ES2339573T3 - Cargas y pigmentos inorganicos modificados en la superficie. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para la preparación de materiales de carga o pigmentos inorgánicos, modificados en la superficie, de un tamaño de grano deseado, caracterizado porque suspensiones de materiales de carga o de pigmentos de materiales de carga o pigmentos inorgánicos con un contenido en sólidos de 40 a 95% en peso se muelen, bajo la acción de fuerzas de compresión y de cizalladura y con el empleo de (a) dispersiones de polímeros en una cantidad de 0,1 a 50% en peso, referido a los materiales de carga o pigmentos, seleccionados de caucho natural, caucho sintético, resinas sintéticas y materiales sintéticos a base de poliuretano, estireno/butadieno, estireno/ácido o éster de ácido acrílico, estireno/butadieno/ácido o éster de ácido acrílico, así como acetato de vinilo/ácido o éster de ácido acrílico y (b) coadyuvantes de molienda y/o agentes dispersantes, en sí conocidos, en una cantidad de más de 0,2 a 0,4% en peso (sustancia activa), referido a los materiales de carga o pigmentos, a un tamaño de grano de los materiales de carga o pigmentos de 10 a 95% de partículas < 1 μm, referido al diámetro equivalente, los agentes aglutinantes de las dispersiones de polímeros se frotan sobre los materiales de carga o pigmentos y se les cubre con ello con una película.
Description
Cargas y pigmentos inorgánicos modificados en la
superficie.
Objeto de la invención es un procedimiento para
la preparación de materiales de carga y pigmentos inorgánicos,
modificados en la superficie, de un tamaño de grano definido, los
materiales de carga y pigmentos, así obtenidos, y su uso.
En muchos sectores de la técnica pigmentos o
materiales de carga inorgánicos se ligan con agentes aglutinantes
en forma de dispersiones de polímeros, por ejemplo en la producción
de pinturas de dispersión, adhesivos o papel.
El documento EP 0 515 928 B1 se refiere a
pigmentos en forma de plaquitas, modificados en la superficie, con
un comportamiento mejorado en agitación, así como a sus
procedimientos de preparación y uso. Los pigmentos en forma de
plaquitas, por ejemplo metales, óxidos de metales y pigmentos de
mica en forma de plaquitas, y demás sustratos en forma de
plaquitas, se revisten en un recipiente de mezcladura, bajo
agitación, con un poliacrilato o polimetacrilato, o sus sales
solubles en agua y, eventualmente, un disolvente o mezcla de
disolventes.
Por ejemplo, en la producción de papel se emplea
una gran cantidad de materiales de carga. Casi la totalidad de los
papeles se mezclan con materiales de carga que proporcionan, en
especial a papeles de impresión y de escritura, una formación
uniforme, una mejor blandura, blancura y tacto.
Los papeles de impresión naturales (papeles no
estucados) contienen hasta 35% en peso de papel estucado y 25% en
peso a 50% en peso de materiales de carga. La cantidad de material
de carga depende en gran medida de la finalidad de uso del papel.
Papeles con cargas elevadas poseen menores resistencias mecánicas y
una peor capacidad de encolado.
La proporción de materiales de carga en la masa
de papel se encuentra habitualmente entre 5 y 35% en peso y se
compone de pigmentos primarios o pigmentos para estucado reciclados
que pueden proceder de colores para estucado residuales o costeros
de estucado. Junto a la blancura del material de carga, que es
importante para papeles de tonalidad blanca, el tamaño de los
granos juega un papel esencial, ya que influye grandemente sobre el
rendimiento del material de carga y las propiedades físicas del
papel, en particular la porosidad. La cantidad de material de
carga, remanente en el papel, oscila entre 20 y 80% en peso de la
cantidad añadida a la suspensión de fibras. El rendimiento depende
tanto del tipo de material de carga como de la composición del
material, del grado de molienda, de la fijación de las partículas
del material de carga por parte de resina y sulfato de aluminio,
del peso del papel, de la velocidad de la máquina de papel, del tipo
de extracción de agua y de la finura del tamiz.
De manera correspondiente al consumo, los
siguientes productos tienen la mayor importancia como material de
carga y pigmento para estucado: caolín, carbonato de calcio,
silicatos y oxihidratos de aluminio sintéticos, dióxido de titanio,
blanco satino, talco y silicato de calcio.
El documento EP 0 595 723 B1 describe un
procedimiento para la preparación de pigmentos de carga sobre una
base mineral, caracterizado porque en medio acuoso se lleva a cabo
una molienda en común de un mineral de compactación, un mineral
estratificado y/o un pigmento sintético en presencia de al menos un
coadyuvante de la molienda que comprende al menos un agente
dispersante. Sin embargo, este documento es demasiado vago en
relación con las condiciones en la molienda en común de mineral y
pigmento sintético y no menciona el empleo de agentes
dispersantes.
El documento DE 102 09 448 A1 se refiere a
suspensiones acuosas de materiales de carga de partículas finas
que, al menos en parte, están revestidos con polímeros, y que se
pueden obtener mediante tratamiento de suspensiones acuosas de
materiales de carga de partículas finas con al menos un agente
aglutinante para colores para estucado de papel, a la preparación
de las suspensiones acuosas y a su uso como aditivo a la pasta de
papel en la fabricación de papel con contenido en materiales de
carga, cartón a modo de material de carga o cartulina con contenido
en materiales de carga mediante deshidratación de la pasta de
papel.
El documento WO 98/01621 describe un
procedimiento para el reciclaje de materiales de carga y pigmentos
para estucado de la fabricación de papel, cartulina y cartón a
partir de los lodos de las aguas residuales del estucado,
instalaciones de destintado, instalaciones de clarificación internas
o dispositivos de depósito, así como el uso de una suspensión de
pigmentos, que resulta de esta forma, para la producción de una masa
para estucado para la industria papelera o para su empleo en masa
en la fabricación de papel. Un elemento esencial de la invención
consiste en un procedimiento para el reciclaje de materiales de
carga y pigmentos para estucado de la fabricación de papel,
cartulina y cartón a partir de los lodos de las aguas residuales
del estucado, instalaciones de destintado, instalaciones de
clarificación internas o dispositivos de depósito, que se
caracteriza porque los lodos de las aguas residuales con contenido
en materiales de carga y pigmentos para estucado se aportan a la
mezcladura y, a continuación de la molienda, a una suspensión de
pigmentos con pigmento reciente o material de carga reciente en
forma de polvo, suspensión con contenido en pigmento reciente y/o
con contenido en materiales de carga recientes.
La misión de la presente invención consiste en
la mejora del contacto de materiales de carga y pigmentos
inorgánicos y agentes aglutinantes (ligantes) en forma de
dispersiones de polímeros y, con ello, en una reducción de la
cantidad necesaria de agentes aglutinantes o en una unión mejorada
de los materiales de carga o de los pigmentos entre sí y al
sustrato para la preparación de suspensiones de materiales de carga
o pigmentos, en particular en la industria del papel y demás
sectores de aplicación, tales como la industria de las pinturas o la
industria de los adhesivos.
De acuerdo con la invención, se encontró que
pigmentos inorgánicos de un tamaño de grano definido, cuya
superficie se puso en contacto durante la molienda con agentes
aglutinantes, en lo que sigue denominadas dispersiones de
polímeros, se pueden emplear ventajosamente en muchos sectores de la
técnica, por ejemplo en la industria papelera y en la industria de
las pinturas o la industria de los adhesivos.
