BR112012006275B1 - Pasta fluida aquosa, material mineral, processo para a preparação de uma pasta fluida aquosa, e, usos da pasta fluida aquosa e de material mineral - Google Patents

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Abstract

a presente invenção refere-se a uma pasta fluida aquosa compreendendo carbonato de cálcio natural triturado que tem uma porcentagem p5 em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 5,0 um de 98,5% a 90%,uma porcentagem p2 em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 2,0 um de 96% a 80% em que a razão de p2/p5 é de 0,98 a 0,85, e em que a pasta fluida tem um teor de sólidos superior de mais do que 78% em peso.

Description

“PASTA FLUIDA AQUOSA, MATERIAL MINERAL, PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE UMA PASTA FLUIDA AQUOSA, E, USOS DA PASTA FLUIDA AQUOSA E DE MATERIAL MINERAL” [001] Os produtores de papel revestido atualmente enfrentam um imenso desafio visando rentabilidade de negócios enquanto experimentando condições de mercado impetuosas. Nos anos recentes, formulações de revestimento foram significantemente simplificadas, níveis de aglutinantes foram reduzidos a níveis muito baixos.
[002] O teor de sólidos de cores de revestimento é globalmente considerado como uma opção importante para ainda melhorar os custos de produção. As vantagens potenciais de sólidos mais secos são numerosas em termos de qualidade, aspectos ambientais e econômicos:
[003] Significantes economias em energia de secagem ou velocidades mais elevadas do revestidor são possíveis quando a capacidade de secagem é limitada. Com um aumento de teor de sólidos de, por exemplo, 3 %, já é possível conseguir significantes economias em energia de secagem.
[004] - Uma melhor retenção da camada de revestimento melhorará as características ópticas do papel, em particular cobertura de fibra e brilho de folha quando 100% de carbonato de cálcio natural triturado (GCC) é usado no sistema de pigmento. Uma pega rápida do revestimento favorece uma boa cobertura.
[005] - Maior retenção de água intrínseca permite redução de aditivos, espessantes, e similares.
[006] - Uma distribuição de aglutinante mais uniforme devido a uma migração reduzida no papel de base e secagem mais suave contribuem para uma melhor imprimabilidade.
[007] Pelas razões esboçadas acima, produtores de papel revestido continuamente otimizaram suas formulações para maximizar o teor de sólidos. No entanto, se o teor de sólidos é elevado além de certos limites, isso
Petição 870190032314, de 04/04/2019, pág. 10/57 / 16 terá um impacto negativo em eficiência de processo e qualidade de papel. Limitações de reologia ou pobre operabilidade de lâmina pode resultar em raspagem, sangria ou formação de pêlos. Além disso, excessiva carga de lâmina para controlar o peso de revestimento alvo resulta em um maior número de rupturas da tela e aumentado desgaste da lâmina. Muito frequentemente a concentração de pastas fluidas de pigmento de revestimento não é suficiente para produzir cores de teor de sólidos elevado, então outros componentes (principalmente aglutinantes) diluem a concentração de modo significante. Além disso, uma concentração mais elevada das pastas fluidas resulta em economias substanciais em custos de transporte, capacidade de armazenamento e reduz a adição de microbiocidas.
[008] Para cada cor de revestimento, existe um assim chamado ponto de imobilização, que é o dado ponto de sólidos em que a cor de revestimento perdeu qualquer plasticidade ou capacidade de deformação e sua viscosidade aumenta subitamente ad infinitum.
[009] Em revestimento de lâmina, existem três cenários possíveis de teor de sólidos. Em cenário 1, o teor de sólidos é muito baixo e várias desvantagens resultam da baixa concentração de cor, tal como retenção fraca, encolhimento de revestimento e instabilidade de perfil. Cenário 2 é uma janela de operação estreita onde os sólidos foram otimizados. Finalmente, cenário 3 ilustra um teor de sólidos muito ambicioso onde sérias desvantagens devem ser esperadas com respeito à operabilidade de máquina. No geral, é desejado estender o ponto de imobilização tanto quanto possível.
