FI63334B - Foerfarande foer framstaellning av finkornig faelld kiseldioxid och anvaending av den saohaer erhaollna produkten - Google Patents

Description

)

RSrTl M m,KUULUTU*JULKAISU

lBJ (11) UTLÄGGNINCSSKRIFT 63 3 34 •S® (45) (51) Ky.ik.Vci.3 A 61 K 7/16, C 01 B 33/18 SUOMI—FINLAND (H) Pttanttlhikamut — PMantan>ekn<n| 760621 (22) Hakumitptlvl —Anteknlnpdag 10.03.76 (23) Alkuptlvt—GIMihrndag 10.03.76 (41) Tullut julklMksI — Bllvlt offantHf 13.09.76

Patentti- ja rekisterihallitus Nthttviiuip^on |. kuuMuliutaun pvm.- Q 0

Patent- och ragiatentyralaan ' ' AmOkan utlagd oeh utl-akrtfUn puMIcarad 28.02.83 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begird prlorltet 12.03.75 USA(US) 557707 (71) J.M. Huber Corporation, Locust, New Jersey, USA(UF>) (72) Satish Kumar Wason, Churchville, Maryland, Robert Kenneth Mays,

Havre de Grace, Maryland, USA(US) (7^) Berggren Oy Ab (5M Menetelmä hienojakoisen, seostetun piidioksidin valmistamiseksi ja näin saadun tuotteen käyttö - Förfarande för framställning av fin-kornig fälld kiseldioxid och användning av den sähär erhällna pro-dukten Tämä keksintö koskee menetelmää synteettisen, saostetun piidioksidin valmistamiseksi. Tarkemmin sanoen keksintö koskee saostettujen, erittäin huokoisten piidioksidien valmistusta antamalla alkalimetallisilikaatin vesiliuosten reagoida hapo-tusaineen kanssa. Nämä uudet tuotteet ovat erittäin huokoisia, hienojakoisia piidioksideja, joilla on erinomaiset ominaisuudet mitä tulee rakenneindeksiin, öljyn absorptioon, huo-kostilavuuteen, pinta-aktiivisuuteen, murenevuuteen ja kostu-tusominaisuuksiin. Tuotteet ovat sopivia käytettäviksi luji-tusaineina kumeissa, maaleissa, paperissa, pesuaineissa, mole-kyyliseuloissa ja polymeeriseoksissa. Erityisen sopivia tuotteet ovat käytettäväksi hampaiden puhdistusaineissa.

Kuten alalla tiedetään hienojakoisia piihappo- tai piidioksidi-hiukkasia voidaan valmistaa hapottamalla silikaatin vesiliuosta hapolla, kuten rikkihapolla. Tällaisia tuotteita on kaupallisesti saatavissa ja niille ovat luonteenomaisia seuraavat ominaisuudet: suuri huokoisuus, suuri märkäkakun kosteuspitoisuus, suuri öljy-absorptio, pieni valley-kuluma, suuri pinta-ala ja pieni tiivis-tiheys. Johtuen sellaisista ominaisuuksista kuten suuresta öljyabsorptiosta näitä pigmenttejä on menestyksellisesti käytetty lujittavina pigmentteinä kumissa.

63334

Kuitenkin suuri märkäkakun kosteuspitoisuus on haitallinen siinä mielessä, että kuivaus- ja suodatusnopeudet pienenevät.

Amerikkalaisessa patentissa 2 940 830 kuvataan menetelmää hienojakoisten piihappojen valmistamiseksi, jotka ovat sopivia lujitusaineina kumiseoksissa. Edellä olevassa patentissa kuvataan menetelmää piihappo-materiaalin valmistamiseksi, jolle on luonteenomaista keskimääräinen p lopullinen hiukkaskoko 0,015-0,04 mikronia ja pinta-ala 25-200 m /g, lisäämällä säädetyllä nopeudella happoa alkalimetallisilikaattiin, jolloin saadun lietteen pH pysyy jatkuvasti arvon 7 yläpuolella.

Amerikkalaisessa patentissa 3 235 331 kuvataan menetelmää saostetun piihapon valmistamiseksi, joka on hyödyllinen lujitusaineena kumille. Tässä patentissa paljastetaan menetelmä, jossa alkalimetallisilikaatin vesiliuosta ja happoa lisätään samanaikaisesti reaktioastiaan. Tätä samanaikaista lisäystä jatketaan, kunnes panoksen viskositeetti nousee maksimin kautta ja laskee sitten oleellisesti matalammalle tasolle. Hapotusaineen ja alkalimetallisilikaatin määrät on suhteutettu saadun lietteen pH:n pitämiseksi oleellisesti muuttumattomana koko reaktion pääosan ajan välillä 10-12. Prosessi toteutetaan lämpötilassa 80-90°C ja lopputuote johtaa kuivauksen jälkeen piihappoon, jonka pinta-ala on 260 m^/g.

Amerikkalaisessa patentissa 3 445 189 kuvataan menetelmää hienojakoisen piihapon valmistamiseksi lisäämällä samanaikaisesti alkalisilikaa-tin ja vahvan mineraalihapon liuoksia veteen lämpötilassa välillä 70-90°C samalla , kun reaktion pH pidetään välillä 7~9· Patentin haltijat korostavat, että edellä mainitulla menetelmällä saatu tuote on hienojakoinen ei-hyytelömäinen piihappo, joka on hyödyllinen täyteaineena luonnon- ja synteettiselle kumille. Tässä patentissa paljastetaan, että laajat tutkimukset ovat osoittaneet, että jos hienojakoisella piihapolla on määrä olla hyvät lujitusominaisuudet kumeille, sen pinta-alan on oltava 100-250 m /g ja öljyabsorption yli 2 cirr/g tai 200 cm^/100 g.

Amerikkalaisessa patentissa 3 730 749 paljastetaan menetelmä piihapon valmistamiseksi käytettäväksi lujitettavissa seoksissa. Tässä patentissa viskositeetin kasvu, joka tapahtuu vesipitoisen alkalimetallisilikaatin hapotuksen aikana, minimoidaan oleellisesti lisäämällä säädetty määrä alkalimetallisilikaattia. Tämän patentin esimerkeissä 3 63334 I, II ja III piihapposuotokakkujen kuiva-ainepitoisuudet olivat 18,5; 2*1,9 ja 25,1 % mainitussa järjestyksessä.

Piihapon rakenneindeksi on yhteydessä kumiominaisuuksiin - rakenne-indeksiltään suuremmalla piihapolla on paremmat kumiominaisuudet kuin rakenneindeksiltään pienemmällä piihapolla.

Kaupallisesti saatavat synteettiset piihapot on saatu joko nestefaasi-tai kaasuprosessilla. Piihappoja, jotka on saatu kaasuprosessilla, kutsutaan höyrystetyiksi tai pyrogeenisiksi piihapoiksi. Nesteproses-silla saadut tuotteet luokitellaan piihappogeeleiksi ja saostetuiksi piihapoiksi. Markkinoilla on kolme selvästi erotettavaa synteettisten piihappojen tyyppiä: 1. Pyrogeeniset piihapot

Pyrogeeniset tai höyrystetyt piihapot valmistetaan antamalla piitetra-kloridihöyryn reagoida happi- ja vetykaasun kanssa korkeissa lämpötiloissa. Näillä tuotteilla on suuret ulkoiset pinta-alat.

2. Piihappogeelit

Piihappogeelit ovat kahta tyyppiä - hydrogeelejä ja aerogeelejä. Hydro-geelit valmistetaan antamalla liukoisen silikaatin, kuten natriumsili-kaatin reagoida väkevän rikkihapon kanssa. Geeli pestään suolattomaksi, kuivataan, höyryjauhetaan ja lajitellaan. Aerogeelit valmistetaan epäpuhtaista hydrogeeleistä korvaamalla niiden vesisisältö alkoholilla. Alkoholi otetaan sitten talteen kuumentamalla geeliä autoklaavissa.

Aerogeelit ovat kevyempiä ja höytälemäisempiä kuin hydrogeelit, koska geelirakenteen kutistuma vältetään kuivausprosessin aikana. Geeleillä 2 on hyvin suuret pinta-alat yleensä välillä 300-1000 m /g ja suuret huokoisuudet.

3. Saostetut piihapot

Saostetut piihapot valmistetaan destabiloimalla ja saostamalla piihappo liukoisesta silikaatista lisäämällä mineraalihappoa ja/tai happamia kaasuja. Reagensseihin kuuluu näin ollen alkalimetallisilikaatti ja mineraalihappo, kuten rikkihappo tai hapottava aine, kuten C02- 4 63334

Kun hapotusainetta lisätään alkalimetallisilikaattiin tietyssä pisteessä prosessin aikana, piihappo alkaa saostua. Hapo-tusaineen lisäystä jatketaan, kunnes lopullisen piihapon alkali-metallisilikaatin M£0 (M:n ollessa alkalimetalli) on alle n.

1 paino-?. Yleissääntönä hapotusainetta lisätään alkalimetallisilikaattiin silikaattianioniin sitoutuneen alkaliosan neut-raloimiseksi. Reaktioliete suodatetaan ja pestään puhtaaksi reaktion sivutuotteesta, joka on hapotusaineen alkalimetalli-suola. Suotokakku kuivataan ja jauhetaan hienoudeltaan halutun-asteisen piihapon saamiseksi.

Ennen kuivausvaihetta piihapposuotokakku yleensä johtaa suoto-kakkuun, joka sisältää hämmästyttävän suuren määrän vettä. Esimerkiksi piihappo, joka on hyödyllinen täyteaineena kumin ja elas-tomeerien lujittamiseen, sisältää yleensä 80-85 % vettä kakussaan. Kts. amerikkalainen patentti 3 730 749. Suotokakussa läsnä oleva vesiprosentti tunnetaan märkäkakun kosteusprosenttina, lyhennettynä "?WCM". Sata miinus ?WCM antaa suotokakun kuiva-ainesisällön. Suotokakun kuiva-ainepitoisuusprosentista käytetään nimitystä suotokakun kuiva-aineprosentti, lyhennettynä "?FCS".

Sanonta "rakenne” määritellään piihapon kykynä pitää vettä märkä-kakussaan. Materiaaleista, jotka pidättävät alle 70 % tai välillä 5Ο-7Ο %t käytetään nimitystä vähän huokoiset piihapot. Rakenne-veden kokonaismäärä, joka on liittynyt 45,4 kilogrammaan piihapon kuiva-ainesisältöä, määritellään "rakenne-indeksiksi", lyhennettynä "S.I.".

Matemaattisesti s.i. = inm-x 100 = *-WCM— x aoo

(100 - «CM) * PCS

Alan aikaisemmat piihapot (kts. amerikkalaiset patentit 2 940 830; 3 235 331; 3 445 189; 3 730 749) ovat erittäin huokoisia piihappo-ja, joilla on suuret S.I.-arvot. Nämä piihapot ovat hyödyllisiä lujittavia täyteaineita elastomeereissa ja kumissa.

Tämä keksintö koskee siis menetelmää saostettujen erittäin huokoisten piihappojen valmistamiseksi ja saatujen tuotteiden käyttöä. Keksinnön mukaisen menetelmän pääasialliset tunnusomaiset piirteet on annettu oheisissa patenttivaatimuksissa. Myös saatujen tuotteiden käytön tunnusmerkit on esitetty patenttivaatimuksessa.

63334 Tämän keksinnön toteutuksessa tunnettu tilavuusmäärä alkalimetallisili-kaatin vesiliuosta panostetaan reaktioastiaan. Hapotusainetta, kuten rikkihappoa lisätään sitten silikaattiliuokseen, kunnes hienojakoisia piihappo- tai piidioksidihiukkasia saostuu. Lisätyn hapotusaineen määrän tulee olla se, joka teoreettisesti vaaditaan reagoimaan silikaatin kanssa piidioksidin saostamiseksi yleisen kaavan:

M20(Si02)x + H+ A" -* (Si(Vx ‘ H2° + MA

mukaisesti, jossa M on alkalimetalli, A on hapon suolaradikaali, ja x on luku 1-4. Saostuksen aikana käytetään riittävää sekoitusta rea-genssien läheisen sekoittumisen varmistamiseksi.

Saostettujen piidioksidihiukkasten ominaisuudet voidaan sovittaa annettua loppukäyttöä varten syöttämällä toinen, tunnettu tilavuusmäärä alkalimetallisilikaattiliuosta reaktiomassaan, joka sisältää saoste-tut piidioksidihiukkaset ja hapottamalla näin lisätty silikaatti niin, että hieno piidioksidikerros muodostuu edeltäjähiukkasten pinnalle. Saostetuilla piihapoilla on pienentynyt märkäkakun kosteuspitoisuus, mikä merkittävästi pienentää niiden kokonaisvalmistuskustannuksia.

