DE2715721A1

DE2715721A1 - Verfahren zur herstellung von ultrafeiner kalk-schlaemmkreide

Info

Publication number: DE2715721A1
Application number: DE19772715721
Authority: DE
Inventors: Kenneth Wilson Jones
Original assignee: Associated Portland Cement Manufacturers Ltd
Current assignee: Blue Circle Industries PLC
Priority date: 1976-04-07
Filing date: 1977-04-07
Publication date: 1977-10-20
Also published as: DK140177A; GB1537512A; FR2347417B1; FR2347417A1; BE853280A

Description

MÜLLER-BOItIi · ÜEUFlii · SCHON · HERTEL

PATE XTAKWÄLTE

DR. WOLFGANG MÜLLER-BORE (PATENTANWALTVON 1927-197S) DR. PAUL DEUFEL. DIPL-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN, DIPL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHVS.

S/Gl - A 2520

THE ASSOCIATED PORTLAND CEMENT MANUFACTURERS LTD.,

London/England

Verfahren zur Herstellung von ultrafeiner Kalk-Schlämmkreide

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MÜNCHEN 8β ■ SIEBERTSTH. 4 · POSTFACH 860720 · KAnEL: M UEDOI¹AT · TEL. (089) 474003 · TELEX S-S42S3

Die Erfindung betrifft Füllstoffe für Massen auf Polymerbasis, wie Oberflächenbeschichtungsmassen für Papier und dergleichen, Kunststoff- und Kautschukmassen, und betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Kalk-Schlämmkreide als Füllstoff für Massen auf der Basis von Polymeren.

Es ist bekannt, in der Natur vorkommende Kalk-Schlämmkreide als Füllstoffe oder Pigmente in Kunststoff- und Kautschukmassen, Knetmassen sowie Klebstoffen auf der Basis von Polymeren sowie in Beschichtungsmassen für Oberflächen, wie Papier und Holz, zu verwenden. In allen derartigen Massen auf der Basis von Polymeren kann die Kalk-Schlämmkreide entweder allein oder zusammen mit anderen Füllstoffen oder Pigmenten, wie Kaolin, Talk oder Titandioxid, verwendet werden.

Kalk-Schlämmkreide ist ein Material, das aus natürlichen Lagerstätten gewonnen wird, welche auf einen flachen Binnensee zurückgehen, der eine grosse Fläche des westlichen Europas während der Kreidezeit vor etwa 70 bis 135 Millionen Jahren bedeckte. Kreide unterscheidet sich von anderen natürlich vorkommenden Formen von Kaliumcarbonat, wie Kalkstein und Marmor, sowie von ausgefällten Kalziumcarbonaten dadurch, dass sie aus den Skelettresten von sehr kleinen Seepflanzen besteht, die als Kokkolithen bekannt sind. Diese Reste bestehen aus Teilchen, deren Grosse meistens in den Bereich von 1 bis 5 μΐη fällt. S.i e setzen sich aus lose miteinander verbundenen und abgerundeten Calcit-Kristallen zusammen.

Im Falle von poröseren Kreideablagerungen ist nur eine geringfügige Rekristallisation erfolgt. Die Teilchen, welche die Kokkolith-Trümmer darstellen, können nach einem Verfahren abgetrennt werden, das als Waschen bekannt ist. Dabei wird die Kreide aus einem Steinbruch mit Wasser in einer Mühle aufgeschlämmt, wobei das grössere Flintmaterial, das zusammen mit der Kreide auftritt,

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abgetrennt und entfernt wird. Die Aufschlämmung wird dann in entsprechender Weise verdünnt und in herkömmlicher Weise klassifiziert, um die kleineren Flintteilchen sowie andere harte oder faserartige Materialien zu entfernen. Die erhaltene Aufschlämmung ist im wesentlichen frei von harten abrasiven Teilchen und kann anschliessend erforderlichenfalls eingedickt werden. Die Kalk-Schlämmkreide kann in Form eines trockenen Pulvers durch Filtrieren der Aufschlämmung und anschliessendes Trocknen erhalten werden.

Die nach diesem herkömmlichen Nassverfahren erzeugte Kalk-Schlämmkreide enthält gewöhnlich bis zu 35 Gewichts-% Teilchen mit einer Grosse von weniger als 2 μΐη und besitzt eine für Füllstoff zwecke geeignete Reinheit und Feinheit, beispielsweise für eine Verwendung in Kitten und Asphalt.

