BRPI0514668B1

BRPI0514668B1 - Composição de tinta

Info

Publication number: BRPI0514668B1
Application number: BRPI0514668-2A
Authority: BR
Inventors: Navin Patel; Sharad Mathur; Ashok Khokhani; Kenneth W. Folmar
Original assignee: Basf Corporation
Priority date: 2004-08-26
Filing date: 2005-08-05
Publication date: 2019-07-09
Also published as: WO2006026066A2; US20090025612A1; JP5279271B2; KR20070051343A; US20060047047A1; JP2008510875A; EP1791914A2; WO2006026066A3; KR101247866B1; WO2006026066B1; EP1791914B1; US8557037B2; AU2005280483A1; BRPI0514668A; CN101048468A

Abstract

método para o processamento de caulim, caulim hidratado ultrafino e composição de tinta expõem-se métodos para o processamento de caulim para produzir caulim hidratado ultrafino. os métodos envolvem processar caulim bruto cinza pela sujeição do caulim bruto a flutuação e então centrifugação do caulim para proporcionar uma corrente fina que é submetida a refinamento. expõem-se igualmente sistemas para o processamento automatizado de caulim bruto cinza para produzir caulim aquoso ultrafino e composições de tinta que contêm caulim aquoso ultrafino.

Description

“COMPOSIÇÃO DE TINTA”

Campo da Invenção [001 ] A invenção refere-se de uma maneira geral a pigmentos de caulim ultrafinos, produção de pigmentos de caulim ultrafinos a partir de caulim bruto cinza, e utilização dos pigmentos de caulim ultrafino em composições de tinta.

Antecedentes da Invenção [002] O caulim é um fino, usualmente argilas brancas, que é formado pela descoloração de minerais aluminosos (tais como feldspato) e consiste principalmente de caulinita. A caulinita é comumente representada por uma ou mais das fórmulas químicas AkSi4Ow(OH)8; Al2O3*2SiO2*2H2O; e/ou Al2Si2O5(OH)4. O caulim é um dos muitos minerais industriais minerados atualmente. Reservas são encontradas na Geórgia (USA), Egito, Brasil, Reino Unido, Queensland (Austrália), Coréia, China e Ucrânia.

[003] Exposto em termos gerais, o caulim proveniente de muitos países diferentes, e mesmo de diferentes depósitos dentro do mesmo país, diferem em muitos aspectos devido a variações em um número de propriedades da caulinita. Exemplos dessas propriedades incluem grau de cristalinidade, aspereza, brilho, níveis de outros compostos tais como titânia e óxido de ferro, dimensão de partícula, forma de partícula, dimensão e/ou distribuição de forma. Variações nas propriedades conduzem a diferenças no desempenho dos produtos de caulim resultantes. Por exemplo, a cristalinidade afeta o brilho resultante, brancura, opacidade, lustro, e viscosidade dos produtos resultantes. Observa-se que a opacidade e brilho são parâmetros de desempenho de aplicação, enquanto os outros parâmetros listados são parâmetros de atributo de pigmentos. A dimensão, forma e distribuição de partículas afetam a lisura, propriedades ópticas, e propriedades de escoamento dos produtos resultantes. A lisura e as propriedades ópticas são parâmetros de desempenho de aplicação, enquanto que as propriedades de escoamento são parâmetros de atributos de pigmentos.

[004] Os produtos baseados em caulim são usados em muitas aplicações, incluindo tintas, revestimentos de papel, composições agrícolas,

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2/32 produtos de fibra de vidro, composições de polímero e borracha, aplicações em cerâmica, suportes de catalisadores, produtos farmacêuticos, cosméticos, componentes elétricos, adesivos, auxiliares de filtragem, e muitos mais. Determinadas classes de caulim que têm propriedades distintas são idealmente adequadas para aplicações selecionadas. Conseqüentemente, para se elevar ao máximo a qualidade de uma classe de caulim resultante, o bruto de caulim é submetido a processamento que proporciona uma classe de caulim especificamente desejada.

[005] A indústria de tintas fornece produtos orientados para o consumidor dos tipos solvente e emulsão. As tintas de solvente ou chamadas “à base de óleo” são sistemas relativamente simples, fáceis de form ular, mas difíceis para o consumidor usar. A tinta de solvente contém um aglutinante (óleo de resina), um solvente (diluente), agentes de secagem e pigmentos. A tinta de alquida é a espécie de tinta à base de óleo mais comum, e muitas tintas à base de óleo são, portanto, normalmente referidas como tintas de alquida. A alquida é simplesmente o nome da resina sintética, contendo usualmente um óleo vegetal, que é utilizado como o aglutinante. As tintas de emulsão ou chamadas de “látex” são misturas complexas que contêm tensoativos de látex, colóides de proteção, emulsionadores e água, adicionalmente a um ou mais tipos de pigmento. Em seguida à sua introdução depois da II Guerra Mundial, as tintas de látex conseguiram substancialmente aceitação do mercado. As tintas de látex atualmente respondem por uma maioria das vendas comerciais de tintas para interiores e exteriores.

[006] As tintas para interiores e exteriores têm de uma maneira geral formulações semelhantes. Uma distinção importante, entretanto, é que as tintas de classe exterior contêm relativamente mais aglutinante e pigmento de primeira demão, mas menos pigmento diluente do que as tintas interiores. Isto ocorre porque a integridade da película de tinta e durabilidade global são mais importantes em tintas exteriores do que nas classes interiores. Consequentemente, são desejáveis pigmentos aperfeiçoados e pigmentos extensores para as tintas exteriores.

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Sumário da Invenção [007] No que está exposto em seguida apresenta-se um sumário simplificado da invenção a fim de se proporcionar uma compreensão básica de alguns aspectos da invenção. Este sumário não constitui uma visão geral extensa da invenção. Também não se pretende identificar elementos chave ou de maior importância da invenção nem delinear o escopo da invenção. Em vez disso, o único propósito deste sumário é apresentar alguns conceitos da invenção em uma forma simplificada como um preâmbulo para a descrição mais detalhada que será apresentada doravante.

[008] A presente invenção proporciona pigmentos de caulim ultrafinos que têm pelo menos uma alta área de superfície, distribuição de dimensão de partícula fina, baixa absorção de óleo, e altos valores de brilho GE. O refugo é diminuído quando se produzem pigmentos de caulim ultrafinos, porque a floculação seletiva é realizada no material de partida de caulim bruto. Além disso, pigmentos grossos não usados produzidos como subproduto enquanto se produzem os pigmentos de caulim ultrafinos podem ser vantajosamente usados em aplicações de revestimento de papel. Devido à alta área de superfície, distribuição de dimensão de partículas finas, baixa absorção de óleo, e altos valores de brilho GE dos pigmentos de caulim ultrafinos, eles são idealmente adequados para formulações de tinta, especialmente composições de tinta brilhante.

[009] Um aspecto da invenção refere-se aos métodos.

[010] Um outro aspecto da invenção refere-se [011] Para a obtenção dos objetivos precedentes e relacionados, a invenção compreende os aspectos doravante plenamente descritos e particularmente salientados nas reivindicações. A descrição seguinte e os desenhos anexos expõem em detalhes determinados aspectos ilustrativos e implementações da invenção. Estas são indicativas, entretanto, de apenas umas poucas das várias maneiras em que os princípios da invenção podem ser empregados. Outros objetivos, vantagens e aspectos novos da invenção tornarse-ão evidentes a partir da descrição detalhada seguinte da invenção quando considerada em conjunto com os desenhos.

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Sumário Breve dos Desenhos [012] A Figura 1 representa um fluxograma de um aspecto de um sistema e método de processamento de caulim de acordo com a presente invenção.

[013] A Figura 2 representa um diagrama esquemático de um outro aspecto de um sistema para o processamento automatizado de caulim de acordo com a presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção [014] Os métodos da presente invenção possibilitam a produção eficiente de caulim hidratado ultrafino a partir de bruto de caulim cinza. O caulim hidratado ultrafino é empregado vantajosamente em composições de tinta. Os métodos da presente invenção também possibilitam a produção de caulim manipulado grosso para aplicações em papel como um subproduto da produção do caulim ultrafino. Os pigmentos de caulim ultrafinos são caracterizados por baixa absorção de óleo, alto brilho, alta área de superfície, pelo menos 97%, em peso, das partículas têm uma dimensão de cerca de 2 micrômetros ou menos. Os pigmentos de caulim produzidos grossos são caracterizados por baixa área de superfície, pelo menos 80%, em peso, das partículas têm uma dimensão de cerca de 2 micrômetros ou menos, e estreita distribuição de dimensão de partícula.

