Способ изготовления крошки , включающей в свой состав карбонат кальция

Способ изготовления крошки , включающей в свой состав карбонат кальция

Реферат

Настоящее изобретение относится к крошке, включающей в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, к способу изготовления крошки, к изделию, включающему в свой состав крошку, а также к способу использования крошки в производстве бумаги, бумажных покрытий, продуктов питания, пластика, изделий сельскохозяйственного назначения, красок, покрытий, адгезивов, герметиков, изделий фармацевтического назначения, изделий сельскохозяйственного назначения, изделий строительного назначения и/или для косметических приложений.

На практике, материалы-наполнители и, в особенности, содержащие карбонат кальция материалы зачастую используют в качестве мелкодисперсных наполнителей в разнообразных практических приложениях, например, в производстве бумаги, бумажных покрытий, продуктов питания, пластмасс, изделий сельскохозяйственного назначения, красок, покрытий, адгезивов, герметиков, изделий фармацевтического назначения, изделий сельскохозяйственного назначения, изделий строительного назначения и для косметических приложений. Материалы этого типа, как правило, продаются производителем в виде водных суспензий, имеющих отличимую нерастворимую в воде твердую фазу. Тем не менее, такие суспензии обладают тем недостатком, что для поддержания содержащего карбонат кальция материала в суспендированном состоянии требуется добавление в них диспергирующих агентов. Растворимые в воде полимеры и сополимеры, которые могут быть использованы в качестве, например, диспергирующих агентов в таких суспензиях, например, описанный в патентном документе с номером US 5,278,248. Тем не менее, диспергирующие агенты могут препятствовать проявлению оптических свойств, таких как полупрозрачность, рассеяние света и яркость при их включении в состав конечного продукта, например, бумажных покрытий и, таким образом, растет спрос на свободные от диспергирующих агентов суспензии содержащих карбонат кальция материалов. Более того, вышеупомянутые растворы зачастую подвергаются загрязнению микроорганизмами, такими как аэробные и анаэробные бактерии, что приводит к изменению характеристик суспензии, таким как изменение вязкости и/или уровня рН, обесцвечивание, неприятный запах или к ухудшению других параметров качества, которые отрицательно влияют на ее коммерческую ценность. Таким образом, производители таких суспензий обычно принимают меры для стабилизации суспензий, заключающиеся в добавке в такие суспензии биоцидов, которые, однако, могут препятствовать проявлению оптических и/или механических свойств, или не соответствовать нормативным требования к конечному продукту. Более того, суспензии имеют относительно большой объем и вес и, следовательно, до заказчика транспортируется меньшее общее количества содержащего карбонат кальция материала в форме суспензии, содержащееся при той же загрузке, по сравнению с порошком.

Во избежание добавления диспергирующих агентов и/или биоцидов в суспензии, указанные содержащие карбонат кальция материалы, в качестве альтернативы, продаются производителем в виде порошка. Тем не менее, эти сухие порошки обладают тем недостатком, что они обладают низкой объемной плотностью и сыпучими характеристиками при высоком пылении, которые делают их трудно обрабатываемыми из-за необходимости в специальном оборудовании, имеющем дело с сыпучими характеристиками и пылением порошка, а также с их более высокой емкостью.

В прошлом предприняты усилия по повышению объемной плотности таких порошков с использованием энергопотребляющего уплотнительного оборудования, такого как брикетирующие машины или грануляторы. Тем не менее, они оказываются неприемлемыми по нескольким причинам. Когда объемную плотность таких порошков повышают механическим путем с помощью давления, реологические характеристики таких порошков, как правило, ухудшаются. Необходимы более высокие энергозатраты на загрузку продукта в резервуар или контейнер или для опорожнения такого резервуара или контейнера. Более того, обнаружено что гранулирующее оборудование, в котором в качестве связующего вещества используется вода, требует введения большого количества воды (приблизительно в интервале 15-25% масс. от массы карбоната кальция) для формирования приемлемых гранул. Эта вода либо увеличивает затраты на доставку продукта, либо увеличивает издержки производства, поскольку она должна испаряться до отгрузки. Гранулирующее оборудование, использующее другие связующие вещества, помимо воды, также требует большого количества связующего вещества, и установлено, что оно приводит к формированию гранулированного продукта, который затруднительно диспергировать в воде после его гранулирования и сушки.

