RU2671741C1 - Смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (mcc), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (pcc), и ее применения - Google Patents
Смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (mcc), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (pcc), и ее применения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2671741C1 RU2671741C1 RU2017135268A RU2017135268A RU2671741C1 RU 2671741 C1 RU2671741 C1 RU 2671741C1 RU 2017135268 A RU2017135268 A RU 2017135268A RU 2017135268 A RU2017135268 A RU 2017135268A RU 2671741 C1 RU2671741 C1 RU 2671741C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- calcium carbonate
- particles containing
- mcc
- aqueous suspension
- pcc
- Prior art date
Links
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical class [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 424
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 294
- 229940088417 precipitated calcium carbonate Drugs 0.000 title claims abstract description 212
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 116
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 claims abstract description 140
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 78
- 239000003973 paint Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000006224 matting agent Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 46
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 43
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 40
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 33
- 238000004438 BET method Methods 0.000 claims description 28
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 claims description 24
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 21
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 21
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 19
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 19
- -1 coatings Substances 0.000 claims description 10
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 8
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 8
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 7
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims description 7
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims description 7
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 5
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 5
- 229920006317 cationic polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 claims description 4
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 claims description 4
- 229920000831 ionic polymer Polymers 0.000 claims description 4
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 4
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 claims description 4
- 229960002089 ferrous chloride Drugs 0.000 claims description 3
- NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L iron dichloride Chemical compound Cl[Fe]Cl NMCUIPGRVMDVDB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 37
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 35
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 32
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 description 15
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 13
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 12
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 12
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 9
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 7
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 7
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 7
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002585 base Substances 0.000 description 6
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 6
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 6
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 6
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 5
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 5
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 5
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 4
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 4
- DAFHKNAQFPVRKR-UHFFFAOYSA-N (3-hydroxy-2,2,4-trimethylpentyl) 2-methylpropanoate Chemical compound CC(C)C(O)C(C)(C)COC(=O)C(C)C DAFHKNAQFPVRKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000004579 marble Substances 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 3
- OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethanol Chemical compound CCCCOCCOCCO OAYXUHPQHDHDDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 description 2
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- TYYRFZAVEXQXSN-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate hexadecahydrate Chemical group O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O TYYRFZAVEXQXSN-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 2
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 2
- GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H sodium hexametaphosphate Chemical compound [Na]OP1(=O)OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])O1 GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 2
- NJVOHKFLBKQLIZ-UHFFFAOYSA-N (2-ethenylphenyl) prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OC1=CC=CC=C1C=C NJVOHKFLBKQLIZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxyethoxy)ethyl acetate Chemical compound CCCCOCCOCCOC(C)=O VXQBJTKSVGFQOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WMDZKDKPYCNCDZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-butoxypropoxy)propan-1-ol Chemical compound CCCCOC(C)COC(C)CO WMDZKDKPYCNCDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920013683 Celanese Polymers 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 229920000896 Ethulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001859 Ethyl hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 1
- 229920000168 Microcrystalline cellulose Polymers 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- 238000009621 Solvay process Methods 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000003899 bactericide agent Substances 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 208000017763 cutaneous neuroendocrine carcinoma Diseases 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011363 dried mixture Substances 0.000 description 1
- 235000019326 ethyl hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000000417 fungicide Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- MGIYRDNGCNKGJU-UHFFFAOYSA-N isothiazolinone Chemical compound O=C1C=CSN1 MGIYRDNGCNKGJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011504 laterite Substances 0.000 description 1
- 229910001710 laterite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N lithium metasilicate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Si]([O-])=O PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052912 lithium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019813 microcrystalline cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- KVOIJEARBNBHHP-UHFFFAOYSA-N potassium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [K+].[O-][Al]=O KVOIJEARBNBHHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 239000006254 rheological additive Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 235000019830 sodium polyphosphate Nutrition 0.000 description 1
- HUAUNKAZQWMVFY-UHFFFAOYSA-M sodium;oxocalcium;hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+].[Ca]=O HUAUNKAZQWMVFY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT 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
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/02—Compounds of alkaline earth metals or magnesium
- C09C1/021—Calcium carbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT 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
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/02—Compounds of alkaline earth metals or magnesium
- C09C1/021—Calcium carbonates
- C09C1/022—Treatment with inorganic compounds
- C09C1/024—Coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
- C01F11/18—Carbonates
- C01F11/185—After-treatment, e.g. grinding, purification, conversion of crystal morphology
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/66—Treatment of water, waste water, or sewage by neutralisation; pH adjustment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/24—Acids; Salts thereof
- C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K9/00—Use of pretreated ingredients
- C08K9/10—Encapsulated ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT 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
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/0081—Composite particulate pigments or fillers, i.e. containing at least two solid phases, except those consisting of coated particles of one compound
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT 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
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/02—Compounds of alkaline earth metals or magnesium
- C09C1/021—Calcium carbonates
- C09C1/022—Treatment with inorganic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT 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
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/06—Treatment with inorganic compounds
- C09C3/063—Coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT 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
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/10—Treatment with macromolecular organic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT 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
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/12—Treatment with organosilicon compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/42—Gloss-reducing agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
- C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
- C09D7/40—Additives
- C09D7/60—Additives non-macromolecular
- C09D7/61—Additives non-macromolecular inorganic
- C09D7/62—Additives non-macromolecular inorganic modified by treatment with other compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
- C09J11/02—Non-macromolecular additives
- C09J11/04—Non-macromolecular additives inorganic
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/63—Inorganic compounds
- D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/63—Inorganic compounds
- D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
- D21H17/675—Oxides, hydroxides or carbonates
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/63—Inorganic compounds
- D21H17/67—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments
- D21H17/69—Water-insoluble compounds, e.g. fillers, pigments modified, e.g. by association with other compositions prior to incorporation in the pulp or paper
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
- D21H17/71—Mixtures of material ; Pulp or paper comprising several different materials not incorporated by special processes
- D21H17/73—Mixtures of material ; Pulp or paper comprising several different materials not incorporated by special processes of inorganic material
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/36—Coatings with pigments
- D21H19/38—Coatings with pigments characterised by the pigments
- D21H19/385—Oxides, hydroxides or carbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/60—Compounds characterised by their crystallite size
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
- C01P2004/32—Spheres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/51—Particles with a specific particle size distribution
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/24—Acids; Salts thereof
- C08K3/26—Carbonates; Bicarbonates
- C08K2003/265—Calcium, strontium or barium carbonate
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Geology (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
- Paper (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Inks, Pencil-Leads, Or Crayons (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано при получении бумаги, красок, покрытий, при обработке сточных вод. Способ получения водной суспензии, содержащей смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), включает обеспечение водной суспензии частиц, содержащих MCC, и обеспечение водной суспензии частиц, содержащих PCC. Осуществляют контактирование указанных водных суспензий с получением водной суспензии, содержащей смесь частиц, содержащих MCC, и частиц, содержащих PCC. Затем обезвоживают полученную водную суспензию, содержащую смесь частиц, где смесь содержит частицы, содержащие MCC, и частицы, содержащие PCC, при массовом соотношении MCC/PCC, равном от 99:1 до 50:50. Изобретение позволяет снизить затраты при получении матирующего средства. 8 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 табл.
Description
Настоящее изобретение относится к способу получения водной суспензии, содержащей смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), водной суспензии, содержащей смесь, а также к смеси, получаемой посредством сушки водной суспензии, и их применениям в бумаге, бумажном покрытии, санитарно-гигиенической бумаге, бумаге для цифровой фотографии, красках, покрытиях, адгезивах, пластических веществах, обработке сточных вод или реагентах для обработки сточных вод.
В настоящее время эффектов матирования можно достичь различными средствами при условии, что они обеспечивают микрошероховатость поверхности краски или покрывающей пленки, где падающий свет рассеивается таким образом, чтобы привести в результате к матированной поверхности. Известна физическая сущность этого эффекта. Условия, чтобы получить совершенный эффект матирования, не прибегая к завершению поглощения света, состоят в том, чтобы рассеять падающий свет от угла зеркального отражения. Это означает преломление направленного света, который освещает субстрат, вызывающее диффузное рассеяние.
В лакокрасочной промышленности известны и замешиваются в краски и покрытия различные матирующие средства, такие как оксид кремния, воска, органические материалы, и их даже добавляют в наполнители для образования микрошероховатой поверхности после процесса высушивания краски или покрытия. Признано общей нормой, что чем выше дозирование матирующего средства в краску или покрытие, тем сильнее эффект матирования. Напротив, продукты с более крупными размерами частиц имеют более высокую эффективность матирования, но полученная в результате поверхность краски или покрывающей пленки не является такой гладкой. Матирующие средства с распределением более мелких средних размеров частиц не обеспечивают достаточного эффекта матирования, но обеспечивают более гладкую поверхность краски или покрытия.
Японская заявка на патент JP-A-2003 147275 раскрывает композицию материала покрытия, содержащую связующий компонент и карбонат кальция, обработанный фосфорной кислотой. Указанный материал покрытия обеспечивает матовую поверхность, при условии, что обработанный карбонат кальция имеет средний диаметр частиц менее 10 мкм, удельную поверхность по методу БЭТ, равную, 70-100 м2/г и абсорбцию масла, равную 130-20 мл/100 г.
WO 2006/105189 A1 относится к агрегированным частицам минералов и композициям, содержащий агрегированный карбонат кальция. Указанные сухие гранулы агрегированного карбоната кальция имеют медианно-массовый размер агрегатов частиц d 50, равный по меньшей мере 5 мкм, и даже размер, равный по меньшей мере 100 мкм. Указанные гранулы агрегированного карбоната кальция вводят в бумагу, краску, покрытия или керамические материалы.
US 5,634,968 относится к содержащим карбонат минеральным наполнителям, более конкретно, для применения в качестве матирующих средств. Указанные минеральные материалы являются природными и/или осажденными карбонатами кальция с d 50, равным 9,6-20,5 мкм, где предпочтительными являются измельченные природные карбонаты кальция.
В US 5,531,821 и US 5,584,923 раскрыты и заявлены кислотостойкие карбонаты кальция, изготовленные посредством смешивания карбоната кальция с анионными солями и катионными солями. Указанный кислотостойкий карбонат кальция применяется в процессах изготовления бумаги в нейтральных-слабокислых условиях.
US 6,666,953 раскрывает пигмент наполнителя, содержащего природный карбонат, который обрабатывают одним или несколькими источниками обеспечения концентрации ионов H3O+ от средней-сильной до сильной, и газообразным CO2.
US 2008/0022901 относится к минеральным пигментам, содержащим сухой продукт, образованный in situ посредством множественной реакции между карбонатом кальция и продуктом или продуктами реакции указанного карбоната с одним или несколькими от умеренно сильных до сильных донорами ионами H3O+ и продуктом или продуктами реакции указанного карбоната кальция с газообразным CO2, образованным in situ и/или поступающим от внешнего источника, и одним или несколькими соединениями формулы R-X.
EP 2264109 A1 и EP 2264108 A1 раскрывают способ получения поверхностно-взаимодействующего карбоната кальция и его применение, а также способ получения поверхностно-взаимодействующего карбоната кальция, осуществляемый со слабой кислотой, полученные в результате продукты и их применения.
EP 2684916 A1 раскрывает шарообразные сферические поверхностно-модифицированные минеральные частицы, содержащие сферический карбонат кальция со среднеразмерным диаметром частиц свыше 1 мкм, и их применение.
WO 2004/083316 A1 относится к минеральным пигментам, содержащим продукт, образованный in situ посредством двойной и/или множественной реакции между карбонатом кальция и продуктом или продуктами реакции указанного карбоната с одним или несколькими умеренно сильными донорами ионов H3O+ и продуктом или продуктами реакции указанного карбоната с газообразным CO2, образованным in situ и/или поступающим от внешнего источника, и по меньшей мере одним силикатом алюминия и/или по меньшей мере одним синтетическим оксидом кремния и/или по меньшей мере одним силикатом кальция и/или по меньшей мере одним силикатом моновалентной соли, таким как силикат натрия и/или силикат калия и/или силикат калия и/или силикат лития, предпочтительно, такой как силикат натрия, и/или по меньшей мере одним гидроксидом алюминия и/или по меньшей мере одним алюминатом натрия и/или калия, применяемыми в бумагообразующих областях применения, таких как заполнение массой и/или покрытие бумаги.
