WO2010022936A2 - Verfahren zur herstellung eines gemisches umfassend mindestens einen anorganischen feststoff und mindestens ein fettsäuresalz, entsprechend hergestellte gemische und deren verwendung - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a process for the preparation of a mixture comprising at least one inorganic solid and at least one fatty acid salt of a divalent or trivalent metal cation and at least one fatty acid anion by treatment in a comminuting device, characterized in that at least one fatty acid salt during treatment in the comminuting device consists of at least two starting materials different in each case from the at least one inorganic solid are formed.
  • the present invention further relates to correspondingly prepared mixtures and their use.
  • inorganic solids are used in a variety of industrial fields, for example as fillers or pigments.
  • inorganic solids are used in the plastics industry as fillers in the production of plastics, in the paper industry they are used not only as fillers, but especially as pigments in the production of coating colors.
  • An inorganic solid often used in industry both as a filler and as a pigment is calcium carbonate.
  • the industrially used inorganic solids are often obtained from natural sources. For example, much of the calcium carbonate needed in the paper industry is derived from the exploitation of natural deposits. In addition, however, also find synthetic inorganic particulate matter used, in particular when natural resources are lacking or when the inorganic solids obtained from natural sources can not meet the requirements placed on them. For example, synthetically produced calcium carbonate is used in the paper industry, especially for particularly demanding applications.
  • the inorganic solids obtained from natural sources or synthetically produced can be processed according to their respective industrial uses, they generally have to be processed in an application-specific manner.
  • This treatment comprises, for example, the comminution, if appropriate in several process steps, of the material resulting from the exploitation of natural deposits.
  • Such comminution often happens first through the use of crushers, in which by the action of mechanical forces on the inorganic solid predominantly coarse-grained products are produced. If the coarse-grained products thus obtained have to be further comminuted due to the application, mills are often used. Through the use of mills, for example, by the action of mechanical forces on the inorganic solid, products can finally be obtained which contain the inorganic solid in fine or very fine-grained form. These may be dry products in the form of powders or flours, or else wet products in the form of suspensions or slurries.
  • the inorganic solids obtained in fine or very fine-grained form are often not end-processed in pure form, but rather mixed with other substances before or during their final processing, depending on their particular application. These substances are often organic substances.
  • fatty acid salts of polyvalent metal cations are often used as organic substances.
  • the plastics industry regularly uses mineral fillers. These are incorporated into the plastics during their production. Since the mineral fillers are often polar inorganic solids, but the plastics are often non-polar polymers, fatty acid salts of polyvalent metal cations are added to the polar mineral fillers for better incorporation into the non-polar polymers.
  • the background is often the reduction of the interfacial tensions between the nonpolar polymer and the polar mineral filler to be incorporated into it. In such cases, the fatty acid salt added to the mineral filler serves as a processing aid.
  • inorganic solids are regularly used as pigments.
  • inorganic solids are used as pigments to which fatty acid salts of polyvalent metal cations are added.
  • An approach in this regard can be taken, for example, from EP 0 625 611 A1, according to the teaching of which inorganic pigments are covered with calcium stearate.
  • an object of the present invention to improve the distribution of fatty acid salts in mixtures with inorganic solids. It is another object of the present invention to reduce the amount of the fatty acid salt to be incorporated into a mixture with an inorganic solid to achieve a desired effect, thereby increasing its usefulness and reducing costs. It is a further object of the present invention to improve the properties of the products made using such a mixture. For example, it is the object of the present invention to improve the printability of papers. Further, it is an object of the present invention to facilitate the stockpiling of materials and to simplify the production process by, for example, summarizing process steps.
  • the objects underlying the invention are achieved by a process for preparing a mixture comprising at least one inorganic solid and at least one fatty acid salt, correspondingly prepared mixtures and their use as described below.
  • the present invention is a process for preparing a mixture comprising at least one inorganic solid and at least one fatty acid salt of a divalent or trivalent metal cation and at least one fatty acid anion by treatment in a comminution device, characterized in that at least one fatty acid salt during treatment in the comminution device at least two different in each case from the at least one inorganic solid starting materials is formed.
  • a substance is considered to be solid if it has a melting point or a sublimation point or a softening point above 25 ° C or decomposes above 25 ° C before reaching the melting point or sublimation point or softening point.
  • a crushing device is any device that is suitable for professional use, to comminute the inorganic solid in the context of the preparation of a mixture according to the invention.
  • a shredding device may comprise further devices, for example devices for sizing by sieving or sifting.
  • Crushing according to the present invention is the substantially uniform division of the inorganic solid due to the action of preferably mechanical forces on the solid.
  • a crushing according to the present invention is, for example, the production of a fine or fine-grained inorganic substance from a lumpy inorganic solid. This includes, for example, the production of ground calcium carbonate (GCC) in a crusher.
  • GCC ground calcium carbonate
  • Crushing according to the present invention is further the destruction of agglomerates and aggregates composed of primary particles of an inorganic solid. These include, for example, the re-treatment of pre-ground calcium carbonate, as well as the treatment of synthetically produced, precipitated (precipitated) calcium carbonate (PCC) each in a suitable comminution device according to the invention.
  • a substantially uniform distribution of the inorganic solid according to the invention is when the inorganic solid is present in various samples expertly taken from the mixture according to the invention and after expert evaluation of the measured values, in particular the consideration of all measurement errors, each having a substantially matching average grain size.
  • a substantially uniform division does not exist if abrasion of the comminution device and / or of the comminution aids occurs merely through operational wear of the comminuting device and / or the comminuting aids.
  • a professional use of a device implies, in particular, compliance with the permissible operating parameters of the device, optionally the device according to the use of grinding aids, for example of grinding balls in particular in a suitable number, size and quality and filling the device according to the invention with the substances to be treated in an amount that the Crushing does not prevent.
  • suitable comminuting devices are, for example, mills.
  • mills are devices, machines or plants for preferably comminuted inorganic solids to finely ground or fine-grained end product.
  • suitable mills are, for example, suitable mills under the terms batch mills, three-roll mills, ore mills, centrifugal mills, fluidized bed jet mills, fluid mills, external power mills, rock mills, hammer mills, coal mills, edge mills, ball mills, horizontal and vertical media mills, knife mills, mortar mills, nanomills, bead mills, impact mills, tube mills , Rotor mills, stirred ball mills, disc mills, rack mills, impact pin mills, granulators, gravity mills, screen ball mills, pin mills, jet mills, topmills, drum mills, vertical mills, roll mills, roller mills, roller mills and circulation mills.
  • mills are preferably used as a comminution device when the inorganic solid was obtained from natural resources.
  • mills are used, for example, for the preparation of mixtures, if calcium carbonate obtained as an inorganic solid from natural deposits is used.
  • Dispersing devices in particular dissolvers.
  • Dissolvers are used according to the invention, for example, when the inorganic solid for the preparation of mixtures according to the invention is merely deaggregated or deaggregated, that is already submitted in fine or feinstkörniger form in the inventive method.
  • suitable comminution devices are shear mixers, for example
  • a comminuting device which is suitable according to the invention is generally dependent, in particular, on the at least one inorganic solid to be treated and the subsequent use of the mixture to be prepared according to the invention and regularly represents a routine activity for the corresponding expert.
  • suitable comminution devices are ball mills in a large number of cases ,
  • the bringing together of the at least one inorganic solid which comprises at least two starting materials of the at least one fatty acid salt to be formed and optionally other substances for treatment in the comminution device which are different in each case from the at least one inorganic solid can in principle be effected in any desired manner.
  • the invention it is provided, for example, to combine the at least one inorganic solid and the at least two starting materials of the at least one fatty acid salt to be formed, which are different from the at least one inorganic solid, before the treatment.
  • the merging can take place both inside and outside of the comminution device.
  • the merging can take place both inside and outside of the comminution device. If the merging takes place outside the comminution device, the addition of the third substance can again take place inside or outside the comminuting device.
  • the invention is also provided to first combine the at least two starting materials of the at least one fatty acid salt to be formed, each of which is different from the at least one inorganic solid, and then to add the at least one inorganic solid.
  • the bringing together of the at least two starting materials of the at least one fatty acid salt to be formed before the treatment according to the invention in the comminution device is provided, for example, when the at least two starting materials other than the at least one inorganic solid do not readily react with one another , This may be the case, for example, if the at least two starting materials of the at least one fatty acid salt to be formed differ from the at least one inorganic solid solids which react with one another only in the heat or after the addition of a solvent, for example water.
  • the treatment according to the invention in a comminution device can be continuous, discontinuous or semicontinuous.
  • the feeding of the at least one inorganic solid which comprises at least two starting materials of the at least one fatty acid salt to be formed and of any further substances to be separated from the at least one inorganic solid takes place
  • At least one of the process steps comprises feeding the at least one inorganic solid, optionally separately feeding the at least two starting materials of the at least one fatty acid salt to be formed, each of which is different from the at least one inorganic solid, and feeding the optionally further Substances to the comminution device, the treatment in the comminution device and the removal of the mixture discontinuously under the proviso that not all of the said process steps are discontinuous.
  • At least one of the at least two different from the at least one inorganic solid starting materials of the at least one fatty acid salt to be continuously supplied to the crushing device, for example, to avoid lump formation as a result of too rapid formation of a fatty acid salt.
  • the method step of the treatment in a comminution device according to the invention also includes interruptions. Interruptions can in particular follow from a discontinuous process.
  • the treatment in a comminution device can basically be both dry and wet.
  • the comminution device contains substantially no added water.
  • the dry treatment according to the invention in a comminution device is, for example, dry milling.
  • the comminution device contains added water as a comminuting auxiliary.
  • the invention contains the
  • Crushing device during the wet treatment added water for example, in an amount of at least 0.01 wt .-% or 1 wt .-% or 5 wt .-% and at most in an amount of 8 wt .-% or 10 wt .-% or 20 Wt% or 30 wt% or 40 wt% or 50 wt% or 60 wt% or 70 wt% or 80 wt% or 100 wt% or 150 wt% % or 200% by weight or 250% by weight or 300% by weight or 400% by weight or 500% by weight or 600 wt .-% or 700 wt .-% or 800 wt .-% or 900 wt .-% or 1000 wt .-%, each based on the amount of at least one inorganic solid.
  • the comminution device contains added water during the wet treatment, for example in an amount of 10 to 80% by weight or of 15 to 70% by weight or of 20 to 60% by weight or of 25 to 55% by weight. % or from 30 to 50% by weight or from 35 to 45% by weight, based in each case on the total amount of all substances contained in the comminuting device during the wet treatment.
  • a smaller average particle size of the inorganic solid and a finer distribution of the fatty acid salt in a mixture prepared according to the invention can often be achieved by wet treatment.
  • a wet treatment according to the invention is often preferred when the at least one inorganic solid from the perspective of the skilled person in water is sparingly soluble or insoluble.
  • the wet treatment according to the invention in a comminuting device is, for example, a wet milling.
  • the present invention therefore also relates to a process for the preparation of a mixture comprising at least one inorganic solid and at least one fatty acid salt of a divalent or trivalent metal cation and at least one fatty acid anion by treatment in a comminution device, characterized in that the treatment in the comminuting device comprises a wet milling.
  • the process according to the invention is suitable for the preparation of mixtures comprising at least one inorganic solid having a mean particle size lying in a wide range.
  • the present invention therefore also relates to a process in which the inorganic solid after treatment in the comminution device has a mean particle size between 0.01 ⁇ m and 100 ⁇ m or between 0.1 ⁇ m and 50 ⁇ m or between 0.2 ⁇ m and 25 ⁇ m or between 0.3 ⁇ m and 10 ⁇ m or between 0.4 ⁇ m and 8 ⁇ m or between 0.5 ⁇ m and 6 ⁇ m or between 0.6 ⁇ m and 4 ⁇ m or between 0.7 ⁇ m and 2 ⁇ m.
  • the average grain size can be determined, for example, by the sedimentation behavior, for example with a Sedigraph 5100 TM.
  • diffraction methods such as, for example, the laser diffraction measuring devices Mastersizer from Malvern Instruments, are suitable for determining the mean grain size.
  • the process according to the invention is fundamentally suitable for the preparation of mixtures with an arbitrary quantitative ratio between the at least one fatty acid salt of a divalent or trivalent metal cation and at least one fatty acid anion and the at least one inorganic solid.
  • the process according to the invention is particularly suitable for preparing a mixture in which the amount of the at least one fatty acid salt of a divalent or trivalent metal cation and at least one fatty acid anion is between 0.0001 and 100% by weight, based on the amount of the at least one inorganic solid , is.
  • the process according to the invention is suitable for preparing a mixture comprising at least one inorganic solid and at least one fatty acid salt from a divalent or trivalent metal cation and at least one fatty acid anion by treatment in a comminuting device, characterized in that at least one fatty acid salt is present during the treatment in the comminuting device at least two starting materials each different from the at least one inorganic solid in an amount of 0.0001 to 80 wt .-%, or in an amount of 0.001 to 50 wt .-%, or in an amount of 0.001 to 20 wt .-% , or in an amount of 0.01 to 10 wt .-%, or in an amount of 0.02 to 5 wt .-%, or in an amount of 0.03 to 3 wt .-%, or in an amount from 0.04 to 2 wt .-%, or in an amount of 0.05 to 1.5 wt .-%, or in an amount of 0.1 to
  • the present invention therefore relates to a process, characterized in that at least one fatty acid salt formed from a divalent or trivalent metal cation and at least one fatty acid anion in an amount of 0.0001 to 100 wt .-%, based on the amount of at least one inorganic solid becomes.
  • the starting material containing the divalent or trivalent metal cation is, for example, in an amount of 0.0001 to 100% by weight, or in an amount of 0.001 to 80% by weight, or in an amount of 0.001 to 50% by weight .-%, or in an amount of 0.001 to 20 wt .-%, or in an amount of 0.01 to 10 wt .-%, or in an amount of 0.02 to 5 wt .-%, or in an amount of 0.03 to 3 wt .-%, or in an amount of 0.04 to 2 wt .-%, or in an amount of 0.05 to 1 % By weight, or in an amount of from 0.1 to 0.8% by weight, in each case based on the amount of the at least one inorganic solid, during the treatment in a comminuting device according to the invention.
  • At least one fatty acid anion-containing starting material for example, in an amount of from 0.0001 to 100% by weight, or in an amount of from 0.0001 to 80% by weight, or in an amount of from 0.001 to 50 Wt .-%, or in an amount of 0.001 to 20 wt .-%, or in an amount of 0.01 to 10 wt .-%, or in an amount of 0.02 to 5 wt .-%, or in in an amount of 0.03 to 3 wt%, or in an amount of 0.04 to 2 wt%, or in an amount of 0.05 to 1 wt%, or in an amount of 0, 1 to 0.8 wt .-%, in each case based on the amount of at least one inorganic solid to use during the treatment in a crushing device according to the invention.
  • the starting materials are used in stoichiometric proportions when these are reacted, in each case from the perspective of the person skilled in the art, essentially completely to form a fatty acid salt from a divalent or trivalent metal cation and at least one fatty acid anion.
  • one or more of the starting materials used to form a fatty acid salt of a divalent or trivalent metal cation and at least one fatty acid anion to be used in excess during treatment in a comminution device according to the invention are also provided according to the invention.
  • an excess of the starting material containing the divalent or trivalent metal cation of at least 0.001% or at least 0.01%, or at least 0.1%, or at least 1%, or at least 5%, or at least 10%, or from at least 20% or at least 30% or at least 40% or at least 50% or at least 60% or at least 70% or at least 80% or at least 90% or at least 95%, but not more than 99 , 9% or not more than 99.5% or not more than 99% or not more than 96%, in each case based on the amount of the starting material containing the divalent or trivalent metal cation.
  • an excess of 60% means that, for reasons of stoichiometry, 60% of the starting material containing the divalent or trivalent metal cation is not consumed or reacted in forming the at least one fatty acid salt of a divalent or trivalent metal cation and fatty acid anion.
  • an excess of at least one starting material containing at least 0.001% or at least 0.01% or at least 0.1% or at least 1% or at least 5% or at least 10% or at least 20% is suitable according to the invention or at least 30% or at least 40% or at least 50% or at least 60% or at least 70% or at least 80% or at least 90% or at least 95% but not more than 99,9 % or not more than 99.5% or not more than 99% or not more than 96%, in each case based on the amount of the at least one fatty acid anion-containing starting material.
  • a surplus of 60% means that, for reasons of stoichiometry, 60% of the at least one starting material containing a fatty acid anion is not consumed or reacted in the context of the inventive formation of the at least one fatty acid salt from a divalent or trivalent metal cation and at least one fatty acid anion.
  • a mixture to be prepared according to the invention further emulsifiers known to the person skilled in the art only in an amount of less than 50% by weight or less than 40% by weight or less than 30% by weight or less than 25% by weight or less than 20% by weight or less than 15% by weight or less than 10% by weight or less than 8% by weight or less than 6% by weight or less 4% by weight or less than 2% by weight or less than 1% by weight or less than 0.9% by weight or less than 0.8% by weight or less than 0.7% by weight. % or less than 0.6 wt.% or less than 0.5 wt.% or less than 0.4 wt.% or less than 0.3 wt.% or less than 0.2 wt. % or less than 0.1% by weight or less than 0.05% by weight or less than 0.01% by weight or less than 0.001 % By weight, in each case based on the amount of the at least one inorganic solid.
  • the formation of a fatty acid salt from a divalent or trivalent metal cation and at least one fatty acid anion can be carried out according to the invention in principle at any temperature at which the formation takes place at a particularly economically acceptable rate.
  • the formation of a fatty acid salt from a divalent or trivalent metal cation and at least one fatty acid anion can be carried out according to the invention, for example, at room temperature.
  • it is also provided according to the invention to carry out the formation of a fatty acid salt of a divalent or trivalent metal cation and at least one fatty acid anion at elevated temperature for example at temperatures that set by the treatment according to the invention in the comminution device, for example as a result of friction.
  • suitable temperature intervals for example, range from -10 0 C to 250 ° C or from 0 0 C to 240 ° C, or from 25 ° C to 230 ° C or from 40 ° C to 220 ° C, or from 65 ° C to 200 ° C or from 80 ° C to 180 ° C.
  • Higher temperatures are particularly preferred according to the invention, in particular when a divalent or trivalent fatty acid salt is formed
  • Metal cation and at least one fatty acid anion starting materials are used in solid form.
  • higher temperatures are particularly preferred when starting materials in solid form are used to form a fatty acid salt from a divalent or trivalent metal cation and at least one fatty acid anion and, moreover, the formation takes place by a dry treatment in the comminuting device.
  • suitable for forming a fatty acid salt of a divalent or trivalent metal cation and at least one fatty acid anion also comparatively lower temperatures, for example temperatures of from -10 ° C to 110 ° C or from 0 0 C to 90 ° C or from 10 ° C to 80 ° C or from 20 ° C to 70 ° C and other temperature ranges mentioned in this text. Comparatively lower temperatures may be preferred, for example, if the formation according to the invention of a fatty acid salt takes place by means of a wet treatment in the comminuting device.
  • fatty acid salt of a divalent or trivalent metal cation and at least one fatty acid anion.
