RS55687B1 - Materijal poboljšane stabilnosti pod alkalnim uslovima, koji sadrži dispergovani kalcijum-karbonat - Google Patents

Description

Ovaj pronalazak se odnosi na jedan postupak za dobijanje suspenzije u vodi koja sadrži kalcijum-karbonat.

Mineralni materijali i veziva spadaju u glavne konstituente koji se koriste pri dobijanju brojnih proizvoda, kao što su boje, papir i plastični materijali. Pri tome, mineralni materijali, kao što je kalcijum-karbonat i drugi zrnasti materijali, doprinose mehaničkim i optičkim svojstvima, dok vezivo, obično na bazi lateksa, a u obliku suspenzija ili disperzija u vodi, daje neophodnu adheziju i koheziju odgovarajućim konstituentima u krajnjem proizvodu koji treba da se dobije.

U tom pogledu problem predstavlja činjenica da se veziva na bazi lateksa prave iz fosilnih resursa, kao što je sirova nafta, ili sličnih resursa, koji se ne mogu obnavljati. Pored toga, veziva na bazi lateksa tipično poseduju relativno nisku degradabilnost, pa stoga njihova upotreba, na primer u formulacijama papira za oblaganje, vodi povećanim problemima vezanim za životnu sredinu.

U stanju tehnike predloženo je nekoliko pristupa za smanjivanje veziva na bazi lateksa u suspenzijama koje sadrže kalcijum-karbonat, a koje se mogu upotrebiti kao formulacije u raznim upotrebama paprira za oblaganje. Na primer, u jednom pristupu se dodaje natrijum-silikat, zbog smanivanje sadržaja veziva u tim formulacijama za oblaganje. U tom pogledu, referencu predstavlja na primer dokument EP 2 167 324 B1, koji se odnosi na ploče za štampanje u ofset štampi, koje sadrže bar jednu oblogu koja prima latentnu sliku i opciono jedan ili više prethodnih obloga, pored pomenute obloge za primanje latentne slike, a pomenute sadrže deo sa nekim pigmentom, deo sa nekim vezivom i opciono aditive, pri čemu se ovaj deo sa pigmentom u suštini sastoji od jednog ili neke smeše fino zrnastih pigmenata, koji se biraju iz grupe koju čine karbonat, kaolin, čvrst ili vakuolirani polimerni pigment, a pri tome pomenuti deo sa vezivom sadrži i vodeno staklo. Dokument VVO9829601 A2 se odnosi na jednu gustu suspenziju kalcijum-karbonata, stabilizovanog sa kiselinom, koja ima pH manje od 7, a sadrži vodu, kalcijum-karbonat, i neki kiseli stabilizator kalcijumove soli rastvorne u vodi, neku slabu kiselinu, neki agens za helatiranje, neku slabu kiselinu koja je u stanju da helatira jon kalcijuma, ili neku njihovu smešu. Ovaj kiseli stabilizator je prisutan u količini koja je dovoljna da obezbedi gustu suspenziju kalcijum-karbonata u vodi, koja ima povećanu koncentraciju jona kalcijuma i kiselo pH. U jednoj tipičnoj gustoj suspenziji kiselo stabilizovanog kalcijum-karbonata, ovaj kiseli stailizator je prisutan u količini dovoljnoj da obezbedi konecntraciju jona kalcijuma od oko 1 milimolarne do oko 5 molarne. Dokument VVO2012/013349 A2 se odnosi na stabilizovane, sferne, amorfne čestice kalcijum-karbonata, koje imaju srednji prečnik čestice u opsegu od 0.05 pm do 2.0 pm, i sadržaj vode od najviše 5.0 mas%, računato na ukupnu njenu masu, meren kao zaostala vlaga na 200°C, pri čemu, a) ove čestice kalcijum-karbonata sadrže najmanje jednu supstancu koja ima molarnu masu veću od 100 g/mol, a koja je u skladu sa formulom R-Xn, gde radikal R predstavlja neki radikal koji sadrži najmanje jedan atom ugljenika, a radikal X predstavlja neka grupa, koja sadrži najmanje jedan atom kiseonika i najmanje jedan atom ugljenika, atom sumpora, atom fosfora i/ili atom azota, dok je poželjno da n predstavlja ceo broj u opsegu od 1 do 20, b) udeo kristalnog kalcijum-karbonata je manji od 30 mas%, računato na ukupnu masu kalcijum-karbonata, i c); vrednost specifične površine čestica kalcijum-karbonata je najviše 20 m<2>/g. Dokument US5145902 A se odnosi na jedan postupak sprečavanja porasta viskoznosti suspenzija pigmenta od kalcijum-karbonata u vodi, koje imaju visoke koncentracije suve supstance, a sadrže: dodatno agense za kompatibilnost, dispergovanje i/ili za usitnjavanje u suspenziji kalcijum-karbonata u vodi, neki kopolimer formule u kojoj R4predstavlja H ili metil, R2i R3su H, C1-4alkil ili neka karboksilna kisela grupa, R4 je H ili C1-4alkil, R5je neka grupa za premošćavanje, R6je H, neki katjon, neka amino grupa, C1-3alkil, C1-4estar ili substituisani amid, a R7do R2svaki predstavlja vodonik, neka grupa koja sadrži karboksilnu kiselinu; K ima vrednost između 30 i 65 mas%, relativno prema ukupnoj masi; L ima vrednost između 20 i 60 mas%, relativno prema ukupnoj masi; M ima vrednost između 10 i 45 mas%, relativno prema ukupnoj masi; a zbir L i M je jednak najmanje 35 mas%, relativno prema ukupnoj masi, čime se sprečava efekat šoka kada se ovoj suspenziji dodaje neki koncentrovani alkalni elektrolit. Dokument EP1151966 A1 se odnosi na dobijanje stabilnog lamelarnog kalcitnog kalcijum-karbonata pomoću: (a) uvođenja ugljen-dioksida (CO2) u neku suspenziju kalcijum-hidroksida u vodi, uz mešanje sa utroškom snage od 25-200 kW/m<3>, da bi se formirao bazni kalcijum-karbonat; (b) dodavanja nekog surfaktanta, koji se bira između organskih fosfonata, polikarboksilata i hidrofilnih blok-kopolimera, u sadržaju od 0.5-5 mas% kalcijum-karbonata; (c) relativno laganog uvođenja još CO2u ovu suspenziju; (d) filtriranja ovog proizvoda; i opciono (e) sušenja proizvoda na oko 150°C u atmosferi C02zasićenoj vodom. Dokument US5783038 A se odnosi na papir za pisače sa mlazom termalnog mastila, u koji je ugrađen toplotno tretirani taloženi kalcijum-karbonat ("PCC") i neko vezivo.

Međutim, opisane suspenzije koje sadrže kalcijum-karbonat i postupci za dobijanje tih suspenzija imaju jedan nedostatak, a to je da usled dodavanja vodenog stakla nastale suspenzije imaju povišeno pH, a pored toga sadrže visoku koncentraciju jona natrijuma, što dovodi do nestabilnosti reologije, koja je zavisna od vremena, tj. Brookfield-ova viskoznost suspenzije koja sadrži kalcijum-karbonat dramatično raste sa vremenom. Kao posledica tog porasta viskoznosti, dobijene suspenzije koje sadrže kalcijum-karbonat su beskorisne u bojenim formulacijama za oblaganje, u primenama od papira.

Stoga, postoji stalna potreba za poboljšavanjem postupaka za dobijanje neke suspenzije koja sadrži kalcijum-karbonat, u kojoj postoje gore pomenuti tehnički problemi, a koji posebno omogućavaju stabilizaciju reologije u tim kompozicijama, u kojima su prisutni natrijum-silikat i/ili natrijum-hidroksid.

Prema tome, predmet ovog pronalaska je davanje jednog postupka za dobijanje suspenzije koja sadrži kalcijum-karbonat, koja ima bar sniženi sadržaj veziva na bazi lateksa. Sledeći predmet je davanje postupka za takvo dobijanje suspenzije koja sadrži kalcijum-karbonat da dobijena formulacija za oblaganje papira poseduje reologiju koja je vremenski stabilna. Još jedan predmet je davanje postupka za dobijanje takve suspenzije koja sadrži kalcijum-karbonat, da dobijena formulacija za oblaganje papira poseduje reologiju koja je vremenski stabilna u prisustvu natrijum-silikata i/ili natrijum-hidroksida. Još jedan predmet je davanje postupka za dobijanje suspenzije koja sadrži kalcijum-karbonat, koji se može obaviti pod ekonomski prihvatljivim uslovima, tj. smanjivanjem sadržaja ili izbegavanjem upotrebe skupocenih sirovina na bazi fosilnih resursa. Ostali predmeti se mogu saznati iz opisa ovog pronalaska koji sledi.

Prethodni i drugi predmeti ovog pronalaska rešeni su sadržinom koja je ovde definisana.

U skladu sa prvim aspektom ovog pronalaska, daje se postupak za dobijanje suspenzije u vodi, koja sadrži kalcijum-karbonat, pri čemu se ovaj postupak sastoji od sledećih koraka: a) obezbeđivanje materijala koji sadrži kalcijum-karbonat u obliku filter- kolača ili suspenzije, a koji ima sdržaj čvrste supstance od najmanje 45 mas%, računato na ukupnu masu tog filter-kolača ili suspenzije; b) obezbeđivanje najmanje jedne soli alkalnog metala neke fosfonske kiseline, u sadržaju od 0.01 do 5 mas%, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat; c) obezbeđivanje najmanje jedne fosfonske kiseline, u sadržaju od 0.001 do 0.5 mas%, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat; d) dovođenje u kontakt materijala koji sadrži kalcijum-karbonat, iz koraka a), sa najmanje jednom soli fosfonske kiseline i alkalnog metala iz koraka b), tako

da se dobije suspenzija koja ima pH od 10 do 14;

e) dovođenje u kontakt suspenzije iz koraka d) sa najmanje jednom fosfonskom kiselinom iz koraka c), tako da se dobije suspenzija koja ima pH

od 8 do 10; i

f) opciono, mlevenje suspenzije dobijene u koraku e).

Ovi pronalazači su sa iznenađenjem otkrili da prethodni postupak, u skladu sa ovim

pronalaskom, daje suspenzije koje sadrže kalcijum-karbonat, ali bez veziva na bazi lateksa, čime se izbegava upotreba skupocenih sirovina, materijala na bazi fosilnih resursa, kao i vremenski stabilnu reologiju u prisustvu natrijum-silikata i/ili natrijum-hidroksida. Preciznije, ovi pronalazači su otkrili da se svojstva suspenzije koja sadrži kalcijum-karbonat mogu poboljšati naknadnim dodavanjem toj suspenziji neke definisane soli fosfonske kiseline i alkalnog metala, pri definisanim vrednostima pH.

Podrazumeva se da za potrebe ovog pronalaska termini koji slede imaju sledeća značenja: Za potrebe ovog pronalaska, termin "materijal koji sadrži kalcijum-karbonat" se odnosi na neki materijal koji sadrži najmanje 50 mas% kalcijum-karbonata, računato na ukupnu suvu masu materijala koji sadrži kalcijum-karbonat. Termin "kalcijum-karbonat" u značenju unutar ovog pronalska se odnosi na mleveni ili prirodni kalcijum-karbonat (GCC), i/ili sintetski ili taloženi kalcijum-karbonat (PCC) i/ili modifikovani kalcijum-karbonat (MCC).

Termin "suspenzija" koja sadrži kalcijum-karbonat, u značenju unutar ovog pronalaska, sastoji se od nerastvornih čvrstih supstanci i vode i opciono dodatih aditiva, i obično sadrži velike količine čvrstih supstanci, pa je stoga viskoznija i obično veće gustine od tečnosti sa kojom je formirana.

Termin "kiselina" treba da se shvati da predstavlja kiseline u skladu sa Bronsted-ovom teorijom kiselina i baza; naime, kiselinu predstavlja neki donor protona koji, posle rastvaranja u vodi, dovodi do snižavanja pH.

Termin "suv" podrazumeva neki materijal koji sadrži kalcijum-karbonat, a ima manje od 0.3 mas% vode, relativno prema masi materijala koji sadrži kalcijum-karbonat. Ovaj procenat (%) vode se određuje u skladu sa postupkom kulometrijskog merenja metodom Karl Fischer-a, gde se materijal koji sadrži kalcijum-karbonat zagreva do 220°C, a sadržaj vode, oslobođene u obliku pare, se izoluje korišćenjem struje gasovitog azota (sa 100 mL/min) i određuje kulometrijski metodom Karl Fischer-a.

Sledeći aspekt ovog pronalaska se odnosi na suspenziju koja sadrži neki materijal koji sadrži kalcijum-karbonat, dobijen ovim postupkom. Sledeći aspekt se odnosi na neki materijal koji sadrži kalcijum-karbonat dobijen sušenjem ove suspenzije. Naredni aspekt ovog pronalaska se odnosi na upotrebu ove suspenzije ili materijala koji sadrži kalcijum-karbonat za primene u papiru, oblaganju papira, plastici i/ili bojama. Sledeći aspekt ovog pronalaska se odnosi na upotrebi ove suspenzije za stabilizaciju reologije neke formulacije za oblaganje papira, pri čemu ova formulacija za oblaganje sadrži natrijum-silikat i/ili natrijum-hidroksid.

Pogodne realizacije ovog pronalaska su definisane u odgovarajućim pratećim patentnim zahtevima.

Ovaj pronalazak će biti opisan u skladu sa posebnim realizacijama i pozivanjem na neke cifre, ali ovaj pronalazak se ne ograničava istima, nego isključivo patentnim zahtevima. Termini koji se pominju u nastavku obično se shvataju u njihovom uobičajenom smislu, ukoliko se drugačije ne naglasi.

Ukoliko se u ovom pronalasku i u zahtevima koristi termin "sadrži", isti ne isključuje i druge nespecifične elemente od glavnog ili sporednog funkcionalnog značaja. Za potrebe ovog pronalasaka, termin "sastoji se od" smatra se poželjnijom realizacijom od termina "sadrži". Ukoliko se u nastavku, definiše da neka grupa sadrži najmanje izvestan broj realizacija, time se takođe podrazumeva da se opisana grupa poželjno sastoji samo od tih realizacija. Gde god se koriste termini "uključujući" ili "koji ima", podrazumeva se da su ti termini ekvivalentni terminu "sadrži", kako je gore definisan.

U skladu sa jednom realizacijom ovog pronalaska, materijal koji sadrži kalcijum-karbonat iz koraka a) je neki mleveni kalcijum-karbonat, neki taloženi kalcijum-karbonat, neki modifikovani kalcijum-karbonat, ili neka njihova smeša.

