Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
-
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Mahlen
eines Pulvers unter Verwendung eines Zirkoniumsilicat-
Schleifmediums.
2. Beschreibung des Standes der Technik
-
Viele Anwendungen, wie etwa die Herstellung keramischer
Teile, die Herstellung magnetischer Medien und die
Herstellung von Farben, erfordern, daß das keramische bzw.
das magnetische Pulver bzw. das Pigmentpulver innerhalb
des jeweiligen Bindemittels, das für eine gegebene
Anwendung geeignet ist, möglichst vollständig dispergiert ist.
Hochgradig dispergierte keramische Pulver haben
keramische Teile mit höherer Dichte und einer höheren
Festigkeit zur Folge als jene, die aus weniger vollständig
dispergierten Feststoffen hergestellt sind. Die
Datenspeicherkapazitäten magnetischer Medien sind durch die
Partikelgröße begrenzt, wobei magnetische Medien aus
vollständig dispergiertem, fein verteiltem Pulver eine maximale
Informationsspeicherung erreichen. Die optischen
Eigenschaften von Farben, wie etwa Deckkraft, Leuchtdichte,
Farbe und Beständigkeit, sind vom Grad der erreichten
Pigmentdispersion stark abhängig. Zum Erreichen einer
derartig vollständigen Pulverdispersion sind
feinverteilte Pulver notwendig. Zum Erzeugen derartig
feinverteilter Pulver werden typischerweise Mahleinrichtungen,
wie etwa Scheibenmühlen, Schlagkorbmühlen und/oder
Reibungsmühlen, mit einem Mahlmedium verwendet, um das
Pul
ver idealerweise auf seinen elementaren
Aufspaltungszustand zu reduzieren, wie etwa beispielsweise auf die
Größe eines einzelnen Pulverkristallits.
-
Das Mahlen einiger Pulver beinhaltet einen
Deagglomerationsvorgang, wonach chemische Bindungen, etwa
wasserstoffgebundene Oberflächenfeuchtigkeitskräfte, von der
Waalssche Kräfte und elektrostatische Kräfte, etwa zwischen
den Partikeln, sowie weitere Bindungen, die die Partikel
zusammenhalten, gebrochen und/oder überwunden werden
müssen, um die Partikel in ihrer elementaren Aufspaltung zu
erhalten. Titandioxid ist ein Pigmentpulver, das einen
Deagglomerations-Mahlvorgang benötigt, um es auf ein
feinverteiltes Pulver zu reduzieren. Eine optimale
Dispersion von Titandioxid-Pigmentpulver hat optimierte
Gebrauchseigenschaften zur Folge, insbesondere verbesserten
Glanz, Beständigkeit und Deckkraft.
-
Deagglomerationsvorgänge werden am besten unter
Verwendung eines Schleifmediums durchgeführt, das durch eine
kleine Partikelgröße gekennzeichnet ist, die das kleinste
Vielfache der tatsächlichen Größe der gemahlenen
Produktpartikel ist, die noch effektiv vom Produktpulver
getrennt werden kann. In einem kontinuierlichen Vorgang
kann das Schleifmedium von den Produktpartikeln unter
Verwendung von Dichtetrenntechniken getrennt werden. In
einer typischen Kugel- oder Sandmühle, die in einem
kontinuierlichen Vorgang betrieben wird, kann die Trennung
des Schleifmediums vom Produkt anhand der zwischen den
Schleifmedium- und Produktpulverpartikeln vorhandenen
Differenzen zwischen Absetzrate, Partikelgröße oder
beider Parameter bewirkt werden.
-
Technische Mahlanwendungen verwenden typischerweise z. B.
Siliciumsand, Glaskugeln, keramische Medien oder
Stahlkugeln als Schleifmedien. Unter diesen schränken die
ge
ringe Dichte von Sand und Glaskugeln von ungefähr
2,6 g/cm³ und die geringe Härte der Glaskugeln die
Materialien ein, die unter Verwendung von Sand oder
Glaskugeln gemahlen werden können. Die Verwendung von
Stahlgranulat ist nur auf solche Anwendungen beschränkt, bei
denen eine Eisenverunreinigung toleriert werden kann, die
aus Verschleißprodukten des Stahlgranulats während des
Mahlvorgangs resultiert.
