FI95587C - Menetelmä happoa kestävän päällysteen valmistamiseksi täyteainehiukkasille - Google Patents
Menetelmä happoa kestävän päällysteen valmistamiseksi täyteainehiukkasille Download PDFInfo
- Publication number
- FI95587C FI95587C FI893486A FI893486A FI95587C FI 95587 C FI95587 C FI 95587C FI 893486 A FI893486 A FI 893486A FI 893486 A FI893486 A FI 893486A FI 95587 C FI95587 C FI 95587C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- solution
- pcc
- calcium carbonate
- acid
- slurry
- Prior art date
Links
- 239000002253 acid Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000945 filler Substances 0.000 title claims abstract description 22
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000008569 process Effects 0.000 title claims abstract description 13
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 79
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 26
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 13
- 150000003752 zinc compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 7
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 claims description 5
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 43
- 229940088417 precipitated calcium carbonate Drugs 0.000 description 33
- 229940037003 alum Drugs 0.000 description 28
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 15
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 13
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 13
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 12
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 11
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 3
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 3
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 238000004513 sizing Methods 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 239000000976 ink Substances 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052914 metal silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001282 organosilanes Chemical class 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000013055 pulp slurry Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/06—Treatment with inorganic compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
- C09C1/02—Compounds of alkaline earth metals or magnesium
- C09C1/021—Calcium carbonates
- C09C1/022—Treatment with inorganic compounds
- C09C1/024—Coating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
- C09C3/00—Treatment in general of inorganic materials, other than fibrous fillers, to enhance their pigmenting or filling properties
- C09C3/06—Treatment with inorganic compounds
- C09C3/063—Coating
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- D21H19/00—Coated paper; Coating material
- D21H19/36—Coatings with pigments
- D21H19/38—Coatings with pigments characterised by the pigments
- D21H19/385—Oxides, hydroxides or carbonates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/80—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases
- C01P2004/82—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases
- C01P2004/84—Particles consisting of a mixture of two or more inorganic phases two phases having the same anion, e.g. both oxidic phases one phase coated with the other
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Paper (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Glanulating (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Developing Agents For Electrophotography (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Medicinal Preparation (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)
Description
95587
Menetelmä happoa kestävän päällysteen valmistamiseksi täyteainehiukkasille - Förfarande för beredning av en syraresistent beläggning pä fyllmedelspartiklar
Keksintö koskee menetelmää happoa kestävän päällysteen valmistamiseksi esimerkiksi paperin täyteainehiukkasille siten, että kalsiumkarbonaattihiukkasten lietteeseen lisätään samanaikaisesti sinkkiyhdisteen ja vastaavasti piidioksidia sisältävän aineen liuoksia.
Täyteaineita, jotka muodostuvat hienojakeisista ja hiuk-kasmaisista tai hiutalemaisista epäorgaanisista materiaaleista, käytetään yleisesti esim. paperin, maalien, painovärien ja kumin valmistuksessa. Tällöin on kalsiumkar-bonaatti tavallinen täyteaine, sen etuina ollessa raaka-aineen hyvä saanti ja halpa hinta. Kalsiumkarbonaatin haittana on kuitenkin sen huono haponkestävyys, mikä aiheuttaa ongelmia erityisesti paperiteollisuudessa. Kal-siumkarbonaattia täyteaineena paperinvalmistuksessa käytettäessä syntyy nimittäin se epäkohta, että kalsium-karbonaatti reagoi alunan kanssa, jota paperinvalmistuksessa käytetään. Aluna, joka on alumiinisulfaattia (Al2(S04)3’18H20), muodostaa alumiinihydroksidia ja rikkihappoa paperinvalmistuksen "märkäsysteemiin" lisättäessä. Alumiinihydroksidi pystyy flokkiintumalla keräämään ja säilyttämään täyteaineen sekä myös osan hartsi-aluna-järjestelmästä paperin liimaamiseksi. Paperinvalmistuksen aikana poistuvat alunaflokit paperirainaan ja rikkihappo jää yhä konsentroidumpana kiertoveteen järjestelmän pus-kurivaikutuksesta huolimatta. Kalsiumkarbonaatin läsnäolo järjestelmässä, jonka pH-arvo on 4, kuluttaa nopeasti osan rikkihaposta ja näin muodostuu kalsiumsulfaattia ja vapaita Ca2+-ioneja. Näiden ionien läsnäolo kierrätetyssä kiertovedessä pienentää olennaisesti paperimassan lii-maantumistehoa, mikä puolestaan vaatii suurien alunamää-rien käyttöä liimausolojen pitämiseksi stabiileina.