U skladu sa sledećom realizacijom ovog pronalaska, filter-kolač ili suspenzija iz koraka a) ima sadržaj čvrste supstance od 50 do 98 mas%, poželjno od 60 do 90 mas%, a poželjnije od 70 do 85 mas%, računato na ukupnu masu filter-kolača ili suspenzije.

U skladu sa još jednom realizacijom ovog pronalaska, ovaj materijal koji sadrži kalcijum-karbonat iz koraka a) ima masenu medijanu veličine čestica đ50od 1 do 100 pm, poželjno od 1 do 70 pm, poželjnije od 1 do 50 pm, još poželjnije od 1 do 25 pm, a najpoželjnije od 1 do 10 pm.

U skladu sa jednom realizacijom ovog pronalaska, jon alkalnog metala, najmanje jedne soli alkalnog metala i fosfonske kiseline iz koraka b), bira se iz grupe koju čine natrijum, kalijum, litijum i njihove smeše, a poželjno je da alkalni metal najmanje jedne alkalne soli neke fosfonske kiseline iz koraka b) predstavlja natrijum.

U skladu sa sledećom realizacijom ovog pronalaska najmanje jedan alkalni metal soli neke fosfonske kiseline iz koraka b) bira se između neke soli alkalnog metala neke difosfonske kiseline i neke soli alkalnog metala neke trifosfonske kiseline, a poželjno je da najmanje jedna so alkalnog metala neke fosfonske kiseline, bude alkalna so metala neke difosfonske kiseline.

U skladu sa još jednom realizacijom ovog pronalaska, najmanje jedna so alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b) predstavlja neka so alkalnog metala neke difosfonske kiseline, koja se bira između 1-hidroksietan 1,1-difosfonska kiselina (HEDP), metilen difosfonska kiselina (MDP), hidroksimetilen difosfonska kiselina (HMDP), hidroksiciklometilen difosfonska kiselina (HCMDP) i 1-hidroksi-3-aminopropan-1,1-difosfonska kiselina (APD), poželjno 1-hidroksietan 1,1-difosfonska kiselina (HEDP).

U skladu sa jednom realizacijom ovog pronalaska, so alkalnog metala neke difosfonske kiseline iz koraka b) bira se između tetranatrijum (1-hidroksietiliden) bisfosfonata (Na4HEDP), trinatrijum (1-hidroksietiliden) bisfosfonata (NaaHEDP), dinatrijum (1-hidroksietiliden) bisfosfonata (Na2HEDP), tetrakalijum (1-hidroksietiliden) bisfosfonata (K4HEDP), trikalijum (1-hidroksietiliden) bisfosfonata (K3HEDP) i dikalijum (1-hidroksietiliden) bisfosfonata (K2HEDP), a poželjna so alkalnog metala neke difosfonske kiseline iz koraka b) je tetranatrijum (1-hidroksietiliden) bisfosfonat (Na4HEDP).

U skladu sa sledećom realizacijom ovog pronalaska, najmanje jedna so alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b) je u obliku nekog rastvora u vodi, poželjno nekog rastvora u vodi koji sadrži najmanje jednu so alkalnog metala neke fosfonske kiseline, u sadržaju od 10 do 80 mas%, poželjno od 20 do 66 mas%, a najpoželjnije od 30 do 50 mas%, računato na ukupnu masu tog rastvora.

U skladu sa još jednom realizacijom ovog pronalaska, najmanje jedna fosfonska kiselina iz koraka c) bira se između neke difosfonske kiseline i trifosfonske kiseline, a poželjno je da je najmanje jedna fosfonska kiselina iz koraka c) bude neka difosfonska kiselina. U skladu sa jednom realizacijom ovog pronalaska, najmanje jedna fosfonska kiselina iz koraka c) je neka difosfonska kiselina, koja se bira između 1-hidroksietan 1,1-difosfonske kiseline (HEDP), metilen difosfonske kiseline (MDP), hidroksimetilen difosfonske kiselinae (HMDP), hidroksiciklometilen difosfonske kiseline (HCMDP) i 1-hidroksi-3-aminopropan-1,1-difosfonske kiseline (APD), a poželjno je da najmanje jedna fosfonska kiselina iz koraka c) bude 1-hidroksietan 1,1-difosfonska kiselina (HEDP).

U skladu sa sledećom realizacijom ovog pronalaska, najmanje jedna fosfonska kiselina iz koraka c) je u obliku nekog rastvora u vodi, poželjno nekog rastvora u vodi koji sadrži najmanje jednu fosfonsku kiselinu u sadržaju od 25 do 75 mas%, poželjno od 35 do 65 mas%, a najpoželjnije od 45 do 60 mas%, računato na ukupnu masu tog rastvora.

U skladu sa još jednom realizacijom ovog pronalaska, najmanje jedna so alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b) je neka natrijumova so 1-hidroksietan 1,1-difosfonske kiseline (Na4HEDP), a najmanje jedna fosfonska kiselina iz koraka c) je 1-hidroksietan 1,1-difosfonska kiselina (HEDP).

U skladu sa jednom realizacijom ovog pronalaska, korak d) se obavlja tako da se najmanje jedna so alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b) dodaje u materijal koji sadrži kalcijum-karbonat iz koraka a), u sadržaju od 0.05 do 2.5 mas%, poželjno u sadržaju od 0.05 do 1.5 mas%, poželjnije u sadržaju od 0.05 do 1 mas%, a najpoželjnije u sadržaju od 0.1 do 1 mas%, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat.

U skladu sa sledećom realizacijom ovog pronalaska, suspenzija koja se dobija u koraku d) ima pH od 9 do 12, poželjno od 10 do 12, a najpoželjnije oko 11.

U skladu sa još jednom realizacijom ovog pronalaska, suspenzija koja se dobija u koraku d) se razblažuje vodom do sadržaja čvrste supstance od 40 do 90 mas%, poželjno od 50 do 80 mas%, a poželjnije od 60 do 75 mas%, računato na ukupnu masu te suspenzije.

U skladu sa jednom realizacijom ovog pronalaska, suspenzija koja se dobija u koraku d) ima sadržaj čvrste supstance od 50 do 88 mas%, poželjno od 55 do 88 mas%, poželjnije od 65 do 86 mas%, još poželjnije od 68 do 84 mas%, a najpoželjnije od 72 do 82 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije.

U skladu sa sledećom realizacijom ovog pronalaska, suspenzija koja se dobija u koraku d) ima Brookfield-ovu viskoznost od 50 do 5000 mPa-s, na 23°C, poželjno od 60 do 3000 mPa-s, na 23°C, poželjnije od 100 do 1000 mPa-s, na 23°C, a najpoželjnije od 150 do 900 mPa-s, na 23°C.

U skladu sa još jednom realizacijom ovog pronalaska, korak e) se obavlja tako da se najmanje jedna fosfonska kiselina iz koraka c) dodaje u suspenziju koja se dobija u koraku d), u sadržaju od 0.01 i 0.5 mas%, poželjno u sadržaju od 0.05 do 0.4 mas%, poželjnije u sadržaju od 0.075 do 0.3 mas%, a najpoželjnije u sadržaju od 0.075 do 0.2 mas%, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat.

U skladu sa jednom realizacijom ovog pronalaska, suspenzija koja se dobija u koraku e) im a pH od 9 do 10, a poželjno oko 9.4.

U skladu sa sledećom realizacijom ovog pronalaska, suspenzija koja se dobija u koraku e) ima Brookfield-ovu viskoznost od 10 do 4900 mPa-s, na 23°C, poželjno od 40 do 3000 mPa-s, na 23°C, poželjnije od 70 do 1000 mPa-s, na 23°C, a najpoželjnije od 100 do 800 mPa-s, na 23°C.

U skladu sa još jednom realizacijom ovog pronalaska, korak mlevenja ili usitnjavanja

f) se obavlja posle koraka e).

U skladu sa jednom realizacijom ovog pronalaska, korak mlevenja f) se obavlja na

temperaturi od 10°C do 110°C, poželjno od 20°C do 90°C, a najpoželjnije od 20°C do 70°C.

U skladu sa sledećom realizacijom ovog pronalaska, korak mlevenja f) se obavlja sve dok frakcija materijala koji sadrži kalcijum-karbonat bude imala veličinu čestica manju od 2 pm, a čini 50 do 98 mas%, poželjno od 60 do 98 mas%, poželjnije od 70 do 98 mas%, a najpoželjnije od 75 do 98 mas%, računato na ukupnu masu materijala koji sadrži kalcijum-karbonat.

U skladu sa još jednom realizacijom ovog pronalaska, suspenzija koja se dobija u koraku f) ima Brookfield-ovu viskoznost u opsegu od 1 do 5000 mPas, na 23°C, poželjno u opsegu od 10 do 4000 mPas, na 23°C, poželjnije u opsegu od 20 do 3000 mPas, na 23°C, a najpoželjnije u opsegu od 30 do 1000 mPas, na 23°C.

U skladu sa jednom realizacijom ovog pronalaska, ovaj postupak sadrži još i korak

g) , koncentrisanja dobijene suspenzije materijala koji sadrži kalcijum-karbonat, tako da sadržaj čvrste supstance u suspenziji bude najmanje 60 mas%, poželjno od 60

mas% do 88 mas%, poželjnije od 65 mas% do 86 mas%, još poželjnije od 70 mas%

do 84 mas%, a najpoželjnije od 75 mas% do 82 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije.

U skladu sa sledećom realizacijom ovog pronalaska, korak koncentrisanja g) se obavlja posle koraka f).

U skladu sa još jednom realizacijom ovog pronalaska, ovaj postupak sadrži još i korak h), dovođenja u kontakt suspenzije koja sadrži materijal koji sadrži kalcijum-karbonat, dobijene u koraku f) i/ili koraku g), sa natrijum-silikatom i/ili natrijum-hidroksidom.

U skladu sa jednom realizacijom ovog pronalaska, dovođenje u kontakt u koraku h) se obavlja tako da se natrijum-silikat i/ili natrijum-hidroksid dodaju u sadržaju većem od 0.001 mas%, poželjno od 0.01 do 10 mas%, poželjnije od 0.05 do 5 mas%, a najpoželjnije 0.1 do 4 mas%, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat.

Kao što je gore rečeno, pronađeni postupak za dobijanje suspenzijeu vodi, koja sadrži kalcijum-karbonat, sastoji se od koraka a), b), c), d), e) i f). U nastavku se navode dodatni detalji ovog pronalaska, a naročito prethodnih koraka, u pronađenom postupku dobijanja suspenzije u vodi koja sadrži kalcijum-karbonat.

Korak a) : obezbeđivanje materijala koji sadrži kalcijum- karbonat

U skladu sa korakom a) pronađenog postupka za dobijanje suspenzije u vodi koja sadrži kalcijum-karbonat, polazi se od materijala koji sadrži kalcijum-karbonat u obliku filter-kolača ili suspenzije, a koji ima sadržaj čvrste supstance od najmanje 45 mas%, računato na ukupnu masu filter-kolača ili suspenzije.

U skladu sa jednom realizacijom ovog pronalaska, materijal koji sadrži kalcijum-karbonat predstavlja neki mleveni kalcijum-karbonat, neki taloženi kalcijum-karbonat, neki modifikovani kalcijum-karbonat ili neka njihova smeša.

"Mleveni kalcijum karbonat" (GCC, od engleski ground calcium carbonate) u skladu sa značenjem iz ovog pronalaska, predstalja neki kalcijum-karbonat koji se dobija iz prirodnih izvora, kao što su krečnjak, mermer, kalcit, kreda ili dolomit, obrađen nekim mokrim i/ili suvim tretmanom, kao što su mlevenje, sejanje i/ili frakcionisanje, na primer uz pomoć ciklona ili klasifikatora.

Mleveni kalcijum-karbonat (GCC) može da predstavlja, npr. jednu ili više sirovina kao što su mermer, krečnjak, kreda, i/ili dolomit. U skladu sa jednom realizacijom ovog pronalaska ovaj GCC se dobija suvim mlevenjem. U skladu sa sledećom realizacijom ovog pronalaska ovaj GCC se dobija mokrim mlevenjem i naknadnim sušenjem.

Obično, korak mlevenja se može obavljati pomoću bilo kog konvencionalnog uređaja za usitnjavanja ili mlevenje, na primer, pod uslovima kada se usitnjavanje prvenstveno obavlja pomoću udara sa drugim telom, tj. u jednom ili više od sledećih uređaja: neki mlin sa kuglama, neki mlin sa štapovima, neki vibracioni mlin, neka kotrljajuća lomilica, neki centrifugalni udarni mlin, neki mlin sa vertikalnom udarnom kolonom, neki mlin za trvenje, neki mlin sa šiljcima, neki mlin čekićar, neki pulverizator, neka lomilica, neki razbijač, neki sekač sa noževima, ili neka druga takva oprema koja je poznata verziranim osobama. U slučaju da materijal koji sadrži kalcijum-karbonat sadrži neki vlažno mleveni matrijal koji sadrži kalcijum-karbonat, korak mlevenja se može obavljati pod uslovima kada se odigrava autogeno mlevenje i/ili mlevenje sa horizontalnim kuglama, i/ili neki takav postupak, koji je poznat verziranim osobama. Vlažno procesuiran mleveni materijal, koji sadrži tako dobijeni kalcijum-karbonat, može se oprati i ukloniti iz njega voda dobro poznatim postupcima, npr. flokulacijom, filtriranjem ili prinudnim isparavanjem, pre sušenja. Sledeći korak sušenja se može obaviti u jednom koraku, kao što je sušenje raspršivanjem, ili u najmanje dva koraka. Uobičajeno je da se neki kalcijum-karbonatni materijal podvrgava koraku benefitacije (kao što su korak flotacije, beljenje ili magnetna separacija) da bi se uklonile nečistoće.

"Taloženi kalcijum-karbonat" (PCC, od englesk, p/ecipitated calcium carbonate) u značenju iz ovog pronalaska predstavlja sintetski materijal, koji se obično dobija taloženjem posle reakcije između ugljen-dioksida i krečnjaka u vodenoj sredini, ili

taloženjem nekog izvora jona kalcijuma i karbonatnog jona u vodi. PCC može biti vaterit, kalcit ili aragonit.

Taloženi kalcijum-karbonat (PCC) može posedovati, npr. jedan ili više kristalnih oblika minerala aragonita, vaterita i/ili kalcita. Aragonit je obično acikularnog oblika, dok vaterit pripada heksagonalnom kristalnom sistemu. Kalcit može imati skalenoedraln, prizmatični, sferni romboedarski oblik. PCC se može dobiti na razne načine, npr. taloženjem sa ugljen-dioksidom, krečnjačkim soda postupkom, ili Solvay-evim postupkom, u kome je PCC sporedni proizvod pri dobijanju amonijaka. Ovako dobijena gusta suspenzija PCC se može mehaničkim putem dehidratisati i sušiti.

