FI93852C - Menetelmä stabiilin, hienojakoisen pigmenttisuspension valmistamiseksi - Google Patents

Menetelmä stabiilin, hienojakoisen pigmenttisuspension valmistamiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI93852C
FI93852C FI880615A FI880615A FI93852C FI 93852 C FI93852 C FI 93852C FI 880615 A FI880615 A FI 880615A FI 880615 A FI880615 A FI 880615A FI 93852 C FI93852 C FI 93852C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
acid
grinding
weight
suspension
coarse
Prior art date
Application number
FI880615A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI880615A0 (fi
FI880615A (fi
FI93852B (fi
Inventor
Jacques Mongoin
Georges Ravet
Catherine Bonnet
Original Assignee
Coatex Sa
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Coatex Sa filed Critical Coatex Sa
Publication of FI880615A0 publication Critical patent/FI880615A0/fi
Publication of FI880615A publication Critical patent/FI880615A/fi
Publication of FI93852B publication Critical patent/FI93852B/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI93852C publication Critical patent/FI93852C/fi

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/006Combinations of treatments provided for in groups C09C3/04 - C09C3/12
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/04Physical treatment, e.g. grinding, treatment with ultrasonic vibrations
    • C09C3/041Grinding
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C3/00Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
    • C09C3/10Treatment with macromolecular organic compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/62Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/22Rheological behaviour as dispersion, e.g. viscosity, sedimentation stability

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Coloring Foods And Improving Nutritive Qualities (AREA)
  • Storage Of Fruits Or Vegetables (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Compounds Of Unknown Constitution (AREA)
  • Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)

