EA012047B1

EA012047B1 - Водные суспензии минеральных наполнителей, способ их получения и использование

Info

Publication number: EA012047B1
Application number: EA200500216A
Authority: EA
Inventors: Морис Юссон; Кристиан Жакеме; Эжен Воробьев
Original assignee: Омиа Девелопмент Аг
Priority date: 2002-07-17
Filing date: 2003-07-16
Publication date: 2009-08-28
Also published as: US20050249759A1; FR2842436B1; DK1539337T3; IL166172A; EA200500216A1; SI1539337T1; PL217395B1; NZ537542A; ZA200500421B; CA2492322C; WO2004012849A1; AU2003269028B2; NO20050299L; ES2305490T3; FR2842436A1; CN1668368A; EP1539337B1; JP2005535436A; PL374362A1; UA85665C2

Abstract

Настоящее изобретение касается способа получения текучих водных суспензий минеральных веществ, откачиваемых и транспортируемых конечным пользователем непосредственно после этапа фильтрования, в случае необходимости, сопровождающегося последующим сжатием, при этом способ содержит два отдельных этапа фильтрования. Настоящее изобретение касается также полученных водных суспензий минеральных веществ и их использования.

Description

Настоящее изобретения относится к технической области минеральных наполнителей, в частности, к области производства бумаги, и касается, в частности, отлива бумаги и наполнения бумажной массы, а также к областям малярных работ, обработки воды, в частности, производства водоочистительных растворов, производства моющих веществ, керамики, цемента или гидравлических вяжущих веществ, к области общественных работ, производства красок и лаков, шлихтования текстиля и к любой промышленности, требующей использования концентрированных пигментных суспензий, и в частности, относится к областям бумажной промышленности, обработки вод, лакокрасочной промышленности и производства керамики.

В частности, настоящее изобретение касается способа получения водных суспензий минеральных наполнителей или пигментов с хорошими реологическими характеристиками, применяемых в различных вышеупомянутых областях.

Для осуществления промышленного применения в вышеперечисленных областях необходимо производить суспензии минеральных наполнителей, в частности, карбонатов кальция с отличными реологическими характеристиками, то есть имеющие низкую вязкость в течение периода хранения для облегчения манипуляций с ними и применения, а также максимальное содержание минерального вещества, чтобы снизить количество используемой воды.

Во время изготовления таких водных суспензий минеральных наполнителей, отвечающих указанным выше критериям, применение некоторых способов приводит к получению водных суспензий с низкой концентрацией минеральных или органических веществ.

Поэтому необходимо увеличить концентрацию этих суспензий для их поставки конечному пользователю, который применяет упомянутые водные суспензии, или для удаления присутствующих растворителей, когда эти наполнители применяются в виде порошка.

Из известных в настоящее время технологий можно указать концентрирование этих суспензий при помощи способа фильтрования, но эти способы фильтрования приводят к образованию настолько плотного осадка, что возникает потребность, с одной стороны, в добавлении диспергатора после этапа фильтрования и, с другой стороны, в использовании значительной механической энергии для его повторного суспендирования или для откачивания концентрированных суспензий.

Так, в патентной заявке \¥О 00/39029 описан способ получения водной суспензии карбоната кальция, в котором этап фильтрования продолжают этапом термического концентрирования, затем этапом применения механической энергии для повторного суспендирования минеральных частиц, при этом после этапа фильтрования добавляют диспергатор.

Столкнувшись с этой проблемой дополнительного использования диспергирующего агента или применения значительной механической энергии, заявитель неожиданно обнаружил, что в соответствии с настоящим изобретением способ получения водных суспензий минеральных веществ, отличающийся фильтрованием в два отдельных этапа, позволяет решить проблему и получить водную суспензию минерального вещества, которая может быть использована непосредственно после этапа фильтрования, возможно, с последующим сжатием, не применяя при этом дополнительного этапа, такого как добавление диспергирующего агента после этапа концентрирования или использование механической энергии для повторного суспендирования минеральных веществ.