Aikaisemmin on kuvattu useita menetelmiä kalsiumkarbonaatin modifioimiseksi pintakäsittelyllä paremman haponkes-tävyyden saavuttamiseksi.
2 95587 GB-patentissa 1 295 264 on kuvattu hiukkasmainen pintakä-sitelty kalsiumkarbonaatti, joka on tarkoitettu täyteaineeksi, ja joka on käsitelty mm. vesilasin vesipitoisella liuoksella hiukkasten peittämiseksi mm. kalsiumsilikaat-tivaipalla. Näin voidaan saavuttaa vähintään 50% pienempi liukoisuus alunaliuokseen pH-arvolla noin 5,5. Tämän vaipan stabiilisuus ei kuitenkaan ole täysin tyydyttävä, koska se voi irrota murtumalla tai liueta paperituotteen j atkokäsittelyssä.
DE-hakemusjulkaisussa 3 014 620 on kuvattu pintamodifioi-tuja kalsiumkarbonaattihiukkasia, jotka on käsitelty liuoksella, joka sisältää suuruudeltaan vastaavia tiettyjä kationeja, mm. sinkki-ioneja, jolloin kidehilassa tapahtuu kalsiumionien vaihtoa mm. sinkki-ioneiksi.
SE-julkaisussa 415 028 on kuvattu epäorgaanisten täyteaineiden, mm. kalsiumkarbonaatin, modifiointia täyteaineen organosilaanimodifioinnin ja metallisilikaattikäsittelyn avulla.
Nyt on yllättäen osoittautunut, että aikaisempaan tekniikkaan verrattuna voidaan täyteaineena käytetylle kal-siumkarbonaatille saada huomattavasti parempi haponkestä-vyys, jos käytetään yhdistelmänä modifiointia piidioksidia sisältävän yhdisteen ja modifiointia sinkkiä sisältävän yhdisteen kanssa, jolloin tämä yhdistelmä muodostetaan siten, että nämä lisäykset tehdään samanaikaisesti.
Tässä yhteydessä on testattu sekä vaiheittaisen lisäyksen erilaisia vaihtoehtoja että samanaikaista lisäystä, ja havaittu, että vaiheittaisin lisäyksin saadaan haponkes-tävyyteen vain merkityksettömiä parannuksia yksittäisiin vaikutuksiin verrattuna, mutta että samanaikaisella lisäyksellä saavutetaan synergistinen vaikutus, koska tällöin haponkestävyys yllättäen paranee voimakkaasti.
t · « 3 95587
Keksintö koskee siten patenttivaatimusten tunnusmerkkien mukaista menetelmää sellaisen pintamodifioidun täyteaineen valmistamiseksi kalsiumkarbonaatista, joka kestää happoa pH-arvoissa 4,5-7, mikä tekee sen käyttökelpoiseksi täyteaineena paperissa, joka on valmistettu happamalla tekniikalla ja alunakäsittelyllä liimauksen yhteydessä.
Keksinnön mukaisesti lisätään CaC03-täyteainehiukkasten lietteeseen samanaikaisesti sinkkiyhdisteen liuos ja piidioksidia sisältävän aineen liuos. Tämä aine voi edullisesti olla natriumvesilasia, ja sinkkiyhdiste voi edullisesti olla sinkkikloridia tai sinkkioksidia. Kummankin liuoksen lisäykset suoritetaan 70-95°C:n lämpötilassa, suositeltavasti 85-95°C:ssa, erityisen suositeltavasti 90°C:ssa. Lisäykset suoritetaan lisäksi pH-arvossa 8-11, suositeltavasti 9-10, erityisen suositeltavasti 9,2-9,4. Päällystysaineiden, ts. piidioksidia sisältävän aineen, sopivasti vesilasin, ja sinkkiyhdisteen, sopivasti sink-kikloridin, lisätyt määrät ovat tällöin 300-400 paino-osaa Si02:ta ja 40-60 paino-osaa Zn. Si02:n suhde Zn:ään on tällöin 7,5:1 - 6,6:1, mikä vastaa pH:ta 8-11.
Samanaikaisella lisäyksellä tarkoitetaan kummankin aineen lisäystä ilman välissä olevia käsittelyvaiheita, jolloin lisäykset aloitetaan periaatteessa samalla hetkellä tai niin pienellä aikaerolla kuin mahdollista, ja ne suoritetaan yhtä suurella virtausnopeudella.
