Способ обработки поверхности пигмента из двуокиси титана и пигмент из двуокиси титана

 

Изобретение относится к способу обработки поверхности пигмента из двуокиси титана и пигменту из двуокиси титана. Сущность изобретения по способу заключается в следующем: образуют водную суспензию пигмента из двуокиси титана; на первом этапе осаждают слой фосфата окиси(гидроокиси) алюминия на поверхность пигмента; на втором этапе осаждают слой окиси алюминия на пигмент; извлекают пигмент из суспензии; возможно также после второго этапа на пигмент нанести слой окиси магния. Сущность изобретения в части пигмента заключается в том, что он включает ядро из двуокиси титана, покрытое последовательно слоем фосфата окиси алюминия, затем слоем окиси алюминия, потом слоем окиси магния. Изобретение позволяет получить пигменты, имеющие хорошую физико-химическую удерживающую способность. 2 с. и 14 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к способу обработки поверхности пигмента из двуокиси титана и пигменту из двуокиси титана.

Известно, что двуокись титана, в частности, в виде рутила может быть использована с успехом в качестве пигмента, обеспечивающего непрозрачность при производстве бумаги. В самом деле двуокись титана является белым пигментом, который обладает высоким коэффициентом рефракции; это одно из соединений, которое для оптимального размера частиц (как правило 0,2- 0,3 мкм) лучше всего рассеивает свет.

Включение двуокиси титана в бумагу обычно состоит в том, чтобы смешать двуокись титана с целлюлозными волокнами, предварительно диспергированными в воде. В этом случае имеет место более или менее эффективное отложение путем электростатического притяжения между целлюлозным волокном и частицами двуокиси титана. Целлюлозное волокно по природе заряжено отрицательно.

Непрозрачность бумаги, пигментированной двуокисью титана, зависит, в частности, от содержания двуокиси титана бумаги; она является, следовательно, функцией степени отложения на целлюлозных волокнах и физико-химического удерживания двуокиси титана.

Двуокиси титана, используемые в настоящее время в качестве пигментов, обеспечивающих непрозрачность, имеют физико-химическую удерживающую способность, которая может оказаться недостаточной. Физико-химическое удерживание означает способность двуокиси титана удерживаться на целлюлозных волокнах бумаги; коэффициент, степень удерживания определены при этом применении как отношение количества двуокиси титана эффективно удерживающегося на целлюлозных волокнах, к общему количеству двуокиси титана, используемой во время включения в бумагу. Эта недостаточность физико-химической удерживающей способности вредит экономичности способа, ставит проблемы загрязнения и рециркулирования жидких отходов и уменьшает конечные свойства непрозрачности бумаги или слоистого пластика.

С другой стороны, удерживающая физико-химическая способность пигментов из двуокиси титана изменяется в зависимости от жесткости воды, используемой для производства бумаги. Поэтому пигмент, имеющий физико-химическую удерживающую способность на удовлетворительном уровне для мягкой воды, не будет иметь в достаточной степени это же самое свойство для жесткой воды.

Первой целью изобретения является, следовательно, предложение способа обработки поверхности пигмента из двуокиси титана, которая дает продукты, имеющие хорошую физико-химическую удерживающую способность на целлюлозных волокнах.

Второй целью изобретения является предложение пигмента из двуокиси титана, также имеющего высокую физико-химическую удерживающую способность.

С этой целью изобретение, в первую очередь, относится к способу обработки пигмента из двуокиси титана, отличающемуся тем, что он включает следующие этапы: образуют водную суспензию пигментов из двуокиси титана, осаждают на первом этапе слой фосфата окиси алюминия на поверхность пигмента, осаждают на втором этапе слой окиси алюминия на пигмент, извлекают пигмент из суспензии.

Изобретение касается также пигмента из двуокиси титана, включающего ядро из двуокиси титана, покрытое последовательно слоем фосфата окиси алюминия, затем слоем окиси алюминия, потом слоем окиси магния.