Für viele Zwecke, insbesondere zum Einmischen in die weiter oben erwähnten Massen auf der Basis von Polymeren, ist jedoch eine Kalk-Schlämmkreide mit einer feineren Teilchengrössenverteilung erforderlich, als sie nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren allein erzielbar ist. Es ist bekannt, dass eine Verschlechterung der Festigkeit sowie anderer physikalischer und mechanischer Eigenschaften, die auf die Einmengung von Füllstoffen in Massen auf der Basis von Polymeren zurückgeht, durch Erhöhung der Feinheit der Füllstoffe vermindert werden kann. Je feiner eine Kalk-Schlämmkreide ist, desto geringer ist ihre Wirkung auf die mechanische Festigkeit.

Es ist ferner wichtig, dass Massen auf der Basis von Polymeren, die für eine weitere Verarbeitung benötigt werden, oder nach einer Aufbringung auf ein Substrat zur Erzeugung von Oberflächen mit einem hohen Ausmaß an Gleichmässigkeit, Glätte oder Glanz, im wesentlichen frei von Teilchen sein sollten, deren Grosse wesentlich oberhalb 5 μΐη liegt. Massen auf der Basis von Polymeren,

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die für solche Zwecke eingesetzt werden sollen, bei denen es auf eine gute Oberflächenausrüstung ankommt, sind beispielsweise gefüllte Kunststoff- und Kautschukmassen, die für die Herstellung von Formungen sowie für die Durchführung von Extrusionen eingesetzt werden, sowie Oberflächenbeschichtungsmassen für Papier und dergleichen. Im Falle von Papierbeschichtungsmassen auf der Basis von Polymeren kann beispielsweise das Vorliegen von Teilchen mit einer Grosse von mehr als 5 μπι zu einem Verlust der Papierglätte führen, wobei derartige Teilchen auch während des Bedrückens herausgezogen werden können.

Es ist daher wichtig, dass eine Kalk-Schlämmkreide, die als Füllstoff für Massen auf der Basis von Polymeren verwendet wird, die zur Herstellung von Formungen, zum Extrudieren oder zum Oberflächenbeschichten eingesetzt werden, wenigstens 95 Gewichts-% an Teilchen mit einem kugeläquivalenten Durchmesser von nicht mehr als 5 μια und wenigstens 40 Gewichts-% an Teilchen mit einem kugeläquivalenten Durchmesser von nicht mehr als 2 μΐη und ausserdem nicht mehr als 0,5 Gewichts-% an Teilchen mit einem kugeläquivalenten Durchmesser von mehr als 10 μηι enthält. Für viele Verwendungszwecke wird eine Kalk-Schlämmkreide bevorzugt, die wenigstens 70 Gewichts-% an Teilchen mit einem kugeläquivalenten Durchmesser von nicht mehr als 2 μπι und nicht mehr als 0,5 Gewichts-% an Teilchen mit einem kugeläquivalenten Durchmesser von mehr als 5 μπι enthält.

Es ist ferner zweckmässig, wenn die Teilchen mit einer Grosse von mehr als 5 μτρ im wesentlichen aus Kalziumcarbonat und nicht aus harten abrasiven Materialien, wie Flint oder Kieselsäuresand, bestehen. Calcit-Teilchen, wie sie auf natürliche Kreide zurückgehen, weisen eineifohs'sehe Härte von 3 auf und bedingen keinen unerwünschten Abrieb oder keine unerwünschte Zerstörung von Vorrichtungen und Anlagen, wie sie zur weiteren Verarbeitung oder Auf-