Однако, получение известных матирующих средств, как правило, сопровождается низкой производительностью и высокими энергозатратами на сушку материалов и является, таким образом, в высокой степени энергопотребляющим и требующим больших затрат. В результате такие матирующие средства обычно получают в форме водных суспензий, содержащих относительно высокие количества воды. Точнее, содержание твердых веществ в водных суспензиях, содержащих такие материалы, как правило, составляет ниже 10 масс.%, в расчете от общей массы водной суспензии.
Следовательно, существует постоянная потребность в альтернативных способах получения матирующих средств в форме водной суспензии, имеющей высокое содержание твердых веществ, и особенно, обеспечении более высокой производительности и более низких энергозатрат для сушки, таким образом, чтобы способы были менее энергопотребляющими и затратными. Кроме того, желательно производить матирующее средство, которое обеспечивает достаточный показатель матирования, особенно, такую же или даже лучшую рабочую характеристику, чем у существующих матирующих средств, при более низких затратах.
Соответственно, задачей настоящего изобретения является предоставить способ получения матирующего средства в форме водной суспензии. Дополнительной задачей настоящего изобретения является предоставить способ получения матирующего средства в форме водной суспензии, имеющей высокое содержание твердых веществ. Одной другой задачей настоящего изобретения является предоставить способ получения матирующего средства в форме водной суспензии, обеспечивающий более высокую производительность и более низкие энергозатраты для сушки, таким образом, чтобы способ был менее энергопотребляющим и затратным. Еще дополнительной задачей является предоставить матирующее средство, которое обеспечивает достаточный показатель матирования, особенно, такую же или даже лучшую рабочую характеристику, чем у существующих матирующих средств, при более низких затратах.
Представленные выше и другие задачи решаются посредством способа получения водной суспензии, содержащей смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC). Способ включает в себя стадии:
a) обеспечение водной суспензии частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC),
b) обеспечение водной суспензии частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC),
c) контактирование указанной водной суспензии частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC) стадии a), с указанной водной суспензией частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC) стадии b) для получения водной суспензии, содержащей смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), и
d) обезвоживание водной суспензии, полученной на стадии c), для получения водной суспензии, содержащей смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC),
где смесь содержит частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC), при массовом соотношении [MCC/PCC] от 99:1 до 50:50.
Авторы изобретения неожиданно обнаружили, что представленный выше способ получения водной суспензии, содержащей смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), позволяет осуществить получение водной суспензии, имеющей высокое содержание твердых веществ. Дополнительно наблюдали, что указанный способ обеспечивает более высокую производительность и более низкие энергозатраты для сушки, таким образом, что способ является менее энергопотребляющим и затратным. Кроме того, авторы изобретения обнаружили, что способ производит матирующее средство с достаточным показателем матирования, особенно, с такой же или даже лучшей рабочей характеристикой, чем у существующих матирующих средств.
Преимущественные варианты осуществления согласно настоящему изобретению определены в соответствующих подпунктах.
Согласно одному варианту осуществления, частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC) в водной суспензии стадии a) представляют собой по существу сферические частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (bMCC).
Согласно еще одному другому варианту осуществления, частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC) в водной суспензии стадии a), имеют a) медианный диаметр зерен d 50 от 4 мкм до 100 мкм, предпочтительно от 5 мкм до 75 мкм, более предпочтительно от 10 мкм до 55 мкм, еще более предпочтительно от 15 мкм до около 35 мкм, определенный с использованием Malvern Mastersizer, и/или b) удельную поверхность по методу БЭТ ≥15 м2/г, и предпочтительно от 20 м2/г до 200 м2/г, более предпочтительно от 30 м2/г до 150 м2/г, даже более предпочтительно от 40 м2/г до 100 м2/г, измеренную с использованием азота и метода БЭТ, и/или c) распределение частиц по размерам d 98/d 50<3, более предпочтительно ≤2,9, предпочтительно в интервале от 1,4 до 2,9.
Согласно еще одному другому варианту осуществления, водная суспензия частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC) стадии a), содержит по меньшей мере один агент обработки в количестве вплоть до 8 масс.%, предпочтительно в количествах от 0,01 масс.% до 5 масс.%, более предпочтительно от 0,05 масс.% до 4 масс.%, еще более предпочтительно от 0,2 масс.% до 3 масс.%, в расчете от общей массы сухого вещества водной суспензии.
Согласно одному варианту осуществления, по меньшей мере один агент обработки выбирают из группы, содержащей сульфат двухвалентного железа, сульфат трехвалентного железа, хлорид двухвалентного железа, хлорид трехвалентного железа, сульфат алюминия, хлорид алюминия, и/или их гидратированные формы, силикаты, водорастворимые катионные полимеры, водорастворимые амфотерные полимеры, водорастворимые неионные полимеры и их комбинации.
Согласно еще одному другому варианту осуществления, частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC) в водной суспензии стадии b), имеют a) медианный диаметр зерен d 50 от 0,1 до 100 мкм, предпочтительно от 0,25 до 50 мкм, более предпочтительно от 0,3 до 5 мкм, и наиболее предпочтительно от 0,4 до 3 мкм, определенный посредством седиментационного метода, и/или b) удельную поверхность по методу БЭТ в интервале от 1 до 100 м2/г, предпочтительно от 2 до 70 м2/г, более предпочтительно от 3 до 50 м2/г, особенно от 4 до 30 м2/г, измеренную с использованием азота и метода БЭТ, и/или c) распределение частиц по размерам d 98/d 50 ≥3, более предпочтительно ≥3,2, предпочтительно в интервале от 3,2 до 4,5.
Согласно еще одному другому варианту осуществления, водная суспензия a) частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC) стадии a), и/или водная суспензия частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC) стадии b), имеет содержание твердых веществ, равное по меньшей мере 5 масс.%, предпочтительно от 5 до 60 масс.%, более предпочтительно от 10 до 35 масс.%, и наиболее предпочтительно от 15 до 30 масс.%, в расчете от общей массы водной суспензии, и/или b), полученная на стадии c) имеет содержание твердых веществ, равное по меньшей мере 5 масс.%, предпочтительно от 5 до 40 масс.%, более предпочтительно от 10 до 35 масс.%, и наиболее предпочтительно от 15 до 30 масс.%, в расчете от общей массы водной суспензии, и/или c), полученная на стадии d) имеет содержание твердых веществ, равное по меньшей мере 15 масс.%, предпочтительно от 15 до 50 масс.%, более предпочтительно от 20 до 45 масс.%, и наиболее предпочтительно от 20 до 40 масс.%, в расчете от общей массы водной суспензии.
Согласно одному варианту осуществления, смесь содержит a) частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC) при массовом соотношении [MCC/PCC] от 95:5 до 65:35, и предпочтительно от 90:10 до 70:30, и/или b) частицы, имеющие медианный диаметр зерен d 50, равный от 5 мкм до 100 мкм, предпочтительно от 10 мкм до 75 мкм, более предпочтительно от 15 мкм до 50 мкм, еще более предпочтительно от 20 мкм до 35 мкм, определенный посредством седиментационного метода, и/или c) частицы, имеющие удельную поверхность по методу БЭТ≥5 м2/г, и предпочтительно от 10 м2/г до 200 м2/г, более предпочтительно от 20 м2/г до 150 м2/г, даже более предпочтительно от 30 м2/г до 100 м2/г, измеренную с использованием азота и метода БЭТ, и/или d) частицы, имеющие распределение частиц по размерам d 98/d 50 ≥2,0, более предпочтительно >2,5, предпочтительно в интервале от >2,5 до 3,0.
Согласно дополнительному аспекту настоящего изобретения, предоставлена водная суспензия, полученная в соответствии со способом, определенном в настоящем описании. Водная суспензия содержит смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), при массовом соотношении [MCC/PCC] от 99:1 до 50:50.
Согласно одному другому аспекту настоящего изобретения, предоставлена смесь, полученная посредством сушки водной суспензии, определенной в настоящем описании. Смесь содержит частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC), при массовом соотношении [MCC/PCC] от 99:1 до 50:50.
Согласно еще одному другому аспекту настоящего изобретения, предоставлено применение смеси частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), водной суспензии, определенной в настоящем описании, или смеси, определенной в настоящем описании, в бумаге, бумажном покрытии, санитарно-гигиенической бумаге, бумаге для цифровой фотографии, красках, покрытиях, адгезивах, пластических веществах, обработке сточных вод или реагентах для обработки сточных вод. В одном варианте осуществления, смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), водную суспензию, определенную в настоящем описании, или смесь, определенную в настоящем описании, предпочтительно применяют в качестве матирующего средства в красках и покрытиях. В одном другом варианте осуществления, матирующее средство присутствует в количествах от 1 до 10 масс.%, предпочтительно от 2 до 7 масс.%, более предпочтительно от 3 до 5 масс.%, в расчете от влажной краски. В еще одном другом варианте осуществления, поверхность высушенных краски или покрытия имеет глянец при 85° в интервале ниже 10, предпочтительно от 0,5-9,5, более предпочтительно от 1 до 8, еще более предпочтительно от 2 до 7,5, при измерении в соответствии с DIN 67530.
Согласно еще дополнительному аспекту настоящего изобретения, предоставлены бумага, санитарно-гигиеническая бумага, бумага для цифровой фотографии, краски, покрытия, адгезивы, пластические вещества или реагент для обработки сточных вод, содержащие смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), из водной суспензии, определенной в настоящем описании, или смесь, определенную в настоящем описании.
В последующем описании ссылаются на дополнительные подробности настоящего изобретения и, особенно, приведенные выше стадии способа получения водной суспензии, содержащей смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC). Следует понимать, что эти технические детали и варианты осуществления также применяют к продуктам согласно изобретению и их применению.
Термин ʺсуспензияʺ или ʺвзвесьʺ в значении, предусмотренном настоящим изобретением, включает в себя нерастворимые твердые вещества и воду, и необязательно дополнительные добавки, и обычно содержит большие количества твердых веществ и, таким образом, является более вязкой, и, как правило, имеет более высокую плотность, чем жидкость, из которой она образована.
Термин ʺводнаяʺ суспензия или взвесь относится к системе, в которой жидкая фаза содержит воду, предпочтительно, состоит из воды. Однако, указанный термин не исключает того, что жидкая фаза водной суспензии содержит минорные количества, по меньшей мере одного смешиваемого с водой органического растворителя, выбранного из группы, содержащей метанол, этанол, ацетон, ацетонитрил, тетрагидрофуран и их смеси. Если водная суспензия содержит по меньшей мере один смешиваемый с водой органический растворитель, жидкая фаза водной суспензии содержит по меньшей мере один смешиваемый с водой органический растворитель в количестве от 0,1 до 40,0 масс.% предпочтительно от 0,1 до 30,0 масс.%, более предпочтительно от 0,1 до 20,0 масс.% и наиболее предпочтительно от 0,1 до 10,0 масс.%, в расчете от общей массы жидкой фазы водной суспензии. Например, жидкая фаза водной суспензии состоит из воды.
Там, где термин "содержащий" используют в настоящем описании и формуле изобретения, он не исключает других неустановленных элементов основной или минорной функциональной значимости. Для целей настоящего изобретения, термин "состоящий из" считают предпочтительным вариантом осуществления термина "состоящий". Если далее в настоящем описании определяют, что группа содержит по меньшей мере некоторое число вариантов осуществления, это также следует понимать, как раскрытие группы, которая предпочтительно состоит только из этих вариантов осуществления.
Где бы не применялись термины "включающий" или "имеющий", эти термины считаются эквивалентом термина "содержащий", определенного выше.
Там, где используют неопределенный или определенный артикль при ссылке на единственное число, например, "a", "an" или "the", он включает множественную форму этого существительного, если особым образом не утверждается что-либо еще.
Термины, такие как ʺполучаемыйʺ или ʺопределяемыйʺ и ʺполученныйʺ или ʺопределенныйʺ применяют взаимозаменяемо. Это, например, означает, что, если контекст явным образом не предписывает иное, термин ʺполученныйʺ не означает указание на то, что, например, вариант осуществления должен быть получен посредством, например, последовательности стадий после термина ʺполученныйʺ, даже, несмотря на то, что такое ограниченное понимание всегда включено посредством терминов ʺполученныйʺ или ʺопределенныйʺ в качестве предпочтительного варианта осуществления.
Способ получения водной суспензии, содержащей смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), согласно изобретению предоставляет несколько преимуществ. Во-первых, способ согласно изобретению обеспечивает водную суспензию, имеющую высокое содержание твердых веществ. Во-вторых, способ согласно изобретению обеспечивает более высокую производительность и более низкие энергозатраты для сушки, таким образом, он является менее энергопотребляющим и затратным. Дополнительно, матирующее средство, т.е. смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), полученная посредством способа согласно изобретению, имеет достаточный показатель матирования, особенно, такую же или даже лучшую рабочую характеристику, в сравнении с существующими матирующими средствами, при более низких затратах.
