Діоксид титану з покриттям та його застосування в композиціях

Реферат: Забарвлена композиція, що включає: а) матеріал, що складається з частинок ТіО 2, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, із середнім розміром кристалів, більшим ніж 0,40 мкм, і розподілом частинок по розмірах, при якому 30 % або більше частинок мають розмір, менший ніж 1 мкм; b) одна або більше кольорових забарвлюючих речовин; де матеріал, що складається з частинок, і кольорову забарвлюючу речовину диспергують в середовищі. Цей матеріал з кристалами великого розміру має незвичайно високе відбиття випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці і значно знижене відбиття видимого світла. Крім того розкривається матеріал, що складається з частинок ТіО 2, з нанесеним покриттям, де матеріал має середній розмір кристалів, більший ніж 0,40 мкм, і покриття включає один або більше оксидні матеріали, що забезпечує низькі рівні фотокаталітичної активності, які раніше були не досяжні. Цей матеріал, що складається з частинок ТіО 2, з нанесеним покриттям може бути введений в композицію. UA 103999 C2 (12) UA 103999 C2 UA 103999 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Варіанти здійснення даного винаходу загалом належать до діоксиду титану, і, більш конкретно, до матеріалів і композицій з частинок діоксиду титану. У деяких варіантах здійснення, матеріал з частинок діоксиду титану або легованого діоксиду титану ефективно розсіює інфрачервоне випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці спектра. У варіанті здійснення композиції, матеріал у вигляді частинок змішують з кольоровою забарвлюючою речовиною, що має низьке поглинання в ближній інфрачервоній ділянці спектра. У деяких варіантах здійснення, на матеріал з частинок діоксиду титану або легованого діоксиду титану наносять покриття, і в цьому випадку матеріал має надзвичайно низьку фотокаталітичну активність. Таким чином, продукти, що містять цей матеріал, можуть мати підвищену світлостійкість в порівнянні з аналогічними продуктами, що містять звичайний діоксид титану. РІВЕНЬ ТЕХНІКИ Ближня інфрачервона ділянка електромагнітного спектра лежить між 700 і 2500 нм. Матеріали, що мають високу відбивну здатність і знижене поглинання в цій ділянці, можуть знаходити застосування в багатьох галузях техніки. Наприклад, продукти, виготовлені з таких матеріалів, мають властивість зберігати більш низьку температуру під впливом сонячного світла, а наслідком більш низьких температур є менше термічне розкладання, підвищена зносостійкість, більш комфортні умови, нижчі витрати на кондиціонування повітря і менший негативний вплив на навколишнє середовище. З точки зору існуючих в даний час екологічних проблем (і витрат) необхідно знижувати кількість кондиціонуючого повітря, що вимагається для охолоджування будівель. Одним способом зниження витрат на кондиціонування повітря є використання покрівельних матеріалів, які відбивають сонячну енергію. Відповідно до ініціативи Energy Star Агентства з охорони навколишнього середовища США (ЕРА) необхідно, щоб дахи житлових будинків з крутим схилом (які мають схил) мали величину сумарного відбиття сонячного світла (TSR) не менше 25 %. Цю умову здатні задовольняти вироби, забарвлені в більш світлі тони, але темні або інтенсивно забарвлені вироби в результаті самої їх природи не можуть відповідати цій умові, і звичайно мають величину TSR значно нижчу 25 %, наприклад, 10 % або нижчу. Це може створювати проблему для тих, хто, з одного боку, з естетичної точки зору вважає за краще використовувати темні або інтенсивні кольори, але, з іншого боку, хоче скористатися перевагою матеріалів з вищим значенням TSR. Висока відбивна здатність сонячного світла може досягатися різними шляхами. Наприклад, вироби із зовнішніми білими поверхнями можуть мати високу відбивну здатність сонячного світла, але, якщо потрібна кольорова поверхня, то цей підхід не дає задовільного результату. Як варіант, висока відбивна здатність сонячного світла може бути досягнута шляхом об'єднання звичайних ТіО2 пігментів з кольоровими пігментами і барвниками, непоглинаючими випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці. Такий підхід має також обмежене застосування, оскільки ті вмісти звичайного ТіО 2 пігменту, які необхідно створити для досягнення необхідних величин відбиття сонячного світла, будуть неодмінно призводити до отримання відносно блідих кольорів. Тому, в такій відбиваючій композиції неможливо отримати більш темні або більш інтенсивні кольори. У ще одному варіанті, на виріб може бути нанесений білий шар, що має високу відбивну здатність сонячного світла, за яким йде шар, що містить кольорові пігменти, прозорі для випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці. Верхній шар пігментів не відбиває або не поглинає випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці. Ця система також є не ідеальною, оскільки потрібен час для нанесення двох різних шарів, і, якщо вони не нанесені відповідним чином, то можуть додавати виробу "плямистий" вигляд з білим нижнім шаром, що проглядається через частини кольорового верхнього шару, і протягом часу колір може ставати світлішим, оскільки верхній шар піддається атмосферних впливів в більшій мірі, ніж нижній шар. Таким чином, існує необхідність в матеріалі з високою величиною сумарної відбивної здатності сонячного світла, яку можна було б досягати у разі широкої ділянці більш темних або більш інтенсивних кольорів, в порівнянні з тими кольорами, які в іншому випадку можна було б використати для даної величини відбивної здатності сонячного світла. Такі кольори включають півтони і навіть більш темні/більш інтенсивні пастелі. Крім того, існує необхідність в одношаровій системі нанесення таких відбиваючих сонячне світло кольорових матеріалів, які можуть бути використані в ряді ділянок застосування, включаючи поверхні покрівлі, вироби з пластмас, дорожні покриття і фарби. Таким чином, в результаті споживачі могли б мати ті вироби, які вони хотіли, як з точки зору бажаного кольору, так і з точки зору високої величини сумарної відбивної здатності сонячного світла. Застосування цих виробів в результаті могло б сприяти створенню більш прохолодного середовища в житлових приміщеннях і/або зниженню 1 UA 103999 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 витрати енергії на кондиціонування повітря, зменшенню термічного розкладання, зниженню впливу на навколишнє середовище і/або зменшенню впливу на глобальне потепління. Крім того, вироби, які піддаються впливу сонячного світла, можуть бути несвітлостійкими і можуть передчасно погіршувати їх властивості. Такі вироби, включаючи фарби, вироби з пластмас, покрівельні вироби і продукти для нанесення покриттів на поверхню землі, можуть містити діоксид титану. Незважаючи на те, що сам по собі діоксид титану не схильний до розкладання, ступінь, з яким розкладається виріб, що містить діоксид титану, може залежати від фотокаталітичної активності пігменту з діоксиду титану, що використовується у виробі. Наприклад, особливо не заглиблюючись в теорію цього питання, вважається, що, якщо кристал діоксиду титану поглинає УФ світло, то відбувається збудження електрона до більш високого енергетичного рівня (зони провідності) і його руху через решітку. Утворювана вакансія або "дірка" у валентній зоні також ефективно "рухається". Якщо ці рухомі заряди досягають поверхні кристала, то вони можуть бути перенесені в середовище виробу, що містить діоксид титану (наприклад, смоляну основу фарби), і утворювати вільні радикали, які розкладають середовище. Таким чином, існує необхідність в частинках діоксиду титану, що мають наднизьку фотокаталітичну активність. Такі частинки діоксиду титану потім можуть бути використані для підвищення терміну служби виробів, що піддаються впливу сонячних променів. Наприклад, такі частинки діоксиду титану можуть бути використані в комбінації з високо над стійкими смолами, зв'язувальними фарбами, та іншими подібними компонентами для збільшення загального терміну служби виробу, що піддається дії сонячного світла. СУТЬ ВИНАХОДУ У першій частині винаходу, даний винахід пропонує, в першому аспекті, забарвлену композицію, що включає: - матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, де матеріал вибирають з діоксиду титану, легованого діоксиду титану і їх комбінацій, і матеріал має середній розмір кристалів більший ніж 0,40 мкм і розподіл частинок по розміру, при якому 30 % або більше частинок мають розмір менший ніж 1 мкм; і - одна або більше кольорових забарвлюючих речовин; де матеріал, що складається з частинок і кольорова забарвлююча речовина диспергують в середовищі. Матеріал, що складається з частинок, з кристалами великого розміру має незвичайно високу величину відбиття випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці і, одночасно, значно знижене відбиття видимого світла, в порівнянні із звичайними пігментами. Цей дивний ефект означає, що при більш низькому вмісті такого матеріалу, що відбиває випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, може, проте, досягатися висока величина відбиття випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці. Додатковою перевагою є те, що для досягнення будь-якого більш темного або більш інтенсивного кольору потрібен більш низький вміст кольорової забарвлюючої речовини. Дивно, але матеріал, що складається з частинок, який є великокристалічним діоксидом титану або легованим діоксидом титану, поєднується в композиції із забарвлюючою речовиною більш темного або більш інтенсивного кольору без надмірного впливу на колір композиції. На відміну від цього, звичайний пігмент ТіО2 дуже сильно відбиває видиме світло і явно впливає на колір композиції, роблячи її помітно більш блідою. Таким чином, матеріал, що складається з частинок, що застосовується в даному винаході, який є великокристалічним діоксидом титану або легованим діоксидом титану, поєднується в композиції із забарвлюючою речовиною більше темного або більш інтенсивного кольору без такого сильного впливу на колір, як у разі впливу на колір звичайного пігменту ТіО2. У першій частині винаходу, даний винахід також пропонує, у другому аспекті, застосування композиції відповідно до першого аспекту для нанесення одного шару покриття, яке має здатність відбивати сонячне світло і є кольоровим, або для отримання виробу, яке має здатність відбивати сонячне світло і є кольоровим. У першій частині винаходу, даний винахід також пропонує, в третьому аспекті, застосування матеріалу, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, який вибирають з діоксиду титану, легованого діоксиду титану і їх комбінацій, і який має середній розмір кристалів більший ніж 0,40 мкм і розподіл частинок по розміру, при якому 30 % або більше частинок мають розмір менший ніж 1 мкм, для підвищення величини відбиття сонячних променів, переважно, також при зниженні величини відбиття видимого світла забарвленої композиції. 2 UA 103999 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 У першій частині винаходу, даний винахід також пропонує, в четвертому аспекті, виріб, що включає композицію відповідно до першого аспекту. У другій частині винаходу, даний винахід пропонує, в першому аспекті, матеріал, що складається з частинок з нанесеним покриттям, де: (і) матеріал вибирають з діоксиду титану, легованого діоксиду титану і їх комбінацій; (іі) матеріал має середній розмір кристалів більший ніж 0,40 мкм; і (ііі) покриття включає один або більше оксидних матеріалів, де матеріалом є оксид одного або більше елементів, якими є: (a) перехідні метали групи 4 (IVB) і 12 (llВ), вибрані з Ті, Zr і Zn і/або (b) р-елементи груп 13-15 (IIIA-VA), вибраних з Si, ΑΙ, Ρ і Sn і/або (c) лантаніди. Несподівано було виявлено, що шляхом застосування традиційних способів подрібнення і нанесення покриттів до великокристалічного діоксиду титану або великокристалічного легованого діоксиду титану, можуть бути отримані поліпшені продукти, що містять частинки діоксиду титану з більш низькими рівнями фотокаталічної активності, ніж ті, які досягалися раніше. Матеріал, що складається з частинок, з нанесеним покриття є практично білим. Переважно, щоб продукт мав величину яскравості L* (колірний простір СІЕ L*a*b*) більшу ніж 95, з величиною а* меншою ніж 5, і величиною b* меншою ніж 5. У другій частині винаходу, даний винахід також пропонує, у другому аспекті, застосування (і) кристалів із середнім розміром більшим ніж 0,40 мкм; і (іі) покриття, що включає один або більше оксидний матеріал, де матеріалом є оксид одного або більше елементів, якими є: (a) перехідні метали групи 4 (IVB) і 12 (ІІВ), вибрані з Ті, Zr і Zn і/або (b) р-елементи груп 13-15 (IIIA-VA), вибраних з Si, ΑΙ, Ρ і Sn і/або (c) лантаніди, для зниження фотокаталітичної активності матеріалу, вибраного з діоксиду титану, легованого діоксиду титану і їх комбінацій. У другій частині винаходу, даний винахід також пропонує, в третьому аспекті, застосування матеріалу відповідно до першого аспекту другої частини, для підвищення зносостійкості і/або терміну служби продукту, який піддається впливу сонячних променів в процесі застосування. У другій частині винаходу, даний винахід також пропонує, в четвертому аспекті, продукт, який піддається впливу сонячних променів в процесі застосування, де продукт включає матеріал відповідно до першого аспекту другої частини. ДОКЛАДНИЙ ОПИС ВИНАХОДУ А. ПЕРША ЧАСТИНА - ЗАБАРВЛЕНІ ПРОДУКТИ, ЯКІ ВІДБИВАЮТЬ СОНЯЧНЕ СВІТЛО Даний винахід пропонує, в першому аспекті, забарвлену композицію, що включає: - матеріал, що складається з частинок, з нанесеним покриттям як матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, де матеріал вибирають з діоксиду титану,легованого діоксиду титану і їх комбінацій, і матеріал має середній розмір кристалів більший ніж 0,4 мкм і розподіл частинок по розмірах, при якому 30 % або більше частинок мають розмір менший ніж 1 мкм; і - одну або більше кольорових забарвлюючих