Способ получения частиц на основе природного карбоната кальция и солей этиленакриловой кислоты, полученные суспензии и сухие пигменты, их применение - RU2433153C2

Описание

Первый объект настоящего изобретения относится к способу получения по меньшей мере одного неорганического вещества и/или по меньшей мере одного пигмента, содержащего природный и/или осажденный карбонат кальция, предпочтительно природный, сделанный одновременно частично органофильным и частично гидрофильным, включающему этапы:

a) получение по меньшей мере одного неорганического вещества и/или по меньшей мере одного пигмента, содержащего природный и/или осажденный карбонат кальция, в сухой форме или в виде водной дисперсии и/или суспензии,

b) при необходимости сухой размол и/или размол в водной среде неорганического вещества и/или пигмента, полученного на этапе a),

c) обработка неорганического вещества и/или пигмента, полученного на этапе a) и/или этапе b),

d) при необходимости сушка неорганического вещества и/или пигмента, полученного на этапе a), и/или b), и/или c),

отличающемуся тем, что:

- этап c) обработки соответствует этапу смешения в водной среде и/или размолу в водной среде, и/или концентрированию в водной среде неорганического вещества и/или пигмента, полученного с этапа a) и/или этапа b), в присутствии по меньшей мере одной соли этиленакриловой кислоты,

- до и/или во время этапа обработки c) вводится дисперсант и/или агент измельчения.

Вторым объектом настоящего изобретения являются водные суспензии и дисперсии, полученные указанным способом.

Третьим объектом настоящего изобретения являются сухие продукты, полученные указанным способом.

Четвертым объектом настоящего изобретения является применение указанных водных суспензий и/или дисперсий и указанных сухих продуктов для получения пластмасс, красок и бумаги, в частности, в пластиковых или бумажных покрытиях, а также в наполнителях бумаги или пластмассы.

Целью способа является в первую очередь обработка и/или экономичное получение неорганического вещества и/или пигмента, содержащего природный и/или осажденный карбонат кальция.

В частности, способ по изобретению позволяет специалисту получить дисперсию обработанного таким образом неорганического вещества и/или пигмента с повышенным содержанием сухого экстракта (выражение, которое будет повторяться на протяжении всей настоящей заявки и которое определяется как количество массовых процентов сухого неорганического вещества и/или пигмента по отношению к общей массе указанной дисперсии).

Повышенное содержание сухого экстракта, в частности, составляющее выше 65%, предпочтительно выше 70%, очень предпочтительно выше 75% от общей массы указанной дисперсии, приводит к снижению стоимости перевозки такой дисперсии и к снижению стоимости сушки такой дисперсии.

Способ согласно изобретению позволяет, в частности, получить такое содержание сухих экстрактов при сохранении благоприятных реологических свойств указанной дисперсии, причем указанная дисперсия остается легкой в обращении и не содержит значительного количества агломератов.

Второй целью является предоставить специалисту возможность обрабатывать неорганическое вещество и/или пигмент, содержащий природный и/или осажденный карбонат кальция, с целью сделать его одновременно частично органофильным и частично гидрофильным как на этапе размола, так и на этапе смешения или на этапе концентрирования, которые являются классическими этапами, применяющимися в ходе общего процесса получения водной дисперсии неорганического вещества: эти разные возможности также обеспечивают специалисту гибкость при выборе.

Карбонат кальция, сделанный таким образом органофильным, можно с пользой применять в области пластмасс; с другой стороны, его гидрофильный характер позволит диспергировать его в воде при высокой концентрации, то есть получать водные дисперсии или суспензии карбоната кальция, у которых массовое содержание сухих неорганических веществ будет, в частности, выше 65% от их общей массы, и при этом они имеют благоприятные реологические свойства и не образуют агломератов.

В пластмассы, в частности, такие как термопластичные смолы или термореактивные смолы, обычно вводят неорганические вещества и/или пигменты, как, например, природный или осажденный карбонат кальция, доломиты, гидроксид магния, каолин, тальк, гипс или также оксид титана. Эти неорганические вещества и/или пигменты могут улучшить отдельные свойства этих пластмасс, как, например, в случае использования карбоната кальция в ПВХ, дают увеличение жесткости, улучшение теплообмена в ходе экструзии или же уменьшение отложений на выходе фильеры. В этой связи заявитель может назвать документ "The use of calcium carbonate to enhance the physical properties of rigid vinyl products" (Society of Plastic Engineers, Conf., 12-14 October 1999). Кроме того, принято также заменять часть пластичных смол, являющихся дорогостоящими материалами, этими пигментами и/или неорганическими веществами.

В рамках использования карбоната кальция в этих пластмассах, специалист - производитель неорганических веществ знает, в частности, имея в виду их применение в пластмассах, что для улучшения совместимости указанного карбоната с пластмассой, в которую он введен, необходимо обработать карбонат кальция. Уже многие годы известно об использовании для этого производных жирных кислот как агента обработки карбоната кальция, причем эти жирные кислоты содержат, в частности, от 10 до 20 атомов углерода, в частности от 16 до 18 атомов углерода, в насыщенной углеродной структуре (такой как стеариновая кислота), причем агентом или агентами, предпочтительно используемыми специалистами, являются пальмитиновая и/или стеариновая кислота и их соли.

Важно указать, что карбонат кальция готовят в соответствии с разными этапами получения в водной среде, такими как этапы диспергирования, дробления или же концентрирования. Продукт, полученный на этих этапах, является водной дисперсией или суспензией карбоната кальция, при необходимости содержащей другие дисперсанты и/или агент измельчения и/или обработки, введенные в ходе этих различных этапов.

Обычно в случае добавления стеариновой кислоты (либо в состоянии расплава, либо в виде эмульсии) в дисперсию или суспензию карбоната кальция или в сухой карбонат кальция после этого добавления должен проводиться дополнительный этап дробления.

В случае использования эмульсии стеариновой кислоты, когда для стабилизации этой эмульсии может вводиться эмульгатор, присутствие эмульгатора может вызвать дестабилизацию дисперсии или суспензии карбоната кальция, что выражается в образовании флокулированных частиц и/или всплывших частиц. Дополнительным недостатком этого эмульгатора является то, что он вызывает образование пены в дисперсии или суспензии.

Это представляет первый недостаток, связанный с использованием стеариновой кислоты: необходимо добавлять дополнительные этапы и/или добавки, иногда с отрицательными последствиями для процесса обработки.

Выбор обработки солями стеариновой кислоты, которые нейтрализуются ионами кальция, также не приводит к решению, искомому специалистом: недостаток в том, что это приводит к образованию пены в дисперсии или суспензии карбоната кальция.

Наконец, оказывается, что использование стеариновой кислоты или ее солей не позволяет получить водные суспензии или дисперсии карбоната кальция, имеющие массовую концентрацию сухого неорганического вещества выше 65% от общей массы указанной дисперсии или суспензии при пригодной для применения вязкости и/или без образования агломератов, которые приводят к присутствию остатков, скапливающихся на фильтровальном сите. Однако карбонат кальция обычно производят согласно описанным выше этапам, перевозят в виде водной дисперсии или суспензии, при необходимости хранят в этой же форме и, наконец, сушат, прежде чем ввести в пластмассу. Для экономии специалисту необходимо получать и поставлять конечному потребителю водную дисперсию или суспензию карбоната кальция, имеющую максимально возможное содержание сухих экстрактов, при сохранении удовлетворительной вязкости и/или без существенного образования агломератов и, таким образом, без остатков, скапливающихся на сите, что не позволяет использовать стеариновую кислоту или ее соли.