Стадия a) способа
На стадии a) способа согласно настоящему изобретению предоставлена водная суспензия частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC).
Водная суспензия частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция, предпочтительно имеет содержание твердых веществ, равное по меньшей мере 5 масс.%, предпочтительно от 5 до 60 масс.%, более предпочтительно от 10 до 35 масс.%, и наиболее предпочтительно от 15 до 30 масс.%, в расчете от общей массы водной суспензии. Однако, также может использоваться более низкое содержание твердых веществ, такое как ниже 5 масс.%, или более высокое содержание твердых веществ, такое как выше 60 масс.%.
Вода, подлежащая использованию для получения водной суспензии стадии a), представляет собой водопроводную воду, деионизированную воду, технологическую воду или дождевую воду или их смесь. Предпочтительно, вода, используемая для получения водной суспензии стадии a), является водопроводной водой.
Водная суспензия стадии a) содержит частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC).
Предпочтительно, содержимое твердых веществ в водной суспензии стадии a) включает в себя частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC). Более предпочтительно, содержимое твердых веществ в водной суспензии стадии a) состоит из частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC).
ʺЧастицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальцияʺ (MCC) в значении, предусмотренном настоящим изобретением, относится к частицам природного карбоната кальция и/или осажденного карбоната кальция, полученным посредством его взаимодействия с кислотой и с диоксидом углерода, где диоксид углерода образуется in situ посредством обработки кислотой и/или поступает из внешнего источника. Обработка кислотой может выполняться с использованием кислоты, имеющей pKa при 25°C, равный 2,5 или менее. Если pKa при 25°C равен 0 или меньше, кислоту предпочтительно выбирают из серной кислоты, хлористоводородной кислоты, или их смеси. Если pKa при 25°C составляет от 0 до 2,5, кислоту предпочтительно выбирают из H2SO3, M+HSO4 - (M+ представляет собой ион щелочного металла, выбранный из группы, содержащей натрий и калий), H3PO4, щавелевой кислоты или их смесей.
В одном варианте осуществления, частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), представляют собой по существу сферические частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (bMCC).
В контексте настоящего изобретения, имеющие ʺпо существу сферическуюʺ форму означает, что внешний вид сферических частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция, является глобулярным или шарообразным.
По существу сферические частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (bMCC), могут быть получены посредством способа, определенного в EP 2684916 A1, который включен в настоящее описание посредством ссылки.
Согласно одному варианту осуществления, количество карбоната кальция в частицах, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), предпочтительно по существу сферических частицах, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (bMCC), составляет по меньшей мере 50 масс.%, например, по меньшей мере 60 масс.%, предпочтительно между 50 и 100 масс.%, более предпочтительно между 60 и 99,9 масс.% и наиболее предпочтительно между 70 и 99,8 масс.%, в расчете от общей массы сухого вещества частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), предпочтительно по существу сферических частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (bMCC). В одном предпочтительном варианте осуществления, количество карбоната кальция в частицах, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), предпочтительно по существу сферических частицах, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (bMCC), составляет между 80 и 99,8 масс.%, более предпочтительно между 90 и 99,8 масс.% и наиболее предпочтительно между 96 и 99,8 масс.%, в расчете от общей массы сухого вещества частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), предпочтительно по существу сферических поверхностно-модифицированных частиц, содержащих карбонат кальция (bMCC).
Термин ʺсухиеʺ частицы, содержащие карбонат кальция, в значении, предусмотренным настоящим изобретением, понимают, как относящийся к частицам, содержащим карбонат кальция, имеющим общее содержание поверхностной влаги менее, чем 0,5 масс.%, предпочтительно менее, чем 0,2 масс.% и более предпочтительно менее, чем 0,1 масс.%, в расчете от общей массы частиц.
Частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), предпочтительно по существу сферические частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (bMCC), имеют медианный диаметр зерен d 50, равный от 4 мкм до 100 мкм, предпочтительно от 5 мкм до 75 мкм, более предпочтительно от 10 мкм до 55 мкм, еще более предпочтительно от 15 мкм до около 35 мкм, определенный посредством Malvern Mastersizer.
На протяжении всего настоящего документа, ʺразмер частицʺ карбоната кальция и других материалов описывают посредством распределения частиц по размерам. Значение d x представляет диаметр относительно которого x масс.% частиц имеют диаметры меньше чем d x . Это означает, что значение d 20 представляет собой размер частиц, при котором 20 масс.% всех частиц являются более мелкими, а значение d 75 представляет собой размер частиц, при котором 75 масс.% всех частиц являются более мелкими. Значение d 50, таким образом представляет собой медианно-массовый размер частиц, т.е. 50 масс.% всех зерен являются крупнее, а оставшиеся 50 масс.% зерен являются меньше, чем этот размер частиц. Для цели настоящего изобретения размер частиц устанавливают как медианно-массовый размер частиц d 50, если не указано иначе. Для определения значения медианно-массового размера частиц d 50 может применяться Sedigraph, т.е. седиментационный метод. Для цели настоящего изобретения, ʺразмер частицʺ поверхностно-модифицированного карбоната кальция описывают как определенные по объему распределения частиц по размерам. Для определения определенного по объему распределения частиц по размерам, например, медианно-объемного диаметра зерен (d 50) или определенного по объему верхнего предела размера частиц (d 98) карбоната кальция с модифицированной поверхностью, может применяться Malvern Mastersizer 2000.
Дополнительно или альтернативно, частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), предпочтительно по существу сферические частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (bMCC), имеют распределение частиц по размерам d 98/d 50 <3, более предпочтительно ≤2,9, и наиболее предпочтительно в интервале от 1,4 до 2,9. Например, частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), предпочтительно по существу сферические частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (bMCC), имеют распределение частиц по размерам d 98/d 50 в интервале от 1,4 до 2,8, предпочтительно в интервале от 1,5 до 2,7, наиболее предпочтительно в интервале от 1,6 до 2,6 или в интервале от 1,7 до 2,5.
Дополнительно или альтернативно, частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), предпочтительно по существу сферические частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (bMCC), имеют удельную поверхность по методу БЭТ ≥15 м2/г, и предпочтительно от 20 м2/г до 200 м2/г, более предпочтительно от 30 м2/г до 150 м2/г, даже более предпочтительно от 40 м2/г до 100 м2/г, измеренную с использованием азота и метода БЭТ.
ʺУдельная площадь поверхности (SSA)ʺ карбоната кальция в значении, предусмотренном настоящим изобретением, определяется как площадь поверхности карбоната кальция, разделенная на его массу. Как используют в настоящем описании, удельную площадь поверхности измеряют посредством адсорбции газообразного азота, используя изотерму БЭТ (ISO 9277:2010) и обозначают в м2/г.
Таким образом, в одном варианте осуществления частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), предпочтительно по существу сферические частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (bMCC), имеют
a) медианный диаметр зерен d 50 от 4 мкм до 100 мкм, предпочтительно от 5 мкм до 75 мкм, более предпочтительно от 10 мкм до 55 мкм, еще более предпочтительно от 15 мкм до около 35 мкм, определенный посредством Malvern Mastersizer, или
b) удельную поверхность по методу БЭТ ≥15 м2/г, и предпочтительно от 20 м2/г до 200 м2/г, более предпочтительно от 30 м2/г до 150 м2/г, даже более предпочтительно от 40 м2/г до 100 м2/г, измеренную с использованием азота и метода БЭТ, или
c) распределение частиц по размерам d 98/d 50 <3, более предпочтительно ≤2,9, наиболее предпочтительно в интервале от 1,4 до 2,9.
В альтернативном варианте осуществления, частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), предпочтительно по существу сферические частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (bMCC), имеют
a) медианный диаметр зерен d 50 от 4 мкм до 100 мкм, предпочтительно от 5 мкм до 75 мкм, более предпочтительно от 10 мкм до 55 мкм, еще более предпочтительно от 15 мкм до около 35 мкм, определенный посредством Malvern Mastersizer, и
b) удельную поверхность по методу БЭТ ≥15 м2/г, и предпочтительно от 20 м2/г до 200 м2/г, более предпочтительно от 30 м2/г до 150 м2/г, даже более предпочтительно от 40 м2/г до 100 м2/г, измеренную с использованием азота и метода БЭТ, и
c) распределение частиц по размерам d 98/d 50 <3, более предпочтительно ≤2,9, наиболее предпочтительно в интервале от 1,4 до 2,9.
В одном варианте осуществления, частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), предпочтительно по существу сферические частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (bMCC), имеют удельную поверхность по методу БЭТ от 30 м2/г до 90 м2/г и медианный диаметр зерен d 50 от 10 мкм до 55 мкм.
Водная суспензия частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), предпочтительно по существу сферических частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (bMCC), может содержать по меньшей мере один агент обработки.
Термин ʺпо меньшей мере одинʺ агент обработки в значении, предусмотренном настоящим изобретением, означает, что агент обработки содержит один агент или несколько агентов обработки, предпочтительно состоит из них.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере один агент обработки содержит один агент обработки, предпочтительно состоит из него. Альтернативно, по меньшей мере один агент обработки содержит два или более агентов обработки, предпочтительно состоит из них. Например, по меньшей мере один агент обработки содержит два или три агента обработки, предпочтительно состоит из них.
Предпочтительно, по меньшей мере один агент обработки содержит один агент обработки, более предпочтительно состоит из него.
В случае, когда водная суспензия частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), предпочтительно по существу сферических частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (bMCC), содержит по меньшей мере один агент обработки, водная суспензия содержит по меньшей мере один агент обработки предпочтительно в количестве вплоть до 8 масс.%, предпочтительно в количествах от 0,01 масс.% до 5 масс.%, более предпочтительно от 0,05 масс.% до 4 масс.%, еще более предпочтительно от 0,2 масс.% до 3 масс.%, в расчете от общей массы сухого вещества водной суспензии.
По меньшей мере один агент обработки, как правило, добавляют во время приготовления водной суспензии частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), предпочтительно по существу сферических частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (bMCC).
Предпочтительно, водная суспензия частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), содержит по меньшей мере один агент обработки, если частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), представляют собой по существу сферические частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (bMCC).
Во время получения по существу сферических частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (bMCC), по меньшей мере один агент обработки функционирует в качестве коагулянта, инициируя сборку минеральных частиц, содержащих карбонат кальция, которые при дополнительном воздействии химических реагентов в способе обеспечивают по существу сферические частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция. По отношению к получению по существу сферических частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (bMCC), приводится ссылка на способ, определенный в EP 2684916 A1, который включен в настоящее описание посредством ссылки.
Указанный по меньшей мере один агент обработки предпочтительно выбирают из группы, содержащей сульфат двухвалентного железа, сульфат трехвалентного железа, хлорид двухвалентного железа, хлорид трехвалентного железа, сульфат алюминия, хлорид алюминия и/или их гидратированные формы, силикаты, водорастворимые катионные полимеры, водорастворимые амфотерные полимеры, водорастворимые неионные полимеры и их комбинации.
В конкретном варианте осуществления, по меньшей мере один агент обработки представляет собой сульфат алюминия. В дополнительном конкретном варианте осуществления, по меньшей мере один агент обработки представляет собой сульфат алюминия в его гидратированной форме. В предпочтительном варианте осуществления, по меньшей мере один агент обработки представляет собой гексадекагидрат сульфата алюминия.
Например, содержание сульфата алюминия в водной суспензии частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), предпочтительно по существу сферических частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (bMCC), составляет вплоть до 4 масс.%, предпочтительно в интервале от около 0,1 масс.% до около 2 масс.%, более предпочтительно от около 0,2 масс.% до около 1 масс.%, в расчете от общей массы сухого вещества в водной суспензии. Следует учитывать, что содержание сульфата алюминия является ключевым, таким образом, дозирование гидрата требует соответствующей адаптации для достижения желательного количества.
Стадия b) способа
На стадии b) способа согласно настоящему изобретению, предоставлена водная суспензия частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC).
