RU2811974C2 - Краситель на водной основе для керамики - Google Patents
Краситель на водной основе для керамики Download PDFInfo
- Publication number
- RU2811974C2 RU2811974C2 RU2021126903A RU2021126903A RU2811974C2 RU 2811974 C2 RU2811974 C2 RU 2811974C2 RU 2021126903 A RU2021126903 A RU 2021126903A RU 2021126903 A RU2021126903 A RU 2021126903A RU 2811974 C2 RU2811974 C2 RU 2811974C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- titanium
- group
- composition
- compound
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 109
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 173
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 87
- 238000004040 coloring Methods 0.000 claims abstract description 65
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 37
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 34
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 32
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 claims abstract description 26
- -1 titanium alkoxide Chemical class 0.000 claims abstract description 21
- 150000003609 titanium compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 19
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 44
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 27
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 22
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N titanium(IV) isopropoxide Chemical compound CC(C)O[Ti](OC(C)C)(OC(C)C)OC(C)C VXUYXOFXAQZZMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 17
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 16
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 15
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 claims description 10
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Natural products OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 8
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 150000007514 bases Chemical class 0.000 claims description 6
- UAOMVDZJSHZZME-UHFFFAOYSA-N diisopropylamine Chemical compound CC(C)NC(C)C UAOMVDZJSHZZME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 6
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Natural products OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 claims description 5
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 5
- 229940072107 ascorbate Drugs 0.000 claims description 5
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 claims description 5
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 claims description 5
- HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N diethylamine Chemical compound CCNCC HPNMFZURTQLUMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- QCAHUFWKIQLBNB-UHFFFAOYSA-N 3-(3-methoxypropoxy)propan-1-ol Chemical compound COCCCOCCCO QCAHUFWKIQLBNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GRWPYGBKJYICOO-UHFFFAOYSA-N 2-methylpropan-2-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CC(C)(C)[O-].CC(C)(C)[O-].CC(C)(C)[O-].CC(C)(C)[O-] GRWPYGBKJYICOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 2
- YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N butan-1-olate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-].CCCC[O-] YHWCPXVTRSHPNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 229940043279 diisopropylamine Drugs 0.000 claims description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 2
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000013538 functional additive Substances 0.000 claims description 2
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 2
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 2
- ITNVWQNWHXEMNS-UHFFFAOYSA-N methanolate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].[O-]C.[O-]C.[O-]C.[O-]C ITNVWQNWHXEMNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 claims description 2
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 claims description 2
- JMXKSZRRTHPKDL-UHFFFAOYSA-N titanium ethoxide Chemical compound [Ti+4].CC[O-].CC[O-].CC[O-].CC[O-] JMXKSZRRTHPKDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000004417 unsaturated alkyl group Chemical group 0.000 claims description 2
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 claims 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 claims 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 abstract description 91
- 239000011651 chromium Substances 0.000 abstract description 31
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 abstract description 7
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 150000002816 nickel compounds Chemical class 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 35
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 35
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 25
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 13
- 239000000047 product Substances 0.000 description 11
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 8
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 8
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N EDTA Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O KCXVZYZYPLLWCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 6
- ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N antimony trioxide Chemical compound O=[Sb]O[Sb]=O ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 6
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000001869 cobalt compounds Chemical class 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 5
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N Butyric acid Chemical compound CCCC(O)=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N D-gluconic acid Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N 0.000 description 4
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 4
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N N,N-bis{2-[bis(carboxymethyl)amino]ethyl}glycine Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCN(CC(=O)O)CCN(CC(O)=O)CC(O)=O QPCDCPDFJACHGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N adipic acid Chemical compound OC(=O)CCCCC(O)=O WNLRTRBMVRJNCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QWCKQJZIFLGMSD-UHFFFAOYSA-N alpha-aminobutyric acid Chemical compound CCC(N)C(O)=O QWCKQJZIFLGMSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 4
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N dimethylselenoniopropionate Natural products CCC(O)=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BTCSSZJGUNDROE-UHFFFAOYSA-N gamma-aminobutyric acid Chemical compound NCCCC(O)=O BTCSSZJGUNDROE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 4
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229960003330 pentetic acid Drugs 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N salicylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 4
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 4
- CWERGRDVMFNCDR-UHFFFAOYSA-N thioglycolic acid Chemical compound OC(=O)CS CWERGRDVMFNCDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 235000011054 acetic acid Nutrition 0.000 description 3
- 229910021486 amorphous silicon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 3
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 3
- 238000007046 ethoxylation reaction Methods 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 3
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 3
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- UKAUYVFTDYCKQA-UHFFFAOYSA-N -2-Amino-4-hydroxybutanoic acid Natural products OC(=O)C(N)CCO UKAUYVFTDYCKQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QWOZZTWBWQMEPD-UHFFFAOYSA-N 1-(2-ethoxypropoxy)propan-2-ol Chemical compound CCOC(C)COCC(C)O QWOZZTWBWQMEPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DMQQXDPCRUGSQB-UHFFFAOYSA-N 2-[3-[bis(carboxymethyl)amino]propyl-(carboxymethyl)amino]acetic acid Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CCCN(CC(O)=O)CC(O)=O DMQQXDPCRUGSQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CIEZZGWIJBXOTE-UHFFFAOYSA-N 2-[bis(carboxymethyl)amino]propanoic acid Chemical compound OC(=O)C(C)N(CC(O)=O)CC(O)=O CIEZZGWIJBXOTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OYIFNHCXNCRBQI-UHFFFAOYSA-N 2-aminoadipic acid Chemical compound OC(=O)C(N)CCCC(O)=O OYIFNHCXNCRBQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SLXKOJJOQWFEFD-UHFFFAOYSA-N 6-aminohexanoic acid Chemical compound NCCCCCC(O)=O SLXKOJJOQWFEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004251 Ammonium lactate Substances 0.000 description 2
- RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N D-gluconic acid Natural products OCC(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 description 2
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 2
- CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N L-aspartic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC(O)=O CKLJMWTZIZZHCS-REOHCLBHSA-N 0.000 description 2
- UKAUYVFTDYCKQA-VKHMYHEASA-N L-homoserine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCO UKAUYVFTDYCKQA-VKHMYHEASA-N 0.000 description 2
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001361 adipic acid Substances 0.000 description 2
- 235000011037 adipic acid Nutrition 0.000 description 2
- 229960002684 aminocaproic acid Drugs 0.000 description 2
- 229940059265 ammonium lactate Drugs 0.000 description 2
- 235000019286 ammonium lactate Nutrition 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 229910000410 antimony oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000003704 aspartic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 2
- RZOBLYBZQXQGFY-HSHFZTNMSA-N azanium;(2r)-2-hydroxypropanoate Chemical compound [NH4+].C[C@@H](O)C([O-])=O RZOBLYBZQXQGFY-HSHFZTNMSA-N 0.000 description 2
- OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N beta-carboxyaspartic acid Natural products OC(=O)C(N)C(C(O)=O)C(O)=O OQFSQFPPLPISGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- WYYQVWLEPYFFLP-UHFFFAOYSA-K chromium(3+);triacetate Chemical compound [Cr+3].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CC([O-])=O WYYQVWLEPYFFLP-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- HNEGQIOMVPPMNR-IHWYPQMZSA-N citraconic acid Chemical compound OC(=O)C(/C)=C\C(O)=O HNEGQIOMVPPMNR-IHWYPQMZSA-N 0.000 description 2
- 229940018557 citraconic acid Drugs 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000010021 flat screen printing Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 2
- 229960003692 gamma aminobutyric acid Drugs 0.000 description 2
- 210000004907 gland Anatomy 0.000 description 2
- 239000000174 gluconic acid Substances 0.000 description 2
- 235000012208 gluconic acid Nutrition 0.000 description 2
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 2
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 2
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- MGFYIUFZLHCRTH-UHFFFAOYSA-N nitrilotriacetic acid Chemical compound OC(=O)CN(CC(O)=O)CC(O)=O MGFYIUFZLHCRTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 2
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 2
- VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N oxoantimony Chemical compound [Sb]=O VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N papa-hydroxy-benzoic acid Natural products OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 2
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 2
- 235000019260 propionic acid Nutrition 0.000 description 2
- IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N quinbolone Chemical compound O([C@H]1CC[C@H]2[C@H]3[C@@H]([C@]4(C=CC(=O)C=C4CC3)C)CC[C@@]21C)C1=CCCC1 IUVKMZGDUIUOCP-BTNSXGMBSA-N 0.000 description 2
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 2
- 150000003304 ruthenium compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229960004889 salicylic acid Drugs 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910052572 stoneware Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 description 2
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 description 2
- JZGQIKYVQMYMHP-FOIRCHMTSA-K (2R)-2-acetamido-3-sulfanylpropanoate gold(3+) Chemical compound [Au+3].CC(=O)N[C@@H](CS)C([O-])=O.CC(=O)N[C@@H](CS)C([O-])=O.CC(=O)N[C@@H](CS)C([O-])=O JZGQIKYVQMYMHP-FOIRCHMTSA-K 0.000 description 1
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JVXHQHGWBAHSSF-UHFFFAOYSA-L 2-[2-[bis(carboxylatomethyl)amino]ethyl-(carboxylatomethyl)amino]acetate;hydron;iron(2+) Chemical compound [H+].[H+].[Fe+2].[O-]C(=O)CN(CC([O-])=O)CCN(CC([O-])=O)CC([O-])=O JVXHQHGWBAHSSF-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- LXSHCZZCXUWZEH-UHFFFAOYSA-K 2-hydroxyacetate ruthenium(3+) Chemical compound C(CO)(=O)[O-].[Ru+3].C(CO)(=O)[O-].C(CO)(=O)[O-] LXSHCZZCXUWZEH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- PJLCCHSTNPFKPU-UHFFFAOYSA-K 2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylate;ruthenium(3+) Chemical compound [Ru+3].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O PJLCCHSTNPFKPU-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- AIFLGMNWQFPTAJ-UHFFFAOYSA-J 2-hydroxypropanoate;titanium(4+) Chemical compound [Ti+4].CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O.CC(O)C([O-])=O AIFLGMNWQFPTAJ-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 244000248349 Citrus limon Species 0.000 description 1
- 235000005979 Citrus limon Nutrition 0.000 description 1
- 229910001200 Ferrotitanium Inorganic materials 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- FRHBOQMZUOWXQL-UHFFFAOYSA-L ammonium ferric citrate Chemical compound [NH4+].[Fe+3].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O FRHBOQMZUOWXQL-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 235000015895 biscuits Nutrition 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000006103 coloring component Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000001739 density measurement Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 235000019262 disodium citrate Nutrition 0.000 description 1
- 239000002526 disodium citrate Substances 0.000 description 1
- 229940079896 disodium hydrogen citrate Drugs 0.000 description 1
- CEYULKASIQJZGP-UHFFFAOYSA-L disodium;2-(carboxymethyl)-2-hydroxybutanedioate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(C(=O)O)CC([O-])=O CEYULKASIQJZGP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000010433 feldspar Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 150000002344 gold compounds Chemical class 0.000 description 1
- 231100000206 health hazard Toxicity 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 229910017053 inorganic salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000004313 iron ammonium citrate Substances 0.000 description 1
- 235000000011 iron ammonium citrate Nutrition 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000004579 marble Substances 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000010022 rotary screen printing Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- HELHAJAZNSDZJO-OLXYHTOASA-L sodium L-tartrate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O HELHAJAZNSDZJO-OLXYHTOASA-L 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000001433 sodium tartrate Substances 0.000 description 1
- 229960002167 sodium tartrate Drugs 0.000 description 1
- 235000011004 sodium tartrates Nutrition 0.000 description 1
- AFWAHDXCIBPFNW-UHFFFAOYSA-J sodium;antimony(3+);2,3-dihydroxybutanedioate Chemical compound [Na+].[Sb+3].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O.[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O AFWAHDXCIBPFNW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000000527 sonication Methods 0.000 description 1
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000375 suspending agent Substances 0.000 description 1
- 239000012749 thinning agent Substances 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Abstract
Группа изобретений может быть использована при декоре керамических изделий. Композиция для окрашивания необработанного или частично обожженного керамического материала включает соединение титана, водорастворимое органическое соединение хрома и/или никеля и растворитель. Растворитель представляет собой воду, органические растворители, смешивающиеся с водой, и их смеси. Соединение титана получено путем взаимодействия по меньшей мере одного алкоксида титана с водой или смесью воды с по меньшей мере одним спиртом. К полученной реакционной смеси добавляют гликолевую кислоту с получением промежуточного соединения титана. После чего добавляют по меньшей мере одно соединение формулы N(R2)3, где группы R2 независимо выбраны из H, -CO(NH2), линейных или разветвлённых алкильных радикалов C1-C4, линейных или разветвлённых спиртов C1-C4 и их комбинаций. Затем проводят полное удаление спирта из смеси. Предложены также способ декорирования керамики, набор чернил для струйной печати на керамической массе, применение соединения титана и применение композиции для окрашивания. Группа изобретений обеспечивает получение композиции для окрашивания керамических изделий, не содержащей диоксида титана, которая приобретает желтый цвет после обжига. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 табл., 24 пр.
