JP2013512774A - グリセロール含有配合物の無機材料の乾式粉砕助剤としての使用 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、グリセロールを含む配合物の比粉砕エネルギ低下させ且つ粉砕能力を増加させるための、ドロマイト、タルク、二酸化チタン、アルミナ、カオリンおよび炭酸カルシウムの中から選択される無機物質の乾式粉砕助剤としての使用にある。
Description
延性−脆性遷移の特徴決定のためのナノインデンテーション疲労試験の使用(欧州セラミック学会誌、(2009)、29(6),pp 1021-1028)
湿潤による硬度の低減(著者R.W.Heinz and N.Street、技術注記、鉱山工学学会、6月、1964年、223〜224頁)
「乾式粉砕」とは、水分量を粉砕装置内の上記材料の10%(乾燥重量)以下にして粉砕装置内で粉砕することを本発明では意味する。
(1)VOCを減らす必要性に対応した市販の対照例を構成するモノプロピレングリコール(MPG)またはポリエチレングリコール(PEG)と比較して、炭酸カルシウムの粉砕の有効性の点で、
(2)炭酸カルシウムの乾式粉砕で同量で用いた時に、
比粉砕エネルギーが減少し且つ粉砕能力が向上し(これらの大きさはいずれもいわゆる粉砕段階と選別段階の両方を考慮して決定される)、所定の約1μm(すなわち、セメントの乾式粉砕で得られるものよりはるかに小さいメジアン径d50)の粒度分布を得ることができる、とういことは開示も提案もない。
(i)水溶液または純粋な形のグリセロール、または
(ii)グリセロールと水溶液または純粋な形をした下記の一種または複数の化合物との組合せ:エチレングリコール、モノプロピレングリコール、トリエチレングリコール、無機酸または無機酸塩、ギ酸またはクエン酸またはギ酸塩またはクエン酸塩、有機ポリ酸または有機ポリ酸塩、アルカノールアミン、ポリ(エチレンイミン)、分子量(重量)が200g/モル〜20,000g/モル、好ましくは600g/モル〜6,000g/モルのポリアルキレングリコールポリマー、回転半径の二乗平均平方根が無機物質のモード半径以下である炭水化物、一種または複数のポリグリセロール、
(iii)水溶液または純粋な形をした一種または複数のポリグリセロール。
本発明の使用により、粉砕生成物の黄変が防止でき、特に、TAPPI T452 ISO2470規格に従った初期白色度に対する白色度の変化が1%以下である粉砕生成物が得られる。
第1変形例:純粋な形のグリセロール
第2変形例:水溶液配合物中のグリセロール
第3変形例:水溶液または純粋な形をした、グリセロールを上記(ii)に記載の化合物の少なくとも一種と組み合わせたもの、
第4変形例:純粋な形の少なくとも一種のポリグリセロール
第5変形例:水溶液配合物中の少なくとも一種のポリグリセロール。
第2変形例の使用の特徴は上記配合物が水とグリセロールとから成る点にある。この第2変形例の使用ではさらに、上記配合物がその全重量に対して25〜95重量%、好ましくは45〜90重量%、さらに好ましくは75〜85重量%のグリセロールを含み、残部は水から成る点に特徴がある。
第3変形例での使用でのさらに他の特徴は、回転半径の二乗平均平方根が無機物質のモード半径に等しいか、それ以下である炭水化物がグルコース、フルクトース、スクロース、澱粉またはセルロースであり、好ましくはスクロースである点にある。
一般に、本発明の使用の特徴は無機物質1m2当たり0.1〜1mg、好ましくは0.2〜0.6mg(全乾燥当量)のグリセロールまたはポリグリセロール、と使用可能な化合物とを使用する点にある。
一般に、本発明の使用では、セディグラフ(Sedigraph、登録商標)5100で測定した直径が2μm以下の粒子の重量パーセントが20〜90%、好ましくは30〜60%になるまで無機物質を粉砕する。
一般に、本発明の使用では、無機物質が天然炭酸カルシウムである。
本発明は以下の実施例からより明確に理解できよう。しかし、本発明が下記実施例に限定されるものではない。
この実施例はカララ大理石である天然炭酸カルシウムの乾式粉砕に関するものである。粉砕はボールミルおよび分級機を備えた設備で行った。この実施例では、グリセロールを乾式粉砕剤として使用して、モノプロピレングリコールおよびポリエチレングリコールを使用した従来法の2つの粉砕助剤と比べて、製造能力(1時間当たりに粉砕される乾燥鉱物のトンで表記)と、加えた比粉砕エネルギーとが改良されることを説明する。
[表1]はハンマーミルで予備粉砕して得られる、粉砕機に供給する前の初期炭酸カルシウムの粒度分布である。
(1)メジアン径が1.8μm以下、
(2)55重量%の粒子は直径が2μm以下。
乾式粉砕は連続的に行う。
上記設備は設備を始動後に粉砕材料の量、粉砕能力および粉砕エネルギーが安定値になるまで運転し、その後に下記結果を記録した。