Description

93852
Menetelmä stabiilin, hienojakoisen pigmenttisuspension valmistamiseksi - Förfarande för framställning av en sta-bil, förfinad pigmentsuspension
Keksinnön kohteena on menetelmä ajan suhteen stabiilin, hienojakoisen pigmenttisuspension valmistamiseksi, jonka konsentraatio on vähintään 75 paino-% ja viskositeetti on alhainen, lähtien karkearakeisesta mineraaliaineksesta, joka sisältää viskositeettia suurentavaa, turpoavaa savea epäpuhtautena.
Jo pitkään on käytetty sellaisia mineraaleja, kuten kal-siumkarbonaattia, -sulfaattia tai -silikaatia samoin kuin titaanidioksidia, talkkia tai kaoliineja valmistettaessa teollisia tuotteita, joita tarvitaan maaleissa, paperin päällystämisessä, täyteaineina kumeissa ja synteettisissä hartseissa jne.
. Koska kaikki nämä mineraalit eivät ole rakenteeltaan sekoittamista helpottavia, luonnostaan levymäisiä, kuten jotkin aineet, esimerkiksi alumiinisilikaatit, joita yleensä kutsutaan kaoliineiksi, niin alan ammattimiehen on muutettava ne hiertämistä ja/tai jauhatusta käyttäen, jotta hän saisi erittäin hienojakoisia vesisuspensioita, joissa hiukkaset ovat mahdollisimman pienikokoiset eli läpimitaltaan alle muutaman mikrometrin.
Alan kirjallisuudessa kuvaillaan, kuinka tärkeää ja monimutkaista mineraalien hierto tai jauhatus vesiväliainees- 2 93852 sa on, jotta laatu olisi pigmenttisovellutukseen sopivaa. Esimerkiksi paperin päällystyksessä on tunnettua, että päällystemassa, jossa on mineraalipigmenttlaineita, kuten kaoliineja, kalsiumkarbonaattia, kalsiumsulfaattia tai titaanidioksidia suspensiona vedessä, sisältää myös sideaineita, dispergointiaineita ja muita lisäaineita, kuten saostus- tai väriaineita.
Viime vuosina on huomattu, että paperin päällystyksessä on parasta käyttää pigmenttiainesuspensioita, jotka sisältävät mahdollisimman paljon kuiva-aineita, jotta paperin dimensionaalinen stabiliteetti ja erityisesti paperi-aineen päälle levitetyn kerroksen fysikaaliset ominaisuudet, esimerkiksi kiilto, parantuisivat.
Jotta päällystykseen tarkoitettujen mineraalipigmentti-ainesuspensioiden kuiva-ainepitoisuus saataisiin mahdollisimman korkeaksi, vesisuspensioissa on ehdotettu käytettäväksi raekooltaan karkeampia mineraaleja.
Tällaista raekooltaan karkeampaa suspensiota on kuvattu esimerkiksi GB-patentissa 1 204 511. Se on toteutettu dispergoimalla vesifaasiin valkeaa liitua (chalk whiting), joka sisältää 75 painoprosenttia hiukkasia, jotka ovat kooltaan alle 2 mikrometriä, kuiva-ainepitoisuudessa 70-85 painoprosenttia, jolloin läsnä on disper-gointiainetta, joka on polyakryylihapon natriumsuola.
Mainitun valkean liidun raekoon saavuttamiseksi tarvitaan jauhatusta, joko kuivana tai kosteana.
3 93852
Kuivajauhatuksessa hienonnetut mineraalit täytyy lajitella, jotta liian suuret hiukkaset saataisiin poistetuksi mahdollisimman tarkasti.
Jos jauhatus tehdään kosteassa, jauhatuksesta syntyvän suspension kuiva-ainepitoisuus voi olla korkeintaan 70 painoprosenttia viskositeetin kasvun vuoksi. Sanottu suspensio onkin kuivatettava kuiva-ainepitoisuuden lisäämiseksi joko osaksi tai kokonaan, jolloin hiukkaset reagglomeroituvat osaksi, jolloin alan ammattimies joutuu jaottelemaan kuivan mineraaliaineksen koon mukaan.
Koska tämä menetelmä pinnoituksessa käytettävien pigment-tiainesuspensioiden kuiva-ainepitoisuuden lisäämiseksi on monimutkainen ja kallis, on ehdotettu toista menetelmää.
Tässä toisessa menetelmässä käytetään hiertämisessä tai jauhatuksessa kosteassa yhä parempia hienonnusaineita, jotka edistävät hienonnusta, hiukkasten jakautumista ja suspensioiden viskositeetin pysymistä sallituissa rajoissa.
Eräässä hienonnusaineessa, jota on kuvattu FR-patentissa 2 488 814, on alkalista akryylipolymeeriä ja/tai -kopoly-meeriä, joka keskimääräinen spesifinen viskositeetti on alle 0,8, ja joka muodostuu tämän polymeerin ja/tai kopo-lymeerin eristetystä fraktiosta käyttäen polaarista liuotinta, jonka spesifinen viskositeetti on 0,3 - 0,8.
Tämäntyyppisellä hienonnusaineella haluttiin pääasiassa . saada aikaan viskositeetiltaan heikko ja ajan suhteen 4 93852 stabiili pigmenttiainesuspensio. Samalla saatiin lisätyksi kuiva-ainepitoisuus 76 painoprosenttiin, ei kuitenkaan sen yli.
Eräs toisentyyppinen dispergointiaine, jota kuvataan FR-patentissa 2 387 911, muodostuu akryyli- ja maleiinihap-pokopolymeerien suolasta, jonka keskimääräinen molekyyli-paino on 2000 - 10 000, ja jonka avulla voidaan valmistaa kalsiumkarbonaattipigmenttiainesuspensioita, joiden kuiva-ainepitoisuus on vain 40-60 painoprosenttia eikä voi kohota siitä.
Kolmas hienonnusainetyyppi, jota kuvataan FR-patentissa 2 531 444, koostuu akryylihappopolymeereistä ja/tai -ko-polymeereistä, jotka on osittain neutraloitu vähintään yhdellä neutralointiaineella, jolla on vähintään yksi yksiarvoinen funktio. Tällaisella hienonnusaineella saadaan stabilisoitua lietteiden reologiset ominaisuudet ajan suhteen, mutta kuiva-ainepitoisuutta ei saada suuremmaksi kuin 76 painoprosenttia.
Alan ammattikirjallisuudesta on löydettävissä useita ehdotuksia menetelmiksi, joita voi käyttää karkean mineraa-liaineksen jauhatuksessa. Menetelmät, joissa ehdotetaan lisättäväksi pigmenttiainesuspensioiden kuiva-ainepitoisuutta, laskemaan samanaikaisesti suspensioiden viskositeettia hienonnuksen aikana ja lisäksi estämään viskositeetin lisääntymistä ajan suhteen, esimerkiksi varastoinnin aikana, ovat osoittautuneet riittämättömiksi. Sillä vaikka useissa tapauksissa ehdotetuilla menetelmillä on ollut suotuisa vaikutus muutoin, niin ei enää ole ollut, 5 93852 kuten patentin hakija on havainnut, silloin, kun pigment-tisovellutuksiin tarkoitetut karkeat mineraalit sisälsivät turpoavia savia, vaikkapa hyvinkin pieniä määriä.
Näissä tapauksissa on osoittautunut, että alalla aikaisemmin käytettävissä menetelmissä ei ole voitu lisätä vähäisessäkään määrin kuiva-ainepitoisuutta hierrettävissä tai jauhettavissa vesisuspensioissa.
Lisäksi ehdotettuja keinoja käytettäessä on usein aiheutettu samaan aikaan näiden suspensioiden viskositeetin lisääntymistä, jolloin mineraalien jalostusaste jää vaillinaiseksi, pigmenttiainesuspensioita on vaikea käsitellä myöhemmissä vaiheissa ja joskus suspensioissa tapahtuu jauhatuksen jälkeen kasautumista.
Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada karkean mineraali-aineksen esikäsittelymenetelmä, joka estää turpoavien savien viskositeettia lisäävää vaikutusta, jotka savet ovat läsnä epäpuhtauksina mineraaliaineksessa.
Keksintö koskee näin ollen menetelmää ajan suhteen stabiilin, hienojakoisen pigmenttisuspension valmistamiseksi, jonka konsentraatio on vähintään 75 paino-% ja viskositeetti on alhainen, lähtien karkearakeisesta mineraa-liaineksesta, joka sisältää viskositeettia suurentavaa, turpoavaa savea, jolle menetelmälle on tunnusomaista, että ennen hienontamista vesipitoisessa väliaineessa hiertämisen tai jauhamisen avulla suoritetaan esikäsittely, joka käsittää seuraavat vaiheet: a) suoritetaan sekoittaen karkearakeiselle mineraali-ainekselle lähes kuiva impregnointi käyttäen 0,05-1 pai 6 93852 no-% esikäsittelyaineen aktiivista ainetta suhteessa esi-käsiteltävän karkearakeisen aineksen kuivapainoon, joka esikäsittelyaine muodostuu yhdestä tai useammasta happamasta polymeeristä ja/tai kopolymeerista, jotka mahdollisesti on osittain neutraloitu neutralointiaineella asteeseen, joka on korkeintaan 0,4 ja jotka käsittävät ainakin yhden karboksyloidun etyleenimonomeerin sekä joiden keskimääräinen molekyylipaino on 1000-8000, b) vaiheesta a) saatuun impregnoituun reaktioseokseen lisätään mahdollisesti pieni vesimäärä, joka on korkeintaan 25 paino-% suhteessa karkearakeisen mineraaliainek-sen kuivassa olomuodossa olevaan massaan, c) impregnointiseosta sekoitetaan kunnes saavutetaan viskoosin tahnan olomuoto ja/tai rakeisten hiukkasten olomuoto, d) kohdasta c) saatua seosta käsitellään hydroksidin vesipitoisella liuoksella kunnes saavutetaan pH-arvo, j oka on n. 9, e) näin saatu, juokseva, vesipitoinen suspensio kootaan käytettäväksi hienontamisvaiheessa.