Известно (8оНб-1к.|шб Шбабоп апб кератабоп 1есбпо1оду, А. КикЫоп, А.8. \Уагб. К.6. Но1б1сб, 1996; РШгабоп: Ецшршеп! ке1есбои МобеШпд апб ргосекк 81ти1абоп, К.1. ^акетап, Е.8. Таг1е!оп, 1999; Ртабцие бе 1а йИгабоп, ЕР. Пигоиб1ег, 1999) фильтрование суспензий, не содержащих диспергатора, однако недостатком этого способа является получение осадка, трудно поддающегося повторному диспергированию.

Известен также способ (1Р 53-025646), в котором в водную суспензию карбоната кальция добавляют половину количества диспергатора перед фильтрованием упомянутой суспензии и вторую половину после этапа фильтрования для получения суспензии с высоким содержанием карбоната кальция.

Специалистам известен также другой документ (6В 1 482 258), в котором описан способ получения водных суспензий осажденного карбоната кальция (ОКК) с использованием диспергатора перед этапом концентрирования при фильтровании только в один этап, однако этот способ имеет два главных недостатка.

Первый состоит в необходимости использования давления, превышающего 17 бар, для осуществления фильтрования, а также в необходимости наличия специального диспергирующего оборудования для диспергирования полученного осадка.

Вторым недостатком упомянутого способа является то, что в фильтрате остается большое количество диспергатора, что создает проблемы загрязнения окружающей среды, экологии, обработки отходов или рециркуляции воды, используемой в остальной части процесса, а также проблемы себестоимости по причине использования больших количеств диспергатора.

В патенте Великобритании 1463974 также описан способ фильтрования в один этап, имеющий те же недостатки.

Таким образом, известные специалистам технологии заставляют их использовать диспергирующий агент либо полностью после фильтрования, либо его половину перед этапом фильтрования и вторую половину после этапа фильтрования, или использовать диспергирующий агент перед этапом фильтрования,

- 1 012047 но при этом необходимо, с одной стороны, использовать слишком большое количество диспергирующего агента и сталкиваться с указанными выше недостатками, и, с другой стороны, применять специальное диспергирующее оборудование.

Как правило, все эти известные до настоящего времени технологии характеризуются недостатком, состоящим в необходимости трудоемкого повторного суспендирования осадка, если преследуется цель получения суспензии с высокой концентрацией сухого вещества и с хорошими реологическими характеристиками.

В связи с этим целью настоящего изобретения является создание способа получения водных суспензий минеральных наполнителей и/или пигментов с хорошими реологическими характеристиками, то есть создание способа получения водных суспензий минеральных веществ, которые являются текучими и могут откачиваться и транспортироваться конечным пользователем сразу же после этапа фильтрования, в случае необходимости, сопровождающегося последующим сжатием, при использовании небольших количеств диспергатора и с возможностью контроля за количествами диспергатора, присутствующего в фильтрате, чтобы добиться практически ничтожного присутствия диспергатора в фильтрате.

Под практически ничтожным присутствием диспергатора в фильтрате понимают то, что окончание второго этапа соответствует появлению диспергатора в фильтрате. Это появление диспергатора в фильтрате количественно определяют путем измерения электрической проводимости.

Этот способ получения, в соответствии с настоящим изобретением текучих водных суспензий минеральных веществ, поддающихся откачиванию и транспортировке конечным пользователем сразу же после этапа фильтрования при использовании небольших количеств диспергатора и при возможности контроля за количествами диспергатора, присутствующего в фильтрате, отличается тем, что содержит фильтрование в два отдельных этапа, в случае необходимости, сопровождающееся последующим сжатием.

В частности, эти два отдельных этапа фильтрования включают в себя первый этап, на котором формируют предварительный слой и для которого не используют никакого диспергирующего агента, после которого неразрывно от первого следует второй этап в присутствии одного или нескольких диспергирующих агентов, и, в частности, после которого следует второй этап фильтрования с использованием от 0,01 до 10%, предпочтительно от 0,1 до 2% по сухому весу диспергатора по отношению к сухому весу фильтруемого минерального вещества.

После формирования предварительного слоя воду этого предварительного слоя меняют на воду второго этапа, содержащую один или несколько диспергирующих агентов, таким образом, чтобы диспергатор или диспергаторы равномерно распределялись по всему фильтрационному осадку.