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bringung von gefüllten Massen auf der Basis von Polymeren verwendet werden. Teilchen mit eineritohs'sehen Härte von 7 können eine erhebliche Abnützung oder Zerstörung von Formungs- und Extrusionsvorrichtungen, Sprühdüsen etc. bedingen. Das Vorliegen derartiger harter abrasiver Teilchen mit einer Grosse von mehr als 5 μ in Massen auf der Basis von Polymeren, die beispielsweise zum Beschichten von Papier eingesetzt werden, kann beispielsweise zu einer Zerstörung von Kalanderwalzen sowie Walzen und Platten, wie sie zum Drucken eingesetzt werden, führen.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines verbesserten Füllstoffs für Massen auf der Basis von Polymeren, wie Kunststoff- und Kautschukmassen, beispielsweise Polyvinylchloridmassen,sowie Massen zum Beschichten von Papier oder dergleichen, die als Füllstoff feinvermahlene Kalk-Schlämmkreide mit wenigstens 95 Gewichts-% an Teilchen mit einem kugeläquivalenten Durchmesser von nicht mehr als 5 μπι und wenigstens 4 0 Gewichts-% und vorzugsweise 70 Gewichts-% an Teilchen mit einem kugeläquivalenten Durchmesser von nicht mehr als 2 μπι und nicht mehr als 0,5 Gewichts-% an Teilchen mit einem kugeläquivalenten Durchmesser von mehr als 10 μΐη, vorzugsweise 5 μπι, enthalten.

Durch die Erfindung werden mit Kalk-Schlämmkreide gefüllte Polymermassen zur Verfügung gestellt, die im wesentlichen frei von harten abrasiven Flintteilchen, Sand oder dergleichen sind, die eine übermässige Abnützung oder Zerstörung von Maschinen oder Anlagen bedingen, wie sie zur weiteren Verarbeitung oder Aufbringung derartiger Massen eingesetzt werden.

Ferner wird durch die Erfindung ein Verfahren zur Erzeugung von feinvermahlener Kalkkreide zur Verfügung gestellt, die als Füllstoff in verbesserten Massen auf der Basis von Polymeren eingesetzt wird, wobei die mögliche Einführung von harten abrasiven Teilchen in die Kalk-Schlämmkreide während der Zerkleinerung vermieden wird. 709842/0952

-tr-

Durch die Erfindung wird ein Verfahren zur Erzeugung von ultrafeiner Kalk-Schlämmkreide zur Verfügung gestellt, die als Füllstoff verwendet wird, der frei von abrasiven Teilchen ist. Dieses Verfahren besteht darin, Kalk-Schlämmkreide in einer wässrigen Suspension mit einem

Mahlmedium zu vermählen, das im wesentlichen aus Kalziumcarbonat in einer Form besteht, die eine Druckfestigkeit aufweist, die grosser ist als diejenige der Schlämmkreide.

Die erfindungsgemäss verbesserten Massen auf der Basis von Polymeren werden daher unter Einsatz eines Kalk-Schlämmkreide-Füllstoffes hergestellt, der auf die gewünschte Teilchengrössenabstufung eingestellt wird, wobei Medien eingesetzt werden, die im wesentlichen aus Kaliumcarbonat bestehen. Damit wird die Einführung von harten abrasiven Teilchen vermieden, wie sie im Falle eines Kalk-Schlämmkreide-Füllstoffes unvermeidbar sein kann, der nach herkömmlichen Methoden vermählen wird.

Es ist wichtig, dass das Kalziumcarbonat-Medium eine ausreichende Festigkeit besitzt, um einem Brechen während des MahlVerfahrens zu widerstehen, wobei ein Abrieb nur durch Erosion erfolgen sollte. Dies wird dann erreicht, wenn das Medium eine Druckfestigkeit von wenigstens 2 Newton besitzt. Eine mittlere Druckfestigkeit von 10 bis 4 0 Newton wird bevorzugt.

Die Herstellung von Kalk-Schlämmkreide mit der erforderlichen Feinheit lässt sich nach Trockenmethoden nur schwierig infolge der Neigung des Materials zum Agglomerieren durchführen. Dies führt zu einer Verminderung des Wirkungsgrades der Trockenvermahlung sowie der Klassifizierung. Sogar bei Verwendung von Mahlhilfsstoffen, die eine entagglomerierende Wirkung aufweisen, werden die Trockenvermahlung sowie die Klassifizierung beim Oberschreiten einer bestimmten Stufe unwirksam und unwirtschaftlich.

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Es ist bekannt, ein trockenvermahlenes Material in eine Suspension in Wasser zu überführen und dann die feinen Bestandteile nach herkömmlichen Methoden abzutrennen, beispielsweise durch Absitzenlassen aufgrund der Schwerkraft oder durch Zentrifugieren. Eine Nassabscheidung erfordert jedoch, dass die Suspension verdünnt ist. Eine anschliessende Entwässerung der noch verdünnteren Suspension der feinen Bestandteile kann sehr kostspielig sein.

