BR122013002665B1 - composição de revestimento - Google Patents

Abstract

composição, carga, métodos para produzir um papel carregado, métodos para melhorar as propriedades de barreira do papel e para refinar caulim, diluente para tinta, e, pasta. a presente invenção refere-se a um produto de caulim aquoso, tendo melhoradas propriedades óticas, por exemplo, quando usados na produção de produtos de papel. a presente invenção compreende um revestimento barreira aperfeiçoado para papel e a um método para produzir o papel revestido. a presente invenção também compreende um método aperfeiçoado de produzir produtos de papel carregados e revestidos. a presente invenção utiliza uma composição compreendendo caulim, tendo um fator de forma de pelo menos cerca de 70:1 tal como pelo menos cerca de 80:1 ou pelo menos cerca de 100:1.

Description

“COMPOSIÇÃO DE REVESTIMENTO” Pedido dividido do pedido N° PI 0210811 -9, depositado em 6 de setembro de 2002.

CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção refere-se a um caulim hidratado» que provê melhoradas propriedades óticas quando usado como uma carga ou revestimento. Além disso, a presente invenção refere-se a um revestimento de papel e um produto de papel revestido» que exibe melhoradas propriedades, tais como melhorado brilho. Além disso, a presente invenção refere-se a métodos para preparar produtos de caulim hidratados.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

Os produtos de caulim particulados encontram uma variedade de usos, incluindo como pigmentos, cargas e diluentes para uso em tinta de pintar, plásticos, polímeros, fabricação de papel e revestimento de papel. A argila de caulim, também referida como silicato de alumínio ou caulim hidratado, consiste predominantemente do mineral caulinita, um silicato de alumínio hidratado, junto com pequenas quantidades de uma variedade de impurezas.

Os caulins particu lados geral mente existem em três formas: caulim hidratado, caulim calcinado e caulim quimicamente agregado. O caulim hidratado é principalmente o mineral caulinita, que foi minerado e beneficiado de fontes naturais. Os caulins calcinados são obtidos processando-se caulim hidratado em elevadas temperaturas, por exemplo, maiores do que 5GQ°C. Os caulins quimicamente agregados são agregados particulados, tendo uma microestrutura lembrando aquela dos caulins calcinados, produzidos tratando-se caulim hidratado com produtos químicos. Os caulins quimicamente agregados podem apresentar benefícios em certas composições do pedido, quando comparados com caulins hidratados.

Entretanto, os benefícios associados com os caulins calcinados e quimicamente agregados apresentam desvantagens, Os custos de manufatura dos caulins calcinados e quimicamente agregados são significativamente mais elevados do que aqueles dos caulins hidratados. Os caulins calcinados e quimicamente agregados também têm o efeito de melhorar certas propriedades do papel, enquanto adversamente afetando outras propriedades, por exemplo, resistência. O caulim tem sido usado como um diluente ou pigmento em tintas de pintar, plásticos e composições de revestimento de papel. Os pigmentos de caulim conferem desejáveis propriedades físicas e óticas a tais composições. Como agentes de alisamento (ou de foscamento), eles ajudam a alisar as superfícies dos substratos a que eles são aplicados.

Como opacifiçadores, eles concedem brilho, brancura, lustro e outras desejáveis propriedades óticas. Como diluentes, eles permitem substituição parcial do dióxido de titânio e outros pigmentos mais dispendiosos com mínima perda de brancura ou brilho.

Os revestimentos de papel são aplicados a materiais folheares para numerosas finalidades, incluindo mas não limitado a aumento do lustro, lisura, opacidade e/ou brilho do material. Os revestimentos podem também ser aplicados para esconder irregularidades de superfície ou de outra maneira melhorar a superfície para a aceitação da impressão. Os revestimentos de papel são geralmente preparados formando-se uma suspensão aquosa fluida de material pigmentar junto com um adesivo hidrofílico e outros ingredientes opcionais.

Os revestimentos têm sido convencionalmente aplicados por meio de uma máquina de revestimento, incluindo uma cabeça de revestimento de curto tempo de permanência, que é um dispositivo em que um depósito cativo de composição de revestimento, sob uma pressão ligeiramente elevada, é mantido em contato com uma folha contínua de papel móvel, por um tempo suficiente para revestir o papel antes de a composição de revestimento em excesso ser removida por meio de uma lâmina rastejadora.

Vantagens adicionais da invenção serão expostas em parte na descrição que segue e em parte serão óbvias pela descrição, ou podem ser entendidas pela prática da invenção.

Os objetivos e vantagens da invenção serão percebidos e alcançados por meio dos elementos e combinações particularmente salientadas nas reivindicações anexas.

Deve ser entendido que tanto a descrição geral precedente como a seguinte descrição detalhada são somente exemplificativas e explicativas e não são limitativas da invenção, como reivindicado.

Os desenhos anexos, que são incorporados na e constituem uma parte deste relatório, ilustram diversas versões da invenção e, junto com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção.

BREVE DESCRICÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é um fluxograma ilustrando um processo para refinar um caulim de fração grosseira de acordo com o Exemplo 1. A Figura 2 é um fluxograma ilustrando um processo para refinar um caulim de fração grosseira de acordo com o Exemplo 2. A Figura 3 é um fluxograma ilustrando um processo para refinar um caulim de fração grosseira de acordo com o Exemplo 3. A Figura 4 é um fluxograma ilustrando o processo para produzir um pigmento de revestimento barreira de um caulim de fração grosseira; A Figura 5 é um gráfico ilustrando o brilho (eixo-y) em função do teor de Ti02 (eixo-x) para dois revestimentos de papel de acordo com a presente invenção; A Figura 6 é um gráfico ilustrando brilho (eixo-y) versus opacidade (eixo-x) de várias argilas U.S. moídas; A Figura 7 ilustra uma plotagem de d50 (eixo-y) versus fator de forma (eixo-x) para o Caulim 3 da invenção e Caulim 4 da invenção, em comparação com dois caulins da técnica anterior; A Figura 8 é um fluxograma ilustrando um processo para refinar um caulim de fração grosseira de acordo com o Exemplo 10.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Genericamente, os caulins usados nos revestimentos e cargas são selecionados para terem uma estreita distribuição de tamanho de partícula e elevada cristalinidade, que se acredita proverem o conjunto favorecido de propriedades físicas e óticas, por exemplo, máxima dispersão de luz. Genericamente, as argilas de caulim grosseiras foram reconhecidas como exibindo fraca dispersão de luz. A presente invenção difere da técnica anterior em prover uma composição de revestimento ou carga incluindo um caulim que pode ser um tanto grosseiro, porém que, contudo, exibe elevada dispersão de luz. Como uma carga em, por exemplo, papel kraft não alvejado, os caulins de acordo com a presente invenção apresentaram uma dispersão de luz similar às argilas calcinadas sem os efeitos nocivos sobre a resistência, associados com as argilas calcinadas. As composições de acordo com a presente invenção apresentam melhora em relação às composições anteriores ao tornar possível manter o brilho das folhas enquanto reduzindo mais a quantidade de Ti02 dispendioso presente no revestimento de papel. É descrita uma composição de revestimento de papel compreendendo pelo menos um caulim tendo um fator de forma de pelo menos cerca de 70:1, um Ti02, um aglutinante e, opcionalmente, um dispersante e em que a composição de revestimento de papel tem uma relação de caulim para Ti02 menor do que cerca de 85:15 partes em peso. É ainda descrito um método para produzir um papel revestido, compreendendo revestir um substrato fibroso com uma composição de revestimento de papel, compreendendo um aglutinante e pelo menos um caulim tendo um fator de forma de pelo menos cerca de 70:1. É ainda descrito um método para produzir um papel carregado, compreendendo adicionar, a dito papel, caulim tendo um fator de forma de pelo menos cerca de 70:1. É também descrita um papel revestido compreendendo um substrato fibroso e uma composição de revestimento de papel, compreendendo caulim tendo um fator de forma de pelo menos cerca de 70:1.

Finalmente, é descrito um método para melhorar as propriedades de barreira de papel, compreendendo revestir um substrato fibroso com uma composição de revestimento, compreendendo caulim tendo um fator de forma de pelo menos cerca de 70:1.

Um aspecto da presente invenção provê uma composição compreendendo caulim tendo um fator de forma de pelo menos cerca de 70:1. Em outras versões, o caulim pode ter um fator de forma de pelo menos cerca de 80:1, pelo menos cerca de 90:1 ou pelo menos cerca de 100:1.

Outro aspecto da presente invenção provê uma composição de revestimento compreendendo caulim, tendo um fator de forma de pelo menos cerca de 70:1, um aglutinante; e, opcionalmente, um dispersante.

Outro aspecto da presente invenção provê uma carga compreendendo caulim, tendo um fator de forma de pelo menos cerca de 70:1 Outro aspecto da presente invenção provê um método para produzir um papel revestido, compreendendo revestir um substrato fibroso com uma composição de revestimento de papel, compreendendo um veiculo e um caulim, tendo um fator de forma de pelo menos cerca de 70:1.

Outro aspecto da presente invenção provê um método para produzir um papel carregado, compreendendo prover um substrato fibroso, e adicionar ao caulim de substrato tendo um fator de forma de pelo menos cerca de 70:1.

Outro aspecto da presente invenção provê um papel revestido, compreendendo um substrato fibroso e um revestimento sobre o substrato compreendendo caulim, tendo um fator de forma de pelo menos cerca de 70:1.

Outro aspecto da presente invenção provê um método para melhorar as propriedades de barreira em papel, compreendendo revestir um substrato fibroso com uma composição de revestimento compreendendo caulim, tendo um fator de forma de pelo menos cerca de 70:1.

Outro aspecto da presente invenção provê um método para refinar caulim, compreendendo prover uma pasta de caulim, moagem por atrito da pasta de caulim, remoção da fração de tamanho de partícula grosseira da pasta por centrifugação e moagem por atrito da fração de tamanho de partícula grosseira, para prover um produto de caulim tendo um fator de forma de pelo menos cerca de 70:1.