-
Es besteht somit ein Bedarf an einem Mahlvorgang unter
Verwendung eines verhältnismäßig kostengünstigen, dichten
und ungiftigen Schleifmediums, das durch eine kleine
Partikelgröße und eine Dichte gekennzeichnet ist, die für
Trennungszwecke ausreichend hoch ist, was gestattet, daß
es für das Mahlen einer breiten Palette von Materialien
verwendet wird, und das keine Verschleißnebenprodukte
erzeugt, die eine Verunreinigung des Produktpulvers zur
Folge haben.
-
Ein verhältnismäßig kostengünstiges, dichtes und
ungiftiges, natürlich vorkommendes
Zirkoniumsilicatsand-Schleifmedium, das eine kleine Partikelgröße und eine
ausreichend hohe Dichte aufweist, ist zum Schleifen einer
breiten Palette von Materialien geeignet, wobei das
Produktpulver nicht durch Verschleißnebenprodukte verunreinigt
wird.
-
Die Erfindung schafft ein die folgenden Schritte
umfassendes Verfahren zum Mahlen eines Pulvers: Bereitstellen
eines Ausgangspulvers und eines Schleifmediums, das
natürlich vorkommenden Zirkoniumsilicatsand enthält, und
das durch eine absolute Dichte des Schleifmediums im
Bereich von 4,75 bis 4,85 g/cm³ und eine Partikelgröße im
Bereich von 150 bis 250 um gekennzeichnet ist; Vermischen
des Ausgangspulvers und des Schleifmediums mit einem
flüssigen Medium, um einen Mahlschlamm zu bilden; Mahlen
des Mahlschlamms in einer Hochenergiemühle, die gewählt
ist aus Scheibenmühlen, Schlagkorbmühlen und
Reibungsmühlen, während einer Zeitdauer, die ausreicht, um einen
Produktschlamm herzustellen, der ein Produktpulver mit
einer gewünschten Produktpulver-Partikelgröße und mit im
wesentlichen derselben Zusammensetzung wie das
Ausgangspulver enthält; und Trennen des Produktschlamms vom
Mahlschlamm, so daß das Schleifmedium im Mahlschlamm
zurückbleibt.
-
Andere und weitere Gegenstände, Eigenschaften und
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden Fachmännern beim
Lesen der nachfolgenden genauen Beschreibung bevorzugter
Ausführungen leicht deutlich.
Beschreibung bevorzugter Ausführungen
-
In dieser Beschreibung und in den nachfolgenden
Ansprüchen bedeutet der Ausdruck "natürlich vorkommend", daß
Zirkoniumsilicatsand in Form von Zirkoniumsilicatsand mit
einer bestimmten Partikelgröße abgebaut wird und von den
Zirkoniumsilicatmaterialien unterschieden wird, die durch
den Menschen synthetisiert, hergestellt oder anderweitig
künstlich produziert werden. Das in der Erfindung
verwendete Zirkoniumsilicatsand-Schleifmedium kommt in der
Natur in geeigneter Form und Größe vor und kann sortiert
werden, um den geeigneten Bruchteil für die Verwendung in
einer bestimmten Schleifoperation zu erhalten. Der
abgebaute Zirkoniumsilicatsand wird sortiert, um anhand von
Betrachtungen der Partikelgröße den geeigneten Bruchteil
des Zirkoniumsilicatsands zu isolieren, der als ein
Schleifmedium zu verwenden ist. Der hier in der
Spezifikation und den nachfolgenden Ansprüchen verwendete
Ausdruck "Schleifmedium" bezieht sich auf ein Material, das
in eine Schleifeinrichtung, wie etwa eine Scheibenmühle,
Schlagkorbmühle oder Reibungsmühle, gemeinsam mit dem
feiner zu schleifenden oder zu deagglomerierenden Pulver
eingesetzt wird, um die Scherwirkung der Mahleinrichtung
auf das bearbeitete Pulver zu übertragen, um die Partikel
des Pulvers zu zerkleinern.
-
Das Verfahren der Erfindung verwendet ein Schleifmedium,
das natürlich vorkommenden Zirkoniumsilicatsand enthält,
der durch eine Dichte im Bereich von 4,75 g/cm³ bis
4,85 g/cm³ und eine Partikelgröße von 150 bis 250 um
gekennzeichnet ist.
