BR112013015011B1

BR112013015011B1 - uso de uma composição de carbonato de cálcio, substrato, e, método para produzir uma fração fina de partícula de carbonato de cálcio

Info

Publication number: BR112013015011B1
Application number: BR112013015011-4A
Authority: BR
Inventors: Patrick Arthur Charles Gane; Olav Bergset; George Saunders; Xueping Qiu; Dan Varney
Original assignee: Omya International Ag
Priority date: 2010-12-16
Filing date: 2011-12-14
Publication date: 2020-12-01
Also published as: AR084311A1; CA2820710C; KR20130132921A; US9145484B2; MX352178B; RU2013132712A; AU2011343341A1; BR112013015011A2; RU2599296C2; AU2011343341B2; EP2465903B1; HRP20182067T1; KR101809781B1; SI2465903T1; MX2013006602A; JP2014507490A; US20150376022A1; SG191190A1; CN103261334A; UY33811A

Abstract

COMPOSIÇÃO MINERAL, SUBSTRATO, MÉTODO PARA PRODUZIR UMA FRAÇÃO FINA DE PARTÍCULA MINERAL, E, USO DE UMA COMPOSIÇÃO MINERAL Uma composição mineral compreendendo partículas minerais, as ditas partículas minerais, quando em uma forma de leito densamente compactada, possuem um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, e possuem um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g. A vantagem específica dessa composição é que, como um componente em um revestimento, permite a passagem de solvente de tinta no papel de base, enquanto retém as moléculas de tinta na superfície.

Description

USO DE UMA COMPOSIÇÃO DE CARBONATO DE CÁLCIO, SUBSTRATO, E, MÉTODO PARA PRODUZIR UMA FRAÇÃO FINA DE PARTÍCULA DE CARBONATO DE CÁLCIO

Campo técnico da invenção

[01] A presente invenção refere-se a composições minerais, com alta capacidade de adsorção. Em particular, a presente invenção refere-se a revestimentos e cargas para papel de impressão e com alta capacidade de adsorção.

Fundamentos da invenção

[02] As cargas minerais são utilizadas em larga escala na fabricação de papel. A sua função consiste essencialmente de aumentar a opacidade do papel e do nível de brilho. As cargas minerais relativamente baratas incluem caulim, carbonato de cálcio natural: como carbonato de cálcio moído, carbonato de cálcio precipitado, talco e sulfatos de cálcio. Além das propriedades ópticas, cargas minerais também influenciam no peso, no volume, na porosidade, nas propriedades mecânicas, particularmente na resistência à ruptura, na lisura da superfície, e nas características da impressão.

[03] A patente US 5.292.365 descreve um único produto que pode ser igualmente usado como carga para papel e como um pigmento de revestimento possuindo

a) forma da partícula redonda ou romboédrica
b) um fator de declive (diâmetro de partícula em micrômetro a 50% de massa/diâmetro da partícula em micrômetro a 20% da massa (d50/d20) entre 1,1 e 1,4
c) a razão R (% da massa em volume de partículas < 1 micrômetro (% da massa em volume de partículas < 0,2 micrômetro) de 8 -19, e
d) um diâmetro médio de partícula entre 0,4 e 1,5 micrômetro intermediário. O diâmetro médio de partícula dos produtos inventados é o diâmetro de partícula em mícrons, derivado do eixo geométrico X, com um valor no eixo geométrico Y de 50% em massa das partículas.

[04] O corte superior é entre 4 e 7 micrômetros. O termo "corte superior” refere-se ao tamanho (em mícrons) das partículas mais grossas do produto. Por exemplo, um corte de topo de 10 mícrons significa que 100% das partículas são menores do que 10 mícrons. Os inventores da presente invenção irão definir o corte superior por d98 devido ao fato de que a linha 100% é variável, pelo menos, ± 0,5%, até agora (margem de erro).

[05] WO2009009553 descreve composições de carbonato de cálcio precipitado para o revestimento exibindo opacidade melhorada, brilho da folha, brilho de impressão e brilho. As composições de carbonato de cálcio precipitado são caracterizadas por terem um teor de aragonita cristalina maior do que ou igual à cerca de 30% em peso em relação ao peso total da composição. Além disso, menos do que ou igual à cerca de 10% em peso de partículas estão tendo um tamanho de partícula menor do que ou igual à cerca de 0,25 micrômetro. Menos do que ou igual à cerca de 4%, em peso, das partículas têm um tamanho de partícula maior do que ou igual à cerca de 2,0 micrômetros, e um fator de declive de distribuição de tamanho de partícula ((d30/d70) * 100) maior do que ou igual à cerca de 50.

[06] O pedido de patente US 2006292305 descreve uma composição com um primeiro componente de pigmento compreendendo carbonato de cálcio moído particulado (GCC) com um fator de declive de distribuição de tamanho de partícula (psd) ((d30/d70) * 100), variando entre cerca de 30 a cerca de 45, e um segundo componente de pigmento compreendendo carbonato de cálcio precipitado particulado (PCC) com um fator de declive psd variando de cerca de 55 a cerca de 75 e um d50 não maior do que 0,5.

[07] Patente canadense 1150908 descreve uma composição de carbonato de cálcio com uma razão R (% das partículas <1 micrômetro /% de partículas < 0,2 micrômetro) maior do que 3,5.

[08] EP 1452489 A1 descreve um material para conferir tixotropia, o material compreendendo carbonato de cálcio tratado na superfície. O carbonato de cálcio tratado na superfície foi preparado tratando um carbonato de cálcio com ácidos graxos, ácidos de resina, tais como ácido abiético, ácido desidroabiético e ácido di-hidroabiético, agentes de acoplamento de silano tais como vinilsilano, aminossilano e mercaptossilano, resinas tais como resinas de polietileno, polipropileno e uretano, e dispersantes poliméricos.

Sumário da invenção

[09] Enquanto que a técnica anterior focou quase exclusivamente em tamanhos de partícula, os inventores da presente invenção verificaram que o diâmetro médio de poro da composição mineral é de extrema importância para a melhor adsorção.

[10] Surpreendentemente, tem-se verificado pelos inventores da presente invenção que a segregação de partículas maiores contra menores durante a aplicação, por exemplo, revestimento em diferentes suportes, pode levar a diferente estrutura de poro do revestimento final. Assim, a estrutura de poro não pode ser controlada somente pela distribuição de tamanho de partícula.

[11] Além disso, a segregação de moléculas de tinta/corante amplas sobre a superfície do papel é auxiliada pela exclusão de tamanho de superfície e um revestimento de volume de poro elevado, permitindo a passagem de solvente de tinta no papel de base, enquanto retém as moléculas de tinta sobre a superfície. Isto sugere a necessidade de uma formulação de revestimento poroso. Um objetivo da presente invenção é, por conseguinte, introduzir as composições minerais, com capilaridade e distribuição de tamanho de poro cuidadosamente controlado.

[12] Outro objetivo da presente invenção consiste em introduzir tal absorção ótima do solvente de tinta para dentro da massa de papel, pela adição de composições minerais, com capilaridade e distribuição de tamanho de poro cuidadosamente controlado como carga para papel.

[13] Assim, um aspecto da invenção é proporcionar uma composição mineral que contém partículas minerais, as ditas partículas minerais, quando em uma forma de leito densamente compactada, possuindo um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, e tendo um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g.

[14] Outro aspecto da presente invenção consiste em proporcionar uma pasta fluida mineral para composições de revestimento, a dita pasta fluida compreendendo partículas minerais, as ditas partículas minerais, quando em uma forma de leito densamente compactada, possuindo um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, e tendo um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g.

[15] Ainda outro aspecto da presente invenção é proporcionar uma composição de revestimento que compreende uma composição mineral que compreende partículas minerais, as ditas partículas minerais, quando em uma forma de leito densamente compactada, possuindo um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, e tendo um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g.

[16] Ainda outro aspecto da presente invenção é proporcionar uma carga para as formulações de papel, a dita carga compreendendo uma composição mineral que compreende partículas minerais, as ditas partículas minerais, quando em uma forma de leito densamente compactada, tendo um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, e com um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g.

[17] Ainda outro aspecto da presente invenção é proporcionar um papel que compreende uma composição de revestimento, a dita composição de revestimento compreendendo uma composição mineral que compreende partículas minerais, as ditas partículas minerais, quando em uma forma de leito densamente compactada, tendo um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, e tendo um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g.

