BRPI0706775A2

BRPI0706775A2 - pigmento de dióxido de titánio com elevada opacidade e processo para a sua preparação

Info

Publication number: BRPI0706775A2
Application number: BRPI0706775-5A
Authority: BR
Inventors: Siegfried Bluemel; Lydia Drews-Nicolai; Volker Juergens; Volker Schmitt
Original assignee: Kronos Int Inc
Priority date: 2006-01-30
Filing date: 2007-01-25
Publication date: 2011-04-05
Also published as: CN101360793B; WO2007085445A2; KR20080087874A; DE102006004344A1; JP2009525367A; MY146261A; PL1989264T3; TWI417349B; KR101351817B1; AU2007209527A1; JP5237830B2; ES2394803T3; UA95935C2; WO2007085445A3; TW200745274A; EP1989264B1; SA07280011B1; RU2480498C2; AU2007209527B2; SI1989264T1

Abstract

PIGMENTO DE DIOXIDO DE TITáNIO COM ELEVADA OPACIDADE E PROCESSO PARA A SUA PREPARAçãO. A presente invenção refere-se a um pigmento de dióxido de titâ- nio de rutilo para a aplicação em papéis de decoração com elevada opaci- dade dos papéis, em face do estado da técnica, assim como a um processo para a preparação. O pigmento apresenta um revestimento de superfície,que contém fosfato de alumínio, óxido de alumínio, óxido de silício e óxido de titânio, contudo, não contém quaisquer quantidades significativas de um composto de zircónio. O óxido de silício está presente em deposição frouxa, a superfície específica, de acordo com BET, importa em pelo menos 15 m2/g. O processo de preparação é caracterizado pelo fato de que, pri- meiramente, é adicionado um componente de alumínio e um componente de fósforo a uma suspensão de TiO2. A seguir, ocorre a adição de um compo- nente de silício alcalino e de um componente de titânio que reage de manei- ra ácida e, de maneira ótima, de um outro componente regulador do valor de pH, sendo que o valor de pH é ajustado para um valor na faixa de 4 até 9.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PIGMENTODE DIÓXIDO DE TITÂNIO COM ELEVADA OPACIDADE E PROCESSOPARA A SUA PREPARAÇÃO ".

Campo da Invenção

A presente invenção refere-sé a um pigmento de dióxido de titâ-nio com elevada opacidade, a um processo para a sua preparação e a suaaplicação em papéis decorativos ou em folhas decorativas.

Antecedentes da Invenção

Papéis decorativos ou folhas decorativas são um componente deum material de revestimento duroplástico, decorativo, o qual é empregado,de preferência, para a valorização de superfícies de móveis, para assoalhoslaminados e na construção interna. Como laminados, são designados mate-riais prensados em camadas, nos quais, por exemplo, vários papéis empi-lhados uns sobre os outros, impregnados, ou papéis e placas de fibras durasou placas de aparas de madeira são prensados uns contra os outros, pelautilização de resinas plásticas especiais, consegue-se uma extraordináriaresistência elevada a arranhões, ao impacto, agentes químicos e ao calordos laminados.

A utilização de papéis decorativos (dentre os quais, a seguir,devem ser entendidas também sempre as folhas decorativas) possibilita apreparação de superfícies decorativas, sendo que o papel decorativo servenão somente como papel decorativo para, por exemplo, superfícies de mate-riais de madeira não atrativos, mas, também, como suporte para a resinaplástica. Às exigências, que são impostas a um papel decorativo, pertencem,entre outras, a opacidade (poder de cobertura), firmeza à luz (estabilidadeao acinzentamento), firmeza de cor, resistência à umidade, capacidade deimpregnação e capacidade de impressão.

A economicidade do processo de preparação de papéis decora-tivos é determinada, entre outras, pela opacidade do pigmento no papel. Afim de se alcançar a necessária opacidade do papel decorativo, é principal-mente notavelmente adequado um pigmento à base de dióxido de titânio. Nocaso da preparação de papel, via-de-regra, mistura-se um pigmento de dióxido de titânio ou uma suspensão de pigmento de dióxido de titânio com umasuspensão de polpa química. Além dos materiais de adição pigmento e pol-pa química, são empregados também, em geral, materiais auxiliares, taiscomo, por exemplo, agentes resistentes à umidade. As interações dos com-ponentes individuais (polpa química, pigmento, materiais auxiliares e materi-ais de adição, água) uns com os outros contribuem para a formação de pa-pel e determinam a retenção do pigmento. Por retenção, entende-se o poderde retardamento de todos os materiais inorgânicos no papel, quando da pre-paração. Aqui, a carga superficial do pigmento desempenha um importantepapel em relação às fibras de polpa química.

Sabe-se que pode ser conseguido um aperfeiçoamento da opa-cidade por tratamentos de superfície no pigmento de dióxido de titânio.

Na patente européia de número 0713 904 B1, descreve-se umtratamento de superfície, no qual é aplicada uma primeira camada de fosfatode óxido de alumínio em um valor de pH ácido de 4 até 6, e é depositadauma segunda camada de óxido de alumínio em uma faixa de pH de 3 até 10,de preferência, em pH de cerca de 7. Um aperfeiçoamento na retenção éalcançado por uma terceira camada de óxido de magnésio, de modo que opigmento preparado seja caracterizado pelas camadas seguintes sobrepos-tas de fosfato de óxido de alumínio, óxido de alumínio e óxido de magnésio.