Eine andere bekannte Methode besteht darin, eine Suspension von Kalk-Schlämmkreide, wie sie beispielsweise nach dem herkömmlichen Waschverfahren erzeugt wird, nass zu vermählen, beispielsweise in einer Kugel- oder Rohrmühle oder in Mühlen, die auf dem Prinzip einer Szegvari-Zerreibungsvorrichtung basieren und als Sand- oder Perlmühlen bekannt sind. Auf diese Weise können oft Materialien mit dem gewünschten Feinheitsgrad erzeugt werden, ohne dass man dabei eine übermässige Verdünnung und eine anschliessende Abtrennung zur Gewinnung der feinen Teilchen durchführen muss. Bei der Durchführung dieser Nassmahlverfahren werden die Agglomerierungsprobleme, die beim Trockenvermahlen von sehr feinen Pulvern auftreten, noch leichter vermieden. Gewöhnlich wird für diesen Zweck eine kleine Menge an wasserlöslichen Dispergier- oder Benetzungsmitteln einer wässrigen Suspension des zu vermählenden Materials zugesetzt. In herkömmlicher Weise für diesen Zweck eingesetzte Mittel sind Polyphosphate und Polysilikate, Polyelektrolyte, wie wasserlösliche Salze von Polyacryl- und Polymethacrylsäure sowie modifizierte Lignosulfonate. Derartige Mittel ermöglichen die Einhaltung siner hohen Feststoffkonzentration sowie die Aufrechterhaltung der Suspension in einem fliessfähigen Zustand, wobei es sich bei diesen Merkmalen um zwei für eine wirksame Nassvermahlung wichtige Merkmale handelt.

Eine andere Voraussetzung für ein wirksames feines Vermählen von in Form von Einzelteilchen vorliegenden Materialien, wie

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Kalk-Schlämmkreide, ist der Einsatz von Mahlmedium mit einer kleinen Teilchengrösse. Aus diesem Grunde ist die Sandmühle geeigneter als Kugel- oder Rohrmühlen, in denen eine Neigung besteht, dass sich kleine Medien aufgrund von Zentrifugalkräften abscheiden.

Bei der Durchführung einer Nasszerkleinerung von Mineralteilchen in einer Sandmühle, beispielsweise Kalk-Schlämmkreide-Teilchen in einer wässrigen Suspension, können die eingesetzten Mahlmedien aus eng abgestuften Teilchen bestehen, beispielsweise Teilchen mit einem Durchmesser von 0,5 bis 1,0 mm, oder aus einer Mischung aus breiter klassierten Teilchen mit beispielsweise 1,00 bis 3,00 m. Die gewählte Grosse hängt von verschiedenen Überlegungen ab, beispielsweise von der Feinheit des zugeführten Materials sowie der Teilchengrössenverteilung, die in den Produkt erforderlich ist. Ebenso wie die Grosse beeinflussen die Form, die Dichte und die Abriebbeständigkeit der Medien die Natur und die Eigenschaften des Produktes sowie den Mahlwirkungsgrad.

Mahlmedien, die in herkömmlicher Weise in Sandmühlen zum Nassvermahlen von Mineralteilchen, wie Kalk-Schlämmkreide-Teilchen, in wässriger Suspension eingesetzt worden sind, sind beispielsweise eng abgestufte Sande, wie Ottawa-Sand, sowie Kügelchen oder Granulate aus Glas, keramischen Materialien, kalzinierten Tonen sowie Aluminiumoxid. Da der Mahlwirkungsgrad mit steigender Dichte der Mahlmedien verbessert wird, wurde vorgeschlagen, Zirkon einzusetzen, der ein spezifisches Gewicht von 4,6 gegenüber einem spezifischen Gewicht von 2,6 im Falle eines Kieselsäuresandes aufweist.