Outro aspecto da presente invenção provê um diluente para tinta de pintar compreendendo caulim, preparada por um método compreendendo prover uma pasta de caulim compreendendo caulim totalmente bruto ou uma mistura de caulim totalmente bruto e frações de tamanho de partícula-grosseira por uma centrífuga, moagem por atrito da pasta de caulim, remoção da fração de tamanho de partícula grosseira da pasta por centrifugação e moagem por atrito da fração de tamanho de partícula grosseira, para prover um produto de caulim tendo um fator de forma de pelo menos cerca de 70:1.

Outro aspecto da presente invenção provê uma pasta compreendendo caulim, tendo um fator de forma maior do que 70:1, e um agente estabilizante.

DESCRICÂO DETALHADA DA INVENÇÃO

Um aspecto da presente invenção provê uma composição que é usada na produção de substratos revestidos ou carregados. Outro aspecto da presente invenção provê os produtos revestidos ou carregados, produzidos de acordo com a presente invenção. As composições e produtos de acordo com a presente invenção utilizam caulim tendo um elevado fator de forma, para preparar um papel revestido ou carregado exibindo melhorado brilho. "Fator de forma", como aqui usado, é uma medida de um valor médio (em uma base média em peso) da relação de diâmetro médio de partícula para espessura de partícula, para uma população de partículas de tamanho e formato variáveis, conforme medido usando-se o método e aparelho de condutividade elétrica descritos na Patente U.S. No. 5.128.606, que é incorporada aqui por referência em sua totalidade. No método de medição descrito na Patente U.S. No. 5.128.606, a condutividade elétrica de uma suspensão aquosa totalmente dispersa das partículas sob teste é feita fluir através de um tubo alongado. As medições da condutividade elétrica são feitas entre (a) um par de elétrodos separados entre si ao longo do eixo geométrico longitudinal do tubo e (b) um par de elétrodos separados entre si através da largura transversal do tubo e, utilizando-se a diferença entre as duas medições de condutividade, o fator de forma do material particulado sob teste é determinado. "HIPERLAMELAR" refere-se às argilas de caulim hidratadas com fatores de forma maiores do que cerca de 40:1. Em uma versão de acordo com a presente invenção, as argilas de caulim têm fatores de forma maiores do que cerca de 70:1, por exemplo, maiores do que cerca de 80:1, ou maiores do que cerca de 90:1. De acordo com outro aspecto da invenção, o fator de forma é maior do que cerca de 100:1, por exemplo, 110:1 e acima. Em outra versão, a argila de caulim tem um fator de forma de e acima de cerca de 120:1 e de e acima de cerca de 140:1. As argilas de acordo com estas versões da invenção foram constatadas apresentarem dispersão de luz surpreendentemente elevada em revestimentos e cargas de papel. O elevado fator de forma pode ser conseguido moendo-se argilas cauliníticas mineradas até ser obtido o desejado fator de forma. Qualquer método de moagem reconhecido pela técnica pode ser usado com a presente invenção, incluindo mas não limitado a, por exemplo, moagem úmida usando-se meios arenosos ou cerâmicos. De acordo com uma versão da presente invenção, o caulim pode ser preparado por cominuição leve, por exemplo, trituração ou moagem, de um caulim grosseiro, para fornecer sua deslaminação adequada. A cominuição pode ser realizada pelo uso de contas ou grânulos de um auxiliar de trituração ou moagem plástico, por exemplo, náilon. Energias apropriadas de trituração serão prontamente evidentes e facilmente calculadas pelo artífice hábil.

Energias de trituração significativas podem ser necessárias para obterem-se desejáveis fatores de forma elevados, o caulim bruto, entretanto, selecionado por seu brilho, triturará a elevados fatores de forma em uma faixa de energia tipicamente usada para manufaturar pigmentos de caulim deslaminado padrão, que têm menos fatores de forma. 0 caulim bruto ou um produto de fator de forma elevado, obtido de trituração ou moagem, pode ser refinado para remover impurezas e melhorar as propriedades físicas, utilizando-se procedimentos bem conhecidos, geralmente referidos como processos de beneficiamento. O caulim pode ser tratado por procedimento conhecido e classificação de tamanho de partícula, seleção e/ou centrifugação, para obterem-se partículas tendo uma desejada distribuição de tamanho de partícula e valor d50 (como discutido acima). De acordo com uma versão de acordo com a presente invenção, as argilas mineradas são adequadamente primeiro desareadas antes delas serem submetidas a trituração, para obter- se o desejado fator de forma. "Diâmetro médio de partícula" é definido como o diâmetro de um círculo que tem a mesma área que a face maior da partícula. O tamanho médio de partícula, valor d50, e outras propriedades de tamanho de partícula referidas no presente pedido, são medidos em uma maneira bem conhecida por sedimentação do material particulado, em uma condição totalmente dispersa em um meio aquoso, empregando-se uma máquina SEDIGRAPH 5100, conforme suprida por Micromeritics Corporation. Tal máquina provê medições e uma plotagem da percentagem cumulativa em peso de partículas tendo um tamanho, referido na técnica como o "diâmetro esférico equivalente" (esd), menor do que os valores esd dados. O tamanho médio de partícula d50 é o valor determinado desta maneira do esd de partícula, em que há 50% em peso de partículas que têm um esd menor do que aquele valor d50. O valor d50 para o caulim particulado de acordo com a presente invenção pode ser, por exemplo, na faixa de cerca de 0,2 μτη a cerca de 10 μηι.

Anteriormente, acreditava-se que as partículas de caulim grosseiras produziam produtos pigmentares tendo fraca dispersão de luz. O uso da presente invenção de argilas hiperlamelares permite que produtos significativamente mais grosseiros sejam usados com comparável ou melhor dispersão de luz. De acordo com uma versão da presente invenção, a distribuição de tamanho de partícula do caulim pode ser tal que cerca de 20% ou mais das partículas têm um esd de 2 micros ou menor. Um produto adequado, de acordo com a presente invenção, pode ter uma distribuição de tamanho de partícula em que cerca de 50% a cerca de 85% das partículas têm um esd de 2 micros ou menor. O declive da distribuição de tamanho de partícula (psd) do caulim particulado de acordo com a presente invenção, com freqüência referido como estreiteza da psd, refere-se à inclinação da curva psd. Assim, em alguns casos a psd do caulim de acordo com a presente invenção pode ser escarpada e em outros casos pode ser larga. O declive ou a largura da psd é um indicador do desempenho antecipado do produto e pode ser selecionado pelo artífice hábil com base nas propriedades finais desejadas. O declive, como aqui usado, é medido como 100 vezes a relação de d3o a d70, onde d3o é o valor do esd de partícula menor do que aquele onde há 30% das partículas e d70 é o valor esd de partícula menor do que aquele em que há 70% de partículas obtidas pela medição da psd acima.

Outro aspecto da presente invenção provê um produto caulim tendo um valor de fator de forma de pelo menos cerca de 70, formado pela moagem por atrito de uma fração de caulim de tamanho grosseiro de partícula. O caulim consiste predominantemente de cristais de caulinita, que são conformados como placas hexagonais delgadas ou em livretos ou plaquetas chamados "pilhas". As pilhas de caulinita podem ser submetidas a uma ação de moagem, para facilmente separar ou deslaminar as pilhas ou livros consistindo de mais do que uma plaqueta em livros menores ou plaquetas individuais. O ato de deslaminação parte ou cliva os cristais naturais de caulinita ao longo do (001) plano cristalográfico, que é perpendicular a seu "eixo-c". Muitos produtos de caulim são produzidos por moagem por atrito de uma pasta dispersa de combinação de fração de tamanho de partícula grosseira e bruta integral beneficiada empastada-desareada-brilhosa por uma centrífuga. Estes produtos deslaminados padrão, entretanto, pode não apresentar suficiente deslaminação, visto que eles podem conter livretos que compreendem diversas contagens de plaquetas de caulinita.

Portanto, este aspecto da presente invenção provê um método para obter um caulim tendo um fator de forma de cerca de 70:1 ou superior. O método compreende: (a) prover uma pasta de caulim, onde, em uma versão, a pasta compreende caulim totalmente bruto ou uma mistura de caulim totalmente bruto e partículas grosseiras, por uma centrífuga; (b) moer por atrito a pasta de caulim; (c) remover uma fração de tamanho de partícula grosseira da pasta por centrifugação; e (d) moer por atrito a fração de tamanho de partícula grosseira.

Opcionalmente, uma etapa de centrifugação pode ser inserida antes de (b) para remover partículas ultrafinas, a fim de aumentar a eficiência da moagem por atrito.

Em uma versão, a pasta de caulim é produzida por moagem por atrito de uma pasta de argila bruta. A pasta de argila bruta pode compreender, em uma versão, uma pasta de argila bruta integral ou uma mistura de pasta de argila bruta e frações de tamanho de partícula grosseira de uma centrífuga. A pasta de argila pode ser uma pasta de argila, dispersa-desareada-brilhosa beneficiada.

Em uma versão, a pasta de caulim pode ser obtida de minério de caulim bruto, que é geralmente um caulim viscoso, sedimentar, contendo micas, minerais de argila de camadas misturadas, esmectitas e vermiculitas ou micas hidratadas. Um produto bruto de argila de caulim exemplificativa compreende ainda óxido de potássio em uma quantidade variando de 0,10% a 3,0% em peso e óxido de magnésio em uma quantidade variando de 0,10% a 3,0% em peso, e óxido de magnésio em uma quantidade variando de 0,03% a 0,5% em peso. Tal produto bruto pode ter um fator de forma igual a ou maior do que 15, ou igual a ou maior do que 25. O caulim bruto pode ter uma distribuição de tamanho de partícula de 75% em peso menor do que 2 pm.

Para formar a pasta de caulim, água pode ser adicionada a um caulim bruto seco, para formar uma suspensão aquosa, tal como uma suspensão contendo de 30% a 70% de caulim em uma base de peso seco. Produtos químicos podem ser adicionados para dispersar as partículas de argila. A pasta de caulim pode então ser desareada para remover partículas com dimensão de areia antes de processar mais ou transportar por tubulação para uma usina.

Onde a pasta de caulim bruta compreender uma mistura de frações brutas integrais e de tamanho de partícula grosseira de uma centrífuga, a fração de tamanho de partícula grosseira pode ter um fator de forma maior do que 20, tal como um fator de forma maior do que 25. Em outra versão, a fração de tamanho de partícula grosseira pode ter um fator de forma maior do que 35.

