DE69407741T2

DE69407741T2 - Titandioxidaufschlämmungen

Info

Publication number: DE69407741T2
Application number: DE69407741T
Authority: DE
Inventors: Martin Reid Burton Davis; Kevin Drury; Keith Robson; Stephen Robert Spruce; Michael John Trendell
Original assignee: Tioxide Group Services Ltd
Current assignee: Tioxide Group Services Ltd
Priority date: 1993-12-07
Filing date: 1994-11-10
Publication date: 1998-04-16
Anticipated expiration: 2014-11-11
Also published as: NO944686L; JPH0859241A; EP0657385B1; ZA949221B; KR950017739A; FI945724A0; MY111428A; GB9325051D0; NO944686D0; EP0657385A1; CA2137402A1; CN1108280A; AU680697B2; AU7887094A; FI945724L; DE69407741D1; ES2111262T3; US5622628A; TW292974B; FI945724A7

Description

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Titandioxidaufschlämmungen und insbesondere die Einengung wässriger Titandioxidsuspensionen um Aufschlämmungen mit einem hohen Feststoffgehalt herzustellen.
Die bekannten Verfahren zur Herstellung von Titandioxidpigmenten erzeugen im allgemeinen wässrige Titandioxiddispersionen. Titandioxid wird von diesen Dispersionen häufig abgetrennt durch beispielsweise Druck oder Vakuumfiltration um einen Filterkuchen bereitzustellen, der danach getrocknet wird. Fur viele Anwendungen wird dieses getrocknete Pigment später in Wasser zur Verwendung redispergiert. Dieses Abtrennen und Redispergieren ist ganz offensichtlich eine Vergeudung von Energie und Zeit. Es ist vorteilhaft direkt eine Dispersion oder Aufschlämmung von Titandioxid mit einem hohen Feststoffgehalt herzustellen und eine derartige Aufschlämmung sollte wünschenswerterweise eine niedrige Viskosität aufweisen, um die Handhabung zu erleichtern.
Es ist ein Gegenstand der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer brauchbaren Titandioxidaufschlämmung mit hohem Feststoffgehalt bereitzustellen.
Erfindungsgeinäß umfaßt ein Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Titandioxidaufschläminung mit hohem Feststoffgehalt das Aussetzen einer Suspension von Titandioxidteilchen in Wasser mit einem Anfangsfeststoffgehalt zwischen 20 und 35 Gewichtsprozent den Wirkungen von Crossflow- bzw. Querstromfiltration und Fortsetzen des Querstromfiltrationsverfahrens, bis die Suspension mehr als 50 Gewichtsprozent Titandioxid, berechnet als TiO&sub2;, enthält.
Der Begriff "Querstromfiltration" wird hierin verwendet um ein Filtrationsverfahren zu beschreiben, wobei der Fluß einer Suspension fester Teilchen über die Oberfläche einer Membran verursacht wird, während die Suspension einem Druck ausgesetzt wird, der dahingehend wirkt einen Fluß des Fluidmediums der Suspension durch die Membran zu verursachen, welche für das Medium, aber nicht für die suspendierten Feststoffe permeabel ist. Der Fluß der Suspension über die Oberfläche der Membran bringt jeglichen übermäßigen Aufbau von Feststoffen auf der Oberfläche der Membran auf ein Minimum. Eine mechanische Vibration der Oberfläche der Membran kann ebenfalls zur Verstärkung der Wirkung des fließenden Mediums verwendet werden.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wird die Filtration fortgesetzt bis der Feststoffgehalt der Suspension mehr als 50 Gewichtsprozent Titandioxid beträgt. Besonders brauchbare Aufschlämmungen enthalten 60 bis 80 Gewichtsprozent Titandioxid und die brauchbarsten Aufschlämmungen enthalten 70 bis 80 Gewichtsprozent.
Ein Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die hergestellten Aufschlämmungen trotz ihres hohen Feststoffgehalts eine relativ niedrige Viskosität aufweisen, und daß diese Aufschlämmungen unter Verwendung einer relativ niedrigen Konzentration eines Dispergiermittels hergestellt werden können. Ein besonders brauchbares Produkt hat einen Feststoffgehalt von 60 bis 80 Gewichtsprozent Titandioxid und eine Viskosität von weniger als 1,0 Pas bei 20ºC, bevorzugt von weniger als 0,4 Pas bei 20ºC, und enthält von 0,05 bis 0,4 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht von Titandioxid eines Dispergiermittels. Es wurden Produkte des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt, die 70 bis 80 Prozent Titandioxid enthalten und die eine Viskosität von weniger als 0,3 Pas bei 20ºC aufweisen. Die am meisten bevorzugten Produkte enthalten 70 bis 80 Gewichtsprozent Titandioxid und weisen eine Viskosität von 0,05 Pas bis 0,2 Pas bei 20ºC auf.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere nützlich zur Herstellung von Aufschlämmungen von Titandioxidpigment, welches normalerweise in der Anatas- oder Rutil-Kristallform vorliegt, mit einer mittleren Primärteilchengröße zwischen 0,1 und 0,4 Mikrometern. Rutil-Titandioxidpigment weist bevorzugt eine mittlere Primärteilchengröße zwischen 0,2 und 0,3 Mikrometern auf und Anatas-Titandioxidpigment eine mittlere Primärteilchengröße zwischen 0,1 und 0,35 Mikrometern.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist ebenfalls geeignet zur Herstellung von Aufschlämmungen von Titandioxid, das nicht pigmentartig ist, wie etwa die Titandioxidform, welche als ein Abschwächer von UV-Strahlung verwendet wird und häufig als vvultrafeines Titandioxid" bezeichnet wird. "Ultrafeines" Titandioxid weist bevorzugt eine mittlere Primärteilchengröße von 0,01 bis 0,15 Mikrometern auf, wenn die Teilchen im wesentlichen sphärisch sind. Stärker bevorzugt beträgt die mittlere Primärteilchengröße von im wesentlichen sphärischen Teilchen 0,01 bis 0,06 Mikrometer. Für Teilchen mit nadelförmiger Form beträgt die größte Abmessung der Primärteilchen im Mittel bevorzugt weniger als 0,15 Mikrometer und stärker bevorzugt 0,02 bis 0,1 Mikrometer.
Der Feststoffgehalt der Suspension, die ein Einsatzmaterial zur Einengung durch das erfindungsgemäße Verfahren ist, beträgt zwischen 20 und 35 Gewichtsprozent Titandioxid und eine derartige Suspension wird typischerweise bei der Herstellung von Titandioxidpigment erzeugt.