A patente alemã de número 102 36 366 A1 descreve um proces-so para o tratamento de superfície de um pigmento de dióxido de titânio, noqual é primeiramente depositado um componente de fósforo, de titânio e dealumínio, e, a seguir, em um valor de pH de 8 até 10, é depositado um com-ponente de magnésio. Esses pigmentos devem apresentar uma firmeza àluz aperfeiçoada e uma elevada opacidade.

A patente alemã de número 103 32 650 A1 descreve um proces-so para o tratamento de superfície de um pigmento de dióxido de titânio, noqual são aplicados um componente de alumínio e um componente de fósfo-ro, em um valor de pH de pelo menos 10 na suspensão de tratamento desuperfície e, a seguir, em um valor de pH abaixo de 9. O processo deveconduzir a uma retenção aperfeiçoada, com igual opacidade. A patente nor-te-americana de número 6.200.375 descreve um pigmento de dióxido detitânio estável às intempéries para revestimentos de exteriores, sendo queas partículas sobre a superfície apresentam camadas seguintes sobrepostasde hidróxido de zircônio, hidróxido de titânio, fosfato / óxido de silício e hidra-to de óxido de alumínio.

Proposição da Tarefa e Breve Texto da Invenção

Tarefa da invenção é a colocação à disposição de um pigmentode dióxido de titânio para a aplicação em papéis decorativos com opacidadeelevada em face do estado da técnica. Tarefa da invenção é, além disso, acolocação à disposição de um processo para a preparação de um tal pig-mento de dióxido de titânio.

A tarefa é solucionada por um pigmento de dióxido de titânio,que contém partículas de dióxido de titânio de rutilo revestidas, sendo que orevestimento contém fosfato de alumínio, óxido de alumínio, óxido de titânioe óxido de silício e a superfície específica de acordo com BET importa em 15m2/g. A tarefa é solucionada, além disso, por um processo para a prepara-ção de um pigmento de dióxido de titânio revestido, contendo as etapas:

a) colocação à disposição de uma suspensão aquosa de partí-culas de dióxido de titânio não-revestidas,

b) adição de um componente de alumínio e de um componentede fósforo,

c) adição de um componente de silício alcalino e de pelo menosum componente regulador do valor de pH, sendo que um dos componentesreguladores do valor de pH é um componente de titânio que reage de manei-ra ácida e sendo que o valor de pH da suspensão é ajustado para um valorna faixa de 4 até 9. Outras variantes vantajosas da invenção são descritosnas reivindicações dependentes.Descrição da Invenção

Aqui e nas partes que se seguem, devem ser entendidos por"óxido" também os hidratos ou óxidos contendo água correspondentes. To-das as indicações reveladas com respeito ao valor de pH, temperatura, con-centração em % em peso ou % em volume, etc, devem ser entendidas demaneira tal que todos os valores, que se situem na faixa da precisão de me-dida respectiva conhecida pelo versado na técnica, sejam englobados emconjunto. A indicação "quantidade significativa" ou "fração significativa", nocontexto da presente patente, caracterizam a quantidade menor possível deum componente, a partir da qual as propriedades da mistura são influencia-das no contexto da precisão de medida.

O pigmento de dióxido de titânio de acordo com a invenção é, depreferência, um dióxido de titânio de rutilo. Ele se destaca pelo fato de que,sobre a superfície das partículas, está presente uma camada de compostoscontendo alumínio-fósforo-titânio-silício. No caso do composto de silício, tra-ta-se de oxido de silício e/ou possivelmente de titanato de silício. A combina-ção de um componente de silício e de um componente de titânio, na etapade processo c), conduz a uma precipitação em forma mais frouxa, por meiodo que se origina uma elevação da superfície específica de acordo com BETpara valor de pelo menos 15 m2/g, de preferência, 20 até 60 m2/g, especial-mente de 20 até 35 m2/g, e uma opacidade aperfeiçoada. O componente detitânio que reage de maneira ácida atua, aqui, de maneira vantajosa.

No processo de acordo com a invenção é depositada, sobre asuperfície de partículas de oxido de titânio, uma camada de compostos con-tendo alumínio-fósforo-titânio-silício, a seguir, de maneira simplificada, de-signada como camada mista. Primeiramente, são adicionados um compo-nente de alumínio e um componente de fósforo na suspensão de TiO2, sen-do que o valor de pH da suspensão pode se situar tanto na faixa ácida quan-to na faixa alcalina. A seguir, são adicionados à suspensão um componentede silício alcalino e um componente de titânio que reage de maneira ácida e,opcionalmente, pelo menos um outro componente regulador do valor de pH,isoladamente em qualquer seqüência ou em conjunto, depois do que o valorde pH se situa na faixa de 4 até 9 e se deposita a camada mista sobre a su-perfície das partículas.

O processo de tratamento de superfície que serve de base paraa invenção parte de uma suspensão de TiO2 (etapa a) aquosa e, de prefe-rência, moída a úmido. A moagem a úmido é realizada, eventualmente, empresença de um agente de dispersão. O tratamento de superfície não ocorredurante a moagem a úmido. No caso do TiO2, trata-se de partículas de TiO2não-revestidas, isto é, de partículas de estrutura de TiO2, preparadas de a-cordo com o processo de sulfato(PS) ou de acordo com o processo de clore-to (PC). As estruturas são estabilizadas usualmente, no processo PC1 poradição de alumínio em nível de 0,3 até 3% em peso, calculado como AI2O3,e um excesso de oxigênio na fase de gás, quando da oxidação do cloreto detitânio para formar dióxido de titânio, de 2 até 15%, e, no processo PS, pordopagem com, por exemplo Al, Sb, Nb ou Zn.