Aikaisemmin alalla käytetyissä menetelmissä kuvataan pääasiassa menetelmiä, jotka soveltuvat sellaisten karkeit-ten mineraalien jauhatukseen tai hiertämiseen, jotka eivät käytännöllisesti katsoen sisällä lainkaan turpoavia savia. Keksinnön mukaisesti käytettävä esikäsittelyaine eroaa aikaisemmasta käytännöstä siinä, ettei sitä käytetä jauhatusvaiheessa vaan ennen sitä. Sen vaikutus hienonnettavaan karkeaan mineraaliainekseen on sellainen, että se valmistaa, "esikäsittelee", mineraalit kestämään jau-; hatus- tai hiertovaiheen saattamalla ne sellaiseen ti- 7 93852 laan, että vesisuspensioiden kuiva-ainepitoisuus jauhatus- tai hiertovaiheessa lisääntyy huomattavasti ja että tästä vaiheesta saatavien pigmenttiainesuspensioiden pigment tiaineraekoko on riittävä ja suspensioiden viskositeetti on heikko ja ajan suhteen stabiili.
Lisäksi keksinnön mukaisesti käytettävä esikäsittelyaine näyttää, patentin hakijan huomioitten mukaan, olevan yksin huono hienonnusaine, sillä sanotulla esikäsittelyä!-neella käsiteltyjen karkeitten mineraalien vesiväliai-neessa vain sanotun aineen läsnäollessa hienonnetut suspensiot ovat olleet huonosti jauhaantuneita tai niitä ei ole edes pystytty hienontamaan, niiden viskositeetti ja hiukkaskoko eivät ole olleet toivotunlaisia.
Esikäsittelyaine, joka vaikuttaa karkean mineraaliainek-sen esikäsittelyvaiheessa ennen jauhatusta tai hiertoa, toimii hyvin alalla käytettävän jauhatusvaiheessa lisätyn hienonnusaineen kanssa. Niiden yhteisvaikutuksen ansiosta saadaan jalostettuja pigmenttiainesuspensioita, joiden kuiva-ainepitoisuus on erittäin korkea, viskositeetti heikko ja stabiili ja joissa hiukkasten koko on toivotunlainen, sovellutuksiin sopiva.
On yllättävää, että vaikkakin keksinnön mukaisesti käytettävä esikäsittelyaine ei ole hienonnusaine, niin se täyttää erinomaisesti tehtävänsä hienonnus- tai hiertovaiheessa, kun sanotun hienonnuksen tai hiertämisen aikana on läsnä myös tavanomaista hienonnusainetta.
8 93852
Esikäsittelyaine, kuten aiemmin on jo sanottu, muodostuu happamista polymeereistä ja/tai kopolymeereista, jotka sisältävät vähintään yhtä karboksyloitua etyleenimonomee-ria.
Keksintöön soveltuvista monomeereista voidaan mainita akryyli- ja/tai metakryylihappo, itakonihappo, krotonihap-po, fumaarihappo, maleiinihappoanhydridi, samoin isokro-tonihappo, akoniittihappo, mesakonihappo, sinapiinihappo, undekyleenihappo, angeliikkahappo ja hydroksiakryylihap-po, akroleiini, akryyliamidi ja sen johdannaiset, akry-lonitriili, akryyli- ja metakryylihappojen esterit ja erityisesti dimetyyliaminoetyylimetakrylaatti, imidatso-lit, vinyylipyrrolidoni, vinyylikaprolaktaami, etyleeni, propyleeni, isobutyleeni, di-isobutyleeni, vinyyliase-taatti, styreeni ja sen johdannaiset, alfametyylistyree-ni, metyylivinyyliketoni, vinyylikloridit, hydroksyloidut monomeerit ja lisäksi erityisesti etyleeniglykoli-, pro-pyleeniglykoliakrylaatit ja -metakrylaatit, samoin kuin niiden fosfatoidut, sulfatoidut, sulfonoidut tai nitratut johdannaiset.
Nämä happamat polymeerit ja/tai kopolymeerit on saatu polymeroimalla ja/tai kopolymeroimalla tunnettuja menetelmiä käyttäen vähintään yhdestä edellä mainituista kar-boksyloiduista etyleenimonomeereistä, vesi-, alkoholi-, vesialkoholi-, aromaattisessa tai alifaattisessa väliaineessa, jolloin läsnä on sopivia initiaattoreita ja regulaattoreja .
9 93852
Polymerointiväliaineena voi olla vesi, metanoli, etanoli, propanoli, isopropanoli, butanolit tai dimetyyliformami-di, dimetyylisulfoksidi, tetrahydrofuraani, asetoni, me-tyylietyyliketoni, etyyliasetaatti, butyyliasetaatti, heksaani, heptaani, bentseeni, tolueeni, ksyleeni, mer-kaptoetanoli, tertiododekyylimerkaptaani, tioglykolihappo ja sen esterit, n-dodekyylimerkaptaani, etikka-, viini-, maito-, sitruuna-, glukoni- tai glukoheptonihappo, 2-mer-kaptopropionihappo, tiodietanoli, halogenoidut liuottimet, kuten hiilitetrakloridi, kloroformi, metyleeniklori-di, metyylikloridi sekä monopropyleeniglykolin ja diety-leeniglykolin esterit.
Esikäsittelyaineessa käytettäväksi tarkoitetut polymeerit ja/tai kopolymeerit valitaan sellaisista, joiden molekyy-lipaino on 1000 - 8000, mieluiten 3000 - 6000.
Polymeroinnin päätyttyä vesiliuoksessa olevat happamat polymeerit ja/tai kopolymeerit kootaan ja voidaan käyttää tällaisessa muodossa.
Erään erityisen kiinnostavan toteutusmuodon mukaan vesi-liuoksessa olevat polymeerit ja/tai kopolymeerit voivat olla osittain neutraloituja neutralointlaineella, jolla on yksiarvoinen ja/tai moniarvoinen funktio.
Tällöin neutralointiaine valitaan mieluimmin ryhmästä, jonka muodostavat alkalimetallit, erityisesti natrium ja kalium ja/tai maa-alkalimetallit, mieluiten kalsium tai magnesium.
10 93852
Jos polymeerien ja/tai kopolymeerien aktiiviset ryhmät neutraloidaan osittain, neutraloitumisaste on korkeintaan 0,40, mieluiten korkeintaan 0,20.
Käytännössä polymeroinnin tai kopolymeroinnin tuloksena saatava nestefaasi, joka sisältää happamat polymeerit ja/tai kopolymeerit, voidaan käyttää sellaisenaan myöhemmin jalostettavan karkean mineraaliaineksen esikäsittely-aineena, mutta se voidaan myös käsitellä millä tahansa tunnetulla tavalla faasin muuttamiseksi, happamat polymeerit ja/tai kopolymeerit voidaan eristää hienoksi jauheeksi, jota voidaan käyttää tässä muodossaan esikäsitte-lyaineena.
Keksinnön mukaisen menetelmän vaiheesta e) koottavan suspension kuiva-ainepitoisuus on vähintään 75 painoprosenttia, mieluiten se saisi sijaita välillä 75-85 painoprosenttia.
Kohdasta e) kootun juoksevan vesisuspension pitoisuuden säätämiseksi 75-85 painoprosenttiin kuiva-aineista saattaa olla tarpeen lisätä kohtaan b) sopiva määrä vettä.
Kun karkeaa mineraaliainesta käsitellään esikäsittelyä!-neella, kohdasta e) saatava juokseva vesisuspensio voidaan hienontaa tai hiertää vesifaasissa jollain tunnetulla menetelmällä, jolloin läsnä on tunnettua hienonnus-ainetta.
Esikäsittelyaine, jolla käsitellään turpoavia savia sisältävää karkeaa mineraaliainesta ennen hiertämistä tai 11 93852 hienonnusta, soveltuu hyvin moniin eri aineisiin. Niistä esimerkkeinä voidaan mainita kalsiumkarbonaatti, -hydroksidi, -sulfaatti ja -silikaatti, titaanidioksidi, talkki, kaoliinit, keraamiset valumassat ja savea sisältävät mineraalit, joista yksi metalliainesosa voidaan valorisoida hydrometallurgian avulla.
Keksinnön laajuus ja arvo ilmenevät selvemmin kuvaavista esimerkeistä, joissa tehdään vertailuja alalla aikaisemmin vallinneeseen käytäntöön.
Esimerkki 1 Tässä esimerkissä, jossa kuvataan aikaisempaa käytäntöä, valmistetaan karkeista mineraaliaineksista suspensio, joka hienonnetaan, jotta se saataisiin jalostetuksi pig-menttiainesuspensioksi.