Водная суспензия частиц, содержащих осажденный карбонат кальция, предпочтительно имеет содержание твердых веществ, равное по меньшей мере 5 масс.%, предпочтительно от 5 до 60 масс.%, более предпочтительно от 10 до 35 масс.%, и наиболее предпочтительно от 15 до 30 масс.%, в расчете от общей массы водной суспензии. В альтернативном варианте осуществления, водная суспензия частиц, содержащих осажденный карбонат кальция предпочтительно имеет содержание твердых веществ от 5 до 60 масс.%, более предпочтительно от 20 до 60 масс.%, даже более предпочтительно от 30 до 60 масс.%, и наиболее предпочтительно от 40 до 60 масс.%, в расчете от общей массы водной суспензии. Однако, также может применяться более низкое содержание твердых веществ, такое как ниже 5 масс.%, или более высокое содержание твердых веществ, такое как выше 60 масс.%.
В предпочтительном варианте осуществления, водная суспензия частиц, содержащих осажденный карбонат кальция, имеет содержание твердых веществ от 40 до 60 масс.%, такое как от 45 до 60 масс.%, в расчете от общей массы водной суспензии. Такое высокое содержание твердых веществ является преимущественным, чтобы получить водную суспензию, содержащую смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), обеспечивающую высокое содержание твердых веществ. Это является благоприятным, так как необходимо удалить меньше воды, и, следовательно, обеспечивает более высокую производительность и более низкие энергозатраты для сушки, так что способ является менее энергопотребляющим и менее экономически затратным.
Вода, предназначенная для использования для получения водной суспензии стадии b), представляет собой водопроводную воду, деионизированную воду, технологическую воду или дождевую воду или их смесь. Предпочтительно, вода, используемая для получения водной суспензии стадии b), является водопроводной водой.
ʺОсажденный карбонат кальцияʺ (PCC) в значении, предусмотренном настоящим изобретением, представляет собой синтезируемый материал, как правило, полученный посредством осаждения после реакции диоксида углерода и извести в водном окружении или посредством осаждения кальция и источника карбонат-ионов в воде. PCC может представлять собой одну или несколько из арагонитовой, фатеритовой, кальцитовой или скаленоэдрической минералогических кристаллических форм. Предпочтительно, частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC), являются одной из арагонитовой, фатеритовой, кальцитовой или скаленоэдрической минералогических кристаллических форм. Более предпочтительно, частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC), представляют собой скаленоэдрическую минералогическую кристаллическую форму (sPCC).
Арагонит обычно находится в игольчатой форме, в то время как фатерит принадлежит к гексагональной кристаллической системе. Кальцит может образовывать скаленоэдрические, призматические, сферические и ромбоэдрические формы. PCC может быть получен различными путями, например, посредством осаждения с диоксидом углерода, известково-содового процесса или способа Сольвея, в котором PCC является побочным продуктом производства аммиака. Полученная суспензия PCC может быть механически обезвожена, высушена и ресуспендирована в воде.
Согласно одному варианту осуществления, количество карбоната кальция в частицах, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), составляет по меньшей мере 50 масс.%, например, по меньшей мере 60 масс.%, предпочтительно между 50 и 100 масс.%, более предпочтительно между 60 и 99,9 масс.% и наиболее предпочтительно между 70 и 99,8 масс.%, в расчете от общей массы сухого вещества частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC). В одном предпочтительном варианте осуществления, количество карбоната кальция в частицах, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), находится между 80 и 99,8 масс.%, более предпочтительно между 90 и 99,8 масс.% и наиболее предпочтительно между 96 и 99,8 масс.%, в расчете от общей массы сухого вещества частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC).
Частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC), предпочтительно имеют медианный диаметр зерен d 50 от 0,1 до 100 мкм, предпочтительно от 0,25 до 50 мкм, более предпочтительно от 0,3 до 5 мкм, и наиболее предпочтительно от 0,4 до 3 мкм, определенный посредством седиментационного метода.
Предпочтительно, частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC) имеют значение распределения частиц по размерам d 98/d 50 свыше соответствующего значения для частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), предпочтительно по существу сферических частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (bMCC). Например, частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC), имеют распределение частиц по размерам d 98/d 50 ≥3, более предпочтительно ≥3,2, предпочтительно в интервале от 3,2 до 4,5. В одном варианте осуществления, частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC) имеют распределение частиц по размерам d 98/d 50 в интервале от 3,5 до 4,2, такое как от 3,7 до 4,0.
Дополнительно или альтернативно, частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC), имеют удельную поверхность по методу БЭТ в интервале от 1 до 100 м2/г, предпочтительно от 2 до 70 м2/г, более предпочтительно от 3 до 50 м2/г, особенно от 4 до 30 м2/г, измеренную с использованием азота и метода БЭТ.
Таким образом, в одном варианте осуществления частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC) имеют
a) медианный диаметр зерен d 50 от 0,1 до 100 мкм, предпочтительно от 0,25 до 50 мкм, более предпочтительно от 0,3 до 5 мкм, и наиболее предпочтительно от 0,4 до 3 мкм, определенный посредством седиментационного метода, и
b) удельную поверхность по методу БЭТ в интервале от 1 до 100 м2/г, предпочтительно от 2 до 70 м2/г, более предпочтительно от 3 до 50 м2/г, особенно от 4 до 30 м2/г, измеренную с использованием азота и метода БЭТ, и
c) распределение частиц по размерам d 98/d 50 ≥3, более предпочтительно ≥3,2, предпочтительно в интервале от 3,2 до 4,5.
В альтернативном варианте осуществления, частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC), имеют
a) медианный диаметр зерен d 50 от 0,1 до 100 мкм, предпочтительно от 0,25 до 50 мкм, более предпочтительно от 0,3 до 5 мкм, и наиболее предпочтительно от 0,4 до 3 мкм, определенный посредством седиментационного метода, или
b) удельную поверхность по методу БЭТ в интервале от 1 до 100 м2/г, предпочтительно от 2 до 70 м2/г, более предпочтительно от 3 до 50 м2/г, особенно от 4 до 30 м2/г, измеренную с использованием азота и метода БЭТ, или
c) распределение частиц по размерам d 98/d 50 ≥3, более предпочтительно ≥3,2, предпочтительно в интервале от 3,2 до 4,5.
Предпочтительно, чтобы водная суспензия частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC) стадии b), не содержала агентов обработки, выбранных из группы, содержащей сульфат двухвалентного железа, сульфат трехвалентного железа, хлорид двухвалентного железа, хлорид трехвалентного железа, сульфат алюминия, хлорид алюминия, и/или их гидратированные формы, силикаты, водорастворимые катионные полимеры, водорастворимые амфотерные полимеры, водорастворимые неионные полимеры и их комбинации. Более предпочтительно, водная суспензия частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC) стадии b), не содержит агентов обработки.
Стадия c) способа
На стадии c) способа согласно настоящему изобретению, водная суспензия частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC) стадии a) контактирует с водной суспензией частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC) стадии b). На стадии c) способа, получают водную суспензию, содержащую смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC).
Контактирование водной суспензии частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC) стадии a) с водной суспензией частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC) стадии b), имеет преимущество в том, что получают водную суспензию, имеющую более высокую содержание твердых веществ. Таким образом, необходимо удалять меньше воды, и, следовательно, обеспечиваются более высокая производительность и более низкие энергозатраты для сушки, таким образом, чтобы способ был менее энергопотребляющим и затратным.
Стадия контактирования c) может осуществляться любыми общепринятыми средствами, известными квалифицированным специалистам. Предпочтительно, контактирование проводят при смешивании и/или гомогенизации и/или условиях для деления частиц. Квалифицированный специалист сможет адаптировать эти условия для смешивания и/или гомогенизации и/или деления частиц, такие как скорость смешивания, деления, и температура в соответствии с имеющимся оборудованием для способа.
Например, смешивание и гомогенизация могут происходить посредством якорного смесителя, который хорошо известен специалистам.
Следует принимать во внимание, что стадию c) способа выполняют таким образом, что водную суспензию частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC) стадии a) добавляют к водной суспензии частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC) стадии b). Альтернативно, стадию c) способа выполняют таким образом, что водную суспензию частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC) стадии b), добавляют к водной суспензии частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC) стадии a).
Предпочтительно, стадию c) способа выполняют таким образом, что водная суспензия частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC) стадии b), добавляют к водной суспензии частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC) стадии a).
Согласно одному варианту осуществления, стадию c) способа выполняют при температуре в интервале от 15°C до 80°C, предпочтительно от 20°C до 50°C и наиболее предпочтительно от 20°C до 40°C.
Водную суспензию, содержащую смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), получают на стадии c) способа.
Водная суспензия, полученная на стадии c), предпочтительно имеет содержание твердых веществ, равное по меньшей мере 5 масс.%, предпочтительно от 5 до 40 масс.%, более предпочтительно от 10 до 35 масс.%, и наиболее предпочтительно от 15 до 30 масс.%, в расчете от общей массы водной суспензии. В одном варианте осуществления, водная суспензия, полученная на стадии c), имеет предпочтительно содержание твердых веществ от 20 до 30 масс.%, такое как от 25 до 30 масс.%, в расчете от общей массы водной суспензии. Также может быть получено более высокое содержание твердых веществ, такое как выше 40 масс.%. Такое высокое содержание твердых веществ является преимущественным, так как необходимо удалять меньше воды, и, следовательно, способ обеспечивает более высокую производительность и более низкие энергозатраты для сушки, таким образом, он является менее энергопотребляющим и экономически затратным.
Конкретные преимущества, в частности, получают, когда смесь содержит частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC), при конкретном соотношении.
Таким образом, требуется, чтобы смесь содержала частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC), при массовом соотношении [MCC/PCC] от 99:1 до 50:50. Предпочтительно, смесь содержит частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC), при массовом соотношении [MCC/PCC] от 95:5 до 65:35, и более предпочтительно от 90:10 до 70:30.
Предпочтительно, чтобы смесь содержала частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC), при конкретном суммарном медианном диаметре зерен d 50. Например, смесь содержит частицы, имеющие медианный диаметр зерен d 50 от 5 мкм до 100 мкм, предпочтительно от 10 мкм до 75 мкм, более предпочтительно от 15 мкм до 50 мкм, еще более предпочтительно от 20 мкм до 35 мкм, определенный посредством седиментационного метода.
Частицы в смеси могут также иметь специфичное распределение частиц по размерам. В частности, смесь может содержать частицы, имеющие распределение частиц по размерам d 98/d 50 ≥2,0, более предпочтительно >2,5, предпочтительно в интервале от >2,5 до 3,0.
Дополнительно или альтернативно, смесь содержит частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC), таким образом, что получают специфичную суммарную удельную поверхность по методу БЭТ. Например, смесь содержит частицы, имеющие удельную поверхность по методу БЭТ≥5 м2/г, и предпочтительно от 10 м2/г до 200 м2/г, более предпочтительно от 20 м2/г до 150 м2/г, даже более предпочтительно от 30 м2/г до 100 м2/г, измеренную с использованием азота и метода БЭТ.
Таким образом, смесь, содержащая частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC), предпочтительно содержит частицы, более предпочтительно состоит из частиц, имеющих
a) медианный диаметр зерен d 50 от 5 мкм до 100 мкм, предпочтительно от 10 мкм до 75 мкм, более предпочтительно от 15 мкм до 50 мкм, еще более предпочтительно от 20 мкм до 35 мкм, определенный посредством седиментационного метода, и/или
b) удельную поверхность по методу БЭТ ≥5 м2/г, и предпочтительно от 10 м2/г до 200 м2/г, более предпочтительно от 20 м2/г до 150 м2/г, даже более предпочтительно от 30 м2/г до 100 м2/г, измеренную с использованием азота и метода БЭТ, и/или
c) распределение частиц по размерам d 98/d 50 ≥2,0, более предпочтительно >2,5, предпочтительно в интервале от >2,5 до 3,0.
В одном варианте осуществления, смесь, содержащая частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC), предпочтительно содержит частицы, более предпочтительно состоит из частиц, имеющих
a) медианный диаметр зерен d 50 от 5 мкм до 100 мкм, предпочтительно от 10 мкм до 75 мкм, более предпочтительно от 15 мкм до 50 мкм, еще более предпочтительно от 20 мкм до 35 мкм, определенный посредством седиментационного метода, или
b) удельную поверхность по методу БЭТ≥5 м2/г, и предпочтительно от 10 м2/г до 200 м2/г, более предпочтительно от 20 м2/г до 150 м2/г, даже более предпочтительно от 30 м2/г до 100 м2/г, измеренную с использованием азота и метода БЭТ, или
c) распределение частиц по размерам d 98/d 50 ≥2,0, более предпочтительно >2,5, предпочтительно в интервале от >2,5 до 3,0.
