Способ улучшения распределения по размерам частиц содержащего карбонат кальция материала

Способ улучшения распределения по размерам частиц содержащего карбонат кальция материала

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение предлагает способ изготовления водной суспензии, включающей, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал. Кроме того, настоящее изобретение предлагает содержащий карбонат кальция материал, у которого соотношение [d₈₀/d₂₀] частиц, характеризующихся значением d₈₀ среднего размера частиц, и частиц, характеризующихся значением d₂₀ среднего размера частиц, составляет не более чем 2,50, и применение содержащего карбонат кальция материала в бумажных и картонных изделиях, в связующих материалах, косметические изделия, в уплотняющих составах и герметизирующих материалах, в красках и покрытиях, в покрытиях днища кузова, в волоконных изделиях, для замены осажденного карбоната кальция или в пластмассовых изделиях.

Карбонат кальция широко используется в бумажной промышленности в качестве наполнителя (компонента) в составе бумаги. Он представляет собой имеющий низкую стоимость и высокую степень белизны наполнитель, используемый для увеличения степени белизны и непрозрачности листов. Его применение значительно выросло в течение последних десятилетий вследствие перехода от кислотного к щелочному процессу изготовления бумаги в целлюлозно-бумажном производстве. Как известно, карбонат кальция существует в форме встречающихся в природе минералов, а также продуктов синтетического производства. Как природный, так и синтетический карбонат кальция используется в бумажной промышленности. Помимо его применения в бумажной промышленности, карбонат кальция в различных формах также используется и для других разнообразных целей, например, в качестве наполнителя или пигмента в производстве красок, а также в качестве функционального наполнителя, который содержат пластмассовые материалы, пластизоли, герметизирующие композиции, печатные краски, каучук, зубная паста, косметические изделия, сельскохозяйственные приспособления и т. д.

Природный карбонат кальция, как правило, измельчается до частиц малого размера перед его применением в бумажных или других изделиях.

Однако для многих приложений оказывается желательным изготовление карбоната кальция, имеющего низкую удельную площадь поверхности по методу Брунауэра-Эммета-Теллера (BET) и узкое распределение по размерам частиц при низком содержании мелких частиц, поскольку такие характеристики, как правило, придают полезные оптические свойства, такие как непрозрачность и белизна, а также свойства светорассеяния бумажному изделию, содержащему такой карбонат кальция. Кроме того, узкое распределение по размерам частиц при низкой удельной площади поверхности по методу BET оказывается предпочтительным для содержащих гидрофобизированный карбонат кальция продуктов, которые, как правило, используются для пластмассовых изделий, поскольку может уменьшаться количество, например, стеариновой кислоты, которая может использоваться в качестве гидрофобизирующего вещества для изготовления таких гидрофобизированных продуктов. Кроме того, вышеупомянутое узкое распределение по размерам частиц при низкой удельной площади поверхности по методу BET производит также полезные эффекты на суспензии карбоната кальция, в то время как может уменьшаться количество диспергирующих веществ, которые часто используются для диспергирования карбоната кальция в суспензии.

В данном отношении, в технике хорошо известны способы уменьшения удельной площади поверхности по методу BET и сужения распределения по размерам частиц. Например, патент США № 5269818 описывает способ термического старения, который был модифицирован, чтобы производить в больших количествах подвергнутые термическому старению суспензии карбоната кальция. Данный способ включает такие стадии, как инициирования термического старения карбоната кальция, у которого удельная площадь поверхности составляет более чем приблизительно 15 м²/г, посредством его нагревания до температуры старения, составляющей от приблизительно 40°C до приблизительно 100°C; установление значения pH карбоната кальция при температуре старения приблизительно на уровне 6,5, например, посредством введения диоксида углерода; добавление гидроксида щелочного металла к карбонату кальция при температуре старения для повышения pH до уровня от приблизительно 9,5 до приблизительно 12,0; выдерживание карбоната кальция при температуре старения в течение достаточного времени для преобразования морфологии карбоната кальция в конечную форму; и прекращение термического старения для фиксации морфологии карбоната кальция в конечной форме. Патентная заявка США № 2002/0155055 A1 предлагает композиции, содержащие измельченный карбонат кальция, имеющий узкие распределения по размерам частиц, а также способ изготовления этих композиций. Данный способ включает изготовление практически не содержащей диспергирующее вещество суспензии карбоната кальция, влажное измельчение суспензии и старение суспензии. Старение происходит при температурах ниже 40°C.