De preferência, é empregado rutilo, especialmente preparado noprocesso de cloreto. O processo de tratamento de superfície é realizado, depreferência, em uma temperatura abaixo de 80°C, especialmente, a 55 até 65°C.

A suspensão, na etapa a), pode ser ajustada tanto de maneiraalcalina, como também, de maneira ácida.

Em uma etapa b), são adicionados um componente de alumínioe um componente de fósforo. Componente de alumínio adequados, para oprocesso de tratamento de superfície de acordo com a invenção, são saissolúveis em água, que reagem de maneira alcalina ou ácida, por exemplo,aluminato de sódio, sulfato de alumínio, nitrato de alumínio, cloreto de alu-mínio, acetato de alumínio, etc. Essa escolha não deve ser entendida comouma limitação. O componente de alumínio deve ser adicionado em umaquantidade de 1,0 até 9,0% em peso, de preferência, de 1,5 até 4,5% empeso, calculada como AI2O3, e em relação às partículas de TiO2.

Componente de fósforo adequados são compostos inorgânicos,tais como fosfatos alcalinos, fosfato de amônio, polifosfatos, ácido fosfórico,etc. Essa escolha não deve ser entendida como uma limitação. São especi-almente preferidos hidrogeno-fosfato dissódico ou ácido fosfórico. O compo-nente de fósforo é adicionado em uma concentração de 1,0 até 5,0% empeso, de preferência, de 1,5 até 4,0% em peso, calculada como P2O5, emrelação às partículas de TiO2.

Em uma etapa c), são adicionados um componente de silícioalcalino e um componente de titânio que reage de maneira ácida, assim co-mo, de maneira ótima, um ou mais outros componentes reguladores do valorde pH, de modo que seja ajustado um valor de pH na faixa de 4 até 9, depreferência, na faixa de 4 até 6, e, especialmente, um valor de pH de cercade 5. No caso do componente de silício alcalino, trata-se, de preferência, devidro solúvel de sódio ou de potássio. São adicionados 0,1 até 5,0% em pe-so, de preferência, 1,0 até 3,0% em peso de SiO2, em relação às partículasde TiO2 não-revestidas.

No caso do componente de titânio ácido, trata-se, de preferên-cia, de cloreto de óxido de titânio ou de sulfato de oxido de titânio. Pelocomponente de titânio, são adicionados 0,1 até 6,0% em peso, calculadocomo TiO2, em relação às partículas de TiO2 não revestidas.

O componente regulador do valor de pH empregado pode serum ácido ou uma solução aquosa. Como ácido, podem ser empregados, porexemplo, ácido sulfúrico, ácido clorídrico, ácido fosfórico ou um outro ácidoadequado. Além disso, pode ser utilizado, no lugar do ácido, também um salque reaja de maneira ácida correspondente, tal como, por exemplo, sulfatode alumínio. Como solução aquosa, é utilizada, de preferência, solução dehidróxido de sódio. São adequados também sais que reajam de maneira al-calina. São conhecidos, pelo versado na técnica, compostos reguladores dovalor de pH adequados. A escolha, por isso, não deve ser entendida comouma limitação da invenção.

Mostrou-se como vantajoso, em uma, então, seguinte etapa d),se aplicar, sobre a camada mista, uma camada de óxido de alumínio conce-bida de maneira tal que, pela adição em paralelo de um componente de a-lumínio alcalino e de um componente de alumínio ácido (por exemplo, alu-minato de sódio / sulfato de alumínio) ou pela adição de um componente dealumínio alcalino, tal como aluminato de sódio e de um ácido, por exemplo,ácido sulfúrico ou ácido clorídrico, ou pela adição de um componente de a-lumínio ácido, tal como, por exemplo, sulfato de alumínio, em conjunto comuma solução alcalina, tal como, por exemplo, NaOH1 o valor de pH é mantidona faixa de 4 até 9. Nesse caso, ou os componentes podem ser adicionadosde maneira tal que o valor de pH permaneça constante em um valor na faixade 4 até 9. Ou os componentes são adicionados em uma combinação talque o valor de pH, durante a adição, varie dentro da faixa de valores de pHde 4 até 9. Essas variantes de processo são conhecidas pelo versado natécnica. Para o ajuste do valor de pH, são adequados, por exemplo, solu-ções alcalinas ou ácidos (por exemplo, NaOH / H2SO4) ou soluções de saisque reajam de maneira alcalina ou ácida (por exemplo, aluminato de sódio /sulfato de alumínio). Como especialmente vantajoso, mostrou-se realizar otratamento no valor de pH que fora ajustado na etapa c).

De acordo com a necessidade, ocorre, a seguir, em uma etapae), o ajuste do valor de pH para cerca de 6 até 7, por exemplo, com soluçõesalcalinas / ácidos (por exemplo, NaOH / H2SO4) ou com soluções de sal al-calinas / ácidas, tais como aluminato de sódio / sulfato de alumínio.

A quantidade dos componentes de alumínio empregados nasetapas c), d) e e), calculada como AI2O3, deve ser deduzida da quantidadede AI2O3 já utilizada na etapa b). A soma dos componentes de alumínio em-pregados nas etapas b) até e), calculada como AI2O3, em relação às partícu-las de TiO2 não revestidas, importa, de maneira ideal, em 1,0 - 9,0% em pe-so, de preferência, em 2,0 até 8,0% em peso, e, especialmente, 3,0 até 6,5%em peso. Igualmente, a quantidade dos componentes de fósforo eventual-mente empregados nas etapas c) e d), calculada como P2O5, deve ser de-duzida da quantidade de P2O5 utilizada na etapa b). A soma dos componen-tes de fósforo empregados nas etapas b) até d), calculada como P2O5, im-porta, de maneira ideal, e, 1,0 até 5,0% em peso, de preferência, em 1,5 até4,0% em peso, calculado como P2O5, em relação às partículas de TiO2 não-revestidas.