[18] Outro aspecto da presente invenção consiste em proporcionar um papel que compreende uma carga, a dita carga compreendendo uma composição mineral que compreende partículas minerais, as ditas partículas minerais, quando em uma forma de leito densamente compactada, possuindo um diâmetro médio de poro definido em volume 0,01 a 0,04 micrômetro, e possuindo um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g.

[19] Um aspecto da presente invenção refere-se a um método para produzir uma fração fina de partícula mineral a partir de um material de alimentação, a fração fina de partícula mineral, quando em uma forma de leito densamente compactada, possuindo um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, e possuindo um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g, o método compreendendo:

- fornecer o material de alimentação para uma máquina de fresagem, produzindo um primeiro material de alimentação fresado,
- alimentar o primeiro material de alimentação fresado em uma centrífuga de pilha de discos, produzindo duas frações de partícula mineral, uma sendo a fração fina de partícula mineral e uma segunda sendo uma fração grossa de partícula mineral,
- tanto alimentar uma parte ou a totalidade da fração grossa de partícula mineral para uma máquina de fresagem e/ou para uma centrífuga de pilha de disco e/ou retirar uma parte ou a totalidade da fração grossa de partícula mineral.

[20] Outro aspecto da presente invenção refere-se a um método para produzir uma fração fina de partícula mineral, a fração fina de partícula mineral, quando em uma forma de leito densamente compactada, possuindo um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, e possuindo um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g, o método compreendendo:

- fornecer o material de alimentação a uma ou mais máquinas de moagem a seco e/ou a úmido, produzindo dita fração fina de partícula mineral em uma ou mais etapas de moagem.

Breve descrição das figuras

[21] A Figura 1 mostra as curvas de intrusão de mercúrio das amostras 1 a 7,
A Figura 2 mostra as curvas de distribuição de tamanho de poro das amostras 1 a 7 e
A Figura 3 mostra um exemplo de um processo para produzir as partículas minerais da presente invenção, e
A Figura 4 mostra as curvas de desenvolvimento da força de pegajosidade de revestimentos de produtos com base nos exemplos 3 e 6.

[22] A presente invenção será agora descrita em mais detalhes a seguir.

Descrição detalhada da invenção

[23] Tanto papel offset quanto papel para jato de tinta foi fabricado com propriedades que combatem difusão da tinta e, portanto, promovem boa impressão. No entanto, papéis para escritório de multiuso atualmente disponíveis são frequentemente associada com uma qualidade insatisfatória de impressão offset ou rotogravura, jato de tinta,

[24] Assim, existe uma demanda por papéis revestidos de multiuso em especial para os papéis apropriados para aplicações de jato de tinta, offset ou rotogravura, que fornecem uma qualidade de impressão melhorada sem um correspondente aumento no custo de produção.

[25] Sabe-se que a diferença de carga entre adsorvente e adsorvato, respectivamente, o papel de superfície e as moléculas de corante, é geralmente utilizada para promover adsorção de corante. Se as partículas minerais estão presentes na formulação de revestimento, as propriedades inerentes de adsorção de partículas minerais para corantes de tinta podem oferecer outra alternativa para reduzir a quantidade de aditivos catiônicos necessários para garantir a densidade óptica dada. Enquanto que a técnica anterior quase exclusivamente focou em tamanhos de partículas, os inventores da presente invenção verificaram que o diâmetro de poro médio da composição mineral é de extrema importância para a adsorção ótima.

[26] Segregação de moléculas de tinta/corante grandes sobre a superfície de papel é auxiliada pela exclusão de tamanho de superfície e um revestimento de volume de poro elevado, permitindo a passagem de solvente de tinta no papel de base, mantendo as moléculas de tinta sobre a superfície. Isto sugere a necessidade de uma formulação de revestimento poroso. Um objetivo da presente invenção é, por conseguinte, introduzir as composições minerais, com uma capilaridade e distribuição de tamanho de poro controlado cuidadosamente.

[27] No presente contexto, o termo "capilaridade" é para ser entendido como um fenômeno em que o solvente da tinta flui espontaneamente nos poros formados pelas partículas minerais.

[28] Como um sistema de teste representativo para descrever a composição mineral compreendendo partículas minerais, um leito densamente compactado é formado em um aparelho de prensa para comprimido a úmido (Gane et al. De 2000, Ridgway et al. 2004) a partir de uma pasta fluida de água das partículas minerais pela aplicação de uma pressão constante (15 bar) à suspensão/pasta fluida até que a água seja liberada por meio de filtração através de uma membrana fina de filtro 0,025 μm. Este método produz comprimidos de cerca de 4 cm de diâmetro, com uma espessura de 1,5 - 2,0 cm, que pode ser dividido e conformado em configurações de amostra adequadas para análise subsequente. Os comprimidos foram retirados do aparelho e secos em um forno a 60 ° C durante 24 horas. O sistema de teste representativo é geralmente aceito e descrito em (1) Ridgway, C. J., Gane P. A. C., Schoelkopf, J. (2004): "Modified Calcium Carbonate Coatings With Rapid Adsorption and Extensive Liquid Uptake Capacity", Colloids and Surfaces A, 236 (1-3), 91, (2) Gane, P.A.C., Kettle, JP, Matthews, G. P. Ridgway e C.J. (1996): "Void Space Structure of Compressible Polymer Spheres and Consolidated Calcium Carbonate Paper-Coating Formulations", Industrial & Engineering Chemistry Research Journal 35 (5), 1753-1764; (3) Gane, P.A.C., J. Schoelkopf, D.C. Spielmann, G.P. Matthews, C.J. Ridgway, Tappi J. 83 (2000) 77.

[29] Porções de cada comprimido são caracterizadas por porosimetria com mercúrio para a porosidade, volume de vazio total específico de intrusão e distribuição de tamanho de poro utilizando um porosímetro de mercúrio Micromeritics Autopore IV. Um experimento de porosimetria com mercúrio implica a evacuação de uma amostra porosa para remover gases aprisionados, após o que a amostra é cercada com mercúrio. A quantidade de mercúrio deslocada pela amostra permite o cálculo do volume em massa da amostra Vmassa. A pressão é então aplicada ao mercúrio de modo que ele introduziu a amostra através de poros conectados à superfície externa.

[30] A pressão máxima aplicada de mercúrio foi de 414 MPa, o que equivale a um diâmetro da estrangulamento de Laplace de 0,004 μm. Os dados são corrigidos com Pore-Comp para os efeitos penetrométricos e mercúrio, e também para compressão de amostra. Ao tomar a primeira derivada das curvas de intrusão cumulativa, as distribuições de tamanho de poro com base no diâmetro equivalente de Laplace, incluindo inevitavelmente blindagem de poro, são reveladas. O diâmetro de poro médio definido em volume é calculado a partir da curva de intrusão de mercúrio, e FWHM é calculada a partir da curva de distribuição de tamanho de poro.

[31] No presente contexto, o termo "volume de vazio específico total de intrusão" deve ser entendido como o volume de vazio medido pelo procedimento acima (porosimetria com mercúrio).

[32] No presente contexto, o termo "composição mineral" refere-se a uma composição que compreende partículas minerais na forma de partículas individuais, isto é, em uma forma não granular. O termo "mineral" refere-se a um elemento ou composto químico que seja normalmente cristalino, tal como o carbonato de cálcio.

[33] No contexto da presente invenção, o termo "poro" deve ser entendido como descrevendo o espaço que se encontra entre as partículas minerais, ou seja, que é formado por partículas minerais e que permite a passagem ou a absorção de fluidos. Os poros podem ser definidos pelo seu diâmetro médio de poro.

[34] Outro objetivo da presente invenção consiste em introduzir tal absorção ótima do solvente de tinta para dentro da massa de papel, pela adição de composições minerais, com uma capilaridade e distribuição de tamanho de poro cuidadosamente controlada como carga para papel.

[35] No presente contexto, o termo "diâmetro de poro médio definido em volume" refere- se ao tamanho de poro, menor do que 50% do volume de poro específico, são mais finos do que seu diâmetro capilar equivalente definido pela equação de Young-Laplace, onde a equação de Young-Laplace é aplicada para os dados de porosimetria por intrusão de mercúrio (o procedimento acima).

