Spôsob výroby vyzrážaného uhličitanu vápenatého

Číslo patentu: E 20106

Dátum: 21.06.2011

Autori: Skrzypczak Mathieu, Schmölzer Thomas, Maurer Marc

Je ešte 19 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Spôsob výroby vyzrážaného uhličitanu Vápenatého0001 Predložený vynález sa týka spôsobu výroby prizmatického vyzrážaného uhličitanu Vápenatého (PCC), produktov vyrobených týmto spôsobom podľa vynálezu, ako aj ich použitia. Konkrétnejšie sa vynález týka spôsobu výroby prizmatickćho vyzrážaného uhličitanu Vápenatého s použitím spôsobu sýtenia oxidom uhličitým, kde habitus kryštálu vyzrážaného uhličitanu Vápenatého je možné riadiť, a týka sa produktov vyrobených týmto0002 Uhličitan vápenatý sa používa vo veľkej miere v papierenskom priemysle ako plnivo v papieri. Ide o lacné plnivo s vysokou belosťou používané na zvýšenie belostí a nepriesvitnosti listu. Jeho použitie sa v posledných desaťročiach dramaticky zvýšilo V dôsledku prechodu z kyslého na alkalický proces pri výrobe papiera vpapierňach. V papierenskom priemysle sa používajú oba uhličitany vápenaté, prírodný aj syntetický. Prírodný uhličitan,alebo vápenec, sa pred použitím V papieri melie na malé veľkosti častíc, zatiaľ čo syntetický uhličitan vápenatý sa vyrába zrážacou reakciou, a preto sa nazýva Vyzrážaný uhličitan vápenatý(PCC), 0003 Okrem použitia V papierenskom priemysle sa Vyzrážaný uhličitan vápenatý tiež používa aj na rôzne ďalšie účely, napr. ako plnivo alebo pigment v priemysle náterových hmôt a ako funkčne plnivo na výrobu plastických hmôt, plastisólov, tesniacich hmôt, tlačiarenských farieb, gumy, zubnej pasty, kozmetických prípravkov atď.0004 Vyzrážaný uhličitan vápenatý existuje v troch primámych kryštalíckých formách kalcít, aragonít a vateñt, a existuje mnoho rôznych polymorfných modifikácií(habítov kryštálov) pre každú z týchto kryštalíckých foriem. Kalcít má trigonálnu štruktúru s typickým habitom kryštálov, ako je skalenoedrický (S-PCC), romboedrický (R-PCC),hexagonálne prizmatický, pinakoidálny, koloidný (C~PCC), kubický a prizmatický (P-PCC). Aragonit má ortorombickú štruktúru s typickým habitom kryštálov zdvojených hexagonálnych prízmatických kryštálov, rovnako ako s rozmanitýrn usporiadaním tenkých podlhovastýchprizmatických tvarov, zakrivených plôšok, Strmých ihlanových tvarov, ostro tvarovaných kryštálov, vetvených štruktúr a korálov alebo skrutkovitých tvarov. 0005 PCC sa spravidla pripravuje zavádzaním C 02 do vodnej suspenzie hydroxidu0006 Tento spôsob preukázal schopnosť, že je možné vyrábať PCC s lepšími parametrami nepriesvitnosti. PCC je, v porovnaní s mletým uhlíčitanom vápenatým (tzv. GCC),obvykle lepší v znepriesvitnení a zbelení listu papieru, a tiež ako plnivo a/alebo veľkoobjemový materiál v listu papiera.0007 Alternatívne, je tiež známa príprava vyzrážaného uhličitanu vápenatého zavedením vodnej suspenzie hydroxídu vápenatého do vody sýtenej oxidom uhličitým. Takýto spôsob môže byť pomenovaný ako inverzný spôsob sýtenia oxidom uhličitým.0008 Kosin a kol. opisuje v dokumente US 4 888160 inverzný spôsob sýtenia oxidom uhličitým na výrobu kvádrovitého uhličitanu vápenatého V reakčnej nádobe s recyklačným potrubným systémom. Vodná suspenzia hydroxídu vápenatého sa zavádza do vody sýtenej oxidom uhličitým majúcej pH 6 takou rýchlosťou, že pH výslednej riedkej suspenzie je V rozmedzí medzi 8 a 9. Výsledný uhličitan vápenatý má kvádrovitý tvar a priemernú veľkosť častíc l až 3 m.0009 Ďalší inverzný spôsob sýtenia oxidom uhličitým na výrobu kubického uhličitanu vápenatého je opísaný pôvodcom Masam a kol. V dokumente JP 4031314. V tomto spôsobe sa pomaly pridáva vodná riedka suspenzia hydroxidu vápenatého pri teplote 20 až 80 °C a rýchlosťou 0,001 až 0,01 násobku/min na objem vody sýtenej oxidom uhličitým - do vody sýtenej oxidom uhličitým pri teplote 20 až 60 ° C, dokiaľ reakcia nedosiahne pH ll alebo menšie. Potom sa reakčný produkt odñltruje a vysuší. Výsledný uhličitan vápenatý má príememú veľkosť častíc 1 až 10 m.0010 Nevýhodami vyššie opísaných inverzných spôsobov sýtenia oxidom uhličitým sú nízka rýchlosť pridávania potrebná na získanie požadovaného produktu rovnako ako nízky obsah pevných látok v získanej riedkej suspenzii.0011 V súlade s tým existuje potreba vyvinúť inverzný spôsob sýtenia oxidom uhličitým, kde habitus kryštálu výsledného vyzrážaného uhličitanu vápenatého môže byť riadený, a kde môže byť dosiahnutý vyšší obsah pevných látok vyzrážaného uhličitanuvápenatého vo výslednej riedkej