Im "Sulfat-" Verfahren zur Herstellung von Titandioxidpigmenten wird wasserhaltiges Titandioxid aus einer Lösung eines Titansulfats ausgefällt und es wird anschließend einem Kalzinierschritt unterzogen, um die geeignete Pigmentkristallgröße auszubilden. Das aus dem Kalzinierofen ausgetragene Material wird üblicherweise einem Mahlverfahren unterzogen um eine gewünschte Verteilung der Teilchengröße zu erzeugen. Im alternativen "Chlorid-" Verfahren wird Titantetrachlorid mit Sauerstoff umgesetzt um Titandioxid herzustellen. Dieses Titandioxid wird üblicherweise ebenfalls gemahlen um die Teilchengrößenverteilung einzustellen. Die sowohl im "Sulfat-" als auch "Chlorid-" Verfahren verwendeten Mühlen umfassen Kugelmühlen oder Prallmühlen.
Eine Art einer in der Titandioxidpigmentindustrie häufig verwendeten Mühle ist als eine Sandmühle bekannt, wobei eine wässrige Suspension des Austrags aus dem Kalzinierofen oder des Austrags aus dem Reaktor in der Gegenwart eines Mahlmediums wie etwa Sand rasch gerührt wird. Der Ausstoß oder "Überlauf" aus einer Sandmühle umfaßt eine gut dispergierte Suspension von Titandioxid, die zur Verwendung im erfindungsgemäßen Verfahren ideal ist. Die gute Disperg&erung wird während der Weiterverarbeitung, um eine gut dispergierte Aufschlämmung von Titandioxidpigment mit hohem Feststoffgehalt zu bilden, beibehalten.
Die Verwendung eines Mahlverfahrens für Titandioxidpigment ist jedoch kein wesentliches Merkmal dieser Erfindung und zufriedenstellende Aufschlämmungen mit hohem Feststoffgehalt können hergestellt werden unter Verwendung von Titandioxid, das direkt aus einer Anlage für das "Sulfat-" oder "Chlorid-" Verfahren stammt, und das keinem Mahlverfahren ausgesetzt wurde.
Das im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Titandioxid kann unbeschichtetes Titandioxid sein, das wie vorstehend beschrieben direkt aus dem präparativen Verfahren erhalten wurde, oder es kann Titandioxid sein, das behandelt worden ist, wie in der Pigmentindustrie üblich, durch Aufbringen einer Beschichtung beispielsweise eines anorganischen Oxids auf die Oberfläche der Teilchen. Typische anorganische Oxidbeschichtungen umfassen Siliziumoxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid und Titanoxid.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann durchgeführt werden mit einer Suspension, die lediglich Wasser und Titandioxid enthält, aber es ist allgemein üblich einer Suspension, welche einer Sandmühle zugeführt wird, ein Dispergiermittel zuzusetzen, um das Mahlen zu unterstützen, und es wird angenommen, daß die Gegenwart des im Mahlverfahren verwendeten Dispergiermittels im erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft ist. Wenn der Suspension ein Dispergiermittel zugesetzt worden ist um das Mahlverfahren zu unterstützen ist es jedoch üblich kein weiteres Dispergiermittel zu dem Zweck, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen, zuzusetzen. Das Dispergiermittel kann eine anorganische Verbindung wie etwa ein Phosphat oder ein Silikat oder eine organische Verbindung wie etwa ein Alkanolamin sein. Spezifische Beispiele geeigneter Dispergiermittel sind Natriumhexametaphosphat, Natriumsilikat und Monoisopropanolamin.
Die Menge des zur Unterstützung der Dispergierung verwendeten Dispergiermittels hängt in einem gewissen Ausmaß von dem ausgewählten Dispergiermittel ab, aber wenn ein Dispergiermittel verwendet wird, ist es im allgemeinen in einer Menge zwischen 0,05 und 0,4 Gewichtsprozent bezogen auf das Titandioxid in der Suspension vorhanden.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei normaler Raumtemperatur ausgeführt werden, aber ein Betrieb bei einer höheren Temperatur wie etwa 30ºC bis 80ºC ist bevorzugt. Am meisten bevorzugt ist ein Betrieb zwischen 40ºC und 70ºC.
Die genaue Vorgehensweise beim erfindungsgemäßen Verfahren hängt in einem gewissen Ausmaß von Faktoren, wie etwa der Leitfähigkeit, dem Anfangs- und Endfeststoffgehalt der Suspension sowie der Größe der Oberfläche der verwendeten Membran ab. Es ist jedoch normalerweise erforderlich die Suspension mehrere Male über die Membran zu leiten um einen geeigneten Anstieg des Feststoffgehalts der Suspension bei Verwendung einer Filtrationsvorrichtung einer günstigen Größe hervorzurufen. Für einen Chargenbetrieb wird die Suspension typischerweise im Kreislauf aus einem Reservoir über die Membran geleitet und zum Reservoir zurückgeführt bis die gewünschte Einengung erreicht worden ist. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch als ein kontinuierliches Verfahren betrieben werden, wobei eine Reihe von Einheiten, die Membranen enthalten, verwendet wird. Die Anfangssuspension wird über die Oberfläche einer Membran in einer ersten Einheit geleitet und wird mehrere Male im Kreislauf geführt. Ein Teil der Aufschlämmung wird zu einer zweiten Einheit abgeführt, wo er im Kreislauf über ein zweites Membransystem geführt wird und weiter eingeengt wird. Jede beliebige Anzahl von Einheiten kann in dieser Weise miteinander verbunden werden, wodurch ein wirksames Mittel bereitgestellt wird, um eine Aufschlämmung mit hohem Feststoffgehalt in einer kontinuierlichen Weise zu erhalten.
Wasserlösliche Ionen wie etwa Sulfat- oder Chloridionen sind häufig in Titandioxidsuspensionen vorhanden, die in einer Titandioxidpigment-Anlage hergestellt wurden. Üblicherweise diffundieren diese Ionen leicht durch die Filtrationsmembran und ihre Konzentration ist in der Aufschlämmung mit hohem Feststoffgehalt niedriger als in der anfänglichen Suspension. Es ist jedoch vorteilhaft diese Verringerung der lonenkonzentration zu fördern durch Einbringen von entmineralisiertem Wasser in die Suspension während des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das entmineralisierte Wasser kann in einer kontinuierlichen Weise eingeführt werden, wobei Wasser in einer Rate zu dem Verfahren zugegeben wird, welche geringer als die oder gleich der Rate ist, mit der Filtrat entfernt wird, oder chargenweise, wobei die Suspension durch Querstromfiltration konzentriert bzw. eingeengt wird, mit entmineralisiertem Wasser verdünnt wird, und erneut ein oder mehrere Male eingeengt wird. In günstiger Weise wird das entmineralisierte Wasser in semi-kontinuierlicher Weise in einer Reihe von Schritten zunehmender Menge während des Einengungsverfahrens zugegeben. Die Verringerung der lonenkonzentration kann in jedem Stadium des Einengungsverfahrens ausgeführt werden und das Stadium, bei dem sie durchgeführt wird, hängt von der Art der anfänglichen Suspension ab. Eine besonders günstige Betriebsweise umfaßt das Einengen der Aufschlämmung auf zwischen 50 und 60 Gewichtsprozent Titandioxid und danach das Verringern der lonenkonzentration durch Zugabe von entmineralisiertem Wasser in kontinuierlicher oder semi-kontinuierlicher Weise, während die Konzentration der Aufschlämmung in einem Bereich von 50 bis 60 Gewichtsprozent gehalten wird. Wenn die lonenkonzentration ausreichend verringert worden ist, wird die Aufschlämmung weiter auf die endgültige ausgewählte Konzentration eingeengt.