Description
Настоящее изобретение относится к красителю на водной основе для декорирования необработанной керамической массы, содержащему высокую концентрацию титана. Композиция предпочтительно представляет собой чернила для цифровой печати на керамике.
Известный уровень техники
С начала 2000-х годов, технология декорирования с помощью цифровой печати утвердилась в керамическом секторе, как правило, с использованием струйных принтеров.
Цифровая печать позволила значительно улучшить эстетические качества керамических изделий, создавая изделия, декорированные чрезвычайно сложными узорами, такие как плитка для полов или покрытия, воспроизводящие внешний вид поверхностей из мрамора и натурального дерева.
В традиционных процессах декорирования керамики каждый цвет был получен путём нанесения композиции для окрашивания, содержащей комбинацию ионов хромофоров, способных создать искомый цветовой тон при обжиге.
При цифровой печати искомый цветовой тон получается путём смешивания чернил, составляющих набор для печати на декорированной поверхности.
Поэтому каждый набор чернил должен обеспечивать диапазон цветов (так называемую гамму), который представляет более или менее большую часть колориметрического пространства: чем шире гамма, которая может быть обеспечена с данным набором чернил, тем больше количество цветовых оттенков может быть получено с помощью этого определённого набора.
Для получения достаточно широкой гаммы набор чернил обычно включает, среди прочего, чернила, способные давать цвет, близкий к жёлтому, после обжига окрашенной массы.
Чернила, используемые в устройствах цифровой печати, обычно состоят из органического растворителя или смеси органических растворителей, не смешивающихся с водой, и одного или нескольких тонкоизмельченных пигментов, диспергированных в растворителе. Эти чернила обычно используют для создания декорированных поверхностей на глазурованных материалах.
В качестве альтернативы для создания неглазурованных продуктов, окрашенных также внутри керамической массы, используются чернила на основе растворителей, в которых красящий компонент состоит из органических соединений хромофорных металлов, полностью растворимых в органическом растворителе. Хромофорные металлы вызывают развитие окраски во время обжига окрашенных продуктов.
Чернила, содержащие органические растворители, не смешивающиеся с водой, обычно известны в данной области техники как «чернила на основе растворителей».
Напротив, чернила, в которых растворителем является вода, необязательно в смеси с органическими растворителями, смешивающимися с водой, обычно называются «чернилами на водной основе».
Чернила на водной основе имеют неоспоримые преимущества по сравнению с чернилами на основе растворителей. Эти преимущества в основном связаны с улучшенными условиями безопасности и гигиены, поскольку растворители, используемые в чернилах на основе растворителей, обычно имеют довольно низкие температуры воспламенения и/или иногда представляют высокую опасность для здоровья. Другим преимуществом является снижение воздействия процесса декорирования на окружающую среду, в частности, за счёт выделения продуктов полного или частичного сгорания органического компонента чернил.
В области керамического декора с использованием традиционных технологий известно, что для получения жёлтого цвета можно использовать растворы на водной основе, содержащие растворимые соединения Cr в сочетании с растворимыми соединениями Sb и/или W и растворимыми соединениями Ti, указанные растворы после обжига могут приобретать жёлтый цвет на керамических материалах без добавок диоксида титана.
В EP 940379 описаны растворы для окрашивания, содержащие 2 - 6% масс. Ti, 3 - 12% масс. Sb и/или 4 - 14% масс. W и 0,2 - 2,5% масс. Cr.
US 6,114,054 описывает водные растворы для окрашивания керамики, содержащие 2,0% масс. Cr, 1,4% масс. Sb и 8,8% масс. Ti в виде титанат бис (лактат аммония) дигидроксида.
Однако описанные выше растворы для окрашивания нельзя использовать для цифровой печати на керамике, поскольку они не обладают химико-физическими характеристиками, необходимыми для использования в устройствах цифровой печати.
В WO 2009/077579 описан набор чернил для струйной печати на керамике, в котором жёлтый цвет достигается с помощью чернил (композиция C2), содержащих, помимо растворимого органического соединения хрома или никеля, в сочетании с органическим растворимым соединением вольфрама или сурьмы, а также органическое соединение титана. Указанные чернила обычно включают 0,5 - 7,0% масс. Ti в форме карбоксилата титана, предпочтительно титанат бис(аммоний лактат) дигидроксида. Описанный набор чернил используется в процессе цифровой печати на керамических материалах с добавкой диоксида титана.
Следовательно, одновременное присутствие хрома и титана, а также предпочтительно сурьмы в окрашенной части керамического материала является необходимым условием для создания жёлтого цвета во время обжига окрашенной массы.
Оттенок и насыщенность полученного жёлтого цвета в значительной степени зависят от количественного отношения хромофорных металлов в окрашенной части керамической массы. В частности, при равной концентрации хрома и, необязательно, сурьмы жёлтый оттенок тем насыщеннее и интенсивнее, чем больше концентрация титана в окрашенной части массы.
Поскольку, как показано в EP940379, добавление больших количеств диоксида титана в массу вызывает изменение оттенка, создаваемого другими хромофорными металлами, нанесёнными на массу с добавками, существует широкая потребность в красящих композициях на водной основе, в частности чернила на водной основе, содержащие высокие концентрации Ti.
В этом контексте настоящее изобретение направлено на создание композиции для окрашивания на водной основе, которая приобретает жёлтый цвет или близкий к жёлтому цвет во время обжига керамической массы.
Изобретение также направлено на предложение простого процесса декорирования необработанной керамической массы, с помощью которого можно получить жёлтый цвет или близкий к жёлтому цвет керамической массы после обжига.
Ещё одной целью изобретения является создание чернил на водной основе для струйной печати на необработанной керамической массе, которая приобретает жёлтый или близкий к жёлтому цвет во время обжига керамической массы и которые способны обеспечить достаточно широкую гамму при использовании в сочетании с дополнительными чернилами для струйной печати.
Кроме того, ещё одной целью изобретения является создание композиции для окрашивания керамики, в частности, чернил для струйной печати на керамике, которая проникает в необработанный керамический материал, что позволяет создавать полированные или глянцевые изделия после обжига, в частности, полированную или глянцевую плитку.
Краткое изложение существа изобретения
В первом аспекте изобретение относится к композиции для окрашивания, предпочтительно к чернилам для струйной печати, включающим:
(A) 3,0 - 15,0% масс. Ti в форме соединения титана, полученного/получаемого способом, включающим стадии:
(i) взаимодействие, по меньшей мере, одного алкоксида титана формулы Ti(OR1)4, где R1 представляет линейный или разветвлённый насыщенный алкильный радикал C1-C4, с водой и, необязательно, по меньшей мере, одним спиртом, с получением таким образом первой реакционной смеси;
(ii) добавление гликолевой кислоты к реакционной смеси стадии (i) в мольном отношении Ti : кислота, составляющем 1 : 0,8 – 1 : 2,0, с получением в результате второй реакционной смеси, включающей воду, спирт и, по меньшей мере, одно промежуточное соединение титана;
(iii) необязательно, но предпочтительно, по меньшей мере, частичное удаление воды и спирта из второй реакционной смеси;
(iv) добавление к смеси стадии (ii) или стадии (iii), по меньшей мере, одного соединения формулы N(R2)3, где группы R2, одинаковые или отличные друг от друга, независимо выбраны из группы, состоящей из H, -CO(NH2), линейных или разветвлённых C1-C4 алкильных радикалов, линейных или разветвлённых C1-C4 спиртов и их комбинаций, мольное отношение Ti : N(R2)3 составляет 1 : 0,20 – 1 : 1,50; и
(v) полное удаление спирта из смеси, полученной на стадии (iv);
(B) 0,2 - 2,5% масс. Cr и/или Ni в форме, по меньшей мере, одного водорастворимого органического соединения Cr и/или, по меньшей мере, одного водорастворимого органического соединения Ni;
(C) до 100% масс. растворителя, выбранного из группы, состоящей из воды, органических растворителей, смешивающихся с водой, и их смесей,
где количества (А), (В) и (С) относятся к общей массе композиции для окрашивания. Изобретение также относится к способу декорирования керамики, предпочтительно к процессу струйной печати на керамике, включающему стадии: (1) нанесение, предпочтительно посредством струйной печати, композиции для окрашивания на поверхность массы с добавками, включающей смесь необработанных керамических материалов, включающих общее количество диоксида титана, меньшее или равное 2,00% масс., для получения таким образом декорированной керамической массы;
(2) необязательно, но предпочтительно сушка декорированной керамической массы;
(3) обжиг декорированной и, необязательно, высушенной керамической массы в керамической печи при температуре 900 – 1300°C.
Подробное описание изобретения
В контексте настоящего описания и прилагаемой формулы изобретения проценты являются массовыми, если не указано иное.
В контексте настоящего описания и прилагаемой формулы изобретения «водорастворимое органическое соединение» относится к органическому соединению, которое при температуре 25° ± 2°C полностью растворимо в воде при указанной концентрации без присутствия какого-либо осадка в водном растворе.
В контексте настоящего описания и прилагаемой формулы изобретения «органический растворитель, смешивающийся с водой» означает органический растворитель, который при температуре 25° ± 2°C образует гомогенную смесь с водой.