Более того, содержащие карбонат кальция материалы, как правило, получают путем сухого помола или влажного помола и последующей сушки. Например, в патентном документе с номером WO 2010/098821 А2 ссылаются на минеральные пигменты (например, каолиновые глины), имеющие высокую площадь поверхности и размер частиц в наномасштабном диапазоне. Эти пигменты изготовляют путем интенсивного влажного помола минеральной композиции, которая может быть подвергнута предварительному сухому помолу, и затем необязательно подвергая влажно помолотую минеральную композицию кислотной обработке. В патентном документе с номером WO 2013/061068 А1 ссылаются на мелкодисперсные наполнители, которые не обладают или обладают очень низким содержанием грубого материала, композиции, содержащие указанные наполнители, а также способы их применения. Способ удаления грубых частиц из мелкодисперсного материала включает в себя: сухой просев или отсеивание мелкодисперсного материала для получения мелкодисперсного наполнителя.

Тем не менее, в целях получения тонкодисперсного содержащего карбонат кальция материала входная энергия, в особенности, в процессе сухого помола является относительно высокой. В дополнение к этому, параметры влажных и сухих процессов помола не являются настолько регулируемыми, что позволяло бы получать определенный измельченный материал, имеющий контролируемое распределение размера частиц, площадь поверхности по БЭТ и верхний срез. Таким образом, после измельчения полученный материал, как правило, подвергают дальнейшим стадиям с целью удаления некоторых примесей, таких как ионогенные и/или химические компоненты, или с целью удаления определенных фракций частиц, с получением материала, отвечающего желаемым потребностям. Более того, склонность к абсорбции влаги таких материалов является относительно высокой, в особенности, при их получении в присутствии диспергирующих агентов, которые снова могут препятствовать проявлению оптических и/или механических свойств конечного продукта.

Таким образом, в данной области техники присутствует постоянная потребность в содержащем карбонат кальция материале, который не имеет недостатков, присущих суспензиям, а именно включение в его состав диспергирующих агентов и/или биоцидов. Более того, в данной области техники присутствует потребность в содержащем карбонат кальция материале, который имеет преимущества порошков в отношении транспортировки, но обладает присущими ему недостатками, а именно: низкой объемной плотностью и сыпучестью при высоком пылении порошков. В частности, желательно приготовление содержащего карбонат кальция материала, имеющего контролируемые распределение частиц по размерам, площадь поверхности по БЭТ, верхний срез и склонность к абсорбции влаги при низких энергозатратах, и который может быть использован в качестве сухого продукта, или который может быть незатруднительно переведен в суспензию на участке заказчика в зависимости от потребностей заказчика.

Соответственно, задачей настоящего изобретения является получение содержащего карбонат кальция материала, который значительно снижает недостатки предшествующего уровня техники. Еще одной задачей является получение содержащего карбонат кальция материала, являющегося свободным от биоцидов и/или диспергирующих агентов. Еще одной задачей настоящего изобретения является получение содержащего карбонат кальция материала, имеющего высокую объемную плотность и характеристики сыпучести при малом пылении. Еще одной задачей настоящего изобретения является получение содержащего карбонат кальция материала, больше тонн которого может быть транспортировано при той же загрузке, по сравнению с суспензией, включающей в свой состав такое же количество содержащего карбонат кальция материала. Еще одной задачей настоящего изобретения является получение содержащего карбонат кальция материала, имеющего контролируемые распределение частиц по размерам, площадь поверхности по БЭТ, верхний срез, который может быть незатруднительно получен с низкими энергозатратами. Еще одной задачей настоящего изобретения является получение содержащего карбонат кальция материала, имеющего низкую степень абсорбции влаги. Другой задачей настоящего изобретения является получение содержащего карбонат кальция материала, который может быть использован в виде сухого продукта, или который может быть незатруднительно переведен в суспензию.