[015] Os métodos da presente invenção envolvem submeter um bruto de caulim cinza a flutuação, e então centrifugação de alta velocidade de uma maneira sucessiva para proporcionar a corrente de caulim. A remoção de areia pode ser realizada opcionalmente antes da flutuação enquanto que a ozonização pode ser realizada opcionalmente depois da flutuação e antes da centrifugação de alta velocidade. Em uma concretização, o bruto de caulim cinza ou bruto de caulim cinza desareado não é submetido a floculação seletiva. Seqüencial significa que a flutuação e centrifugação são realizadas na ordem listada, muito embora opcionalmente outras ações possam ser realizadas antes, durante e/ou depois das duas ações sucessivas (tais como desareamento e/ou ozonização e/ou refinamento) [016] O bruto de caulim que pode ser submetido aos métodos da

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5/32 presente invenção contém uma quantidade supra grande de caulim cinza ou duro, opcionalmente uma quantidade menor do caulim branco fino, e opcionalmente pequenas quantidades de partículas que não são caulim. De uma maneira geral, os caulins cinza têm um alto teor de ferro. As partículas que não são caulim incluem titânia, quartzo, vários minerais ferruginosos, mica, e argilas não-cauliníticas, tais como bentonita e atapulgita. As quantidades supra grandes incluem pelo menos 75%, em peso, as quantidades menores incluem menos de 50%, em peso, e as pequenas quantidades incluem menos de 10%, em peso. De acordo com uma outra concretização, o bruto de caulim contém pelo menos cerca de 80%, em peso, de caulim cinza ou duro, e menos do que cerca de 20%, em peso, de caulim branco fino. Ainda de acordo com uma outra concretização, o bruto de caulim contém pelo menos cerca de 90%, em peso, de caulim cinza ou duro e menos do que cerca de 10%, em peso, de caulim branco fino.

[017] O bruto de caulim contém partículas em que pelo menos cerca de 70%, em peso, têm uma dimensão de partícula de cerca de 2 micrômetros ou menos, pelo menos cerca de 30%, em peso, têm uma dimensão de partícula de cerca de 0,3 de micrômetro ou menos, um teor de titânia entre cerca de 1 % até cerca de 3%, em peso, e uma área de superfície de pelo menos cerca de 18 m²/g. Em uma outra concretização, o bruto de caulim contém partículas em que pelo menos cerca de 80%, em peso, têm uma dimensão de partícula de cerca de 2 micrômetros ou menos, pelo menos cerca de 35%, em peso, têm uma dimensão de partícula de cerca de 0,3 de micrômetro ou menos, um teor de titânia entre cerca de 1,5% até cerca de 2,5%, em peso, e uma área de superfície de pelo menos cerca de 20 m²/g.

[018] Antes do processamento do bruto de caulim, uma pasta fluida pode ser formada pela combinação do bruto de caulim com água, e opcionalmente um agente de dispersão. Uma vantagem para a presente invenção reside no fato de que um dispersante pode não ser necessário antes que uma corrente ultrafina de caulim hidratado seja separada do caulim grosso por meio de centrifugação de alta velocidade. Desta maneira, de acordo com uma concretização, não é empregado um dispersante até que uma corrente ultrafina de caulim hidratado seja separada do caulim grosso por meio de

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6/32 centrifugação de alta velocidade.

[019] O dispersante pode ser um dispersante orgânico ou dispersante inorgânico. O dispersante inorgânico tipicamente inclui sais de fosfato. Exemplos de sais de fosfato incluem polisfosfatos e pirofosfatos inorgânicos (os quais são efetivamente um tipo de polifosfato), tais como hexametafosfato de sódio (SHMP), tripolifosfato de sódio (STPP) e pirofosfato de tetra-sódio (TSPP).

[020] Tipicamente, os dispersantes orgânicos incluem dispersantes baseados em amônia, dispersantes de sulfonato, dispersantes de ácido carboxílico, e dispersantes poliméricos, tais como dispersantes de poliacrilato, bem como outros dispersantes orgânicos que são convencionalmente empregados no processamento de pigmentos de caulim.

[021] O bruto de caulim é opcionalmente submetido a desareação. O bruto de caulim apresenta-se como um minério que contém areia grossa; areia grossa composta de partículas relativamente grandes. A areia grossa é indesejável e, desta maneira, ela é removida. O caulim bruto desareado resultante é composto, amplamente, de partículas de caulim que usualmente têm uma largura maior do que dimensões variáveis desde lamas (mais finas do que 0,3 de micrômetro) até cerca de 15 micrômetros.

[022] A desareação é realizada de qualquer maneira convencional utilizando-se uma ou mais peneiras, caixas de areia, sedimentação por gravidade, ou hidrociclones. Poderá ser empregada desareação tanto úmida quanto seca. Por exemplo, a desareação pode ser realizada pela combinação do caulim bruto com água e passagem da mistura na forma de pasta fluida através de uma peneira, tal como uma peneira de 325 malhas, ou uma peneira de 200 malhas. Opcionalmente, um dispersante de argila também é adicionado à pasta fluida para proporcionar fluidez adicional, a fim de facilitar o processo de desareação. Exemplos de dispersantes de argila incluem dispersantes à base de amônia, dispersantes à base de fosfato, dispersantes de sulfonato, dispersantes de ácido carboxílico, e dispersantes poliméricos, tais como dispersantes de poliacrilato, bem como outros dispersantes empregados no processamento de pigmentos de caulim. A quantidade de dispersante usado na

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7/32 pasta fluida é tipicamente de cerca de 0,01 % até cerca de 1 %, com base no peso de caulim bruto.

[023] Depois da desareação do caulim bruto, o caulim bruto desareado resultante é submetido a flutuação. A flutuação serve para reduzir o teor de titânia para menos do que cerca de 1%, em peso e/ou reduzir o teor de óxido de ferro para menos do que cerca de 1,5%, em peso. Em uma outra concretização, a flutuação reduz o teor de titânia para menos do que cerca de 0,7%, em peso, e/ou reduzir o teor de óxido de ferro para menos do que cerca de 1,25%, em peso. Ainda em uma outra concretização, a flutuação reduz o teor de titânia para menos do que cerca de 0,5%, em peso, e/ou reduz o teor de óxido de ferro para menos do que cerca de 1%, em peso. Ainda em mais uma outra concretização, a flutuação reduz o teor de titânia para menos do que cerca de 0,4%, em peso, e/ou reduz o teor de óxido de ferro para menos do que cerca de 0,75%, em peso. O bruto desareado pode ser centrifugado antes da flutuação para controlar a distribuição de dimensão de partícula de forma tal que a operação centrífuga de alta velocidade subseqüente resulta na distribuição de dimensão de partícula bruta desejada que não requer uma ação centrífuga adicional.

[024] A flutuação é realizada de qualquer maneira convencional, incluindo flutuação a úmido, ultraflutuação, flutuação em espuma, flutuação TREP (processo de remoção e extração de titânia), e assemelhadas. Métodos gerais de flutuação encontram-se descritos em Mathur, S., “Kaolin Flotation”, Journal of Colloid and Interface Science, 256, pp 153-158, 2002, que fica incorporado neste contexto por referência sob este aspecto. A ultraflutuação envolve a utilização de um reagente particulado com um ácido graxo e óleos de flutuação selecionados para remover titânia de uma pasta fluida de argila impura. Uma característica da ultraflutuação é a de que o caulim purificado é recuperado como uma pasta fluida diluída que é subseqüentemente desaguada. A flutuação por espuma funciona pela separação de determinadas partículas minerais em relação às outras partículas em uma pasta fluida baseada nas diferenças nas espécies minerais. O processamento de uma maneira geral depende da adição de reagentes que se vinculam seletivamente às partículas minerais a serem

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8/32 flutuadas, pelo que as partículas com reagente(s) vinculado(s) têm uma maior afinidade com as borbulhas de ar do que as outras partículas e podem ser removidas como uma espuma. A flutuação por TREP envolve o condicionamento de caulim em um moinho de alta intensidade utilizando um coletor, tal como um coletor de ácido graxo, coletor de óleo de sebo, ou um coletor de hidroxamato, e um sal de metal. Isto é seguido pela adição de um dispersante, tal como um dispersante de sal de acrilato. Opcionalmente, separação magnética ou floculação seletiva também podem ser usadas para aperfeiçoar assentamento de brilho independentemente ou em conjunto com flutuação.