Kuva 1 on käyrä, joka kuvaa piihapon rakenneindeksin muutosta silikaatin jälkikäsittelyn funktiona.

Kuva 2 on käyrä, joka kuvaa piihapon öljyabsorption muutosta silikaatin jälkikäsittelyn funktiona.

Kuva 3 on käyrä, joka kuvaa piihapon huokostilavuuden muutosta silikaatin jälkikäsittelyn funktiona.

Kuva 4 on käyrä, joka kuvaa piihapon pinta-alan muutosta silikaatin jälkikäsittelyn funktiona.

Kuva 5 on käyrä, joka kuvaa piihapon murenevuuden prosentuaalista muutosta silikaatin jälkikäsittelyn funktiona.

Kuva 6 on käyrä, joka kuvaa miten säädetyn taitekertoimen piihappojen rakenneindeksi muuttuu silikaatin jälkikäsittelyn funktiona.

Kuva 7 on käyrä, joka kuvaa, miten säädetyn taitekertoimen piihappojen öljyabsorptio muuttuu silikaatin jälkikäsittelyn funktiona.

Kuva 8 on käyrä, joka kuvaa, miten säädetyn taitekertoimen piihappojen huokostilavuus muuttuu silikaatin jälkikäsittelyn funktiona.

Kuva 9 on käyrä, joka kuvaa, miten säädetyn taitekertoimen piihappojen pinta-ala muuttuu silikaatin jälkikäsittelyn funktiona.

Kuva 10 on käyrä, joka kuvaa, miten säädetyn taitekertoimen piihapon prosentuaalinen murenevuus muuttuu silikaatin jälkikäsittelyn funktiona.

6 63334

Kuva 11 on käyrä, joka kuvaa esimerkkien I-V piihappopigmenttejä sisältävien kumiseosten moduliarvojen muutosta silikaatin prosentuaalisen jälkikäsittelyn funktiona.

Kuva 12 on mikroskooppivalokuva keksinnön tuotteesta 10 %:n jälkikäsittelyllä ilman adduktia.

Kuva 13 on mikroskooppivalokuva keksinnön tuotteesta 30 %:n jälkikäsittelyllä, ilman adduktia.

Kuva 14 on mikroskooppivalokuva keksinnön tuotteesta 70 %:n jälkikä-sittelylä, ilman adduktia.

Kuva 15 on mikroskooppivalokuva keksinnön tuotteesta 20 %:n jälkikäsittelyllä adduktina alumiinisulfaatti.

Kuva 16 on valokuva, joka kuvaa alan aikaisempaa tuotetta ilman jälkikäsittelyä ja rikkihapolla hapotetulla natriumsilikaatilla.

Keksinnön toteutuksessa alkalimetallisilikaattiliuosta hapotetaan ensin, kunnes vähintään 90 % piidioksidista on saostunut. Toisin sanoen 99 % silikaattianioniin sitoutuneesta alkaliosasta on reagoinut. Tässä vaiheessa saostetun piihapon lietettä jälkikäsitellään lasketuilla määrillä silikaattiliuosta. Happoa syötetään sitten reaktioväli-aineeseen määrä, joka teoreettisesti vaaditaan reagoimaan toisen sili-kaattiliuoksen kanssa, joka on lisätty saostetun piihapon lietteeseen. Jälkikäsittelyvaiheessa lisätyn silikaattiliuoksen määrä vaihtelee riippuen kulloinkin halutuista ominaisuuksista, mutta sen tulee olla n. 10-70 paino->S alkuperäisestä silikaatista, joka on hapotettu hapolla. Ellei toisin ole ilmoitettu jälkikäsittelyvaiheessa syötetyn silikaatin ja hapon määrän tulee olla sellainen, että se saostaa lisää piihappoa viimemainitun muodostaessa n. 10-70 % piihaposta, joka oli läsnä lietteessä ennen sanottua jälkikäsittelyä.

Alalla on aikaisemmin yleensä opetettu, että alkalimetallisilikaatin hapotuksen aikana havaitaan maksimi reaktioviskositeetti, kun alkali-metallisilikaattia on neutraloitu n. 25-60 % (teoreettisesti). Ehdotetaan, että viskositeetin kasvu myötävaikuttaa aggregaattien muodostumiseen, joilla on laaja hiukkaskokoalue, joka on sopimaton käytettäväksi kumi- ja paperiseoksissa.

Yleisesti myönnetään myös, että johtuen paikallisesta geelittymisestä sopivaa piihappomisellien tiivistymistä ei tapahdu korkean viskositeetin aikana. Tämä johtaa alan aikaisempien piihappojen erittäin suureen märkäkakun kosteussicältöön ja selittää sen. Tämän keksinnön 63334 avulla on mahdollista alentaa saostettujen piihappojen märkäkakun kosteutta uhraamatta edullisia kumiominaisuuksia. Itse asiassa ne paranevat. Todetaan myös, että piihapon märkäkakun kosteus ja rakenne kulkevat käsi kädessä. Niinpä paljastetaan, että kun märkäkakun kosteus kasvaa, myös pigmentin kumiominaisuudet paranevat. Märkäkakun kosteuden kasvu on suhteessa valmistuskustannusten nousuun. Suurempi märkäkakun kosteus merkitsee, että tehdasprosessin aikana tällaisen piihapon kuivaus- ja käsittelykustannukset kasvavat. Tämän vuoksi on erittäin tärkeää pienentää piihappopigmentin märkäkakun kosteutta samalla, kun edelleen ylläpidetään oleellisen korkeaa rakenneindeksiä piihappopigmentissä, jotta se toimisi hyödyllisenä lujituspigmenttinä. Tämä ei ollut mahdollista ennen tätä keksintöä.

Näin ollen on tämän keksinnön kohteena saada aikaan parannettu menetelmä piihappopigmentin valmistamiseksi, joka on hyödyllinen kumia lujittavana täyteaineena. Tämä parannettu menetelmä johtaa märkäkakun kosteuden alenemiseen, huonontamatta kuitenkaan kumia lujittavia ominaisuuksia ja piihappopigmenttien muuta käyttökelpoisuutta.

Tämä keksintö on tunnettu seuraavista menetelmävaiheista: (1) syötetään tunnettu määrä alkalimetallisilikaatin vesiliuosta reaktioastiaan; alkalimetallisilikaatin kaavan ollessa M20(Si02)x> jossa M on natrium tai kalium ja x on 2-4 molemmat luvut mukaanluettuina; (2) sekoitetaan jatkuvasti alkalimetallisilikaatin vesiliuosta reaktioastiässä; (3) saatetaan alkalimetallisilikaattiliuos kosketukseen hapon kanssa hienojakoisten saostettujen piidioksidihiukkasten vesisuspension muodostamiseksi; (4) jatketaan hapon lisäystä, kunnes piidioksidin saostuminen on mennyt vähintään 99 £:sesti loppuun; (5) syötetään toinen alkalimetallisilikaatin vesiliuos reaktio-astiaan, joka sisältää hienojakoisen saostetun piidioksidin; (6) saatetaan vaiheessa (3) muodostettu reaktiomassa kosketukseen hapon kanssa, jota happoa lisätään määrä, joka teoreettisesti vaaditaan reagoimaan alkalimetallisilikaatin toisen vesiliuoksen silikaatin kanssa; (7) suodatetaan näin muodostettu reaktiomassa; ja (8) pestään, kuivataan ja otetaan talteen saatu tuote.

Havaittiin yllättäen, että piihapon reaktiolietteen jälkikäsittely johtaa merkittävään piihappotuotteen märkäkakun kosteussisällön pienenemiseen ilman vastaavaa ja odotettua pienenemistä lopullisessa käyttökelpoisuudessa.

8 63334 Käytetyllä alkalimetallisilikaatilla tulee normaalisti olla koostumus I^CKSiC^) , jossa M on alkalimetalli ja x on 2 tai suurempi, tavallisesti 2-4 murtoluvut mukaanluettuna. Natrium- tai kaliumsilikaatte-ja ja muita alkalimetallisilikaatteja voidaan käyttää, mutta natrium-silikaatti on suositeltava, koska sitä on taloudellisinta käyttää. Useita eri mineraalihappoja ja muita heikkoja hapotusaineita, kuten C02:a ja orgaanisia happoja voidaan käyttää keksintöä toteutettaessa. Esimerkkejä mineraalihapoista, jotka on havaittu erityisen sopiviksi, ovat fosfori-, typpi-, kloorivety- ja rikkihappo. Näistä kloorivety-happo ja rikkihappo ovat suositeltavia ja rikkihappo on erityisen suositeltava, koska se on taloudellisin mineraalihappo käyttää. Jos mineraalihappo on kaksiemäksinen happo, so. rikkihappo, happoliuoksen väkevyyden tulee olla luokkaa 8-22 # ja mieluummin n. 10-15 paino-#. Muiden happojen kuten yksi- tai kolmiemäksisten happojen väkevyydet tulee säätää normaalisuuksiin (N), jotka vastaavat kaksiemäksistä happoa. Uskotaan, että pieni mineraalihappoväkevyys auttaa minimoimaan alkalimetallisilikaattiliuoksen suuren väkevyyden paikalliset reaktiot.

Siirtyen nyt pitemmälle meneviin tyypillisiin yksityiskohtiin keksintöä toteutettaessa alkalimetallisilikaatti panostetaan ensin reaktoriin sen liuoksena ja liuos kuumennetaan lämpötilaan välille n. 60-90°C, mieluummin välille n. 60-80°C jatkuvasti sekoittaen. Alkalimetallisi-likaatin väkevyyden tulee olla välillä n. 8-25 paino-# silikaattia, mieluummin n. 8-15 paino-# silikaattia.

Hapotusainetta tai happoa, esim. rikkihappoa panostetaan seuraavaksi reaktioastiaan, kunnes saostuminen on mennyt oleellisesti loppuun, so. vähintään 99 # piihapon teoreettisesta määrästä on saostunut. Saostuksen jälkeen ja samalla, kun sakkaa pidetään suspensiossa (esim. sekoittamalla), lietettä tai suspensiota jälkikäsitellään syöttämällä ensin alkalimetallisilikaattiliuosta, jolla on oleellisesti sama väkevyys kuin alkuperäisellä silikaattiliuoksella. Lisätyn määrän tulee muodostaa 10-70 paino-# siitä silikaattiliuoksesta, joka alunperin panostettiin reaktoriin. Jos liuoksen väkevyys on sama, jälkikäsittelyssä lisätty kokonaissilikaattiliuos muodostaa yksinkertaisesti luonnollisesti 10-70 # alunperin lisätystä liuoksesta. Happoa lisätään sitten reagoimaan toisen jälkikäsittelyssä lisätyn silikaatin kanssa.

Tämä keksintö johtaa uuteen tuoteluokkaan , jolla on ainutlaatuinen 63334 fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien yhdistelmä. Näihin kuuluvat öljyabsorption yli 190 cm^/100 g ja rakenneindeksin 505 yhdistelmä. Itse asiassa keksintöä toteutettaessa voidaan saada tuote, jonka öljyabsorptio on välillä 190-212 cm^/100 g vastaavan rakenneindeksi-alueen ollessa välillä 505-365· Kuten seuraavissa esimerkeissä nähdään havaittiin, että kun prosentuaalista jälkikäsittelyä lisättiin yli 10 %:n3 rakenneindeksi laski öljyabsorption kuitenkin samanaikaisesti noustessa. Tämä oli odottamatonta ja kasvaneen öljyabsorption ja pienentyneen märkäkakun kosteuden (tai rakenneindeksin) yhdistelmä uutta.

Muita keksinnön tuotteen ominaisuuksia ovat pinta-ala välillä 120-220 2 *, m /g; huokostilavuus välillä 3,55-4,44 cmJ Hg/g Si02 ja jopa 98 %:n murenevuus.