Por consiguiente, una primera forma de
realización de la presente invención consiste en un procedimiento
para la preparación de materiales de carga o pigmentos inorgánicos,
modificados en la superficie, de un tamaño de grano deseado,
caracterizado porque suspensiones de materiales de carga o de
pigmentos de materiales de carga o pigmentos inorgánicos con un
contenido en sólidos de 40 a 95% en peso se muelen, bajo la acción
de fuerzas de compresión y de cizalladura y con el empleo de
- (a)
- dispersiones de polímeros en una cantidad de 0,1 a 50% en peso, referido a los materiales de carga o pigmentos, seleccionados de caucho natural, caucho sintético, resinas sintéticas y materiales sintéticos a base de poliuretano, estireno/butadieno, estireno/ácido o éster de ácido acrílico, estireno/butadieno/ácido o éster de ácido acrílico, así como acetato de vinilo/ácido o éster de ácido acrílico y
- (b)
- coadyuvantes de molienda y/o agentes dispersantes, en sí conocidos, en una cantidad de más de 0,2 a 0,4% en peso (sustancia activa), referido a los materiales de carga o pigmentos,
a un tamaño de grano de los materiales de carga
o pigmentos de 10 a 95% de partículas < 1 \mum, referido al
diámetro equivalente, los agentes aglutinantes de las dispersiones
de polímeros se frotan sobre los materiales de carga o pigmentos y
se les cubre con ello con una película.
Se encontró que dispersiones de polímeros las
cuales, habitualmente, deberían presentar un efecto adhesivo, son
adecuadas para poner a disposición materiales de carga y pigmentos
inorgánicos en una forma que confieran una capacidad de unión
incrementada a materiales de carga y pigmentos de la misma
granulometría, conocidos por el estado de la técnica, si durante la
molienda de los materiales de carga y pigmentos al tamaño de grano
deseado se ponen en contacto agentes aglutinantes con superficies de
materiales de carga y pigmentos. Los agentes aglutinantes pueden
proceder, en este caso, de materiales reciclables, por ejemplo lodos
de aguas residuales, o pueden añadirse también directamente.
Sorprendentemente, se encontró que las
partículas de polímero no conducen a un pegado o aglomeración de las
partículas de los materiales de carga y las partículas de
pigmentos, sino que, evidentemente, forman una película fina sobre
la superficie de los materiales de carga o pigmentos que presentan
una mucho mejor adherencia entre sí y con el sustrato, por ejemplo
fibras en la industria del papel.
Un material de carga o pigmento particularmente
preferido para la modificación en el sentido de la presente
invención es carbonato de calcio, en especial carbonato de calcio
natural y/o precipitado.
Junto a carbonato de calcio se pueden emplear,
también, materiales de carga y pigmentos conocidos en el estado de
la técnica tales como, por ejemplo, caolín, silicatos y oxihidratos
de aluminio sintéticos y/o naturales, dióxido de titanio, blanco
satino, dolomita, mica, escamas de metales, en particular de
aluminio, bentonita, rutilo, hidróxido de magnesio, yeso, silicatos
estratificados, talco, silicato de calcio, así como demás rocas y
tierras.
Al aplicar los materiales de carga o pigmentos,
por ejemplo como componente del color para estucado en la
fabricación de papel, migra a la superficie del papel,
habitualmente, una elevada proporción del agente aglutinante. Una
gran parte del agente aglutinante se absorbe en el papel soporte,
antes de que se produzca la formación de la película. La capa de
estucado más superior se empobrece en agentes aglutinantes y se
produce el denominado arranque superficial. Sin embargo, si el
agente aglutinante polímero se muele sobre el material de carga o
el pigmento, no se produce la migración del agente aglutinante o
sólo aparece en escasa medida; es decir, la resistencia al offset
(resistencia al arranque superficial) es mayor, ya que no se pierde
(o se pierde poco) agente aglutinante debido a la absorción. Por el
contrario, en el estado conocido de la técnica la pérdida de agente
aglutinante debe compensarse mediante una proporción incrementada de
agente aglutinante en el color para estucado.
Dispersiones de polímeros en el sentido de la
presente invención comprenden los materiales sólidos de resinas en
sí y sus dispersiones (látices) de polímeros naturales y/o
sintéticos fínamente divididos, en particular en un tamaño de
partículas de 0,05 a 6 \mum. Habitualmente, estos materiales se
encuentran en forma de agentes dispersantes acuosos, rara vez no
acuosos. Quedan incluidas en ello dispersiones de polímeros tales
como látex de caucho (natural) y caucho sintético (látex
sintético), como también de resinas sintéticas (dispersiones de
resinas sintéticas) y materiales sintéticos (dispersiones de
materiales sintéticos), tales como polímeros, policondensados y
compuestos de poliadición, en particular a base de poliuretano,
estireno/butadieno, estireno/ácido o éster de ácido acrílico,
estireno/butadieno/ácido o éster de ácido acrílico, así como acetato
de vinilo/ácido o éster de ácido acrílico, así como suspensiones
con contenido en acrilonitrilo.
Bajo las denominaciones de producto Basonal®,
Acronal® y Styronal® se pueden adquirir en el comercio
correspondientes dispersiones de polímeros en calidad de agentes
aglutinantes para la industria de pinturas de dispersión y,
también, para el estucado de papel y cartón. Estas dispersiones de
polímeros se incorporan, en el estado conocido de la técnica, sin
una intensa cizalladura y mediante agitación, en las suspensiones de
materiales de carga o pigmentos, habitualmente ajustadas a pH
neutro hasta alcalino, sin que en este caso se manifieste una
variación del tamaño de grano de las partículas de materiales de
carga o de las partículas de pigmentos. Sin embargo, en el sentido
de la presente invención, estas dispersiones se ponen en contacto
directamente con los materiales de carga y pigmentos inorgánicos
mediante la acción de fuerzas de compresión y de cizalladura.
Naturalmente, esto mismo es válido para la preparación de
suspensiones de materiales de carga o pigmentos tales como, por
ejemplo, en la producción de adhesivos, en los que no se añade por
separado agua alguna. Bajo la acción de fuerzas de compresión y de
cizalladura en la molienda se obtienen materiales de carga y
pigmentos inorgánicos, modificados en la superficie, que presentan
un efecto de unión mejorado con respecto al estado conocido de la
técnica. Es particularmente preferido en el sentido de la presente
invención moler en húmedo, al tamaño de grano deseado, los
materiales de carga o pigmentos inorgánicos, en presencia de
dispersiones de polímeros. Con ello, es posible crear, en el caso
de materiales de carga o pigmentos blancos, una gran variación de la
distribución del blanco y del tamaño de los materiales de carga o
pigmentos, pudiendo controlarse esta variación, en particular,
mediante el tipo y la duración de la molienda.
La cantidad de las dispersiones de polímeros que
se pone en contacto con los materiales de carga o pigmentos
inorgánicos es de una cierta importancia. Así, en el sentido de la
presente invención, se prefiere particularmente poner en contacto
los materiales de carga o pigmentos inorgánicos con una cantidad de
0,1 a 50, en particular de 5 a 15% en peso de dispersión de
polímeros (sólidos), referido a la cantidad de pigmento. Las
dispersiones de polímeros se presentan, habitualmente, en forma
acuosa o no acuosa, con un contenido en sólidos de 40 a 60% en
peso, en particular de 50% en peso.