Em uma concretização especial do processo de acordo com ainvenção, não são empregadas quaisquer quantidades significativas de umcomponente de Zr ou de um componente de Ce.

Via-de-regra, não é necessário se submeter o pigmento tratadoem superfície, subseqüentemente, a um tratamento térmico, em temperatu-ras > 200°C.Em uma concretização preferida do processo de acordo com ainvenção, parte-se de uma suspensão de T1O2 alcalina. Para isto, na etapaa), ajusta-se a suspensão primeiramente com compostos alcalinos adequa-dos, por exemplo, NaOH, para um valor de pH de pelo menos 10. Isso se dá,caso ocorra uma moagem à úmido, de maneira ideal, antes da moagem.

Na etapa b), é adicionado à suspensão, a seguir, um componen-te de alumínio e um componente de fósforo, em cada caso, em forma deuma solução aquosa. Durante a adição dos componentes, o valor de pH dasuspensão é mantido em pelo menos 10, de preferência, em pelo menos10,5, e, especialmente de preferência, em pelo menos 11.

Como componente de alumínio alcalino, é especialmente ade-quado aluminato de sódio. Se se tratar de um composto que reage de ma-neira ácida, por exemplo, sulfato de alumínio, que, quando da adição, abai-xaria o valor de pH para abaixo de 10, mostrou-se como vantajoso compen-sar este efeito por adição de um composto alcalino adequado, tal como Na-OH. São familiares, aos versados na técnica, os compostos alcalinos ade-quados e as quantidades necessárias a fim de manter o valor de pH em pelomenos 10.

No caso de componentes de fósforo, quando de cuja adição ovalor de pH cairia para abaixo de 10, igualmente mostrou-se como vantajosocompensar este efeito por adição de um composto alcalino adequado, talcomo NaOH. São familiares, aos versados na técnica, os compostos alcali-nos adequados e as quantidades necessárias a fim de manter o valor de pHem pelo menos 10.

Os componentes de Al e de P podem ser adicionados à suspen-são em qualquer seqüência, de maneira isolada e sucessiva ou simultanea-mente.

Na etapa c), ocorre, a seguir, a adição de um componente desilício alcalino, assim como a adição de um componente de titânio que reagede maneira ácida e, eventualmente, a adição adicional de pelo menos umoutro componente regulador do valor de pH, a fim de se ajustar o valor depH para um valor na faixa de 4 até 9.A adição do componente de silício e do componente de titânioque reage de maneira ácida e do(s) outro(s) componente(s) regulador(es) dovalor de pH, pode ocorrer tanto sucessivamente ou simultaneamente, como,também, em mais de um estágio, em qualquer seqüência.

O componente de silício alcalino é, de preferência, vidro solúvelde sódio ou de potássio.

O componente de titânio é, de preferência, cloreto de oxido detitânio. O componente, que reage de maneira ácida empregado adicional-mente, é, de preferência, ácido clorídrico.

Em uma concretização alternativa do processo de acordo com ainvenção, o tratamento de superfície de acordo com a invenção é iniciado apartir da faixa de valores de pH ácida em diante. Nesse caso, na etapa b),são adicionados componentes de alumínio e de fósforo de maneira tal que ovalor de pH da suspensão se situe, a seguir, em um valor abaixo de 4. Dei-xa-se aos versados na técnica a decisão de se ele deve, já na etapa a), bai-xar o valor de pH com um ácido adequado, ou se ele deve, na etapa b), poruma combinação adequada dos componentes, eventualmente sob adição deum ácido, baixar o valor do pH para abaixo de 4. Por exemplo, são adequa-das as combinações ácido fosfórico / aluminato de sódio ou hidrogeno-fosfato dissódico / sulfato de alumínio. Os componentes podem ser adicio-nados à suspensão em qualquer seqüência de maneira isolada e sucessivaou simultaneamente.

Na etapa c), são adicionados o componente de silício alcalino,de preferência, vidro solúvel de sódio ou de potássio, e o componente detitânio que reage de maneira ácida, de preferência, cloreto de oxido de titâ-nio. Eventualmente, é necessária a adição de um outro componente regula-dor do valor de pH, a fim de se ajustar o valor de pH em um valor na faixa de4 até 9. A adição dos componentes na etapa c) pode ocorrer tanto sucessi-vamente ou simultaneamente, como, também, em mais de um estágio e emqualquer seqüência. De acordo com a quantidade, tipo e seqüência doscomponentes adicionados na etapa c), o valor de pH da suspensão pode seelevar no decurso das adições individuais, em curto prazo, para um valoracima de 9.

O pigmento de TiO2 com superfície tratada é separado da sus-pensão por métodos conhecidos pelos versados na técnica e a torta de fil-tração resultante é lavada, a fim de se remover os sais solúveis. À pasta defiltração lavada pode ser misturado, para o aperfeiçoamento da firmeza à luzdo pigmento no laminado, antes ou durante a secagem subseqüente, umcomposto contendo nitrato, por exemplo, KNO3, NaNO3, AI(NO3)3, em umaquantidade de 0,05 até 1,0% em peso, calculado como NO3. Quando damoagem subseqüente, por exemplo, com um moinho à vapor, pode ser adi-cionado, ao pigmento, um composto orgânico a partir da série daqueles talcomo usualmente utilizados na preparação de pigmentos de TiO2 e que sãoconhecidos pelos versados na técnica, tais como, por exemplo, poliálcoois(trimetilolpropano). Alternativamente à adição dos compostos contendo nitra-to antes ou durante a secagem, a adição de tais substâncias pode ocorrertambém durante a moagem.