Eräässä erityisen edullisessa toteutusmuodossa saostetun tuotteen taitekerrointa ja pinta-alaa säädetään lisäämällä adduktioalkuainetta kuten alumiinia ja magnesiumia. Tässä mielessä voidaan huomauttaa, että jälkikäsittely itse asiassa pienentää saadun tuotteen pinta-alaa verrattuna vertailutuotteeseen (ei käsittelyä). Minimipinta-ala saadaan jälkivakiointikäsittelyllä, joka on välillä 30-50 %. Tämän pinta-alan pienenemisen arvellaan johtuvan mikrohuokoisuuden eliminoitumi-sesta. Addukti ei kuitenkaan toimi vain nostaen taitekerrointa, vaan suurentaa myös jälkivakioidun tuotteen pinta-alaa. Tässä toteutusmuodossa happoa esisekoitetaan adduktimateriaalin so. alumiinin (mieluummin sen vesiliukoisen suolan, kuten alumiinisulfaatin jne. muodossa) liuosta ja happo-metallisuolaseosta käytetään sitten alkalimetalli-silikaatin vesiliuoksen hapottamiseen. On havaittu, että adduktin lisäys suurentaa tuotteen pinta-alaa ja taitekerrointa, mutta ei vaikuta oleellisesti sen muihin ominaisuuksiin. Tyypillisiä metalleja, joita voidaan käyttää, ovat alumiinin, magnesiumin, kalsiumin ja sinkin vesiliukoiset suolat.

Keksintöä toteutettaessa saavutetaan tärkeitä käsittelyetuja.

Reaktori tai reaktioastia on varustettava lämmityslaitteella, esim. höyryvaipalla halutun reaktiolämpötilan ylläpitämiseksi ja siinä on oltava riittävät sekoitusvälineet voimakkaan takaisinvirtauksen tuottamiseksi nesteen pääosaan ja sisääntulevien reagenssien suuren väkevyyden omaavien vyöhykkeiden välttämiseksi. Laitteisto voidaan myös varustaa varastosäiliöillä (reagensseja varten), jotka on liitetty reaktioastiaan putkilla, jotka on varustettu virtauksen säätölaitteella.

10 63334

Reaktioastia voidaan varustaa poistoputkeila, joka johtaa suodatti-meen, joka voi olla tavanomaista rakennetta. Kuten yllä huomautettiin muodostettu massa pestään ja kuivataan. Nämä vaiheet voidaan suorittaa tavanomaisessa laitteistossa.

Seuraavat esimerkit auttavat kuvaamaan tarkemmin tätä keksintöä. Esimerkki I

Väkevä natriumsilikaattiliuos, jossa oli 38,2 % kuiva-aineita, jotka sisälsivät 10,7 % Na^O ja 27,5 % Si02, laimennettiin riittävällä määrällä vettä laimean natriumsilikaattiliuoksen valmistamiseksi, jossa oli 3,78 % Na20 ja 9,52 SiOg. Tämän laimean silikaattiliuoksen ominaispaino oli 1,121.

Varastosäiliöstä saatua 93,0 %:sta kaupallista rikkihappoa laimennettiin riittävällä määrällä vettä laimean rikkihappoliuoksen valmistamiseksi, jonka väkevyys oli 11,4 % ja ominaispaino 1,076 20°C:ssa.

Näitä laimeita natriumsilikaatti- ja rikkihappoliuoksia käytettiin piihappopigmenttien valmistukseen seuraavissa reaktio-olosuhteissa:

Natriumsilikaatin tilavuus 37,85 1

Natriumsilikaatin koostumus 3,78 % Na^O

9,52 % Si02

Laimean silikaattiliuoksen ominaispaino 1,121 20°C:ssa

Laimean rikkihapon väkevyys 11,4 %

Rikkihapon lämpötila 38°C

Rikkihapon lisäysnopeus 400 ml/min

Reaktiolämpötila 80°C

Menettely 37,85 1 natriumsilikaattiliuosta (koostumukseltaan 3,78 % Na^O ja 9,52 % SiO^) lisättiin 130 litran ruostumattomaan teräsreaktoriin, jossa oli vaippa höyrylämmitystä varten.

Silikaattiliuos kuumennettiin 80°C:n reaktiolämpötilaan. Väkevyydeltään 11,4 ?:sta ja 38°C:ssa olevaa rikkihappoliuosta lisättiin nopeudella 400 ml/min reaktoriin, jota pidettiin 80°C:n reaktiolämpötilassa.

Hapon lisäystä jatkettiin, kunnes saavutettiin loppu-pH 5,8-6,0. Reak-tiolietettä keitettiin 100°C:ssa 20 minuuttia ja lopullinen pH säädöt- 11 63334 tiin uudelleen arvoon 5,8-6,0. Saatu liete sisälsi 8 % piihappoa ja se suodatettiin suotopuristimellä. Suotokakku pestiin vedellä sen puhdistamiseksi reaktion sivutuotteesta (natriumsulfaatti).

Osaa suotokakusta kuivattiin 105°C:ssa vakiopainoon piihappopigmentin märkäkakun kosteussisällön ja rakenneindeksin määrittämiseksi.

Loput piihaposta kuivattiin uunissa ja kuiva materiaali jauhettiin haluttuun hienousasteeseen. Kuivalle hienojakoiselle hiukkasmaiselle piihappojauheelle suoritettiin erilaisia fysikaaliskemiallisia kokeita.

Yllämainitut reaktio-olosuhteet ja menettely ovat tyypillisiä menetelmälle, jolla tavanomaista alan aikaisempaa saostettua piihappoa tuotetaan. Tämän vuoksi tätä esimerkkiä I verrataan tämän keksinnön avulla saadun piihapon parantuneiden ominaisuuksien vahvistamiseksi.

Esimerkin I alan aikaisemmalle piihapolle suoritettiin erilaisia kokeita ja saatiin seuraavat tulokset: Märkäkakun kosteus -% - 86,0

Rakenneindeksi = 615 Öljyabsorptio = 172 cm^/100 g

Hiukkasten välinen huokostilavuus = 2,95 cirn^ Hg/g SiQ, BET-pinta-ala = 164 m2/g

Murenevuusprosentti = 10 Käytettiin seuraavia menettelyjä yllä olevien tulosten laskemiseen. Rakenneindeksi (S.I.) laskettin käyttäen seuraavaa yhtälöä: S.I. = ( -CM- ) x 100

100 - $WCM

Esimerkistä I saadun lopputuotteen öljyabsorptio määritettiin loppuun-hierontamenetelmällä. Tämä menetelmä perustuu periaatteeseen, jossa sekoitetaan pellavansiemenöljyä piihappoon hieromalla lastalla tasaisella pinnalla, kunnes muodostuu sitkeä kittimäinen pasta. Mittaamalla öljyn määrä, joka tarvitaan pastaseoksen saamiseen, joka käpristyy kokoon, kun se levitetään, voidaan laskea piihapon öljyabsorptio-arvo - arvo, joka edustaa sitä tilavuusmäärää, joka tarvitaan painoyksikköä kohti piiliappoa pähapon imukapasiteetin tyydyttämiseen, öljyabsorptio-arvon laskeminen suoritettiin seuraavasti: 12 63334 öljyabsorptio = ( absorboitunut 81^. cm3- , x 100

Piihapon paino, g = cm^ öljyä/100 g piihappoa.

Lopputuotteen ominaispinta-ala määritettiin typpiabsorptiomenetelmällä, jota Brunauer, Emett ja Teller (BET) ovat kuvanneet julkaisussa ’’Journal of the American Chemical Society", Voi. 60, sivu 309, julkaistu 1933.

Piihapon hiukkasten välinen huokostilavuus määritettiin käyttäen Aminco-Winslow-huokoisuusmittaria. Tämä mittalaite on hydraulinen kone, jota käytetään eri materiaalien huokosrakenteen mittaamiseen. Elohopea pakotetaan huokosiin paineen funktiona ja grammaa kohti näytettä syrjäytetyn elohopean tilavuus lasketaan jokaisella paineasetuk-sella. Tilavuuden (cm^/g) lisäykset jokaisella paineasetuksella piirretään koordinaatistoon huokoskoon lisäysten funktiona, jotka vastaavat paineasetuksen lisäyksiä. Seuraavat tulokset kerättiin alan aikaisemmasta, esimerkin I vertailupiihaposta (kts. taulukko IA).

Taulukko IA

Manometri- Huokoshalkaisija, Kumulatiivinen tun- Tunkeutunut tila-paine mikronia keutunut tilavuus- vuusmäärä, määrä cm^ Hg/g SiC^ cm^ Hg/g 102 0,00 0,00 51 0,05 0,05 26 0,23 0,18 3,3 13 0,48 0,25 16,3 6 0,71 0,23 41 3 0,96 0,25 96 1,6 1,32 0,36 206 0,8 1,62 0,30 427 0,4 1,83 0,21 869 0,2 2,01 0,18 1750 0,1 2,18 0,17 3520 0,05 2,44 0,26 7060 0,025 2,95 0,51

Yllä olevat tulokset antavat olettaa, että esimerkin I alan aikaisemmassa vertailupiihapossa ovat huokoskoot välillä 0,025-51 mikronia.

13 63334

Hiukkasten välinen kokonaishuokostilavuus on 2,95 cm^ Hg/g piihappoa. Kuten myöhemmin esimerkeissä II-V nähdään käyttäen tämän keksinnön parannettua menetelmää on mahdollista nostaa kokonaishuokostilavuus arvioihin yli 2,95.

Esimerkki II

Esimerkin I menettelyt toistettiin paitsi, että parannus käsitti saos-tetun piihapon reaktiolietteen jälkikäsittelyn silikaattiliuoksella.

Tässä keksinnössä 37,85 1 natriumsilikaattiliuosta (koostumukseltaan 3,78 % Na^O ja 9,52 % SiO^) lisättiin 130 litran ruostumattomaan te-räsreaktoriin, jossa oli vaippa höyrylämmitystä varten.

Silikaattiliuos kuumennettiin 80°C:n reaktiolämpötilaan. Väkevyydeltään 11,4 %:n 3Ö°C:ssa olevaa rikkihappoa lisättiin reaktoriin nopeudella 400 ml/min. Reaktiolämpötila pidettiin muuttumattomana 80°C:ssa.

Hapon lisäystä jatkettiin, kunnes oleellisesti kaikki piihappo oli saostunut. Saostettua reaktiolietettä, joka oli pH-arvossa 7, jälki-käsiteltiin silikaattiliuoksella. Käsittelytaso vastasi 10 paino-# saostettua piihappoa reaktiolietteessä.

Reaktiolietettä, joka sisälsi saostettua piihappoa neutraalilla pH-arvolla, jälkikäsiteltiin lisäämällä 3,785 litraa natriumsilikaattiliuosta viidessä minuutissa. Jälkikäsittely nosti reaktioväliaineen pH-arvoa. Lisää rikkihappoa lisättiin reaktiolietteen lopullisen pH:n saattamiseksi arvoon alle 6,0. Saatua lietettä keitettiin 100°C:ssa 20 minuuttia ja suodatettiin suotopuristimella. Suotokakku pestiin vedellä sen puhdistamiseksi reaktion sivutuotteesta (natriumsulfaatti).

Osaa suotokakusta kuivattiin 105°C:ssa vakiopainoon piihappotuotteen märkäkakun kosteusprosentin ja rakenneindeksin määrittämiseksi.

Loput piihaposta kuivattiin uunissa ja kuiva materiaali jauhettiin haluttuun hienousasteeseen. Kuiva, hienojakoinen hiukkasmainen piihappo-jauhe testattiin erilaisten fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien suhteen ja saatiin seuraavat tulokset: 14 63334 Märkäkakun kosteus-% 83,5

Rakenneindeksi 505 öljyabsorptio 190 cm'VlOO g

Hiukkasten välinen huokostilavuus 3,55 cm^ Hg/g SiQ, BET-pinta-ala 141 m^/g

Murenevuusprosentti 20

Tarkasteltaessa yllä olevia tuloksia ja vertailtatessa niitä esimerkkiin I käy ilmi, että saostetun piihappolietteen jälkikäsittely johtaa suurempaan huokostilavuuteen, suurempaan öljyabsorptioon, parempaan murenevuuteen, pienempään pinta-alaan kuin vertailutuotteella (kts. esimerkki I).

Uskotaan, että silikaatin hapottaminen tietyn pH-arvon alapuolelle, mieluummin neutraalin pH-arvon ympäristössä johtaa suureen määrään ytimiä. Piihappolietteen jälkikäsittely silikaattiliuoksella johtaa hiukkasten kasvuun ja tekee hiukkaset yhtenäisemmiksi. Johtuen hiukkasten yhtenäisyydestä öljy- ja huokostilavuus kasvaa. Tämä selittää myös murenevuuden kasvun.

Hiukkasten kasvu johtaa pinta-alan pienenemiseen. Tätä pidetään sen seurauksena, että pienet hiukkaset liukenevat ja saostuvat sitten uudelleen suurten hiukkasten muodossa. Tämä antaa tällöin piihappo-tuotteen, jolla on pääasiassa yhtenäisempi koko kuin alan aikaisemmalla piihapolla. Johtuen muutamien ytimien menetyksestä jälkikäsittely-prosessissa pinta-ala pienenee.