Необходимо отметить, что в течение всего времени фильтрования используемое давление имеет значение порядка значения давления, обычно используемого в известных способах фильтрования. В частности, способ в соответствии с настоящим изобретением отличается тем, что количество диспергирующего агента, присутствующего в фильтрате, контролируют и ограничивают путем непрерывного измерения электрической проводимости фильтрата, и тем, что этап фильтрования останавливают, начиная с момента повышения электрической проводимости фильтрата. Эта остановка фильтрования в момент повышения электрической проводимости соответствует практически ничтожному количеству диспергатора, присутствующего в фильтрате.

Таким образом, способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет непосредственно получать текучие водные суспензии, откачиваемые и транспортируемые сразу же после этапа фильтрования, в случае необходимости, сопровождающегося последующим сжатием, при использовании небольших количеств диспергатора и с присутствием практически ничтожных количеств диспергатора в фильтрате.

Для этого применяемый диспергирующий агент или диспергирующие агенты выбирают из диспергаторов, обычно используемых в области суспендирования минеральных наполнителей, таких, например, как полифосфаты, полиакрилаты, содержащие или не содержащие функциональные группы, или любой другой полимер с диспергирующей функциональной группой, либо из анионных, катионных, неионных или цвиттерионных поверхностно-активных веществ.

Способ получения водных суспензий минеральных веществ в соответствии с настоящим изобретением отличается тем, что минеральное вещество можно выбирать из группы, в которую входит природный карбонат кальция, в частности, различные виды мела, кальцитов, мрамора, или из группы, в которую входят синтетические карбонаты кальция, такие как карбонаты кальция, осажденные на различных этапах кристаллизации, или из смешанных карбонатов магния и кальция, таких как доломиты, или из группы, в которую входят карбонат магния, карбонат цинка, известь, магнезия, сульфат бария, такой как барит, сульфат кальция, кремнезем, магнезиальные силикаты, такие как тальк, волластонит, глины или алюмосиликаты, такие как каолины, слюда, оксиды или гидроксиды металлов или щелочно-земельных металлов, такие как гидроксид магния, оксиды железа, оксид цинка, оксид титана, диоксиды титана в виде анатаза или рутила, и их смеси, в частности, смеси талька и карбоната кальция.

Предпочтительно минеральное вещество выбирают из группы, в которую входят природный карбонат кальция, синтетический карбонат кальция, называемый также осажденным карбонатом кальция, ди

- 2 012047 оксид титана в виде анатаза или рутила, каолин, гидроксид алюминия, глины или их смеси.

Дополнительной целью настоящего изобретения является также получение водной суспензии минерального вещества, которая является текучей, откачиваемой и транспортируемой конечным пользователем непосредственно после этапа фильтрования, за которым, в случае необходимости, следует сжатие.

Эта водная суспензия минерального вещества в соответствии с настоящим изобретением отличается тем, что содержит от 0,01 до 10%, предпочтительно от 0,1 до 2% по сухому весу диспергатора по отношению к сухому весу фильтруемого минерального вещества, и тем, что ее получают при помощи способа согласно изобретению.

В частности, она отличается тем, что минеральное вещество выбирают из группы, в которую входят природный карбонат кальция, в частности, различные виды мела, кальцитов, мрамора, или из группы, в которую входят синтетические карбонаты кальция, такие как карбонаты кальция, осажденные на различных этапах кристаллизации, или из смешанных карбонатов магния и кальция, таких как доломиты, или из группы, в которую входят карбонат магния, карбонат цинка, известь, магнезия, сульфат бария, такой как барит, сульфат кальция, кремнезем, магнезиальные силикаты, такие как тальк, волластонит, глины или алюмосиликаты, такие как каолины, слюда, оксиды или гидроксиды металлов или щелочноземельных металлов, такие как гидроксид магния, оксиды железа, оксид цинка, оксид титана, диоксиды титана в виде анатаза или рутила, и их смеси, в частности, смеси талька и карбоната кальция.

Наконец, еще одной целью настоящего изобретения является использование водных суспензий согласно изобретению в области малярных работ, обработки воды, в частности, производства водоочистительных растворов, производства моющих веществ, керамики, цемента или гидравлических вяжущих веществ, области общественных работ, производства красок и лаков, шлихтования текстиля и в любой промышленности, требующей использования концентрированных пигментных суспензий, и в частности, в областях бумажной промышленности, обработки вод, лакокрасочной промышленности и производства керамики.

Значение и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующих примеров, которые не носят ограничительного характера.