O pigmento preparado de acordo com esse processo exibe, emface dos pigmentos de comparação, uma opacidade aperfeiçoada e é o me-lhor possível adequado para a aplicação em papéis decorativos.

Além disso, o pigmento de dióxido de titânio de acordo com ainvenção se destaca pelo fato de que, por meio da quantidade em TiO2 ouSiO2 depositados na etapa c) e de AI2O3, na etapa d), a posição do pontoisoelétrico (PIE) pode ser ajustada. O PIE caracteriza o valor de pH da sus-pensão de pigmento aquosa, no qual a carga superficial do pigmento cai emtorno de zero. Por conseguinte, a carga superficial do pigmento de acordocom a invenção pode ser deslocada para positiva ou negativa, em conformi-dade com a exigência do processo de preparação de papel.

O processo de tratamento de superfície de acordo com a inven-ção é realizado, usualmente, na operação em batelada. No entanto, tambémé possível se conduzir o tratamento de maneira contínua, sendo que, porórgãos de mistura adequados, tal como eles são conhecidos por versadosna técnica, tem que ser garantida uma intermistura suficiente.

ExemplosA seguir, a invenção é descrita de maneira exemplificativa, semque isto deva ser entendido como limitação da invenção.Exemplo 1:

Uma suspensão de TiO2 de rutilo moída com areia, a partir doprocesso de cloreto, com uma concentração em TiO2 de 350 g/L, foi ajusta-da, à 60°C, com NaOH, para um valor de pH de 10. Sob agitação, foram a-crescidos à suspensão 3,5% em peso de AI2O3 como aluminato de sódio.Depois de um tempo de agitação de 10 minutos, foram acrescidos 2,4% empeso de P2O5 como solução de hidrogeno-fosfato dissódico. Seguiu-se umoutro tempo de agitação de 10 minutos. A suspensão foi ajustada, na próxi-ma etapa, por adição de cloreto de óxido de titânio (correspondendo a 3,0%em peso de TiO2) e 2,4% em peso de SiO2 em forma de vidro solúvel de só-dio, para um valor de pH de 5. A adição do SiO2 ocorreu, neste caso, emdois estágios, cada um com 1,2% em peso de SiO2, em um valor de pH de10,5 e de 7, em paralelo à adição de cloreto de óxido de titânio. Depois detempo de agitação de 10 minutos, foi adicionado sob mistura, a seguir, 1,9%em peso de AI2O3 em forma de uma adição em paralelo de solução de alu-minato de sódio e HCI, de modo que o valor de pH foi mantido em 5.

A suspensão foi ajustada, depois de um tempo de agitação de30 minutos, com auxílio de uma solução de aluminato de sódio alcalina, paraum valor de pH de cerca de 5,8, filtrada e lavada dos sais hidrossolúveis porágua. A pasta de filtração lavada foi secada no secador em estágios e, aseguir, moída a vapor.

O pigmento apresentou um valor BET de 32 m2/g, o ponto isoe-létrico se situou em um valor de pH de 5,2.

No caso da preparação de folhas, foi ajustado o potencial zetada suspensão de baixa densidade por adição de agente resistente à umida-de, em cada caso, para um valor de +16 mV ou -12 mV.

Exemplo 2:

Uma suspensão de TiO2 de rutilo moída com areia, a partir doprocesso de cloreto, com uma concentração em TiO2 de 350 g/L, foi ajusta-da, a 60°C, com NaOH, para um valor de pH de 10. Sob agitação, foram a-crescidos à suspensão 3,5% em peso de AI2O3 como aluminato de sódio.

Depois de um tempo de agitação de 10 minutos, foram acrescidos 2,4% empeso de P2O5 como solução de hidrogeno-fosfato dissódico. Seguiu-sé umoutro tempo de agitação de 10 minutos. A suspensão foi ajustada, na próxi-ma etapa, por adição de cloreto de óxido de titânio (correspondendo a 2,8%em peso de T1O2), para um valor de pH de 5. A seguir, foram acrescidos1,2% em peso de SiO2 em forma de vidro solúvel de sódio. Depois de tempode agitação de 10 minutos, o valor de pH foi ajustado para 5 com HCI. A se-guir, foram adicionados sob mistura 1,9% em peso de AI2O3 em forma deuma adição em paralelo de solução de aluminato de sódio e HCI, de modoque o valor de pH foi mantido em 5. A suspensão foi ajustada, depois de umtempo de agitação de 30 minutos, com auxílio de uma solução de aluminatode sódio alcalina, para um valor de pH de cerca de 5,8, filtrada e lavada dossais hidrossolúveis por água. A pasta de filtração lavada foi secada no seca-dor em estágios e, a seguir, moída a vapor.

O pigmento apresentou um valor BET de 26 m2/g, o ponto isoe-létrico se situou em um valor de pH de 6,0.

No caso da preparação de folhas, foi ajustado o potencial zetada suspensão de baixa densidade por adição de agente resistente à umida-de, em cada caso, para um valor de +18 mV ou -14 mV.