Esimerkit III, IV ja V

Esimerkin I menettelyt toistettiin paitsi, että saostetun piihapon reak-tiolietettä ennen sen suodatusta jälkikäsiteltiin silikaattiliuoksella joka vastasi käsittelytasoa 30 % (esimerkki III), 50 % (esimerkki IV) ja 70 % (esimerkki V). Silikaattiliuoksen tilavuus, joka tarvitaan piihappolietteen jälkikäsittelyn esimerkeissä III, IV ja V, on seuraava: 63334 15

Esimerkki n:o Käsittely-# Jälkikäsittely

Silikaattiliuoksen tilavuus III 30 11,35 1 IV 50 18,92 1 V 70 26,50 1

Esimerkeissä I-V saadut tulokset on lueteltu taulukossa II.

63334 16 co 3 3 > ω ο ο οο ο ο Ο V*. m cm σ\ md -=r ω

Sh 3

S

CO

-P

0 31- M IO O ΓΟ •H CÖ MD 3T CM CM n

O* r—t rH i—I i—I rH i—I

1 cd

Eh ω

CQ

CO

13 in in 3Γ f- tn

co 3 σ\ in h O O

O > « *\ Λ *1 *>

14 cd cm m p- 3T 3T

O M

3 ·Η K 4-> cd

O O

O -H

•H -p p o.

14 I O CM O (M O ΟΟ >i O O-ercOOen

3 ,r3 CO i—! i—I CM CM i—I

4-1 MO

O cd o

H O

M CQ

cd

O -P

44 >a

14 M I

3 <L> a» ·Η

M -P G CO

3 P 014 LO LO LO CM LO

Cd M CU CD i—I O LO LO CT\

Eh CO 14 TD MD n 3T -3* IO

••cd cd o

14 04 -H

»H

X

*—I

-P s: O LT\ O CT\ CO

φ o ** * *» TD S MD CO CM M CT\ 3 OO CO CO OO C--

3 XL

co •H cd O •H

E I

o >,

i—I

o a» CU P tr%

•M -p I O O O O O

o ·γη o m m tn c— a co co a :cd cd cd 15 p

.O

H

•rH

a

•H

14 14

Sh O

<D ·· M M M > >

E O MMM

H M

CO

w 63334 17

Seuraava johtopäätös voidaan vetää tutkimalla taulukon II tuloksia.

1. Kun käsittelytaso kasvaa, se johtaa rakenneindeksin pienenemiseen.

2. öljyabsorptio kasvaa käsittelytason kasvaessa, öljyabsorptio näyttää kulkevan n. 30 %:n käsittelytason kohdalla olevan maksimin kautta.

3· Hiukkasten välinen huokostilavuus noudattaa myös samaa taipumusta kuin öljyabsorptiotulokset. Huokostilavuus kasvaa käsittelytason kasvaessa ja näyttää kulkevan n. 30 %:n käsittelytason kohdalla olevan maksimin kautta.

4. BET-pinta-ala pienenee ja näyttää kulkevan 50 %:n käsittelytason kohdalla olevan minimin kautta ja nousee sitten.

5· Murenevuusprosentti noudattaa samaa taipumusta kuin öljyabsorptio. Piihapon murenevuus kasvaa jälkikäsittelytason kasvaessa ja kulkee 30 %:n käsittelytason kohdalla olevan maksimimurenevuuden kautta.

Tämän keksinnön toteutuksella saadut parannetut ominaisuudet esitetään kuvissa 1-5·

Keksintöä toteutettaessa on havaittu, että käsittelyparametreja voidaan vaihdella tietyissä rajoissa seuraavasti:

Prosessi voidaan suorittaa reaktiolämpötilassa välillä 60-95°C. Ihanne-tulokset saatiin, kun käytettiin 80°C:n reaktiolämpötilaa. Tätä prosessia ei voida suorittaa alle 60°C:ssa. Alle 60°C:ssa saadaan valkoinen, läpinäkyvä geelimäinen tuote, jolla ei ole sopivia pigmenttiominaisuuk-sia.

Hapon lämpötilaa voidaan vaihdella välillä 32-65°C. Ihannetulokset saavutettiin, kun hapon lämpötila pidettiin 38°C:ssa.

Jälkikäsittelyyn käytetyllä silikaatilla voi olla sama tai eri väkevyys kuin alkuperäisellä silikaatilla, jota käytettiin hapotukseen loppu-pH-arvoon 7. Jälkikäsittelyyn käytettyä silikaattia voidaan lisätä vähitellen ajan funktiona tai se voidaan annostella reaktiolietteeseen niin nopeasti kuin mahdollista.

Saostetun piihapon reaktiolietteen jälkikäsittelyyn käytetyn silikaatti-liuoksen lämpötilaa voidaan vaihdella välillä 32-75°C. Kokeet johtivat 18 63334 päätelmään, että silikaatin ihannelämpötilan ennen saostetun piihapon lietteen käsittelyä tulee olla 65°C.

Vaikka alan aikaisempaa piihappoa ei voida käyttää hampaanpuhdistus-ainesovellutuksiin, havaittiin, että tällä parannetulla prosessilla tuotetut piihapot olivat sopivia hampaanpuhdistuskäyttöön. Kirkkaissa geelimäisissä hampaanpuhdistusaineissa käyttöä varten piihapon taitekerroin säädettiin nostamalla se arvoon välille 1,45-1,46 esisekoitta-malla happoon adduktimateriaalia. Sopiva adduktimateriaali on alunan tai alumiinisulfaatin, liukoisten kalsium-, magnesium- ja sinkkiyhdis-teiden liuos.

Suoritettiin sarja kokeita, joissa adduktimateriaali esisekoitettiin happoon. Näitä kokeita varten valmistettiin hapon ja adduktimateriaa-lin perusliuos sekoittamalla 100 litraan 11,4 #:sta happoa seitsemän litraa 15 #:sta alumiinisulfaattiliuosta. Tätä happo-alunaseosliuosta käytettiin silikaatin hapottamiseen, Seuraavat kokeet suoritettiin samalla lailla kuin esimerkit I-V paitsi, että happo sisälsi pienen määrän alunaa yllä esitetyllä tavalla taitekertoimeltaan säädettyjen piihappojen tuottamiseksi.

Esimerkit VI, VII, VIII, IX ja X Jälkikäsittely

Esimerkki n;o Käsittely-# Tarvittava silikaattiliuoksen tilavuusmäärä VI 0 0 litraa VII 10 3,78 litraa VIII 30 11,35 litraa IX 50 18,92 litraa X 70 26,50 litraa

Esimerkeissä VI-X saadut tulokset on lueteltu taulukossa III, Taulukko III A esittää adduktin lisäyksen ja jälkikäsittelyn vaikutusta piihappojen pinta-ala- ja taitekerroinarvoihin.

19 63334 ω

C I

Φ CO O OO ΚΛ OO LP.

?h 3 cm cn τ- -a- 3 3 S > cd

•P

I c

Ο) ·Η (d CT. O fP. LP\ OO

-p CUM KL OJ LO OO cr\

4-) t CT3 OJ OJ I—I H I—I

H El co ω

MJ OQ

Pä •H

x

rH CO

MJ I 3

•1-3 CO 3 O O )T S O

O > O O -=T LO H

44> Jsirö *<·»·'**·' 0) O H KL -=r -=J- Ki ΚΛ Ό 3 ·Η

3 K -P

3 co •H o CTj ·η

C -P

•H CU

E in o o CO LP. rH OJ LA Ι·Λ C O OO O rH O CP.

M Φ Cd i—I OJ CM OJ i—I

M ·Ι“3 >3 HO ·Ή

O· H

O Q. .Ό Λ CÖ

Jsä -C

3 Ή .—t Ή

3 CU I

CÖ (1) -H

En G C co

CL) CC* LP. LP. LP. O LO

E CL) CU CT.CTirP.0-LO

•H ^s!O LP^r.M-K'.K'i O cö c

-P CC -H

fj cd ω c x o CJ ή JHOS LO CM fP. O- CT.

ή il u ·»·»*>·» *> cö C S lp. fp. h co e— 0 3 oo oo oo o- o-

Cm ΪΑ c

>s C

-P o

Cl) CO

Ό cd i MJ -P >3

MJ ί>> H

CO rH <L· „ H f P 1 •H ° o o o o o CO li rH fP\ LP. C— s*

H

X H

X MH

C O M M M X

Φ ·· > > > H X

E C

•H

ω 20 , 63334

P

•H

10 ao 3 X cd > > to rt 3 rt £ rt o C p -o rt to rH tn σ\ o tn lp, •rtwjrt h S (Λ Vfl P P I Crt to rt 3 >»P ΌΗ C X) Φ·Η «rt P ex e •rt •rt to

0C

3 3 to rt i •rt “rt Sh rt ρφ oc\jr\ji—irrt C OS Oi G -=3--=3-.3--=1-.3- •rt 3 ω *rt .=3--3-33-=3--=3- g T3PO «, Λ *, Λ *,

O Ό 'rt Sh i—li—li—li—li—I

rt rt

G H

O e a. rt

rt E

,G i—I

•rt "rt M

•rt M

O, O

Q, rt o

to Q, M OS

«rt 3 rt rt OS =3- M ro O ro MP Ä I 3 lp =a- c\j pj lp,

M 3 *rt rt M i—li—li—li—li—I

M OS -rt P 3 •rt CL, C rt

O rt -rt P

OS > 0L, W

OS

3 e M >>

3 M

rt ω

Eh p rt i P to Sh

to tOCL) LP, VO O i—I LO

•rt C ϋ C LP, LP, VO LO LP

:rt rt ω m .3- -a- -a- ==r -3- 0S ΛΙ p O « ·>*>·< ·>

•rt -rt Sh ,—I i—li—li—li—I

X C rt M *rt E-* aö p •M C* 3 rt Ό •m Π «— rt m

C M

•rt O M

p a X o, rt o 3 rt m OS tn O ro m oo t3 .G rt X ro <m lp. co σ>

Ό M 13 (M (M M M M

«rt "rt rt i—I

PL, p 3 C rt •rt p Oh — >>

M

ω

P

P

•rt ΐΑ O O O O O

CO M ro LP, :rt « 63334 21

Seuraavat johtopäätökset voidaan vetää tutkimalla taulukossa III lueteltuja tuloksia.

1. Käsittelytason kasvu pienentää esimerkkien VI-X taitekertoimel-taan säädettyjen piihappojen rakenneindeksiä.

2. Taitekertoimeltaan säädettyjen piihappojen öljyabsorptioarvot kasvavat käsittelytason kasvaessa. Maksimi öljyabsorptio saavutettiin n. 30 %:n käsittelytasolla.

3- Taitekertoimeltaan säädettyjen piihappojen hiukkasten välinen huokostilavuus kasvoi käsittelytason funktiona. Maksimikasvu todettiin 30 %:n käsittelytasolla.

4. Pinta-ala pieneni käsittelytason funktiona. Kaikilla esimerkkien VI-X piihapoilla minimipinta-ala havaittiin 30 %:n käsittelytasolla. Huomaa, että yleensä esimerkkien VI-X piihappojen pinta-alat ovat suuremmat kuin vastaavilla tuotteilla esimerkeissä I-V. Tämä pinta-alan kasvu johtuu pienen adduktimateriaalin määrän läsnäolosta, joka esi-sekoitettiin happoon ennen esimerkkien VI-X taitekertoimeltaan säädettyjen piihappojen valmistusta.' On tärkeää, että adduktimateriaali esi-sekoitetaan happoon. Ellei tätä tehdä, ei taitekertoimeltaan säädettyjä piihappoja voida valmistaa.

5. Taitekertoimeltaan säädetyn piihapon murenevuusprosentti kasvaa jälkikäsittelytason kasvaessa. Maksimimurenevuus todettiin 30 %:n j älkikäsittelytasolla.

Tätä keksintöä toteutettaessa saadut parantuneet ominaisuudet (kts. esimerkit VI-X) esitetään kuvissa 6-10.

Silikaattikoostumuksen vaikutus, esimerkit XI-XXII

Tämän keksinnön parannusten lähemmäksi tutkimiseksi käytettiin koostumukseltaan ja väkevyydeltään erilaisia silikaatteja. Jälkikäsittelyn jälkeen reaktiolietettä käsiteltiin silikaattiliuoksilla, jotka vastasivat 20 %:n vakiointitasoa. Kolmea erilaista silikaattiliuosta merkinnöillä MA", "B" ja "C" käytettiin tähän tutkimukseen.