[0010] Como discutido acima, o teor de sólidos de uma composição de revestimento deve ser tão elevado quanto possível enquanto ainda mantendo viscosidade em um nível aceitável de modo a evitar efeitos prejudiciais em operabilidade do revestidor de lâmina. Entretanto, quando tomando medidas para melhorar o equilíbrio entre elevado teor de sólidos e viscosidade, é importante considerar que essas medições não devem
Petição 870190032314, de 04/04/2019, pág. 11/57 / 16 prejudicar as propriedades ópticas do revestimento de papel final.
[0011] Tipos de papel brilhante demandam pigmentos muito finos de modo a produzir uma superfície ininterrupta com elevado brilho especular.
[0012] US 3.714.107 descreve uma composição aquosa de revestimento de papel tendo um teor de sólidos de pelo menos 70 % em peso, referidos sólidos compreendendo um pigmento triturado grosseiro, um pigmento finamente dividido e um aglutinante de revestimento, em que o pigmento triturado grosseiro compreende de 25 a 90 % em peso do teor de pigmento total.
[0013] DE 29 43 653 descreve um revestimento de teor de sólidos elevado à base de carbonato de cálcio, em que o carbonato de cálcio tem uma porcentagem de peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 2 pm de 100%.
[0014] DE 39 24 846 Al descreve uma composição aquosa de revestimento de papel compreendendo uma mistura de pigmento feita de 60 a 95 % em peso de um carbonato de cálcio grosseiro tendo um diâmetro de partícula médio de pelo menos 2 pm, e 5 a 40 % em peso de um pigmento orgânico sintético tendo um diâmetro de partícula médio inferior a 0,8 pm..
[0015] Normalmente, pigmentos tais como pigmentos de carbonato de cálcio a serem usados no processo de revestimento de papel são providos pelo produtor de pigmento (por exemplo, produtores de carbonato de cálcio) na forma de uma pasta fluida aquosa. Os produtores de papéis revestidos estão então preparando a composição final na instalação de revestimento de papel. Pelas mesmas razões já esboçadas acima, o teor de sólidos dessas pastas fluidas deve ser tão elevado quanto possível enquanto ainda mantendo viscosidade em um níveis aceitáveis. Teor de sólidos maximizado significa minimizar transporte de água desnecessária e reduzir o consumo de energia para secagem. Por exemplo, pastas fluidas aquosas de carbonato de cálcio presentemente usados, que ainda tem uma viscosidade aceitável e possibilitam
Petição 870190032314, de 04/04/2019, pág. 12/57 / 16 a preparação de papel brilhoso, estão disponíveis com um teor máximo de sólidos de 78 % em peso para GCCs de BPSD grosseiro a muita fino (distribuição de tamanho de partícula ampla) (60 a 95 % <2 pm). GCCs ultra-finos (99 % < 2 pm) pode ser distribuído em 75 % max. e GCCs de NPSD (distribuição de tamanho de partícula estreita) meramente a 72 %.
[0016] É um objeto da presente invenção prover uma pasta fluida mineral aquosa tal como uma pasta fluida de carbonato de cálcio que é útil para a preparação de um formulação de revestimento de teor elevado de sólidos e também possibilitando a produção de papel brilhoso. A pasta fluida de mineral aquoso (por exemplo, carbonato de cálcio) deve prover uma equilíbrio otimizado entre teor elevado de sólidos, viscosidade que ainda está em um níveis aceitáveis e não prejudica a processabilidade, e boas propriedades ópticas tal como brilho elevado.
[0017] O objeto é resolvido provendo uma pasta fluida aquosa compreendendo um material mineral que tem uma porcentagem P5 em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 5,0 pm de 98,5 % a 90 %, uma porcentagem P2 em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 2,0 pm de 96 % a 80%, em que a razão de P2/P5 é de 0,98 a 0,85, e em que a pasta fluida tem um teor de sólidos superior a 78 % em peso.
[0018] Na presente invenção, foi realizado que um material mineral tal como carbonato de cálcio tendo uma porcentagem específica de partículas muito grosseiras em combinação com uma fração principal de partículas finas ou muito finas pode ser usado para preparação de uma pasta fluida de teor elevado de sólidos que ainda tem uma viscosidade em níveis aceitáveis. Além disso, embora o material mineral compreenda partículas muito grosseiras, a pasta fluida aquosa da presente invenção ainda possibilita a fabricação de papel com brilho elevado.
