Úprava materiálov obsahujúcich uhličitan vápenatý na zvýšené zaťaženie papiera plnivom

Číslo patentu: E 19645

Dátum: 11.05.2012

Autori: Gane Patrick, Gantenbein Daniel, Schoelkopf Joachim

Je ešte 22 strany.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

Úprava materiálov obsahujúcich uhličitan vápenatý na zvýšené zaťaženie papiera plnivom Opis0001 Tento vynález sa týka spôsobu prípravy samoväzbových pigmentových častíc,suspenzie samoväzbových pigmentových častíc, rovnako ako papierového produktu zahŕňajúceho Samoväzbové pigmentové častice a použitie suspenzie samoväzbových pigmentových častíc.0002 Minerálne materiály a spojivá sú jednou z hlavných zložiek používaných pri výrobe mnohých výrobkov, ako sú náterové hmoty, papier a plastické hmoty. V tomto ohľade minerálne materiály prispievajú k mechanickým a optickým vlastnostiam, zatiaľ čo spojivo,spravidla na báze latexu a vo forme vodných suspenzii alebo disperzií, poskytuje potrebnú priľnavosť a súdržnosť pre príslušné zložky konečného produktu, ktorý má byť vyrobený. 0003 Samoväzbové pigmentové častice, ktoré sú známe v priemysle, boli pripravené,aby sa predišlo logistickým ťažkostíam pri samostatnej manipulácíi s minerálnymi materiálmi a spojivami, a ďalej, aby sa zabránilo nežiaducim fyzikálnym a chemickým interakciám, ktoré sa prejavujú V porovnateľných zmesiach minerálnych materiálov a spojív. V tomto ohľade prispievajú samoväzbové pigmentové častice ako k vlastnostiam mínerálneho materiálu, tak môže byť spojivo priamo zavedené do rôznych aplikácií. Tento unikátny produkt pomenovaný Samoväzbové pigmentové častice sa vzťahuje na odlišné, pevné častice vytvorené z mínerálneho materiálu a spojivá, ktoré sú tesne viazané k sebe navzájom. Vnútorné súdržné sily sú také, aby sa poskytovali samoväzbové pigmentové častice s vynikajúcou mechanickou stabilitou.0004 Samoväzbové pigmentové častice sa môžu pripraviť z minerálnych materiálov obsahujúcich uhličitan vápenatý, napríklad z prírodných minerálnych pigmentových materiálov,ktoré sa bežne pripravujú spôsobom, ktorý zahŕňa aspoň jeden krok mletia minerálnych materiálov v prítomnosti spojiva. Mletie sa odkazuje na operácie vedúce k redukcii veľkosti častíc, t.j. minerálne materiály v samoväzbových pigmentových časticiach majú menší priemer,než počiatočný minerálny materiál, ktorý bol použitý na ich výrobu. Takéto samoväzbové pigmentové častice sú opisané v rade dokumentov, vrátane W 0 2006/008657, W 0 2006/ 128814 a W 0 2008/139292.0005 Napríklad W 0 2006/008657 sa týka spôsobu výroby pigmentových častíc, ktoré sú Samoväzbové, suché, alebo vo vodnej suspenzii alebo disperzií, a obsahujú aspoň jeden0006 US 5 384 013 opisuje vodnú kompozíciu na poťahovanie papiera, ktorá zahŕňa aspoň 45 hmotnostných časticového pigmentu dispergovaného s dispergačným činidlom, a adhezívum, kde uvedené dispergačné činidlo zahŕňa aniónový polyelektrolyt a katíónový polyelektrolyt, pričom katiónový polyelektrolyt je prítomný v množstve dostatočnom na to, aby sa častice pigmentu stali katiónovými, pričom adhezívum je katiónovým alebo neiónovým adhezívom, a kde uvedený časticový pigrnent je taký, ktorý nie je schopný sa dispergovať vo vode pri vysokom obsahu pevných látok.0007 Pre úplnosť by prihlasovateľ rád zmienil nasledujúce prihlášky podané pod jeho menom, ktoré sa taktiež odkazujú na spôsoby prípravy samoväzbových pigmentových častíc nepublikované európske patentové prihlášky s číslami podania ll 160 900.4, ll 160 926.9,11179 604.1 all 179 572.0.0008 Spôsoby prípravy samoväzbových minerálnych pigmentových častíc, ktoré sú známe V odbore, sú často obmedzené na prípravu alebo spoločné mletie suspenzií s nízkym obsahom pevných látok. Avšak, príprava