[36] Além disso, no contexto da presente invenção, o termo "volume de vazio específico total de intrusão" é para ser entendido como descrevendo o volume de poro medido (que se encontra entre as partículas minerais) por unidade de massa de partículas minerais.

[37] A presente invenção compreende a descoberta de que as propriedades melhoradas podem ser obtidas quando um substrato, tal como o papel, é revestido com uma composição de revestimento que inclui uma composição mineral que contém partículas minerais, as ditas partículas minerais, quando em uma forma de leito densamente compactada, possuindo um diâmetro de poro médio definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, e possuindo um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g.

[38] No presente contexto, o termo "substrato" deve ser entendido como qualquer material tendo uma superfície apropriada para impressão ou pintura, por exemplo, papel, papelão, plástico, material têxtil, madeira, metal, concreto, ou unguento.

[39] No presente contexto, o termo "plástico" refere-se a um material polimérico natural ou sintético. Exemplos não limitativos são o polietileno, polipropileno, cloreto de polivinila, poliéster, tal como, por exemplo, éster de ácido poli acrílico, homo ou copolímeros ou suas misturas. O plástico pode ser opcionalmente preenchido por uma carga mineral, um pigmento orgânico, um pigmento inorgânico ou suas misturas.

[40] No presente contexto, o termo “material têxtil" refere-se de um material flexível constituído por uma rede de fibras naturais ou artificiais.

[41] Assim, um aspecto da invenção é proporcionar uma composição mineral compreendendo partículas minerais, as ditas partículas minerais, quando em uma forma de leito densamente compactada, possuindo um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, e possuindo um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g.

[42] Em uma forma de realização da presente invenção, o diâmetro médio de poro definido em volume está dentro da faixa de 0,01 micrômetro a 0,039 micrômetro, e possui um volume de vazio total de intrusão dentro de uma faixa de 0,10 cm3/g a 0,28 cm3/g; tal como um diâmetro médio de poro definido em volume dentro da faixa de 0,015 micrômetro a 0,035 micrômetro, e possuindo um volume de vazio total específico de intrusão dentro da faixa de 0,15 cm3/g a 0,27 cm3/g, por exemplo, um diâmetro de poro médio definido em volume dentro da faixa de 0,017 micrômetro a 0,033, e possuindo um volume de vazio total específico de intrusão dentro da faixa de 0,20 cm3/g a 0,25 cm3/g, tal como um diâmetro médio de poro definido em volume dentro de uma faixa de 0,019 micrômetro a 0,030, e possuindo volume de vazio total específico de intrusão dentro da faixa de 0,21 cm3/g a 0,24 cm3/g.

[43] Em outra forma de realização da presente invenção, o diâmetro médio de poro definido em volume está dentro uma faixa de 0,013 micrômetro a 0,038 micrômetro, por exemplo, dentro uma faixa de 0,018 micrômetro a 0,036 micrômetro, tais como dentro uma faixa de 0,021 micrômetro a 0,034 micrômetro, por exemplo, dentro uma faixa de 0,023 micrômetro a 0,028 micrômetro.

[44] Em ainda outra forma de realização da presente invenção, o volume de vazio total específico de intrusão está dentro de uma faixa de 0,10 cm3/g a 0,29 cm3/g, por exemplo, dentro de uma faixa de 0,11 cm3/g a 0,28 cm3/g, tal como dentro de uma faixa de 0,12 cm3/g a 0,27 cm3/g, por exemplo, dentro de uma faixa de 0,13 cm3/g a 0,26 cm3/g, tal como dentro de uma faixa de 0,14 cm3/g a 0,26 cm3/g, por exemplo, dentro de uma faixa de 0,15 cm3/g a 0,25 cm3/g, tal como dentro de uma faixa de 0,16 cm3/g a 0,25 cm3/g, por exemplo, dentro de uma faixa de 0,17 cm3/g a 0,24 cm3/g, tal como dentro de uma faixa de 0,18 cm3/g a 0,23 cm3/g, por exemplo, dentro de uma faixa de 0,19 cm3/g a 0,22 cm3/g, tal como dentro de uma faixa de 0,20 cm3/g a 0,21 cm3/g.

[45] O termo "distribuição monomodal de tamanho de poro" tal como é aqui utilizado refere-se a um conjunto de poros que possui um único máximo claramente discernível em uma curva de distribuição de tamanho de poro (intensidade na ordenada ou eixo geométrico Y, e o tamanho dos poros na abscissa ou eixo geométrico X). A distribuição bimodal de tamanho de poro refere-se a um conjunto de poros que possui dois máximos claramente discerníveis em uma curva de distribuição de tamanho dos poros. Uma definição generalizada é, portanto, uma distribuição n-modal de tamanho de poro se referindo a um conjunto de poros tendo n máximos claramente discerníveis na curva de distribuição de tamanho de poro, onde n é um número inteiro. Os inventores da presente invenção verificaram que se pode obter um melhor controle da velocidade de absorção através da composição mineral de multi misturas de solventes de tinta viscosas quando se utiliza uma distribuição n-modal de tamanho de poro, em que n ≥ 2 (maior do que ou igual a dois).

[46] O termo ’’polidispersidade de tamanho de poro definido em volume” é para ser entendida como uma característica descrevendo a amplitude da distribuição de diâmetros de tamanho de poro a ser encontrada entre as partículas minerais. Os inventores da presente invenção verificaram que se pode obter um melhor controle de velocidade de absorção através da composição mineral quando a polidispersidade de tamanho de poro definido em volume, expressa como a largura total na altura máxima (FWMH), está na faixa de 0,01 a 0,03 micrômetro.

[47] A largura total em metade do máximo (FWHM) é uma expressão da extensão de uma função, dada pela diferença entre os dois valores extremos da variável independente em que a variável dependente é igual à metade do seu valor máximo. O termo técnico largura total em metade do máximo, ou FWHM, é utilizado para aproximar a distribuição do diâmetro da maioria dos poros, isto é, a polidispersidade dos tamanhos dos poros. Os inventores da presente invenção verificaram que se pode obter um melhor controle da velocidade do solvente de tinta nos poros/capilares quando os poros são de tamanho uniforme em comparação com uma distribuição mais ampla de tamanho.

[48] Em uma forma de realização da presente invenção, as partículas minerais, quando em uma forma de leito densamente compactada, possuem distribuição monomodal de diâmetro de poro e uma polidispersidade de tamanho de poro definido em volume expressa como largura total na altura máxima (FWMH) de menos do que, ou igual a, 0,035 micrômetro, tal como dentro de uma faixa de 0,005 micrômetro a 0,033 micrômetro, por exemplo, 0,030 micrômetro, tal como de 0,01 micrômetro a 0,028 micrômetro, por exemplo, 0,025 micrômetro, tal como 0,015 micrômetro a 0,021 micrômetro, por exemplo, 0,020 micrômetro, tal como de 0,016 micrômetro a 0,019 micrômetro.

[49] Em uma forma de realização da presente invenção, as partículas minerais, quando em uma forma de leito densamente compactada, possuem uma distribuição bimodal ou multimodal de diâmetro de poro.

[50] Ainda em outra forma de realização da presente invenção, as partículas minerais, quando em uma forma de leito densamente compactada, possuem uma distribuição monomodal de diâmetro de poro.

[51] Ainda em outra forma de realização da presente invenção, as partículas minerais compreendem carbonato de cálcio, em particular escolhido entre o carbonato de cálcio natural ou carbonato de cálcio precipitado ou suas misturas. De preferência, as partículas minerais compreendem carbonato de cálcio tal como PCC (carbonato de cálcio precipitado), carbonato de cálcio modificado (como, nomeadamente em WO 00/39222, WO 2004/083316, WO 2005/121257) ou CCG (carbonato de cálcio moído) e suas combinações.

[52] No presente contexto, o termo "pasta fluida mineral” refere-se a uma suspensão de partículas da composição mineral em líquido, de preferência água. Preferivelmente, o mineral tem peso específico maior expresso em g/ml versus o líquido.

[53] Outro aspecto da presente invenção consiste em proporcionar uma pasta fluida mineral para composições de revestimento, a dita pasta fluida compreendendo partículas minerais, as ditas partículas minerais, quando em uma forma de leito densamente compactada, possuem um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, e possuem um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g.