Die Entfernung wasserlösliche Ionenspezies trägt dazu bei, eine endgültige Aufschlämmung mit einer gewünschten niedrigen Viskosität herzustellen. Üblicherweise wird die Ionenkonzentration ausreichend verringert um eine Leitfähigkeit in der konzentrierten Aufschlämmung von weniger als 3 mScm&supmin;¹ zu erzeugen, und bevorzugt beträgt die Leitfähigkeit der konzentrierten Aufschlämmung weniger als 2 mScm&supmin;¹.
Die im erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Membran kann jede Membran sein, die zur Verwendung bei Querstromfiltration geeignet ist. Materialien, aus denen die Membran hergestellt sein kann, umfassen poröse Polymermaterialien, poröse Metalle und poröse Keramiken. Eine besonders brauchbare Membran umfaßt eine Metallsieb-Verbundstoffmembran, wobei ein Metallsieb als Träger für ein poröses Keramikmaterial wie etwa Zirkoniumoxid dient. Metallsieb-Verbundstoffmembranen werden günstig in einer planaren Form verwendet, obwohl die Membran jede günstige Form annehmen kann, wie etwa die eines zylindrischen Rohres, durch welches oder um welches herum ein Fluß der Suspension verursacht wird. Es wurde festgestellt, daß innerhalb eines zylindrischen Rohrs spiralförmig gewundene Metallsieb- Verbundstoffmembranen besonders günstig sind.
Die Porengröße der im erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Membran wird entsprechend der mittleren Größe der Teilchen in der Suspension ausgewählt und im Hinblick darauf, die Rate, mit der das Suspendiermedium entfernt wird, zu maximieren ohne einen erheblichen Verlust von Feststoffen oder eine Verstopfung der Poren der Membran hervorzurufen. Wenn das Verfahren mit einer Aufschlämmung von Titandioxidpigment durchgeführt wird, ist eine nominale Porengröße zwischen 0,01 und 0,20 Mikrometern geeignet. Bevorzugt beträgt die nominale Porengröße zwischen 0,05 und 0,15 Mikrometern.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird üblicherweise betrieben unter Anlegen eines Drucks an die Suspension, welcher höher als Atmosphärendruck ist. Der übliche Parameter, der dazu verwendet wird diesen Druck zu bestimmen ist bekannt als der Transmembrandruck. Der Transmembrandruck wird berechnet aus der Gleichung
Pt = 1/2 (Pi + Po) - Pp,
wobei Pt der Transmembrandruck ist,
Pi der Druck ist, bei dem die Aufschlämmung der Membran zugeführt wird (Einlaßdruck),
Po der Druck ist, bei dem die Aufschlämmung die Membran verläßt (Auslaßdruck),
Pp der Druck ist, bei dem das Permeat aus der Filtrationseinheit entfernt wird.
Das Permeat wird häufig bei Atmosphärendruck entfernt und dann wird Pt berechnet durch Bilden des Mittelwerts von Pi und Po, wobei diese als Überdrücke ausgedrückt werden.
Im allgemeinen ist ein Transmembrandruck zwischen 0,1 MPa und 1,0 MPa geeignet und ein Transmembrandruck zwischen 0,2 MPa und 0,4 MPa ist bevqrzugt.
Es ist von Bedeutung den Fluß der Suspension über die Oberfläche der Membran bei einer ausreichend hohen Geschwindigkeit zu halten, um einen signifikanten Aufbau von Feststoffen auf der Oberfläche zu verhindern, und die verwendete Geschwindigkeit hängt von der Ausführungsart des verwendeten Filtrationssystems ab. Üblicherweise wird eine Querstromgeschwindigkeit von mehr als 0,5 Metern pro Sekunde und bevorzugt von mehr als 1 Meter pro Sekunde verwendet. Es wurde festgestellt, daß bei einer Vorrichtung im Labor-Maßstab, in der eine Metallsieb-Verbundstoffmembran in einer planaren Form verwendet wird, eine Querstromgeschwindigkeit von mehr als 2 Metern pro Sekunde besonders brauchbar ist. Höhere Anfangsquerstromgeschwindigkeiten von mehr als 10 Metern pro Sekunde haben sich für Anlagen im größeren Maßstab als brauchbar herausgestellt.
Das Verfahren stellt eine wirksame Methode bereit um den Feststoffgehalt einer Titandioxidsuspension zu erhhen. Im Labor wurde eine zehn Liter Charge einer Suspension von Titandioxidpigment unter Waschen, um lösliche Ionen zu verringern, in etwa 6 Stunden von etwa 25 Gewichtsprozent auf etwa 75 Gewichtsprozent eingeengt. Die hergestellten Aufschlämmungen weisen niedrige Viskositäten auf und setzen sich nur langsam ab. Es ist oftmals möglich Aufschlämmungen herzustellen mit einem höheren Feststoffgehalt als Aufschlämmungen, die durch bekannte Verfahren hergestellt wurden, wie etwa durch Dispergieren von trockenem Titandioxid, und die Aufschlämmungen der vorliegenden Erfindung weisen eine hervorragende Lagerstabilität auf. Der Vorgang des Pumpens der Aufschlämmung über die Oberfläche der Membran kann ebenfalls die Teilchengröße des Titandioxids verringern und unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Aufschlämmungen weisen üblicherweise eine engere Teilchengrößenverteilung auf als Aufschlämmungen, die unter Verwendung herkömmlicher Filtrationsverfahren hergestellt worden sind. Aufschlämmungen von Titandioxidpigment sind zum Transport geeignet und können direkt verwendet werden um beispielsweise wässrige Beschichtungszusammensetzungen wie etwa Emulsionsfarben, Papier oder Papierbeschichtungen herzustellen, oder sie können als Einsatzmaterial für Verfahren, welche eine weitere Behandlung des Titandioxids umfassen, verwendet werden.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele erläutert.