речовин; де матеріал, що складається з частинок, і кольорову забарвлюючу речовину диспергують в середовищі. Переважно, щоб кольорова забарвлююча речовина мала низьке поглинання в ближній інфрачервоній ділянці спектра. У одному варіанті здійснення, кольорова забарвлююча речовина -1 може мати середню величину коефіцієнта поглинання 50 мм або меншу в ближній інфрачервоній ділянці від 700 до 2500 нм. Переважно, щоб кольорова забарвлююча речовина -1 могла мати середню величину коефіцієнта поглинання 20 мм або менше в ділянці спектра від -1 -1 -1 700 і 2500 нм, наприклад, 15 мм або менше, наприклад, 12 мм або менше, наприклад, 10 мм або менше. Ця композиція включає забарвлюючу речовину і матеріал, що складається з частинок, змішану разом в одну композицію для досягнення необхідного ефекту відбиття сонячної енергії. Великокристалічний матеріал, що складається з частинок, має надзвичайно високе значення відбиття випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці і, одночасно, значно знижене значення відбиття видимого світла в порівнянні із звичайними пігментами. Цей дивний ефект дозволяє при більш низькому вмісті такого матеріалу, який розсіює випромінювання в ближню інфрачервону ділянку, проте, досягати високої величини відбиття випромінювання в 3 UA 103999 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ближню інфрачервону ділянку. Додатковою перевагою є той факт, що для отримання будьякого заданого кольору потрібен більш низький вміст кольорової забарвлюючої речовини. Дивно, але матеріал, що складається з частинок, який є великокристалічним діоксидом титану або легованим діоксидом титану, поєднується в композиції з більш темною або більш інтенсивною забарвленою забарвлюючою речовиною без надмірного впливу на колір композиції. На відміну від цього, звичайний пігмент ТіО 2 дуже сильно відбиває видиме світло і явно впливає на колір композиції, роблячи її колір помітно більш блідим. Таким чином, матеріал, що складається з частинок, що застосовується в даному винаході, який є великокристалічним діоксидом титану або легованим діоксидом титану, поєднується в композиції із забарвлюючою речовиною більш темного або більш інтенсивного кольору без такого сильного впливу на колір, як у разі впливу на колір звичайного пігменту ТіО 2. Дана композиція дозволяє наносити покриття, що відбивають випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, за одну операцію. Таке одне нанесене покриття, що відбиває сонячне випромінювання, дає переваги в швидкості нанесення покриття і у відповідних витратах на нанесення покриття, а також з точки зору однорідності кольору на всій поверхні. У патентному документі JP2005330466A описане застосування частинок з діаметром від 0,5 до 1,5 мікрон, що відбивають інфрачервоне випромінювання, якими можуть бути частинки ТіО 2, з нанесеною на них плівкою на основі смоли, прозорою для інфрачервоного випромінювання. Плівкове покриття може містити пігмент, який практично не поглинає інфрачервоне випромінювання. Однак, не дивлячись на те, що ці продукти мають частинки великого діаметра, їх не описують як частинки, виготовлені з великокристалічного діоксиду титану, як у разі продуктів даного винаходу. Як буде більш детально обговорено нижче, розмір частинок і розмір кристалів частинок ТіО2 не є одним і тим же поняттям. Той факт, що в продуктах відомого рівня техніки не використовують кристали ТіО2 великого розміру, зумовлює ряд формальних відмінностей між тими продуктами і продуктами винаходу. Зокрема, велика (наприклад, з діаметром 1 мікрон) частинка, утворена з кристалів звичайного (пігментного) діоксиду титану, не буде стійкою в процесі технологічної обробки. На відміну від цього, в даному винаході застосовуються кристали великого розміру, які дозволяють отримувати стійкий і зносостійкий продукт. Крім того, в даному винаході для досягнення еквівалентної величини відбиття інфрачервоного випромінювання потрібно менше матеріалу в порівнянні з продуктом, в якому використовуються кристали звичайного (пігментного) діоксиду титану. Крім того, продукти, описані в патентному документі JP2005330466A, не мають несподіваної переваги даного винаходу, відповідно до якого величина відбивної здатності інфрачервоного випромінювання підвищується, в той час як величина відбивної здатності видимого світла знижується, що дозволяє використовувати більш низький вміст кольорової забарвлюючої речовини, необхідний для досягнення будь-якого заданого кольору в даному винаході в порівнянні з відомим рівнем техніки. Крім того, виходячи з вказаної в цьому патентному документі величини густини, можна прийти до висновку, що на ці продукти не наносять покриття і, тому, вони схильні до вияву шкідливого явища фотокаталізу, який є головною проблемою для будь-якої композиції або продукту, призначених для застосування в умовах впливу сонячного випромінювання. У патентному документі US2007065641 описані гранули покрівельного матеріалу, які містять великі частинки ТіО2 і кольорові частинки, що відбивають інфрачервоне випромінювання. Розподіл частинок по розмірах є широким: 100 % менше ніж 40 мікрон, від 50 до 100 % менше ніж 10 мікрон і від 0 до 15 % менше ніж мікрон. Це порівняно зі спеціально заявленим в даному винаході необхідним розподілом частинок по розмірах, згідно з яким 30 % або більше частинок мають розмір частинок менший ніж 1 мікрон. Частинки, описані в патентному документі US2007065641, є необробленими і пилоподібними, і схильні до утворення грудок і, отже, не придатні для багатьох кінцевих застосувань, таких як, застосування як матеріал для обробки. Патентний документ US2008/0008832 належить до гранул покрівельного матеріалу, утвореного з використанням забарвленої серцевини, на яку може бути нанесене покриття з ТіО2. Патентний документ WO2005/095528 належить до фарб для стін, які містять ТіО 2 і забарвлений пігментний компонент, що відбиває тепло. У обох цих патентних документах ТіО 2 є пігментним, а не великокристалічним, як це потрібно згідно з даним винаходом. Відомий рівень техніки не визнає або не передбачає переваги при формуванні забарвлених композицій з високою стійкістю до атмосферних впливів і здатністю відбивати сонячне світло, яке несподівано досягалося б при отриманні забарвлених композицій в результаті використання разом із забарвлюючою речовиною матеріалу, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, що має як кристали великого розміру, так і певний розподіл частинок по розмірах. 4 UA 103999 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Композиція може включати тільки один тип матеріалу, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, або може включати два або більше різних типів матеріалу, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці. Матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, що використовується в даному винаході, є діоксидом титану або легованим діоксидом титану (або їх комбінацією), і має середній розмір кристалів більший ніж 0,40 мкм, і розподіл частинок по розмірах, при якому 30 % або більше частинок мають розмір менший ніж 1 мкм. Такий матеріал дуже ефективно розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці спектра (700-2500 нм). Однак він сильно поглинає в ультрафіолетовій ділянці (300-400 нм) і має відносно низьке розсіювання і низьке поглинання у видимій ділянці спектра (400-700 нм). Дивно, але високе значення показника заломлення матеріалу, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, переважує нестачу наявності сильного поглинання сонячного ультрафіолетового випромінювання, даючи чудову величину сумарного відбиття сонячного випромінювання. Сильне поглинання сонячного ультрафіолетового випромінювання цими частинками також дає виграшну властивість високої величини непроникності для сонячного ультрафіолетового випромінювання, властивість, яка може підвищувати стійкість до атмосферних впливів будь-якого матеріалу, що піддається впливу сонячного світла. У одному варіанті здійснення, матеріал, що складається з частинок, є або включає легований діоксид титану, який потрібно називати неорганічним матеріалом, що містить ТіО 2. Легований діоксид титану може мати вміст ТіО2 10 % мас. або більше, переважно, 12 % мас. або більше. Легований діоксид титану може знаходитися або в кристалічній формі рутилу, або в кристалічній формі анатазу. Переважно, щоб легований діоксид титану мав кристалічну структуру рутилу. Для фахівця в цій галузі є очевидним, що цим матеріалом необов'язково повинен бути рутил, а може бути матеріал, який ізоструктурований з рутилом. У даному винаході може бути переважною кристалічна форма рутилу в результаті його більш високого значення показника заломлення. Це означає, що його менше потрібно для отримання заданої величини відбивної здатності випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, і у разі оптимальної кількості ефект буде сильнішим. Наприклад, ця кількість може становити 50 % або більше по масі рутилу, наприклад, 60 % або більше, наприклад, 70 % або більше, переважно, 80 % або більше, більш переважно, 90 % або більше, найбільш переважно, 95 % або більше, наприклад, 99 % або більше, наприклад, 99,5 % або більше. Наприклад, легований діоксид титану може бути легований за допомогою легуючих добавок, таких як кальцій, магній, натрій, алюміній, сурма, фосфор і цезій. Легований діоксид титану може включати домішки, наприклад, до вмісту 10 % мас. або менше, наприклад, 8 % мас. або менше, наприклад, 5 % мас. або менше. Ці домішки є наслідком недостатнього очищення і можуть являти собою, наприклад, залізо, оксид кремнію, оксид ніобію або інші домішки, звичайно присутні в сировині, що містить діоксид титану. У одному варіанті здійснення, матеріал, що складається з частинок, є або включає діоксид титану. Діоксид титану може бути отриманий будь-яким відомим способом. Наприклад, можуть бути використані так званий "сульфатний" спосіб або так званий "хлоридний" спосіб, які є двома способами, що широко використовуються в промисловості. Однаково, для отримання діоксиду титану можуть бути використані фторидний процес, гідротермічні процеси, аерозольні процеси або процеси вилуговування. Діоксид титану може знаходитися або в кристалічній формі рутилу, або в кристалічній формі анатазу. У даному винаході кристалічна форма рутилу може бути переважною в результаті його більш високого значення показника заломлення. Це означає, що його менше потрібно для отримання заданої величини відбивної здатності випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, і у разі оптимальної кількості ефект буде сильнішим. У одному варіанті здійснення, діоксид титану становить 50 % або більше по масі рутилу, наприклад, 60 % або більше, наприклад, 70 % або більше, переважно, 80 % або більше, більш переважно, 90 % або більше, найбільш переважно, 95 % або більше, наприклад, 99 % або більше, наприклад, 99,5 % або більше. Діоксид титану може бути білим або прозорим або може бути забарвленим. У одному варіанті здійснення, він може бути практично білим; наприклад, він може мати величину яскравості L* (колірний простір СІЕ L*a*b*) більшу ніж 95, при величині а* меншій ніж 5 і величині b* меншій ніж 5. 5 UA 103999 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Діоксид титану може включати домішки, наприклад, до вмісту 10 % мас. або менше, наприклад, 8 % мас. або менше, наприклад, 5 % мас. або менше. Ці домішки є наслідком неповного очищення і можуть являти собою, наприклад, залізо, оксид кремнію, оксид ніобію або інші домішки, звичайно присутні в сировині, що містить діоксид титану. Переважно, щоб діоксид титану мав вміст ТіO2 90 % мас. або вище, наприклад, 92 % мас. або вище, наприклад, 93 % мас. або вище. У даному винаході, матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, має середній розмір кристалів, який більший ніж або дорівнює 0,40 мкм. Переважно, щоб матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, мав середній розмір кристалів, який більший ніж або дорівнює 0,45 мкм. Переважно, щоб середній розмір кристалів складав величину, яка більша ніж або дорівнює 0,50 мкм, наприклад, 0,55 мкм або більше, більш переважно, 0,60 мкм або більше, наприклад, 0,70 мкм або більше, наприклад, 0,80 мкм або більше. У одному варіанті здійснення, матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, має середній розмір кристалів більший ніж 0,40 мкм і до 1,20 мкм, наприклад, від 0,45 до 1,1 мкм, більш переважно, від 0,50 до 1,1 мкм, наприклад, від 0,60 до 1,0 мкм, наприклад, від 0,70 до 1,00 мкм. Середній розмір кристалів може бути визначений трансмісійною електронною мікроскопією на розтертому зразку за допомогою аналізу зображення на отриманій фотографії (наприклад, з використанням аналізатора зображення Quantimet 570). Цей розмір може бути перевірений шляхом порівняння з латексним NANOSPHERE™ розмірним стандартом 3200 Національного інституту стандартів і технології США (NIST) з сертифікованим розміром 199+/-6 нм. Звичайний ТіО2 зі структурою рутилу має середній розмір кристалів від 0,17 до 0,29 мкм, в той час як звичайний ТіО2 зі структурою анатазу має середній розмір кристалів від 0,10 до 0,25 мкм. Розмір кристалів відрізняється від розмірів частинок. Розмір частинки залежить від ефективності диспергування пігменту в системі, в якій його використовують. Розмір частинок визначається такими чинниками як розмір кристалів і методи подрібнення, наприклад, сухе, мокре або спільне подрібнення. Розмір частинок звичайного ТіО 2 зі структурою рутилу складає від 0,25 до 0,40 мкм, в той час як звичайний ТіO2 зі структурою анатазу має розмір частинок від 0,20 до 0,40 мкм. У результаті подрібнення можуть виходити частинки і більшого розміру, якщо використовуються методи, при яких кристали утворюють один з одним "грудки". У даному винаході, що заявляється, матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, має середню величину розміру частинок, визначену за допомогою рентгенівського методу при седиментації частинок, більшу, ніж 