В первом аспекте настоящее изобретение относится к композиции для окрашивания, предпочтительно чернилам для струйной печати, включающей:
(A) 3,0 - 15,0% масс., предпочтительно 8,0 - 15,0% масс., более предпочтительно 7,0 - 12,5% масс., Ti в форме соединения титана, полученного/получаемого способом, включающим:
(i) взаимодействие, по меньшей мере, одного алкоксида титана формулы Ti(OR1)4, где R1 представляет линейный или разветвлённый насыщенный алкильный радикал C1-C4, с водой и, необязательно, по меньшей мере, одним спиртом, с получением таким образом первой реакционной смеси;
(ii) добавление гликолевой кислоты к реакционной смеси стадии (i) с мольным отношением Ti : кислота, составляющем 1 : 0,8 – 1 : 2,0, с получением в результате второй реакционной смеси, включающей воду, спирт и, по меньшей мере, одно промежуточное соединение титана;
(iii) необязательно, но предпочтительно, по меньшей мере, частичное удаление воды и спирта из второй реакционной смеси;
(iv) добавление к смеси стадии (ii) или стадии (iii), по меньшей мере, одного соединения формулы N(R2)3, где группы R2, одинаковые или различающиеся друг от друга, независимо выбраны из группы состоящий из H, -CO(NH2), линейных или разветвлённых алкильных радикалов C1-C4, линейных или разветвлённых спиртов C1-C4 и их комбинаций в мольным отношении Ti : N(R2)3, составляющем 1 : 0,20 – 1 : 1,50; и
(v) полное удаление спирта из смеси, полученной на стадии (iv);
(B) 0,2 - 2,5% масс., предпочтительно 0,8 - 1,5% масс. Cr и/или Ni в форме, по меньшей мере, одного водорастворимого органического соединения Cr и/или, по меньшей мере, одного водорастворимого органического соединения Ni;
(C) до 100% масс. растворителя, выбранного из группы, состоящей из воды, органических растворителей, смешивающихся с водой, и их смесей,
где количества (A), (B) и (C) относятся к общей массе композиции для окрашивания.
На стадии (i) способа получения компонента (A) алкоксид титана может быть выбран из группы, состоящей из тетра-метоксида титана, тетраэтоксида титана, тетра-н-пропоксида титана, тетра-н-бутоксида титана, тетра-трет-бутоксида титана, тетраизопропоксида титана и их смеси. Преимущественно алкоксид титана может быть тетраизопропоксидом титана.
На стадии (i) алкоксид титана реагирует с водой и, необязательно, но предпочтительно, по меньшей мере, одним спиртом.
В одном осуществлении спирт может быть линейным или разветвлённым C1-C6 спиртом, более предпочтительно спирт может быть выбран из группы, состоящей из метанола, этанола, 1-пропанола, 2-пропанола, 1-бутанола, 2-метил-1-пропанола, 2-метил-2-пропанола и их смесей. Предпочтительно алкоксид титана взаимодействует со смесью, включающей воду и 2-пропанол.
При реакции алкоксида титана с водой и, необязательно, по меньшей мере, одним спиртом, низкокипящие спирты образуются как побочные продукты реакции.
Преимущественно спирт, необязательно добавляемый на стадии (i), может быть тем же спиртом, который образуется при гидролизе алкоксида титана. Например, когда используется изопропоксид титана, он предпочтительно может быть использован в смеси воды и изопропилового спирта.
На стадии (i) алкоксид титана, воду и, необязательно, по меньшей мере, один спирт можно смешивать вместе в любом порядке.
В предпочтительном осуществлении воду медленно добавляют при перемешивании к смеси алкоксида титана в спирте. Реакция сильно экзотермична. По окончании добавления воды наблюдается образование белого твёрдого вещества в виде суспензии.
На стадии (ii) гликолевая кислота в мольным отношении Ti : кислота 1 : 0,8 - 1 : 2,0, предпочтительно в мольном отношении 1 : 0,9 - 1 : 1,1, более предпочтительно в мольном отношении около 1 : 1. добавляется к реакционной смеси (суспензии) стадии (i).
Необязательно, но предпочтительно, в конце стадии (ii) способ может включать стадию (iii) удаления, предпочтительно дистилляции, части смеси, включающей воду и спирт.
Стадия (iii) осуществляется путём нагревания смеси, полученной на стадии (ii), до температуры кипения смеси спирт/вода, и эту стадию (iii) предпочтительно прерывают, когда отогнано, по меньшей мере, 70% масс. смеси спирт/вода.
Предпочтительно на стадии (iv), по меньшей мере, одно соединение формулы N(R2)3 выбрано из группы, состоящей из диэтиламина, диизопропиламина, триэтаноламина, моноэтаноламина, и их смеси могут быть добавлены к смеси стадии (ii) или стадии ( iii) предпочтительно это может быть моноэтаноламин в мольным отношении Ti : моноэтаноламин, указанном выше.
В одном осуществлении соединение формулы N(R2)3 может быть моноэтаноламином при мольном отношении Ti : моноэтаноламин составляющим 1 : 0,30 - 1 : 0,50.
На следующей стадии (v) спирт полностью удаляют из смеси, полученной на стадии (iv), предпочтительно дистилляцией смеси вода/спирт.
В конце процесса получают окрашенный раствор от светло-жёлтого до янтарного, включающий 12,0 - 19,0% масс. титана (элемента). Соединение титана можно очистить с использованием методик, известных в данной области техники, и использовать для приготовления композиции для окрашивания.
В предпочтительном осуществлении раствор, полученный в конце стадии (v), можно использовать как таковой при приготовлении композиции для окрашивания.
Получение соединения титана можно предпочтительно проводить в инертной среде, например в атмосфере азота, и в вакууме, предпочтительно при давлении, меньшем или равном 3,0 кПа, предпочтительно при давлении, меньшем или равном 0,3 кПа.
В одном осуществлении композиция для окрашивания может включать 8,0 - 15,0% масс., более предпочтительно 7,0 - 12,5% масс. титана в форме соединения титана, подробно описанного выше.
Компонент (В) композиции для окрашивания выбран из группы, состоящей из водорастворимых органических соединений Cr, водорастворимых органических соединений Ni и их смесей, предпочтительно, это, по меньшей мере, одно водорастворимое органическое соединение Cr.
В одном осуществлении водорастворимое органическое соединение Cr и/или водорастворимое органическое соединение Ni может быть выбрано из группы, состоящей из:
- аскорбата,
- ацетилацетоната,
- соединения Cr и/или Ni, по меньшей мере, с одной карбоновой кислотой формулы
R3-COOH
где R3 выбран из группы, состоящей из
(а) -Н;
(b) -COOH;
(c) радикала формулы -C(R4)3, в которой группы R4 одинаковы или отличаются друг от друга и независимо выбраны из:
(c.1) -H;
(c.2) группы формулы [1]
где X и Y одинаковы или отличаются друг от друга и независимо выбраны из -CH3, OH и COOH;
(c.3) -N(R5)2, где группы R5 одинаковы или отличаются друг от друга и независимо выбраны из H, линейных или разветвлённых C1-C4 насыщенных алкильных групп, необязательно замещённых, по меньшей мере, одним заместителем, выбранным из группы состоящий из -OH, -(CH2)n-COOH, где n представляет целое число 1 - 3, -(CH2)mN(H)2-k-(CHR6-COOH)k, где m представляет целое число 1 - 6, k равно 1 или 2, и R6 выбран из -H и -CH3, группы формулы [1], как описано выше, и их комбинаций;
(d) линейной или разветвлённой C1-C5 насыщенной или ненасыщенной алкильной группы, необязательно замещённой, по меньшей мере, одним заместителем, выбранным из группы, состоящей из -OH, -SH, -NH2, -COOR7, где R7 представляет H или линейную или разветвлённую C1-C4 насыщенную алифатическую группу и их комбинации;
(e) ароматической группы формулы [1], как описано выше; и
(f) их комбинаций; и
- их смесей.
Предпочтительно водорастворимые органические соединения Cr и/или Ni могут быть соединениями Cr и/или Ni , по меньшей мере, с одной карбоновой кислотой, выбранной из группы, состоящей из муравьиной кислоты, уксусной кислоты, пропионовой кислоты, бутановой кислоты, молочной кислоты, гликолевой кислоты, щавелевой кислоты, винной кислоты, лимонной кислоты, малеиновой кислоты, фумаровой кислоты, цитраконовой кислоты, глюконовой кислоты, тиогликолевой кислоты, глицина, адипиновой кислоты, 6-аминогексановой кислоты, аминоадипиновой кислоты, 4-аминобутановой кислоты, 2-амино-4 -гидроксибутановой кислоты, 2-аминобутановой кислоты, аспарагиновой кислоты, салициловой кислоты, нитрилотриуксусной кислоты, этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА), гидроксиэтилендиаминтриуксусной кислоты, 1,3-пропилендиаминтетрауксусной кислоты, метилглициндиуксусной кислоты, диэтилентриаминпентауксусной кислоты (ДТПА) и их комбинаций.
Упомянутые выше органические соединения Cr и/или Ni обычно доступны на рынке или их легко получить по реакции между соединением Cr и/или Ni, например, неорганической солью и соответствующей карбоновой кислотой.
Необязательно эти соединения Cr и/или Ni можно обработать, по меньшей мере, одним основным соединением, выбранным из аммиака, аминов, гидроксида натрия, гидроксида калия и их смесей, увеличивая их стабильность и/или растворимость в воде.
В одном осуществлении компонент (В) представляет ацетат хрома.
Композиция для окрашивания может включать 0,2 - 2,5% масс. Cr и/или Ni (в пересчёте на элемент), предпочтительно 0,8 - 1,5% масс.
Процентное содержание Cr и/или Ni ниже 0,2% масс. вызывает формирование жёлтой окраски недостаточной интенсивности. Концентрации Cr и/или Ni выше 2,5% приводят к тому, что оттенок цвета, полученный из композиции для окрашивания во время обжига, становится зелёным, в случае хрома, или бежевым, в случае никеля.
В одном осуществлении массовое отношение между Ti и Cr и/или Ni в композиции для окрашивания, предпочтительно отношение Ti : Cr, может составлять 20 : 1 до 2 : 1, предпочтительно 10 : 1 - 5 : 1.
В одном осуществлении компонент (C) представляет, по меньшей мере, один органический растворитель, смешивающийся с водой, выбранный из группы, состоящей из алканоламинов, полиспиртов, гликолей, простых эфиров, простых эфиров гликоля и их смесей, предпочтительно из группы, состоящей из моноэтаноламина, диэтаноламина, триэтаноламина, моноэтиленгликоля, диэтиленгликоля, триэтиленгликоля, монометилового эфира дипропиленгликоля, глицерина и их смесей.
В одном осуществлении компонент (C) может включать воду, предпочтительно деминерализованную воду и/или воду с содержанием хлоридов и/или сульфатов менее или равным 10 ч/млн и 10 - 40% масс., по меньшей мере, одного органического растворителя смешивающегося с водой, предпочтительно, по меньшей мере, одного органического растворителя, выбранного из группы, состоящей из моноэтаноламина, диэтаноламина, триэтаноламина, моноэтиленгликоля, диэтиленгликоля, триэтиленгликоля, монометилового эфира дипропиленгликоля, глицерина и их смесей, причём количество, по меньшей мере, одного органического растворителя относится к общей массе композиции для окрашивания.
В одном осуществлении компонент (C) состоит из компонентов, перечисленных выше.
Предпочтительно композиция для окрашивания является однофазной и поэтому не содержит органических растворителей, не смешивающихся с водой.