Junto a las dispersiones de polímeros, en el
sentido de la presente invención se ponen en contacto, además, los
materiales de carga o pigmentos inorgánicos con agentes dispersantes
o coadyuvantes de la molienda en sí conocidos, en particular
poliacrilatos. Poliacrilatos de este tipo se describen, por ejemplo,
en el documento EP 0 515 928 B1 mencionado al comienzo, al que se
hace referencia en su totalidad.
En el sentido de la presente invención, los
materiales de carga o pigmentos se ponen en contacto con la
sustancia activa de agente de dispersión antes mencionada en una
cantidad de 0,1 a 0,4% en peso, referido a la sustancia sólida.
En los lodos de las aguas residuales del
estucado de las instalaciones del papel y de destintado,
instalaciones internas o dispositivos de depósito, los materiales
de carga y los pigmentos para estucado se encuentran, a menudo, en
forma aglomerada y con un blanco escaso, lo cual limita o, incluso,
hace imposible un reciclaje directo en el tratamiento de materias
primas, en particular en el estucado de papel.
Con ayuda de la presente invención del
procedimiento antes descrito se obtiene una suspensión de pigmentos
o suspensión de materiales sólidos definida y concentrada, también
con el empleo de lodos de aguas residuales que se pueden emplear,
por ejemplo, en la fabricación de papel, cartulina y cartón, o en la
industria de las pinturas y de los adhesivos.
En la fabricación de papel es habitual emplear
los materiales de carga y pigmentos para estucado tanto en forma de
polvo como en forma de una suspensión concentrada que presenta 50 a
80% en peso de partes de materiales sólidos. Habitualmente, estos
materiales de carga y pigmentos se ponen a disposición por parte de
los fabricantes con la blancura y granulometría deseadas. Un
elemento esencial de la presente invención consiste, entonces, en
el empleo de los materiales de carga y pigmentos inorgánicos en un
tipo de "granos base", preferiblemente en forma de sólido o
también en forma de suspensión muy concentrada, por ejemplo con un
contenido en sólidos de 70% en peso a 85% en peso o más, por
ejemplo con un diámetro medio de los granos de 50% < 1 \mum a
50% < 15 \mum, en particular de 50% < 3 \mum a 50% < 8
\mum, y molienda en presencia de la dispersión de polímeros, en
particular en fase acuosa, al tamaño de granos deseado. Por
consiguiente, por ejemplo en la industria del papel, mediante
mezcladura y, a continuación, molienda de pigmento reciente o
material de carga reciente en forma de polvo, puede molerse a la
blancura y finura deseadas suspensión con contenido en pigmento
reciente y/o material de carga reciente y después puede emplearse
como material de carga o pigmento para estucado. Los materiales de
carga y pigmentos minerales mencionados se muelen al tamaño de
grano deseado, habitualmente en el procedimiento en húmedo o en
seco. En el caso de la molienda en húmedo es necesaria, por
naturaleza, una parte de agua. Una parte o toda la cantidad del agua
necesaria para la molienda de los pigmentos inorgánicos puede ser
reemplazada por los lodos de aguas residuales. Habitualmente, los
aglomerados, presentes en los lodos de aguas residuales, de los
materiales de carga o pigmentos no molestan en este caso o molestan
poco, ya que éstos son desmenuzados a los tamaños de grano deseados
en el transcurso del proceso de molienda.
Las partículas de pigmentos y materiales de
carga del lodo de las aguas residuales, que están previstas para su
empleo como material de carga o pigmento, actúan en este caso como
coadyuvante de la molienda y coadyuvante de la dispersión para la
destrucción de los aglomerados en el proceso de molienda. Al mismo
tiempo, el lodo de las aguas residuales, incluidas las partículas
cargadas, actúan como coadyuvante de la dispersión y coadyuvante de
la molienda para los materiales de carga y pigmentos añadidos en el
proceso de molienda, de manera que, conforme a la invención, se
pueden reducir las cantidades habituales de agentes aglutinantes,
coadyuvantes de la dispersión y coadyuvantes de la molienda.
De manera correspondiente, conforme a la
invención es particularmente preferido ajustar el lodo de las aguas
residuales con una concentración en sólidos de 0,02% en peso a 60%
en peso, en particular 1% en peso a 30% en peso para la mezcladura
y subsiguiente molienda con dispersión de polímeros y pigmento
reciente o material de carga reciente en forma de polvo, suspensión
con contenido en pigmento reciente y/o suspensión con contenido en
materiales de carga recientes. En el caso de una concentración
demasiado baja, el proceso de reciclaje se vuelve no rentable.
En los lodos de las aguas residuales de la
industria del papel la relación de los materiales de carga y/o
pigmentos a las fibras puede variar en una amplia anchura de banda.
Es particularmente preferido, en el sentido de la presente
invención, emplear lodos de las aguas residuales con una
concentración, eventualmente enriquecida en materiales de carga y/o
pigmentos, que se encuentra en el intervalo de 1% en peso a 80% en
peso, en particular 20% en peso a 60% en peso, referido al
contenido en sólidos. Así, la proporción de fibras, por una parte,
o la proporción de materiales de carga y/o pigmentos, por otra
parte, puede variar, por ejemplo, de 2 a 98% en peso o de 98 a 2%
en peso. También en la industria del papel se pueden emplear
conforme a la invención, naturalmente, lodos de las aguas
residuales exentos de fibras.
A título de ejemplo se pueden mencionar aquí las
composiciones preferidas de distintas aguas residuales o lodos de
aguas residuales. Preferiblemente, el agua residual de la producción
comprende 0,5 a 5% en peso, en particular 2,5% en peso de pérdida
de sustancia en el caso de una demanda especial de agua reciente de
10 a 100 l/kg, en particular 20 l/kg. La concentración de los lodos
de las aguas residuales asciende, preferiblemente, a 0,02 hasta
5,0, en particular a 1,5% en peso. En el sentido de la invención se
prefiere particularmente una relación cuantitativa de partes de
fibras a partes de material de carga y/o pigmentos de 20 a 80% en
peso o de 80 a 20% en peso, en particular fibras a pigmento en la
relación de 40 a 60% en peso de un agua residual procedente de la
producción de papel.
De acuerdo con la invención, se muele una
suspensión con un contenido en sólidos de 40 a 95% en peso, en
particular de 40 a 80% en peso.
Esto permite una reacción, flexible y rápida,
sobre los requisitos de calidad y producción, por ejemplo de las
distintas materias primas del papel para la masa de papel, los
materiales de carga o pigmentos o suspensiones para el estucado
previo, estucado de cubrición y estucado sencillo o la pigmentación
sola, así como la mezcladura con otros materiales de carga o
pigmentos.
En el sentido de la presente invención, aditivos
en sí conocidos tales como agentes humectantes, agentes
estabilizantes, coadyuvantes de la molienda y coadyuvantes de la
dispersión pueden emplearse durante la mezcladura y/o la molienda
de los materiales de carga y pigmentos inorgánicos.