0,40 мкм. Наприклад, середній розмір частинок може складати більший ніж 0,40 мкм і до 1,2 мкм. Переважно, щоб середній розмір частинок був більшим ніж або дорівнював 0,45 мкм, наприклад, від 0,45 до 1,1 мкм, наприклад, від 0,50 до 1,0 мкм, більш переважно, від 0,60 до 1,0 мкм. У даному винаході, що заявляється, матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, має розподіл частинок по розмірах, при якому 30 % або більше частинок мають розмір менший ніж 1 мкм. У одному варіанті здійснення, матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, має розподіл частинок по розмірах, при якому 35 % або більше частинок мають розмір менший ніж 1 мкм, наприклад, розподіл частинок по розмірах, при якому 40 % або більше частинок мають розмір менший ніж 1 мкм. У даний заявці передбачається, що у випадку, коли вказують процент частинок, що мають даний розмір, цей процент є масовим процентом. Для вимірювання розміру частинок, продукт піддають перемішуванню з високим значенням швидкості зсуву в присутності відповідного диспергуючого засобу для диспергування частинок без їх подрібнення. Розподіл частинок по розмірах вимірюють за допомогою дискової центрифуги і рентгенівської установки Brookhaven XDC X-Ray. Реєструють середній розмір частинок і стандартне геометричне відхилення розміру частинок. Матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, може бути підданий обробці, або на нього може бути нанесене покриття за допомогою відомих в техніці методів. Для фахівця в цій галузі є очевидним, що матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, який є діоксидом титану, легованим діоксидом титану або їх комбінаціями, отримують за допомогою процесу, який включає стадію подрібнення. На частинки отримані на стадії подрібнення, може бути нанесене покриття, наприклад, за допомогою гідратованого оксиду, такого як оксид кремнію, оксид алюмінію, або 6 UA 103999 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 оксид цирконію; ця стадія нанесення покриття може давати в результаті знижену фотокаталітичну активність, поліпшену здатність до диспергування, знижену появу жовтизни або більш високу непроникність. На частинки можуть бути нанесені неорганічні або органічні покриття при їх вмісті, наприклад, до 20 % мас, наприклад, від 0,5 до 20 % мас. У одному варіанті здійснення, може бути використаний матеріал неорганічного покриття, вибраний з неорганічних оксидів, гідроксилів, і їх комбінацій. Прикладами цих матеріалів, представлених у вигляді їх оксидів, є Аl2О3, SiO2, ZrO2, CeO2, і Р2О5. Може також мати місце обробка поверхні органічними сполуками, такими як поліол, амін (наприклад, алканоламін) або похідні кремнію. Зокрема, така обробка може поліпшити диспергованість. Типовими використовуваними органічними сполуками є триметилолпропан, пентаеритрит, триетаноламін, алкілфосфонова кислота (наприклад, н-октил-фосфонова кислота) і триметилолетан. Спосіб нанесення покриття на матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, який є діоксидом титану, легованим діоксидом титану, або їх комбінаціями, є таким же, як і відомий в техніці спосіб нанесення покриття на звичайний пігментний матеріал, і він включає диспергування матеріалу у воді з подальшим додаванням реагентів для утворення покриття, таких як сульфат алюмінію. Потім коректують рН, для того щоб викликати осадження необхідного гідратованого оксиду з утворенням покриття на поверхні матеріалу. Після утворення покриття, матеріал може бути промитий і висушений перед подрібненням, наприклад, в струминному млині або млині для найтоншого помелу, для розділення частинок, які склеїлися одна з одною при нанесенні покриття. На цій кінцевій стадії подрібнення, при необхідності можуть бути застосовані обробки поверхні органічними сполуками, наприклад, за допомогою поліолу, аміну, алкілфосфонової кислоти або похідних кремнію. У одному варіанті здійснення, матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, перед тим як його використати в композиції, може бути підданий обробці для селективного видалення фракцій частинок з конкретним розміром. Наприклад, можуть бути видалені будь-які частинки з діаметром 5 мкм або більше; в одному варіанті здійснення можуть бути видалені будь-які частинки з діаметром 3 мкм або більше. Такі частинки можуть бути видалені, наприклад, за допомогою центрифугування. У першому аспекті, забарвлена композиція може включати матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, в кількості від 0,5 до 70 об. %, наприклад, від 1 до 60 об. %, наприклад, від 2 до 50 об. %. При застосуванні вміст матеріалу, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, може бути вибрано відповідним чином в залежності від передбачуваного застосування. У одному варіанті здійснення, композицію мається намір використати як фарбу, і композиція може включати матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, в кількості від 5 до 50 % об. %, наприклад, від 10 до 30 об. %, наприклад, від 15 до 20 об. %. Для фахівця в цій галузі є очевидним, що для збереження однакового кольору, чим більше додають матеріалу, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, тим більше може знадобитися кольорової забарвлюючої речовини. У одному варіанті здійснення, композицію мається намір використати як пластмасову полімерну композицію, і композиція може включати матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, в кількості від 0,5 до 70 об. %; наприклад, може бути можливим або бажаним вміст матеріалу, що складається з частинок, при дозуванні основних компонентів композиції від 50 до 70 об. %. У одному варіанті здійснення, передбачається використання композиції як композиції покрівельного покриття або продукту для покриття поверхні землі (такої як поверхня дороги, тротуару або підлоги), наприклад, композиція для покриття поверхні асфальту або гудрону, і композиція може включати матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, в кількості від 1 до 50 об. %. Композиція може включати тільки один тип кольорової забарвлюючої речовини або може включати два або більше різних типів кольорової забарвлюючої речовини. Кольорова забарвлююча речовина може бути вибрана з будь-яких відомих забарвлюючих речовин, таких як пігменти і барвники. Забарвлюючі речовини можуть включати забарвлюючі 7 UA 103999 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 речовини синього, чорного, коричневого, блакитного, зеленого, фіолетового, пурпурного, червоного, оранжевого або жовтого кольору. Пігменти, які можуть бути використані як забарвлююча речовина, включають, але цим не обмежуючи, перламутрові пігменти, ультрамаринові пігменти, флуоресцентні пігменти, неорганічні пігменти, вуглецеві пігменти, люмінесцентні пігменти, і органічні пігменти. Можуть також використовуватися суміші різних типів пігментів. Кольорова забарвлююча речовина в одному варіанті здійснення може бути вибрана з вуглецевих пігментів, органічних кольорових пігментів і неорганічних кольорових пігментів. Приклади вуглецевих продуктів включають графіт, сажу, склоподібний вуглець, активоване вугілля, вуглецеве волокно, або активовану сажу. Характерні приклади сажі включають канальну газову сажу, пічну сажу і лампову сажу. Органічні кольорові пігменти включають, наприклад, антрахінони, фталоціаніновий синій, фталоціаніновий зелений, діазосполуки, моноазо, пірантрони, перилени, жовті гетероциклічні сполуки, хінакридони, хінолони і (тіо) індигоїди. Неорганічні пігменти, які можуть бути використані, включають кобальтові пігменти, мідні пігменти, хромові пігменти, нікелеві пігменти, залізні пігменти і свинцеві пігменти. Прикладами пігментів є хроміт кобальту, алюмінат кобальту, фталоціанін міді, гематит, жовтий титанат хрому, жовтий титанат нікелю, синтетичний червоний оксид заліза, периленовий чорний і хінакридоновий червоний. Переважно, щоб кольорова забарвлююча речовина або кольорові забарвлюючі речовини вибирали з кольорових забарвлюючих речовин з низьким поглинанням в ближній інфрачервоній ділянці спектра. Прикладами таких забарвлюючих речовин є жовтий титанат хрому, жовтий титанат нікелю, синтетичний червоний оксид заліза, периленовий чорний і хінакридоновий червоний. Композиція може включати кольорову забарвлюючу речовину в кількості від 0,1 до 20 об. %, наприклад, від 0,5 до 15 об. %, наприклад, від 1 до 10 об. %, наприклад, біля 1 об. %. У одному варіанті здійснення, забарвлююча речовина присутня роздільно від матеріалу, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, і його не вводять в одну частинку з матеріалом, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці. Те, що матеріал, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, і забарвлююча речовина розділені, представляє практичну перевагу, що полягає в тому, що це дає велику свободу при складанні складу композицій, що наносяться, даючи можливість більш широкого їх використання. Однак, в альтернативному варіанті здійснення, забарвлюючу речовину вводять в одну частинку з матеріалом, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, наприклад, забарвлюючу речовину, вводять в покриття на матеріалі, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, або матеріал, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, вводять як покриття на серцевину, яка містить забарвлюючу речовину. Середовищем може бути будь-який продукт або комбінація продуктів, всередині яких можуть бути диспергований матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, і кольорова забарвлююча речовина. Наприклад, середовищем може бути носій або розчинник або зв'язувальна речовина. У одному варіанті здійснення, середовищем є синтетична або природна смола або середовище включає синтетичну або природну смолу. Відповідні пластичні смоли включають смоли загального призначення, такі як поліолефінові смоли, полівінілхлоридні смоли, акрилонітрил-бутадієн-стирольні смоли, полістирольні смоли і метакрилові смоли; і конструкційні пластичні смоли, такі як полікарбонатні смоли, поліетилентерефталатні смоли і поліамідні смоли. Вони можуть бути зв'язувальною смолою або вони включають зв'язувальну смолу для фарби, таку як акрилова смола, поліуретанова смола, поліефірна смола, меламінна смола, епоксидна смола або масло. Вони можуть бути асфальтовим/гудроновим зв'язуючим або вони включають асфальтове/гудронове зв'язуюче для доріг або дахів. У одному прикладі середовищем є поліефірна смола або середовище включає поліефірну смолу, таку як алкідна смола. У одному варіанті здійснення середовищем є водний носій або розчинник або середовище включає водний носій або розчинник, такий як вода. У одному варіанті здійснення середовищем є неводний носій або розчинник або середовище включає неводний носій або розчинник, такий як органічний носій або розчинник. Носієм або розчинником може, наприклад, бути аліфатичний розчинник, ароматичний розчинник, спирт, або кетон. Вони включають органічні носії або розчинники, такі як продукти перегонки нафти, спирти, кетон, ефір, ефір гліколів, і інші подібні органічні сполуки. 8 UA 103999 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 У одному варіанті здійснення середовищем є зв'язуюче або середовище включає зв'язуюче, яке може, наприклад, бути металсилікатним зв'язуючим, наприклад, алюмосилікатним зв'язуючим, або полімерним зв'язуючим, наприклад, органічним полімерним зв'язуючим, таким як зв'язуюче з акрилового полімеру або зв'язуюче з акрилового співполімеру. Забарвлена композиція може бути композицією покриття, яка може бути використана для покриття поверхонь, або може бути композицією, з якої можуть формувати вироби, наприклад, шляхом лиття або за допомогою інших процесів. У одному варіанті здійснення забарвленою композицією є композиція пластичної смоли. У іншому варіанті здійснення забарвленою композицією є фарба. У іншому варіанті здійснення забарвленою композицією є чорнило. У одному варіанті здійснення забарвленою композицією є порошкове покриття. У одному варіанті здійснення забарвленою композицією є компонент або склад для обробки текстильного виробу. Забарвленою композицією може також бути композиція для обробки шкіри. У одному варіанті здійснення забарвленою композицією є композиція для нанесення покриття на покрівлю або для наземних покриттів (таких як поверхня доріг, поверхня полови, поверхня під'їзних доріг, поверхня автомобільних стоянок або поверхня тротуару). Наприклад, забарвленою композицією може бути композиція для нанесення покриття на поверхню продукту з асфальту або гудрону. Композиція може необов'язково включати інші добавки. Вони можуть включати, але цим не обмежуючи, загусники, стабілізатори, емульгатори, текстуризатори, промотори адгезії, УФстабілізатори, добавки, що усувають блиск, диспергуючі засоби, протиспінюючі добавки, змочувальні добавки, коалесціюючі розчинники і біоциди, включаючи фунгіциди. У одному варіанті здійснення композиція включає розділювальні частинки. Вони є компонентами, що використовуються для збільшення проміжку між частинками або для підтримки частинок, що входять в композицію. Ці частинки можуть необов'язково вносити в композицію деякий пігментуючий ефект. Розділювальні частинки використовують для зниження втрат ефективності розсіювання матеріалу, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, в результаті "ефекту ущільнення". Розмір будь-яких використовуваних розділювальних частинок може мінятися в досить широких межах. Звичайно, розмір залежить від природи частинок. У одному варіанті здійснення середній розмір розділювальних частинок складає від 0,02 до 40 мкм. Розділювальними частинками можуть, наприклад, бути оксид кремнію, силікати, алюмінати, сульфати, карбонати або глини, або полімерні частинки, наприклад, в формі порожнистих полімерних кульок або в формі мікросфер, наприклад, кульок або мікросфер, що включають полістирол, полівінілхлорид, поліетилен або акрилові полімери. Переважно, щоб розділювальні частинки були гетерофлокульованими, як це описано в патентному документі ЕР 0 573 150. Ці розділювальні частинки можуть поліпшити як зовнішній вигляд композиції, так і збільшити величину сумарного відбиття сонячного світла. Дивно, але, композиція цього винаходу не тільки підвищувала величину відбиття випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, але і знижувала забарвлюючу здатність. Матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, із середнім розміром кристалів більшим ніж 0,40 мкм, і розподілом частинок по розмірах, при якому 30 % або більше частинок мають розмір менший ніж 1 мкм, може бути отриманий стандартними способами отримання для таких матеріалів, які були модифіковані шляхом застосування в них одної або більше з наступних змін: a) випал проводять при більш високій температурі, ніж у разі стандартного способу, наприклад, при 900 °C або вище, наприклад, 1000 °C або вище; b) випал проводять протягом більш тривалого часу, ніж у разі стандартного способу, наприклад, протягом 5 годин або більше; c) застосовують знижені вмісту уповільнювачів зростання кристалів при здійсненні способу; наприклад, в способі можуть не використати уповільнювачі зростання кристалів; d) додають прискорювачі зростання кристалів при здійсненні способу; зокрема, при здійсненні процесу додають підвищені кількості прискорювачів зростання кристалів; e) знижують вміст затравкових кристалів рутилу в пульпі, яка потім надходить в випалювальну піч. Для того, щоб зробити великокристалічний матеріал сумісним з фарбою, пластмасою, асфальтом або іншим середовищем він може бути підданий обробці таким же чином, як і звичайні пігменти, наприклад, за допомогою різних добавок. 