Однако эти способы имеют недостаток, заключающийся в том, что такие способы старения, как правило, занимают много времени. Например, как описывает патент США № 5269818, когда содержащий карбонат кальция исходный материал имеет начальный средний размер частиц, составляющий от приблизительно 0,01 до приблизительно 0,5 мкм, а также имеет высокую чистоту, продолжительность старения является небольшой, составляя приблизительно 60 минут, в то время как когда содержащий карбонат кальция исходный материал имеет больший начальный размер агломерированных частиц, составляющий от приблизительно 0,5 до приблизительно 2 мкм, и/или содержит примеси, составляющие вплоть до приблизительно 5 мас.%, продолжительность термического старения может быть большой, составляя 24 часа. Аналогично патентной заявке США № 2002/0155055 A1, здесь описывается, что продолжительность старения составляет приблизительно 24 часа.

Таким образом, в технике по-прежнему существует необходимость в предложении альтернативных способов изготовления содержащего карбонат кальция материала, имеющего узкое распределение по размерам частиц и низкую удельную площадь поверхности по методу BET, причем такой способ должен быть простым и экономичным, исключая при этом осуществление занимающих много времени стадий старения после измельчения.

Соответственно, задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить альтернативный способ изготовления содержащего карбонат кальция материала, имеющих улучшенное или оптимизированное узкое распределение по размерам частиц при низком содержании мелких частиц. Еще одна задача настоящего изобретения может заключаться в том, чтобы предложить способ изготовления содержащего карбонат кальция материала, имеющего уменьшенные или оптимизированные значения удельной площади поверхности по методу BET. Следующая задача настоящего изобретения может заключаться в том, чтобы предложить способ изготовления содержащего карбонат кальция материала, имеющего улучшенные или оптимизированные оптические свойства, такой как непрозрачность и белизна, а также свойства светорассеяния. Следующая задача настоящего изобретения может заключаться в том, чтобы предложить способ изготовления содержащего карбонат кальция материала, который представляет собой частично обезвоженный или практически полностью высушенный содержащий карбонат кальция материал. Следующая задача настоящего изобретения может заключаться в том, чтобы предложить способ изготовления измельченного во влажном состоянии карбоната кальция, который может осуществляться простым и экономичным путем. Следующая задача настоящего изобретения может заключаться в том, чтобы предложить способ изготовления содержащего карбонат кальция материала, в котором может исключаться осуществление занимающих много времени стадий старения после измельчения. Следующие цели можно определить в приведенном ниже описании настоящего изобретения.

Чтобы выполнить вышеупомянутые требования, предлагается способ, представляющий собой предмет, определенный в пункте 1 формулы изобретения в настоящем документе.

Предпочтительные варианты осуществления способа согласно настоящему изобретению определяются в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения и в данном описании.

Согласно одному аспекту настоящего изобретения, предлагается способ изготовления водной суспензии, включающей, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, причем данный способ включает:

a) предоставление практически не содержащей диспергирующее вещество водной суспензии, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала,

b) предварительное нагревание суспензии, полученной на стадии (a), до температуры, составляющей от 40 до 95°C, при давлении окружающей среды,

c) введение в контакт водной суспензии, полученной на стадии (a), до и/или в течение и/или после стадии предварительного нагревания (b) и/или до и/или в течение и/или после стадии влажного измельчения (d), по меньшей мере, с одним основанием для получения водной суспензии, у которой значение pH, измеренное при 25°C, составляет не менее чем 9,0, и

d) влажное измельчение предварительно нагретой суспензии, полученной на стадии (b) или на стадии (c), по меньшей мере, на одной стадии измельчения для получения водной суспензии, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала, у которого соотношение [d₈₀/d₂₀] частиц, характеризующихся значением d₈₀ среднего размера частиц, и частиц, характеризующихся значением d₂₀ среднего размера частиц, составляет не более чем 2,50.

Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что вышеупомянутый способ обеспечивает эффективное и регулируемое производство содержащего карбонат кальция материала, имеющего улучшенное или оптимизированное узкое распределение по размерам частиц при низком содержании мелких частиц, а также улучшенную или оптимизированную удельную площадь поверхности по методу BET. В способе согласно настоящему изобретению содержащий карбонат кальция материал, имеющий улучшенные или оптимизированные оптические свойства и свойства светорассеяния может быть изготовлен непосредственно простым и экономичным путем и без осуществления занимающих много времени стадий старения после измельчения. Более конкретно, авторы настоящего изобретения обнаружили, что распределение по размерам частиц, а также удельная площадь поверхности по методу BET содержащего карбонат кальция материала, который получается вышеупомянутым способом, можно улучшать или оптимизировать, в частности, посредством измельчения предварительно нагретой суспензии содержащего карбонат кальция материала, у которой значение pH составляет не менее чем 9,0.