Las suspensiones de pigmentos, obtenibles con
ayuda de la presente invención, pueden emplearse, de manera
particularmente ventajosa, en la industria del papel, en particular
para la preparación de un color para estucado para el estucado de
papel, o en la masa de papel. Se prefiere particularmente el uso
para la preparación de una suspensión de pigmentos para estucado
para papel offset. Además de ello, las suspensiones de acuerdo con
la invención se adecuan también para la preparación de una masa de
estucado para papeles estucados, de bajo gramaje, en particular
también en el caso de una elevada velocidad de aplicación, así como
para la fabricación de papeles offset en rollos, en particular para
la fabricación de papeles offset en rollos de bajo gramaje y
estucados, el estucado de cartón y papel especial, tal como
etiquetas, papeles pintados, papel en bruto de silicona, papeles de
autocopia, papeles de embalaje, así como en la mezcladura de papeles
de huecograbado. En este sentido, las suspensiones de pigmentos
para estucado, obtenibles de acuerdo con la invención, se pueden
emplear, en especial, en el offset en pliegos, en particular para el
estucado sencillo de offset en pliegos, estucado doble de offset en
pliegos: estucado previo de offset en pliegos y estucado de
cubrición de offset en pliegos; - en el offset en rollos, en
particular para el estucado sencillo de offset en rollos de bajo
gramaje (LWC - siglas en inglés), estucado doble de offset en
rollos: estucado previo de offset en rollos y estucado de cubrición
de offset en rollos; - en el huecograbado, en particular para el
estucado sencillo por huecograbado LWC, estucado doble por
huecograbado: estucado previo por huecograbado y estucado de
cubrición por huecograbado;
- en el cartón, en particular para el estucado doble de cartón: estucado previo de cartón y estucado de cubrición de cartón, así como impresión flexográfica y para papeles especiales, en particular para etiquetas y envases flexibles. Los materiales de carga y pigmentos de acuerdo con la invención también pueden emplearse ventajosamente en papel para procesos de impresión digitales.
- en el cartón, en particular para el estucado doble de cartón: estucado previo de cartón y estucado de cubrición de cartón, así como impresión flexográfica y para papeles especiales, en particular para etiquetas y envases flexibles. Los materiales de carga y pigmentos de acuerdo con la invención también pueden emplearse ventajosamente en papel para procesos de impresión digitales.
El procedimiento ofrece la posibilidad de
emplear las suspensiones de pigmentos, preparadas conforme a la
invención, sin merma de la calidad en los papeles en bruto
fabricados con ellas, estucados y, en particular, las calidades
finales.
La presente invención se puede emplear también,
en particular, para la producción de adhesivos. De manera conocida,
los adhesivos son sustancias no metálicas, que unen los componentes
mediante adherencia de la superficie (adhesión) y resistencia
interna (cohesión). Adhesivo es un concepto genérico e incluye otros
términos habituales para tipos de adhesivo que son elegidos de
acuerdo con puntos de vista físicos, químicos o de la técnica de
tratamiento tales como, por ejemplo, cola, engrudo, adhesivos por
dispersión, disolventes, de reacción, de contacto. Las definiciones
de los adhesivos contienen, a menudo, adiciones para caracterizar
las sustancias base (por ejemplo engrudo de almidón, cola de resina
sintética, cola animal), las condiciones de tratamiento (por
ejemplo colas en frío, adhesivos por sellado en caliente o de
fusión, cola de montaje), finalidad de uso (por ejemplo, adhesivo
de papel, colas para madera, adhesivo de metales, engrudo para
papeles pintados, adhesivo de caucho) y forma de entrega (por
ejemplo adhesivo líquido, solución de cola, polvo de cola, cola en
placas, jalea de cola, masilla, cinta adhesiva, lámina
adhesiva).
Los adhesivos se basan, predominantemente, en
compuestos orgánicos, pero también se emplean adhesivos
inorgánicos.
La norma DIN 16 920 divide tipos de adhesivos en
adhesivos de unión física (colas, engrudos, disolventes, adhesivos
en dispersión, plastisol y de fusión) y de unión química (por
ejemplo adhesivos de cianoacrilato). Los adhesivos de unión física
pueden estar exentos de disolventes (adhesivos de fusión) o pueden
contener disolventes. Estos producen la unión por la variación del
estado del agregado (líquido \rightarrow sólido) o por
evaporación de los disolventes, antes o durante el proceso de pegado
y, por lo general, son de un solo componente.
Los adhesivos de reacción, de unión química, de
uno o varios componentes, pueden basarse en todas las reacciones de
polimerización: sistemas bicomponentes a base de resinas epoxídicas
y anhídridos de ácidos o bien poliaminas reaccionan según
mecanismos de poliadición, los cianoacrilatos o metacrilatos según
mecanismos de polimerización y los sistemas a base de aminoplastos
o fenoplastos según mecanismos de policondensación.
La gama de monómeros o polímeros, utilizables
como materias primas de adhesivos, es ampliamente variable y hace
posible pegamentos de casi todos los materiales. Es muy problemático
el pegado de materiales sintéticos.
El objetivo dominante de los actuales
desarrollos de adhesivos es el cambio (obligatorio desde un punto de
vista ecológico y económico) de los sistemas con contenido en
disolventes orgánicos a sistemas exentos de disolventes o con
contenido de agua en calidad de disolvente.
Los materiales de carga o pigmentos de acuerdo
con la invención son también adecuados para la fabricación de
pinturas y barnices. De manera particularmente preferida, los
materiales de carga o los pigmentos sirven para la producción de
pinturas de dispersión y colorantes de dispersión. Por estos últimos
se entiende un grupo de colorantes sintéticos, difícilmente
solubles en agua (en la mayoría de los casos colorantes azo o
derivados de antraquinona, también colorantes
naftol-AS) los cuales, junto con agentes
dispersantes y muy finamente molidos, se utilizan para la tinción y
estampación de fibras de acetato, poliéster, poliamida,
poliacrilonitrilo, PVC y poliuretano. En el caso de la tinción, las
porciones de colorante, molecularmente disueltas en el baño de
tinción, penetran por difusión en las fibras, forman allí una
solución sólida y, con ello, proporcionan coloraciones auténticas.
Una variante moderna es la denominada impresión por transferencia,
en la que los colorantes de dispersión son transferidos
térmicamente desde el papel al sustrato.
De esta forma, es posible aportar materiales de
carga o pigmentos inorgánicos, relativamente toscos, a una molienda
fina. En este caso, el usuario de los materiales de carga y
pigmentos de acuerdo con la invención no está ligado a tamaños
preestablecidos de las partículas por parte de los proveedores de
las materias primas. En muchos sectores del estado conocido de la
técnica es usual caracterizar a suspensiones finales de materiales
de carga o pigmentos de los proveedores de materias primas con el
número del porcentaje en peso en partículas menores que 2 \mum,
por ejemplo como calidad, finura o tipo 95, 90, 75, 60,50, etc.
En muchos sectores de la técnica la
granulometría juega un papel particular en el caso de emplear los
materiales de carga o pigmentos. En el sentido de la presente
invención es particularmente preferido emplear materiales de carga
o pigmentos que presenten una granulometría de 10 a 95% en peso de
partículas < 1 \mum, en cada caso referida al diámetro
equivalente.
Particularmente preferidos en el sentido de la
presente invención son materiales de carga o pigmentos con una
granulometría de
- a)
- 95 a 100% en peso de partículas < 20 \mum y/o
- b)
- 50 a 100% en peso de partículas < 2 \mum, en particular 50 a 95% en peso de partículas < 2 \mum, y/o
- c)
- 27 a 99% en peso de partículas < 1 \mum, en particular 27 a 75% en peso de partículas < 1 \mum, y/o
- d)
- 0,1 a 55% en peso de partículas < 0,2 \mum, en particular 0,1 a 35% en peso de partículas < 0,2 \mum,
en cada caso referida al diámetro
equivalente.