[025] A flutuação pode ser realizada sob qualquer teor de sólidos, pH e temperatura adequados, utilizando-se uma pasta fluida do bruto de caulim desareado e água. De acordo com uma concretização, durante a flutuação pelo menos um dos seguintes parâmetros é atendido: o teor de sólidos varia entre cerca de 10% até cerca de 50%, o pH varia de cerca de 5 até cerca de 11, e a temperatura varia entre cerca de 10°C até cerca de 90°C. De acordo com uma outra concretização, durante a flutuação pelo menos um dos seguintes parâmetros é atendido: o teor de sólidos varia entre cerca de 20% até cerca de 40%, o pH varia de cerca de 6 até cerca de 10, e a temperatura varia entre cerca de 20°C até cerca de 60°C.

[026] Nos métodos da presente invenção, não é requerida floculação seletiva do bruto de caulim para proporcionar o bruto de caulim com uma distribuição de dimensão de partícula / dimensão de partícula distinta. Na floculação seletiva, são utilizadas moléculas inorgânicas ou orgânicas carregadas para flocular seletivamente minerais uns dos outros com base na diferença das espécies minerais. Floculação seletiva de bruto de caulim em alguns casos pode afetar prejudicialmente o brilho e/ou viscosidade do pigmento de caulim resultante. De acordo com uma concretização, os métodos da presente invenção não compreendem floculação seletiva do bruto de caulim. Em uma outra concretização, os métodos da presente invenção não compreendem a floculação seletiva do caulim até depois da centrifugação de alta velocidade (discutida adiante). Ainda em uma outra concretização, os métodos da presente invenção não compreendem deslaminação do bruto de caulim.

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9/32 [027] Depois da flutuação, o caulim submetido ao processamento é opcionalmente submetido a ozonização. A ozonização envolve lixiviação oxidante, utilizando-se ozônio, a fim de lixiviar componentes, tais como descorantes orgânicos, que possam estar presentes. O ozônio funciona não apenas no sentido de destruir partes substanciais dos agentes orgânicos de descoloração, mas também destrói por oxidação o dispersante orgânico, se esse composto estiver presente. Entretanto, o ozônio não destrói dispersantes inorgânicos.

[028] A ozonização é realizada de qualquer maneira adequada. Por exemplo, a ozonização pode ser realizada sob um nível de dosagem entre cerca de 0,045 até cerca de 9,072 kg (0,1 até cerca de 20 libras) de ozônio por tonelada de caulim. De acordo com uma outra concretização, a ozonização é realizada sob um nível de dosagem de cerca de 0,227 até cerca de 4,535 kg (0,5 até cerca de 10 libras) de ozônio por tonelada de caulim. O ozônio pode ser aplicado como uma corrente de borbulhas que podem passar ascendentemente através da pasta fluida. Este pode ser um processo por batelada ou um processo contínuo, em que as borbulhas de ozônio passam em contracorrente até um fluxo da pasta fluida em um tubo ou outro condutor, tal como uma coluna misturada e acondicionada.

[029] Depois da ozonização, o caulim ozonizado é submetido a deslaminação opcional. A deslaminação pode envolver moagem por via úmida, moagem de pasta fluida, trituração por via úmida e assemelhada. Esses processos de deslaminação envolvem o uso de um meio de trituração e água. O caulim é combinado com o meio de trituração e água para formar uma pasta fluida e é transportado, tal como por meio de bombeamento, através do equipamento de deslaminação. Tipicamente, os sólidos de caulim na pasta fluida durante a deslaminação variam de cerca de 5% até cerca de 50%, em peso.

[030] Depois da ozonização, emprega-se centrifugação de alta velocidade para separar o caulim ozonizado em duas correntes. Observa-se que a centrifugação de alta velocidade é realizada depois da desareação, flutuação e ozonização. A centrifugação separa o caulim ozonizado em uma corrente de grossos (pelo menos cerca de 70%, em peso, das partículas têm uma dimensão

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10/32 de 2 micrômetros ou menos) e uma corrente de finos (pelo menos cerca de 80%, em peso, das partículas têm uma dimensão de 1 micrômetro ou menos). Em uma outra concretização, a corrente de grossos tem pelo menos cerca de 80%, em peso, das partículas têm uma dimensão de 2 micrômetros ou menos e a corrente de finos tem pelo menos cerca de 85%, em peso, das partículas com uma dimensão de 1 micrômetro ou menos. Ainda em uma outra concretização, a corrente de grossos tem pelo menos cerca de 90%, em peso, das partículas com uma dimensão de 2 micrômetros ou menos, e a corrente de finos tem pelo menos cerca de 90%, em peso, das partículas com uma dimensão de 1 micrômetro ou menos.

[031] Muito embora não se pretenda ficar vinculado a qualquer teoria, acredita-se que a utilização da centrífuga de alta velocidade para gerar a distribuição de dimensão de partícula ultrafina também resulta na remoção de impurezas de coloração e, assim, no aumento do brilho do produto em mais de cerca de 91 GEB.

[032] Todas as dimensões de partícula referidas neste contexto são determinadas por uma técnica de sedimentação convencional utilizando-se uma análise de analisador Micromeretics, Inc.’s SEDIGRAPH® 5100. As dimensões, em micrômetros, são reportadas como “e.s.d.” (diâmetro esférico equivalente). As partículas são levadas à forma de pasta fluida em água com um dispersante e bombeadas através do detector com agitação para dispersar os aglomerados soltos.

[033] A centrifugação pode ser realizada mais do que uma vez, mas pelo menos um tratamento de uma centrifugação é um tratamento de centrifugação de alta velocidade. Em um tratamento de centrifugação de alta velocidade a centrífuga pode operar a “g” forças desde mais de cerca de 1.000 até cerca de 10.000. Em uma outra concretização, no tratamento de centrifugação de alta velocidade a centrífuga pode operar sob “g” forças desde mais do que cerca de 1.000 até cerca de 10.000. Em uma outra concretização, no tratamento de centrifugação de alta velocidade a centrífuga pode operar a “g” forças desde cerca de 2.000 até cerca de 7.500. Ainda em uma outra concretização, no tratamento de centrifugação de alta velocidade a centrífuga

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11/32 pode operar a “g” forças desde mais de cerca de 2.500 até cerca de 5.000 Exemplos de centrífugas incluem máquinas de cuba sólida Bird, centrífugas de alta velocidade, centrífugas trifásicas horizontais, e outras assemelhadas.

[034] A corrente de finos é então submetida a refinação, a qual pode envolver pelo menos um de floculação, descoramento, filtragem, secagem, mistura, e pulverização para proporcionar o caulim ultrafino. A floculação envolve separar minerais de uma espécie em relação a minerais da mesma espécie, por exemplo, a separação de partículas de caulim ultrafinas em relação a partículas de caulim finas ou grossas. A floculação é realizada utilizando-se um material iônico, tal como um ácido. O ácido sulfúrico é um ácido econômico e amplamente disponível.

[035] De uma maneira geral, o descoramento envolve aumentar o brilho do caulim. O descoramento envolve contactar a corrente de caulim grosso com uma quantidade adequada de um ou mais de sais de hidrossulfito (ditionita), permanganato de potássio, gás de oxigênio, bicromatos alcalinos, cloratos alcalinos, cloretos alcalinos, persulfato de amônio e peróxidos solúveis, tais como peróxido de sódio e hidrogênio, hipoclorito de sódio, e assemelhados.

[036] Filtragem poderá ser empregada para aumentar o teor de sólidos (por exemplo, aumentar o teor de sólidos em cerca de 55% ou mais) e remover substancialmente partículas maiores do que 2 micrômetros. O aumento do teor de sólidos em alguns casos aperfeiçoa a eficiência de uma operação de secagem por pulverização subseqüente. A filtragem pode ser realizada de qualquer maneira adequada e é realizada tipicamente utilizando-se filtros a vácuo rotativos.

[037] A secagem por pulverização do caulim grosso é realizada para reduzir o nível de umidade do caulim. A secagem do caulim pode facilitar ações de pulverização subseqüentes opcionais. O caulim é secado por meio de qualquer técnica que seja adequada. Exemplos de secagem de caulim incluem secagem por pulverização, secagem instantânea, secagem rotativa, ou outras técnicas de conglomeração. Estas técnicas de secagem são conhecidas na indústria de argila. De acordo com uma concretização, depois da secagem o caulim ultrafino tem um nível de umidade menor do que cerca de 1,5%, em peso.