В одном осуществлении композиция для окрашивания может дополнительно включать в качестве компонента (D) 1,0 - 8,0% масс. W и/или Sb, предпочтительно 2,5 - 5,5% масс., в форме водорастворимого органического соединения W и/или водорастворимого органического соединения Sb, где количество компонента (D) относится к общей массе композиции для окрашивания.
В одном осуществлении композиция для окрашивания может включать Ti, Cr и Sb и/или W в следующих массовых отношениях:
-Ti : (Sb и/или W) составляет 5 : 1 – 1 : 1 и/или
-(Sb и/или W) : Cr составляет 4 : 1 – 1 : 1
Предпочтительно композиция для окрашивания может включать, по меньшей мере, одно органическое соединение Sb в количестве и в мольных отношениях, указанных выше. Композиции для окрашивания, включающие Sb, имеют более длительный срок хранения по сравнению с композициями для окрашивания, включающими W. Водорастворимые органические соединения Sb и/или водорастворимые органические соединения W могут быть предпочтительно выбраны из группы, состоящей из:
- аскорбата;
- ацетилацетоната;
- соединения, по меньшей мере, с одной карбоновой кислотой формулы R3-COOH, где R3 такой, как подробно описано выше; и
- их смесей.
Предпочтительно водорастворимые органические соединения Sb и/или W могут быть соединениями Sb и/или W, по меньшей мере, с одной карбоновой кислотой, выбранной из группы, состоящей из муравьиной кислоты, уксусной кислоты, пропионовой кислоты, бутановой кислоты, молочной кислоты, гликолевой кислоты, щавелевой кислоты, винной кислоты, лимонной кислоты, малеиновой кислоты, фумаровой кислоты, цитраконовой кислоты, глюконовой кислоты, тиогликолевой кислоты, глицина, адипиновой кислоты, 6-аминогексановой кислоты, аминоадипиновой кислоты, 4-аминобутановой кислоты, 2-амино-4 -гидроксибутановой кислоты, 2-аминобутановой кислоты, аспарагиновой кислоты, салициловой кислоты, нитрилотриуксусной кислоты, этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА), гидроксиэтилендиаминтриуксусной кислоты, 1,3-пропилендиаминтетрауксусной кислоты, метилглициндиуксусной кислоты, диэтилентриаминпентауксусной кислоты (ДТПА) и их комбинаций.
Необязательно, эти соединения можно обрабатывать, по меньшей мере, одним основным соединением, выбранным из аммиака, аминов, гидроксида натрия, гидроксида калия и их смесей, повышая их стабильность и/или растворимость в воде.
Водорастворимые органические соединения Sb и/или W обычно доступны на рынке или их легко получить реакцией в воде между соединением Sb и/или W, обычно неорганическим (например, триоксид сурьмы), и соответствующей карбоновой кислотой. В одном осуществлении компонент (D) представляет собой соль сурьмы и натрия винной кислоты. Присутствие компонента (D) в композиции для окрашивания вызывает изменение оттенка жёлтого цвета, полученного во время обжига декорированного материала, который меняется в сторону лимонного оттенка жёлтого.
Композиция для окрашивания может дополнительно включать количество, меньшее или равное 1,5% масс., по меньшей мере, одной функциональной добавки (Е), которая позволяет оптимизировать химико-физические характеристики композиции, при этом количество добавки относится к общей массе композиции для окрашивания. Предпочтительно, по меньшей мере, одна добавка может быть выбрана из группы, состоящей из регуляторов pH, поверхностно-активных веществ, модификаторов вязкости, загустителей, консервантов, диспергирующих агентов, пеногасителей и их смесей. В предпочтительном осуществлении композиция для окрашивания, в частности, чернила для струйной печати, могут включать количество, меньшее или равное 1,5% масс., предпочтительно 0,01 - 1,5% масс., более предпочтительно 0,1 - 1,0% масс., по меньшей мере, одного поверхностно-активного вещества (E), предпочтительно, по меньшей мере, одного неионогенного поверхностно-активного вещества. Более предпочтительно, неионогенное поверхностно-активное вещество может представлять, по меньшей мере, один этоксилированный спирт, даже более предпочтительно один этоксилированный спирт со степенью этоксилирования 5 - 9.
В предпочтительном осуществлении композиция для окрашивания может быть чернилами для струйной печати, имеющими, по меньшей мере, одно из следующих свойств, предпочтительно оба:
- вязкость при температуре печати составляет 3,0 - 20,0 мПа·с, предпочтительно 4,0 - 15,0 мПа·с; и/или
- поверхностное натяжение при температуре печати составляет 20 - 40 мН/м, предпочтительно 25 - 30 мН/м.
Вязкость чернил может варьироваться в зависимости от типа головок, используемых для печати.
В одном осуществлении температура печати предпочтительно может составлять около 30°C и соответствует температуре, при которой измеряются вязкость и/или поверхностное натяжение.
В следующем аспекте изобретение относится к способу декорирования керамики, предпочтительно для струйной печати на керамике, включающему стадии:
(1) нанесение, предпочтительно струйной печатью, композиции для окрашивания, как подробно описано выше, на поверхность массы с добавками, включающей смесь керамических исходных материалов, включающую общее количество диоксида титана, менее или равное 2,00% масс., с получением декорированной керамической массы;
(2) необязательно, но предпочтительно сушка декорированной керамической массы;
(3) обжиг декорированной и необязательно высушенной керамической массы в керамической печи при температуре 900 - 1300°C.
Масса стадии (1) предпочтительно включает общее количество около 0,05 - 1,50% масс., более предпочтительно около 0,05 - 0,70% масс., ещё более предпочтительно около 0,10 - 0,30% масс. диоксида титана, причём количество диоксида титана относится к общему сухому весу смеси, включая добавки.
Керамическое сырье, естественно, будет включать диоксид титана в количестве, меньшем или равном около 0,50% масс.
В одном осуществлении стадия (1) может включать добавление к смеси керамического сырья в количестве, меньшем или равном 1,50% масс., предпочтительно 0,05 - 1,50% масс., более предпочтительно 0,05 - 0,70% масс., ещё более предпочтительно 0,10 - 0,30% масс. диоксида титана в форме рутила и/или анатаза, предпочтительно рутила.
В состав смеси керамического сырья входят материалы природного происхождения, относящиеся к категориям глинистых, флюсовых и инертных материалов. Глинистые материалы, такие как глины и каолин, с добавлением воды образуют пластичную массу, которая позволяет сохранять форму полуобработанного керамического материала. Инертные материалы, такие как песок на основе кварца, служат для придания массе структуры во время обжига. Флюсовые материалы, такие как полевой шпат, способствуют образованию стекловидных фаз, необходимых для спекания сырья во время обжига. В зависимости от типа керамического материала, который должен быть получен, соотношение между этими компонентами может варьироваться способом, известным специалистам в данной области техники.
В одном осуществлении стадия (1) может включать нанесение, предпочтительно струйной печатью композиции для окрашивания, описанной выше, на поверхность необработанной массы с добавками, включающей смесь керамических исходных материалов, включающую:
- общее количество, меньшее или равное 2,00% масс., предпочтительно около 0,05 - 1,50% масс., более предпочтительно около 0,05 - 0,70% масс., ещё более предпочтительно около 0,10 - 0,30% масс. диоксида титана; и
- около 0,10 - 2,00% масс., предпочтительно около 0,20 - 1,00% масс. Sb2O3,
где количество диоксида титана и оксида сурьмы относится к общей сухой массе смеси, включающей добавки.
Смесь керамического сырья, включающая TiO2 и, необязательно, Sb2O3, может образовывать всю массу необработанной массы с добавками или, предпочтительно, может присутствовать только на декорируемой поверхности.
В одном осуществлении стадия (1) может включать:
(1.1) смешивание указанного выше количества TiO2 и необязательно Sb2О3 с керамическим сырьём в любом порядке с получением смеси с добавками;
(1.2) необязательно, но предпочтительно распыление смеси с добавками для получения распылённой массы с добавками;
(1.3) формование, предпочтительно прессование, смеси с добавками или распылённой массы с добавками с получением сырой массы с добавками;
(1.4) нанесение, предпочтительно струйной печатью, композиции для окрашивания на поверхность необработанной (сырьевой) массы с добавками.
Диоксид титана и, необязательно, триоксид сурьмы могут быть смешаны с керамическим сырьём перед всем циклом обработки, то есть с сухим керамическим сырьём перед измельчением.
В качестве альтернативы диоксид титана и, необязательно, триоксид сурьмы могут быть суспендированы в воде и добавлены к водной суспензии керамического сырья (шликера) на выходе из мельницы.
Во время формования смесь с добавками или распылённая масса с добавками может образовывать всю керамическую массу (всё тело). В качестве альтернативы, слой, включающий смесь добавок или распылённую массу с добавками, может быть расположен поверх слоя керамической массы-сырца, включающей смесь керамических сырьевых материалов без добавок (двойная загрузка).
Эти способы формования можно преимущественно использовать для изготовления, по существу, плоских керамических изделий, например плиток, которые можно сглаживать после обжига.
Декорируемая поверхность толщиной 0,1 - 2,0 мм удаляется при шлифовке специальными кругами. Гладкую поверхность можно отполировать до зеркального эффекта.
В другом осуществлении стадия (1) может включать:
(1.a) нанесение водной суспензии (шликера) на поверхность необработанной керамической массы (сырец), водная суспензия включает:
- 50,0 - 70,0% масс. смеси керамического сырья, включающего общее количество, меньшее или равное 2,00% масс., предпочтительно составляющее около 0,05 - 1,50% масс., более предпочтительно около 0,05 - 0,70% масс., даже более предпочтительно около 0,10 - 0,30% масс. TiO2 и, необязательно, около 0,10 - 2,00% масс., предпочтительно около 0,20 - 1,00% масс. Sb2O3, где количество TiO2 и Sb2O3 относится к общей сухой массе смеси, включая добавки; и
- 30,0 - 50,0% масс. воды,
тем самым получают необработанную (сырьевую) массу с добавками; и
(1.b) нанесение, предпочтительно струйной печатью, композиции для окрашивания на поверхность необработанной массы с добавками.
Водная суспензия может быть нанесена на поверхность сырца с помощью способов и оборудования, которые сами по себе известны в данной области техники, например, путём распыления, обычно в вакуумных камерах; путём нанесения равномерного слоя суспензии с помощью системы Vela® компании Eurotecnica - Ceramic Engineering Division (Sassuolo, MO) или колокольной системы. Водную суспензию можно наносить в количестве около 300 - 1400 г/м2, предпочтительно около 400 - 900 г/м2.
Шликер может также включать суспендирующие и/или разжижающие агенты для поддержания стабильности суспензии. Тип и количество суспендирующих и/или разжижающих агентов известны сами по себе специалистам в данной области техники.
Этот вариант процесса пригоден для создания керамических изделий, которые после обжига не подвергаются последующей обработке поверхности, или для создания по существу плоских керамических изделий, которые после обжига притираются, т.е. изделий, декорированная поверхность которых подвергается шлифованию кругом, удаляя толщину поверхности около 10 - 200 мкм.
В осуществлениях, описанных выше, композиция для окрашивания наносится на необработанную (сырьевую) массу с добавками.
В другом осуществлении композиция для окрашивания может быть нанесена на массу с добавками, частично обожжённую при температуре около 950 - 980°C (бисквит).
Частично обожжённая масса с добавками может преимущественно иметь остаточную пористость около 12-18%. Масса с добавками может быть приготовлена согласно одному осуществлению, подробно описанному выше.