Suoritettiin useita kokeita, joissa toisissa käytettiin kalsiumkarbonaattia, jota oli saatu Orgonin kalsiitti-esiintymästä (Ranska) ja joka sisälsi 0,07 painoprosenttia turpoavia savia, toisissa taas kalsiumkarbonaattia, joka oli saatu Qmeyn liituesiintymästä· (Ranska) ja joka sisälsi 1,1 painoprosenttia turpoavia savia.
Ensimmäisessä koeryhmässä (kokeet 1-5) valmistettiin ja hienonnettiin kalsiumkarbonaattisuspensio, kun läsnä oli natriumpolyakrylaatti, keskimääräinen molekyylipaino 4000 (FR-patentti 2 488 814).
Toisessa koeryhmässä (kokeet 6-11) valmistettiin kalsiumkarbonaattisuspensio, kun läsnä oli polyakrylaatti seok- 12 93852 sena natriumin ja kalsiumin kanssa (suhde Na:0,7 ja Ca: 0,3), keskimääräinen molekyylipaino 4000.
Kokeet suoritettiin samanlaisin koejärjestelyin ja jauhatus tehtiin samassa laitteessa, jotta tulokset olisivat olleet vertailukelpoiset.
Jokaisessa kokeessa valmistettiin edellä mainituista esiintymistä saadun kalsiumkarbonaatin vesisuspensio, raekoko alle 43 mikronia.
Vesisuspension vaihteleva kuiva-ainepitoisuus on ilmaistu painoprosentteina suhteessa kokonaismassaan määrinä, jotka ilmenevät taulukoista.
Hienonnusainetta lisättiin suspensioon määrinä, jotka myös ilmenevät taulukoista, ilmaistuna painoprosentteina suhteessa hienonnettavan kalsiumkarbonaatin massaan.
Näin valmistettu suspensio pantiin Dyno-Mill-tyyppiseen hienontimeen: kiinteä sylinteri, pyörivä osa, hienontavana välineenä korundikuulat, joiden läpimitta on 0,5 - 2,0 mm.
Hienontavien kuulien muodostelma kokonaistilavuus oli 1200 kuutiosenttimetriä ja massa 2900 grammaa.
Hienonnuskammio oli 2500 kuutiosenttimetriä.
Hienontimen kehänopeus oli 10 metriä sekunnissa.
13 93852
Kalsiumkarbonaattisuspensiota kierrätettiin nopeudella 18 litraa tunnissa.
Dyno-Mill-hienontimen ulostuloaukossa oli erotin, jossa oli 300 mikronin aukot. Niiden avulla hienonnettu aines erottui hienonnuskuulista.
Jokaisessa kokeessa hienonnuslämpötila oli 65°C.
Hienonnusaika edellä mainitunlaisissa koeolosuhteissa vaihteli välillä 5-70 minuuttia silloin, kun hienontaminen oli mahdollista.
Hienonnuksen lopuksi pigmenttiainesuspensio mitattiin Brookfield-viskosimetrillä, lämpötila 20°C ja pyörimisnopeus 100 kierrosta minuutissa. 24 tunnin seisonta-ajan jälkeen jokainen suspensio mitattiin uudestaan lyhyen sekoituksen jälkeen.
Samoin hienonnuksen lopuksi mitattiin hiukkasten raekoko käyttäen laitetta Sedigraph Micrometries 5000.
Kaikki kokeiden 1-5 tulokset on koottu taulukkoon I ja kokeiden 6-11 tulokset taulukkoon II.
14 93852
TAULUKKO I
MINE- Koe nso 12345 RAALI Aines- Kai- Kai- Kai- Liitu Liitu tyyppi siitti siitti siitti
SUSPENSIO
- pH 9,3 9,4 9,3 9,5 9,4 - pitoisuus 76 78 80 76 80 - Brookfield- viskositeetti, 200 265 280 490 2100 20°C 100 kierr/min
HIENONNUSAINE
- tyyppi Poly- Poly- Poly- Poly- Poly- JAU- akry- akry- akry- akry- akry- HA- laatti laatti laatti laatti laatti TUS - molekyy1ipaino 4000 4000 4000 4000 4000 - neutral oi nti ai ne Natrium Natrium Natrium Natrium Natrium - neutr.aste 11111 - kulutus 7. kuiva- aineita 1,1 1,5 1,5 0,9 1,5
Jauhatuslämpötila °C 65 65 65 65 65
Jauhetun suspension
pitoisuus paino-7. 76 78 80 76 BO
Jauhatusaika min 70 28 12 50 SUSPEN- Brookfield- SIOT viskositeetti, Ei JAUHA- 20**C 100 kierr/min voi TUKSEN - jauhatuksen jälkeen 850 1100 700 730 jau- JÄLKEEN - 24 h:n seisonnan haa jälkeen 1280 1800 900 B60
RAEKOKO
- X alle 2 ^jri 94 80 66 97 - X alle 1 75 50 40 80 1 5 93852
TAULUKKO II
MINE- Kd0 n: o 6 7 8 9 10 11 RAALI Aines- Kai- Kai- Kai- Liitu Liitu Liitu tyyppi siitti siitti siitti
SUSPENSIO
- pH 9,4 9,3 9,5 9,4 9,5 9,3 - pitoisuus 76 78 80 76 78 80 - Brookfield- viskositeetti, 250 280 440 700 1520 5300 20°C 100 kierr/min
HIENONNUSAINE
- tyyppi Poly- Poly- Poly- Poly- Poly- Poly- JAU- akry- akry- akry- akry- akry- akry- HA- laatti laatti laatti laatti laatti laatti
TUS
- molekyylipaino 4000 4000 4000 4000 4000 4000 - neutralointi aine Na+/Ca2* Na*/Ca2* Na+/Ca2* Na*/Ca2- Na*/Ca2* Na^/Caa* - neutr.aste 0,7/0,3 0,7/0,3 0,7/0,3 0,7/0,3 0,7/0,3 0,7/0,5 - kulutus % kuiva- aineita 1,15 1,5 1,5 1 1,5 1,5
Jauhatuslämpöti1 a “C 65 65 65 65 65 65
Jauhetun suspension pitoisuus paino-X 76 78 80 76 78 80
Jauhatusaika min 70 52 SUSPEN- Brook-field- SI0T viskositeetti, Ei Ei Ei Ei JAUHA- 20°C 100 kierr/min voi voi voi voi TUKSEN - jauhatuksen jälkeen 350 jau- jau- 720 jau- jau- JÄLKEEN - 24 h:n seisonnan haa haa haa haa jälkeen 320 780
RAEKOKO
- 7. alle 2 /jm 95 98 - X alle 1 Jim 75 79 16 93852
Taulukoista I ja II ilmenee, että kun noudatetaan alalla aikaisemmin vallinnutta käytäntöä, on mahdotonta saada kal-siumkarbonaattisuspensioita, joissa olisi samanaikaisesti seuraavat ominaisuudet: pitoisuus yli 76 painoprosenttia, raekoko sellainen, että vähintään 55 % hiukkasista olisi kooltaan alle 1 mikrometriä ja viskositeetti tarpeeksi alhainen (korkeintaan 2000 cP välittömästi hienonnuksen jälkeen), jotta sanottua suspensiota voitaisiin käsitellä.
Esimerkki 2
Esimerkissä kuvataan keksinnön kohdetta, siinä esikäsitel-lään samantyyppisiä kalsiumkarbonaatteja kuin esimerkissä 1 jotka keksinnön mukaisen esikäsittelyn jälkeen hienonnetaan.
Suoritettin useita kokeita, joissa useimmissa käytettiin Omeyn esiintymästä (Ranska) saatavia "liituja", jotka sisälsivät 1,1 painoprosenttia turpoavia savia.
Kokeessa 12 esikäsiteltiin kalsiittia (Orgonin esiintymästä) polyakryylihapolla, keksinnön mukaisella aineella, jonka ominaisuudet ilmenevät taulukosta III palstalta 12.
Kokeessa 13 käsiteltiin Omeyn liitua samalla aineella kuin kokeessa 12.
Kokeissa 14 ja 15 esikäsiteltiin samaa liitua kuin kokeessa 13 lisäämällä esikäsittelyaineena samaa polyakryylihap- 17 93852 poa kuin kokeissa 12 ja 13, mutta joissa 20 % karboksyyli-ryhmistä neutraloitiin etukäteen natriumhydroksidillä (koe 14) ja toisaalta neutraloitiin täydellisesti kaliumhydrok-sidilla (koe 15).
Kaikki eri kokeet suoritettiin samanlaisissa olosuhteissa ja samoissa laitteissa (eri vaiheissa eri laitteet), jotta saatavista tuloksista saataisiin vertailukelpoiset.
Ensimmäisessä vaiheessa, ns. esikäsittelyvaiheessa, karkea mineraaliaines (kalsiumkarbonaatti, raekoko 5-43 mikrometriä) pantiin sekoittimeen, jota pidettiin jatkuvassa liikkeessä. Lisättiin keksinnön mukaista esikäsittelyainetta (polyakryylihappoa), joka oli etukäteen laimennettu vesimäärällä, joka oli sopiva, jotta saatiin jauhatukseen sopiva suspension pitoisuus.
Kun oli kulunut tarpeeksi aikaa, että karkean mineraaliai-neksen ja esikäsittelyaineen seos muodostui homogeeniseksi, lisättiin alkalista neutralointiainetta sellaisena määränä, että seoksen pH saatiin välille 9-10.
Neutraloinnin aikana seos muuttui olomuodoltaan massamai-sesta erittäin juoksevaksi.
Toisesssa vaiheessa jokainen vesisuspensio, jota oli käsitelty keksinnön mukaisella esikäsittelyaineella pantiin samanlaiseen hienonnuslaitteeseen kuin esimerkissä 1, läsnä oli sama määrä samanlaisia hienonnuskuulia, ja suspen- 18 93852 siot käsiteltiin samoin koekriteerein kuin esimerkissä 1, jotta tuloksista saataisiin vertailukelpoiset.
Jokaisen esikäsitellyn ja jauhetun vesisuspension mineraa-liainespitoisuus oli 80 painoprosenttia.
Aikaisemman käytännön mukaista hienonnusainetta lisättiin jokaiseen hienonnettavaan suspensioon määrinä, jotka ilmenevät seuraavasta taulukosta III, ilmaistuna painoprosentteina (kuiva-aineina) suhteessa hienonnettavan mineraali-aineksen massaan, ja sitten seos jauhettiin.
Kaikki keksinnön mukaisesti esikäsiteltyjä ja sen jälkeen hienonnettuja vesisuspensioita koskevat tulokset ilmenevät seuraaavasta taulukosta III.
