JP2013528240A - 無機物質の高固体懸濁液の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
a)少なくとも1種の無機物質を提供するステップ、
b)ステップa)の少なくとも1種の無機物質を含む水性懸濁液を調製するステップ、
c)ステップb)の得られた水性懸濁液の無機物質を粉砕するステップ、
d)ステップc)の粉砕された無機物質の水性懸濁液を、フラッシュ冷却によって濃縮するステップ。
66wt%が10μm未満の等価球径を有する天然粉砕炭酸カルシウム(Orgon産石灰石、フランス)を、炭酸カルシウムの乾燥重量基準で0.07wt%のポリアクリル酸ナトリウム(Mw=3500g/mol)と一緒に水中で懸濁させ、懸濁液の総重量基準で76wt%の固体含量に達するようにした。
−フラッシュ冷却器の上部圧力:288mbar
−フラッシュ冷却器の底部圧力:350mbar
−フラッシュ冷却器の入り口温度:83℃
−フラッシュ冷却器の出口温度:39℃
濃縮ステップ後の最終固体含量は、110℃のオーブン内で該懸濁液20gを、重量の不変性(weight constancy)が±0.1wt%となるまで乾燥することによって、80wt%と求まった。
66wt%が10μm未満の等価球径を有する天然粉砕炭酸カルシウム(Orgon産石灰石、フランス)を、炭酸カルシウムの乾燥重量基準で0.07wt%のポリアクリル酸ナトリウム(Mw=3500g/mol)と一緒に水中で懸濁させ、懸濁液の総重量基準で78wt%の固体含量に達するようにした。
−フラッシュ冷却器の上部圧力:300mbar
−フラッシュ冷却器の底部圧力:360mbar
−フラッシュ冷却器の入り口温度:81℃
−フラッシュ冷却器の出口温度:36℃
Claims (22)
- 無機物質の水性高固体懸濁液を製造する方法であって、以下のステップ、
a)少なくとも1種の無機物質を提供するステップ、
b)ステップa)の少なくとも1種の無機物質を含む水性懸濁液を調製するステップ、
c)ステップb)の得られた水性懸濁液の無機物質を粉砕するステップ、
d)ステップc)の粉砕無機物質の水性懸濁液を、フラッシュ冷却によって濃縮するステップ、を含む、前記方法。 - 請求項1に記載の方法であって、少なくとも1種の無機物質が、大理石、チョーク、石灰石などの天然炭酸カルシウム(GCC)、アラゴナイトPCC、バテライトPCCおよび/またはカルサイトPCC、とりわけ角柱状PCC、菱面体状PCCまたは紡錘状PCCなどの沈降炭酸カルシウム(PCC)、表面改質炭酸カルシウム、ドロマイト、タルク、ベントナイト、粘土、マグネサイト、サチンホワイト、セピオライト、ハンタイト、珪藻土、ケイ酸塩およびこれらの混合物を含む群から選択されることを特徴とする、前記方法。
- ステップa)における、少なくとも1種の無機物質粒子の40wt%から85wt%、好ましくは45wt%から80wt%、より好ましくは50wt%から75wt%、もっとも好ましくは60wt%から70wt%(例えば65wt%)が、10μm未満の等価球径を有することを特徴とする、
請求項1または2のいずれか一項に記載の方法。 - ステップd)前の水性懸濁液が、懸濁液の総重量基準で70wt%超から80wt%、好ましくは72wt%から79wt%、より好ましくは74wt%から78wt%、もっとも好ましくは76wt%から78wt%の固体含量を有することを特徴とする、
請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。 - 少なくとも1種の分散剤がステップb)の水性懸濁液に添加され、この場合に前記少なくとも1種の分散剤が、粉砕ステップc)の前に全部添加される、または粉砕ステップc)の前および間に段階的に添加される、または粉砕ステップc)の前および間ならびに/もしくは後に段階的に添加されることを特徴とする、
請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。 - 粉砕ステップc)の前に、またはステップc)の前および間に、または粉砕ステップc)の前および間ならびに/もしくは後に添加される少なくとも1種の分散剤の総量が、無機物質の乾燥重量基準で約0.01wt%から1.25wt%、好ましくは0.05wt%から1wt%、より好ましくは0.1wt%から0.7wt%、もっとも好ましくは0.3wt%から0.5wt%であることを特徴とする、
請求項5に記載の方法。 - 少なくとも1種の分散剤が、ポリカルボン酸(アクリル酸、メタクリル酸またはマレイン酸など)のホモポリマーまたはコポリマー、および/またはこれらの塩(例えばナトリウム、リチウム、カリウム、アンモニウム、カルシウム、マグネシウム、ストロンチウムおよび/もしくはアルミニウム、またはこれらの混合物、好ましくはナトリウム、カルシウムおよびマグネシウムで部分的もしくは完全に中和された酸の塩)、またはこのような酸の誘導体(例えばアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸をベースとするエステル、例えばアクリルアミド、もしくはメタクリル酸メチルなどのアクリル酸エステルまたはこれらの混合物)、ポリリン酸アルカリ、またはこれらの混合物を含む群から独立して選択されることを特徴とする、