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De acordo com uma outra concretização, depois da secagem o caulim ultrafino tem um nível de umidade menor do que cerca de 1 %, em peso. Ainda de acordo com uma outra concretização, depois da secagem o caulim ultrafino tem um nível de umidade menor do que cerca de 0,5%, em peso.

[038] A mistura envolve a combinação do caulim com um outro material particulado, tal como uma batelada diferente de caulim, de titânia, de outras argilas, carbonato de cálcio, caulim calcinado, e assemelhados, para se alcançar uma mistura que é dotada das propriedades desejadas pelo usuário final ou por um usuário subsequente.

[039] A pulverização pode ser realizada de qualquer maneira adequada. De acordo com uma concretização, o caulim ultrafino é pulverizado em pelo menos uma vez. Em uma outra concretização, o caulim ultrafino é pulverizado em pelo menos duas ações separadas (duas vezes pulverizado). A pulverização pode dispersar quaisquer aglomerados que possam estar presentes. Esses aglomerados podem formar-se durante a secagem, mudando a dimensão de partícula conseguida por centrifugação de alta velocidade e outras ações de processo.

[040] O produto de pigmento de caulim ultrafino tem numerosas propriedades desejáveis. Por exemplo, o produto de pigmento de caulim ultrafino tem um ou mais de pelo menos cerca de 97%, em peso, das partículas têm uma dimensão de 2 micrômetros ou menos, pelo menos cerca de 96%, em peso, das partículas têm uma dimensão de 1 micrômetro ou menos, pelo menos cerca de 89%, em peso, das partículas têm uma dimensão de 0,5 de micrômetro ou menos, pelo menos cerca de 67% das partículas têm uma dimensão de 0,3 de micrômetro ou menos; uma área de superfície de pelo menos cerca de 23 m²/g, cerca de 0,75% em peso, ou menos, de titânia, cerca de 1,5%, em peso, ou menos, de óxido de ferro, e um brilho de cerca de 91 ou mais. Em uma outra concretização, o produto de pigmento de caulim ultrafino tem um ou mais de pelo menos cerca de 98%, em peso, das partículas têm uma dimensão de 2 micrômetros ou menos, pelo menos cerca de 97%, em peso, das partículas têm uma dimensão de 1 micrômetro ou menos, pelo menos cerca de 90%, em peso, das partículas têm uma dimensão de 0,5 de micrômetro ou menos, pelo menos

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13/32 cerca de 70% das partículas têm uma dimensão de 0,3 de micrômetro ou menos; uma área de superfície de pelo menos cerca de 25 m²/g, cerca de 0,5% em peso, ou menos, de titânia, cerca de 1,25%, em peso, ou menos, de óxido de ferro, e um brilho maior do que 92. Ainda de acordo com uma outra concretização, o produto de pigmento de caulim ultrafino tem um ou mais de pelo menos cerca de 99%, em peso, das partículas têm uma dimensão de 2 micrômetros ou menos, pelo menos cerca de 98%, em peso, das partículas têm uma dimensão de 1 micrômetro ou menos, pelo menos cerca de 72% das partículas, têm uma dimensão de 0,3 de micrômetro ou menos; uma área de superfície de pelo menos cerca de 26 m²/g, cerca de 0,4% em peso, ou menos de titânia, cerca de 1%, em peso, ou menos de óxido de ferro, e um brilho de cerca de 93 ou mais.

[041] A área de superfície é determinada pelo método BET reconhecido na técnica utilizando-se N2 como o adsorvente. Alternativamente, a área de superfície é determinada utilizando-se o Gardner Coleman Oil Absorption Test baseado em ASTM D-1483-84 que mede gramas de óleo absorvido por 100 gramas de caulim. As medições de brilho são realizadas utilizando-se o método padrão TAPPI, T524, e são reportadas como “brilho GE” ou “valores GEB”.

[042] A corrente de grossos é então submetida a refinação, a qual pode envolver pelo menos um de descoramento, filtragem, intumescimento, secagem por spray, e mistura. A mistura envolve combinar o caulim grosso com outra matéria particulada, tal como diferentes bateladas de caulim, titânia, outras argilas, carbonato de cálcio, caulim calcinado, e assemelhados, para se alcançar uma mistura que tem propriedades desejadas pelo usuário final ou um usuário subseqüente.

[043] O produto de pigmento de caulim grosso possui numerosas propriedades desejáveis que o tornam particularmente útil em aplicações para revestimento de papel. Por exemplo, o produto de pigmento de caulim grosso tem uma ou mais de pelo menos cerca de 95%, em peso, das partículas têm uma dimensão de 5 micrômetros ou menos, pelo menos cerca de 80%, em peso, das partículas têm uma dimensão de 2 micrômetros ou menos, pelo menos cerca de 20%, em peso, das partículas têm uma dimensão de 0,3 de micrômetro ou

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14/32 menos; uma área de superfície de pelo menos cerca de 14 até cerca de 20 m²/g, cerca de 1 % em peso, ou menos, de titânia, cerca de 1,5%, em peso, ou menos, de óxido de ferro, e um brilho de cerca de 85 ou mais. Em uma outra concretização, o produto de pigmento de caulim grosso tem um ou mais de pelo menos cerca de 96%, em peso, das partículas têm uma dimensão de 5 micrômetros ou menos, pelo menos cerca de 90%, em peso, das partículas têm uma dimensão de 2 micrômetros ou menos, pelo menos cerca de 25%, em peso, das partículas têm uma dimensão de 0,3 de micrômetro ou menos; uma área de superfície de pelo menos cerca de 15 até cerca de 19 m²/g, cerca de 0,75% em peso, ou menos, de titânia, cerca de 1,25%, em peso, ou menos, de óxido de ferro, e um brilho de cerca de 87,5 ou maior.

[044] Exposto em termos gerais, uma ou mais etapas de processamento de argila convencionais, tais como esmagamento, trituração, floculação seletiva, deslaminação, separação magnética, floc/filtragem, tratamento térmico, e assemelhados, podem ser empregados antes ou depois dos métodos da presente invenção.

[045] O esmagamento reduz a rocha de caulim a cascalho; isto é, rocha de caulim que tem diâmetros de menos que cerca de 10 cm de diâmetro. A trituração envolve processamento de caulim bruto para se conseguir uma distribuição de dimensão de partícula desejada. A trituração pode ser realizada por meio de moagem a seco, moagem por meio de bolas a seco, trituração a seco, e assemelhadas.

[046] O caulim contém partículas de caulim escamosas separadas naturalmente, bem como “folhetos” que compreendem pilhas de plaquetas de caulim. Estas pilhas são concentradas em partículas que têm uma dimensão de cerca de 2 ou mais micrômetros. A deslaminação destes folhetos envolve proporcionar energia de impacto que é exatamente suficiente para separar as plaquetas de caulim que constituem os folhetos sem maior fratura das plaquetas de caulim. A deslaminação pode envolver moagem por via úmida, moagem em pasta fluida, trituração por via úmida, e outras assemelhadas. Esses processos de deslaminação opcionais envolvem o uso de um meio de trituração e água. O caulim é combinado com o meio de trituração e água para formar uma

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15/32 pasta fluida e transportado, tal como por bombeamento, através do equipamento de deslaminação. Tipicamente, os sólidos de caulim na pasta fluida durante a deslaminação formam entre cerca de 5% até cerca de 50%, em peso.

[047] O caulim pode ser opcionalmente submetido a um ou mais tratamentos térmicos. Quando o caulim é aquecido, ele sofre uma série de mudanças características, detectáveis por meio de vários métodos incluindo análises térmicas diferenciais (DTA). O tratamento térmico pode ser empregado para formar um ou mais de metacaulim, caulim parcialmente calcinado, e caulim calcinado, na dependência da temperatura /duração do tratamento térmico. O tratamento térmico é realizado sob uma de atmosfera inerte, uma atmosfera de oxidação, e uma atmosfera redutora.

[048] Por exemplo, depois de aquecimento de cerca de 450 até cerca de 650°C durante um período de tempo suficiente, o caulim é submetido a uma reação de desidratação fortemente endotérmica resultando na conversão em material conhecido como metacaulim. O estado de metacaulim é convenientemente apurado por meio de teste de solubilidade porque a alumina na argila é virtualmente solúvel completamente em ácido mineral forte.

