetos coloreados frente a la radiación UV perjudicial.

A los pigmentos rojos de óxido de hierro se les imponen altas exigencias en cuanto a la pureza cromática, constancia de calidad y facilidad de tratamiento (dispersabilidad, estabilidad frente a la trituración) .

En todas las aplicaciones para la coloración de lacas, pinturas de dispersión, revestimientos, plásticos, materiales de construcción, papel, en alimentos así como en productos de la industria farmacéutica se exigen pigmentos rojos de

óxido de hierro, cuya proporción de rojo a* (medida en la mezcla de pigmentos blancos, denominada aclaramiento, según CIELAB) está especialmente marcada. Cuanto más precipite la proporción de rojo a* determinada para la coloración, tanto más aparece de manera cromáticamente más pura la tonalidad roja del medio coloreado (por ejemplo laca, plástico, revestimientos, material de construcción, papel) .

Así se exige en la industria de lacas el requisito de que la introducción de los pigmentos rojos de óxido de hierro en

un sistema de laca conduzca siempre a la misma tonalidad que debe ser lo más independiente posible de la duración de la introducción. La introducción del pigmento rojo de óxido de hierro en un sistema de laca se realiza en instalaciones técnicas, tales como por ejemplo molinos de perlas bajo la acción de fuerzas mecánicas sobre el pigmento, requiriendo esta trituración eventualmente horas. Se proporciona una alta medida de constancia de color y calidad cuando se modifica de la manera más insignificante posible la tonalidad del pigmento rojo de óxido de hierro

en caso de oscilaciones en el tiempo de introducción. Los pigmentos rojos de óxido de hierro con una baja modificación de la tonalidad en caso de prolongación del tiempo de introducción en un sistema de laca tienen una alta estabilidad frente a la trituración. Una medida para la constancia de color es la diferencia de tono Lh ab* que se obtiene cuando se compara el tono de dos trituraciones de pintura que se obtuvieron a partir de las mismas materias primas de laca y pigmento en la misma instalación técnica en caso de tiempos de introducción de distinta duración.

En este caso se requiere que la diferencia de tono Lh ab* resultante sea lo más baja posible.

Además se exige, por ejemplo en aplicaciones de lacas o plásticos, el requisito de que los pigmentos rojos de óxido de hierro se distribuyan uniformemente de la manera más fácil posible en el medio como partículas primarias, es decir que puedan dispersarse bien. No se desean partículas de pigmentos gruesas que en capas de laca aplicadas o plásticos coloreados conducen a superficies ásperas (“formación de granos”) o irregularidades debido a su tamaño

de partícula.

Para la preparación de pigmentos rojos de óxido de hierro se usan generalmente cuatro procedimientos (T.C. Patton, Pigment Handbook, vol. 1, Nueva York 1973, pág. 333) :

1. Procedimiento de rojo Copperas

Mediante la separación de agua y óxidos de azufre del sulfato ferroso (Copperas) en un procedimiento de

varias etapas se obtienen pigmentos rojos de óxido de hierro de pureza cromática y que pueden dispersarse bien con estabilidad frente a la trituración insuficiente.

2. Procedimiento rojo ferrita

Mediante la deshidratación de óxido de hierro amarillo (goethita) a-FeOOH se obtienen pigmentos rojos de óxido de hierro con buena dispersabilidad, pero pureza cromática insuficiente y estabilidad frente a la trituración

45 insuficiente.

3. Procedimiento de rojo precipitado

Si se precipita rojo de óxido de hierro directamente a partir de la solución acuosa, se obtienen pigmentos de óxido de hierro con buena dispersabilidad, pero pureza cromática insuficiente y estabilidad frente a la trituración insuficiente.

50 4. Procedimiento rojo sintético Mediante la oxidación de óxido de hierro negro sintético (magnetita) se obtienen pigmentos rojos de óxido de hierro con buena dispersabilidad y buena estabilidad frente a la trituración, pero pureza cromática insuficiente.

Mediante una serie de medidas técnicas se intentó generar en el pasado pigmentos de color de óxido de hierro mejorados, partiendo de los procedimientos de preparación conocidos.

Así describen el documento DE 35 121 24 A1 y el documento JP 47923/76 (Tone Sangyo) procedimientos para el revestimiento de pigmentos rojos de óxido de hierro con un revestimiento incoloro del 0, 5 % al 10 % en moles de Mg, Zn, Al, La, Y, Zr, Sn y Ca (documento DE 35121 24 A1) o del 0, 3 % al 10 % de Al (documento JP 47923/76) . El revestimiento conduce a pigmentos rojos de óxido de hierro con propiedades cromáticas mejoradas con respecto a los pigmentos rojos de óxido de hierro no revestidos, buena dispersabilidad y un punto isoeléctrico > 7. Los pigmentos rojos de óxido de hierro así preparados se caracterizan por floculación reducida con respecto a los pigmentos rojos de óxido de hierro no revestidos usados como material de partida, sin embargo no consiguen la pureza cromática alta deseada.

Además, el documento EP 0290 908 A1 describe un procedimiento para la preparación de pigmentos rojos de óxido de hierro de pureza cromática con partículas de pigmento en forma de agrupaciones. Se obtienen estos pigmentos rojos de óxido de hierro de pureza cromática mediante deshidratación de óxido de hierro amarillo (goethita = a-FeOOH) que se obtuvo según un procedimiento de precipitación especial no como óxido de hierro amarillo en forma de aguja, sino esferolítico. Los pigmentos rojos de óxido de hierro que contienen Al así obtenidos son concretamente de mayor pureza cromática que los pigmentos amarillos de óxido de hierro convencionales calentados al rojo para obtener pigmentos rojos y además son estables frente a la trituración, sin embargo pueden dispersarse difícilmente.