Вышеуказанные и другие задачи решаются с помощью предмета изобретения, в соответствии с определением в настоящем описании в п.1.

В соответствии с одним из аспектов настоящей заявки приводится крошка, включающая в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал. Крошка характеризуется содержанием сухого вещества в интервале 78,0% масс.-90,0% масс. в расчете на общую массу крошки,

содержит частицы, по меньшей мере, из одного содержащего карбонат кальция материала, имеющие взвешенный размер частиц d75 в интервале 0,7-3,0 мкм,

средневзвешенный размер частиц d50 в интервале 0,5-2,0 мкм,

взвешенный размер частиц d25 в интервале 0,1-1,0 мкм, измеренный методом седиментации, а также

содержит частицы, по меньшей мере, из одного содержащего карбонат кальция материала, имеющие удельную поверхность по методу БЭТ в интервале 4,0-12,0 м²/г, измеренную адсорбцией азота с использованием изотермы БЭТ (в соответствии со стандартом ISO 9277:2010).

Авторами настоящего изобретения неожиданно обнаружено, что вышеописанная крошка в соответствии с настоящим изобретением может быть незатруднительно получена при низких энергозатратах с удовлетворительной высокой объемной плотностью и характеристиками сыпучести при низком пылении. В дополнение к этому, больше тонн вышеописанной крошки может быть транспортировано при той же загрузке, по сравнению с суспензией, включающей в свой состав такое же количество содержащего карбонат кальция материала. Более того, вышеописанная крошка в соответствии с настоящим изобретением имеет контролируемые распределение частиц по размерам, площадь поверхности по БЭТ, верхний срез, имеет низкую склонность к абсорбции влаги и свободна от биоцидов и/или диспергирующих агентов. В дополнение к этому, вышеописанная крошка может быть использована в виде сухого продукта, или может быть незатруднительно переведена в суспензию. Точнее, авторами настоящего изобретения обнаружено, что механические и оптические характеристики, а также условия обработки содержащего карбонат кальция материала могут быть улучшены с помощью материала, характеризующегося определенным содержанием сухого вещества и распределением частиц по размерам, в соответствии с определением в контексте настоящего документа.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предложен способ изготовления крошки, включающей в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, в соответствии с определением в контексте настоящего документа. Способ включает в себя такие стадии, как:

получение, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в виде водной суспензии, характеризующейся содержанием сухого вещества в интервале 5,0-45,0% масс. в расчете на общую массу суспензии,

влажный помол, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала стадии а), с получением водной суспензии, по меньшей мере, одного влажно помолотого содержащего карбонат кальция материала, в котором частицы, по меньшей мере, одного влажно помолотого содержащего карбонат кальция материала, имеющие взвешенный размер частиц d75 в интервале 0,7-3,0 мкм,

средневзвешенный размер частиц d50 в интервале 0,5-2,0 мкм,

взвешенный размер частиц d25 в интервале 0,1-1,0 мкм, измеренный методом седиментации, а также

содержащей частицы, по меньшей мере, из одного содержащего карбонат кальция материала, имеющие удельную поверхность по методу БЭТ в интервале 4,0-12,0 м²/г, измеренную адсорбцией азота с использованием изотермы БЭТ (в соответствии со стандартом ISO 9277:2010),

механическое обезвоживание водной суспензии на стадии b) с целью получения крошки, включающей в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, характеризующийся содержанием сухого вещества в интервале 78,0% масс.-90,0% масс. в расчете на общую массу крошки.