Изобретение относится также к способу обработки поверхности пигмента двуокиси титана, отличающемуся тем, что применяют предыдущий способ и тем, что после второго этапа осаждения слоя окиси алюминия осаждают слой окиси магния на пигмент.

И наконец, изобретение относится к применению для производства бумаги или слоистого пластика бумаги предыдущего пигмента или пигментов, полученных способами, описанными выше.

Пигмент, такой как определен выше или получен одним из способов, описанных выше, имеет высокую физико-химическую удерживающую способность. Как правило, такой пигмент позволяет сохранять хорошую непрозрачность бумаги. Кроме того, он имеет обычно хорошую светостойкость.

Изобретение, в первую очередь, относится к способу обработки поверхности пигмента двуокиси титана, отличающемуся тем, что он включает следующие этапы: образуют водную суспензию пигментов из двуокиси титана, на первом этапе осаждают слой фосфата окиси алюминия на поверхность пигмента, на втором этапе осаждают слой окиси алюминия на пигмент, извлекают пигмент из суспензии.

Следовательно, обработка состоит в том, чтобы выполнить первый слой фосфата окиси алюминия непосредственно на поверхности пигмента, затем выполнить второй слой, на этот раз из окиси (гидроокиси) алюминия, над первым слоем фосфата окиси алюминия.

Начинают с водной суспензии пигментов из двуокиси титана, включающих двуокись титана в большинстве своем в форме рутила. Она образуется любым способом, известным специалисту, например сульфатными или хлорными способами.

Концентрация пигментов двуокиси титана в этой суспензии варьируется обычно между 100 и 500 г/л.

Эта дисперсия может содержать в необходимых случаях диспергирующее вещество, чтобы ее диспергировать и стабилизировать. Она может, в частности, быть получена путем дробления дисперсии двуокиси титана с помощью указанного диспергирующего вещества. Можно выбрать диспергатор среди следующих продуктов: амино-2-метил 2- пропанол-1, тетрапирофосфат калия или натрия, гексаметафосфат калия или натрия и его щелочных солей полимера или сополимера полиакриловой кислоты, таких как соли аммония или натрия полиакриловой кислоты. В этом случае, когда, использованы соединения на основе фосфата, то они обычно представлены в концентрации порядка 0,1 - 0,5% по массе, выраженному в P₂O₅, по отношению к массе двуокиси титана.

Способ обработки поверхности обычно осуществляется при температуре выше 60^oC. Эта температура поддерживается в течение всей обработки, но можно также предусмотреть просто повышение начальной температуры дисперсии до 80^oC, а затем продолжать обработку без источника тепла.

Первый этап обработки состоит в том, чтобы отложить путем осаждения слой фосфата окиси алюминия на поверхность пигмента.

В данном случае и для всего описания подразумевается, что фосфат окиси алюминия - соединение оксигидроокиси алюминия и фосфора. В частном случае, это оксигидроокись алюминия и фосфора, осаждаемая на поверхности пигмента из двуокиси титана согласно изобретению, может быть определена как имеющая возможность быть полученной путем осаждения в рабочих условиях, описанных ниже.

Именно оксигидроокись алюминия, полученная таким образом, обеспечивает различные свойства, среди которых удерживающая способность и стойкость к свету пигмента согласно изобретению.

Обычно осаждают этот первый слой фосфата окиси алюминия из соли алюминия и соединения фосфора, в частности, в виде раствора.

Что касается количества соли алюминия, вводимой в течение первого этапа: то это количество, предпочтительно, заключено между 0,5 и 3%, выраженных по массе Al₂O₃, относительно массы двуокиси титана.

Еще более предпочтительно, если можно вводить 0,5 - 2%.

Применяемые соли алюминия являются обычно гидроксилированными основными солями, в частности можно выбрать алюминат гидрата окиси натрия, основной хлорид алюминия, диацетат гидроокиси алюминия. Можно также использовать сульфат окиси алюминия.