[54] Ainda outro aspecto da presente invenção é proporcionar uma composição de revestimento que compreende uma composição mineral que compreende partículas minerais, as ditas partículas minerais, quando em uma forma de leito densamente compactada, possuem um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, e possuem um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g.

[55] Ainda outro aspecto da presente invenção é proporcionar uma carga para as formulações de papel, a dita carga compreendendo uma composição mineral que compreende partículas minerais, as ditas partículas minerais, quando em uma forma de leito densamente compactada, possuem um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, e possuem um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g.

[56] Ainda outro aspecto da presente invenção é proporcionar um papel que compreende uma composição de revestimento, a dita composição de revestimento compreendendo uma composição mineral que compreende partículas minerais, as ditas partículas minerais, quando em uma forma de leito densamente compactada, possuem um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, e possuem um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g.

[57] Outro aspecto da presente invenção consiste em proporcionar um papel que compreende uma carga, a dita carga compreendendo uma composição mineral que compreende partículas minerais, as ditas partículas minerais, quando em uma forma de leito densamente compactada, possuem um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, e possuem um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g.

[58] Em outra forma de realização da presente invenção, a formulação da composição mineral é selecionada dentre o grupo constituído por uma composição de revestimento, carga, enchimento de superfície, bem como uma pasta fluida mineral, a dita composição mineral compreendendo partículas minerais, as ditas partículas minerais, quando em uma forma de leito densamente compactada, possuem um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, e possuem um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g.

[59] Outra parte da presente invenção refere-se a um substrato compreendendo uma composição mineral que compreende partículas minerais, as ditas partículas minerais, quando em uma forma de leito densamente compactada, possuem um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, e possuem um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g.

[60] Em uma forma de realização da presente invenção, o substrato compreende uma ou mais formulações da composição mineral, a dita formulação sendo selecionada a partir do grupo constituído por uma composição de revestimento, carga, enchimento de superfície, bem como uma pasta fluida mineral ou as suas misturas.

[61] Em outra forma de realização da presente invenção, o substrato é selecionado a partir do grupo que consiste de papel, papelão, plástico, material têxtil, madeira, metal, concreto, ou unguento.

[62] Um aspecto da presente invenção refere-se ao uso de uma composição mineral que compreende partículas minerais, as ditas partículas minerais, quando em uma forma de leito densamente compactada, possuem um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, e possuem um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g em papel, papelão, plástico, material têxtil, madeira, metal, concreto ou unguento.

[63] Um outro aspecto da presente invenção refere-se ao uso de uma composição mineral que compreende partículas minerais, as ditas partículas minerais, quando em uma forma de leito densamente compactada, possuem um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, e possuem um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g em aplicação para papel como fabricação de papel, revestimento de papel, revestimento de topo para papel de jato de tinta, impressão offset.

[64] Ainda outro aspecto da presente invenção refere-se ao uso de uma composição mineral que compreende partículas minerais, as ditas partículas minerais, quando em uma forma de leito densamente compactada, possuem um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, e possuem um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g na aplicação para material têxtil e papelão.

[65] Em outra forma de realização da presente invenção, o substrato compreende uma ou mais misturas de composições de partículas minerais de acordo com a presente invenção.

[66] Um aspecto da presente invenção refere-se a um método para produzir uma fração fina de partícula mineral a partir de um material de alimentação, a fração fina de partícula mineral, quando em uma forma de leito densamente compactada, possui um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, e possui um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g, o método compreendendo:

[67] Em uma forma de realização da presente invenção, a fração grossa de partícula mineral, quando em uma forma de leito densamente compactada, possui um diâmetro médio de poro definido em volume diferente de 0,01 a 0,04 micrômetro, e possui um volume de vazio total específico de intrusão diferente de 0,1 a 0,3 cm3/g.

[68] Em outra forma de realização da presente invenção, a fração grossa de partícula mineral tem menor área superficial específica (m2/g) do que a fração fina de partícula mineral, tal como na faixa de 0,1 a 100 vezes menor, por exemplo, 2 vezes menor, tal como na faixa de 5 a 95 vezes menor, por exemplo, 10 vezes menor, tal como na faixa de 15 a 85 vezes menor, por exemplo, 20 vezes menor, tal como na faixa de 25 a 75 vezes menor, por exemplo, 30 vezes menor, tal como na faixa de 35 a 65 vezes, por exemplo, 50 vezes menor do que a fração fina de partícula mineral.

[69] Em ainda outra forma de realização da presente invenção, o material de alimentação tem uma faixa de sólidos de alimentação menor do que 99% em peso do material de alimentação, tal como na faixa de 5% a 90%, por exemplo, 10%, de preferência na faixa de 15% a 85%, por exemplo, 19%, tal como na faixa de 20% a 80%, por exemplo, 25%, mais preferivelmente na faixa de 30% a 75%, por exemplo, 35%, tal como na faixa de 40% a 70%, por exemplo, 45%, de preferência na faixa de 50% a 65%, por exemplo, 55% em peso do material de alimentação.

[70] Uma forma de realização particular da presente invenção é caracterizada pelo fato de que o método para produzir uma fração fina de partícula mineral, a fração fina de partícula mineral, quando em uma forma de leito densamente compactada, possuindo um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, e possuindo um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g, inclui as seguintes etapas:

- fornecer o material de alimentação para uma máquina de fresagem, produzindo um primeiro material de alimentação fresado,
- alimentar o primeiro material de alimentação fresado em uma centrífuga de pilha de disco, produzindo duas frações de partícula mineral, uma sendo fração fina de partícula mineral e uma segunda sendo uma fração grossa de partícula mineral,

em que o primeiro material de alimentação fresado possui teores de sólidos na faixa de 20% - 80%, em peso, de preferência na faixa de 30% - 75%, em peso, mais preferencialmente na faixa de 38% - 70%, em peso.

[71] A etapa de alimentação da fração grossa de partícula mineral para a centrífuga de pilha de disco, em algumas formas de realização, pode ser repetida até que seja impossível ou desfavorável separar mais a fração fina de partícula mineral da fração grossa de partícula mineral. A fração fina de partícula mineral de uma alimentação repetida da fração grossa de partícula mineral para a centrífuga de pilha de disco pode ser idêntica, mais grossa ou mais fina do que uma anterior. As frações finas de partícula mineral diferentes podem ser usadas separadamente ou em misturas de diferentes frações finas de partícula mineral.

[72] Outro aspecto da presente invenção refere-se a um método para produzir uma fração fina de partícula mineral, a fração fina de partícula mineral, quando em uma forma de leito densamente compactada, possui um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, e possui um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g, o método compreendendo:

[73] Em uma forma de realização da presente invenção, o processo funciona de uma maneira contínua.

[74] Um exemplo de um método para produzir as partículas minerais da presente invenção é mostrado na Figura 3, onde o material de alimentação (1) é alimentado a uma máquina de fresagem (6), produzindo um primeiro material de alimentação fresado (3). O primeiro material de alimentação fresado (3) é então alimentado a uma centrífuga de pilha de discos (7) produzindo a fração fina de partícula mineral (4) e uma fração grossa de partícula mineral (2). A fração grossa de partícula mineral (2) pode ser separada como um produto de fração grossa (5), ou retroalimentada para a máquina de fresagem (6).

[75] Em uma forma de realização da presente invenção, a fração fina de partícula mineral, quando em uma forma de leito densamente compactada, tem uma distribuição monomodal de diâmetro de poro. Em outra forma de realização da presente invenção, a fração fina de partícula mineral, quando em uma forma de leito densamente compactada, tem uma polidispersidade de tamanho de poro definido em volume expressa como largura total na altura máxima (FWMH) na faixa de 0,01 a 0,03 micrômetro.

[76] Em ainda outra forma de realização da presente invenção, a fração fina de partícula mineral, quando em uma forma de leito densamente compactada, tem uma distribuição bi ou multimodal de diâmetro de poro.

[77] Deve ser notado que as formas de realização e características descritas no contexto de um dos aspectos da presente invenção também aplicam aos outros aspectos da invenção.

[78] Todas as referências de patentes e de não patentes citadas no presente pedido são aqui incorporadas por referência na sua totalidade.

[79] A invenção será agora descrita em detalhes adicionais nos seguintes exemplos não limitantes.