Предпочтительно, водная суспензия, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала стадии а) свободна от диспергирующих агентов, и/или влажный помол стадии b) и/или механическое обезвоживание стадии с) проводится/проводятся в отсутствие диспергирующих агентов. Более того, предпочтительно, водная суспензия, по меньшей мере, одного влажно помолотого содержащего карбонат кальция материала, полученная на стадии b), имеет более низкое содержание сухого вещества, чем водная суспензия, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала, приведенного на стадии а), и/или характеризуется содержанием сухого вещества в интервале 10,0-35,0% масс. в расчете на общую массу суспензии. Еще более предпочтительно, стадию способа b) проводят в присутствии, по меньшей мере, одного дополнительного мелкодисперсного материала-наполнителя, предпочтительно, по меньшей мере, одного дополнительного мелкодисперсного материала-наполнителя, выбранного из группы, включающей в себя осажденный карбонат кальция (ОКК), оксиды металлов, такие как диоксид титана и/или триоксид алюминия, гидроксиды металлов, такие как тригидроксид алюминия, соли металлов, такие как сульфаты, силикаты, такие как тальк, и/или каолин, и/или каолиновые глины, и/или слюду, карбонаты, такие как карбонат магния и/или гипс, сатин белый, а также их смеси. Еще более предпочтительно, водную суспензию, по меньшей мере, одного влажно помолотого содержащего карбонат кальция материала, полученную на стадии b), частично обезвоживают до уровня содержания сухого вещества в интервале 20,0-40,0% масс. в расчете на общую массу суспензии до проведения стадии способа с). Более того, предпочтительно, стадию способа с) проводят под давлением, предпочтительно, под давлением в интервале 2000 кПа-14000 кПа (20,0 бар-140,0 бар), более предпочтительно, в интервале 6500 кПа-12000 кПа (65,0 бар-120,0 бар) и, наиболее предпочтительно, в интервале 8000 кПа-11000 кПа (80,0-110,0 бар). Более того, предпочтительно, стадию способа с) проводят в вертикальном фильтре с прижимными пластинами, в трубчатом фильтре или в вакуум-фильтре, предпочтительно, в трубчатом фильтре. Еще более предпочтительно, способ дополнительно включает в себя стадию d) обработки крошки, включающей в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, полученной на стадии с), с помощью гидрофобизирующего агента, предпочтительно, алифатической карбоновой кислоты, имеющей общее число атомов углерода в интервале С4-С24, и/или, по меньшей мере, одного монозамещенного янтарного ангидрида, включающего в себя янтарный ангидрид, монозамещенный функциональной группой, выбранной из неразветвленной, разветвленной, алифатической и циклической функциональной группы, имеющей общее число атомов углерода в интервале С2-С30 в составе заместителя, и/или с помощью смеси эфиров фосфорной кислоты на основе одного или нескольких моноэфиров фосфорной кислоты и одного или нескольких диэфиров фосфорной кислоты, с целью получения поверхностно-обработанной крошки, включающей в свой состав, по меньшей мере, на части доступной площади поверхности частиц содержащего карбонат кальция материала обработанный слой, включающий в свой состав гидрофобизирующий агент, и/или высушивания крошки, включающей в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, полученной на стадии с), до уровня содержания сухого вещества≥97,0% масс., предпочтительно, в интервале 97,0-99,98% масс., и, наиболее предпочтительно, в интервале 97,0-99,98% масс. в расчете на общую массу крошки, и/или диспергирования крошки с использованием диспергирующего агента на полиакрилатной основе.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения приводится изделие, включающее в свой состав крошку, включающую в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал. В соответствии с одним из вариантов осуществления, изделие выбирают из группы, включающей в себя пластик, предпочтительно, пленку, более предпочтительно, пленку, полученную экструзией с раздувом, или воздухопроницаемые пленки, волокна, поливинилхлорид, пластизоли, термореактивные полимеры, более предпочтительно, термореактивные ненасыщенные сложные полиэфиры или термореактивные ненасыщенные полиуретаны, продукты питания, косметические изделия, герметик, фармацевтические изделия, бумагу, бумажное покрытие, покрытие, краску, адгезионные изделия, а также их смеси.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения приводится применение крошки, включающей в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, в производстве бумаги, бумажных покрытий, в пищевой промышленности, пластика, предпочтительно, пленок, более предпочтительно, пленки, полученной экструзией с раздувом, или воздухопроницаемой пленки, волокон, поливинилхлорида, пластизолей, термореактивных полимеров, более предпочтительно, термореактивных ненасыщенные сложных полиэфиров или термореактивных ненасыщенных полиуретанов, сельскохозяйственных изделий, красок, лаков, адгезивов, герметиков, фармацевтических изделий, сельскохозяйственных изделий, изделий строительного назначения и/или косметических изделий.