BEISPIEL 1

Die Ausgangssuspension bestand aus unbeschichtetem, durch ein "Chlorid-" Verfahren hergestelltem Titandioxid, welches Sandmahlen in der Gegenwart von 0,14 Gewichtsprozent Natriumhexametaphosphat, bezogen auf Titandioxid, unterzogen worden war. Die Titandioxidanfangskonzentration betrug 20,6 Gewichtsprozent (245 Gramm pro Liter), der pH-Wert betrug 9,5 und die Leitfähigkeit betrug 3 mScm&supmin;¹. Dieses Material (insgesamt 14,4 Liter) wurde danach ohne jegliche "Wasch-" Schritte unter Verwendung einer Querstromfiltrationsanlage im Labormaßstab (Ceramesh CML05) eingeengt. Diese Anlage verwendete vier Flachbettmembranen einer nominalen Porengröße von 0,1 Mikrometern mit einer Gesamtfläche von 0,04m², welche in dem Querstromfiltrationsmodul in Reihe verbunden waren. Anfangs wurde ein Transmembrandruck (TMP) von 0,35 MPa bei einer Querstromgeschwindigkeit (CFV) von 2,5 m/s verwendet.
Diese zwei Werte nahmen während der Einengung der Aufschlämmung ab, wobei bei 70 Gewichtsprozent TiO&sub2; ein TMP von 0,32 MPa und eine CFV von 1,8 m/s erhalten wurden. Zu diesem Stadium wurde der Druck auf einen TMP von 0,23 MPa und eine CFV von 1,4 m/s verringert und die Aufschlämmung wurde weiter eingeengt auf mehr als 75 % Feststoffe nach einer Gesamtlaufzeit von 400 Minuten. Das Endprodukt enthielt 78,3 Gewichtsprozent Feststoffe (1950 Gramm pro Liter), hatte einen pH-Wert von 9,4, eine Leitfähigkeit von 1,9 mScm&supmin;¹ und eine Viskosität von 0,31 Pas. Die mittlere Teilchengröße des Titandioxids in der Ausgangssuspension betrug 0,276 Mikrometer (mit einer geometrischen Standardabweichung von 1,41) und diese blieb während des gesamten Einengungsverfahrens unverändert. Ein Absetzen dieses Endmaterials war nach zwei Wochen vernachlässigbar und dieses unbeschichtete Material konnte Mattfarben mit geringer TiO&sub2; Volumenkonzentration zugesetzt werden, wobei ein Deckvermögen erzeugt wurde, das vergleichbar war dem einer ähnlichen Farbe, welche beschichtetes und getrocknetes Pigment enthielt.
Zum Vergleich wurde eine ähnliche Suspension bei pH 7 unter Verwendung von Aluminiumsulfat ausgeflockt und unter Verwendung eines Büchner-Trichters mehrere Tage filtriert. Der entstehende Kuchen wurde unter Verwendung einer minimalen Menge eines als Dispex GA40 vertriebenen Polyacrylat-Dispergiermittels zu einem Kuchen mit hohem Feststoffgehalt redispergiert. Eine Aufschlämmung mit einer Konzentration von 78 Gewichtsprozent Feststoffen hatte eine Viskosität von 1,5 Pas.

BEISPIEL 2

Die Ausgangssuspension bestand aus unbeschichtetem, durch ein "Chlorid-" Verfahren hergestelltem Titandioxid, welches Sandmahlen in der Gegenwart von 0,13 Gewichtsprozent Natriumhexametaphosphat, bezogen auf Titandioxid, unterzogen worden war. Das Titandioxid wies eine relativ hohe Konzentration wasserlöslicher Ionen auf und die Anfangssuspension enthielt 33,7 cewichtsprozent Feststoffe (455 Gramm pro Liter), hatte einen pH-Wert von 8,6 und eine Leitfähigkeit von 4,1 mScm&supmin;¹. Annähernd 11 Liter dieses Materials wurden in der CML05-Anlage in zwei Chargen "gewaschen" durch Zugabe von entmineralisiertem Wasser in annähernd der gleichen Rate, mit der das Permeat entfernt wurde (11,7 Liter Waschwasser insgesamt), bis die Suspension eine Leitfähigkeit von 1,4 mScm&supmin;¹ aufwies. Vier Flachbettmembranen einer nominalen Porengröße von 0,1 Mikrometern mit einer Gesamtfläche von 0,04m² waren in dem Querstromfiltrationsmodul in Reihe verbunden. Die Suspension wurde bei 60ºC warmgehalten unter Verwendung eines warmen Wasserbads. Anfangsbedingungen waren ein Transmembrandruck (TMP) von 0,36 MPa bei einer Querstromgeschwindigkeit (CFV) von 2,3 mis. Die Aufschlämmung wurde danach auf der Anlage eingeengt und der TMP und die CFV nahmen in einer zu Beispiel 1 ähnlichen Weise ab, bis bei einer Konzentration von etwa 75 Gewichtsprozent Feststoffen der TMP 0,32 MPa und die CFV 2,0 m/s betrugen. Der Druck wurde danach auf einen TMP von 0,26 MPa verringert, welcher für das restliche Einengungsverfahren verwendet wurde. Das Endprodukt enthielt nach einer Gesamtlaufzeit von 400 Minuten 79,2 Gewichtsprozent Feststoffe (2010 Gramm pro Liter), hatte einen pH-Wert von 8,6, eine Leitfähigkeit von 1,2 mScm&supmin;¹ und eine Viskosität von 0,12 Pas. Die mittlere Teilchengröße des Titandioxids im Eintrag für die Querstromfiltration betrug 0,322 Mikrometer (mit einer geometrischen Standardabweichung von 1,48) und diese nahm während der Einengung geringfügig ab auf 0,305 Mikrometer (mit einer geometrischen Standardabweichung von 1,45). Ein Absetzen dieses Endmaterials war nach zwei Wochen vernachlässigbar und es konnte Mattfarben mit geringer TiO&sub2; Volumenkonzentration zugesetzt werden, wobei ein Deckvermögen erzeugt wurde, das vergleichbar war dem einer ähnlichen Farbe, welche ein beschichtetes, getrocknetes Pigment enthielt.

BEISPIEL 3

Austrag aus einem Kalzinierofen von einer Titandioxid-Anlage nach dem "Sulfat-" Verfahren wurde im Labor mit Monoisopropanolamin-Dispergiermittel (0,3 Gewichtsprozent bezogen auf Titandioxid) sandgemahlen, wobei ein Sandmühlen- Überlauf hergestellt wurde, welcher 31,4 Gewichtsprozent Feststoffe (415 Gramm pro Liter) enthielt, mit einem pH-Wert von 9,9 und einer Leitfähigkeit von 1,8 mScm&supmin;¹. Annähernd 9,4 Liter dieses Materials wurden auf der CML05-Anlage "gewaschen" durch Zugabe von entmineralisiertem Wasser in annähernd der gleichen Rate, mit der Permeat entfernt wurde (4 Liter Waschwasser insgesamt), um den Gehalt von Salzen zu verringern und eine Leitfähigkeit von 1,0 mScm&supmin;¹ zu erreichen. Vier Flachbettmembranen einer nominalen Porengröße von 0,08 Mikrometern mit einer Gesamtfläche von 0,04m² waren in dem Querstromfiltrationsmodul in Reihe verbunden. Die Aufschlämmung wurde auf 60ºC erwärmt und anfangs wurden ein Transmembrandruck (TMP) von 0,35 MPa und eine Querstromgeschwindigkeit (CFV) von 2,3 m/s verwendet. Die Aufschlämmung wurde danach auf der Anlage eingeengt. TMP und CFV nahmen wiederum in einer zu Beispiel 1 ähnlichen Weise ab. Nach 390 Minuten betrug der TMP 0,26 MPa und der Lauf wurde abgebrochen. Das Endprodukt enthielt 73,9 Gewichtsprozent Feststoffe (1700 Gramm pro Liter), hatte einen pH-Wert von 8,8, eine Leitfähigkeit von 0,9 mScm&supmin;¹ und eine Viskosität von 0,08 Pas. Die mittlere Teilchengröße des Titandioxids im Eintrag für die Querstromfiltration betrug 0,273 Mikrometer (mit einer geometrischen Standardabweichung von 1,34) und diese blieb bei der Verarbeitung unverändert. Ein Absetzen dieses Endmaterials war nach zwei Wochen vernachlässigbar und es konnte Mattfarben mit geringer TiO&sub2; Volumenkonzentration zugesetzt werden, wobei ein Deckvermögen erzeugt wurde, das vergleichbar war dem einer ähnlichen Farbe, welche ein beschichtetes, getrocknetes Pigment enthielt.

