Pigmento de dióxido de titanio de alta opacidad y procedimiento para fabricarlo.

Pigmento de dióxido de titanio, que contiene partículas de dióxido de titanio y rutilo recubiertas,

donde elrecubrimiento contiene fosfato de aluminio, óxido de aluminio, óxido de titanio y óxido de silicio y la superficieespecífica según BET tiene un valor de por lo menos 15 m2/g, preferiblemente de 20 a 35 m2/g.

Pigmento de dióxido de titanio de alta opacidad y procedimiento para fabricarlo

ÁMBITO DEL INVENTO

El invento se refiere a un pigmento de dióxido de titanio de alta opacidad, a un procedimiento para fabricarlo y a su aplicación en papel decorativo o en películas decorativas.

FUNDAMENTO DEL INVENTO

Los papeles decorativos o bien las películas decorativas son un componente de un material de recubrimiento duroplástico, decorativo, que se emplea preferiblemente para mejorar superficies de mobiliario, para suelos de laminados y en trabajos de interiores. Por laminados, se designan materiales estratificados, en los que se comprimen entre sí, por ejemplo, varios papeles o bien papeles y planchas de fibras duras o de virutas de madera impregnados, superpuestos estratificadamente. Utilizando resinas sintéticas especiales, se consigue una resistencia extraordinariamente alta al rayado, a los golpes, a los agentes químicos y al calor.

La utilización de papeles decorativos (entre los cuales también se entenderá siempre, en lo que sigue, películas decorativas) posibilita la elaboración de superficies decorativas, donde el papel decorativo sirve no solo como papel decorativo para, por ejemplo, superficies de material derivado de la madera poco atractivas, sino también como soporte para la resina sintética.

Entre los requerimientos, que se plantean a un papel decorativo se cuentan, entre otros, opacidad (poder de cubrición) , solidez a la luz (estabilidad a convertirse en gris) , solidez de colores, resistencia en húmedo, capacidad de impregnación e impresión.

La rentabilidad del procedimiento de fabricación de papeles decorativos se determina, entre otras cosas, por la opacidad de los pigmentos en el papel. Para lograr la requerida opacidad del papel decorativo, es apropiado de modo fundamentalmente importante un pigmento con base de dióxido de titanio. En la fabricación de papel, se mezclan, por lo general, un pigmento de dióxido de titanio o bien una suspensión de pigmento de dióxido de titanio con una suspensión de celulosa. Junto con el pigmento de sustancias de aplicación y la celulosa, también se utilizan, en general, materiales auxiliares como, por ejemplo, agentes resistentes en húmedo y, dado el caso, otros aditivos más. Las interacciones de los distintos componentes (celulosa, pigmento, materiales auxiliares y aditivos, agua) contribuyen a la formación del papel y determinan la retención del pigmento. Se entiende por retención la capacidad de retención de todos los materiales inorgánicos en el papel durante la fabricación. En este caso, la carga superficial del pigmento desempeña un papel importante en relación con la fibra de celulosa.

Se sabe que se puede conseguir una mejora de la opacidad en el pigmento de dióxido de titanio por medio de tratamientos superficiales especiales.

En el documento EP 0 713 904 B1, se describe un tratamiento superficial, en el que se aplica una primera capa de fosfato de alúmina con un pH ácido de 4 a 6 y se precipita una segunda capa de alúmina en un intervalo de pH de 3 a 10, preferiblemente con un pH de aproximadamente 7. Se consigue una mejora de la retención mediante una tercera capa de óxido de magnesio de modo que el pigmento elaborado se caracterice por capas consecutivamente superpuestas de fosfato de alúmina, alúmina y óxido de magnesio.

El documento DE 103 36 366 A1 describe un procedimiento para el tratamiento superficial de un pigmento de dióxido de titanio, en el que primero se precipitan un componente de fósforo, un componente de titanio y un componente de aluminio y, a continuación, un componente de magnesio con un pH de 8 a 10. Estos pigmentos deben presentar una solidez a la luz mejorada y una elevada opacidad.