-
Der natürlich vorkommende Zirkoniumsilicatsand neigt
dazu, einphasig zu sein, während synthetische
Zirkoniumsilicat-Keramikkugeln typischerweise vielphasige
Materialien sind. Oberflächenverunreinigungen, wie etwa
Aluminium, Eisen, Uran, Thorium und weitere Schwermetalle
sowie TiO&sub2;, können an den Oberflächen der Partikel des
natürlich vorkommenden Zirkoniumsilicatsands vorhanden
sein. Wenn die Oberflächenverunreinigungen durch einen
Oberflächenvorbehandlungsprozeß entfernt wurden, der
einem Fachmann bekannt ist, wie etwa durch Waschen und
Klassifizieren, zeigen chemische Analysen an, daß alle
verbleibenden Verunreinigungen innerhalb der
Kristallstruktur des Zirkoniumsilicats liegen und das Pulver, das
gemahlen wird, nicht nachteilig beeinflussen.
-
Da die Dichte des natürlich vorkommenden
Zirkoniumsilicatsands, wie oben beschrieben ist, die Dichte von
3,8 g/cm³ übersteigt, die typischerweise für hergestellte
Zirkoniumsilicatkugeln kennzeichnend ist, kann ein
Schleifmedium aus natürlich vorkommenden
Zirkoniumsilicatsand mit einer kleineren Partikelgröße als die der
hergestellten Zirkoniumsilicatkugeln verwendet werden,
ohne daß der Zirkoniumsilicatsand aus dem Mahlschlamm
ausgeschwemmt wird, wodurch er aufhört, als Schleifmedium
wirksam zu sein.
-
Das Zirkoniumsilicatsand-Schleifmedium kann durch eine
Partikelgröße gekennzeichnet sein, die das kleinste
Vielfache der Partikelgröße der Endprodukt-Partikelgröße, der
Partikelgröße des gemahlenen Produktpulvers, ist, die von
dem gemahlenen Produktpulver effektiv getrennt werden
kann. Die Partikelgröße des natürlich vorkommenden
Zirkoniumsilicatsands liegt im Bereich von 150 um bis 250 um.
Der abgebaute, natürlich vorkommende Zirkoniumsilicatsand
kann unter Verwendung von Techniken, die einem Fachmann
bekannt sind, gesiebt werden, um einen groben Bruchteil
des Sands zu isolieren, der Partikel mit einer geeigneten
Größe aufweist, um als ein effektives Schleifmedium zu
wirken.
-
Das Schleifmedium kann jedes flüssige Medium sein, das
mit dem Produkt, das gemahlen wird, und dem Mahlvorgang
kompatibel ist, kann Wasser, Öl und jede weitere
organische Verbindung oder eine Mischung von diesen enthalten
und kann mit dem natürlich vorkommenden
Zirkoniumsilicatsand kombiniert sein, um einen Schlamm zu bilden. Das
flüssige Medium wird in Abhängigkeit von dem Produkt, das
gemahlen wird, gewählt. Nachdem der Mahlvorgang beendet
ist, kann das gemahlene Produktpulver von dem flüssigen
Medium getrennt werden; das Schleifmedium wird gewöhnlich
vom flüssigen Medium getrennt, nachdem der Mahlvorgang
beendet ist.
-
Wenn das Pulver, das gemahlen wird, ein Pigment zur
Verwendung in einer Farbe oder Tinte auf Ölbasis ist, kann
das flüssige Medium ein Öl sein, wie etwa ein natürlich
entstandenes Öl wie Tungöl, Leinöl, Sojaöl oder Tallöl
oder deren Mischungen. Diese natürlich vorkommenden Öle
können mit Lösungsmitteln gemischt sein, wie etwa
Leichtbenzin, Benzin oder Toluol oder deren Mischungen, die
ferner Substanzen wie etwa Gummis, Harze,
Dispersionsmit
tel und/oder Trockenmittel enthalten können. Das flüssige
Medium kann außerdem weitere Materialien enthalten, die
bei der Herstellung von Farben und Tinten auf Ölbasis
verwendet werden, wie etwa Alkydharze, Epoxydharze,
Nitrozellulose, Melamine, Urethane und Silicone.
-
Wenn das Pulver, das gemahlen wird, ein Pigment zur
Verwendung in einer Farbe auf Wasserbasis ist, wie etwa eine
Latexfarbe, kann das flüssige Medium Wasser sein, das
wahlweise Schaumverhütungsmittel und/oder
Dispersionsmittel enthält. Wenn das Pulver ein keramisches oder
magnetisches Pulver ist, kann das Medium Wasser sein und
ebenfalls Dispersionsmittel enthalten.