Пример 1.

Этот пример иллюстрирует изобретение и касается фильтрования водной суспензии природного карбоната кальция и, в частности, мела Шампани со срединным диаметром, равным 2 мкм.

Для этого используют 286,8 г суспензии мела с концентрацией сухого вещества, равной 20,3%, и в качестве фильтрационного устройства применяют лабораторное оборудование компании ΟΉΘρυΕΝΕΤ. в состав которого входят:

рама из полипропилена, содержащая камеру шириной 2,2 см и сечением 25 см²;

две стальные тарелки, одна из которых выполнена неподвижной, и которые содержат канавки, в которых собирают фильтрат;

две прокладки, обеспечивающие уплотнение между тарелками и рамой;

две фильтрующие мембраны из полипропилена производства компании 8ΕΕΑΚ ΕΎΣΤΙδ (арт. Е 0149 ΑΝ).

Фильтрационная камера (СЕ) может питаться последовательно от резервуара К1, содержащего суспензию предназначенного для концентрирования пигмента, затем от второго резервуара К2, содержащего такую же суспензию, что и в предыдущем резервуаре, в которую добавляют некоторое количество диспергатора Со, необходимое для получения концентрированного и легко измельчаемого осадка (Εδ₂), то есть осадка, имеющего консистенцию, достаточную для того, чтобы быть удаленным из фильтрационной камеры в виде одного элемента. В альтернативном варианте К2 содержит только раствор диспергатора.

Собственно процесс фильтрования осуществляют в два отдельных этапа (см. схему 1, приведенную на фиг. 1):

1) во время первого этапа на фильтрующих мембранах из суспензии 1 формируют предварительный слой;

2) после него следует второй этап, на котором фильтрованию подвергают суспензию 2, содержащую диспергатор.

Во время второго этапа содержащуюся в предварительном слое воду заменяют водой, содержащей диспергатор, из суспензии 2 таким образом, чтобы в конце фильтрования диспергатор равномерно распределился по всему фильтрационному осадку.

Каждый их этапов фильтрования осуществляют при давлении 5 бар.

За этапом фильтрования следует этап сжатия под давлением 15 бар, после чего получают фильтрационный осадок с сухостью Εδ₂.

После этого фильтрационный осадок подвергают незначительному раздроблению для получения суспензии, называемой также текучим «жидким тестом».

Этот этап осуществляют при помощи стандартного лабораторного механического смесителя типа ΚΑΥΝΕΚΙ, оснащенного соответствующей лопастью.

После получения однородной суспензии производят измерение ее вязкости (νίχοο 2) при помощи

- 3 012047 вискозиметра ВгоокПеИ™ типа ВУТ. оборудованного соответствующим модулем.

Суспензия в соответствии с настоящим изобретением. полученная по описанному выше способу согласно изобретению с использованием 0.2% по сухому весу. по отношению к сухому весу сухого мела. полиакрилата аммония с молекулярным весом. равным 4500 г/моль. является водной суспензией мела с концентрацией сухого вещества. равной 76.8%. и вязкостью ВгоокВеИ™. равной 2900 мПа-с. измеренной при 10 об/мин. и равной 518 мПа· с. измеренной при 100 об/мин.

Этап фильтрования останавливают. когда электрическая проводимость фильтрата. измеряемая при помощи кондуктометра ΗΙ 8820Ν фирмы Наппа 1п81гитеи18 (Португалия). увеличивается. то есть после сбора 170.6 г фильтрата. В этом случае содержание диспергатора в фильтрате является практически ничтожным.

Полученная таким образом суспензия является текучей. откачиваемой и транспортируемой конечным пользователем сразу же после этапа фильтрования.

После хранения суспензии согласно изобретению в течение 8 дней осуществляют повторное измерение вязкости ВгоокйеИ™. предварительно взболтав флакон с упомянутой суспензией. При этом получают вязкость ВгоокВеИ™. равную 3770 мПа· с. измеренную при 10 об./мин. и равную 645 мПа· с. измеренную при 100 об/мин. свидетельствующую о том. что полученная суспензия является текучей. откачиваемой и транспортабельной даже после восьми дней хранения.

Пример 2.

Этот пример иллюстрирует изобретение и касается фильтрования водной суспензии природного карбоната кальция и. в частности. мрамора со срединным диаметром. равным 0.75 мкм.