TAULUKKO III
19 93852 MINE- Koe n:o 12 13 14 15 RAALI Aines- Kai- Liitu Liitu Liitu tyyppi siitti
ESIKÄSITTELYAINE
- tyyppi Polyak- Polyak- Neutr. Polyak- ryyli- ryyli- polyak- ryyli- happo happo ryyli- happo happo, 207. natr.
- molekyylipaino 4000 4000 4000 4000 - kulutus 7. kuiva- aineita 0,6 0,4 0,4 0,6
NEUTRALOINTIAINE
ESI- - tyyppi Natrium Natrium Natrium Kalium KÄSIT- - kulutus 0,3 0,2 0,16 0,3
TELY
SUSPENSIO
- pH 9,6 9,8 9,7 9,6 - pitoisuus 80 80 80 80 - Brookfield- viskositeetti, 325 685 620 750 20“C 100 kierr/min
HIENONNUSAINE
- tyyppi Poly- Poly- Poly- Poly- JAU- akry- akry- akry- akry- HA- laatti laatti laatti laatti TUS - molekyylipaino 4000 4000 4000 4000 - neutral oi nt i ai ne Natrium Natrium Natrium Natrium - neutr.aste 1111 - kulutus 7. kuiva- aineita 0,6 0,9 0,9 0,6
Jauhatuslämpötila °C 65 65 65 65
Jauhetun suspension pitoisuus paino-X 80 BO 80 80
Jauhatusaika min 24 12 B 10 SUSPEN- Brooki i eld-SI0T viskositeetti, JAUHA- 20°C 100 kierr/min TUKSEN - jauhatuksen jälkeen 800 1100 1050 1200 JÄLKEEN - 24 h:n seisonnan jälkeen 1140 2630 2500 2700
RAEKOKO
- X alle 2 μη 87 B9 80 82 - X alle 1 ^m 54 55 48 50 20 93852
Taulukosta ilmenee, verrattuna esimerkin 1 taulukkkoihin, että pitoisuus on lisääntynyt huomattavasti (80 painoprosenttia) suspensioissa, jotka on jauhettu sen jälkeen kun hienonnettava mineraaliaines on esikäsitelty keksinnön mukaisella esikäsitttelyaineella.
Taulukosta ilmenee myös, että vaikka jokaisen suspension mineraaliainepitoisuus on lisääntynyt, raekoko on erinomaisen sopiva pigmenttaiainesovellutuksiin, joihin ainekset on tarkoitettu.
Taulukosta ilmenee lisäksi, että vaikka mineraaliaineksen pitoisuus on korkea, jauhettujen suspensioiden, joissa mi-neraaliainekset on esikäsitelty keksinnön mukaisesti, vis-koosisuus on tarpeeksi alhainen, jotta käsittely on mahdollista kun taas hienonnetut ei-esikäsitellyt suspensiot ovat käyttökelvottomia korkean viskoosisuutensa vuoksi.
Esimerkki 3
Esimerkki kuvaa keksinnön kohdetta, siinä esikäsitellään saman tyyppisiä kalsiumkarbonaatteja kuin esimerkissä 1 käyttäen keksinnön mukaista esikäsittelyainetta, molekyy-lipaino oli valittu siten, että se sijoittuu raja-arvojen väliin.
Suoritettiin useita kokeita, joissa käytettiin Omeyn esiintymästä (Ranska) saatavaa liitua, joka sisälsi 1,1 painoprosenttia turpoavia savia.
21 93852
Kokeessa 16 liitua esikäsiteltiin polyakryylihapolla, jonka molekyylipaino oli 1000.
Kokeessa 17 liitua esikäsiteltiin polyakryylihapolla, jonka molekyylipaino oli 8000.
Kokeessa 18 liitua esikäsiteltiin polyakryylihapolla, jonka molekyylipaino oli 20 000, joka oli raja-arvojen yläraja.
Kokeessa 19 liitua esikäsiteltiin keksinnön mukaisella esikäsittelyaineella, akryylihapon (45 %), metakryylihapon (40 %) ja itakonihapon (15 %) kopolymeeri.
Kokeessa 20 liitua esikäsiteltiin keksinnön mukaisella esikäsittelyaineella, polyakryylihapolla, molekyylipaino 6000.
Nämä eri kokeet suoritettiin samoin koekriteerein ja saman laisissa laitteissa kuin esimerkissä 2.
Ensimmäisessä vaiheessa, esikäsittelyvaiheessa, karkea mi-neraaliaines (kalsiumkarbonaatti, raekoko 5 -43 mikrometriä) pantiin jatkuvassa liikkeessä olevaan sekoittimeen.
Keksinnön mukaista esikäsittelyainetta lisättiin vesiliuoksen muodossa, laimennettuna sellaiseksi että jauhettavan suspension pitoisuuus oli sopiva.
22 93852
Kun oli kulunut tarpeeksi aikaa, että karkean mineraaliai-neksen ja esikäsittelyaineen seos oli homogeeninen, lisättiin alkalista neutralointiainetta sen verran että seoksen pH:ksi saatiin 9 - 10.
Neutraloinnin myötä seos muuttui massamaisesta erittäin juoksevaksi.
Toisessa vaiheessa kaikki suspensiot, jotka oli esikäsi-telty keksinnön mukaisesti, pantiin samanlaiseen jauhatus-laitteeseen kuin esimerkissä 1, käytettiin samoja hienon-nusainemääriä ja -tyyppejä ja käsiteltiin samoin kriteerein kuin esimerkissä 1, jotta koetulokset olisivat vertailukelpoiset.
Kaikki esikäsiteltyjen ja jauhettujen vesisuspensioiden mineraaliainespitoisuus oli 80 painoprosenttia.
Jokaiseen hienonnettavaan suspensioon lisättiin aikaisemman käytännön mukaista hienonnusainetta määrinä, jotka ilmenevät seuraavasta taulukosta IV, ilmaistuna prosentttei-na (kuiva-aineina) suhteessa hienonnettavan mineraaliai-neksen massaan.
Kaikki keksinnön mukaisesti esikäsiteltyjä ja sen jälkeen jauhettuja suspensioita koskevat koetulokset ilmenevät seuraavasta taulukosta IV.
23 93852
TAULUKKO IV
MINE- Koe π:ο 16 17 18 19 20 RAALI Aines- Liitu Liitu Liitu Liitu Liitu tyyppi
ESIKÄSITTELYAINE
- tyyppi Polyak- Polyak- Polyak- Hapan Polyak- ryyli- ryyli- ryyli- kopoly- ryyli happo happo happo meeri happo - molekyylipaino 1000 8000 20000 3000 6000 - kulutus 7. kuiva- aineita 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6
NEUTRALOINTIAINE
ESI- - tyyppi Natrium Natrium Natrium Natrium Natrium KÄSIT- - kulutus 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3
TELY
SUSPENSIO
- pH 9,6 9,6 9,7 9,7 9,7 - pitoisuus 80 80 BO BO 80 - Brook-field- viskositeetti, 520 860 3360 350 720 20°C 100 kierr/min
HIENONNUSAINE
- tyyppi Poly- Poly- Poly- Poly- Poly akry- akry- akry- akry- akry- laatti laatti laatti laatti laatti JAU- - molekyylipaino 4000 4000 4000 4000 4000 HA- - neutralointi aine Natrium Natrium Natrium Natrium Natrium TUS - neutr.aste 11111 - kulutus 7. kuiva- aineita 0,6 0,6 0,6 0,6 0,6
Jauhatuslämpöti1 a °C 65 65 65 65 65 : Jauhetun suspension pitoisuus paino-7 80 80 80 80 80
Jauhatusaika min 75 7 111
Ei SUSPEN- Brook-field- voi SI0T viskositeetti, jau- JAUHA- 20eC 100 kierr/min haa TUKSEN - jauhatuksen jälkeen 2360 3150 825 1200 JÄLKEEN - 24 h:n seisonnan jälkeen 5900 8600 1000 1900
RAEKOKO
- Ϊ alle 2 μα 64 55 65 88 - 7. alle 1 μα 39 33 41 54 24 93852
Taulukko IV vahvistaa esimerkin 2 tulokset ja keksinnön mukaiselle esikäsittelyaineelle sopivat molekyylipaino-rajät.
Näyttää siltä, että kun molekyylipaino nousee yli arvon 8000, esikäsittelyaine menettää tehonsa, sillä silloin esikäsiteltyä karkeaa mineraaliainesta sisältäviä vesisuspensioita ei voi jauhaa.
Samoin tulee esiin, että kun molekyylipaino jää alle arvon 1000, esikäsittelyaineen teho jää hyvin heikoksi.
Esimerkki 4
Esimerkki kuvaa keksinnön puoliteollista sovellutusta esi-käsiteltäessä keksinnönmukaisella esikäsittelyaineella karkeita mineraaliaineksia, jotka on tarkoitettu pigment-tiainesovellutuksiin sen jälkeen kun ne on hienonnettu kuiva-ainepitoisuuden ollessa 80,5 %.
Kokeessa käytettiin, kuvio 1, laitteistoa, jossa oli jauhin il) (tyyppi Forplex),sekoitusallas (2), jossa on sekoitin, puskuriallas (3), jossa on sekoitin, mikro-elementtejä sisältävä hienonnin (4) sekä erotusvyöhyke (5).
Jauhimeen (1) tuli jatkuvasti (6) karkeaa liituesiintymäs-tä (Omey, Ranska) saatavaa mineraaliainesta, joka sisälsi 1, 1 painoprosenttia turpoavia savia ja luonnostaan 22 painoprosenttia vettä, syöttönopeus 300 kg tunnissa.
25 93852
Jauhimessa (1) oli roottori (7) ja ulosmenoaukossa ritilä (ei esitetty), joka erottaa alle 43 mikrometrin hiukkaset.
Hienonnuksen aikana (1) ruiskutettiin putkea (8), jossa 011 pumppu (9), pitkin keksinnön mukaista esikäsittelyai-netta joka oli 35-painoprosenttisen vesisuspension muodossa. Mikäli mineraalin vesipitoisuus on pienempi kuin esikäsittelyvaiheessa on tarpeen, jauhimeen (1) voidaan lisätä tarpeellinen määrä vettä putken (10) ja pumpun (11) avulla.
Esikäsittelyaine oli sama polyakryylihappo kuin kokeissa 12 ja 13, keskimääräinen molekyylipaino 4000.