-
Der natürlich vorkommende Zirkoniumsilicatsand und das
flüssige Medium werden kombiniert, um einen
Schleifschlamm zu bilden, der weiter durch eine Viskosität des
Schleifschlamms gekennzeichnet ist, die im Bereich von
ungefähr 1 mPas (1,0 cps) bis ungefähr 10 kPas
(10.000 cps) liegt, mehr bevorzugt im Bereich von
ungefähr 1 bis 500 mPas (1,0 bis ungefähr 500 cps) und am
meisten bevorzugt im Bereich von ungefähr 1 bis 100 mPas
(1,0 bis ungefähr 100 cps). Die Viskosität des
Schleifschlamms ist im allgemeinen durch die Konzentration der
Feststoffe im Schleifschlamm bestimmt, deshalb gilt, je
höher die Konzentration von Feststoffen im Schleifschlamm
ist, desto höher sind Viskosität und Dichte des
Schleifschlamms. Es gibt keine absolute obere Begrenzung der
Viskosität des Schleifschlamms; jedoch ist bei einer
bestimmten Viskosität ein Punkt erreicht, bei dem kein
Schleifmedium benötigt wird, wie im Fall von
Kunststoffen, die in Extrudern, Trommelmühlen usw. ohne
Schleifmedium angerührt werden.
-
Das im Verfahren der Erfindung verwendete Ausgangspulver
kann ein Agglomeratpulver und/oder ein Aggregatpulver
sein. Das Agglomeratpulver kann durch eine
Agglomeratpulver-Partikelgröße von weniger als ungefähr 500 um
gekennzeichnet sein, die stärker bevorzugt im Bereich von
ungefähr 0,01 um bis ungefähr 200 um sein kann. Bei
Titandioxid-Pigmentpulvern weist das Agglomeratpulver eine
Partikelgröße im Bereich von ungefähr 0,05 um bis ungefähr
100 um auf, das gemahlen werden kann, um sich der
Partikelgröße eines einzelnen Titandioxidkristallits
anzunähern.
-
Das Ausgangspulver kann außerdem durch eine absolute
Dichte des Ausgangspulvers im Bereich von ungefähr
0,8 g/cm³ bis 5,0 g/cm³ gekennzeichnet sein. Das
Verfahren der Erfindung ist für organische Pulver, die
typischerweise Dichten am unteren Ende des oberen Bereichs
aufweisen, sowie für anorganische Pulver, wie etwa
Titandioxid, Calciumcarbonat, Bentonit oder Kaolin oder deren
Mischungen, geeignet. Das Titandioxid-Ausgangspulver kann
ein Agglomerat-Titandioxidpigment sein, das eine Dichte
im Bereich von ungefähr 3,7 g/cm³ bis ungefähr 4,2 g/cm³
aufweist.
-
Das im Verfahren der Erfindung verwendete flüssige Medium
kann Öl oder Wasser sein, das gemäß den bereits
beschriebenen Kriterien gewählt ist.
-
Der Schritt (5) des Mahlens kann in jeder geeigneten, ein
Schleifmedium verwendenden Mahleinrichtung durchgeführt
werden, etwa in einer Kugelmühle, einer Schlagkorbmühle,
einer Scheibenmühle oder einer Schlagstiftmühle, die so
beschaffen ist, daß sie einen vertikalen Fluß oder einen
horizontalen Fluß unterstützt, ohne jedoch darauf
eingeschränkt zu sein. Der Mahlvorgang kann ein
diskontinuierlicher oder ein kontinuierlicher Vorgang sein.