  • the inventive method is suitable for the preparation of mixtures based on a variety of naturally occurring or synthetically produced inorganic solids, especially those solids, as they are used and processed in many areas of industry.
  • the inventive method is suitable for the preparation of mixtures comprising at least one inorganic pigment, at least one inorganic filler or at least one mineral, as for example in the paper industry, the plastics industry, the building materials industry or the textile industry used and processed for the production of papers, plastics, building materials or textiles.
  • Pigments according to the present invention include, in particular, the colorants generally known to the person skilled in the art and mixtures thereof.
  • Colorant mixtures which are suitable according to the invention are, for example
  • Fillers according to the present invention are additives or additives known to the person skilled in the art, which regularly increase the volume of, for example, a substance, a mixture of substances or a product, or which can completely or partially fill the cavities covered by a substance, a mixture of substances or a product, and which regularly do not essential properties of the substance, the composition or the product change significantly, in particular not significantly worsen.
  • the use of fillers may be accompanied by a substantial improvement in one or more essential properties of a substance, mixture or product. An example of this is the use of fillers in the paper industry.
  • Minerals of the present invention are naturally occurring inorganic solids, from these, for example, by the application of heat and pressure, or both, recovered solids and corresponding synthetically produced solids.
  • the present invention therefore relates to processes for the preparation of mixtures in which at least one inorganic solid is selected from the group consisting of pigments, fillers and minerals.
  • the present invention also relates to processes for the preparation of mixtures in which at least one inorganic solid aluminum hydroxide, aluminum oxide, aluminum silicate, barium hydroxide, barium oxide, barium carbonate, barium nitrate, barium phosphate, barium silicate, barium sulfate, boron oxide, cadmium hydroxide, cadmium oxide, cadmium carbonate, cadmium nitrate, cadmium phosphate, Cadmium silicate, cadmium sulfate, cadmium sulfide, calcium hydroxide, calcium oxide, calcium carbonate, calcium chloride, calcium nitrate, calcium phosphate, calcium silicate, calcium sulfate, cobalt (II) chloride, iron (II) oxide, iron (II) sulfate, iron (II / III) oxide, iron ( III) oxide, iron (III) sulfate, indium oxide, potassium hydroxide, potassium oxide, potassium carbonate, potassium
  • suitable inorganic solids which may contain at least one of the abovementioned substances are, for example, hydrates of the abovementioned substances, ie, if present, their hemihydrates, monohydrates, sesquihydrates, dihydrates, trihydrates, tetrahydrates, pentahydrates, hexahydrates, heptahydrates, octahydrates , Nonahydrate, decahydrate, undecahydrate and dodecahydrate.
  • hydrates of the abovementioned substances ie, if present, their hemihydrates, monohydrates, sesquihydrates, dihydrates, trihydrates, tetrahydrates, pentahydrates, hexahydrates, heptahydrates, octahydrates , Nonahydrate, decahydrate, undecahydrate and dodecahydrate.
  • Suitable hydrates according to the invention are, for example, magnesium chloride anhydrate, calcium sulfate hemihydrate, sodium hydrogen sulfate monohydrate, potassium carbonate sesquihydrate, calcium sulfate dihydrate, calcium chloride dihydrate, copper sulfate pentahydrate, aluminum chloride hexahydrate, cobalt (II) chloride hexahydrate, magnesium sulfate heptahydrate, iron (II) sulfate heptahydrate, barium hydroxide octahydrate, chromium (III) nitrate nonahydrate, sodium sulfate decahydrate, sodium carbonate decahydrate, sodium phosphate dodecahydrate.
  • glasses suitable inorganic solids according to the invention, which may contain at least one of the abovementioned substances as constituent, are glasses.
  • Glasses suitable according to the invention are, for example, quartz glass, soda-lime glass, float glass, lead crystal glass, borosilicate glass, opal glass, laboratory glass, enamel, aluminosilicate glasses, fluoride glasses, chalcogenide glasses and glass ceramics.
  • inorganic solids which may contain at least one of the aforementioned substances as a component are composites, such as nanocomposites.
  • Inorganic solids frequently used according to the invention are calcium carbonate, dolomite, mica, kaolin and talc.
  • calcium carbonate is used as the inorganic solid.
  • calcium carbonate obtained from natural sources is regularly suitable. It is inventively provided to use calcium carbonate obtained from natural sources in particular without chemical treatment.
  • calcium carbonate obtained from natural sources regularly contains impurities of various kinds and in different amounts. If these impurities are not desired, it is provided according to the invention to use calcium carbonate obtained from natural sources also in particular chemically treated form, for example in the form of whiting chalk.
  • the natural calcium carbonate obtained in natural form in particulate form is also provided according to the invention to use the calcium carbonate obtained from natural sources in (pre) ground form.
  • Pre-ground calcium carbonate obtained from natural sources is known to those skilled in the art as ground calcium carbonate (GCC).
  • GCC ground calcium carbonate
  • it is also known that calcium carbonate obtained from natural sources is not suitable for certain applications, in particular due to the presence of impurities which can not be removed or only with unacceptable expense.
  • synthetically produced calcium carbonate for example, the precipitated calcium carbonate known to the person skilled in the art as PCC (precipitated calcium carbonate) is suitable as the synthetically produced calcium carbonate.
  • calcium carbonate regularly forms primary particles, for example with a particle size of 10 to 100 nm and an aspect ratio between 1: 2 and 1:10, which can form aggregates or agglomerates or both with mean diameters of, for example, 0.5 to 10 ⁇ m .
  • the method according to the invention is also distinguished, for example, by its ability to suitably reduce the size of the aggregates or agglomerates mentioned with regard to their respective use.
  • suitable inorganic solids can be used in various forms.
  • suitable flours according to the invention include flours, for example glass flour and rock flour, powders, for example quartz powder, granules and lumpy material, shaped bodies such as pellets, granules, spheres, eg glass spheres and hollow glass spheres, fibers, for example glass fibers, ceramic fibers, mineral fibers, carbon fibers and nanotube fibers.
  • the inorganic solids described above are used according to the invention for the preparation of a mixture which also contains at least one fatty acid salt formed during the treatment in a comminuting device.
  • Fatty acid salts formed according to the invention during the treatment in the comminuting device are fatty acid salts of a divalent or trivalent metal cation.
  • Divalent metal cations suitable according to the invention are, for example, Be.sub.2.sup. +, Mg.sup.2 +, Ca.sup.2 +, Sr.sup.2 +, Ba.sup.2 +, Mo.sup.2 +, Mn.sup.2 +, Fe.sup.2 +, Co.sup.2 +, Ni.sup.2 +, Zn.sup.2 +, Cd.sup.2 + and Cu.sup.2 +.
  • Examples of suitable trivalent metal cations according to the invention are B3 +, A13 +, Ga3 +, In3 +, T13 +, Cr3 +, Mo3 +, Fe3 +, Co3 +, Sc3 +, Y3 +, La3 + and the trivalent cations of the lanthanides.
  • Fatty acid anions according to the present invention are in principle all fatty acid anions having 6 to 40 carbon atoms, for example those having 8 to 18 carbon atoms.
  • Fatty acid anions according to the present invention can be found in compounds which can be obtained by conventional methods known to the person skilled in the art from natural sources, that is to say from plant or animal sources, and can be prepared synthetically by methods known to the person skilled in the art.
  • Suitable according to the invention are anions of linear or branched fatty acids which may be saturated, monounsaturated or polyunsaturated and unsubstituted or monosubstituted or polysubstituted.
  • Also suitable according to the invention are mixtures of two or more of the corresponding fatty acid anions mentioned in the context of this text.
  • the present invention therefore relates to a process, characterized in that at least one fatty acid anion is selected from the group consisting of fatty acid anions having 6 to 40 carbon atoms, wherein the fatty acid anions are linear or branched, saturated, monounsaturated or polyunsaturated and unsubstituted or monosubstituted or polysubstituted.
  • Suitable examples of the invention are, for example, the anions of alpha-linolenic acid, arachidonic acid, arachic acid, behenic acid, capric acid, caproic acid, caprylic acid, cerotic acid, cervonic acid, cetoleic acid, clupanodonic acid, coconut fatty acid, elaidic acid, erucic acid, gamma-linolenic acid, icosenoic acid, isooctic acid, lauric acid, lignoceric acid, linoleic acid , Linolenic acid, margaric acid, melissinic acid, montanic acid, myristic acid, nervonic acid, octylic acid, oleic acid, enanthic acid, palm fatty acid, palmitic acid, palmitoleic acid, pelargonic acid, phytanic acid, ricinol (cis-12-hydroxy) -9-octadece
  • Dihydroxystearic acid tallow fatty acid, timnodonic acid, undecylenic acid, vaccenic acid, versatic acid, octadeca-9c, 1-l-dienoic acid and anions of the derivatives of these acids.
  • the process according to the invention is suitable, for example, for preparing mixtures comprising calcium behenate, barium laurate, calcium laurate, zinc laurate, zinc oleate, aluminum stearate, aluminum monostearate, aluminum distearate, aluminum tristearate, barium stearate, barium 12-hydroxystearate, lead stearate, dibasic lead stearate, neutral lead stearate, calcium stearate, neutral calcium stearate, basic calcium stearate, calcium 12-hydroxystearate, magnesium laurate, magnesium hydroxystearate, magnesium stearate and zinc stearate.
  • At least one fatty acid salt is formed during treatment in the comminuting device from at least two different starting materials added to at least one inorganic solid according to the present invention.
  • the starting materials may be, for example, a hydroxide or an oxide and a fatty acid.
  • the present invention therefore relates to a process for the preparation of a mixture according to the invention in which at least one fatty acid salt is formed from a divalent or trivalent metal cation and at least one fatty acid anion from at least one fatty acid and a hydroxide of the metal or an oxide of the metal or a mixture thereof. It is according to the invention often advantageous if at least one fatty acid salt of a divalent or trivalent metal cation and at least one fatty acid anion in a temperature range of 65 ° C to 200 ° C is formed.
  • the present invention is particularly suitable in those cases in which calcium stearate, for example calcium hydroxide and stearic acid, is formed as the fatty acid salt.
  • the starting materials for the formation according to the invention of a fatty acid salt in a comminuting device may, for example, also be two salts, in particular soluble salts.
  • the present invention therefore further relates to a process for the preparation of a mixture according to the invention, in which at least one fatty acid salt at least one water-soluble salt of at least one fatty acid and at least one water-soluble salt of the metal is formed.
  • Water-soluble salts of fatty acids which are suitable according to the invention are, for example, water-soluble alkali metal, ammonium, phosphonium or sulfonium salts of fatty acids.
  • the soluble lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium and ammonium salts of the corresponding fatty acids for example, sodium stearate, potassium stearate and ammonium stearate, are useful in the present invention.
  • Water-soluble salts of fatty acids which are also suitable according to the invention are the water-soluble ammonium, phosphonium or sulfonium salts of fatty acids.
  • suitable water-soluble ammonium, phosphonium or sulfonium salts of fatty acids are also collectively referred to as onium salts of fatty acids.
  • suitable onium salts of fatty acids according to the invention consist of an onium group and a fatty acid radical.
  • An onium salt according to the present invention may, depending on the nature of the onium group, carry 1, 2, 3 or 4 organic radicals.
  • the organic radicals may be linked to a positively charged N, S or P atom of a corresponding onium group, for example via a CX linkage, where X is N, S or P.
  • the organic radicals are connected via another heteroatom, for example an O atom, to a positively charged N, S or P atom of a corresponding onium group.
  • An onium salt of a fatty acid which is suitable in the context of the present invention has, for example, a positively charged N, S or P atom or two or more such positively charged N, S or P atoms or mixtures of two or more of the abovementioned positively charged atomic types.
  • the suitable onium salts of fatty acids are compounds which carry at least one organic radical and at most the maximum possible number of organic radicals on the N, S or P atom. If an onium salt of a fatty acid suitable according to the invention carries less than the maximum possible number of organic radicals, the positive charge is generated in a conventional manner known to those skilled in the art, for example by protonation using a suitable acid, so that the corresponding onium salt of a fatty acid in addition to at least an organic residue still carries at least one proton.
  • compounds according to the invention are therefore suitable as onium salts of fatty acids which have a positive charge due to protonation reactions.
  • onium salts of fatty acids which have a positive charge due to an alkylation or peralkylation reaction.
  • examples of such compounds are tetraalkylammonium, trialkylsulfonium or tetraalkylphosphonium salts of fatty acids.
  • an onium salt of a fatty acid which is suitable according to the invention has an aryl, alkaryl, cycloalkyl, alkenyl, alkynyl or cycloalkenyl radical.
  • a onium salt of a fatty acid which can be used in the context of a salt preparation according to the invention to have two or optionally more has different substituent types, for example an alkyl and a cycloalkyl radical or an alkyl and an aryl radical.
  • an onium salt which can be used in the context of the present invention to be a
  • Fatty acid substituents which in turn are substituted by one or more functional groups.
  • Corresponding functional groups may be, for example, NH groups, NH 2 groups, OH groups, SH groups,
  • phosphonium salts of fatty acids in the context of the present invention, it is possible in principle to use all compounds which lead to a phosphonium salt of a fatty acid by appropriate reaction of suitable reactants.
  • phosphonium salts of fatty acids which can be used according to the invention can be obtained, for example, by appropriate reaction of tetraalkyl, tetracycloalkyl or tetraarylphosphorus halides.
  • Suitable phosphonium salts of fatty acids are therefore derived, for example, from tetraalkylphosphorus salts such as tetra-n-ethylphosphonium bromide, tetra-n-propylphosphonium bromide, tetra-n-butylphosphonium bromide, tetra-n-isobutylphosphonium bromide, tetra-n-pentylphosphonium bromide, tetra-n -hexylphosphonium bromide and the like Tetraalkylphosphoniumsalzen from.
  • tetraalkylphosphorus salts such as tetra-n-ethylphosphonium bromide, tetra-n-propylphosphonium bromide, tetra-n-butylphosphonium bromide, tetra-n-isobutylphosphonium bromide, tetra-n-pentyl
  • phosphonium salts of fatty acids which are derived, for example, from tetracycloalkylphosphonium salts or tetraarylphosphonium salts are also suitable for use in the context of the present invention.
  • Suitable phosphonium salts of fatty acids are therefore based, for example, on tetracycloalkyl or tetraarylphosphonium salts, such as tetracyclohexylphosphonium bromide or tetraphenylphosphonium bromide, and the like Tetracycloalkyl- or Tetraarylphosphoniumsalzen.
  • the compounds mentioned above may be unsubstituted in the context of the present invention, but they may also have one or more of the abovementioned substituents.
  • phosphonium salts of fatty acids which carry on a phosphorus atom different types of organic substituents, which in turn may optionally be substituted differently.
  • phosphonium salts of fatty acids tetra-n-butylphosphoniumfettkladresalze or Triphenylbenzylphosphoniumfettkladresalze are used as phosphonium salts of fatty acids tetra-n-butylphosphoniumfettkladresalze or Triphenylbenzylphosphoniumfettkladresalze.
  • sulfonium salts of fatty acids in the context of the present invention, it is possible in principle to use all compounds which lead to a sulfonium salt of a fatty acid by appropriate reaction of suitable reactants.
  • suitable sulfonium salts of fatty acids can be obtained for example by appropriate reaction of sulfides such as alkyl monosulfides, alkyl disulfides, dialkyl sulfides or polyalkyl sulfides.
  • Suitable sulfonium salts of fatty acids are therefore derived, for example, from dialkyl sulfides such as ethylbenzyl sulfide, allyl benzyl sulfide or alkyl disulfides such as hexane disulfide, heptane disulfide, octane disulfide and the like alkyl disulfides.
  • sulfonium salts of fatty acids which are derived, for example, from tricycloalkylsulfonium salts or triarylsulfonium salts.
  • Suitable sulfonium salts of fatty acids are therefore based, for example tricycloalkyl or triarylsulfonium salts such as tricyclohexylsulfonium bromide or triphenylsulfonium bromide and the like tricycloalkyl or triarylsulfonium salts.
  • trialkyl, triaryl or Tricycloalkylsulfoxoniumsalze Trimethylsulfoxoniumsalze of fatty acids.
  • the compounds mentioned above may be unsubstituted in the context of the present invention, but they may also have one or more of the abovementioned substituents.
  • sulfonium salts of fatty acids which carry different types of organic substituents on a sulfur atom, which in turn may optionally be substituted differently.
  • Trimethylsulfoxoniumsalze of fatty acids are used as sulfonium salts of fatty acids Trimethylsulfoxoniumsalze of fatty acids.
  • ammonium salts of fatty acids which can be used according to the invention can be obtained, for example, by appropriate reaction of amines or amides, such as alkylmonoamines, alkylenediamines, alkylpolyamines, secondary or tertiary amines.
  • Suitable ammonium salts of fatty acids are therefore derived, for example, from primary mono- or polyamino compounds having 2 to about 40, for example 6 to about 20 C atoms.
  • these are ethylamine, n-propylamine, i-propylamine, n-butylamine, sec-butylamine, tert-butylamine, substituted amines having 2 to about 20 C atoms, such as 2- (N, N-dimethylamino) -l- aminoethane.
  • Suitable diamines have, for example, two primary, two secondary, two tertiary or one primary and one secondary or one primary and one tertiary or one secondary and one tertiary amino group.
  • diaminoethane examples include diaminoethane, the isomeric diaminopropanes, the isomeric diaminobutanes, the isomeric diaminohexanes, piperazine, 2,5-dimethylpiperazine, amino-3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexane (isophoronediamine, IPDA), 4,4'-diamino dicyclohexylmethane, 1,4-diaminocyclohexane, aminoethylethanolamine, hydrazine, hydrazine hydrate or triamines such as diethylenetriamine or 1,8-diamino-4-aminomethyloctane or tertiary amines such as triethylamine, tributylamine, dimethylbenzylamine, N-ethyl, N-methyl, N -Cyclohexylmorpholin, dimethylcyclohexylamine, Dimo ⁇
  • aliphatic amino alcohols having 2 to about 40, preferably 2 to about 20 C atoms, for example ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, tripropanolamine, tributanolamine, tripentanolamine, 1-amino-3,3-dimethyl-pentan-5-ol, 2 -Aminohexane-2 ', 2 "- diethanolamine, 1-amino-2,5-dimethylcyclohexan-4-ol, 2-aminopropanol, 2-aminobutanol, 3-aminopropanol, 1-amino-2-propanol, 2-amino-2 -methyl-1-propanol, 5-aminopentanol, 3-aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexanol, 1-amino-1-cyclopentan-methanol, 2-amino-2-ethyl-1,3-propanediol, 2- dimethylaminopropyl aminoethanol),
  • Amino-3-phenyl-l-propanol, 2-amino-1-phenylethanol, 2-phenylglycinol or 2-amino-l-phenyl-l, 3-propanediol and mixtures of two or more such compounds are used.
  • ammonium salts of fatty acids in the context of the present invention are the fatty acid salts of heterocyclic compounds which have a cyclic ring system containing amino groups.
  • ammonium stearates in particular ammonium stearate and triethanolammonium stearate.
  • At least one water-soluble salt of at least one fatty acid is used in excess.