Предпочтительные варианты осуществления крошки согласно изобретению определены в соответствующих пунктах формулы изобретения.

В соответствии с одним вариантом осуществления, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал представляет собой, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал природного происхождения, предпочтительно, доломит и/или, по меньшей мере, один измельченный карбонат кальция (ИКК), более предпочтительно, по меньшей мере, один измельченный карбонат кальция (ИКК) и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, один измельченный карбонат кальция (ИКК), выбранный из группы, включающей в себя мрамор, мел, известняк, а также их смеси.

Согласно другому варианту осуществления крошка включает в свой состав а), по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель, предпочтительно, по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель, выбранный из группы, включающей в себя осажденный карбонат кальция (ОКК), оксиды металлов, такие как диоксид титана и/или триоксид алюминия, гидроксиды металлов, такие как тригидроксид алюминия, соли металлов, такие как сульфаты, силикаты, такие как тальк, и/или каолин, и/или каолиновые глины, и/или слюда, карбонаты, такие как карбонат магния и/или гипс, сатин белый, а также их смеси, и/или b) обработанный слой, по меньшей мере, на части доступной площади поверхности частиц содержащего карбонат кальция материала, включающий в свой состав гидрофобизирующий агент, предпочтительно, алифатическую карбоновую кислоту, имеющую общее число атомов углерода в интервале С4-С24 и/или продукты ее реакции, и/или, по меньшей мере, один монозамещенный янтарный ангидрид, включающий в себя янтарный ангидрид, монозамещенный с помощью функциональной группы, выбранной из неразветвленной, разветвленной, алифатической и циклической функциональной группы, имеющей общее число атомов углерода в интервале С2-С30 в составе заместителя, и/или продукты его реакции, и/или смесь эфиров фосфорной кислоты на основе одного или более моноэфиров фосфорной кислоты и/или продукты их реакции, а также один или более диэфиров фосфорной кислоты и/или продукты их реакции.

Согласно еще одному варианту осуществления крошка a) характеризуется такой склонностью к абсорбции влаги, что ее общий уровень поверхностного влагосодержания≤0,6 мг/г, предпочтительно, ≤0,5 мг/г, более предпочтительно, ≤0,4 мг/г и, наиболее предпочтительно, ≤0,3 мг/г сухой крошки после воздействия на нее атмосферы 50% относительной влажности в течение 48 часов при температуре 23°С, и/или b) характеризуется содержанием влаги в интервале 0,2% масс.-0,6% масс., предпочтительно, в интервале 0,2% масс.-0,4% масс. и, наиболее предпочтительно, в интервале 0,25% масс.-0,35% масс. в расчете на общую массу сухой крошки.

Следует понимать, что для целей настоящего изобретения следующие термины имеют следующее значение.

Для целей настоящего изобретения термин «крошка», включающая в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, относится к материалу, включающему в себя множество частиц, включающих в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал и влагу, таким образом, крошка характеризуется содержанием сухого вещества в интервале 78,0% масс.-90,0% масс. в расчете на общую массу крошки.