Keksinnön mukainen menetelmä suoritetaan seuraavalla tavalla. Deionisoidussa vedessä oleva kalsiumkarbonaatti-hiukkasten (PCC - Precipitated Calcium Carbonate, jauhettu liitu tai muu CaC03-täyteaine) lietteeseen lisätään samanaikaisesti laimennettu ZnCl2- tai ZnO-liuos ja vastaavasti laimennettu Si02:ta sisältävä Na-vesilasiliuos samalla voimakkaasti sekoittaen. Lisäys suoritetaan 7 0-95°C:n lämpötilassa. pH säädetään menetelmän aikana 4 95587 mahdollisesti 0,1 M H2S04:ää lisäämällä arvoon 8-11. Suodatuksen, pesun ja kuivauksen jälkeen voidaan pintamodi-fioituja hiukkasia käyttää täyteaineena.
Haponkestävyys (AR - Acid Resistance) mitataan seuraaval-la tavalla. 4%:seen PCC-lietteeseen lisätään tietyn ajan kuluessa (10-20 min, suositeltavasti n. 15 min) ja voimakkaasti sekoittamalla 10%:n tai 20%:n alunaliuosta (Ai2(S04)3’18H20) määränä, joka säilyttää tietyn määrätyn pH:n (4,5-5,5) pH-elektrodilla mitattuna. Tällöin kulutettua alunamäärää voidaan havainnollistaa ajan funktiona (kts. kuva l, jota käsitellään tarkemmin jäljempänä).
Keksintöä havainnollistetaan lähemmin seuraavilla esimerkeillä. Ilmoitetuilla osilla ja prosenteilla tarkoitetaan paino-osia ja vastaavasti painoprosentteja, ellei muuta ole mainittu.
Esimerkki 1 (keksintö) valmistettiin liete, joka sisälsi 2 kg PCC:tä (Precipitated Calcium Carbonate) 10 litrassa vettä, ja se kuumennettiin 90eC:seen. Sen jälkeen lietteeseen lisättiin samanaikaisesti ja hitaasti kaupallista 28%:n Na-vesilasia ja ZnCl2:n 5,9%:n vesiliuosta samalla voimakkaasti sekoittaen. Na-vesilasin ja ZnCl2:n välistä suhdetta säädettiin koko ajan tarkasti lietteen pH-arvon pitämiseksi vakiona 9,2-9,4:ssä.
Käytetty Na-vesilasimäärä oli 1429 g (28%) samalla kun käytetty 5,9%:sen znCl2-liuoksen määrä oli 2125 g. 3 tunnin 10 minuutin jälkeen oli koko ZnCl2-liuosmäärä kulutettu ja lisättiin 10,9%:n H2S04-liuosta lietteen pH-arvon pitämiseksi vakiona arvossa pH=9,2-9,4 lopun reak-tioajan. Päällystysreaktio päättyi 5 tunnin 6 minuutin kuluttua kun koko Na-vesilasimäärä oli kulutettu.
5 95587
Saatu tuote jäähdytettiin, suodatettiin, pestiin 2 kertaa vedellä ja kuivattiin 100°C:ssa. Sen jälkeen suoritettiin haponkestävyystestit eri pH-arvoissa 4,5-5,5 ja verrattiin käsittelemättömään PCC-näytteeseen. Tulokset koskien 10%:sen tai 20%:sen alunaliuoksen kulutusta 15 min aikana olivat kummallekin kokeelle seuraavat: pH 5,5:ssä kuluttaa päällystetty PCC-näyte (PCC-46) vain 17,8 ml 10%:n alunaliuosta, kun taas päällystämätön näyte (PCC-0) kuluttaa 125 ml samaa liuosta.
Samat päällystetyt PCC-näytteet kuluttavat samassa pH:ssa (pH=5,5) vain 11,7 ml 20%:n alunaliuosta, kun taas päällystämätön näyte (PCC-0) kuluttaa 53,1 ml samaa liuosta.
pH=5,0:ssa kuluttaa päällystetty näyte (PCC-46) 17,6 ml 20%:n alunaliuosta ja päällystämätön näyte (PCC-0) 107,9 ml samaa liuosta.
pH=4,5:ssä kuluttaa päällystetty PCC-46 25,9 ml 20%:n alunaliuosta, kun taas päällystämättömällä näytteellä PCC-0 ei pystytty saamaan minkäänlaista mittaustulosta, koska tämä näyte reagoi voimakkaasti hapon kanssa, mikä teki tämän alhaisen pH:n saavuttamisen tai säilyttämisen mahdottomaksi.
Edellä esitetyt tulokset osoittavat, että muodostettu Si02/Zn-päällyste antaa PCC-hiukkasille hyvän suojan happamia alunaliuoksia vastaan, ja että alunaliuoksen kulutusta voidaan vähentää 80-90% edellä esitettyä suojakerrosta käyttämällä.