En lo que sigue se tratan sectores de aplicación
preferidos del procedimiento de acuerdo con la invención y de los
materiales de carga o pigmentos, así obtenidos.
La receta clásica de una pintura de dispersión
interna contiene, por norma general, una proporción de alrededor de
10% de una dispersión de polímeros a base de acrilato de estireno.
Una receta clásica de pintura para fachadas contiene, por norma
general, una proporción de 18 a 25% de una dispersión de
polímeros.
De acuerdo con la invención se encontró que, con
el empleo de una suspensión de materiales de carga revestida con
una dispersión de polímeros, puede reducirse la proporción de la
dispersión total o de la proporción de resina en la receta final
manteniendo la misma resistencia como hasta ahora, o que en el caso
de una misma proporción de resina en las recetas como hasta ahora
aumenta claramente la resistencia. En el presente caso, se dota a
una receta estándar de forma que pueda intercambiarse el 50% del
agente aglutinante contenido en la receta. Condicionado por la
necesidad de que, como base de los ensayos, se toma una suspensión
de carbonato de calcio revestida, se recurre entonces, análogamente
a ello, a la proporción de sólidos del carbonato de calcio en la
receta estándar y se modifica en la receta comparativa de manera que
los materiales de carga incorporados, hasta ahora, en seco en la
dispersión se emplean de forma adecuada por la misma cantidad de
suspensión calculada como sólido. Esto tiene como consecuencia que
están presentes dos recetas iguales, con cantidades iguales
adecuadas de agentes aglutinantes y cantidades iguales de materiales
de carga inorgánicos. En este último caso, sin embargo, una parte
de la proporción de la hasta ahora receta estándar, tal como se ha
descrito antes, se sustituyó por la suspensión de carbonato
revestida de nueva configuración de acuerdo con la invención. Con
ello se demostró que la resistencia aumenta de forma adecuada al
material de estucado, tomándose en este caso como base la capacidad
de lavado según la norma DIN. Las pinturas fabricadas utilizando
los materiales de carga o pigmentos de acuerdo con la invención
presentaban una capacidad de resistencia claramente mejorada.
En otro caso, se redujo la proporción de resina
en la receta con respecto a la receta estándar en un 20% en peso.
El 80% en peso restante de las resinas contenidas en la receta fue
reemplazado empleando, visto desde un punto de vista absoluto, este
restante 80% en peso en cada caso la mitad por la adición de una
dispersión estándar normal y la otra mitad la suspensión de
carbonato revestida de acuerdo con la invención de acuerdo con el
nuevo procedimiento. También en este caso se midió de nuevo la
capacidad de lavado en comparación con el patrón. Las pinturas
fabricadas utilizando los materiales de carga o pigmentos de acuerdo
con la invención presentaban una capacidad de resistencia
claramente mejorada.
Una receta de adhesivo contiene, clásicamente,
para un adhesivo para suelos típico para el pegado de material
textil o demás suelos una proporción de 35% de una dispersión
terpolímera con una proporción de resina del 50%.
En el presente caso se sustituyó una parte del
agente aglutinante por una parte a base de la presente invención,
de modo que la proporción total de resina en la receta se mantuvo
igual como hasta ahora, igualmente la proporción de materiales de
carga en la receta se mantuvo igual con respecto al patrón. Se debía
demostrar que la resistencia mecánica había mejorado claramente con
respecto al patrón.
Las recetas, así preparadas, se utilizaron
efectuando un pegado con un suelo de moqueta estándar previamente
establecido sobre una base sólida, tras lo cual se comparó la fuerza
que era necesaria para separar las capas pegadas de esta manera una
con otra. Los pegamentos fabricados utilizando los materiales de
carga y pigmentos de acuerdo con la invención presentaban fuerzas
de separación en capas claramente mayores.
En la industria del papel se utilizan para el
revestimiento de superficies habitualmente colores para estucado
que contienen aproximadamente 10% en peso de una dispersión de
polímeros (sólidos). En el presente caso, el color para estucado
estándar se basó en carbonato de calcio con 10% en peso de una
dispersión de polímeros (sólidos). Como alternativa, se preparó la
misma receta con cantidades iguales de carbonato y agente
aglutinante, modificándose, sin embargo, una parte de la receta
actual, sustituyendo tanto el agente aglutinante como el carbonato
de calcio de forma adecuada por una suspensión de carbonato de
calcio revestida de acuerdo con la invención, utilizándose para el
revestimiento la misma dispersión de polímeros que la añadida hasta
ahora a la receta únicamente como componente. Se comparó a
continuación la resistencia al arranque superficial del
revestimiento, revistiéndose en ambos casos con la receta antes
mencionada un papel soporte con aproximadamente 14 a 15 g/m^{2},
por una parte con el patrón, por otra parte con la alternativa. La
resistencia al arranque superficial explica qué película de
revestimiento está mejor unida con el papel soporte. La resistencia
al arranque superficial con el uso de los materiales de carga y
pigmentos de acuerdo con la invención se había claramente mejorado
con respecto a materiales de carga y pigmentos
estándares.
estándares.
Con estos tres ejemplos se pudo demostrar, desde
el punto de vista de la técnica de aplicación, que un revestimiento
en fase líquida del material de carga inorgánico proporciona una
clara mejora de los valores de resistencia mecánica del
revestimiento con respecto a la aplicación tradicional, mezclándose
simplemente dispersiones y materiales de carga inorgánicos.
Una aplicación particularmente preferida de la
presente invención se refiere al empleo de lodos de las aguas
residuales, en particular en la industria del papel.
En la fabricación de papel aparecen pérdidas de
colores para estucado o componentes de colores para estucado, que
se encuentran entre 4% en peso y 12% en peso del material
empleado.
\newpage
Estos colores para estucado residuales o
rechazos caen principalmente en la posición A de la figura:
- \bullet
- en los agregados para estucado, por ejemplo por el cambio de tipos, demoliciones, parada y puesta en marcha de la instalación,
- \bullet
- en el tratamiento de los colores para estucado, por ejemplo en el caso de cargas defectuosas, filtración,
- \bullet
- en el almacén de materias primas, en la descarga de camiones cisterna y vaciado de contenedores.
\vskip1.000000\baselineskip
Perturbaciones de este tipo están ligadas a
trabajos de limpieza, de manera que las aguas de rechazo presentan,
por norma general, sólo escasos contenidos en sólidos en torno a 1
-2% en peso. Los rechazos se reúnen la mayoría de las veces - al
igual que en el presente ejemplo del caso - sin separación en un
"contenedor recolector de materiales residuales" en la
posición B.
\vskip1.000000\baselineskip
En este lugar, la fábrica papelera puede tomar
diferentes caminos, por ejemplo
En la mayoría de los casos - al igual que en el
ejemplo del caso aquí descrito - los rechazos se floculan, por
ejemplo mediante centrífuga (posición C) o un proceso de
sedimentación (posición D), se deshidratan y se llevan a un
contenido máximo en sólidos (> 55%) y se "evacuan" de esta
forma en el vertedero. Se pierden en el proceso de producción
materiales muy valiosos tales como pigmentos y agentes
aglutinantes.
b) Retorno al proceso de estucado del papel
con ayuda de la presente invención, con simultánea ganancia de
la calidad para el pigmento de carbonato de calcio. Para ello, la
presente invención se integra en el circuito de producción de la
fábrica papelera.