9 UA 103999 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Спосіб отримання діоксиду титану матеріалу, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, із середнім розміром кристалів більшим ніж 0,40 мкм, і розподілом частинок по розмірах, при якому 30 % або більше частинок має розмір менший ніж 1 мкм, може включати: взаємодія титанвмісної сировини з сірчаною кислотою з утворенням в результаті реакції твердого водорозчинного осаду; розчинення осаду у воді і/або слабкій кислоті з отриманням розчину сульфату титану; гідроліз розчину з перетворенням сульфату титану в гідратований діоксид титану; відділення осадженого гідратованого діоксиду титану від розчину і випал з отриманням діоксиду титану; де застосовують одну або більше з наступних змін: а) випал проводять при більш високій температурі, ніж у разі стандартного способу, наприклад, при 900 °C або вище, наприклад, 1000 °C або вище; b) випал проводять протягом більш тривалого часу, ніж у разі стандартного способу, наприклад, протягом 5 годин або більше; c) застосовують знижені вмісту уповільнювачів зростання кристалів при здійсненні способу; наприклад, в способі можуть не використати уповільнювачі зростання кристалів; d) додають прискорювачі зростання кристалів при здійсненні способу; зокрема, при здійсненні процесу додають підвищених кількостей прискорювачів зростання кристалів; e) знижують вміст затравкових кристалів рутилу в пульпі, яка потім надходить в випалювальну піч. Промотори перетворення анатазної модифікації діоксиду титану в рутильну модифікацію (промотори рутилізації), які можуть необов'язково бути присутніми в процесі випалювання, включають сполуки літію і цинку. Інгібітори рутилізації, вміст яких повинен контролюватися, включають сполуки алюмінію, калію і фосфору. На матеріал, що складається з частинок діоксид титану, може бути нанесене покриття шляхом диспергування матеріалу у воді, з подальшим додаванням реагентів для утворення покриття, таких як сульфат алюмінію. Потім коректують рН, для того, щоб викликати осадження необхідного гідратованого оксиду з утворенням покриття на поверхні матеріалу. Після утворення покриття, матеріал може бути промитий і висушений перед подрібненням, наприклад, в струминному млині або млині для найтоншого помелу, для розділення частинок, які склеїлися одна з одною при нанесенні покриття. На цій кінцевій стадії подрібнення, при необхідності, може бути застосована обробка поверхні органічними сполуками, наприклад, за допомогою поліолу, аміну або похідних кремнію. У одному варіанті здійснення матеріал, що складається з частинок діоксиду титану, перед тим як його використати в композиції, може бути підданий обробці для селективного видалення фракцій частинок з конкретним розміром. Даний винахід пропонує, у другому аспекті, застосування композиції, відповідно до першого аспекту, для отримання одного єдиного покриття, яке відбиває сонячні промені і є кольоровим, або для отримання виробу, яке відбиває сонячні промені і є кольоровим. У одному варіанті здійснення, покриття має величину яскравості L* (колірний простір СІЕ L*a*b*) 75 або менше, наприклад, 65 або менше, наприклад, 55 або менше, переважно, 45 або менше, наприклад, 35 або менше, наприклад, 25 або менше. Переважно, щоб відбиття сонячних променів, що досягається, складало величину сумарного відбиття сонячного світла (TSR) 20 % або більше, наприклад, 25 % або більше. Переважно, щоб композицію використовували для отримання одного єдиного покриття, яке відбиває сонячні промені і є кольоровим. Даний винахід пропонує, в третьому аспекті, застосування матеріалу, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, який вибирають з діоксиду титану, легованого діоксиду титану і їх комбінацій, і, який має середній розмір кристалів більший ніж 0,40 мкм, і має розподіл частинок по розмірах, при якому 30 % або більше частинок мають розмір менший ніж 1 мкм, для підвищення величини сонячного відбиття, переважно, при одночасному зниженні величини відбиття видимого світла, забарвленої композиції, наприклад, темної або забарвленої в інтенсивний колір композиції. У одному варіанті здійснення, забарвлена композиція має величину яскравості L* (колірний простір СІЕ L*a*b*) 75 або менше, наприклад, 65 або менше, наприклад, 55 або менше, переважно, 45 або менше, наприклад, 35 або менше, наприклад, 25 або менше. У одному варіанті здійснення матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, застосовують для отримання величини 10 UA 103999 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 сумарного відбиття сонячного світла (TSR) 20 % або вище для темної або забарвленої в інтенсивний колір композиції, наприклад, 25 % або вище. Переважні характерні риси матеріалу, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, описаній вище відносно першого аспекту. Винахід пропонує, в четвертому аспекті, виріб, що включає композицію відповідно до першого аспекту. У одному варіанті здійснення виробом є поверхня покрівлі, наприклад, це може бути покрівельна дранка, покрівельна черепиця або гранульоване покриття. У одному варіанті здійснення виробом є контейнер, такий як резервуар, труба або сайдинг, наприклад, бак для води або водопровідна труба. У одному варіанті здійснення виробом є продукт для наземного покриття, такий як поверхня бетону, поверхня дороги, вироби для настилу підлоги, поверхня проїзної частини дороги, поверхня стоянки для автомобілів або поверхня пішохідного тротуару. У одному варіанті здійснення виробом є забарвлений виріб. У одному варіанті здійснення виробом є виріб з порошковим покриттям. У одному варіанті здійснення виробом є транспортний засіб, наприклад, автомобіль, фургон, вантажний автомобіль або вагон. У одному варіанті здійснення виробом є будівля, наприклад, будинок, готель, офіс або фабрика. У одному варіанті здійснення виробом є пластмасовий виріб. У одному варіанті здійснення виробом є виріб з тканини або шкіри. В. ДРУГА ЧАСТИНА - СВІТЛОСТІЙКІ ПРОДУКТИ Даний винахід пропонує, у варіанті здійснення першого аспекту, матеріал, що складається з частинок, з нанесеним покриттям, де: (і) матеріал вибирають з діоксиду титану, легованого діоксиду титану і їх комбінацій; (іі) матеріал має середній розмір кристалів більший ніж 0,40 мкм; і (ііі) покриття включає один або більше оксидний матеріал, де матеріалом є оксид одного або більше елементів, такі як Аl, Si, Zr, Се, і Р, хоч ці варіанти здійснення не є обмеженнями. Наприклад, в деяких варіантах здійснення оксидним матеріалом покриття може бути також оксид одного або більше елементів Ті, Zn, і Sn. Таким чином, в одному варіанті здійснення, покриття включає один або більше оксидних матеріалів, де матеріалом є оксид одного або більше елементів, якими є: (a) перехідні метали групи 4 (IVB) і 12 (llВ), вибрані з Ті, Zr і Zn і/або (b) р-елементи груп 13-15 (IIIA-VA), вибраних з Si, ΑΙ, Ρ і Sn і/або (c) лантаніди. Для таких продуктів досягається зносостійкість, яка перевищує показники, що досягаються при використанні матеріалу із звичайним розміром кристалів пігменту. Це дає переваги з точки зору зручності, витрат, зовнішнього вигляду і довговічності. У багатьох фарбах для зовнішнього застосування, як забарвлюючу речовину використовують газову сажу, але вона також служить для поглинання небезпечного ультрафіолетового випромінювання і, тому, посилює стійкість до атмосферних впливів. При заміні газової сажі на альтернативний чорний барвник, повинні бути прийняті також заходи для усунення утворюваного дефіциту фотозахисної дії. Даний винахід є особливо корисним з точки зору усунення цього дефіциту, завдяки тому, що матеріал винаходу поглинає ультрафіолетове випромінювання і має низьку фотокаталітичну активність. Матеріал, що складається з частинок, з нанесеним покриттям є практично білим. Переважно, щоб продукт мав величину яскравості L* (колірний простір СІЕ L*a*b*) більшу ніж 95, при значенні а* меншому ніж 5, і значенні b* меншому ніж 5. В одному варіанті здійснення продукт має величину яскравості L* більшу ніж 96, наприклад, більшу ніж 97, більшу ніж 98, або більшу ніж 99. Величина а* в одному варіанті здійснення може складати менше ніж 4, наприклад, менше ніж 3. Величина b* в одному варіанті здійснення може складати менше ніж 4, наприклад, менше ніж 3. Тому покриття вибирають таким чином, щоб отримати продукт, який візуально виглядає практично білим. Переважно, щоб будь-які кольорові оксидні матеріали, що входять в покриття, такі як оксид церію, були присутніми в кількостях 0,5 % мас. або менше, переважно, 0,4 % мас. або менше, більш переважно, 0,3 % мас. або менше, зокрема, 0,2 % мас. або менше. У одному варіанті здійснення, матеріал, що складається з частинок, з нанесеним покриттям вводять в забарвлену композицію, що включає: - матеріал, що складається з частинок, з нанесеним покриттям як матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, де матеріал вибирають з діоксиду титану, легованого діоксиду титану і їх комбінацій, де матеріал має середній розмір кристалів більший ніж 0,40 мкм і розподіл частинок по розмірах, при якому 30 % або більше частинок мають розмір менший ніж 1 мкм; і 11 UA 103999 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - одну або більше кольорових забарвлюючих речовин; де матеріал, що складається з частинок, і кольорова забарвлююча речовина дисперговані в середовищі. Зокрема, в цьому варіанті здійснення, матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, який є діоксидом титану, легованим діоксидом титану або їх комбінацією, отримують за допомогою способу, який включає стадію подрібнення. На частинки, отримані на стадії / подрібнення, наносять покриття, наприклад, за допомогою гідратованого оксиду, такого як оксид кремнію, оксид алюмінію, або оксид цирконію; ця стадія нанесення покриття може забезпечувати знижену фотокаталітичну активність, поліпшену здатність до диспергування, зменшену появу жовтизни або більш високу непроникність. На частинки може бути нанесено, наприклад, неорганічне покриття, при вмісті 20 % мас, наприклад, від 0,5 до 20 % мас. У одному варіанті здійснення може бути використаний матеріал неорганічного покриття, вибраний з неорганічних оксидів. Прикладами цих матеріалів, представленими у вигляді їх оксидів, є Аl2О3, SiO2, ZrO2, CeO2, і Р2О5. Переважно, щоб кольорова забарвлююча речовина мала низьку величину поглинання в ближній інфрачервоній частині спектра. У одному варіанті здійснення, кольорова забарвлююча -1 речовина може мати середнє значення коефіцієнта поглинання 50 мм або менше в ближній інфрачервоній ділянці від 700 до 2500 нм. Переважно, щоб кольорова забарвлююча речовина -1 могла мати середнє значення коефіцієнта поглинання 20 мм або менше в ділянці спектра від -1 -1 700 до 2500 нм, наприклад, 15 мм або менше, наприклад, 12 мм або менше, наприклад, 10 -1 мм або менше. Відповідно, в одному варіанті здійснення, винахід пропонує забарвлену композицію, що включає: - матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, де матеріал вибирають з діоксиду титану, легованого діоксиду титану і їх комбінацій, де матеріал має середній розмір кристалів більший ніж 0,40 мкм і розподіл частинок по розмірах, при якому 30 % або більше частинок мають розмір менший ніж 1 мкм; і - одну або більше кольорових забарвлюючих речовин; де матеріал, що складається з частинок, і кольорова забарвлююча речовина дисперговані в середовищі; і де покриття включає один або більше оксидний матеріал, де матеріалом є оксид одного або більше елементів, якими є: (a) перехідні метали групи 4 (IVB) і 12 (llВ), вибрані з Ті, Zr і Zn і/або (b) р-елементи груп 13-15 (IIIA-VA), вибраних з Si, ΑΙ, Ρ і Sn і/або (c) лантаніди. Зокрема, матеріал покриття може бути вибраний з АІ2О3, SiO2, ΖrO2, СеО2, і Р2О5. У альтернативному варіанті здійснення, матеріал, що складається з частинок, з нанесеним покриттям не вводять в забарвлену композицію, що включає: - матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, де матеріал вибирають з діоксиду титану, легованого діоксиду титану і їх комбінацій, де матеріал має середній розмір кристалів більший ніж 0,40 мкм і розподіл частинок по розмірах, при якому 30 % або більше частинок мають розмір менший ніж 1 мкм; і - одну або більше кольорових забарвлюючих речовин; де матеріал, що складається з частинок, і кольорову