Exemplos Informações Gerais para os exemplos:

[80] Todos os tamanhos e diâmetros médios de partículas são medidos utilizando Malvern Mastersizer 2000 S, Malvern Instruments Ltd., Enigma Business Park, Grovewood Road, Malvern, Worcestershire, Reino Unido. WR14 1XZ usando os seguintes parâmetros:

Procedimento de medição da amostra por PSD (distribuição de tamanho de partícula)

[81] Pré-requisitos:
• Instrumento: Malvern Mastersizer 2000S com unidade de amostragem HydroS.
• água Tipo II ASTM é usada como água de diluição.
• Malvern Mastersizer foi limpo e não tem contaminação de material carregado catiônico.
• O instrumento foi adequadamente ajustado e alinhado.
• O instrumento é operado por um operador experiente e treinado.
• Um padrão de verificação da amostra em material similar a ser medido foi testado e validado antes da medição.
• A amostra a ser medida está totalmente homogeneizada.
• As opções de medição de instrumento foram definidas para o seguinte

- Índice de refração da partícula: 1,570
- Luz azul do índice de refração da partícula: 1,570
- Nome do dispersante: Água
- Modelo de Análise: Uso geral, irregular
- Absorção: 0,005
- Luz azul de absorção: 0,005
- Índice de refração do dispersante: 1,330
- Sensibilidade: Normal
- Faixa de tamanho: 0,020 a 2000.000
- Número de bandas de resultado: 66
- Emulação de resultado: Não habilitada
- Unidades de resultado: Micrômetros
- Tempo de medição de luz azul de fundo e fundo: 15 s.
- Tempo de teste: 15 s.

1.1. Preparação de equipamento

1.1.1. Executar Malvern durante de três ciclos de limpeza.
1.1.2. Quando os ciclos de limpeza estão completos, no módulo de acessórios, clicar no botão "Esvaziar" e permitir que o Hydro S drene.
1.1.3. Quando o Hydro S for drenado, fechar a válvula de dreno, clicando no botão "Válvula de dreno".
1.1.4. Lentamente, adicionar água Tipo II ASTM para o Hydro S até que a caixa ao lado de "Líquido Detectado" torna-se verde.
1.1.5. Aumentar de velocidade da bomba para 3010 rpm. Manter esta velocidade durante a medição.
1.1.6. Continuar a preencher vazio com água Tipo II ASTM.
1.1.7. Antes de dar a partida, adicionar uma pequena quantidade (~ 1 ml) de ~ 35% de concentração em peso de um dispersante de poliacrilato de sódio/cálcio tendo um peso molecular (Mw) de 5500 e uma polidispersidade de 2,7 na unidade de amostragem do Hydro S.
1.1.8. Permitir que o dispersante circule durante pelo menos 1 minuto antes da adição da amostra a ser medida.

1.2. Medição da amostra.

1.1. Nenhuma sonicação a ser usada antes ou durante a medição da amostra.
1.2. Quando o instrumento estiver pronto para a medição, adicionar amostra usando uma seringa de 3 ml até um obscurecimento de 13 a 25, de preferência 20 é atingida.
1.3. Ao adicionar amostra tomar cuidado para não espirrar amostra ou fazer qualquer outra coisa que possa introduzir bolhas de ar.
1.4. Iniciar a análise.
1.5. Em caso de resultados questionáveis, executar um padrão de verificação de instrumento para garantir que o instrumento está funcionando corretamente.

[82] No Exemplo 5, também um Sedigraph 5100 foi usado para os resultados apresentados em% em peso.

[83] A área superficial específica BET, em m2/g, é medida de acordo com o método da norma ISO 4652 (1994).

[84] Todos os pesos, os pesos moleculares (Mw), os pesos moleculares numéricos (Mn) e a polidispersidade correspondente dos diferentes polímeros são medidos como 100% em mol de sal de sódio a pH 8 de acordo com um método de cromatografia por permeação de gel aquoso (GPC), calibrado com uma série de cinco padrões de poliacrilato de sódio fornecido pela Polymer Standard Service com referências PSS-PAA 18 K, PSS-PAA 8K, PSS-PAA 5K, PSS-PAA 4K e PSS-PAA 3K.

Exemplos representando a técnica anterior Exemplo 1

[85] Através de um moinho de martelos, mármore classificado com ciclone de ar, esmagado a seco e adicionalmente moído a seco da região de Villach, Áustria, caracteriza um d50 de 3,0 μm, um d98 de 12,5 μm e uma área superficial específica de 2,3 m2/g. O processo de moagem a seco em moinho de bolas usando contas Silpex de 2,5 cm inclui o uso de 1.000 ppm em relação ao carbonato de cálcio seco, de um auxiliar de moagem a seco com base em trietanolamina.

[86] A fração < 2 μm de foi de 30,3% em volume, e a fração < 1 μm foi de 5,6% em volume.

Exemplo 2

[87] Mármore Vermont autogênico moído a úmido, tendo um d50 de 45 μm, é moído a úmido para um d50 de 2,2 μm. A moagem a úmido é feita em 78% em peso de sólidos em água de torneira em um moinho de atrito vertical de um volume de 1500 litros em um modo contínuo, utilizando contas de silicato de zircônio de 1 - 1,5 mm e usando 0,63% em peso de um dispersante de poliacrilato de sódio/cálcio tendo um peso molecular (Mw) de 5500 e polidispersidade de 2,7. Isso significa no total 0,70% em peso de poliacrilato de sódio/cálcio em relação ao carbonato de cálcio seco. O produto final adicionalmente tinha um d98 de 13,0 μm e uma área superficial específica de 6,0 m2/g. A fração < 2 μm foi de 46,3% em volume, e a fração < 1 μm foi de 22,6% em volume.

Exemplo 3

[88] O produto do Exemplo 2 foi adicionalmente moído a úmido utilizando as mesmas condições de moinho que no Exemplo 2 para um d50 de 0,31 μm. A moagem a úmido é feita em 72% em peso de sólidos na água da torneira em moinho de atrito vertical de um volume de 1500 litros em um modo contínuo, utilizando contas de silicato de zircônio de 1 - 1,5 mm e usando 0,42% em peso de um dispersante de poliacrilato de sódio/cálcio tendo um peso molecular (Mw) de 5500 e polidispersidade de 2,7. O produto final adicionalmente tinha um d98 de 3,4 μm e uma área superficial específica de 10,5 m2/g. A fração < 2 μm foi de 87,7% em volume e a fração < 1 μm foi de 60,3% em volume.

Exemplos representando a invenção Exemplo 4

[89] O mármore finamente moído do Exemplo 2 foi tratado em um "Separador Teller-Dusen" Westfalia nos sólidos de alimentação de 38% em peso de sólidos após a diluição eficaz com água da torneira para atingir um d98 de 0,25 μm, d90 de 0,20 μm e d50 de 0,125 μm. O procedimento foi realizado conforme descrito por Erich Muller, Mechanische Trennverfahren, Band 2, Otto Salle Verlag, Frankfurth 1983, parte 4,3 Zentrifugen in Tellerseparatoren página 65 e seguintes, especialmente na página 78 Abb. 4.31.

Exemplo 5

[90] O mármore finamente moído do Exemplo 2 foi tratado em um "Separador Teller-Dusen" Westfalia nos sólidos de alimentação de 60,9% em peso de sólidos após a diluição com água da torneira eficaz para alcançar um d98 de 0,225 μm e d50 de 0,123 μm. O procedimento foi realizado conforme descrito por Erich Muller, Mechanische Trennverfahren, Band 2, Otto Salle Verlag, Frankfurth 1983, parte 4,3 Zentrifugen in Tellerseparatoren página 65 e seguintes, especialmente na página 78 Abb. 4.31.

Exemplo 6

[91] O mármore finamente moído do Exemplo 2 foi tratado em um "Separador Teller-Dusen" Westfalia nos sólidos de alimentação de 68,6% em peso de sólidos após a diluição com água da torneira eficaz para alcançar um d98 de 0,295 μm e d50 de 0,122 μm. O procedimento foi realizado conforme descrito por Erich Muller, Mechanische Trennverfahren, Band 2, Otto Salle Verlag, Frankfurth 1983, parte 4,3 Zentrifugen in Tellerseparatoren página 65 e seguintes, especialmente na página 78 Abb. 4.31.