Die Mahlmittelcharge wird in einer Sandmühle gewöhnlich durch einen sogenannten dynamischen Spalt zwischen der Flügelwelle und dem fixierten Teil der Mahlkammer oder mittels eines Siebes zurückgehalten, das sich nach oben in der Mahlkammer erstrecken

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kann. Es ist unzweckmässig, Schlitze in dem Sieb oder eine dynamische Schlitzbreite vorzusehen oder die Maschengrösse irgendeines Siebes, durch das die vermahlene Suspension anschliessend geschickt wird, auf einer Grosse von weniger als 40 μΐη zu halten. Dies bedeutet, dass Teilchen der erwähnten Mahlmedien, die durch Bruch oder Abrieb eine Grössenverminderung auf einen Wert unterhalb ungefähr 40 μΐη erfahren, in das Produkt als harte abrasive Teilchen gelangen, so dass ein starker Abrieb oder eine starke Zerstörung von Teilen der Anlage erfolgt, die zur Aufbringung oder weiteren Verarbeitung von Massen auf der Basis von Polymeren, in denen feinvermahlene Kalk-Schlämmkreide als Füllstoff verwendet wird, eingesetzt werden.

Die ultrafeine Kalk-Schlämmkreide, die erfindungsgemäss für eine Verwendung in Kunststoff- und Kautschukmassen, Papier- sowie anderen Oberflächenbeschichtungsmassen eingesetzt wird, die auf einem Latex aus Polymerteilchen oder wasserlöslichen Polymeren basieren, wird durch

Vermählen von Kalk-Schlämmkreide, vorzugsweise in einer Sandmühle, jedoch möglicherweise auch in einer Kugel- oder Rohrmühle, unter Einsatz eines Mahlmediums oder Mahlmittels hergestellt, das aus Körnern oder Kügelchen besteht, die sich im wesentlichen aus Kaliumcarbonat zusammensetzen. Körner oder Kügelchen, die für die Nasszerkleinerung einer Kalk-Schlämmkreide-Suspension in einer Sandmühle geeignet sind, können aus Naturlagerstätten gewonnen werden.Werden bestimmte oolithische Kalksteine und Pisolithe zerdrückt oder leicht vermählen und eingestuft, dann fallen Kügelchen oder Körner aus Kalziumcarbonat mit einer geeigneten Grosse und Form für eine Verwendung als Mahlmittel in einer Sandmühle an. Einige dieser Kalksteine liefern abgerundete Körner, die bevorzugt werden. Teilchen mit einer unregelmässigeren Form können ebenfalls als Mahlmittel zur Durchführung eines Sandmahlens verwendet werden. Die sehr weissen sogenannten saccharoiden Kalksteine oder Zuckersandsteine, die aus Lagerstätten gewonnen

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werden, die beispielsweise in Orgon in Frankreich und in den Pyrenäen sowie anderswo vorkommen, können sehr weisse Körner oder Kügelchen aus Kalziumcarbonat liefern, die als Mahlmittel in einer Sandmühle eingesetzt werden können, wenn sie in geeigneter Weise durch Sieben oder andere Methoden abgestuft werden.

Eine andere Form von Kalziumcarbonat, die in hervorragender Weise zur Durchführung der Erfindung geeignet ist, fällt bei bestimmten Wasserweichmachverfahren an, bei deren Durchführung die Ausfällung von Kalziumbicarbonat mit Kalk in Gegenwart eines Impfmaterials durchgeführt wird, das gewöhnlich aus kleinen KaIziumcarbonat-Teilchen besteht. Bei der Durchführung derartiger Verfahren wird das Impfmaterial in einem aufsteigenden Wasserstrom suspendiert, in welchen die erforderliche Menge an Kalk eingeführt wird. Die Ausfällung erfolgt an den Impfteilchen, welche allmählich in Kügelchen oder Pellets mit etwa kugelförmiger Form umgewandelt werden und im wesentlichen aus Kalziumcarbonat bestehen und, falls sie einen bestimmten Grössenbereich erreichen, der bis zu 3 mm im Durchmesser betragen kann, zu einem Absitzen auf dem Boden des Reaktionsgefässes neigen, aus dem sie periodisch entfernt werden können. Die Reinheit der Kügelchen sowie ihre Farbe richten sich weitgehend nach der Reinheit des behandelten Wassers. Es ist möglich, Kügelchen mit einer besseren Farbe und Reinheit als der Farbe und Reinheit der zu vermählenden Kalk-Schlämmkreide zu erhalten, wobei diese Materialien in Grössenbereiche fallen, die gewöhnlich bis zu ungefähr 3 mm Durchmesser betragen, so dass sie für eine Verwendung als Mahlmittel in einer Sandmühle geeignet sind.