Silikaattiliuos "A" sisälsi 3»77 % Na20, 12,23 % SiO^ ja sen ominaispaino oli 1,139·

Silikaattiliuos "B" sisälsi 3»30 % Na20, 10,7 % SiO^ ja sen ominaispaino oli 1,120.

22 63334

Silikaattiliuos "C" sisälsi 2,82 % ^£0, 9,18 % SiO^ ja sen ominaispaino oli 1,101.

Kaikissa tapauksissa valmistettiin vertailupiihappo (ilman käsittelyä) samalla tavoin kuin esimerkissä I esitettiin. Jälkikäsitellyt pii-hapot valmistettiin noudattaen esimerkin II menettelyjä. Tulokset on koottu taulukkoon IV.

23 6 3 3 3 4

bO

x bO I x:

Cti

aiO (Λ H CT\ CM C— i-H

HE r<n o O crv in o-

_p Q A A A A AA

m m -=r m m oj cu o ·> 44 m o 3 « >

O

•H

P bO

a

in O

o o to i—i in oo vo f—i in >- 0 X, ov O ooj o- oo

töro H (M OJ OJ «H H

>> e

•r-3 ϋ rH

:θ +5 Cti

O a bO

a c ^ cti -r-rvi o vo oo o t- vo .C aE O oo O O cm

•H I OJ rH OJ OJ OI OJ

•H EH Cti a w a PQ <ti a 3 Ό iti > CÖ M to H o OJ O O VO t—

00 -=T OO a LO VO

o iti in in m vo in 44 a 44 co 3 ·Η (H 10 S ·=Γ OO rH VO OO o 3 jjlJ ****** cti O 3 -=T OJ in m VO in

En 3 CO OO OO OO OO CO

•H ^

(H

•H

P

a iti i

Cti ·Η 44 a •H 43 a cd to sti •h cti o >1

CO 443 < < CO CQ O O H

•H *H OJ

•Haa -p u -h a ω co -h co tcti 44

i C

>J Cti

a E

Φ a P *h a χ-'

•h vc OO oo OO

co oj oj oj a xti 0) X a> 44 o 44 •H 3 44 K a 44 PC ·Η CO K H Μ > K H Cti a> .. aaaH>> a EC xjxxxxx c •H Φ co > ω k 24 63334

Taulukon IV tulokset vahvistavat jälleen, että tämän keksinnön mukainen piihapon reaktiotuotteen jälkikäsittely johtaa piihappojen raken-neindeksin ja pinta-alan alenemiseen, mutta öljyabsorption ja hiukkasten välisen huokostilavuuden kasvuun.

Lisäkoesarjassa esimerkit XI-XVI toistettiin paitsi, että laskettu määrä alumiinisulfaattiliuosta (kuten esimerkeissä VI-X esitettiin) esisekoitettiin happoon. Alumiinisulfaattiliuos lisättiin happoon piihappotuotteiden valmistamiseksi, joilla on säädetty taitekerroin, käytettäväksi hampaanpuhdistusaineseoksissa. Taitekertoimeltaan säädettyjen piihappojen valmistuksessa saadut tulokset on lueteltu taulukossa V.

63334 25 co 3 3 > cö

i—! fciO

•H — H CO 4 ·? M- P

-pbO ro cr\ oo -=r LO O

CO Ild Λ ft ft ft ft ft O ro ro cm ro cm ro

^ ro O E 3 o K

O

P

P faO

a £-, o 00 ^ m oo h tr- c—

CO t—I Cl\ rl COCM t-- CO

£3 \ i—t C\1 i—I C\] i—I i—I

ajrO

>> E •r-> o

1—I

:o

KO

1 -=r CÖ ·» K P bO i—11 P C · O p cm -=r -=r O cm ro m O, D.E C\J n h cm -=r cö I cm P cm cm ro cm «

Λ E-r cd P

P W H

H cq cö P

a cd >

> P -H

>5 P

OP M O CM O CM LO LO o Λ! 0 co LAOONOO^rro ϋ fl LO -=r LO -=T LO LO p 3 KÖ CL)

P xö E

o CO Ή cö S co c\i in co ^ io o O ft ft « *» Λ « p cö > ·=Τ CM LO CM LO -=T in CÖ CO CO OO CC CO CO 0

P ΪΛ X

i—! 0

0 P

E -H

•Hl cö O ·Η p XÖ P P >5

f-i p CO CP

0 CÖ O 0 0

X CÖ 3 <<CQCQOO OP

0 X ·Η OP

P P P O. P

•H i—I Ci 0 ci p cö :cö

EH CO SZ X

P

•H C

i a cö

>3 E

i—i Cp

0 0 P

P P

PN -Lsi •H OOOOOO 3ίΡ CO CM CM CM P 0 :cö cö 0

« X X

o > ^ 3 p cp

3si X OP

x K P K v ^ Ci

U P Ml K KP 3 P

0Ο P P !X PM PC

£·. > > P x: X >C 30 PC XXXXiXX CÖ >

co PK

ω KK

26 63334

Tutkimalla taulukon V tuloksia havaitaan, että taitekertoimeltaan säädettyjen piihapojen pinta-ala on suurempi kuin vastaavilla taulukossa IV luetelluilla tuotteilla. Tämän arvellaan johtuvan mikro-huokoisuudesta, jota adduktimateriaalin lisäys synnyttää piihappo-hiukkasissa. Taulukon V tuloksista käy ilmi, että taitekertoimeltaan säädetyt piihapot, joiden saostetun piihapon reaktioliete on jälkikäsitelty, johtavat rakenneindeksin pienenemiseen ja pinta-alan pienenemiseen, mutta öljyabsorption ja hiukkasten välisen huokostila-vuuden kasvuun. Tämä tulos, jossa rakenneindeksi pienenee ilman vastaavaa öljyabsorption pienenemistä, on odottamaton. Alalla on aikaisemmin opetettu, että kun märkäkakun kosteus laskee, myös piihapon öljyabsorptio pienenee. Tämän keksinnön toteutuksella on nyt mahdollista suurentaa pigmentin öljyabsorptiota nostamatta piihapon märkäkakun kosteutta tai rakenneindeksiä. Päinvastoin kuin on esitetty tämä keksintö johtaa tekniikkaan, jossa on nyt mahdollista nostaa piidioksidin öljyabsorptiota nostamatta pigmentin märkäkakun kosteutta tai tuotantokustannuksia. Itse asiassa keksinnön prosessi johtaa piihappopigmenttiin, jolla on suurempi öljyabsorptio ja silti pienemmät tuotantokustannukset.

Piihappoa sisältävät valmisteet

Kuten yllä esitettiin tämän keksinnön piidioksideja voidaan käyttää erilaisiin sovellutuksiin. Kuten kuvat 1-10 osoittavat tämän keksinnön toteutuksella saaduilla piihappotuotteilla on erityisen toivottavat fysikaaliset ja pintakemialliset ominaisuudet.

Kumiseokset

Seuraavat materiaalit esitettyinä määrinä ja esitetyllä tavalla kuvaavat standardi koestusseoksia, joita käytettiin keksinnön tuotteiden testaamiseen kumissa, jota on tarkoitettu käytettäväksi kengänpohjissa, -koroissa yms:

Paino-osaa/100

Koeresepti-kengänpohja- ja korkokumi (r) (1) Styreeni-butadieenikumia (Plioflex^ I778-SBR ei-värjäävä matalan lämpötilan polymeeri, joka sisältää 37 osaa vaaleanväristä nafteenista öljyä 100 osaa kohti kylmäkumia -Mooney-viskositeetti 42-5) 42,8 (2) Styreeni-butadieenikumia (Pliofle)^L510 - valkoinen, kestävä matalan lämpötilan kylmäku-mi-Mooney-viskositeetti 29-36) 35*0 27 63334

Paino-osaa/100 (3) Styreeni-butadieenikumia (Plioflex 1950-valkoinen, mureneva seos, jossa on 50 % matalan lämpötilan SBR:ää, joka sisältää 37 osaa nafteenista öljyä ja 50 % korkeita styree- nihartseja) 93»6 (4) Sinkkioksidia 6,6 (5) Zeole}(¾3 (synteettinen pigmenttimateriaali, valmistettu amerikkalaisen patentin 2 739 073 mukaan) 7,0 (6) Pigmenttiä (esimerkkien I-V tuotteita) 70,0 (7) Steariinihappoa 1,0 (8) Carbowa^vahaa (polyglykoli, molekyylipaino 6000) 4,0 (9) Ftaalihappoanhydridiä 0,65 (10) NOBS (normaalioksidietyleenibentsotiatsolin erikoislaatu) 1,00 (11) Captax (merkaptobentsotiatsoli) 0,80 (12) D0TG (diortotolyyliguanadiini) 0,80 (13) Oktamiinia (difenyyliamiinia ja di-isobutyyli- amiinia) 1,0 (14) Circo-kevytöljyä (nafteenityyppinen öljy) 15,0 (15) Rikkiä 2,8

Seuraavat materiaalit ilmoitettuina määrinä kuvaavat standardi tes-tausseosta, jota käytetään tässä eimerkkeinä olevien tuotteiden testaamiseen kumeissa, jotka on tarkoitettu käytettäväksi kumirenkaissa, tarkemmin sanoen maastotyyppisissä kuorma-autorenkaissa:

Paino-osaa

Koeresepti-maastorenkaat: (1) Kumia - (luonnon savukautsulevyä) 100,0 (2) Nokea (ISAF-keskilaatuinen erikoiskulutus- noki - Huber Corp. Borger, Texas) 37,0 (3) Pigmenttiä (oheisten esimerkkien lopputuote) 20,0 (4) Sinkkioksidia 5,0 (5) Steariinihappo 3,0 (6) 6-dodesyyli-l,2-dihydro-2,4-trimetyylikino- liinia (Santoflex DD) 0,5 * * · 28 63334

Paino-osaa (7) Polymeroitua 1,2-dihydro-2,4-trimetyyli- kinoliinia (Plextoi^i) 1,5 (8) Mäntytervaa ^ 5,0 (9) Terpeenihartsihapposeosta (Turgum S) 2,0 (10) Bentsotiatsolidisulfidia (METS) 0,8 (11) Rikkiä 2,8 177,6 ... . . .<S>

Esimerkkien I-V puhappopigmenttejä ja kaupallista pigmenttiä Hi-Sii 233 (PPG Industries, Inc.-yhtiön tuote) lisättiin yllä mainittuun kengänpohja- ja korkoreseptiin ja sille suoritettiin erilaisia tavanomaisia kokeita.

Fysikaaliset kokeet ja tulokset selostetaan taulukossa VI.

63334 29 ro ro c\j

c\j O

rrt CTi OO O CO C— ^3- MD ro •H « ·* LO LO [- =r CO VO

co -=r r—i iH

•H

rc 0 a.

CL

cd •h roojrovof-c^coLn •H . ro p- ro vo oo ro oo vo CL E *'**'—)

H -=3- i—I

>· CO

1 W M

G

CD >

•H I—I VO OJ tO CT\ O OO CO O

p; rH=3-rovocy>rooo>-

P! » *» *> rH

G E rH

CD ·Η

E M

•h w

co CD

λ M

-P H

<D H

CO CO OJ

4*: · o p- rH ro ro c— co O

O E ·> « ro e-- cjc ro oo o-

i—I 'rt P- rH i—I

G CO

P W

H -H

> E

G

O ^ M

tyi

PJ COr— LOint'-OOOLO

G • lOVOP-VOCOp-OOt'-

rH E *> " (H

G -H -=3- rH

G CO

Ef «

I—I

ir\ro=3-r-iojrOLnc\j • OJ rO LO vo CO =3" co vo E ** *“ Ή

•rt P- rH

CO

w

G

•h κ G E K -rt

•rt OI CM P

E * EE G

rt K o o -rt ·> Pi ^ o

•rt rt % to bO G

.p rt E P! P! κ cd G co ° co P! •rt -rt *> ·> G rrt

O E SP -rt -rt G G

G G i—I i—f > >

rt P G G O

P! -rt ·» Ό Ό K Pc! X G

rH O CO o O rt -rt

G G G E E I E P

> rt G G G

PI v-j G G *><rrt G

G rH G ·· ·· ;rt G G

• •GrH^fc^EcDP! -rt

%% > O >> G t E

•rt p o O G O CO

locOOOOCDGICQ oo

ct> W > ro p- > co 2 K

30 63334

Taulukosta VI voidaan nähdä, että kumiseoksilla, jotka sisältävät tä-tämän keksinnön parannetulla menetelmällä valmistettua piihappopig-menttiä, on paljon suuremmat moduli- ja kulutuskestoisuusarvot kuin esimerkin I vertailupiihapolla ja vertailustandardilla Hi-Sil 233· Nämä tämän keksinnön toivotut ominaisuudet tekevät kyseiset kumiseok-set hyödyllisiksi kengänpohjiin ja -korkoihin, renkaiden kulutus-pintoihin ja runkoihin, koneenalustoihin ja hihnoihin.