Для этого в тех же рабочих условиях и с тем же оборудованием. что и в примере 1. используют. с одной стороны. 173.2 г водной суспензии мрамора при концентрации сухого вещества. равной 27.6%. и. с другой стороны. 0.5% по сухому весу. по отношению к сухому весу мрамора. полиакрилата натрия. называемого Соа1ех ЭУ 834. для получения непосредственно водной суспензии мрамора. в которой концентрация сухого вещества равна 72.1% и вязкость ВгоокВеИ™ равна 635 мПа· с при измерении на 10 об./мин и равна 240 мПа· с при измерении на 100 об./мин.

Этап фильтрования останавливают. когда электрическая проводимость фильтрата. измеряемая при помощи кондуктометра ΗΙ 8820Ν фирмы Наппа 1п81гитеп18 (Португалия). увеличивается. то есть после сбора 114.5 г фильтрата. В этом случае содержание диспергатора в фильтрате является практически ничтожным.

После хранения суспензии согласно изобретению в течение 8 дней осуществляют повторное измерение вязкости ВгоокВеИ™. предварительно взболтав флакон с упомянутой суспензией. При этом получают вязкость ВгоокВеИ™. равную 1930 мПа· с. измеренную при 10 об./мин и равную 550 мПа· с. измеренную при 100 об./мин. свидетельствующую о том. что полученная суспензия является текучей. откачиваемой и транспортабельной даже после восьми дней хранения.

Пример 3.

Этот пример иллюстрирует изобретение и касается фильтрования водной суспензии осажденного карбоната кальция (ОКК) со срединным диаметром. равным 0.9 мкм.

Для этого в тех же рабочих условиях и с тем же оборудованием. что и в примере 1. используют. с одной стороны. 156 г водной суспензии ОКК при концентрации сухого вещества. равной 24%. и. с другой стороны. 1.0% по сухому весу. по отношению к сухому весу ОКК. полиакрилата натрия с молекулярным весом. равным 10000 г/моль. для получения непосредственно водной суспензии ОКК. в которой концентрация сухого вещества равна 65.9% и вязкость ВгоокВеИ™ равна 4570 мПа· с при измерении на 10 об./мин и равна 930 мПа· с при измерении на 100 об./мин.

Этап фильтрования останавливают. когда электрическая проводимость фильтрата. измеряемая при помощи кондуктометра ΗΙ 8820Ν фирмы Наппа 1п81гцтеп18 (Португалия). увеличивается. то есть после сбора 123.7 г фильтрата. В этом случае содержание диспергатора в фильтрате является практически ничтожным.

Пример 4.

Этот пример иллюстрирует изобретение и касается фильтрования водной суспензии природного карбоната кальция и. в частности. мрамора со срединным диаметром. равным 0.6 мкм.

Для этого в тех же рабочих условиях и с тем же оборудованием. что и в примере 1. используют. с одной стороны. 226.4 г водной суспензии мрамора при концентрации сухого вещества. равной 20.9%. и. с другой стороны. 1.0% по сухому весу. по отношению к сухому весу мрамора. полиакрилата натрия. называемого Соа1ех ЭУ 834. для получения непосредственно водной суспензии мрамора. в которой концентрация сухого вещества равна 70.0% и вязкость ВгоокВеИ™ равна 1500 мПа· с при измерении на 10 об./мин и равна 670 мПа· с при измерении на 100 об./мин.

- 4 012047

Этап фильтрования останавливают, когда электрическая проводимость фильтрата, измеряемая при помощи кондуктометра ΗΙ 8820Ν фирмы Наппа 1пз1гитсп15 (Португалия), увеличивается, то есть после сбора 177,7 г фильтрата. В этом случае содержание диспергатора в фильтрате является практически ничтожным.

Полученная таким образом суспензия является текучей, откачиваемой и транспортируемой конечным пользователем сразу же после этапа фильтрования.

После хранения суспензии согласно изобретению в течение 8 дней осуществляют повторное измерение вязкости ВтоокйеШ™, предварительно взболтав флакон с упомянутой суспензией. При этом получают вязкость Втоокйе1й™, равную 1840 мПа· с, измеренную при 10 об./мин и равную 750 мПа· с, измеренную при 100 об./мин, свидетельствующую о том, что полученная суспензия является текучей, откачиваемой и транспортабельной даже после восьми дней хранения.