Термин «содержащий карбонат кальция материал» относится к материалу, который содержит, по меньшей мере, 50,0% масс. карбоната кальция в расчете на общую сухую массу содержащего карбонат кальция материала.

В настоящем документе «размер частиц» мелкодисперсного материала описывается распределением его частиц по размерам. Величина dx представляет собой диаметр, относительно которого х% масс. частиц имеют диаметр меньше, чем величина dx. Это означает, что величина d25 определяет размер частиц, меньше которого 25,0% масс. всех частиц, а значение d75 определяет размер частиц, меньше которого 75,0% масс. всех частиц. Величина d50, таким образом, представляет собой средневзвешенный размер частиц, т.е. 50,0% масс. всех гранул частиц крупнее или меньше этого размера частиц. Для целей настоящего изобретения размер частиц определяется как средневзвешенный размер частиц d50, если не указано иное. Для определения величины средневзвешенного размера частиц d50, могут быть использованы устройства моделей SedigraphTM 5120 или SedigraphTM 5100 от компании Micromeritics Instrument Corporation, США.

«Удельная площадь поверхности» (УПП) мелкодисперсного материала в контексте настоящего изобретения определяется как площадь поверхности мелкодисперсного материала, отнесенная к массе мелкодисперсного материала. В контексте настоящего изобретения, удельную площадь поверхности измеряют с помощью адсорбции с использованием изотермы БЭТ (в соответствии со стандартом ISO 9277:2010), и выражают в м²/г.

Где термин «включающий в себя» используется в настоящем описании и формуле изобретения, не исключает другие элементы. Для целей настоящего изобретения термин «состоящий из», как полагают, является предпочтительным вариантом термина «включающий в свой состав». Если определено, что в дальнейшем группа включает в себя, по меньшей мере, некоторое количество вариантов, также следует понимать раскрытие группы, которая, предпочтительно, состоит только из этих вариантов.

Где используется неопределенный или определенный артикль при обращении к существительному в единственном числе, например, «один», «данный» или «настоящий», таковой включает в себя множественное число этого существительного, если не оговорено что-либо иное.

Такие термины, как «получаемый» или «определяемый» и «полученный» или «определенный», используются взаимозаменяемо. Это означает, что если из контекста явно не следует иное, это не означает, что термин «полученный» указывает на то, что вариант осуществления должен быть получен, например, за счет последовательности стадий, следующих за термином «полученный», даже если таковое ограниченное понимание всегда включается терминами «полученный» или «определяемый» в качестве предпочтительного варианта осуществления.

Далее, подробности и предпочтительные варианты осуществления крошки согласно изобретению описаны более подробно. Следует понимать, что эти технические подробности и варианты осуществления также применимы к способу получения крошки согласно изобретению, изделия согласно изобретению и способу его использования.

Крошка включает в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал в соответствии с настоящим изобретением, причем крошка включает в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал.

Термин «по меньшей мере, один» содержащий карбонат кальция материала в контексте настоящего изобретения означает, что содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из одного или более содержащего карбонат кальция материала.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из одного содержащего карбонат кальция материала. В качестве альтернативы, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из двух или более содержащих карбонат кальция материалов. Например, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из двух или трех содержащих карбонат кальция материалов.

Предпочтительно, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из одного содержащего карбонат кальция материала.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал представляет собой, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал природного происхождения.

Термин содержащий карбонат кальция материал «природного происхождения» в контексте настоящего изобретения относится к содержащему карбонат кальция материалу, полученному из природных источников, таких как известняк, мрамор, мел и/или доломит, и прошедшему влажную и/или сухую обработку, такую как измельчение, просеивание и/или фракционирование, например, с помощью циклона или классификатора.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал природного происхождения, представляет собой доломит и/или, по меньшей мере, один измельченный карбонат кальция (ИКК). Более предпочтительно, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, предпочтительно, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал природного происхождения представляет собой, по меньшей мере, один измельченный карбонат кальция (ИКК).