-
Der Schritt (6) des Trennens des Produktschlamms vom
Mahlschlamm kann durch das Unterscheiden des
Produktschlamms, der das Produktpulver zusammen mit dem
flüssigen Medium enthält, vom Mahlschlamm anhand einer
Differenz zwischen den physikalischen Eigenschaften von
Ausgangspulver und Schleifmedium und den physikalischen
Eigenschaften der Produktpulverpartikel, wie etwa
Partikelgröße, Partikeldichte und Partikelabsetzrate,
erfolgen. Wie bereits beschrieben wurde, kann das
Produktpulver, nachdem der Mahlvorgang beendet ist, vom flüssigen
Medium getrennt werden; gewöhnlich wird das Schleifmedium
vom flüssigen Medium getrennt, nachdem der Mahlvorgang
beendet ist. Das Produktpulver kann vom Produktschlamm
getrennt werden und einer weiteren Bearbeitung unterzogen
werden, wie etwa das Dispergieren des Pulvers in einem
Dispergiermedium, um eine Dispersion zu bilden. In
Abhängigkeit davon, ob die Dispersion eine Farbe oder Tinte
auf Ölbasis oder eine Farbe oder Tinte auf Wasserbasis
oder eine Dispersion eines keramischen oder magnetischen
Pulvers ist, kann das Dispergiermedium gemäß den gleichen
Kriterien gewählt werden, wie bereits für die Wahl des
flüssigen Mediums beschrieben wurde. Wenn das
Produktpulver im Produktschlamm zu verwendet ist, sind keine
weiteren Dispergierschritte notwendig.
-
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung
der vorliegenden Erfindung. Die in den Beispielen
verwendeten speziellen Verbindungen, Vorgänge und Bedingungen
sollen die vorliegende Erfindung erläutern und sind nicht
auf diese beschränkt.
Beispiel 1
-
Das folgende Beispiel dient dazu, die Wirksamkeit von
konventionellem, kommerziell verfügbarem synthetischen
Zirkoniumsilicat-Keramikkugeln als Schleifmedium mit der
Wirksamkeit von 10-40 mesh (US) Standard-Siliciumsand zu
vergleichen.
-
Sandmühlen mit nominellen Schleifkammerkapazitäten von
1041 Litern (275 Gallonen) und den Gesamtkapazitäten von
1893 Litern (500 Gallonen) wurden jeweils mit 1361 kg
(3000 Pfund) synthetischen Zirkoniumsilicat-Keramikkugeln
der nominellen Größe von 300 um und 210 um bzw. mit
544 kg (1200 Pfund) 10-40 mesh (US)
Standard-Siliciumsand, der höchsten mit Siliciumsand durchführbaren
Mühlenfüllung, gefüllt. Die Mühlen, die mit 1361 kg
(3000 Pfund) synthetischen Zirkoniumsilicat-Keramikkugeln
gefüllt wurde, sowie die Mühle, die mit 544 kg
(1200 Pfund) 10-40 mesh (US) Siliciumsand gefüllt wurde,
wurden bei Durchflußraten von 61, 87 und 114 Litern pro
Minute (16, 23 und 30 Gallonen pro Minute) betrieben. Die
durch alle Mühlen geführten Schlämme wiesen eine Dichte
von 1,35 g/cm³ auf und enthielten Titandioxid in Wasser,
von dem ungefähr 40% eine geringere Größe als 0,5 um
aufwies. Die Größe der Titandioxidpartikel im
Produktschlamm wurde unter Verwendung eines
Partikelgrößenanalysators Leeds and Northrupp MicrotracTM Serie 9200 in
Wasser mit 0,2% Natriumhexametaphosphat als Tensid bei
Raumtemperatur gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1
zusammengefaßt und zeigen an, daß der Schleifwirkungsgrad
der Keramikkugeln aus synthetischen Zirkoniumsilicat, der
durch den Prozentsatz des Produktpulvers von weniger als
oder gleich 0,5 um Größe angezeigt ist, besser ist im
Vergleich mit dem Schleifwirkungsgrad von 10-40 mesh (US)
Siliciumsand.
Tabelle 1
-
Wenn ferner die Eigenschaften der fertigen Pigmente, die
mit den 230 um Keramikkugeln aus synthetischem
Zirkoniumsilicat
bearbeitet wurden, mit jenen Pigmenten verglichen
wurden, die mit Siliciumsand bearbeitet wurden, wurden
verschiedene Verbesserungen gegenüber
den Eigenschaften
der mit Siliciumsand bearbeiteten fertigen Pigmente
festgestellt. Die Verbesserungen enthalten eine Verminderung
der Schrotzeit um ungefähr 57%, die als die Zeit
definiert ist, um das Pigment in ein Alkydharz einzumischen,
eine Verminderung der Konsistenz um ungefähr 42%, was
als das Drehmoment definiert ist, das benötigt wird, um
ein Alkydharz-Farbsystem zu mischen, wenn das Pigment
beigemischt ist, ein Ansteigen im B235 Halbglanz um
ungefähr 6 Einheiten, was als eine 60 Grad Glanzmessung in
einem Latex-Farbsystem definiert ist, eine Verminderung
der B202H Trübung um ungefähr 12 Einheiten, was als die
relative Tiefe, bei der ein Bild an einer Farbfläche
wahrgenommen werden kann, definiert ist und ein Anwachsen
im B202 Glanz, was als eine Messung von reflektiertem
Licht unter einem Winkel von 20 Grad von einem
Farbsystem, das in Acrylharz ausgeführt ist, definiert ist.