"Modifikovani kalcijum-karbonat" (MCC, od engleski, rnodified calcium carbonate), u značenju iz ovog pronalaska, može imati karakteristike nekog prirodnog mlevenog ili taloženog kalcijum-karbonata, ili je to proizvod sa nekom internom strukturnom modifikacijom ili površinskom reakcijom. U skladu sa poželjnom realizacijom ovog pronalaska, modifikovani kalcijum-karbonat obično predstavlja neki po površini izreagovali kalcijum-karbonat. Takav modifikovani kalcijum-karbonat je npr. poznat iz dokumenta WO 2000/039222 A1.

Poželjno je da najmanje jedan materijal koji sadrži kalcijum-karbonat sadrži i mleveni kalcijum karbonat (GCC).

U jednoj poželjnoj realizaciji ovog pronalaska, materijal koji sadrži kalcijum-karbonat sastoji se od smeše mlevenog kalcijum-karbonata i nekog taloženog kalcijum-karbonata ili nekog modifikovanog kalcijum-karbonata.

Pored kalcijum-karbonata, ovaj materijal koji sadrži kalcijum-karbonat može sadržati još i metalne okside, kao što su titanijum-dioksid i/ili aluminijum-trioksid, metalne hidrokside, kao što je aluminijum tri-hidroksid, metalne soli, kao što su sulfati, silikati, kao što je talk i/ili kaolin glina i/ili liskun, zatim karbonate, kao što je magnezijum-karbonat i/ili gips, satinsko belo i njihove smeše.

U skladu sa jednom realizacijom ovog pronalaska, sadžaj kalcijum-karbonata u materijalu koji sadrži kalcijum-karbonat, je najmanje 80 mas%, npr. najmanje 95 mas%, poželjno od 97 do 100 mas%, poželjnije od 98.5 do 99.95 mas%, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat.

Specifičan zahtev u ovom pronalasku je da filter-kolač ili suspenzija ima sadržaj čvrste supstance od najmanje 45 mas%, računato na ukupnu masu filter-kolača ili suspenzije.

U skladu sa jednom realizacijom ovog pronalaska, ovaj filter-kolač ili suspenzija ima sadržaj čvrste supstance od 50 do 98 mas%, poželjno od 60 do 90 mas%, a poželjnije od 70 do 85 mas%, računato na ukupnu masu ovog filter-kolača ili suspenzije.

U slučaju suspenzije u vodi, sadržaj čvrste supstance, meren u skladu sa postupkom koji se daje u odeljku Primeri, u nastavku, može se kretati od 50 do 98 mas%, poželjno od 50 i 98 mas% ili od 60 do 90 mas%, a poželjnije je da bude od 70 do 85 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije.

U slučaju filter-kolača, sadržaj čvrste supstance je obično od 50 do 98 mas%, poželjno od 60 do 90 mas%, a još poželjnije od 70 do 85 mas%, računato na ukupnu masu filter-kolača.

Pomenuta suspenzija se može formirati suspendovanjem u vodi materijala koji sadrži kalcijum-karbonat, pod uslovom da je ovaj u obliku praha.

Podrazumeva se da se filter-korač odnosi na filter-kolač koji se formira na nekom medijumu za filtriranje, nakon filtriranja, nakon centrifugiranja ili nakon sedimentacije i dekantiranja suspenzije u vodi najmanje jednog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat.

U jednoj poželjnoj realizaciji, pomenuta suspenzija ili filter-kolač ima pH između 7 i 10, poželjnije je pH od 7 do 9, a najpoželjnije pH je od 8 do 9.

U skladu sa jednom realizacijom ovog pronalaska, materijal koji sadrži kalcijum-karbonat ima masenu medijanu veličine česticadsood 1 do 100 pm, poželjno od 1 do 70 pm, poželjnije od 1 do 50 pm, još poželjnije od 1 do 25 pm, a najpoželjnije od 1 do 10 pm, mereno pomoću uređaja Sedigraph 5120. Na primer, materijal koji sadrži kalcijum-karbonat ima masenu medijanu veličine česticađ50od 2 do 9 pm ili od 4 do 9 pm, mereno pomoću uređaja Sedigraph 5120.

Kroz ovaj dokument, "veličina čestica" materijala koji sadrži kalcijum-karbonat se opisuje pomoću raspodele veličine čestica. Vrednostdxpredstavlja prečnik relativno prema kome x mas% čestica ima prečnik manji oddx.Ovo znači da vrednostd2opredstavlja veličina čestice od koje 20 mas% svih čestica ima manju vrednost, a vrednost c/75predstavlja veličinu čestica od kojih 75 mas% svih čestica ima manju vrednost. Prema tome, vrednostd50je masena medijana veličine čestica, tj. 50 mas% od svih zrnaca je veće ili manje od te veličine čestica. Za potrebe ovog pronalaska veličina čestica se označava kao masena medijana veličine čestica đ50, ukoliko se drugačije ne naglasi. Za određivanje vrednosti masene medijane veličine česticadsokoristi se uređaj Sedigraph 5120, kompanije Micromeritics, USA. Merenje se obavlja u vodenom rastvoru 0.1 mas% Na4P207. Uzorci se disperguju pomoću mešalice velike brzine ili ultrazvučno.

Pomenuta suspenzija u vodi ili filter-kolač iz koraka a) poželjno je da sadrži manje od 0.2 mas%, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat, nekog disperzanta na bazi poliakrilata, kao što je neka so nekog poliakrilata. U jednoj poželjnoj realizaciji ovog pronalaska, suspenzija u vodi ili filter-kolač iz koraka a) je bez disperzanta na bazi poliakrilata, kao što je neka so nekog poliakrilata.

Ukoliko suspenzija u vodi ili flter-kollač iz koraka a) sadrži neki dispezant na bazi

poliakrilata, poželjno je da se ovaj agens za dispergovanje bira iz grupe koju čine neki akrilni polimer, neki akrilni i neki vinilni kopolimer i njihove smeše. Agensi za dispergovanje, kao što su akrilni polimeri, akrilni i vinilni kopolimeri ili njihove smeše, koji imaju više kiselinskih mesta, mogu biti delimično ili totalno neutralisani. U jednoj poželjnoj realizaciji, agens za dispergovanje, koji se može upotrebiti u skladu sa ovim pronalaskom je delimično ili potpuno neutralisan, poželjno do stepena od 5 % do 100 %, poželjnije do stepena od 25 % do 100 %, a najpoželjnije od stepena od 75

% do 100 %, korišćenjem nekog agensa za neutralizaciju, koji sadrži jone alkalnih metala i/ili zemnoalkalnih metala. U jednoj posebno poželjnoj realizaciji, kiselinska mesta u agensu za dispergovanje su neutralisana korišćenjem nekog agensa za neutralizaciju koji sadrži samo natrijum. U drugoj, posebno poželjnoj realizaciji, ova kiselinska mesta u agensu za dispergovanje su neutralisana korišćenjem nekog agensa za neutralizaciju koji sadrži samo kalijum. U sledećoj, naročito poželjnoj realizaciji, kiselinska mesta u agensu za dispergovanje su neutralisana korišćenjem nekog agensa za neutralizaciju koji predstavlja smešu natrijuma i kalijuma.

U sledećoj poželjnoj realizaciji, kiselinska mesta u agensu za dispergovanje su delimično ili potpuno neutralisana jonima zemnoalkalnih metala, sadržanim u vodenoj suspenziji kalcijum-karbonata, na primer, reakcijomin situorganskog agensa za dispergovanje sa česticama iz suspenzije; tj. agens za dispergovanje se dodaje pomenutoj suspenziji u obliku odgovarajućeg ne-neutralisanog agensa za dispergovanje, a delimična ili kompletna neutralizacija se obavlja nakon dodavanja u suspenziju kalcijum-karbonata. U tom slučaju, kiselinska mesta u agensu za dispergovanje su delimično ili potpuno neutralisana, poželjno do stepena od 5 % do 100 %, poželjnije do stepena od 25 % do 100 %, a najpoželjnije do stepena od 75 % do 100%, pomoću pomenutih jona zemnoalkalnih metala. U jednoj poželjnoj realizaciji, kiselinska mesta u agensu za dispergovanje su delimično ili potpuno neutralisana kalcijumovim ionima i/ili magnezijumovim jonima.

Ovakav agens za dispergovanje poželjno je da ima molarnu masu od 1 000 g/mol i 100 000 g/mol, poželjno između 2 000 g/mol i 40 000 g/mol, poželjnije između 3 000 g/mol i 35 000 g/mol. Naročito ako su kiselinska mesta u agensu za dispergovanje delimično ili potpuno neutralisana pomoću nekog agensa za neutralizaciju koji sadrži jone alkalnih metala, a takav agens za dispergovanje poželjno je da ima molarnu masu između 1 000 g/mol i 100 000 g/mol, poželjnije između 2 000 g/mol i 40 000 g/mol, a najpoželjnije između 3 000 g/mol i 35 000 g/mol. U slučaju kada su kiselinska mesta u agensu za dispergovanje delimično ili potpuno neutralisana pomoću agensa za neutralisanju koji sadrži jone zemnoalkalnih metala, poželjno je da taj agens za dispergovanje ima molarnu masu između 3 000 g/mol i 20 000 g/mol.

Korak b) : obezbeđivanje bar jedne soli alkalnog metala i neke fosfonske kiseline

U skladu sa korakom b) postupka iz ovog pronalaska, obezbeđuje se najmanje jedna so alkalnog metala neke fosfonske kiseline. Pomenuta najmanje jedna so alkalog metala i neke fosfonske kiseline dodaje se u sadržaju od 0.01 do 5 mas%, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat.

U jednoj poželjnoj realizaciji, najmanje jedna so alkalog metala i neke fosfonske kiseline se dodaje u sadržaju od 0.05 do 2.5 mas%, poželjno u sadržaju od 0.05 do 1.5 mas%, poželjnije u sadržaju od 0.05 do 1 mas%, a najpoželjnije u sadržaju od 0.1 do 1 mas%, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat.

Poželjno je da se pomenuta najmanje jedna so alkalog metala i neke fosfonske kiseline daje u obliku nekog vodenog rastvora. Poželjno je da ovaj vodeni rastvor koji sadrži najmanje jednu so alkalnog metala i neke fosfonske kiseline ima pH od 10 do 14, poželjnije od 10 do 13, a najpoželjnije od 11 do 13.

Ukoliko se najmanje jedna so alkalnog metala i neke fosfonske kiseline daje u obliku nekog vodenog rastvora, poželjno je da ovaj vodeni rastvor sadrži najmanje jednu so alkalnog metala i neke fosfonske kiseline u sadržaju od 10 do 80 mas%, poželjno od 20 do 66 mas%, a najpoželjnije od 30 do 50 mas%, računato na ukupnu masu rastvora.

Alkalni metal najmanje jedne soli alkalnog metala i neke fosfonske kiseline, sadrži elemente 1. grupe Periodnog sistema. U skladu sa tim, alkalni metal najmanje jedne soli alkalnog metala i neke fosfonske kiseline, može generalno da se bira iz grupe koju čine litijum, natrijum, kalijum, rubidium, cezijum, francijum i njihove smeše.

U jednoj poželjnoj realizaciji ovog pronalaska, ovaj alkalni metal najmanje jedne soli alkalnog metala i neke fosfonske kiseline bira se iz grupe koju čine natrijum, kalijum, litijum i njihove smeše. Na primer, alkalni metal najmanje jedne soli alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b) je natrijum. Alternativno, ovaj alkalni metal najmanje jedne soli alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b) je kalijum. So alkalnog metala neke fosfonske kiseline poželjno je da bude neka so alkalnog metala neke difosfonske kiseline ili so alkalnog metala neke trifosfonske kiseline. Na primer, so alkalnog metala neke fosfonske kiseline poželjno je da bude neka so alkalnog metala i neke difosfonske kiseline.

Poželjna neka so alkalnog metala neke difosfonske kiseline je neka so alkalnog metala neke alkil difosfonske kiseline, kao što je so alkalnog metala 1-hidroksietan 1,1-difosfonske kiseline (HEDP).

Druge soli alkalnog metala neke difosfonske kiseline, koje se mogu iskoristiti u ovom pronalasku, su so alkalnog metala metilen difosfonske kiseline (MDP), so alkalnog metala hidroksimetilen difosfonske kiseline (HMDP), so alkalnog metala hidroksiciklometilen difosfonske kiseline (HCMDP), ili so alkalnog metala 1-hidroksi-3-aminopropan-1,1 -difosfonske kiseline (APD).

Poželjno je da so alkalnog metala neke fosfoske kiseline predstavlja so alkalnog metala 1-hidroksietan 1,1-difosfonske kiseline (HEDP).

Ukoliko je so alkalnog metala neke fosfonske kiseline so alkalnog metala i trifosfonske kiseline, pomenuta so alkalnog metala neke trifisfonske kiseline predstavlja so alkalnog metala i aminotri(metilenfosfonske kiseline) (ATMP).

Takođe je moguće da pomenuta so alkalnog metala neke fosfonske kiseline obuhvati i veći broj grupa fosfonske kiseline, kao što je dietilen-triaminpenta (metilenfosfonska kiselina) (DTPMP).

Takođe je moguće da pomenuta so alkalnog metala neke fosfonske kiseline obuhvati još grupa, kao što su grupe karboksilne kiseline. Primer takve soli alkalnog metala neke fosfonske kiseline je fosfosfonoćilibarna kiselina (PSA).

U jednoj poželjnoj realizaciji ovog pronalaska, so alkalnog metala neke difosfonske kiseline bira se između tetranatrijum (1-hidroksietiliden) bisfosfonata (Na4HEDP), trinatrijum (1-hidroksietiliden) bisfosfonata (NasHEDP) i dinatrijum (1-hidroksietiliden) bisfosfonata (Na2HEDP). Alternativno, so alkalnog metala neke difosfonske kiseline bira se između tetrakalijum (1-hidroksietiliden) bisfosfonata (K4HEDP), trikalijum (1-hidroksietiliden) bisfosfonata (K3HEDP) i dikalijum (1-hidroksietiliden) bisfosfonata (K2HEDP).

Na primer, so alkalnog metala neke difosfosnke kiseline bira se između tetranatrijum (1-hidroksietiliden) bisfosfonata (Na4HEDP) i tetrakalijum (1-hidroksietiliden) bisfosfonata (K4HEDP). Poželjna, so alkalnog metala neke difosfosnke kiseline je tetranatrijum (1-hidroksietiliden) bisfosfonat (Na4HEDP).