Die Härte dieser Formen von Mahlmitteln ist ähnlich derjenigen des Calcits in Kalk-Schlämmkreide (Mohs 'sehe Härte von Calcit = 3). Sie ist beträchtlich geringer als die Härte der Mittel, wie sie bisher für die Nasszerkleinerung von Kalk-Schlämmkreide in Sandmühlen eingesetzt worden ist. Beispielsweise beträgt die Mohs'sehe

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Härte von Kieselsäuresand 7, die von Glas 4,5 bis 6,5 und diejenige von Zirkon 7,5. Alle Kalziumcarbonat-Teilchen, die als Ergebnis eines Abriebs oder eines Brechens so klein werden, dass sie mit dem Produkt durchfallen, bedingen keinen übermässigen Abrieb oder keine übermässige Zerstörung der Anlage, die für die Verarbeitung oder Aufbringung von Massen auf der Basis von Polymeren verwendet wird, welche den Kalk-Schlämmkreide-Füllstoff enthalten, so wie dies im Falle von Massen sein kann, die Kreidefüllstoff enthalten, der mit herkömmlichen härteren abrasiven Materialien vermählen worden ist.

Während im Falle der herkömmlichen harten und abrasiven Formen von Mahlmitteln sogar ein normaler Abrieb der Mittel Verunreinigungen in sehr feiner Form in die Kalk-Schlämmkreide einschleppt, ist dies bei den erfindungsgemässen Kalziumcarbonat-Mitteln nicht der Fall, vielmehr wird zu dem Ausstoß des Produktes beigetragen. Die untere Härte der Calcit-Mittel bedeutet, dass ihre Abriebgeschwindigkeit grosser ist als im Falle von herkömmlichen härteren Formen. Die Abriebgeschwindigkeit hängt von der Grosse der Mittel sowie von den Betriebsbedingungen der Mühle ab und liegt in der Praxis zwischen 2 und 20 Gewichts-% der vermahlenen Kalk-Schlämmkreide.

Da die Körner, die aus natürlichen Kalksteinen oder dergleichen hergestellt werden, oder die synthetischen Kügelchen, die beim Wasserweichmachen anfallen, wesentlich billiger sind als die bisher zum Sandmahlen von Kalk-Schlämmkreide-Suspensionen eingesetzten speziellen Sande und synthetischen Mahlmedien, ist die grössere Abriebgeschwindigkeit in dieser Beziehung kein Nachteil, insbesondere da sie dazu dient, den Ausstoß der Sandmühle in günstiger Weise zu erhöhen.

Es ist ferner bekannt, Mahlmittel, die aus Nylon oder einem anderen Kunststoffmaterial bestehen, in einer Sandmühle zu verwenden.

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Diese Mahlmittel-Typen erzeugen zwar keine harten abrasiven Teilchen, sie sind jedoch mit dem Nachteil einer geringen Dichte (spezifisches Gewicht ungefähr 1,1) behaftet, wodurch merklich ihr Wirkungsgrad bezüglich der Nasszerkleinerung von Kalk-Schlämmkreide im Vergleich zu dem erf .indungsgemässen Mahlmittel-Typ (spezifisches Gewicht 2,7) herabgesetzt wird.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin, dass die Abriebgeschwindigkeit der Kalziumcarbonat-Mahlmittel-Typen derartig ist, dass beim Betrieb einer Sandmühle auf kon-

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tinuierlicher Basis häufig/Ersatzmittel zugesetzt werden muss, das vorzugsweise kontinuierlich aus einem Aufgabetrichter oberhalb der Sandmühle zugeleitet wird . Wird das Ersatzmittel dem sich in den oberen Teil der Mahlkammer erstreckenden Teil des Siebes zugegeben, dann ist eine kontinuierliche Abwärtsbewegung des Mahlmittels über das Sieb hinaus in die Mahlzone gewährleistet, welche verhindert, dass abgenutzte oder zerbrochene Teilchen eines derartigen Mittels durch das Sieb mit der Ausstoßsuspension gelangen. Auf diese Weise wird nicht nur das Vorliegen von stark abrasiven Teilchen in der Kalk-Schlämmkreide unterdrückt, vielmehr v-ird auch die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von weicheren Kalziumcarbonat-Teilchen herabgesetzt, die eine Grosse besitzen, die dazu ausreicht, das Oberflächenaussehen von Massen auf der Basis von Polymeren zu beeinträchtigen, welche die Schlämmkreide enthalten.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Mahlmittel besteht in einem verminderten Abrieb der Sandmühlen-Mahlkammer, insbesondere des Flügels.