Exemplo 3:

Tal como no Exemplo 2, contudo, o vidro solúvel de sódio (cor-respondendo a 2,4% em peso de SiO2) foi adicionado à solução antes dasolução de cloreto de óxido de titânio (correspondendo a 3,0% em peso deTiO2).

O pigmento apresentou um valor BET de 30 m2/g, o ponto isoe-létrico se situou em um valor de pH de 5,9.

No caso da preparação de folhas, foi ajustado o potencial zetada suspensão de baixa densidade por adição de agente resistente à umida-de, em cada caso, para um valor de +12 mV ou -16 mV.

Exemplo 4:

Tal como no Exemplo 3, entretanto, foram empregados 1,2% empeso de SiO2 e 2,9% em peso de TiO2.

O pigmento apresentou um valor BET de 27 m2/g, o ponto isoe-létrico se situou em um valor de pH de 6,2.

Exemplo 5:

Tal como no Exemplo 3, entretanto, foram empregados 0,6% empeso de SiO2 e 2,9% em peso de TiO2.

O pigmento apresentou um valor BET de 26 m2/g, o ponto isoe-létrico se situou em um valor de pH de 6,4.

Exemplo de Comparação 1:

Uma suspensão de TiO2 de rutilo moída com areia, a partir doprocesso de cloreto, com uma concentração em TiO2 de 350 g/L, foi ajusta-da, a 60°C, com NaOH1 para um valor de pH de 10. Sob agitação, foram a-crescidos à suspensão 2,0% em peso de AI2O3 como solução de aluminatode sódio. Depois de um tempo de agitação de 10 minutos, foram acrescidossob mistura à solução, a seguir, 2,4% em peso de P2Os como solução dehidrogeno-fosfato dissódico. Seguiu-se um tempo de agitação de 10 minu-tos. A suspensão foi ajustada, na próxima etapa, por adição de solução desulfato de alumínio (correspondendo a 2,6% em peso de AI2O3), para umvalor de pH de 5. A seguir, foram adicionados sob mistura 0,8% em peso deAI2O3 em forma de uma adição em paralelo de sulfato de alumínio e de alu-minato de sódio, de modo que o valor de pH foi mantido em 5.

A suspensão ácida foi ajustada, depois de um tempo de agitaçãode 30 minutos, com auxílio de uma solução de aluminato de sódio alcalina,para um valor de pH de cerca de 5,8, filtrada e lavada dos sais hidrossolú-veis por água. A pasta de filtração lavada foi secada no secador em estágiose, a seguir, moída a vapor.

O pigmento apresentou um valor BET de 12 m2/g.

No caso da preparação de folhas, foi ajustado o potencial zetada suspensão de baixa densidade por adição de agente resistente à umida-de, em cada caso, para um valor de +16 mV. O ajuste para um potencial ze-ta negativo conduziu a uma resistência à umidade insuficiente do papel.

Exemplo de Comparação 2:Uma suspensão de TiO2 de rutilo moída com areia, a partir doprocesso de cloreto, com uma concentração em TiO2 de 350 g/L, foi ajusta-da, a 60°C, com NaOH, para um valor de pH de 10. Sob agitação, foram a-crescidos à suspensão 2,0% em peso de AI2O3 como solução de aluminatode sódio. Depois de um tempo de agitação de 10 minutos, foram acrescidossob mistura à solução, a seguir, 2,4% em peso de P2O5 como solução dehidrogeno-fosfato dissódico. Seguiu-se um tempo de agitação de 10 minu-tos. À suspensão foi adicionado 1,0% em peso de SiO2 em forma de vidrosolúvel de sódio. A suspensão foi ajustada, na próxima etapa, por adição desolução de sulfato de alumínio (correspondendo a 2,7% em peso de AI2O3),para um valor de pH de 5. A seguir, foram adicionados sob mistura 0,8% empeso de AI2O3 em forma de uma adição em paralelo de sulfato de alumínio ede aluminato de sódio, de modo que o valor de pH foi mantido em 5.

A suspensão ácida foi ajustada, depois de um tempo de agitaçãode 30 minutos, com auxílio de uma solução de aluminato de sódio alcalina,para um valor de pH de cerca de 5,8, filtrada e lavada dos sais hidrossolú-veis por água. A pasta de filtração lavada foi secada em um secador por a-tomização e, a seguir, moída a vapor.

O pigmento apresentou um valor BET de 12 m2/g.Métodos de Teste

Para a avaliação das propriedades ópticas dos papéis decorati-vos e, com isso, da qualidade do pigmento de óxido de titânio, é importanteque os papéis decorativos sejam comparados nos mesmos teores em cin-zas. Foram preparadas folhas de papel decorativo com um peso de folha decerca de 80 g/m2 e um teor em cinzas de cerca de 30 g/m2.

A preparação das folhas de papel decorativo ocorreu em parale-lo de acordo com dois processos diferentes: no caso do assim chamado"processo de uma etapa", para a preparação das folhas, dispersou-se emágua o pigmento a ser examinado simultaneamente com polpa química eagente resistente à umidade comercialmente usual. A seguir a isso, ocorreua formação de folha. O modo de procedimento é conhecido pelo versado natécnica. Foi adicionado dosadamente tanto agente resistente à umidade atéque o potencial zeta da suspensão de baixa densidade, medido com um a-parelho de medida do potencial zeta do sistema Mütek SZP 06, fosse ajus-tado na faixa de +10 mV até +20 mV.