Стремясь устранить эти различные недостатки, связанные с использованием стеариновой кислоты или ее солей для обработки, чтобы сделать неорганическое вещество (в частности, карбонат кальция) одновременно частично органофильным и частично гидрофильным для его введения в пластмассы и чтобы сделать это экономически выгодно, заявитель разработал новый способ получения по меньшей мере одного неорганического вещества и/или по меньшей мере одного пигмента, содержащего природный и/или осажденный карбонат кальция, одновременно частично органофильный и частично гидрофильный, который включает этапы:

a) получение по меньшей мере одного неорганического вещества и/или по меньшей мере одного пигмента, содержащего природный и/или осажденный карбонат кальция, в сухой форме или в виде водной дисперсии и/или суспензии,

b) при необходимости сухой размол и/или размол в водной среде неорганического вещества и/или пигмента, полученного на этапе a),

c) обработка неорганического вещества и/или пигмента, полученного на этапе a) и/или этапе b),

d) при необходимости сушка неорганического вещества и/или пигмента, полученного на этапе a), и/или b), и/или c),

отличающийся тем, что:

- этап c) обработки соответствует этапу смешения в водной среде и/или размолу в водной среде, и/или концентрированию в водной среде неорганического вещества и/или пигмента, полученного с этапа a) и/или этапа b), в присутствии по меньшей мере одной соли этиленакриловой кислоты,

- до и/или во время этапа обработки c) вводится дисперсант и/или агент измельчения.

Итак, такой способ позволяет совершенно неожиданно ввести агент обработки, чтобы получить суспензии природного и/или осажденного карбоната кальция с содержанием сухого экстракта выше, чем в суспензиях, полученных способами предшествующего уровня, использующими стеариновую кислоту или ее соли, при сохранении удовлетворительной вязкости и/или без существенного образования агломератов и, таким образом, без скопления остатков на сите, и без недостатков этого предшествующего уровня.

Особенно удивительно, в частности, что независимо от того, добавляются ли соли этиленакриловой кислоты во время или после добавления дисперсанта, эти соли не оказывают отрицательного влияния на реологические свойства полученных дисперсий: действительно, удивительным образом в соответствии со способом по изобретению удается получить повышенное содержание сухих экстрактов (в частности, выше 65%) с хорошими реологическими свойствами и без образования агломератов.

Параллельно, совершенно неожиданно, что дисперсант (который добавляют до или во время введения солей этиленакриловой кислоты) не препятствует взаимодействию указанных солей с поверхностью карбоната кальция, делая его органофильным: действительно, со способом по изобретению неожиданно удается получить частицы карбоната кальция, которые могут быть диспергированы в пластмассах.

Заявитель считает важным указать, что существует определенное число документов, описывающих использование этиленакриловой кислоты в процессе получения карбоната кальция. В этой связи заявитель должен подчеркнуть, что:

- во-первых, ни один из этих документов не направлен на решение той же технической задачи, какая стоит перед настоящей заявкой,

- с другой стороны, ни один из этих документов не раскрывает технического решения настоящей заявки, которое состоит в описанном выше способе,

- кроме того, ни в одном из этих документов или возможных комбинациях одного или нескольких из этих документов друг с другом или с другими документами не предполагается способ по изобретению, напротив, рекомендации в этих документах не могли подвести специалиста к способу - объекту настоящего изобретения.

Эти аргументы будут далее развиты в отношении содержания и идей, раскрываемых в каждом из этих документов, касающихся применения этиленакриловой кислоты в ходе процесса получения карбоната кальция.

Специалисту известен документ US 6 808 809, который направлен на решение технической проблемы получения минерального заполнителя, в частности, имеющего хорошую текучесть; таким образом, данный документ совершенно не раскрывает ту техническую проблему, которая является объектом настоящей заявки. Решение, которое в нем предлагается, состоит во введении в сушилку водной суспензии минерального заполнителя (такого как карбонат кальция), имеющего средний диаметр меньше 15 мкм, и водной дисперсии полимера (такого, в частности, как этиленакриловая кислота). Этот документ указывает, что суспензия минерального заполнителя может иметь содержание сухого экстракта, составляющее от 10% до 90% от общей массы указанной суспензии, однако, только в примере 1, реализованном для случая тригидроксида алюминия, описывается значение содержания сухого экстракта, которое равно всего 55%. К тому же ничего не упоминается о вязкости полученных суспензий, ни о возможности уменьшить количество агломератов неорганических веществ. Заявитель подчеркивает, что ни в одном случае этот документ не раскрывает использование этиленакриловой кислоты в виде солей, что, таким образом, составляет элемент отличия от настоящего изобретения. Наконец, ничто в этом документе не подсказывает специалисту признать особую важность применения дисперсанта и тем более использования дисперсанта до использования этиленакриловой кислоты в виде солей; также ничто в этом документе, направленном на способ сушки, не предлагает способ по изобретению, который открывает возможность обрабатывать карбонат кальция как на этапе размола, так и при смешении или концентрировании, причем в присутствии по меньшей мере одной соли этиленакриловой кислоты и дисперсанта или агента измельчения, используемого до этапа обработки карбоната кальция.

Специалисту известен также документ WO 93/11183, который нацелен на решение технической проблемы улучшения дисперсии неорганических частиц в различных материалах, таких как краски, клеи, мастики или также связующие для нетканых материалов; таким образом, речь идет о технической проблеме, отличной от проблемы, решаемой настоящей заявкой, так как в этом документе не рассматривается, в частности, проблема получения суспензий неорганических веществ, имеющих повышенное содержание сухого экстракта. Описанное решение состоит в способе получения устойчивой водной дисперсии путем смешения водной суспензии неорганических частиц (таких как карбонат кальция) и водной суспензии полимерных латексных частиц после согласования их дзета-потенциалов. Этиленакриловая кислота описана как один из полимеров, которые могут применяться, хотя не было приведено ни одного примера, и она никогда не была выделена отдельно из всех применимых полимеров. С другой стороны, примеры показывают, что полученные суспензии имеют невысокое содержание сухих экстрактов: всегда масса сухих неорганических частиц ниже 60% от общей массы указанных суспензий. Фундаментальным признаком, отличающимся от настоящего изобретения, является то, что в этом документе никогда не упоминается присутствие солей этиленакриловой кислоты. Наконец, ничто в этом документе не подсказывает специалисту признать особую важность использования дисперсанта и тем более применять дисперсант до использования этиленакриловой кислоты в виде соли, также ничто в этом документе, направленном на способ смешения, не предполагает способа согласно изобретению, который открывает возможность обрабатывать карбонат кальция как на этапе размола, так и на этапе смешения или концентрирования, причем в присутствии по меньшей мере одной соли этиленакриловой кислоты и с использованием дисперсанта или агента измельчения до этапа обработки карбоната кальция.