Das Verfahren des Vermahlens von Kalk-Schlämmkreide mit Kügelchen oder Körnern aus Kaliumcarbonat kann unter Einsatz von Suspensionen mit einem breiten Konzentrationsbereich durchgeführt

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werden, beispielsweise mit einem Bereich von 20 bis 75 Gewichts-% Feststoffen, welche vorzugsweise wenigstens 70 Gewichts-% eines Materials mit einem kleineren kugeläquivalenten Durchmesser von 5 μπι und wenigstens 25 Gewichts-% eines Materials enthalten, das kleiner als 2 μπι ist. Der Mahlwirkungsgrad der erfindungsgemässen Mahlmittel steigt wie im Falle anderer Mahlmittelformen mit einer Zunahme der Feststoffkonzentration der Suspension, welche der Sandmühle zugeführt wird, an. Wie dies beim Vermählen mit den bisher eingesetzten Mahlmittelformen der Fall ist, kann die Fliessfähigkeit von Suspensionen mit hohem Feststoffgehalt, die der Mühle zugeführt werden, durch die Zugabe kleiner Mengen an Dispergier- oder Benetzungsmittel der in herkömmlicher Weise für diesen Zweck eingesetzten Typen verbessert werden.

Der Kalk-Schlämmkreide-Füllstoff kann gegebenenfalls zusammen mit anderen Füllstoffen oder Pigmenten, wie Ton oder Titandioxid, verwendet werden. Derartige andere Füllstoffe oder Pigmente können mit der Kalk-Schlämmkreide in der Weise zugemengt werden, dass sie !gleichzeitig mit dieser der Sandmühle in Form einer wässrigen Suspension zugeleitet werden.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel 1

Eine natürliche Kalk-Schlämmkreide-Aufschlämmung, die 43,7 Gewichts-% Feststoffe enthält und 75,1 Gewichts-% eines Materials mit weniger als 5 μπι und 29,6 Gewichts-% eines Materials mit weniger als 2 μπι aufweist, wird mit 36 l/Stunde einer Sussmeyer-SP8-Sandmühle zugeleitet. Die SP8~Sandmühle weist eine Mandelkapazität von 30 1 und einen Standardrührer auf, der mittels eines 16 PS-Motors auf 1450 Upm gebracht wird. Die Sandmühle wird mit 38 kg Kalziumcarbonat-Kügelchen mit einem Grössenbereich von

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0,6 bis 1,18 nun beschickt, die von der Broughton-Behandlungsanlage der Fylde Water Authority geliefert werden und chemisch zu 98 % aus Kaliumcarbonat bestehen.

Das erhaltene Produkt enthält 46,9 Gewichts-% Feststoffe, wobei 100 Gewichts-% des Materials feiner als 5 μπι und 84,4 Gewichts—% des Materials feiner als 2 μπι sind. Der Abrieb des Mittels, berechnet auf die Zunahme in dem Produkt über der Beschickung beträgt daher 13,7 %.

Beispiel 2

Das Beispiel 1 wird mit einer Auf schlämrnungsbeschickungsgeschwindigkeit von 69 l/Stunde wiederholt. Das Produkt enthält 45 Gewichts-% Feststoffe mit 97,6 Gewichts-% eines Materials mit weniger als 5 μπι und 60,1 Gewichts-% eines Materials mit weniger als 2 μπι. Der Abrieb des Mittels beträgt damit 5,5 %, wenn es auf der Basis der Zunahme des Produktes über die Beschickung hinaus berechnet wird.