-
Es wird angemerkt, daß das Schleifmedium aus natürlich
vorkommendem Zirkoniumsilicatsand wegen seiner höheren
Dichte und der einphasigen Mikrostruktur ein
Pigmentpulver erzeugen kann, das bessere Eigenschaften aufweist als
jenes, das, wie oben beschrieben ist, unter Verwendung
der Keramikkugeln aus synthetischem Zirkoniumsilicat
erreicht wird.
Beispiel 2
-
Das Beispiel 2 dient dazu, um die Wirksamkeit des
konventionellen Siliciumsands mit der Wirksamkeit des
Schleifmediums aus natürlich vorkommendem Zirkoniumsilicatsand
der Erfindung zu vergleichen. Es wird angemerkt, daß der
natürlich vorkommende Zirkoniumsilicatsand eine höhere
Dichte aufweist als die Dichte von 3,8 g/cm³
synthetischer Zirkoniumsilicatprodukte, wodurch ermöglicht ist,
daß im Vergleich mit den Partikelgrößen der Produkte aus
synthetischem Zirkoniumsilicat kleinere Partikel des
na
türlich vorkommenden Zirkoniumsilicatsands verwendet
werden, wodurch ein größerer Schleifwirkungsgrad
gewährleistet ist.
-
Anlagenversuche, die das Schleifmedium aus natürlich
vorkommendem Zirkoniumsilicatsand mit einer Partikelgröße im
Bereich von ungefähr 180-210 um in einer Schlagkorbmühle
verwenden, zeigten, daß natürlich vorkommender
Zirkoniumsilicatsand bei Produktionsflußraten erfolgreich
verwendet werden kann, um das Entfernen von groben Partikel in
einem Titandioxidpigment zu bewirken, die eine
Partikelgröße von mehr als 0,5 um aufweisen. Es wurde kein
nennenwerter Verlust von Medien aus der Mühle festgestellt.
-
Das Beispiel 2 wurde durchgeführt, indem die Flußraten in
der Mühle B, die mit konventionellem Siliciumsand
betrieben wurde, und in der Mühle C, die mit natürlich
vorkommendem Zirkoniumsilicatsand betrieben wurde, verändert
wurden. Die Sandfüllungen in der Mühle B und in der Mühle
C waren ähnlich deren, die im Beispiel 1 verwendet
wurden, d. h. 544 kg (1200 Pfund) Siliciumsand in der Mühle
B und 1361 kg (3000 Pfund) natürlich vorkommender
Zirkoniumsilicatsand in der Mühle C. Die Proben wurden
gleichzeitig aus beiden Sandmühlen gewonnen. Außerdem wurde die
Mühlenzufuhr geprüft, um jede Partikelgrößenveränderung
bei der Partikelgröße der Zufuhr zu messen.
-
Die in Tabelle 2 gelieferten Daten der Partikelgröße
zeigen, daß der natürlich vorkommende Zirkoniumsilicatsand
sowohl bei einer geringen Flußrate (ungefähr
49 Liter/Minute (13 Gallonen/Minute)) als auch bei einer
höheren Flußrate (ungefähr 132 Liter/Minute (35
Gallonen/Minute)) beim Reduzieren der Partikelgröße im
Vergleich mit der Wirksamkeit des konventionellen
Siliciumsands viel wirkungsvoller ist.
-
Nach einer Periode des kontinuierlichen Betriebs wurden
beide Mühlenüberläufe nach der optischen Qualität des
Pigments und nach Verunreinigung untersucht.
-
Die Verunreinigung des Pigmentprodukts vom Schleifmedium
aus natürlich vorkommendem Zirkoniumsilicatsand war
minimal, gemessen durch Röntgenfluoreszenzprüfung der
Pigmentfeststoffe, die im Mühlenüberlauf gefunden wurden.