Специалисту известен также документ WO 97/13815, который имеет целью решить техническую проблему получения порошков, совместимых с пластмассами (а также красками, бумагой), предотвратить коалесценцию частиц, из которых состоят такие порошки, сделать поверхность карбоната кальция гидрофобной; таким образом, данный документ только частично решает проблему, являющуюся объектом настоящей заявки. Действительно, решение, которое в нем предлагается, не позволяет получить водные суспензии карбоната кальция с содержанием сухого экстракта выше 65% от общей массы указанных суспензий, как показывают, в частности результаты в таблице 2 на странице 29. Кроме того, предложенное решение состоит в первую очередь в растворении полимера (такого как этиленакриловая кислота) в среде, содержащей карбоновую кислоту, затем в приведении полученного продукта в контакт с карбонатом кальция, чтобы вызвать его осаждение на последнем: этот этап растворения образует фундаментальный отличительный признак от настоящего изобретения. Кроме того, этот этап растворения, когда в нем используются длинноцепочечные карбоновые кислоты, приводит к тем же проблемам, которые возникают при использовании стеариновой кислоты, то есть к необходимости дополнительного этапа деагломерации и/или добавления дополнительных добавок к частицам карбоната кальция. Этот же этап растворения, когда на нем используются карбоновые кислоты с более короткими цепями, будет приводить к флокуляции частиц карбоната кальция и, таким образом, не позволит получить водные суспензии с повышенным содержанием сухого экстракта, в частности выше 65% от общей массы указанных суспензий. Эти карбоновые кислоты с более короткими цепями способны также разрушить частицы карбоната кальция и даже образовать диоксид углерода. Наконец, эти короткоцепочечные карбоновые кислоты способны уменьшать сопротивление и повышать проводимость пластмасс, в которых в конечном счете используются карбонаты кальция по изобретению. Наконец, ничто в этом документе не побуждает специалиста признать особую важность применения дисперсанта и тем более применения дисперсанта до использования этиленакриловой кислоты в виде солей, равным образом, ничто в этом документе, направленном на способ смешения, не предлагает способа согласно изобретению, который открывает возможность обрабатывать карбонат кальция как на этапе размола, так и на этапе смешения или концентрирования, причем в присутствии по меньшей мере одной соли этиленакриловой кислоты и с использованием дисперсанта или агента измельчения до этапа обработки карбоната кальция.

Специалисту известен также документ WO 02/96982, который направлен на решение технической проблемы получения нанокомпозитного органическо-неорганического материала, усиливая внутри этого указанного материала совместимость органических и неорганических частиц; таким образом, данный документ решает не ту техническую проблему, которая является объектом настоящей заявки. Предлагаемое решение состоит в образовании смеси минеральных частиц (таких как карбонат кальция) и полимерного раствора (например, на основе этиленакриловой кислоты) в присутствии растворителей, в испарении растворителей и смешении полученного продукта с полимерной смолой. Этот документ не приводит никаких указаний на содержание сухих экстрактов смесей минеральных частиц и полимеров. С другой стороны, он имеет тот недостаток, что применяются растворители (в частности, такие как ТГФ и этанол), присутствие которых для специалиста нежелательно, в частности, потому, что они создают высокую долю летучих углеродных соединений (COV) в атмосфере. Наконец, этот способ отличается от способа - объекта настоящего изобретения, так как в нем не упоминается о присутствии дисперсанта. Наконец, ничто в этом документе, направленном на способ смешения, не предлагает способа согласно изобретению, который открывает возможность обрабатывать карбонат кальция как на этапе размола, так и на этапе смешения или концентрирования, причем в присутствии по меньшей мере одной соли этиленакриловой кислоты и при использовании дисперсанта или агента измельчения до этапа обработки карбоната кальция

Специалисту известен также документ US 5449402, который направлен на решение технической проблемы необратимого соединения минерального наполнителя и органического модификатора, входящих в этом случае в композицию для покрытий на водной основе с улучшенными непрозрачностью и блеском; таким образом, этот документ решает совсем не ту техническую проблему, которая составляет объект настоящей заявки. Решение, которое в нем предлагается, состоит в получении пигмента из частиц карбоната кальция в виде хлопьев и из анионного модификатора (такого как полимеры, в частности этиленакриловая кислота), причем карбонат кальция и модификатор в таком случае соединены друг с другом электростатическими связями. Общая идея этого документа такова: чтобы обработать карбонат кальция, в частности, раствором этиленакриловой кислоты, предпочтительно сначала иметь пигмент в виде хлопьев (столбец 4, строки 39-62), а не диспергированный пигмент (как указано явно на строке 50 столбца 4), причем это диспергированное состояние определяется как результат добавления агента, приводящий к снижению вязкости или к уменьшению размера частиц (столбец 1, строки 15-25). Дисперсант, такой как полиакрилат натрия, может быть добавлен позднее, после введения раствора этиленакриловой кислоты (столбец 4, строки 63-65). Следовательно, специалиста усиленно удерживают от использования дисперсанта до обработки карбоната кальция раствором этиленакриловой кислоты. Таким образом, это дисперсное состояние, какое определено в документе US 5449402 как результат добавления агента, ведущий к снижению вязкости или уменьшению размера частиц, в этом документе нежелательно; однако оно является частью одного из фундаментальных признаков настоящего изобретения. Действительно, заявителю удалось заметить, что введение дисперсанта обязательно перед или во время добавления солей этиленакриловой кислоты для обработки карбоната кальция неожиданно, так как полностью противоречит идеям предшествующего уровня, позволяет сделать карбонат кальция одновременно частично органофильным и частично гидрофильным без использования стеариновой кислоты, позволяет получить водные суспензии с повышенным содержанием сухого экстракта и хорошей реологией без агломератов и позволяет дать специалисту очень гибкий способ, так как этиленакриловая кислота может одинаково хорошо использоваться как на этапе размола, так и на этапе смешения или концентрирования.

Таким образом, ни один из документов, доступных специалисту, касающихся использования этиленакриловой кислоты, не относится к технической проблеме, решаемой настоящей заявкой.

Равным образом, ни один из них не раскрывает технического решения - объекта настоящей заявки. Наконец, ни один из них, ни их комбинации друг с другом или с другими документами не предлагают технического решения - объекта настоящей заявки.

Одна из заслуг заявителя основана, в частности, на том факте, что он сумел заметить, что следующий особый выбор:

- использование солей этиленакриловой кислоты для обработки природного и/или осажденного карбоната кальция,

- добавление дисперсанта и/или агента измельчения до и/или во время обработки карбоната кальция солями этиленакриловой кислоты (что противоречит рекомендациям уровня техники),

неожиданно позволяет разработать способ:

- который избавлен от недостатков, связанных с использованием стеариновой кислоты (этап деагломерации и добавления дополнительных добавок), что означает экономию расходов,

- который позволяет получить водные суспензии неорганических веществ с повышенным содержанием сухого экстракта (в частности, выше 65%) с хорошими реологическими свойствами и без присутствия агломератов, которые создают остатки на фильтрационных ситах, что означает техническую и экономическую выгоду,

- который позволяет дать специалисту способ, когда он может обрабатывать карбонат кальция как на этапе размола, так и при смешении или концентрировании в водной среде, что предоставляет очень большую гибкость.

Кроме того, этот способ позволяет получить природный и/или осажденный карбонат кальция, являющийся одновременно частично органофильным и частично гидрофильным, что является совершенно неожиданным. Особенно неожиданно, в частности, что независимо от того, добавляются ли соли этиленакриловой кислоты во время или после добавления дисперсанта, эти соли не оказывают отрицательного влияния на реологические свойства полученных дисперсий: действительно, способом по изобретению неожиданно удалось получить высокое содержание сухих экстрактов (в частности, выше 65%) при хороших реологических свойствах и без образования агломератов.

Параллельно, совершенно удивительно, что дисперсант (который добавлен перед или во время введения солей этиленакриловой кислоты) не препятствует взаимодействию указанных солей с поверхностью карбоната кальция, делая его органофильным: действительно, способом по изобретению неожиданно удалось получить частицы карбоната кальция, которые могут быть диспергированы в пластмассах.

Наконец, заявитель должен указать, что ему известна поданная, но еще не опубликованная французская патентная заявка №04 07806, которая привлечена только в качестве новизны, чтобы оценить патентоспособность настоящей заявки.