[0019] Na presente invenção, o termo “pasta fluida” refere-se a uma pasta fluida tendo partículas de pigmento dispersas na mesma.
Petição 870190032314, de 04/04/2019, pág. 13/57 / 16 [0020] O material mineral pode ser selecionado dentre carbonato de cálcio, argila, ou misturas destes.
[0021] Preferivelmente, o material mineral é carbonato de cálcio natural triturado.
[0022] Preferivelmente, o carbonato de cálcio natural triturado (também conhecido como GCC) é selecionado dentre mármore, calcário, giz, ou misturas destes. Preferivelmente, contém pelo menos 95 % em peso, mais preferivelmente mais que 98 % em peso carbonato de cálcio. GCC é bem conhecido para o versado, sendo comercialmente disponível, por exemplo, de Omya. Como será explicado abaixo em outros detalhes, o GCC da pasta fluida aquosa tendo a distribuição de tamanho de partícula como descrito acima e ainda abaixo pode ser obtido misturando dois ou mais materiais de partida de GCC. Esses materiais de partida de GCC podem ser materiais comercialmente disponíveis, ou podem ser obtidos submetendo materiais de GCC comercialmente disponíveis a outro procedimento de trituração.
[0023] Em uma forma de realização preferida, o material mineral, mais preferivelmente o carbonato de cálcio natural triturado tem uma porcentagem P5 em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 5,0 pm de 98,5% a 91 %, mais preferivelmente 98% a 93%.
[0024] Em uma forma de realização preferida, o material mineral, mais preferivelmente o carbonato de cálcio natural triturado tem uma porcentagem P2 em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 2,0 pm de 95% a 82%, mais preferivelmente 95% a 85%.
[0025] Preferivelmente, a razão de P2/P5 é de cerca de 0,96 a 0,85 mais preferivelmente de 0,94 a 0,89.
[0026] Preferivelmente, a pasta fluida tem um teor de sólidos de pelo menos 79 % em peso, mais preferivelmente pelo menos 80 % em peso, e ainda mais preferivelmente pelo menos 80,5 % em peso. Com respeito ao
Petição 870190032314, de 04/04/2019, pág. 14/57 / 16 limite superior, o teor de sólidos pode ser 83 % em peso ou menos, por exemplo, 81 % em peso ou menos.
[0027] Na presente invenção, o material mineral tal como o carbonato de cálcio natural triturado pode ter uma porcentagem P1 em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 1,0 pm de 88% a 60%, mais preferivelmente de 80% a 65 %.
[0028] A razão de P1/P5 pode ser de 0,89 a 0,65, mais preferivelmente de 0,85 a 0,70.
[0029] A razão de P1/P2 pode ser de 0,92 a 0,75, mais preferivelmente de 0,90 a 0,76.
[0030] Preferivelmente, o material mineral tal como o carbonato de cálcio natural triturado tem um tamanho de partícula intermediário d50 de 0,40 pm a 0,75 pm, mais preferivelmente de 0,45 pm a 0,70 pm.
[0031] Do início ao fim da presente invenção, d50 é o tamanho médio de partícula em peso, isto é representando o tamanho de partícula de modo que 50 % em peso das partículas são mais grosseiras ou mais finas.
[0032] Preferivelmente, o material mineral tal como o carbonato de cálcio natural triturado tem um área de superfície de BET específica de 12 m/g a 19 m/g, mais preferivelmente de 14 m2/g a 18 m2/g.
[0033] Em uma forma de realização preferida, o material mineral tal como carbonato de cálcio natural triturado da pasta fluida aquosa contém uma primeira fração tendo uma porcentagem P2(F1) em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 2,0 pm de 30 % a 45 %, mais preferivelmente de 35% a 45%, e um diâmetro de partícula mediano d50 de 2,0 a 3,0 pm, mais preferivelmente de 2,2 pm a 2,6 pm; e uma segunda fração tendo uma porcentagem P2(F2) em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 2,0 pm de 85 % a 100 %, mais preferivelmente de 90% a 96%, e um diâmetro de partícula mediano d50 de 0,3 a 0,75 pm, mais preferivelmente de 0,4 pm a 0,6 pm.