В альтернативном варианте осуществления, смесь, содержащая частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC), предпочтительно содержит частицы, более предпочтительно состоит из частиц, имеющих
a) медианный диаметр зерен d 50 от 5 мкм до 100 мкм, предпочтительно от 10 мкм до 75 мкм, более предпочтительно от 15 мкм до 50 мкм, еще более предпочтительно от 20 мкм до 35 мкм, определенный посредством седиментационного метода, и
b) удельную поверхность по методу БЭТ ≥5 м2/г, и предпочтительно от 10 м2/г до 200 м2/г, более предпочтительно от 20 м2/г до 150 м2/г, даже более предпочтительно от 30 м2/г до 100 м2/г, измеренную с использованием азота и метода БЭТ, и
c) распределение частиц по размерам d 98/d 50 ≥2,0, более предпочтительно >2,5, предпочтительно в интервале от >2,5 до 3,0.
В случае, когда водная суспензия частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), предоставленная на стадии a), содержит по меньшей мере один агент обработки, следует принимать во внимание, что водная суспензия, полученная на стадии c), предпочтительно содержит по меньшей мере один агент обработки в количестве вплоть до 4 масс.%, предпочтительно в количествах от 0,005 масс.% до 2,5 масс.%, более предпочтительно от 0,025 масс.% до 2 масс.%, еще более предпочтительно от 0,1 масс.% до 1,5 масс.%, в расчете от общей массы сухого вещества в водной суспензии, полученной на стадии c).
Стадия d) способа
На стадии d) способа согласно настоящему изобретению, водную суспензию, полученную на стадии c), обезвоживают.
Термин ʺобезвоживаниеʺ в значении, предусмотренном настоящим изобретением, означает снижение содержания воды и увеличение содержания твердых веществ, которое получают посредством использования термического и/или механического метода.
Стадия обезвоживания d) может осуществляться любым типам термических и/или механических методов, известных квалифицированному специалисту для снижения содержания воды в водных суспензиях, содержащих карбонат кальция. Например, стадия обезвоживания d) может предпочтительно осуществляться механически или термически, таким образом, как посредством фильтрации, центрифугирования, седиментации в отстойнике, испарения и т.д., предпочтительно посредством струйной или распылительной сушки.
Предпочтительно, водную суспензию содержащую смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC) и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), полученную на стадии c) обезвоживают до содержание твердых веществ, равного по меньшей мере 15 масс.%, предпочтительно от 15 до 50 масс.%, более предпочтительно от 20 до 45 масс.%, и наиболее предпочтительно от 20 до 40 масс.%, в расчете от общей массы водной суспензии.
Следует принимать во внимание, что стадию обезвоживания d) выполняют таким образом, что полученная водная суспензия имеет содержание твердых веществ свыше содержания твердых веществ в водной суспензии, полученной на стадии контактирования c).
Как и смесь в водной суспензии, полученной на стадии c), смесь, полученная на стадии d), содержит поверхностно-модифицированные частицы, содержащие карбонат кальция (MCC), и частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC) при специфичном массовом соотношении.
Таким образом, предпочтительно, чтобы смесь полученная на стадии d) содержала частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC) при массовом соотношении [MCC/PCC] от 99:1 до 50:50. Предпочтительно, смесь, полученная на стадии d) содержит поверхностно-модифицированны частицы, содержащие карбонат кальция (MCC), и частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC) при массовом соотношении [MCC/PCC] от 95:5 до 65:35, и более предпочтительно от 90:10 до 70:30.
Предпочтительно, чтобы смесь, полученная на стадии d), содержала частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC) и частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC) при специфичном суммарном медианном диаметре зерен d 50. Например, смесь, полученная на стадии d), содержит частицы, имеющие медианный диаметр зерен d 50 от 5 мкм до 100 мкм, предпочтительно от 10 мкм до 75 мкм, более предпочтительно от 15 мкм до 50 мкм, еще более предпочтительно от 20 мкм до 35 мкм, определенный посредством седиментационного метода.
Частицы в смеси, полученной на стадии d), могут также иметь специфичное распределение частиц по размерам. В частности, смесь может содержать частицы, имеющие распределение частиц по размерам d 98/d 50 ≥2,0, более предпочтительно >2,5, предпочтительно в интервале от >2,5 до 3,0.
Дополнительно или альтернативно, смесь, полученная на стадии d), содержит частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC), таким образом, что частицы имеют специфичную суммарную удельную поверхность по методу БЭТ. Например, смесь, полученная на стадии d), содержит частицы, имеющие удельную поверхность по методу БЭТ≥5 м2/г, и предпочтительно от 10 м2/г до 200 м2/г, более предпочтительно от 20 м2/г до 150 м2/г, даже более предпочтительно от 30 м2/г до 100 м2/г, измеренную с использованием азота и метода БЭТ.
Таким образом, смесь, содержащая частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC) и частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC), полученная на стадии d) предпочтительно содержит частицы, более предпочтительно состоит из частиц, имеющих
a) медианный диаметр зерен d 50 от 5 мкм до 100 мкм, предпочтительно от 10 мкм до 75 мкм, более предпочтительно от 15 мкм до 50 мкм, еще более предпочтительно от 20 мкм до 35 мкм, определенный посредством седиментационного метода, и/или
b) удельную поверхность по методу БЭТ ≥5 м2/г, и предпочтительно от 10 м2/г до 200 м2/г, более предпочтительно от 20 м2/г до 150 м2/г, даже более предпочтительно от 30 м2/г до 100 м2/г, измеренную с использованием азота и метода БЭТ, и/или
c) распределение частиц по размерам d 98/d 50 ≥2,0, более предпочтительно >2,5, предпочтительно в интервале от >2,5 до 3,0.
В одном варианте осуществления, смесь, содержащая частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC), полученная на стадии d), предпочтительно содержит частицы, более предпочтительно состоит из, частиц, имеющих
a) медианный диаметр зерен d 50 от 5 мкм до 100 мкм, предпочтительно от 10 мкм до 75 мкм, более предпочтительно от 15 мкм до 50 мкм, еще более предпочтительно от 20 мкм до 35 мкм, определенный посредством седиментационного метода, или
b) удельную поверхность по методу БЭТ ≥5 м2/г и предпочтительно от 10 м2/г до 200 м2/г, более предпочтительно от 20 м2/г до 150 м2/г, даже более предпочтительно от 30 м2/г до 100 м2/г, измеренную с использованием азота и метода БЭТ, или
c) распределение частиц по размерам d 98/d 50 ≥2,0, более предпочтительно >2,5, предпочтительно в интервале от >2,5 до 3,0.
В альтернативном варианте осуществления, смесь, содержащая частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC), полученная на стадии d), предпочтительно содержит частицы, более предпочтительно состоит из частиц, имеющих
a) медианный диаметр зерен d 50 от 5 мкм до 100 мкм, предпочтительно от 10 мкм до 75 мкм, более предпочтительно от 15 мкм до 50 мкм, еще более предпочтительно от 20 мкм до 35 мкм, определенный посредством седиментационного метода, и
b) удельную поверхность по методу БЭТ ≥5 м2/г и предпочтительно от 10 м2/г до 200 м2/г, более предпочтительно от 20 м2/г до 150 м2/г, даже более предпочтительно от 30 м2/г до 100 м2/г, измеренную с использованием азота и метода БЭТ, и
c) распределение частиц по размерам d 98/d 50 ≥2,0, более предпочтительно >2,5, предпочтительно в интервале от >2,5 до 3,0.
В случае, когда водная суспензия частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), предоставленная на стадии a), содержит по меньшей мере один агент обработки, следует принимать во внимание, что водная суспензия, полученная на стадии d), предпочтительно содержит по меньшей мере один агент обработки в количестве вплоть до 8 масс.%, предпочтительно в количествах от 0,01 масс.% до 5 масс.%, более предпочтительно от 0,05 масс.% до 4 масс.%, еще более предпочтительно от 0,2 масс.% до 3 масс.%, в расчете от общей массы сухого вещества в водной суспензии, полученной на стадии d).
Предпочтительно, чтобы стадию d) способа выполняли в отсутствии диспергаторов. Таким образом, смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), предпочтительно не содержат диспергаторов. Более предпочтительно, стадии a), b), c) и d) способа выполняют в отсутствии диспергаторов.
Способ согласно настоящему изобретению может дополнительно включать в себя необязательную стадию сушки e). На указанной стадии сушки, водную суспензию, полученную на стадии обезвоживания d) высушивают с получением высушенной смеси частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC).
Способ сушки, применяемый для получения сухой смеси частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), может представлять собой любой тип способа сушки, хорошо известный квалифицированному специалисту.
Таким образом, содержание твердых веществ в сухой смеси частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), полученной на необязательной стадии сушки e), находится в интервале от 20,0 до 99,0 масс.% и предпочтительно в интервале от 24,0 до 90,0 масс.%, в расчете от общей массы смеси. Например, содержание твердых веществ в сухой смеси частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), полученной на необязательной стадии сушки e), находится в интервале от 20,0 до 60,0 масс.% и предпочтительно в интервале от 24,0 до 50,0 масс.%, в расчете от общей массы смеси.
Если способ включает в себя стадию сушки e), следует принимать во внимание, что стадию сушки выполняют таким образом, что полученная смесь имеет содержание твердых веществ выше, чем содержание твердых веществ в водной суспензии, полученной на стадии обезвоживания d).
Что касается свойств сухой смеси, то приводится ссылка на свойства, приведенные при обсуждении стадий c) и d) способа.
Применение изобретения
Согласно изобретению, смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), или водная суспензия, содержащая указанную смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), может применяться в бумаге, санитарно-гигиенической бумаге, бумаге для цифровой фотографии, красках, покрытиях, адгезивах, пластических веществах или в обработке сточных вод или реагентах для обработки сточных вод.
В предпочтительном варианте осуществления, согласно изобретению смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), применяют в красках или покрытиях в качестве матирующего средства. Под матирующим средством, авторы изобретения понимают агент, обладающий способностью к рассеиванию падающего света от угла зеркального отражения. Это означает преломление направленного света, который освещает субстрат, вызывающее диффузное рассеяние.
В частности, матирующее средство присутствует в количествах от 1 до 10 масс.%, предпочтительно в количествах от 2 до 7 масс.%, более предпочтительно в количестве от 3 до 5 масс.%, в расчете от общей массы краски или покрытия.
Краски или покрытия, содержащие согласно изобретению смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC) и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), в качестве матирующих средств в количествах, указанных выше, обеспечивают блеск поверхности высушенной пленки краски или покрытия при 85° в интервале ниже 10 единиц блеска (GU), предпочтительно от 0,5 до 9,5, более предпочтительно от 1 до 8, еще более предпочтительно от 2 до 7,5, при измерении в соответствии с DIN 67 530, что является очень неожиданным вследствие низкого содержания матирующего средства.
Дополнительное преимущество смеси частиц согласно изобретению, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), присутствующих в количествах, описанных выше, состоит в том, что кроме эффекта матирования высушенной пленки краски или покрытия, поверхность указанных высушенных краски или покрытия является гладкой.
Таким образом, смесь частиц согласно изобретению, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC) и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC) настоящего изобретения при использовании в красках и/или покрытиях, обеспечивает матовый внешний вид, и в то же самое время обеспечивает гладкую поверхность при осязании.
Следующие примеры предназначены для иллюстрации изобретения без ограничения его объема:
Примеры
Методы измерения
Следующие методы измерения применяют для оценки параметров, приведенных в описании, примерах и формуле изобретения.
Удельная поверхность материала по методу БЭТ (SSA)
Удельную площадь поверхности измеряют с использованием азота методом БЭТ согласно ISO 9277, используя Gemini V, поставляемый компанией MICROMERITICS™, после кондиционирования образца посредством нагрева при 250°C в течение 30-минутного периода. Перед такими измерениями, образец отфильтровывают на воронке Бюхнера, промывают деионизированной водой и сушат в течение ночи при от 90°C до 100°C в печи. В последующем, сухую фильтровальную лепешку тщательно размалывают в ступке, и полученный в результате порошок помещают на рычажные весы со шкалой, проградуированной в процентах влажности, при 130°C до достижения постоянной массы.
Содержание твердых веществ в водной суспензии
Содержание твердых веществ в суспензии (также известное как ʺмасса сухого веществаʺ) определяют, используя Анализатор Влаги HR73, доступный для приобретения от Mettler-Toledo, при следующих установках: температура, равная 120°C, автоматическое выключение 3, стандартная сушка, 5-20 г суспензии.