Korak c) : obezbeđivanje najmanje jedne fosfonske kiseline

U skladu sa korakom c) postupak iz ovog pronalaska daje najmanje jednu fosfonsku kiselinu. Pomenuta najmanje jedna fosfonska kiselina se daje u sadržaju od 0.001 do 0.5 mas%, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat.

U jednoj poželjnoj realizaciji, najmanje jedna fosfonska kiselina se dodaje u sadržaju od 0.01 do 0.5 mas%, poželjno u sadržaju od 0.05 do 0.4 mas%, poželjnije u sadržaju od 0.075 do 0.3 mas%, a najpoželjnije u sadržaju od 0.075 do 0.2 mas%, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat.

Poželjno je da se najmanje jedna fosfonska kiselina dodaje u obliku vodenog rastvora. Poželjno je da ovaj vodeni rastvor, koji sadrži najmanje jednu fosfonsku kiselinu, ima pH od 0 do 5, poželjnije od 0.5 do 4.5, a najpoželjnije od 1 do 4.

Ukoliko se najmanje jedna fosfonska kiselina dodaje u obliku nekog vodenog rastvora, ovaj vodeni rastvor sadrži najmanje jednu fosfonsku kiselinu, poželjno u sadržaju od 25 do 75 mas%, poželjno od 35 do 65 mas%, a najpoželjnije od 45 do 60 mas%, računato na ukupnu masu rastvora.

Poželjno je da se ova najmanje jedna fiosfonska kiselina bira između neke difosfonske kiseline i neke trifosfonske kiseline. Na primer, poželjno je da najmanje jedna fosfonska kiselina bude neka difosfonska kiselina.

Poželjno je da ova najmanje jedna difosfonska kiselina bude neka alkil difosfonska kiselina, kao što je 1-hidroksietan 1,1-difosfonska kiselina (HEDP).

Druge difosfonske kiseline, koje se mogu upotrebiti u ovom pronalasku, su metilen difosfonska kiselina (MDP), hidroksimetilen difosfonska kiselina (HMDP), hidroksiciklometilen difosfonska kiselina (HCMDP) ili 1-hidroksi-3-aminopropan-1,1-difosfonska kiselina (APD).

Ukoliko najmanje jednu fosofnsku kiselinu predstavlja neka trifosfonska kiselina, pomenuta neka trifosfonska kiselina može biti aminotri(metilenfosfonska kiselina)

(ATMP).

Takođe je moguće da pomenuta najmanje jedna fosfonska kiselina sadrži veći broj grupa fosfonske kiseline, kao što je dietilentriaminpenta(metilenfosfonska kiselina)

(DTPMP).

Moguće je takođe da pomenuta najmanje jedna fosfonska kiselina sadrži još grupa, kao što su grupe karboksilne kiseline. Primer takve soli alkalnog metala neke fosfonske kiseline je fosfosfonoćilibarna kiselina (PSA).

Poželjno je da najmanje jednu fosfonsku kiselinu predstavlja 1-hidroksietan 1,1-difosfonska kiselina (HEDP).

Korak d) : dovođenje u kontakt materijala koji sadrži kalcijum- karbonat sa najmanje

jednom soli alkalnog metala neke fosfonske kiseline

U skladu sa korakom d) postupka iz ovog pronalaska, materijal koji sadrži kalcijum-karbonat iz koraka a) se dovodi u kontakt sa najmanje jednom soli alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b). Pomenuto dovođenje u kontakt se obavlja tako da se dobije suspenzija koja ima pH od 10 do 14.

U jednoj poželjnoj realizaciji ovog pronalaska, suspenzija u vodi, koja sadrži kalcijum-karbonat, dobijena u koraku d) ima pH od 9 do 12, poželjno od 10 do 12, a poželjnije oko 11.

Podrazumeva se da se količina najmanje jedne soli alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b), u skladu sa ovim pronalaskom, bira tako da je dovoljno materijala koji sadrži kalcijum-karbonat iz koraka a), tj. da suspenzija koja sadrži kalcijum-karbonat dobijena u koraku d) ima pH od 10 do 14.

DA bi pomenuta konačna suspenzija pala u opseg pH iz koraka d), najmanje jedna so alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b) se dodaje materijalu koji sadrži kalcijum-karbonat iz koraka a), u sadržaju od 0.01 do 5 mas%, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat.

Na primer, najmanje jedna so alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b) se dodaje u materijal koji sadrži kalcijum-karbonat iz koraka a) u sadržaju od 0.05 do 2.5 mas%, poželjno od 0.05 do 1.5 mas%, poželjnije u sadržaju od 0.05 do 1 mas%, a najpoželjnije u sadržaju od 0.1 do 1 mas%, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat.

U jednoj poželjnoj realizaciji, dovođenje u kontakt materijala koji sadrži kalcijum-karbonat iz koraka a) sa najmanje jednom soli alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b), se obavlja tako da maseni odnos materijala koji sadrži kalcijum-karbonat i soli alkalnog metala neke fosfonske kiseline bude od 600:1 do 20:1, poželjnije od 400:1 do 50:1, još poželjnije od 300:1 do 100:1, a najpoželjnije od 250:1 do 150:1.

Materijal koji sadrži kalcijum-karbonat iz koraka a) se može pomešati sa najmanje jednaom soli alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b), u bilo kom odgovarajućem obliku, npr. u obliku vodenog rastvora ili nekog suvog materijala. Poželjno je da je najmanje jedna so alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b) u obliku nekog rastvora u vodi. U jednoj poželjnoj realizaciji, najmanje jedna so alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b) je u obliku nekog rastvora u vodi, koji ima najmanje jednu so alkalnog metala i neke fosfonske kiseline, u sadržaju od 10 do 80 mas%, poželjno od 20 i 66 mas%, a najpoželjnije od 30 do 50 mas%, računato na ukupnu masu rastvora.

Pored toga ili alternativno, sadržaj čvrstih supstanci u suspenziji koja se dobija u koraku d), čini sadržaj čvrste supstance od 50 do 88 mas%, poželjno od 55 do 88 mas%, poželjnije od 65 do 86 mas%, još poželjnije od 68 to 84 mas%, a najpoželjnije od 72 to 82 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije u vodi.

Sadržaj čvrstih supstanci u suspenziji se može podešavati postupcima koji su dobro poznati verziranim osobama. Da bi se podesio sadržaj čvrstog kalcijum-karbonata sadržanog u suspenziji, suspenzija se može delimično ili potpuno osloboditi vode postupkom filtriranja, centrifugiranja ili toplotnog razdvajanja. Na primer, ova suspenzija se može delimično ili potpuno osloboditi vode nekim postupkom filtriranja, kao što je nanofiltriranje, ili nekim postupkom toplotnog razdvajanja, kao što je postupak isparavanja. Alternativno, može se dodavati voda zrnastom materijalu suspenzije koja sadrži kalcijum-karbonat (npr. koja je rezultat filtriranja) sve dok se ne dobije željeni sadržaj čvrste supstance. Pored toga ili alternativno, neka suspenzija, koja sadrži kalcijum-karbonat, a ima odgovarajući nizak sadržaj čvrstih čestica, može se dodavati zrnastom materijalu suspenzije u vodi, koja sadrži kalcijum-karbonat, sve dok se ne dobije željeni sadržaj čvrste supstance.

U jednoj poželjnoj realizaciji ovog pronalaska, sadržaj čvrste supstance u suspenziji koja se dobija u koraku d), podešava se tako da se ona razblažuje vodom dok sadržaj čvrste supstance ne bude od 40 do 90 mas%, poželjno od 50 do 80 mas% i poželjnije od 60 do 75 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije.

Poželjno je da se dodavanje najmanje jedne soli alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b) i razblaživanje vodom obavlja istovremeno. Na primer, sadržaj čvrstih supstanci u suspenziji koja se dobija u koraku d) podešava se tako što se dodaje vodeni rastvor najmanje jedne soli alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b) u materijal koji sadrži kalcijum-karbonat iz koraka a).

Korak dovođenja u kontakt u koraku d) poželjno je da se obavlja uz mešanje.

U postupku iz ovog pronalaska, materijal koji sadrži kalcijum-karbonat iz koraka a) može da se meša sa najmanje jednom soli alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b), na bilo koji konvencionalan način mešanja, koji je poznat verziranih osobama.

Dodavanje najmanje jedne soli alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b) u materijal koji sadrži kalcijum-karbonat iz koraka a), nije kritično sve dok je pH nastale suspenzije od 10 do 14. Prema tome, pomenuto dodavanje najmanje jedne soli alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b) može da se obavi u jednoj porciji ili u nekoliko porcija. Ukoliko se dodavanje najmanje jedne soli alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b) u materijal koji sadrži kalcijum-karbonat iz koraka a) obavlja u nekoliko porcija, ove porcije mogu sadržati jednake količine najmanje jedne soli alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b). Alternativno, pomenute porcije mogu sadržati nejednake količine najmanje jedne soli alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b).

Pored toga ili alternativno, ukoliko se dodavanje najmanje jedne soli alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b) u materijal koji sadrži kalcijum-karbonat iz korka a) obavlja u nekoliko porcija, poželjno je da se posle dodavanja jedne porcije, pH ove suspenzije ostavi da se stabilizuje, pre nego što se dodaje sledeća porcija.

Suspenzija u vodi, koja sadrži kalcijum-karbonat, dobijena u koraku d) ima Brookfield-ovu viskoznost od 50 do 5000 mPa-s, na 23°C, poželjno od 60 do 3000 mPa-s, na 23°C, poželjnije od 100 do 1000 mPa-s, na 23°C, a najpoželjnije od 150 do 900 mPa-s, na 23°C.

U skladu sa ovim pronalaskom Brookfield-ova viskoznost se meri 1 min posle mešanja, korišćenjem RVT viskozimetra model Brookfield DVII+™, na temperaturi oko 23°C, i brzine rotacije od 100 o/min (obrta na minut min), sa odgovarjućom lopaticom diska N° 1 do 5.

Korak e) : dovođenje u kontakt dobijene suspenzije sa

najmanje jednom fosfonskom kiselinom

U skladu sa korakom e) piostupka iz ovog pronalaska, suspenzija iz koraka d) se dovodi u kontakt sa najmanje jednom fosfonskom kiselinom iz koraka c). Pomenuto dovođenje u kontakt se obavlja tako da se dobije suspenzija koja ima pH od 8 do 10.

U jednoj poželjnoj realizaciji ovog pronalaska, suspenzija u vodi koja sadrži kalcijum-karbonat, dobijena u koraku e), ima pH od 9 do 10, a poželjno oko 9.4.

Podrazumeva se da se količina najmanje jedne fosfonske kiseline iz koraka c), u skladu sa ovim pronalaskom, bira tako da je dovoljna u materijalu koji sadrži kalcijum-karbonat, dobijenom posle koraka d), tj. da suspenzija koja sadrži kalcijum-karbonat iz koraka e) ima pH od 8 do 10.

Da bi se dobila suspenzija koja sadrži kalcijum-karbonat, koja ima pH od 8 do 10 iz korka e), dodaje se najmanje jedna fosfonska kiselina iz koraka c) u suspenziju koja se dobija u koraku d), u sadržaju od 0.001 do 0.5 mas%, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat.

Na primer, najmanje jedna fosfonska kiselina iz koraka c) se dodaje u suspenziju koja se dobija u koraku d), u sadržaju od 0.01 do 0.5 mas%, poželjno od 0.05 do 0.4 mas%, poželjnije u sadržaju od 0.075 do 0.3 mas%, a najpoželjnije u sadržaju od 0.075 do 0.2 mas%, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat.

U jednoj poželjnoj realizaciji, dovođenje u kontakt suspenzije koja sadrži kalcijum-karbonat iz koraka d), sa najmanje jednom fosfonskom kiselinom iz koraka c), se obavlja tako da maseni odnos materijala koji sadrži kalcijum-karbonat u pomenutoj suspenziji i fosfonske kiseline bude od 5000:1 do 200:1, poželjnije od 4000:1 do 400:1, još poželjnije od 3000:1 do 500:1, a najpoželjnije od 2000:1 do 750:1.

Suspenzija koja sadrži kalcijum-karbonat, dobijena u korakau d), može da se pomeša sa najmanje jednom fosfonskom kiselinom iz koraka c), u bilo kom odgovarajućem obliku, npr. u obliku vodenog rastvora ili kao neki suv materijal. Poželjno je da je najmanje jedna fosfonska kiselina iz koraka c) u obliku nekog rastvora u vodi. U jednoj poželjnoj realizaciji, najmanje jedna fosfonska kiselina iz koraka c) je u obliku nekog rastvora u vodi, koji sadrži najmanje jednu fosfonsku kiselinu, u sadržaju od 25 do 75 mas%, poželjno od 35 do 65 mas%, a najpoželjnije od 45 do 60 mas%, računato na ukupnu masu rastvora.

Pored toga, ili alternativno, sadržaj suvih supstanci u suspenziji koja se dobija u koraku e), poželjno je da bude od 50 do 85 mas%, poželjno od 55 do 60 mas%, poželjnije od 65 do 80 mas%, još poželjnije od 68 to 78 mas%, a najpoželjnije od 68 to 75 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije.

Poželjno je da se dovođenje u kontakt u koraku e) obavlja uz mešanje.

U postupku iz ovog pronalaska, suspenzija koja sadrži kalcijum-karbonat, dobijena u koraku d), može da se pomeša sa najmanje jednom fosfonskom kiselinom iz koraka c), bilo kojim od konvencionalnih načina mešanja, što je poznato verziranim osobama.

Dodavanje najmanje jedne fosfonske kiseline iz koraka c) u suspenziju koja sadrži kalcijum-karbonat, dobijenu u koraku d), nije kritično sve dok je pH dobijene suspenzije od 8 do 10. U skladu sa time, pomenuto dodavanje se može obaviti u jednoj ili u više porcija. Ukoliko se dodavanje najmanje jedne fosfonske kiseline iz koraka c) u suspenziju koja sadrži kalcijum-karbonat, dobijenu u koraku d), obavlja u nekoliko porcija, ove porcije mogu sadržati jednake količine najmanje jedne fosfonske kiseline iz koraka c). Alternativno, pomenute porcije mogu sadržati nejednake količine najmanje jedne fosfonske kiseline iz koraka c).

Pored toga, ili alternativno, ukoliko se dodavanje najmanje jedne fosfonske kiseline iz koraka c) u suspenziju koja sadrži kalcijum-karbonat, dobijenu u koraku d), obavlja u nekoliko porcija, poželjno je da se posle dodavanja ostavi da se pH suspenzije stabilizuje, pre nego što se dodaje sledeća porcija.