забарвлюючу речовину диспергують в середовищі. У такому варіанті здійснення, матеріал, що складається з частинок, з нанесеним покриттям може бути введений сам по собі, або в будь-яку композицію, яка є комбінацією матеріалу, що складається з частинок, з нанесеним покриттям з одним або більше іншим компонентом, при умові, що композиція не є забарвленою композицією, що включає: - матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, де матеріал вибирають з діоксиду титану, легованого діоксиду титану і їх комбінацій, де матеріал має середній розмір кристалів більший ніж 0,40 мкм і розподіл частинок по розмірах, при якому 30 % або більше частинок мають розмір менший ніж 1 мкм; і - одну або більше кольорових забарвлюючих речовин; де матеріал, що складається з частинок, і кольорова забарвлююча речовина дисперговані в середовищі. Даний винахід також пропонує, у другому аспекті, застосування (і) кристалів із середнім розміром більшим ніж 0,40 мкм; і (іі) покриття, що включає один або більше оксидний матеріал, де матеріалом є оксид одного або більше елементів, якими є: 12 UA 103999 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 (a) перехідні метали групи 4 (IVB) і 12 (llВ), вибрані з Ті, Zr і Zn і/або (b) р-елементи груп 13-15 (IIIA-VA), вибраних з Si, ΑΙ, Ρ і Sn і/або (c) лантаніди для зниження фотокаталітичної активності матеріалу, вибраного з діоксиду титану, легованого діоксиду титану і їх комбінацій. Переважно, щоб матеріал, що складається з частинок, у випадку, коли на нього нанесене покриття, був практично білим. Переважно, щоб продукт мав величину яскравості L* (колірний простір СІЕ L*a*b*) більшу ніж 95, при значенні а* меншому ніж 5 і значенні b* меншому ніж 5. В одному варіанті здійснення, продукт має величину яскравості L* більшу ніж 96, наприклад, більшу ніж 97, більшу ніж 98, або більшу ніж 99. Величина а* в одному варіанті здійснення може складати менше ніж 4, наприклад, менше ніж 3. Величина b* в одному варіанті здійснення може складати менше ніж 4, наприклад, менше ніж 3. Тому, покриття зручно вибирати так, щоб отримувати продукт, який візуально виглядає практично білим. Переважно, щоб будь-які кольорові оксидні матеріали, що входять в покриття, такі як оксид церію, були присутніми в кількостях 0,5 % мас. або менше, переважно, 0,4 % мас. або менше, більш переважно, 0,3 % мас. або менше, зокрема, 0,2 % мас. або менше. У одному варіанті здійснення, застосування стосується забарвленої композиції, що включає: - матеріал у вигляді матеріалу, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, де матеріал вибирають з діоксиду титану, легованого діоксиду титану і їх комбінацій, де матеріал має середній розмір кристалів більший ніж 0,40 мкм, і розподіл частинок по розмірах, при якому 30 % або більше частинок мають розмір менший ніж 1 мкм; і - одну або більше кольорових забарвлюючих речовин; де матеріал, що складається з частинок, і кольорова забарвлююча речовина дисперговані в середовищі. У одному варіанті здійснення, матеріал оксидного покриття вибирають з Al2O3, SiO2, ZrO2, CeO2, і Р2О5. Ця забарвлена композиція може бути забарвленою композицією, описаною вище. У альтернативному варіанті здійснення, застосування не має відношення до забарвленої композиції, що включає: - матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, де матеріал вибирають з діоксиду титану, легованого діоксиду титану і їх комбінацій, матеріал має середній розмір кристалів більший ніж 0,40 мкм, і розподіл частинок по розмірах, при якому 30 % або більше частинок мають розмір менший ніж 1 мкм; і - одну або більше кольорових забарвлюючих речовин; де матеріал, що складається з частинок, і кольорова забарвлююча речовина дисперговані в середовищі. У такому варіанті здійснення, застосування може належати до матеріалу самого по собі, або застосування може належати до матеріалу в будь-якій композиції, яка є комбінацією матеріалу, що складається з частинок з нанесеним покриттям з одним або більше іншим компонентом, при умові, що композиція не є забарвленою композицією, що включає: - матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, де матеріал вибирають з діоксиду титану, легованого діоксиду титану і їх комбінацій, де матеріал має середній розмір кристалів більший ніж 0,40 мкм, і розподіл частинок по розмірах, при якому 30 % або більше частинок мають розмір менший ніж 1 мкм; і - одну або більше кольорових забарвлюючих речовин; де матеріал, що складається з частинок, і кольорова забарвлююча речовина дисперговані в середовищі. Винахід також пропонує, в третьому аспекті, застосування матеріалу відповідно до першого аспекту для підвищення зносостійкості і/або терміну служби продукту, який піддається впливу сонячних променів в процесі його застосування. Винахід також пропонує, в четвертому аспекті, продукт, який піддається впливу сонячних променів в процесі його застосування, де продукт включає матеріал відповідно до першого аспекту. У патентному документі US 4125412 описане отримання пігментів діоксиду титану, які мають виняткову стійкість проти розмелювання, відмінну здатність диспергуватися і виняткове збереження колірного відтінку при використанні в композиції фарби, шляхом нанесення на ці пігменти щільного покриття з діоксиду кремнію і потім осадження оксиду алюмінію. Однак ці продукти із звичайних пігментів діоксиду титану не мають виключно високої зносостійкості, яку 13 UA 103999 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 дозволяє досягати даний винахід, що заявляється, яка зумовлена синергетичною комбінацією кристалів великого розміру і покриття. У патентному документі ЕР 0595471 розкрите нанесення щільних покриттів з оксиду кремнію на ТіO2 за допомогою ультразвуку. У патентному документі JP 06107417 описане покриття на ТіO2 голчастої форми, що отримується шляхом нанесення 1-30 % мас. солей металів і потім випал, для отримання забарвленого продукту. Голки ТіO2 мають фізичну схожість з азбестом, небажані властивості якого пов'язані з його високим аспектним відношенням і голчатою структурою. У даному винаході, переважно, щоб матеріал, що складається з частинок мав аспектне відношення менше ніж 4:1. Відомий рівень техніки не розкриває способу підвищення зносостійкості і/або терміну служби продукту, що піддається впливу сонячних променів в процесі його застосування. Продукти винаходу забезпечують підвищені терміни служби в порівнянні з відомим рівнем техніки для утримуючих пігментний діоксид титану виробів, що піддаються впливу сонячного випромінювання. Відомий рівень техніки не розкриває або не передбачає, що комбінація великокристалічного діоксиду титану з покриттям дає таке зниження фотокаталітичної активності. Комбінація великокристалічного діоксиду титану з покриттям дає більше зниження фотокаталітичної активності, чим можна було б передбачити виходячи з відомої дії покриття. Цей синергетичний ефект є несподіваним і забезпечує значну перевагу. Як вже обговорювалося вище, в даному винаході покриття включає один або більше оксидний матеріал, де матеріалом є оксид одного або більше елементів, якими є: (a) перехідні метали групи 4 (IVB) і 12 (llВ), вибрані з Ті, Zr і Zn і/або (b) р-елементи груп 13-15 (IIIA-VA), вибраних з Si, ΑΙ, Ρ і Sn і/або (c) лантаніди. Приклади прийнятних лантані дів включають Се. Для фахівця в цій галузі є очевидним, що оксидний матеріал може знаходитися в формі змішаного оксиду, такого як гідроксид, або в формі гідратованого оксиду, а також в формі оксиду, що містить тільки елемент і кисень. Покриття на частинках може бути щільним або нещільним. Наприклад, для фахівця в цій галузі є очевидним, що і оксид кремнію, і оксид алюмінію можуть забезпечувати як щільні, так і нещільні покриття. Зразок кристалів стандартного діоксид титану в формі рутилу має питому 2 поверхню близько 7 м /г. Зразок стандартного діоксид титану в формі рутилу з 3 % мас. 2 нещільного покриття має питому поверхню близько 17 м /г. Зразок стандартного діоксид титану 2 в формі рутилу з 3 % мас. щільного покриття має питому поверхню приблизно від 6 м /г до 10 2 м /г. У одному варіанті здійснення, використовують два або більше покриттів, що включають оксидний матеріал. Ці покриття можуть бути використані в комбінації з отриманням одного єдиного шару, або можуть бути використані для нанесення двох або більше окремих шарів, де кожний шар має відмінну один від одного композицію. Наприклад, покриття для частинок може включати шар оксиду кремнію, наприклад, щільного оксиду кремнію, і шар оксиду алюмінію. На частинки може бути нанесене будь-яка відповідна кількість матеріалу покриття. На частинки можуть бути нанесені неорганічні покриття, наприклад, при вмісті до 20 % мас, наприклад, від 0,5 до 20 % мас. У одному варіанті здійснення на частинки може бути нанесене покриття при вмісті до 20 % мас, наприклад, від 0,1 до 20 % мас, наприклад, від 0,5 до 10 % мас, наприклад, від 0,5 до 7 % мас. Може також застосовуватися обробка поверхні органічною сполукою, такою як поліол, амін (наприклад, алканоламін) або сполукою кремнію. Зокрема, це може поліпшувати здатність до диспергування. Типовими органічними сполуками, що застосовуються є триметилолпропан, пентаеритрит, триетаноламін, алкілфосфонова кислота (наприклад, н-октил-фосфонова кислота) і триметилолетан. Матеріалом, який складається з частинок, що застосовується в даному винаході, є діоксид титану або легований діоксид титану (або їх комбінація), і він має середній розмір кристалів більший ніж 0,40 мкм. Може бути тільки один тип матеріалу, що складається з частинок, або можуть бути два або більше різних типів матеріалу, що складається з частинок. У одному варіанті здійснення, матеріал, що складається з частинок, є або включає легований діоксид титану. 14 UA 103999 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Легований діоксид титану може мати вміст ТіО2 10 % мас. або більше, переважно, 12 % мас. або більше. Переважно, щоб легований діоксид титану міг мати вміст ТіО 2 80 % мас. або більше, переважно, 85 % мас. або більше. Легований діоксид титану може знаходитися або в кристалічній формі рутилу, або в кристалічній формі анатазу, або у вигляді суміші анатазу і рутилу. У одному варіанті здійснення легований діоксид титану має кристалічною структурою рутилу. У іншому варіанті здійснення легований діоксид титану має кристалічну структуру анатазу. Анатаз і рутил мають різну міцність; даний винахід передбачає більш зносостійкий варіант кожної з форм. Наприклад, може бути присутнім 50 % мас. або більше рутилу, наприклад, 60 % або більше, наприклад, 70 % або більше, переважно, 80 % або більше, більш переважно, 90 % або більше, найбільш переважно, 95 % або більше, наприклад, 99 % або більше, наприклад, 99,5 % або більше. Легований діоксид титану може бути, наприклад, легований за допомогою легуючих добавок, таких як кальцій, магній, натрій, алюміній, сурма, фосфор і цезій. Легований діоксид титану, в одному варіанті здійснення, може бути легований за допомогою легуючих добавок, вибраних з Сr, V, Μn і Аl. Легований діоксид титану може включати домішки, наприклад, до вмісту 10 % мас. або менше, наприклад, 8 % мас. або менше, наприклад, 5 % мас. або менше. Ці домішки є наслідком неповного очищення і можуть являти собою, наприклад, залізо, оксид кремнію, оксид ніобію або інші домішки, звичайно присутні в сировині для виробництва діоксиду титану. У одному варіанті здійснення легований діоксид титану може включати домішки до вмісту 0,5 % мас. або менше, наприклад, 0,1 % мас. або менше, наприклад, 0,01 % мас. або менше; ці домішки можуть являти собою, наприклад, Fe, P, Nb або інші домішки, звичайно присутні в сировині для виробництва діоксиду титану. Легований діоксид титану може мати кристалічні решітку, які леговані домішкою, діючою як центр рекомбінації для дірок і електронів. Наприклад, Сr, Μn, і V можуть всі бути використані як легуючі добавки для прискорення рекомбінації. Ці домішки звичайно додають в формі солі перед випаленням шляхом додавання солі до осадженої суспензії/пульпи. Як варіант, може бути використана можливість введення домішки в регульованих кількостях прямо з титанової руди. Кількості легуючої добавки, що використовується, звичайно складають від 2 до 10 ч/млн, в зв'язку з тим, що повинен дотримуватися оптимальний баланс між підвищенням зносостійкості і погіршенням кольору. У одному варіанті здійснення, матеріал, що складається з частинок, є або включає діоксид титану. Діоксид титану може бути отриманий будь-яким відомим способом. Наприклад, можуть бути використані так званий "сульфатний" спосіб або так званий "хлоридний" спосіб, які є двома способами, що широко використовуються в промисловості. Однаково, для отримання діоксиду титану можуть бути використані фторидний процес, гідротермічні процеси, аерозольні процеси або процеси вилуговування. Діоксид титану може знаходитися або в кристалічній формі рутилу, або в кристалічній формі анатазу. У одному варіанті здійснення, діоксид титану становить 50 % або більше по масі рутилу, наприклад, 60 % або більше, наприклад, 70 % або більше, переважно, 80 % або більше, більш переважно, 90 % або більше, найбільш переважно, 95 % або більше, наприклад, 99 % або більше, наприклад, 99,5 % або більше. Діоксид титану може бути білим або може бути забарвленим. У одному варіанті здійснення, він є практично білим; наприклад, він може мати величину яскравості L* (колірний простір СІЕ L*a*b*) більшу ніж 95, при величині а* меншій ніж 5, і величині b* меншій ніж 5. Діоксид титану може включати домішки, наприклад, до вмісту 10 % мас. або менше, наприклад, 8 % мас. або менше, наприклад, 5 % мас. або менше. Ці домішки є наслідком неповного очищення і можуть являти собою, наприклад, залізо, оксид кремнію, оксид ніобію або інші домішки, звичайно присутні в сировині, що містить діоксид титану. У одному варіанті здійснення, діоксид титану може включати домішки до вмісту 0,5 % мас. або менше, наприклад, 0,1 % мас. або менше, наприклад, 