Esimerkki 2 (keksintö)
Valmistettiin samalla tavalla kuin esimerkissä 1 PCC:n, Na-vesilasin ja ZnCl2-liuoksen liete. pH-arvo pidettiin 6 95587 vakiona samalla tasolla, nimittäin 9,2-9,4. Na-vesilasi-määrä oli 1071 g 28%:n liuosta ja ZnCl2-määrä oli 1418 g 5,9%:n liuosta. Näitä liuoksia samanaikaisesti sekoittamalla lisättäessä kuumennettiin liete 95°C:seen, mikä lyhensi reaktioaikaa 2 tuntiin 45 minuuttiin. Kun 1 tunti 45 minuuttia oli kulunut ja kaikki ZnCl2 kulutettu, käytettiin lopun reaktioaikaa 10,9%:n H2S04-liuosta pH:n säätämiseksi 9,2-9,4:ään. Näin saatu tuote käsiteltiin valmiiksi ja happotestattiin samalla tavalla kuin esimerkissä 1.
10%:n alunaliuosta käyttämällä suoritetut happotestit osoittavat, että myös tämä päällystetty PCC-näyte (PCC-47) kestää hapon vaikutusta pH=5,5:ssä. Kulutettu 10%:sen alunaliuoksen määrä oli 24 ml, kun taas päällystämätön näyte kuluttaa 120 ml samaa liuosta.
Voidaan nähdä, että tässä esimerkissä PCC-hiukkasille tuodut sekä Si02- että Zn-määrät ovat pienempiä kuin esimerkissä 1 valmistetuilla hiukkasilla, mutta kokonaisparannus suhteessa päällystämättömiin hiukkasiin on kuitenkin noin 80%.
Esimerkki 3 (vertailu; vain Si02-päällyste) ! Sama liete kuin esimerkissä 1 kuumennettiin 90°C:seen, minkä jälkeen lisättiin hitaasti 1429 g 28%:n Na-vesilasia 9,2-9,4:n vakio-pH:ssa 5 tunnin aikana. pH-säätöön käytettiin 10%:n H2S04-liuosta. Saatu tuote suodatettiin, pestiin ja kuivattiin.
Tuotteen (PCC-48) haponkestävyystesti osoitti, että pH= 5,5:s s ä ja 15 minuutin aikana kului 52,3 ml 10%:n alunaliuosta. Tämä on noin 3 kertaa enemmän kuin esimerkin 1 mukaan valmistetulla tuotteella.
il , UL-L iaii I I i H . s 7 95587
Esimerkki 4 (vertailu; vain ZnCl2-päällyste)
Lietteeseen, joka sisälsi 2000 g PCC:tä 10 litrassa vettä, lisättiin 2125 g 5,9%:n ZnCl2-liuosta. Lietettä sekoitettiin 20 minuuttia huoneenlämmössä, suodatettiin ja kuivattiin.
Saadun tuotteen (PCC 24) haponkestävyystestit pH=5,5:ssä osoittavat, että 10%:n alunaliuosta kuluu 15 minuutissa 64,1 ml, mikä on lähes 3,5 kertaa enemmän kuin esimerkin 1 mukaan valmistetuilla tuotteilla. PCC-hiukkasten käsittely pelkästään ZnCl2-liuoksella tai pelkästään Na-vesilasiliuoksella aikaansaa tuotteen, jonka haponkestä-vyys on noin 3-4 kertaa pienempi kuin esimerkin 1 mukaan saadun tuotteen haponkestävyys.
Esimerkki 5 (vertailu; ensin ZnCl2, sitten Si02) PCC-näytteen (PCC-41) pinta käsiteltiin kahdessa vaiheessa. Liete, joka sisälsi 2 kg PCC:tä 10 litrassa vettä, käsiteltiin ensin samalla tavalla kuin esimerkissä 4. Suodatuksen ja pesun jälkeen dispergoitiin PCC-kakku 10 litraan uutta vettä ja kuumennettiin 90°C:seen. Sen jälkeen lietteeseen lisättiin 1429 g 28%:n Na-vesilasia 5 tunnin aikana, jolloin pH-arvo pidettiin vakiona • 9,2-9,4:ssä 10,9%:n H2S04:n avulla. Saatu tuote suodatet tiin, pestiin ja kuivattiin. Tuotteen (PCC-41) haponkes-tävyystesti osoitti, että pH=5,5:ssä ja 15 minuutin aikana kului 51 ml 10%:n alunaliuosta. Tämä on lähes sama tulos kuin esimerkissä 3 saatu, kun taas keksinnön mukaisella päällystetyllä tuotteella on huomattavasti suurempi haponkestävyys.