Suspenzija kalcijum-karbonata u vodi, koja sadrži suspenziju dobijenu u koraku c), poželjno je da ima Brookfield-ovu viskoznost od 10 do 4900 mPa-s, na 23°C, poželjno od 40 do 3000 mPa-s, na 23°C, poželjnije od 70 do 1000 mPa-s, na 23°C ,a najpoželjnije od 100 do 800 mPa-s, na 23°C.

U skladu sa ovim pronalaskom Brookfield-ova viskoznost se meri 1 min posle mešanja, korišćenjem modela viskozimetra RVT Brookfield DVII+™, na temperaturi oko 23°C, sa bzinom rotacije od 100 o/min (obrta u mionutu) i odgovarajućom disk lopaticom N° 1 do 5.

Korak f) : opciono mlevenje dobijene suspenzije

U skladu sa opcionim korakom f) postupka iz ovog pronalaska, suspenzija iz koraka

e) se melje.

Ovaj korak mlevenja se može obavljati svim tehnikama mlevenja, koje su poznate

verziranoj osobi u stanju tehnike vlažnog mlevenja. Ovaj korak mlevenja se može obaviti pomoću bilo kog konvencijalnog uređaja za mlevenje, na primer, pod uslovima kada se usitnjavanje prvenstveno ostvaruje pomoću udara sa nekim drugim telom, tj. pomoću jednog ili više između: mlina sa kuglama, mlina sa štapovima, vibracionog mlina, mlina sa centrigugalnim udarima, mlina sa vertikalnim kuglicama, mlina za utrljavanje, ili neke druge takve opreme, poznate verziranim osobama. Ovaj korak mlevenja f) može se obavljati šaržno ili kontinualno, poželjno kontinualno.

U jednoj poželjnoj realizaciji ovog pronalaska, melje se suspenzija koja sadrži kalcijum-karbonat iz koraka e). U skladu sa tim, poželjno je da se korak mlevenja f) obavlja posle koraka e).

Poželjno je da suspenzija koja sadrži kalcijum-karbonat iz koraka e), koja treba da se melje, ima pH od 8 i 10, poželjno od 9 do 10, a poželjnije oko 9.4.

Pored toga, ili alternativno, suspenzija koja sadrži kalcijum-karbonat, dobijena posle mlevenja, ima pH od 8 i 10, poželjno od 9 do 10.

U jednoj poželjnoj realizaciji ovog pronalaska, korak mlevenja f) se obavlja na temperaturi od 10°C do 110°C, poželjno od 20°C do 90°C, a najpoželjnije od 20°C do 70°C.

U jednoj poželjnoj realizaciji ovog pronalaska, korak mlevenja f) se obavlja sve dok frakcija materijala koji sadrži kalcijum-karbonat, ne bude imala veličinu čestica manju od 2 pm, a iznosi od 50 do 98 mas%, poželjno od 60 do 98 mas%, poželjnije od 70 do 98 mas%, a najpoželjnije od 75 do 98 mas%, računato na ukupnu masu materijala koji sadrži kalcijum-karbonat, na osnovu merenja sa uređajem Sedigraph 5120.

Pored toga, ili alternativno, korak mlevenja f) se obavlja sve dok frakcija materijala koji sadrži kalcijum-karbonat, ne bude imala veličinu čestica manju od 2 pm, a bude veća od 50 mas%, poželjno veća od 60 mas%, poželjnije veća od 70 mas%, još poželjnije veća od 75 mas%, a najpoželjnije oko 80 mas%, računato na ukupnu masu materijala koji sadrži kalcijum-karbonat, na osnovu merenja sa uređajem Sedigraph 5120.

Pored toga, ili alternativno, materijal koji sadrži kalcijum-karbonat u suspenziji koja se dobija u koraku f) postupka iz ovog pronalaska, može imati masenu medijanu prečnika čestica c/50, merenu metodom sedimentacije, u opsegu od 0.01 pm do 10 pm, poželjno od 0.1 pm do 7 pm, a najpoželjnije od 0.1 pm do 5 pm, na primer od 0.1 pm do 4 pm.

U jednoj poželjnoj realizaciji ovog pronalaska, sadržaj čvrstih supstanci u suspenziji iz koraka f) je najmanje 20 mas%, poželjno od 20 mas% do 90 mas%, poželjnije od 30 mas% do 88 mas%, još poželjnije od 40 mas% do 86 mas%, a najpoželjnije od 50 mas% do 84 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije. Na primer, sadržaj čvrstih supstanci dobijen u suspenziji iz koraka f) je od 65 mas% do 82 mas% ili od

68 mas% do 80 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije.

Suspenzija u vodi koja sadrži kalcijum-karbonat dobijena u koraku f) poželjno je da ima Brookfield-ovu viskoznost u opsegu od 1 do 5000 mPas, na 23°C, poželjno u opsegu od 10 do 4000 mPas, na 23°C, poželjnije u opsegu od 20 do 3000 mPas, na 23°C, a najpoželjnije u opsegu od 30 do 1000 mPas, na 23°C.

U skladu sa ovim pronalaskom Brookfield-ova viskoznost se meri 1 min posle mešanja, korišćenjem modela RVT viskozimetra Brookfield DVII+™, na temperaturi oko 23°C, sa brzinom rotacije od 100 o/min (obrta na minut), sa odgovarajućom disk lopaticom N° 1 do 5.

U jednoj poželjnoj realizaciji ovog pronalaska, ovaj postupak sadrži još korak g), koncentrisanja dobijene suspenzije koja sadrži kalcijum-karbonat.

U jednoj poželjnoj realizaciji ovog pronalaska, korak koncentrisanja g) se obavlja pre ili posle koraka f).

Na primer, korak koncentrisanja g) se obavlja pre koraka f). Alternativno, korak koncentrisanja g) se obavlja posle koraka f). Poželjno je da se korak koncentrisanja

g) obavlja posle koraka f).

Ukoliko se korak g) uključi u postupak iz ovog pronalaska, sadržaj čvrstih supstanci

u dobijenoj suspenziji se podešava tako da iznosi najmanje 60 mas%, poželjno od 60 mas% do 88 mas%, poželjnije od 65 mas% do 86 mas%, još poželjnije od 70 mas% do 84 mas%, a najpoželjnije od 75 mas% do 82 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije.

Sadržaj čvrstih supstanci u dobijenoj suspenziji se može podešavati metodama koncentrisanja, koje su poznate verziranim osobama. Koncentrisanje odgovarajuće suspenzije koja sadrži kalcijum-karbonat, može se postići toplotnim postupcima, na primer u nekom uparivaču, ili pomoću nekog mehaničkog postupka, na primer u nekoj filter presi i/ili centrifugi.

U jednoj poželjnoj realizaciji ovog pronalaska, postupak sadrži i korak g) koncentrisanja dobijene suspenzije, koja sadrži kalcijum-karbonat, tako da sadržaj čvrstih supstanci u dobijenoj suspenziji bude najmanje 60 mas%, poželjnije najmanje 65 mas%, a najpoželjnije najmanje 70 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije. Na primer, ovaj postupak sadrži korak g) koncentrisanja dobijene suspenzije koja sadrži kalcijum-karbonat, tako da sadržaj čvrtih supstanci u dobijenoj suspenziji bude najmanje 75 mas%, npr. od 75 do 82 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije. U jednoj poželjnoj realizaciji ovog pronalaska, postupak sadrži i korak g) koncentrisanja dobijene suspenzije koja sadrži kalcijum-karbonat, tako da se dobije suv proizvod.

Ovaj termin "suv proizvod", podrazumeva se da se odnosi na neki materijal koji sadrži kalcijum-karbonat, a ima ukupan sadržaj površinske vlage manji od 0.5 mas%, poželjno manji od 0.2 mas%, a poželjnije mani od 0.1 mas%, računato na ukupnu masu materijala koji sadrži kalcijum-karbonat.

Ukoliko postupak iz ovog pronalaska sadrži još i korak g) koncentrisanja dobijene suspenzije koja sadrži kalcijum-karbonat, tako da se dobije suv proizvod ili neka suspenzija, u kojoj je sadržaj suve supstance najmanje 60 mas%, računato na ukupnu masu kalcijum-karbonata sadržanog u suspenziji, ovaj suv proizvod ili ova suspenzija se mogu ponovo razblažiti. Ukoliko se ovaj suv proizvod ili suspenzija ponovo razblaže, sadržaj čvrstih supstanci u dobijenoj suspenziji se podešava tako da predstavlja najmanje 1 mas%, poželjno od 1 mas% do 88 mas%, poželjnije od 5 mas% do 86 mas%, još poželjnije od 10 mas% do 84 mas%, a najpoželjnije od 15 mas% do 82 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije.

U jednoj poželjnoj realizaciji ovog pronalaska, ovaj postupak sadrži još i korak h), dovođenja u kontakt suspenzije sa materijalom koji sadrži kalcijum-karbonat, dobijene u koraku f) i/ili koraku g), sa natrijum-silikatom i/ili natrijum-hidroksidom.

Poželjno je da ovaj postupak sadrži još i korak h), dovođenja u kontakt ove suspenzije od materijala koji sadrži kalcijum-karbonat, dobijene u koraku f), sa natrijum-silikatom i/ili natrijum-hidroksidom. Alternativno, ovaj postupak sadrži još i korak h), dovođenja u kontakt suspenzije sa materijalom koji sadrži kalcijum-karbonat, dobijene u koraku g), sa natrijum-silikatom i/ili natrijum-hidroksidom.

Poželjno je da se suspenzija koja sadrži kalcijum-karbonat, dobijena u koraku g), dovodi u kontakt sa natrijum-silikatom. Alternativno, suspenzija koja sadrži kalcijum-karbonat, dobijena u koraku g), se dovodi u kontakt sa natrijum-hidroksidom.

U jednoj poželjnoj realizaciji ovog pronalaska, dovođenje u kontakt u koraku h) se obavlja tako da se natrijum-silikat i/ili natrijum-hidroksid dodaje u suspenziju koja sadrži kalcijum-karbonat, dobijenu u koraku f) i/ili koraku g), poželjno u suspenziju koja sadrži kalcijum-karbonat dobijenu u koraku g), u sadržaju većem od 0.001 mas%, poželjno od 0.01 do 10 mas%, poželjnije od 0.05 do 5 mas%, a najpoželjnije od 0.1 do 4 mas%, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat.

Ukoliko se u pronađeni postupak uključuje korak h), tako dobijena suspenzija koja sadrži kalcijum-karbonat, poželjno poželjno je da ima pH veće od 9.5. U jednoj poželjnoj realizaciji ovog pronalaska, dobijena suspenzija koja sadrži kalcijum-karbonat ima pH od 9.5 do 14.

U pogledu vrlo dobrih rezultata postupka za dobijanje suspenzije u vodi koja sadrži kalcijum-karbonat, kako je gore definisano, sledeći aspekt ovog pronalaska se odnosi na suspenziju koja sadrži neki materijal koji sadrži kalcijum-karbonat, koja se može dobiti postupkom u skladu sa ovim pronalaskom. Takva suspenzija ima visok sadržaj čvrstih supstanci materijala sa kalcijum-karbonatom, a poželjno je da je bez veziva na bazi lateksa. Pored toga, takvu suspenziju karakteriše reologija koja je vremenski stabilna, a poželjno je da je karakteriše vremenski stabilna reologija u prisustvu natrijum-silikata i/ili natrijum-hidroksida. Na primer, Brookfield-ova viskoznost ove suspenzije koja sadrži kalcijum-karbonat, dobijene pronađenim postupkom, je ispod 2500 mPas, na 23°C, mereno 24 h posle dovođenja u kontakt ove suspenzije sa natrijum-silikatom i/ili natrijum-hidroksidom. Poželjno je da Brookfield-ova viskoznost ove suspenzije koja sadrži kalcijum-karbonat, dobijene pronađenim postupkom, bude ispod 2000 mPas, na 23°C, poželjnije ispod 1500 mPas, na 23°C, a najpoželjnije ispod 1000 mPas, na 23°C, kada se meri 24 h posle dovođenja u kontakt ove suspenzije sa natrijum-silikatom i/ili natrijum-hidroksidom.

U skladu sa sledećim aspektom ovog opisa, dobija se materijal koji sadrži kalcijum-karbonat sušenjem suspenzije.

Dobijena suspenzija ili suvi proizvod mogu naći primenu u proizvodnji papira, oblaganju papira, plastici i/ili bojama. Poželjno je da dobijena suspenzija ili suvi proizvod mogu pronaći primenu u oblaganju papira.

Poored toga, dobijena suspenzija može se koristiti za stabilizovanje reologije formulacija za oblaganje papira, pri čemu ova formulacija za oblaganje sadrži natrijum-silikat i/ili natrijum-hidroksid.

Obim i interesovanje za ovaj pronalazak biće bolje shvatjivi na osnovu primera koji slede, čija je namera da ilustruju neke realizacije ovog pronalaska, a ne da ih ograničavaju.

PRIMERI

Postupci i materijali

U nastavku su opisani materijali i postupci merenja obuhvaćeni u primerima.

Sadržaj čvrste supstance u suspenziji u vodi

Sadržaj čvrstih supstanci u suspenziji (poznat takođe kao "suva masa") određivan je korišćenjem instrumenta Moisture Analvser HR73, kompanije Mettler-Toledo, Svvitzerland, sa sledećim podacima: temperatura 120°C, automatsko isključiivanje 3, standardno sušenje, 5 do 20 g suspenzije.

pH suspenzije u vodi ili rastvora

Vrednost pH suspenzije u vodi ili rastvora je meena korišćenjem standardnog pH-metra, na sobnoj temperature, od približno 22°C.

Raspodela veličine čestica (mas% česticasaprečnikom<X)i prečnik masene

medijane(cfeo)zrnastog materijala

Prečnik masene medijane zrna i prečnik zrna raspodele mase zrnastog materijala je je određivan postupkom sedimentacije, tj. analizom ponašanja pri sedimentacij u gravitacionom polju. Merenja su obavljana na istrumentu Sedigraph™ 5120.

Ovaj postupak i instrument su poznati verziranim osobama, a obično se koriste za određivanje veličine zrna filtera i pigmenata. Merenje se obavlja u vodenom rastvoru 0.1 mas% Na4P207. Uzorci se disperguju korišćenjem mešalice sa velikom brzinom ili ultrazvučno.