  • an excess of at least one water-soluble salt of at least one fatty acid of at least 0.001% or at least 0.01% or at least 0.1% or at least 1% or at least 5% or at least 10% or is suitable according to the invention at least 20% or at least 30% or at least 40% or at least 50% or at least 60% or at least 70% or at least 80% or at least 90% or at least 95%, but not more than 99.9% or not more than 99.5% or not more than 99% or not more than 96%, in each case relative to the amount of said at least one in water soluble salt of at least one fatty acid.
  • an excess of 60% means that, for reasons of stoichiometry, 60% of the at least one water-soluble salt of at least one fatty acid is not consumed or reacted within the scope of the inventive formation of the at least one fatty acid salt from a divalent or trivalent metal cation and at least one fatty acid anion.
  • Water-soluble salts of divalent or trivalent metal cations suitable for the formation of fatty acid salts from divalent or trivalent metal cations and fatty acid anions by treatment in a comminuting device are basically all water-soluble inorganic salts of divalent or trivalent metal cations according to the invention, for example borates , Nitrates, phosphates, phosphites, sulfates, fluorides, chlorides, bromides and iodides and their possibly existing hydrates.
  • suitable according to the invention in water-soluble salts of divalent or trivalent metal cations are chlorides, such as aluminum chloride and calcium chloride.
  • the present invention also relates, in particular, to processes for the preparation according to the invention of mixtures in which calcium stearate is formed from calcium chloride and an alkali stearate or an ammonium stearate or a mixture thereof as the fatty acid salt.
  • At least one fatty acid salt of a divalent or trivalent metal cation and at least one fatty acid anion is formed from at least one water-soluble salt of at least one fatty acid and a hydroxide of the metal or an oxide of the metal or a mixture thereof.
  • at least one fatty acid salt consists of a divalent or trivalent metal cation and at least one fatty acid anion is formed from at least one fatty acid and at least one water-soluble salt of the metal.
  • At least one fatty acid salt of a divalent or trivalent metal cation and at least one fatty acid anion in a temperature range of 40 0 C to 100 ° C or from 50 ° C to 90 ° C or from 60 ° C to 80 ° C or from 65 ° C to 75 ° C is formed.
  • At least one water-soluble salt of at least one fatty acid or at least one fatty acid is used in excess.
  • these novel process forms are also particularly suitable for forming calcium stearate as the fatty acid salt from a divalent or trivalent metal cation and at least one fatty acid anion.
  • dispersants in particular polyphosphates and polyacrylates such as sodium or ammonium polyacrylate
  • binders in particular starch and starch ethers, casein, polymer dispersions based on butadiene-styrene, acrylate-styrene, acrylate-vinyl acetate, vinyl acetate-ethylene and
  • Copolymers of the abovementioned substances with acrylonitrile, cobinder and latex binder for example based on butadiene-styrene-acrylonitrile, Polyoxyethylenoctylphenylether, preservatives, foam control agents (antifoaming agents), in particular emulsions of animal or vegetable fats, silicone emulsions or higher alcohols and their esters, optical brighteners and acceptors thereof, in particular polyvinyl alcohols, CMC, Nuancierfarbstoffe, especially pigment dyes, nouns and basic dyes, substances to increase the water resistance in particular melamine and urea resins, glyoxal and epoxy resins, wax dispersions, polyglycols, polyethylene dispersions and calendering aids, release agents, release agents, thickeners, viscosity regulators, surfactants.
  • the present invention therefore also relates to a process in which at least one further substance is added to a mixture to be produced according
  • a mixture to be prepared according to the invention for example a line for use in the paper industry, binders and / or binders and / or cobinders, for example binders based on butadiene-styrene-acrylonitrile add. It is envisaged, for example, to prepare a mixture according to the invention binder and / or binder and / or cobinder in an amount of 5 to 50 wt .-% or in an amount of 6 to 45 wt .-% or in an amount of 7 to 40 wt % or in an amount of 8 to 35% by weight or in an amount of 9 to 30% by weight or in an amount of 10 to 25% by weight or in an amount of 11 to 20% by weight. % or in an amount of 12 to 18 wt .-% add.
  • the mixtures to be prepared according to the invention are also frequently distinguished by the fact that the other substances known to the relevant person skilled in the relevant art, unless they are binders and / or binders and / or co-binders, are produced according to the invention Mixture not at all or only in relatively small amounts must be added.
  • binders and / or binders and / or cobinder other known to the person skilled in the art from known materials in less than 18 parts or in less than 16 parts or in less than 14 parts or in less than 12 parts or less than 10 parts or less than 8 parts or less than 6 parts or less than 4 parts or less than 2 parts or less than 1 part or less than 0,8 parts or less as less than or equal to 0,6 parts, or in less than 0,2 parts or less than 0,1 parts, or less than 0,05 parts or less than 0,01 parts, in each case based on Total amount of fatty acid salts of a divalent or trivalent metal cation and at least one fatty acid anion to add.
  • water can be added to the mixtures to be prepared according to the invention, depending on the field of application and the form of application. It is therefore intended, for example, in an amount of at least 0.01 wt .-% or 1 wt .-% or the water to be prepared according to the invention mixtures of water
  • mixtures according to the invention water, for example not in an amount of more than 1 wt .-% or 5 wt .-% or
  • the present invention prepared mixtures of water in an amount of 0.01 to 95 wt .-% or from 10 to 80 wt .-% or from 15 to 70 wt .-% or from 20 to 60 wt. % or from or from 21 to 55 wt% or from 22 to 50 wt% or from 23 to 45 wt% or from 24 to 40 wt% or from 25 to 35 wt%, respectively based on the amount of the entire mixture to add.
  • the clogging of the water can basically be done in any way.
  • the clogging of the water can be carried out, for example, continuously, semicontinuously or discontinuously.
  • the water can be carried out, for example, before and / or during and / or after the treatment in the comminution device.
  • the present invention therefore also relates to a process, characterized in that a slurry is prepared as a mixture.
  • Such slurries are widely used in industry.
  • slurries containing inorganic fillers or inorganic pigments are used in papermaking in the paper industry.
  • calcium carbonate is used both as a filler and as a pigment.
  • the slurries used in the papermaking paper industry may contain fatty acid salts, for example, calcium stearate.
  • the process according to the invention for the preparation of mixtures comprising at least one inorganic solid and at least one fatty acid salt are accordingly in particular also for the production of paper in the paper industry used slurries suitable.
  • the present invention therefore also relates to processes characterized in that a slurry at least containing calcium carbonate and calcium stearate is prepared.
  • slurries especially slurries containing calcium carbonate and calcium stearate to produce, which are sufficiently stable in particular by the addition of those skilled in the known and therefore, for example, transportable and storable.
  • slurries containing inorganic solids in the range of 30% to 90% or 35% to 85% or 40% to 80% by weight are contemplated by the present invention % or from 45% by weight to 75% by weight or from 50% by weight to 70% by weight or from 55% by weight to 65% by weight, in each case based on the amount of the total Slurry to produce.
  • the present invention therefore also relates to processes which comprise at least one process step comprising the removal of water.
  • water which is used only as part of a wet treatment as crushing aid in the crushing device, after the treatment according to the invention in the crushing substantially completely withdraw.
  • the present invention therefore also relates to processes comprising at least one drying step.
  • a mixture according to the invention is considered to be dry if the mixture contains water only in an amount which does not significantly affect the application-specific properties of the mixture from the point of view of the respective person skilled in the art.
  • a mixture according to the invention is dry when it is free-flowing.
  • a mixture according to the present invention is dry if it is less than 3% by weight or less than 1% by weight or less than 0.1% by weight or less than 0 except for any crystal or water of hydration present.
  • the drying can be carried out according to the invention in principle with all known to the expert drying method.
  • a mixture according to the invention without heat through Evaporation of water or heat by evaporation of water, possibly also by supporting applying a negative pressure to dry.
  • preference is frequently given to a process which comprises at least one spray-drying step.
  • the present invention now relates not only to a process for the preparation of mixtures, but also to the correspondingly prepared mixtures themselves.
  • mixtures according to the invention can be dry.
  • a mixture according to the present invention is dry if, with the exception of any water of crystallization or water of hydration present, it is less than 3% by weight.
  • mixtures according to the invention may also contain water in other amounts.
  • mixtures according to the present invention may contain water in an amount of from 0.01 to 95% by weight or from 10 to 80% by weight or from 15 to 70% by weight or from 20 to 60% by weight or from or of 21 to 55 wt .-% or from 22 to 50 wt .-% or from 23 to 45 wt .-% or from 24 to 40 wt .-% or from 25 to 35 wt .-%, each based on the amount of the total Mixture, included.
  • the mixtures according to the invention are slurries comprising at least one inorganic solid which is suitable according to the invention.
  • Slurries according to the invention in this case include, for example, inventively suitable Inorganic solids in an amount of from 30% to 90% or from 35% to 85% or from 40% to 80% or 50% by weight to 78% by weight or from 60% to 76% by weight or from 65% to 75% by weight, based in each case on the amount of the total slurry.
  • Slurries according to the invention having the abovementioned contents of inorganic solids are used as coating pigments in the paper industry, for example.
  • the present invention therefore also relates to coating pigment slurries, especially those containing calcium carbonate and calcium stearate.
  • the present invention further relates to mixtures which are dry, for example powders and flours.
  • the present invention relates to the use of a mixture according to the invention in the production of paper, cardboard, wood products, chipboards, wood-plastic composites, hybrid systems of wood and polymer (WPC), hybrid systems of gypsum and wood, hybrid Systems of cement and wood, hybrid systems of concrete and plastic, plastics, rubber, elastomers, potting compounds, adhesives, corrosion inhibitors, paints, coating colors, emulsion paints, printing inks, paints, pigments, plaster, cement, gypsum, concrete and other building materials, fabrics , Nonwovens, textiles, wallpaper, tires, artificial leather, casting resins, metals, sheet molding composites (SMC), bulk molding composites (BMC), functional textiles, sealants, pharmaceuticals, fertilizers, feed, pesticides, wood stains, plastisols, cosmetics, porcelain, markings , for exhaust air and flue gas cleaning, in water purification, in mining, in metal processing o the foundry.
  • WPC wood and polymer
  • Example 1 Properties and behavior of a mixture according to the prior art
  • the solids content of the sample was 66.85% and the D50 value was 1.25 ⁇ m and the D90 value was 2.56 ⁇ m.
  • the ratio of chalk to calcium stearate was 100: 1.18.
  • the sample 400 g of the sample and 44 g of the binder DL 966 (a styrene / butadiene / acrylonitrile latex from DOW Chemical) were homogenized with a dissolver disk.
  • the D50 value was 0.83 ⁇ m and the D90 value was 2.06 ⁇ m.
  • the solids content of the sample was 74% and the D50 value was 0.74 ⁇ m and the D90 value was 2.23 ⁇ m.
  • the ratio of chalk to calcium stearate was 100: 0.98.
  • the solids content was 67%, the D50 value was 1.38 ⁇ m and the D90 value was 2.69 ⁇ m.
  • the ratio of chalk to calcium stearate was 100: 1.24.
  • slurries with different mixing ratios of chalk and calcium stearate can be prepared with a very high solids content in a flowable, pumpable consistency.
  • the lines produced therefrom after shearing with a high shear mixer Ultra Turrax prove shear stable, as evidenced by the fact that the corresponding Malvern curves before and after shearing are essentially identical.
  • the lines according to the invention and inventively produced lines prove to be still very well flowable after several days compared to lines according to the prior art.

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gemisches umfassend mindestens einen anorganischen Feststoff und mindestens ein Fettsäuresalz aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion durch Behandlung in einer Zerkleinerungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Fettsäuresalz während der Behandlung in der Zerkleinerungsvorrichtung aus mindestens zwei jeweils von dem mindestens einen anorganischen Feststoff verschiedenen Ausgangsstoffen gebildet wird. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin entsprechend hergestellte Gemische sowie deren Verwendung.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Gemisches umfassend mindestens einen anorganischen Feststoff und mindestens ein Fettsäuresalz, entsprechend hergestellte Gemische und deren Verwendung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gemisches umfassend mindestens einen anorganischen Feststoff und mindestens ein Fettsäuresalz aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion durch Behandlung in einer Zerkleinerungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Fettsäuresalz während der Behandlung in der Zerkleinerungsvorrichtung aus mindestens zwei jeweils von dem mindestens einen anorganischen Feststoff verschiedenen Ausgangsstoffen gebildet wird. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin entsprechend hergestellte Gemische sowie deren Verwendung.
Anorganische Feststoffe finden in einer Vielzahl industrieller Bereiche Verwendung, beispielsweise als Füllstoffe oder Pigmente. So werden anorganische Feststoffe in der Kunststoffindustrie als Füllstoffe bei der Herstellung von Kunststoffen eingesetzt, in der Papierindustrie finden sie nicht nur als Füllstoffe, sondern vor allem auch als Pigmente bei der Produktion von Streichfarben Verwendung. Ein in der Industrie vielfach sowohl als Füllstoff, als auch als Pigment verwendeter anorganischer Feststoff ist Calciumcarbonat.
Die industriell verwendeten anorganischen Feststoffe werden dabei häufig aus natürlichen Vorkommen gewonnen. Beispielsweise wird ein Großteil des in der Papierindustrie benötigten Calciumcarbonats durch die Ausbeutung natürlicher Lagerstätten gewonnen. Darüber hinaus finden jedoch auch synthetisch hergestellte anorganische Feststoffe Verwendung, vor allem dann, wenn es an natürlichen Vorkommen mangelt oder die aus natürlichen Vorkommen gewonnenen anorganischen Feststoffe nicht die an sie gestellten Anforderungen erfüllen können. So wird in der Papierindustrie beispielsweise auch synthetisch hergestelltes Calciumcarbonat insbesondere für besonders anspruchsvolle Anwendungen eingesetzt.
Bevor jedoch die aus natürlichen Vorkommen gewonnenen oder synthetisch hergestellten anorganischen Feststoffe entsprechend ihrer jeweiligen industriellen Verwendung verarbeitet werden können, müssen sie in der Regel applikationsspezifisch aufbereitet werden. Diese Aufbereitung umfasst beispielsweise die gegebenenfalls in mehreren Verfahrensschritten erfolgende Zerkleinerung des bei der Ausbeutung natürlicher Lagerstätten anfallenden Materials. Eine solche Zerkleinerung geschieht oft zunächst durch den Einsatz von Brechern, bei dem durch die Einwirkung mechanischer Kräfte auf den anorganischen Feststoff vorwiegend grobkörnige Produkte erzeugt werden. Sofern die so gewonnenen grobkörnigen Produkte applikationsbedingt weiter zerkleinert werden müssen, kommen oft Mühlen zum Einsatz. Durch den Einsatz von Mühlen lassen sich beispielsweise durch die Einwirkung mechanischer Kräfte auf den anorganischen Feststoff schließlich Produkte gewinnen, die den anorganischen Feststoff in fein- oder feinstkörniger Form enthalten. Dabei kann es sich um Trockenprodukte in Form von Pulvern oder Mehlen, oder auch um Nassprodukte in Form von Suspensionen oder Aufschlämmungen handeln.
Die in fein- oder feinstkörniger Form gewonnenen anorganischen Feststoffe werden jedoch häufig nicht in reiner Form endverarbeitet, sondern vor oder während ihrer Endverarbeitung in Abhängigkeit von ihrer jeweiligen Applikation noch mit weiteren Stoffen vermischt. Bei diesen Stoffen handelt es sich vielfach um organische Stoffe. In der Industrie werden häufig Fettsäuresalze mehrwertiger Metallkationen als organische Stoffe eingesetzt. Beispielsweise nutzt die Kunststoffindustrie regelmäßig Mineralfüllstoffe. Diese werden den Kunststoffen während ihrer Herstellung eingearbeitet. Da es sich bei den Mineralfüllstoffen oft um polare anorganische Feststoffe, bei den Kunststoffen jedoch oft um unpolare Polymere handelt, werden den polaren Mineralfüllstoffen zur besseren Einarbeitbarkeit in den unpolaren Polymeren Fettsäuresalze mehrwertiger Metallkationen zugesetzt. Den Hintergrund bildet vielfach die Reduzierung der Grenzflächenspannungen zwischen dem unpolaren Polymeren und dem in diesen einzuarbeitenden polaren Mineralfüllstoff. In derartigen Fällen dient das dem Mineralfüllstoff zugesetzte Fettsäuresalz als Verarbeitungshilfsmittel .
Andererseits werden in der Papierindustrie anorganische Feststoffe regelmäßig als Pigmente eingesetzt. So werden bei der Herstellung von Streichfarben für die Papierindustrie anorganische Feststoffe als Pigmente eingesetzt, denen Fettsäuresalze mehrwertiger Metallkationen zugegeben werden. Eine Vorgehensweise dabei kann beispielsweise der EP 0 625 611 Al entnommen werden, nach deren Lehre anorganische Pigmente mit Calciumstearat covermahlen werden.
Problematisch bei der Herstellung von Mischungen anorganischer Feststoffe und Fettsäuresalzen mehrwertiger Metallkationen erweist sich regelmäßig, dass der gegenseitigen Feinverteilung der anorganischen Feststoffe und der Fettsäuresalze mehrwertiger Metallkationen Grenzen gesetzt sind. Zwar mag eine hinreichend homogene Verteilung von anorganischen Feststoffen und entsprechenden Fettsäuresalzen auf einer vergleichsweise großen Längenskala noch gelingen, auf kleiner Längenskala, beispielsweise im unteren μm-Bereich, präsentieren sich jedoch deren Mischungen häufig als ausgesprochen heterogen, und zwar selbst in den Fällen covermahlener Mischungen. Eine Ursache liegt in dem Verhalten vieler Fettsäuresalze mehrwertiger Metallkationen, die sich beispielsweise beim Trockenmischen oder Trockenmahlen in Folge ihre Konsistenz einer Feinverteilung widersetzen oder beim Dispergieren zur Bildung von Zusammenballungen oder Klumpen neigen und sich damit ebenfalls einer Feinverteilung mit oder in einem anorganischen Feststoff entziehen. Schwierig gestaltet sich in vielen Fällen die angestrebte Feinverteilung insbesondere dann, wenn nur eine relativ geringe Menge eines solchen Fettsäuresalzes in einer demgegenüber relativ großen Menge eines anorganischen Feststoffs verteilt werden soll.
Eine weitere Ursache für eine in vielen Fällen unbefriedigende Feinverteilung von anorganischen Feststoffen und den genannten Fettsäuresalzen in entsprechenden Mischungen stellt die Neigung der Primärpartikel vieler anorganischer Feststoffe dar, Aggregate oder Agglomerate oder beides zu bilden. Diese widersetzen sich ebenfalls einer Zerkleinerung und erschweren oder verhindern damit zusätzlich eine befriedigende gegenseitige Feinverteilung des anorganischen Feststoffs und des Fettsäuresalzes.
Aus den verfahrenstechnischen Problemen bei der gegenseitigen Verteilung des anorganischen Feststoffs und des Fettsäuresalzes resultieren verschiedene Nachteile.