0,01 % мас. або менше; ці домішки можуть являти собою, наприклад, залізо, фосфор, оксид ніобію або інші домішки, звичайно присутні в сировині, що містить діоксид титану. Переважно, щоб діоксид титану мав вміст ТіO2 90 % мас. або вище, наприклад, 92 % мас. або вище, наприклад, 93 % мас. або вище. Більш переважно, щоб діоксид титану мав вміст ТіО 2 95 % мас. або вище, наприклад, 99 % мас. або вище, наприклад, 99,5 % мас. або вище. 15 UA 103999 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Легований діоксид титану може мати кристалічні решітку, яка легована домішкою, яка діє як центр рекомбінації для дірок і електронів. Наприклад, Сr, Μn, і V можуть всі бути використані як легуючі добавки для прискорення рекомбінації. Ці домішки звичайно додають в формі солі перед випалюванням шляхом додавання солі до осадженої суспензії/пульпи. Як варіант, може бути використана можливість введення домішки в регульованих кількостях прямо з титанової руди. Кількості використовуваної легуючої добавки звичайно складають від 2 до 10 ч/млн, в результаті того, що повинен дотримуватися оптимальний баланс між підвищенням зносостійкості і погіршенням кольору. У даному винаході, переважно, щоб матеріал, що складається з частинок мав аспектне відношення менше ніж 4:1, наприклад, 3:1 або менше, більш переважно, 2:1 або менше. У даному винаході, матеріал, що складається з частинок, має середній розмір кристалів, який більший ніж або дорівнює 0,40 мкм. Переважно, щоб матеріал, що складається з частинок, мав середній розмір кристалів, який більший ніж або дорівнює 0,45 мкм. Переважно, щоб середній розмір кристалів складав величину, яка більша, ніж або дорівнює 0,50 мкм, наприклад, 0,55 мкм або більше, більш переважно, 0,60 мкм або більше, наприклад, 0,70 мкм або більше, наприклад, 0,80 мкм або більше. У одному варіанті здійснення, матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, має середній розмір кристалів більший ніж 0,40 мкм і до 1,20 мкм, наприклад, від 0,45 до 1,1 мкм, більш переважно, від 0,50 до 1,1 мкм, наприклад, від 0,60 до 1,0 мкм, наприклад, від 0,70 до 1,00 мкм. У іншому варіанті здійснення, матеріал, що складається з частинок, має середній розмір кристалів більший ніж 0,40 мкм і до 2,0 мкм, наприклад, від 0,45 до 1,8 мкм, більш переважно, від 0,50 до 1,6 мкм, наприклад, від 0,60 до 1,4 мкм. Середній розмір кристалів може бути визначений трансмісійною електронною мікроскопією на розтертому зразку за допомогою аналізу зображення на отриманій фотографії (наприклад, з використанням аналізатора зображення KS300). Цей розмір може бути перевірений шляхом порівняння з латексним NANOSPHERE™ розмірним стандартом 3200 Національного інституту стандартів і технології США (NIST) з сертифікованим розміром 199+/-6 нм. Звичайний ТіO2 зі структурою рутилу має середній розмір кристалів від 0,17 до 0,29 мкм, в той час як звичайний ТіO2 зі структурою анатазу має середній розмір кристалів від 0,10 до 0,25 мкм. Розмір кристалів відрізняється від розмірів частинок. Розмір частинки залежить від ефективності диспергування пігменту в системі, в якій його використовують. Розмір частинок визначається такими чинниками як розмір кристалів і методи подрібнення, наприклад, сухе, мокре або спільне подрібнення. Середній розмір частинок звичайного пігменту діоксиду титану зі структурою рутилу складає від 0,25 до 0,40 мкм, в той час як звичайний пігмент діоксиду титану зі структурою анатазу має середній розмір частинок від 0,20 до 0,40 мкм. Частинки більшого розміру можуть виходити у разі використання методів, при яких кристали утворюють один з одним "грудочки". У даному винаході, що заявляється, переважно, щоб матеріал, що складається з частинок мав середній розмір частинок, визначений за допомогою рентгенівського методу при седиментації частинок, більший ніж 0,40 мкм. Наприклад, середній розмір частинок може складати більше, ніж 0,40 мкм і до 1,2 мкм. Переважно, щоб середній розмір частинок був більшим ніж або дорівнював 0,45 мкм, наприклад, від 0,45 до 1,1 мкм, наприклад, від 0,50 до 1,0 мкм, більш переважно, від 0,60 до 1,0 мкм. У даному винаході, що заявляється, переважно, щоб матеріал, що складається з частинок, мав розподіл частинок по розмірах, при якому 30 % або більше частинок мають розмір менший ніж 1 мкм. У одному варіанті здійснення матеріал, що складається з частинок, має розподіл частинок по розмірах, при якому 35 % або більше частинок мають розмір менший ніж 1 мкм, наприклад, розподіл частинок по розмірах, при якому 40 % або більше частинок мають розмір менший ніж 1 мкм. У даний заявці передбачається, що у випадку, коли вказують процент частинок, що мають даний розмір, цей процент є масовим процентом. Для вимірювання розміру частинок, продукт піддають перемішуванню з високим значенням швидкості зсуву в присутності відповідного диспергуючого засобу для диспергування частинок без їх подрібнення. Розподіл частинок по розмірах вимірюють за допомогою дискової центрифуги і рентгенівської установки Brookhaven XDC X-Ray. Реєструють середній розмір частинок і стандартне геометричне відхилення розміру частинок. Для фахівця в цій галузі є очевидним, що матеріал, що складається з частинок, який є діоксидом титану, легованим діоксидом титану або їх комбінаціями, отримують за допомогою 16 UA 103999 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 процесу, який включає стадію подрібнення. Переважна стадія подрібнення включає використання млина, вибраного з млинів тонкого помелу і пісочних млинів. У таких млинах для подрібнення суспендованих агломератів пігменту до субмікронного розміру використовують середовище для тонкого помелу, що прискорюється способами, відмінними від сили тяжіння. На частинки, отримані на стадії подрібнення, потім наносять покриття. На частинки, отримані на стадії подрібнення, може бути нанесене покриття за допомогою гідратованого оксиду, такого як оксид кремнію, оксид алюмінію, або оксид цирконію. Спосіб нанесення покриття на матеріал, що складається з частинок, який є діоксидом титану, легованим діоксидом титану, або їх комбінаціями, може бути таким же, як і відомий в техніці спосіб нанесення покриття на звичайний пігментний матеріал. Тому він може включати диспергування матеріалу у воді з подальшим додаванням відповідних для утворення покриття реагентів, таких як сульфат алюмінію. Потім коректують рН, для того, щоб викликати осадження необхідного гідратованого оксиду з утворенням покриття на поверхні матеріалу. У одному варіанті здійснення нанесення покриття може включати додавання відповідних для утворення покриття реагентів, таких як сульфат алюмінію, до водної суспензії матеріалу, на який наносять покриття; потім коректують рН, для того, щоб викликати осадження необхідного гідратованого оксиду з утворенням покриття на поверхні діоксиду титану, легованого діоксиду титану, або їх комбінацій. Звичайно, покриття можуть бути отримані шляхом додавання прийнятних солей до матеріалів, що складаються з частинок, або при кислому рН (наприклад, рН приблизно від 1 до 2), або при лужному рН (наприклад, рН приблизно від 9,5 до 12), і нейтралізації, для того, щоб викликати осадження. Можуть бути спочатку додані солі, і потім здійснене коректування рН; або як варіант, коректування рН може проводитися під час додавання солі. Після утворення покриття, матеріал може бути промитий і висушений перед подрібненням, наприклад, в струминному млині або млині для найтоншого помелу, для розділення частинок, які склеїлися одна з одною на стадії нанесення покриття і/або стадії сушіння. На цій кінцевій стадії подрібнення, при необхідності, може бути застосована обробка поверхні органічними сполуками, наприклад, за допомогою поліолу, аміну, алкілфосфонової кислоти або похідних кремнію. У одному варіанті здійснення, матеріал, що складається з частинок, може бути підданий обробці для селективного видалення фракцій частинок з конкретним розміром. Наприклад, можуть бути видалені будь-які частинки з діаметром 5 мкм або більше; в одному варіанті здійснення можуть бути видалені будь-які частинки з діаметром 3 мкм або більше. Такі частинки можуть бути видалені, наприклад, за допомогою центрифугування. Продукт, який піддається впливу сонячних променів в процесі застосування, в третьому і четвертому аспектах, може включати матеріал, що складається з частинок, з нанесеним покриттям в кількості від 0,5 до 70 об. %, наприклад, від 1 до 60 об. %, наприклад, від 2 до 50 об. %. При застосуванні, вміст матеріалу, що складається з частинок, з нанесеним покриттям може бути вибраний відповідним чином в залежності від передбачуваного застосування. Продукт, який піддається впливу сонячних променів в процесі застосування, в третьому і четвертому аспектах, може бути вибраний з пластмасових виробів (наприклад, пластмасових контейнерів), чорнил, композицій для покриттів (включаючи фарби і композиції для порошкового покриття), покрівельних композицій (наприклад, це може бути покрівельна дранка, черепиця або гранульоване покриття) або композицій для наземного покриття (таких як продукт для дорожнього покриття, продукт для настилу підлог, продукт покриття для під'їзних шляхів, продукт покриття для автомобільної стоянки або продукт покриття для тротуару), і продуктів, що відбивають сонячні промені. У одному варіанті здійснення продуктом є фарба, і вона може включати матеріал, що складається з частинок, з нанесеним покриттям в кількості від 5 до 50 об. %, наприклад, від 10 до 30 об. %, наприклад, від 15 до 20 об. %. У одному варіанті здійснення продуктом є пластмасовий виріб, і він може включати матеріал, що складається з частинок, з нанесеним покриттям в кількості від 0,5 до 70 об. %; наприклад, в маточних сумішах можуть бути можливі або бажані високі вмісту від 50 до 70 об. %, в той час як в поліетиленових мішках можуть бути бажані невисокі вмісту від 1 до 3 об. %. У одному варіанті здійснення продуктом є композиція покриття для покрівельного виробу або продукт для наземного покриття, і він може включати матеріал, що складається з частинок, з нанесеним покриттям в кількості від 1 до 50 об. %. Продукт, який піддається впливу сонячних променів в процесі застосування, в третьому і четвертому аспектах, може в одному варіанті здійснення додатково включати органічні або 17 UA 103999 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 неорганічні УФ-поглиначі або розсіювачі. Приклади таких УФ-поглиначів/розсіювачів включають світлостабілізатори зі стерично утрудненого аміну (HALS) і ультрадисперсний ТіO2. Отримання матеріалу, що складається з частинок діоксиду титану або легованого діоксиду титану із середнім розміром кристалів більшим ніж 0,40 мкм, може здійснюватися стандартними способами отримання таких матеріалів, які були модифіковані шляхом застосування в них одної або більше з наступних змін: a) випал проводять при більш високій температурі, ніж у разі стандартного способу, наприклад, при 900 °C або вище, наприклад, 1000 °C або вище; b) випал проводять протягом більш тривалого часу, ніж у разі стандартного способу, наприклад, протягом 5 годин або більше; c) застосовують знижені вмісту уповільнювачів зростання кристалів при здійсненні способу; наприклад, в способі можуть не використовувати уповільнювачі зростання кристалів; d) додають прискорювачі зростання кристалів при здійсненні способу; зокрема, при здійсненні процесу додають підвищені кількості прискорювачів зростання кристалів; e) знижують вміст затравкових кристалів рутилу в пульпі, яка потім надходить в випалювальну піч. Для того щоб зробити великокристалічний матеріал сумісним з фарбою, пластмасою, асфальтом або іншим середовищем він може бути підданий обробці таким же чином, як і звичайні пігменти, наприклад, за допомогою різних добавок. Спосіб отримання матеріалу, що складається з частинок діоксиду титану або легованого діоксиду титану із середнім розміром кристалів більшим ніж 0,40 мкм, може включати: взаємодію титанвмісної сировини з сірчаною кислотою з утворенням в результаті реакції твердого водорозчинного осаду; розчинення осаду у воді і/або слабкій кислоті з отриманням розчину сульфату титану; гідроліз розчину з перетворенням сульфату титану в гідратований діоксид титану; відділення осадженого гідратованого діоксиду титану від розчину і випал з отриманням діоксиду титану; де застосовують одну або більше з наступних змін: a) випал проводять при більш високій температурі, ніж у разі стандартного способу, наприклад, при 90 °C або вище, наприклад, 1000 °C або вище; b) випал проводять протягом більш тривалого часу, ніж у разі стандартного способу, наприклад, протягом 5 годин або більше; c) застосовують знижені вмісти уповільнювачів зростання кристалів при здійсненні способу; наприклад, в способі можуть не використовувати уповільнювачі зростання кристалів; d) додають прискорювачі зростання кристалів при здійсненні способу; зокрема, при здійсненні процесу додають підвищені кількості прискорювачів зростання кристалів; e) знижують вміст затравкових кристалів рутилу в пульпі, яка потім надходить в випалювальну піч. Потім на матеріал, що складається з частинок діоксиду титану, наносять покриття. Матеріал подрібнюють відповідним чином перед стадією нанесення покриття. У разі великокристалічних матеріалів даного винаходу подрібнення здійснюється надзвичайно легко. А саме, можна виявити, що матеріал подрібнюється при впливі звичайних енергій подрібнення, що застосовуються на практиці. Це може забезпечувати додатковий варіант отримання матеріалу і може також полегшувати контроль розміру частинок. Покриття може бути нанесене шляхом диспергування матеріалу у воді з подальшим додаванням відповідних реагентів для нанесення покриття, таких як сульфат алюмінію. Потім коректують рН, для того щоб викликати осадження бажаного гідратованого оксиду з утворенням покриття на поверхні матеріалу. Після утворення покриття, матеріал може бути промитий і висушений перед подрібненням, наприклад, в струминному млині або млині найтоншого помелу, для розділення частинок, які склеїлися одна з одною при нанесенні покриття. На цій кінцевій стадії подрібнення може бути застосована, при необхідності, обробка поверхні органічними речовинами, наприклад, за допомогою поліолу, аміну або похідних кремнію. У одному варіанті здійснення, отриманий таким чином матеріал, що складається з частинок діоксиду титану, може бути підданий селективному видаленню фракцій з конкретним розміром частинок. У даному описі, термін "середнє" належить до статистичного середнього, якщо не вказано інакше. Зокрема, при посиланні на середні розміри це означає "об'ємний середній геометричний розмір". 