Primeramente se floculan los rechazos bajo la
adición de productos catiónicos. Pigmentos y ligantes coagulados
son separados del agua. Para ello pueden servir dispositivos de
sedimentación (posición D) o decantadores (posición E). También
puede utilizarse el centrado de la centrífuga, posición C; el agua
de la clarificación resultante se utiliza como agua de fabricación
o pasa a la instalación de clarificación, sin lastrar a ésta.
Las posiciones C y D son, habitualmente, partes
de la fábrica papelera, la posición E es parte de la presente
invención. En el caso de aplicación aquí descrito, el rechazo
concentrado procedente del embudo de sedimentación propio de la
fábrica pasa a la instalación de molienda. Ésta se compone de los
elementos siguientes:
- Posición F
- contenedor de tampón para rechazo floculado y concentrado,
- posición G
- silo para género en polvo de CaCO_{3},
- posición H
- mezclador para mezclas de CaCO_{3} seco y rechazo,
- posición I
- contenedor de reserva para suspensión de CaCO_{3},
- posición K
- molino de bolas de 2 etapas,
- evtl. posición L
- eventual contenedor intermedio para suspensión de CaCO_{3} molido final.
\vskip1.000000\baselineskip
En este caso - al igual que en el caso de
aplicación - se trabaja como sigue:
- \bullet
- rechazo concentrado se reúne en el contenedor de tampón F. Si no precipita rechazo alguno, el contenedor se carga con agua.
- \bullet
- en el mezclador H se dispone rechazo y, eventualmente, agente dispersante y después se dispersa el polvo de CaCO_{3} procedente del silo G a 75 hasta 85% en peso,
- \bullet
- en el contenedor de reserva I se almacena de forma intermedia la suspensión y desde allí
- \bullet
- se carga continuamente el molino de bolas K. En el molino la suspensión se muele a la finura deseada bajo la adición de coadyuvantes de la molienda. Esta suspensión de carbonato de calcio se
- \bullet
- almacena de forma intermedia en el contenedor L y la misma suspensión se mezcla a continuación, tras el control del tamaño de partículas, sólidos, viscosidad y valor del pH, con la dispersión de polímeros en la cocina de estucado, y el color para estucado, así creado, se
- \bullet
- transporta al contenedor de reserva M de la instalación de estucado. En el caso del funcionamiento continuo puede renunciarse en el procedimiento de acuerdo con la invención también a los contenedores F e I.
\vskip1.000000\baselineskip
En el reciclaje de los rechazos conforme a la
presente invención, en teoría los pigmentos pueden ser separados y
devueltos solos. Sin embargo, el procedimiento de acuerdo con la
invención prevé también un retorno del agente aglutinante, ya que
la molienda del pigmento con el agente aglutinante es de decisiva
importancia para la calidad del pigmento de carbonato preparado. En
este caso, es irrelevante si el agente aglutinante está presente en
su forma original como dispersión de polímeros finamente dividida o
en estado floculado, es decir, coagulado como un montón de esferas,
dado que también como coagulado posee el agente aglutinante su
potencial de acción. En el caso de la molienda, mediante el trabajo
de trituración mecánico entre las esferas del agente aglutinante -
indistintamente en forma de partículas individuales o de aglomerado
- se extiende sobre las partículas de pigmento y se forma una
película debido a la alta temperatura. Las partículas de materiales
de carga o de pigmentos están cubiertas con una película, por lo
tanto, con agente aglutinante.
Por lo tanto, esta porción de agente aglutinante
ya está fijamente anclada y ya no se puede absorber en el sustrato
absorbente (papel soporte o cartón soporte). La absorción significa
la pérdida de agente aglutinante o el empobrecimiento del estucado
en agente aglutinante y, con ello, se reducen, por ejemplo, la
resistencia al arranque superficial y el brillo de impresión. La
absorción también puede tener lugar de forma irregular, si en el
papel soporte están presentes zonas de distinta absorción. Esto
conduce entonces a una imagen impresa con manchas (moteado).
Por el contrario, si en el procedimiento de
acuerdo con la invención se aplica un material de carga o pigmento
sobre el papel/cartón, que ya está cubierto con agente aglutinante,
no se produce migración alguna de este agente aglutinante. El
"rendimiento" del agente aglutinante es mayor; se obtienen
estucados más densos, una mayor resistencia al arranque superficial
y un mejor brillo de impresión, empleando menos agente aglutinante.
En el caso de un reparto homogéneo del pigmento para estucado, el
agente aglutinante está también repartido uniformemente, lo cual
conduce a una absorción uniforme de la tinta de impresión y
contrarresta el moteado. Esto se ha demostrado mediante ensayos y
experiencias con diferentes agentes aglutinantes, tanto en forma de
dispersión de polímeros estabilizada como en forma de agente
aglutinante desestabilizado, es decir, aglomerados de agente
aglutinante.
La realización del proceso de acuerdo con la
invención en una fábrica papelera habitual puede describirse como
sigue:
Silos de un tamaño arbitrario, por ejemplo de 50
a 1000 m^{3}, sirven para el alojamiento y almacenamiento de
materiales de carga y pigmentos secos con una granulación base
unitaria o eventualmente diferente, por ejemplo carbonato de
calcio. Mediante dispositivos dosificadores se garantiza una
descarga del polvo de materiales de carga y/o pigmentos con el
subsiguiente transporte, eventualmente a un contenedor o
contenedores de silos diurnos, eventualmente con dispositivos de
limpieza, dispositivos dosificadores para el o los polvos,
eventualmente gobernados a través de controles programables por
memoria (SPS - siglas en alemán) con las recetas electrónicamente
integradas determinan gravimétrica y/o volumétricamente las
cantidades de los componentes a mezclar, necesarias para la
mezcladura con agua, agua fresca o agua del circuito de la fábrica
papelera. De acuerdo con la invención, en lugar del agua fresca o
del agua del circuito puede emplearse, en parte o por completo, un
lodo de las aguas residuales con un contenido en sólidos de, en
particular, 0,02 a 50% en peso, eventualmente bajo la adición de
agua a una mayor concentración del lodo de las aguas residuales. De
manera correspondiente, son eventualmente necesarios contenedores
para el almacenamiento del lodo de las aguas residuales que
determinan gravimétrica o volumétricamente la cantidad a emplear.
Junto a ello son necesarios contenedores para el alojamiento de la
mezcla a base de pigmentos recientes o materiales de carga recientes
en forma de polvo, suspensión con contenido en pigmentos recientes
y/o con contenido en materiales de carga recientes y lodo de las
aguas residuales/agua, eventualmente coadyuvante de la molienda y
coadyuvante de la dispersión o demás coadyuvantes. Para la
dispersión y el ajuste de la estabilidad son necesarios
dispositivos de dispersión (disolvedores) o demás mecanismos de
agitación.
La preparación de materiales de carga y
pigmentos modificados en la superficie se puede llevar a cabo, de
acuerdo con el invento, de forma continua en molinos de bolas con
mecanismo agitador usuales, por ejemplo con una capacidad de 700 a
5000 l o mayores. Pasan a emplearse medios de molienda,
preferiblemente bolas de molienda, en particular con un diámetro de
1 a 4 mm.