Kuva 11 esittää esimerkkien I-V piihappopigmenttejä sisältävien kumi-seosten moduliarvojen muutosta silikaatin jälkikäsittelyprosentin funktiona. Niinpä tutkimalla taulukkoa VI käy ilmi, että tämän keksinnön piihappopigmenteillä on erinomaiset kumia lujittavat ominaisuudet. Kts. kuvan 11 viivaa A, joka esittää alan aikaisempaa Hi-Sil 233“ tuotetta.

Kumeihin (vaihtoehtoisesti käytetään tässä nimitystä elastomeerit, jotka materiaalit ovat vulkanoimattomia), joita voidaan käyttää tässä keksinnössä, kuuluu sekä luonnon että synteettisiä kumeja. Esimerkkejä sopivista synteettisistä kumeista ovat styreeni-butadieenikumi, butyylikumi, nitriilikumi, polybutadieeni, polyisopreeni, etyleeni-propyleeni-, akryyli- ja fluorihiilivetykumit, polysulfidikumit ja silikonikumit. Yllämainittujen synteettisten kumien seoksia tai kopoly-meereja voidaan käyttää yksin tai yhdessä luonnonkumin kanssa. Suositeltavia kumeja ovat nitriilikumi, styreeni-butadieenikumi, luonnonkumi, polyisopreeni ja seokset, koska ne ovat parhaiten yhteensopivia polyesterikuitujen kanssa, vaikka pienehköjä määriä muita kumeja voidaan sisällyttää seokseen ilman haitallisia vaikutuksia.

Piihappoja sisältävätpaperivalmisteet

Se helppous, jolla arkin toiselle puolelle painettu aineisto voidaan nähdä läpi toiselle puolelle, on painolaadun yksityiskohta, joka on ollut valitusten aiheena yleisesti sanomalehtipainoalalla. Tätä ilmiötä kutsutaan usein "painatuksen läpinäkymiseksi" tai "painoläpäisyksi". Esimerkkien I-X piihapot arvosteltiin sanomalehtisovellutuksessa, jotta voitaisiin määrittää, parantavatko tämän keksinnön piihapot sanomalehtipaperin painettavuutta. Piihappotäytteisen sanomalehtipaperin tu-tulokset on lueteltu taulukossa VII.

31 6 3 3 3 4

£ I

ο CO D*· Ή £ ε CÖ Φ I £

0¾¾ I 0 3" CD H HMD 3" OO MD H CT\ CM O— CM MD Η 1ΛΟ CT\ A X £ 3" MD AMD 3" MD 3" MD 3- N AMD 3" t— -=r Γ— 3" C"- AMD

Eh Φ N. ·Η co a φ

-P

to :cö

3 H OO AO MD A HN C03 LT\ O 3" A 3" CT\ LOO MDCM 3" H

£ I-)C\J * Λ·% * *> *·\ ·* ** *»«ν ·%·\ ΛΛ *»** CCÖ Ε A CD LH OO LO OO H" f-3- C^-3- OO in t— ΓΗ^ [~-.3 C'—3" OO in

K £ ^ 1—I

Eh KÖ bO

xö co e cm 3 I to

H H 3 Η (Μ (Ο A3" A3" LTiOO £^-CM CM ΙΌ 3Γ IA -3-MD CM LOGO

Φ Ph O λ in nn »n nnnn***·*** *>·,**

-P CM ε MD MD MD MD VO MD MD MD VO VO E— VO VO VO MD VO VO VO C— VO MD

to < CÖ OO OO OO OO OO CD OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO OO

O &H to > £ cd

•H tO

£ 3

Φ 3 O A LO LA CO >-A C— LA OOIA 3" VO LACDV t^3- CT\ IA C3MA

CD, |M

cd H-H OOOOOOHOHOHOOOOOHOHOH

Q, CM O VO MD VO VO VO VO MD VO MD VO VO VO VO VO VO MD MD VO VO VO VO

•H £ ϋ

-P < H

JD En cö Φ >

H H

H CÖ > ε 0 to O £ 3

CÖ 3H (Λ ΚΜΛ ΙΛ1Λ CM (M CM (Λ (Μ(Λ OJ ΓΛ ΙΛΓΛ t\l(\l CM CM CM

4* CO (O ·Η ««««««

3 4* ε IA AA AA AA AA AA AA AA AA AA AA

H £ CÖ

3 Φ CM

CÖ *H

Eh o Q.

a o

CÖ £ CM 3" CD OV CM A C*— C— CM OO C— OV A CM A OO OV O A O O

JD-H

•H CÖ CM CMCM i—ICM i—li—I i—ICM O CM i—ICM CMCM i—li—I CMCM CMCM

•H O. A AA AA AA A A AA A A A A A A A A A A

a. ;o

•H

H

1 Φ H 2 £ £ Φ 3 •H CÖ ϋ H) 4* 4* £ £

£ ·Η H

Φ CÖ 3 CM-3- CM-3- CM -3- (M3 CM-3 CM -3 CM3" CM3- CM3" CM3

S Φ 1s% H -H

•H P p CO >» ·Η £ W Kö ω :o

Eh >j

rH

C »H

:<D Λ •H p H kö

4«! :tÖ H H H H

4* o ε MH> H M H X

£·· :CÖHHHH>>>>MX (I

Φ £ P

ε P EH

•H >> \

CO :cö CO

W Eh K

32 63334

Taulukon VII tarkastelu osoittaa, että tämän keksinnön piihapot parantavat valkoisuutta, sameutta ja sanomalehtipaperin painolaatua. On selvää, että kun tämän keksinnön piihappoja käytetään täyteaineina, ne lisäävät läpilyönnin pienenemistä.

Sanomalehtipaperin valkoisuuden ja sameuden kasvu voidaan lukea valon sirontaominaisuuksien muutosten ja pinta-alan kasvun ansioksi, jotka johtuvat esimerkkien I-X piihappojen lisäyksistä sanomalehtipaperiin.

Valkoisuus kasvaa spektrin sinisellä alueella. Tuloksena on valkoisempi, kirkkaampi sanomalehtipaperi, joka muodostaa suuremman vastakohdan painatukselle.

Musteen liuottimen vähentyneen vaeltamisen, kasvaneen sameuden ja valkoisuuden yhdistelmä parantaa painettujen ja painamattomien sivujen vastakohtasuhdetta ja johtaa paremman painolaadun terävämpään auto-typiaan.

Kokeet ovat osoittaneet, että piihapot ovat sitoutuneet fibrilleihin ja jakautuneet fibrillien välisiin kapillaareihin. Olennaista on, että muodostuu piihappopigmentti-kuitukompleksi, jolla on merkittävästi alkuperäisestä kuidusta poikkeavat fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet.

Käytettiin seuraavia koemenettelyjä piihappopigmenttien sanomalehti-paperiominaisuuksien arvosteluun: Täyttämätön perusmassa sisälsi 65 % puuhioketta, 35 % sulfaattiselluloosaa, 0,0002 % kideviolettia ja riittävästi alunaa pH:n säätämiseksi arvoon 4,5.

Käsiarkkeja, jotka sisälsivät 2-4 %:n tuhkapitoisuuksia, muodostettiin 203 mm:n arkkimuotissa, joka oli varustettu 80 meshin viiralla. Arkit puristettiin Williams-puristimessa ja ilmakuivattiin yli yön 203 x 203 mm:n kuivauskehyksissä 23°C:ssa ja 50 %:x\ suhteellisessa kosteudessa. Arkit kalanteroitiin 0,008 mm:n paksuuteen ja n. 12 %:n Bausch & Lomb-kiiltoon.

63334 33 Käsiarkkien optinen testaus:

Arkkien valkoisuus ja sameus arvosteltiin TAPPI-standardien T 452 m-58 ja T 425 m-60 mukaan käyttäen standardivalkoisuustestauslaitetta ja B & L-opasimetriä.

Käsiarkkien fysikaalinen testaus:

Suoritettiin painatuskokeet standardi lämpötila- ja kosteusolosuhteissa Universal No 1 Vandercook-vedostuskoneella käyttäen standardi sanoma-lehtimustetta ja sanomalehtilaattaa, joka oli asennettu tyypiltään korkeaksi. Laatta koostui sarjasta puolisävyjä ja yhtenäisestä alueesta (90 x 75 mm), jota käytettiin painoherkkyyden mittaamiseen. Painatukset suoritettiin 4 mil:in merkillä kaappipainokoneen säädöllä ja musteen imeytyminen määritettiin punnitsemalla arkit ennen ja jälkeen painatuksen.

Painatusarvostelut suoritettiin musteen imeytymällä, joka vastasi 2,0 2 g/m yhtenäisellä osalla; yhtenäisen alueen musteen imeytymän suhde koko painatukseen määritettiin kokeellisesti etukäteen. Vaikka 1,75 ml painokoneen jakosysteemiin levitettyä mustetta tuotti lähes 2,0 g/m :n musteen imeytymän vähäiset vaihtelut musteen imeytymässä tekivät välttämättömäksi jokaisen tuhkapitoisuuden painatuksen kolmella mustemää- p rällä (1,5* 1*75 ja 2,0 ml). Tasan 2,0 g/m :n painatusarvo saatiin graafisesti piirtämällä painatusarvot koordinaatistoon tosiasiallisen musteen imeytymän funktiona. Samalla tavoin tuhkapitoisuus vaihteli jonkin verran, joten oli tarpeen painaa arkkeja, jotka sisälsivät n.

2 ja 4 % tuhkaa, jotta voitiin saada vertailukelpoiset arvot annetulla tuhkapitoisuudella piirtämällä painoherkkyys koordinaatistoon tuhkapitoisuuden funktiona.

Painettujen arkkien annettiin vakioitua yli yön 23°C:ssa ja 50 %:n suhteellisessa kosteudessa.

Painatusvoimakkuus ja läpilyönti arvosteltiin standardi valkoisuusmit-talaitteella 457 m^u:n aallonpituudella ja määritettiin Larocque’n yhtälön mukaisesti: prosentuaalinen painatus laatu = 100 - . (Pa,^ne,t/tyU) . (JOO) reflektanssi (painamaton)

Painettua puolta käytettiin painatuslaadun tai värin voimakkuuden määrittämiseen ja vastakkaista tai painamatonta puolta läpilyönnin tai musteen läpäisyasteen määrittämiseen.

34 63334

Pesuainevalmisteet

Tyypilliset talouspyykin pesuaineet koostuvat seuraavista aineosista:

Aineosa Paino-%

Natriumtripolyfosfaattia 12-50

Pinta-aktiivisia aineita 10-20

Nestemäistä natriumsilikaattia 5-8

Lian uudelleensaostumisaineita 0,5-1,5

Fluoresoivia värejä 0,05-1

Vettä 2-12

Natriumsulfaattia loput

Pinta-aktiiviset aineet koostuvat pääasiassa anionisesta lineaarisesta alkyylibenseenisulfonaatista (LAS) ja ionittomista alkoholipohjaisista etoksylaateista (AEO). Pinta-aktiivista ainetta tarvitaan pesuaineessa pesuaineen rakenneaineosan toimintakyvyn laajentamiseen.

Ionittomia pinta-aktiivisia aineita lisätään 4-6 %:n määrä (tyypillisiä ionittomia pinta-aktiivisia aineita, joita tavallisesti käytetään, ovat Shell’in Neodol £?5“7 ja 45-11) pesuaineseosten muihin aineosiin. Saatu liete spray-kuivataan. Ionittomat pinta-aktiiviset aineet sisältävät pieniä jakeita lyhytketjuisia molekyylejä, joita kutsutaan "kevyiksi jäännöksiksi". Spray-kuivausvaiheen aikana "kevyet jäännökset" eivät liity lopulliseen pesuainehiukkaseen, vaan poistuvat kuivaajan poistokaasun mukana ja johtavat valkoiseen pilveen, josta käytetään nimitystä "höyhen".

Pesuainevalmistajat ovat innokkaita vähentämään tätä "höyhentä" ja useita mekaanisia parannuksia on tehty poistokaasujen pesemiseksi, mutta pesuprosessi ei ole 100 ?:sen tehokas. Poistokaasujen puhdistukseen tarvittava laitteisto on myös erittäin kallis.