Petição 870190032314, de 04/04/2019, pág. 15/57 / 16 [0034] De acordo com outra forma de realização preferida, o material mineral (por exemplo, carbonato de cálcio natural triturado) contém uma primeira fração tendo uma porcentagem P5(F1) em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 5,0 pm de 75% a 85%, mais preferivelmente de 80% a 85% e um diâmetro de partícula mediano d50 de 2,0 a 3,0 pm, mais preferivelmente de 2,3 pm a 2,7 pm; e uma segunda fração tendo uma porcentagem P2(F2) em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 2,0 pm de 85 % a 100 %, mais preferivelmente de 95% a 100%, e um diâmetro de partícula mediano d50 de 0,3 a 0,65 pm, mais preferivelmente de 0,3 pm a 0,6 pm. Preferivelmente, a primeira fração tem uma porcentagem P2(F1) em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 2,0 pm de 30 % a 45 %, mais preferivelmente de 35% a 45%.
[0035] A primeira fração pode ter uma porcentagem P1(F1) em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 1,0 pm de 20 % a 22 %.
[0036] Preferivelmente, a razão do diâmetro de partícula mediano d50 da primeira fração para o diâmetro de partícula mediano d50 da segunda fração é pelo menos 3,5, mais preferivelmente pelo menos 4,0.
[0037] Preferivelmente, a razão de peso da primeira fração para a segunda fração é de cerca de 5/95 a 20/80, mais preferivelmente de 7/93 a 15/85.
[0038] A primeira fração pode ter a área de superfície de BET específica de 3,0 m2/g a 4,5 m2/g, 2,2 mais preferivelmente de 3,5 m /g a 4,2 m /g.
[0039] A segunda fração pode ter área de superfície de BET específica de 10 m2 /g a 22 m2 /g, mais preferivelmente de 16 m2/g a 22 m2/g. [0040] A pasta fluida pode ainda compreender uma agente de dispersão.
[0041] O agente de dispersão pode ser selecionado dentre os comumente conhecidos dos versados na técnica. Preferivelmente, o agente de
Petição 870190032314, de 04/04/2019, pág. 16/57 / 16 dispersão é selecionado dentre poliacrilatos.
[0042] O agente de dispersão pode estar presente em uma quantidade de 0,4 % em peso a 0,9 % em peso, mais preferivelmente de 0,4 % em peso a 0,6 % em peso, à base de sólidos secos.
[0043] Como já indicado acima, após ter obtido a pasta fluida mineral (por exemplo, carbonato de cálcio) do produtor mineral, o produtor de papel revestido está preparando a composição de revestimento final na instalação de revestimento, por exemplo, adicionando outros componentes tal como um aglutinante, em particular partículas de látex.
[0044] É preferido que a pasta fluida da presente invenção não contenha partículas de látex. Ainda mais preferivelmente, a pasta fluida não contém qualquer aglutinante tal como amido, látex, proteína de soja e/ou PVA.
[0045] Opcionalmente, além do material mineral tal como argila e/ou carbonato de cálcio natural triturado, a pasta fluida aquosa pode conter ainda partículas inorgânicas.
[0046] Em princípio, a pasta fluida da presente invenção pode também compreender carbonato de cálcio precipitado (também conhecido como PCC). Entretanto, é também preferido que a pasta fluida não contenha qualquer PCC.
[0047] Na presente invenção, pode também ser preferido que o material mineral, em particular o carbonato de cálcio natural triturado, como descrito acima é o material apenas inorgânico que está presente na pasta fluida aquosa.
[0048] Preferivelmente, o carbonato de cálcio, em particular o carbonato de cálcio natural triturado representa pelo menos 90 % em peso, mais preferivelmente pelo menos 95 % em peso, ainda mais preferivelmente pelo menos 98 % em peso, e mais preferivelmente 100 % em peso do material mineral.