Пример 5.

Этот пример иллюстрирует изобретение и касается фильтрования водной суспензии диоксида титана, выпускаемого компанией Е1етепйз под названием ΚΗΌ2.

Для этого в тех же рабочих условиях и с тем же оборудованием, что и в примере 1, используют, с одной стороны, 390,9 г водной суспензии диоксида титана при концентрации сухого вещества, равной 24,2%, и, с другой стороны, 0,3% по сухому весу, по отношению к сухому весу диоксида титана, сополимера, выпускаемого компанией Соа!ех и называемого Соа!ех ВК.3, для получения непосредственно водной суспензии диоксида титана, в которой концентрация сухого вещества равна 74,2% и вязкость Егоокйе1й™ равна 1100 мПа· с при измерении на 10 об./мин и равна 460 мПа· с при измерении на 100 об./мин.

Этап фильтрования останавливают, когда электрическая проводимость фильтрата, измеряемая при помощи кондуктометра ΗΙ 8820Ν фирмы Наппа йШгишегИз (Португалия), увеличивается, то есть после сбора 288,5 г фильтрата. В этом случае содержание диспергатора в фильтрате является практически ничтожным.

Ее предпочтительно используют в области малярных работ.

Пример 6.

Этот пример иллюстрирует изобретение и касается фильтрования водной суспензии каолина, выпускаемого компанией йпегуз под названием 8Р8.

Для этого в тех же рабочих условиях и с тем же оборудованием, что и в примере 1, используют, с одной стороны, 229,1 г водной суспензии каолина при концентрации сухого вещества, равной 23,9%, и, с другой стороны, 0,2% по сухому весу, по отношению к сухому весу каолина, полиакрилата натрия с молекулярным весом, равным 4500 г/моль, для получения непосредственно водной суспензии каолина, в которой концентрация сухого вещества равна 68,0% и вязкость ВтоокйеИ™ равна 15 90 мПа· с при измерении на 10 об./мин и равна 655 мПа· с при измерении на 100 об./мин.

Этап фильтрования останавливают, когда электрическая проводимость фильтрата, измеряемая при помощи кондуктометра ΗΙ 8820Ν фирмы Наппа 1п8йитеп18 (Португалия), увеличивается, то есть после сбора 167,7 г фильтрата. В этом случае содержание диспергатора в фильтрате является практически ничтожным.

Пример 7.

Этот пример иллюстрирует изобретение и касается фильтрования водной суспензии гидроксида алюминия, выпускаемого компанией Матйпзетегк под названием ОБ 104.

Для этого в тех же рабочих условиях и с тем же оборудованием, что и в примере 1, используют, с одной стороны, 201,0 г водной суспензии гидроксида алюминия при концентрации сухого вещества, равной 25,3%, и, с другой стороны, 0,25% по сухому весу, по отношению к сухому весу гидроксида алюминия, сополимера с молекулярным весом, равным 3500 г/моль, состоящего из акриловой кислоты и метакрилата метоксиполиэтиленгликоля с молекулярным весом 2000, полностью нейтрализованного содой, для получения непосредственно водной суспензии гидроксида алюминия, в которой концентрация сухого вещества равна 71,8% и вязкость Втоокйе1й™ равна 230 мПа· с при измерении на 10 об./мин и равна 230 мПа· с при измерении на 100 об./мин.

Этап фильтрования останавливают, когда электрическая проводимость фильтрата, измеряемая при помощи кондуктометра ΗΙ 8820Ν фирмы Наппа 1п8йитеп18 (Португалия), увеличивается, то есть после сбора 144,2 г фильтрата. В этом случае содержание диспергатора в фильтрате является практически ничтожным.

Пример 8.

Этот пример касается использования водной суспензии минерального наполнителя согласно изо

- 5 012047 бретению в области бумажной промышленности и, в частности, касается измерения оптических свойств суспензии из примера 4, полученной согласно изобретению, и, в частности, определения значения способности полученной по примеру 4 суспензии рассеивать видимый свет, а также значения глянцевости, присущей пигменту, полученному фильтрованием.