Beispiel 3

Die in Beispiel 1 geschilderten Bedingungen werden wiederholt. Die Mühle wird während einer Zeitspanne von 10 1/2 Stunden betrieben, wobei die Beschickungsgeschwindigkeiten von 36 l/Stunde bis 346 l/Stunde schwanken. Nach dieser Periode wird das Mahlmittel aus der Mühle entnommen und untersucht. Es besteht immer noch aus abgerundeten Kügelchen mit einer durchschnittlich um 18 % herabgesetzten Grosse. Dies entspricht einer Abriebgeschwindigkeit von 1,7 kg/Stunde.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von ultrafeiner Kalk-Schlämmkreide, die als Füllstoff verwendet wird, der frei von harten abrasiven Teilchen ist, dadurch gekennzeichnet, dass Kalk-Schlämmkreide in einer wässrigen Suspension

mit einem Mahlmedium vermählen wird, das im wesentlichen aus Kalziumcarbonat in einer Form besteht, die eine Druckfestigkeit besitzt, die grosser ist als diejenige der Schlämmkreide.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfestigkeit des verwendeten Mahlmediums wenigstens 2 Newton beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfestigkeit des verwendeten Mahlmediums 10 bis 4 0 Newton beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das eingesetzte Mahlmedium aus einem Kalkstein besteht.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das eingesetzte Mahlmedium ein Kalziumcarbonat ist, das bei der Ausfällung bei der Durchführung eines Wassererweichungsverfahrens anfällt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das verwendete Mahlmedium in abgerundeter körniger oder in Kugelform vorliegt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eingesetzte wässrige Suspension 20 bis 75 Gewichts-% Feststoffe enthält.

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8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die eingesetzten Feststoffe wenigstens 70 Gewichts-% eines Materials enthalten, das feiner ist als 5 μΐη, äquivalent dem Kugeldurchmesser, und wenigstens 25 Gewichts-% eines Materials, das feiner ist als 2 μΐη.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mahlen in Gegenwart eines Dispergiermittels durchgeführt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eingesetzte Mahlmedium aus Teilchen mit einem durchschnittlichen kugeläquivalenten Durchmesser von 0,5 bis 3 mm besteht.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eingesetzte Mahlmedium kontinuierlich durch Zugabe zu dem Oberteil der Mühle in der Nähe der inneren Seite des Siebes oder in der Nähe der Aufschlämmungsauslassöffnung erneuert wird.

12. Vermahlene Kalk-Schlämmkreide, dadurch gekennzeichnet, dass sie nach einem Verfahren gemäss einem der vorstehenden Ansprüche erhalten worden ist.

13. Schlämmkreide nach Anspruch 12 mit wenigstens 95 Gewichts-% an Teilchen mit einem kugeläquivalenten Durchmesser von nicht mehr als 5 μΐη und wenigstens 40 Gewichts-% Teilchen mit einem kugeläquivalenten Durchmesser von nicht mehr als 2 μΐη und nicht mehr als 0,5 Gewichts-% an Teilchen mit einem kugeläquivalenten Durchmesser von mehr als 10 μΐη.

14. Schlämmkreide nach Anspruch 13 mit wenigstens 70 Gewichts-% an Teilchen mit einem kugeläquivalenten Durchmesser von nicht

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mehr als 2 μπι und nicht mehr als 0,5 Gewichts-% an Teilchen mit einem kugeläquivalenten Durchmesser von mehr als 5 μπι.

15. Verwendung einer Schlämmkreide gemäss den Ansprüchen 12, 13 oder 14 als Zusatz zu einem organischen polymeren Material.

16. Ausführungsform nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das organische polymere Material aus einem Kunststoffmaterial oder einem Kautschuk besteht und zum Verformen oder zum Extrudieren eingesetzt wird.

17. Ausführungsform nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das polymere Material aus Polyvinylchlorid besteht.

18. Verwendung einer Schlämmkreide gemäss den Ansprüchen 12, 13 oder 14 als Zusatz zu einer Oberflächenbeschichtungsmasse.

19. Verwendung einer Schlämmkreide gemäss den Ansprüchen 12, 13 oder 14 als Zusatz zu einer Papierbeschichtungsmasse aus einem Latex aus Polymerteilchen oder einem wasserlöslichen Polymeren als Bindemittel.

20. Ausführungsform nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse neben der Schlämmkreide einen Füllstoff oder ein Pigment enthält.

21. Ausführungsform nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse ausserdem Ton oder Titandioxid enthält.

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