Petição 870190032314, de 04/04/2019, pág. 17/57 / 16 [0049] De acordo com um segundo aspecto, a presente invenção também provê um material mineral, preferivelmente um material mineral seco, que tem uma porcentagem P5 em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 5,0 pm de 98,5 % a 90 %, uma porcentagem P2 em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 2,0 pm de 96 % a 80%, em que a razão de P2/P5 é de cerca de 0,98 a 0,85.
[0050] Na presente invenção, o termo seco preferivelmente referese a um material tendo um teor de água inferior a 10 % em peso, mais preferivelmente inferior a 5 % em peso, ainda mais preferivelmente inferior a 2 % em peso.
[0051] Com relação a outras propriedades do material mineral de acordo com o segundo aspecto da presente invenção, referência pode ser feita ao enunciado provido acima quando definindo o primeiro aspecto da presente invenção.
[0052] De acordo com um outro aspecto, a presente invenção provê um processo para preparação de uma pasta fluida aquosa tendo um teor de sólidos superior a 78 % em peso, em que uma primeira fração F1 de um material mineral é provido que tem uma porcentagem P5(F1) em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 5,0 pm de 75 % a 85%, preferivelmente de 80% a 85%, e um diâmetro de partícula mediano d50 de 2,0 a 3,0 pm, preferivelmente de 2,3 a 2,7 pm; e uma segunda fração F2 de um material mineral é provida que tem uma porcentagem P2(F2) em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 2,0 pm de 85 % a 100 %, preferivelmente de 95% a 100%, e um diâmetro de partícula mediano d50 de 0,3 a 0,65 pm, preferivelmente de 0,3 a 0,6 pm; e ambas as frações são dispersas em água. Preferivelmente, primeira fração tem uma porcentagem P2(F1) em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 2,0 pm de 30 % a 45 %, mais preferivelmente de 35% a 45%.
[0053] A primeira fração pode ter uma porcentagem P1(F1) em peso
Petição 870190032314, de 04/04/2019, pág. 18/57 / 16 de partículas tendo um diâmetro inferior a 1,0 pm de 20 % a 22 %.
[0054] Preferivelmente, a razão de peso da primeira fração para a segunda fração é de cerca de 5/95 a 20/80, mais preferivelmente de 7/93 a 15/20.
[0055] Além disso, a primeira fração F1 pode ser provida como um material mineral seco, e em outra forma de realização preferida a segunda fração pode ser provida como uma pasta fluida aquosa.
[0056] O material mineral pode ser selecionado dentre carbonato de cálcio, argila, ou misturas dos mesmos. Preferivelmente, o material mineral é carbonato de cálcio natural triturado.
[0057] Com relação às outras propriedades da primeira e segunda frações e com relação às propriedades da mistura final e da pasta fluida aquosa, referência é feita ao enunciado acima quando definindo a pasta fluida aquosa da presente invenção.
[0058] A distribuição de tamanho de partícula de cada fração pode ser ajustada por métodos comumente conhecidos do versado na técnica, por exemplo, por uma etapa de trituração convencional.
[0059] Em uma forma de realização preferida do processo de acordo com a presente invenção, um agente de dispersão é adicionado à pasta fluida. Com relação ao tipo e quantidade de agente de dispersão, referência é feita ao enunciado dado acima quando discutindo a pasta fluida aquosa.
[0060] De acordo com um outro aspecto, a presente invenção provê o uso da pasta fluida aquosa como definido acima para aplicações de finalidade úmida, aplicações de revestimento, aplicações de tinta, aplicações de enchimento, concreto e/ou vedantes.
[0061] Preferivelmente, a pasta fluida aquosa é usada para revestimento de papel.
[0062] De acordo com um outro aspecto, a presente invenção provê o uso da composição mineral de acordo com o segundo aspecto da presente
Petição 870190032314, de 04/04/2019, pág. 19/57 / 16 invenção em aplicações plásticas, preferivelmente como uma carga ou aditivo em plásticos.
[0063] A invenção será agora descrita em outros detalhes fazendo referência aos seguintes exemplos.