Exemplo 7

[92] O produto do Exemplo 1 foi feito em água da torneira até 75% em peso de sólidos usando 0,25% em peso de um dispersante de poliacrilato de sódio/cálcio tendo um peso molecular (Mw) de 5500 e polidispersidade de 2,7 e adicionalmente moagem a úmido utilizando as mesmas condições de moinho que no Exemplo 2 para um d50 de 0,12 μm. A moagem a úmido é feita em 45% em peso de sólidos em água de torneira em um moinho de atrito vertical de um volume de 1500 litros em uma forma contínua, utilizando contas de silicato de zircônio (Cermill) de menos do que 0,315 μm e utilizando 1,4% em peso de um dispersante de poliacrilato de sódio/cálcio tendo um peso molecular (Mw) de 5500 e polidispersidade de 2,7. O produto final adicionalmente tinha um d98 de 0,57 μm e uma área superficial específica de 35,8 m2/g. A fração < 0,5 μm foi de 97,5% em volume e a fração < 0,1 μm foi de 37,5% em volume. O produto final adicionalmente tinha um d90 de 0,90 μm.

[93] A fração inferior a 0,5 μm foi de 96% em peso e a fração < 0,2 μm foi de 71% em peso, ambos medidos por sedimentação através de um Sedigraph 5100, Micromeritics.

Exemplo 8

[94] O mármore finamente moído do Exemplo 3 foi tratado em um "Separador Teller-Dusen” Westfalia nos sólidos de alimentação de 38% em peso de sólidos para atingir um d98 de 0,25 μm, d90 de 0,2 μm e d50 de 0,12 μm. O procedimento foi realizado conforme descrito por Erich Muller, Mechanische Trennverfahren, Band 2, Otto Salle Verlag, Frankfurth 1983, parte 4,3 Zentrifugen in Tellerseparatoren página 65 e seguintes, especialmente na página 78 Abb. 4.31 A fração < 0,5 μm foi > 99,5% em volume.

Exemplo 9

[95] 56 t de mármore canadense autogênico moído a seco (origem da região de Perth) com um d50 de 45 μm e, originalmente, uma parte de silicatos insolúveis em ácido e sílica de 6,5% em peso passaram por um processo de flotação de espuma para reduzir a parte insolúvel em ácido para > 1%, em peso, utilizando 500 ppm, em relação ao mármore bruto total, imidazolina graxa de sebo como coletor de silicato, é moído a úmido a 72% em peso de sólidos, na presença de 3,0% em peso de um dispersante de poliacrilato de sódio/magnésio (Mw de 5500, polidispersidade de 2,7) de um modo em batelada com o mesmo tipo de um moinho de atrito, como no Exemplo 2 para uma finura de até 99% em peso das partículas com um diâmetro menor do que 1 μm, 88% em peso das partículas com um diâmetro < 0,5 μm, 69% em peso das partículas com um diâmetro < 0,2 μm e 28% em peso das partículas com um diâmetro <0,1 μm. Área superficial específica medida foi de 28,2 m2/g (BET), d90 foi de 0,58 μm e d50 foi de 0,12 μm.

Resultados: Formação de um leito densamente compactado (comprimido compactado)

[96] Como sistema de teste representativo para descrever a composição mineral compreendendo partículas minerais, um leito densamente compactado é formado em um aparelho de prensa de comprimido a úmido a partir de uma pasta fluida de água das partículas minerais pela aplicação de uma pressão constante (15 bar), para a suspensão/pasta fluida até a água ser liberada por filtração através de uma fina membrana de filtro de 0,025 μm. Este método produz comprimidos de cerca de 4 cm de diâmetro, com uma espessura de 1,5 - 2,0 cm, que pode ser dividido e conformado em exemplos de configurações adequadas para análise subsequente. Os comprimidos foram retirados do aparelho e secos em um forno a 60 ° C durante 24 horas.

[97] Porções de cada comprimido foram caracterizadas por porosimetria com mercúrio para a porosidade, volume de vazio específico total de intrusão e distribuição de tamanho de poro utilizando um porosímetro de mercúrio Micromeritics Autopore IV. A pressão máxima aplicada de mercúrio foi de 414 MPa, o que equivale a um diâmetro de estrangulamento de Laplace de 0,004 μm. Os dados são corrigidos usando Pore-Comp para os efeitos penetrométricos e mercúrio, e também para compressão de amostra. Ao tomar a primeira derivada das curvas de intrusão cumulativa, as distribuições de tamanho de poro com base no diâmetro equivalente de Laplace, inevitavelmente incluindo blindagem de poro, são reveladas. O diâmetro de poro médio definido em volume é calculado a partir da curva de intrusão de mercúrio, e FWHM é calculada a partir da curva de distribuição de tamanho de poro (Figuras 1 e 2).

Exemplo 10 Uso do produto do Exemplo 4 em um revestimento de topo de papel para jato de tinta em um pré-revestimento poroso (Aplicação para Jato de Tinta de alta Qualidade) Papel de pré-revestimento

[98] Revestidor de Papel usado: Erichsen K 303 Multicoater e hastes correspondentes para o equipamento, ambos disponíveis na empresa Ericrson, Hemen D-58675, Alemanha.

[99] Um papel de base para jato de tinta 112 g/m2, Schoeller, Osnabruck, Alemanha, foi pré-revestido com 10 g/m2 da seguinte formulação utilizando haste No. 3:
86,5% em peso de Omyajet B6606 - FL 31% (carbonato de cálcio modificado), Omya AG, Suíça
4,5% em peso de PVA BF-05 **
4,5% em peso de C-Film 05978, Cargill SA, Genebra (amido catiônico)
4,5% em peso de Certrex, Mobil (poliDADMAC)
Sólidos coloridos de revestimento era de aproximadamente 30% em peso.

[100] O revestimento foi seco a 110 ° C durante 10 min. Todas as% em peso são calculadas em peso seco.

[101] No topo deste pré-revestimento o produto inventivo ou da técnica anterior foi aplicado utilizando hastes No. 1 a 3.

Preparação de revestimento de topo

[102] As cores de revestimento foram executadas em quantidade de ligante semelhante e foram diluídas para cerca de 25-30% em peso, para boas propriedades reológicas e peso de revestimento similar. A sílica defumada * parecia ter pouco de dificuldade para aplicar no papel a 30% em peso de sólidos.

* Sílica defumada Aerosil®, Evonic,
** 98% em mol de álcool polivinílico hidrolisado, de baixa viscosidade, Grupo ChangChun, Coréia do Sul.
Resultados
Densidade de impressão óptica
Soma de OD (/) ***

*** Densidade óptica Spectrolino™, Espectrofotômetro, sistema Handhel, GretagMacbethTM (soma de OD = soma de ciano, magenta e amarelo)
Soma de OD (/) ***

*** Densidade óptica Spectrolino™, Espectrofotômetro, sistema Handhel, GretagMacbethTM (Soma de OD = soma de ciano, magenta e amarelo)
Brilho
Tappi não calandrado 75 ° (%) Norma ISO 8254-1

[103] Os presentes resultados mostram claramente o desempenho de produto da invenção do Exemplo 4 contra a sílica defumada utilizada como pigmentos de referência.

[104] Os resultados indicam que a densidade de impressão está melhorada em relação à sílica defumada.

[105] Além disso, os produtos de carbonato de cálcio de acordo com a presente invenção podem ser aplicados usando o ligante PVOH sem problemas reológicos.

[106] O desenvolvimento do brilho dos produtos de carbonato de acordo com a presente invenção é mais do que duas vezes melhor do que as referências comerciais de sílica defumada.

Exemplo 11 Uso do produto do Exemplo 3 e 8 na impressão offset

[107] Revestidor de Papel usado: Erichsen K 303 Multicoater, Hemen D-58675, Alemanha.

[108] Um papel sintético (YUPO Synteape, polipropileno, 62 g/m2, 80 μm, halbmatt, weiss) Fischer Papier, 9015 St. Gallen, Suíça) foi revestido com aproximadamente 10 g/m2 com haste No. 2 e 45 g/m2 usando haste No. 5 da seguinte formulação:
86,5% em peso do produto (tanto do exemplo 3 ou 8)
13,5% em peso de ligante de estireno-acrilato (Acronal ® S 360 D, BASF)
Sólidos coloridos de revestimento era de aproximadamente 60% em peso.

[109] O revestimento foi seco a 110 ° C durante 30 min. Todas as% em peso são calculadas em peso seco.