As etapas de moagem por atrito podem ser realizadas com um meio de moagem particulada por um tempo suficiente para dissipar na pasta ou suspensão bastante energia para conferir às partículas de caulim um valor de fator de forma variando de cerca de 35 a cerca de 60 ou mais. A quantidade de energia dissipada na suspensão da argila de caulim pode varia de cerca de 22 kWh a cerca de 110 kWh, tal como de cerca de 27,5 a cerca de 82,5 kWh de energia por t de caulim presente em uma base de peso seco. O moinho de moagem por atrito é equipado com um agitador, que é capaz de ser girado em uma velocidade tal como aquela em que um vórtice é formado na suspensão dentro do moinho durante a moagem. O meio de moagem de partícula pode ter um peso específico de 2 ou mais. Em uma versão, o meio de moagem compreende grãos de areia de quartzo ou meios similares. Os grãos podem ter um diâmetro menor do que 2 mm. Em outra versão, os grãos têm um diâmetro maior do que 0,25 mm e menor do que 2 mm. Em ainda outra versão, o meio de moagem compreende meios de Carbolita finos (20-40#).

Antes da moagem por atrito da pasta de caulim bruta, a pasta pode ser submetida a processos de beneficiamento e/ou desareação. Em uma versão, a pasta de caulim bruta compreende uma pasta de argila beneficiada dispersa-desareada-brilhante. Desareação é o processo de passar uma pasta de argila de caulim através de caixas de arrasto e uma peneira para remover partículas grosseiras (areia) de um determinado tamanho. Por exemplo, a peneira pode ser uma peneira de +325 mesh (Padrão U.S.), adequada para remover partículas maiores do que 45 μηη.

Após moagem por atrito da pasta bruta, a pasta pode ser passada através de uma centrífuga, tal como uma centrífuga decantadora de sólidos tipo vaso, para uma etapa de classificação, onde a argila é classificada em uma distribuição de tamanho de partícula, de modo que 80% a 95% em peso das partículas tenham um esd menor do que 2 pm. Ainda em outra versão, 20% a 40% das partículas têm um esd menor do que 0,25 pm. Em ainda outra versão, 25% a 35% das partículas têm um esd menor do que 0,25 μητι. Em ainda outra versão, o peso das partículas da fração mais fina varia de 5% a 30% da alimentação para a centrífuga.

Após remover a fração de tamanho de partícula grosseira do produto moído por atrito, isto é, a "fração-b" via uma centrífuga, a fração grosseira pode ser diluída com água para formar uma pasta que pode ser submetida a uma etapa de moagem por atrito, para produzir o produto de caulim final, tendo um valor de fator de forma de pelo menos 70. Este produto pode, alternativamente, ser submetida a mais beneficiamento, para obter-se o desejado brilho ou reologia através de técnicas de processamento convencionais, tais como flotação, floculação seletiva e alvejamento. Anteriormente, em alguns exemplos, as frações grosseiras eram descartadas, visto que esta fração de caulim era às vezes consideradas como sendo demasiado grosseiras para aplicações de revestimento. Assim, uma vantagem desta versão surge do uso da fração grosseira, que era, em alguns casos, um subproduto de manufatura anteriormente indesejado, para produzir um produto de caulim útil.

Em uma versão, a fração de tamanho de partícula grosseira compreende caulim tendo um fator de forma de pelo menos cerca de 20, tal como pelo menos cerca de 25 ou pelo menos cerca de 30 e, em alguns casos, tão elevado quanto cerca de 50 a cerca de 60.

As partículas de caulim final podem ter um tamanho médio de partícula (d50 por Sedigraph) variando de cerca de 0,1 μηΐά cerca de 2,0 pm, tal como uma d50 variando de cerca de 0,25 pm a cerca de 1 pm.

Em outra versão, a pasta de caulim de fração de partícula grosseira é submetida a uma etapa de beneficiamento e/ou uma etapa de desareação, antes do processo de moagem por atrito. Em outra versão, a pasta de caulim de fração de partícula grosseira é submetida a processos tanto de beneficiamento como desareação.

Em uma versão, a invenção pode vantajosamente reduzir a população de cristais de caulim que existem como pilhas. O produto de caulim da invenção pode ter cobertura superior em relação ao caulim padrão em aplicações de papel revestido de peso leve e peso ultra-leve, visto que a população mais elevada de cristais de placa individuais, presentes em caulim HIPERLAMELAR, provê uma espessura de placa relativamente fina e uniforme. Em i uma versão, a invenção provê um papel revestido com caulim HIPERLAMELAR, como descrito aqui.

Outro aspecto da presente invenção provê um diluente para tintas, o diluente compreendendo um caulim de tamanho de partícula grosseira, tendo um d50 variando de cerca de 0,25 pm a cerca de 2,0 pm. Em uma versão, o diluente de caulim tem um fator de i forma maior do que cerca de 90. O diluente pode ser preparado moendo-se por atrito uma fração de caulim de tamanho de partícula grosseira, como descrito acima.

Em certas aplicações, pode ser desejado utilizarem-se diluentes com um equilíbrio de baixo brilho e alta opacidade. Portanto, em uma versão, o diluente é grosseiro, com um d50 variando de 0,25 pm a 2,0 pm, tal como um d50 variando de 0,5 pm a 1,5 pm. Por exemplo, o d50 pode ser de aproximadamente 1,3 pm. Em outras aplicações, o controle do brilho pode não ser necessário e, portanto, o caulim pode compreender partículas mais finas com um d50 variando de 0,25 pm a 1 pm. Por exemplo, o d50 pode ser aproximadamente de 0,6 pm.

Outra versão provê uma tinta de pintar compreendendo um diluente consistindo de um caulim de tamanho de partícula grosseira tendo um d50 variando de 0,25 pm a 2,0 pm.

Em uma versão, o diluente de caulim tem um fator de forma de pelo menos 70:1, ou qualquer outro valor aqui descrito. Em outra versão, o diluente de caulim tem um fator de forma de pelo menos 100:1.

Outro aspecto da presente invenção provê um diluente para tinta compreendendo um caulim, preparado por um método compreendendo prover uma pasta de caulim consistindo de caulim totalmente bruto ou uma mistura de bruto integral e frações de tamanho de partícula grosseira, moendo-se por atrito a pasta de caulim, removendo-se a fração de tamanho de partícula grosseira da pasta por centrifugação e moendo-se por atrito a fração de tamanho de partícula grosseira, para prover um produto de caulim tendo um fator de forma de pelo menos cerca de 70:1, ou qualquer um dos fatores de forma descritos aqui.

Outro aspecto da presente invenção refere-se ao uso da argila HIPERLAMELAR para carregar, por exemplo, produto de papel ou papelão, tal como um produto de carga de papel de revista supercalandrado. Em uma versão, o produto de papel ou papelão é carregado com um caulim tendo um valor de fator de forma de pelo menos cerca de 70.

Outro aspecto da invenção provê um método para produzir um revestimento de papel mate, compreendendo: (a) moer por atrito uma pasta de caulim bruta, compreendendo uma mistura de frações grosseiras de uma centrífuga que foram desareadas a 80% mais finas do que 5 pm; (b) remover a fração de tamanho de partícula grosseira da pasta por centrifugação; e (c) moer por atrito a fração de tamanho de partícula grosseira da pasta por centrifugação; e (c) moer por atrito a fração de tamanho de partícula grosseira, para prover caulim tendo um fator de forma de pelo menos 70:1.

Outro aspecto da invenção provê um método para produzir um produto pigmentar compreendendo: (a) misturar uma argila de caulim bruta ou parcialmente processada com água, para formar uma suspensão aquosa; (b) moer por atrito a suspensão produzida pela etapa (a), utilizando-se um meio de moagem particulada por um processo em que o fator de forma médio da argila de caulim é aumentado em pelo menos 10, preferivelmente pelo menos 20; (c) separar a suspensão da argila de caulim moída do meio de moagem particulada; e (d) desidratar a suspensão de argila de caulim moída, separada na etapa (c), para recuperar dela um pigmento de caulim.

Na etapa (a) do método de acordo com o segundo aspecto da presente invenção, a argila de caulim pode formar de 20% a 70%, usualmente de 20% a 45% da suspensão tratada. A argila de caulim pode compreender uma argila de caulim sedimentar, tal como uma argila de caulim sedimentar da Geórgia, USA. A argila de caulim bruta pode ter uma psd de modo que cerca de 40% em peso compreendam partículas tendo um esd maior do que 10 μπΊ e não mais do que 50% em peso, por exemplo, de cerca de 20% a cerca de 40% em peso, compreendendo partículas tendo um esd menor do que 2 μην O fator de forma da argila de caulim tratada na etapa (a) pode ser menor do que 15, tal como na faixa de cerca de 5 a cerca de 10. Assim, o fator de forma pode ser aumentado em um diferencial pelo menos 30, em alguns casos pelo menos 40, por exemplo, de um valor de fator de forma menor do que 15 a um valor de fator de forma maior do que 55.

Quando preparando uma suspensão aquosa da argila de caulim a ser tratada na etapa (a), um agente dispersante para a argila de caulim pode ou não ser adicionado à argila de caulim. A argila de caulim empregada na etapa (a) pode ser um componente grosseiro de classificação, por exemplo, empregando-se uma centrífuga, uma argila de caulim sedimentar em blocos padrão, tal como argila de caulim tendo um fator de forma de 5 a 10. O componente grosseiro pode ter não mais do que 50% em peso de partículas tendo um esd menor do que 2 μπι e não mais do que 10% em peso, tendo um esd menor do que 0,25 μπι. A psd da argila de caulim pode ser ajustada misturando-se de 99 a 50 partes em peso da argila de caulim com de 1 a 50 partes em peso, tal como de 10 a 30 partes em peso, de um caulim em placas finas, por exemplo, tendo um fator de forma de pelo menos 15, tal como de 15 a 40, e cujas percentagens em peso de partículas menores do que 2 μιτι e 0,25 pm são respectivamente de pelo menos 85% em peso e pelo menos 20% em peso. O componente de caulim de placas finas pode ser um caulim derivado de um depósito primário ou sedimentar. O componente de caulim de placas finas pode ser um caulim derivado de um depósito primário ou sedimentar. O componente de caulim de placas finas pode ser adicionado ao caulim ou obtido do componente grosseiro antes da ou após a etapa de moagem (b). A adição pode ser realizada com os caulins a serem misturados em forma de pó seco ou na forma de uma suspensão aquosa.