Следует понимать, что для целей настоящего изобретения перечисленные ниже термины имеют следующие значения:

"Суспензия" или "взвесь" в значении настоящего изобретения содержит нерастворимые твердые вещества и воду и необязательные дополнительные добавки и обычно содержит в больших количествах твердые частицы, и, таким образом, она является более вязкой и, как правило, имеет более высокую плотность, чем жидкость, на основе которой она изготавливается.

Термин "содержащий карбонат кальция материал" в значении настоящего изобретения описывает материал, который содержит, по меньшей мере, 40,0 мас.% карбоната кальция по отношению к полной сухой массе содержащего карбонат кальция материала. Предпочтительно содержащий карбонат кальция материал содержит, по меньшей мере, 60,0 мас.%, предпочтительно, по меньшей мере, 80,0 мас.%, предпочтительнее, по меньшей мере, 85,0 мас.%, еще предпочтительнее, по меньшей мере, 90,0 мас.% и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 95,0 мас.%, в том числе, по меньшей мере, 98,0 мас.% карбоната кальция по отношению к полной сухой массе содержащего карбонат кальция материала.

Упоминаемые в настоящем документе и обычно используемые в технике значение d₈₀ и значение d₂₀ определяются на основании измерений, осуществляемых с использованием прибора Sedigraph™ III Plus от компании Micromeritics Instrument Corporation (в данном приборе используется программное обеспечение версии 1.04) и вычисляются как такие размеры, что частицы, составляющие, соответственно, 80% и 20%, всей массы частиц, имеют диаметры, не превышающие данные значения. Данный способ и прибор известны специалисту в данной области техники и обычно используются для определения размеров зерен наполнителей и пигментов.

Термин "основание" в значении настоящего изобретения описывает основание в соответствии с концепцией Бренстеда-Лоури (Brønsted-Lowry).

В том случае, где термин "включающий" используется в настоящем описании и формуле изобретения, он не исключает другие элементы. Для целей настоящего изобретения термин "состоящий" рассматривается как предпочтительный вариант осуществления для термина "включающий". Если далее в настоящем документе определяется, что группа включает, по меньшей мере, некоторое число вариантов осуществления, это также следует понимать как описание группы, которая предпочтительно состоит только из этих вариантов осуществления.

В том случае, где неопределенный или определенный артикль, например, "a", "an" или "the", используется по отношению к существительному в единственном числе, это включает множественное число данного существительного, если не определяются какие-либо другие условия.

Такие термины, как "получаемый" или "определяемый" и "полученный" или "определенный" используются взаимозаменяемым образом. Это означает, например, что, если другое условие четко не диктуется контекстом, термин "полученный" не предназначается для указания того, что, например, вариант осуществления должен быть получен, например, посредством последовательности стадий, перечисленных после термина "полученный", даже несмотря на то, что такое ограниченное понимание всегда включается терминами "полученный" или "определенный" в качестве предпочтительного варианта осуществления.

Согласно еще одному аспекту настоящего изобретения, предлагается содержащий карбонат кальция материал, причем вышеупомянутый содержащий карбонат кальция материал имеет соотношение [d₈₀/d₂₀] частиц, характеризующихся значением d₈₀ среднего размера частиц, и частиц, характеризующихся значением d₂₀ среднего размера частиц, составляющее не более чем 2,50, причем данный содержащий карбонат кальция материал получается способом, описанный в настоящем документе. Оказывается предпочтительным, что содержащий карбонат кальция материал имеет (a) соотношение [d₉₀/d₁₀] частиц, характеризующихся значением d₉₀ среднего размера частиц, и частиц, характеризующихся значение d₁₀ среднего размера частиц, составляющее не более чем 4,50, и/или (b) удельную площадь поверхности по методу BET, составляющую не более чем 15,0 м²/г и находящуюся в интервале предпочтительно от 1,0 до 15,0 м²/г, предпочтительнее от 2,0 до 14,0 м²/г и наиболее предпочтительно от 3,0 до 13,0 м²/г, и/или (c) меньшее соотношение [d₈₀/d₂₀] частиц, характеризующихся значением d₈₀ среднего размера частиц, и частиц, характеризующихся значением d₂₀ среднего размера частиц, чем содержащий карбонат кальция материал, который получается посредством влажного измельчения такой же суспензии, полученной на стадии (a), до частиц такого же размера, но без стадии предварительного нагревания (b) и стадии введения в контакт (c). Согласно еще одному аспекту, настоящее изобретение предлагает применение содержащего карбонат кальция материала в бумажных и картонных изделиях, в связующих материалах, в косметических изделиях, в уплотняющих составах и герметизирующих материалах, в красках и покрытиях, в покрытиях днища кузова, в волоконных изделиях, для замены осажденного карбоната кальция или в пластмассовых изделиях.