Infolge der ungenügenden Feinverteilung des Fettsäuresalzes wird regelmäßig eine relativ große Menge des Fettsäuresalzes zur Erreichung einer gewünschten Wirkung benötigt. Weiterhin können viele Produkte nicht zufrieden stellen, wenn deren Eigenschaften und Qualität entscheidend von der Homogenität der Mischung von anorganischem Feststoff und Fettsäuresalz auch auf einer sehr kleinen Längenskala abhängen. Letzteres gilt beispielsweise für die
- A - Bedruckbarkeit von gestrichenem Papier, die entscheidend von der Homogenität der Streichfarbe auch auf sehr kleiner Längenskala abhängt. Aufgrund der erfindungsgemäß erreichbaren Feinverteilung von anorganischem Feststoff und Fettsäuresalz und der daraus resultierenden Homogenität der Streichfarbe auch auf sehr kleiner Längenskala gelingt beim Bedrucken entsprechend gestrichener Papiere beispielsweise die Reduzierung der Anzahl fehlender Druckpunkte (so genannte missing dots) und damit eine Verbesserung des Druckbildes.
Darüber hinaus erweist es sich als verfahrenstechnisch nachteilig, dass Mischungen aus anorganischem Feststoff und Fettsäuresalz oft erst direkt vor ihrer Verarbeitung hergestellt werden können. Hierdurch gestaltet sich sowohl die
Bevorratung der Bestandteile der Mischungen, als auch die Einbindung der
Herstellung der Mischung in den eigentlichen Verarbeitungsprozess aufwendig.
Der Aufbau der entsprechenden Produktionsanlagen und die Konzeption des Produktionsprozesses gestalten sich entsprechend aufwendig.
Ein Beispiel liefert die Papierindustrie, wo im Rahmen der Papierproduktion die Herstellung von Streichfarben üblicherweise erst direkt vor dem Streichen des Papiers erfolgt. Beispielsweise umfasst die Herstellung einer Streichfarbe auf der Basis von Calciumcarbonat das Mischen separat vorgehaltener Aufschlämmungen von Kreide und Calciumstearat. Eine Ready-to-use-Mischung umfassend beide Komponenten zur Herstellung einer entsprechenden Streichfarbe ist dem Fachmann nicht bekannt.
Es bestand daher ein Bedürfnis an der Vermeidung oder zumindest der Reduzierung der vorstehend genannten, sowie gegebenenfalls weiterer, sich aus dem Folgenden ergebender Nachteile. Es ist daher beispielsweise eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Verteilung von Fettsäuresalzen in Mischungen mit anorganischen Feststoffen zu verbessern. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die zur Erreichung einer angestrebten Wirkung benötigte Menge des in eine Mischung mit einem anorganischen Feststoff einzuarbeitenden Fettsäuresalzes zu reduzieren und damit dessen Verwertbarkeit zu erhöhen sowie Kosten zu senken. Es ist weiterhin Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Eigenschaften der unter Verwendung einer solchen Mischung hergestellten Produkte zu verbessern. Es ist beispielsweise die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Bedruckbarkeit von Papieren zu verbessern. Ferner ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Bevorratung von Stoffen zu erleichtern und den Produktionsprozess beispielsweise durch das Zusammenfassen von Verfahrensschritten zu vereinfachen.
Die der Erfindung zugrunde liegenden Aufgaben werden durch ein Verfahren zur Herstellung eines Gemisches umfassend mindestens einen anorganischen Feststoff und mindestens ein Fettsäuresalz, entsprechend hergestellte Gemische und deren Verwendung gemäß der nachstehenden Beschreibung gelöst.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Gemisches umfassend mindestens einen anorganischen Feststoff und mindestens ein Fettsäuresalz aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion durch Behandlung in einer Zerkleinerungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Fettsäuresalz während der Behandlung in der Zerkleinerungsvorrichtung aus mindestens zwei jeweils von dem mindestens einen anorganischen Feststoff verschiedenen Ausgangsstoffen gebildet wird. Ein Stoff gilt im Rahmen der vorliegenden Erfindung als fest, wenn er einen Schmelzpunkt oder einen Sublimationspunkt oder einen Erweichungspunkt oberhalb von 25 °C hat oder sich vor Erreichen des Schmelzpunktes oder Sublimationspunktes oder Erweichungspunktes oberhalb von 25 °C zersetzt.
Eine Zerkleinerungsvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung ist jede Vorrichtung, die bei fachmännischem Gebrauch geeignet ist, den anorganischen Feststoff im Rahmen der erfindungsgemäßen Herstellung eines Gemisches zu zerkleinern. Eine Zerkleinerungsvorrichtung gemäß vorliegender Erfindung kann weitere Vorrichtungen, beispielsweise Vorrichtungen zur Größentrennung durch Sieben oder Sichten, umfassen.
Zerkleinern gemäß vorliegender Erfindung ist die im Wesentlichen gleichmäßige Zerteilung des anorganischen Feststoffs infolge der Einwirkung vorzugsweise mechanischer Kräfte auf den Feststoff. Ein Zerkleinern gemäß vorliegender Erfindung ist beispielsweise das Herstellen eines fein- oder feinstkörnigen anorganischen Stoffes aus einem stückig vorgelegten anorganischen Feststoff. Hierunter fällt beispielsweise das Herstellen von gemahlenem Calciumcarbonat (GCC) in einer Zerkleinerungsvorrichtung. Ein Zerkleinern gemäß vorliegender Erfindung ist weiterhin die Zerstörung von aus Primärpartikeln eines anorganischen Feststoffes aufgebauten Agglomeraten und Aggregaten. Hierunter fallen beispielsweise das erneute Behandeln von bereits vorgemahlenem Calciumcarbonat, sowie das Behandeln von synthetisch hergestelltem, gefälltem (präzipitiertem) Calciumcarbonat (PCC) jeweils in einer erfindungsgemäß geeigneten Zerkleinerungsvorrichtung.
Im Wesentlichen gleichmäßig ist eine Zerteilung des anorganischen Feststoffs erfindungsgemäß dann, wenn der anorganische Feststoff in verschiedenen, aus dem erfindungsgemäß hergestellten Gemisch fachmännisch entnommenen Proben und nach fachmännischer Auswertung der Messwerte, insbesondere der Berücksichtigung aller Messfehler, jeweils eine im wesentlichen übereinstimmende mittlere Korngröße aufweist. Eine im Wesentlichen gleichmäßige Zerteilung liegt jedoch erfindungsgemäß dann nicht vor, wenn es lediglich durch einen betriebsbedingten Verschleiß der Zerkleinerungsvorrichtung und/oder der Zerkleinerungshilfsmittel zu einem Abrieb an der Zerkleinerungsvorrichtung und/oder an den Zerkleinerungshilfsmitteln kommt.
Ein fachmännischer Gebrauch einer Vorrichtung impliziert insbesondere die Einhaltung der zulässigen Betriebsparameter der Vorrichtung, gegebenenfalls den vorrichtungsgemäßen Einsatz von Zerkleinerungshilfsmitteln, beispielsweise von Mahlkugeln insbesondere in geeigneter Zahl, Größe und Qualität und das erfindungsgemäße Befüllen der Vorrichtung mit den zu behandelnden Stoffen in einer Menge, die das Zerkleinern nicht verhindert.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignete Zerkleinerungsvorrichtungen sind beispielsweise Mühlen. Gemäß vorliegender Erfindung sind Mühlen Geräte, Maschinen oder Anlagen, um vorzugsweise stückig vorgelegte anorganische Feststoffe zu fein- oder feinstkörnigem Endprodukt zu zerkleinern. Dem Fachmann sind erfindungsgemäß geeignete Mühlen beispielsweise unter den Begriffen Batchmühlen, Dreiwalzwerke, Erzmühlen, Fliehkraftmühlen, Fließbettstrahlmühlen, Flüssigkeitsmühlen, Fremdkraftmühlen, Gesteinsmühlen, Hammermühlen, Kohlenmühlen, Kollergänge, Kugelmühlen, horizontale und vertikale Medienmühlen, Messermühlen, Mörsermühlen, Nanomühlen, Perlmühlen, Prallmühlen, Rohrmühlen, Rotormühlen, Rührwerkskugelmühlen, Scheibenmühlen, Schlägermühlen, Schlagstiftmühlen, Schneidmühlen, Schwerkraftmühlen, Siebkugelmühlen, Stiftmühlen, Strahlmühlen, Topmills, Trommelmühlen, Vertikalmühlen, Walzenmühlen, Walzenstühle, Wälzmühlen und Zirkulationsmühlen bekannt. Erfindungsgemäß werden Mühlen vorzugsweise dann als Zerkleinerungsvorrichtung eingesetzt, wenn der anorganische Feststoff aus natürlichen Vorkommen gewonnen wurde. Erfindungsgemäß werden Mühlen beispielsweise zur Herstellung von Gemischen eingesetzt, wenn als anorganischer Feststoff aus natürlichen Vorkommen gewonnenes Calciumcarbonat verwendet wird.
Weitere erfindungsgemäß verwendbare Zerkleinerungsvorrichtungen sind Dispergiergeräte, insbesondere Dissolver. Dissolver werden erfindungsgemäß beispielsweise dann eingesetzt, wenn der anorganische Feststoff zur Herstellung erfindungsgemäßer Gemische lediglich deagglomeriert oder deaggregiert werden soll, also bereits in fein- oder feinstkörniger Form in dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgelegt wird. Erfindungsgemäß weiterhin geeignete Zerkleinerungsvorrichtungen sind Schermischer, beispielsweise
Hochschermischer.
Die Auswahl einer erfindungsgemäß geeigneten Zerkleinerungsvorrichtung ist in der Regel insbesondere abhängig von dem jeweils zu behandelnden mindestens einen anorganischen Feststoff sowie der anschließenden Verwendung des erfindungsgemäß herzustellenden Gemisches und stellt für den entsprechenden Fachmann regelmäßig eine Routinetätigkeit dar. Erfindungsgemäß in einer Vielzahl von Fällen geeignete Zerkleinerungsvorrichtungen sind Kugelmühlen.
Es ist erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen, zwei oder mehr verschiedene der genannten Zerkleinerungsvorrichtungen in Kombination einzusetzen. Beispielsweise ist es erfindungsgemäß vorgesehen, zunächst mit einer ersten Zerkleinerungsvorrichtung eine grobkörnige Mischung, beispielsweise ein Pulver, herzustellen und diese anschließend in einer zweiten Zerkleinerungsvorrichtung zu einem fein- bis feinstkörnigen Gemisch, beispielsweise einem Mehl, zu verarbeiten. Ferner ist es erfindungsgemäß vorgesehen, eine erfindungsgemäße Zerkleinerungsvorrichtung mit anderen, die Herstellung eines erfindungsgemäßen Gemisches unterstützenden Vorrichtungen zu kombinieren. Beispielsweise ist es erfindungsgemäß vorgesehen, eine Zerkleinerungsvorrichtung mit einer Ultraschallquelle zu kombinieren.
Das Zusammenführen des mindestens einen anorganischen Feststoffs, der mindestens zwei jeweils von dem mindestens einen anorganischen Feststoff verschiedenen Ausgangsstoffe des mindestens einen zu bildenden Fettsäuresalzes und gegebenenfalls weiterer Stoffe zur Behandlung in der Zerkleinerungsvorrichtung kann erfindungsgemäß grundsätzlich auf beliebige Weise erfolgen.
So ist es erfindungsgemäß beispielsweise vorgesehen, den mindestens einen anorganischen Feststoff und die mindestens zwei jeweils von dem mindestens einen anorganischen Feststoff verschiedenen Ausgangsstoffe des mindestens einen zu bildenden Fettsäuresalzes während der Behandlung zusammenzuführen.
Weiterhin ist es erfindungsgemäß beispielsweise vorgesehen, den mindestens einen anorganischen Feststoff und die mindestens zwei jeweils von dem mindestens einen anorganischen Feststoff verschiedenen Ausgangsstoffe des mindestens einen zu bildenden Fettsäuresalzes vor der Behandlung zusammenzuführen. Dabei kann das Zusammenführen sowohl innerhalb, als auch außerhalb der Zerkleinerungsvorrichtung erfolgen.
Es ist erfindungsgemäß jedoch ebenso vorgesehen, beispielsweise zunächst zwei der genannten Stoffe zusammenzuführen und den dritten Stoff anschließend dazu zu geben. Dabei kann das Zusammenführen sowohl innerhalb, als auch außerhalb der Zerkleinerungsvorrichtung erfolgen. Erfolgt das Zusammenfuhren außerhalb der Zerkleinerungsvorrichtung so kann die Zugabe des dritten Stoffes wiederum innerhalb oder außerhalb der Zerkleinerungsvorrichtung erfolgen.
Es ist erfindungsgemäß beispielsweise vorgesehen, den mindestens einen anorganischen Feststoff zunächst mit lediglich einem der mindestens zwei von dem mindestens einen anorganischen Feststoff verschiedenen Ausgangsstoffe des mindestens einen zu bildenden Fettsäuresalzes zusammenzuführen und den oder die weiteren von dem mindestens einen anorganischen Feststoff verschiedenen
Ausgangsstoffe des mindestens einen zu bildenden Fettsäuresalzes anschließend dazu zu geben.
Es ist erfindungsgemäß jedoch ebenso vorgesehen, zunächst die mindestens zwei jeweils von dem mindestens einen anorganischen Feststoff verschiedenen Ausgangsstoffe des mindestens einen zu bildenden Fettsäuresalzes zusammenzufuhren und den mindestens einen anorganischen Feststoff anschließend dazu zugegeben.
Das Zusammenführen der mindestens zwei jeweils von dem mindestens einen anorganischen Feststoff verschiedenen Ausgangsstoffe des mindestens einen zu bildenden Fettsäuresalzes vor der erfindungsgemäßen Behandlung in der Zerkleinerungsvorrichtung ist beispielsweise dann vorgesehen, wenn die mindestens zwei jeweils von dem mindestens einen anorganischen Feststoff verschiedenen Ausgangsstoffe nicht ohne Weiteres miteinander reagieren. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn es sich bei den mindestens zwei jeweils von dem mindestens einen anorganischen Feststoff verschiedenen Ausgangsstoffen des mindestens einen zu bildenden Fettsäuresalzes um Feststoffe handelt, die nur in der Wärme oder nach Zugabe eines Lösungsmittels, beispielsweise Wasser, miteinander reagieren. Die erfindungsgemäße Behandlung in einer Zerkleinerungsvorrichtung kann kontinuierlich, diskontinuierlich oder semikontinuierlich erfolgen.
Im Rahmen einer kontinuierlichen Behandlung in einer Zerkleinerungsvorrichtung erfolgen das Zuführen des mindestens einen anorganischen Feststoffs, der mindestens zwei jeweils von dem mindestens einen anorganischen Feststoff verschiedenen Ausgangsstoffe des mindestens einen zu bildenden Fettsäuresalzes und der gegebenenfalls weiteren Stoffe zu der
Zerkleinerungsvorrichtung, die Behandlung in der Zerkleinerungsvorrichtung sowie die Entnahme des Gemisches jeweils im Wesentlichen kontinuierlich.
Im Rahmen einer diskontinuierlichen Behandlung in einer Zerkleinerungsvorrichtung erfolgen das Zuführen des mindestens einen anorganischen Feststoffs, der mindestens zwei jeweils von dem mindestens einen anorganischen Feststoff verschiedenen Ausgangsstoffe des mindestens einen zu bildenden Fettsäuresalzes und der gegebenenfalls weiteren Stoffe zu der Zerkleinerungsvorrichtung, die Behandlung in der Zerkleinerungsvorrichtung sowie die Entnahme des Gemisches jeweils diskontinuierlich.
Im Rahmen einer semikontinuierlichen Behandlung in einer Zerkleinerungsvorrichtung erfolgt mindestens einer der Verfahrensschritte umfassend das Zuführen des mindestens einen anorganischen Feststoffs, das gegebenenfalls getrennte Zuführen der mindestens zwei jeweils von dem mindestens einen anorganischen Feststoff verschiedenen Ausgangsstoffe des mindestens einen zu bildenden Fettsäuresalzes und das Zufuhren der gegebenenfalls weiteren Stoffe zu der Zerkleinerungsvorrichtung, die Behandlung in der Zerkleinerungsvorrichtung und die Entnahme des Gemisches diskontinuierlich unter der Maßgabe, dass nicht alle der genannten Verfahrensschritte diskontinuierlich erfolgen. Es ist erfindungsgemäß beispielsweise vorgesehen, zumindest einen der mindestens zwei jeweils von dem mindestens einen anorganischen Feststoff verschiedenen Ausgangsstoffe des mindestens einen zu bildenden Fettsäuresalzes kontinuierlich der Zerkleinerungsvorrichtung zuzuführen, um beispielsweise eine Klumpenbildung in Folge einer zu schnellen Bildung eines Fettsäuresalzes zu vermeiden.
Der erfindungsgemäße Verfahrensschritt der Behandlung in einer Zerkleinerungsvorrichtung umfasst auch Unterbrechungen. Unterbrechungen können insbesondere aus einer diskontinuierlichen Prozessführung folgen.
Die Behandlung in einer Zerkleinerungsvorrichtung kann grundsätzlich sowohl trocken, als auch nass erfolgen.
Bei der erfindungsgemäßen Trockenbehandlung in einer Zerkleinerungsvorrichtung enthält die Zerkleinerungsvorrichtung im Wesentlichen kein zugesetztes Wasser. Bei der erfindungsgemäßen Trockenbehandlung in einer Zerkleinerungsvorrichtung handelt es sich beispielsweise um ein Trockenmahlen.
Bei der erfindungsgemäßen Nassbehandlung in einer Zerkleinerungsvorrichtung enthält die Zerkleinerungsvorrichtung demgegenüber zugesetztes Wasser als Zerkleinerungshilfsmittel. Erfindungsgemäß enthält die
Zerkleinerungsvorrichtung während der Nassbehandlung zugesetztes Wasser beispielsweise in einer Menge von mindestens 0,01 Gew.-% oder 1 Gew.-% oder 5 Gew.-% und höchstens in einer Menge von 8 Gew.-% oder 10 Gew.-% oder 20 Gew.-% oder 30 Gew.-% oder 40 Gew.-% oder 50 Gew.-% oder 60 Gew.-% oder 70 Gew.-% oder 80 Gew.-% oder 100 Gew.-% oder 150 Gew.-% oder 200 Gew.- % oder 250 Gew.-% oder 300 Gew.-% oder 400 Gew.-% oder 500 Gew.-% oder 600 Gew.-% oder 700 Gew.-% oder 800 Gew.-% oder 900 Gew.-% oder 1000 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Menge des mindestens einen anorganischen Feststoffs.
Im Rahmen weiterer Ausführungsformen enthält die Zerkleinerungsvorrichtung während der Nassbehandlung zugesetztes Wasser beispielsweise in einer Menge von 10 bis 80 Gew.-% oder von 15 bis 70 Gew.-% oder von 20 bis 60 Gew.-% oder von 25 bis 55 Gew.-% oder von 30 bis 50 Gew.-% oder von 35 bis 45 Gew.- %, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge aller während der Nassbehandlung in der Zerkleinerungsvorrichtung enthaltenen Stoffe.