BEISPIEL 4

Die Ausgangssuspension bestand aus unbeschichtetem, durch ein "Chlorid-" Verfahren hergestelltem Titandioxid, welches Sandmahlen in der Gegenwart von 0,13 Gewichtsprozent Natriumhexametaphosphat, bezogen auf Titandioxid, unterzogen worden war. Die Titandioxidanfangskonzentration betrug 30,3 Gewichtsprozent (395 Gramm pro Liter), der pH-Wert betrug 9,6 und die Leitfähigkeit betrug 3 mScm&supmin;¹. Dieses Material (insgesamt 14 Liter) wurde anfangs unter Verwendung einer Querstromfiltrationsanlage im Labormaßstab (Ceramesh CML05) eingeengt. Diese Anlage verwendete vier Flachbettmembranen einer nominalen Porengröße von 0,1 Mikrometern mit einer Gesamtfläche von 0,04m², welche in dem Querstromfiltrationsmodul in Reihe verbunden waren. Die Suspension wurde unter Verwendung eines warmen Wasserbads bei 60ºC warmgehalten. Anfangs wurde ein Transmembrandruck (TMP) von 0,36 MPa bei einer Querstromgeschwindigkeit (CFV) von 2,3 mis verwendet. Bei Erreichen eines Feststoffgehalts von 60 % (1100 Gramm pro Liter) wurde das Material auf der CML05-Anlage "gewaschen" durch Zugabe von entmineralisiertem Wasser in annähernd der gleichen Rate, mit der das Permeat entfernt wurde (4 Liter Waschwasser insgesamt). Die Aufschlämmung wurde danach auf der Anlage weiter eingeengt, wobei der TMP und die CFV in einer zu Beispiel 1 ähnlichen Weise abnahmen, bis der TMP bei einer Konzentration von etwa 72 Gewichtsprozent Feststoffen 0,31 MPa erreichte. Der Druck wurde danach auf einen TMP von 0,26 MPa verringert, welcher für das restliche Einengungsverfahren verwendet wurde. Das Endprodukt enthielt nach einer Gesamtlaufzeit von 440 Minuten 77,6 Gewichtsprozent Feststoffe (1910 Gramm pro Liter), hatte einen pH-Wert von 9,3, eine Leitfähigkeit von 1,1 mScm&supmin;¹ und eine Viskosität von 0,13 Pas. Die mittlere Teilchengröße des Titandioxids in der Ausgangssuspension betrug 0,302 Mikrometer (mit einer geometrischen Standardabweichung von 1,32) und diese blieb während des gesamten Einengungsverfahrens im wesentlichen unverändert (die endgültige Aufschlämmung hatte eine mittlere Teilchengröße von 0,295 Mikrometern mit einer geometrischen Standardabweichung von 1,31). Ein Absetzen dieses Endmaterials war nach zwei Wochen vernachlässigbar und dieses unbeschichtete Material konnte Mattfarben mit geringer TiO&sub2; Volumenkonzentration zugesetzt werden, wobei ein Deckvermögen erzeugt wurde, das vergleichbar war dem einer ähnlichen Farbe, welche beschichtetes und getrocknetes Pigment enthielt.

BEISPIEL 5

Austrag aus einem Kalzinierofen von einer Titandioxid-Anlage nach dem "Sulfat-" Verfahren wurde in einer Sandmühle mit Monoisopropanolamin-Dispergiermittel (0,3 Gewichtsprozent bezogen auf Titandioxid) gemahlen, wobei ein Sandmühlen- Überlauf hergestellt wurde, welcher 22,4 Gewichtsprozent Feststoffe (270 Gramm pro Liter) enthielt, mit einem pH-Wert von 9,9 und einer Leitfähigkeit von 1,8 mScm&supmin;¹. Die Aufschlämmung wurde auf 60ºC erwärmt und anfangs wurden in der CML05-Anlage ein Transmembrandruck (TMP) von 0,36 MPa und eine Querstromgeschwindigkeit (CFV) von 2,3 m/s verwendet. Vier Flachbettmembranen einer nominalen Porengröße von 0,1 Mikrometern mit einer Gesamtfläche von 0,04m² waren in dem Querstromfiltrationsmodul in Reihe verbunden. Annähernd 13 Liter dieses Materials wurden anfangs auf der CML05-Anlage auf 60 % Feststoffe (1100 Gramm pro Liter) eingeengt und danach durch Zugabe von entmineralisiertem Wasser in annähernd der gleichen Rate, mit der Permeat entfernt wurde (1,5 Liter Waschwasser wurden hier verwendet) gewaschen, um den Gehalt von Salzen zu verringern und eine Leitfähigkeit von 1,1 mScm&supmin;¹ zu erreichen. TMP und CFV nahmen wiederum in einer zu Beispiel 1 ähnlichen Weise ab. Das Waschen wurde nach 240 Minuten abgeschlossen und das Material wurde danach auf 75 % Feststoffe eingeengt (nach 350 Minuten), als der Druck auf 0,26 MPa verringert werden mußte. Nach 400 Minuten betrug der TMP 0,26 MPa und der Lauf wurde abgebrochen. Das Endprodukt enthielt 77,5 Gewichtsprozent Feststoffe (1905 Gramm pro Liter), hatte einen pH-Wert von 9,8, eine Leitfähigkeit von 0,9 mScm&supmin;¹ und eine Viskosität von 0,2 Pas. Die mittlere Teilchengröße des Titandioxids im Eintrag für die Querstromfiltration betrug 0,303 Mikrometer (mit einer geometrischen Standardabweichung von 1,48) und diese blieb bei der Verarbeitung unverändert. Ein Absetzen dieses Endmaterials war nach zwei Wochen vernachlässigbar und es konnte Mattfarben mit geringer TiO&sub2; Volumenkonzentration zugesetzt werden, wobei ein Deckvermögen erzeugt wurde, das vergleichbar war dem einer ähnlichen Farbe, welche ein beschichtetes, getrocknetes Pigment enthielt.