В одном осуществлении стадия (1) может включать нанесение композиции для окрашивания с использованием традиционных способов декорирования керамики, предпочтительно выбранных из плоской трафаретной печати и/или ротационной трафаретной печати с гравированными валиками (Rotocolor®). В этом осуществлении композиция для окрашивания может быть нанесена в количестве около 20 - 300 г композиции для окрашивания на м2 окрашенной поверхности, предпочтительно около 30 - 100 г/м2.
В качестве альтернативы и предпочтительно композиция для окрашивания может быть чернилами для цифровой печати, а стадия (1) может включать струйную печать композиции для окрашивания (чернил) в количестве, предпочтительно составляющем около 2 - 80 г чернил на м2 окрашенной поверхности, предпочтительно около 5 - 60 г/м2, даже более предпочтительно около 10 - 40 г/м2.
Чтобы получить оптимальный хроматический выход чернил, температура массы с добавками во время печати может преимущественно быть меньше или равной 50°C, более предпочтительно меньше или равной 35°C.
В одном осуществлении стадия (1) может дополнительно включать, по меньшей мере, одну стадию (i) нанесения на поверхность сырьевой массы с добавками раствора, включающего воду и/или, по меньшей мере, одну соль, выбранную из группы, состоящей из солей натрия и/или аммония линейных или разветвлённых C2-C6 насыщенных или ненасыщенных моно- или поликарбоновых кислот, необязательно замещённых, по меньшей мере, одной группой, выбранной из -OH, -SH, -N(R8)2, где группы R8 одинаковые или отличающиеся друг от друга, независимо выбраны из H, линейных или разветвлённых C1-C4 насыщенных алкильных групп, необязательно замещённых, по меньшей мере, одним заместителем, выбранным из группы, состоящей из -OH, -(CH2)n-COOH, где n представляет собой целое число 1 - 3 , -(CH2)mN(H)2-k-(CHR9-COOH)k, где m представляет собой целое число 1 - 6, k равно 1 или 2, и R9 выбран из -H и -CH3 и их смесей.
Предпочтительно соль может быть выбрана из солей натрия и/или аммония кислоты, выбранной из группы, состоящей из лимонной кислоты, этилендиаминтетрауксусной кислоты, молочной кислоты, гликолевой кислоты, уксусной кислоты и их смесей.
Раствор стадии (i) может быть нанесён на поверхность сырьевой массы с добавками с использованием плоской трафаретной печати, трафаретной печати гравированным валиком, струйной печати, распыления или их комбинаций.
Стадия (i) может быть проведена до и/или после, предпочтительно после стадии нанесения композиции для окрашивания.
В одном осуществлении стадия (i) может быть выполнена после стадии (1.3) и перед стадией (1.4) предварительной обработки путём нанесения количества, меньшего или равного 100 г/м2, предпочтительно путём нанесения 50 - 100 г/м2, и/или после стадии (1.4), последующей обработки, путём нанесения раствора в количестве около 100 - 400 г/м2.
В другом осуществлении стадия (i) может быть проведена между стадией (1.a) и стадией (1.b), предварительной обработки, путём нанесения количества, меньшего или равного 50 г/м2, предпочтительно путём нанесения около 10 - 50 г/м2 раствора и/или после стадии (1.b), последующей обработки, путём нанесения количества, меньшего или равного 200 г/м2, предпочтительно путём нанесения около 50 - 200 г/м2 раствора.
Наличие, по меньшей мере, одной стадии (i) способствует равномерному проникновению композиции для окрашивания внутрь сырьевой массы с добавками.
На стадии (3) декорированную керамическую массу обжигают, предпочтительно в роликовой печи, при температуре 900 - 1300°C. Цикл обжига зависит от типа изготавливаемого керамического материала. Обычно цикл обжига керамической массы с добавками может незначительно отличаться от цикла обжига той же массы без добавок, в частности, в отношении максимальной температуры обжига. Максимальная температура обжига керамической массы с добавками обычно находится в диапазоне около ± 20°C по отношению к максимальной температуре обжига той же керамической массы без добавок («стандартный» цикл обжига). Специалист, основываясь на своих знаниях в данной области техники, может внести необходимые изменения в «стандартный» цикл обжига керамической массы, чтобы сделать его адаптированным к обжигу керамической массы с добавками.
Соединение титана, как описано выше, особенно пригодно для создания композиции для окрашивания на водной основе, в частности чернил для струйной печати, с высокой концентрацией титана в сочетании с подходящей вязкостью для печати с помощью струйных печатающих устройств в настоящее время присутствует на рынке.
Таким образом, в следующем аспекте изобретение относится к применению соединения титана, как описано выше, для приготовления композиции для окрашивания для декорирования керамической массы, предпочтительно для приготовления чернил для струйной печати на керамической массе.
Во время обжига керамической массы композиция для окрашивания приобретает насыщенный жёлтый цвет или близкий к жёлтому. Окрашивание особенно интенсивное благодаря высокой концентрации титана в композиции.
Кроме того, чернила для струйной печати имеют преимущества с точки зрения безопасности и гигиены при работе, а также меньшее воздействие на окружающую среду по сравнению с чернилами для струйной печати, включающими титан, которые полностью основаны на растворителях.
Также было установлено, что благодаря хроматическому восприятию чернил можно получить не только жёлтую или близкую к жёлтой окраску печатью на керамической массе, но и широкую гамму, когда чернила используются в сочетании с дополнительными чернилами для струйной печати, известными в данной области техники и используемыми для печати в три или четыре цвета.
Таким образом, в следующем аспекте изобретение относится к набору чернил для струйной печати на керамической массе, включающему:
(I1) чернила, как описано выше;
(I2) чернила, включающие, по меньшей мере, одно водорастворимое органическое соединение Со и растворитель, выбранный из воды, органического растворителя, смешивающегося с водой, и их смесей; и
(I3) чернила, включающие, по меньшей мере, одно водорастворимое органическое соединение Au или, по меньшей мере, одно водорастворимое органическое соединение Fe и растворитель, выбранный из воды, органического растворителя, смешивающегося с водой, и их смесей; и необязательно
(I4) чернила, включающие, по меньшей мере, одно водорастворимое органическое соединение Ru или, по меньшей мере, одно водорастворимое органическое соединение Fe и, по меньшей мере, одно водорастворимое органическое соединение Co, и растворитель, выбранный из воды, органического растворителя полностью смешивающегося с водой и их смесей.
В первом осуществлении набор чернил может быть первым набором чернил для струйной печати на керамической массе, причём набор включает:
(I1) чернила согласно настоящему раскрытию, как подробно описано выше;
(I2) чернила, включающие, по меньшей мере, одно водорастворимое органическое соединение кобальта и растворитель, выбранный из воды, органического растворителя, полностью смешивающегося с водой, и их смесей; и
(I3) чернила, включающие, по меньшей мере, одно водорастворимое органическое соединение золота и растворитель, выбранный из воды, органического растворителя, полностью смешивающегося с водой, и их смесей.
Чернила (I2) могут включать, по меньшей мере, одно водорастворимое органическое соединение Со, предпочтительно выбранное из группы, состоящей из:
- аскорбата;
- ацетилацетоната;
- соединений с одной карбоновой кислотой формулы R3-COOH, где R3 имеет то же значение, что подробно описано выше; и
- их смесей,
необязательно обработанные, по меньшей мере, одним основным соединением, выбранным из аммиака, аминов, гидроксида натрия, гидроксида калия и их смесей.
Предпочтительно чернила (I2) могут включать комплекс кобальта с EDTA, стабилизированный аммиаком. Чернила (I2) могут включать 0,3 - 7,0% масс. кобальта, предпочтительно 0,5 - 5,0% масс.
Чернила (I3) предпочтительно включают одно водорастворимое органическое соединение Au, выбранное из группы соединений формулы Au-S-R10, где R10 выбран из:
(i.i) линейной или разветвлённой C1-C4 насыщенной алкильной группы, необязательно замещённой одной или несколькими группами, выбранными из -COOH, -N(H)2-k-(COCH3)k, где k представляет собой целое число 0 - 2; и
(i.ii) радикала формулы -CHR9-CO-NH-(CH2)m-COOH, где R9 выбран из H и линейной или разветвлённой C1-C3 насыщенной алкильной группы, и m представляет собой целое число 0 - 2.
Предпочтительно чернила (I3) включают N-ацетилцистеинат золота. Указанные выше соединения Au описаны в EP1105358. Чернила (I3) могут предпочтительно включать 0,1 - 2,0% масс. Au.
Необязательно, набор чернил может дополнительно включать чернила (I4), включающие, по меньшей мере, одно водорастворимое органическое соединение рутения и растворитель, выбранный из воды, органического растворителя, полностью смешивающегося с водой, и их смесей.
Чернила (I4) могут включать, по меньшей мере, одно водорастворимое органическое соединение Ru, выбранное из группы, состоящей из соединений рутения с карбоновыми кислотами формулы R3-COOH, где R3 имеет то же значение, что подробно описано выше, и их смесей, необязательно обработанное, по меньшей мере, одним основным соединением, выбранным из аммиака, аминов, гидроксида натрия, гидроксида калия и их смесей.
Предпочтительно чернила (I4) могут включать гликолят рутения, стабилизированный аммиаком, и/или цитрат рутения, стабилизированный аммиаком, и/или комплекс рутения с ЭДТА, стабилизированный аммиаком.
Чернила (I4) могут предпочтительно включать 1,0 - 10,0% масс. Ru, предпочтительно 0,5 - 6,0% масс.
Этот первый набор чернил наносится струйной печатью на сырьевую массу с добавками в соответствии с описанным выше процессом.
Этот первый набор чернил позволяет получить очень широкую и, следовательно, удовлетворительную гамму для рынка. Однако чернила (I3) и (I4) включают драгоценные металлы, которые обычно имеют довольно высокую стоимость.
По этой причине заявитель разработал второй набор чернил для струйной печати на керамической массе, включающий:
(I1) чернила согласно настоящему изобретению, как описано выше;
(I2) чернила, включающие, по меньшей мере, одно водорастворимое органическое соединение кобальта и растворитель, выбранный из воды, органического растворителя, полностью смешивающегося с водой, и их смесей; и
(I5) чернила, включающие, по меньшей мере, одно водорастворимое органическое соединение железа и растворитель, выбранный из воды, органического растворителя, полностью смешивающегося с водой, и их смесей.
Кроме того, этот дополнительный набор чернил может необязательно включать чернила (I6), включающие, по меньшей мере, одно водорастворимое органическое соединение железа и, по меньшей мере одно водорастворимое органическое соединение кобальта и растворитель, выбранный из воды, органического растворителя, полностью смешивающегося с водой и их смесей.
Соединение кобальта чернил (I6) может быть тем же соединением кобальта, что и чернил (I2), описанных выше.
Чернила (I5) и/или чернила (I6) могут включать, по меньшей мере, одно водорастворимое органическое соединение Fe, предпочтительно выбранное из группы, состоящей из:
- аскорбата;
- ацетилацетоната;
- соединения с одной карбоновой кислотой формулы R3-COOH, где R3 имеет такое же значение, как описано выше; и
- их смесей,
необязательно обработанное, по меньшей мере, одним основным соединением, выбранным из аммиака, аминов, гидроксида натрия, гидроксида калия и их смесей.