«Доломит» в контексте настоящего изобретения представляет собой карбонатный кальций-магниевый минерал, имеющий химический состав CaMg(CO₃)₂ («CaCO₃⋅MgCO₃»). Минерал доломит содержит, по меньшей мере, 30,0% масс. MgCO₃ в расчете на общую массу доломита, предпочтительно, содержит более 35,0% масс., более предпочтительно, содержит более 40,0% масс. MgCO₃.

«Измельченный карбонат кальция» (ИКК) в контексте настоящего изобретения представляет собой карбонат кальция, полученный из источников природного происхождения, таких как известняк, мрамор, мел, или их смеси.

Следует понимать, что крошка, включающая в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, может быть получена способом изготовления крошки, в соответствии с описанием ниже.

Например, ИКК выбирают из группы, включающей в себя мрамор, мел, известняк, а также их смеси. В одном из вариантов осуществления ИКК представляет собой мрамор или мел, предпочтительно, мрамор.

В соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из частиц, состоящих из карбоната кальция в количестве≥50,0% масс., предпочтительно, ≥90,0% масс., более предпочтительно, ≥95,0% масс. и, наиболее предпочтительно, ≥97,0% масс. в расчете на общую сухую массу, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала.

Под термином «сухой», по отношению к, по меньшей мере, одному содержащему карбонат кальция материалу понимают материал, имеющий менее чем 0,3% масс. воды, по отношению к массе, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала. Процентное содержание воды определяют в соответствии с методом измерения кулонометрическим титрованием по Карлу Фишеру, в котором, по меньшей мере, один источник карбоната кальция природного происхождения нагревают до 220°С, а содержание воды, испускаемой в виде пара и выделяемой с использованиям потока газообразного азота (при скорости 100 мл/мин), определяют в ячейке кулонометрического титрования по Карлу Фишеру.

По меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал предпочтительно, содержит, более предпочтительно, состоит из частиц, имеющих средневзвешенный размер частиц d50 в интервале 0,5-2,0 мкм, измеренный методом седиментации.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из частиц, имеющих средневзвешенный размер частиц d50, предпочтительно, в интервале 0,5-1,9 мкм, более предпочтительно, в интервале 0,6-1,8 мкм, и, наиболее предпочтительно, в интервале 0,7-1,8 мкм, измеренный методом седиментации.

Более того, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из частиц, имеющих взвешенный размер частиц d75 в интервале 0,7-3,0 мкм, измеренный методом седиментации. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из частиц, имеющих взвешенный размер частиц d75 в интервале 0,7-2,9 мкм и, наиболее предпочтительно, в интервале 0,7-2,8 мкм, измеренный методом седиментации.

В дополнение к этому, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из частиц, имеющих взвешенный размер частиц d25 в интервале 0,1-1,0 мкм, измеренный методом седиментации. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из частиц, имеющих взвешенный размер частиц d25 в интервале 0,1-0,9 мкм и, наиболее предпочтительно, в интервале 0,15-0,8 мкм, измеренный методом седиментации.

Таким образом, одним из требований настоящего изобретения является то, что частицы, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в составе крошки имеют i) взвешенный размер частиц d75 в интервале 0,7-3,0 мкм, ii) средневзвешенный размер частиц d50 в интервале 0,5-2,0 мкм и iii) взвешенный размер частиц d25 в интервале 0,1-1,0 мкм, измеренный методом седиментации.

Предпочтительно, частицы, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала имеют i) взвешенный размер частиц d75 в интервале 0,7-2,9 мкм, ii) средневзвешенный размер частиц d50 в интервале 0,5-1,9 мкм и iii) взвешенный размер частиц d25 в интервале 0,1-0,9 мкм, измеренный методом седиментации. Более предпочтительно, частицы, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала имеют i) взвешенный размер частиц d75 в интервале 0,7-2,8 мкм, ii) средневзвешенный размер частиц d50 в интервале 0,6-1,8 мкм и iii) взвешенный размер частиц d25 в интервале 0,15-0,8 мкм, измеренный методом седиментации.