Im Vergleich zu einer Trockenbehandlung kann durch eine Nassbehandlung oft eine kleinere mittlere Korngröße des anorganischen Feststoffs sowie eine feinere Verteilung des Fettsäuresalzes in einem erfindungsgemäß hergestellten Gemisch erreicht werden. Eine Nassbehandlung ist erfindungsgemäß häufig dann bevorzugt, wenn der mindestens eine anorganische Feststoff aus der Sicht des Fachmanns in Wasser schwerlöslich oder unlöslich ist. Bei der erfindungsgemäßen Nassbehandlung in einer Zerkleinerungsvorrichtung handelt es sich beispielsweise um ein Nassmahlen.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch ein Verfahren zur Herstellung eines Gemisches umfassend mindestens einen anorganischen Feststoff und mindestens ein Fettsäuresalz aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion durch Behandlung in einer Zerkleinerungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung in der Zerkleinerungsvorrichtung ein Nassmahlen umfasst. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Herstellung von Gemischen umfassend mindestens einen anorganischen Feststoff mit einer in einem breiten Bereich liegenden mittleren Korngröße. Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch ein Verfahren, bei dem der anorganische Feststoff nach der Behandlung in der Zerkleinerungsvorrichtung eine mittlere Korngröße zwischen 0,01 μm und 100 μm oder zwischen 0,1 μm und 50 μm oder zwischen 0,2 μm und 25 μm oder zwischen 0,3 μm und 10 μm oder zwischen 0,4 μm und 8 μm oder zwischen 0,5 μm und 6 μm oder zwischen 0,6 μm und 4 μm oder zwischen 0,7 μm und 2 μm aufweist. Die mittlere Korngröße kann beispielsweise anhand des Sedimentationsverhaltens, beispielsweise mit einem Sedigraph 5100™, bestimmt werden. Weiterhin eignen sich zur Bestimmung der mittleren Korngröße Beugungsmethoden, wie sie beispielsweise den Laserbeugungsmessgeräten Mastersizer der Firma Malvern Instruments zugrunde liegen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist grundsätzlich geeignet zur Herstellung von Gemischen mit einem beliebigen Mengenverhältnis zwischen dem mindestens einen Fettsäuresalz aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion und dem mindestens einen anorganischen Feststoff. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich jedoch insbesondere zur Herstellung eines Gemisches, in dem die Menge des mindestens einen Fettsäuresalzes aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion zwischen 0,0001 und 100 Gew.-%, bezogen auf die Menge des mindestens einen anorganischen Feststoffs, beträgt.
Beispielsweise eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Gemisches umfassend mindestens einen anorganischen Feststoff und mindestens ein Fettsäuresalz aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion durch Behandlung in einer Zerkleinerungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Fettsäuresalz während der Behandlung in der Zerkleinerungsvorrichtung aus mindestens zwei jeweils von dem mindestens einen anorganischen Feststoff verschiedenen Ausgangsstoffen in einer Menge von 0,0001 bis 80 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,001 bis 50 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,001 bis 20 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,02 bis 5 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,03 bis 3 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,04 bis 2 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,05 bis 1,5 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,1 bis 1,0 Gew.-% oder in einer Menge von 0,15 bis 0,9 Gew.-% oder in einer Menge von 0,2 bis 0,8 Gew.-% oder in einer Menge von 0,3 bis 0,7 Gew.-% oder in einer Menge von 0,4 bis 0,6 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Menge des mindestens einen anorganischen Feststoffs, gebildet wird.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Fettsäuresalz aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion in einer Menge von 0,0001 bis 100 Gew.-%, bezogen auf die Menge des mindestens einen anorganischen Feststoffs, gebildet wird.
Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, die mindestens zwei jeweils von dem mindestens einen anorganischen Feststoff verschiedenen Ausgangsstoffe zur Bildung eines Fettsäuresalzes aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion jeweils in beliebigen Mengen während der Behandlung in einer erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung einzusetzen.
Es ist beispielsweise vorgesehen, den das zweiwertige oder dreiwertige Metallkation enthaltenden Ausgangsstoff beispielsweise in einer Menge von 0,0001 bis 100 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,001 bis 80 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,001 bis 50 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,001 bis 20 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,02 bis 5 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,03 bis 3 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,04 bis 2 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,05 bis 1 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,1 bis 0,8 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Menge des mindestens einen anorganischen Feststoffs, während der Behandlung in einer erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung einzusetzen.
Es ist dementsprechend weiterhin vorgesehen, mindestens einen ein Fettsäureanion enthaltenden Ausgangsstoff beispielsweise in einer Menge von 0,0001 bis 100 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,0001 bis 80 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,001 bis 50 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,001 bis 20 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,01 bis 10 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,02 bis 5 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,03 bis 3 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,04 bis 2 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,05 bis 1 Gew.-%, oder in einer Menge von 0,1 bis 0,8 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Menge des mindestens einen anorganischen Feststoffs, während der Behandlung in einer erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung einzusetzen.
Es ist erfindungsgemäß oft vorteilhaft, die Ausgangsstoffe zur Bildung eines Fettsäuresalzes aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion in stöchiometrischen Verhältnissen einzusetzen. Erfindungsgemäß in stöchiometrischen Verhältnissen eingesetzt sind die Ausgangsstoffe dann, wenn diese jeweils aus Sicht des Fachmanns im Wesentlichen vollständig unter Bildung eines Fettsäuresalzes aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion umgesetzt werden.
Es ist jedoch erfindungsgemäß ebenfalls vorgesehen, einen oder mehrere der zur Bildung eines Fettsäuresalzes aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion eingesetzten Ausgangsstoffe während der Behandlung in einer erfindungsgemäßen Zerkleinerungsvorrichtung im Überschuss einzusetzen.
Erfindungsgemäß geeignet ist beispielsweise ein Überschuss an dem das zweiwertige oder dreiwertige Metallkation enthaltenden Ausgangsstoff von mindestens 0,001 % oder von mindestens 0,01 % oder von mindestens 0,1 % oder von mindestens 1 % oder von mindestens 5 % oder von mindestens 10 % oder von mindestens 20 % oder von mindestens 30 % oder von mindestens 40 % oder von mindestens 50 % oder von mindestens 60 % oder von mindestens 70 % oder von mindestens 80 % oder von mindestens 90 % oder von mindestens 95 %, aber von nicht mehr als 99,9 % oder von nicht mehr als 99,5 % oder von nicht mehr als 99 % oder von nicht mehr als 96 %, jeweils bezogen auf die Menge an dem das zweiwertige oder dreiwertige Metallkation enthaltenden Ausgangsstoff. Beispielsweise bedeutet ein Überschuss von 60 %, dass aus Gründen der Stöchiometrie 60 % des das zweiwertige oder dreiwertige Metallkation enthaltenden Ausgangsstoffs nicht im Rahmen der erfindungsgemäßen Bildung des mindestens einen Fettsäuresalzes aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion verbraucht oder umgesetzt werden.
Erfindungsgemäß geeignet ist beispielsweise ein Überschuss an mindestens einem ein Fettsäureanion enthaltenden Ausgangsstoff von mindestens 0,001 % oder von mindestens 0,01 % oder von mindestens 0,1 % oder von mindestens 1 % oder von mindestens 5 % oder von mindestens 10 % oder von mindestens 20 % oder von mindestens 30 % oder von mindestens 40 % oder von mindestens 50 % oder von mindestens 60 % oder von mindestens 70 % oder von mindestens 80 % oder von mindestens 90 % oder von mindestens 95 %, aber von nicht mehr als 99,9 % oder von nicht mehr als 99,5 % oder von nicht mehr als 99 % oder von nicht mehr als 96 %, jeweils bezogen auf die Menge an dem mindestens einen ein Fettsäureanion enthaltenden Ausgangsstoff. Beispielsweise bedeutet ein Überschuss von 60 %, dass aus Gründen der Stöchiometrie 60 % des mindestens einen ein Fettsäureanion enthaltenden Ausgangsstoffs nicht im Rahmen der erfindungsgemäßen Bildung des mindestens einen Fettsäuresalzes aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion verbraucht oder umgesetzt werden.
Es ist erfindungsgemäß insbesondere dann vorgesehen, einen Überschuss an mindestens einem ein Fettsäureanion enthaltenden Ausgangsstoff einzusetzen, wenn dessen Eigenschaften sich vorteilhaft, zumindest aber nicht nachteilig auf die Eigenschaften des erfindungsgemäß herzustellenden Gemisches auswirken können. Eine solche Eigenschaft der ein Fettsäureanion enthaltenden Ausgangsstoffe ist beispielsweise ihre emulgierende Wirkung. Es ist erfindungsgemäß daher beispielsweise vorgesehen, einen Überschuss an mindestens einem ein Fettsäureanion enthaltenden Ausgangsstoff, wie sie im Rahmen des vorliegenden Textes beschrieben werden, als Emulgator einzusetzen. Erfmdungsgemäß herzustellende Gemische zeichnen sich daher häufig dadurch aus, dass ihnen im Rahmen der erfindungsgemäßen Herstellung im Wesentlichen keine oder nur relativ geringe Mengen an weiteren, dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannten Emulgatoren zugesetzt werden. Es ist erfindungsgemäß beispielsweise möglich, einem erfindungsgemäß herzustellenden Gemisch weitere, dem Fachmann aus dem Stand der Technik bekannte Emulgatoren lediglich in einer Menge von weniger als 50 Gew.-% oder weniger als 40 Gew.-% oder weniger als 30 Gew.-% oder weniger als 25 Gew.-% oder weniger als 20 Gew.-% oder weniger als 15 Gew.-% oder weniger als 10 Gew.-% oder weniger als 8 Gew.-% oder weniger als 6 Gew.-% oder weniger als 4 Gew.-% oder weniger als 2 Gew.-% oder weniger als 1 Gew.-% oder weniger als 0,9 Gew.-% oder weniger als 0,8 Gew.-% oder weniger als 0,7 Gew.-% oder weniger als 0,6 Gew.-% oder weniger als 0,5 Gew.-% oder weniger als 0,4 Gew.-% oder weniger als 0,3 Gew.-% oder weniger als 0,2 Gew.-% oder weniger als 0,1 Gew.-% oder weniger als 0,05 Gew.-% oder weniger als 0,01 Gew.-% oder weniger als 0,001 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Menge des mindestens einen anorganischen Feststoffs, zuzusetzen.
Die Bildung eines Fettsäuresalzes aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion kann erfindungsgemäß grundsätzlich bei jeder Temperatur erfolgen, bei der die Bildung mit einer vor allem wirtschaftlich vertretbaren Geschwindigkeit erfolgt. Die Bildung eines Fettsäuresalzes aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion kann erfindungsgemäß beispielsweise bei Raumtemperatur erfolgen. Es ist jedoch erfindungsgemäß ebenso vorgesehen, die Bildung eines Fettsäuresalzes aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion bei erhöhter Temperatur durchzuführen, beispielsweise bei Temperaturen, die sich durch die erfindungsgemäße Behandlung in der Zerkleinerungsvorrichtung beispielsweise in Folge von Friktion einstellen. Es ist weiterhin vorgesehen, gegebenenfalls der Zerkleinerungsvorrichtung beispielsweise durch eine geeignete Temperaturregelung der Zerkleinerungsvorrichtung beispielsweise während der erfindungsgemäßen Bildung des Fettsäuresalzes weitere Wärme zuzuführen, um die Bildung zu beschleunigen. Es ist darüber hinaus jedoch weiterhin vorgesehen, gegebenenfalls der Zerkleinerungsvorrichtung beispielsweise durch eine geeignete Temperaturregelung der Zerkleinerungsvorrichtung beispielsweise während der erfindungsgemäßen Bildung des Fettsäuresalzes Wärme, beispielsweise während der Bildung freigesetzte Wärme, zu entziehen, um die Bildung zu verlangsamen oder zu kontrollieren.
Erfindungsgemäß geeignete Temperaturintervalle reichen beispielsweise von -10 0C bis 250 °C oder von 0 0C bis 240 °C oder von 25 °C bis 230 °C oder von 40 °C bis 220 °C oder von 65 °C bis 200 °C oder von 80 °C bis 180 °C. Erfindungsgemäß mehr bevorzugt sind höhere Temperaturen insbesondere dann, wenn zur Bildung eines Fettsäuresalzes aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion Ausgangsstoffe in fester Form eingesetzt werden. Erfϊndungsgemäß insbesondere bevorzugt sind höhere Temperaturen dann, wenn zur Bildung eines Fettsäuresalzes aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion Ausgangsstoffe in fester Form eingesetzt werden und zudem die Bildung durch eine Trockenbehandlung in der Zerkleinerungsvorrichtung erfolgt.
Erfindungsgemäß zur Bildung eines Fettsäuresalzes aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion geeignet sind jedoch auch vergleichsweise niedrigere Temperaturen, beispielsweise Temperaturen von -10 °C bis 110 °C oder von 0 0C bis 90 °C oder von 10 °C bis 80 °C oder von 20 °C bis 70 °C sowie weitere im Rahmen des vorliegenden Textes genannte Temperaturbereiche. Vergleichsweise niedrigere Temperaturen können beispielsweise dann bevorzugt sein, wenn die erfindungsgemäße Bildung eines Fettsäuresalzes durch eine Nassbehandlung in der Zerkleinerungsvorrichtung erfolgt. Weiter bevorzugt sind vergleichsweise niedrige Temperaturen dann, wenn die Bildung durch eine Nassbehandlung in der Zerkleinerungsvorrichtung erfolgt und zudem zur Bildung eines Fettsäuresalzes aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion in Wasser lösliche oder in Wasser gelöste Ausgangsstoffe eingesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Herstellung von Gemischen auf der Basis einer Vielzahl natürlich vorkommender oder synthetisch hergestellter anorganischer Feststoffe, insbesondere solcher Feststoffe, wie sie in vielen Bereichen der Industrie eingesetzt und verarbeitet werden. Beispielsweise ist das erfindungsgemäße Verfahren geeignet zur Herstellung von Gemischen umfassend mindestens ein anorganisches Pigment, mindestens einen anorganischen Füllstoff oder mindestens ein Mineral, wie sie beispielsweise in der Papierindustrie, der Kunststoffindustrie, der Baustoffindustrie oder der Textilindustrie beispielsweise zur Herstellung von Papieren, Kunststoffen, Baustoffen oder Textilien eingesetzt und verarbeitet werden.
Pigmente gemäß vorliegender Erfindung umfassen insbesondere die dem Fachmann allgemein bekannten Farbmittel sowie deren Mischungen.
Erfindungsgemäß geeignete Farbmittelmischungen sind beispielsweise
Calciumcarbonat/Talkum, Dolomit/Talkum, Calciumcarbonat/Dolomit/Talkum,
Calciumcarbonat/Talkum/Kaolin, Dolomit/Talkum/Kaolin, Calciumcarbonat/-
Dolomit/Talkum/Kaolin, Calciumcarbonat/Talkum/Glimmer, Dolomit/Talkum/- Glimmer, Calciumcarbonat/Dolomit/Talkum/Glimmer, wie sie auch in der
DE 09 07 142 Al beschrieben werden.
Füllstoffe gemäß vorliegender Erfindung sind dem Fachmann bekannte Zusatzstoffe oder Additive, die regelmäßig das Volumen beispielsweise eines Stoffes, einer Stoffmischung oder eines Produkts erhöhen, oder die von einem Stoff, einer Stoffmischung oder einem Produkt umfasste Hohlräume ganz oder teilweise auffüllen können und dabei regelmäßig nicht die wesentlichen Eigenschaften des Stoffes, der Stoffmischung oder des Produktes wesentlich verändern, insbesondere nicht wesentlich verschlechtern. In besonderen Fällen kann jedoch der Einsatz von Füllstoffen von einer wesentlichen Verbesserung einer oder mehrerer wesentlicher Eigenschaften eines Stoffes, einer Stoffmischung oder eines Produkts begleitet sein. Ein Beispiel hierfür stellt der Einsatz von Füllstoffen in der Papierindustrie dar.
Mineralien gemäß vorliegender Erfindung sind natürlich vorkommende anorganische Feststoffe, aus diesen beispielsweise durch Anwendung von Wärme und Druck oder beidem gewonnene Feststoffe sowie entsprechende, synthetisch hergestellte Feststoffe.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher Verfahren zur Herstellung von Gemischen, bei denen mindestens ein anorganischer Feststoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Pigmenten, Füllstoffen und Mineralien.
Beispielsweise betrifft die vorliegende Erfindung auch Verfahren zur Herstellung von Gemischen, bei denen mindestens ein anorganischer Feststoff Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid, Aluminiumsilikat, Bariumhydroxid, Bariumoxid, Bariumcarbonat, Bariumnitrat, Bariumphosphat, Bariumsilikat, Bariumsulfat, Boroxid, Cadmiumhydroxid, Cadmiumoxid, Cadmiumcarbonat, Cadmiumnitrat, Cadmiumphosphat, Cadmiumsilikat, Cadmiumsulfat, Cadmiumsulfid, Calciumhydroxid, Calciumoxid, Calciumcarbonat, Calciumchlorid, Calciumnitrat, Calciumphosphat, Calciumsilikat, Calciumsulfat, Cobalt(II)chlorid, Eisen(II)oxid, Eisen(II)sulfat, Eisen(II/III)oxid, Eisen(III)oxid, Eisen(III)sulfat, Indiumoxid, Kaliumhydroxid, Kaliumoxid, Kaliumcarbonat, Kaliumnitrat, Kaliumphosphat, Kaliumsilikat, Kaliumsulfat, Kupfer(I)oxid, Kupfer(II)oxid, Magnesiumchlorid, Magnesiumhydroxid, Magnesiumoxid, Magnesiumcarbonat, Magnesiumnitrat, Magnesiumphosphat, Magnesiumsilikat, Magnesiumsulfat, Mangan(II)oxid, Mangan(III)oxid, Mangan(II/III)oxid, Mangan(IV)oxid, Mangan(VII)oxid, Natriumhydroxid, Natriumoxid, Natriumcarbonat, Natriumhydrogensulfat, Natriumnitrat, Natriumphosphat, Natriumsilikat, Natriumsulfat, Nickeloxid, Nickelsulfid, Selenoxid, Siliziumdioxid, Titandioxid, Zinkhydroxid, Zinkoxid, Zinkcarbonat, Zinknitrat, Zinkphosphat, Zinksilikat, Zinksulfat, Zinksulfid, Zinndioxid, Zirkoniumdioxid, ein kohlenstoffbasierter anorganischer Stoff mit graphitartig angeordneten Kohlenstoffatomen, carbonisierter Kohlenstoff, graphitierter Kohlenstoff, Kohle, Aktivkohle, Ruß, Anhydrit, Apatit, Atlasspat, Bentonit, Bergkristall, Bleicherde, Böhmit, Borax, Braunit, Cinnabarit, Dolomit, Fasergips, Feldspat, Flussspat, Galmei, gebrannter Gips, Gestein, Gips, Glaubersalz, Glimmer, Greenockit, Hausmannit, Hunit, Kalkspat, Kalkstein, Kalzit, Kaolin, calciniertes Kaolin, Kaolinit, Kieselgur, Korund, Kreide, Manganosit, Marmor, Melanterit, Mennige, Minium, Montmorillonit, Natrit, gelber, roter oder brauner Ocker, Orthoklas, Otavit, Perlit, Phyllosilikat, Pottasche, Pyrit, Quarz, Quecksilbersulfid, Satinweiß, Schichtsilikat, Schlämmkreide, Schwefelkies, Serpentin, Silica, Silikat, Soda, Speckstein, Sphalerit, Stuckgips, Talkum, Titanweiß, Tonerde, Tonmineral, Topas, Ultramarin, Wollastonit, Zeolith oder Zinnober ist oder mindestens einen der genannten Stoffe als Bestandteil enthält.