No caso do assim chamado "processo em separado" (em Ale-mão: Split-Vertahrerí), primeiramente, são submetidas a impacto, em água, apolpa química e uma quantidade previamente determinada em agente resis-tente à umidade. O pigmento a ser examinado somente foi acrescido depoisde um tempo de retenção e disperso. A seguir a isso, ocorreu a formação defolha. O modo de procedimento é conhecido pelos versados na técnica.

A quantidade necessária em agente resistente à umidade foi de-terminada em um teste apropriado com auxílio do potencial zeta da suspen-são de baixa densidade. Para tal, foi submetida a impacto em água umaquantidade previamente determinada de polpa química e pigmento de dióxi-do de titânio. A seguir, foi adicionado dosadamente tanto agente resistente àumidade até que o potencial zeta da suspensão de baixa densidade fosseajustado na faixa de +10 mV até +20 mV. A quantidade empregada em a-gente resistente à umidade se situou, para as duas variantes de processo,na ordem de grandeza usual de 1 até 4% em peso de agente resistente àumidade (substância ativa), em relação à polpa química (secada em forno).

O teor em dióxido de titânio (cinzas) de uma folha, assim como aretenção do pigmento foram determinados a seguir,

a) Teor em cinzas

Para a determinação do teor em dióxido de titânio, foi calcinadauma quantidade em peso definida do papel preparado com um calcinadorrápido, a 900°C. Pela pesagem do resíduo originou-se a fração ponderai emTiO2 (cinzas) em % em peso. Para o cálculo do teor em cinzas, serviu debase a seguinte fórmula:

Teor em cinzas [g/m2] = (cinzas [% em peso] χ peso superficial [g/m2]) /100[%]■

b) Propriedades ópticas

As propriedades ópticas dos pigmentos foram determinadas emlaminados.Para isso, o papel decorativo foi impregnado com uma resina deimpregnação de melamina e comprimido para formar laminados. A folha aser resinada foi completamente mergulhada na solução de resina de mela-mina, depois disso, retirada entre duas espátulas, a fim de se garantir umdeterminado revestimento com resina, e imediatamente depois disto, foi pre-viamente condensada na estante de secagem com ar circulante, a 130°C. Orevestimento com resina importou em 120 até 140% do peso da folha. Asfolhas condensadas foram colocadas em conjunto com papéis de núcleoimpregnados com resina fenólica e papel de forro (em Inglês: underlay)branco / preto.

Para a avaliação dos pigmentos de teste, a construção de lami-nado consiste em 11 camadas: papel decorativo, forro branco/preto, papelde núcleo, papel de núcleo, papel de núcleo, forro branco, papel de núcleo,papel de núcleo, papel de núcleo, forro branco/preto, papel decorativo.

A compressão dos pacotes ocorre com auxílio de uma prensa delaminados Wickert Tipo 2742, em uma temperatura de 140°C e em umapressão de 900 N/cm2, durante um tempo de compressão de 300 segundos.

A medição das propriedades ópticas dos laminados ocorreu comum espectrofotômetro comercialmente usual.

Para a avaliação das propriedades ópticas de materiais compri-midos em camadas, foram determinados os valores do papel decorativo Cl-ELAB L*, -a*, -b*) de acordo com DIN 6174 com auxílio do aparelho de me-dida de cor ELREPHO® 3000, sobre forro preto e branco. A opacidade éuma medida para a permeabilidade à luz ou para a transmissão do papel.Como medida para a opacidade dos laminados, foram escolhidas as seguin-tes grandezas: CIELAB L*Preto, a clareza dos laminados medida sobre papelde forro preto, e o valor de opacidade L [%] = (Ypreto/Ybranco) x 100, determi-nado a partir do valor Y do papel decorativo, medido sobre papel de forropreto (Ypreto) e o valor Y medido sobre papel de forro branco (Ybranco)·c) Superfície específica de acordo com BET (Brunauer-Emmett-Teller)

A superfície BET foi medida com um Tristar 3000 da firma Mi-cromeritics de acordo com o princípio estatisticamente volumétrico.d) Ponto isoelétrico

O método de medição se baseia na determinação da mobilidadeeletroforética das partículas de pigmento em uma solução de eletrólito, sobimposição de um campo elétrico. O pigmento a ser examinado foi dispersadoem uma solução de KCI aquosa 0,01 M. Depois disso, foi determinado o de-curso do potencial zeta da amostra em função do valor de pH, com um Zeta-sizer 3000 HSA da forma Malvern. O ponto isoelétrico caracteriza o valor depH, no qual o potencial zeta imposta em zero.Resultados do teste

<table>table see original document page 18</column></row><table>

(+) Potencial zeta da suspensão de baixa densidade ajustado demaneira positiva

(-) Potencial zeta da suspensão de baixa densidade ajustado demaneira negativa

-- nenhuma resistência à umidade suficiente do papel alcançáveln.m. não medido

Os pigmentos dos Exemplos 1, 2 e 3 de acordo com a invençãoexibem uma opacidade aperfeiçoada e valores BET mais elevados em facedos pigmentos dos Exemplos de Comparação 1 e 2.

Os pigmentos dos exemplos 1 e 2 ou 3, 4 e 5 mostram, alémdisso, que, com teores em SiO2 crescente no revestimento do ponto isoelé-trico (PIE) são deslocados para valores de pH mais baixos. Ao contrário dopigmento do Exemplo de Comparação 1, pode ser ajustado, com os pigmen-tos dos Exemplos, com adição de quantidades usuais de agente resistenteumidade, um potencial zeta tanto positivo quanto negativo.

Claims

1. Pigmento de dióxido de titânio contendo partículas de dióxidode titânio de rutilo revestidas, sendo que o revestimento contém fosfato dealumínio, oxido de alumínio, oxido de titânio e óxido de silício e a superfícieespecífica, de acordo com BET, importa em pelo menos 15 m2/g.