Para el tratamiento de los lodos de las aguas
residuales se emplean habitualmente tamices, preferiblemente
tamices de arco para la separación de las impurezas (rotura de las
bolas, sustancias separadoras, herrumbre, etc.). Instrumentos de
medición por láser sirven para la determinación y el control de la
finura de la molienda durante el proceso de molienda y el gobierno,
sustentado por ordenador, de la instalación del molino de bolas con
mecanismo agitador. Eventualmente, son necesarios otros dispositivos
de inyección dosificadores para la dosificación posterior de
coadyuvantes de la dispersión y de la molienda en el molino de bolas
con mecanismo agitador. Después de la descarga de la suspensión de
pigmentos son necesarios, eventualmente, tamices para la separación
renovada de sustancias nocivas con un tamaño mayor que 20 \mum.
Típicamente, el material de pigmentos recientes y/o de materiales
de carga empleado, en particular polvo de carbonato de calcio
empleado en forma seca, presenta un grado de blancura según la
norma DIN 53163 de más del 90%, en particular un grado de blancura
de más del 95% en una finura de d_{97} \leq 25 \mum, una
finura no mayor d_{97} \leq 100 \mum, una pureza del
carbonato \geq 98%, una proporción de Sio_{2} \leq 1,0, en
particular \leq 0,2%.
Porciones variables, por ejemplo de carbonato,
mezcladas con la dispersión de polímeros se muelen para formar una
suspensión que presenta un contenido en sólidos que puede ser
ajustado, por ejemplo, a una pintura para estucado utilizable.
Eventualmente, el contenido en sólidos también se puede ajustar a un
valor más alto si la suspensión de pigmentos debe ser almacenada
transitoriamente durante más tiempo. La finura de la suspensión se
determina, en particular, por el tiempo de permanencia y/o la
absorción de energía durante la producción en el molino de bolas
con mecanismo agitador.
El grado de blancura de la suspensión de
pigmentos resulta, entre otros, de la relación de mezcladura de
pigmento reciente a agua o lodo de las aguas residuales y, en
particular, del tipo de pigmento reciente empleado.
En un ensayo práctico se pudieron confirmar las
siguientes investigaciones:
- \bullet
- Fábrica papelera con una máquina para la fabricación de papel y una producción anual de 100.000 t de papel estucado.
- \bullet
- Máquina para la fabricación de papel con grupos de estucado en línea previstos para el estucado previo y el estucado de cubrición.
- \bullet
- Consumo total de pigmentos 40.000 t, de ellas 20.000 t de CaCO_{3} de una calidad de finura de 60 para el estucado previo.
- \bullet
- Cantidad de rechazos 3.200 t/año.
- \bullet
- Capacidad de la instalación para llevar a cabo el procedimiento de acuerdo con la invención 24 t/día con CaCO_{3} (finura de 60*).
- \bullet
- Objetivo: molienda de 20 t de pigmento reciente con 1 t de rechazos con un contenido en sólidos de 75% en peso.
\bullet (finura de 60
significa una proporción de 60% en peso de partículas menores que 2
\mum).
\vskip1.000000\baselineskip
La integración de la instalación de molienda
comienza con la recolección de los rechazos ya floculados y
espesados hasta aprox. 40% en peso en el contenedor de tampón F,
que ya contienen la dispersión de polímeros.
En el mezclador H se dispuso el rechazo, así
como agente dispersante y del silo G se incorporó CaCO_{3} seco
(calidad de 30), hasta alcanzar un 75% en peso de sólidos. La
suspensión obtenida se bombeó al contenedor de reserva I y allí se
añadieron 1,8% en peso de un coadyuvante de la molienda usual en el
comercio (poliacrilato), referido al pigmento.
A partir del contenedor de reserva I se cargaron
entonces de forma continua los molinos de bolas K de 2 etapas. En
este caso el CaCO_{3} de calidad 30 se molió a CaCO_{3} de
calidad 60. Para la molienda, por cada t se tuvieron que emplear 85
kW. La suspensión de calidad 60, así preparada, se almacenó en el
contenedor intermedio L, hasta alcanzar el tamaño de partículas, la
viscosidad, el contenido en sólidos y el valor del pH y después se
bombeó al contenedor de reserva M para el pigmento para estucado
previo de la cocina de estucado. A continuación, también este
pigmento para estucado previo se mezcló con aprox. 16% en peso
(género comercial) de una dispersión de polímeros usual en el
comercio (Acronal®), de manera que se obtuvo un color para estucado
previo.
En el caso de aplicación, aquí descrito, el
color para estucado previo en el ensayo se componía de 60% en peso
de carbonato estándar de finura 60 más 40% en peso de AlphaCarb® de
finura 60, consistiendo esta proporción de 40% en peso en 15% en
peso de rechazos y 25% en peso de CaCO_{3} de finura 30, de modo
que la proporción del rechazo en el color para estucado previo era
de aprox. 7% en peso de rechazo. A una velocidad de estucado de 820
m/min, se aplicaron en la prensa de película en el estucado previo
10-11 g/m^{2}/hoja. El comportamiento a la
igualación del color para estucado en la prensa de película era
irreprochable y el estucado de cubrición se aplicó exento de
tiras.
El producto acabado del ensayo, estucado de esta
manera, se comparó con papel recubierto de forma estándar.
Estucados con el pigmento de acuerdo con la
invención proporcionaron, respecto a estucados con el pigmento 60
estándar
- \bullet
- una mayor resistencia al arranque superficial en el test de offset de nota 1 respecto a nota 2,
- \bullet
- un mayor brillo de la tinta de impresión de 82 frente a 75,
- \bullet
- un comportamiento de absorción más lento de la tinta de impresión en aprox. 15 s después del ensayo test de absorción,
- \bullet
- una mejor uniformidad de impresión (enjuiciado visualmente) de nota 2 frente a nota 3.
\vskip1.000000\baselineskip
También en el caso del examen óptico y sensorial
con el empleo de papeles fabricados con el empleo del procedimiento
de acuerdo con la invención se estableció una extraordinaria calidad
en los papeles de ensayo.
\vskip1.000000\baselineskip
Para la preparación de una suspensión de
pigmentos de carbonato de calcio con una proporción de finura de
más del 90% en peso < 2 \mum se empleó en un molino de bolas,
utilizando Calcicell®30, una dispersión aniónica acuosa de
copolímeros a base de acrilato de n-butilo,
acrilonitrilo y estireno, exenta de plastificantes y disolventes
(Acronal®S360 D). Esta dispersión de polímeros tenía un contenido en
sólidos de aprox. 50% en peso y un valor del pH de aproximadamente
8.
La cantidad de carbonato de calcio Calcicell®30
en la suspensión ascendió a 75% en peso. Como bolas de molienda se
emplearon bolas SAZ con un diámetro de 1,6 a 2,5 mm. El contenido
útil del molino era de 3 l. El rendimiento era de 1,3 kW a un
número de revoluciones de 450 a 1500 rpm.
Al carbonato de calcio y agua en las cantidades
mencionadas en la Tabla 1 se agregó un color para estucado
concentrado (68,7% en peso de contenido en sólidos). Con el fin de
preparar la suspensión se agregaron a las tandas en cada caso 1% en
peso de la dispersión de polímeros antes mencionada (base de
cálculo: proporción de materiales de carga).