Эта способность рассеивания видимого света выражается коэффициентом диффузии света 8, который является коэффициентом Кубельки-Мунка диффузии света, определяемым известным специалистам способом, описанным в публикациях Кубельки и Мунка (ΖοίΙδοΗΓίΓΐ Гиг ТесНшхсНе Рйуык 12, 539,(1931)), Кубельки (1. Ор11са1 8ос. Ат. 38(5), 448 (1948) и 1. Орйса1 8ос. Ат. 44 (4), 330 (1954)).

Для этого используют лист синтетической бумаги, выпускаемой компанией Аг)о ХУщдиъ Теаре под названием 8уп1еаре.

Перед глянцеванием при помощи баритажной машины типа Напб Соа1ег типа КС202 этот лист бумаги размером 26 смх18 см и удельным весом 60-65 г/м² взвешивают, а затем подвергают воздействию светового излучения с длиной волны, равной 457нм, на черной плите при помощи спектрофотометра Е1герйо™ 3000 компании Эа1асо1ог (Швейцария) для определения коэффициента отражения К_ь неглянцованной бумаги на черном фоне.

Тестируемую суспензию, изготовленную с вяжущим веществом (12 долей стирол-акрилового вяжущего вещества (Асгопа1™ 8360Ό) на 100 г сухого тестируемого минерального наполнителя), наносят на этот лист при помощи баритажной машины типа Напб Соа1ег типа КС202.

Глянцованный таким образом лист бумаги с различными значениями веса по слоям от 5 до 50 г/м²подвергают воздействию светового излучения с длиной волны, равной 457 нм, при помощи спектрофотометра Е1герйо™ 3000 компании Эа1асо1ог (Швейцария) для определения коэффициента отражения К₀бумаги на черном фоне и на стопке по меньшей мере из 10 листов неглянцованной бумаги для определения коэффициента отражения Κι на белом фоне, при этом г является коэффициентом отражения стопки листов неглянцованной бумаги.

После этого определяют коэффициент отражения К_8с одного слоя на черном фоне при помощи формулы ^1С -г ' а также пропускание Т_?,_с слоя

На основании этих двух величин можно вычислить теоретическое значение коэффициента отражения Κ_и для слоя данной бесконечной толщины из формулы

Таким образом, из этой формулы коэффициент диффузии света 8 рассматриваемого пигмента можно вычислить для каждого веса слоя, зная, что для веса слоя Р

8.Р. = — соТЬ ¹

Ь где а = 0,5(4-+Я_И) оо и

= 0,5(--^)

Лад

Этот коэффициент диффузии света 8 на графике отображают в виде функции веса слоя, а значение 8 для удельной поверхности слоя, равного 20 г/м², получают путем интерполяции.

В настоящем случае полученное значение 8 равно 157 м²/г и вполне сравнимо со значениями, полученными для суспензий карбоната кальция из предшествующего уровня техники, получаемых при помощи классических технологий термического концентрирования.

Кроме того, определяют глянцевость 75°С ТАРР1 предварительно глянцованного листа бумаги перед каландрированием путем пропускания глянцованного листа через лабораторный глянцеметр Ьейтапп™. Таким образом, для бумаги, глянцованной при помощи глянцовочной эмульсии, содержащей водную суспензию карбоната кальция из примера 4, получают глянец 75°С ТАРР1, равный 63,5.

Глянцованную бумагу также каландрируют при помощи каландровочной машины с 9 контактными зонами между двумя валками, выпускаемой компанией 1<1еше\\'еГег5.