Brookfield-ova viskoznost

Brookfield-ova viskoznost se meri 1 min posle mešanja, za koje se koristi model RVT viskzimetra Brookfield DVII+™, na temperaturi oko 23°C, sa brzinom rotacije od 100 o/min (obrta na minut) i sa odgovarajućom disk lopaticom od N° 1 do 5.

Materijali

Kalcijum-karbonat firme Omya, Hvdrocarb 75 ME, u obliku suspenzije koja ima sadržaj čvrste supstance od 78 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije, komercijano je dostupan. Ovaj kalcijum-karbonat se disperguje sa nekom solju nekog poliakrilata.

Omvacarb 10 AV, u obliku praha (sadržaj čvrste supstance 98 mas%), dobijen je iz firme Omya. Omvacarb 10 AV ima vrednost masene medijane veličine čestica c/50od 10 pm, gornja vrednostc/98je 50 pm, a vrednost c/21je 2 pm.

Omvacarb 2 AV, u obliku praha (sadržaj čvrste supstance 98 mas%) dobijen je iz firme Omya. Omyacarb 2 AV ima vrednost masene medijane veličine čestica c/50od 2.6 pm, gornja vrednost c/9s je 15 pm, a vrednostd38 je2 pm.

CaC03iz firme Molde (Norveška), ovde se navodi kao CaC03Molde, je u obliku filter-kolača, kojia ima sadržaj čvrste supstance od 83 mas%, računato na ukupnu masu filter-kolača, dobijen je iz firme Omya. CaC03Molde ima vrednost masene medijane veličine čestica c/50od 7 um, gornja vrednost c/98je 50 um, a vrednost masene medijane veličine čestica c/23 je 2 um.

Gusta suspenzija CaC03iz firme Molde (Norveška), ovde se navodi kao CaC03Molde SL, je u obliku suspenzije koja ima sadržaj čvrste supstance od 74 mas%, računato na ukupnu masu filter-kolača, dobijena je iz firme Omya. CaCC>3Molde ima vrednost masene medijane veličine čestica d50od 7 pm, gornju vrednost c/98od 50 pm i vrednost masene medijane veličine čestica c/23od 2 pm. Dispergovana je sa 1000 o/min u poliakrilatu.

Natrijum-hidroksid (NaOH), u obliku granula, je dobijen iz firme Fluka.

1-Hidroksietan-1,1-difosfonska kiselina (HEDP), u obliku vodenog rastvora sa 56 % suve supstance, dobijena je iz firme Chemische Fabrik Budenheim.

Tetranatrijum (1-hidroksietiliden) bifosfonat (Na4HEDP), u obliku vodenog rastvora sa 32 % suve supstance, dobijena je iz firme Thermophos.

Tetrakalijum (1-hidroksietiliden) bifosfonat (K4HEDP) je sintetizovan dodavanjem 90 g KOH u vodeni rastvor HEDP, prethodno formiran dodavanjem 200 g vode u 108 g 60 mas % vodenog rastvora HEDP, uz mešanje. Dobijeni bistar rastvor je imao pH

12 i koncentraciju K4HEDP od 33.5 g/100 g vode.

Natrijum-silikat je dobijen iz firme PQ Corporation, pod trgovačkim imenom Crvstall 0075.

Primer 1 (Primer pronalaska)

Ovaj primer prikazuje pronađeni postupak za dobijanje suspenzije u voodi, koja sadrži kalcijum-karbonat.

Razblažuje se vodom 5.42 kg CaC03Molde, tako da sadržaj čvrste supstance iznosi 74 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije. Doda se 0.6 mas% Na4HEDP, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat, koji je u obliku 32 mas% rastvora u vodi, računato na ukupnu masu rastvora, i još 83 g vode, u razblaženu suspenziju koja sadrži kalcijum-karbonat. Ovako dobijena suspenzija koja sadrži kalcijum-karbonat se meša, korišćenjem mešalice za rastvaranje, opremljene sa diskom za mešanje testerastog oblika (100 mm), sa 4000 o/min. Dobijena suspenzija koja sadrži kalcijum-karbonat ima sadržaj čvrste supstance od 72 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije. Posle 30 mins mešanja Brookfield-ova viskoznost, sa 100 o/min, je pokazala vrednost od 280 mPas, a pH je iznosilo 11.1.

Zatim se pH suspenzije koja sadrži kalcijum-karbonat podesi na 9.4, dodavanjem 56 mas% (računato na ukupnu masu rastvora), rastvora HEDP u vodi, pa se suspenzija meša još 10 min. Brookfield-ova viskoznost ovako dobijene suspenzije bila je 130 mPas, pri 100 o/min, a sadržaj čvrste supstance je iznosio 72 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije.

Posle toga, ovako dobijena suspenzija koja sadrži kalcijum-karbonat se melje sve dok materijal koji sadrži kalcijum-karbonat ne dostigne vrednost masene medijane veličine čestica c/75od 2 pm, tj. oko 60 min. Za mlevenje je korišćen aparat Dvnomill Multilab, W. Bachofen AG, sa punjenjem od 1070 g iz rastopa očvrslih perlica za mlevenje, koje su se sastojale od 68 mas% baddeleyit-a (prirodni Zr02) i 32 mas% amorfnog silicijum-dioksida, računato na ukupnu masu perlica za mlevenje, (0.6 -1.0 mm), približno na sobnoj temperaturi. Komora za mlevenje je imala ukupnu zapreminu 600 cm<3>. Brzina mlina je podešena na 2 500 o/min, a protok je bio podešen na 500 cm<3>min~<1>.

Suspenzija, dobijena posle mlevenja, se koncentriše toplotnim uparavanjem uz mešanje, sve dok sadržaj čvrste supstance ne dostigne 77.1 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije. Ovako dobijena suspenzija je imala pH 9.7 i Brookfield-ovu viskoznost na 100 o/min iznosila je 160 mPas.

Primer 2

Ovaj Primer se odnosi na dovođenje u kontakt suspenzije koja sadrži kalcijum-karbonat, dobijene po pronađenom postupku, sa natrijum-silikatom, i na poređenje sa suspenzijom iz prethodnog stanja tehnike, u kojoj je kalcijum-karbonat dispergovan pomoću neke soli poliakrilata.

Primer 2a ( Komparativni Primer)

U ovom Primeru je prikazano dovođenje u kontakt suspenzije koja sadrži kalcijum-karbonat iz prethodnog stanja tehnike, sa natrijum-silikatom.

Razblaži se Hvdrocarb 75 ME - 78 % sa vodom, tako da sadržaj čvrste supstance bude 68 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije. Uz mešanje se doda 3 mas%

(računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat), natrijum-silikata. Brookfield-ova viskoznost ovako dobijene suspenzije, na 100 o/min, merena je na uzorku koji je 4 h čuvan u pokrivenom peharu na 40°C. Posle 4 h ovaj uzorak je mešan 2 min, pa je određena Brookfield-ova viskoznost ove suspenzije, na 100 o/min. Ovaj uzorak se čuva još 20 h na 40 °C, u pokrivenom peharu. Posle ukupnog vremena od 24 h, ovaj uzorak se meša 2 min, pa se ponovo odredi Brookfield-ova viskoznost na 100 o/min.

Detalji koji se odnose na Brookfield-ovu viskoznost, odmah posle tretmana ove suspenzije sa natrijum-silikatom, i posle 4 h i 24 h, respektivno, dati su u Tabeli 1.

Primer 2b ( Primer iz pronalaska)

U ovom Primeru je prikazano dovođenje u kontakt natrijum-silikata sa suspenzijom koja sadrži kalcijum-karbonat, dobijenom u skladu sa pronađenim postupkom. Suspenzija dobijena u i Primeru 1 se razblažuje vodom dok sadržaj čvrste supstance ne bude 68 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije. Uz mešanje se doda 3 mas%, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat, natrijum-silikata. Odredi se Brookfield-ova viskoznost ove suspenzije na 100 o/min, a uzorak se čuva 4 h u pokrivenom peharu, na 40 °C. Posle 4 h ovaj uzorak se meša 2 min, pa odredi Brookfield-ova viskoznost ove suspenzije na 100 o/min. Ovaj uzorak se čuva još 20 h na 40 °C, u pokrivenom peharu. Posle ukupnog vremena od 24 h ovaj uzorak se meša 2 min, pa ponovo odredi Brookfield-ova viskoznost ove suspenzije na 100 o/min.

Detalji, koji se odnose na Brookfield-ovu viskoznost, odmah nakon tretmana suspenzije sa natrijum-silikatom, kao i posle 4 h i 24 h, respektivno, dati su u Tabeli 1.

Podaci iz Tabele 1 pokazuju da suspenzija koja je dobijena u skladu sa pronađenim postupkom (Primer 2b) ne samo da ima jasno smanjenu Brookfield-ovu viskoznost posle 4 h nakon dovođenja u kontakt ove suspenzije sa natrijum-silikatom, nego takođe da je Brookfield-ova viskoznost smanjena za više od 45 % posle 24 h, u poređenju sa Brookfield-ovom viskoznošću koja je izmerena za suspenziju koja sadrži kalcijum-karbonat iz prethodnog stanja tehnike (Primer 2a).

Primer 3

Ovaj Primer se odnosi na dovođenje u kontakt neke suspenzije koja sadrži kalcijum-karbonat dobijene po pronađenom postupku, sa natrijum-hidroksidom, u poređenju sa suspenzijom iz prethodnog stanja tehnike, u kojoj je kalcijum-karbonat dispergovan pomoću neke soli poliakrilata.

Primer 3a ( Komparativni Primer)

U ovom Primeru prikazano je dovođenje u kontakt neke suspenzije koja sadrži kalcijum-karbonat iz prethodnog stanja tehnike, sa natrijum-hidroksidom. Razblažuje se Hvdrocarb 75 ME - 78 % sa vodom sve dok sadržaj čvrste supstance ne bude 68 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije. Uz mešanje se dodaju 0.3 mas%, 0.6 mas% i 0.9 mas% 1M rastvora natrijum-hidroksida, respektivno, računato na ukupnu masu suvog of materijala koji sadrži kalcijum-karbonat. Određena je Brookfield-ova viskoznost ovako dobijenih suspenzija na 100 o/min, a ovi respektivni uzorci se čuvaju 4 h u pokrivenom peharu na 40 °C. Posle 4 h ovi respektivni uzorci se mešaju 2 min, pa se odredi Brookfield-ova viskoznost ovih respektivnih suspenzija na 100 o/min. Ovi respektivni uzorci se čuvaju još 20 h na 40 °C u pokrivenom peharu. Posle ukupnog vremena od 24 h ovi respektivni uzorci se mešaju 2 min, pa se ponovo odredi Brookfield-ova viskoznost ovih respektivnih suspenzija na 100 o/min.

Detalji koji se odnose na Brookfield-ovu viskoznost odmah posle tretmana ovih suspenzija sa natrijum-hidroksidom, i posle 4 h i 24 h, respektivno, dati su u Tabeli 2.

Primer 3b ( Primer iz ovog pronalaska)

U ovom Primeru je prikazano dovođenje u kontakt natrijum-hidroksida sa jednom suspenzijom koja sadrži kalcijum-karbonat, dobijenom u skladu sa pronađenim postupkom.

Suspenzija dobijena u Primeru 1 se razblaži vodom do sadržaja čvrste supstance od 68 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije. Uz mešanje se dodaju 0.3 mas%, 0.6 mas% i 0.9 mas%, respektivno (računato na ukupnu masu suvog of materijala koji sadrži kalcijum-karbonat), 1 M rastvor natrijum-hidroksida. Odredi se Brookfield-ova viskoznost ovako dobijenih suspenzija na 100 o/min, a ovi respektivni uzorci se čuvaju 4 h u pokrivenom peharu na 40 °C. Posle 4 h ovi respektivni uzorci se mešaju 2 min, pa se odredi Brookfield-ova viskoznost ovih respektivnih suspenzija na 100 o/min. Ovi respektivni uzorci se čuvaju još 20 h u pokrivenom peharu na 40 °C. Posle ukupnog vremena od 24 h ovi respektivni uzorci se mešaju 2 min pa se ponovo odredi Brookfield-ova viskoznost ovih respektivnih suspenzija na 100 o/min.

Detalji koji se odnose na Brookfield-ovu viskoznost odmah posle tretmana ovih suspenzija sa natrijum-hidroksidom, i posle 4 h i 24 h, respektivno, dati su u Tabeli 2. Iz Tabele 2 sledi da dovođenje u kontakt suspenzije koja sadrži kalcijum-karbonat iz prethodnog stanja tehnike (Primer 3a) sa natrijum-hidroksidom dovodi do jasnog porasta Brookfield-ove viskoznosti sa vremenom. Preciznije, može se videti da Brookfield-ova viskoznost ovih suspenzija dovedenih u kontakt sa 0.3 mas% i 0.6 mas%, respektivno, poraste za više od 100 % tokom 24 h, relativno prema početnoj Brookfield-ovoj viskoznosti, određenoj direktno posle dovođenja u kontakt ovih suspenzija sa natrijum-hidroksidom. U pogledu suspenzije koja je dovedena ukontakt sa 0.9 mas% natrijum-hidroksida, može se videti da Brookfield-ova viskoznost poraste za više od 80 % tokom 24 h, relativno prema početnoj vrednosti Brookfield-ove viskoznosti, određenoj direktno posle dovođenja ukontakt ove suspenzije sa natrijum-hidroksidom.

Suprotno ovome, Tabela 2 takođe pokazuje da dovođenje u kontakt suspenzije koja sadrži kalcijum-karbonat, pripremljene u skladu sa pronađenim postupkom, sa natrijum-hidroksidom (Primer 3b) ne samo da dovodi do jasnog smanjenja početne vrednosti Brookfield-ove viskoznosti određene dirktno posle dovođenja u kontakt ove suspenzije sa natrijum-hidroksidom, nego takođe da je Brookfield-ova viskoznost vremenski stabilna.

Primer 4

Ovaj Primer se odnosi na pripremanje suspenzije koja sadrži kalcijum-karbonat u vodi, korišćenjem raznih količina K4HEDP i HEDP.

Razblaži se 2.5 kg CaC03Molde sa 258 g vode. Doda se 0.2 mas%, 0.4 mas% i 0.6 mas%, respektivno, (računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat), K4HEDP, u obliku 42 mas% vodenog rastvora, računato na ukupnu masu rastvora, u razblaženu suspenziju koja sadrži kalcijum-karbonat. Ovako dobijene suspenzije se mešaju korišćenjem mešalice za rastvaranje, opremljene sa diskom za mešanje u obliku testeraste ploče (100 mm), na 4000 o/min. Svaka od dobijenih suspenzija ima sadržaj čvrste supstance od 75.3 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije. Posle 30 min mešanja, Brookfield-ova viskoznost ovih suspenzija na 100 o/min, pokazala je vrednosti 247 mPas, 425 mPas i 467 mPas, i vrednosti pH od 10.7, 11.2 i 11.3, respektivno.