[110] Os pesos de revestimento resultantes em m2/g foram os seguintes:

[111] Os resultados são a média de três medições.

[112] Os desenvolvimentos da força de pegajosidade dos quatro revestimentos foram medidos usando o Testador de Interação da superfície com a tinta (ISIT) para comparar e avaliar o seu comportamento de pegajosidade.

[113] A pegajosidade da tinta - no - papel é medida por uma ligação especial (SeGan Ltd.) que consiste de um solenoide, uma mola helicoidal, uma célula de carga e um disco de contato. O disco de contato é pressionado contra a impressão sobre a placa de amostra por força eletromagnética que atua sobre o solenoide. Esta ação aplica uma força extensional sobre a mola helicoidal montada em paralelo com o solenoide. Tempo e força de contato podem ser variados por controles eletrônicos para otimizar a aderência entre o disco de contato e impressão. Na interrupção da força eletromagnética, o disco de contato é recolhido da impressão pela força de deformação da mola helicoidal estendida, suficientemente forte para conseguir alcançar a separação do disco do filme de tinta. O medidor de deformação, fixado entre o disco de contato e a mola helicoidal, gera um sinal dependente da carga que é registrada como a força de pegajosidade medida. A sequência é automaticamente repetida durante um número predeterminado de ciclos escolhido para abranger as regiões da força de pegajosidade em estudo. O acúmulo de força de tração necessária para atingir cada separação individual é gravado com o tempo e pode ser analisado através de um software especificamente projetado. O nível máximo da força de tração em cada ponto de teste é plotado como o desenvolvimento da força de pegajosidade medida com o tempo.

[114] Os resultados (Figura 4) mostram claramente que a força de pegajosidade do revestimento com o produto da invenção do Exemplo 8 diminui para valores abaixo de 1 N em apenas 40 segundos. Após esse período de tempo, a impressão não é mais pegajosa, enquanto que o revestimento do produto da técnica anterior do Exemplo 3 não está nem mesmo de volta após 150 segundos e ainda está pegajoso.

Exemplo 12 Uso do produto do exemplo 7 em revestimentos de topo de papelão reciclado.

[115] Três cores de revestimento foram formuladas para comparar a substituição parcial do dióxido de titânio na formulação padrão pelo carbonato de cálcio do exemplo 7 de acordo com a invenção.
Formulação Colorida de Revestimento no. 1: Formulação Colorida de Revestimento padrão

[116] 72,0% em peso de argila Hydrafin de Kamin LLC

[117] 8,0% em peso de argila calcinada Ansilex 93 de Engelhard

[118] 20,0% em peso de rutilo TiO2

[119] 16% em peso de látex P308 de Rohm & Haas

[120] 5% em peso de ligante de proteína Procote 200 de Protein Technologies International

[121] 0,7% em peso de reticulador ACZ 5800M da Akzo Nobel/Eka Chemicals

[122] 0,15% em peso de dispersante de poliacrilato Colloids 211 de Kemira Chemicals, Inc.

[123] Sólidos coloridos de revestimento foram de 43% em peso.
Formulação Colorida de Revestimento no. 2 de acordo com a invenção:

[124] 72,0% em peso de argila Hydrafin de Kamin LLC

[125] 8,0% em peso de argila calcinada Ansilex 93 de Engelhard

[126] 18,0% em peso de rutilo TiO2

[127] 2,0% em peso de carbonato de cálcio de acordo com o exemplo 7

[128] 16% em peso de látex P308 de Rohm & Haas

[129] 5% em peso de ligante de proteína Procote 200 de Protein Technologies International

[130] 0,7% em peso de reticulador ACZ 5800M da Akzo Nobel/Eka Chemicals

[131] 0,15% em peso de dispersante de poliacrilato Colloids 211 de Kemira Chemicals, Inc.

[132] Sólidos coloridos de revestimento foram de 43% em peso.
Formulação Colorida de Revestimento no. 3 de acordo com a invenção:

[133] 72,0% em peso de argila Hydrafin de Kamin LLC

[134] 8,0% em peso de argila calcinada Ansilex 93 de Engelhard

[135] 16,0% em peso de rutilo TiO2

[136] 4,0% em peso de carbonato de cálcio de acordo com o exemplo 7

[137] 16% em peso de látex P308 de Rohm & Haas

[138] 5% em peso de ligante de proteína Procote 200 de Protein Technologies International

[139] 0,7% em peso de reticulador ACZ 5800M da Akzo Nobel/Eka Chemicals

[140] 0,15% em peso de dispersante de poliacrilato Colloids 211 de Kemira Chemicals, Inc.

[141] Sólidos coloridos de revestimento foram de 43% em peso.
Formulação Colorida de Revestimento no. 4 de acordo com a invenção:

[142] 70,2% em peso de argila Hydrafin de Kamin LLC

[143] 7,8% em peso de argila calcinada Ansilex 93 de Engelhard

[144] 16,0% em peso de rutilo TiO2

[145] 8,0% em peso de carbonato de cálcio de acordo com o exemplo 7

[146] 16% em peso de látex P308 de Rohm & Haas

[147] 5% em peso de ligante de proteína Procote 200 de Protein Technologies International

[148] 0,7% em peso de reticulador ACZ 5800M da Akzo Nobel/Eka Chemicals

[149] 0,15% em peso de dispersante de poliacrilato Colloids 211 de Kemira Chemicals, Inc.

[150] Sólidos coloridos de revestimento foram de 43% em peso.
Formulação Colorida de Revestimento no. 5 de acordo com a invenção:

[151] 72,0% em peso de argila Hydrafin de Kamin LLC

[152] 8,0% em peso de argila calcinada Ansilex 93 de Engelhard

[153] 14,0% em peso de rutilo TiO2

[154] 6,0% em peso de carbonato de cálcio de acordo com o exemplo 7

[155] 16% em peso de látex P308 de Rohm & Haas

[156] 5% em peso de ligante de proteína Procote 200 de Protein Technologies International

[157] 0,7% em peso de reticulador ACZ 5800M da Akzo Nobel/Eka Chemicals

[158] 0,15% em peso de dispersante de poliacrilato Colloids 211 de Kemira Chemicals, Inc.

[159] Sólidos coloridos de revestimento foram de 43% em peso.
Formulação Colorida de Revestimento no. 6 de acordo com a invenção:

[160] 72,0% em peso de argila Hydrafin de Kamin LLC

[161] 8,0% em peso de argila calcinada Ansilex 93 de Engelhard

[162] 12,0% em peso de rutilo TiO2

[163] 8,0% em peso de carbonato de cálcio de acordo com o exemplo 7

[164] 16% em peso de látex P308 de Rohm & Haas

[165] 5% em peso de ligante de proteína Procote 200 de Protein Technologies International

[166] 0,7% em peso de reticulador ACZ 5800M da Akzo Nobel/Eka Chemicals

[167] 0,15% em peso de dispersante de poliacrilato Colloids 211 de Kemira Chemicals, Inc.

[168] Sólidos coloridos de revestimento foram de 43% em peso.

[169] (Todas as% são calculadas em peso seco de materiais minerais totais).

[170] Três revestimentos de topo de um papelão reciclado foram realizados através da aplicação na folha de papelão o peso de revestimento seco de cada uma das formulações na quantidade listada na Tabela 6, utilizando um RK Printcoat Instruments K Control Coater Modelo K202 com o seguinte procedimento:

1.1 As amostras devem ser condicionadas por um periodo mínimo de 24 horas em condições padrão TAPPI (50% ± 2% de umidade relativa e 23 ° C ± 1 ° ou 73,4 ° F ± 1,8 °).
1.2 Seguir as instruções para configurar o instrumento para testar e calibrar o instrumento de acordo com as instruções.
1.3 Colocar as folhas de amostras condicionadas com a direção da máquina do papelão em paralelo para ficarem voltadas para o Brightimeter sobre a abertura da amostra na parte superior do instrumento, colocar 1 kg em peso na amostra e pressionar a tecla IMPRIMIR para uma única leitura, ou se média é requerida, iniciar a rotina de MÉDIA e seguir o instrumento imediatamente.
1.4 Todos os testes listados abaixo podem ser acessados através da programação do instrumento de acordo com as instruções do manual.
1.5 Fazer uma média de dez (10) amostras e registrar a média ± desvio padrão.