Um produto de caulim resultante, preparado misturando-se da maneira descrita, pode melhorar as características da caulim, tal como as características de reologia e desidratação de uma suspensão aquosa resultante e pode prover melhor escoabilidade e alinhamento de partículas quando o caulim for usado em uma composição de revestimento. A argila de caulim pode ser submetida a uma ou mais etapas de purificação bem conhecidas para remover impurezas indesejáveis, por exemplo, entre as etapas (a) e (b) ou entre as etapas (c) e (d). Por exemplo, a suspensão aquosa de argila de caulim pode ser submetida a uma operação de tratamento de flotação de espuma para remover impurezas contendo titânio da espuma. Alternativamente ou em adição, a suspensão pode ser passada através de um separador magnético de alta intensidade, para remover impurezas contendo ferro. A etapa (b) pode compreender um processo em que a suspensão da argila de caulim é tratada por moagem por atrito média, em que uma energia de cerca de 40 kWh a cerca de 250 kWh por t de argila (em uma base de peso seco) é dissipada na suspensão. O processo da etapa (b) pode compreender um processo de pelo menos dois estágios, isto é, um primeiro estágio (b1), em que a deslaminação da argila de caulim e um segundo estágio (b2) em que a cominuição das plaquetas de argila de caulim ocorre.

Uma etapa de cominuição suave (b1) pode ser realizada, tal como moagem via um meio de moagem partículada, a fim de decompor as partículas compostas, que estão presentes na argila de caulim bruta. Tais partículas compostas geralmente compreendem pilhas ou blocos coerentes de partículas semelhantes a placas hexagonais individuais, especialmente onde a argila de caulim é de um depósito sedimentar. Quando a argila de caulim é submetida a cominuição relativamente suave, por exemplo, por moagem na etapa (b1), muitas das partículas compostas podem ser decompostas para fornecer as placas finas individuais, substancialmente hexagonais, isto é, deslaminação, o resultado sendo um aumento do fator de forma médio da argila de caulim. Por exemplo, este processo pode aumentar o fator de forma da argila de caulim de um fator de forma de partida de cerca de 5 a 10 a um fator de forma aumentado de pelo menos cerca de 50 a 55. Por "moagem relativamente suave" pretendemos significar moagem em um moinho de moagem por atrito, com um meio de moagem particulado, os teores do moinho de moagem por atrito sendo agitados por meio de um rotor que gira em uma velocidade que é insuficiente para estabelecer um vórtice na suspensão, tal como em uma velocidade periférica abaixo de cerca de 10 m.s'1 e em que a quantidade de energia dissipada na suspensão durante a moagem é menor do que cerca de 82,5 kWh, tal como menos do que cerca de 60,5 kWh por t de argila de caulim em uma base de peso seco. O meio de moagem partículada pode ser de peso específico relativamente elevado, por exemplo, 2 ou mais, e pode, por exemplo, compreender grãos de areia silicosa, os grãos geralmente tendo diâmetros não maiores do que cerca de 2 mm e não menores do que cerca de 0,25 mm. O segundo estágio (b2) da forma de dois estágios da etapa (b) pode compreender moer, em um moinho de moagem por atrito que é equipado com um agitador capaz de ser girado em uma velocidade de modo que um vórtice seja formado na suspensão do moinho durante a moagem. O meio de moagem particulado pode ter um peso específico de 2 ou mais e pode compreender, por exemplo, grãos de areia silicosa em que os grãos podem ter diâmetros não maiores do que cerca de 2 mm e não menores do que cerca de 0,25 mm. Se o estágio (b2) for precedido por uma cominuição relativamente suave no estágio (b1), a quantidade de energia dissipada na suspensão de argila de caulim no estágio (b2) pode ser na faixa de cerca de 44 kWh a cerca de 132 kWh por t seca de argila de caulim. Se a etapa de cominuição relativamente suave (b1) for omitida, a quantidade de energia dissipada na suspensão de argila de caulim da etapa (b) pode ser na faixa de cerca de 110 kWh a cerca de 275 kWh por t seca de argila de caulim.

Na etapa (c), a suspensão de argila de caulim molda pode ser separada do meio de moagem particulado de qualquer maneira conhecida na técnica, tal como passando a suspensão através de uma peneira de apropriado tamanho de abertura, por exemplo, uma peneira tendo tamanhos de abertura nominais na faixa de cerca de 0,1 mm a cerca de 0,25 mm.

Em seguida à etapa (c) ou etapa (d), a argila de caulim pode ser ainda tratada para melhor uma ou mais de suas propriedades. Por exemplo, trabalho líquido de alta energia, tal como a utilização de um misturador de alta velocidade, pode ser aplicado ao produto na forma de pasta, por exemplo, antes da etapa (d) ou após a etapa (d) e subseqüente redispersão em um meio aquoso, por exemplo, durante a preparação de uma composição de revestimento.

Na etapa (d), a suspensão do caulim moldo pode ser desidratada em uma das maneiras bem conhecidas na técnica, por exemplo, filtragem, centrifugação, evaporação e similares. Em uma versão, a desidratação pode ser realizada via uma filtro a prensa. Por exemplo, a utilização de uma filtro a prensa pode ser realizada para formar uma torta tendo um teor de água na faixa de cerca de 15% a cerca de 35% em peso. Esta torta pode ser misturada com um agente de dispersão para a argila de caulim e pode ser convertida em uma pasta fluida, que pode ser transportada e vendida nesta forma. Alternativamente, a argila de caulim pode ser termicamente secada, por exemplo, introduzindo-se a pasta fluida da argila de caulim dentro de um secador de pulverização e transportada em uma forma substancialmente seca.

Um componente de caulim lamelar fino pode ser misturado com o produto da etapa (d) da maneira descrita anteriormente, se tal componente já não tiver sido adicionado antes da etapa (d).

Em uma versão, o produto pigmentar pode ter uma área de peso específico como medida pelo método BET N2 de pelo menos 12 m2.g'1, preferivelmente de 15 m2.g'1 a 20 2 -1 m .g .

Em uma versão, o produto pigmentar, produzido neste aspecto dâ invenção, pode ser usado em revestimento de papel. A composição de revestimento pode ser usada para produzir revestimentos lustrosos em papel e outros substratos, composição esta compreendendo uma suspensão aquosa de um pigmento particulado junto com um adesivo ou aglutinante hidrofílico. O teor de sólidos da composição de revestimento de papel pode ser maior do que 60% em peso, tal como um teor de sólido de pelo menos 70%, ou mesmo tão elevado quanto possível, porém ainda fornecendo uma composição adequadamente fluida, que possa ser usada no revestimento. A composição pode incluir um agente dispersante, por exemplo, até 2% em peso de um polieletrólito baseado no peso seco do pigmento presente, ou qualquer outro agente dispersante conhecido na técnica, tal como aqueles aqui descritos. O produto pigmentar de acordo com o primeiro aspecto da invenção pode ser usado como o único pigmento de uma composição de revestimento de papel, ou pode ser usado em conjunto com um ou mais de outros pigmentos conhecidos, tais como, por exemplo, caulim (comercialmente disponível), caulim calcinado, carbonato de cálcio precipitado, dióxido de titânio, sulfato de cálcio, branco acetinado, talco e o chamado "pigmento plástico". Em uma versão, quando uma mistura de pigmentos é usada, o produto pigmentar, de acordo com este aspecto da invenção, está presente na mistura em uma quantidade de pelo menos 80% i do peso seco total dos pigmentos misturados. O aglutinante da composição pode compreender um adesivo derivado de amido natural, obtido de uma fonte de planta conhecida, como descrito aqui, embora não seja essencial utilizar amido como um ingrediente aglutinante. Outros aglutinantes, que podem ser usados com ou sem amido, são também aqui descritos, i Onde amido for empregado como um ingrediente aglutinante, o amido pode ser não modificado ou amido bruto, ou pode ser modificado por um ou mais tratamentos químicos conhecidos na técnica. O amido pode, por exemplo, ser oxidado para converter alguns de seus grupos -CH2OH em grupos -COOH. Em alguns casos, o amido pode ter uma pequena proporção de grupos acetila, -COCH3. Alternativamente, o amido pode ser quimicamente ) tratado para torná-lo catiônico ou anfotérico, isto é, com cargas tanto catiônicas como aniônicas. O amido pode também ser convertido em um éter de amido, ou amido hidroxialquilado, substituindo-se alguns dos grupos -OH por, por exemplo, grupos - OCH2CH2OH, grupos -OCH2CH3 ou grupos -OCH2CH2CH2OH. Uma outra classe de amidos quimicamente tratados, que pode ser usada, é aquela conhecida como fosfatos de amido. > Alternativamente, o amido bruto pode ser hidrolisado por meio de um ácido diluído ou uma enzima, para produzir uma goma do tipo dextrina. O aglutinante de amido usado na composição de acordo com este aspecto da invenção pode estar presente em uma quantidade variando de 4% a 25% em peso, com base no peso seco do pigmento. O aglutinante de amido pode ser usado em conjunto com um ou mais de outros aglutinantes, por exemplo, aglutinantes sintéticos do tipo de látex, acetato de polivinila ou álcool polivinílico. Quando o aglutinante de amido é usado em conjunto com outro aglutinante, por exemplo, um aglutinante sintético, a quantidade do aglutinante de amido pode estar presente em uma quantidade variando de 2% a 20% em peso, e a quantidade do aglutinante sintético pode estar presente em uma quantidade variando de 2% a 12% em peso, ambas baseadas no peso do pigmento seco. Em uma versão, pelo menos 50% em peso da mistura aglutinante compreende amido modificado ou não modificado.

Outro aspecto da presente invenção provê um método de formar um papel revestido, compreendendo aplicar a composição de caulim para cobrir uma folha de papel e calandrar o papel para formar um revestimento lustroso sobre ele. Em uma versão, o revestimento lustroso é formado em ambos os lados do papel.

Outro aspecto da presente invenção provê um método para produzir um papel revestido, compreendendo cobrir um substrato fibroso com uma composição de revestimento, compreendendo uma carga consistindo de caulim tendo um fator de forma de pelo menos cerca de 70:1, ou qualquer um dos fatores de forma descritos aqui.