Esimerkki 6 (vertailu; ensin Si02, sitten ZnCl2) PCC-näytteen pinta käsiteltiin kahdessa vaiheessa samalla tavalla kuin esimerkissä 5, mutta sillä erotuksella, että 8 95587 ensimmäisen vaiheen muodosti käsittely Na-vesilasilla ja toisen vaiheen käsittely ZnCl2:lla.
Tuotteen (PCC-37) haponkestävyystesti osoitti, että pH=5,5:ssä ja 15 minuutin aikana kului 101 ml 10%:n alu-naliuosta. Tämän tyyppisellä päällysteellä saadaan siten huonompi tulos kuin esimerkkien 3 ja 4 mukaisilla päällysteillä. Syyt tähän eivät ole selvillä, mutta oletettavasti ensin tuotu Si02-päällyste estää sen vaihtoreaktion kidehilassa, joka normaalisti tapahtuu sinkki-ioneja lisättäessä, ja lisäksi seuraava sinkki-ionien lisäys tuhoaa ensiksi tuodun Si02-päällysteen. Samanaikaisella ja hitaalla lisäyksellä patenttivaatimusten mukaisilla ehdoilla saadaan sen sijaan edullinen yhteisvaikutus kummankin erityyppisen päällystysaineen välille, joka vaikuttaa sekä kidehilaan että ulkopintaan.
Kuvassa 1 on esitetty haponkestävyys alunankulutuksena ajan funktiona pH=5,5:ssä eri tyyppisille esimerkkien 1-6 mukaisille päällysteille 4%:n PCC-lietteellä. Kuvassa käyrä I edustaa päällystämätöntä PCC-näytettä, käyrä II näytettä, joka on päällystetty 20%:n Si02:lla, käyrä III näytettä, joka on päällystetty 3%:n ZnCl2:lla, käyrä IV näytettä, joka ensin on päällystetty 3%:n ZnCl2:lla ja . sitten 20%:n Si02:lla kahdessa erillisessä vaiheessa, - käyrä V näytettä, joka ensin on päällystetty 20%:n
Si02:lla ja sitten 3%:n ZnCl2:lla kahdessa erillisessä vaiheessa, sekä käyrä VI PCC-näytettä, joka on päällystetty samanaikaisesti 20%:n Si02:lla + 3%:n ZnCl2:lla.
Kuvasta käyvät selvästi ilmi keksinnön mukaisen tuotteen ylivoimaiset haponkestävyysominaisuudet.
Esimerkki 7 (keksinnön mukainen valmistus suuressa mittakaavassa) • « 9 95587 PCC-liete, joka sisälsi 35 kg päällystämätöntä PCC:tä 150 litrassa vettä, kuumennettiin 94°C:seen voimakkaasti sekoittaen. Sen jälkeen lietteeseen lisättiin hitaasti ja samanaikaisesti 25,4 kg 27,55%:n Na-vesilasia ja 12,7 kg 17,3%:n ZnCl2-liuosta. Lietteen pH-arvo pidettiin vakiona noin 9,3:ssa. 3 tunnin jälkeen oli kaikki ZnCl2 kulutettu ja 48%:n H2S04-liuosta käytettiin pitämään päällystysre-aktion pH-arvo vakiona. 4 tunnin 55 minuutin kuluttua, kun kaikki Na-vesilasi oli lisätty, jäähdytettiin liete ja se sai seisoa yön yli sekoittamatta. Sen jälkeen poistettiin kirkas liuos PCC-kakun päältä, lisättiin uutta vettä, ja liete dispergoitiin jälleen. Tällainen liuottimen vaihto suoritettiin 2 kertaa, minkä jälkeen valmistettiin päällystetyn PCC:n 20%:n liete. Otettiin pieniä näytteitä, ne kuivattiin ja testattiin AR-testillä (acid resistance). Kulunut 10%:n alunaliuoksen määrä oli 14,5 ml, mikä merkitsee alunankulutuksen vähenemistä noin 88%:11a päällystämättömään PCC-näytteeseen verrattuna (alunankulutus 120 ml).