Предпочтительно чернила (I5) и/или чернила (I6) могут включать цитрат железа аммония и/или комплекс ЭДТА с железом, стабилизированный аммиаком.
Чернила (I5) могут включать 2,0 - 13,0% масс., предпочтительно 4,0 - 11,0% масс. железа. Чернила (I6) могут включать 0,5 - 7,0% масс. кобальта и 0,5 - 7,0% масс. железа.
Полностью смешивающиеся с водой органические растворители, используемые при приготовлении чернил (I2) - (I6), выбирают из растворителей, включённых в компонент (C) композиции для окрашивания, подробно описанной выше.
Чернила (I2) - (I6) могут дополнительно включать небольшие следы солей и/или водорастворимых органических комплексов дополнительных хромофорных металлов, которые, как известно в данной области техники, слегка изменяют хроматическое восприятие хромофорных металлов.
Второй набор чернил можно использовать в процессе струйной печати, как описано выше, в котором сырьевая масса с добавками включает смесь керамического сырья, включающую:
- общее количество, меньшее или равное 2,00% масс., предпочтительно около 0,05 - 1,50% масс., более предпочтительно около 0,05 - 0,70% масс., ещё более предпочтительно около 0,10 - 0,30% масс. диоксида титана;
- аморфный диоксид кремния в количестве около 0,50 - 10,00% масс., предпочтительно около 2,00 - 7,00% масс.; и необязательно
- около 0,10 - 2,00% масс., предпочтительно около 0,20 - 1,00% масс. Sb2O3,
где количество диоксида титана, аморфного диоксида кремния и оксида сурьмы относится к общей массе сухой смеси, включающей добавки.
Аморфный диоксид кремния выбирается из осаждённого диоксида кремния, силикагеля и их смесей и характеризуется площадью активной поверхности S ≥ 100 м2/г, при этом указанная площадь активной поверхности определяется формулой
S = A × Gr, где
Gr представляет фракцию зёрен размером 5 - 60 мкм для осаждённого диоксида кремния и 1 - 60 мкм для силикагеля; и
A представляет площадь поверхности диоксида кремния в м2/г, измеренную методом БЭТ. Размер зерна диоксида кремния соответствует размеру зерна, который получают с помощью гранулометра с лазерным дифракционным детектором, как предусмотрено стандартом ISO 13320 - 1 (1999), оборудованного пробоотборником для влажных проб. Образцы диоксида кремния обычно обрабатывают перед анализом (например, перемешиванием, обработкой ультразвуком или добавлением поверхностно-активных веществ), чтобы получить стабильную дисперсию частиц в растворителе, используемом для определения (обычно в воде). Эти обработки разрушают лабильные третичные структуры (агрегаты), и измеренный размер зерна соответствует размеру стабильных вторичных частиц (агломератов). Дополнительные характеристики аморфного диоксида кремния, адаптированного к осуществлению способа, подробно описаны в WO2005/063650, содержание которой включено в описание ссылкой. Когда аморфный диоксид кремния смешивается с керамическим сырьём перед измельчением, аморфный диоксид кремния может иметь исходный размер зерна более 60 мкм и активную площадь поверхности менее 100 м2/г. Когда аморфный диоксид кремния добавляют к керамическому сырью после процесса измельчения, аморфный диоксид кремния предпочтительно имеет начальный размер зерна около 5 - 60 мкм для осаждённого диоксида кремния и около 1-60 мкм для силикагеля.
Следующие ниже примеры представлены только для иллюстративных целей и никоим образом не предназначены для ограничения объёма настоящего раскрытия.
Примеры
Следующие процессы используют для определения свойств, указанных во всем описании и в прилагаемой формуле изобретения.
Вязкость: вязкость измеряют с помощью реометра CS10 Bohlin (Malvern) в цилиндрической конфигурации из титана/нержавеющей стали Bob-cup C25 DIN 53019; эталон калибровочноемасло Reotek PSL с вязкостью при 40°C = 14,23 сП. Перед выполнением измерения калибровка прибора проверяется эталоном с известной вязкостью и при стандартной температуре. Поправочный коэффициент «f», применяемый к аналитическим данным вязкости, определяется в соответствии со следующим уравнением: f = visc.TS/visc.MS где visc.TS представляет вязкость эталона, а visc.MS вязкость анализируемого образца.
Конечный ход инструмента составляет 0,150 мм. В реометр загружают 20 мл анализируемого раствора. Образец термостатируется при температуре, при которой проводится измерение (± 0,1°C). Когда достигается тепловое равновесие, выполняется предварительный сдвиг со скоростью 300 1/с продолжительностью 30 с, после чего следует время отдыха 10 с. Измерение выполняется путём сбора данных вязкости со сдвигом 50 1/с в течение 300 с регистрируя 1 измерение/с. Измерение повторяют 2 раза. Для каждого образца значение вязкости определяется как среднее значение последних 6 данных второго измерения, умноженное на поправочный коэффициент «f».
Поверхностное натяжение: поверхностное натяжение образцов измеряют с помощью тензиометра давления пузырьков Sinterface BPA-1S, снабжённого капилляром из нержавеющей стали Cod. 26O14 (Sinterface), имеющим следующие характеристики: радиус = 0,130 мм; калибровочный коэффициент = 0,794; объём эталонного пузырька = 6,40; эталонное мертвое время = 48 мс; глубина погружения = 5 мм. После выполнения процедуры автокалибровки прибора образцы для анализа помещают в термостатированный при 20°C стакан, в который погружен капилляр. Значения вязкости (выраженные в сСт) и значения плотности (выраженные в г/см3), относящиеся к анализируемому образцу, вводят в прибор. Измерение поверхностного натяжения выполняют в диапазоне времён жизни поверхности 0,01 - 30 с при времени измерения 30 мин. Данные при 1 с (1 Гц) используют в качестве значения поверхностного натяжения.
Плотность: измерение плотности выполняют с помощью портативного плотномера Densito DMA 35N Anton Paar, термостатирующего образец при 25°C. Каждый образец анализируется трижды, принимая среднее из трёх значений в качестве значения плотности.
Лабораторное оборудование: спектрофотометр i1Basic Pro 2, продаваемый X-Rite Inc.
Остаточная пористость: регистрируют массу образца обожжённого керамического материала, погружают образец в горячую воду, доводят до кипения и выдерживают образец в кипящей воде около 10 минут. Достают образец из воды, высушивают снаружи и регистрируют массу. Остаточная пористость выражается как процент увеличения массы образца относительно исходной массы.
Пример 1
К раствору, полученному смешиванием 2117,0 г тетраизопропилтитаната (7,4 моль) с 402,2 г изопропанола, медленно добавляют при перемешивании 1211,2 г деминерализованной воды (экзотермическая реакция). К образовавшейся белой суспензии добавляют 807,0 г 70% гликолевой кислоты (7,4 моль). Затем температуру реакционной смеси повышают до 80 - 90°C при отгонке смеси изопропанол/вода. Дистилляцию прерывают после сбора 2098,0 г дистиллята, имеющего плотность 0,83 г/см3, для быстрого добавления 224,7 г моноэтаноламина (2,6 моль) к реакционной смеси при перемешивании. Отгонку возобновляют и продолжают до получения дистиллята плотностью 1,00 г/см3. В конце дистилляции реакционная смесь представляет собой водный раствор светло-жёлтого цвета, содержащий 18,1% Ti.
Раствор с 10% масс. Ti получают разбавлением водой раствора, полученного в конце реакции.
Примеры 2 и 3
Используя способ примера 1, соединения Ti получают изменением отношения между Ti и гликолевой кислотой, сохраняя постоянным отношение Ti : моноэтаноламин. Количество используемых реагентов указано в таблице 1.
Растворы с 10% масс. Ti получают разбавлением водой растворов, полученных в конце реакции.
Таблица 1
| Пример 1 (rx1) |
Пример 2 (rx15) |
Пример 3 (rx16) |
||
| TIPT | моли | 7,4 | 1,242 | 1,242 |
| Изопропанол | г | 402,2 | 70,0 | 61,95 |
| Вода | г | 1211,2 | 201,8 | 203,9 |
| Гликолевая кислота | моли | 7,4 | 1,863 | 2,2515 |
| Ti : кислота мольное отношение | 1 :1 | 1 : 1,5 | 1 : 2,0 | |
| моноэтаноламин | моли | 2,6 | 0,416 | 0,416 |
| Ti : амин мольное отношение | 1 : 0,334 | 1 : 0,335 | 1 : 0,335 | |
| Масса конечного раствора | г | / | 340,31 | 492,1 |
| Конц. Ti | % масс. | 18,1 | 17,5 | 12,1 |
| Вязкость раствора при 10% масс. Ti | мПа.с | 2,5 | 4,1 | 6,8 |
Примеры 4 и 5
Используя тот же процесс получения соединения Ti примера 1, соединения титана с гликолевой кислотой и триэтаноламином получают с отношениями, показанными в таблице 2.
Растворы с 10% масс. Ti получают разбавлением водой растворов, полученных в конце реакции.
Таблица 2
| Пример 4 (rx13) |
Пример 5 (rx14) |
||
| TIPT | моли | 1,242 | 1,242 |
| Изопропанол | г | 68,0 | 68,0 |
| Вода | г | 201,8 | 201,8 |
| Гликолевая кислота | моли | 1,242 | 2,514 |
| Ti :кислота мольное отношение | 1 :1,0 | 1 :2,0 | |
| Моноэтаноламин | моли | 0,415 | 0,415 |
| Ti :амин мольное отношение | 1 : 0,334 | 1 : 0,334 | |
| Масса конечного раствора | г | 392,5 | 428,6 |
| Конц. Ti | % масс. | 15,0 | 13,8 |
| Вязкость раствора при10% масс. Ti | мПа.с | 3,5 | 27 |
Примеры 6-8
Используя способ примера 1, соединения титана с гликолевой кислотой и моноэтаноламином готовят с отношениями, показанными в таблице 3. Раствор с 10% масс. Ti получают разбавлением водой раствора, полученного в конце реакции.
Таблица 3
| Пример 6 (rx40) |
Пример 7 (rx39) |
Пример 8 (rx3) |
||
| TIPT | моли | 2,730 | 2,730 | 2,733 |
| Изопропанол | г | 169,3 | 169,3 | 149,5 |
| Вода | г | 444,2 | 444,2 | 444,2 |
| Гликолевая кислота | моли | 2,766 | 2,766 | 2,766 |
| Ti :кислота мольное отношение | 1 : 1,0 | 1 : 1,0 | 1 : 1,0 | |
| моноэтаноламин | моли | 1,106 | 1,546 | 2,301 |
| Ti :амин мольное отношение | 1 : 0,40 | 1 : 0,60 | 1 : 0,8 | |
| Масса конечного раствора | г | 725,6 | 735,8 | 688,6 |
| Конц. Ti | % масс. | 18,0 | 18,1 | 18,1 |
| Вязкость раствора при10% масс. Ti | мПа.с | / | / | 3,5 |
Пример 9
Используя процесс примера 1, соединение титана с гликолевой кислотой и диэтиламином готовят с отношениями, показанными в таблице 4
Таблица 4
| Пример 9 (rx31) |
||
| TIPT | моли | 2,730 |
| Изопропанол | г | 157,5 |
| Вода | г | 447,2 |
| Гликолевая кислота | моли | 2,766 |
| Ti :кислота мольное отношение | 1 : 1,0 | |
| Диэтиламин | моли | 1,911 |
| Ti :амин мольное отношение | 1 : 0,7 | |
| Масса конечного раствора | г | 730,9 |
| Конц. Ti | % масс. | 17,8 |
Примеры 10 - 17
В реактор ёмкостью 100 литров с инертной атмосферой за счёт присутствия азота загружают 24 кг тетраизопропилтитаната и 4,7 кг изопропилового спирта. К раствору медленно добавляют 13,8 кг деминерализованной воды. Реакция сильно экзотермична. После полного добавления воды добавляют 9,4 кг гликолевой кислоты с концентрацией 70% масс. Температуру реакционной смеси доводят до 90°C и отгоняют около 21,3 кг смеси изопропанол/вода.