Olemme keksineet ongelmaan halvan ratkaisun, jossa tämän keksinnön pii-happoja voidaan käyttää nestemäisten ionittomien pinta-aktiivisten aineiden saamiseksi kuivumaan vapaasti valuvaan, hiukkasmaiseen muotoon niin, että kuivattu pinta-aktiivinen aine voidaan jälkikäteen lisätä spray-kuivattuun pesuainevalmisteeseen. Niinpä tämän keksinnön saostetut piihappopigmentit ovat hyödyllisiä ionittomien pinta-aktii-visten aineiden kuivaamisessa vapaasti valuvaan muotoon. Näin ollen piihappopigmenttejä voidaan käyttää pesuaineseoksissa ratkaisemaan ilmansaastutusongelma, jota kutsutaan "höyhensadoksi".

35 63334 (R>

Pinta-aktiivista ainetta Neodol <?5~9 (valmistaja Shell Company) kuivattiin käyttäen piihappopigmenttejä kantoaineina tai adsorptioaineina. Neodol-valmisteen maksimimäärät, jotka voidaan kuivata puhapolla, luetellaan taulukossa VIII.

Ä Taulukko VIII

® -

Neodol 25”9~valmisteen kuivaus saostetuilla puhappopigmenteillä

Piihappo Valumisaika, Aktiivista pinta-aktiivista esimerkistä n:o s ainetta, % I* 36 61,2 II 21» 65,9 III 15 70,0 IV 17 70,0 V 18 70,9 VI* 31» 62,1 VII 21 70,1» VIII 17 71,2 IX 20 69,0 X 25 67,0 *Vertailutuotteita

Yllä olevan taulukon VIII tuloksista käy ilmi, että esimerkkien II-V ja esimerkkien VII-X piihapoilla on ylivoimaiset valumisominaisuudet ja kuivauskapasiteetti verrattuna vastaaviin esimerkkien I ja VI vertailupiihappoihin.

Näin ollen ionittomien pinta-aktiivisten aineiden kuivaus johtaa erinomaisiin vapaasti valuviin pinta-aktiivisten aineiden jauheisiin.

Näitä pinta-aktiivisia jauheita voidaan tehokkaasti käyttää lisäämällä niitä jälkikäteen pesuaineseoksiin. Niinpä tämän keksinnön piihapot ovat hyödyllisiä pesuaineseoksissa ja nämä piihappopigmentit saavat aikaan erinomaisia ominaisuuksia, jotka auttavat ratkaisemaan tärkeän ilmansaastutusongelman. Muut alan aikaisemmat piihapot saattavat olla hyödyllisiä, mutta kaikki tällaiset piihapot ovat joko erittäin kalliita tai eivät ole riittävän tehokkaita käytettäväksi pesuaineseoksissa.

Farmaseuttiset ja kosmeettiset valmisteet

Nestemäisten farmaseuttisten valmisteiden apuaineena käytetään laajasti polyoleja ja nämä polyolit tarjoavat monia ainutlaatuisia etuja siira- peille, lääkejuomille ja muille nestemäisille farmaseuttisille ja kos meettisille valmisteille.

36 63334

Sorbitolia ja glyseriiniä käytetään laajasti kostutusaineina farmaseuttisissa ja kosmeettisissa valmisteissa. Sorbitolia on kaupallisesti saatavana I.C.I., USA-yhtiöltä 70 %:n liuoksena kauppanimellä "Sorbo". Sorbo on sokerialkoholi, CgHg(OH)g, jota esiintyy luonnossa monien hedelmien ja marjojen ravinneaineosana. Kemiallisesti sorbitoli on moniarvoisten alkoholien tai polyolien ryhmän kuusiarvoinen jäsen, gly-seriinin ollessa sen kolmiarvoinen jäsen.

Tämän keksinnön piihappopigmenttejä voidaan tehokkaasti käyttää useissa eri kosmeettisissa tuotteissa, joissa tarvitaan paksunnosainetta, suspendointlainetta, emulsiostabilisaattoria, emulgaattoriapuainetta, sideainetta tai viskositeettia lisäävää ainetta.

Hyötysuhde, jolla tämän keksinnön piihappopigmenttejä voidaan käyttää kuivattaessa kostutusaineita, voidaan nähdä tutkimalla taulukon IX tuloksia. Käytettäväksi kosmeettisissa aineissa esimerkkien I-V piihappopigmenttej ä ilmajauhettiin käyttäen neste-energiajauhinta ja lisättiin sitten eri kostutusaineisiin.

Kostutusaine A: Tämä liuos valmistettiin sekoittamalla Ηζ osaan sorbi- toliliuosta 15 osaa glyseriiniä.

Kostutusaine B: Tämä liuos valmistettiin sekoittamalla 30 osaan sorbi- toliliuosta 20 osaa glyseriiniä.

Kostutusaine C: Tämä liuos valmistettiin sekoittamalla 20 osaan sor bitolia 20 osaa glyseriiniä.

Kostutusaine D: Tämä liuos valmistettiin sekoittamalla 15 osaan sorbi tolia 30 osaa glyseriiniä.

63334 37

Taulukko IX

% Aktiivista kostutusainetta/100 g piihappoa

Piihappo Kostutus- Kostutus- Kostutus- Kostutusaine

esimerkistä n:o aine A aine B aine C D

I 157 165 175 180 II 230 280 250 220 III 250 300 320 250 IV 220 250 210 280 V 210 200 220 200 Tämän keksinnön piihappopigmentillä on selvästi parempi viskositeettia lisäävä ja ylläpitävä kapasiteetti kuin esimerkin I vertailupiihapolla.

Esimerkkien I-V piihappojen viskositeettia lisäävät tulokset kostutus-aineessa A esitetään taulukossa X.

i

Taulukko X

Viskositeettia lisäävät ominaisuudet kostutusaineessa A

Piihappo Piihapon pitoisuus-^ kostutusaineessa A

esimerkistä n:o 2>5 , 5>0 „ 10 ,

I 350 CPS 400 CPS 850 CPS

II 400 CPS 750 CPS 2000 CPS

III 350 CPS 500 CPS 2850 CPS

IV 325 CPS 450 CPS 1200 CPS

V 338 CPS 500 CPS 2250 CPS

*

Viskositeettitulokset saatiin käyttäen Brookfield-viskosimetriä. Maalinpinnoitusvalmiste Tämän keksinnön piihappopigmenttejä ilmajauhettiin käyttäen neste-energiajauhinta ja lisättiin sitten maalisysteemiin sen kiillon vähentämiseksi.

Maalin himmennystarkoituksessa 10 g tämän keksinnön piihappoa (joka oli ilmajauhettu), sekoitettiin 350 g:aan nitroselluloosalakkaa (täyttää normin Military specification MIL-L-10287 A - amendment 2,

Type II, julkaisusta 27. elokuuta 1.959) ja sekoitettiin 3 minuuttia käyttäen Hamilton-Beach -tl·· 30-sekoittimen pienen nopeuden asetusta. Dispergoitunutta piihappoa sisältävä lakka testattiin Hegman-jauhatus-hienouden (5.50) ja jauhatuspuhtauden suhteen.

38 63334

Lakkaan, joka sisälsi esimerkeistä II-V saatua dispergoitunutta pii-happoa, sekoitettiin tarpeellinen määrä lisälakkaa perusliuosten valmistamiseksi, jotka sisälsivät 10 %> 3,5 % ja 1,75 % painosta kiinteää apuainetta. Eri perusliuoksista (jotka sisälsivät 10 %, 3,5 % ja 1,75 % piihappoa lakassa) tehtiin kalvot carrara-lasille käyttäen 34 langanpäällysteiden levityssauvaa. Carrara-lasikalvojen annettiin kuivua 45 minuuttia pölyttömissä olosuhteissa. Käyttäen yllä selostettua menetelmää tehtiin kalvot myös perusliuoksista, jotka sisälsivät esimerkin I alan aikaisemmilla prosesseilla kehitettyä piihappoa.

Käyttäen Gardner-monikulmakiiltomittaria mitattiin eri kalvojen kiiltoja loistoarvot 60°C:ssa ja 85°C:ssa mainitussa järjestyksessä. Näitä arvoja verrattiin mittausarvoihin, jotka saatiin, kun alan aikaisempaa piihappoa dispergoitiin lakkaan.

Tämän keksinnön piihapot johtavat puhtaampiin Hegman-jauhatuksiin ja niillä on parempi kirkkaus, kun ne dispergoidaan lakkaan.

Taulukossa XI luetellut himmennustulokset antavat aiheen olettaa, että tämän keksinnön uusilla piihapoilla on pienemmät kiilto- ja loistoarvot kuin esimerkin I vertailutuotteella.

Taulukko XI

Maalin himmennyksen arvostelu

Piihappo 60°:n kiilto 85°:n loisto esimerkistä 10 % 3>5 % ij75 % 10 % 3,5 % 1,75 % I 10 38 54 37 72 82 II 8 28 27 26 59 71 III 6 20 31 20 30 51 IV 5 22 29 18 29 57 V 7 28 31 15 17 39

Tutkimalla taulukon XI tuloksia selviää, että jälkikäsitellyillä piihapoilla, esimerkit II-V on selvästi paremmat ominaisuudet kuin esimerkin I vertailutuotteella (ei jälkikäsittelyä).

Hampaanpuhdistusvalmiste Tämän keksinnön piihappopigmenttejä voidaan tehokkaasti käyttää paksun-nosaineena hampaanpuhdistusaineissa. Kun tarvitaan taitekertoimeltaan 39 6 3 3 3 4 säädettyä paksunnosainetta, tätä ominaisuutta voidaan säätää lisäämällä pieni määrä esimerkeissä VI-X esitettyjä adduktimateriaaleja. Tai-tekertoimeltaan säädetyillä piihapoilla (kts. esimerkit VII-X) on paljon paremmat paksunnosominaisuudet kirkkaassa hyytelöhammastahnassa kuin esimerkin VI vertailutuotteella.

Jos keksinnön pigmenttejä käytetään hammastahnavalmisteissa, hampaan-puhdistusaine (jos se on pastan muodossa ) voi sisältää kostutusaineita ja sideaineita, jotka antavat hampaanpuhdistusaineelle tasaisen rakenteen ja hyvän valuvuuden. Glyseriiniä, sorbitolia, maissisiirappiglu-koosia yms. voidaan käyttää kantoaineina. Esimerkkejä sideaineista ovat traganttikumi, natriumkarboksimetyyliselluloosa yms. Yllä mainitut materiaalit samoin kuin hammastahnan tyypillinen koostumus ovat alalla hyvin tunnettuja ja paljastetaan esimerkiksi amerikkalaisissa patenteissa 2 994 642 ja 3 538 230 sekä lukuisissa julkaisuissa.

Kuten yllä selostettiin keksinnön ainutlaatuisia piihappoja voidaan edullisesti käyttää paksunnos- ja kiilloitusaineina hammastahnavalmisteissa. Tämä on todella merkittävää, koska alan aikaisempia saostet-tuja piihappoja ei voida sillä tavoin käyttää. Jos keksinnön tuotteita käytetään hammastahnavalmisteissa ja alalla tunnetulla tavalla, hampaan-puhdistusaine voi sisältää esimerkiksi kostutusmineraaleja ja sideaineita, jotka antavat hampaanpuhdistusaineelle tasaisen rakenteen ja hyvän valuvuuden. Yksityiskohtainen kuvaus hampaanpuhdistusresepteistä annetaan amerikkalaisessa patentissa 3 729 961.

Tässä mielessä on valmistettu hampaanpuhdistusseoksia, jotka vaihtele-vat nesteistä ja jauheista erittäin suosittuihin tahnoihin tai hammas-voiteisiin. Hammasvoiteet ovat siinä mielessä vaikeampia sekoittaa onnistuneesti, että ne vaativat huolellista kiilloitusaineen, kostutus-aineen, veden, sideaineen, säilytysaineiden, pesuaineiden, mausteiden^ makeutusaineiden ja hoitoaineiden tasapainoitusta tasaisen, homogeenisen tahnan valmistamiseksi.

Useimmissa hammasvoidevalmisteissa käytetään jotakin useista fosfaatti-materiaaleista kiilloitusaineena. Esimerkkejä fosfaattikiilloitus-aineista ovat dikalsiumfosfaatti, vedetön dikalsiumfosfaatti, trikal-siumfosfaatti, termisesti konvertoitu dikalsiumfosfaatti ja liukenematon natriumrnetafosfaatti. Hampaanhoitoseoksiin lisättyjen fosfaatti-materiaalien määrä vaihtelee välillä n. 5-60 paino-$.