BEISPIEL 6

Austrag aus einem Kalzinierofen von einer Titandioxid-Anlage nach dem "Sulfat-" Verfahren wurde in einer Sandmühle mit Monoisopropanolamin-Dispergiermittel (0,3 Gewichtsprozent bezogen auf Titandioxid) gemahlen, wobei ein Sandmühlen- Überlauf hergestellt wurde, welcher 22,4 Gewichtsprozent Feststoffe (270 Gramm pro Liter) enthielt, mit einem pH-Wert von 9,9 und einer Leitfähigkeit von 2,0 mScm&supmin;¹. Die Aufschlämmung wurde unter Verwendung eines Wasserbads auf 60ºC erwärmt. Annähernd 12,5 Liter dieses Materials wurden ohne jegliche "Wasch-" Schritte auf der CML05-Anlage auf einen hohen Feststoffgehalt eingeengt. Vier Flachbettmembranen einer nominalen Porengröße von 0,1 Mikrometern mit einer Gesamtfläche von 0,04m² waren in dem Querstromfiltrationsmodul in Reihe verbunden. Anfangs wurden ein TMP von 0,35 MPa bei einer CFV von 2,3 m/s verwendet. Sowohl TMP als auch CFV nahmen in einer zu Beispiel 1 ähnlichen Weise ab und eine gewisse Druckverringerung war erforderlich, als der Feststoffgehalt etwa 75 % erreichte. Nach 320 Minuten betrug der TMP 0,26 MPa und der Lauf wurde abgebrochen. Das Endprodukt enthielt 77,2 Gewichtsprozent Feststoffe (1890 Gramm pro Liter), hatte einen pH-Wert von 9,2, eine Leitfähigkeit von 1,3 mScm&supmin;¹ und eine Viskosität von 0,43 Pas. Die mittlere Teilchengröße des Titandioxids im Eintrag für die Querstromfiltration betrug 0,303 Mikrometer (mit einer geometrischen Standardabweichung von 1,48) und diese blieb bei der Verarbeitung unverändert. Ein Absetzen dieses Endmaterials war nach zwei Wochen vernachlässigbar und es konnte Mattfarben mit geringer TiO&sub2; Volumenkonzentration zugesetzt werden, wobei ein Deckvermögen erzeugt wurde, das vergleichbar war dem einer ähnlichen Farbe, welche ein beschichtetes, getrocknetes Pigment enthielt.

BEISPIEL 7

Austrag aus einem Kalzinierofen von einer Titandioxid-Anlage nach dem "Sulfat-" Verfahren wurde in einer Sandmühle mit Monoisopropanolamin-Dispergiermittel (0,3 Gewichtsprozent bezogen auf Titandioxid) gemahlen, wobei ein Sandmühlen- Überlauf hergestellt wurde, welcher 21,7 Gewichtsprozent Feststoffe (260 Gramm pro Liter) enthielt, mit einem pH-Wert von 9,5 und einer Leitfähigkeit von 1,4 mScm&supmin;¹. Die Aufschlämmung hatte eine Temperatur von 47ºC und wurde direkt einer Querstromfiltrationsanlage im Versuchsmaßstab (entworfen von NWW Acumen mit einer 42-fach größeren nutzbaren Membranfläche als die CML05-Laboranlage) zugeführt. Spiralförmig gewundene Membranen einer nominalen Porengröße von 0,1 Mikrometern mit einer Gesamtfläche von 1,68 m² waren in diesem Querstromfiltrationsmodul in zwei parallelen zylindrischen Rohren angeordnet. Anfangs wurden ein Transmembrandruck (TMP) von 0,28 MPa und eine Querstromgeschwindigkeit (CFV) von 15 m/s in der Anlage im Versuchsmaßstab verwendet. Annähernd 350 Liter des Sandmühlen- Überlaufs wurden auf der Anlage auf 28,5 % Feststoffe (360 Gramm pro Liter) eingeengt und danach durch Zugabe von sauberem warmem Wasser (mit etwa 60ºC) in annähernd der gleichen Rate, mit der Permeat entfernt wurde (insgesamt 160 Liter Waschwasser) gewaschen, um den Gehalt von Salzen zu verringern und eine Leitfähigkeit von 1,0 mScm&supmin;¹ zu erreichen. Das Waschen wurde nach einer Laufzeit von 160 Minuten abgeschlossen und das Material wurde danach auf einen hohen Feststoffgehalt eingeengt. Der Druck mußte stetig verringert werden, während die Konzentration der Aufschlämmung anstieg, bis der TMP bei etwa 60 % Feststoffen seinen niedrigsten Wert von etwa 0,2 MPa annahm. Bei weiterer Einengung mußte die Querstromgeschwindigkeit verringert werden und diese war nach etwa 365 Minuten, als der Lauf abgebrochen wurde, auf etwa 5 mis abgesunken. Das Endprodukt enthielt 79,2 Gewichtsprozent Feststoffe (2010 Gramm pro Liter), hatte einen pH-Wert von 9,5, eine Leitfähigkeit von 1,0 mScm&supmin;¹ und eine Viskosität von 0,23 Pas. Die mittlere Teilchengröße des Titandioxids im Eintrag für die Querstromfiltration betrug 0,279 Mikrometer (mit einer geometrischen Standardabweichung von 1,34) und diese blieb bei der Verarbeitung unverändert. Ein Absetzen dieses Endmaterials war nach zwei Wochen minimal und das Produkt blieb bei Stehenlassen ohne Bewegung während etwa 3 Wochen stabil. Nach 3 Wochen wurde jedoch ein Absetzen in erheblichem Ausmaß festgestellt. Das Originalprodukt konnte Mattfarben mit geringer TiO&sub2; Volumenkonzentration zugesetzt werden, wobei ein Deckvermögen erzeugt wurde, das vergleichbar war dem einer ähnlichen Farbe, welche ein beschichtetes, getrocknetes Pigment enthielt.

BEISPIEL 8

Austrag aus einem Kalzinierofen von einer Titandioxid-Anlage nach dem "Sulfat-" Verfahren wurde in einer Sandmühle mit Monoisopropanolamin-Dispergiermittel (0,3 Gewichtsprozent bezogen auf Titandioxid) gemahlen, wobei ein Sandmühlen- Überlauf hergestellt wurde, welcher 21,8 Gewichtsprozent Feststoffe (260 Gramm pro Liter) enthielt, mit einem pH-Wert von 9,4 und einer Leitfähigkeit von 1,4 mScm&supmin;¹. Die Aufschlämmung hatte eine Temperatur von 50ºC und wurde direkt einer Querstromfiltrationsanlage im Versuchsmaßstab (entworfen von NWW Acumen mit einer 42-fach größeren nutzbaren Membranfläche als die CML05-Laboranlage) zugeführt. Spiralförmig gewundene Membranen einer nominalen Porengrdße von 0,1 Mikrometern mit einer Gesamtfläche von 1,68 m waren in diesem Querstromfiltrationsmodul in zwei parallelen zylindrischen Rohren angeordnet. Anfangs wurden ein Transmembrandruck (TMP) von 0,24 MPa und eine Querstromgeschwindigkeit (CFV) von 15 m/s in der Anlage im Versuchsmaßstab verwendet. Annähernd 350 Liter des Sandmühlen- Überlaufs wurden auf der Anlage in 165 Minuten unter stetiger Druckverringerung auf 62 % Feststoffe (1180 Gramm pro Liter) eingeengt, so daß der TMP bei dieser Konzentration auf 0,18 MPa abgefallen war. Die Aufschlämmung wurde danach durch Zugabe von sauberem warmem Wasser (mit etwa 60ºC) in annähernd der gleichen Rate, mit der Permeat entfernt wurde (insgesamt 70 Liter Waschwasser) "gewaschen", um den Gehalt von Salzen zu verringern und eine Leitfähigkeit von 1,0 mScm&supmin;¹ zu erreichen. Das Waschen wurde nach einer Gesamtlaufzeit von 240 Minuten abgeschlossen und das Material wurde danach auf einen hohen Feststoffgehalt eingeengt. Bei weiterer Einengung mußte die Querstromgeschwindigkeit verringert werden und diese war nach etwa 310 Minuten, als der Lauf abgebrochen wurde, auf etwa 5 mis abgesunken. Das Endprodukt enthielt 79,6 Gewichtsprozent Feststoffe (2035 Gramm pro Liter), hatte einen pH-Wert von 9,2, eine Leitfähigkeit von 1,0 mScm&supmin;¹ und eine Viskosität von 0,2 Pas. Die mittlere Teilchengröße des Titandioxids im Eintrag für die Querstromfiltration betrug 0,279 Mikrometer (mit einer geometrischen Standardabweichung von 1,34) und diese blieb bei der Verarbeitung im wesentlichen unverändert, wobei das Endprodukt eine mittlere Teilchengröße von 0,281 Mikrometern (mit einer geometrischen Standardabweichung von 1,32) aufwies. Ein Absetzen dieses Endmaterials war nach zwei Wochen vernachlässigbar und es blieb bei unbewegtem Stehenlassen während 5-6 Wochen stabil, bevor es begann Anzeichen eines Ausflockens zu zeigen. Es konnte Mattfarben mit geringer TiO&sub2; Volumenkonzentration zugesetzt werden, wobei ein Deckvermögen erzeugt wurde, das vergleichbar war dem einer ähnlichen Farbe, welche ein beschichtetes, getrocknetes Pigment enthielt.