El documento DE 103 32 650 A1 describe un procedimiento de tratamiento superficial de un pigmento de dióxido de titanio, en el que se emplean un componente de aluminio y un componente de fósforo con un pH de por lo menos 10 en la suspensión de tratamiento superficial de TiO2 y seguidamente se precipitan en un pH inferior a 9. El procedimiento debe dar lugar a una retención mejorada a igual opacidad.

El documento US 6.200.375 revela un pigmento de dióxido de titanio estable a la intemperie para el recubrimiento exterior, presentado las partículas capas consecutivas superpuestas de hidróxido de circonio, hidróxido de titanio, óxido de fosfato/silicio e hidrato de alúmina sobre la superficie.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Y RESUMEN DEL INVENTO

Es problema del invento la preparación de un pigmento de dióxido de titanio para utilizar en papeles decorativos con opacidad más alta que en el estado actual de la técnica. Es asimismo problema del invento proporcionar un procedimiento para la elaboración de tal pigmento de dióxido de titanio.

El problema se resuelve por medio de un pigmento de dióxido de titanio, que contenga partículas de dióxido de titanio y rutilo recubiertas, conteniendo el recubrimiento fosfato de aluminio, óxido de aluminio, óxido de titanio y óxido de silicio y siendo la superficie específica según BET de por lo menos 15 m2/g.

El problema se resuelve asimismo por un procedimiento para elaborar pigmento de dióxido de titanio recubierto, que contenga las siguientes etapas a) preparar una suspensión acuosa de partículas de dióxido de titanio sin recubrir,

b) adición de un componente de aluminio y un componente de fósforo,

c) adición de un componente alcalino de silicio y al menos un componente regulador del pH, siendo uno de los componentes reguladores del pH un componente de titanio de reacción ácida y ajustándose el pH de la suspensión a un pH dentro del intervalo de 4 a 9.

Otras variantes ventajosas del invento se describen en las reivindicaciones subordinadas.

DESCRIPCIÓN DEL INVENTO

En este caso y en lo sucesivo, se han de entender por “óxido” también los correspondientes óxidos hidratados o bien los hidratos. Todos los datos publicados, en lo sucesivo, en relación con el pH, la temperatura, la concentración en % en peso o en % en volumen etc. se han de entender de modo que todos los valores, que queden en la región de la respectiva exactitud de medición conocida por el especialista, se han de comprender también. El dato “cantidad significativa” o “proporción significativa” en el marco de la presente patente caracteriza la menor cantidad de un componente, a partir de la cual se ven afectadas las características de la mezcla en el marco de la exactitud de medición.

El pigmento de dióxido de titanio según el invento es preferiblemente un dióxido de titanio y rutilo. Se caracteriza por que en la superficie de las partículas existe una capa de compuestos que contienen aluminio-fósforo-titanio-silicio. En el caso del compuesto de silicio, se trata de óxido de silicio y/o, a poder ser, titanato de silicio. La combinación de un componente de silicio y un componente de titanio en la etapa c) del procedimiento da lugar a una precipitación de forma suelta, por lo cual resulta un aumento de la superficie específica según BET a valores de por lo menos 15 m2/g, preferiblemente de 20 a 60 m2/g, en especial de 20 a 35 m2/g y una opacidad mejorada. El componente de titanio de reacción ácida actúa, en este caso, ventajosamente.

En el procedimiento según el invento, se precipita en la superficie de la partícula de dióxido de titanio una capa de compuestos conteniendo aluminio-fósforo-titanio-silicio, designada en lo que sigue como capa de mezcla. En primer lugar, se suministran a la suspensión de TiO2 un componente de aluminio y un componente de fósforo, pudiendo quedar el pH de la suspensión tanto en la zona ácida como en la alcalina. Acto seguido, se suministran a la suspensión, separadamente en secuencia discrecional o conjuntamente, un componente de silicio alcalino y un componente de titanio de reacción ácida y, opcionalmente, por lo menos un componente regulador del pH más, después de lo cual queda el pH en el intervalo de 4 a 9 y se precipita la capa de mezcla sobre la superficie de la partícula.