HO

63334

Laajimmin käytettyjä kostutusaineita hammastahnassa ovat glyseriini ja sorbitoli. Propyleeniglykolia käytetään myös pieniä määriä ja hyvin rajoitetussa määrin. Kostutusaineen päätehtävä osana nestefaasista on säilyttää kosteus, joka saa aikaan hyvän rakenteen ja ylläpitää miellyttävän kiiltävän ulkonäön, kun tahna joutuu alttiiksi ulkoilmalle.

Niissä käytetyn sideaineen on määrä estää neste- ja kiinteää faasia erottumasta. Tavanomaisimmin käytettyjä sideaineita ovat merilevä-kolloidit ja selluloosan synteettiset johdannaiset, erityisesti karra-geeni ja natriumkarboksimetyyliselluloosa. Muitakin, kuten kumihartse-ja on käytetty. Näiden sideaineiden yhdistelmiä on myös käytetty.

Koska orgaanisten sideaineiden luonnon ja synteettiset vesidispersiot joutuvat alttiiksi mikrobi- tai itiöhyökkäyksille, tahnaan lisätään suhteellisen pieni määrä säilytysaineita. Esimerkkejä teollisuudessa käytetyistä säilytysaineista ovat parahydroksyylibentsoaattien esterit.

Pesuaineiden tehtävänä hampaanhoitovalmisteessa on saada aikaan suurempi puhdistusvaikutus johtuen pintajännityksen pienentämisestä ja vaahtoa-misvaikutuksesta suussa. Käytettyjä pesuaineita ovat natrium-N-lauryy-lisarkosinaatti, natriumlauryylisulfaatti, sulfokolauraatti, natrium-alkyylisulfoasetaatti ja natriumdioktyylisulfosukkinaatti.

Koska hammastahnan maustaminen todennäköisesti edustaa suurinta yksityistä tekijää kuluttajan hyväksyvyydelle, suurta varovaisuutta on noudatettu valittaessa erilaisten eteeristen öljyjen tasapainoisia seoksia. Niitä käytetään harvoin, jos koskaan yksin. Pääasiallisten mausteiden yhdistelmiä ovat talvikki-, piparminttu- ja sassafrasöljy ja niitä käytetään sekundääristen öljyjen, kuten jamaikanpippuri-, neilikka- ja anisöljyn kanssa.

Sakkariinia ja natriumsyklamaattia käytetään yleisesti parantamaan makua ja lisäämään hammastahnan makuominaisuuksia. Synteettisiä ma-keutusaineita voidaan käyttää yhdistelmänä optimimakeuden ja jälkimaun puuttumisen aikaansaamiseksi. Niiden toivotut ominaisuudet saadaan hyvin pienillä väkevyyksillä ja tästä johtuen niillä on häviävän pieni vaikutus hammastahnan konsistenssiin.

Koska vesi on varsin yleinen perusaines, on tärkeää stabiilien ham-mastahnaseoksien aikaansaamisessa käyttää niissä oleellisen puhdasta 63334 41 vettä. Yleisenä käytäntönä on poistaa mineraalit käytetystä vedestä.

Hoitoaineiden on määrä hammastahnoissa estää hampaan turmeltuminen ja ne ovat yleisesti stannofluoridien ja natriumfluoridimateriaalin muodossa.

Vaikeuksia on kohdattu käytettäessä yllä olevien materiaalien yhdistelmiä nykyaikaisissa hampaanpuhdistusvalmisteissa. Erityistä fluoridi-ionien huuhtoutumista fosfaattia ja kalsiumia sisältävien kiilloitus-aineiden vaikutuksesta on todettu. Niinpä hampaanpuhdistusseosta muodostettaessa on valittava kiilloitusaine, joka saa aikaan erinomaiset kiilloitusominaisuudet ja jolla on erittäin suuri sekoittuvuusaste fluoridisysteemin kanssa ja joka erityisesti ei huuhtele fluoridi-ionia pois.

Kun piihappopigmentit on valmistettu tässä keksinnössä paljastetulla parannetulla menetelmällä, ne ovat sopivia käytettäviksi hampaanpuhdis-tusaineissa paksuntimina. Vaikka alan aikaisemmat piihapot eivät ole sopivia johtuen rajoitetuista fysikaaliskemiallisista ominaisuuksista ja taitekertoimen rajoituksista, tämän keksinnön piihapot ovat hyödyllisiä paksuntimia kirkkaissa geelimäisissä ja läpikuultamattomissa hampaanpuhdistusaineissa.

Kirjallisuudessa paljastuu, että tavanomaiset synteettiset saostetut piihapot ovat soveltumattomia kiilloitus- ja hankausaineiksi hammastah-naseoksissa. Kts. saksalainen patentti 974 958; ranskalainen patentti 1 130 627; englantilainen patentti 995 351; sveitsiläinen patentti 280 671 ja amerikkalainen patentti 3 250 680. Tässä suhteessa paljastetaan amerikkalaisessa patentissa 2 538 230, että tunnetut amorfiset piihapot, kuten saostetut piihapot, pyrogeeniset piihapot ja aero-geelit ovat soveltumattomia hampaanpuhdistuskäyttöön, koska ne eivät osoita oleellisesti mitään puhdistuskykyä ihmisen hampaille johtuen niiden alkuperäisestä pienestä hiukkaskoosta ja siitä helppoudesta, jolla ne murtuvat pieniin hiukkaskokoihin, jotka johtavat huonoon puhdistuskykyyn.

Edelleen ja yksityiskohtaisemmin tavanomaisia piihappoja ja amorfisia eaostettuja aluminosilikaatteja ei voida käyttää kirkkaaseen geeli-mäiseen hammastahnaan johtuen niiden korkeasta taitekertoimesta (1,55) 42 63334 ja koska niiltä puuttuu tarvittavat paksuntavat ja kiilloittavat ominaisuudet, kun niitä lisätään hammastahnan perusseokseen. Kirkas geelimäinen hammastahna sisältää suuren prosenttimäärän hankaavaa ja kiilloittavaa ainetta hammastahnareseptissä. Hankaus- ja kiilloitus-aineen päätehtävä on poistaa tahroja, ruokajätteitä ja bakteeriplakkia ihmisen hammaspinnalta. Ihannetapauksessa kiilloitusaineen tulisi saada aikaan maksimi puhdistusvaikutus hyväksyttävillä kulutustasoilla ja sen on oltava sekoittuva suurilla 15-50 %:n lisäysmäärillä muiden hammastahnaresept in aineosien kanssa. Sagarin'in kirjan Cosmetics:

Science & Technology erinomaisessa kappaleessa hampaanpuhdistusaineista Gershon ja Morton Pader ovat luoneet katsauksen useisiin hampaanhoito-valmisteisiin. Olemme havainneet, että esimerkkien VII-X säädetyn taitekertoimen piihapot ovat hyödyllisiä paksunnosaineita, kun niitä lisätään kirkkaaseen geelimäiseen hampaanhoitoseokseen n:o 8, joka on lueteltu sivulla 500 Sagarin'in kirjassa. Sivulla 500 lueteltu hampaanpuhdistusseos koostuu seuraavista aineosista:

Dehydratoitua piihappogeeliä 1^,00 %

Piihappoaerogeeliä 7,50 %

Natriumkarboksimetyyliselluloosaa 0,60 %

Sorbitoliliuosta, 70 % 67,82 %

Glyserolia 5,7^ %

Natriumlauryylisulfaattia 1,26 % Väriä, maustetta 2,77 %

Natriumhydroksidiliuosta, 50 % 0,31 %

Yllä olevassa seoksessa piihappoaerogeeli korvattiin tämän keksinnön piihapoilla ja hyväksyttävät paksunnosominaisuudet saatiin näillä ainutlaatuisilla esimerkkien VII-X piihapoilla.

Esimerkkien II-V ja VII-X piihappoja voidaan myös käyttää tehokkaina paksunnosaineina läpikuultamattornissa hampaanpuhdistusaineissa.

Claims (12)

63334

1. Menetelmä hienojakoisen, amorfisen, erittäin huokoisen, saos-tetun piidioksidin valmistamiseksi hapottamalla alkalimetallisili-kaatin liuosta hapolla, tunnettu siitä, että ko. menetelmän parannuksessa: (1) syötetään tunnettu määrä alkalimetallisilikaatin vesiliuosta reaktioastiaan; alkalimetallisilikaatin kaavan ollessa M20(Si02)x, jossa M on natrium tai kalium ja x on 2-4 molemmat luvut mukaanluettuina; (2) sekoitetaan jatkuvasti alkalimetallisilikaatin vesiliuosta reaktioastiässä; (3) saatetaan alkalimetallisilikaattiliuos kosketukseen hapon kanssa hienojakoisten saostettujen piidioksidihiukkasten vesisuspension muodostamiseksi; (4) jatketaan hapon lisäystä, kunnes piidioksidin saostuminen on mennyt vähintään 99 %:sesti loppuun; (5) syötetään toinen alkalimetallisilikaatin vesiliuos reaktio-astiaan, joka sisältää hienojakoisen saostetun piidioksidin; (6) saatetaan vaiheessa (5) muodostettu reaktiomassa kosketukseen hapon kanssa, jota happoa lisätään määrä, joka teoreettisesti vaaditaan reagoimaan alkalimetallisilikaatin toisen vesiliuoksen silikaatin kanssa; (7) suodatetaan näin muodostettu reaktiomassa; ja (8) pestään, kuivataan ja otetaan talteen saatu tuote.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että alkalimetallisilikaattiliuoksen väkevyys on välillä n. 8-25 paino-$ silikaattia.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sen hapon väkevyys, joka lisätään piidioksidin saostuksessa ja sen jälkikäsittelyssä, on välillä n. 8-22 % väkevyyden perustuessa ja ollessa säädetty normaalisuuksiin (N), jotka vastaavat kaksiemäksistä mineraalihappoa.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisen ja toisen alkalimetallisilikaattiliuoksen väkevyydet ovat oleellisesti samat.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu 44 63334 siitä, että piidioksidin saostus suoritetaan lämpötilassa välillä n. 6o-95°C ja lämpötila myös ylläpidetään jälkikäsittelyvaiheiden aikana, joissa lisätään toista alkalimetallisilikaattia ja happoa siihen, välillä n. 32-75°C.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että adduktimateriaalia, joka on alumiinin tai maa-alkali-metallin vesiliukoinen suola, yhdistetään hapon liuokseen saoste-tun piidioksidin taitekertoimen ja pinta-alan säätämiseksi.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen alkalimetallisilikaattiliuos muodostaa n. 10-70 tilavuus-?:n määrän siitä alkalimetallisilikaattiliuoksesta, joka syötetään reaktioastiaan vaiheessa (1).

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen alkalimetallisilikaattiliuos muodostaa n. 30-50 tilavuus-?:n määrän siitä alkalimetallisilikaattiliuoksesta, joka syötetään reaktioastiaan vaiheessa (1).

9. Jonkin patenttivaatimuksista 1-8 mukaisella menetelmällä saadun hienojakoisen, amorfisen, seostetun piidioksidin käyttö paksunnos- ja kiillotusaineena hampaidenpuhdistusaineissa, tunnettu siitä, että piidioksidin märkäkakun kosteussisältö on 77,9-83,5 %, rakenneindeksi välillä 350-505; öljyabsorptio välillä 190-212 cm^/100 g; huokostilavuus välillä 3,19-4,40 cm^ Hg/g Si0o; BET-pinta-ala välillä 120-220 m /g; murenevuusprosentti jopa 98 %.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että piidioksidin rakenneindeksi on 359-505; öljyabsorptio 190- 202 cm^/100 g; huokostilavuus 3,55-4,14 cm^ Hg/g Si02 ja BET-pinta-ala on 120-153 m2/g.

11. Patenttivaatimuksen 9 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että piidioksidin rakenneindeksi on 365-495; öljyabsorptio 193- 212 cm^/100 g; huokostilavuus 3,19-4,40 cm^ Hg/g SiO„; BET-pinta- 2. ala 153-220 m /g; ja murenevuusprosentti jopa 93 %, jolloin piidioksidi sisältää vähintään 90 % Si02 ja siihen on sekoitettu me-tallikationia, joka on alumiini, magnesium, sinkki tai kalsium, jolla säädetään sen pinta-alaa ja nostetaan sen taitekerrointa vähintään arvoon 1,45. 45 6 3 3 3 4

12. Jonkin patenttivaatimuksista 9-11 mukainen käyttö, tunnettu siitä, että hampaanpuhdistusaine on kirkas geelimäinen hammastahna.