В способе согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, присутствующий в водной суспензии, полученной на стадии (a), представляет собой доломит и/или природный измельченный карбонат кальция (NGCC), такой как один или несколько минералов, таких как мрамор, известняк и/или мел.

В способе согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения водная суспензия, изготовленная на стадии (a), имеет содержание твердых частиц, составляющее от 5,0 мас.% до 60,0 мас.%, предпочтительно от 10,0 мас.% до 55,0 мас.% и наиболее предпочтительно от 15,0 мас.% до 50,0 мас.% по отношению к полной массе водной суспензии.

В способе согласно следующему варианту осуществления настоящего изобретения водная суспензия, полученная на стадии (a) доводится на стадии предварительного нагревания (b) до температуры, составляющей от 50 до 95°C, предпочтительно от 60 до 90°C, например, приблизительно 70°C, при давлении окружающей среды.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, стадия введения в контакт (c) осуществляется: (a) до и/или в течение стадии предварительного нагревания (b), предпочтительно в течение стадии предварительного нагревания (b), и/или (b) таким образом, что полученный водная суспензия имеет значение pH, измеренное при 25°C, которое составляет от 10,0 до 13,0 и предпочтительно от 11,0 до 12,5.

Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одно основание на стадии (c): (a) добавляется в количестве, составляющем не менее чем 0,05 мас.%, предпочтительно не менее чем 0,1 мас.%, предпочтительнее не менее чем 0,2 мас.% и наиболее предпочтительно от 0,2 до 1,0 мас.% по отношению к полной сухой массе содержащего карбонат кальция материала, и/или (b) представляет собой, по меньшей мере, один гидроксид щелочного металла, выбранный из группы, включающей гидроксид лития, гидроксид натрия, гидроксид калия и их смеси, и/или, по меньшей мере, один гидроксид щелочноземельного металла выбранный из группы, включающей гидроксид магния, гидроксид кальция и их смеси.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, стадия влажного измельчения (d) осуществляется при начальной температуре, составляющей от 40 до 95°C, предпочтительно от 60 до 80°C, предпочтительнее от 65 до 75°C, например, приблизительно 70°C.

Согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения, способ дополнительно включает стадию (e) выдерживания водной суспензии, полученной на стадии влажного измельчения (d), при температуре, составляющей от 70 до 140°C, предпочтительно от 75 до 140°C и наиболее предпочтительно от 80 до 95°C, и/или в течение периода времени, составляющего не более чем 5 часов, предпочтительно не более чем 2 часов, предпочтительнее не более чем 60 минут, наиболее предпочтительно не более чем 45 минут, например, от 5 минут до 2 часов. Оказывается предпочтительным, что водная суспензия, выдерживаемая на стадии (e), имеет содержание твердых частиц, составляющее от 5,0 мас.% до 60,0 мас.%, предпочтительно от 10,0 мас.% до 55,0 мас.%, предпочтительнее от 15,0 мас.% до 50,0 мас.% и наиболее предпочтительно от 20,0 мас.% до 50,0 мас.% по отношению к полной массе водной суспензии.