Outro aspecto da presente invenção provê um papel revestido compreendendo um substrato fibroso e um revestimento sobre o substrato compreendendo caulim, tendo um fator de forma de pelo menos cerca de 70:1, ou qualquer um dos fatores de forma aqui descritos.

Outro aspecto da presente invenção provê um método para produzir um papel carregado, compreendendo prover um substrato fibroso e adicionar ao substrato caulim tendo um fator de forma de pelo menos cerca de 70:1, ou qualquer um dos fatores de forma aqui descritos. A calandragem é um processo bem conhecido em que a lisura e lustro do papel são melhoradas e a massa é reduzida passando-se uma folha de papel revestida entre os apertos ou rolos da calandra uma ou mais vezes. Usualmente, são empregados rolos revestidos de elastômero, para fornecer compressão das composições de sólidos elevados.

Uma temperatura elevada pode ser aplicada. Cinco ou mais passes através dos apertos podem ser aplicados. O papel, após revestimento e calandragem, no método de acordo com este aspecto, pode ter um peso total por área unitária variando de 30 g.m'2 a 70 g.rrr2, tal como de 49 g.m' 2 a 65 g.nrf2, ou ainda de 35 g.m'2 a 48 g.m'2.0 revestimento final pode ter um peso por área unitária variando de 3 g.m'2 a 20 g.m'2, tal como de 5 g.m'2 a 13 g.m'2. Tal revestimento pode ser aplicado a ambos os lados do papel. O papel revestido pode ser papel LWC ou ULWC. 0 lustro do papel pode ser maior do que 45 unidades TAPPI e o valor Parker Print Surf, em uma pressão de 1 MPa de cada revestimento de papel pode ser menor do que 1 pm. O lustro de uma superfície de papel revestida pode ser medido por meio de um teste estabelecido na Norma TAPPI No. 480 ts-65. A intensidade da luz refletida em um ângulo da superfície do papel é medida e comparada com um padrão de valor de lustro conhecido. Os feixes de luz incidente e refletida são ambos em um ângulo de 75° em relação à perpendicular à superfície do papel. Os resultados são expressos em unidades de lustro TAPPI. Em uma versão, o lustro do produto pigmentar pode ser maior do que 50, em alguns casos maior do que 55 unidades TAPPI. O teste Parker Print Surf provê uma medida da lisura de uma superfície de papel e compreende medir a taxa em que o ar sob pressão vaza de uma amostra do papel revestido que é presa, sob uma força padrão conhecida, entre uma placa superior, que incorpora uma saída para o ar comprimido e uma placa inferior, cuja superfície superior é coberta com uma folha de um material de suporte de referência macio ou duro, de acordo com a natureza do papel sob teste. Pela taxa de escape do ar, é calculado um vão de raiz cúbica média em μιτι, entre a superfície do papel e o material de referência. Um valor menor deste vão representa um grau mais elevado de lisura da superfície do papel sob teste.

Uma melhoria pode ser provida onde o aglutinante presente na composição de revestimento compreenda amido. Entretanto, uma melhoria é também obtida onde outros aglutinantes livres de amido conhecidos são empregados (com ou sem amido presente). Em cada caso, o adesivo ou aglutinante pode formar de 4% a 30%, por exemplo, 8% a 20%, por exemplo, de 8% a 15% em peso do teor de sólidos da composição. A quantidade empregada dependerá da composição e do tipo de adesivo, que pode ele próprio incorporar um ou mais ingredientes. O caulim particulado de acordo com a presente invenção pode ser misturado com outros pigmentos, cargas e diluentes, para obter-se uma mistura de propriedades providas pelos constituintes da mistura. O material pigmentar, de carga ou diluente adicionado pode compreender um ou mais de caulim hidratado, caulim calcinado, caulim agregado, carbonato de cálcio (moído ou precipitado), talco, gesso ou outro mineral ou material pigmentar particulado branco conhecido.

Os revestimentos de papel e cargas de papel de acordo com a presente invenção incluem, além do caulim como descrito acima, materiais geralmente usados na produção de revestimentos de papel e cargas de papel. Especificamente, as composições incluirão um aglutinante e um pigmento, tipicamente Ti02. As cargas e revestimentos de acordo com a presente invenção podem opcionalmente incluir outros aditivos, incluindo mas não limitado a dispersantes, reticuladores, auxiliares de retenção de água, modificadores ou espessantes de viscosidade, auxiliares de lubricidade ou calandragem, antiespumantes/desespumantes, aditivos de retenção de tinta-lustrosa, aditivos secos ou úmidos de melhoria de fricção ou resistência à abrasão, aditivos de melhoria de pega seca ou úmida, agentes de abrilhantamento óptico ou agentes de branqueamento fluorescente, corantes, biocidas, auxiliares de nivelação, aditivos de resistência a graxa ou óleo, aditivos de resistência à água e/ou insolubilizadores.

Qualquer aglutinante reconhecido na técnica pode ser usado na presente invenção.

Aglutinantes exemplificativos incluem mas não são limitados a adesivos derivados de amido natural, obtido de uma fonte de planta conhecida, por exemplo, trigo, milho, batata ou tapioca; aglutinantes sintéticos, incluindo estireno butadieno, látex acrílico, látex de acetato de vinila ou estireno acrílico; caseína; álcool polivinílico; acetato polivinílico; ou misturas deles.

Os revestimentos de papel têm níveis de aglutinante muito diferentes, dependendo do tipo de impressão a ser usada com o produto de papel revestido. Níveis de aglutinante apropriados, baseados no produto final desejado, seriam prontamente evidentes para o artífice hábil. Os níveis de aglutinante são controlados para permitir que as superfícies recebam tinta de escrever sem rompimento. Os níveis de aglutinante de látex para revestimentos de papel geralmente variam de cerca de 3% a cerca de 30%. Em uma versão de acordo com a presente invenção, o aglutinante está presente no revestimento de papel em uma quantidade de cerca de 3% a cerca de 10%. Em outra versão de acordo com a presente invenção, o aglutinante está presente no revestimento em uma quantidade variando de cerca de 10% a cerca de 30% em peso.

Outro aspecto da presente invenção provê um método para produzir um revestimento barreira de um caulim de fração grosseira, tendo as propriedades aqui descritas. Os revestimentos barreira são úteis para dar ao papel resistência à umidade, vapor úmido, graxa, óleo, ar etc.

Quando produzindo revestimentos barreira, ka quantidade de aglutinante na formulação pode ser muito elevada, da ordem de 40% a 50%. O aglutinante, combinado com as placas mais planas possíveis, resulta em um revestimento que exibe excelentes propriedades de barreira.

Outro aspecto da presente invenção provê uma composição de revestimento barreira, compreendendo uma pasta consistindo de caulim tendo um fator de forma de pelo menos cerca de 70:1, ou qualquer um dos fatores de forma descritos aqui. O teor de sólidos da pasta pode variar de cerca de 45% a cerca de 70%.

Outro aspecto da presente invenção provê um método para melhorar as propriedades de barreira em um papel, compreendendo revestir um substrato fibroso com uma composição de revestimento de papel, compreendendo um caulim tendo um fator de forma de pelo menos cerca de 70:1, ou qualquer um dos fatores de forma aqui descritos.

Outro aspecto da presente invenção provê uma carga compreendendo um caulim tendo um fator de forma de pelo menos cerca de 70:1, ou qualquer um dos fatores de forma aqui descritos.

Outro aspecto da presente invenção provê uma pasta compreendendo um caulim tendo um fator de forma maior do que 70:1 e um agente estabilizante. Em uma versão, o caulim pode ter um fator de forma de pelo menos cerca de 80:1 ou qualquer um dos fatores de forma aqui descritos.

Muitos agentes estabilizadores são conhecidos na técnica para tais pastas. Em uma versão, o agente estabilizador compreende carboximetilcelulose. Em outra versão, o agente estabilizador pode compreender argila esmectita. Em ainda outra versão, o agente estabilizador pode compreender bentonita. Em ainda outra versão, o agente estabilizador pode compreender hectorita.

Em uma versão, o agente estabilizante está presente na pasta em uma quantidade variando de cerca de 1,8 kg por t seca de caulim a cerca de 4,5 kg por t seca de caulim.

Em uma versão, a pasta tem um teor de sólidos maior do que cerca de 45%, tal como um teor de sólidos variando de cerca de 50% a cerca de 60%.

Os dispersantes podem ser escolhidos de quaisquer dispersantes reconhecidos na técnica, para uso em composições de revestimento de papel ou carga de papel.

Dispersantes apropriados serão prontamente evidentes para o artífice hábil. O dispersante pode ser escolhido de polieletrólitos tais como poliacrilatos e copolímeros contendo espécies de poliacrilato, especialmente sais de poliacrilato (tais como sódio e alumínio, opcionalmente com um sal de metal do grupo II), hexametafosfatos de sódio, poliol não-iônico, ácido polifosfórico, fosfato de sódio condensado, tensoativos não-iônicos, alcanomina e outros reagentes comumente usados para esta função. O caulim de acordo com a presente invenção pode ser usado como o único pigmento dos revestimentos de papel e cargas de papel da presente invenção. Alternativamente, o caulim hiperlamelar descrito acima pode ser combinado com outro pigmento. Pigmentos adicionais para uso na composição de acordo com a presente invenção podem ser selecionados de qualquer pigmento reconhecido na técnica. Os pigmentos podem ser selecionados de outro caulim, caulim calcinado, carbonato de cálcio natural ou precipitado, dióxido de titânio, sulfato de cálcio, branco acetinado, talco ou outros pigmentos plásticos.

De acordo com uma versão da presente invenção, um pigmento pode ser Ti02. Nas composições exemplificativas de acordo com a presente invenção, o Ti02 está presente em uma quantidade variando de 0 a 30 partes, tais como de 5 - 20 partes ou de 10 - 20 partes.

Se reticuladores forem usados na composição de revestimento ou de carga, para uso com a presente invenção, os reticuladores estão geralmente presentes em níveis de até 5% em peso. Qualquer reticulador reconhecido na técnica pode ser usado. Reticuladores apropriados incluem mas não são limitados a glioxais, resinas de formaldeído de melamina, carbonatos de amônio zircônio e suas misturas.