Esimerkki 8 (keksinnön mukaisen tuotteen käyttö)
Keksinnön mukaisesti päällystetyn PCC-materiaalin lietettä lisättiin paperimassalietteeseen sen vaikutuksen . täyteaineena testaamiseksi paperissa, joka on valmistettu • hartsi/aluna-liimaustekniikkaa käyttämällä. Paperimassan pH-arvo säädettiin 4,0:aan. Yhden tunnin tuotannon jälkeen oli Ca2+-ionien määrä kiertovesijärjestelmässä noin 27 ppm, kun taas valmistuksessa käytetty tuorevesi sisälsi 25 ppm Ca2+-ioneja. Tämä osoittaa, että Si02/Zn-pääl-lystetty PCC-täyteaine kestää hyvin paperimassan hapanta ympäristöä (pH=4,0). Päällystettyä PCC:tä täyteaineena käyttäen valmistetun paperin laatu oli muuttumaton verrattuna referenssilaatuun, joka valmistettiin PCC:tä käyttämättä (Ti02 ja savi). Havaittiin myös, että PCC:tä sisältävän paperin opasiteetti oli korkeampi kuin käytetyn referenssipaperin opasiteetti.
xo 95587
Edellinen esimerkki osoittaa siten, että PCC-täyte-ainetta, joka on päällystetty piidioksidi/sinkkiyhdis-teellä Si02/Zn keksinnön mukaisesti, voidaan edullisesti käyttää paperin täyteaineena paperinvalmistusprosessissa, jossa käytetään hartsi/aluna-liimausmenetelmää.
Claims (7)
1. Menetelmä happoa kestävän päällysteen valmistamiseksi kalsiumkarbonaattihiukkasille, tunnettu siitä, että kalsiumkarbonaattihiukkasten lietteeseen lisätään samanaikaisesti sinkkiyhdisteen liuosta ja piidioksidia sisältävän aineen liuosta lämpötilassa 70-95°C, jolloin samalla ylläpidetään pH-arvoa 8-11.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että piidioksidia sisältävä yhdiste on nat-riumvesilasi.
3. Patenttivaatimuksien 1 ja 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sinkkiyhdiste on sinkkikloridi tai sinkkioksidi.
4. Patenttivaatimuksien 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpötila on 85-95°C.
5. Patenttivaatimuksien 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pH-arvo on 9-10.
6. Happoa kestävällä päällysteellä varustetut kalsiumkar-bonaattihiukkaset, tunnettu siitä, että nämä kal-siumkarbonaattihiukkaset on valmistettu siten, että niiden lietteeseen on lisätty samanaikaisesti sinkkiyhdisteen liuosta ja piidioksidia sisältävän aineen liuosta lämpötilassa 70-95°C ja pH-arvossa 8-11, patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän mukaisesti.
7. Happoa kestävällä päällysteellä varustettujen kalsiumkarbonaattihiukkasten käyttö täyteaineena paperinvalmistuksessa pH 4,0-7,0:ssa, jolloin nämä hiukkaset on valmistettu siten, että kalsiumkarbonaattihiukkasten lietteeseen on lisätty samanaikaisesti sinkkiyhdisteen liuos- » · « 12 95587 ta ja piidioksidia sisältävän aineen liuosta lämpötilassa 70-95°C ja pH-arvossa 8-11, patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän mukaisesti. a ii ΐΐ.ι un i,i4m - 13 95587
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8802708A SE462495B (sv) | 1988-07-22 | 1988-07-22 | Foerfarande foer beredning av en syraresistent belaeggning paa kalciumkarbonatpartiklar, partiklar framstaellda enligt foerfarandet samt anvaendning av partiklarna som fyllmedel |
| SE8802708 | 1988-07-22 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI893486A0 FI893486A0 (fi) | 1989-07-19 |
| FI893486L FI893486L (fi) | 1990-01-23 |
| FI95587B FI95587B (fi) | 1995-11-15 |
| FI95587C true FI95587C (fi) | 1996-02-26 |
Family
ID=20372962
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI893486A FI95587C (fi) | 1988-07-22 | 1989-07-19 | Menetelmä happoa kestävän päällysteen valmistamiseksi täyteainehiukkasille |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5000791A (fi) |
| EP (1) | EP0356406B1 (fi) |
| JP (1) | JPH0688784B2 (fi) |
| KR (1) | KR940005835B1 (fi) |
| AT (1) | ATE89304T1 (fi) |
| BR (1) | BR8903533A (fi) |
| CA (1) | CA1319491C (fi) |
| DE (1) | DE68906485T2 (fi) |
| DK (1) | DK171952B1 (fi) |
| FI (1) | FI95587C (fi) |
| NO (1) | NO177230C (fi) |
| PT (1) | PT91239B (fi) |
| SE (1) | SE462495B (fi) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5053647A (en) * | 1989-07-17 | 1991-10-01 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Programmable logic array having feedback flip-flops connected between a product array's inputs and its outputs |