Erfϊndungsgemäß geeignete anorganische Feststoffe, die mindestens einen der vorstehend genannten Stoffe als Bestandteil enthalten können, sind beispielsweise Hydrate der vorstehend genannten Stoffe, also, sofern existent, deren Hemihydrate, Monohydrate, Sesquihydrate, Dihydrate, Trihydrate, Tetrahydrate, Pentahydrate, Hexahydrate, Heptahydrate, Octahydrate, Nonahydrate, Decahydrate, Undecahydrate und Dodecahydrate. Erfindungsgemäß geeignete Hydrate sind beispielsweise Magnesiumchlorid-Anhydrat, Calciumsulfat- Hemihydrat, Natriumhydrogensulfat-Monohydrat, Kaliumcarbonat-Sesquihydrat, Calciumsulfat-Dihydrat, Calciumchlorid-Dihydrat, Kupfersulfat-Pentahydrat, Aluminiumchlorid-Hexahydrat, Cobalt(II)chlorid-Hexahydrat, Magnesiumsulfat- Heptahydrat, Eisen(II)sulfat-Heptahydrat, Bariumhydroxid-Oktahydrat, Chrom(III)nitrat-Nonahydrat, Natriumsulfat-Dekahydrat, Natriumcarbonat- Decahydrat, Natriumphosphat-Dodecahydrat.
Weitere erfindungsgemäß geeignete anorganische Feststoffe, die mindestens einen der vorstehend genannten Stoffe als Bestandteil enthalten können, sind Gläser. Erfindungsgemäß geeignete Gläser sind beispielsweise Quarzglas, Kalk-Natron- Glas, Floatglas, Bleikristallglas, Borosilikatglas, Opalglas, Laborglas, Email, Alumosilikatgläser, Fluoridgläser, Chalkogenidgläser und Glaskeramiken. Ebenfalls erfindungsgemäß geeignete anorganische Feststoffe, die mindestens einen der vorstehend genannten Stoffe als Bestandteil enthalten können, sind Composite, beispielsweise Nanocomposite.
Erfindungsgemäß vielfach verwendete anorganische Feststoffe sind Calciumcarbonat, Dolomit, Glimmer, Kaolin und Talkum.
Im Rahmen spezieller Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird als anorganischer Feststoff jedoch Calciumcarbonat verwendet. Erfindungsgemäß regelmäßig geeignet ist aus natürlichen Vorkommen gewonnenes Calciumcarbonat. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, aus natürlichen Vorkommen gewonnenes Calciumcarbonat insbesondere ohne chemische Aufbereitung einzusetzen. Aus natürlichen Vorkommen gewonnenes Calciumcarbonat enthält jedoch regelmäßig Verunreinigungen unterschiedlicher Art und in unterschiedlichen Mengen. Sofern diese Verunreinigungen nicht erwünscht sind, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, aus natürlichen Vorkommen gewonnenes Calciumcarbonat auch in insbesondere chemisch aufbereiteter Form, beispielsweise in Form von Schlämmkreide, einzusetzen.
Es ist erfindungsgemäß weiterhin vorgesehen, das aus natürlichen Vorkommen gewonnene Calciumcarbonat in stückiger Form einzusetzen. Es ist erfindungsgemäß jedoch ebenfalls vorgesehen, das aus natürlichen Vorkommen gewonnene Calciumcarbonat in (vor)gemahlener Form einzusetzen. (Vor)gemahlenes, aus natürlichen Vorkommen gewonnenes Calciumcarbonat ist dem Fachmann unter der Bezeichnung GCC (ground calcium carbonate) bekannt. Es ist jedoch ferner bekannt, dass aus natürlichen Vorkommen gewonnenes Calciumcarbonat für bestimmte Anwendungsfalle, insbesondere aufgrund der Anwesenheit von nicht oder nur mit nicht vertretbarem Aufwand entfernbaren Verunreinigungen, nicht geeignet ist. Es ist daher in diesen Anwendungsfallen erfindungsgemäß vorgesehen, synthetisch hergestelltes Calciumcarbonat zu verwenden. Als synthetisch hergestelltes Calciumcarbonat ist beispielsweise das dem Fachmann als PCC (precipitated calcium carbonate) bekannte gefällte Calciumcarbonat geeignet. Es wird regelmäßig durch Einleiten von Kohlensäure oder Kohlenstoffdioxid in Kalkmilch gefällt und so als Präzipitat gewonnen. In Abhängigkeit von den gewählten Prozessbedingungen wie Temperatur oder Konzentration können unterschiedliche Modifikationen des Calciumcarbonats erzeugt werden, z. B. eine rhomboedrische oder skalenoedrische Modifikation. In der Regel wird mit hochreinen Ausgangstoffen gearbeitet, sodass PCC regelmäßig besonders weiß ist und zudem Vorteile bezüglich der Opazität aufweist.
Im Rahmen der PCC-Herstellung bildet Calciumcarbonat regelmäßig Primärpartikel beispielsweise mit einer Partikelgröße von 10 bis 100 nm und einem Aspektverhältnis zwischen 1:2 und 1:10, die Aggregate oder Agglomerate oder beides mit mittleren Durchmessern von beispielsweise 0,5 bis 10 μm bilden können. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich beispielsweise auch durch seine Fähigkeit aus, die genannten Aggregate oder Agglomerate im Hinblick auf ihre jeweilige Verwendung in ihrer Größe geeignet zu reduzieren.
Die erfindungsgemäß geeigneten anorganischen Feststoffe können in verschiedenen Formen eingesetzt werden. Erfindungsgemäß geeignet sind beispielsweise Mehle, z.B. Glasmehl und Gesteinsmehl, Pulver, z.B. Quarzpulver, Körner und stückiges Gut, Formkörper wie Pellets, Granulate, Kugeln, z.B. Glaskugeln und Glashohlkugeln, Fasern, z.B. Glasfasern, Keramikfasern, Mineralfasern, Kohlenstofffasern und Nanotubefasern. Die vorstehend beschriebenen anorganischen Feststoffe werden erfindungsgemäß zur Herstellung eines Gemisches, welches noch mindestens ein während der Behandlung in einer Zerkleinerungsvorrichtung gebildetes Fettsäuresalz enthält, eingesetzt.
Erfindungsgemäß während der Behandlung in der Zerkleinerungsvorrichtung gebildete Fettsäuresalze sind Fettsäuresalze eines zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkations. Erfindungsgemäß geeignete zweiwertige Metallkationen sind beispielsweise Be2+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+, Mo2+, Mn2+, Fe2+, Co2+, Ni2+, Zn2+, Cd2+ und Cu2+. Erfindungsgemäß geeignete dreiwertige Metallkationen sind beispielsweise B3+, A13+, Ga3+, In3+, T13+, Cr3+, Mo3+, Fe3+, Co3+, Sc3+, Y3+, La3+ sowie die dreiwertigen Kationen der Lanthanoide.
Fettsäureanionen entsprechend vorliegender Erfindung sind grundsätzlich alle Fettsäureanionen mit 6 bis 40 C- Atomen, beispielsweise solche mit 8 bis 18 C- Atomen. Fettsäureanionen entsprechend vorliegender Erfindung finden sich in Verbindungen, die nach herkömmlichen, dem Fachmann bekannten Verfahren aus natürlichen, also aus pflanzlichen oder tierischen Quellen gewonnen sowie nach dem Fachmann bekannten Verfahren synthetisch hergestellt werden können. Erfindungsgemäß geeignet sind Anionen linearer oder verzweigter Fettsäuren, die gesättigt, einfach oder mehrfach ungesättigt sowie unsubstituiert oder einfach oder mehrfach substituiert sein können. Erfindungsgemäß darüber hinaus geeignet sind Mischungen aus zwei oder mehr der entsprechenden im Rahmen dieses Textes genannten Fettsäureanionen.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Fettsäureanion ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Fettsäureanionen mit 6 bis 40 C-Atomen, wobei die Fettsäureanionen linear oder verzweigt, gesättigt, einfach oder mehrfach ungesättigt sowie unsubstituiert oder einfach oder mehrfach substituiert sind.
Erfindungsgemäß geeignet sind beispielsweise die Anionen der Alpha- Linolensäure, Arachidonsäure, Arachinsäure, Behensäure, Caprinsäure, Capronsäure, Caprylsäure, Cerotinsäure, Cervonsäure, Cetoleinsäure, Clupanodonsäure, Cocosfettsäure, Elaidinsäure, Erucasäure, Gamma- Linolensäure, Icosensäure, Isooctylsäure, Laurinsäure, Lignocerinsäure, Linolsäure, Linolensäure, Margarinsäure, Melissinsäure, Montansäure, Myristinsäure, Nervonsäure, Octylsäure, Ölsäure, Önanthsäure, Palmfettsäure, Palmitinsäure, Palmitoleinsäure, Pelargonsäure, Phytansäure, Ricinol-(cis-12- hydroxy)-9-octadecensäure, Stearinsäure, Hydroxystearinsäure,
Dihydroxystearinsäure, Taigfettsäure, Timnodonsäure, Undecylensäure, Vaccensäure, Versatsäure, Octadeca-9c,l lt-diensäure sowie Anionen der Derivate dieser Säuren.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist beispielsweise geeignet zur Herstellung von Gemischen umfassend Calciumbehenat, Bariumlaurat, Calciumlaurat, Zinklaurat, Zinkoleat, Aluminiumstearat, Aluminiummonostearat, Aluminiumdistearat, Aluminiumtristearat, Bariumstearat, Barium- 12-hydroxystearat, Bleistearat, dibasisches Bleistearat, neutrales Bleistearat, Calciumstearat, neutrales Calciumstearat, basisches Calciumstearat, Calcium- 12-hydroxystearat, Magnesiumlaurat, Magnesiumhydroxystearat, Magnesiumstearat und Zinkstearat.
In vielen Fällen erfindungsgemäß bevorzugt ist die Herstellung von Gemischen umfassend Calciumstearat oder eine Mischung von Calciumstearat mit mindestens einem weiteren im Rahmen dieses Textes genannten Fettsäuresalz. Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren wird mindestens ein Fettsäuresalz während der Behandlung in der Zerkleinerungsvorrichtung aus mindestens zwei verschiedenen, mindestens einem anorganischen Feststoff gemäß vorliegender Erfindung zugesetzten Ausgangsstoffen gebildet. Bei den Ausgangsstoffen kann es sich beispielsweise um ein Hydroxid oder ein Oxid und eine Fettsäure handeln.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Gemisches, bei dem mindestens ein Fettsäuresalz aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion aus mindestens einer Fettsäure und einem Hydroxid des Metalls oder einem Oxid des Metalls oder einer Mischung daraus gebildet wird. Dabei ist es nach Vorstehendem erfindungsgemäß häufig vorteilhaft, wenn mindestens ein Fettsäuresalz aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion in einem Temperaturintervall von 65 °C bis 200 °C gebildet wird.
Die vorliegende Erfindung ist insbesondere in denjenigen Fällen geeignet, in denen als Fettsäuresalz Calciumstearat beispielsweise aus Calciumhydroxid und Stearinsäure gebildet wird.
Bei den Ausgangsstoffen für die erfindungsgemäße Bildung eines Fettsäuresalzes in einer Zerkleinerungsvorrichtung kann es sich jedoch beispielsweise auch um zwei Salze, insbesondere lösliche Salze, handeln.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Gemisches, bei dem mindestens ein Fettsäuresalz aus mindestens einem in Wasser löslichen Salz mindestens einer Fettsäure und mindestens einem in Wasser löslichen Salz des Metalls gebildet wird.
Erfindungsgemäß geeignete, in Wasser lösliche Salze von Fettsäuren sind beispielsweise in Wasser lösliche Alkalimetall-, Ammonium-, Phosphonium- oder Sulfoniumsalze von Fettsäuren.
Erfindungsgemäß als in Wasser lösliche Salze von Fettsäuren geeignet sind daher beispielsweise die löslichen Lithium-, Natrium-, Kalium-, Rubidium-, Cäsium- und Ammoniumsalze der entsprechenden Fettsäuren, beispielsweise Natriumstearat, Kaliumstearat und Ammoniumstearat.
Erfindungsgemäß geeignete in Wasser lösliche Salze von Fettsäuren sind ferner die in Wasser löslichen Ammonium-, Phosphonium- oder Sulfoniumsalze von Fettsäuren. Im Rahmen des vorliegenden Textes werden erfindungsgemäß geeignete, in Wasser lösliche Ammonium-, Phosphonium- oder Sulfoniumsalze von Fettsäuren auch zusammengefasst als Oniumsalze von Fettsäuren bezeichnet. Entsprechend bestehen erfindungsgemäß geeignete Oniumsalze von Fettsäuren aus einer Oniumgruppe und einem Fettsäurerest.
Ein Oniumsalz gemäß der vorliegenden Erfindung kann dabei, je nach Art der Oniumgruppe, 1, 2, 3 oder 4 organische Reste tragen. Die organischen Reste können dabei beispielsweise über eine C-X- Verknüpfung, wobei X für N, S oder P steht, mit einem positiv geladenen N-, S- oder P-Atom einer entsprechenden Oniumgruppe verbunden sein. Es ist jedoch ebenso möglich, dass die organischen Reste über ein weiteres Heteroatom, beispielsweise ein O-Atom, mit einem positiv geladenen N-, S- oder P-Atom einer entsprechenden Oniumgruppe verbunden sind. Ein im Rahmen der vorliegenden Erfindung erfindungsgemäß geeignetes Oniumsalz einer Fettsäure weist beispielsweise ein positiv geladenes N-, S- oder P-Atom oder zwei oder mehr solcher positiv geladener N-, S- oder P-Atome oder Gemische aus zwei oder mehr der genannten, positiv geladenen Atomtypen auf.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind als Oniumsalze von Fettsäuren Verbindungen geeignet, die am N, S oder P-Atom mindestens einen organischen Rest und höchstens die maximal mögliche Zahl an organischen Resten tragen. Wenn ein erfindungsgemäß geeignetes Oniumsalz einer Fettsäure weniger als die maximal mögliche Anzahl organischer Reste trägt, so wird die positive Ladung in üblicher, dem Fachmann bekannter Weise beispielsweise durch Protonierung mittels einer geeigneten Säure erzeugt, so dass das entsprechende Oniumsalz einer Fettsäure in diesem Fall neben mindestens einem organischen Rest noch mindestens ein Proton trägt.
Es sind erfindungsgemäß daher also Verbindungen als Oniumsalze von Fettsäuren geeignet, die aufgrund von Protonierungsreaktionen eine positive Ladung aufweisen. Es ist jedoch ebenso möglich, im Rahmen der vorliegenden Erfindung Oniumsalze von Fettsäuren einzusetzen, die aufgrund einer Alkylierungs- oder Peralkylierungsreaktion eine positive Ladung aufweisen.. Beispiele für derartige Verbindungen sind Tetraalkylammonium-, Trialkylsulfonium- oder Tetraalkylphosphoniumsalze von Fettsäuren. Es ist jedoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenso vorgesehen, dass ein erfindungsgemäß geeignetes Oniumsalz einer Fettsäure einen Aryl-, Alkaryl-, Cycloalkyl-, Alkenyl-, Alkinyl- oder Cycloalkenylrest aufweist. Es ist erfindungsgemäß ebenso möglich und vorgesehen, dass ein im Rahmen einer erfindungsgemäßen Salzzubereitung einsetzbares Oniumsalz einer Fettsäure zwei oder gegebenenfalls mehr unterschiedliche Substituententypen aufweist, beispielsweise einen Alkyl- und einen Cycloalkylrest oder einen Alkyl- und einen Arylrest.
Es ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenso möglich und vorgesehen, dass ein im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbares Oniumsalz einer
Fettsäure Substituenten aufweist, die ihrerseits durch eine oder mehrere funktionelle Gruppen substituiert sind. Entsprechende funktionelle Gruppen können beispielsweise NH-Gruppen, NH2-Gruppen, OH-Gruppen, SH-Gruppen,
Estergruppen, Ethergruppen, Thioethergruppen, Isocyanuratgruppen oder Ketogruppen oder Gemische aus zwei oder mehr davon sein.
Als Phosphoniumsalze von Fettsäuren sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich alle Verbindungen einsetzbar, die durch entsprechende Umsetzung geeigneter Reaktanden zu einem Phosphoniumsalz einer Fettsäure fuhren. Dabei können erfindungsgemäß einsetzbare Phosphoniumsalze von Fettsäuren beispielsweise durch entsprechende Umsetzung von Tetraalkyl-, Tetracycloalkyl- oder Tetraarylphosphorhalogeniden erhalten werden. Geeignete Phosphoniumsalze von Fettsäuren leiten sich daher beispielsweise von Tetraalkylphosphorsalzen wie Tetra-n-ethylphosphoniumbromid, Tetra-n- propylphosphoniumbromid, Tetra-n-butylphos-phoniumbromid, Tetra-n-isobutyl- phosphoniumbromid, Tetra-n-pentylphosphonium-bromid, Tetra-n-hexylphos- phoniumbromid und dergleichen Tetraalkylphosphoniumsalzen ab.
Weiterhin eignen sich grundsätzlich zum Einsatz im Rahmen der vorliegenden Erfindung Phosphoniumsalze von Fettsäuren, die sich beispielsweise von Tetracycloalkylphosphoniumsalzen oder Tetraarylphosphoniumsalzen ableiten. Geeignete Phosphoniumsalze von Fettsäuren basieren daher beispielsweise auf Tetracycloalkyl- oder Tetraarylphosphoniumsalzen wie Tetracyclohexylphos- phoniumbromid oder Tetraphenyl-phosphoniumbromid und dergleichen Tetracycloalkyl- oder Tetraarylphosphoniumsalzen. Die oben genannten Verbindungen können im Rahmen der vorliegenden Erfindung unsubstituiert sein, sie können jedoch auch einen oder mehrere der oben genannten Substituenten aufweisen.
Ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbar sind Phosphoniumsalze von Fettsäuren, die an einem Phosphoratom unterschiedliche Typen organischer Substituenten tragen, die wiederum gegebenenfalls unterschiedlich substituiert sein können.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung werden als Phosphoniumsalze von Fettsäuren Tetra-n- butylphosphoniumfettsäuresalze oder Triphenylbenzylphosphoniumfettsäuresalze eingesetzt.