Что касается соединения фосфора, используемого на первом этапе осаждения, то оно может быть введено в частном случае, в количестве по крайней мере 0,5% массы P₂O₅ по отношению к двуокиси титана и в более частном случае может быть заключено между 0,5 и 5%.

Предпочтительно, чтобы можно было вводить между 1 и 4%.

Введенные количества соединений фосфора и соли алюминия модулируются так, чтобы осаждать слой фосфата окиси алюминия, имеющий молярное соотношение P/Al - самое большее 2, предпочтительно по крайней мере 0,5, и даже по крайней мере 1, еще более предпочтительно заключенные между 1,5 и 2.

Если диспергатор на основе фосфата был использован для стабилизации начальной дисперсии двуокиси титана, то вычитают количество фосфата, принесенное диспергатором от количества фосфата, введенного во время первого этапа осаждения.

Можно, в частности, выбрать соединение фосфора среди фосфорной кислоты, таких фосфатов, как тетрапирофосфат калия или натрия, гексаметафосфат калия или натрия, триполифосфат натрия или калия.

Было бы выгодно последовательно вводить в водную суспензию пигментов двуокиси титана соединения фосфора, затем соль алюминия. Обычно первый этап осаждения происходит с соответствующим pH, чтобы осаждать фосфат окиси алюминия так, как описано ранее. Этот pH может быть заключен между 4 и 8. Затем обычно осуществляют первый этап осаждения с кислым pH, самое большее 6. Более предпочтительно, чтобы этот pH был заключен между 4 и 6.

pH контролируется добавкой фосфорной кислоты и/или другой кислоты такой, как серная кислота, соляная кислота. Он может также контролироваться одновременным вводом и/или чередующимся вводом соединения на основе фосфора и соли алюминия, которые образуют осадок фосфата окиси алюминия. Например, это тот случай, когда во время этого первого осаждения используют фосфорную кислоту и алюминат гидрата окиси натрия.

Второй этап состоит в том, чтобы отложить слой окиси алюминия над слоем фосфата окиси алюминия.

Здесь и для всего описания подразумевается, что слой окиси алюминия - осадок окиси и/или оксигидроокиси алюминия.

Обычно осаждают этот второй слой, начиная с соли алюминия, такой, как соли, определенные для осаждения первого слоя.

Введенное количество соли алюминия изменяется так, чтобы получить пигмент из двуокиси титана, имеющий положительный дзета-потенциал с высокими pH.

Во время этого второго осаждения введенное количество соли алюминия может таким образом быть заключено между 1 и 5%, выраженное в массе Al₂O₃, по отношению к массе двуокиси титана. Предпочтительно, чтобы количество могло быть заключено между 2 и 4%.

Обычно это осаждение может производиться при pH, необходимом для осаждения слоя окиси алюминия (гидроокиси алюминия). Этот pH может находиться между 3 и 10. Предпочтительно, чтобы этот pH заключался между 3 и 7. Регулирование можно осуществлять добавлением серной кислоты.

После каждого этапа осаждения можно осуществлять этапы созревания. Эти этапы состоят в том, чтобы перемешивать реакционноспособную смесь вслед за введением всех соединений фосфора и солей алюминия в том, что касается первого этапа, и ввод всей соли алюминия в том, что относится ко второму этапу.

Предпочтительно, чтобы время созревания было порядка 5-30 мин на каждом этапе.

Вслед за этими двумя этапами осаждения обработанные пигменты отделяются от жидкой фазы суспензии любым известным способом.

Затем пигмент обычно промывается водой, сушится и превращается в микроскопический порошок.

Пигменты, полученные таким способом, имеют обычно дзета-потенциал - положительный и с pH 5,5.

Изобретение также относится и к пигменту из двуокиси титана, включающему ядро из двуокиси титана, последовательно покрытое слоем фосфата окиси алюминия, потом слоем окиси алюминия, затем слоем окиси магния.