18 UA 103999 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Далі винахід буде описаний більш детально за допомогою наступних необмежуючих прикладів, які є тільки ілюстраціями. ПРИКЛАДИ У прикладах, PVC = полівінілхлорид; pvc = об'ємна концентрація пігменту ПРИКЛАД 1А - Отримання великокристалічного ТіO2 1.1 Метод Титанвмісну сировину розкладали концентрованою сірчаною кислотою, і отриманий осад розчиняли з отриманням чорного сульфатного розчину відповідно до традиційного методу отримання пігментного ТіO2. Цей "чорний розчин" потім піддавали гідролізу відповідно до процесу Блюменфельда для осадження водного діоксиду титану. До пульпи додавали 0,3 % зародка кристалізації Блюменфельда (отриманого, відповідно до відомого методу, шляхом розкладання порції описаного вище безводного діоксиду титану в концентрованому розчині гідроксиду натрію і подальшій реакції отриманого титанату натрію з хлористоводневою кислотою). Потім в пульпу додавали 0,05 % мас. Аl2О3 і 0,2 % мас. K2О. Потім пульпу з внесеними добавками піддавали випалу шляхом поступового підвищення температури приблизно до 1000 °C з швидкістю 1°C/хвилина. Точну температуру вибирають для того, щоб забезпечити вміст анатазу від 0,1 до 3 %. Перед випалом, може бути необов'язково доданий сульфат марганцю як легуюча добавка при концентрації 0,5 мкм, середній розмір частинок >1 мкм, і % рутилу >99 %. Електронна мікрофотографія приведена на фігурі 1. ПРИКЛАД 1С - Отримання великокристалічного ТіО2 1.1 Метод a) Отримання вихідного матеріалу з використанням осадження по Мекленбургу Титанвмісну сировину розкладали концентрованою сірчаною кислотою, і отриманий осад розчиняли в більш розбавленій сірчаній кислоті з отриманням розчину сульфату титану. Цей розчин сульфату титану потім нагрівали для осадження водного діоксиду титану, осадження ініціювали шляхом додавання дрібних кристалів анатазу ("процес Мекленбурга"). Цю пульпу водного діоксиду титану використовували як вихідний матеріал. b) Утворення великокристалічного ТіО2 з вихідного матеріалу Пульпу фільтрували і промивали. Потім до пульпи додавали розчини сульфатів калію і алюмінію з отриманням вмісту 0,2 % K2О і 0,2 % Аl2О3 (% мас. відносно маси ТіО2). Пульпу потім сушили і випалювали у обертовій печі. У процесі випалу температуру підвищували з швидкістю 1 °C/хв до 1030 °C. Зразок потім витримували при 1030 °C протягом 30 хвилин, перед тим як 19 UA 103999 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 дати йому можливість вихолонути. Перед випалом, може бути доданий сульфат марганцю як легуюча добавка. с) Отримання характеристики продукту Характеристику отриманого ТіО2 отримували за допомогою: і) електронної мікрофотографії розтертого зразка і подальшого аналізу зображення за допомогою аналізатора зображення KS300 фірми Carl Zeiss з визначенням масового середнього розміру кристалів; і іі) зняття рентгенограми з визначенням % рутилу. 1.2 Результати Отриманий ТіО2 мав масовий середній розмір кристалів >0,5 мкм і % рутилу >95 %. ПРИКЛАД 2 - Вимірювання спектра відбиття 2.1 Метод Зразок великокристалічного рутилу, отриманого в прикладі 1В, був розтертий в кульовому млині в смолі алкідної фарби в кількості 50 % мас. (20 об. %). Після подрібнення в кульовому млині фарбу наносили з використанням смужки з номером 3 K на чорну заґрунтовану поверхню. Відбиття від чорної поверхні реєстрували за допомогою спектрометра для ближньої інфрачервоної і видимої ділянки, обладнаного фотометричною кулею. 2.2 Результати Спектр великокристалічного рутилу характеризувався меншою величиною відбиття у видимій ділянці (400-700 нм) і більшою величиною відбиття в ближній інфрачервоній ділянці (700-2500 нм) в порівнянні з доступними звичайними пігментами з ТіО 2. Спектр зразка з прикладу 1В, так само як і спектр звичайного ТіО2 (пігмент TIOXIDE® TR81 такий, що проводиться фірмою Huntsman Pigments Division) і чорної заґрунтованої поверхні, приведений на фігурі 2. ПРИКЛАД 3А - Отримання великокристалічного ТіО2 з нанесеним покриттям ТіО2 з прикладу 1А спочатку піддавали сухому подрібненню за допомогою пружинного роликового млина Раймонда. Потім суспендували до вмісту 350 грам на літр і подрібнювали протягом 30 хвилин в млині з тонко дисперсним середовищем, що містить оттавський пісок. Пісок потім відділяли від суспензії. Отриману суспензію (розмір частинок 0,87: геометричне зважене стандартне відхилення 1,44, виміряне на дисковій центрифузі з рентгенівською установкою Brookhaven) потім піддають операції нанесення покриття за допомогою щільного оксиду кремнію і оксиду алюмінію. Для цього, суспензію ТіО2 вводять в змішувальний бак, підвищують температуру до 7 5 °C і коректують значення рН до 10,5. Додають 1,0 % оксиду кремнію (% мас. відносно маси ТіО 2) у вигляді силікату натрію протягом 30 хвилин, і перемішують протягом 30 хвилин. Додають сірчану кислоту протягом 60 хвилин для доведення значення рН до 8,8 і потім протягом 35 хвилин для доведення значення рН до 1,3. Потім додають 0,6 % оксиду алюмінію у вигляді лужного алюмінату натрію протягом 25 хвилин для доведення значення рН до 10,25: після чого перемішують протягом 20 хвилин. І, нарешті, значення рН коректують до 6,5 шляхом додавання сірчаної кислоти. Продукт з нанесеним покриттям потім промивають і сушать, перед тим як піддати гідроподрібненню. Продукт, що відбиває інфрачервоне випромінювання, має наступні характеристики: Розмір частинок - Продукт піддають перемішуванню з високим значенням швидкості зсуву в присутності прийнятної диспергуючої речовини для диспергування частинок без подрібнення. Розподіл частинок по розмірах вимірюють на дисковій центрифузі з рентгенівською установкою Brookhaven XDC. Реєструють середній розмір частинок і геометричне зважене стандартне відхилення розміру частинок. Розмір кристалів - Невеликий зразок продукту диспергують і піддають деформації зсуву будь-яким прийнятним методом розтирання. Отриману пасту наносять у вигляді краплі на предметне скло і випаровують, перед тим як провести визначення на трансмісійному електронному мікроскопі JEOL® JEM 1200EX. Визначають середній розмір кристалів і геометричне зважене стандартне відхилення розмірів кристалів за допомогою аналізатора зображення KS300 фірми Carl Zeiss і відповідного програмного забезпечення на комп'ютері. Зразок піддавалися прискореному випробуванню на атмосферостійкість, і визначали ступінь зносостійкості, який становив 0,68, за допомогою методу, описаного в прикладі 7. ПРИКЛАД 3В - Отримання великокристалічного ТіО2 з нанесеним покриттям Метод ТіО2 з прикладу 1С спочатку піддавали сухому подрібненню за допомогою пружинного роликового млина Раймонда. Потім суспендували до вмісту 350 грам на літр і подрібнювали протягом 30 хвилин в млині з тонко дисперсним середовищем, що містить оттавський пісок. Пісок потім відділяли від суспензії. 20 UA 103999 C2 5 10 15 Отриману суспензію потім піддають операції нанесення покриття за допомогою щільного оксиду кремнію і оксиду алюмінію. Для цього, суспензію ТіО 2 вводять в змішувальний бак і коректують значення рН до 10,5. Додають 3,0 % оксиду кремнію (% мас. відносно маси ТіО 2) у вигляді силікату натрію протягом 30 хвилин, і перемішують протягом 30 хвилин. Додають сірчану кислоту протягом 60 хвилин для доведення значення рН до 8,8 і потім протягом 35 хвилин для доведення значення рН до 1,3.·Потім додають 2,0 % оксиду алюмінію у вигляді лужного алюмината натрію протягом 25 хвилин для доведення значення рН до 10,25: після чого перемішують протягом 20 хвилин. І нарешті, значення рН коректують до 6,5 шляхом додавання сірчаної кислоти. Продукт з нанесеним покриттям потім промивають і сушать, перед тим як піддати гідроподрібнюванню. ПРИКЛАД 4А - застосування великокристалічного ТіО2 в чорній фарбі Продукт з прикладу 1А випробовували в системі для акрилової фарби. Метод Концентрат колера отримують з акрилової смоли, змочувальної і диспергуючої добавки, розчинника і колера. Колерами можуть служити газова сажа або чорний колер, який пропускає випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці (наприклад, чорний колер BASF® paliogen, S0084). Компонент концентрату колера 60 % Акрилова смола (40 % розчинник) Розчинник Змочувальна і диспергуюча добавка Колер % 78 4 9 9 20 Цей концентрат колера подрібнюють за допомогою стальних кульок. З подрібненого концентрату готують забарвлений розчин акрилової смоли. Компоненти забарвленого розчину акрилової смоли 60 % Акрилова смола (40 % розчинник) Концентрат колера 25 30 35 40 % 85 15 Випробовуваний пігмент додають в порцію забарвленого розчину акрилової смоли для утворення густотертої фарби. Кількість пігменту змінюють для отримання різних об'ємних концентрацій пігментів (pvc). Цю забарвлену акрилову густотерту фарбу потім перетирають протягом 2 хвилин і потім розбавляють за допомогою додаткової кількості забарвленого розчину акрилової смоли. Випробовувану фарбу потім наносять на непрозору панель за допомогою дротяного аплікатора, номер якого визначає номінальну товщину невисохлої плівки фарби. Дають можливість випаруватися розчинникам, і панель потім сушать в камері при 105 °C протягом 30 хвилин. Спектри відбиття вимірюють за допомогою спектрофотометра для ультрафіолетової, видимої і ближньої інфрачервоної ділянки з фотометричною кулею і ділянкою довжин хвиль 400-2600 нм. З цих даних обчислюють сумарне відбиття сонячного світла на основі методу, описаного в стандарті ASTM E903. З цих даних також обчислюють величини L*, а* і b* під джерелом світла D65. Результати представлені на фігурах 3 і 4. Шляхом підстановки величин L* 40 в калькулятор Lawrence Berkeley SRI, були отримані наступні результати для прикладів на фігурі 4 (Базис: норми стандарту ASTM1980) Звичайний ТіО2 ТіО2 (винахід) TSR 7,8 10,0 SRI 4 6 ПРИКЛАД 4В - Приготування фарби 21 Температура поверхні 354,3 K/178 °F 353,2 K/176 °F UA 103999 C2 5 10 15 Для приготування кольорової фарби, зразок великокристалічного рутилу, отриманого в прикладі 1В, розтирали в кульовому млині в алкідну фарбу в кількості 15 об. %, і додавали кольорову забарвлюючу речовину в кількості близько 1 об. %. Кольоровими забарвлюючими речовинами, які можуть бути використані, є: (і) титанат хрому жовтий, (іі) титанат нікелю жовтий, (ііі) перилен чорний, (iv) синтетичний оксид заліза червоний, (ν) фталоціанін міді і (vi) хінакридон червоний. ПРИКЛАД 4С - Приготування фарби ТіО2 з нанесеним покриттям з прикладу 3В використовують для приготування поліпшеної фарби. Для цього, зразок великокристалічного рутилу з нанесеним покриттям, приготований в прикладі 3В, вводять в фарбу на основі алкідної меламіноформальдегідної смоли в кількості близько 23 об. %. Зносостійкість вимірюють за допомогою апарату для випробування стійкості до впливу світла і атмосферних умовAtlas С 165а WEATHEROMETER® і оцінюють у вигляді втрати маси протягом 2000 годин впливу. ПРИКЛАД 5 - Переваги ПВХ при використанні комплексного неорганічного кольорового пігменту ПВХ пластинки отримували з таким набором концентрацій діоксиду титану і пігменту зеленого 17, що сумарна об'ємна концентрація пігментів залишалася незмінною. Вихідна ПВХ композиція: 20 Компонент ПВХ смола Ca/Zn стабілізатор Акрилова добавка, яка збільшує ударну міцність Акрилова добавка для поліпшення технологічних властивостей Карбонат кальцію ТіО2 грам на 100 грамів смоли 100 5 6 1,5 6 5 Заміна ТіО2 на PG17 для збереження постійного об'єму пігменту: TiO2/(TiO2+PG17) ТіО2* (г) Гематит (г) 25 30 35 40 45 100 % 6,30 0,00 75 % 4,73 2,03 50 % 3,15 4,08 25 % 1,58 6,15 0% 0,00 8,19 Експеримент проводили для кожного з двох типів ТіО2: звичайного пігментного ТіО2 і матеріалу, отриманого з використанням методу прикладу 1А. Цей використовуваний матеріал мав середній розмір кристалів 0,97 мікрон і середній розмір частинок 0,85 мікрон (отриманих в результаті подрібнення кристалів). ПВХ пластинки отримують таким чином: - Готують суху суміш з використанням змішувача типу Crypto Peerless. - Двовалкові вальці (155 °C передній валок і 150 °C задній валок) використовують для отримання ПВХ. - Отриманий ПВХ підігрівають протягом 3 хвилин при 165 °C, потім пресують протягом 2 2 хвилин при тиску 15 тонн/дюйм (206,8 мегапаскаля). Спектри відбиття вимірюють за допомогою спектрофотометра для ультрафіолетової, видимої і ближньої інфрачервоної ділянки з фотометричною кулею і ділянкою довжин хвиль 400-2600 нм. З цих даних обчислюють сумарне відбиття сонячного світла на основі методу, описаного в стандарті ASTM E903. З цих даних також обчислюють величини L*, а* і b* під джерелом світла D65. Результати представлені на фігурах 5 і 6. Графіки демонструють, що діоксид титану винаходу характеризується більш низьким видимим зниженням колірного відтінку, що дозволяє використати його більш високу концентрацію для досягнення даного L* в порівнянні із звичайним діоксидом титану. У результаті можна використати більш високу концентрацію, отримуючи поліпшене відбиття сонячних променів при даному L*. 