Exemplos
I. Métodos de medição [0064] Todos os parâmetros descritos acima para definir o produto e o processo da presente invenção foram determinados usando os seguintes métodos de medição.
1. Tamanho de partícula médio d50 em peso e porcentagem em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 5,0 pm, inferior a 2,0 pm, e inferior a 1,0 pm, respectivamente.
[0065] Do início ao fim da presente invenção, d50 é o tamanho médio de partícula em peso, isto é representando o tamanho de partícula de modo que 50 % em peso das partículas são mais grosseiras ou mais finas.
[0066] Tamanho de partícula foi medido de acordo com o método de sedimentação. O método de sedimentação é uma análise de comportamento de sedimentação em um campo gravimétrico. A medição é feita com um Sedigraph™ 5100 de Micromeritics Instrument Corporation. O método e o instrumento são conhecidos para o versado e são comumente usados para determinar tamanho de grão de cargas e pigmentos. A medição é efetuada em uma solução aquosa de 0,1 % em peso Na4P207. As amostras foram dispersas usando um agitador de velocidade elevada e supersônico.
2. Área de superfície específica (BET) [0067] A área de superfície específica foi medida usando nitrogênio e o método BET de acordo com ISO 9277.
3. Teor de sólidos [0068] Teor de sólidos da pasta fluida foi determinado como segue:
Teor de sólidos é determinado usando escalas especiais providas de secagem
Petição 870190032314, de 04/04/2019, pág. 20/57 / 16 (lâmpada IR ou microonda). Os sólidos finais são obtidos quando um peso constante da amostra é alcançado (sem mais água a ser removida).
4. Viscosidade (Brookfield) [0069] Viscosidade Brookfield da pasta fluida foi determinada como segue: viscosidade de pasta fluida é avaliada por um viscosímetro Brookfiled a 100 rpm e 20°C.
5. Brilho de folha 75° Tappi [0070] Brilho de folha 75° Tappi foi determinado de acordo com ISO
8254-1.
II. Preparação de pastas fluidas minerais [0071 ] Exemplo 1 [0072] Um primeiro carbonato de cálcio triturado seco natural GCC (GCC 1) foi provido tendo as seguintes propriedades:
d50: 2,5 pm
81,4%<5,0 pm
42,5%<2,0 pm
Área de superfície BET: 3,9 m2/g [0073] Um segundo carbonato de cálcio natural GCC (GCC 2) triturado a úmido a 78 % em peso de teor de sólidos na presença de um dispersante de poliacrilato foi provido tendo as seguintes propriedades:
d50: 0,55 pm
100%<5,0 pm
96,3%<2,0 pm
78%<1,0 pm
Área de superfície BET: 16 m2/g [0074] GCC1 e GCC2 foram misturados em uma razão de peso
GCC1/GCC2 de 5/95.
[0075] O material de GCC final tinha as seguintes propriedades:
98,1%<5,0 pm
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93,3%<2,0 pm
74,3%<1,0 pm d5o: 0,58 pm [0076] A pasta fluida aquosa AS1 tinha um teor de sólidos ajustado a % em peso. Viscosidade Brookfield: 440 mPas
Exemplo 2 [0077] Em Exemplo 2, os mesmos GCC1 e GCC2 como já descrito acima em Exemplo 1 foram usados.
[0078] GCC1 e GCC2 foram misturados em uma razão de peso de
GCC1/GCC2 de 8/92.
[0079] O material de GCC final tinha as seguintes propriedades:
93,4%<5,0 pm
91,8%<2,0 pm
72,9%<1,0 pm d50: 0,59 pm [0080] A pasta fluida aquosa AS2 tinha um teor de sólidos ajustado a
80.3 % em peso. Viscosidade Brookfield: 400 mPas.
Exemplo 3 [0081] Em Exemplo 3, os mesmos GCC1 e GCC2 como já descritos acima em Exemplo 1 foram usados.
[0082] GCC1 e GCC2 foram misturados em uma razão de peso
GCC1/GCC2 de 10/90.