Esikäsittelyaineella läpikotaisin imeytetty mineraaliaines oli erittäin konsistentin massan muodossa, pitoisuus 78 painoprosenttia, ja se siirrettiin jauhimesta (1) sekoi-tusaltaaseen (2) laitteen (12) avulla.
Altaassa (2) olevaa mineraaliainesta sekoitettiin samaan aikaan kuin putkea (13) pitkin tuli pumpun (14) avulla neutralointiainetta, natriumhydoksidiliuosta (pitoisuus 50 painoprosenttia) niin että pH sanotussa altaassa (2) pysyi noin 9,5:ssä.
Muodostui karkeaa mineraaliainesta sisältävä erittäin juokseva suspensio, joka oli helppo siirtää putken (15) pumpun (16) avulla puskurialtaaseen (3), jossa on sekoitin 26 93852 siksi, että mikroelementtijauhimeen syöttyisi tasaisesti ainetta putken (17) ja pumpun (18) välityksellä.
Samaan aikaan lisättiin putken (19) ja pumpun (20) avulla samaa hienonnusainetta vesiliuoksena kuin kokeissa 6-11.
Mikroelementtihienontimessa (4), tyyppiä Susmeyer, oli sy-1interimäinen ulkovaippa, jossa oli jäähdytin (ei esitetty), korkeus 2160 mm ja halkaisija 320 mm, ja pyöriviä osia, tangentiaalinen kehänopeus 10 metriä sekunnissa.
Jaubimen mikroelementit olivat korianterikuulia, halkaisija 1,0 - 1,6 millimetriä, kokonaismassa 290 kg.
Hienonnettavan suspension syöttönopeus oli 250 litraa tunnissa.
Käytetyn sähkövirran voimakkuus oli 86 ampeeria, 380 volttia kolmivaihevirtana.
• Suspension lämpötila hienontimeen tullessa oli 16 ± 1 =C ja sieltä lähtiessä 100 eC.
Mikroelementtien ulostulokohdassa (21) oli erotusvyöhyke (5), jossa ulos tuleva pigmenttiainesuspensio (22) ja ulos tulevat mikroelementit (23) erotettiin.
Suoritettiin kolme koetta (kokeet 21, 22 ja 23), jokainen 27 93852 hieman eri tavalla.
Kokeessa 21 esikäsiteltiin liitua (Omey, Ranska) esikäsit-telyaineella (polyakryylihappo, keskimääräinen molekyyli-paino 4000), neutraloitiin alkalisella aineella (natrium-hydroksidi) kunnes pH:ksi saatiin 9,7, neutraloinnin jälkeen saatiin juokseva suspensio.
Juokseva suspensio hienonnettiin lisäämättä yleisesti käytettävää hienonnusainetta.
Kokeessa 22 esikäsiteltiin samaa Omeyn liitua pienemmällä määrällä samaa es ikäsittelyainetta kuin kokeessa 21, neutraloitiin, saatiin juokseva suspensio ja jauhettiin sitten saatu suspensio kun läsnä oli samanlaista hienonnusainetta kuin kokeissa 6-11.
Kokeessa 23 esikäsiteltiin samaa liitua (Omey, Ranska) samalla lailla kuin kokeessa 21, lisäksi hienonnushetkellä lisättiin samaa hienonnusainetta samoina määrinä kuin kokeessa 22.
Kaikki kokeiden olosuhteet ja saadut tulokset ilmenevät seuraavasta taulukosta V.
93852 28
TAULUKKO V
MINE- Koe n:o 21 22 23 RAALI Aines- Liitu Liitu Liitu tyyppi
ESIKÄSITTELYAINE
- tyyppi Polyak- Polyak- Polyak- ryyli- ryyli- ryyli- ESI- happo happo happo KÄSIT- - molekyylipaino 4000 4000 4000 TELY - kulutus 7. kuiva- aineita 0,66 0,4 0,έ>6
NEUTRALOINTIAINE
- tyyppi Natrium Natrium Natrium - kulutus 0,33 0,2 0,33
SUSPENSIO
- pH 9,7 9,5 9,6
- pitoisuus 7B 7B 7B
- Brookfield- viskositeetti, 700 380 690 20eC 100 kierr/min
HIENQNNUSAINE
- tyyppi Poly- Poly- JAU- - akry- akry- HA- laatti laatti TUS - molekyy1ipaino - 4000 4000 - neutral oi nt i ai ne - Na"7Ca2"· NaVCa2* - neutr.aste - 0,7/0,3 0,7/0,3 - kulutus 7. kuiva- aineita - 0,4 0,4
Jauhatuslämpöti1 a eC 100 100 100
Jauhetun suspension pitoisuus paino-X BO 80,5 80 SUSPEN- Brookfield- SI0T viskositeetti , JAUHA- 20°C 100 kierr/min TUKSEN - jauhatuksen jälkeen 2000 900 B50 JÄLKEEN - 24 h:n seisonnan jälkeen 00 640 600
RAEKOKO
- 7. alle 2 ^m 90 B9 89 - 7. alle 1 ^im 55 55 54 29 93852
Taulukko V osoittaa ja vahvistaa, että on tarpeellista esikäsitellä karkea mineraaliaines keksinnön mukaisella esikäsittely-aineella ja lisätä esikäsiteltyyn suspensioon hienonnuksen aikana alan ammattimiehen hyvin tuntemaa tavanomaista hienonnusainetta.
Näin saadaan jalostettuja pigmenttiainesuspensioita, joiden pitoisuus on yli 80 painoprosenttia ja Teologiset ominaisuudet erityisen hyvät.
Vertailukohteen saamiseksi aiemmasta käytännöstä suoritettiin neljä koetta (kokeet 24-27) käyttäen samanlaisissa laitteissa samoissa operaatio-olosuhteissa samaa Omeyn liitua, jota ei esikäsitelty keksinnön mukaisella esikä-s ittelyaineella.
Kokeiden olosuhteet ja kokeista saadut tulokset on koottu seuraavaan taulukkoon VI.
30 93852
TAULUKKO VI
MINE- Koe n:o 24 25 26 27 RAALI Aines- Liitu Liitu Liitu Liitu tyyppi
SUSPENSIO
- pH 9,4 9,5 9,4 9,3 - pitoisuus 73,5 7b 7b 77 - Brookfield- viskosi teetti , 250 900 900 1500 20eC 100 r/inin
HIENONNUSAINE
- tyyppi Poly- Poly- Poly- Poly- JAU- akry- akry- akry- akry- HA- laatti laatti laatti laatti TUS - molekyy1ipaino 4000 4000 4000 4000 - neutralointiaine Na^/Ca2* NaVCa2* Na^/Ca2* Na*/Ca2* - neutr.aste 0,7/0,3 0,7/0,3 0,7/0,3 0,7/0,3 - kulutus '/. kuiva- aineita 0,b 0, B 1 1,1
Jauhatuslämpöti1 a eC 100 100 100 100
Jauhetun suspension pitoisuus paino-X 75 7b 78 80 SUSPEN- Brook-f i el d-SIOT vi skosi teetti , JAUHA- 20eC 100 kierr/min TUKSEN - jauhatuksen jälkeen 400 850 4000 9000 JÄLKEEN - 24 h:n seisonnan jälkeen 400 2400 10000 00
RAEKOKO
- X alle 2 pm 89 89 91 75 - X alle 1 μη 54 53 57 45 31 93852
Verrattaessa tuloksia taulukon V tuloksiin, taulukko VI, joka koskee aikaisempaa käytäntöä, vahvistaa, että on todella välttämätöntä esikäsitellä keksinnön mukaisella esi-käsittelyaineella karkea mineraaliaines, joka on tarkoitettu jalostettavaksi ja joka sisältää epäpuhtauksina turpoavia savia, jotta saataisiin pigmenttiainevesisuspensi-oita, joiden pitoisuus on korkea ja Teologiset ominaisuudet erittäin hyvät.
Jos keksinnön mukaista esikäsittelyainetta ei käytetä lainkaan, on mahdotonta saada aikaan käyttökelpoisia pig-menttiainesuspensioita, joiden pitoisuus olisi yli 76 %.
Jotta voitaisiin verrata aikaisempaa käytäntöä ja hyviä tuloksia joita saatiin käytettäessä keksinnön mukaista esikäsittelyainetta valmistettaessa paperin päällystykseen tarkoitettua pigmenttiainevesisupensiota, valmistettiin kaksi päällystyskompositiota, joilla oli sama koostumus ja jotka sisälsivät, kuiva-ainepainoprosentteina: - pigmenttiaine 100 (CaC03) - sideaine 10,5 (Acronal S 360 D, BASF) - karboksimetyyliselluloosa (CMC) 0,5 Päällystysainekompositiöt, jotka valmistettiin kokeista 22 32 93852 (keksinnön mukainen) ja 24 (aikaisempi käytäntö) saatavista pigmenttiainesuspensioista, ilmenevät seuraavasta taulukosta.
Pitoisuus, Keksinnön Aikaisempi paino-% mukainen käytäntö
Kokeen 22 80,5 124,2 suspensio
Kokeen 24 75,0 133,3 suspensio
Sideaine 50,0 21,0 21,0 CMC 100,0 0,5 0,5
Yhteensä 145,7 154,8
Kuiva uute 76,1 71,7 Näiden kahden päälystysainekomposition Teologiset ominaisuudet mitattiin Brookfield-viskosimetrillä, moduli 5, tulokseksi saatiin: KEKSINNÖN MUKAINEN AIKAISEMPI KÄYTÄNTÖ
Nopeus 14 400 15 200 10 kierr/min
Nopeus 2 460 2 480 10 kierr/min . Molemmat levitettiin Dixon-tyyppisellä 250 mm leveällä päällystyskoneella, jossa oli teräkaavinyksikkö.
33 93852
Kuivaus tehtiin ensin infrapunasäteitä käyttävällä laitteella, sitten tangentiaalilmakuivaimella (Air-Foil,
Bachofen ja Meyer).
Haluttaessa paperin päällysteen paksuudeksi 15 ± 1 g/m1 kuivattiin seuraavilla nopeuksilla: - 120 m/minuutti keksinnön mukaiselle koostumukselle - 85 m/minuutti aikaisemman käytännön mukaiselle koostumukselle.
Saatiin keksinnön mukaisella seoksella päällystettyä paperia, joka ennen kalanterointia oli pinnaltaan tasaisempi ja kiiltävämpi kuin aikaisemman käytännön mukaisesti valmistettu paperi.