Распределение частиц по размерам (масс.% частиц с диаметром < x) и медианно-массовый диаметр (d50) материала, содержащего карбонат кальция с непрореагировавшей поверхностью (т.е. исходного материала карбоната кальция)
Медианно-массовый диаметр зерен и массовое распределение зерен по размерам материала в виде частиц, такого как карбонат кальция, определяют посредством седиментационного метода, т.е. анализа поведения при седиментации в гравиметрическом поле. Измерение проводят, используя Sedigraph TM 5120.
Метод и прибор известны квалифицированному специалисту и обычно используются для определения размера зерен наполнителей и пигментов. Измерения проводят в водном растворе 0,1 масс.% Na4P2O7. Образцы диспергируют, используя высокоскоростной смеситель и ультразвук.
Медианный диаметр зерен
d
50
и
d
98
минерала, содержащего шарообразный поверхностно-модифицированный карбонат кальция
Медианный диаметр зерен, d 50 и d 98 минерала, содержащего шарообразный поверхностно-модифицированный карбонат кальция, определяли, используя систему лазерной дифракции Malvern Mastersizer 2000, с заданным RI, равным 1,57 и iRI, равным 0,005, программным обеспечением Malvern Application Software 5,60. Измерения проводили на водной дисперсии. Образцы диспергировали, используя высокоскоростной смеситель. В связи с этим, значения d 50 и d 98 определяют диаметры, при которой 50 об.% или 98 об.% измеренных частиц, имеют диаметр меньше, чем значение d 50 или d 98, соответственно.
Измерения вязкости
А. ICI Вязкость согласно EN ISO 2884-1
ICI Вязкость измеряли согласно EN ISO 2884-1, используя вискозиметр с конусом и плоскостью (Epprecht Instruments+Controls, Bassersdorf, Switzerland) при скорости сдвига, равной 10000 1/с при температуре (23±0,2)°C. Измеренное значение через 15 с, которое должно быть постоянным значением, отображает измеренную вязкость образца.
B. Вязкость с использованием реометра Paar Physica M301 PP25
Это измерение проводили с использованием реометра Paar Physica M301 PP25, от компании Anton Paar GmbH, Австрия, согласно следующему режиму:
Темп.: 23°C
Исходная скорость сдвига: 0,1 л/с
Конечная скорость сдвига: 100 л/с, с логарифмическим градиентом из 10 точек измерения на декаду, и с взятием каждой точки измерения через 5 секунд.
Точки измерения отображают в виде десятичных логарифмов, так что результатом этого измерения является графическое изображение линейной зависимости с отрицательным углом наклона. x-ось графика представляет скорость сдвига в виде десятичных логарифмов, и y-ось отображает измеренную вязкость в Па·с.
Глянец покрытой поверхности
Значения блеска (глянца) измеряют при приведенных углах согласно DIN 67 530 на покрытой краской поверхностях, полученных с использованием зазора устройства для покрытия, равного 150 мкм на контрастных картах. Применяемые контрастные карты представляют собой контрастные карты Leneta, форма 3-B-H, размер 7-5/8×11-3/8 (194×289 мм), поставляемые компанией Leneta, и дистрибутируемые Novamart, Stäfa, Швейцария. Блеск измеряют с использованием устройства для измерения блеска от компании Byk Gardner, Geretsried, Германия. Значение блеска получают измерением 5 различных точек на карте с использованием устройства для измерения блеска, и среднее значение рассчитывают по устройству, и оно может быть взято с дисплея устройства.
Определение значений цветности (
Rx
,
Ry
,
Rz
)
Значения цветности Rx, Ry, Rz определяют над белым и черным полями контрастной карты Leneta, и измеряют с использованием спектральной схемы спектрофотометра SF 450 X от компании Datacolor, Montreuil, Франция.
Относительный контраст (непрозрачность) покрытой поверхности
Значения относительного контраста определяют согласно ISO 2814 при скорости расширения, равной 10±0,5 м2/л.
Относительный контраст рассчитывают, как описано в уравнении ниже:
причем Ryчерный и Ry белый получают измерением значений цветности.
Примеры
Следующие иллюстративные примеры изобретения для получения шарообразных MCC, получали в стальном реакторе с мешалкой, оборудованном системой ламинарного смешения при размере загрузки, равном 10 м3. Содержание твердых веществ регулируют до 20 масс.% твердых веществ, как указано в Таблице 1.
Способ включает в себя стадии:
a) обеспечение по меньшей мере одной водной суспензии минерала, содержащего карбонат кальция;
b) обеспечение по меньшей мере одной водорастворимой кислоты;
c) необязательно обеспечение дополнительного газообразного CO2 через внешний путь;
d) контактирование указанной водной суспензии минерала, содержащего карбонат кальция стадии a), с указанной кислотой стадии b) и с указанным CO2, генерируемым in situ и/или поставляемым извне стадии c), в условиях перемешивания
e) необязательно обезвоживание водной суспензии.
Добавление по меньшей мере одной водорастворимой кислоты стадии b) и контактирование указанной водной суспензии минерала, содержащего карбонат кальция стадии a), с указанной кислотой стадии b) и с указанным CO2, генерируемым in situ и/или поставляемым извне, на стадии c) происходит в перемешиваемом реакторе в условиях перемешивания, таким образом, чтобы создавать по существу ламинарный поток.
Мрамор, используемый в способе согласно настоящему изобретению, и указанный как H90 в Таблице 1, представляет собой доступный для приобретения продукт от заявителя, поставляемый под торговым наименованием Hydrocarb® 90-ME 78%, который является природным измельченным мрамором из Мольде в Норвегии, имеющим предельный максимальный размер d 98, равный 5 мкм, и медианно-массовый размер частиц d 50, равный 0,7 мкм (размер, определенный посредством Sedigraph), и обеспечиваемый в форме суспензии с содержанием твердых веществ, равным 78 масс.% в расчете от массы сухого вещества в суспензии и с вязкостью 400 мПас.
Скорость смешивания регулируют до 48 об/мин, и температуру регулируют до 70°C. Перед дозированием 35 масс.% раствора фосфорной кислоты, которую добавляют в течение периода от 10 до 12 мин., агент обработки - гексадекагидрат сульфата алюминия сразу добавляли к суспензии минерала, содержащей карбонат кальция в количествах около 0,3 масс.%.
Реакционную смесь смешивали при указанных скоростях смешения и значениях времени согласно Таблице 1.
Таблица 1.
| Условия в емкости | H3PO4 35 масс.% | Al2(SO4)3*16H2O | |||||||
| Размер загрузки (м3) | Скорость смешив. (об/м) |
Твердые вещества в целев сусп масс.% | Тип исходной сусп. | Темп. °C |
Дозир. масс.% |
Период добавл. | Кон. конц. масс.% | Время доб. | |
| E1 | 10 | 48 | 20,0 | H90 | 70 | 20,0 | 12 мин | 0,27 | п/к |
| E2 | 10 | 44 | 20,0 | H90 | 70 | 20,0 | 11 мин | 0,27 | п/к |
п/к означает добавление перед кислотой
Распределение частиц по размерам (PSD) синтезированных MCC примеров E1 и E2, измеряли, используя Malvern Mastersizer, и распределение частиц по размерам и удельная поверхность по методу БЭТ (SSA), а также верхний предел d 98 и медианный диаметр зерен d 50 для примеров E1 и E2 показаны в Таблице 2.
Таблица 2.
| E1(J) | E2(S) | ||
| SSA | м2/г | 48 | 42 |
| d 50* | мкм | 9,6 | 23,7 |
| d 98* | мкм | 26 | 67 |
| d 98/d 50 | 2,71 | 2,82 |
* определенный посредством Malvern Mastersizer, (J) высушенный в струйной сушилке, (S) высушенный распылением.
Суспензию примера E2, полученную после реакции, смешивали и сушили согласно Таблице 3, с суспензией 54 масс.% осажденного карбоната кальция, доступного для приобретения (Omya AG), где осажденный карбонат кальция представляет собой имеющий скаленоэдрическую форму осажденный карбонат кальция (sPPC) имеющий верхний предел размера d 98 , равный 7 мкм, медианно-массовый размер диаметра частиц, d 50 , равный 1,8 мкм, и размер частиц < 2 мкм для 60 масс.%, определенный посредством Sedigraph 5120, и яркость Ry (C/2, DIN 53163), равную 97%. Дополнительно к этому, суспензию E2 сначала сушили, а затем смешивали с сухим скаленоэдрическим PCC, как ранее было указано выше, в различных отношениях, как показано в Таблице 3.
Таблица 3. Композиция сухих смесей и высушенной влажной смеси
| Сухая смесь | Сухая Смесь | Сухая Смесь | Сухая Смесь | Сухая Смесь | Сухая Смесь | Влажн.высуш. смесь* | |
| Образец | R1 | DB1 | DB2 | DB3 | DB4 | DB5 | WBd1 |
| E2 (MCC) | 100 масс.% | 90 масс.% | 80 масс.% | 70 масс.% | 60 масс.% | 50 масс.% | 70 масс.% |
| sPCC | 0 | 10 масс.% | 20 масс.% | 30 масс.% | 40 масс.% | 50 масс.% | 30 масс.% |
| Отнош. MCC/sPCC |
100/0 | 90/10 | 80/20 | 70/30 | 60/40 | 50/50 | 70/30 |
| Сост. | Сух. тверд. | Сух. тверд. | Сух. тверд. | Сух. тверд. | Сух. тверд. | Сух. тверд. | Сух. тверд. |
* влажная смесь является смесью 6,21 частей 20 масс.% MCC и 1 части 54 масс.% sPCC, что соответствует суспензии смеси MCC/sPCC при отношении 70/30 и содержанию твердых веществ 24,7 масс.%.
Сухие образцы, полученные из сухой и высушенной влажной смеси MCC и sPCC тестировали в красках. Для этого, R1, DB1 - DB3 и WBd1 смешивали в составах и сравнивали с матирующими средствами, применяемыми в этой области, такими как диатомитовые земли (R2-Целит 281). Уровень дозировки всех матирующих средств составлял 7 масс.%. Указанные составы дополнительно содержали обычные добавки, такие как пеногасители, диспергаторы, гидроксид натрия, фунгициды, бактерициды, оксид титана (рутил), тальк, наполнители, пигменты, загустители, пластификатор, модификаторы вязкости, воду и другие, известные квалифицированному специалисту. Таблица 4 предоставляет композицию тестируемой краски.
| Таблица 4 | ||||||||||
| Образцы | R1 | DB1 | DB2 | DB3 | DB4 | DB5 | WBd1 | R2 | ||
| Отношение (MCC/sPCC) | 100/0 | 90/10 | 80/20 | 70/30 | 60/40 | 50/50 | 70/30 | - | ||
| Основа тестируемой краски | ||||||||||
| Вода (деионизированн.) | кг | 21,32 | ||||||||
| Calgon N neu | кг | 0,16 | ||||||||
| Bermocoll Prime 3500 | кг | 0,43 | ||||||||
| Гидроксид натрия, 10% | кг | 0,21 | ||||||||
| BYK 038 | кг | 0,27 | ||||||||
| Texanol | кг | 0,27 | ||||||||
| Бутилдигликольацетат | кг | 0,27 | ||||||||
| Dowanol DPnB | кг | 0,53 | ||||||||
| Coapur 2025 | кг | 0,11 | ||||||||
| Byk 349 | кг | 0,21 | ||||||||
| Mergal 723 K | кг | 0,11 | ||||||||
| Вода (деионизированн.) | кг | 2,67 | ||||||||
| Ecodis P90 | кг | 0,30 | ||||||||
| Вода (деионизированн.) | кг | 8,00 | ||||||||
| Mowilith LDM 6119, 50% | кг | 15,99 | ||||||||
| Вода | кг | 2,45 | ||||||||
| Omyacarb Extra-GU | кг | 39,70 | ||||||||
| Всего | кг | 93,00 | 93,00 | 93,00 | 93,00 | 93,00 | 93,00 | 93,00 | 93,00 | 93,00 |
| Матирующие средства | ||||||||||
| Целит 281 | кг | 7,00 | ||||||||
| MCC | кг | 7,00 | 6,30 | 5,60 | 4,90 | 4,20 | 3,50 | |||
| sPCC | кг | 0,70 | 1,40 | 2,10 | 2,80 | 3,50 | ||||
| Всего | 100,00 | 100,00 | 100,00 | 100,00 | 100,00 | 100,00 | 100,00 | |||
Таблица 5. Материал для основы краски
| Производитель | Химическая основа | Функция | |
| Вода (деионизир.) |
Внутренний | H2O | растворитель |
| Calgon N neu | BK Giulini Chemie | Натрия полифосфат |
Увлажнитель и диспергатор |
| Bermocoll Prime 3500 | AkzoNobel Corp. | Этилгидроксиэтил целлюлоза |
Загуститель |
| Натрия гидроксид, 10% | Различные | Раствор NaOH | Регулятор pH |
| BYK 038 | Byk Chemie | Основа из минерального масла | Пеногаситель |
| Texanol | Eastman Chemical Company | CAS-Nr. 25265-77-4 | Пленкообразующая добавка |
| Бутилдигликоль Ацетат |
Различные | Ацетат монобутилового эфира диэтиленгликоля | Коалесцирующее средство (Пленкообразующая добавка) |
| Dowanol DPnB | Dow | Дипропиленгликоль-н-бутиловый эфир | Коалесцирующее средство (Пленкообразующая добавка) |
| Coapur 2025 | Coatex | Полиуретановая основа | Модификатор реологических свойств |
| Byk 349 | Byk | Модифицированный полиэфиром силоксан | Увлажнитель субстрата |
| Mergal 723 K | Изотиазолинон (BIT) | Консервант | |
| Ecodis P90 | Coatex | Аммониевая соль полиакриловой кислоты | Увлажнитель и диспергатор |
| Mowilith LDM 6119, 50% | Celanese | Дисперсия Стирол-Акрилата | Связующее |
| Omyacarb Extra-GU | Omya | Карбонат кальция, мрамор | Наполнитель |
Рабочие характеристики тестируемых красок обобщены в Таблице 6, где DB1, DB2, DB3, DB4 и DB5 относятся к сравнительным примерам красок, полученным из сухих смесей, в то время как R1 (являющаяся 100% MCC) и R2 (являющаяся Целитом 281 от Imerys, кальцинированной диатомитовой землей) относятся к эталонным примерам красок. WBd1 относится к примеру краски, содержащей смесь, полученную способом согласно настоящему изобретению.