Реакционную смесь охлаждают до около 65°C с помощью теплообменника и медленно добавляют 2,7 кг моноэтаноламина с концентрацией 90% масс. Реакция слегка экзотермическая. Реакционную смесь снова доводят до около 90°C и смесь изопропанол/вода снова отгоняют. Отгонку прерывают, когда плотность дистиллята становится равной 1 г/см3.
В конце дистилляции получают раствор интенсивно-жёлтого цвета с содержанием Ti 20,9% масс.
Раствор используют для приготовления чернил примеров 10 - 18, включающих помимо соединения титана также ацетат хрома, необязательно тартрат сурьмы и натрия, а также подходящие растворители. Все чернила также содержат 0,5% масс. этоксилированного спирта со степенью этоксилирования 7 в качестве поверхностно-активного вещества. Состав чернил приведён в таблице 5.
Печать чернилами выполняют с помощью струйного графопостроителя на плитке, полученной из сырой керамической массы для керамогранита, на которую 750 г/м2 композиции, включающей 67% масс. смеси керамического сырья, включающего 5% масс. силикагеля, 0,5% масс. Sb2O3 и 0,1% масс. рутила TiO2 наносят поливом (vela).
Керамическую массу обжигают при 1215°C (Tмакс) с циклом обжига керамогранита продолжительностью около 55 минут.
Значения Lab относятся к плотности печати 50%, то есть к печати ряда цветных точек, которые позволяют покрыть 50% поверхности, и измеряются на необработанной плитке (поверхность, не обработанная после обжига).
Таблица 5 (продолжение)
| Ti % масс. |
Cr % масс. |
Sb % масс. |
Вязкость (30°C) сП |
|
| Пример 10 (соед.B1) |
11,7 | 1,5 | \ | 12,9 |
| Моноэтиленгликоль 15% масс. | ||||
| Глицерин 1% масс. | ||||
| DPM(*) 5% масс. | ||||
| Пример 11 (соед.B1/2) |
12,9 | 1,5 | \ | 17,0 |
| Диэтиленгликоль 18% масс. | ||||
| DPM 5,4% масс. | ||||
| Пример 12 (соед.B1/3) |
12,9 | 1,5 | \ | 16,3 |
| Моноэтиленгликоль 18 % масс. | ||||
| DPM 5,4% масс. | ||||
| Пример 13 (соед.B1/5) |
9,4 | 1,5 | 3,1 | 19,2 |
| Диэтиленгликоль 10,5 % масс. | ||||
| DPM 5 % масс. | ||||
| Пример 14 (соед.B1/13) |
10,7 | 1,3 | \ | 9,8 |
| Моноэтиленгликоль 26 % масс. | ||||
| DPM 5 % масс. | ||||
Таблица 5 (продолжение)
| Ti % масс. |
Cr % масс. |
Sb % масс. |
Вязкость (30°C) сП |
|
| Пример 15 (соед.B1/14) |
12,4 | 1,5 | \ | 9,1 |
| Диэтиленгликоль 8% масс. | ||||
| Деминерализованная вода 10% масс. | ||||
| DPM 5,4% масс. | ||||
| Пример 16 (com.B1/17) |
5,4 | 2,3 | 5,2 | 10,4 |
| Диэтиленгликоль 10% масс. | ||||
| DPM 6,5 % масс. | ||||
| Пример 17 (соед.B1/18) |
5,0 | 2,1 | 4,9 | 9,0 |
| Диэтиленгликоль 6% масс. | ||||
| Деминерализованная вода 10% масс. | ||||
| DPM 6,5 % масс. | ||||
(*) метиловый эфир ди(пропилен)гликоля
Таблица 6
| L | a | b | |
| Покрытие | 85,89 | 0,09 | 7,25 |
| Пример 10 | 70,65 | 11,29 | 45,88 |
| Пример 11 | 74,31 | 10,55 | 48,04 |
| Пример 12 | 74,11 | 10,41 | 49,27 |
| Пример 13 | 76,46 | 7,02 | 52,51 |
| Пример 14 | 78,94 | 3,49 | 44,01 |
| Пример 15 | 78,38 | 5,57 | 45,25 |
| Пример 16 | 76,03 | 4,38 | 44,77 |
| Пример 17 | 76,03 | 4,21 | 44,08 |
Примеры 18-20
Печать некоторыми из вышеуказанных композиций выполняют с помощью струйного графопостроителя на плитках, полученных из той же массы с добавками, что и в предыдущих примерах. После печати наносят 40 г/м2 водного раствора для дополнительной обработки с помощью проволочной полного поля сетки 62 меш, включающего 3,6% динатрийгидроцитрата.
Керамическую массу обжигают в цикле обжига керамогранита, как в примерах 10 - 17. Значения Lab, приведённые в таблице 7, измерены на необработанной плитке и на плитке после абразивной обработки (глубина обработки около 0,05 - 0,1 мм).
Таблица 7
| L | a | b | L | a | b | |
| Без обработки | После абразивной обработки | |||||
| Покрытие | 86,25 | -0,02 | 6,53 | 86,21 | 0,01 | 6,87 |
| Пример 18 (соед.B1/5) |
76,80 | 7,49 | 43,64 | 76,86 | 7,57 | 50,43 |
| Пример 19 (соед.B1/13) |
78,76 | 4,97 | 37,57 | 78,22 | 5,16 | 41,57 |
| Пример 20 (соед.B1/14) |
77,41 | 6,98 | 43,84 | 77,21 | 7,1 | 47,78 |
Примеры 21 - 22
В реактор ёмкостью 100 литров с инертной атмосферой за счёт присутствия азота загружают 34,4 кг тетраизопропилтитаната и 6,5 кг изопропилового спирта. К раствору медленно добавляют 19,8 кг деминерализованной воды. Реакция сильно экзотермична. После полного добавления воды добавляют 13,5 кг гликолевой кислоты с концентрацией 70% масс. Температуру реакционной смеси доводят до 90°C и отгоняют около 20,0 кг смеси изопропанол/вода. В конце этой стадии добавляют 2,4 кг деминерализованной воды для сохранения реакционной массы жидкой.
Реакционную смесь охлаждают до около 65°C с помощью теплообменника и медленно добавляют 3,9 кг моноэтаноламина с концентрацией 90% масс. Реакция слегка экзотермическая. Реакционную смесь снова доводят до около 90°C и смесь изопропанол/вода снова отгоняют. Отгонку прерывают, когда плотность дистиллята становится равной 1 г/см3.
В конце дистилляции получают раствор интенсивно-жёлтого цвета с содержанием Ti 16,35% масс.
Раствор используют для приготовления композиций примеров 21 и 22, составы которых приведены в таблице 8.
Сравнительные примеры 23 и 24
Подобные составы, примеры 23 и 24, получают из коммерческого продукта лактата титана, содержащего 8,0% Ti.
Чтобы получить концентрацию Ti, аналогичную концентрации Ti в составах примеров 21 и 22, воду выпаривают так, чтобы она составляла 100 граммов. Все композиции содержат 0,5% масс. поверхностно-активного вещества, этоксилированного спирта со степенью этоксилирования 7.
Таблица 8
| Ti % масс. |
Cr % масс. |
Вязкость (30°C) сП |
|
| Пример 21 (соед.271/1) |
10,1 | 1.29 | 8.5 |
| Моноэтаноламин 90% 13,1% масс, | |||
| Деминерализованная вода 22,6% масс, | |||
| Моноэтиленгликоль 1,3% масс, | |||
| Глицерин 1,3% масс, | |||
| Пример 22 (соед.272/1) |
10,1 | 1.29 | 6.0 |
| Моноэтаноламин 90% 5,4 % масс, | |||
| Деминерализованная вода 13,4% масс, | |||
| Диэтиленгликоль 7,4% масс, | |||
| Моноэтиловый эфир дипропиленгликоля 0,8% масс, | |||
| Прим. Сравн. 23 (соед.274/1) |
10,1 | 1.29 | 146 |
| Моноэтаноламин 90% 13,1% масс, | |||
| Деминерализованная вода 22,6% масс, | |||
| Моноэтиленгликоль 1,3% масс, | |||
| Глицерин 1,3% масс, | |||
| Прим. Сравн. 24 (соед.275/1) |
10,1 | 1.29 | 91.2 |
| Моноэтаноламин 90% 5,4 % масс, | |||
| Деминерализованная вода 13,4% масс, | |||
| Диэтиленгликоль 7,4% масс, | |||
| Моноэтиловый эфир дипропиленгликоля 0,8% масс, | |||
Claims (54)
1. Композиция для окрашивания необработанного или частично обожженного керамического материала, включающая
(A) 3,0-15,0% масс. Ti в форме соединения титана, полученного способом, включающим
(i) взаимодействие по меньшей мере одного алкоксида титана формулы Ti(OR1)4, где R1 представляет линейный или разветвлённый насыщенный алкильный радикал C1-C4, с водой или со смесью воды с по меньшей мере одним спиртом с получением первой реакционной смеси;
(ii) добавление гликолевой кислоты к реакционной смеси стадии (i) с мольным соотношением Ti : кислота, составляющим 1 : 0,8 - 1 : 2,0, с получением второй реакционной смеси, включающей воду, спирт и по меньшей мере одно промежуточное соединение титана;
(iv) добавление к смеси стадии (ii) по меньшей мере одного соединения формулы N(R2)3, где группы R2, одинаковые или различающиеся друг от друга, независимо выбраны из группы, состоящий из H, -CO(NH2), линейных или разветвлённых алкильных радикалов C1-C4, линейных или разветвлённых спиртов C1-C4 и их комбинаций, с мольным отношением Ti : N(R2)3, составляющим 1 : 0,20 - 1 : 1,50; и
(v) полное удаление спирта из смеси, полученной на стадии (iv);
(B) 0,2-2,5% масс. Cr и/или Ni в форме водорастворимого органического соединения Cr и/или водорастворимого органического соединения Ni;
(C) до 100% масс. растворителя, выбранного из группы, состоящей из воды, органических растворителей, смешивающихся с водой, и их смесей,
где количества (A), (B) и (C) приведены относительно общей массы композиции для окрашивания.
2. Композиция для окрашивания по п. 1, в которой способ получения соединения титана дополнительно включает стадию (iii), осуществляемую между стадиями (ii) и (iv), состоящую из по меньшей мере частичного удаления воды и спирта из второй реакционной смеси, полученной на стадии (ii), и стадию (iv) проводят со смесью, полученной на стадии (iii).
3. Композиция для окрашивания по п. 1 или 2, в которой соединение формулы N(R2)3 стадии (iv) выбрано из группы, состоящей из диэтиламина, диизопропиламина, триэтаноламина, моноэтаноламина и их смесей.