乾式粉砕助剤は、粉砕用に導入した新しい材料に対して一定量の粉砕助剤が維持されるように新しい材料が導入される所の領域で粉砕装置に導入した。
「EG」と記載した粉砕助剤はエチレングリコールから成り、FLUKA(商標)社から入手した。
「PEG」と記載した粉砕助剤は75(質量)%の分子量(重量)が600g/モルのポリエチレングリコールを含む水溶液から成り、FLUKA(商標)社から入手した。
「グリセロール」は75(質量)%のグリセロールを含む水溶液を意味する。
「グリセロール+H3PO4」は75(質量)%のグリセロール/リン酸混合物(質量で99/1)を含む水溶液を意味する。
各テストでは2,000ppmの活性化合物または2,667ppmの水溶液を用いた。
他が全て同じ場合、粉砕助剤のガードナー黄変指数が低ければ低いほど粉砕後の炭酸カルシウムで観察される最終黄変度は高くなる。モノプロピレングリコールを用いたテスト1ではガードナー指数の値が極めて高いことが観察される。従って、黄変の問題に関する限り、他のテストで用いた粉砕助剤の方が好ましい。
要約すると、本発明のポリマーのみが粉砕方法に関する以下の機能を満足させ且つ黄変の減少を可能にし、微細グレードの炭酸カルシウムを得ることができる:
(1)製造能力の改良、
(2)製造エネルギー(粉砕用だけでなく等級分け用)の削減。
要約すると、本発明のポリマーのみが粉砕方法に関する以下の機能を満足させ且つ黄変の減少を可能にし、微細グレードの炭酸カルシウムを得ることができる:
(1)製造能力の改良、<BR>
(2)製造エネルギー(粉砕用だけでなく等級分け用)の削減。
本発明を示すさらに4つの他のテストを行って上記テストを完了した。このテストではグリケロールとしてポリエチレングリセロール、:凸のポリグリセロール、2つのグリセロールを使用した(それぞれテスト5、6、7、8)。テストは上記と同じ方法で行い、同じパラメターを求めた。
結果は[表3]に示す。
「ポリグリセロール1」はChimexane (登録商標)NA(CHIMEX、登録商標)であるポリグリセロールの75重量%水溶液を意味する。
「ポリグリセロール2」はChimexane (登録商標)NL(CHIMEX、登録商標)であるポリグリセロールの75重量%水溶液を意味する。
「グリセロール+ポリグリセロール1」はグリセロール/ポリグリグリセロール混合物(75/25)(上記と同じもの)の75重量%水溶液を意味する。
上記テスト番号5〜8の結果から明らかなように、テスト番号2では従来よりも細かい(d50値が小さい)粒子で、生産能力が増加し、比研摩エネルギーが減少し、比エネルギーが減少する。
Claims (25)
- 比粉砕エネルギーの低下および粉砕能力の増加させるための、下記(i)または(ii)、(iii)から成る配合物の、ドロマイト、タルク、二酸化チタン、アルミナ、カオリンおよび炭酸カルシウムの中から選択される無機物質の乾式粉砕助剤としての使用:
(i)水溶液または純粋な形のグリセロール、または
(ii)グリセロールと水溶液または純粋な形をした下記の一種または複数の化合物との組合せ:エチレングリコール、モノプロピレングリコール、トリエチレングリコール、無機酸または無機酸塩、ギ酸またはクエン酸またはギ酸塩またはクエン酸塩、有機ポリ酸または有機ポリ酸塩、アルカノールアミン、ポリ(エチレンイミン)、分子量(重量)が200g/モル〜20,000g/モル、好ましくは600g/モル〜6,000g/モルのポリアルキレングリコールポリマー、回転半径の二乗平均平方根が無機物質のモード半径以下である炭水化物、一種または複数のポリグリセロール、
(iii)水溶液または純粋な形をした一種または複数のポリグリセロール。 - 1(無色)〜20(非常に暗い褐色)の段階で表されるガードナーDIN ISO4630/ASTM規格D 1544 68法に従って測定される、乾式粉砕助剤のガードナー色指数の値が3以下である請求項1に記載の使用。
- 上記配合物が純粋な形のグリセロールから成る請求項1または2に記載の使用。
- 上記配合物が水とグリセロールとから成る請求項1〜3のいずれか一項に記載の使用。
- 上記配合物がその全重量に対して25〜95重量%、好ましくは45〜90重量%、さらに好ましくは75〜85重量%のグリセロールを含み、残部は水から成る請求項4に記載の使用。
- 上記配合物が、水溶液または純粋な形をした、グリセロールと一種または複数のの上記化合物とから成る請求項1または2に記載の使用。
- 無機酸がリン酸である請求項6に記載の使用。
- 無機塩がモノ−、ジ−またはトリ−アルカリ塩、好ましくは元素周期律表のI族またはII族のカチオンの塩である請求項6に記載の使用。
- ギ酸またはクエン酸の塩がモノ−、ジ−またはトリ−アルカリ塩で、好ましくは元素周期表のI族またはII族のカチオンの塩である請求項6に記載の使用。