[0083] O material GCC final tinha as seguintes propriedades:
96,6%<5,0 pm
90,1%<2,0 pm
71,2%<1,0 pm d50: 0,60 pm [0084] A pasta fluida aquosa AS3 tinha um teor de sólidos ajustado a
80.4 % em peso. Viscosidade Brookfield: 380 mPas.
Petição 870190032314, de 04/04/2019, pág. 22/57 / 16
Exemplo 4 [0085] Em Exemplo 4, os mesmos GCC1 e GCC2 como já descritos acima em Exemplo 1 foram usados.
[0086] GCC1 e GCC2 foram misturados em uma razão de peso
GCC1/GCC2 de 16/84.
[0087] O material GCC final tinha as seguintes propriedades:
94,8%<5,0 pm
88,5%<2,0 pm
68,1%<1,0 pm d50: 0,63 pm [0088] A pasta fluida aquosa AS4 tinha um teor de sólidos ajustado a
80,2 % em peso. Viscosidade Brookfield: 420 mPas.
Exemplo 5 [0089] Em Exemplo 5, os mesmos GCC1 e GCC2 como já descritos acima em Exemplo 1 foram usados.
[0090] GCC1 e GCC2 foram misturados em uma razão de peso
GCC1/GCC2 de 20/80.
[0091] O material GCC final tinha as seguintes propriedades:
93,7%<5,0 pm
83,4%<2,0 pm
65,1%<1,0 pm d50: 0,66 pm [0092] A pasta fluida aquosa AS5 tinha um teor de sólidos ajustado a
80,8 % em peso. Viscosidade Brookfield: 430 mPas.
Exemplo comparativo 1 [0093] Um carbonato de cálcio natural GCC6 triturado a úmido a 78 % em peso de teor de sólidos na presença de um dispersante de poliacrilato foi provido tendo as seguintes propriedades:
100%<5,0 pm
Petição 870190032314, de 04/04/2019, pág. 23/57 / 16
95%<2,0 pm
80%<1,0 pm d5o: 0,55 pm [0094] Deste modo, em contraste com os Exemplos 1 a 5, não estavam presentes partículas muito grosseiras (isto é partículas tendo um diâmetro superior a 5,0 pm ) no material GCC usado em Exemplo comparativo 1.
[0095] A pasta fluida aquosa AS6 tinha um teor de sólidos de 78 % em peso. A pasta fluida tinha uma viscosidade Brookfield de cerca de 300 mPas. Entretanto, quando o teor de sólidos foi aumentado para cerca de 80 % em peso, houve um aumento drástico de viscosidade e a pasta fluida não pode mais ser bombeada, isto é, não pode ser ainda processada.
III. Uso de pastas fluidas minerais para revestimento de papel [0096] Usando as pastas fluidas de carbonato inventivas AS2 e AS4 descritas acima, composições de revestimento de papel C2 e C4 foram preparadas. A partir da pasta fluida AS6 de Exemplo comparativo 1, composição de revestimento de papel C6 foi preparada.
[0097] Além do componente de GCC, cada composição de revestimento de papel também continha um aglutinante de látex de SB de estireno-butadieno, um agente de dispersão de PVA de acetato de polivinila e um espessante sintético.
[0098] Para cada amostra, a razão de peso de GCC, látex de SB, PVA, e espessante foi igual, isto é 100 partes de GCC, 9 partes de látex de SB, 0,4 partes de PVA, e 0,1 partes de espessante.
[0099] Para cada composição de revestimento de papel C2, C4, e C6, o teor máximo de sólidos foi determinado realizando experiência em um revestidor piloto; diluições necessárias foram feitas em cada experiência até uma lâmina absolutamente limpa e carga de lâmina aceitável serem alcançadas (deflexão máxima de lâmina (carga) 8 mm, módulo de lâmina
Petição 870190032314, de 04/04/2019, pág. 24/57 / 16 rígida). Os resultados são mostrados em Tabela 1.
[00100] As composições de revestimento de papel C2, C4, e C6 foram aplicadas em um papel e brilho de folha 75° Tappi foi determinado para cada papel. Os resultados estão sumarizados em Tabela 1.