В этой связи французская патентная заявка №04 07806 описывает способ получения самосвязываемых пигментных частиц, сухих или в водных суспензиях или дисперсиях, включающий следующие этапы:

a) образование одной или нескольких водных суспензий по меньшей мере из одного неорганического вещества и введение ее или их в измельчитель для этапа c),

b) приготовление или приобретение одного или нескольких водных растворов, или суспензий, или эмульсий из по меньшей мере одного связующего и введение его или их в измельчитель для этапа c),

c) совместное дробление водной суспензии или суспензий, полученных на этапе a), вместе с водными растворами, или суспензиями, или эмульсиями, полученными на этапе b), с получением водной суспензии самосвязываемых пигментных частиц,

d) при необходимости совместное дробление водной суспензии, полученной на этапе c), с одним или несколькими водными растворами, или суспензиями, или эмульсиями по меньшей мере одного связующего,

e) при необходимости сушка водной суспензии, полученной на этапе c) или на этапе d).

Способ, какой указан во французской патентной заявке №04 07806, заставляет специалиста воздерживаться от применения третьего компонента при приготовлении водных суспензий, содержащих неорганические вещества и связующие, а также на этапе совместного дробления: таким образом, это составляет фундаментальное отличие от настоящего изобретения, в котором обязательно прибегают к использованию дисперсанта и/или агента измельчения перед или во время этапа обработки неорганического вещества этиленакриловой кислотой.

Таким образом, первый объект изобретения относится к способу получения по меньшей мере одного неорганического вещества и/или по меньшей мере одного пигмента, содержащего природный и/или осажденный карбонат кальция, предпочтительно природный, одновременно частично органофильный и частично гидрофильный, включающему этапы:

a) получение по меньшей мере одного неорганического вещества и/или по меньшей мере одного пигмента, содержащего природный и/или осажденный карбонат кальция, предпочтительно природный, в сухой форме или в виде водной дисперсии и/или суспензии,

b) при необходимости сухой размол и/или размол в водной среде неорганического вещества и/или пигмента, полученного на этапе a),

c) обработка неорганического вещества и/или пигмента, полученного на этапе a) и/или этапе b),

d) при необходимости сушка неорганического вещества и/или пигмента, полученного на этапе a), и/или b), и/или c),

отличающийся тем, что:

- этап c) обработки соответствует этапу смешения в водной среде и/или размолу в водной среде, и/или концентрированию в водной среде неорганического вещества и/или пигмента, полученного с этапа a) и/или этапа b), в присутствии по меньшей мере одной соли этиленакриловой кислоты,

- до и/или во время этапа обработки c) вводится дисперсант и/или агент измельчения.

Заявитель напоминает, что согласно этому способу неорганическое вещество и/или пигмент, содержащий по меньшей мере один природный карбонат кальция, когда он присутствует в виде водной дисперсии или суспензии, не находится во флоккулированном состоянии, в отличие от того, чего требует документ US 5 449 402.

Способ по изобретению отличается также тем, что соль этиленакриловой кислоты является водорастворимой солью.

Способ по изобретению отличается также тем, что кислотный протон карбоксильных групп соли этиленакриловой кислоты частично или полностью диссоциирован.

Способ по изобретению отличается также тем, что в соли этиленакриловой кислоты массовое отношение этиленовых звенев к звеньям акриловой кислоты составляет от 10:90 до 30:70, предпочтительно равно 20:80.

Способ по изобретению отличается также тем, что соль этиленакриловой кислоты имеет индекс расплава (измерен согласно стандарту ASTM 1238, 125°C/2,16 кг), составляющий от 50 г/10 минут до 1500 г/10 минут, предпочтительно от 200 г/10 минут до 300 г/10 минут, когда соль этиленакриловой кислоты полностью нейтрализована, и предпочтительно от 1000 г/10 минут до 1400 г/10 минут, когда соль этиленакриловой кислоты нейтрализована на 70-99% (в расчете на долю карбоксильных центров этиленакриловой кислоты).

Способ по изобретению отличается также тем, что карбоксильные группы указанных солей этиленакриловой кислоты полностью нейтрализованы или нейтрализованы на 70-99% по отношению ко всем карбоксильным центрам этиленакриловой кислоты при помощи по меньшей мере одного агента нейтрализации.

Способ по изобретению отличается также тем, что указанный агент нейтрализации содержит по меньшей мере один одновалентный катион.

Способ по изобретению отличается также тем, что указанный одновалентный катион содержит один или несколько ионов щелочного металла, и/или одного или нескольких аминов, и/или аммиака.

Способ по изобретению отличается также тем, что указанный одновалентный ион щелочного металла содержит ион натрия.

Способ по изобретению отличается также тем, что указанный амин содержит первичный амин.

Способ по изобретению отличается также тем, что указанный амин содержит алканоламины, имеющие по меньшей мере одну этанольную и/или пропанольную группу, и тем, что указанные алканоламины в таком случае предпочтительно выбраны из 2-амино-2-метил-1-пропанола и/или диметилэтаноламина, и тем, что он очень предпочтительно является 2-амино-2-метил-1-пропанолом.

Способ по изобретению отличается также тем, что используется такое количество 2-амино-2-метил-1-пропанола, чтобы ввести фракцию одновалентных катионов, составляющую от 75 до 125% карбоксильных групп этиленакриловой кислоты, и предпочтительно чтобы сделать долю одновалентных катионов равной 100% карбоксильных групп этиленакриловой кислоты.

Способ по изобретению отличается также тем, что используется такое количество диметилэтаноламина, чтобы ввести фракцию одновалентных катионов, составляющую от 75 до 125% карбоксильных групп этиленакриловой кислоты, и предпочтительно чтобы сделать долю одновалентных катионов равной 100% карбоксильных групп этиленакриловой кислоты.

Способ по изобретению отличается также тем, что указанная этиленакриловая кислота имеет вязкость от 3000 до 25000 мПа·с, от 15000 до 100000 мПа·с и от 50000 до 400000 мПа·с при температурах соответственно 200°C, 170°C и 140°C.

В одном частном варианте способ по изобретению отличается тем, что указанная этиленакриловая кислота имеет вязкость от 3000 до 7000 мПа·с, от 15000 до 20000 мПа·с и от 50000 до 100000 мПа·с при температурах соответственно 200°C, 170°C и 140°C.

В другом частном варианте способ по изобретению отличается тем, что указанная этиленакриловая кислота имеет вязкость от 15000 до 25000 мПа·с, от 50000 до 100000 мПа·с и от 300000 до 400000 мПа·с при температурах соответственно 200°C, 170°C и 140°C.

Способ по изобретению отличается также тем, что неорганическое вещество и/или пигмент помимо карбоната кальция содержит также по меньшей мере одно другое неорганическое вещество и/или пигмент, выбранный из доломитов, бентонитов, каолина, талька, цемента, гипса, мела, оксида магния, диоксида титана, сернокислого бария, триоксида алюминия или же тригидроксида алюминия, кремнеземов, слюды и смеси этого сырья друг с другом, как смеси тальк-карбонат кальция, карбонат кальция-каолин, или также смеси карбоната кальция с тригидроксидом алюминия или триоксидом алюминия, или же смеси с синтетическими или натуральными волокнами, или также совместные минеральные структуры, как совместные структуры тальк-карбонат кальция или тальк-диоксид титана, или их смеси, и тем, что это другое неорганическое вещество предпочтительно является каолином.

Способ по изобретению отличается также тем, что массовая доля сухого карбоната кальция больше или равна 70% от общей массы сухих пигментов и/или неорганических веществ.