Согласно следующему варианту осуществления настоящего изобретения, способ дополнительно включает стадию (f) высушивания или обезвоживания водной суспензии, полученной на стадии (d), или необязательную стадию удаления, по меньшей мере, части воды для получения частично обезвоженного содержащего карбонат кальция материала или для получения практически полностью высушенного содержащего карбонат кальция материала. Оказывается предпочтительным, что (a) частично обезвоженный содержащий карбонат кальция материал обрабатывается после стадии обезвоживания (f), по меньшей мере, одним диспергирующим веществом и повторно разбавляется для получения водной суспензии, включающей диспергированный содержащий карбонат кальция материал, и/или (b) частично обезвоженный содержащий карбонат кальция материал и/или практически полностью высушенный содержащий карбонат кальция материал обрабатывается до или после стадии обезвоживания или высушивания (f), по меньшей мере, одной насыщенной алифатической неразветвленной или разветвленной карбоновой кислотой для получения гидрофобизированного содержащего карбонат кальция материала.

Термин "практически полностью высушенный" следует понимать как означающий содержащий карбонат кальция материал, у которого полное поверхностное влагосодержание составляет менее чем 3,0 мас.%, предпочтительно менее чем 2,0 мас.%, предпочтительнее менее чем 1,5 мас.% и наиболее предпочтительно менее чем 1,0 мас.% по отношению к полной массе содержащего карбонат кальция материала.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, полученный на стадии (d) и необязательной стадии (e) и/или на стадии (f) имеет: (a) соотношение [d₉₀/d₁₀] частиц, характеризующихся значением d₉₀ среднего размера частиц, и частиц, характеризующихся значением d₁₀ среднего размера частиц, составляющее не более чем 4,50, и/или (b) удельную площадь поверхности по методу BET, составляющую не более чем 15,0 м²/г и находящуюся в интервале предпочтительно от 1,0 до 15,0 м²/г, предпочтительнее от 2,0 до 14,0 м²/г и наиболее предпочтительно от 3,0 до 13,0 м²/г, и/или (c) меньшее соотношение [d₈₀/d₂₀] частиц, характеризующихся значением d₈₀ среднего размера частиц, и частиц, характеризующихся значением d₂₀ среднего размера частиц, чем содержащий карбонат кальция материал, который получается посредством влажного измельчения такой же суспензии, полученной на стадии (a), до частиц такого же размера, но без стадии предварительного нагревания (b) и стадии введения в контакт (c).

Как отмечено выше, согласно настоящему изобретению, способ изготовления водной суспензии, включающей, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, причем, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал имеет улучшенное или оптимизированное распределение по размерам частиц, а также улучшенное или оптимизированное удельная площадь поверхности по методу BET, включает стадии (a), (b), (c) и (d). Далее описываются дополнительные подробности настоящего изобретения и, в частности, вышеупомянутые стадии предлагаемого настоящим изобретением способа изготовления водной суспензии, включающей, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал. Специалисты в данной области техники должны понимать, что многие варианты осуществления, описанные в настоящем документе, могут объединяться или применяться совместно друг с другом.

Описание стадии (a): изготовление, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала

На стадии (a) способа согласно настоящему изобретению изготавливается практически не содержащая диспергирующее вещество водная суспензия, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала.

Термин "по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал" при использовании согласно настоящему изобретению означает, что содержащий карбонат кальция материал включает содержащие карбонат кальция материалы одного или нескольких типов и предпочтительно состоит из них.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает содержащий карбонат кальция материал одного типа и предпочтительно состоит из него. В качестве альтернативы, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает содержащие карбонат кальция материалы двух или более типов и предпочтительно состоит из них. Например, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал включает содержащие карбонат кальция материалы двух или трех типов и предпочтительно состоит из них.

Предпочтительно, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал представляет собой содержащий карбонат кальция материал одного типа.

Следует понимать, что, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, изготовленный на стадии (a) способа согласно настоящему изобретению, может представлять собой любой содержащий карбонат кальция материал, который является подходящим для заданной цели, т. е. для применения в бумажных и картонных изделиях, в косметических изделиях, в уплотняющих составах и герметизирующих материалах в красках и покрытиях или в пластмассовых изделиях.

По меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал согласно настоящему изобретению представляет собой материал, который содержит предпочтительно, по меньшей мере, 40,0 мас.%, предпочтительнее, по меньшей мере, 60,0 мас.%, еще предпочтительнее, по меньшей мере, 80,0 мас.% и наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 90,0 мас.%, в том числе, по меньшей мере, 95,0 мас.% или 98,0 мас.% карбоната кальция по отношению к полной сухой массе, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала.

По меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал предпочтительно представляет собой доломит и/или измельченный (или природный) карбонат кальция (NGCC). Например, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал предпочтительно представляет собой доломит или измельченный (или природный) карбонат кальция (NGCC). Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал представляет собой измельченный (или природный) карбонат кальция (NGCC).