El procedimiento de tratamiento, que sirve de base al invento, parte de una suspensión de TiO2 acuosa y preferiblemente hidropulverizada (etapa a) . La hidropulverización se realiza, dado el caso, en presencia de un agente dispersante. El tratamiento superficial no tiene lugar durante la hidropulverización. En el caso del TiO2, se trata de partícula de TiO2 sin recubrimiento, es decir, de una partícula de cuerpo base de TiO2 preparada según el procedimiento del sulfato (SP) o del cloruro (CP) . Los cuerpos base están normalmente estabilizados, en el procedimiento del CP agregando aluminio en una proporción... [Seguir leyendo]

1. Pigmento de dióxido de titanio, que contiene partículas de dióxido de titanio y rutilo recubiertas, donde el recubrimiento contiene fosfato de aluminio, óxido de aluminio, óxido de titanio y óxido de silicio y la superficie específica según BET tiene un valor de por lo menos 15 m2/g, preferiblemente de 20 a 35 m2/g.

2. Pigmento de dióxido de titanio según la reivindicación 1, caracterizado por que el contenido de aluminio del recubrimiento es de 1, 0 a 9, 0 % en peso, preferiblemente de 2, 0 a 8, 0 % en peso, en especial de 3, 0 a 6, 5 % en peso, calculado como Al2O3.

3. Pigmento de dióxido de titanio según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el contenido en fosfato del recubrimiento tiene un valor de 1, 0 a 5, 0 % en peso, preferiblemente de 1, 5 a 4, 0 % en peso, calculado como 10 P2O5.

4. Pigmento de dióxido de titanio según una o varias de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el contenido en silicio del recubrimiento tiene un valor de 0, 1 a 5, 0 % en peso, preferiblemente de 1, 0 a 3, 0 % en peso, calculado como SiO2.

5. Pigmento de dióxido de titanio según una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el 15 contenido en titanio del recubrimiento tiene un valor de 0, 1 a 6, 0 % en peso, calculado como TiO2.

6. Procedimiento para fabricar un pigmento de dióxido de titanio recubierto, que incluye las etapas:

a) facilitar una suspensión acuosa de partículas de dióxido de titanio sin recubrimiento,

b) añadir un componente de aluminio y un componente de fósforo,

c) añadir un componente de silicio alcalino y de por lo menos un componente regulador del pH, siendo uno de los 20 componentes reguladores del pH un componente de titanio de reacción ácida y ajustándose el pH de la suspensión a un valor dentro del intervalo de 4 a 9.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado por que, tras la etapa c) , se aplica una capa de óxido de aluminio en una etapa d) , mientras que el pH de la suspensión se mantiene en el intervalo de 4 a 9 agregando un componente de aluminio alcalino y un componente de aluminio ácido.

8. Procedimiento según la reivindicación 6 o 7, caracterizado por que finalmente en una etapa e) el pH terminal de la suspensión se ajusta a más o menos de 6 a 7 con ayuda de una base/ácido o con una solución salina alcalina/ácida.

9. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizado por que la suma de los componentes de aluminio, agregados en las etapas b) a e) , tiene un valor de 1, 0 a 9, 0 % en peso, preferiblemente 30 de 2, 0 a 8, 0 % en peso y , en especial, de 3, 0 a 6, 5 % en peso, calculado como Al2O3.

10. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizado por que la suma de los componentes de fósforo, agregados en las etapas b) a e) , tiene un valor de 1, 0 a 5, 0 % en peso, preferiblemente de 1, 5 a 4, 0 % en peso, calculado como P2O5.

11. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 6 a 10, caracterizado por que la cantidad de

componente de silicio, agregada en la etapa c) , tiene un valor de 0, 1 a 5, 0 % en peso, preferiblemente de 1, 0 a 3, 0 % en peso, calculado como SiO2.

12. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 6 a 11, caracterizado por que la cantidad de componente de titanio, agregada en la etapa c) , tiene un valor de 0, 1 a 6, 0 % en peso, calculado como TiO2.

13. Pigmento de dióxido de titanio fabricado por un procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 6 40 a 12.

14. Utilización del pigmento de dióxido de titanio según una o varias de las reivindicaciones 1 a 5 o según la reivindicación 13 en la fabricación de papel decorativo.

15. Papel decorativo que contiene un pigmento de dióxido de titanio según la reivindicación 14.