Se um auxiliar de retenção de água for usado na composição de revestimento ou de carga, para uso com a presente invenção, os auxiliares de retenção de água estão geralmente presentes até 2% em peso. Qualquer auxiliar de retenção de água reconhecido na técnica pode ser usado. Auxiliares de retenção de água apropriados incluem mas não são limitados a carboximetil celulose sódica, hidroxietil celulose, PVA (acetato de polivinila), amidos, proteínas, poliacrilatos, gomas, alginatos, poliacrilamida bentonita e outros produtos comercialmente disponíveis, vendidos para tais aplicações.

Se um modificador de viscosidade ou espessante for usado na composição de revestimento ou de carga da presente invenção, ele está geralmente presente em níveis de até 2% em peso. Qualquer espessante ou modificador de viscosidade reconhecido na técnica pode ser usado. Modificadores de viscosidade ou espessantes adequados incluem mas não são limitados a poliacrilatos, copolímeros de emulsão, dicianamida, trióis, polioxietileno éter, uréia, óleo de rícino sulfatado, polivinil pirrolidona, montmorilonita, CMC (carboximetil celuloses), alginato de sódio, goma de xantana, silicato de sódio, copolímeros de ácido acrílico, HMC (hidroximetil celuloses), HEC (hidroxietil celuloses) e suas misturas.

Se um auxiliar de lubricidade/calandragem for usado na composição de revestimento ou de carga da presente invenção, ele está geralmente presente em níveis de até 2% em peso. Qualquer auxiliar de lubricidade ou calandragem pode ser usado. Auxiliares de lubricidade ou calandragem apropriados incluem mas não são limitados a estearato de cálcio, estearato de amônio, estearato de zinco, emulsões de cera, ceras, dímero de alquil ceteno, glicóis e suas misturas.

Se um antiespumante ou desespumante for usado na composição de revestimento ou de carga da presente invenção, ele está geralmente presente em níveis de até 1% em peso. Qualquer antiespumante ou desespumante reconhecido na técnica pode ser usado.

Antiespumantes ou desespumantes apropriados incluem mas não são limitados a misturas de tensoativos, fosfato de tributila, ésteres de polioxietileno graxos mais álcoois graxos, sabões de ácido graxo, emulsões de silicone e outras composições contendo silicone, ceras e particulados inorgânicos em óleo mineral, misturas de hidrocarbonetos emulsificados e outros compostos vendidos comercialmente para realizar esta função.

Se aditivos de melhoria de pega seca ou úmida forem usados na composição de revestimento ou carga, da presente invenção, eles estão geralmente presentes em níveis de até 2% em peso. Quaisquer aditivos de melhoria de pega seca ou úmida reconhecidos podem ser usados. Aditivos de melhoria de pega secos ou úmidos apropriados incluem mas não são limitados a resina de melamina, emulsões de polietileno, formaldeído de uréia, formaldeído de melamina, poliamida, estearato de cálcio, anidro maleico de estireno e suas misturas.

Se aditivos de melhoria de fricção seca ou úmida e de resistência a abrasão forem usados na composição de revestimento ou de carga da presente invenção, eles estão geralmente presentes em níveis de até 2% em peso. Quaisquer aditivos de melhoria de fricção seca ou úmida e resistência à abrasão podem ser usados. Aditivos de melhoria de fricção seca ou úmida e resistência à abrasão apropriados incluem mas não são limitados a resinas baseadas em glioxal, polietilenos oxidados, resinas de melamina, formaldeído de uréia, formaldeído de melamina, cera de polietileno, estearato de cálcio e suas misturas.

Se um aditivo de retenção de tinta de lustro for usado na composição de revestimento ou carga da presente invenção, ele está geralmente presente em níveis de até 2% em peso. Qualquer aditivo de retenção de tinta de lustro reconhecido na técnica pode ser usado. Aditivos de retenção de tinta de lustro apropriados incluem mas não são limitados a polietilenos oxidados, emulsões de polietileno, ceras, caseína, goma guar, CMC, HMC, estearato de cálcio, estearato de amônio, alginato de sódio e suas misturas.

Se agentes de abrilhantamento óptico (OBA) e agentes de alvejamento fluorescente (FWA) forem usados na composição de revestimento ou carga da presente invenção, eles estão geralmente presentes em níveis de até 1% em peso. Quaisquer agentes abrilhantadores ópticos reconhecidos na técnica (OBA) e agentes de alvejamento fluorescentes (FWA) podem ser usados. Agentes de abrilhantamento óptico apropriados (OBA) e agentes de alvejamento fluorescentes (FWA) apropriados incluem mas não são limitados a derivados de estilbeno.

Se um corante for usado na composição de revestimento ou carga da presente invenção, ele está geralmente presente em níveis de até 0,5% em peso. Qualquer corante reconhecido pode ser usado.

Se um agente de controle biocida/deterioração for usado na composição de revestimento ou carga da presente invenção, ele está geralmente presente em níveis de até 1% em peso. Qualquer agente biocida/deterioração reconhecido na técnica pode ser usado.

Apropriados agentes biocidas/deterioração incluem mas não são limitados a metaborato, dodecilbeneno sulfonato de sódio, tiocianato, organoenxofre, benzonato de sódio e outros compostos vendidos comercialmente para esta função, como a faixa de polímeros biocidas vendidos por Calgon Corporation.

Se um auxiliar de nivelamento for usado na composição de revestimento ou carga da presente invenção, ele está geralmente presente em níveis de até 2% em peso. Qualquer auxiliar de nivelamento reconhecido pode ser usado. Apropriados auxiliares de nivelamento incluem mas não são limitados a poliol não-iônico, emulsões de polietileno, ácido graxo, ésteres e derivados de álcool, estearato de cálcio e outros compostos vendidos comercialmente para esta função.

Se um aditivo de resistência a graxa e óleo for usado na composição de revestimento ou carga da presente invenção, ele está geralmente presente em níveis até 2% em peso. Qualquer aditivo de resistência a graxa e óleo reconhecido pode ser usado.

Aditivos de resistência a graxa e óleo apropriados incluem mas não são limitados a polietilenos oxidados, látex, SMA (anidrido maleico estireno), poliamida, ceras, alginato, proteína, CMC, HMC e suas misturas.

Se um aditivo de resistência à água for usado na composição de revestimento ou carga da presente invenção, ele está geralmente presente em níveis de até 2% em peso.

Qualquer aditivo de resistência à água reconhecido na técnica pode ser usado. Aditivos de resistência à água apropriados incluem mas não são limitados a polietilenos oxidados, látex aniônico de resina cetônica, poliuretano, SMA, glioxal, resina de melamina, formaldeído de uréia, formaldeído de melamina, poliamida, glioxais, estearatos e outros materiais comercialmente disponíveis para esta função.

Se um insolubilizador for usado na composição de revestimento ou carga da presente invenção, ele está geralmente presente em níveis de até 2% em peso. Qualquer insolubilizador reconhecido na técnica pode ser usado. O substrato a ser carregado ou revestido pode ser selecionado de qualquer substrato fibroso reconhecido. Substratos para uso na presente invenção incluem substratos tanto baseados em madeira como livres de madeira. Substratos exemplificativos de acordo com a presente invenção são papel. A presente invenção pode ser usada na produção de todos os graus de papel, de papel revestido ultra leve a papelão revestido ou carregado.

Papel revestido leve, ou LWC, é geralmente revestido a um peso de cerca de 5 g.m'2 a cerca de 13 g.m'2 em cada lado e o peso total por área unitária do papel revestido é geralmente na faixa de cerca de 49 g.m'2 a cerca de 65 g.m'2. O papel LWC é geralmente usado para imprimir revistas, catálogos e material promocional. O papel revestido é requerido para atender a certas normas de lustro e lisura de superfície. Por exemplo, requer-se que o papel tenha geralmente um valor de lustro de pelo menos cerca de 32 e até cerca de 60 unidades TAPPI, e um valor Parker Print Surf na faixa de cerca de 0,5 a cerca de 1,6 μιτι. O papel revestido ultraleve, ou ULWC, é às vezes de outro modo conhecido como papel revestido leve, ou LLWC, e é usado para catálogos e para material de propaganda e promocional, remetido através do correio, para reduzir custos de correio. O peso do revestimento é geralmente na faixa de cerca de 2 g.m'2 a cerca de 7 g.m'2 em cada lado e o peso total por área unitária do papel revestido é geralmente na faixa de cerca de 25 g.m'2 a cerca de 48 g.m'2. Métodos de revestir papel e outros materiais folheares são largamente publicados e bem conhecidos. Vide, por exemplo, Pulp and Paper International, Maio de 1994, pág. 18 e segs. As folhas podem ser revestidas na máquina de formação de folha, isto é, "na máquina" ou podem ser revestidos em uma máquina de revestir, isto é, "fora-da-máquina".

Qualquer método de revestir reconhecido na técnica pode ser usado para produzir a folha revestida de acordo com a presente invenção. De acordo com uma versão, o revestimento é aplicado ao material folhear por um aplicador e um dispositivo de medição assegurar que o adequado nível da composição de revestimento seja aplicado. Quando um excesso da composição de revestimento é aplicado pelo aplicador, o dispositivo de medição fica a jusante do aplicador. Alternativamente, a quantidade correta da composição de revestimento pode ser aplicada ao aplicador pelo dispositivo de medição, tal como uma prensa de película. Enquanto revestindo a folha, a folha pode ser sustentada por rolos de suporte ou pode ser submetidas somente a tensão.

Exemplos de revestidores conhecidos, que podem ser usados com a presente invenção, incluem mas não são limitados a revestidores de faca pneumática, revestidores de lâmina, revestidores de bastão, revestidores de barra, revestidores de multi-cabeças, revestidores de rolo, revestidores de rolo/lâmina, revestidores de estojo e revestidores de cortina. A presente invenção pode ser usada na produção de papel revestido para impressão. Qualquer método de Impressão reconhecido na técnica pode ser usado com o papel revestido de acordo com a presente invenção. Técnicas de impressão apropriadas serão prontamente evidentes para o artífice hábil. Técnicas de impressão para uso de acordo com a presente invenção incluem mas não são limitadas a rotogravura, impressão offset ou impressão flexo. A rotogravura envolve o uso de um cilindro entalhado ou cauterizado como um portador de imagem. As áreas com imagem formada são cauterizadas ou gravadas embaixo das áreas sem imagem na forma de pequeninas células afundadas. O cilindro é imerso em tinta e a tinta em excesso é raspada fora por uma lâmina. Quando o substrato contata o cilindro de impressão, a tinta transfere-se formando a imagem. A impressão offset é um método de impressão indireta, em que a imagem entintada em uma placa de prensa é primeiro transferida para um cobertor de borracha que, por sua vez, "desloca" a impressão entintada para uma folha de prensa. A invenção será mais esclarecida pelos seguintes exemplos, que tem-se a intenção de serem puramente exemplificativos da invenção.