suspenzii. Inými slovami, existuje potreba poskytnúťhospodámejší spôsob výroby vyzrážaného uhlíčitanu vápenatého pomocou inverzného spôsobu sýtenía oxidom uhličitým, V porovnaní so spôsobmi už známymi z doterajšieho stavu0012 Predmetom predloženého vynálezu je teda poskytnúť spôsob výroby vyzrážaného uhlíčitanu vápenatého, ktorý produkuje vyzrážaný uhličitan vápenatý, ktorý môže mať iný habitus kryštálu, než tie, ktoré sa vyrábajú podľa známych inverzných spôsobov sýtenía oxidom uhličitým.0013 Presnejšie povedané, predmetom predloženého vynálezu je poskytnúť inverzný spôsob sýtenía oxidom uhličitým na výrobu prizmatického vyzrážaného uhlíčitanu vápenatého (P-PCC).0014 Spôsobom podľa predloženého vynálezu na výrobu prizmatického vyzrážaného uhlíčitanu vápenatého pomocou inverzného spôsobu sýtenía oxidom uhličitým sa poskytujú tieto a ďalšie predmety.0015 Spôsob podľa predloženého vynálezu vyžaduje, aby rýchlosť pridávania riedkej suspenzie hydroxidu vápenatého do reakčnej nádoby bola taká, aby sa príememá vodivosť reakčného obsahu V reakčnej nádobe v priebehu reakcie pohybovala V rozmedzí 100 až 1200 S/cm.0016 Tieto a ďalšie predmety a výhody budú lepšie v plnej miere pochopenés ohľadom na nasledujúci podrobný opis.Stručný opis obrázkov na yýkresochObr. 1 je SEM mikrosnímok prizmaticky tvarovaného PCC, ktorý bol získaný podľa vynálezu spôsobom sýtenía oxidom uhličitým, opísaným V príklade 5 aObr. 2 je SEM mikrosnímok skalenoedricky tvarovaného PCC s rozetovou štruktúrou agregátov, ktorý bol získaný spôsobom sýtenía oxidom uhličitým opísaným v príklade 12.Obr. 3 je SEM mikrosnímok koloidného PCC, ktorý bol získaný spôsobom sýtenía oxidom uhličitým opísaným v príklade 15.0018 Všetky diely, percentá a pomery použité v tomto dokumente sú vyjadrené hmotnostne, pokiaľ nie je uvedené inak. Všetky tu citované dokumenty sú tu zahrnuté ako referencie.0019 Termín ko 1 oidný PCC (chemický vzorec CaCOg), ako je použitý vpredloženom opise a nárokoch, označuje produkt PCC vo forme agregátov/aglomerátov jednotlivých častíc PCC, V ktorom agregáty/aglomeráty majú plochu povrchu aspoň 5 mz/g, ako je stanovené pomocou metódy BET (Brunauer, Emmet, Teler, ISO 9277). Tieto agregáty/aglomeráty majú výhodne ekvívalentnú veľkosť sférických častíc (stredná veľkosť častíc, MPS) V rozmedzí asi 0,1 až 5,0 m, napríklad asi 0,2 až 4 m, typicky asi 0,5 až 3,0 m,ako je stanovené napriklad sedimentáciou na prístroji Sedigraph 5100 od spoločnosti Micromeritics. BET plocha povrchu týchto agregátov/aglomerátov bude typicky činíť až asi 100 mZ/g, typickejšie až asi 80 mZ/g, napríklad až asi 50 mZ/g, napríklad až asi 30 mŽ/g a typicky aspoň asi 5 mz/g, napríklad aspoň asi 10 mZ/g. Tieto agregáty/aglomeráty sa skladajú z väčšieho či menšieho počtu monokryštálov, ktoré majú ekvivalentnú veľkosť sférických častíc,typicky asi 0,01 až 0,50 m.0020 Riedka suspenzia vo význame predloženého vynálezu je suspenzia (zahŕňajúca V podstate nerozpustné pevné látky a vodu a prípadne ďalšie aditíva) a obvykle má vyššiu hustotu než kvapalina bez pevných látok, z ktorej je vytvorená.0021 Špecifické plocha povrchu (SSA), alebo BET špecifická plocha povrchu vo význame predloženého vynálezu sa týka špecifickej plochy povrchu meranej metódou poskytnutou V sekcii príkladov nižšie.0022 Termín belosť, ako je použitý V kontexte predloženého vynálezu, je výsledkom merania percenta difúzneho svetla odrazeného od práškovej tablety vyrobenej z pigmentu. Belší pigment odráža viac rozptýleného svetla. Ako je to aj tu, belosť pigmentu sa meria svetlom s vlnovou dĺžkou 457 mn (K 457) a uvádza sa V percentách.0023 S ohľadom na nevýhody známych inverzných spôsobov sýtenia oxidom uhličitýrn je cieľom poskytnúť spôsob výroby Vyzrážaného uhličitanu Vápenatého, ktorý produkuje vyzrážaný uhličitan vápenatý, ktorý má iný habitus kryštálu, než tie, ktoré sú vyrobené známymi inverznými spôsobmi sýtenia oxidom uhličitým.0024 Cieľom vyššie uvedeného bolo vyriešiť spôsob výroby prizmatického Vyzrážaného uhličitanu Vápenatého, ktorý zahŕňa nasledujúce kroky a) poskytnutie reakčnejnádoby obsahujúcej vodnú fázu pri počiatočnej teplote b) vstrekovanie oxidu uhličitého

MPK / Značky

MPK: C01F 11/18, C09C 1/02

Značky: vyzrážaného, výroby, vápenatého, spôsob, uhličitanu

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/27-e20106-sposob-vyroby-vyzrazaneho-uhlicitanu-vapenateho.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob výroby vyzrážaného uhličitanu vápenatého</a>

Podobne patenty