Tabela 1: Teor máximo de sólidos de cor de revestimento e brilho de folha de composições de revestimento de papel
Composição de revestimento de papel Teor de sólidos máximo (% em peso) Brilho de folha 75° Tappi (%)
C4 (preparada usando pasta fluida AS4) 71,2 77/76
C2 (preparada usando pasta fluida AS2) 70,4 78/77
C6 (preparada usando pasta fluida S4) 69,2 78/79
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Claims (17)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Pasta fluida aquosa compreendendo um material mineral e tendo um teor de sólidos superior a 78% em peso, caracterizada pelo fato de que o material mineral tem uma porcentagem P5 em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 5,0 pm de 98,5 % a 90 %, uma porcentagem P2 em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 2,0 pm de 96 % a 80%, em que a razão de P2/P5 é de 0,98 a 0,85, e em que o material mineral é selecionado a partir de carbonato de cálcio.
  2. 2. Pasta fluida de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o material mineral é carbonato de cálcio natural triturado.
  3. 3. Pasta fluida de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o carbonato de cálcio natural triturado é selecionado dentre mármore, calcário, giz, ou qualquer mistura dos mesmos.
  4. 4. Pasta fluida de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o material mineral tem uma porcentagem P1 em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 1,0 pm de 88% a 60%, e/ou em que a razão de P1/P5 é de 0,75 a 0,65.
  5. 5. Pasta fluida de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a pasta fluida não contém partículas de látex.
  6. 6. Pasta fluida de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que o carbonato de cálcio natural triturado contém uma primeira fração tendo uma porcentagem P5(F1) em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 5,0 pm de 75 % a 85 % e um diâmetro de partícula mediano d50 de 2,0 a 3,0 pm, e uma segunda fração tendo uma porcentagem P2 (F2) em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 2,0 pm, de 85 % a 100 % e um diâmetro de partícula mediano d50 de 0,3 a 0,65 pm.
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    2 / 3
  7. 7. Pasta fluida de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que a razão do diâmetro de partícula mediano d50 da primeira fração para o diâmetro de partícula mediano d50 da segunda fração é pelo menos 3,5.
  8. 8. Pasta fluida de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizada pelo fato de que a razão de peso da primeira fração para a segunda fração é de 5/95 a 20/80.
  9. 9. Material mineral, caracterizado pelo fato de que tem uma porcentagem P5 em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 5,0 pm de
    98,5 % a 90 %, uma porcentagem P2 em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 2,0 pm de 96 % a 80%, em que a razão de P2/P5 é de 0,98 a 0,85, e em que o material mineral é selecionado a partir de carbonato de cálcio, mais preferencialmente a partir de carbonato de cálcio natural triturado.
  10. 10. Material mineral de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o material mineral é um material mineral seco.
  11. 11. Processo para a preparação de uma pasta fluida aquosa tendo um teor de sólidos superior a 78% em peso, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que uma primeira fração F1 de um material mineral é provida que tem uma porcentagem P5(F1) em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 5,0 pm de 75 % a 85 % e um diâmetro de partícula mediano d50 de 2,0 a 3,0 pm, e uma segunda fração F2 de um material mineral é provida que tem uma porcentagem P2(F2) em peso de partículas tendo um diâmetro inferior a 2,0 pm de 85 % a 100 % e um diâmetro de partícula mediano d50 de 0,3 a 0,65 pm, e ambas as frações são dispersas em água.
  12. 12. Processo de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a razão de peso da primeira fração para a segunda fração é de 5/95 para 20/80.
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    3 / 3
  13. 13. Processo de acordo com a reivindicação 11 ou 12, caracterizado pelo fato de que a primeira fração F1 é provida como um material mineral seco.
  14. 14. Processo de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a segunda fração é provida como uma pasta fluida aquosa.
  15. 15. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, caracterizado pelo fato de que um agente de dispersão é adicionado à pasta fluida.
  16. 16. Uso da pasta fluida aquosa, como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de ser em aplicações com finalidade úmida, aplicações de revestimento, em particular revestimento de papel, aplicações de tinta, aplicações de enchimento, concreto e/ou vedantes.
  17. 17. Uso do material mineral, como definido na reivindicação 9 ou 10, caracterizado pelo fato de ser em aplicações de plásticos.
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