Здесь и во всем описании подразумевается, что окись магния - окись и/или гидроокись магния. Обычно речь идет о дигидроокиси магния.

В качестве дополнительного признака такой пигмент имеет потенциал - дзета-положительный с pH, заключенном между 7 и 8.

Обычно, такой пигмент включает 90-94,3% по массе двуокиси титана, 2,5-4,5% фосфата окиси алюминия, 3-4% окиси алюминия и 0,2 - 1,5% окиси магния. Определения, понятия фосфата окиси алюминия и окиси магния являются теми же самыми, что и понятия, определенные выше.

Для всего описания различные слои, которые покрывают двуокись титана, имеют толщину, заключенную, как правило, между 50 и 100 . Эти слои могут быть прерывными, окружая более или менее равномерным способом двуокись титана.

Напоминаем, что, когда частица в суспензии перемещается внутри жидкости (под действием теплового движения, поля силы тяжести, например) она окружена предельным слоем, когда скорость жидкости непрерывно проходит от V, скорости частицы к 0, когда удаляется от поверхности. Уменьшение скорости прекращается достаточно четко, чтобы можно было определить внешнюю поверхность частицы, отделяя молекулы, которые вовлечены, захвачены частицей от молекул, которые не захвачены, не увлечены. Эта поверхность называется поверхностью среза.

На практике эта поверхность расположена на слое стерна или рядом с наружной поверхностью слоя. Средний электростатический потенциал на этой поверхности - дзета-потенциал. Среди всех значений потенциала между поверхностью и бесконечностью, только оно измеряемо.

Принцип измерения потенциал-дзета состоит, в частности, в том, что измеряется скорость частицы в суспензии при перемещении в электрическом поле E. Предположим V - скорость, тогда соотношение V/E = V (в м²/В·с) представляет электрофоретическую подвижность частицы. Тогда мы имеем:
где с η - вязкость жидкости, (П·с);
ε - диэлектрическая постоянная жидкости (в единицах СИ - Международной системы единиц);
f(Ка) - фактор, меняющийся от 2/3 до 1 в соответствии с радиусом частицы (a) относительно толщины двойного слоя (1/K).

Изоэлектрическая точка (P1E) соответствует случаю, когда изучаемая система имеет средний дзета-потенциал - нулевой. Экспериментально это выражается через скорость перемещения, равную нулевой, а в ненулевом электрическом поле. Тогда изоэлектрическая точка определяется pH суспензии двуокиси титана согласно изобретению (в жидкости), для которой электрофоретическая подвижность частицы этой двуокиси титана в жидкости - нулевая ("Дзета - потенциал в коллоидной науке", Робер Дж.ГЮНТЕР, Экэдемик Пресс, 1981).

Дзета-потенциал может измеряться (как в приведенных примерах) с помощью аппарата, продаваемого под торговым наименованием ЛАЗЕР ЗИИ МЕТЕР (Модель 501 - РЕН КЕМ).

Измерение дзета-потенциала минеральной или органической частицы позволяет привести в оценке его поверхностного заряда в среде измерения. Итак, отложение, фиксация частиц двуокиси титана на целлюлозных волокнах в большей степени происходит благодаря электростатическому притяжению между анионным зарядом целлюлозных волокон и катионным зарядом указанных частиц до pH, который может достигнуть 7-8.

Таким образом, физико-химическая удерживающая способность указанных частиц, а следовательно непрозрачность пигментной бумаги и многослойной бумаги на основе указанной пигментной бумаги, пропитанной смолой, значительно улучшается, в частности, когда воды, используемые во время подготовки бумаги, имеют высокую концентрацию ионов. Кроме того, явление самофлокуляции указанных частиц в присутствии этих же вод значительно уменьшается.