Als Sulfoniumsalze von Fettsäuren sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich alle Verbindungen einsetzbar, die durch entsprechende Umsetzung geeigneter Reaktanden zu einem Sulfoniumsalz einer Fettsäure fuhren. Dabei können erfindungsgemäß geeignete Sulfoniumsalze von Fettsäuren beispielsweise durch entsprechende Umsetzung von Sulfiden wie Alkylmonosulfiden, Alkyldisulfiden, Dialkylsulfiden oder Polyalkylsulfiden erhalten werden. Geeignete Sulfoniumsalze von Fettsäuren leiten sich daher beispielsweise von Dialkylsulfiden wie Ethylbenzylsulfid, Allylbenzylsulfid oder Alkyldisulfiden wie Hexandisulfid, Heptandisulfid, Octandisulfid und dergleichen Alkyldisulfiden ab.
Weiterhin eignen sich erfindungsgemäß Sulfoniumsalze von Fettsäuren, die sich beispielsweise von Tricycloalkylsulfoniumsalzen oder Triarylsulfoniumsalzen ableiten. Geeignete Sulfoniumsalze von Fettsäuren basieren daher beispielsweise auf Tricycloalkyl- oder Triarylsulfoniumsalzen wie Tricyclohexylsulfonium- bromid oder Triphenylsulfoniumbromid und dergleichen Tricycloalkyl- oder Triarylsulfoniumsalzen. Ebenfalls geeignet sind Trialkyl-, Triaryl- oder Tricycloalkylsulfoxoniumsalze wie Trimethylsulfoxoniumsalze von Fettsäuren. Die oben genannten Verbindungen können im Rahmen der vorliegenden Erfindung unsubstituiert sein, sie können jedoch auch einen oder mehrere der oben genannten Substituenten aufweisen.
Ebenfalls im Rahmen der vorliegenden Erfindung einsetzbar sind Sulfoniumsalze von Fettsäuren, die an einem Schwefelatom unterschiedliche Typen organischer Substituenten tragen, die wiederum gegebenenfalls unterschiedlich substituiert sein können.
Im Rahmen einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden als Sulfoniumsalze von Fettsäuren Trimethylsulfoxoniumsalze von Fettsäuren eingesetzt.
Als Ammoniumsalze von Fettsäuren sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich alle Verbindungen einsetzbar, die durch entsprechende Umsetzung geeigneter Reaktanden zu einem Ammoniumsalz einer Fettsäure führen. Dabei können erfindungsgemäß einsetzbare Ammoniumsalze von Fettsäuren beispielsweise durch entsprechende Umsetzung von Aminen oder Amiden wie Alkylmonoaminen, Alkylendiaminen, Alkylpolyaminen, sekundären oder tertiären Aminen erhalten werden. Geeignete Ammoniumsalze von Fettsäuren leiten sich daher beispielsweise von primären Mono- oder Polyaminoverbindungen mit 2 bis etwa 40, beispielsweise 6 bis etwa 20 C- Atomen ab. Beispielsweise sind dies Ethylamin, n-Propylamin, i-Propylamin, n- Butylamin, sek.-Butylamin, tert.-Butylamin, substituierte Amine mit 2 bis etwa 20 C-Atomen wie 2-(N,N-Dimethylamino)-l-aminoethan. Geeignete Diamine weisen beispielsweise zwei primäre, zwei sekundäre, zwei tertiäre oder eine primäre und eine sekundäre oder eine primäre und eine tertiäre oder eine sekundäre und eine tertiäre Aminogruppe auf. Beispiele hierfür sind Diaminoethan, die isomeren Diaminopropane, die isomeren Diaminobutane, die isomeren Diaminohexane, Piperazin, 2,5-Dimethylpiperazin, Amino-3- aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexan (Isophorondiamin, IPDA), 4,4'-Diamino- dicyclohexylmethan, 1 ,4-Diaminocyclohexan, Aminoethylethanolamin, Hydrazin, Hydrazinhydrat oder Triamine wie die Diethylentriamin oder l,8-Diamino-4- aminomethyloctan oder tertiäre Amine wie Triethylamin, Tributylamin, Dimethylbenzylamin, N-Ethyl-, N-Methyl-, N-Cyclohexylmorpholin, Dimethyl- cyclohexylamin, Dimoφholinodiethylether, 1,4-Diazabicyclo[2,2,2]octan, 1- Azabicyclo[3,3,0]octan, N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin, N5N9N', N'- Tetramethylbutandiamin, N,N,N' ,N' -Tetramethylhexandiamin- 1 ,6, Pentamethyl- diethylentriamin, Tetramethyldiaminoethylether, Bis-(dimethylaminopropyl)- harnstoff, N,N'-Dimethylpiperazin, 1 ,2-Dimethylimidazol oder Di-(4-N,N- dimethylaminocyclohexyl)-methan.
Ebenfalls geeignet sind aliphatische Aminoalkohole mit 2 bis etwa 40, vorzugsweise 2 bis etwa 20 C-Atomen, beispielsweise Ethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, Tripropanolamin, Tributanolamin, Tripentanolamin, l-Amino-3,3-dimethyl-pentan-5-ol, 2-Aminohexan-2',2"- diethanolamin, l-Amino-2,5-dimethylcyclohexan-4-ol, 2-Aminopropanol, 2- Aminobutanol, 3-Aminopropanol, l-Amino-2-propanol, 2-Amino-2-methyl-l- propanol, 5-Aminopentanol, 3-Aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexanol, 1- Amino-1-cyclopentan-methanol, 2-Amino-2-ethyl-l,3-propandiol, 2-(Dimethyla minoethoxy)-ethanol, aromatisch-aliphatische oder aromatisch-cycloaliphatische Aminoalkohole mit 6 bis etwa 20 C-Atomen, wobei als aromatische Strukturen heterocyclische oder isocyclische Ringsysteme wie Naphthalin- oder insbesondere Benzolderivate wie 2-Aminobenzylalkohol, 3-(Hydroxymethyl)anilin, 2-Amino- 3-phenyl-l-propanol, 2-Amino-l-phenylethanol, 2-Phenylglycinol oder 2-Amino- l-phenyl-l,3-propandiol sowie Gemische aus zwei oder mehr solcher Verbindungen eingesetzt werden.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ebenfalls als Ammoniumsalze von Fettsäuren geeignet sind die Fettsäuresalze heterocyclischer Verbindungen, die über ein cyclisches, Aminogruppen aufweisendes Ringsystem verfügen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung häufig eingesetzt werden Ammoniumstearate, insbesondere Ammoniumstearat und Triethanolammoniumstearat.
Es ist erfindungsgemäß häufig vorteilhaft, wenn mindestens ein in Wasser lösliches Salz mindestens einer Fettsäure im Überschuss eingesetzt wird. Erfindungsgemäß geeignet ist beispielsweise ein Überschuss an mindestens einem in Wasser löslichen Salz mindestens einer Fettsäure von mindestens 0,001 % oder von mindestens 0,01 % oder von mindestens 0,1 % oder von mindestens 1 % oder von mindestens 5 % oder von mindestens 10 % oder von mindestens 20 % oder von mindestens 30 % oder von mindestens 40 % oder von mindestens 50 % oder von mindestens 60 % oder von mindestens 70 % oder von mindestens 80 % oder von mindestens 90 % oder von mindestens 95 %, aber von nicht mehr als 99,9 % oder von nicht mehr als 99,5 % oder von nicht mehr als 99 % oder von nicht mehr als 96 %, jeweils bezogen auf die Menge an dem mindestens einen in Wasser löslichen Salz mindestens einer Fettsäure. Beispielsweise bedeutet ein Überschuss von 60 %, dass aus Gründen der Stöchiometrie 60 % des mindestens einen in Wasser löslichen Salzes mindestens einer Fettsäure nicht im Rahmen der erfindungsgemäßen Bildung des mindestens einen Fettsäuresalzes aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion verbraucht oder umgesetzt werden.
Erfindungsgemäß geeignete, in Wasser lösliche Salze zweiwertiger oder dreiwertiger Metallkationen, wie sie zur Bildung von Fettsäuresalzen aus zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkationen und Fettsäureanionen durch Behandlung in einer Zerkleinerungsvorrichtung hergestellt werden, sind grundsätzlich alle in Wasser löslichen anorganischen Salze erfindungsgemäß geeigneter zweiwertiger oder dreiwertiger Metallkationen, beispielsweise Borate, Nitrate, Phosphate, Phosphite, Sulfate, Fluoride, Chloride, Bromide und Iodide sowie deren gegebenenfalls existierende Hydrate. Häufig erfindungsgemäß geeignete, in Wasser lösliche Salze zweiwertiger oder dreiwertiger Metallkationen sind Chloride, beispielsweise Aluminiumchlorid und Calciumchlorid.
Die vorliegende Erfindung betrifft demnach insbesondere auch Verfahren zur erfindungsgemäßen Herstellung von Gemischen, in denen als Fettsäuresalz Calciumstearat aus Calciumchlorid und einem Alkalistearat oder einem Ammoniumstearat oder deren Mischung gebildet wird.
Es ist erfindungsgemäß darüber hinaus vorgesehen, dass mindestens ein Fettsäuresalz aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion aus mindestens einem in Wasser löslichen Salz mindestens einer Fettsäure und einem Hydroxid des Metalls oder einem Oxid des Metalls oder einer Mischung daraus gebildet wird. Ferner ist es erfindungsgemäß möglich, dass mindestens ein Fettsäuresalz aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion aus mindestens einer Fettsäure und mindestens einem in Wasser löslichen Salz des Metalls gebildet wird.
Insbesondere bei diesen erfindungsgemäßen Verfahrensformen ist es häufig vorteilhaft, dass mindestens ein Fettsäuresalz aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion in einem Temperaturintervall von 40 0C bis 100 °C oder von 50 °C bis 90 °C oder von 60 °C bis 80 °C oder von 65 °C bis 75 °C gebildet wird.
Ferner ist es bei diesen erfindungsgemäßen Verfahrensformen häufig vorteilhaft, dass mindestens ein in Wasser lösliches Salz mindestens einer Fettsäure oder mindestens eine Fettsäure im Überschuss eingesetzt wird.
Schließlich sind auch diese erfindungsgemäßen Verfahrensformen insbesondere geeignet, als Fettsäuresalz aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion Calciumstearat zu bilden.
Den erfindungsgemäß herzustellenden Gemischen können je nach Anwendungsgebiet und Anwendungsform weitere, dem jeweiligen Fachmann aus dem einschlägigen Stand der Technik bekannte Stoffe zugesetzt werden. So können einem erfindungsgemäßen Gemisch beispielsweise Dispergierhilfsmittel, insbesondere Polyphosphate und Polyacrylate wie Natrium- oder Ammoniumpolyacrylat, Bindemittel, insbesondere Stärke und Stärkeether, Casein, Polymerdispersionen auf der Basis von Butadien-Styrol, Acrylsäureester- Styrol, Acrylsäureester-Vinylacetat, Vinylacetat-Ethylen sowie
Mischpolymerisate der genannten Stoffe mit Acrylnitril, Cobinder und Latex- Binder, beispielsweise auf der Basis von Butadien-Styrol-Acrylnitril, Polyoxyethylenoctylphenylether, Konservierungsstoffe, Schaumbekämpfungsmittel (Antischaummittel), insbesondere Emulsionen tierischer oder pflanzlicher Fette, Silikonemulsionen oder höhere Alkohole sowie deren Ester, optische Aufheller sowie Akzeptoren hierfür, insbesondere Polyvinylalkohole, CMC, Nuancierfarbstoffe, insbesondere Pigmentfarbstoffe, Substantive und basische Farbstoffe, Stoffe zur Erhöhung der Wasserbeständigkeit, insbesondere Melamin- und Harnstoffharze, Glyoxal und Epoxidharze, Wachsdispersionen, Polyglykole, Polyethylendispersionen und Satinagehilfsmittel, Ablösemittel, Trennmittel, Verdickungsmittel, Viskositätsregler, Tenside zugesetzt werden. Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch ein Verfahren, in dem einem erfindungsgemäß herzustellenden Gemisch mindestens ein weiterer Stoff zugesetzt wird.
Es ist erfindungsgemäß beispielsweise vorgesehen, einem erfindungsgemäß herzustellendem Gemisch, beispielsweise einem Strich für den Einsatz in der Papierindustrie, Binder und/oder Bindemittel und/oder Cobinder, beispielsweise Binder auf der Basis von Butadien-Styrol-Acrylnitril, zuzusetzen. Es ist beispielsweise vorgesehen, einem erfindungsgemäß herzustellenden Gemisch Binder und/oder Bindemittel und/oder Cobinder in einer Menge von 5 bis 50 Gew.-% oder in einer Menge von 6 bis 45 Gew.-% oder in einer Menge von 7 bis 40 Gew.-% oder in einer Menge von 8 bis 35 Gew.-% oder in einer Menge von 9 bis 30 Gew.-% oder in einer Menge von 10 bis 25 Gew.-% oder in einer Menge von 11 bis 20 Gew.-% oder in einer Menge von 12 bis 18 Gew.-% zuzusetzen.
Gegenüber dem Stand der Technik zeichnen sich die erfindungsgemäß herzustellenden Gemische zudem häufig dadurch aus, dass die dem jeweiligen Fachmann aus dem einschlägigen Stand der Technik bekannten weiteren Stoffe, sofern es sich nicht um Binder und/oder Bindemittel und/oder Cobinder handelt, dem erfindungsgemäß herzustellenden Gemisch gar nicht oder nur in relativ geringen Mengen zugesetzt werden müssen. Es ist erfindungsgemäß beispielsweise vorgesehen, gegebenenfalls neben Binder und/oder Bindemittel und/oder Cobinder weitere, dem jeweiligen Fachmann aus dem einschlägigen Stand der Technik bekannte Stoffe in weniger als 18 Teilen oder in weniger als 16 Teilen oder in weniger als 14 Teilen oder in weniger als 12 Teilen oder in weniger als 10 Teilen oder in weniger als 8 Teilen oder in weniger als 6 Teilen oder in weniger als 4 Teilen oder in weniger als 2 Teilen oder in weniger als 1 Teil oder in weniger als 0,8 Teilen oder in weniger als 0,6 Teilen oder in weniger als 0,4 Teilen oder in weniger als 0,2 Teilen oder in weniger als 0,1 Teilen oder in weniger als 0,05 Teilen oder in weniger als 0,01 Teilen, jeweils bezogen auf die Gesamtmenge an Fettsäuresalzen aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion, zuzusetzen.
Weiterhin kann den erfindungsgemäß herzustellenden Gemischen je nach Anwendungsgebiet und Anwendungsform Wasser zugesetzt werden. Es ist daher vorgesehen, den erfindungsgemäß herzustellenden Gemischen Wasser beispielsweise in einer Menge von mindestens 0,01 Gew.-% oder 1 Gew.-% oder
5 Gew.-% oder 8 Gew.-% oder 10 Gew.-% oder 20 Gew.-% oder 30 Gew.-% oder
40 Gew.-% oder 50 Gew.-% oder 60 Gew.-% oder 70 Gew.-% oder 80 Gew.-% oder 90 Gew.-% oder 95 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Menge des gesamten
Gemisches, zuzusetzen. Im Rahmen weiterer Ausführungsformen ist es jedoch vorgesehen, den erfindungsgemäß herzustellenden Gemischen Wasser beispielsweise nicht in einer Menge von mehr als 1 Gew.-% oder 5 Gew.-% oder
8 Gew.-% oder 10 Gew.-% oder 20 Gew.-% oder 30 Gew.-% oder 40 Gew.-% oder 50 Gew.-% oder 60 Gew.-% oder 70 Gew.-% oder 80 Gew.-% oder 90
Gew.-% oder 95 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Menge des gesamten
Gemisches, zuzusetzen. Es ist daher beispielsweise vorgesehen, den erfindungsgemäß herzustellenden Gemischen Wasser in einer Menge von 0,01 bis 95 Gew.-% oder von 10 bis 80 Gew.-% oder von 15 bis 70 Gew.-% oder von 20 bis 60 Gew.-% oder von oder von 21 bis 55 Gew.-% oder von 22 bis 50 Gew.-% oder von 23 bis 45 Gew.-% oder von 24 bis 40 Gew.-% oder von 25 bis 35 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Menge des gesamten Gemisches, zuzusetzen.
Dabei kann das Zusetzen des Wassers grundsätzlich auf beliebige Weise erfolgen. So kann das Zusetzen des Wassers beispielsweise kontinuierlich, semikontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen. Ferner kann das Wasser beispielsweise vor und/oder während und/oder nach der Behandlung in der Zerkleinerungsvorrichtung erfolgen.
In Folge der Möglichkeit, erfindungsgemäß herzustellenden Gemischen Wasser zuzusetzen, eignen sich erfindungsgemäße Verfahren insbesondere auch zur Herstellung von Aufschlämmungen. Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch ein Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass als Gemisch eine Aufschlämmung hergestellt wird.
Derartige Aufschlämmungen werden vielfach in der Industrie eingesetzt. So werden beispielsweise in der Papierindustrie zur Papierherstellung Aufschlämmungen eingesetzt, die anorganische Füllstoffe oder anorganische Pigmente enthalten. Dabei wird in der Papierindustrie beispielsweise Calciumcarbonat sowohl als Füllstoff, als auch als Pigment verwendet. Weiterhin können die in der Papierindustrie zur Papierherstellung eingesetzten Aufschlämmungen Fettsäuresalze, beispielsweise Calciumstearat enthalten. Die erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Gemischen umfassend mindestens einen anorganischen Feststoff und mindestens ein Fettsäuresalz sind demgemäß insbesondere auch zur Herstellung von in der Papierindustrie eingesetzten Aufschlämmungen geeignet. Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufschlämmung mindestens enthaltend Calciumcarbonat und Calciumstearat hergestellt wird.
Es ist dabei erfindungsgemäß vorgesehen, Aufschlämmungen, insbesondere Aufschlämmungen enthaltend Calciumcarbonat und Calciumstearat, herzustellen, die insbesondere durch die Zugabe dem Fachmann bekannter Zusatzstoffe hinreichend stabil und daher beispielsweise transportierbar und lagerfähig sind. Es ist erfindungsgemäß beispielsweise vorgesehen, Aufschlämmungen mit einem Gehalt an anorganischen Feststoffen im Bereich von 30 Gew.-% bis 90 Gew.-% oder von 35 Gew.-% bis 85 Gew.-% oder von 40 Gew.-% bis 80 Gew.-% oder von 45 Gew.-% bis 75 Gew.-% oder von 50 Gew.-% bis 70 Gew.-% oder von 55 Gew.-% bis 65 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Menge der gesamten Aufschlämmung, herzustellen.
Ferner ist es erfindungsgemäß möglich und vorgesehen, beispielsweise aus verfahrenstechnischen Gründen, zur Herstellung eines Gemisches, insbesondere zur Herstellung einer Aufschlämmung, zunächst einen Überschuss von Wasser zu verwenden und diesen Überschuss insbesondere nach der erfindungsgemäßen Behandlung in der Zerkleinerungsvorrichtung wieder zu entziehen. Auch ist es erfindungsgemäß vorgesehen, Wasser, welches lediglich im Rahmen einer Nassbehandlung als Zerkleinerungshilfsmittel in der Zerkleinerungsvorrichtung eingesetzt wird, nach der erfindungsgemäßen Behandlung in der Zerkleinerungsvorrichtung wieder zu entziehen.