[049] A calcinação destrói a cristalinidade do caulim hidratado e torna o caulim substancialmente amorfo. A calcinação ocorre depois de aquecimento a temperaturas na faixa de cerca de 700 até cerca de 1200°C durante um período de tempo suficiente. Calcinadores rotativos verticais e horizontais comerciais podem ser usados para produzir metacaulim, caulim parcialmente calcinado, e/ou caulim calcinado. A operação é controlada com a finalidade de se evitar calcinação sob temperaturas suficientemente altas para formarem mulita indesejável (3Al2O3*SiO2).

[050] Com referência à Figura 1, ilustra-se na mesma um diagrama de alto nível de vários aspectos de uma metodologia de processamento de caulim 100. Na ação 102, bruto de caulim que contém pelo menos uma supra maioria de caulim cinza é opcionalmente desareado, removendo-se partículas relativamente grandes do bruto de caulim. Depois que as partículas relativamente grandes são removidas do bruto de caulim, a ação 104 envolve flutuação para se reduzir a quantidade de pelo menos um de titânia

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16/32 e/ou óxido de ferro no caulim desareado. A ação 106 envolve ozonização do caulim. Depois da ozonização, a ação 108 envolve a centrifugação do caulim a altas velocidades e, desse modo, a separação do caulim em duas classes/ correntes diferentes. A corrente de brutos produzida pela ação 108 é opcionalmente submetida a processamento adicional, tal como refinação e, então empregada em aplicações de papel 110. Na ação 112, a corrente de finos proveniente da ação 108 é submetida a refinamento, tal como floculação, descoramento, filtragem, e secagem por pulverização, para produzir uma corrente de caulim ultrafino. O caulim ultrafino é opcionalmente submetido a pulverização 116 para proporcionar os pigmentos de caulim ultrafinos 116.

[051 ] Com referência à Figura 2, ilustra-se na mesma um sistema 200 para processar bruto de caulim cinza em um ou mais de um sistema de desareação 202 para desarear caulim bruto, um sistema de flutuação 204, um sistema de ozonização 206, e sistema de centrifugação de alta velocidade 208, pelo menos um dos quais é acoplado a um aparelho de teste 210 e um processador-controlador 212. O sistema de desareação 202 processa caulim bruto cinza pela remoção de areia grossa a partir do bruto de caulim, o sistema de flutuação 204 reduz o teor de titânia e/ou o teor de óxido de ferro do caulim desareado, o sistema de ozonização 206 oxida espécies dentro da corrente de processo de caulim, e o sistema de centrifugação de alta velocidade 208 separa duas correntes de caulim distintas uma da outra (finos e grossos). O aparelho de teste 210 pode ser qualquer dispositivo que efetue a medição de pelo menos um parâmetro associado com o caulim que está sendo processado (tal como distribuição de dimensão de partícula, área de superfície, brilho, brancura, aspereza, percentagem do teor de umidade, percentagem do teor de produtos químicos particulares tais como titânia, e assemelhados) ou qualquer parâmetro associado com qualquer um dos sistemas de desareação 202, sistema de flutuação 204, sistema de ozonização 206, e sistema de centrifugação de alta velocidade 208 (tal como a dimensão de partícula e/ou força “g” com o sistema de centrifugação de alta velocidade 208).

[052] Enquanto qualquer um do sistema de desareação 202, sistema de flutuação 204, sistema de ozonização 206 e sistema de centrifugação

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17/32 de alta velocidade 208 está operando, o aparelho de teste 210 testa o caulim que está sendo processado. Por exemplo, enquanto o sistema de desareação 202, sistema de flutuação 204 ou sistema de ozonização 206 está operando, uma amostra de caulim pode ser retirada e testada para se determinar um parâmetro, tal como distribuição de dimensão de partículas. O aparelho de teste 210 envia os dados gerados pelo teste para o processador-controlador 212, que é adaptado para receber esses dados de parâmetros de caulim provenientes do aparelho de teste 210. Alternativamente, o aparelho de teste 210 pode medir um parâmetro do sistema de desareação 202, sistema de flutuação 204, sistema de ozonização 206, e sistema de centrifugação 208, e enviar dados associados com o parâmetro ao processador-controlador.

[053] O processador-controlador 212 analisa esses dados, e com base na análise, envia um sinal para qualquer um do sistema de desareação 202, sistema de flutuação 204, sistema de ozonização 206 e sistema de centrifugação 208 para ou continuar o processo, modificar o processo, ou terminar o processo. Para facilitar essa análise, um armazenamento de dados ou memória 214 pode ser acoplada ao processador-controlador 212 de maneira tal que o processador-controlador 212 pode comparar os dados enviados pelo aparelho de teste 210 com os dados armazenados. O processador-controlador 212 pode enviar um sinal ao aparelho de teste 210 para executar um teste. Exemplos de maneiras pelas quais o processador-controlador 212 pode modificar um processo incluem aumento ou diminuição da força “g” no sistema de centrifugação de alta velocidade 208; aumento ou diminuição da temperatura no sistema de flutuação 204; aumento ou diminuição do trabalho/ energia requeridos por qualquer um do sistema de desareação 202, sistema de flutuação 204, sistema de ozonização 206 e/ou sistema de centrifugação 208; continuar a operação de qualquer um do sistema de desareação 202, sistema de flutuação 204, ou sistema de ozonização 206 para conseguir uma determinada distribuição de dimensão de partícula desejada; e assemelhados. Conseqüentemente, o sistema 200 pode proporcionar análise de tempo real e realimentação de tempo real, de forma que o processamento de caulim pode ser modificado em tempo real para adequação a necessidades imediatamente existentes.

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18/32 [054] A presente invenção refere-se ainda a composições de tinta que contêm maiores quantidades de um veículo de tinta e quantidades menores do caulim hidratado ultrafino descrito neste contexto. Quantidades maiores incluem pelo menos 50% (volume por cento de película de tinta seca), enquanto que quantidades menores incluem menos do que 50% (volume por cento de película de tinta seca). O veículo de tinta pode ser qualquer um de um veículo de tinta de látex, veículo de tinta à base de óleo, veículo de tinta de alquida, veículo de tinta acrílica, veículo de tinta de estireno, e/ou veículo de tinta de epóxido. O veículo de tinta contém componentes adequados para formarem uma película de tinta. Muitas vezes, o caulim hidratado ultrafino descrito neste contexto funciona como um pigmento ou extensor de pigmento.

[055] As composições de tinta podem ser preparadas de qualquer maneira adequada. Por exemplo, os componentes podem ser combinados e misturados. Os componentes podem ser combinados todos de uma só vez ou sucessivamente.

[056] De acordo com uma concretização, as composições de tinta de acordo com a presente invenção contêm de 50% até cerca de 99,99% (volume por cento de película de tinta seca) de um veículo de tinta e entre cerca de 0,01% até cerca de 49% (volume por cento de película de tinta seca) do caulim hidratado ultrafino. De acordo com uma outra concretização, as composições de tinta da presente invenção contêm entre cerca de 60% até cerca de 99,9% (volume por cento de película de tinta seca) de um veículo de tinta e entre cerca de 0,1% até cerca de 40% (volume por cento de película de tinta seca) do caulim hidratado ultrafino. Ainda de acordo com uma outra concretização, as composições de tinta da presente invenção contêm entre cerca de 70% até cerca de 99% (volume por cento de película de tinta seca) de um veículo de tinta e ex 1% até cerca de 30% (volume por cento de película de tinta seca) do caulim hidratado ultrafino.

[057] De acordo com uma concretização, o caulim hidratado ultrafino descrito neste contexto pode ser usado como um extensor de pigmento com titânio como um pigmento em uma composição de tinta. De acordo com uma outra concretização, as composições de tinta da presente invenção contêm

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19/32 entre cerca de 50% até cerca de 99,9% (volume por cento de película de tinta seca) de um veículo de tinta, entre cerca de 0,1% até cerca de 40% (volume por cento de película de tinta seca)de titânia, e entre cerca de 0,1% até cerca de 40% (volume por cento de película de tinta seca) do caulim hidratado ultrafino. Ainda de acordo com uma outra concretização, as composições de tinta da presente invenção contêm entre cerca de 60% até cerca de 98% (volume por cento de película de tinta seca) de um veículo de tinta, entre cerca de 1% até cerca de 30% (volume por cento de película de tinta seca) de titânia, e entre cerca de 1% até cerca de 30% (volume por cento de película de tinta seca) do caulim hidratado ultrafino. Ainda de acordo com uma outra concretização mais, o caulim hidratado ultrafino descrito neste contexto pode ser usado como um extensor de pigmento com outros extensores de pigmento, tais como um ou mais de argilas, carbonatos, talco, e sílicas com ou sem titânia como um pigmento em uma composição de tinta.