Claims (10)

  1. 34 93852
  2. 1. Menetelmä ajan suhteen stabiilin, hienojakoisen pigmenttisuspension valmistamiseksi, jonka konsentraa-tio on vähintään 75 paino-% ja viskositeetti on alhainen, lähtien karkearakeisesta mineraaliaineksesta, joka sisältää viskositeettia suurentavaa, turpoavaa savea, tunnettu siitä, että ennen hienontamista vesipitoisessa väliaineessa hiertämisen tai jauhamisen avulla, suoritetaan esikäsittely, joka käsittää seuraavat vaiheet: a) suoritetaan sekoittaen karkearakeiselle mineraali-ainekselle lähes kuiva impregnointi käyttäen 0,05-1 paino-% esikäsittelyaineen aktiivista ainetta suhteessa esikäsiteltävän karkearakeisen aineksen kuivapainoon, joka esikäsittelyaine muodostuu yhdestä tai useammasta happamasta polymeeristä ja/tai kopolymeerista, jotka mahdollisesti on osittain neutraloitu neutralointia!-neella asteeseen, joka on korkeintaan 0,4 ja jotka käsittävät ainakin yhden karboksyloidun etyleenimonomee-rin sekä joiden keskimääräinen molekyylipaino on 1000-8000, b) vaiheesta a) saatuun impregnoituun reaktioseokseen lisätään mahdollisesti pieni vesimäärä, joka on korkeintaan 25 paino-% suhteessa karkearakeisen mineraali-aineksen kuivassa olomuodossa olevaan massaan, c) impregnointiseosta sekoitetaan kunnes saavutetaan ’· viskoosin tahnan olomuoto ja/tai rakeisten hiukkasten olomuoto, d) kohdasta c) saatua seosta käsitellään hydroksidin vesipitoisella liuoksella kunnes saavutetaan pH-arvo, j oka on n. 9, e) näin saatu, juokseva, vesipitoinen suspensio koo- / taan käytettäväksi hienontamisvaiheessa. 1 Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että esikäsittelyaine tai sen aineosa on saatu polymeroimalla tai kopolymeroimalla vähintään yksi kar-boksyloitu etyleenimonomeeri, joka on valittu ryhmästä, jonka muodostavat akryyli- ja/tai metakryylihappo, itä- 35 93852 konihappo, krotonihappo, fumaarihappo, maleiinihappoan-hydridi tai myös isokrotonihappo, akoniittihappo, mesa-konihappo, sinapiinihappo, undekyleenihappo, angelika-happo, hydroksiakryylihappo.
  3. 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että esikäsittelyaine tai sen aineosa on saatu kopolymeroimalla vähintään yksi karboksyloitu etylee-nimonomeeri ja vähintään yksi monomeeri, joka on valittu ryhmästä, jonka muodostavat akroleiini, akryyliamidi ja sen johdannaiset, akrylonitriili, akryyli- ja metak-ryylihappojen esterit ja erityisesti dimetyyliamino-etyylimetakrylaati, imidatsolit, vinyylipyrrolidoni, vinyylikaprolaktaami, eteeni, propeeni, isobuteeni, di-isobuteeni, vinyyliasetaatti, styreeni ja sen johdannaiset, alfametyylistyreeni, metyylivinyyliketoni, vinyylikloridit, hydroksyloidut monomeerit ja erityisesti etyleeniglykoli-, propyleeniglykoliakrylaatit ja -metakrylaatit, samoin kuin niiden fosfatoidut, sul-fatoidut, sulfonoidut tai nitratut johdannaiset.
  4. 4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että esikäsittelyaineen keskimääräinen molekyylipaino on 3000-6000.
  5. 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että esikäsittelyaineen neutraloimisas-te on korkeintaan 0,2.
  6. 6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että neutralointiaine valitaan ryhmäs-tä, jonka muodostavat alkalimetallit ja/tai maa-alkali-metallit tai vastaavat, edullisesti natrium, kalium, kalsium ja magnesium.
  7. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheesta e) saadun juoksevan, 36 93852 vesipitoisen suspension kuiva-ainepitoisuus on vähintään 75 paino-%, edullisesti 75-85 paino-%.
  8. 8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheesta e) saatu juokseva vesipitoinen suspensio sitten jauhetaan tai hierretään tunnettua tyyppiä olevan jauhatusaineen läsnäollessa.
  9. 9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että karkearakeinen mineraaliaines valitaan ryhmästä, jonka muodostavat kalsiumkarbonaat-ti, -hydroksidi, -sulfaatti ja -silikaatti, titaanidioksidi, talkki, kaoliinit, keraamiset valumassat ja savea sisältävät mineraalit, joissa on metalliainesosa, joka voidaan jalostaa hydrometallurgian avulla.
  10. 10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukaisen menetelmän käyttö paperinpäällystysalalla.
FI880615A 1987-02-11 1988-02-10 Menetelmä stabiilin, hienojakoisen pigmenttisuspension valmistamiseksi FI93852C (fi)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8701897 1987-02-11
FR8701897A FR2610637B1 (fr) 1987-02-11 1987-02-11 Agent de pretraitement de materiaux mineraux grossiers en vue d'applications pigmentaires