Способ по изобретению отличается также тем, что в ходе этапа a), и когда неорганическое вещество и/или пигмент присутствует в виде водной дисперсии и/или суспензии, массовая концентрация сухих веществ в пигменте и/или неорганическом веществе превышает 60%, предпочтительно 65%, очень предпочтительно выше 70%, наиболее предпочтительно составляет от 74% до 78% от общей массы указанной дисперсии и/или суспензии, или тем, что массовая концентрация сухих веществ в пигменте и/или неорганическом веществе меньше 30%, предпочтительно составляет от 18 до 22% от общей массы указанной дисперсии и/или суспензии, и тем, что указанная дисперсия и/или суспензия является суспензией, не содержащей дисперсанта.

Заявитель подчеркивает, что эти ограничения касаются этапа a), а не водной дисперсии и/или суспензии, полученной после этапа c), на котором стараются обязательно увеличить содержание сухого экстракта, что составляет часть одной из сторон технической проблемы, решаемой настоящей заявкой.

Способ по изобретению отличается также тем, что этап размола b) проводится в непрерывном или не непрерывном режиме, предпочтительно в непрерывном.

Способ по изобретению отличается также тем, что этап размола b) проводится в присутствии мелющих шаров на основе оксида и/или силиката циркония, при необходимости стабилизованного оксидом церия и/или иттрия.

В варианте, согласно которому этап размола b) является сухим размолом, способ по изобретению отличается также тем, что этот этап сухого размола приводит к получению неорганических веществ и/или пигментов со средним диаметром (измеренным на приборе Sedigraph™ 5100, производства кампании MICROMERITICS™) меньше 50 мкм, предпочтительно меньше 15 мкм, очень предпочтительно меньше 5 мкм, и еще более предпочтительно тем, что этот средний диаметр составляет от 1,3 до 1,7 мкм.

В варианте, согласно которому этап размола b) является размолом в водной среде, способ по изобретению отличается также тем, что этот этап размола в водной среде приводит к получению неорганических веществ и/или пигментов с долей частиц диаметром меньше 2 мкм, превышающей 60% (например, измеренной на приборе Sedigraph^TM 5100, производства компании MICROMERITICS^TM), или с долей частиц диаметром меньше 2 мкм, превышающей 90% (например, измеренной на приборе Sedigraph^TM 5100, производства компании MICROMERITICS^TM), или с долей частиц диаметром меньше 2 мкм, превышающей 99% (например, измеренной на приборе Sedigraph^TM 5100, производства компании MICROMERITICS^TM).

Способ по изобретению отличается также тем, что этап c) обработки приводит к водной дисперсии и/или суспензии с массовой долей сухих веществ в неорганических веществах и/или пигментах выше 65%, предпочтительно выше 70%, очень предпочтительно выше 75%, и наиболее предпочтительно от 75 до 78% от общей массы указанной дисперсии и/или суспензии.

Способ по изобретению отличается также тем, что этап c) обработки приводит к водной дисперсии и/или суспензии, в которой неорганические вещества и/или пигменты имеют средний диаметр частиц (например, измеренный на приборе Sedigraph^TM 5100, производства компании MICROMERITICS^TM) меньше 50 мкм, предпочтительно меньше 15 мкм, очень предпочтительно меньше 5 мкм, и еще более предпочтительно тем, что этот средний диаметр составляет от 0,3 до 1,7 мкм и наиболее предпочтительно составляет от 0,5 до 0,9 мкм.

Способ по изобретению отличается также тем, что этап c) обработки приводит к водной дисперсии и/или суспензии с долей частиц диаметром меньше 2 мкм, превышающей 60% (например, измеренной на приборе Sedigraph^TM 5100, производства компании MICROMERITICS^TM), или с долей частиц диаметром меньше 2 мкм, превышающей 90% (например, измеренной на приборе Sedigraph^TM 5100, производства компании MICROMERITICS^TM), или с долей частиц диаметром меньше 2 мкм, превышающей 99% (например, измеренной на приборе Sedigraph^TM 5100, производства компании MICROMERITICS^TM).

Способ по изобретению отличается также тем, что этап c) обработки приводит к водной дисперсии и/или суспензии с вязкостью по Брукфилду^TM, измеренной при 100 об/мин (измерена при 25°C, со шпинделем №3, на вискозиметре DVII+ в емкости 1 литр), ниже 1000 мПа·с, предпочтительно ниже 700 мПа·с, очень предпочтительно ниже 500 мПа·с, и еще более предпочтительно тем, что вязкость составляет от 100 до 300 мПа·с.

Способ по изобретению отличается также тем, что этап c) обработки приводит к водной дисперсии и/или суспензии, имеющей остаток на сите с размером более 45 мкм, составляющий менее 100 м.д., предпочтительно менее 70 м.д., более предпочтительно менее 60 м.д. и наиболее предпочтительно менее 50 м.д.

Способ по изобретению отличается также тем, что этап c) предпочтительно является этапом размола в водной среде.

Способ по изобретению отличается также тем, что этап d) сушки проводится предпочтительно после этапа c) обработки.

Способ по изобретению отличается также тем, что сушка осуществляется в сушилке-распылителе.

Способ по изобретению отличается также тем, что дисперсант и/или агент измельчения в водной среде, введенный во время и/или до этапа c), является гомополимером акриловой кислоты и/или сополимером акриловой кислоты с другим водорастворимым мономером, выбранным из метакриловой кислоты, малеиновой кислоты, итаконовой кислоты, кротоновой кислоты, фумаровой кислоты, изокротоновой, аконитовой, мезаконовой, синапиновой, ундециленовой, ангелиновой, канеллиновой кислоты и/или 2-акриламидо-2-метилпропансульфоновой кислоты в виде полностью или частично нейтрализованной кислоты, или же из акриламида, метилакриламида, сложных эфиров акриловых или метакриловых кислот, таких как акрилатфосфат, или этиленметакрилат, или пропиленгликоль, или же из винилпирролидона, винилкапролактама, винилацетата, стиролсульфоната натрия, аллиламина и его производных, и предпочтительно тем, что дисперсант и/или агент измельчения выбран из сополимеров акриловой кислоты с акриламидом или малеиновой кислотой.

Способ по изобретению отличается также тем, что агент сухого дробления, используемый на этапе b) дробления, когда речь идет о сухом дроблении, выбран из соединений на основе гликоля, предпочтительно из этиленгликоля, диэтилена, монопропиленгликоля, и тем, что он предпочтительно является монопропиленгликолем с молекулярной массой, составляющей от 200 до 1000 г/моль.

Способ по изобретению отличается также тем, что полная доля этиленакриловой кислоты составляет от 0,1 до 10%, предпочтительно от 0,2 до 2% и очень предпочтительно равна 0,5-1% от массы сухих пигментов и/или неорганических веществ.

Способ по изобретению отличается также тем, что полная доля дисперсанта и/или агента измельчения составляет от 0,1 до 2%, предпочтительно от 0,2 до 1,5% и очень предпочтительно составляет от 0,3 до 0,6% от массы сухих пигментов и/или неорганических веществ.

Способ по изобретению отличается также тем, что массовая доля этиленакриловой кислоты приближенно равна массовой доле дисперсанта и/или агента измельчения, когда этиленакриловая кислота нейтрализована 2-амино-2-метил-1-пропанолом.

Способ по изобретению отличается также тем, что массовая доля этиленакриловой кислоты приближенно равна половине массовой доли дисперсанта и/или агента измельчения, когда этиленакриловая кислота нейтрализована натрием.

Другим объектом изобретения являются водные суспензии и/или дисперсии пигментов и/или неорганических веществ, отличающиеся тем, что они получены способом согласно изобретению.