Resultados de brilho

[171] Brilho, quando a amostra revestida é colocada sobre o lado negro de uma placa de fibras Leneta de Leneta Company (Formulário N2C-2 B # 3701 Gráficos de opacidade não vedados (194 x 260 mm) ou 7-5/8 x 10-1/4 polegadas) é determinada de acordo com o seguinte método:
Rebaixamento:

1. Colocar a placa Leneta no revestidor de rebaixamento, segurar a mesma com a braçadeira de metal (muito parecido com uma placa de grampo)
2. Colocar a haste Meyer de tamanho adequado sob os braços oscilantes e no topo da placa Leneta 3. Aplicar uma conta de revestimento em frente da haste usando uma seringa de 10 cm3 ou maior
4. ligar o revestidor e virar a chave fazendo com que a haste "rebaixe" o comprimento da placa Leneta
5. ajustar a velocidade e o tamanho da haste para conseguir atingir o peso desejado de revestimento e uniformidade do filme (pode demorar várias iterações)
6. colocar de lado a haste Meyer para limpeza e proceder à secagem da placa Leneta recém-revestida

Secagem

1. Usar a arma de calor (Veritemp Heat Gun Modelo VT-750C Master Appliance Corp), secar por "sopro" a placa Leneta, enquanto ainda no local do revestidor de rebaixamento
2. secar até que o revestimento vá de uma aparência úmida para uma aparência sem brilho, seca
3. ligar o secador de tambor de feltro (Felt Roll Drum Dryer Adiron dack Machine Corp.).
4. em seguida, usando o secador de tambor de feltro, colocar o lado revestido da placa Leneta contra o tambor (o objetivo de secar por sopro é evitar qualquer pegajosidade deste revestimento sobre o tambor)
5. com secagem em tambor de feltro girando, permitir que a placa Leneta passe para o espaço entre rolos (entre tambor e feltro) e enrole para o outro lado, onde ele sai.
6. colocar a placa Leneta seca para o lado para o teste de brilho ou determinação do peso do revestimento.

Os resultados são apresentados a seguir na tabela 6.

[172] Os presentes resultados mostram claramente o desempenho do produto de acordo com a invenção.

[173] Os resultados indicam que o brilho de uma placa reciclada revestida é melhorado através da substituição de uma parte do dióxido de titânio, pelo carbonato de cálcio de acordo com a invenção. Além disso, os produtos de carbonato de cálcio de acordo com a presente invenção podem ser aplicados sem problemas reológicos.

Claims

Uso de uma composição de carbonato de cálcio, compreendendo partículas de carbonato de cálcio, para aplicação em papel, material têxtil ou em papelão, em que a aplicação em papel é fabricação de papel, revestimento de papel, revestimento de topo de papel para jato de tinta, impressão offset, e em que ditas partículas de carbonato de cálcio, quando em uma forma de leito densamente compactado, possuem uma distribuição monomodal de diâmetro de poro e um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, possuem um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g, possuem uma polidispersidade de tamanho de poro definido em volume expressa como largura total em altura máxima (FWMH) na faixa de 0,01 a 0,03 micrômetro, e em que o leito densamente compactado é formado em um aparelho de prensa para comprimido a úmido a partir de uma pasta fluida de água das partículas minerais pela aplicação de uma pressão de 15 bar à pasta fluida até que a água seja liberada por meio de filtração através de uma membrana fina de filtro 0,025 μm, e os comprimidos formados são secos a 60 °C durante 24 horas, e em que o diâmetro médio de poro definido em volume e o volume de vazio total específico de intrusão das partículas de carbonato de cálcio, quando em uma forma densamente compactadas, são caracterizadas por porosimetria de mercúrio.
Uso, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dito carbonato de cálcio é em particular escolhido entre o carbonato de cálcio natural ou carbonato de cálcio precipitado, ou suas misturas.
Uso, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a formulação da composição de carbonato de cálcio é selecionada a partir do grupo constituído por uma composição de revestimento, carga, enchimento de superfície, bem como uma pasta fluida mineral.
Substrato, compreendendo uma composição de carbonato de cálcio que compreende partículas de carbonato de cálcio, as ditas partículas carbonato de cálcio, quando em uma forma de leito densamente compactada, possuem uma distribuição monomodal de diâmetro de poro e um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, possuem um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g, possuem uma polidispersidade de tamanho de poro definido em volume expressa como largura total em altura máxima (FWMH) na faixa de 0,01 a 0,03 micrômetro, e em que o leito densamente compactado é formado em um aparelho de prensa para comprimido a úmido a partir de uma pasta fluida de água das partículas minerais pela aplicação de uma pressão de 15 bar à pasta fluida até que a água seja liberada por meio de filtração através de uma membrana fina de filtro 0,025 μm, e os comprimidos formados são secos a 60 °C durante 24 horas, e em que o diâmetro médio de poro definido em volume e o volume de vazio total específico de intrusão das partículas de carbonato de cálcio, quando em uma forma densamente compactadas, são caracterizadas por porosimetria de mercúrio, em que dito substrato é selecionado do grupo consistindo de papel, papelão e materiais têxteis.
Substrato, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende uma ou mais formulações da composição de carbonato de cálcio, a dita formulação selecionada a partir do grupo constituído por uma composição de revestimento, carga, enchimento de superfície, bem como uma pasta fluida de carbonato de cálcio ou as suas misturas.
Método para produzir uma fração fina de partícula de carbonato de cálcio a partir de um material de alimentação, a fração fina de partícula de carbonato de cálcio, quando em uma forma de leito densamente compactada, possui uma distribuição monomodal de diâmetro de poro e um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, possuem um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g, possuem uma polidispersidade de tamanho de poro definido em volume expressa como largura total em altura máxima (FWMH) na faixa de 0,01 a 0,03 micrômetro, e em que o leito densamente compactado é formado em um aparelho de prensa para comprimido a úmido a partir de uma pasta fluida de água das partículas minerais pela aplicação de uma pressão de 15 bar à pasta fluida até que a água seja liberada por meio de filtração através de uma membrana fina de filtro 0,025 μm, e os comprimidos formados são secos a 60 °C durante 24 horas, e em que o diâmetro médio de poro definido em volume e o volume de vazio total específico de intrusão das partículas de carbonato de cálcio, quando em uma forma densamente compactadas, são caracterizadas por porosimetria de mercúrio, o método compreendendo:
- - fornecer o material de alimentação para uma máquina de fresagem, produzindo um primeiro material de alimentação fresado,
- - alimentar o primeiro material de alimentação fresado em uma centrífuga de pilha de discos, produzindo duas frações de partícula de carbonato de cálcio, uma sendo a fração fina de partícula de carbonato de cálcioe uma segunda sendo uma fração grossa de partícula de carbonato de cálcio,
- - tanto alimentar uma parte ou a totalidade da fração grossa de partícula de carbonato de cálcio em uma máquina de fresagem e/ou para uma centrífuga de pilha de disco e/ou retirar uma parte ou a totalidade da fração grossa de partícula de carbonato de cálcio.
Método para produzir uma fração fina de partícula de carbonato de cálcio, a fração fina de partícula de carbonato de cálcio, quando em uma forma de leito densamente compactada, possui uma distribuição monomodal de diâmetro de poro e um diâmetro médio de poro definido em volume de 0,01 a 0,04 micrômetro, possuem um volume de vazio total específico de intrusão de 0,1 a 0,3 cm3/g, possuem uma polidispersidade de tamanho de poro definido em volume expressa como largura total em altura máxima (FWMH) na faixa de 0,01 a 0,03 micrômetro, e em que o leito densamente compactado é formado em um aparelho de prensa para comprimido a úmido a partir de uma pasta fluida de água das partículas minerais pela aplicação de uma pressão de 15 bar à pasta fluida até que a água seja liberada por meio de filtração através de uma membrana fina de filtro 0,025 μm, e os comprimidos formados são secos a 60 °C durante 24 horas, e em que o diâmetro médio de poro definido em volume e o volume de vazio total específico de intrusão das partículas de carbonato de cálcio, quando em uma forma densamente compactadas, são caracterizadas por porosimetria de mercúrio, o método compreendendo:
- - fornecer o material de alimentação a uma ou mais máquinas de moagem a seco e/ou a úmido, produzindo dita fração fina de partícula de carbonato de cálcio em uma ou mais etapas de moagem.
Método, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que o processo funciona em uma maneira contínua.