[058] Um parâmetro na formulação de tinta é a concentração de volume de pigmento (doravante PVC). O PVC é um fator de controle na concepção de formulações de tinta, porque as propriedades da tinta são geralmente reguladas pelo volume em vez dos efeitos de peso. A equação exposta em seguida define o PVC como uma percentagem de volume da película de tinta seca:

%PVC = 100 X Vpigmento/Vtotal onde Vpigmento é o volume de pigmento e de outros não voláteis na película de tinta seca e Vtotal é o Vpigmento mais o volume do veículo de tinta/resina. A concentração de volume de pigmento crítica (doravante CPVC) é definida como aquela PVC em que interfaces de ar são geradas na película de tinta seca devido à deficiência de aglutinante com relação ao pigmento. É amplamente sabido que muitas propriedades de volume de tinta principais mudam drasticamente sob a CPVC. Tipicamente, a relação entre PVC e CPVC é não linear. Em muitos casos, diferentes tintas são apropriadamente comparadas na base de igual concentração de volume de pigmento reduzida (doravante RPVC). A RPVC é definida pela seguinte equação:

RPVC = PVC / CPVC

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De uma maneira geral as tintas da classe brilhante, seja exterior ou interior, têm uma RPVC menor do que cerca de 1.

[059] A CPVC é relacionada inversamente com a quantidade de aglutinante que as partículas de pigmento “absorvem”. Uma técnica para medir o potencial de absorção de um pigmento ou extensor consiste em determinar a quantidade de óleo de linhaça necessário para formar uma pasta com um dado peso de pigmento. Isto pode ser chamado de absorção de óleo. Da maneira que é utilizado neste contexto, o termo “absorção de óleo” refere-se ao procedimento descrito em ASTM D 281. Falando-se em termos gerais, a substituição de uma quantidade igual de pigmento extensor de alta absorção de óleo para uma baixa absorção de óleo resulta em uma redução do CPVC dessa tinta. Isto, por sua vez, restringe a faixa em que a PVC pode ser utilizada em formulações exteriores, bem como a quantidade de pigmento extensor que pode ser empregada.

[060] As tintas com PVC abaixo do ponto crítico, tais como tintas semi-brilhantes e de alto brilho, não têm ar preso na película seca. A totalidade da superfície sólida é umedecida pelo aglutinante e opacidade é obtida somente pelas partículas de pigmento e extensoras de pigmento. Sob qualquer determinada concentração de partícula, a opacidade é aperfeiçoada e otimizada ao assegurar exposição de superfície máxima das partículas de pigmento e extensoras de pigmento à luz. Utilizando-se o caulim hidratado ultrafino da presente invenção como um extensor de pigmento com uma dimensão de partícula semelhante ao pigmento, facilita-se o espaçamento desejável das partículas de pigmento, impede-se a aglomeração das partículas de pigmento, e assegura-se a exposição máxima à luz.

[061 ] Acima da CPVC, as tintas são consideradas foscas. O grau de condição fosca é determinado por brilho a 85 graus, ou o que é comumente conhecido como brilho. Abaixo da CPVC, as tintas são brilhantes e são consideradas como ou semibrilhantes ou de alto brilho. O brilho é tipicamente medido sob ângulos de 60 graus ou 20 graus.

[062] A estrutura (PSD, área de superfície) do caulim hidratado ultrafino da presente invenção facilita a retenção de brilho e espaçamento de

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21/32 pigmento eficiente. De acordo com uma concretização, o caulim hidratado ultrafino da presente invenção tem uma dimensão semelhante à titânia e ajustase desejavelmente entre as partículas /aglomerados de titânica dispersos. Em outras palavras, o extensor de caulim hidratado ultrafino funciona de uma maneira geral como um extensor de pigmento, e especificamente como um espaçador de pigmento de TiO2, que eleva ao máximo a exposição da superfície de pigmento tal como TiO2 à luz, resultando em opacidade mais elevada.

[063] As tintas da classe de alto brilho e semibrilho contêm uma mistura de pigmento de base e pigmento extensor com bióxido de titânio freqüentemente usado como pigmento de base por causa das suas propriedades ópticas excepcionais. Os pigmentos extensores mais comumente usados para tintas de látex e alquida são caulim hidratado e graus mais finos de carbonato de cálcio e talco. O aglutinante nas tintas de emulsão consiste de glóbulos (tipicamente entre cerca de 0,1 até cerca de 1,0 micrômetro de diâmetro) de um polímero de formação de película que tem um peso molecular entre cerca de 10.000 até cerca de 1.000.000. A dimensão de partícula de látex e composição são variadas para efetuar alterações em propriedades tais como durabilidade, brilho, temperatura de transição do vidro e assemelhadas. Atualmente, as resinas de acrílico e vinilo-acrílico são responsáveis pela maior parte dos aglutinantes utilizados nas tintas de látex.

[064] Convencionalmente, acredita-se na indústria de tintas que o aumento da área de superfície de preferência pigmento de caulim ultrafino afeta prejudicialmente o desempenho do brilho da tinta sob baixo PVC e abaixo da CPVC. Entretanto, os inventores inesperadamente descobriram que sob uma alta área de superfície o pigmento de caulim hidratado ultrafino pode proporcionar desempenho de brilho igual ou melhor do que qualquer outro pigmento de caulim hidratado disponível comercialmente.

[065] O raciocínio por trás desta descoberta é o seguinte. Os produtos baseados em caulim de brilho com 90-91 GEB são produzidos tipicamente na indústria de caulim utilizando-se um bruto terciário tal como proveniente de East Geórgia e submetendo o mesmo a um processo de beneficiamento de floculação seletivo. Um produto de caulim brilhante,

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Polygloss® 90, disponível a partir da J.M. Huber Corporation, que se acredita ser produzido através desse processo, proporciona o brilho mais alto entre pigmentos comerciais disponíveis em um número de tintas e aplicações de revestimentos industriais. O caulim ultrafino da presente invenção é dotado de uma PSD mais fina e uma área de superfície mais elevada do que o Polygloss® 90 e inesperadamente resultou em brilho mais elevado sem comprometer o poder de encobrimento da película de tinta.

[066] Os exemplos seguintes ilustram a presente invenção. A não ser que de outro modo indicado nos exemplos seguintes e em qualquer outro ponto do relatório e reivindicações, todas as partes e percentagens são em peso, todas as temperaturas são em graus Celsius, e a pressão é a pressão atmosférica ou próxima da mesma.

Exemplo 1 [067] A Tabela 1 mostra as características típicas de um bruto cinza que facilita a execução bem sucedida da presente invenção. encontramse igualmente listadas as características de um bruto de caulim cinza específico (Exemplo 1) que é usado para ilustrar a presente invenção nos Exemplos 2 e 3. Tabela 1

Propriedade	Valores Típicos	Exemplo 1
Brilho GE	80-85	82,6
Área de superfície mínima	18 (m²/g)	20 (m²/g)
% de TiO2	1,6-2	1,81
% de Fe2O3	0,7-1,1	0,9
Dimensão de partícula, % massa mais fina do que
2 pm	80	82
0,3 pm	35	38
	Exemplo 2
[068] O bruto	proveniente do Exemplo	1 é submeti
desareação, ultraflutuação,	ozonização e separação	centrífuga de

a alta velocidade para resultar em uma corrente de finos e uma corrente de grossos. A flutuação é conduzida de maneira a reduzir o teor de TiO2 para menos do que

0,7%. A centrífuga é operada sob condições para 18-22% visados menos do que

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0,3 pm de dimensão de partícula, que resulta tipicamente em 74-78% menos do que a dimensão de partícula de 2 pm. A corrente de grossos é então submetida ainda a uma segunda ação de centrifugação de maneira a recuperar 90% de partículas de menos de 2 pm. As características da corrente de grossos submetida a uma segunda ação de centrifugação, e a corrente de finos proveniente da primeira ação de centrifugação estão ilustradas na Tabela 2.