BEISPIEL 9

Austrag aus einem Kalzinierofen von einer Titandioxid-Anlage nach dem "Sulfat-" Verfahren wurde in einer Sandmühle mit Monoisopropanolamin-Dispergiermittel (0,3 Gewichtsprozent bezogen auf Titandioxid) gemahlen, wobei ein Sandmühlen- Überlauf hergestellt wurde, welcher 22,0 Gewichtsprozent Feststoffe (265 Gramm pro Liter) enthielt, mit einem pH-Wert von 10,1 und einer Leitfähigkeit von 1,2 mScm&supmin;¹. Diese Titandioxidaufschlämmung hatte eine relativ niedrige Konzentration wasserlöslicher Ionen. Die Aufschlämmung hatte eine Temperatur von 46ºC und wurde direkt einer Querstromfiltrationsanlage im Versuchsmaßstab (entworfen von NWW Acumen mit einer 42-fach größeren nutzbaren Membranfläche als die CML05-Laboranlage) zugeführt. Spiralförmig gewundene Membranen einer nominalen Porengröße von 0,1 Mikrometern mit einer Gesamtfläche von 1,68 m² waren in diesem Querstromfiltrationsmodul in zwei parallelen zylindrischen Rohren angeordnet. Anfangs wurden ein Transmembrandruck (TMP) von 0,24 MPa und eine Querstromgeschwindigkeit (CFV) von 15 m/s in der Anlage im Versuchsmaßstab verwendet. Annähernd 350 Liter des Sandmühlen-Überlaufs wurden auf der Anlage in 165 Minuten unter stetiger Druckverringerung auf 60 % Feststoffe (1100 Gramm pro Liter) eingeengt, so daß der TMP bei dieser Konzentration auf 0,18 MPa abgefallen war. Die Aufschlämmung wurde danach durch Zugabe von sauberem warmem Wasser (mit etwa 60ºC) in annähernd der gleichen Rate, mit der Permeat entfernt wurde (insgesamt 40 Liter Waschwasser) "gewaschen", um den Gehalt von Salzen zu verringern und eine Leitfähigkeit von 1,0 mScm&supmin;¹ zu erreichen. Das Waschen wurde nach einer Gesamtlaufzeit von 210 Minuten abgeschlossen und das Material wurde danach auf einen hohen Feststoffgehalt eingeengt. Bei weiterer Einengung mußte die Querstromgeschwindigkeit verringert werden und diese war nach etwa 280 Minuten, als der Lauf abgebrochen wurde, auf etwa 8 m/s abgesunken. Das Endprodukt enthielt 79,1 Gewichtsprozent Feststoffe (2005 Gramm pro Liter), hatte einen pH-Wert von 10, eine Leitfähigkeit von 1,0 mScm&supmin;¹ und eine Viskosität von 0,12 Pas. Die mittlere Teilchengröße des Titandioxids im Eintrag für die Querstromfiltration betrug 0,272 Mikrometer (mit einer geometrischen Standardabweichung von 1,35) und diese blieb bei der Verarbeitung im wesentlichen unverändert, wobei das Endprodukt eine mittlere Teilchengröße von 0,263 Mikrometern (mit einer geometrischen Standardabweichung von 1,36) aufwies. Ein Absetzen dieses Endmaterials war nach zwei Wochen vernachlässigbar und es konnte Mattfarben mit geringer TiO&sub2; Volumenkonzentration zugesetzt werden, wobei ein Deckvermögen erzeugt wurde, das vergleichbar war dem einer ähnlichen Farbe, welche ein beschichtetes, getrocknetes Pigment enthielt.