- 有機ポリ酸が式:COOH−(CH2)n−COOH(ここで、nは0〜7の整数)を有するか、式:COOH−(CH2)n−COOH(ここで、nは0〜7の整数)の有機ポリ酸のモノ−またはジ−アルカリ塩であるか、一種または複数の下記モノマー:アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸またはイタコン酸、好ましくはシュウ酸、ピメリン酸またはアジピン酸の有機ポリ酸ポリマーの酸の形または元素周期表のI族またはII族の一種または複数のカチオンで部分的または完全に中和された形である請求項6に記載の使用。
- アルカノールアミンが2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、2−アミノ−2−エチル−1,3−プロパンジオール、トリエタノールアミン、N−ブチルジエタノールアミンおよびトリ−イソ−プロパノールアミン(中和されていてもよい)の中から選択され、好ましくはギ酸またはクエン酸または請求項10に記載の有機ポリ酸塩によって中和された形の中から選択される請求項6に記載の使用。
- ポリアルキレングリコールポリマーがポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールまたはエチレン−プロピレングリのランダムまたはブロックコールコポリマーである請求項6に記載の使用。
- 回転半径の二乗平均平方根が無機物質のモード半径以下である炭水化物がグルコース、フルクトース、スクロース、澱粉またはセルロースであり、好ましくはスクロースである請求項6に記載の使用。
- ポリグリセロールがジ−グリセロール、トリ−グリセロール、テトラ−グリセロール、ペンタ−グリセロール、ヘキサ−グリセロール、ヘプタ−グリセロール、オクタ−グリセロール、ノナ−グリセロールおよびデカ−グリセロールおよびこれらの混合物の中から選択され、好ましくはジ−およびトリ−グリセロールの中から選択される請求項6に記載の使用。
- 上記配合物が全重量の20〜95重量%のグリセロール、1〜50重量%の上記化合物および0〜65重量%の水、好ましくは30〜90重量%のグリセロール、10〜45重量%の上記化合物および0〜60重量%の水、好ましくは35〜75重量%のグリセロール、30〜40重量%の上記化合物および5〜50重量%の水を含む(いずれの場合もグリセロール、上記化合物および水の重量パーセントの合計は100%)請求項6〜14のいずれか一項に記載の使用。
- 上記配合物が一種または複数の純粋な形のポリグリセロールから成る請求項1または2に記載の使用。
- 一種または複数のポリグリセロールがジ−グリセロール、トリ−グリセロール、テトラ−グリセロール、ペンタ−グリセロール、ヘキサ−グリセロール、ヘプタ−グリセロール、オクタ−グリセロール、ノナ−グリセロールおよびデカ−グリセロールおよびこれらの混合物の中から選択され、好ましくはジ−およびトリ−グリセロールの中から選択される請求項16に記載の使用。
- 上記配合物が水と一種または複数のポリグリセロールとから成る請求項1または2に記載の使用。
- 上記配合物が全重量の25〜95重量%、好ましくは45〜90重量%、さらに好ましくは75〜85重量%のポリグリセロールを含み、残部は水から成る請求項18に記載の使用。
- 一種または複数のポリグリセロールがジ−グリセロール、トリ−グリセロール、テトラ−グリセロール、ペンタ−グリセロール、ヘキサ−グリセロール、ヘプタ−グリセロール、オクタ−グリセロール、ノナ−グリセロールおよびデカ−グリセロールおよびこれらの混合物の中から選択され、好ましくはジ−およびトリ−グリセロールの中から選択される請求項18または19に記載の使用。
- 上記無機物質の乾燥重量に対して100〜5,000ppm、好ましくは500〜3,000ppmのグリセロールまたはポリグリセロールを使用する請求項1〜20のいずれか一項に記載の使用。
- 無機物質1m2当たり、0.1〜1mg、好ましくは0.2〜0.6mg(全乾燥当量)の上記グリセロールまたは上記ポリグリセロールおよび考えられる全ての剤を使用する請求項1〜21のいずれか一項に記載の使用。
- セディグラフ(Sedigraph、登録商標)5100で測定した平均直径が0.5〜10μm、好ましくは1〜5μmになるまで無機物質を粉砕する請求項1〜22のいずれか一項に記載の使用。
- セディグラフ(Sedigraph、登録商標)5100で測定した直径が2μm以下の粒子の重量パーセントが20〜90%、好ましくは30〜60%になるまで無機物質を粉砕する請求項1〜23のいずれか一項に記載の使用。
- 無機物質が天然炭酸カルシウムである請求項1〜24のいずれか一項に記載の使用。
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