NGCC следует понимать как встречающуюся в природе форму карбоната кальция, которая добывается из осадочных пород, таких как известняк или мел, или из метаморфических мраморных пород и подвергается обработке, такой как измельчение, просеивание и/или фракционирование во влажной и/или сухой форме, например, посредством циклона или классификатора.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал представляет собой NGCC, такой как один или несколько минералов, таких как мрамор, известняк и/или мел. Предпочтительно, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал представляет собой мрамор или известняк. Предпочтительнее, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал представляет собой мрамор.

По меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал предпочтительно присутствует в форме зернистого материала и может иметь распределение по размерам частиц, которое традиционно характеризует материал (материалы), содержащиеся в продукте используемого типа. Как правило, оказывается предпочтительным, что, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал имеет массовый медианный размер частиц (диаметр d₅₀) в интервале от 0,5 мкм до 15,0 мкм. Например, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал имеет массовый медианный размер частиц (диаметр d₅₀) в интервале от 0,5 мкм до 12,0 мкм, предпочтительнее от 1,0 мкм до 10,0 мкм и наиболее предпочтительно от 1,5 мкм до 5,0 мкм.

При упоминании использовании в настоящем документе и обычном использовании в технике значение d₅₀ определяются на основании измерений, осуществляемых с использованием прибора Sedigraph™ III Plus от компании Micromeritics Instrument Corporation (в данном приборе используется программное обеспечение версии 1.04) и вычисляется как такой размер (медианная точка), частицы, составляющие, 50% всей массы частиц, имеют диаметры, не превышающие данное значение. Данный способ и прибор известны специалисту в данной области техники и обычно используются для определения размеров зерен наполнителей и пигментов.

В качестве дополнения или в качестве альтернативы, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал имеет значение d₉₅, составляющее не более чем 100,0 мкм. Например, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал имеет значение d₉₅, составляющее от 100,0 до 2,0 мкм, предпочтительно от 75,0 до 5,0 мкм и наиболее предпочтительно от 50,0 до 10,0 мкм.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал представляет собой сухой измельченный материал, причем данный материал измельчается во влажном состоянии и высушивается, или смесь вышеупомянутых материалов.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал представляет собой материал, который измельчается во влажном состоянии и необязательно высушивается и повторно разбавляется водой для получения водной суспензии, включающей измельченный во влажном состоянии содержащий карбонат кальция материал. В качестве альтернативы, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал представляет собой материал, который измельчается в сухом состоянии и повторно разбавляется водой для получения водной суспензии, включающей измельченный в сухом состоянии содержащий карбонат кальция материал. Влажное измельчение и сухое измельчение, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала может осуществляться с использованием любого традиционного устройства для измельчения, известного специалисту в данной области техники. Например, влажное измельчение, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала может осуществляться в вертикальной перемешивающей шаровой мельнице. Кроме того, высушивание можно осуществлять, используя любое традиционное устройство для высушивания или нагревания, известное специалисту в данной области техники.

Следует понимать, что, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал присутствует в форме водной суспензии. Например, водная суспензия включает, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал и воду и предпочтительно состоит из них. В качестве альтернативы, водная суспензия включает, по меньшей мере, один содержащий карбонат кальция материал, воду и органический растворитель и предпочтительно состоит из них. Если водная суспензия включает органический растворитель, то водная суспензия включает органический растворитель в количестве, составляющем от 1,0 до 20,0 мас.% предпочтительно от 1,0 до 15,0 мас.% и наиболее предпочтительно от 1,0 до 10,0 мас.% по отношению к полной массе водной суспензии.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, водная суспензия имеет содержание твердых частиц, т. е., по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала, составляющее от 5,0 мас.% до 60,0 мас.%, предпочтительно от 10,0 мас.% до 55,0 мас.% и наиболее предпочтительно от 15,0 мас.% до 50,0 мас.% по отношению к полной массе водной суспензии.

Вода, которая используется в водной суспензии, может представлять собой любую доступную воду, такую как технологическая вода, например, технологическая вода, поступающая из водоочистительных систем и/или водопроводная вода и/или деионизированная вода. Предпочтительно вода, которая используется для изготовления водной суспензии, получаемой на стадии (a), представляет собой технологическую воду.

Согласно одному требованию настоящего изобретения, в водной суспензии должны практически отсутствовать диспергирующие вещества.