BEISPIEL 10

Austrag aus einem Kalzinierofen von einer Titandioxid-Anlage nach dem "Sulfat-" Verfahren wurde in einer Sandmühle mit Monoisopropanolamin-Dispergiermittel (0,3 Gewichtsprozent bezogen auf Titandioxid) gemahlen, wobei ein Sandmühlen- Überlauf hergestellt wurde, welcher 21,8 Gewichtsprozent Feststoffe (260 Gramm pro Liter) enthielt, mit einem pH-Wert von 10 und einer Leitfähigkeit von 1,2 mScm&supmin;¹. Diese Titandioxidaufschlämmung hatte eine relativ niedrige Konzentration an wasserlöslichen Ionen. Die Aufschlämmung hatte eine Temperatur von 45ºC und wurde direkt einer Querstromfiltrationsanlage im Versuchsmaßstab (entworfen von NWW Acumen mit einer 42-fach größeren nutzbaren Membranfläche als die CML05-Laboranlage) zugeführt. Spiralförmig gewundene Membranen einer nominalen Porengröße von 0,1 Mikrometern mit einer Gesamtfläche von 1,68 m² waren in diesem Querstromf iltrationsmodul in zwei parallelen zylindrischen Rohren angeordnet. Die Anlage wurde kontinuierlich in einem Semi-Chargenbetrieb betrieben, was erreicht wurde durch Ausführen von 5 vollständigen Laufzyklen unter Verwendung von zwischen 800 und 1100 Litern Einsatzmaterial in jedem Zyklus. Jeder Zyklus wendete die Bedingungen von Beispiel 9 an, aber unter entsprechender Anpassung der Menge des Eintrags und der resultierenden Laufzeit. Anfangs wurden ein Transmembrandruck (TMP) von 0,24 MPa und eine Querstromgeschwindigkeit (CFV) von 15 m/s in der Anlage im Versuchsmaßstab verwendet. Die erforderliche Menge von Sandmühlen-Überlauf wurde auf der Anlage unter stetiger Druckverringerung auf 60 % Feststoffe (1100 Gramm pro Liter) eingeengt, so daß der TMP bei dieser Konzentration auf 0,18 MPa abgefallen war. Die Aufschlämmung wurde danach durch Zugabe von sauberem warmem Wasser (mit etwa 60ºC) in annähernd der gleichen Rate, mit der Permeat entfernt wurde "gewaschen", um den Gehalt von Salzen zu verringern und eine Leitfähigkeit von 1,0 mScm&supmin;¹ zu erreichen. Nach Beendigung des Waschens wurde das Material danach auf einen hohen Feststoffgehalt eingeengt. Bei weiterer Einengung mußte die Querstromgeschwindigkeit verringert werden und diese war auf etwa 9 m/s abgesunken, als der Produkttank geleert wurde während die Anlage noch in Betrieb war. Etwa 40 Liter hochkonzentrierte Aufschlämmung befanden sich noch im Totvolumen der Anlage, und diese wurden unverzüglich durch Zugabe von 40 Litern warmem Wasser (mit etwa 60ºC)verdünnt und der Tank wurde weiterhin mit dem ursprünglichen Sandmühlen- Überlauf-Einsatzmaterial aufgefüllt um die Durchführung des nächsten Zyklus zu ermöglichen. Dieses Vorgehen wurde für fünf Zyklen fortgesetzt, wobei 470 Liter Produkt einer konzentrierten Aufschlämmung erzeugt wurden, bis der Lauf nach 60 Stunden Gesamtlaufzeit abgebrochen wurde. Das Endprodukt enthielt annähernd 77,6 Gewichtsprozent Feststoffe (1910 Gramm pro Liter), hatte einen pH-Wert von 10, eine Leitfähigkeit von 1,0 mScm&supmin;¹ und eine Viskosität von 0,10 Pas. Die mittlere Teilchengröße des Titandioxids im Produkt der Querstromfiltration betrug 0,270 Mikrometer (mit einer geometrischen Standardabweichung von 1,34) und diese war gegenüber dem ursprünglichen Einsatzmaterial im wesentlichen unverändert. Ein Absetzen dieses Endmaterials war nach zwei Wochen vernachlässigbar und es konnte Mattfarben mit geringer TiO&sub2; Volumenkonzentration zugesetzt werden, wobei ein Deckvermögen erzeugt wurde, das vergleichbar war dem einer ähnlichen Farbe, welche ein beschichtetes, getrocknetes Pigment enthielt.
Material aus diesem Experiment wurde in einem Gefäß gelagert und diskontinuierlich zweimal pro Woche für jeweils eine Stunde umgepumpt. Die Eigenschaften dieser Aufschlämmungscharge wurden festgehalten, und es wurde festgestellt, daß sowohl Viskosität als auch Teilchengröße während 8 Wochen effektiv konstant blieben (bei 0,10 - 0,12 Pas bzw. 0,27 - 0,28 Mikrometern). Nach 9 Wochen nahm die Teilchengröße rasch auf 0,33 Mikrometer zu und die Viskosität stieg ebenfalls auf etwa 0,25 Pas, und danach im Verlauf der nächsten drei Wochen auf 0,4 Pas. Dies liefert einen Hinweis in bezug auf die Stabilität dieser hochkonzentrierten Aufschlämmung, aber es wird angenommen, daß der Stabilitätszeitraum weiter zunimmt, wenn das Material dauernd bewegt wird anstatt diskontinuierlich bewegt zu werden.

BEISPIEL 11

Mattfarben wurden formuliert unter Verwendung der Aufschlämmung eines unbeschichteten Pigments aus den vorstehenden Beispielen und eines Kontroll-Füllkrperpigments (auf Sulfat- oder Chloridbasis in Abhängigkeit von dem zur Herstellung der Aufschlämmung des Probepigments verwendeten Einsatzmaterials) auf Basis von Gewicht/Gewicht, so daß das Gewicht des Titandioxids in den zwei Farben identisch war. Ein Beispiel einer typischen Farbe unter Verwendung einer Aufschlämmung mit 78 % Feststoffen war:
In allen Beispielen war das Deckvermögen der Aufschlämmung eines unbeschichten Pigments äquivalent zu dem des entsprechenden endültigen Füllkörperpigments.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer wässrigen Titandioxidaufschlämmung mit hohem Feststoffgehalt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Suspension von Titandioxidteilchen in Wasser mit einem Anfangsfeststoffgehalt zwischen 20 und 35 Gewichtsprozent der Wirkung von Querstromfiltration ausgesetzt wird und das Querstromfiltrationsverfahren fortgesetzt wird, bis die Suspension mehr als 50 Gewichtsprozent Titandioxid, berechnet als TiO&sub2;, enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Querstromfiltrationsverfahren fortgesetzt wird, bis die Suspension 60 bis 80 Gewichtsprozent Titandioxid, berechnet als TiO&sub2;, enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Titandioxid Titandioxidpigment mit einer mittleren Primärteilchengröße zwischen 0,1 und 0,4 Mikrometern ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Titandioxidteilchen im wesentlichen sphärisch sind und eine mittlere Primärteilchengröße zwischen 0,01 und 0,15 Mikrometern aufweisen.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Titandioxidteilchen nadelförmig sind und die größte Abmessung von Primärteilchen im Mittel weniger als 0,15 Mikrometer beträgt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Titandioxidteilchen eine Oberflächenbeschichtung eines anorganischen Oxids aufweisen.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Titandioxidsuspension, die ein Einsatzmaterial für das Verfahren ist, ein Dispergiermittel enthält.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dispergiermittel in einer Menge von zwischen 0,05 und 0,4 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht von Titandioxid in der Suspension vorhanden ist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstromfiltration bei einer Temperatur von 30ºC bis 80ºC durchgeführt wird.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstromfiltration unter Verwendung eines Transmembrandrucks zwischen 0,1 MPa und 1,0 MPa durchgeführt wird.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstromfiltration unter Verwendung einer Querstromgeschwindigkeit von mehr als 0,5 Metern pro Sekunde durchgeführt wird.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Membran, welche aus einem porösen Polymermaterial, einem porösen Metall oder einer porösen Keramik hergestellt ist, verwendet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran innerhalb eines zylindrischen Rohrs spiralförmig gewunden ist.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Membran mit einer nominalen Porengröße zwischen 0,01 und 0,20 Mikrometern verwendet wird.

15. verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während des Querstromfiltrationsverfahrens entmineral is iertes Wasser in die Suspension eingebracht wird, wodurch die Konzentration der im Wasser vorhandenen Ionen erniedrigt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das entmineralisierte Wasser eingebracht wird, wenn die Suspension eine Konzentration von zwischen 50 und 60 Gewichtsprozent Titandioxid hat.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstromfiltration fortgesetzt wird, bis die Aufschlämmung eine Leitfähigkeit von weniger als 3 mScm&supmin;¹ aufweist.

18. Aufschlämmung, umfassend teilchenförmiges Titandioxid und Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschlämmung 60 bis 80 Gewichtsprozent Titandioxid, von 0,05 bis 0,4 Gewichtsprozent bezogen auf das Gewicht von Titandioxid eines Dispergiermittels enthält und eine Viskosität von weniger als 0,4 Pas bei 20ºC aufweist.

19. Aufschlämmung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufschlämmung 70 bis 80 Gewichtsprozent Titandioxid enthält und eine Viskosität von 0,05 bis 0,3 Pas bei 20ºC aufweist.