Этот пигмент двуокиси титана, включающий ядро двуокиси титана, последовательно покрытое слоем фосфата окиси алюминия, затем слоем окиси алюминия, потом слоем окиси магния, может быть получен способом согласно изобретению, который включает следующие этапы:
образуют водную суспензию пигментов из двуокиси титана,
на первом этапе осаждают слой фосфата окиси алюминия на поверхности пигмента,
на втором этапе осаждают слой окиси алюминия на пигмент,
осаждают слой окиси магния на пигмент,
извлекают пигмент из суспензии.

Два первых этапа осаждения осуществляются тем же образом, что и в способе, описанном ранее и с теми же самыми вариантами.

Осаждение слоя окиси магния может производиться из соли магния, в частности хлоридом или сульфатом.

Количество введенной соли магния - обычно выше 0,2%, по массе MgO, относительно массы двуокиси титана, предпочтительно ниже 2%, и более предпочтительно заключено между 0,2 и 1,5%.

Это осаждение может осуществляться при pH, подходящем для осаждения слоя окиси магния. Обычно этот pH заключен между 5 и 9, предпочтительно между 7 и 9. Он может регулироваться растворами NaOH, KOH или Na₂CO₃.

Это последнее осаждение может следовать за этапом созревания (старения).

Вслед за этими тремя этапами осаждения обработанные пигменты отделяются от жидкой фазы суспензии с помощью любого известного средства.

Затем пигмент обычно промывается водой, сушится и превращается в микроскопический порошок.

И, наконец, изобретение касается использования при производстве бумаги или слоистых пластиков бумаги пигментов, описанных ранее или полученных с помощью способа согласно изобретению.

Может быть использован любой способ подготовки бумаги (или формулирования бумаги), известный специалисту. Бумага обычно подготавливается из смеси воды, целлюлозных волокон и пигмента согласно изобретению или полученного согласно способа изобретению, в присутствии в необходимых случаях агента для улучшения стойкости во влажном состоянии. Указанный агент состоит, например, из четвертичной аммонийной соли полимеров на базе эпихлоргидрина (например, полимеры эпихлоргидрин/диметиламин).

Изобретение относится также к использованию пигмента, такого, как описан ранее, или полученного согласно способам, описанным раньше при подготовке, приготовлении многослойной (или слоистой) бумаги на базе бумаги, содержащей указанный пигмент и по крайней мере смолы (в частности, формальдегидно-меланинной или меланинной смолы). Может быть использован любой способ приготовления слоев бумаги, известный специалисту (применяя бумагу, пигментированную с помощью пигмента согласно изобретению), чтобы подготовить слоистые пластики. Изобретение не ограничивается частным способом приготовления. Поэтому пигментная бумага может, например, быть пропитана водно-спиртовым раствором смолы, после чего посредством технологий горячего прессования могут быть наложены слоями несколько листов пигментной бумаги, пропитанной смолой. Пигментная бумага может содержать агент для улучшения стойкости во влажном состоянии.

Следующие примеры иллюстрируют изобретение, не ограничивая, однако, область применения.

Примеры. Испытания по измерению поверхностного заряда "дзета-потенциал" (примеры 1 и 2).

Принцип.

Подготовка суспензии двуокиси титана 30 г/л.

Установка pH 5,5 перед центрифугированием.

Измерение с помощью зетаметра (тип ЛАЗЕР ЗИИ МЕТЕР 501) фильтрата, добавленного к капле суспензии - 30 г/л.

Приготовление пробы.

Подготавливают 40%-ную смесь (60 г фильтрованной воды, 40 г двуокиси титана).

Подготавливают суспензию - 30 г/л из взвеси в колбе на 250 мл и дополняют фильтрованной водой.

Устанавливают pH суспензии с величиной 5,5 с HCl 0,5н. при магнитном возбуждении, ожидают 10 мин.

Если pH отклоняется от 5,5 меньше, чем на 0,1, то суспензию центрифугируют.

Если pH отклоняется от 5,5 больше, чем на 0,1, снова устанавливают 5,5, затем ожидают 10 мин.