22 UA 103999 C2 Використовуючи значення при L* 40 в калькуляторі Lawrence Berkeley SRI, були отримані наступні результати для прикладів на фігурі 6 (Базис: норми стандарту ASTM1980) ТіО2:Чорний пігмент 50:50 по об'єму 70:30 по об'єму L* Звичайний ТіО2 ТіО2 (винаходу) 5 10 40 40 SRI 24,7 25 28,5 30 Температура поверхні 346,1 K /163 °F 344,3 K /160 °F ПРИКЛАД 6 - Переваги ПВХ, тонованого газовою сажею ПВХ пластинки отримували в інтервалі об'ємних співвідношень (діоксид титану тазова сажа). Вміст ТіО2 (частин ТіО2 на 100 частин смоли) в смолі підтримували сталою при 5 %, вміст газової сажі змінювали з отриманням (частин газової сажі на 100 частин смоли) 0,100 %, 0,050 %, 0,010 % і 0,005 %. Експеримент проводили для кожного з двох типів ТіО 2: звичайного пігментного ТіО2 і матеріалу, отриманого з використанням методу прикладу 1А. Вихідна ПВХ композиція: Компонент ПВХ смола Ca/Zn стабілізатор Акрилова добавка, яка збільшує ударну міцність Акрилова добавка для поліпшення технологічних властивостей ТіО2 15 TSR Частин на 100 частин смоли 100 5 6 1,5 5 Готують суху суміш з використанням змішувача типу Crypto Peerless. Двовалкові вальці (155 °C передній валок і 150 °C задній валок) використовують для отримання ПВХ. Отриманий ПВХ підігрівають протягом 3 хвилин при 165 °C, потім пресують протягом 2 хвилин при тиску 15 2 тонн/дюйм (206,8 мегапаскаля). Результати приведені на фігурі 7. 20 Звичайний ТіО2 ТіО2(винаходу) L* 60 60 TSR 23,1 30,0 SRI 23 32 Температура поверхні 346,9 K/165 °F 343,5 K/159 °F ПРИКЛАД 7 Переваги з точки зору зносостійкості висушеної в камері фарби на основі алкідної меламіноформальдегідної смоли Густотерту фарбу нижче розтирають в кульовому млині протягом 16 годин. 25 Компоненти густотертої фарби ТіО2 пігмент 15 % алкідна смола 8 мм скляні намистинки 30 35 Маса (г) 68,0 28,0 170 Густотерту фарбу стабілізують шляхом додавання 15 г 60 % алкідної смоли, що випускається промисловістю, і перемішують протягом 30 хвилин. Після перемішування, вводяться добавки: 24,3 г 60 % алкідної смоли і 15,3 г 60 % меламіноформальдегідної смоли, що випускається в промисловості. Отриману фарбу перемішують протягом ще 30 хвилин, перед тим як її декантують і залишають для видалення повітря протягом 15 хвилин. Знежирену стальну панель зважують, і випробувану фарбу наносять на передню поверхню випробуваної панелі. Фарбам дають можливість випаровуватися мінімум протягом 60 хвилин перед сушінням в камері протягом 30 хвилин при 150 °C. Наносять достатню кількість фарби, для того, щоб отримати товщину сухої плівки щонайменше 40 мкм. Потім панелі зважують повторно. 23 UA 103999 C2 5 10 Панелі піддають впливу сумарно протягом 3000 годин в апараті для випробування стійкості до впливу світла і атмосферних умов Atlas Ci65a WEATHEROMETER®, видаляючи кожні 250 годин для проведення вимірювань, перед тим, як повернути в апарат для випробування стійкості до впливу світла і атмосферних умов для подальшого впливу. Для випробуваного пігменту, графічно зображена втрата маси при кожному часі вимірювання для відповідних точок для стандартного пігменту. Використовують метод найменших квадратів для визначення кута нахилу, який дорівнює коефіцієнту зносостійкості, DR. Переважним є більш низьке значення DR, яке вказує на виняткову стійкість до впливу атмосферних чинників. Результати приведені на фігурі 8 і в таблиці нижче. Пігмент Стандартний ТіО2 *Суперзносостікий ТіО2 *Суперзносостійкий ТіО2 М6 8 8/1/2 А Опис Покриття з оксиду алюмінію-оксиду цирконію Покриття зі щільного оксиду кремнію (3 % SiO2) Покриття зі щільного оксиду кремнію (4 % SiO2) Подрібнений до 0,69 мікрон, покриття зі щільного оксиду кремнію (3 % SiO2) DR 1,00 0,81 0,82 0,67 * Звичайні марки ТіО2, що виробляються в промисловості ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 25 30 35 40 45 50 1. Забарвлена композиція, що містить: матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, де матеріал вибраний з діоксиду титану, легованого діоксиду титану і їх комбінацій, і матеріал має середній розмір кристалів, більший ніж 0,40 мкм, і розподіл частинок по розміру, при якому 30 % або більше частинок мають розмір, менший ніж 1 мкм, при цьому матеріал, що складається з частинок, розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, покритий двома або більше оксидними матеріалами, причому один з цих оксидних матеріалів являє собою матеріал щільного діоксиду кремнію; одну або більше кольорових забарвлюючих речовин; де матеріал, що складається з частинок, і кольорову забарвлюючу речовину дисперговано в розріджувачі, причому розріджувач являє собою компонент або комбінацію компонентів, в яких матеріал, що складається з частинок, може бути диспергований. 2. Композиція за п. 1, де на матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, нанесено неорганічне покриття в кількості до 20 мас. %, вибране з неорганічних оксидів, гідроксидів і їх комбінацій. 3. Композиція за п. 1 або 2, де матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, має середній розмір кристалів, який більший ніж або дорівнює 0,50 мкм. 4. Композиція за п. 3, де матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, має середній розмір кристалів, який більший ніж або дорівнює 0,60 мкм. 5. Композиція за п. 4, де матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, має середній розмір кристалів від 0,70 мкм до 1,20 мкм. 6. Композиція за будь-яким з попередніх пунктів, де композиція включає матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, в кількості від 0,5 до 70,0 об. %. 7. Композиція за будь-яким з попередніх пунктів, де забарвлююча речовина вибрана з титанату хрому жовтого, титанату нікелю жовтого, оксиду заліза синтетичного червоного, перилену чорного, фталоціаніну міді і хінакридону червоного. 8. Композиція за будь-яким з попередніх пунктів, де композиція включає кольорову забарвлюючу речовину в кількості від 0,1 до 20,0 об. %. 9. Композиція за будь-яким з попередніх пунктів, де забарвленою композицією є композиція пластмас, фарба, порошкове покриття, чорнило, тканинний компонент, композиція для обробки тканини, композиція для обробки шкіри, композиція для виробництва покрівлі або композиція для виробництва наземних покриттів. 10. Застосування композиції за будь-яким з пп. 1-9 для нанесення одного шару покриття, яке має здатність відбивати сонячні промені і є кольоровим. 24 UA 103999 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 11. Застосування композиції за будь-яким з пп. 1-9 для отримання виробу, який має здатність відбивати сонячні промені і є кольоровим. 12. Застосування матеріалу, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, який вибирають з діоксиду титану, легованого діоксиду титану і їх комбінацій, і що має середній розмір кристалів, більший ніж 0,40 мкм, і має розподіл частинок по розмірах, при якому 30 % або більше частинок мають розмір, менший ніж 1 мкм, в темній або інтенсивно забарвленій композиції. 13. Виріб, що включає композицію за будь-яким з пп. 1-9. 14. Виріб за п. 13, який є поверхнею покрівлі, контейнером, забарвленим виробом, транспортним засобом, будівлею, тканиною, продуктом зі шкіри, поверхнею бетону, поверхнею дороги, продуктом для настилу підлоги, поверхнею проїзної частини дороги, поверхнею стоянки для автомобілів, поверхнею тротуару, виробом з порошковим покриття або виробом з пластмаси. 15. Матеріал, що складається з частинок, з нанесеним покриттям, де: (і) матеріал вибраний з діоксиду титану, легованого діоксиду титану і їх комбінацій; (іі) матеріал має середній розмір кристалів, більший ніж 0,40 мкм; і (ііі) покриття включає два або більше оксидних матеріалів, де одним з оксидних матеріалів є матеріал щільного діоксину кремнію, і при цьому одним із оксидних матеріалів є оксид одного або більше елементів, якими є: (a) перехідні метали групи 4 (IVB) і 12 (IIВ), вибрані з Ті, Zr і Zn, і/або (b) р-елементи груп 13-15 (IIIA-VA), вибрані з Si, Al, Р і Sn, і/або (c) лантаніди, де матеріал, що складається з частинок, з нанесеним покриттям є практично білим. 16. Забарвлена композиція, що містить: матеріал, що складається з частинок, з нанесеним покриттям, за п. 15 як матеріал, що складається з частинок, який розсіює випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, де матеріал має розподіл частинок по розмірах, при якому 30 % або більше частинок мають розмір, менший ніж 1 мкм; і одну або більше кольорових забарвлюючих речовин; де матеріал, що складається з частинок, і кольорова забарвлююча речовина дисперговані в розріджувачі, причому розріджувач являє собою компонент або комбінацію компонентів, в яких матеріал, що складається з частинок, може бути диспергований. 17. Забарвлена композиція за п. 16, де покриттям для матеріалу, що складається з частинок, з нанесеним покриттям, яке включає два або більше оксидних матеріалів, є оксидний матеріал, вибраний з Аl2О3, ZrO2, CeO2 і Р2О5. 18. Композиція, яка є забарвленою композицією і включає: матеріал, що складається з частинок, з нанесеним покриттям за п. 15 як розсіюючий випромінювання в ближній інфрачервоній ділянці, що складається із частинок матеріалу, при цьому матеріал має такий розподіл частинок по розмірах, при якому 30 % або більше частинок мають розмір, менший ніж 1 мкм; і одну або більше кольорових забарвлюючих речовин; де матеріал, що складається з частинок, і кольорова забарвлююча речовина дисперговані в розріджувачі, причому розріджувач являє собою компонент або комбінацію компонентів, в яких матеріал, що складається з частинок, може бути диспергований. 19. Застосування: (і) середнього розміру кристалів, більшого ніж 0,40 мкм; і (іі) покриття, що включає два або більше оксидних матеріалів, де одним з оксидних матеріалів є матеріал щільного діоксиду кремнію, і при цьому одним з оксидних матеріалів є оксид одного або більше елементів, якими є: (a) перехідні метали групи 4 (IVB) і 12 (ІІВ), вибрані з Ті, Zr і Zn, і/або (b) р-елементи груп 13-15 (IIIA-VA), вибрані з Аl, Р і Sn, і/або (c) лантаніди, в матеріалі, що вибраний з діоксиду титану, легованого діоксиду титану і їх комбінацій. 20. Застосування за п. 19, де використовують два або більше покриттів, що включають оксидний матеріал. 21. Застосування за будь-яким з пп. 19 або 20, де покриття для частинок включає шар, що містить оксид Si, і шар, що містить оксид Аl. 22. Застосування за будь-яким з пп. 19-21, де матеріал, що складається з частинок, має середній розмір кристалів, який більший ніж або дорівнює 0,50 мкм. 25 UA 103999 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 23. Застосування за п. 22, де матеріал, що складається з частинок, має середній розмір кристалів від 0,50 до 2,00 мкм. 24. Застосування за будь-яким з пп. 19-23, де продукт має величину яскравості L*, більшу ніж 95, при значенні а*, меншому ніж 5, і значенні b*, меншому ніж 5. 25. Застосування за будь-яким з пп. 19-24, де будь-які кольорові оксидні матеріали, включені в матеріал, що складається з частинок, присутні в кількостях 0,5 мас. % або менше. 26. Застосування за будь-яким з пп. 19-25, де матеріал, що складається з частинок, має аспектне відношення менше ніж 4:1. 27. Застосування матеріалу за п. 15 в продукті, який піддається впливу сонячних променів в процесі застосування. 28. Застосування за п. 27, де продукт, який піддається впливу сонячних променів в процесі застосування, вибирають з продуктів з пластмас, чорнил, фарб і інших композицій для нанесення покриттів, композицій для покрівлі, композицій для покриття ґрунту і продуктів, що відбивають сонячне світло. 29. Застосування за будь-яким з пп. 27 або 28, де продукт, який піддається впливу сонячних променів в процесі застосування, додатково включає органічні або неорганічні УФ-поглиначі або УФ-розсіювачі. 30. Застосування за будь-яким з пп. 27-29, де використовують два або більше покриттів, що включають оксидний матеріал. 31. Застосування за будь-яким з пп. 27-30, де покриття для частинок включає шар, що містить оксид Si, і шар, що містить оксид Аl. 32. Застосування за будь-яким з пп. 27-31, де матеріал, що складається з частинок, має середній розмір кристалів, який більший ніж або дорівнює 0,50 мкм. 33. Застосування за п. 32, де матеріал, що складається з частинок, має середній розмір кристалів від 0,50 до 2 мкм. 34. Застосування за будь-яким одним з пп. 27-33, де продукт має величину яскравості L*, більшу ніж 95, при значенні а*, меншому ніж 5, і значенні b*, меншому ніж 5. 35. Застосування за будь-яким одним з пп. 27-34, де будь-які кольорові оксидні матеріали, включені в матеріал, що складається з частинок, присутні в кількостях 0,5 % мас. або менше. 36. Застосування за будь-яким одним з пп. 27-35, де матеріал, що складається з частинок, має аспектне відношення менше ніж 4:1. 37. Продукт, який піддається впливу сонячних променів у процесі застосування, який містить матеріал за п. 15. 38. Продукт за п. 37, де продукт, який піддається впливу сонячних променів у процесі застосування, вибирають з продуктів з пластмас, чорнила, фарб та інших композицій для нанесення покриттів, композицій для покрівлі, композицій для покриття ґрунту і продуктів, що відбивають сонячне світло. 39. Продукт за будь-яким з пп. 37 або 38, де продукт, який піддається впливу сонячних променів у процесі застосування, додатково включає органічні або неорганічні УФ-поглиначі або УФрозсіювачі. 40. Продукт за будь-яким з пп. 37-39, де використовують два або більше покриттів, що включають оксидний матеріал. 41. Продукт за будь-яким з пп. 37-40, де покриття для частинок включає шар, що містить оксид Si, і шар, що містить оксид Аl. 42. Продукт за будь-яким з пп. 37-41, де матеріал, що складається з частинок, має середній розмір кристалів, який більший ніж або дорівнює 0,50 мкм. 43. Продукт за п. 42, де матеріал, що складається з частинок, має середній розмір кристалів від 0,50 до 2,00 мкм. 44. Продукт за будь-яким з пп. 37-43, де продукт має величину яскравості L*, більшу ніж 95, при значенні а*, меншому ніж 5, і значенні b*, меншому ніж 5. 45. Продукт за будь-яким з пп. 37-44, де будь-які кольорові оксидні матеріали, включені до матеріалу, що складається з частинок, присутні в кількостях 0,5 мас. % або менше. 46. Продукт за будь-яким з пп. 37-45, де матеріал, що складається з частинок, має аспектне відношення менше ніж 4:1. 26 UA 103999 C2 27 UA 103999 C2 28