suspenzií s nízkym obsahom pevných látok má tú nevýhodu, že získaný mletý produkt musí byt koncentrovaný pred odoslaním do iného zariadenia na ďalšie spracovanie. V priebehu koncentračného kroku sa spotrebováva čas a energia, veľmi často sa pozoruje nežiaduca strata polyrnémeho spojiva, a okrem toho sa tvoria nežiaduce aglomeráty. Okrem toho spôsoby podľa doterajšieho stavu techniky často vedú k suspenzií, ktorá má vysoký celkový obsah organických látok vo vodnej fáze mletej Suspenzie. Okrem toho,v priebehu spoločného mletia má prídavok dispergačného činidla, okrem iného, vplyv na adsorpciu spojiva na častice.0009 Z dôvodov ochrany životného prostredia sú najmä stredom záujmu spojivá obsahujúce samoväzbové pigmentové častice, ktoré sú na báze polymérov odvodených z prírodných alebo obnoviteľných zdrojov. Avšak, tieto samoväzbové pigmentové častice sú často vytvorené z negatívne nabitých modifikovaných polysacharidov, ktoré môžu byť nepriaznivé pre niektoré oblasti aplikácie. Napríklad, vzhľadom na negatívny povrchový náboj týchto pigmentových častíc je ťažké ich uchovať pri výrobe papiera. To vedie k vysokej spotrebe samoväzbových pigmentových častíc a prídavnému retenčnému pomocnému prostriedku pri výrobe papiera, aby sa dosiahlo požadované plniace zaťaženie V tomto papieri.0010 Ďalší problém, ktorý má veľmi často značný dopad na mechanické a optické vlastnosti papiera a papierových poťahov vyrobených z týchto samoväzbových pigmentových častíc, sa vyskytuje v súvislosti s väzbou medzi vláknami a týmito sarnoväzbovými pigmentovými časticami. Suspenzie samoväzbových pigmentových častíc často znižujúmechanické a optické vlastnosti príslušných konečných produktov.0011 Jedným z dôvodov môže byť tvar samoväzbových pigmentových častíc, ktorý by mohol narušiť interakciu medzi samoväzbovými pigmentovými časticami a vláknami papiera. Teda na výrobu papierových výrobkov s dobre nastavenými mechanickými a optickými vlastnosťami musia byť optimalizované hranice interakcie medzi samoväzbovýrni pi gmentovými časticami a vláknami papiera.0012 Avšak veľké množstvá plnív V papieri sú žiaduce, aby sa umožnilo znížiť množstvo drevených vláken v papieri. Okrem toho papiere s vysokým obsahom plniva schnú rýchlejšie, a dôsledkom toho môže papierensky stroj pracovať rýchlej šie. V dôsledku toho môže prídavok veľkých množstiev plniva znížiť výrobné náklady na výrobu papiera a šetriť prírodné zdroje. Avšak, takéto veľké množstvá plnív môžu redukovať plochu kontaktu medzi zostávajúcimi vláknami. V dôsledku zachovania veľkých množstiev plnív so suboptimálnym tvarom sa vytvára slabší list, ktorý sa môže ľahšie lámať na papierenských strojoch, lepiacich strojoch, natieracích strojoch, navíjačkách, tlačiarenských lísoch, tlačiarenských strojoch alebo kopírovacích strojoch.0013 US 5 611 890 sa týka silného, mäkkého plneného hodvábneho papiera, ktorý zahŕňa ne-celulózové časticové plnivo, kde uvedené plnivo obsahuje 5 až 50 hmotn. z uvedeného hodvábneho papiera. W 0 03/087472 opisuje úpravu plniva, ktorá zahŕňa prípravu napučaných škrobových latexových kompozícii, a pridávanie uvedených kompozícii k suspenzii plniva. Použitie týchto upravených plnív V priebehu výroby papiera zvyšuje retenciu plniva a produkuje plnené papiere, kde prídavok plniva má len minimálny negatívny vplyv na pevnostné vlastnosti. Papierenský plnivový materiál, ktorý bol povrchovo upravený katiónovým polymérom je opísaný V CA 2 037 525. Článok Improvement of paper properties using starchmodified precipitated calcium carbonate ñller od autora Zhao a kol., TAPPI Ioumal 2005, sv. 4(2) sa zaoberá komerčnými plnivami vyzrážaného uhličitanu vápenatého, ktoré boli modifikované