Tabela 2

Propriedade Exemplo 1

Brilho GE91,2

Área de superfície mínima (m²/g)26,2 % de TiO29,29 % de Fe2O30,89

Dimensão de partícula, % massa mais fina do que

2pm100

0,3 pm71

Exemplo 3 [069] Os ultrafinos na Tabela 2 são floculados utilizando-se ácido sulfúrico, descorados e filtrados. A torta de filtro é dispersada com uma mistura especificada de soda calcinada/poliacrilato/fosfato, e secada por aspersão. O produto secado por aspersão é pulverizado para uma moagfem Hegman de 6,5. As características do produto ultrafino (UF 1) da presente invenção juntamente com uma comparação de um pigmento de caulim Polygloss® 90 comercial encontram-se expostas adiante na Tabela 3. Igualmente incluído está o produto de aluminossilicato hidratado ASP® Superfine, produzido utilizando-se um

processo de floculação seletivo pela Engelhard Corporation
	Tabela 3
Propriedades Superfino	Polygloss® 90	UF 1	ASP®
Área de superfície (m²/g)	22	26	22,5
Brilho TAPPI, %	90,0	91,7	91,3

Distribuição de Dimensão de

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Partícula

Massa % mais fina do que

2 pm	97	99	99
1 pm	96	98	96
0,5 pm	86	92	88
0,3 pm	60	72	66

Exemplo 4 [070] O Exemplo 4 demonstra uma formulação de tinta de alquida clara de base neutra de solvente. O UF 1 preparado de acordo com o Exemplo 3 é testado em uma aplicação de tinta brilhante. As formulações de tinta dos Exemplo 4 a 9 são baseadas em volume de 378,5 litros (100 galões) e uma quantidade de materiais brutos em peso por 378,5 litros (100 galões). Na tinta de solvente não há impacto prejudicial no brilho apesar da dimensão de partícula mais fina e da área de superfície do UF I comparado com o Polygloss® 90.

[071] Formulação de tinta de alquida de base clara neutra de solvente:

Material Bruto	Quantidade	Litros
VT Alkyd 6693	153,8	77,98
Álcoois Minerais	36,4	21,20
Tixogel	8,0	0,378
Etanol	3,0	1,892
Misturar até uniformizar
Lecithin 5	2,0	0,757
Lo-529	2,0	0,757
Pó Anti Flutuante	6,0	,1892
Caulim	40,0	7,192
BYK 370	1,0	0,378
Moer para Hegman 7, então
acrescentar
VT Alkyd 6693	380,0	193,05
VM&P	62,0	37,47
Cobalto 12%	1,0	0,378

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Zirco 24% 3,01,135

Exkin #2 1,00,378

Conservar para Viscosidade

VM&P 56,033,69

Total 755,2 378,54 [072] Dados de brilho e Lustre comparativos de UF I e Polygloss® 90

Propriedades Polygloss® 90 UF I

Brilho a 20 graus 73,373,5

Brilho a 60 graus 91,791,7

Lustre a 85 graus 96,196,5

Exemplo 5 [073] O Exemplo 5 demonstra uma formulação de tinta de látex semi-brilhante de interior. UF I preparado de acordo com o Exemplo 3 é testado em uma outra aplicação de tinta brilhante. Na tinta de látex há aperfeiçoamento significativo no brilho com UF I comparado com aquele devido ao Polygloss® 90.

[074] Formulação de tinta de látex semi-brilhante de interior

PVC-22, Baixo VOC
Material Bruto	Quantidade	Litros
Água	145,0	65,86
KTPP	1,0	0,378
Kathon LX	1,5	0,757
Natrosol Plus 330	1,0	0,378
Tamol 1124	5,0	2,27
Triton CF 10	3,0	1,135
AMP 95	2,0	1,135
Rhodoline 643	1,0	0,378
Mistura-se durante 2 min, então
adiciona-se
TiO2-CR 828	240,0	27,25
Caulim	20,0	3,406
Attagel 50	5,0	1,135

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Triturar 6 a 7, então adicionar
Água	113,1	51,48
UCAR 300	500,0	212,74
Strodex PK 90	2,0	0,757
Amônia	2,5	1,135
Polyphobe TR 116	1,0	0,378
Polyphobe TR 117	18,0	7,570
Rhodoline 643	2,0	1,135
Total	1063,1	378,54

[075] Avaliação comparativa b/t UF I e Polygloss® 90 tinta semi-

brilhante PVC-22
Propriedades	UF I	Polygloss® 90
Viscosidade KU @ 77°F	80	82
pH:	8,3	8,4
C. Relação 3 mils:	98,7	98,5
Refletância:	92,3	93,1
Brancura:	88,2	88,6
Amarelidão:	1,6	1,5
Hunter L:	97,5	97,6
Hunter a:	-0,9	-1,0
Hunter b:	1,3	1,2
Brilho @ 60 graus:	65,1	55,2
Lustre @ 85 graus:	91,8	88,7
Brilho @ 20 graus:	23,1 Exemplo 6	14,7
[076] O Exemplo 6 demonstra uma formulação de tinta esmalte
de alquida de alto brilho redutível por água. UF I preparado de acordo com o

Exemplo 3 é testado em uma aplicação de tinta de alto brilho. Em uma tinta de esmalte de alto brilho de alquida redutível por água, existe um aperfeiçoamento significativo no valor de brilho 20 em comparação com Polygloss® 90.

[077] Formulação de tinta de esmalte de alquida de alto brilho redutível PVC-16

Petição 870190007349, de 23/01/2019, pág. 36/80

27/32

Material Bruto	Quantidade	Litros
Beckosol 10-060 (70%)	72,0	34,068
Álcoois Minerais	9,3	5,299
Bentone SD-1	1,5	0,378
Misturar bem então adicionar:
Dispersante Polimérico LDA 100	2,0	1,135
Octoato de Cálcio Hex-Cem 10%	3,0	1,514
TiO2-R-706	110,0	12,491
UF I/Polygloss® 90	15,0	2,649
Moer para 7, então adicionar
Beckosol 10-060 (70%)	44,5	21,198
Álcoois Minerais	18,0	10,599
Misturar bem, então adicionar
Beckosol 10-060 (70%)	130,0	61,702
Álcoois Minerais	92,4	53,752
Octoato de Cobalto a 12%	1,0	0,378
Octoato de Zircônio a 12%	4,0	1,892
Skine # 2	1,0	0,378
Misturar bem, então adicionar sob
agitação:
LPR 76, Polysach. Resina 44%	40,0	15,14
Água	344,3	156,337
Misturar durante 30 min.:
Total	888,0	378,54

[078] Avaliação comparativa b/t UF I e Polygloss® 90 em formulação de tinta esmalte de alquida de alto brilho PVC-16

Propriedades	UF I	Polygloss® 90
Viscosidade KU @ 77°F	91	92
C. Relação 3 mils:	92,3	91,9
Refletância:	87,2	87,0
Brancura:	77,7	77,3
Amarelidão:	4,2	4,3

Petição 870190007349, de 23/01/2019, pág. 37/80

28/32

Hunter L:	95,9	95,9
Hunter a:	-1,2	-1,2
Hunter b:	2,7	2,8
Brilho @ 60 graus:	78,8	75,1
Lustre @ 85 graus:	98,3	97,6
Brilho @ 20 graus:	41,5	31,4

Exemplo 7 [079] O Exemplo 7 demonstra uma formulação de tinta de brilho interior/exterior. UF I preparado de acordo com o Exemplo 3 é testado em uma outra aplicação de tinta de alto brilho. Em uma tinta à base de água de alto brilho acrílica de estireno, o UF I exibiu valores de brilho mais altos 20 e 60 graus em comparação com Polygloss® 90.