2. Pigmento de dióxido de titânio, de acordo com a reivindicação-1, caracterizado pelo fato de que o teor em alumínio do revestimento importaem 1,0 até 9,0% em peso, de preferência, em 2,0 até 8,0% em peso, e, es-pecialmente, em 3,0 até 6,5% em peso, calculado como AI2O3.

3. Pigmento de dióxido de titânio, de acordo com a reivindicação-1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o teor em fósforo do revestimento im-porta em 1,0 até 5,0% em peso, de preferência, em 1,5 até 4,0% em peso,calculado como P2O5.

4. Pigmento de dióxido de titânio, de acordo com uma ou maisdas reivindicações 1 até 3, caracterizado pelo fato de que o teor em silício dorevestimento importa em 0,1 até 5,0% em peso, de preferência, em 1,0 até-3,0% em peso, calculado como SiO2.

5. Pigmento de dióxido de titânio, de acordo com uma ou maisdas reivindicações 1 até 4, caracterizado pelo fato de que o teor em titâniodo revestimento importa em 0,1 até 6,0% em peso, calculado como TiO2.

6. Pigmento de dióxido de titânio, de acordo com uma ou maisdas reivindicações 1 até 5, caracterizado pelo fato de que a superfície espe-cífica, de acordo com BET, importa em 20 até 60 m2/g, de preferência, em-20 até 35 m2/g.

7. Processo para a preparação de um pigmento de dióxido detitânio revestido contendo as etapas:a) colocação à disposição de uma suspensão aquosa de partí-culas de dióxido de titânio não-revestidas,b) adição de um componente de alumínio e de um componentede fósforo,c) adição de um componente de silício alcalino e de pelo menosum componente regulador do valor de pH, sendo que um dos componentesreguladores do valor de pH é um componente de titânio que reage de manei-ra ácida e sendo que o valor de pH da suspensão é ajustado para um valorna faixa de 4 até 9.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pe-Ias etapas:a) colocação à disposição de uma suspensão aquosa de partí-culas de dióxido de titânio não-revestidas, sendo que o valor de pH importaem pelo menos 10,b) adição de um componente de alumínio e de um componentede fósforo, sendo que o valor de pH da suspensão é mantido em pelo menos 10,c) adição de pelo menos um componente de silício alcalino e depelo menos um componente regulador do valor de pH, sendo que um doscomponente reguladores do valor de pH é um componente de titânio quereage de maneira ácida, e sendo que o valor de pH da suspensão é ajustadoem um valor na faixa de 4 até 9.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracteriza-do pelo fato de que, depois da etapa c), em uma etapa d), é aplicada umacamada de oxido de alumínio, mantendo-se o valor de pH da suspensão nafaixa de 4 até 9, por adição de um componente de alumínio alcalino e de umcomponente de alumínio ácido ou de um ácido.

10. Processo, de acordo com uma ou mais das reivindicações 7até 9, caracterizado pelo fato de que, a seguir, em uma etapa e), o valor depH final da suspensão é ajustado para cerca de 6 até 7, com auxílio de solu-ção alcalina / ácido ou com uma solução de sal alcalina / ácida.

11. Processo, de acordo com uma ou mais das reivindicações 7até 10, caracterizado pelo fato de que a soma dos componentes de alumínio,adicionados nas etapas b) até e), importa em 1,0 até 9,0% em peso, de pre-ferência, em 2,0 até 8,0% em peso, e, especialmente, em 3,0 até 6,5% empeso, calculada como AI2O3.

12. Processo, de acordo com uma ou mais das reivindicações 7até 11, caracterizado pelo fato de que a soma dos componentes de fósforo,adicionados nas etapas b) até e), importa em 1,0 até 5,0% em peso, de pre-ferência, em 1,5 até 4,0% em peso, calculada como P2O5.

13. Processo, de acordo com uma ou mais das reivindicações 7até 12, caracterizado pelo fato de que a quantidade do componente de silí-cio, adicionado na etapa c), importa em 0,1 até 5,0% em peso, de preferên-cia, em 1,0 até 3,0% em peso, calculada como SiO2.

14. Processo, de acordo com uma ou mais das reivindicações 7até 13, caracterizado pelo fato de que a quantidade do componente de titâ-nio, adicionado na etapa c), importa em 0,1 até 6,0% em peso, calculadaComo TiO2.

15. Processo, de acordo com uma ou mais das reivindicações 7até 14, caracterizado pelo fato de que o pigmento é tratado com nitrato, demodo que o pigmento pronto contenha 0,05 até 1,0% em peso de NO3.

16. Processo, de acordo com uma ou mais das reivindicações 7até 15, caracterizado pelo fato de que, durante a moagem final, é aplicadoum composto orgânico.

17. Pigmento de dióxido de titânio preparado em conformidadecom um processo como definido em uma ou mais das reivindicações 7 até 16.

18. Aplicação do pigmento de dióxido de titânio, como definidona reivindicação 1 ou 17, na preparação de papel decorativo.

19. Papel decorativo contendo um pigmento de dióxido de titâniocomo definido na reivindicação 1 ou 17.

20. Aplicação de papel decorativo, que contém um pigmento dedióxido de titânio como definido na reivindicação 1 ou 17, para a preparaçãode materiais de revestimento decorativos.

21. Material de revestimento decorativo como definido na reivindicação 19.

22. Laminado contendo papel decorativo como definido na reivindicação 19.