Die Metallverunreinigungspegel, ebenfalls durch
Röntgenfluoreszenz gemessen, waren ähnlich zu jenen, die in
Pigmenten festgestellt wurden, die unter Verwendung eines
Schleifmediums aus konventionellem Siliciumsand gemahlen
wurden. Die optische Qualität des mit dem natürlich
vorkommenden Zirkoniumsilicatsand gemahlenen Pigments, die
durch den B381 Farb- und Helligkeits-Trockentest gemessen
wurde, der als das gesamte Licht, das von einer
Pulverkompaktfläche reflektiert wird, und als das Spektrum,
d. h. die Farbe des reflektierten Lichts definiert ist,
war vergleichbar mit der, die für Proben erreicht wurde,
die unter Verwendung konventionellen Siliciumsands
gemahlen wurden. Ergebnisse dieser Teste sind in Tabelle 3
zusammengefaßt.
Tabelle 2 Daten der Pigmentpartikelgröße
Tabelle 3 Chemische Zusammensetzung und optische Eigenschaften des
Pigments
-
Die Mühle C wurde nach neunzehn Tagen Betrieb mit dem
natürlich vorkommenden Zirkoniumsilicatsand durch einen
Flansch an der Unterseite der Mühle unter Verwendung
einer Sonde mit Glasfaseroptik nach Zeichen des
Verschleißes an den Gummiauskleidungen untersucht. Es wurden im
wesentlichen keine Anzeichen des Verschleißes an der
Gummiauskleidung der Mühle festgestellt, die normalerweise
an der Oberfläche von neu ausgekleideten Mühlen vorhanden
sind. Im Gegensatz dazu zeigte die Mühlenauskleidung in
einer Mühle, die nur eine Woche unter Verwendung eines
Schleifmediums aus konventionellem Siliciumsand betrieben
würde, beträchtlichen Verschleiß, insbesondere an den
Führungskanten der Rotorstäbe der Mühle, wo das
wellenförmige Muster nahezu vollständig abgenutzt war.
Beispiel 3
-
Das folgende Beispiel dient dazu, um die Unterschiede in
der Partikelgröße, im Reinheitsgehalt und in der
Schleifleistung zwischen natürlich vorkommenden
Zirkoniumsilicatsanden zu zeigen, die von unterschiedlichen
natürlichen Quellen gewonnen werden.
-
Es werden drei Proben von natürlich vorkommendem
Zirkoniumsilicatsand, hier als Probe 1, Probe 2 und Probe 3
bezeichnet, unter Verwendung einer Siebanalyse, die
während dreißig Minuten an einem RotapTM durchgeführt wurde,
in bezug auf die Partikelgröße bewertet. Anhand der in
Tabelle 4 dargestellten Daten, sind Probe 2 und Probe 3
in bezug auf die Partikelgröße ähnlich, während Probe 1
kleiner ist, was es schwierig machen kann, den Sand der
Probe 1 während eines kontinuierlichen Vorgangs in einer
Schlagkorbmühle zurückzuhalten.
Tabelle 4 Partikelgrößen von Zirkoniumsilicatsandproben
-
Die drei Proben des natürlich vorkommenden
Zirkoniumsilicatsands wurden außerdem einer Elementaranalyse unter
Verwendung von Röntgenfluoreszenz-Techniken unterzogen.
Die Ergebnisse der Elementaranalyse sind in Tabelle 5
gegeben.
Tabelle 5 Chemische Elementaranalyse der Zirkoniumsilicatsande
-
An den drei natürlich vorkommenden Zirkoniumsilicatsanden
wurde außerdem eine labormäßige Schleifuntersuchung
durchgeführt. Die Untersuchung wurde in einer
Schlagkorbmühle mit einer Standard-Labor-Sandfüllung
Zirkoniumsand/Pigment im Verhältnis von 1,8 : 1 durchgeführt.
Tabelle 6 zeigt den Prozentsatz der durchlaufenden Partikel
0,5 um, d. h. Partikel, die eine kleinere Größe als
0,5 um aufweisen, nach 2, 4 und 8 Minuten Schleifen sowie
die mittleren Partikeldurchmesser zu diesen Zeiten. Das
Pigment war unbehandeltes Titandioxidpigment für
Innenemaille. Die Partikelgrößen wurden, wie zuvor beschrieben
ist, unter Verwendung eines MicrotracTM
Partikelgrößenanalysators bestimmt.
Tabelle 6 Wirksamkeit Pigmentschleifen