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI880615A0 FI880615A0 (fi) 1988-02-10
FI880615A FI880615A (fi) 1988-08-12
FI93852B FI93852B (fi) 1995-02-28
FI93852C true FI93852C (fi) 1995-06-12

Family

ID=9347931

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI880615A FI93852C (fi) 1987-02-11 1988-02-10 Menetelmä stabiilin, hienojakoisen pigmenttisuspension valmistamiseksi

Country Status (11)

Country Link
US (1) US4842651A (fi)
EP (1) EP0278880B1 (fi)
JP (1) JPS63196666A (fi)
AT (1) ATE67515T1 (fi)
AU (1) AU603863B2 (fi)
CA (1) CA1335469C (fi)
DE (1) DE3864845D1 (fi)
ES (1) ES2026271T3 (fi)
FI (1) FI93852C (fi)
FR (1) FR2610637B1 (fi)
NO (1) NO175983C (fi)

Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2637511B1 (fr) * 1988-10-10 1994-02-11 Coatex Sa Agent de compatibilite pour suspensions aqueuses polypigmentaires dont l'un des pigments est du sulfate de calcium hydrate
US5089056A (en) * 1989-04-21 1992-02-18 Thiele Kaolin Company Opacifying kaolin pigments and process for making same by reacting with sodium hydroxide in water
FR2650594B1 (fr) * 1989-08-04 1992-04-03 Coatex Sa Application aux suspensions aqueuses pigmentaires de carbonate de calcium d'un agent polycarboxylique a fonction phosphatee ou phosphonee inhibant l'effet de choc provoque par l'introduction d'un electrolyte sous forme concentree
BE1005164A3 (fr) * 1991-08-02 1993-05-11 Prayon Rupel Technologies Procede de preparation d'une suspension aqueuse a base de sulfate de calcium.
US5698624A (en) * 1995-06-07 1997-12-16 Amcol International Corporation Exfoliated layered materials and nanocomposites comprising matrix polymers and said exfoliated layered materials formed with water-insoluble oligomers and polymers
US5849830A (en) * 1995-06-07 1998-12-15 Amcol International Corporation Intercalates and exfoliates formed with N-alkenyl amides and/or acrylate-functional pyrrolidone and allylic monomers, oligomers and copolymers and composite materials containing same
US5760121A (en) * 1995-06-07 1998-06-02 Amcol International Corporation Intercalates and exfoliates formed with oligomers and polymers and composite materials containing same
US5552469A (en) * 1995-06-07 1996-09-03 Amcol International Corporation Intercalates and exfoliates formed with oligomers and polymers and composite materials containing same
US5578672A (en) * 1995-06-07 1996-11-26 Amcol International Corporation Intercalates; exfoliates; process for manufacturing intercalates and exfoliates and composite materials containing same
US6228903B1 (en) 1995-06-07 2001-05-08 Amcol International Corporation Exfoliated layered materials and nanocomposites comprising said exfoliated layered materials having water-insoluble oligomers or polymers adhered thereto
US5837763A (en) * 1995-06-07 1998-11-17 Amcol International Corporation Compositions and methods for manufacturing waxes filled with intercalates and exfoliates formed with oligomers and polymers
US5721306A (en) * 1995-06-07 1998-02-24 Amcol International Corporation Viscous carrier compositions, including gels, formed with an organic liquid carrier and a layered material:polymer complex
US5844032A (en) * 1995-06-07 1998-12-01 Amcol International Corporation Intercalates and exfoliates formed with non-EVOH monomers, oligomers and polymers; and EVOH composite materials containing same
US5653793A (en) * 1995-08-01 1997-08-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company TiO2 slurry process
US6287634B1 (en) 1995-12-22 2001-09-11 Amcol International Corporation Intercalates and exfoliates formed with monomeric ethers and esters; composite materials containing same methods of modifying rheology therewith
US5880197A (en) * 1995-12-22 1999-03-09 Amcol International Corporation Intercalates and exfoliates formed with monomeric amines and amides: composite materials containing same and methods of modifying rheology therewith
US5830528A (en) * 1996-05-29 1998-11-03 Amcol International Corporation Intercalates and exfoliates formed with hydroxyl-functional; polyhydroxyl-functional; and aromatic compounds; composites materials containing same and methods of modifying rheology therewith
US5804613A (en) * 1995-12-22 1998-09-08 Amcol International Corporation Intercalates and exfoliates formed with monomeric carbonyl-functional organic compounds, including carboxylic and polycarboxylic acids; aldehydes; and ketones; composite materials containing same and methods of modifying rheology therewith
US5799882A (en) * 1996-02-21 1998-09-01 Klimpel; Richard R. Hydroxy-carboxylic acid grinding aids
US5730996A (en) * 1996-05-23 1998-03-24 Amcol International Corporation Intercalates and expoliates formed with organic pesticide compounds and compositions containing the same
US5952095A (en) * 1996-12-06 1999-09-14 Amcol International Corporation Intercalates and exfoliates formed with long chain (C10 +) monomeric organic intercalant compounds; and composite materials containing same
US6251980B1 (en) 1996-12-06 2001-06-26 Amcol International Corporation Nanocomposites formed by onium ion-intercalated clay and rigid anhydride-cured epoxy resins
US6124365A (en) 1996-12-06 2000-09-26 Amcol Internatioanl Corporation Intercalates and exfoliates formed with long chain (C6+) or aromatic matrix polymer-compatible monomeric, oligomeric or polymeric intercalant compounds and composite materials containing same
US5891237A (en) * 1997-10-08 1999-04-06 Millennium Inorganic Chemicals, Ltd. Production of free flowing spheres using partially neutralized fatty acid
US6090734A (en) * 1998-03-18 2000-07-18 Amcol International Corporation Process for purifying clay by the hydrothermal conversion of silica impurities to a dioctahedral or trioctahedral smectite clay
US6235533B1 (en) 1998-03-18 2001-05-22 Amcol International Corporation Method of determining the composition of clay deposit
US6050509A (en) * 1998-03-18 2000-04-18 Amcol International Corporation Method of manufacturing polymer-grade clay for use in nanocomposites
US6376591B1 (en) 1998-12-07 2002-04-23 Amcol International Corporation High barrier amorphous polyamide-clay intercalates, exfoliates, and nanocomposite and a process for preparing same
WO2000034375A1 (en) 1998-12-07 2000-06-15 Eastman Chemical Company A polymer/clay nanocomposite comprising a clay mixture and a process for making same
US6262162B1 (en) 1999-03-19 2001-07-17 Amcol International Corporation Layered compositions with multi-charged onium ions as exchange cations, and their application to prepare monomer, oligomer, and polymer intercalates and nanocomposites prepared with the layered compositions of the intercalates
US6225394B1 (en) 1999-06-01 2001-05-01 Amcol International Corporation Intercalates formed by co-intercalation of onium ion spacing/coupling agents and monomer, oligomer or polymer ethylene vinyl alcohol (EVOH) intercalants and nanocomposites prepared with the intercalates
US6407155B1 (en) 2000-03-01 2002-06-18 Amcol International Corporation Intercalates formed via coupling agent-reaction and onium ion-intercalation pre-treatment of layered material for polymer intercalation
US6632868B2 (en) 2000-03-01 2003-10-14 Amcol International Corporation Intercalates formed with polypropylene/maleic anhydride-modified polypropylene intercalants
US6462122B1 (en) 2000-03-01 2002-10-08 Amcol International Corporation Intercalates formed with polypropylene/maleic anhydride-modified polypropylene intercalants
US6737464B1 (en) 2000-05-30 2004-05-18 University Of South Carolina Research Foundation Polymer nanocomposite comprising a matrix polymer and a layered clay material having a low quartz content
MXPA02011732A (es) * 2000-05-30 2004-07-30 Univ South Carolina Res Found Un nanocompuesto de polimero que comprende un polimero de matriz y un material de arcilla estratificado que tiene un nivel mejorado de material obtenible.
FR2818165B1 (fr) * 2000-12-20 2003-10-31 Coatex Sas Agent d'aide au broyage de materiaux mineraux en suspension aqueuse. suspensions aqueuses obtenues et leurs utilisations
FR2818166B1 (fr) 2000-12-20 2003-10-31 Coatex Sas Agent d'aide au broyage et/ou de dispersion de materiaux mineraux en suspension aqueuse. suspensions aqueuses obtenues et leurs utilisations
FR2821620B1 (fr) * 2001-03-02 2003-06-27 Coatex Sas Procede de polymerisation radicalaire controlee de l'acide acrylique et de ses sels, les polymeres de faible polydispersite obtenus, et leurs applications
FR2842814B1 (fr) * 2002-07-26 2004-10-22 Coatex Sas Procede de polymerisation radicalaire controlee de l'acide acrylique et de ses sels, les polymeres obtenus, et leurs applications.
CA2707380A1 (en) * 2007-07-13 2009-01-22 Kemira Oyj Mineral dispersants and methods for preparing mineral slurries using the same
WO2018081964A1 (en) 2016-11-02 2018-05-11 Basf Se Acrylic acid polymers neutralized with sodium and calcium ions and having a narrow molecular weight distribution
EP4408799A1 (en) * 2021-09-30 2024-08-07 Omya International AG Process for preparing a wet ground mineral material

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1204511A (en) * 1967-03-14 1970-09-09 English Clays Lovering Pochin Improvements in or relating to pigments
US3896065A (en) * 1968-09-03 1975-07-22 Du Pont Substrates coated with stable pigmented ethylene copolymer dispersions
FR2488814A1 (fr) * 1980-08-21 1982-02-26 Coatex Sa Agent de broyage pour suspension aqueuse de materiaux mineraux en vue d'applications pigmentaires
FR2539137A1 (fr) * 1982-08-06 1984-07-13 Coatex Sa Agent de broyage a base de polymeres et/ou copolymeres acryliques neutralises pour suspension aqueuse de materiaux mineraux grossiers en vue d'applications pigmentaires
EP0127388B1 (en) * 1983-05-20 1986-12-30 Ciba Specialty Chemicals Water Treatments Limited Water soluble polymers
GB8521131D0 (en) * 1985-08-23 1985-10-02 English Clays Lovering Pochin Aqueous suspensions of mixtures

Also Published As

Publication number Publication date
NO880323D0 (no) 1988-01-26
ES2026271T3 (es) 1992-04-16
ATE67515T1 (de) 1991-10-15
JPS63196666A (ja) 1988-08-15
CA1335469C (fr) 1995-05-02
FI880615A0 (fi) 1988-02-10
AU1162688A (en) 1988-08-18
FI880615A (fi) 1988-08-12
NO175983C (no) 1995-01-11
NO175983B (no) 1994-10-03
FR2610637B1 (fr) 1989-05-12
DE3864845D1 (de) 1991-10-24
FR2610637A1 (fr) 1988-08-12
US4842651A (en) 1989-06-27
EP0278880B1 (fr) 1991-09-18
NO880323L (no) 1988-08-12
FI93852B (fi) 1995-02-28
AU603863B2 (en) 1990-11-29
EP0278880A1 (fr) 1988-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI93852C (fi) Menetelmä stabiilin, hienojakoisen pigmenttisuspension valmistamiseksi
JP2918596B2 (ja) 水性媒質中での炭酸カルシウム粉砕方法
EP2906638B1 (en) Particulate phyllosilicate material
US6402824B1 (en) Processes for preparing precipitated calcium carbonate compositions and the products thereof
FI92924C (fi) Kalkin jauhatusaine sekä hienonnetun kalkin vesisuspension valmistusmenetelmä
KR101856794B1 (ko) 광물성 물질의 고 고형분 현탁액의 제조 방법
KR20130081716A (ko) 건조물, 또는 수성 현탁물 또는 분산물 형태의, 무기 물질 및 결합제를 함유하는 자체-결합성 안료 입자의 제조 방법
US7341625B2 (en) Method for the production of coated, fine-particle, inorganic solids and use thereof
HRP20090290A2 (hr) Kompoziti anorganskih i/ili organskih mikročestica i nano dolomitnih čestica
KR20080073703A (ko) 표면이 개질된 무기 필러 및 안료(ⅱ)
FI77464C (fi) Titandioxidslam och dess framstaellningsfoerfarande.
US4619705A (en) Nonionic surfactant treated clays, methods of making same, water-based paints, organic solvent-based paints and paper coatings containing same
EP1751351A1 (en) Effective reductive bleaching of mineral slurries
EP0850283B1 (en) Preparations of suspensions of ground particulate material
US5181662A (en) Process for grinding calcium carbonate in aqueous media
EP0171168B1 (en) Nonionic surfactant treated clays, methods of making same, water-based paints, organic solvent-based paints and paper coatings containing same
EP3931266B1 (en) Process for preparing an aqueous suspension comprising a ground calcium carbonate-comprising material
US5573188A (en) Process for grinding calcium carbonate in aqueous media
US3561999A (en) Metallic stearate coated clays and the process of producing same
JPS61115971A (ja) 水系塗料
CA2480959C (en) Process for the preparation of coated finely divided inorganic solids and their use
WO2008148117A1 (en) Methods of increasing bulk density of minerals
JPH043434B2 (fi)
JPS6160767A (ja) 水系塗料

Legal Events

Date Code Title Description
BB Publication of examined application
FG Patent granted

Owner name: COATEX S.A.S.