Таблица 6. Рабочие характеристики краски: Оптические свойства по шкале снижения интенсивности с зазором 150 мкм и 10±0,5 м2/л
| 150 мкм зазор | ||||||||
| Образцы | R1 | DB1 | DB2 | DB3 | DB4 | DB5 | WBd1 | R2 |
| Ry над белым | 88,2 | 88,2 | 88,2 | 88,1 | 88,1 | 88,1 | 87,8 | 88,1 |
| Ry над черным | 82,1 | 82,0 | 81,8 | 81,8 | 81,8 | 81,6 | 81,8 | 79,4 |
| Индекс желтизны | 2,8 | 2,9 | 2,9 | 2,9 | 3,0 | 3,0 | 2,7 | 3,8 |
| Относительный контраст | 93,0 | 93,0 | 92,8 | 92,8 | 92,7 | 92,7 | 93,1 | 90,1 |
| Блеск 85° | 2,5 | 3,0 | 3,6 | 4,6 | 5,7 | 7,3 | 3,5 | 3,6 |
Как можно видеть из результатов Таблицы 6, пример согласно настоящему изобретению (WBd1) показывает рабочие характеристики по эффекту матирования, превосходящие такие характеристики для сухой смеси DB3 с таким же отношением MCC/sPCC или аналогичные таким характеристикам для матирующих средств предшествующего уровня.
Настоящее изобретение, следовательно, предоставляет альтернативные матирующие средства на основе влажной смеси поверхностно-модифицированного карбоната кальция и осажденного карбоната кальция, которая, в высушенном виде и добавленная в краску обеспечивает, с одной стороны, лучший эффект матирования, чем могла бы обеспечить сухая смесь с таким же соотношением поверхностно-модифицированного карбоната кальция и осажденного карбоната кальция, в то же самое время, могут быть улучшены производственная и экономическая эффективность влажной смеси, которую впоследствии сушат. Такие улучшенное получение и экономическую эффективность наблюдают, когда суспензию 20 масс.% MCC смешивают с суспензией 54 масс.% sPCC при 6,21 частях MCC с 1 частью sPCC, получая суспензию при отношении MCC/sPCC, равном 70/30, при содержании твердых веществ, равном 24,7 масс.%, которое в 4,7 раза выше, чем для 20 масс.% чистого MCC. Таким образом, для получения сухой смеси MCC/PCC при отношении 70/30 с сухим исходным материалом необходимо удалять больше воды, чем при влажном смешивании и сушке, следовательно, приводящим в результате к улучшенной эффективности получения и более низким производственным затратам, обусловленным меньшим необходимым количеством воды для удаления.
Смесь MCC/PCC настоящего изобретения может применяться в бумаге и бумажном покрытии, санитарно-гигиенической бумаге, бумаге для цифровой фотографии, красках, покрытиях, адгезивах, пластических веществах, или в качестве реагента для обработки сточных вод.
Claims (36)
1. Способ получения водной суспензии, содержащей смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), включающий в себя стадии:
a) обеспечение водной суспензии частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC),
b) обеспечение водной суспензии частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC),
c) контактирование указанной водной суспензии частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC) стадии a), с указанной водной суспензией частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC) стадии b), для получения водной суспензии, содержащей смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), и
d) обезвоживание водной суспензии, полученной на стадии c) для получения водной суспензии, содержащей смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC),
где смесь содержит частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC), при массовом соотношении [MCC/PCC], равном от 99:1 до 50:50.
2. Способ по п. 1, где частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC) в водной суспензии стадии a), представляют собой по существу сферические частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (bMCC).
3. Способ по п. 1 или 2, где частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC) в водной суспензии стадии a), имеют
a) медианный диаметр зерен d 50 от 4 мкм до 100 мкм, предпочтительно от 5 мкм до 75 мкм, более предпочтительно от 10 мкм до 55 мкм, еще более предпочтительно от 15 мкм до около 35 мкм, определенный посредством Malvern Mastersizer, и/или
b) удельную поверхность по методу БЭТ≥15 м2/г и предпочтительно от 20 м2/г до 200 м2/г, более предпочтительно от 30 м2/г до 150 м2/г, даже более предпочтительно от 40 м2/г до 100 м2/г, измеренную с использованием азота и метода БЭТ, и/или
c) распределение частиц по размерам d 98 /d 50 <3, более предпочтительно≤2,9, предпочтительно в интервале от 1,4 до 2,9.
4. Способ по любому одному из пп. 1-3, где водная суспензия частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC) стадии a), содержит по меньшей мере один агент обработки в количестве вплоть до 8 масс.%, предпочтительно в количествах от 0,01 масс.% до 5 масс.%, более предпочтительно от 0,05 масс.% до 4 масс.%, еще более предпочтительно от 0,2 масс.% до 3 масс.%, в расчете от общей массы сухого вещества водной суспензии.
5. Способ по п. 4, где по меньшей мере один агент обработки выбирают из группы, содержащей сульфат двухвалентного железа, сульфат трехвалентного железа, хлорид двухвалентного железа, хлорид трехвалентного железа, сульфат алюминия, хлорид алюминия, и/или их гидратированные формы, силикаты, водорастворимые катионные полимеры, водорастворимые амфотерные полимеры, водорастворимые неионные полимеры и их комбинации.
6. Способ по любому одному из пп. 1-5, где частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC) в водной суспензии стадии b), имеют
a) медианный диаметр зерен d50 от 0,1 до 100 мкм, предпочтительно от 0,25 до 50 мкм, более предпочтительно от 0,3 до 5 мкм и наиболее предпочтительно от 0,4 до 3 мкм, определенный посредством седиментационного метода, и/или
b) удельную поверхность по методу БЭТ в интервале от 1 до 100 м2/г, предпочтительно от 2 до 70 м2/г, более предпочтительно от 3 до 50 м2/г, особенно, от 4 до 30 м2/г, измеренную с использованием азота и метода БЭТ, и/или
c) распределение частиц по размерам d98/d50≥3, более предпочтительно≥3,2, предпочтительно в интервале от 3,2 до 4,5.
7. Способ по любому одному из пп. 1-6, где водная суспензия
a) частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC) стадии a), и/или водная суспензия частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC) стадии b), имеет содержание твердых веществ, равное по меньшей мере 5 масс.%, предпочтительно от 5 до 60 масс.%, более предпочтительно от 10 до 35 масс.% и наиболее предпочтительно от 15 до 30 масс.%, в расчете от общей массы водной суспензии, и/или
b) полученная на стадии c) имеет содержание твердых веществ, равное по меньшей мере 5 масс.%, предпочтительно от 5 до 40 масс.%, более предпочтительно от 10 до 35 масс.% и наиболее предпочтительно от 15 до 30 масс.%, в расчете от общей массы водной суспензии, и/или
c) полученная на стадии d) имеет содержание твердых веществ, равное по меньшей мере 15 масс.%, предпочтительно от 15 до 50 масс.%, более предпочтительно от 20 до 45 масс.% и наиболее предпочтительно от 20 до 40 масс.%, в расчете от общей массы водной суспензии.
8. Способ по любому одному из пп. 1-7, где смесь содержит
a) частицы, содержащие поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частицы, содержащие осажденный карбонат кальция (PCC), при массовом соотношении [MCC/PCC] от 95:5 до 65:35 и предпочтительно от 90:10 до 70:30, и/или
b) частицы, имеющие медианный диаметр зерен d50 от 5 мкм до 100 мкм, предпочтительно от 10 мкм до 75 мкм, более предпочтительно от 15 мкм до 50 мкм, еще более предпочтительно от 20 мкм до 35 мкм, определенный посредством седиментационного метода, и/или
c) частицы, имеющие удельную поверхность по методу БЭТ≥5 м2/г и предпочтительно от 10 м2/г до 200 м2/г, более предпочтительно от 20 м2/г до 150 м2/г, даже более предпочтительно от 30 м2/г до 100 м2/г, измеренную с использованием азота и метода БЭТ, и/или
d) частицы, имеющие распределение частиц по размерам d98/d50≥2,0, более предпочтительно > 2,5, предпочтительно в интервале от > 2,5 до 3,0.
9. Водная суспензия, содержащая смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), при массовом соотношении [MCC/PCC] от 99:1 до 50:50, полученная любым способом по пп. 1-8.
10. Смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC), при массовом соотношении [MCC/PCC] от 99:1 до 50:50, полученная посредством сушки водной суспензии по п. 9.
11. Применение смеси частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC) водной суспензии по п. 9 или смеси по п. 10, в бумаге, бумажном покрытии, санитарно-гигиенической бумаге, бумаге для цифровой фотографии, красках, покрытиях, адгезивах, пластических веществах, обработке сточных вод или реагентах для обработки сточных вод.
12. Применение по п. 11 в качестве матирующего средства в красках и покрытиях.
13. Применение по п. 12, где матирующее средство присутствует в количествах 1 до 10 масс.%, предпочтительно от 2 до 7 масс.%, более предпочтительно от 3 до 5 масс.%, в расчете от влажной краски.
14. Применение по п. 13, где поверхность высушенных краски или покрытия имеет блеск при 85° в интервале ниже 10, предпочтительно от 0,5 до 9,5, более предпочтительно от 1 до 8, еще более предпочтительно от 2 до 7,5, при измерении в соответствии с DIN 67 530.
15. Бумага, санитарно-гигиеническая бумага, бумага для цифровой фотографии, содержащая смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC) водной суспензии по п. 9 или смеси по п. 10.
16. Краски, покрытия или адгезивы, содержащие смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC) водной суспензии по п. 9 или смеси по п. 10.
17. Реагент для обработки сточных вод, содержащий смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC) водной суспензии по п. 9 или смеси по п. 10.