Exemplos Exemplo 1 Este exemplo ilustra um método para refinar caulim para produzir um caulim de fator de forma elevado, isto é, maior do que ou igual a 70, como um caulim seco ou uma pasta de caulim que é estabilizada adicionando-se mais água e carboximetil celulose (um espessante). Uma "pasta estabilizada" refere-se a uma pasta em que o caulim não se precipita apreciavelmente da solução durante o tempo. Seria de se esperar que adicionando-se mais água ter-se-ia provido uma pasta menos estabilizada. Incluindo-se um espessante CMC (carboximetilceluloseO, uma pasta estabilizada é formada, enquanto diminuindo os sólidos da pasta. O processo de estabilização é realizado como segue: 1. O produto é reempastado com argila com uma pequena quantidade de dispersante, tal como 35/65 Mill Chem, que é uma mistura de barrilha e poliacrilato. 2. Adicionar aproximadamente 4 kg/t de CMC para espessar e estabilizar. 3. Adicionar biocida para impedir a interação bacteriana com a CMC. A Figura 1 é um fluxograma resumindo o processo de prover um caulim fator de forma elevado. Um caulim bruto grosseiro da Geórgia é empastado com argila, desareado e submetido a separação magnética. Após uma primeira etapa de moagem por atrito com areia, o produto é classificado para separar a fração grosseira dos finos. A fração grosseira é submetidas a uma segunda etapa de moagem por atrito, seguida por lixívia e filtragem. Um caulim seco pode ser preparado por secagem em um secador de pulverização, enquanto que uma pasta de caulim pode ser preparada, tal como uma pasta compreendendo ainda CMC, biocida e um dispersante. * (60% sólidos) ** 1 kg/t de hidrossulfito de sódio Exemplo 2 A Figura 2 é um fluxograma resumindo um processo para a preparação de um caulim de elevado fator de forma. Um caulim bruto da Geórgia é submetido a etapas de empastamento de argila e desareação, seguidas por separação magnética e uma primeira etapa de moagem por atrito. O produto é então classificado, onde a fração grosseira é submetida a uma segunda etapa de moagem por atrito, seguido por outra classificação para obter um produto em que 70% das partículas têm um esd menor do que 2 pm.

Este produto é então lixiviado e filtrado, seguido pela formação de um produto de caulim seco ou uma pasta. * (60% sólidos) ** 1 kg/t de hidrossulfito de sódio Exemplo 3 Este Exemplo provê outro processo em que um caulim bruto da Geórgia é reempastado e reareado, como ilustrado no fluxograma da Figura 3. Após floculação seletiva, o caulim é submetido a separação magnética. Uma fração grosseira de uma centrífuga de classificação de tamanho é então adicionada ao caulim antes de uma primeira etapa de moagem por atrito. Após uma classificação de tamanho, a fração grosseira é submetida a uma segunda etapa de moagem por atrito, seguida por lixívia e filtragem para produzir um produto de fator de forma elevado. * (60% sólidos) ** 2,5 kg/t hidrossulfito de sódio Exemplo 4 A Figura 4 é um fluxograma ilustrando um processo para produzir um pigmento de revestimento barreira de um caulim de fração grosseira, preparado de acordo com o método do Exemplo 1, em que o revestimento barreira compreende caulim tendo um fator de forma de pelo menos cerca de 90:1. 19 litros de caulim de fração hiperlamelar grosseira são obtidos de acordo com uma das versões anteriormente descritas da invenção. A pasta é ajustada para ter um teor de sólidos de 35%. 0,5 kg/t de C-211 são adicionados e mais pode ser adicionado se necessário. A batelada é submetida a moagem de areia para aumentar a percentagem de partículas tendo um tamanho menor do que 2 pm de 24% a 26%. 3600 ml de areia e 1800 ml de argila líquida foram empregados. Na pasta final, pelo menos 55% dos sólidos tinham um tamanho menor do que 2 pm. A pasta foi peneirada em uma peneira de 325 mesh e floculadas a pH = 3 com ácido sulfúrico. Após filtrar, a torta de filtro foi reempastada com SAPA (uma mistura de 35% de Poliacrilato de Sódio e 65% de barrilha) a pH = 6,5. Parte da torta de filtro reempastada foi secada por pulverização e adicionada de volta à argila líquida para produzir uma lama tendo um teor de sólidos de 58% a 60%, porém a pasta poderia, opcionalmente, ser tão baixa quanto 50% de sólidos ou mesmo 45% de sólidos. A tabela abaixo fornece os valores distribuição de tamanho e fator de forma do produto final.

Amostras de caulim A-C foram testadas quanto às propriedades de barreira de graxa e óleo. As amostras A e B são produtos de caulim conhecidos, enquanto que a amostra C é um produto de caulim preparado de acordo com o método do Exemplo 1. Os revestimentos barreira foram preparados como descrito neste Exemplo, com estes produtos de caulim.

Os revestimentos barreira foram aplicados a uma folha base livre de madeira de 60 g/m2, com um revestidor de laboratório cilíndrico. Os revestimentos consistiam de caulim, carbonato de cálcio, látex, estearato de cálcio e um modificador de viscosidade. As propriedades físicas dos caulins podem ser encontradas na tabela acima. Os revestimentos barreira foram aplicados duas vezes na mesma amostra de papel. As amostras de papel revestidas foram acabadas em uma calandra de tamanho de laboratório.

As amostras de papel calandrado foram avaliadas usando-se um teste 3M Kit de acordo com um procedimento TAPPI dT559 pm-96 e para uma resistência de óleo e graxa (OGR) de acordo com o procedimento TAPPI T509 cm-85. Quando usando-se estes métodos de teste, valores mais elevados empregando-se o kit 3M são superiores, enquanto os valores inferiores quando testando quanto a resistência a óleo e graxa são superiores. O kit de teste 3M foi desenvolvido para determinar a eficácia dos papéis tratados com fluoroquímico. Os testes envolvem expor o papel a uma série de solução, que contém óleo de rícino, heptano e tolueno. Há 12 soluções de níveis no teste do kit. Quando os níveis de Kit aumentam, a proporção do solvente é maior. O teste OGR envolve expor as amostras de papel revestido a um óleo ou composto contendo óleo adequado durante um determinado período de tempo. A quantidade de óleo que permeia através da amostra revestida e é absorvida em um mata-borrão subjacente é quantificada. Os valores de teste da OGR representam aquela percentagem do papel mata- borrão coberto pelo óleo. Assim, valores mais baixos são preferidos. Os valores OGR de 3 e menos indicam produtos totalmente satisfatórios.

Como pode ser visto pela tabela acima, a amostra de acordo com a presente invenção provê barreiras mais fortes quando comparada com os caulins da técnica anterior.

Tais resultados podem ser atribuídos ao elevado fator de forma e ao grande diâmetro de placa associado com os caulins da presente invenção.

Exemplo 5 O Exemplo 5 ilustra a utilidade das composições de caulim inventivas como um componente de um revestimento de papel. As formulações de revestimento de papel foram preparadas com base em 100 partes de pigmento com 14 partes de aglutinante de látex Dow 692, 4 partes de aglutinante de proteína PROCOTE, 1,1 partes de dispersante de poliacrilato DISPEX, Ti02 e caulim foram adicionados como indicado na Tabela abaixo.

As formulações foram estiradas com varetas enroadas com arame sobre um estoque de base. O substrato fibroso foi revestido em um peso de revestimento de 15 gsm.

Os revestimentos foram secados a ar e o brilho e lustro foram medidos usando-se métodos padrão Tappi. Os resultados são dados na Tabela abaixo: As amostras de acordo com a presente invenção exibiram melhorado brilho em níveis de Ti02 aceitos e brilho comparável em níveis Ti02 mais baixos. Vide a Figura 5, que plota os resultados de brilho citados acima em função do teor de Ti02. O papel revestido de acordo com a presente invenção fornece alto brilho mesmo com Ti02 significativamente acima do brilho da folha não revestida.

Assim, as composições de caulim inventivas são úteis em aplicações em que são requeridas alta opacidade, brilho ou dispersão, tais como em aplicações de revestimento de papelão marrom e podem servir para reduzir a quantidade de Ti02 requerida nelas. Além disso, embora o presente exemplo ilustre a utilidade do caulim inventivo como um revestimento de papel, a composição poderia também ser usada para cobrir outras substâncias em que um revestimento de alto brilho ou opacidade é necessário.

Exemplo 6 Para testar a utilidade dos caulins inventivos como uma carga, folhas manuais foram preparadas de um Kraft natural não alvejado, que não sofreu refinamento. Embora a presente invenção seja para uso como uma carga de papel, antecipamos que os caulins inventivos poderíam também ser úteis como uma carga de alta opacidade para plásticos e materiais semelhantes.

As folhas manuais foram produzidas com um molde de folha TAPPI em um pH de 4,5. As folhas foram feitas em uma máquina de papel fourdinier, empregando-se kraft de madeira dura não alvejado. As condições são discutidas na tabela abaixo.

As folhas manuais foram secadas ao ar e uma faixa de propriedades foi medida para as folhas não carregadas, folhas produzidas usando-se o pigmento ASTRAPLATE (disponível na Imerys.lnc) da técnica anterior comercialmente disponível e dois jogos de amostras usando-se a composição identificada como Caulim 2 da Invenção no Exemplo 5 acima. O ASTRAPLATE e as Amostras da Invenção 2 incluíram 1 kg/t de um auxiliar de retenção comercial mente disponível de uma espécie que seria prontamente obtenível por uma pessoa de habilidade comum na técnica.