Термин "практическое отсутствие диспергирующего вещества" означает системы, в которых содержание диспергирующего вещества, такого как полиакрилат натрия и/или гидрофосфат натрия, является чрезмерно низким, чтобы препятствовать изготовлению, по меньшей мере, одного содержащий карбонат кальция материала согласно настоящему изобретению. Водная суспензия, изготовленная на стадии (a), содержит диспергирующие вещества в количестве, составляющем предпочтительно менее чем 0,05 мас.%, предпочтительнее менее чем 0,02 мас.% и наиболее предпочтительно менее чем 0,01 мас.% по отношению к полной сухой массе, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала. Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, в водной суспензии, полученной на стадии (a), отсутствуют диспергирующие вещества, т. е. водная суспензия не содержит диспергирующие вещества.

Следует понимать, что такие диспергирующие вещества воздействуют на способ согласно настоящему изобретению таким образом, что не получается содержащий карбонат кальция материал в значении настоящего изобретения, т. е. содержащий карбонат кальция материал, у которого соотношение [d₈₀/d₂₀] частиц, характеризующихся значением d₈₀ среднего размера частиц, и частиц, характеризующихся значением d₂₀ среднего размера частиц составляет не более чем 2,50.

Соответственно, оказывается предпочтительным, что никакое диспергирующее вещество не добавляется до и/или в течение технологической стадии (a) и/или стадии (b) и/или стадии (c) и/или стадии (d). Предпочтительнее никакое диспергирующее вещество не добавляется до и в течение технологической стадии (a) и стадии (b) и стадии (c) и стадии (d).

Описание стадии (b): предварительное нагревание водной суспензии

На стадии (b) способа согласно настоящему изобретению суспензия, полученная на стадии (a), предварительно нагревается до температуры, составляющей от 40 до 95°C, при давлении окружающей среды.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, водная суспензия доводится до температуры, составляющей от 50 до 95°C, предпочтительно от 60 до 90°C, например, приблизительно 70°C, при давлении окружающей среды.

Предварительное нагревание в способе согласно настоящему изобретению может осуществляться любым традиционным нагревательным устройством, известным специалисту в данной области техники.

Температура водной суспензии изменяется вследствие изменения температуры вода или качества воды, и, таким образом, температура водной суспензии может часто регулироваться. Предпочтительно температура регулируется в непрерывном режиме. В качестве альтернативы, температура регулируется в периодическом режиме.

Предварительное нагревание водной суспензии, полученной на стадии (a), может осуществляться посредством использования любого традиционного нагревательного устройства известного специалисту в данной области техники. Например, предварительное нагревание водной суспензии, полученной на стадии (a), может осуществляться посредством использования теплообменного устройства.

Описание стадии (c): введение в контакт водной суспензии, по меньшей мере, с одним основанием

На стадии (c) способа согласно настоящему изобретению водная суспензия, полученная на стадии (a), вводится в контакт до и/или в течение и/или после стадии предварительного нагревания (b) и/или до и/или в течение и/или после стадии влажного измельчения (d), по меньшей мере, с одним основанием для получения водной суспензии, у которой значение pH, измеренное при 25°C, составляет не менее чем 9,0.

Термин "по меньшей мере, одно основание" при использовании согласно настоящему изобретению означает, что основание включает основания одного или нескольких типов и предпочтительно состоит из них.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одно основание включает основание одного типа и предпочтительно состоит из него. В качестве альтернативы, по меньшей мере, одно основание включает основания двух или более типов и предпочтительно состоит из них. Например, по меньшей мере, одно основание включает основания двух или трех типов и предпочтительно состоит из них.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, по меньшей мере, одно основание представляет собой основание одного типа.

Следует понимать, что, по меньшей мере, одно основание, используемое на стадии (c) способа согласно настоящему изобретению, может представлять собой любое основание, которое является подходящим для доведения значения pH водной суспензии до уровня pH, измеренного при 25°C и составляющего не менее чем 9,0.

Согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения, водная суспензия, полученная на стадии (a), вводится в контакт, по меньшей мере, с одним основанием таким образом, что получаемая водная суспензия имеет значение pH, измеренное при 25°C и составляющее от 10,0 до 13,0 и предпочтительно от 11,0 до 12,5.

Водная суспензия вводится в контакт до и/или в течение и/или после стадии предварительного нагревания (b) и/или до и/или в течение и/или после стадии влажног