La siguiente Tabla 1 muestra el programa de
ensayo:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
La finura de los materiales empleados se
determinó según el método de difracción por láser con el
aparato
Cilas:
Cilas:
- D50
- 4,63 \mum
- D100
- 27,83 \mum
- < 1 \mum
- 15,30%
- < 2 \mum
- 30,20%
\newpage
- D50
- 1,17 \mum
- D100
- 9,95 \mum
- < 1 \mum
- 41,50%
- < 2 \mum
- 76,10%
\vskip1.000000\baselineskip
Resultaron los resultados del análisis siguiente
con agua pura:
- Cantidad de bolas:
- 2,0 l
- cantidad de suspensión:
- 0,9 l
- número de revoluciones:
- aprox. 1100 rpm.
\vskip1.000000\baselineskip
Las muestras para la medición de la
granulometría se tomaron al cabo de 20, 40, 60, 80. 100 ó 120 min.
Durante el ensayo de molienda, el molino se refrigeró con agua.
Rx = 90,3/
\hskip0.5cmRy = 90,1/
\hskip0.5cmRz = 88,8/
\hskip0.5cmBGW = -1,7
\vskip1.000000\baselineskip
- Temperatura:
- 20ºC
- Viscosímetro:
- Brookfield HBTD
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Rx = 92,2/
\hskip0.5cmRy = 92,0/
\hskip0.5cmRz = 90,7/
\hskip0.5cmBGW = -1,6
\vskip1.000000\baselineskip
- Temperatura:
- 20ºC
- Viscosímetro:
- Brookfield HBTD
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Rx = 92,4/
\hskip0.5cmRy = 92,2/
\hskip0.5cmRz = 90,9/
\hskip0.5cmBGW = -1,6
\vskip1.000000\baselineskip
- Temperatura:
- 20ºC
- Viscosímetro:
- Brookfield HBTD
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Ligero residuo en el tamiz de 40 \mum,
formación de espuma, ligero pegado de las bolas.
Rx = 91,7/
\hskip0.5cmRy = 91,6/
\hskip0.5cmRz = 90,4/
\hskip0.5cmBGW = -1,4
\vskip1.000000\baselineskip
- Temperatura:
- 20ºC
- Viscosímetro:
- Brookfield HBTD
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\newpage
Residuo en el tamiz de 40 \mum más intenso que
en el Ejemplo 6, formación más intensa de espuma y pegado más
intenso de las bolas.
\vskip1.000000\baselineskip
Rx = 90,6/
\hskip0.5cmRy = 90,4/
\hskip0.5cmRz = 89,1/
\hskip0.5cmBGW = -1,7
\vskip1.000000\baselineskip
- Temperatura:
- 20ºC
- Viscosímetro:
- Brookfield HBTD
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Rx = 92,0/
\hskip0.5cmRy = 91,8/
\hskip0.5cmRz = 90,9/
\hskip0.5cmBGW = -1,2
\vskip1.000000\baselineskip
- Temperatura:
- 20ºC
- Viscosímetro:
- Brookfield HBTD
Claims (12)
1. Procedimiento para la preparación de
materiales de carga o pigmentos inorgánicos, modificados en la
superficie, de un tamaño de grano deseado, caracterizado
porque suspensiones de materiales de carga o de pigmentos de
materiales de carga o pigmentos inorgánicos con un contenido en
sólidos de 40 a 95% en peso se muelen, bajo la acción de fuerzas de
compresión y de cizalladura y con el empleo de
- (a)
- dispersiones de polímeros en una cantidad de 0,1 a 50% en peso, referido a los materiales de carga o pigmentos, seleccionados de caucho natural, caucho sintético, resinas sintéticas y materiales sintéticos a base de poliuretano, estireno/butadieno, estireno/ácido o éster de ácido acrílico, estireno/butadieno/ácido o éster de ácido acrílico, así como acetato de vinilo/ácido o éster de ácido acrílico y
- (b)
- coadyuvantes de molienda y/o agentes dispersantes, en sí conocidos, en una cantidad de más de 0,2 a 0,4% en peso (sustancia activa), referido a los materiales de carga o pigmentos,
a un tamaño de grano de los materiales de carga
o pigmentos de 10 a 95% de partículas < 1 \mum, referido al
diámetro equivalente, los agentes aglutinantes de las dispersiones
de polímeros se frotan sobre los materiales de carga o pigmentos y
se les cubre con ello con una película.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque se muelen carbonato de calcio natural
y/o precipitado, caolín, silicatos y oxihidratos de aluminio
sintéticos y/o naturales, dióxido de titanio, blanco satino,
dolomita, mica, escamas de metales, en particular de aluminio,
bentonita, rutilo, hidróxido de magnesio, yeso, silicatos
estratificados, talco, silicato de calcio, así como demás rocas y
tierras, o sus mezclas.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque se emplean suspensiones de materiales
de carga o de pigmentos con un contenido en materiales de carga o
pigmentos de hasta 90% en peso, referido a la suspensión.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se emplean
dispersiones de polímeros que se seleccionan de polímeros naturales
y/o sintéticos con un tamaño de partículas de, en particular, 0,005
a 6 \mum en fases acuosas o no acuosas.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque los materiales
de carga y/o pigmentos se ponen en contacto con una cantidad de 5 a
15% en peso de dispersión de polímeros (sustancia sólida), referida
a la cantidad de pigmento.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque los materiales
de carga y/o pigmentos se ponen en contacto con poliacrilatos.
7. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque las suspensiones
de materiales de carga y/o pigmentos se ponen en contacto con una
suspensión de pigmentos para estucado y/o un lodo de las aguas
residuales con contenido en materiales de carga y pigmentos para
estucado de las aguas residuales del estucado, instalaciones de
destintado, instalaciones de clarificación internas o dispositivos
de depósito de fábricas papeleras, de pinturas, adhesivos o demás
fábricas.
8. Procedimiento según la reivindicación 7,
caracterizado porque se emplea una suspensión de pigmentos
para estucado y/o un lodo de las aguas residuales con contenido en
materiales de carga y/o pigmentos para estucado con una relación de
porción de fibras a porción de materiales de carga y/o pigmentos de
2 a 98% en peso hasta 98 a 2% en peso.
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque se emplea una suspensión de pigmentos
para estucado y/o un lodo de las aguas residuales con contenido en
materiales de carga y/o pigmentos para estucado con una
concentración de sólidos de 0,02 a 80% en peso, en particular de 20
a 70% en peso.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque los materiales
de carga y/o pigmentos de las suspensiones se muelen a una
granulometría de
- a)
- 95 a 100% en peso de partículas < 20 \mum y/o
- b)
- 50 a 100% en peso de partículas < 2 \mum, en particular 50 a 95% en peso de partículas < 2 \mum, y/o
- c)
- 27 a 99% en peso de partículas < 1 \mum, en particular 27 a 75% en peso de partículas < 1 \mum, y/o
- d)
- 0,1 a 65% en peso de partículas < 0,2 \mum, en particular 0,1 a 35% en peso de partículas < 0,2 \mum,
en cada caso referida al diámetro
equivalente.
\vskip1.000000\baselineskip
11. Materiales de carga y/o pigmentos
inorgánicos, modificados en la superficie, obtenibles según un
procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1 a 10.
12. Uso de los materiales de carga y/o pigmentos
modificados en la superficie según la reivindicación 11, para la
producción de pinturas de dispersión, adhesivos, revestimientos o
masas para estucado para la industria papelera, en particular de
masas para estucado para diferentes segmentos, tal como offset en
pliegos, offset en rollos, huecograbado, cartón y papeles
especiales.
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