Производят центрифугирование в ковшах (капсулах) из поликарбоната при 8000 об/мин в течение 5 мин при 20^oC.

Извлекают всплывшую часть (100 мл) и добавляют туда каплю суспензии - 30 г/л.

Обозначение.

Двуокись титана A, реализуемая Рон-Пуленк под обозначением RL 18, является пигментом двуокиси титана - рутилом, имеющим pH - 5,5 с отрицательным дзета-потенциалом.

Испытания светостойкости в слоях (примеры 1 и 2).

Цель. Измерить данные двуокиси титана в среде слоистых пластиков в аппарате ускоренного старения.

Принцип. Изготовление пробы слоя на базе двуокиси титана для испытания, выдерживание 48 ч в Ксенотесте.

Колориметрические измерения ухудшения оттенка.

Использование результатов для сравнения со стандартами.

Изготовление пробы.

Извлекают лист примерно 350 г/м² из суспензии - 7,5 г целлюлозы и 6,3 г двуокиси титана в 500 мл воды, флокулированной сульфатом окиси алюминия.

После сушки лист пропитывают путем замачивания в растворе с 33% формалина - меламина (INIL AM RP 285), затем высушивают.

Прессуют между двумя полированными пластинами набор, 1 верхний слой, 2 заряженных пропитанных листа, 1 пропитанный, незаряженный лист.

Условия прессования: плитки 40 х 40 см, P = 56 бар, T = 130^oC, t = 15 мин.

Выдержка в Ксенотесте.

Продолжительность: 48 ч, гигрометрия: 90%, орошение: 30 с/15 мин.

Выражение результатов - ссылки на стандарты.

Калориметрические измерения и расчет отклонения оттенка Δ E C1ELAB.

Выравнивание найденных величин со стандартами, находящимися в серии ( ΔE = 1,2 для пробы двуокиси титана A, которое соответствует пигменту из двуокиси титана - рутилу, имеющему положительный дзета-потенциал - PH 5,5).

Пример 1. Отложение слоя фосфата окиси алюминия и слоя окиси алюминия.

Начинают с суспензии двуокиси титана концентрацией 900 г/л. Она размолота в присутствии 0,2% по массе триполифосфата натрия по отношению к массе двуокиси титана, затем разбавляется до 350 г/л. Она поддерживается при температуре порядка 60^oC.

Первый слой.

Добавляют в суспензию 2,5% по массе P₂O₅ в виде раствора фосфорной кислоты, 1% по массе Al₂P₃ в виде раствора алюмината гидрата окиси натрия.

Эти добавки производятся за 10 мин, pH регулируется в течение осаждения и в конце присоединения добавлением серной кислоты между 4,8 и 5,2, вслед за этим реакционноспособная смесь перемешивается в покое в течение 30 мин.

Второй слой.

В предыдущую реакционную среду добавляют 3,5% по массе Al₂O₃ в виде раствора алюмината гидрата натрия.

Это присоединение производится за 10 мин. В течение этого присоединения pH поддерживается между 7 и 7,5 путем добавки серной кислоты. Затем дисперсия фильтруется.

Полученные пигменты двуокиси титана промываются водой при 45^oC, высушиваются при 150^oC в течение 15 ч и превращаются в микроскопическую пыль.

Общий химический весовой состав: 4,6% Al₂O₃, 2,5% P₂O₅
Испытания светостойкости в слоистых пластиках: Δ E 1,3.

Измерение заряда поверхности:
Дзета-потенциал с pH 5,5 + 10.

Дзета-потенциал с pH 7 + 2.

Можно констатировать, что полученный пигмент из двуокиси титана имеет одновременно хорошую стойкость к свету и положительный дзета-потенциал с pH 7.

Пример 2. Отложение слоя фосфата окиси алюминия, слоя окиси алюминия и слоя окиси магния.

Начинают с суспензии двуокиси титана с концентрацией 900 г/л.