| US5164006A (en) * | 1991-04-08 | 1992-11-17 | Ecc America Inc. | Method for preparing acid resistant calcium carbonate pigments |
| US5260041A (en) * | 1992-12-21 | 1993-11-09 | Fuller Company | Method for the calcination of limestone |
| US5380361A (en) * | 1993-03-12 | 1995-01-10 | Minerals Technologies, Inc. | Modified filler material for alkaline paper and method of use thereof in alkaline paper making |
| US5599388A (en) * | 1995-08-24 | 1997-02-04 | Ecc International Inc. | Acid resistant calcium carbonate composition containing an aluminum salt, uses therefor and processes for its production |
| US5531821A (en) * | 1995-08-24 | 1996-07-02 | Ecc International Inc. | Surface modified calcium carbonate composition and uses therefor |
| US5711799A (en) * | 1996-03-13 | 1998-01-27 | Ecc International Inc. | Acid tolerant calcium carbonate composition and uses therefor |
| US6083317A (en) * | 1996-11-05 | 2000-07-04 | Imerys Pigments, Inc. | Stabilized calcium carbonate composition using sodium silicate and one or more weak acids or alum and uses therefor |
| FI102199B1 (fi) * | 1997-04-30 | 1998-10-30 | Metsae Serla Oy | Menetelmä paperin päällystysaineen valmistamiseksi |
| US6136085A (en) * | 1998-10-29 | 2000-10-24 | Chemical Products Corporation | Silica-coated alkaline earth metal carbonate pigment |
| DE10007484C2 (de) * | 2000-02-18 | 2001-12-13 | Schoeller Felix Jun Foto | Schichtträger für Aufzeichnungsmaterialien |
| US6623555B1 (en) * | 2000-06-01 | 2003-09-23 | Jukka P. Haverinen | Composite precipitated calcium carbonate/silicon compound pigment and method of making same |
| CN100335567C (zh) * | 2002-03-20 | 2007-09-05 | 新加坡纳米材料科技有限公司 | CaCO3/SiO2·nH2O纳米复合颗粒和空心SiO2·nH2O纳米材料及其制备方法 |
| US11534043B2 (en) | 2011-03-04 | 2022-12-27 | Omachron Intellectual Property Inc. | Surface cleaning apparatus |
| US12171393B2 (en) | 2011-03-04 | 2024-12-24 | Omachron Intellectual Property Inc. | Surface cleaning apparatus |
| WO2016005906A1 (en) * | 2014-07-11 | 2016-01-14 | Stora Enso Oyj | A method of increasing the filler content in paper or paperboard |
| EP3498782B1 (en) | 2017-12-12 | 2020-09-16 | Imertech Sas | Preparation of silica-coated calcium carbonates with increased surface area and mesoporosity and silica hollow shells obtained from them |
| CN113197526A (zh) | 2018-05-01 | 2021-08-03 | 尚科宁家运营有限公司 | 自动清洁系统及用于机器人清洁器的对接站 |
| AU2019306655A1 (en) | 2018-07-20 | 2021-02-25 | Sharkninja Operating Llc | Robotic cleaner debris removal docking station |
| KR102570924B1 (ko) * | 2022-08-29 | 2023-08-28 | 한국전기연구원 | 스위치, 펄스 발생 장치 및 펄스 제어 장치의 제어 방법 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2259481A (en) * | 1939-04-24 | 1941-10-21 | Glidden Co | Treated pigments and method of making |
| US2269470A (en) * | 1939-07-27 | 1942-01-13 | Glidden Co | Process of treating pigments |
| DE2059624A1 (de) * | 1969-12-04 | 1971-06-09 | Rohan George Alexander | Kalkpulver und Verfahren zu seiner Herstellung |
| GB1295264A (fi) * | 1969-12-04 | 1972-11-08 | ||
| GB1347071A (en) * | 1971-07-01 | 1974-02-13 | Starch Products Ltd | Paper fillers |
| US4167423A (en) * | 1975-04-14 | 1979-09-11 | Union Carbide Corporation | Silane reactive mineral fillers |
| JPS5438076A (en) * | 1977-08-29 | 1979-03-22 | Nippon Shisutemu Sougiyou Kk | Device of properly arranging packing bag on pallet |
| JPS555548A (en) * | 1978-06-28 | 1980-01-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Signal control circuit |
| DE3014263A1 (de) * | 1980-04-14 | 1981-10-15 | Paul 7032 Sindelfingen Merkle | Elektronischer bcd-zaehler im 8421-code |
-
1988
- 1988-07-22 SE SE8802708A patent/SE462495B/sv not_active IP Right Cessation
-
1989
- 1989-06-29 DE DE89850222T patent/DE68906485T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-06-29 EP EP89850222A patent/EP0356406B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-06-29 AT AT89850222T patent/ATE89304T1/de not_active IP Right Cessation