請求項5または6のいずれか一項に記載の方法。 - 少なくとも1種の分散剤の分子量Mwが、1000g/molから15000g/molの範囲、好ましくは3000g/molから7000g/mol(例えば3500g/mol)の範囲、もっとも好ましくは4000g/molから6000g/mol(例えば5500g/mol)の範囲であることを特徴とする、
請求項5から7のいずれか一項に記載の方法。 - ステップc)の前、間、または後であるがステップd)の前に、少なくとも1種のアルカリ土類酸化物および/または水酸化物、好ましくは石灰および/または焼成ドロマイトが、ステップb)の水性懸濁液に添加されることを特徴とする、
請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。 - アルカリ土類酸化物および/または水酸化物が、無機物質の乾燥重量基準で、約0.001wt%から0.1wt%、好ましくは0.005wt%から0.07wt%、より好ましくは0.007wt%から0.05wt%、もっとも好ましくは0.01wt%から0.03wt%(例えば0.02wt%)の量で添加されることを特徴とする、
請求項9に記載の方法。 - ステップc)が数回実施されることを特徴とする、
請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。 - 少なくとも1種の無機物質粒子の20wt%から70wt%、好ましくは36wt%から68wt%、より好ましくは40wt%から60wt%(例えば50wt%)が、ステップc)後に2μm未満の粒子サイズを有することを特徴とする、
請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。 - 少なくとも1種の無機物質粒子の10wt%から90wt%、好ましくは20wt%から80wt%、より好ましくは36wt%から75wt%、特に40wt%から70wt%、もっとも好ましくは50wt%から65wt%(例えば55wt%)が、ステップc)後に1μm未満の粒子サイズを有することを特徴とする、
請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。 - 粉砕ステップc)の後、粉砕無機物質の水性懸濁液に、例えばふるい分け、ろ過または遠心分離による分離ステップが施されることを特徴とする、
請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。 - ステップd)において、熱が供給されて水性懸濁液から水を蒸発させ、前記熱が、先行する粉砕ステップc)によって発生する、または外部から供給されることを特徴とする、
請求項1から14のいずれか一項に記載の方法。 - フラッシュ冷却器の入り口における水性懸濁液の温度が70℃から105℃(例えば95℃)であり、フラッシュ冷却器の出口においては60℃未満から30℃(例えば35℃)であることを特徴とする、
請求項15に記載の方法。 - ステップd)において、水性懸濁液が減圧にさらされる、好ましくは200mbarから500mbar、より好ましくは250mbarから400mbarの圧力、もっとも好ましくは288mbarから360mbar(例えば300mbarから350mbar)の圧力にさらされることを特徴とする、
請求項1から16のいずれか一項に記載の方法。 - ステップd)後に得られた水性懸濁液の最終固体含量が、79wt%から85wt%、好ましくは79.5wt%から84wt%、より好ましくは80wt%から83wt%(例えば82wt%)であることを特徴とする、
請求項1から17のいずれか一項に記載の方法。 - ステップd)後の水性懸濁液の最終固体含量が、ステップb)で得られた水性懸濁液の初期固体含量よりも少なくとも1wt%、好ましくは少なくとも2wt%、より好ましくは少なくとも3wt%高いことを特徴とする、
請求項1から18のいずれか一項に記載の方法。 - 100rpmで1分間撹拌した後、23℃で測定した、ステップd)後の最終水性懸濁液のBrookfield粘度が、50mPa・sから1000mPa・s、好ましくは100mPa・sから750mPa・s、より好ましくは150mPa・sから600mPa・s、もっとも好ましくは200mPa・sから460mPa・s(例えば300mPa・s)であることを特徴とする、
請求項1から19のいずれか一項に記載の方法。 - 請求項1から20のいずれか一項に記載の方法によって得られた無機物質の水性高固体懸濁液。
- 紙、紙コーティング用色素、塗料およびプラスチックにおける、請求項1から20のいずれか一項に記載の方法によって得られた無機物質の水性高固体懸濁液の使用。
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