Zatim je podešeno pH ovih suspenzija, dodavanjem 0.6 mas% K4HEDP, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat, na vrednost 9.4, dodavanjem 0.15 mas% HEDP, u obliku 30 mas% vodenog rastvora, računato na ukupnu masu rastvora i računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat, pa se ova suspenzija meša još 10 min. Brookfield-ova viskoznost ovako dobijene suspenzije bila je 110 mPas na 100 o/min, uz sadržaj čvrste supstance od 75.3 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije. Zatim se ova suspenzija melje dok materijal koji sadrži kalcijum-karbonat ne dostigne vrednost masene medijane veličine čestica đ76od 2 pm. Za mlevenje je korišćen aparat Dvnomill Multilab W. Bachofen AG, napunjen sa 1070 g iz rastopa očvrslih perlica za mlevenje, koje sadrže 68 mas% baddeleyit-a (prirodni Zr02) i 32 mas% amorfnog silicijum-dioksida, računato na ukupnu masu perlica za mlevenje, (0.6 - 1.0 mm) približno na sobnoj temperaturi. Komora za mlevenje je imala ukupnu zapreminu od 600 cm<3>. Brzina mlina je podešena na 2 500 o/min, a protok je podešen na 500 cm<3>min~<1>.

Posle mlevenja ova suspenzija je imala pH 9.6, a Brookfield-ovu viskoznost na 100 o/min od 230 mPas.

Detalji koji se odnose na suspenzije sa kalcijum-karbonatom i dodate K4HEDP i HEDP, kao i na pH, sadržaj čvrste supstance i Brookfield-ovu viskoznost odgovarajućiih suspenzija dati su u Tabeli 3.

Iz Tabele 3 se vidi da sa povećanjem dodatka K4HEDP raste Brookfield-ova viskoznost. Međutim, vidi se još i da naknadni dodatak HEDP dovodi do jasnog smanjenja Brookfield-ove viskoznosti.

Primer 5

Ovaj Primer se odnosi na dobijanje suspenzije u vodi, koja sadrži kalcijum-karbonat, korišćenjem raznih količina Na4HEDP i HEDP.

Razblaži se 2.1 kg CaC03Molde sa 225 g vode. Doda se 0.2 mas%, 0.4 mas% i 0.6 mas%, respektivno, Na4HEDP, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat, u obliku 20 mas% vodenog rastvora, računato na ukupnu masu rastvora, u razblaženu suspenziju koja sadrži kalcijum-karbonat. Ovako dobijene suspenzije se mešaju korišćenjem mešalice za rastvaranje, opremljene sa diskom za mešanje u obliku testeraste ploče (100 mm), na 4000 o/min. Dobijene suspenzije imaju sadržaj čvrste supstance od 75.6 mas%, 75.1 mas% i 75.0 mas%, respektivno, računato na ukupnu masu suspenzije. Posle 30 min mešanja, Brookfield-ova viskoznost ovih suspenzija na 100 o/min pokazala je vrednosti 440 mPas, 670 mPas i 690 mPas, i vrednosti pH od 10.8, 11.1 i 11.2, respektivno.

Zatim se pH suspenzije, dobijene dodavanjem 0.6 mas% Na4HEDP, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat, podesi na vrednost 9.4 dodavanjem 0.15 mas% HEDP, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat, u obliku 28 mas% vodenog rastvora, računato na ukupnu masu rastvora, pa se ova suspenzija meša još 10 min. Brookfield-ova viskoznost ovako dobijene suspenzije bila je 390 mPas na 100 o/min, pri sadržaju čvrste supstance od 74.9 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije.

Zatim se ova suspenzija melje sve dok materijal koji sadrži kalcijum-karbonat ne bude imao vrednost masene medijane veličine česticad77od 2 pm. Za mlevenje se napuni aparat Dvnomill Multilab W. Bachofen AG sa 1070 g iz rastopa očvrslih perlica za mlevenje koje se sastoje od 68 mas% baddeleyit-a (prirodni Zr02) i 32 mas% amorfnog silicijum-dioksida, računato na ukupnu perlica za mlevenje, (0.6 - 1.0 mm) približno na sobnoj temperaturi. Komora za mlevenje je imala ukupnu zapreminu od 600 cm<3>. Brzina mlina je podešena na 2 500 o/min, a protok je podešen na 500 cm<3>min"<1>.

Ovasuspenzija dobijena posle mlevenja imala je vrednost pH od 9.6 i Brookfield-ovu viskoznost na 100 o/min od 180 mPas.

Ova suspenzija dobijena posle mlevenja zatim se koncentriše toplotnim isparavanjem i mešanjem do sadržaja čvrste supstance od 77.9 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije. Dobijena suspenzija je imala pH 9.6 i Brookfield-ovu viskoznost na 100 o/min od 180 mPas.

Detalji koji se odnose na ove suspenzije kalcijum-karbonata i dodate Na4HEDP i HEDP, kao i na pH, sadržaj čvrste supstance i Brookfield-ovu viskoznost odgovarajućiih suspenzija, dati su u Tabeli 4.

Iz Tabele 4 sledi da je kalijumova so HEDP izgleda malo efikasnija za dispergovanje materijala koji sadrži kalcijum-karbonat vrste CaC03Molde. Brookfield-ova viskoznost ove suspenzije dovedena u kontakt sa natrijumovom soli HEDP, pri sadržaju čvrste supstance od 75 mas%, je veća nego viskoznost te suspenzije dovedene u kontakt sa kalijumovom soli HEDP (videti Primer 4).

Primer 6

Ovaj Primer se odnosi na dobijanje suspenzije u vodi koja sadrži kalcijum-karbonat, korišćenjem Omvacarb 10 AV u kombinaciji sa Na4HEDP i HEDP.

Uzme se 889 g vode, sipa se u kofu od 5 L, pa se uz mešanje doda 60 g Na4HEDP. Ovom rastvoru se postepeno, uz mešanje dodaje 2.55 kg Omvacarb 10 AV, korišćenjem mešalice za rastvaranje opremljene sa diskom za mešanje u obliku testeraste ploče (100 mm), na 4000 o/min. Dobijena suspenzija ima sadržaj čvrste faze od 72.2 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije. Posle 30 min mešanja, Brookfield-ova viskoznost ove suspenzije na 100 o/min pokazuje vrednost 400 mPas, a pH je 11.0.

Zatim se podesi pH ove suspenzije na 9.4, dodavanjem 0.15 mas% HEDP, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat, u obliku 28 mas% vodenog rastvora, računato na ukupnu masu rastvora, pa se ova suspenzija meša još 10 min. Brookfield-ova viskoznost ovako dobijene suspenzije bila je 160 mPas na 100 o/min, uz sadržaj čvrste supstance od 72.2 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije.

Zatim se ova suspenzija melje, sve dok materijal koji sadrži kalcijum-karbonat ne dostigne vrednost masene medijane veličine čestica djeod 2 pm. Za mlevenje se napuni aparat Dvnomill Multilab W. Bachofen AG sa 1070 g iz rastopa očvrslih perlica za mlevenje koje se sastoje od 68 mas% baddeleyit-a (prirodni Zr02) i 32 mas% amorfnog silicijum-dioksida, računato na ukupnu perlica za mlevenje, (0.6 - 1.0 mm) približno na sobnoj temperaturi. Komora za mlevenje je imala ukupnu zapreminu od 600 cm<3>. Brzina mlina je podešena na 2 500 o/min, a protok je podešen na 500 cm<3>min"<1>.

Suspenzija dobijena posle mlevenja imala je vrednost pH of 9.7 i Brookfield-ovu viskoznost na 100 o/min od 110 mPas.

Ova suspenzija, dobijena posle mlevenja, još se koncentriše toplotnim isparavanjem i mešanjem do sadržaja čvrste supstance od 77.9 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije. Dobijena suspenzija je imala pH of 9.6, a Brookfield-ovu viskoznost na 100 o/min od 160 mPas.

Detalji koji se odnose na suspenziju kalcijum-karbonata i dodate Na4HEDP i HEDP, kao i na pH, sadržaj čvrste supstance i Brookfield-ovu viskoznost odgovarajućiih suspenzija, dati su u Tabeli 5.

Iz Tabele 5 sledi da je Brookfield-ova viskoznost stabilna i posle 7 dana.

Primer 7

Ovaj Primer se odnosi na dobijanje suspenzije u vodi koja sadrži kalcijum-karbonat, upotrebom Omvacarb 2 AV u kombinaciji sa Na4HEDP i HEDP.

Uzme se 361 g vode i sipa u kofu od 5 L, pa se uz mešanje doda 17 g Na4HEDP. Ovom rastvoru se uz mešanje postepeno dodaje 1.02 kg Omvacarb 2 AV, korišćenjem mešalice za rastvaranje, opremljene sa diskom za mešanje u obliku testeraste ploče (100 mm), na 4000 o/min. Ovako dobijena prva suspenzija ima sadržaj čvrste faze od 72.2 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije. Posle 30 min mešanja, Brookfield-ova viskoznost ove prve suspenzije, na 100 o/min, pokazala je vrednost od 585 mPas, a vednost pH bila je 10.8.

Zatim se podesi pH ove suspenzije na 9.4, dodavanjem 0.15 mas% HEDP, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat, u obliku 28 mas% vodenog rastvora, računato na ukupnu masu rastvora, pa se ova suspenzija meša još 10 min. Brookfield-ova viskoznost ovako dobijene prve suspenzije bila je 380 mPas, na 100 o/min, uz sadržaj čvrste faze od 72.0 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije.

Zatim se ova suspenzija melje, dok materijal koji sadrži kalcijum-karbonat ne dobije vrednost masene medijane veličine čestica đsood 2 pm. Za mlevenje se napuni aparat Dvnomill Multilab W. Bachofen AG sa 1070 g iz rastopa očvrslih perlica za mlevenje, koje se sastoje od 68 mas% baddeleyit-a (prirodni Zr02) i 32 mas% amorfnog silicijum-dioksida, računato na ukupnu masu perlica za mlevenje, (0.6 -1.0 mm), približno na sobnoj temperaturi. Komora za mlevenje je imala ukupnu zapreminu od 600 cm<3>. Brzina mlina je podešena na 2 500 o/min, a protok je podešen na 500 cm<3>min"<1>.

Ova suspenzija, dobijena posle mlevenja, imala je vrednost pH od 9.7 i Brookfield-ovu viskoznost na 100 o/min od 180 mPas.

Detalji koji se odnose na uslove mlevenja dati su u Tabeli 6.

Ova suspenzija, dobijena posle mlevenja, još se koncentriše toplotnim isparavanjem i mešanjem, do sadržaja čvrste supstance od 77.7 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije. Dobijena suspenzija je imala pH of 9.5 i Brookfield-ovu viskoznost na 100 o/min od 440 mPas.

Detalji koji se odnose na suspenziju kalcijum-karbonata, dodate Na4HEDP i HEDP, kao i na pH, sadržaj čvrste supstance i Brookfield-ovu viskoznost odgovarajućih prve, druge i kombinovane suspenzije, dati su u Tabeli 7.

Iz Tabele 7 sledi da je Brookfield-ova viskoznost još uvek stabilna, posle 7 dana.

Primer 8 (Komparativni Primer)

Ovaj Primer se odnosi na dobijanje suspenzije u vodi, koja sadrži kalcijum-karbonat, upotrebom 10 AV u kombinaciji sa Na4HEDP, bez podešavanja pH sa HEDP.

Uzme se 798 g vode i sipa u kofu od 5 L, pa se uz mešanje doda 31 g Na4HEDP. Ovom rastvoru se uz mešanje postepeno dodaje 2.17 kg Omvacarb 10 AV, korišćenjem mešalice za rastvaranje, opremljene sa diskom za mešanje u obliku testeraste ploče (100 mm), na 4000 o/min. Dobijena suspenzija ima sadržaj čvrste faze od 72.2 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije. Posle 30 min mešanja, Brookfield-ova viskoznost ove suspenzije, na 100 o/min, pokazuje vrednost od 150 mPas, a pH je bilo 10.6.

Zatim se ova suspenzija melje, sve dok materijal koji sadrži kalcijum-karbonat ne bude imao vrednost masene medijane veličine česticad74od 2 pm. Za mlevenje se napuni aparat Dvnomill Multilab W. Bachofen AG sa 1070 g iz rastopa očvrslih perlica za mlevenje, koje se sastoje od 68 mas% baddeleyit-a (prirodni Zr02) i 32 mas% amorfnog silicijum-dioksida, računato na ukupnu perlica za mlevenje, (0.6 - 1.0 mm), približno na sobnoj temperaturi. Komora za mlevenje je imala ukupnu zapreminu od 600 cm<3>. Brzina mlina je podešena na 2 500 o/min, a protok je podešen na 500 cm<3>min"<1>. Mlevenje je moralo biti zaustavljeno kada se je gusta suspenzija toliko zgusnula u mlinu, da je izazvala skoro potpunu blokadu mlina. Kao posledica toga, napominje se da ovaj postupak nije pogodan za primenu.

Suspenzija, dobijena posle mlevenja, je imala vrednost pH od 10.2 , a Brookfield-ovu viskoznost na 100 o/min od 310 mPas.

Detalji koji se odnose na uslove mlevenja dati su u Tabeli 8.

Suspenzija dobijena posle mlevenja još se koncentriše toplotnim isparavanjem i mešanjem, do sadržaja čvrste supstance od 77.0 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije. Dobijena suspenzija je imala pH od 10.0 i Brookfield-ovu viskoznost na 100 o/min od 1730 mPas.

Detalji koji se odnose na suspenziju kalcijum-karbonata i dodati Na4HEDP, kao i na pH, sadržaj čvrste supstance i Brookfield-ovu viskoznost odgovarajućiih suspenzija, dati su u Tabeli 9.

Iz Tabele 9 se vidi da dovođenje u kontakt neke suspenzije sa materijalom koji sadrži kalcijum-karbonat, samo sa solju alkalnog metala HEDP (bez dodatnog dodavanja HEDP) dovodi do jasnog porasta Brookfield-ove viskoznosti. Pored toga, treba napomenuti da takva suspenzija nije pogodna za upotrebu u formulacijama za bojeno oblaganje. Pored toga, ovi rezultati pokazuju pogodna svojstva suspenzije u vodi, koja sadrži kalcijum-karbonat, dobijene pronađenim postupkom.