kukuričnými a zemiakovými surovými škrobmi. Tieto modifikované plnivá boli použité ako plnivá na výrobu papiera na zlepšenie pevnosti v papieroch s vysokým obsahom plniva.0014 S ohľadom na vyššie uvedené je zlepšovanie výrobného procesu samoväzbových pigmentových častíc stále predmetom záujmu odborníkov v danom odbore. Bolo by zvlášť žiaduce poskytnúť spôsob výroby samoväzbových pigmentových častíc, kde minerálne pigmentové častice sa nemusia spoločne mlieť so spojivom, pretože mletie je veľmi nákladným a časovo náročným krokom. Okrem toho sa štruktúra minerálnych pigmentových častíc môže meniť počas mletia, a teda môžu byť po mletí vlastnosti minerálnych pigmentových častícodlišné. Ďalej by bolo taktiež žiaduce poskytnúť spôsob výroby samoväzbových pigmentovýchčastíc, ktorý sa môže aplikovať na minerálne pigmentové suspenzie s vysokým obsahom pevných látok, tak, aby sa zabránilo energeticky a časovo náročnému kroku koncentrácie a, napríklad,tvorbe významného množstva nežiaducich aglomerátov. Okrem toho by bolo žiaduce poskytnúť samoväzbové pigmentové častice, ktoré zlepšujú väzbu medzi vláknami v papieri a papierovými poťahmi a samoväzbovými minerálnymi pigmentovými časticami, a teda umožňujú výrobu papierových produktov s dobre nastavenými mechanickými a optickými vlastnosťami. Najmä je žiaduce poskytnúť spôsob výroby samoväzbových pigmentových častíc, ktoré umožňujú poskytnutie plnivového materiálu, ktorý vykazuje dobrú retenciu pri výrobe papiera, a vyhýba sa používaniu veľkého množstva retenčných pomocných prostriedkov.0015 Vyššie uvedené a ďalšie úlohy sú riešené predmetom vynálezu, ako je tu0016 Podľa jedného aspektu predloženého vynálezu sa poskytuje spôsob prípravysamoväzbových pigmentových častíc, pričom tento spôsob zahŕňa nasledujúce krokya) poskytnutie vodnej suspenzie zahŕňajúcej aspoň jeden materiál obsahujúcej uhličitan vápenatý, b) poskytnutie aspoň jednej kyseliny alebo soli kyseliny v množstve od 0,001 do 40 hmotn., vztiahnuté na celkovú hmotnosť suchého materiálu obsahujúceho uhličitan vápenatý, kde anión kyseliny alebo soli kyseliny je schopný tvoriť vo vode nerozpustné vápenaté soli, c) poskytnutie aniónového polymérneho spojiva v množstve od 0,001 do 20 hmotn.,vztiahnuté na celkovú hmotnosť suchého materiálu obsahujúceho uhličitan vápenatý, kde uvedené spojivo zahŕňa aspoň jeden modiñkovaný polysacharid, d) poskytnutie aspoň jedného katiónového polyméru V množstve od 0,001 do 20 hmotn., vztiahnuté na celkovú hmotnosť suchého materiálu obsahujúceho uhličitan vápenatý, e) miešanie vodnej suspenzie z kroku a) s aspoň jednou kyselinou alebo soľou kyseliny z kroku b), a f) miešanie suspenzie z kroku e), aniónového polymérneho spojiva z kroku c) a aspoňjedného katiónového polyméru z kroku d).0017 Podľa ďalšieho aspektu sa predložený vynález týka suspenzie samoväzbových pigmentových častíc, ktorá je získateľná spôsobom podľa predloženého vynálezu.0018 Ďalší aspekt predloženého vynálezu sa týka použitia suspenzie samoväzbových pigmentových častíc podľa vynálezu v papieri, plastoch, poťahoch, betónu a/alebo v poľnohospodárskych aplikáciách.

MPK / Značky

MPK: D21H 19/42, D21H 17/69, D21H 17/37, D21H 19/56, D21H 17/67, D21H 19/38, D21H 17/29, D21H 19/54, D21H 17/56, C09C 1/02, D21H 17/00, D21H 17/24, D21H 17/14

Značky: uhličitan, zvýšené, úprava, obsahujúcich, papiera, materiálov, plnivom, vápenatý, zaťaženie

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/44-e19645-uprava-materialov-obsahujucich-uhlicitan-vapenaty-na-zvysene-zatazenie-papiera-plnivom.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Úprava materiálov obsahujúcich uhličitan vápenatý na zvýšené zaťaženie papiera plnivom</a>

Podobne patenty