Exemplo 7 Papel carregado foi produzido usando-se uma mistura de madeira dura, madeira macia alvejada, batida em uma Soltura de Norma Canadense (CSF) 400, um auxiliar de retenção e Caulim da Invenção 2 do Exemplo 5. O pH foi mantido a 5,0. A folha manual foi produzida e permitida secar ao ar. Uma faixa de propriedades foi medida.

Como pode ser visto pela tabela acima, a dispersão da luz do pigmento de acordo com a presente invenção (1900-2000 cm2/g) compara-se favoravelmente com aquela que foi conseguida usando-se argila calcinada a 2500 e argila de carga padrão a 1100.

Exemplo 8 Neste exemplo, uma série de frações grosseiras, isto é, argilas de "fração-b" foi submetida a moagem por atrito, para determinar que argilas resultam em diluentes de elevado fator de forma, enquanto retendo o tamanho de partícula. As propriedades dos materiais resultantes foram estimadas para determinar que materiais forneciam alta opacidade e baixo brilho em uma formulação de tinta de elevado PVC.

Experimentos de moagem de carbolita com meios de moagem Carbolite fina (9 kg - 18 kg) foram realizados em quatro materiais: (1) Caulim 3 da Invenção (vide coluna 0), tendo um caráter lamelar, grosseiro; (2) Caulim 4 da Invenção de uma centrífuga Bird, tendo um caráter lamelar, grosseiro (vide coluna 0); (3) uma argila de alimentação da Geórgia (DBK 110 Contour 100, Imerys), uma argila de alimentação Dry Branch; e (4) uma argila de tamanho de partícula fino (K20, Imerys), um produto Kaopaque 20, que já tinha sido processado em um tamanho de partícula fino. As propriedades físicas da argila moída são mostradas na Tabela abaixo. * 0 declive é dado por d30/d70* 100. Declive crescente indica uma PSD mais estreita. tS.F. = fator de forma *S.A. = Área de superfície * O declive é dado por d30/d70* 100. Declive crescente indica uma PSD mais estreita. tS.F. = Fator de forma *S.A. = Área de superfície Outros Propriedades Reoloaia Em todos os casos a moagem de Carbolite teve um pequeno mas significativo efeito sobre a reologia. Quando a produção de energia de moagem aumentava, havia aumento nas viscosidades tanto Brookfield como Rotothinner, enquanto a viscosidade de elevado cisalhamento (cone e placa) não mudava.

Resistência a esfreqacão e mancha Como esperado, as resistência ao esfregamento e mancha pioraram quando a opacidade aumentou.

Cor O caulim 3 da invenção moído tinha boa cor, melhor do que a do produto de argila de tamanho de partícula fino existente. Mais aperfeiçoamentos podem ser possíveis através do alvejamento da argila moída.

Conclusões A moagem Carbolite leve do Caulim 3 da Invenção pode prover um produto compreendendo uma argila de fator de forma elevado, fornecendo uma combinação de baixo brilhos com significativas melhorias de opacidade. Estes resultados refletem o desempenho de uma pequena batelada de material. O Caulim 3 da Invenção mais altamente moído pode ter uma argila de fator de forma elevado fino, fornecendo melhorias de grande opacidade, a custas de brilho aumentado. Tal produto pode oferecer uma alternativa para argilas calcinadas, em formulações onde alta resistência a esfregação não é considerada tão importante.

Opacidade e Brilho A Figura 6 apresenta a opacidade e brilho das argilas moídas da formulação de elevado PVC. As argilas foram preparadas por moagem com meios Carbolite fina. A energia de moagem é indicada pelo tamanho de cada ponto. Para permitir comparação, algumas argilas padrão (SUPREME E GLOMAX LL*, todas sendo produtos de argila Imerys) são plotadas.

Caulim da Invenção 3 Os rejeitos Caulim 3 da Invenção moído a 50 kwh/t forneceram uma combinação digna de nota de elevada opacidade e baixo brilho. O Caulim 3 da Invenção moído a 100 kwh/t forneceu elevada opacidade com alto brilho.

Outras alimentações O Caulim 4 da Invenção tinha uma cor deficiente, uma parte substancial de sua opacidade derivada da absorção, em vez da dispersão de luz. Ele também moeu a um mais fino tamanho de partícula do que o Caulim 3 da Invenção, resultando em mais elevado brilho.

Um aumento de 1,5 unidade na opacidade foi obtenível por moagem Carbolite do material de alimentação de argila de partícula fina. Opacidades similares foram obtidas com a Argila de Alimentação Geórgia moída. Para estes materiais, qualquer aumento de opacidade era sempre acompanhado por um significativo aumento do brilho, realizado por um descrescente tamanho de partícula.

Análises química e mineralógica das argilas de alimentação US são providas na Tabela abaixo.

Análises químicas e mineralógicas das argilas usadas no Exemplo 8 A Figura 7 é uma plotagem de d50 versus fator de forma. Para cada uma das quatro alimentações, a moagem Carbolite resultou em um aumento do fator de forma da argila e uma diminuição do tamanho médio de partícula. Pela Figura 7 pode ser visto que o Caulim da Invenção 3 e Caulim da Invenção 4 produziram os mais elevados fatores de forma. O caulim da Invenção 4 sofreu de cor deficiente, com um brilho ISO de 75,7.

Exemplo 9 Os produtos moídos do Exemplo 8 foram testados em uma série de tintas, empregando-se uma formulação de tinta de elevado PVC genérica, como exemplificado na Tabela abaixo.

Os valores de resistência à opacidade, lustro, mancha, perda de esfregação BS e resistência a fissuramento da lama são mostrados na Tabela abaixo.

Comparação das argilas US moídas Carbolite como diluentes X Ι.Κ.3 = Caulim Invenção 3 * F.P.S.C. = Argila tamanho partícula fina Em todos os casos, a moagem Carbolite tinha um pequeno porém significativo efeito sobre a reologia. À medida que a produção de energia de moagem crescia, havia um aumento nas viscosidades tanto Brookfield como Rotothinner, enquanto a viscosidade de elevado cisalhamento (cone e placa) não mudava.

As resistência à esfregação e mancha pioraram quando a opacidade aumentou.

Caulim 3 da Invenção tinha boa cor pelo fato de que é melhor do que aquela do existente produto de argila de tamanho de partícula fino.

Exemplo 10 A Figura 8 é um fluxograma resumindo um processo em que duas frações grosseiras são combinadas, seguido por lixívia e filtragem, para produzir uma pasta estabilizada de elevados sólidos, pela adição de um agente estabilizante, tal como carboximetilcelulose ou uma argila esmectita (isto é, bentonita, hectorita, montmorilonita etc.). Para ilustrar isto, amostras dimensionadas de duas cargas (~950 -11401) do produto inventivo do Exemplo 9, foram preparadas por mistura com um pacote dispersante SAPA (barrilha/poliacrilato de sódio) 65/35 a um pH de 6,5. As duas cargas de amostra do produto foram tratadas com biocida (0,454 kg/t seca Proxel), em seguida tratadas com 3,62 kg/t seca da carboximetilcelulose PE-30 EX. O teor de sólidos finais da Amostra 1 foram de 52% e o teor de sólidos final da amostra 2 foi de 49,6%. A viscosidade Hercules inicial das amostras 1 e 2 foram medidas usado-se um eixo 2 a 20 rpm e constatada ser de 30 cps e 18 cps, respectivamente. A viscosidade Hercules inicial da amostra 1 foi medida como 8,5 dinas a 4400 rpm a pH 7,2 e a viscosidade Hercules inicial da amostra 2 foi medida como 5,0 dinas em pH 7,0.

Em seguida, a estabilidade durante o tempo das pastas foi medida e os resultados são exibidos na seguinte tabela. Amostras de 473,12 ml foram colocadas de lado e permitidas sedimentar-se por um tempo desejado, após o que a viscosidade Brookfield da parte de topo e de base de cada amostra foi medida empregando-se uma barra T a 'Λ rpm.

Se a pasta não estivesse estável, esperar-se-ia que a viscosidade medida elevasse-se durante o tempo para um valor máximo de aproximadamente 400.000.

No final do período de teste de 28 dias, cada amostra de 473,12 ml foi submetida a um teste de verteção, em que ela foi colocada em pé e permitida escorrer por 1 minuto.

Neste tempo aproximadamente 93,4% da amostra 1 e 94,9% da amostra 2 foram vistos escorrer do recipiente, ilustrando a fluidez continuada da amostra. Um teste similar, realizado em cada inteira carga (~950 1-1140 I) das amostras 1 e 2, resultou em 99,7% e 99,2% de verteção, respectivamente. Como pode ser visto pelos resultados de teste de verteção e a tabela acima, a pasta estabilizada de CMC é basicamente estável, o que é surpreendente à luz do fato de que o processo de preparação com CMC resulta em uma diminuição efetiva dos sólidos da pasta. Genericamente, este processo deve ser útil em relação às pastas tendo um teor de sólidos, por exemplo, na faixa maior do que cerca de 45%, entre cerca de 45% e cerca de 60%, ou mesmo na faixa de cerca de 50 a cerca de 60%.

Exceto se de outro modo indicado, todos os números expressando quantidades de ingredientes, condições de reação e assim em diante, usados no relatório e reivindicações, são para ser entendidos como sendo modificados em todos os exemplos pelo termo "cerca de". Portanto, a menos que indicado ao contrário, os parâmetros numéricos expostos no seguinte relatório e reivindicações anexas são aproximações que podem variar, dependendo das propriedades desejadas, que se procuram obter pela presente invenção.

Claims (9)

1. Composição de revestimento, caracterizada pelo fato de compreender caulim tendo um fator de forma de pelo menos 70:1 e um aglutinante, em que as partículas de caulim tem um d50 variando de 0,1 μη a 2,0 pm.

2. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato do caulim ter um fator de forma de pelo menos 90:1.

3. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato do caulim ter um fator de forma de pelo menos 100:1,

4. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender ainda um dispersante.

5. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de compreender um pigmento adicional.

6. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato do pigmento adicional ser Ti02,

7. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de dita composição ter uma relação de caulim para TIOs menor do que 85:15 partes em peso.

8. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do dito aglutinante ser um aglutinante de látex.

9. Composição de revestimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do dito aglutinante estar presente em uma quantidade variando de 40% a 50% em peso.