- 1989-07-17 DK DK352789A patent/DK171952B1/da not_active IP Right Cessation
- 1989-07-18 KR KR1019890010167A patent/KR940005835B1/ko not_active Expired - Fee Related
- 1989-07-18 BR BR898903533A patent/BR8903533A/pt not_active IP Right Cessation
- 1989-07-18 CA CA000606021A patent/CA1319491C/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-07-19 FI FI893486A patent/FI95587C/fi not_active IP Right Cessation
- 1989-07-20 JP JP1186199A patent/JPH0688784B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-20 US US07/382,318 patent/US5000791A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-07-21 PT PT91239A patent/PT91239B/pt not_active IP Right Cessation
- 1989-07-21 NO NO893005A patent/NO177230C/no not_active IP Right Cessation
-
1990
- 1990-10-25 US US07/603,293 patent/US5037477A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NO177230C (no) | 1995-08-09 |
| US5037477A (en) | 1991-08-06 |
| FI893486A0 (fi) | 1989-07-19 |
| JPH0269317A (ja) | 1990-03-08 |
| SE462495B (sv) | 1990-07-02 |
| FI95587B (fi) | 1995-11-15 |
| CA1319491C (en) | 1993-06-29 |
| NO893005L (no) | 1990-01-23 |
| NO177230B (no) | 1995-05-02 |
| DE68906485T2 (de) | 1993-10-14 |
| NO893005D0 (no) | 1989-07-21 |
| DK352789D0 (da) | 1989-07-17 |
| KR940005835B1 (ko) | 1994-06-24 |
| DE68906485D1 (de) | 1993-06-17 |
| SE8802708L (sv) | 1990-01-23 |
| PT91239A (pt) | 1990-02-08 |
| PT91239B (pt) | 1995-03-01 |
| SE8802708D0 (sv) | 1988-07-22 |
| ATE89304T1 (de) | 1993-05-15 |
| KR900001801A (ko) | 1990-02-27 |
| DK171952B1 (da) | 1997-08-25 |
| BR8903533A (pt) | 1990-03-13 |
| JPH0688784B2 (ja) | 1994-11-09 |
| EP0356406A1 (en) | 1990-02-28 |
| DK352789A (da) | 1990-01-23 |
| EP0356406B1 (en) | 1993-05-12 |
| FI893486L (fi) | 1990-01-23 |
| US5000791A (en) | 1991-03-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI95587C (fi) | Menetelmä happoa kestävän päällysteen valmistamiseksi täyteainehiukkasille | |
| US5976237A (en) | Pigment process for durable pigments | |
| US4328040A (en) | Process for the production of titanium dioxide pigments with high weather resistance | |
| US2671031A (en) | Nonchalking titanium dioxide production | |
| US5942281A (en) | Treatment process for titanium dioxide pigments, novel titanium dioxide pigment and its use in paper manufacture | |
| FI66418C (fi) | Belagt rutiltitandioxidpigment och foerfarande foer dess framstaellning | |
| FI80060C (fi) | Tio2-pigment med ett oeverdrag innehaollande ceriumkatjoner och sulfat-, fosfat- eller silikatanjoner. | |
| US20080160267A1 (en) | Process for making a water dispersible titanium dioxide pigment useful in paper laminates | |
| JP2009525367A (ja) | 高い不透明性を有する二酸化チタン顔料及びその製造方法 | |
| US9307759B2 (en) | Treated inorganic particle | |
| US5700318A (en) | Durable pigments for plastic | |
| CN107353673A (zh) | 表面改性的钛白粉及其制备方法 | |
| US2786758A (en) | Method of preparing siliceous pigment and method of preparing paper from such pigment | |
| CN104395412A (zh) | 将无机色素粒子作表面处理的方法 | |
| US5792250A (en) | Process for the production of inorganically coated pigments and fillers | |
| US5755870A (en) | Composite aggregate pigments for the coating industry | |
| CN111925669A (zh) | 高遮盖力造纸专用钛白粉的表面处理方法 | |
| US4179306A (en) | Stabilizing titanium dioxide pigments with vanadates | |
| WO2000001771A1 (en) | Composite pigments having enhanced light scattering ability | |
| US3459575A (en) | Titanium pigment manufacture | |
| EP0156576B1 (en) | Methods of producing paper containing pigments | |
| SU1084281A1 (ru) | Способ модифицировани пигментного диоксида титана | |
| US3676167A (en) | Rutile titanium dioxide pigment for paper laminates | |
| SU1239137A1 (ru) | Способ модифицировани пигментного диоксида титана |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Owner name: FAXE KALK |
|
| BB | Publication of examined application | ||
| PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: FAXE KALK |
|
| FG | Patent granted |
Owner name: FAXE KALK |
|
| MA | Patent expired |