Другим объектом изобретения являются водные суспензии и/или дисперсии пигментов и/или неорганических веществ, отличающиеся тем, что они содержат карбонат кальция, по меньшей мере одну соль этиленакриловой кислоты и тем, что они имеют содержание сухого экстракта, превышающее 65%, предпочтительно выше 70%, очень предпочтительно выше 75% и еще более предпочтительно составляющее от 75 до 78% от их общей массы.

Эти водные дисперсии и/или суспензии отличаются также тем, что средний диаметр частиц неорганических веществ и/или пигментов, например, измеренный на приборе Sedigraph^TM 5100, производства компании MICROMERITICS^TM, меньше 50 мкм, предпочтительно меньше 15 мкм, очень предпочтительно меньше 5 мкм, и еще более предпочтительно тем, что этот средний диаметр составляет от 0,3 до 1,7 мкм, еще более предпочтительно составляет от 0,5 до 0,9 мкм.

Эти водные дисперсии и/или суспензии отличаются также тем, что доля частиц в них диаметром меньше 2 мкм превышает 60% (например, измеренная на приборе Sedigraph^TM 5100, производства компании MICROMERITICS^TM), или доля частиц диаметром меньше 2 мкм превышает 90% (например, измеренная на приборе Sedigraph^TM 5100, производства компании MICROMERITICS^TM), или доля частиц диаметром меньше 2 мкм превышает 99% (например, измеренная на приборе Sedigraph^TM 5100, производства компании MICROMERITICS^TM).

Эти водные дисперсии и/или суспензии отличаются также тем, что они имеют вязкость по Брукфилду^TM, измеренную на 100 об/мин (при 25°C, шпиндель №3, на вискозиметре DVII+, в емкости 1 литр), ниже 1000 мПа·с, предпочтительно ниже 700 мПа·с, очень предпочтительно ниже 500 мПа·с и еще более предпочтительно в том, что эта вязкость составляет от 100 до 300 мПа·с.

Эти водные дисперсии и/или суспензии отличаются также тем, что они имеют остаток на сите с размером более 45 мкм, составляющий менее 100 м.д., предпочтительно менее 70 м.д., более предпочтительно менее 60 м.д. и наиболее предпочтительно менее 50 м.д.

Эти водные дисперсии и/или суспензии отличаются также тем, что соль этиленакриловой кислоты является солью, растворимой в водной среде.

Эти водные дисперсии и/или суспензии отличаются также тем, что кислотный протон карбоксильных групп соли этиленакриловой кислоты полностью или частично диссоциирован.

Эти водные дисперсии и/или суспензии отличаются также тем, что в соли этиленакриловой кислоты массовое отношение этиленовых звенев к звеньям акриловой кислоты составляет от 10:90 до 30:70 и предпочтительно равно 20:80.

Эти водные дисперсии и/или суспензии отличаются также тем, что соль этиленакриловой кислоты имеет индекс расплава, измеренный согласно стандарту ASTM 1238 (125°C/2,16 кг), составляющий от 50 г/10 минут до 1500 г/10 минут, предпочтительно от 200 г/10 минут до 300 г/10 минут, когда соль этиленакриловой кислоты полностью нейтрализована, и предпочтительно от 1000 г/10 минут до 1400 г/10 минут, когда соль этиленакриловой кислоты нейтрализована на 70-99% (в расчете на долю карбоксильных центров).

Эти водные дисперсии и/или суспензии отличаются также тем, что карбоксильные группы указанных солей этиленакриловой кислоты полностью нейтрализованы или нейтрализованы на 70%-99% (в расчете на все карбоксильные центры этиленакриловой кислоты) при помощи по меньшей мере одного агента нейтрализации.

Эти водные дисперсии и/или суспензии отличаются также тем, что указанный агент нейтрализации содержит по меньшей мере один одновалентный катион.

Эти водные дисперсии и/или суспензии отличаются также тем, что указанный одновалентный катион содержит один или несколько ионов щелочного металла, и/или одного или нескольких аминов, и/или аммиака.

Эти водные дисперсии и/или суспензии отличаются также тем, что указанный одновалентный ион щелочного металла содержит ион натрия.

Эти водные дисперсии и/или суспензии отличаются также тем, что указанный амин содержит первичный амин.

Эти водные дисперсии и/или суспензии отличаются также тем, что указанный амин содержит алканоламины, имеющие по меньшей мере одну этанольную и/или пропанольную группу, и тем, что в этом случае указанный алканоламин предпочтительно выбран из 2-амино-2-метил-1-пропанола и/или диметилэтаноламина, и тем, что он очень предпочтительно является 2-амино-2-метил-1-пропанолом.

Эти водные дисперсии и/или суспензии отличаются также тем, что используется такое количество 2-амино-2-метил-1-пропанола, чтобы ввести фракцию одновалентных катионов, составляющую от 75 до 125% карбоксильных групп этиленакриловой кислоты, предпочтительно чтобы ввести фракцию одновалентных катионов, равную 100% карбоксильных групп этиленакриловой кислоты.

Эти водные дисперсии и/или суспензии отличаются также тем, что используется такое количество диметилэтаноламина, чтобы ввести фракцию одновалентных катионов, составляющую от 75 до 125% карбоксильных групп этиленакриловой кислоты, предпочтительно чтобы ввести фракцию одновалентных катионов, равную 100% карбоксильных групп этиленакриловой кислоты.

Эти водные дисперсии и/или суспензии отличаются также тем, что указанная этиленакриловая кислота имеет вязкость от 3000 до 25000 мПа·с, от 15000 до 100000 мПа·с и от 50000 до 400000 мПа·с при температурах соответственно 200°C, 170°C и 140°C.

Эти водные дисперсии и/или суспензии отличаются также тем, что указанная этиленакриловая кислота имеет вязкость от 3000 до 7000 мПа·с, от 15000 до 20000 мПа·с и от 50000 до 100000 мПа·с при температурах соответственно 200°C, 170°C и 140°C.

Эти водные дисперсии и/или суспензии отличаются также тем, что указанная этиленакриловая кислота имеет вязкость от 15000 до 25000 мПа·с, от 50000 до 100000 мПа·с и от 300000 до 400000 мПа·с при температурах соответственно 200°C, 170°C и 140°C.

Другим объектом изобретения являются сухие пигменты, полученные способом согласно изобретению (то есть после этапа сушки d)).

Эти сухие пигменты отличаются также тем, что они содержат карбонат кальция, по меньшей мере одну соль этиленакриловой кислоты, причем частицы карбоната кальция имеют средний диаметр (какой измерен на приборе Sedigraph^TM 5100, производства компании MICROMERITICS^TM) меньше 50 мкм, предпочтительно меньше 15 мкм, очень предпочтительно меньше 5 мкм, и еще более предпочтительно тем, что этот средний диаметр составляет от 0,3 до 1,7 мкм и еще более предпочтительно составляет от 0,5 до 0,9 мкм.

Эти сухие пигменты отличаются также тем, что частицы карбоната кальция имеют долю частиц диаметром меньше 2 мкм, превышающую 60% (например, измеренную на приборе Sedigraph^TM 5100, производства компании MICROMERITICS^TM), или долю частиц диаметром меньше 2 мкм, превышающую 90% (например, измеренную на приборе Sedigraph^TM 5100, производства компании MICROMERITICS^TM), или долю частиц диаметром меньше 2 мкм, превышающую 99% (например, измеренную на приборе Sedigraph^TM 5100, производства компании MICROMERITICS^TM).

Другим объектом изобретения является применение водных дисперсий и суспензий согласно изобретению, а также сухих пигментов согласно изобретению в области бумаги, пластмасс и красок, в частности в бумажной массе и в пластмассе и в бумажных и пластиковых покрытиях.