4. Композиция для окрашивания по любому из пп. 1-3, в которой алкоксид титана выбран из группы, состоящей из тетраметоксида титана, тетраэтоксида титана, тетра-н-пропоксида титана, тетра-н-бутоксида титана, тетра-трет-бутоксида титана, тетраизопропоксида титана и их смесей.
5. Композиция для окрашивания по любому из пп. 1-4, в которой спирт представляет C1-C6 линейный или разветвлённый спирт.
6. Композиция для окрашивания по любому из пп. 1-5, дополнительно включающая (D) 1,0-8,0% масс. W и/или Sb в форме по меньшей мере одного водорастворимого органического соединения W и/или Sb.
7. Композиция для окрашивания по любому из пп. 1-6, в которой по меньшей мере одно водорастворимое органическое соединение Cr, и/или Ni, и/или W, и/или Sb выбрано из группы, состоящей из
- аскорбата;
- ацетилацетоната;
- соединения по меньшей мере с одной карбоновой кислотой формулы R3-COOH, где R3 выбран из группы, состоящей из
(а) -Н;
(b) -COOH;
(c) радикала формулы -C(R4)3, в которой группы R4 одинаковы или отличаются друг от друга и независимо выбраны из группы, состоящей из
(c.1) H;
(c.2) группы формулы [1]
где X и Y одинаковы или отличаются друг от друга и независимо выбраны из группы, состоящей из -CH3, OH и COOH;
(c.3) -N(R5)2, где группы R5 одинаковы или отличаются друг от друга и независимо выбраны из H, линейной или разветвлённой C1-C4 насыщенной алкильной группы, необязательно замещённой по меньшей мере одним заместителем, выбранным из группы, состоящей из -OH, -(CH2)n-COOH, где n представляет целое число 1-3, -(CH2)mN(H)2-k-(CHR6-COOH)k, где m представляет целое число 1-6, k равно 1 или 2, и R6 выбран из -H и -CH3, группы формулы [1], как описано выше, и их комбинаций;
(d) линейной или разветвлённой C1-C5 насыщенной или ненасыщенной алкильной группы, необязательно замещённой по меньшей мере одним заместителем, выбранным из группы, состоящей из -OH, -SH, -NH2, -COOR7, где R7 представляет H или линейную или разветвлённую C1-C4 насыщенную алифатическую группу, и их комбинаций;
(e) ароматической группы формулы [1], как описано выше; и
(f) их комбинаций; и
- их смесей,
где соединение необязательно обрабатывают по меньшей мере одним основным соединением, выбранным из аммиака, аминов, гидроксида натрия, гидроксида калия и их смесей.
8. Композиция для окрашивания по любому из пп. 1-7, в которой смешивающийся с водой органический растворитель компонента (С) выбран из группы, состоящей из алканоламинов, многоатомных спиртов, гликолей, простых эфиров, простых эфиров гликолей и их смесей.
9. Композиция для окрашивания по п. 8, в которой смешивающийся с водой органический растворитель компонента (С) выбран из группы, состоящей из моноэтаноламина, диэтаноламина, триэтаноламина, моноэтиленгликоля, диэтиленгликоля, триэтиленгликоля, монометилового эфира дипропиленгликоля, глицерина и их смесей.
10. Композиция для окрашивания по любому из пп. 1-9, в которой компонент (С) включает воду и 10-40% масс. органического растворителя, смешивающегося с водой, причём количество органического растворителя приведено относительно общей массы композиции для окрашивания.
11. Композиция для окрашивания по любому из пп. 1-10, дополнительно включающая 1,5% масс. или менее по меньшей мере одной функциональной добавки (Е), выбранной из группы, состоящей из регуляторов pH, поверхностно-активных веществ, модификаторов вязкости, загустителей, консервантов, диспергирующих агентов, противовспенивающих агентов и их смесей, причём количество добавки приведено относительно общей массы композиции для окрашивания.
12. Композиция для окрашивания по любому из пп. 1-11, в которой композиция представляет собой чернила для струйной печати, имеющие по меньшей мере одно из следующих свойств:
- вязкость при температуре печати составляет 3,0 - 20,0 мПа⋅с; и/или
- поверхностное натяжение при температуре печати составляет 20-40 мН/м.
13. Способ декорирования керамики, включающий следующие стадии:
(1) нанесение композиции для окрашивания по любому из пп. 1-12 на поверхность массы с добавками, включающей смесь керамических исходных материалов, включающую 2,00% масс. или менее диоксида титана, с получением таким образом декорированной керамической массы;
(3) обжиг декорированной керамической массы в керамической печи при температуре 900-1300°C.
14. Способ по п. 13, в котором между стадиями (1) и (3) дополнительно выполняют стадию (2), состоящую в сушке декорированной керамической массы; и стадию (3) проводят с декорированной высушенной керамической массой.
15. Способ по любому из пп. 13 или 14, в котором керамическая масса дополнительно включает 0,10-2,00% масс. Sb2O3.
16. Способ по любому из пп. 12-15, в котором стадия (1) включает струйную печать чернилами по любому из пп. 1-12 в количестве 2-80 г чернил на м2 окрашенной поверхности.
17. Набор чернил для струйной печати на керамической массе, включающий
(I1) чернила по любому из пп. 1-12;
(I2) чернила, включающие по меньшей мере одно водорастворимое органическое соединение Со и растворитель, выбранный из воды, органического растворителя, смешивающегося с водой, и их смесей; и
(I3) чернила, включающие по меньшей мере одно водорастворимое органическое соединение Au или по меньшей мере одно водорастворимое органическое соединение Fe и растворитель, выбранный из воды, органического растворителя, смешивающегося с водой, и их смесей.
18. Набор чернил по п. 17, дополнительно содержащий чернила (l4), содержащие по меньшей мере одно водорастворимое органическое соединение Ru или по меньшей мере одно водорастворимое органическое соединение Fe и по меньшей мере одно водорастворимое органическое соединение Co и растворитель, выбранный из воды, органического растворителя, полностью смешивающегося с водой, и их смесей.
19. Применение соединения титана для приготовления композиции для окрашивания по любому из пп. 1-12, причем соединение титана получено способом, включающим (i) взаимодействие по меньшей мере одного алкоксида титана формулы Ti(OR1)4, где R1 представляет линейный или разветвлённый насыщенный алкильный радикал C1-C4, с водой или со смесью воды с по меньшей мере одним спиртом, с получением первой реакционной смеси;
(ii) добавление гликолевой кислоты к реакционной смеси стадии (i) с мольным соотношением Ti : кислота, составляющим 1 : 0,8 - 1 : 2,0, с получением второй реакционной смеси, включающей воду, спирт и по меньшей мере одно промежуточное соединение титана;
(iv) добавление к смеси стадии (ii) по меньшей мере одного соединения формулы N(R2)3, где группы R2, одинаковые или различающиеся друг от друга, независимо выбраны из группы, состоящий из H, -CO(NH2), линейных или разветвлённых алкильных радикалов C1-C4, линейных или разветвлённых спиртов C1-C4 и их комбинаций, с мольным отношением Ti : N(R2)3, составляющим 1 : 0,20 - 1 : 1,50; и
(v) полное удаление спирта из смеси, полученной на стадии (iv).
20. Применение композиции для окрашивания по любому из пп. 1-12 для декорирования керамической массы.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102019000002701 | 2019-02-25 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2021126903A RU2021126903A (ru) | 2023-03-13 |
| RU2811974C2 true RU2811974C2 (ru) | 2024-01-19 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2519360C2 (ru) * | 2007-12-19 | 2014-06-10 | Метко С.Р.Л. | Чернила для цифровой печати на керамических материалах, способ цифровой печати на керамических материалах с применением указанных чернил, и керамические материалы, полученные с помощью указанного процесса печати |
| WO2016012538A1 (en) * | 2014-07-24 | 2016-01-28 | Graziano Vignali | Organic titanium derivative and process for the preparation thereof, ink containing the derivative and ceramic digital printing method that uses the ink |
| CN105175027B (zh) * | 2015-09-11 | 2017-08-04 | 蒙娜丽莎集团股份有限公司 | 一种具有立体装饰效果的陶瓷及其制备方法 |
| EP3284792A1 (en) * | 2016-08-18 | 2018-02-21 | Inktec Co., Ltd. | Method for preparing ceramic ink comprising metal precursor and ceramic pigment and ceramic ink manufactured by the same |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2519360C2 (ru) * | 2007-12-19 | 2014-06-10 | Метко С.Р.Л. | Чернила для цифровой печати на керамических материалах, способ цифровой печати на керамических материалах с применением указанных чернил, и керамические материалы, полученные с помощью указанного процесса печати |
| WO2016012538A1 (en) * | 2014-07-24 | 2016-01-28 | Graziano Vignali | Organic titanium derivative and process for the preparation thereof, ink containing the derivative and ceramic digital printing method that uses the ink |
| CN105175027B (zh) * | 2015-09-11 | 2017-08-04 | 蒙娜丽莎集团股份有限公司 | 一种具有立体装饰效果的陶瓷及其制备方法 |
| EP3284792A1 (en) * | 2016-08-18 | 2018-02-21 | Inktec Co., Ltd. | Method for preparing ceramic ink comprising metal precursor and ceramic pigment and ceramic ink manufactured by the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2519360C9 (ru) | Чернила для цифровой печати на керамических материалах, способ цифровой печати на керамических материалах с применением указанных чернил, и керамические материалы, полученные с помощью указанного процесса печати | |
| US20110207595A1 (en) | Process for colouring ceramic materials | |
| JP6857319B2 (ja) | 印刷方法、印刷装置、および印刷物 | |
| RU2811974C2 (ru) | Краситель на водной основе для керамики | |
| US11613666B2 (en) | Inkjet inks for ceramic tile decoration | |
| GB2290308A (en) | Decorative material | |
| US6271157B1 (en) | Formulations based on water soluble compounds of titanium and chromium combined with antimony or tungsten or mixtures thereof suitable for coloring ceramic manufactured articles and relevant high temperature coloring process | |
| EP3931276B1 (en) | Water-based ceramic dye | |
| US20090305065A1 (en) | Composition for coloring ceramic articles | |
| EP0913435B1 (en) | Improved ink compositions for thermal ink jet printing | |
| JP4125432B2 (ja) | インキ組成物 | |
| EP0927710B1 (en) | Composition based on tungsten and chromium aqueous solutions suitable for coloring ceramic manufactured articles and relevant high temperature coloring process | |
| JP4173589B2 (ja) | インク組成物及びこれを調製する方法 | |
| Panda et al. | Development, characterization of traditional inks for restoration of ancient manuscripts and application on various substrates to understand stability | |
| JP3556625B2 (ja) | 水性ベースを主体とするインク混合物及びこれを使用する方法 | |
| JP2000198954A (ja) | インキ混合物、その製造法およびその使用 | |
| CN109021703B (zh) | 一种鲜红色陶瓷喷墨渗花墨水及制备方法 | |
| JP2010089992A (ja) | 施釉された製品へのインクジェット印刷用のインクセット | |
| RU2360872C1 (ru) | Подглазурная краска для фарфоровых изделий | |
| RU2312822C1 (ru) | Керамический пигмент | |
| JP2002332428A (ja) | インクセット、インクジェット記録方法および記録物 | |
| MXPA06005217A (es) | Proceso para colorear materiales de ceramica |