[080] Tinta de brilho interior/exterior PVC-18.7

Material Bruto	Quantidade	Litros
Água	62,6	28,39
Kathon LX 1,5%	1,6	0,757
Tamol 1124	5,5	2,271
Surfynol 104E	1,0	0,371
Igepal CTA-639W	1,0	0,371
BYK-022	1,0	0,371
Mistura-se durante 2 min, então
adiciona-se
Ti Puro - R 706	202,5	23,091
Caulim	14,5	2,649
Moer 6 a 7, então adicionar
Propileno Glicol	30,28	13,249
Rhoplex HG-700	618,1	264,979
Água	21,45	9,842
Texanol	21,5	10,220
Trinton X 405	3,5	1,514
Amônia	1,0	0,371
Pré-mistura-se seguindo três, então

Petição 870190007349, de 23/01/2019, pág. 38/80

29/32

adiciona-se
Água	22	9,842
Acrysol RM 5	22	9,085
BYK-024	2,0	1,135
Total	1031,5	378,54

[081] Avaliação comparativa b/t UF I e Polygloss® 90 em tinta de

brilho interior/exterior PVC-18,7
Propriedades	UF I	Polygloss® 90
Viscosidade KU @ 77°F	94	95
pH	8,4	8,4
C. Relação 3 mils:	98,2	98,2
Refletância:	94,5	94,5
Brancura:	91,0	91,0
Amarelidão:	1,1	1,1
Hunter L:	98,0	98,0
Hunter a:	-0,8	-0,8
Hunter b:	0,9	0,9
Brilho @ 60 graus:	78,5	77,8
Lustre @ 85 graus:	93,4	93,1
Brilho @ 20 graus:	52,3	51,5

Exemplo 8 [082] O Exemplo 8 demonstra uma formulação de tinta de esmalte branco brilhante. UF I preparado de acordo com o Exemplo 3 é testado em uma outra aplicação de tinta de alto brilho. Em uma outra tinta de esmalte acrílica de estireno, TiO2 a 10% é estendido com quantidade de volume de UF I ao manter-se o PVC da tinta o mesmo. O UF I inesperadamente exibiu desempenho de opacidade e brilho semelhantes em comparação com a tinta que tinha TiO2 a 100%. O UF I também mostrou brilho mais elevado na tinta do que Polygloss® 90.

[083] Tinta de esmalte branco de brilho PVC-17.6

Controle 100% TiO2 (-) 10% TiO2 por volume de caulim

Petição 870190007349, de 23/01/2019, pág. 39/80

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Material Bruto	Quant.	Litros	Quant.	Litros
Água	169,2	76,843	169,2	76,843
Kathon LX 1,5%	3,0	1,514	3,0	1,514
KTPP	0,5	0,375	0,5	0,375
Tamol 1124	3,5	1,514	3,5	1,514
Propileno Glicol	26,0	11,350	26,0	11,350
Surfynol 104H	1,0	0,375	1,0	0,375
BYK-022	1,0	0,375	1,0	0,375
Acrysol TT 935	8,0	3,407	8,0	3,407
Amônia	2,0	1,135	2,0	1,135
Mistura-se durante 2	min, então
adiciona-se
CR 828	225,0	25,741	202,5	23,091
Caulim Hidratado	0,0	0,0	14,5	2,649

Moer 6 a 7, então adicionar

Stordex PK 90	1,0	0,375	1,0	0,375
Ucar 471	516,1	225,61	516,1	225,61
Texanol	20,0	9,463	20,0	9,463
Água	20,7	9,463	20,7	9,463
Synthesizer 160	10,0	4,164	10,0	4,164
Acrysol RM 5	15,0	4,635	15,0	4,635
BYK-024	2,0	1,135	2,0	1,135
Total	1024,0	378,54	1016,0	378,54

[084]

Avaliação comparativa b/t UF

I e Polygloss® 90 em tinta esmalte branca brilhante PVC-17.6

	100% TiO2	(-)10%TiO2	(-)10%TiO2
Propriedades	Controle	UF I	Polygloss®
Viscosidade KU @ 77°F	96	97	95
pH	8,6	8,5	8,5
C. Relação 3 mils:	98,2	97,8	98,2
Refletância:	94,5	93,8	94,5
Brancura:	91,0	90,1	91,0

Petição 870190007349, de 23/01/2019, pág. 40/80

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Amarelidão:	1,1	0,7	1,1
Hunter L:	98,0	97,8	98,0
Hunter a:	-0,8	-0,9	-0,8
Hunter b:	0,9	1,0	0,9
Brilho @ 60 graus:	78,5	75,3	77,8
Lustre @ 85 graus:	93,4	93,4	93,1
Brilho @ 20 graus:	52,3	38,1	51,5

Exemplo 9 [085] O Exemplo 9 demonstra uma formulação de revestimento de epóxido à base de água de duas partes. O UF I preparado de acordo com o Exemplo 3 é testado em uma outra aplicação de tinta de alto brilho. Na formulação de tinta de epóxido à base de água de alto brilho existe um aperfeiçoamento no valor de brilho a 20 graus com UF I, quando comparado com Polygloss® 90.

[086] Revestimento de epóxido à base de água de duas partes PVC-22.7, Vida em recipiente utilizável - 6 horas.

Parte - A

Material Bruto	Quilogramas	Litros
EPI-REZ Resin 3520-WY-55	149,41	136,27
Água	52,75	52,995
Total da Parte A	202,16	189,27
Parte - B
Material Bruto	Quilogramas	Litros
Agente de Cura EPI-CURE 8536-MY-60	72,57	73,058
Agitan 731	0,907	0,757
TiO2 - R 900	113,40	28,390
Caulim - Polygloss® 90/UF I	13,60	5,299
Moer a Alta Velocidade para 6 a 7, então
adicionar
Agente de Cura EPI-CURE 8536-MY-60	10,20	10,22
Ácido Acético Glacial	1,04	1,135
Água	70,49	70,787

Petição 870190007349, de 23/01/2019, pág. 41/80

32/32

Total da Parte B	282,22	189,27
Mistura Composta
Parte - A	202,16	189,27
Parte - B	282,09	189,27
Total da Parte A e B	484,25	378,54

[087] Avaliação comparativa b/t UF I e Polygloss® 90 em revestimento de epóxido de duas partes PVC-22,7

Propriedades	UF I	Polygloss® 90
Viscosidade KU @ 77°F	118	119
C. Relação 3 mils:	97,2	97,0
Refletância:	90,3	90,2
Brancura:	81,5	81,7
Amarelidão:	3,9	4,1
Hunter L:	97,1	97,1
Hunter a:	-1,2	-1,2
Hunter b:	2,5	2,7
Brilho @ 60 graus:	100	100
Lustre @ 85 graus:	97,3	97,0
Brilho @ 20 graus:	98,8	97,7

[088] Muito embora a invenção fosse exposta em relação a certas concretizações, deve ser compreendido que várias modificações da mesma serão evidentes para aqueles versados na técnica quando da leitura deste relatório. Consequentemente, deve ficar entendido que a invenção aqui exposta destina-se a abranger todas as modificações que incidirem no escopo das reivindicações anexas.

Claims

Reivindicações

1. COMPOSIÇÃO DE TINTA, compreendendo:

de 60% a 99,9% (em volume de película de tinta seca) de um veículo de tinta consistindo em pelo menos um dentre um veículo de látex, um veículo de tinta à base de óleo, um veículo de tinta de alquida, um veículo de tinta acrílica, um veículo de tinta de estireno e um veículo de tinta epóxi; e de 0,1% a 40% (em volume de película de tinta seca) de caulim hidratado ultrafino compreendendo partículas, em que pelo menos 97% em peso das partículas têm um tamanho de 2 micrômetros ou menos, pelo menos 96% em peso das partículas têm um tamanho de 1 micrômetro ou menos, pelo menos 89% em peso das partículas têm um tamanho de 0,5 micrômetro ou menos, pelo menos 67% das partículas têm um tamanho de 0,3 micrômetro ou menos, uma área de superfície das partículas é de pelo menos 23 m²/g, brilho das partículas é de pelo menos 91 e o caulim tem 0,50% em peso ou menos de titânia e 1,25% em peso ou menos de óxido de ferro a composição de tinta caracterizada por compreender um acabamento de alto brilho e um brilho de 20 graus a partir de 23,1 a 73,5.

2. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por pelo menos 98% em peso das partículas ter um tamanho de 2 micrômetros ou menos, pelo menos 97% em peso das partículas têm um tamanho de 1 micrômetro ou menos, pelo menos 90% em peso das partículas têm um tamanho de 0,5 micrômetro ou menos, pelo menos 70% das partículas ter um tamanho de 0,3 micrômetro ou menos e a área de superfície das partículas ser de pelo menos 25 m2/g.

3. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo brilho das partículas ser maior do que 92.

4. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por pelo menos 99% em peso das partículas ter um tamanho de 2 micrômetros ou menos, pelo menos 98% em peso das partículas ter um tamanho de 1 micrômetro ou menos, pelo menos 92% em peso das partículas ter um tamanho de 0,5 micrômetro ou menos, pelo menos 72% das partículas ter um tamanho de 0,3 micrômetro ou menos, uma área de superfície das partículas ser

Petição 870190007349, de 23/01/2019, pág. 43/80

2/2 de pelo menos 26 m²/g, um teor de titânia das partículas ser de 0,4% em peso ou menos, um teor de óxido de ferro das partículas ser de 1 % em peso ou menos e o brilho das partículas ser maior do que 93.