Примеры

Пример 1

Этот пример иллюстрирует способ согласно изобретению, в котором природный карбонат кальция обрабатывается солью этиленакриловой кислоты на этапе размола в водной среде, причем на указанном этапе размола вводится дисперсант.

Поэтому данный пример начинается с описания используемых сополимеров этиленакриловой кислоты, а затем с получения некоторых ее солей.

Примечание: все гранулометрические характеристики суспензий карбоната кальция измерялись на приборе типа Sedigraph^TM 5100, выпускаемом компанией MICROMERITICS^TM.

Сополимер этиленакриловой кислоты a)

Этот сополимер означает сополимер этиленакриловой кислоты, состоящий из 20 мас.% акриловой кислоты и 80 мас.% этилена.

Сополимер этиленакриловой кислоты b)

Этот сополимер означает сополимер этиленакриловой кислоты, состоящий из 20 мас.% акриловой кислоты и 80 мас.% этилена.

Этот сополимер имеет индекс расплава, измеренный согласно стандарту ASTM 1238 (125°C/2,16 кг), равный 1300 г/10 минут.

Хорошо известно, что высокий индекс расплава соответствует низкой молекулярной массе.

Сополимер этиленакриловой кислоты c)

Этот сополимер означает сополимер этиленакриловой кислоты, состоящий из 20 мас.% акриловой кислоты и 80 мас.% этилена.

Этот сополимер имеет индекс расплава, измеренный согласно стандарту ASTM 1238 (125°C/2,16 кг), равный 300 г/10 минут.

Вязкости (мПа·с) этих разных сополимеров указаны в таблице 1 как функция температуры. Эти реологические свойства дают основание для сравнения молекулярных масс этих сополимеров: низкая вязкость указывает на низкую молекулярную массу.

Эти значения вязкости были измерены при температурах, указанных ниже, на реометре, выпускаемом под названием MCR 300 компанией PHYSIC A^TM, при следующих условиях: плоскостно-конический реометр CP50-1 с постоянной степенью сдвига, равной 5 с^-1, в интервале температур от 200°C до 120°C, с шагом 0,0833°C/с.

Раствор этиленакриловой кислоты №1

В 10-литровый реактор типа ESCO добавляют 500 граммов сополимера a) в 2,5 литра деионизированной воды.

При перемешивании добавляют 123,7 граммов 2-амино-2-метил-1-пропанола (чтобы нейтрализовать на 100% карбоксильные центры этиленакриловой кислоты) и смесь греют 1 час при 98°C. Таким путем получают чистый прозрачный раствор.

Раствор этиленакриловой кислоты №2

В 10-литровый реактор типа ESCO добавляют 500 граммов сополимера a) в 2,5 литра деионизированной воды.

При перемешивании добавляют 130,2 граммов диметилэтаноламина (чтобы нейтрализовать на 100% карбоксильные центры этиленакриловой кислоты) и смесь греют 1 час при 98°C.

Таким путем получают чистый прозрачный раствор.

Раствор этиленакриловой кислоты №3

В 10-литровый реактор типа ESCO добавляют 500 граммов сополимера b) в 5 литров деионизированной воды.

При перемешивании добавляют 38,8 граммов соды (чтобы нейтрализовать на 75% карбоксильные центры этиленакриловой кислоты) и смесь греют 1 час при 98°C.

Таким путем получают чистый прозрачный раствор.

Раствор этиленакриловой кислоты №4

В 10-литровый реактор типа ESCO добавляют 500 граммов сополимера b) в 5 литров деионизированной воды.

При перемешивании добавляют 55,4 граммов соды (чтобы полностью нейтрализовать карбоксильные центры этиленакриловой кислоты) и смесь греют 1 час при 98°C.

Таким путем получают чистый прозрачный раствор.

Раствор этиленакриловой кислоты №5

В 10-литровый реактор типа ESCO добавляют 500 граммов сополимера c) в 5 литров деионизированной воды.

При перемешивании добавляют 54,1 граммов соды (чтобы полностью нейтрализовать карбоксильные центры этиленакриловой кислоты) и смесь греют 1 час при 98°C.

Таким путем получают чистый прозрачный раствор.

Раствор этиленакриловой кислоты №6

В 10-литровый реактор типа ESCO добавляют 500 граммов сополимера b) в 2,5 литра деионизированной воды.

При перемешивании добавляют 200 граммов аммиака (чтобы нейтрализовать на 100% карбоксильные центры этиленакриловой кислоты) и смесь греют 1 час при 98°C.

Таким путем получают чистый прозрачный раствор.

Опыт №1a

Этот опыт иллюстрирует предшествующий уровень.

Используется норвежский мрамор со средним диаметром частиц, равным 45 мкм.

Этот мрамор измельчают в водной среде в дробилке типа Dynomill^TM объемом 1,4 литра с помощью 2700 граммов мелющих шаров на основе диоксида циркония с диаметром, составляющим от 0,6 до 1 мм, и в присутствии 0,65% сух. масс. (от массы сухого мрамора) гомополимера акриловой кислоты, нейтрализованного натрием и магнием, с молекулярной массой, равной 5400 г/моль.

Дробление требует 11 минут/кг.

Получают водную суспензию мрамора, у которой содержание сухого экстракта равно 75,5% и у которой размер частиц таков, что 90 мас.% их имеет диаметр меньше 2 мкм.

Вязкость по Брукфилду^TM, измеренная при 25°C и 100 об/мин со шпинделем №3, равна 251 мПа·с.

Эта вязкость измерена на вискозиметре DVII+, в емкости 1 литр; эта процедура будет применяться и в других опытах.

Остаток на сите крупнее 45 мкм был меньше 40 м.д.

Опыт №1b

Этот опыт иллюстрирует предшествующий уровень.

Используется норвежский мрамор со средним диаметром частиц, равным 45 мкм.

Этот мрамор измельчают в водной среде в дробилке типа Dynomill^TM объемом 1,4 литра с помощью 2700 граммов мелющих шаров на основе диоксида циркония с диаметром, составляющим от 0,6 до 1 мм, в присутствии 1,00% (сух. масса) раствора этиленакриловой кислоты №6.

Получают водную суспензию мрамора, у которой содержание сухого экстракта равно 38,0% и у которой размер частиц таков, что 73 мас.% из них имеют диаметр меньше 2 мкм. Было невозможным повысить содержание сухого экстракта, не изменяя вязкость, какая указана ниже.

Вязкость по Брукфилду^TM, измеренная при 25°C и 100 об/мин со шпинделем №3, составляет от 250 ДО 600 мПа·с.

Опыт №2

Этот опыт иллюстрирует изобретение.

Используется норвежский мрамор со средним диаметром частиц, равным 45 мкм.

Этот мрамор измельчают в водной среде в дробилке типа Dynomill^TM объемом 1,4 литра с помощью 2700 граммов мелющих шаров на основе диоксида циркония с диаметром, составляющим от 0,6 до 1 мм, и в присутствии 0,67% сух. масс. (от массы сухого мрамора) гомополимера акриловой кислоты, нейтрализованного натрием и магнием, с молекулярной массой, равной 5400 г/моль, и в присутствии 0,5% сух. масс. раствора этиленакриловой кислоты №1.

Получают водную суспензию мрамора, у которой содержание сухого экстракта равно 75,7% и у которой размер частиц таков, что 89 мас.% из них имеют диаметр меньше 2 мкм.

Вязкость по Брукфилду^TM, измеренная при 25°C и 100 об/мин со шпинделем №3, равна 150 мПа·с.

Остаток на сите крупнее 45 мкм составлял 13 м.д.

Опыт №3

Этот опыт иллюстрирует изобретение.

Используется норвежский мрамор со средним диаметром частиц, равным 45 мкм.