Además, el documento DE 35 00 470 A1 describe un procedimiento para la preparación de pigmentos rojos de óxido de hierro de pureza cromática mediante oxidación de óxido de hierro negro que conduce a pigmentos de mayor pureza cromática que en caso de pigmentos rojos de óxido de hierro convencionales preparados a base de magnetita convencional. El procedimiento parte de magnetitas especiales, finamente dividas, generadas en presencia de altos contenidos de Fe (III) en medios acuosos, que eventualmente se generaron en presencia de sales de aluminio o fosfato. Los pigmentos rojos de óxido de hierro tras la oxidación, que eventualmente contienen aluminio o fósforo como dotación de la masa, son estables frente a la trituración y pueden dispersarse bien, sin embargo no consiguen la pureza cromática deseada.

Por consiguiente queda claro que ni por medio de los cuatro procedimientos mencionados anteriormente (T.C. Patton, Pigment Handbook, vol. 1, Nueva York 1973, pág. 333) para la preparación de pigmentos rojos de óxido de hierro ni mediante las modificaciones de procedimiento tales como el revestimiento de pigmentos rojos de óxido de hierro con compuestos de aluminio incoloros, ni mediante la dotación con aluminio o fósforo se llega a pigmentos rojos de óxido de hierro mejorados que se diferencian de pigmentos rojos de óxido de hierro conocidos habitualmente en su combinación de propiedades ventajosa de alta pureza cromática con alta estabilidad frente a la trituración simultánea y buena dispersabilidad.

La invención se basó en el objetivo de facilitar pigmentos... [Seguir leyendo]

1. Pigmentos rojos de óxido de hierro con un valor a*, medido en aclaramiento según unidades CIELAB de acuerdo con la norma DIN 6174 tras una trituración de 15 minutos en el agitador Olbrich, de 26, 5 a 30, caracteriºados porºue los pigmentos rojos de óxido de hierro contienen del 0, 5 % al 10 % en moles de un compuesto del grupo de Mg, Zn, Al, La, Y, Zr, Sn y/o Ca, con respecto a los pigmentos rojos de óxido de hierro, estando contenidos Mg, Zn, Al, La, Y, Zr, Sn y/o Ca en la superficie y en el pigmento rojo de óxido de hierro y porºue los pigmentos rojos de óxido de hierro, en caso de una trituración de laca en el agitador Olbrich con un aumento del tiempo de dispersión de 15 min. a 120 min., presentan una diferencia de tono L h ab* de acuerdo con la norma DIN 6174 de < 1, 1.

2. Pigmentos rojos de óxido de hierro según la reivindicación 1, caracteriºados porºue los pigmentos rojos de óxido de hierro, en caso de una trituración de laca en el agitador Olbrich con un aumento del tiempo de dispersión de 15 min. a 120 min., presentan una diferencia de tono L h ab* de acuerdo con la norma DIN 6174 de < 0, 8.

3. Pigmentos rojos de óxido de hierro según la reivindicación 1 ó 2, caracteriºados porºue en caso de una trituración de laca en el agitador Olbrich con un aumento del tiempo de dispersión de 15 min. a 120 min. presentan una diferencia de tonalidad L a de acuerdo con la norma DIN 6174 de < 0, 8, particularmente < 0, 6.

4. Pigmentos rojos de óxido de hierro según al menos una de las reivindicaciones 1 a 3, caracteriºados porºue en caso de una trituración de laca en el agitador Olbrich con un aumento del tiempo de dispersión de 15 min. a 120 min. presentan una diferencia de tonalidad L b de acuerdo con la norma DIN 6174 de < 1, 8, particularmente < 1, 3.

5. Pigmentos rojos de óxido de hierro según al menos una de las reivindicaciones 1 a 4, caracteriºados porºue los pigmentos rojos de óxido de hierro contienen partículas de pigmento en forma de agrupación, cuyas agrupaciones contienen al menos cinco partes esferoidales unidas entre sí.

6. Procedimiento para la preparación de pigmentos rojos de óxido de hierro según al menos una de las reivindicaciones 1 a 5, caracteriºado porºue

• un pigmento amarillo de óxido de hierro, que se desarrolló a base de un germen amarillo de óxido de hierro, se reviste en presencia de compuestos de uno o varios elementos del grupo de Mg, Zn, Al, La, Y, Zr, Sn y/o Ca, particularmente mediante pulverización, trituración y/o precipitación, de modo que mediante el revestimiento el contenido en elementos del grupo de Mg, Zn, Al, La, Y, Zr, Sn y/o Ca asciende a del 0, 5 % al 10 % en moles, con respecto al contenido de hierro total del pigmento amarillo de óxido de hierro;

• el pigmento amarillo de óxido de hierro se calienta al rojo para obtener clínquer rojo;

• y el clínquer rojo se tritura para obtener pigmento rojo de óxido de hierro,

en el que la preparación del germen amarillo de óxido de hierro del pigmento amarillo de óxido de hierro (a-FeOOH) determinado para el revestimiento se realiza en presencia de compuestos de los elementos B, Al, Ga, Si, Ge y/o Sn en cantidades del 0, 05 % al 10 % en peso, calculadas como óxidos correspondientemente a la valencia máxima de los elementos, con respecto al germen de a-FeOOH precipitado calculado.

7. Uso de pigmentos rojos de óxido de hierro según al menos una de las reivindicaciones 1 a 5 para la coloración de productos de las industrias de pinturas, lacas, revestimientos, materiales de construcción, plásticos y papel, en alimentos y en productos de la industria farmacéutica tal como por ejemplo en comprimidos.