18. Пластические вещества, содержащие смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (MCC), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (PCC) водной суспензии по п. 9 или смеси по п. 10.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP15164345.9 | 2015-04-20 | ||
| EP15164345.9A EP3085742B1 (en) | 2015-04-20 | 2015-04-20 | Blend of calcium carbonates comprising particles of surface modified calcium carbonate (mcc) and particles of precipitated calcium carbonate (pcc) and its uses |
| US201562153025P | 2015-04-27 | 2015-04-27 | |
| US62/153,025 | 2015-04-27 | ||
| PCT/EP2016/057321 WO2016169753A1 (en) | 2015-04-20 | 2016-04-04 | Blend of surface modified calcium carbonate comprising particles (mcc) and precipitated calcium carbonate comprising particles (pcc) and its uses |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2671741C1 true RU2671741C1 (ru) | 2018-11-06 |
Family
ID=52997311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017135268A RU2671741C1 (ru) | 2015-04-20 | 2016-04-04 | Смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (mcc), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (pcc), и ее применения |
Country Status (21)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11292915B2 (ru) |
| EP (2) | EP3085742B1 (ru) |
| JP (1) | JP6499316B2 (ru) |
| KR (1) | KR101985131B1 (ru) |
| CN (1) | CN107532010B (ru) |
| AR (1) | AR104325A1 (ru) |
| AU (1) | AU2016253507B2 (ru) |
| BR (1) | BR112017022398B1 (ru) |
| CA (1) | CA2982046C (ru) |
| ES (1) | ES2668346T3 (ru) |
| MX (1) | MX2017013280A (ru) |
| MY (1) | MY190131A (ru) |
| NO (1) | NO3085742T3 (ru) |
| PH (1) | PH12017501681A1 (ru) |
| PL (1) | PL3085742T3 (ru) |
| PT (1) | PT3085742T (ru) |
| RU (1) | RU2671741C1 (ru) |
| SI (1) | SI3085742T1 (ru) |
| TW (1) | TWI589518B (ru) |
| UY (1) | UY36634A (ru) |
| WO (1) | WO2016169753A1 (ru) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3202858A1 (de) * | 2016-02-02 | 2017-08-09 | Kronos International, Inc. | Herstellung von matten lacken und druckfarben |
| EP3385335A1 (en) * | 2017-04-03 | 2018-10-10 | Omya International AG | Pigment composition comprising surface modified calcium carbonate and ground natural calcium carbonate |
| EP3467050A1 (en) | 2017-10-04 | 2019-04-10 | Omya International AG | Coating compositions comprising ground natural calcium carbonate (gcc) |
| US20210032422A1 (en) * | 2018-04-11 | 2021-02-04 | Omya International Ag | Calcium carbonate comprising composition for elastomeric film preparation |
| EP3628705A1 (en) * | 2018-09-28 | 2020-04-01 | Omya International AG | Process for preparing a coarse surface treated filler material product |
| EP3750950A1 (en) * | 2019-06-12 | 2020-12-16 | Omya International AG | Chemical foaming of pvc with surface-reacted calcium carbonate (mcc) and/or hydromagnesite |
| AR119243A1 (es) * | 2019-07-08 | 2021-12-01 | Omya Int Ag | Composición seca cosmética y/o para el cuidado de la piel |
| CN111676729B (zh) * | 2020-05-11 | 2022-03-15 | 仙鹤股份有限公司 | 一种无铝内衬纸的制备方法 |
| WO2021239546A1 (en) * | 2020-05-29 | 2021-12-02 | Omya International Ag | Use of a mineral blend as cosmetic agent for wet cosmetic compositions |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2280115C2 (ru) * | 2001-12-20 | 2006-07-20 | Спешиалти Минералз (Мичиган) Инк. | Составы покрытий из карбоната кальция для придания высокого лоска и бумага и картон с покрытием, образованным из вышеуказанных составов |
| RU2283393C1 (ru) * | 2005-02-15 | 2006-09-10 | Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт бумаги" (ОАО "ЦНИИБ") | Способ получения пигмента для изготовления бумаги и картона |
| WO2009000659A3 (de) * | 2007-06-22 | 2009-02-19 | Alpha Calcit Fuellstoff Gmbh | Herstellung von streichfarbendispersionen |
| RU2438979C2 (ru) * | 2005-09-16 | 2012-01-10 | Омиа Девелопмент Аг | Способ производства высокодисперсного совместно измельченного карбонатно-кальциевого материала типов gcc и pcc, полученные продукты и их применение |
| EP2537900A1 (en) * | 2011-06-21 | 2012-12-26 | Omya Development AG | Process for the production of precipitated calcium carbonate, precipitated calcium carbonate and uses thereof |
| EP2684916A1 (en) * | 2012-07-13 | 2014-01-15 | Omya International AG | Surface modified calcium carbonate containing minerals and its use |
Family Cites Families (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4416895C1 (de) | 1994-05-13 | 1995-10-19 | Pluss Stauffer Ag | Carbonathaltige mineralische Füllstoffe und ihre Verwendung als Mattierungsmittel |
| US5531821A (en) | 1995-08-24 | 1996-07-02 | Ecc International Inc. | Surface modified calcium carbonate composition and uses therefor |
| FR2787802B1 (fr) | 1998-12-24 | 2001-02-02 | Pluss Stauffer Ag | Nouvelle charge ou pigment ou mineral traite pour papier, notamment pigment contenant du caco3 naturel, son procede de fabrication, compositions les contenant, et leurs applications |
| JP2003147275A (ja) | 2001-11-14 | 2003-05-21 | Nippon Paint Co Ltd | つや消し塗料組成物およびつや消し塗膜形成方法 |
| JP2003342553A (ja) * | 2002-05-29 | 2003-12-03 | Maruo Calcium Co Ltd | スリップ防止用添加剤、それを含有してなる充填材、及びそれらを配合してなる樹脂組成物 |
| FR2852600B1 (fr) | 2003-03-18 | 2005-06-10 | Nouveau pigment mineral contenant du carbonate de calcium, suspension aqueuse le contenant et ses usages | |
| FR2871474B1 (fr) | 2004-06-11 | 2006-09-15 | Omya Development Ag | Nouveau pigment mineral sec contenant du carbonate de calcium, suspension aqueuse le contenant et ses usages |
| JP2006001960A (ja) * | 2004-06-15 | 2006-01-05 | Maruo Calcium Co Ltd | スラリー状艶消し剤及びそれを含有してなる艶消し塗料組成物 |
| WO2006105189A1 (en) | 2005-03-31 | 2006-10-05 | Imerys Kaolin, Inc. | Aggregated particulate minerals, compositions comprising aggregated calcium carbonate, methods of making and uses thereof |
| PL2011766T3 (pl) * | 2007-06-15 | 2009-08-31 | Omya Int Ag | Powierzchniowo aktywowany węglan wapnia w połączeniu z adsorbentem hydrofobowym do oczyszczania wody |
| PL2264109T3 (pl) | 2009-06-15 | 2012-07-31 | Omya Int Ag | Sposób wykorzystania przereagowanego powierzchniowo węglanu wapnia i jego wykorzystanie |
| EP2264108B1 (en) | 2009-06-15 | 2012-02-15 | Omya Development AG | Process to prepare a surface-reacted calcium carbonate implementing a weak acid |
| SI2281853T1 (sl) * | 2009-08-05 | 2012-09-28 | Omya Development Ag | Uporaba 2-amino-2-metil-1-propanola kot aditiva v vodnih suspenzijah materialov, ki obsegajo kalcijev karbonat |
| TWI510432B (zh) * | 2010-04-09 | 2015-12-01 | Omya Int Ag | 經表面改質碳酸鈣在黏著劑、密封劑及／或填隙劑中之用途 |
| SI2565236T1 (sl) * | 2011-08-31 | 2014-04-30 | Omya International Ag | Samovezujoči pigmentni hibridi |
| SI2565165T1 (sl) * | 2011-08-31 | 2016-11-30 | Omya International Ag | Remineralizacija desalinizirane in sveže vode z doziranjem raztopine kalcijevega karbonata v mehko vodo |
-
2015
- 2015-04-20 EP EP15164345.9A patent/EP3085742B1/en active Active
- 2015-04-20 ES ES15164345.9T patent/ES2668346T3/es active Active
- 2015-04-20 SI SI201530250T patent/SI3085742T1/en unknown
- 2015-04-20 PT PT151643459T patent/PT3085742T/pt unknown
- 2015-04-20 PL PL15164345T patent/PL3085742T3/pl unknown
- 2015-04-20 NO NO15164345A patent/NO3085742T3/no unknown
-
2016
- 2016-03-24 TW TW105109164A patent/TWI589518B/zh not_active IP Right Cessation
- 2016-04-04 EP EP16713479.0A patent/EP3286265A1/en not_active Withdrawn
- 2016-04-04 MY MYPI2017703456A patent/MY190131A/en unknown
- 2016-04-04 AU AU2016253507A patent/AU2016253507B2/en active Active
- 2016-04-04 KR KR1020177033216A patent/KR101985131B1/ko active IP Right Grant
- 2016-04-04 BR BR112017022398-8A patent/BR112017022398B1/pt active IP Right Grant
- 2016-04-04 WO PCT/EP2016/057321 patent/WO2016169753A1/en active Application Filing
- 2016-04-04 US US15/557,573 patent/US11292915B2/en active Active
- 2016-04-04 JP JP2017554848A patent/JP6499316B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2016-04-04 MX MX2017013280A patent/MX2017013280A/es active IP Right Grant
- 2016-04-04 CA CA2982046A patent/CA2982046C/en active Active
- 2016-04-04 RU RU2017135268A patent/RU2671741C1/ru active
- 2016-04-04 CN CN201680022974.7A patent/CN107532010B/zh active Active
- 2016-04-19 UY UY0001036634A patent/UY36634A/es not_active Application Discontinuation
- 2016-04-20 AR ARP160101080A patent/AR104325A1/es active IP Right Grant
-
2017
- 2017-09-14 PH PH12017501681A patent/PH12017501681A1/en unknown
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2280115C2 (ru) * | 2001-12-20 | 2006-07-20 | Спешиалти Минералз (Мичиган) Инк. | Составы покрытий из карбоната кальция для придания высокого лоска и бумага и картон с покрытием, образованным из вышеуказанных составов |
| RU2283393C1 (ru) * | 2005-02-15 | 2006-09-10 | Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт бумаги" (ОАО "ЦНИИБ") | Способ получения пигмента для изготовления бумаги и картона |
| RU2438979C2 (ru) * | 2005-09-16 | 2012-01-10 | Омиа Девелопмент Аг | Способ производства высокодисперсного совместно измельченного карбонатно-кальциевого материала типов gcc и pcc, полученные продукты и их применение |
| WO2009000659A3 (de) * | 2007-06-22 | 2009-02-19 | Alpha Calcit Fuellstoff Gmbh | Herstellung von streichfarbendispersionen |
| EP2537900A1 (en) * | 2011-06-21 | 2012-12-26 | Omya Development AG | Process for the production of precipitated calcium carbonate, precipitated calcium carbonate and uses thereof |
| EP2684916A1 (en) * | 2012-07-13 | 2014-01-15 | Omya International AG | Surface modified calcium carbonate containing minerals and its use |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20170137904A (ko) | 2017-12-13 |
| AU2016253507B2 (en) | 2018-08-30 |
| EP3085742A1 (en) | 2016-10-26 |
| US20180051175A1 (en) | 2018-02-22 |
| WO2016169753A1 (en) | 2016-10-27 |
| US11292915B2 (en) | 2022-04-05 |
| SI3085742T1 (en) | 2018-06-29 |
| MX2017013280A (es) | 2018-01-26 |
| KR101985131B1 (ko) | 2019-05-31 |
| MY190131A (en) | 2022-03-30 |
| PT3085742T (pt) | 2018-05-10 |
| ES2668346T3 (es) | 2018-05-17 |
| PH12017501681A1 (en) | 2018-03-12 |
| TW201700399A (zh) | 2017-01-01 |
| CN107532010B (zh) | 2020-05-19 |
| PL3085742T3 (pl) | 2018-07-31 |
| AU2016253507A1 (en) | 2017-12-07 |
| UY36634A (es) | 2016-11-30 |
| JP6499316B2 (ja) | 2019-04-10 |
| EP3286265A1 (en) | 2018-02-28 |
| AR104325A1 (es) | 2017-07-12 |
| BR112017022398B1 (pt) | 2022-07-19 |
| CA2982046A1 (en) | 2016-10-27 |
| NO3085742T3 (ru) | 2018-07-21 |
| EP3085742B1 (en) | 2018-02-21 |
| BR112017022398A2 (pt) | 2018-07-10 |
| JP2018513829A (ja) | 2018-05-31 |
| CN107532010A (zh) | 2018-01-02 |
| CA2982046C (en) | 2019-09-03 |
| TWI589518B (zh) | 2017-07-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2671741C1 (ru) | Смесь частиц, содержащих поверхностно-модифицированный карбонат кальция (mcc), и частиц, содержащих осажденный карбонат кальция (pcc), и ее применения | |
| US9637637B2 (en) | Surface modified calcium carbonate containing minerals and its use | |
| KR101585312B1 (ko) | 침강성 탄산칼슘의 제조 방법, 침강성 탄산칼슘 및 이의 용도 | |
| EP2449035A1 (en) | Method for improving opacity | |
| KR20240000468A (ko) | 제1 및 제2 완충제 성분을 포함하는 완충제 조성물 |