Этот мрамор измельчают в водной среде в дробилке типа Dynomill^TM объемом 1,4 литра с помощью 2700 граммов мелющих шаров на основе диоксида циркония с диаметром, составляющим от 0,6 до 1 мм, и в присутствии 1,04% сух. масс. (от массы сухого мрамора) гомополимера акриловой кислоты, нейтрализованного натрием и магнием, с молекулярной массой, равной 5400 г/моль, и в присутствии 0,5% сух. масс. раствора этиленакриловой кислоты №2.

Дробление требует 11,3 минут/кг.

Получают водную суспензию мрамора, у которой содержание сухого экстракта равно 76,1% и у которой размер частиц таков, что 92 мас.% из них имеют диаметр меньше 2 мкм.

Вязкость по Брукфилду^TM, измеренная при 25°C и 100 об/мин со шпинделем №3, равна 160 мПа·с.

Опыт №4

Этот опыт иллюстрирует изобретение.

Используется норвежский мрамор со средним диаметром частиц, равным 45 мкм.

Этот мрамор измельчают в водной среде в дробилке типа Dynomill^TM объемом 1,4 литра с помощью 2700 граммов мелющих шаров на основе диоксида циркония с диаметром, составляющим от 0,6 до 1 мм, в присутствии 1,00% сух. масс. (от массы сухого мрамора) гомополимера акриловой кислоты, нейтрализованного натрием и магнием, с молекулярной массой, равной 5400 г/моль, и в присутствии 0,5% сух. масс. раствора этиленакриловой кислоты №3.

Получают водную суспензию мрамора, у которой содержание сухого экстракта равно 74,1% и у которой размер частиц таков, что 90 мас.% из них имеют диаметр меньше 2 мкм.

Вязкость по Брукфилду^TM, измеренная при 25°C и 100 об/мин со шпинделем №3, равна l53 мПа·с.

Остаток на сите размером выше 45 мкм составлял 59 м.д.

Опыт №5

Этот опыт иллюстрирует изобретение.

Используется норвежский мрамор со средним диаметром частиц, равным 45 мкм.

Этот мрамор измельчают в водной среде в дробилке типа Dynomill^TM объемом 1,4 литра с помощью 2700 граммов мелющих шаров на основе диоксида циркония с диаметром, составляющим от 0,6 до 1 мм, в присутствии 1,00% сух. масс. (от массы сухого мрамора) гомополимера акриловой кислоты, нейтрализованного натрием и магнием, с молекулярной массой, равной 5400 г/моль, и в присутствии 0,5% сух. масс. раствора этиленакриловой кислоты №4.

Получают водную суспензию мрамора, у которой содержание сухого экстракта равно 77,0% и у которой размер частиц таков, что 91 мас.% из них имеют диаметр меньше 2 мкм.

Вязкость по Брукфилду^TM, измеренная при 25°C и 100 об/мин со шпинделем №3, равна 157 мПа·с.

Опыт №6

Этот опыт иллюстрирует изобретение.

Используется норвежский мрамор со средним диаметром частиц, равным 45 мкм.

Этот мрамор измельчают в водной среде в дробилке типа Dynomill^TM объемом 1,4 литра с помощью 2700 граммов мелющих шаров на основе диоксида циркония с диаметром, составляющим от 0,6 до 1 мм, в присутствии 1,00% сух. масс. (от массы сухого мрамора) гомополимера акриловой кислоты, нейтрализованного натрием и магнием, с молекулярной массой, равной 5400 г/моль, и в присутствии 0,5% сух. масс. раствора этиленакриловой кислоты №5.

Получают водную суспензию мрамора, у которой содержание сухого экстракта равно 76,9% и у которой размер частиц таков, что 89 мас.% из них имеют диаметр меньше 2 мкм.

Вязкость по Брукфилду^TM, измеренная при 25°C и 100 об/мин со шпинделем №3, равна 187 мПа·с.

Результаты демонстрируют, что способ по изобретению приводит к суспензиям карбоната кальция, обработанным солью этиленакриловой кислоты и дисперсантом, имеющим высокое содержание сухого экстракта, в частности выше 75%.

Кроме того, это содержание сухого экстракта превышает содержание сухого экстракта, полученное в рамках способа согласно предшествующему уровню, и вязкости по Брукфилду^TM, измеренные при 25°C и 100 об/мин, ниже вязкостей, полученных в случае предшествующего уровня.

Кроме того, сравнением опытов №1a и 3 было показано, что размол одинаково эффективен с или без этиленакриловой кислоты.

Кроме того, ни один пример по изобретению не имел проблем с образованием пены в суспензии карбоната кальция.

С другой стороны, установлено, что остаток на сите, полученный в случае изобретения, был пренебрежимо малым.

Опыт №7

Этот опыт иллюстрирует предшествующий уровень.

Полиэтилен высокой плотности от компании BASELL^TM POLYOLEFINS, продаваемый под названием Hostalen^TM GM 9240 HT, вводили в валковый смеситель, выпускаемый под названием Walzwerk 150×400 компанией DR. COLLIN.

Затем на прессе "Testing Platen Presses Type P" P300-P от компании DR. COLLIN формировали пластины толщиной 2 и 4 мм.

Опыт №8

Этот опыт иллюстрирует изобретение.

Суспензию из опыта №5 сушили распылителем MSD^TM 100 от компании NIRO^TM. Получен сухой обработанный мрамор, у которого размер частиц таков, что 88 мас.% из них имеют диаметр меньше 2 мкм.

Затем обработанный и сухой мрамор смешивали при 180°C с полиэтиленом высокой плотности от компании BASELL^TM POLYOLEFINS, продаваемым под названием Hostalen^TM GM 9240 HT, в валковом смесителе, продаваемом под названием Walzwerk 150×400 компанией DR. COLLIN. Состав смеси содержит равные массы обработанного продукта и полиэтилена высокой плотности.

Затем на прессе "Testing Platen Presses Type P" P300-P от компании DR. COLLIN формировали пластины толщиной 2 и 4 мм.

Пределы прочности при растяжении у пластин, образованных в опытах №7 и 8, равны соответственно 23,9 н/мм² и 24,2 н/мм², согласно стандарту DIN 53455. Обнаружено, что замена, с одной стороны, полиэтилена пигментом по изобретению не снижает предел прочности при растяжении.

Реферат

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения по меньшей мере одного неорганического вещества и/или по меньшей мере одного пигмента, содержащего природный и/или осажденный карбонат кальция, предпочтительно природный, одновременно частично органофильный и частично гидрофильный, включает следующие этапы: а) получение по меньшей мере одного неорганического вещества и/или по меньшей мере одного пигмента, содержащего природный и/или осажденный карбонат кальция, предпочтительно природный, в сухой форме или в виде водной дисперсии и/или суспензии, b) при необходимости сухой размол и/или размол в водной среде неорганического вещества и/или пигмента, полученного на этапе а), с) обработка неорганического вещества и/или пигмента, полученного на этапе а) и/или этапе b), d) при необходимости сушка неорганического вещества и/или пигмента, полученного на этапе а), и/или b), и/или с). Этап с) соответствует этапу смешения в водной среде и/или размолу в водной среде, и/или концентрированию в водной среде неорганического вещества и/или пигмента, полученного с этапа а) и/или этапа b), в присутствии по меньшей мере одной соли этиленакриловой кислоты. До и/или во время этапа обработки с) вводится дисперсант и/или агент измельчения. Изобретение позволяет повысить содержание сухого вещества в суспензиях карбоната кальция при сохранении удовлетворительной вязкости и без образования агломератов. 6 н. и 61 з.п. ф-лы, 1 табл.

Формула