Она была размельчена в присутствии 0,2% по массе амино- 2-метил-2-пропанола-1 по отношению к массе двуокиси титана, затем разбавлялась до 350 г/л. Она нагревалась при 80^oC.

Первый слой.

Добавляют в дисперсию 2,5% по массе P₂O₅ в виде раствора фосфорной кислоты, 1% по массе Al₂O₃ в виде раствора алюмината гидрата окиси натрия.

Показатель pH снизится до 5 путем добавки фосфорной кислоты, затем регулируется между 4,8 и 5,2 путем одновременной добавки алюмината гидрата окиси натрия или фосфорной кислоты. В конце присоединения pH контролируется добавкой серной кислоты. Присоединения осуществляются за 10 мин.

Вслед за этим реакционно-способная смесь поддерживается перемешиванием в течение 30 мин.

Второй слой.

Добавляют в предыдущую реакционную среду 3,5% по массе Al₂O₃ в виде алюмината гидрата окиси натрия.

Показатель pH поднимается до 7 добавкой алюмината гидроокиси натрия, затем контролируется одновременной добавкой алюмината гидрата натрия и серной кислоты для сохранения этого pH 7. Эти присоединения осуществляются за 10 мин.

Вслед за этим реакционноспособная смесь поддерживается при перемешивании в течение 15 мин.

Третий слой.

В предыдущую реакционноспособную смесь прибавляют 0,5% по массе MgO в виде сульфата магния.

Показатель pH регулируется между 7 и 8 путем одновременной добавки сульфата магния и натриевого раствора.

Вслед за этим реакционноспособная смесь поддерживается при перемешивании в течение 15 мин. Затем дисперсия фильтруется.

Полученные пигменты двуокиси титана промываются водой при 45^oC, просушиваются при 150^oC в течение 15 ч и превращаются в микроскопический песок.

Общий весовой химический состав: 4,6% Al₂O₃, 2,5% P₂O₅, 0,3% MgO.

Испытания светостойкости в слоистых пластиках Δ E 1,3:
Измерения заряда поверхности:
Дзета-потенциал с pH 5,5 + 15.

Дзета-потенциал с pH 7 + 5.

Можно констатировать, что пигмент из двуокиси титана, полученный таким образом, имеет одновременно хорошую светостойкость и положительный дзета-потенциал с pH 7.

Пример 3. Степень удержания.

В этом случае измеряют для различных двуокисей титана степень удержанной двуокиси титана (степень удержания в TiO₂) в бумажном листе (или формочке) 80 г/м², приготовленном без добавления агента для улучшения стойкости во влажном состоянии с pH 6,5 и 8,5.

1) В химическом стакане перемешивают при взбалтывании 100 мас. ч. целлюлозного волокна, предварительно диспергированного с 40 г/л в воде и 70 ч. частиц двуокиси титана, предварительно диспергированных с 40% по массе в воде (объем волокон целлюлозы + двуокись титана определен так, чтобы в конечном счете получить формочку 80 г/м²).

Затем pH устанавливается с величиной 6,5 путем добавления соляной кислоты.

Далее производят разбавление 3 л воды; отбирают 500 см³ полученной суспензии, которую используют для изготовления листа бумаги с помощью лабораторной машины для разливки по формам (типа Рапид-Котн).

Полученная формочка 80 г/м² высушивается.

2) Повторяют операции параграфа 1, причем pH в этом случае устанавливается с величиной 8,5 путем добавления карбоната гидрата окиси натрия (каустика).

Формочки 80 г/м², полученные в параграфах 1 и 2, затем сжигаются при 800^oC; потом измеряют полученную золу: эта масса золы соответствует массе двуокиси титана, содержащейся в формочке.

В этом случае степень удержания TiO₂ соответствует соотношению масса зол/масса двуокиси титана, внесенная при приготовлении.