Dabei ist es erfindungsgemäß vorgesehen, das Wasser beispielsweise durch Abgießen, Filtrieren, Filterpressen, Zentrifugieren, Verdunsten (ohne Wärmezufuhr) oder Verdampfen (mit Wärmezufuhr) oder durch eine Kombination der genannten Verfahrensschritte wieder zu entziehen. Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch Verfahren, die mindestens einen Verfahrensschritt umfassend den Entzug von Wasser aufweisen.
Es ist erfindungsgemäß darüber hinaus vorgesehen, beispielsweise Wasser, welches lediglich im Rahmen einer Nassbehandlung als Zerkleinerungshilfsmittel in der Zerkleinerungsvorrichtung eingesetzt wird, nach der erfindungsgemäßen Behandlung in der Zerkleinerungsvorrichtung im Wesentlichen wieder vollständig zu entziehen.
Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch Verfahren, die mindestens einen Trocknungsschritt umfassen.
Dabei gilt ein Gemisch erfindungsgemäß als trocken, wenn das Gemisch Wasser lediglich in einer Menge enthält, die die applikationsspezifischen Eigenschaften des Gemisches aus der Sicht des jeweiligen Fachmanns nicht wesentlich beeinträchtigt. In vielen Fällen ist ein erfindungsgemäßes Gemisch trocken, wenn es rieselfähig ist. Beispielsweise ist ein Gemisch gemäß vorliegender Erfindung trocken, wenn es mit Ausnahme von gegebenenfalls anwesendem Kristall- oder Hydratwasser weniger als 3 Gew.-% oder weniger als 1 Gew.-% oder weniger als 0,1 Gew.-% oder weniger als 0,01 Gew.-% oder weniger als 0,001 Gew.-% oder weniger als 0,0001 Gew.-% oder weniger als 0,00001 Gew.-% oder weniger als 0,000001 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Menge des gesamten Gemischs, enthält.
Das Trocknen kann erfindungsgemäß grundsätzlich mit allen dem Fachmann bekannten Trocknungsverfahren erfolgen. Beispielsweise ist es erfindungsgemäß vorgesehen, ein erfindungsgemäßes Gemisch ohne Wärmezufuhr durch Verdunsten von Wasser oder mit Wärmezufuhr durch Verdampfen von Wasser, gegebenenfalls auch durch unterstützendes Anlegen eines Unterdrucks, zu trocknen. Erfindungsgemäß bevorzugt ist jedoch häufig ein Verfahren, welches mindestens einen Sprühtrocknungsschritt umfasst.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun nicht nur ein Verfahren zur Herstellung von Gemischen, sondern auch die entsprechend hergestellten Gemische selbst.
Erfϊndungsgemäße Gemische können beispielsweise trocken sein. Beispielsweise ist ein Gemisch gemäß vorliegender Erfindung trocken, wenn es mit Ausnahme von gegebenenfalls anwesendem Kristall- oder Hydratwasser weniger als 3 Gew.-
% oder weniger als 1 Gew.-% oder weniger als 0,1 Gew.-% oder weniger als 0,01
Gew.-% oder weniger als 0,001 Gew.-% oder weniger als 0,0001 Gew.-% oder weniger als 0,00001 Gew.-% oder weniger als 0,000001 Gew. -%, jeweils bezogen auf die Menge des gesamten Gemischs, enthält.
Erfindungsgemäße Gemische können jedoch auch Wasser in anderen Mengen enthalten. Erfindungsgemäße Gemische können Wasser beispielsweise in einer Menge von 0,01 bis 95 Gew.-% oder von 10 bis 80 Gew.-% oder von 15 bis 70 Gew.-% oder von 20 bis 60 Gew.-% oder von oder von 21 bis 55 Gew.-% oder von 22 bis 50 Gew.-% oder von 23 bis 45 Gew.-% oder von 24 bis 40 Gew.-% oder von 25 bis 35 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Menge des gesamten Gemisches, enthalten.
Im Rahmen spezieller Ausführungsformen handelt es sich bei den erfindungsgemäßen Gemischen um Aufschlämmungen umfassend mindestens einen erfindungsgemäß geeigneten anorganischen Feststoff. Erfindungsgemäße Aufschlämmungen umfassen dabei beispielsweise erfindungsgemäß geeignete anorganische Feststoffe in einer Menge von 30 Gew.-% bis 90 Gew.-% oder von 35 Gew.-% bis 85 Gew.-% oder von 40 Gew.-% bis 80 Gew.-% oder von 50 Gew.-% bis 78 Gew.-% oder von 60 Gew.-% bis 76 Gew.-% oder von 65 Gew.-% bis 75 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Menge der gesamten Aufschlämmung.
Erfindungsgemäße Aufschlämmungen mit den vorstehend genannten Gehalten an anorganischen Festestoffen sind beispielsweise in der Papierindustrie als Streichpigmente im Einsatz. Die vorliegende Erfindung betrifft daher auch Streichpigment-Aufschlämmungen, insbesondere solche, die Calciumcarbonat und Calciumstearat enthalten.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin Gemische, die trocken sind, beispielsweise Pulver und Mehle.
Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäß hergestellten Gemisches bei der Herstellung von Papier, Karton, Holzprodukten, Spanplatten, Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen, Hybrid- Systemen aus Holz und Polymer (WPC), Hybrid- Systemen aus Gips und Holz, Hybrid-Systemen aus Zement und Holz, Hybrid-Systemen aus Beton und Kunststoff, Kunststoffen, Gummi, Elastomeren, Vergussmassen, Klebstoffen, Korrosionsschutzmitteln, Farben, Streichfarben, Dispersionsfarben, Druckfarben, Lacken, Pigmenten, Putz, Zement, Gipsen, Beton und anderen Baustoffen, Geweben, Vliesen, Textilien, Tapeten, Reifen, Kunstleder, Gießharzen, Metallen, sheet moulding composites (SMC), bulk moulding composites (BMC), Funktionstextilien, Dichtungsmassen, Arzneimitteln, Düngemitteln, Futtermitteln, Pflanzenschutzmitteln, Holzlasuren, Piastisolen, Kosmetika, Porzellan, Markierungen, zur Abluft- und Rauchgasreinigung, bei der Wasserreinigung, im Bergbau, in der Metallverarbeitung oder der Gießerei. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung eines erfindungsgemäß hergestellten Gemisches zur Herstellung einer Streichfarbe für die Papierherstellung.
Beispiele
Beispiel 1: Eigenschaften und Verhalten eines Gemisches gemäß dem Stand der Technik
500 g Calciumcarbonatpulver Omya 90 und 5,9 g Calciumstearat wurden in 250 g Wasser aufgeschlämmt und mit dem Hochschermischer Ultra Turrax für 5 Minuten bei höchster Einstellung gemischt. Es wurden keine weiteren Additive zugesetzt.
Der Feststoffgehalt der Probe betrug 66,85 % und der D50-Wert betrug 1,25 μm und der D90-Wert 2,56 μm.
Das Verhältnis von Kreide zu Calciumstearat betrug 100 : 1,18.
Zur Herstellung eines Strichs wurden 400 g der Probe und 44 g des Binders DL 966 (ein Styrol/Butadien/Acrylnitril-Latex der Firma DOW Chemical) mit einer Dissolverscheibe homogenisiert. Der D50-Wert betrug 0,83 μm und der D90- Wert 2,06 μm.
Nach einigen Tagen war der Strich in der verschlossenen Flasche eingedickt. Beispiel 2: Eigenschaften und Verhalten eines erfindungsgemäßen Gemisches
In 250 g Wasser wurden 8,5 g Triethanolammoniumstearat, 0,2 g Natriumhydroxid, 1 g Stearinsäure, 600 g Calciumcarbonatpulver Omya 90 und 0,7 g Calciumhydroxid eingemischt. Dem Ansatz wurde jetzt wenig Kreide zugesetzt und dieser mit dem Hochschermischer Ultra Turrax für 5 Minuten bei höchster Einstellung behandelt.
Der Feststoffgehalt der Probe betrug 74 % und der D50-Wert 0,74 μm und der D90-Wert 2,23 μm.
Das Verhältnis von Kreide zu Calciumstearat betrug 100 : 0,98.
Zur Herstellung eines Strichs wurden 400 g der Probe und 44 g des Binders DL 966 mit einer Dissolverscheibe homogenisiert. Der D50-Wert betrug 0,79 μm und der D90-Wert 2,06 μm.
Nach einigen Tagen war der Strich in der verschlossenen Flasche immer noch gut fließfähig.
Beispiel 3: Eigenschaften und Verhalten eines erfindungsgemäßen Gemisches
In 250 g Wasser wurden 8,5 g Triethanolammoniumstearat, 600g Omya 90 und 0,7 g Calciumhydroxid eingemischt. Dem Ansatz wurde jetzt wenig Kreide zugesetzt und dieser mit dem Hochschermischer Ultra Turrax für 5 Minuten bei höchster Einstellung behandelt.
Der Feststoffgehalt betrug 67 %, der D50-Wert betrug 1,38 μm und der D90-Wert 2,69 μm.
Das Verhältnis von Kreide zu Calciumstearat betrug 100 : 1,24.
Zur Herstellung eines Strichs wurden 400 g der Probe und 44 g des Binders DL 966 mit einer Dissolverscheibe homogenisiert. Der D50-Wert betrug 0,88 μm und der D90-Wert 2,23 μm.
Nach einigen Tagen war der Strich in der verschlossenen Flasche immer noch gut fließfähig.
Ergebnis:
Die Beispiele zeigen, das es erfindungsgemäß möglich ist, Calciumstearat in Wasser beispielsweise mit Kreide in einer im Vergleich zum Stand der Technik sehr feinen Qualität herzustellen, und dies zudem auch mit einer sehr geringen Menge an Additiven.
Erfindungsgemäß können Aufschlämmungen mit unterschiedlichen Mischungsverhältnissen von Kreide und Calciumstearat bei gleichzeitig sehr hohem Feststoffanteil in einer fließfähigen, pumpbaren Konsistenz hergestellt werden. Die wiederum daraus hergestellten Striche erweisen sich nach Scherung mit einem Hochschermischer Ultra Turrax als scherstabil, was sich daran zeigt, dass die entsprechenden Malvernkurven vor und nach der Scherung im Wesentlichen identisch sind. Die erfindungsgemäßen und erfindungsgemäß hergestellten Striche erweisen sich im Vergleich zu Strichen gemäß dem Stand der Technik auch nach mehreren Tagen noch als gut fließfähig.
Durch die im Vergleich zum Stand der Technik benötigte geringe Menge an Additiven lässt sich darüber hinaus auch der Anteil an Konservierungsstoffen reduzieren.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Gemisches umfassend mindestens einen anorganischen Feststoff und mindestens ein Fettsäuresalz aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem
Fettsäureanion durch Behandlung in einer Zerkleinerungsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Fettsäuresalz während der Behandlung in der Zerkleinerungsvorrichtung aus mindestens zwei jeweils von dem mindestens einen anorganischen Feststoff verschiedenen Ausgangsstoffen gebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der anorganische Feststoff nach der Behandlung in der Zerkleinerungsvorrichtung eine mittlere Korngröße zwischen 0,01 μm und 100 μm aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Fettsäuresalz aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen
Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion in einer Menge von
0,0001 bis 100 Gew.-%, bezogen auf die Menge des mindestens einen anorganischen Feststoffs, gebildet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein anorganischer Feststoff aus der Gruppe bestehend aus Pigmenten, Füllstoffen und Mineralien ausgewählt ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein anorganischer Feststoff Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid, Aluminiumsilikat, Bariumhydroxid, Bariumoxid, Bariumcarbonat, Bariumnitrat, Bariumphosphat, Bariumsilikat, Bariumsulfat, Boroxid, Cadmiumhydroxid, Cadmiumoxid,
Cadmiumcarbonat, Cadmiumnitrat, Cadmiumphosphat, Cadmiumsilikat, Cadmiumsulfat, Cadmiumsulfid, Calciumhydroxid, Calciumoxid, Calciumcarbonat, Calciumchlorid, Calciumnitrat, Calciumphosphat, Calciumsilikat, Calciumsulfat, Cobalt(II)chlorid, Eisen(II)oxid, Eisen(II)sulfat, Eisen(II/III)oxid, Eisen(III)oxid, Eisen(III)sulfat,
Indiumoxid, Kaliumhydroxid, Kaliumoxid, Kaliumcarbonat, Kaliumnitrat, Kaliumphosphat, Kaliumsilikat, Kaliumsulfat, Kupfer(I)oxid, Kupfer(II)oxid, Magnesiumchlorid, Magnesiumhydroxid, Magnesiumoxid, Magnesiumcarbonat, Magnesiumnitrat, Magnesiumphosphat, Magnesiumsilikat, Magnesiumsulfat, Mangan(II)oxid, Mangan(III)oxid,
Mangan(II/III)oxid, Mangan(IV)oxid, Mangan(VII)oxid, Natriumhydroxid, Natriumoxid, Natriumcarbonat, Natriumhydrogensulfat, Natriumnitrat, Natriumphosphat, Natriumsilikat, Natriumsulfat, Nickeloxid, Nickelsulfid, Selenoxid, Siliziumdioxid, Titandioxid, Zinkhydroxid, Zinkoxid, Zinkcarbonat, Zinknitrat, Zinkphosphat, Zinksilikat, Zinksulfat, Zinksulfid,
Zinndioxid, Zirkoniumdioxid, ein kohlenstoffbasierter anorganischer Stoff mit graphitartig angeordneten Kohlenstoffatomen, carbonisierter Kohlenstoff, graphitierter Kohlenstoff, Kohle, Aktivkohle, Ruß, Anhydrit, Apatit, Atlasspat, Bentonit, Bergkristall, Bleicherde, Böhmit, Borax, Braunit, Cinnabarit, Dolomit, Fasergips, Feldspat, Flussspat, Galmei, gebrannter Gips, Gestein, Gips, Glaubersalz, Glimmer, Greenockit, Hausmannit, Hunit, Kalkspat, Kalkstein, Kalzit, Kaolin, calciniertes Kaolin, Kaolinit, Kieselgur, Korund, Kreide, Manganosit, Marmor, Melanterit, Mennige, Minium, Montmorillonit, Natrit, gelber, roter oder brauner Ocker, Orthoklas, Otavit, Perlit, Phyllosilikat, Pottasche, Pyrit, Quarz,
Quecksilbersulfid, Satinweiß, Schichtsilikat, Schlämmkreide, Schwefelkies, Serpentin, Silica, Silikat, Soda, Speckstein, Sphalerit, Stuckgips, Talkum, Titanweiß, Tonerde, Tonmineral, Topas, Ultramarin, Wollastonit, Zeolith oder Zinnober ist oder mindestens einen der genannten Stoffe als Bestandteil enthält.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Fettsäureanion aus der Gruppe bestehend aus Fettsäureanionen mit 6 bis 40 C-Atomen ausgewählt ist, wobei die Fettsäureanionen linear oder verzweigt, gesättigt, einfach oder mehrfach ungesättigt, unsubstituiert oder einfach oder mehrfach substituiert sind.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Fettsäuresalz aus mindestens einer Fettsäure und einem Hydroxid des Metalls oder einem Oxid des Metalls oder einer Mischung daraus gebildet wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Fettsäuresalz aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion in einem Temperaturintervall von 65 °C bis 200 °C gebildet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Fettsäuresalz Calciumstearat gebildet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Calciumstearat aus Calciumhydroxid und Stearinsäure gebildet wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Fettsäuresalz aus mindestens einem in Wasser löslichen Salz mindestens einer Fettsäure und mindestens einem in Wasser löslichen Salz des Metalls gebildet wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Fettsäuresalz aus mindestens einem in Wasser löslichen Alkalimetall-, Ammonium-, Phosphonium- oder Sufoniumsalz mindestens einer Fettsäure und mindestens einem in Wasser löslichen Salz des Metalls gebildet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein in Wasser lösliches Salz mindestens einer Fettsäure im Überschuss eingesetzt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass als Fettsäuresalz Calciumstearat aus Calciumchlorid und einem Alkalistearat oder einem Ammoniumstearat oder deren Mischung gebildet wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Fettsäuresalz aus mindestens einem in Wasser löslichen Salz mindestens einer Fettsäure und einem Hydroxid des Metalls oder einem Oxid des Metalls oder einer Mischung daraus oder dass mindestens ein Fettsäuresalz aus mindestens einer Fettsäure und mindestens einem in Wasser löslichen Salz des Metalls gebildet wird.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Fettsäuresalz aus einem zweiwertigen oder dreiwertigen Metallkation und mindestens einem Fettsäureanion in einem Temperaturintervall von 40 °C bis 100 °C gebildet wird.
17. Verfahren nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein in Wasser lösliches Salz mindestens einer Fettsäure oder mindestens eine Fettsäure im Überschuss eingesetzt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass als Fettsäuresalz Calciumstearat gebildet wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass dem erfindungsgemäß herzustellenden Gemisch mindestens ein weiterer Stoff zugesetzt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass dem erfindungsgemäß herzustellenden Gemisch mindestens Wasser zugesetzt wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass als Gemisch eine Aufschlämmung hergestellt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufschlämmung mindestens enthaltend Calciumcarbonat und Calciumstearat hergestellt wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mindestens einen Verfahrensschritt umfassend den Entzug von Wasser aufweist.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mindestens einen Trocknungsschritt umfasst.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mindestens einen Sprühtrocknungsschritt umfasst.
26. Gemisch, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 25.
27. Gemisch nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch eine Aufschlämmung ist.
28. Gemisch nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch eine Streichpigment- Aufschlämmung ist.
29. Gemisch nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch Calciumcarbonat und Calciumstearat enthält.
30. Gemisch nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch trocken ist.
31. Gemisch nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch ein Pulver ist.
32. Verwendung eines Gemisches, hergestellt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 25, bei der Herstellung von Papier, Karton, Holzprodukten, Spanplatten, Holz-Kunststoff-Verbundwerkstoffen, Hybrid-Systemen aus Holz und Polymer (WPC), Hybrid-Systemen aus Gips und Holz, Hybrid-Systemen aus Zement und Holz, Hybrid-Systemen aus Beton und Kunststoff, Kunststoffen, Gummi, Elastomeren, Vergussmassen, Klebstoffen, Korrosionsschutzmitteln, Farben, Streichfarben, Dispersionsfarben, Druckfarben, Lacken, Pigmenten, Putz, Zement, Gipsen, Beton und anderen Baustoffen, Geweben, Vliesen, Textilien, Tapeten, Reifen, Kunstleder,
Gießharzen, Metallen, sheet moulding composites (SMC), bulk moulding composites (BMC), Funktionstextilien, Dichtungsmassen, Arzneimitteln, Düngemitteln, Futtermitteln, Pflanzenschutzmitteln, Holzlasuren, Plastisolen, Kosmetika, Porzellan, Markierungen, zur Abluft- und Rauchgasreinigung, bei der Wasserreinigung, im Bergbau, in der
Metallverarbeitung oder der Gießerei.
33. Verwendung eines Gemischs, hergestellt gemäß einem der Ansprüche 1 bis 25, zur Herstellung einer Streichfarbe für die Papierherstellung.
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