После этого глянец 75°С ТАРР1 равен 69,3.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ получения концентрированных текучих водных суспензий минеральных веществ, которые могут быть откачаны и транспортированы конечным пользователем непосредственно после фильтрования, отличающийся тем, что фильтрование осуществляют в два разных этапа, при этом первый этап фильтрования осуществляют без использования диспергатора до образования слоя на мембране, а второй этап фильтрования включает использование диспергатора в количестве от 0,01 до 10% по сухому весу диспергатора по отношению к сухому весу фильтруемого минерального вещества, причем второй этап фильтрования останавливают в момент, когда электрическая проводимость фильтрата повышается.
2. Способ получения водных суспензий минеральных веществ по п.1, отличающийся тем, что фильтрование сопровождается последующим сжатием.
3. Способ получения водных суспензий минеральных веществ по п.1 или 2, отличающийся тем, что осадок разжижается и становится откачиваемым только путем применения напряжения сдвига, без добавления воды или водных систем или любой другой жидкости для разжижения на указанном этапе разжижения.
4. Способ получения водных суспензий минеральных веществ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что два разных этапа фильтрования состоят из первого этапа, во время которого формируют предварительный слой и в котором не используют никакого диспергирующего агента, и второго этапа, непрерывно следующего за первым, в присутствии одного или нескольких диспергирующих агентов, во время которого воду предварительного слоя заменяют водой второго этапа фильтрования, содержащей один или несколько диспергирующих агентов.
5. Способ получения водных суспензий минеральных веществ по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что количество диспергирующего агента, используемого во время второго этапа, находится в пределах от 0,1 до 2% по сухому весу диспергатора по отношению к сухому весу фильтруемого минерального вещества.
6. Способ получения водных суспензий минеральных веществ по одному из пп.1-5, отличающийся тем, что минеральное вещество выбирают из группы, в которую входит природный карбонат кальция, в частности различные виды мела, кальцитов, мрамора, или из группы, в которую входят синтетические карбонаты кальция, такие как карбонаты кальция, осажденные на различных этапах кристаллизации, или из смешанных карбонатов магния и кальция, таких как доломиты, или из группы, в которую входят карбонат магния, карбонат цинка, известь, магнезия, сульфат бария, такой как барит, сульфат кальция, кремнезем, магнезиальные силикаты, такие как тальк, волластонит, глины, или алюмосиликаты, такие как каолины, слюда, оксиды или гидроксиды металлов или щелочно-земельных металлов, такие как гидроксид магния, оксиды железа, оксид цинка, оксид титана, диоксиды титана в виде анатаза или рутила, и их смеси, в частности смеси талька и карбоната кальция, и предпочтительно выбирают из группы, в которую входят природный карбонат кальция, синтетический карбонат кальция, называемый также осажденным карбонатом кальция, диоксид титана в виде анатаза или рутила, каолин, гидроксид алюминия, глины или их смеси.
7. Водная суспензия минеральных веществ, которая является текучей и может откачиваться и транспортироваться конечным пользователем непосредственно после этапа фильтрования, возможно, сопровождаемая последующим сжатием, полученная способом по любому из пп.1-6, содержащая от 0,01 до 10%, предпочтительно от 0,1 до 2% по сухому весу диспергатора по отношению к сухому весу фильтруемого минерального вещества.
8. Водная суспензия минеральных веществ по п.7, отличающаяся тем, что минеральное вещество выбирают из группы, в которую входит природный карбонат кальция, в частности различные виды мела, кальцитов, мрамора, или из группы, в которую входят синтетические карбонаты кальция, такие как карбонаты кальция, осажденные на различных этапах кристаллизации, или из смешанных карбонатов магния и кальция, таких как доломиты, или из группы, в которую входят карбонат магния, карбонат цинка, известь, магнезия, сульфат бария, такой как барит, сульфат кальция, кремнезем, магнезиальные силикаты, такие как тальк, волластонит, глины, и алюмосиликаты, такие как каолины, слюда, оксиды или гидроксиды металлов или щелочно-земельных металлов, такие как гидроксид магния, оксиды железа, оксид цинка, оксид титана, диоксиды титана в виде анатаза или рутила, и их смеси, в частности смеси талька и карбоната кальция.
9. Применение водной суспензии по одному из пп.7 или 8 в качестве наполнителя в водных и неводных средах.
10. Применение водной суспензии по одному из пп.7 или 8 в качестве агента очистки вод.
11. Применение водной суспензии по одному из пп.7 или 8 в качестве агента шлихтования текстиля.
12. Применение водной суспензии по одному из пп.7 или 8 в качестве наполнителя для керамики или гидравлических вяжущих веществ, цементов.
13. Применение водной суспензии по одному из пп.7 или 8 в качестве моющих веществ.
14. Применение водной суспензии по одному из пп.7 или 8 в качестве наполнителя в бумажном производстве при проклейке или наполнения бумажной массы.

- 7 012047 сок.
15. Применение водной суспензии по одному из пп.7 или 8 в области крашения.
16. Применение водной суспензии по одному из пп.7 или 8 в качестве наполнителя для лаков и кра-