Primer 9 (Primer iz ovog pronalaska)

Ovaj Primer ilustruje mogućnost upotrebe nekog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat dispergovanog sa poliakrilatom, kao materijalom za napajanje, u skladu sa korakom a) iz ovog pronalaska.

Meša se 4.0 kg CaC03Molde SL sa 83 g vode, korišćenjem mešalice za rastvaranje, opremljene sa diskom za mešanje u obliku testeraste ploče (100 mm), na 4000 o/min. Ovako dobijena suspenzija ima sadržaj čvrste supstance od 72.3 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije. Ovome se doda 76.1g Na4HEDP u obliku 32 mas% vodenog rastvora, računato na ukupnu masu rastvora. Posle 30 min mešanja, Brookfield-ova viskoznost ove suspenzije, na 100 o/min, pokazivala je vrednost od 920 mPas i vrednost pH od 11,1.

Zatim se podesi pH ovoj suspenziji na 9.4 dodavanjem 0.15 mas% HEDP, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat, koji je u obliku 56 mas% vodenog rastvora, računato na ukupnu masu rastvora, pa se ova suspenzija meša još 10 min. Brookfield-ova viskoznost ovako dobijene prve suspenzije bila je 160 mPas, na 100 o/min, uz sadržaj čvrste susptance od 71.7 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije.

Zatim se ova suspenzija melje, sve dok materijal koji sadrži kalcijum-karbonat ne dostigne vrednost masene medijane veličine čestica c/79od 2 pm. Za mlevenje se napuni aparat Dvnomill Multilab W. Bachofen AG sa 1070 g iz rastopa očvrslih perlica za mlevenje, koje se sastoje od 68 mas% baddeleyit-a (prirodni Zr02) i 32 mas% amorfnog silicijum-dioksida, računato na ukupnu masu perlica za mlevenje,

(0.6 -1.0 mm), približno na sobnoj temperaturi. Komora za mlevenje je imala ukupnu zapreminu od 600 cm<3>. Brzina mlina je podešena na 2 500 o/min, a protok je podešen na 500 cm<3>min"<1.>Mlevenje je moralo biti zaustavljeno kada se ova gusta suspenzija toliko zgusnula da je izazvala skoro poptunu blokadu mlina. Kao posledica toga, napominje se da ovakav postupak nije prihvatljiv.

Ova suspenzija, dobijena posle mlevenja, još se koncentriše toplotnim isparavanjem i mešanjem, do sadržaja čvrste supstance od 78.1 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije. Dobijena suspenzija je imala pH of 9.7 i Brookfield-ovu viskoznost na 100 o/min od 220 mPas.

Claims (29)

1.Postupak za dobijanje suspenzije u vodi koja sadrži kalcijum-karbonat, naznačen time, što se sastoji od sledećih koraka: a) obezbeđivanje nekog materijal koji sadrži kalcijum-karbonat, u obliku filter-kolača ili suspenzije, koji ima sadržaj čvrste supstance od najmanje 45 mas%, računato na ukupnu masu tog filter-kolača ili suspenzije; b) obezbeđivanje najmanje jedne soli alkalnog metala i neke fosfonske kiseline, u sadržaju od 0.01 do 5 mas%, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat; c) obezbeđivanje najmanje jedne fosfonske kiseline, u sadržaju od 0.001 do 0.5 mas%, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat; d) dovođenje u kontakt materijala koji sadrži kalcijum-karbonat iz koraka a) sa najmanje jednom soli alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b), tako da se dobije suspenzija koja ima pH od 10 do 14; e) dovođenje u kontakt suspenzije iz koraka d) sa najmanje jednom fosfonskom kiselinom iz koraka c), tako da se dobije suspenzija koja ima pH od 8 do 10; i f) opciono, mlevenje suspenzije koja se dobija u koraku e).

2. Postupak prema Zahtevu 1, naznačen time, što materijal koji sadrži kalcijum-karbonat iz koraka a) predstavlja neki mleveni kalcijum-karbonat, neki taloženi kalcijum-karbonat, neki modifikovani kalcijum-karbonat ili neka njihova smeša.

3. Postupak prema Zahtevu 1 ili 2, naznačen time, što filter-kolač ili suspenzija iz koraka a) ima sadržaj čvrste supstance od 50 do 98 mas%, poželjno od 60 do 90 mas%, a poželjnije od 70 do 85 mas%, računato na ukupnu masu filter-kolača ili suspenzije.

4. Postupak prema bilo kom od Zahteva 1 do 3, naznačen time, što materijal koji sadrži kalcijum-karbonat iz koraka a) ima masenu medijanu veličine čestica c/50od 1 do 100 pm, poželjno od 1 do 70 pm, poželjnije od 1 do 50 pm, još poželjnije od 1 do 25 pm, a najpoželjnije od 1 do 10 pm.

5. Postupak prema bilo kom od Zahteva 1 do 4, naznačen time, što se alkalni metal u najmanje jednoj soli alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b) bira iz grupe koju čine natrijum, kalijum, litijum i njihove smeše, a poželjan alkalni metal, najmanje jedne soli alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b), je natrijum.

6. Postupak prema bilo kom od Zahteva 1 do 5, naznačen time, što se najmanje jedna so alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b) bira između neke soli alkalnog metala neke difosfonske kiseline i soli alkalnog metala i neke trifosfonske kiseline, a poželjno je da najmanje jednu so alkalnog metala i neke fosfonske kiseline predstavlja neka so alkalnog metala neke difosfonske kiseline.

7. Postupak prema bilo kom od Zahteva 1 do 6, naznačen time, što je najmanje jedna so alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b) neka so alkalnog metala i neke difosfonske kiseline, koja se bira između 1-hidroksietan 1,1-difosfonske kiseline (HEDP), metilen difosfonske kiseline (MDP), hidroksimetilen difosfonske kiseline (HMDP), hidroksiciklometilen difosfonske kiseline (HCMDP) i 1-hidroksi-3-aminopropan-1,1 -difosfonske kiseline (APD), poželjno je da je to 1-hidroksietan 1,1-difosfonska kiselina (HEDP).

8. Postupak prema bilo kom od Zahteva 1 do 7, naznačen time, što se so alkalnog metala neke difosfonske kiseline iz koraka b) bira između tetranatrijum (1-hidroksietiliden) bisfosfonata (Na4HEDP), trinatrijum (1-hidroksietiliden) bisfosfonata (NaaHEDP), dinatrijum (1-hidroksietiliden) bisfosfonata (Na2HEDP), tetrakalijum (1-hidroksietiliden) bisfosfonata (K4HEDP), trikalijum (1-hidroksietiliden) bisfosfonata (K3HEDP) i dikalijum (1-hidroksietiliden) bisfosfonata (K2HEDP), poželjna so alkalnog metala neke difosfonske kiseline iz koraka b) je tetranatrijum (1-hidroksietiliden) bisfosfonat (Na4HEDP).

9.Postupak prema bilo kom od Zahteva 1 do 8, naznačen time, što je najmanje jedna so alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b) u obliku nekog rastvora u vodi, poželjno nekog rastvora u vodi koji sadrži najmanje jednu so alkalnog metala i neke fosfonske kiseline, u sadržaju od 10 do 80 mas%, poželjno od 20 do 66 mas%, a najpoželjnije od 30 do 50 mas%, računato na ukupnu masu rastvora.

10.Postupak prema bilo kom od Zahteva 1 do 9, naznačen time, što se najmanje jedna fosfonska kiselina iz koraka c) bira između neke difosfonske kiseline i trifosfonske kiseline, a poželjno je da najmanje jednu fosfonsku kiselinu predstavlja neka difosfonska kiselina.

11.Postupak prema bilo kom od Zahteva 1 do 10, naznačen time, što najmanje jednu fosfonsku kiselinu iz koraka c) predstavlja neka difosfonska kiselina, koja se bira između 1-hidroksietan 1,1-difosfonske kiseline (HEDP), metilen difosfonske kiseline (MDP), hidroksimetilen difosfonske kiseline (HMDP), hidroksiciklometilen difosfonske kiseline (HCMDP) i 1-hidroksi-3-aminopropan-1,1-difosfonske kiseline (APD), a poželjno je da najmanje jednu fosfonsku kiselinu iz koraka c) predstavlja 1-hidroksietan 1,1-difosfonska kiselina (HEDP).

12.Postupak prema bilo kom od Zahteva 1 do 11, naznačen time, što je najmanje jedna fosfonska kiselina iz koraka c) u obliku nekog rastvora u vodi, poželjno nekog rastvora u vodi koji sadrži najmanje jednu fosfonsku kiselinu u sadržaju od 25 do 75 mas%, poželjno od 35 do 65 mas%, a najpoželjnije od 45 do 60 mas%, računato na ukupnu masu rastvora.

13.Postupak prema bilo kom od Zahteva 1 do 12, naznačen time, što najmanje jednu so alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b) predstavlja natrijumova so 1-hidroksietan 1,1-difosfonske kiseline (Na4HEDP), a najmanje jednu fosfonsku kiselinu iz koraka c) predstavlja 1-hidroksietan 1,1-difosfonska kiselina (HEDP).

14.Postupak prema bilo kom od Zahteva 1 do 13, naznačen time, što se korak d) obavlja tako da se najmanje jedna so alkalnog metala i neke fosfonske kiseline iz koraka b) dodaju materijalu koji sadrži kalcijum-karbonat iz koraka a), u sadržaju od 0.05 do 2.5 mas%, poželjno u sadržaju od 0.05 i 1.5 mas%, poželjnije u sadržaju od 0.05 do 1 mas%, a najpoželjnije u sadržaju od 0.1 do 1 mas%, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat.

15.Postupak prema bilo kom od Zahteva 1 do 14, naznačen time, što suspenzija koja se dobija u koraku d) ima vrednost pH od 9 to 12, poželjno od 10 do 12, a najpoželjnije oko 11.

16.Postupak prema bilo kom od Zahteva 1 do 15, naznačen time, što se suspenzija koja se dobija u koraku d) razblažuje vodom, tako da sadržaj čvrste supstance bude od 40 do 90 mas%, poželjno od 50 do 80 mas%, a poželjnije od 60 do 75 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije.

17.Postupak prema bilo kom od Zahteva 1 do 16, naznačen time, što suspenzija koja se dobija u koraku d) ima sadržaj čvrste supstance od 50 do 88 mas%, poželjno od 55 do 88 mas%, poželjnije od 65 do 86 mas%, još poželjnije od 68 do 84 mas%, a najpoželjnije od 72 to 82 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije.

18.Postupak prema bilo kom od Zahteva 1 do 17, naznačen time, što suspenzija koja se dobija u koraku d) ima Brookfield-ovu viskoznost od 50 do 5000 mPa-s, na 23°C, poželjno od 60 do 3000 mPa-s, na 23°C, poželjnije od 100 do 1000 mPa-s, na 23°C, a najpoželjnije od 150 do 900 mPa-s, na 23°C.

19.Postupak prema bilo kom od Zahteva 1 do 18, naznačen time, što se korak e) obavlja tako da se najmanje jedna fosfonska kiselina iz koraka c) dodaje u suspenziju dobijenu u koraku d), u sadržaju od 0.01 do 0.5 mas%, poželjno u sadržaju od 0.05 do 0.4 mas%, poželjnije u sadržaju od 0.075 do 0.3 mas%, a najpoželjnije u sadržaju od 0.075 do 0.2 mas%, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat.

20.Postupak prema bilo kom od Zahteva 1 do 19, naznačen time, što suspenzija koja se dobija u koraku e) ima vrednost pH od 9 do 10, a poželjno oko 9.4.

21.Postupak prema bilo kom od Zahteva 1 do 20, naznačen time, što suspenzija koja se dobija u koraku e) ima Brookfield-ovu viskoznost od 10 do 4900 mPa-s, na 23°C, poželjno od 40 do 3000 mPa-s, na 23°C, poželjnije od 70 do 1000 mPa-s, na 23°C, a najpoželjnije od 100 do 800 mPa-s, na 23°C.

22.Postupak prema bilo kom od Zahteva 1 do 21, naznačen time, što se korak mlevenja f) obavlja posle koraka e).

23.Postupak prema bilo kom od Zahteva 1 do 22, naznačen time, što se korak mlevenja f) obavlja na temperaturi od 10°C do 110°C, poželjno od 20°C do 90°C, a najpoželjnije od 20°C do 70°C.

24.Postupak prema bilo kom od Zahteva 1 do 23, naznačen time, što se korak mlevenja f) obavlja sve dok frakcija materijala koji sadrži kalcijum-karbonat, ne dostigne veličinu čestica manju od 2 pm, a čini od 50 do 98 mas%, poželjno od 60 do 98 mas%, poželjnije od 70 do 98 mas%, a najpoželjnije od 75 do 98 mas%, računato na ukupnu masu materijala koji sadrži kalcijum-karbonat.

25.Postupak prema bilo kom od Zahteva 1 do 24, naznačen time, što suspenzija koja se dobija u koraku f) ima Brookfield-ovu viskoznost u opsegu od 1 do 5000 mPas, na 23°C, poželjno u opsegu od 10 do 4000 mPas, na 23°C, poželjnije u opsegu od 20 do 3000 mPas, na 23°C, a najpoželjnije u opsegu od 30 do 1000 mPas, na 23°C.

26.Postupak prema bilo kom od Zahteva 1 do 25, naznačen time, što ovaj postupak sadrži još i korak g) koncentrisanja dobijene suspenzije materijala koji sadrži kalcijum-karbonat, tako da sadržaj čvrste supstance u ovoj suspenziji iznosi najmanje 60 mas%, poželjno od 60 mas% do 88 mas%, poželjnije od 65 mas% do 86 mas%, još poželjnije od 70 mas% do 84 mas%, a najpoželjnije od 75 mas% do 82 mas%, računato na ukupnu masu suspenzije.

27. Postupak prema Zahtevu 26, naznačen time, što se korak koncentrisanja g) obavlja posle koraka f).

28. Postupak prema bilo kom od Zahteva 1 do 27, naznačen time, što ovaj postupak sadrži još i korak h), dovođenja u kontakt suspenzije materijala koji sadrži kalcijum-karbonat, dobijene u koraku f) i/ili u koraku g), sa natrijum-silikatom i/ili natrijum-hidroksidom.

29. Postupak prema Zahtevu 28, naznačen time, što se dovođenje u kontakt u koraku h) obavlja tako da se natrijum-silikat i/ili natrijum-hidroksid dodaje u sadržaju većem od 0.001 mas%, poželjno od 0.01 do 10 mas%, poželjnije od 0.05 do 5 mas%, a najpoželjnije od 0.1 do 4 mas%, računato na ukupnu masu suvog materijala koji sadrži kalcijum-karbonat.