Более того, или в качестве альтернативы, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из частиц, по меньшей мере, 30,0% масс. которых, предпочтительно, по меньшей мере, 50,0% масс которых., более предпочтительно, по меньшей мере, 58,0% масс. которых и, наиболее предпочтительно, в интервале 58,0-95,0% масс. которых имеют взвешенный размер частиц≤2,0 мкм, более предпочтительно, ≤1,8 мкм, еще более предпочтительно, ≤1,5 мкм и, наиболее предпочтительно, ≤1,0 мкм, измеренный методом седиментации.

Например, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из частиц, по меньшей мере, в интервале 30,0-85,0% масс. которых, предпочтительно, в интервале 50,0-85,0% масс. которых и, наиболее предпочтительно, в интервале 58,0-85,0% масс. которых имеют взвешенный размер частиц≤1,0 мкм, измеренный методом седиментации.

Более того, или в качестве альтернативы, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из частиц, по меньшей мере, в интервале, 50,0-95,0% масс. которых, предпочтительно, в интервале 58,0-95,0% масс. которых и, наиболее предпочтительно, в интервале 80,0-95,0% масс. которых имеют взвешенный размер частиц≤2,0 мкм, измеренный методом седиментации.

По меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал может включать в себя, предпочтительно, состоять из частиц, имеющих контролируемый низкий верхний срез, например, ≤9,5 мкм. Термин «верхний срез» (или верхний размер) в контексте настоящего документа обозначает значение размера частиц, при котором, по меньшей мере, 98,0% масс. частиц материала имеют размер меньше данного. Предпочтительно, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя, предпочтительно, состоит из частиц, имеющих верхний срез≤8,0 мкм и, более предпочтительно, ≤7,5 мкм.

Одним из требований настоящего изобретения является то, что, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя частицы, имеющие низкую удельную поверхность по методу БЭТ. В частности, является необходимым, чтобы, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал содержал частицы, имеющие удельную поверхность по методу БЭТ в интервале 4,0-12,0 м²/г, измеренную адсорбцией азота с использованием изотермы БЭТ (в соответствии со стандартом ISO 9277:2010) и выражаемую в единицах м²/г. Предпочтительно, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя частицы, имеющие удельную поверхность по методу БЭТ в интервале 4,0-12,0 м²/г, измеренную адсорбцией азота с использованием изотермы БЭТ (в соответствии со стандартом ISO 9277:2010).

В одном варианте осуществления, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя частицы, имеющие удельную поверхность по методу БЭТ в интервале 5,0-10,0 м²/г, измеренную адсорбцией азота с использованием изотермы БЭТ (в соответствии со стандартом ISO 9277:2010). Предпочтительно, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает в себя частицы, имеющие удельную поверхность по методу БЭТ в интервале 5,0-10,0 м²/г, измеренную адсорбцией азота с использованием изотермы БЭТ (в соответствии со стандартом ISO 9277:2010).

Следует понимать, что крошка может дополнительно включать в себя, по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель.

В одном варианте осуществления крошка включает в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, предпочтительно, доломит и/или, по меньшей мере, один измельченный карбонат кальция (ИКК), и необязательно, по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель. Например, крошка включает в свой состав, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, предпочтительно, доломит и/или, по меньшей мере, один измельченный карбонат кальция (ИКК), и, по меньшей мере, один дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель.

Термин «по меньшей мере, один» дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель в контексте настоящего изобретения означает, что дополнительный мелкодисперсный материал-наполнитель включает в себя, предпочтительно, состоит из одного или более дополнительных мелкодисперсных материалов-на