Эта степень удержания измеряется для трех различных двуокисей титана, обозначенных A, B и C (результаты классифицированы в таблице):
двуокись титана A соответствует двуокиси титана, имеющего отрицательный дзета-потенциал с pH 5,5,
двуокись титана B соответствует двуокиси титана в примере 1,
двуокись титана C соответствует двуокиси титана в примере 2.

Можно констатировать, что пигменты двуокиси титана, обработанные согласно изобретению, имеют степень удержания, значительно более высокую по отношению к пигменту A. Кроме того, можно отметить, что пигмент примера 2, полученный последовательным осаждением слоя фосфата окиси алюминия, затем окиси алюминия, потом окиси магния имеет степень удержания особенно высокую, особенно с pH 8,5, что обеспечивает его использование со всеми типами воды.

Формула изобретения

1. Способ обработки поверхности пигмента из двуокиси титана, отличающийся тем, что образуют водную суспензию пигмента из двуокиси титана, осаждают на первом этапе слой фосфата окиси алюминия (гидроокиси алюминия) на поверхность пигмента, на втором этапе осаждают на пигмент слой окиси алюминия, извлекают пигмент из суспензии.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку осуществляют при температуре выше 60^oС.

3. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что слой фосфата окиси алюминия осаждают из соли алюминия и соединения фосфора.

4. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что во время первого этапа осаждения вводят соль алюминия в количестве 0,5 - 3,0% выраженного в массе Al₂O₃ относительно массы двуокиси титана.

5. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что соль алюминия, введенная во время этапов осаждения, выбрана среди следующих солей: сульфат окиси алюминия, основные соли, такие, как алюминат гидрата окиси натрия, основной хлорид алюминия, гидроокись алюминия диацетат.

6. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что время первого этапа осаждения вводят соединения фосфора в количестве по крайней мере 0,5%, выраженном в массе P₂O₅ по отношению к массе двуокиси титана и предпочтительно между 05 и 5,0%.

7. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что на поверхность пигмента осаждают слой фосфата окиси алюминия, имеющего молярное отношение P/A1 самое большее 2, предпочтительно по крайней мере 0,5.

8. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что соединение фосфора, введенное во время первого этапа осаждения, выбрано среди фосфорной кислоты и фосфатов.

9. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что первый этап осаждения осуществляют при pH 4 - 8.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что первый этап осаждения осуществляют при кислом pH, предпочтительно при pH ≅ 6.

11. Способ по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что в течение второго этапа осаждения вводят соль алюминия в количестве 1 - 5%, выраженном в массе Al₂O₃ по отношению к массе двуокиси титана.

12. Способ по одному из пп.1 - 11, отличающийся тем, что после второго этапа осаждения слоя окиси алюминия на пигмент осаждают слой окиси магния.

13. Способ по п.12, отличающийся тем, что слой окиси магния осаждают из соли магния, в частности хлорида или сульфата.

14. Пигмент из двуокиси титана, отличающийся тем, что он включает ядро из двуокиси титана, последовательно покрытое слоем фосфата окиси алюминия, затем слоем окиси алюминия, потом слоем окиси магния.

15. Пигмент по п.14, отличающийся тем, что он имеет положительный дзета-потенциал, заключенный между 7 и 8.

16. Пигмент по пп.14 и 15, отличающийся тем, что он включает 90,0 - 94,3 мас. % двуокиси титана, 2,5 - 4,5 мас.% фосфата окиси алюминия, 3 - 4 мас.% окиси алюминия и 0,2 - 1,5 мас.% окиси магния.

РИСУНКИ

Рисунок 1

PC4A - Регистрация договора об уступке патента Российской Федерации на изобретение

Номер и год публикации бюллетеня: 15-2000

(73) Патентообладатель:
Фирма "РОН-ПУЛЕНК ТАНН ЭНД МУЛХАУЗ С.А." (FR)

Договор № 9362 зарегистрирован 01.11.1999

Извещение опубликовано: 27.05.2000