Засіб для перетирання пігменту і наповнювача та спосіб перетирання пігменту і наповнювача

Номер патенту: 26356

Опубліковано: 30.08.1999

Автори: Філліп М. Сторі, Томас Ян Браунбрідж

Є ще 4 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Средство для перетира пигмента и наполнителя, содержащее цирконийсиликатный песок, отличающееся тем, что оно содержит цирконийсиликатный песок природного происхождения с абсолютной плотностью порядка 4 - 6г/см3.

2. Средство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит цирконийсиликатный песок природного происхождения с абсолютной плотностью порядка 4,6 - 4,9г/см3.

3. Средство по п.1, отличающееся тем, что он содержит цирконийсиликатный песок природного происхождения с абсолютной плотностью порядка 4,75 - 4,85г/см3.

4. Средство по п.1, отличающееся тем, что оно имеет размер частиц, который является наименьшим размером частиц, который может быть отделен от измельченного порошкообразного продукта.

5. Средство по пп.1 и 4, отличающееся тем, что оно имеет размер частиц больший, чем размер порядка 100 микрон.

6. Средство по пп.1 и 4, отличающееся тем, что оно имеет размер частиц порядка 100 - 1500 микрон.

7. Средство по пп.1 и 4, отличающееся тем, что оно имеет размер частиц порядка 100 - 500 микрон.

8. Средство по пп.1 и 4, отличающееся тем, что оно имеет размер частиц порядка 150 - 250 микрон.

9. Средство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит жидкую среду.

10. Средство по п.9, отличающееся тем, что жидкая среда выбрана из группы: вода, масло, органическое соединение или их смесь.

11. Средство по пп.9 и 10, отличающееся тем, что указанный цирконийсиликатный песок и указанная жидкая среда образуют суспензию для измельчения.

12. Средство по п.11, отличающееся тем, что суспензия имеет вязкость порядка 1 - 10000сП.

13. Средство по п.11, отличающееся тем, что суспензия имеет вязкость порядка 1 - 600сП.

14. Средство по п.11, отличающееся тем, что суспензия имеет вязкость порядка 1 - 100сП.

15. Способ перетира пигмента и наполнителя, включающий смешение исходного порошка пигмента и наполнителя, имеющего исходный размер частиц порошка, со средством для перетира, содержащим цирконийсиликатный песок и жидкую среду, с образованием перетирающей суспензии, диспергацию суспензии в мельнице в течение времени, достаточного для получения суспензии продукта, включающий порошок целевого продукта, имеющий размер частиц целевого продукта и тот же состав, что и исходный порошок, и отделение указанной суспензии продукта, включающей порошок целевого продукта от перетирающей суспензии, отличающийся тем, что используют цирконийсиликатный песок природного происхождения с абсолютной плотностью порядка 4 - 6г/см3 и размером частиц порядка 100 - 500 микрон.

16. Способ по п.15, отличающийся тем, что используют цирконийсиликатный песок природного происхождения с абсолютной плотностью порядка 4 - 6г/см3 и размером частиц порядка 150 - 250 микрон.

17. Способ по п.15, отличающийся тем, что используют цирконийсиликатный песок природного происхождения с абсолютной плотностью порядка 4,6 - 4,9г/см3.

18. Способ по п.15, отличающийся тем, что используют цирконийсиликатный песок природного происхождения с абсолютной плотностью порядка 4,75 - 4,86г/см3.

19. Способ по п.15, отличающийся тем, что используют исходный порошок агломерированный и/или агрегированный.

20. Способ по п.19, отличающийся тем, что используют исходный порошок с размером частиц порядка 0,01 - 500 микрон.

21. Способ по п.19, отличающийся тем, что используют исходный порошок с размером частиц порядка 0,01 - 200 микрон.

22. Способ по п.15 отличающийся тем, что исходный порошок и порошок целевого продукта имеет абсолютную плотность порядка 0,8 - 5г/см3.

23. Способ по п.15, отличающийся тем, что используют исходный порошок органический.

24. Способ по п.15, отличающийся тем, что используют исходный порошок неорганический.

25. Способ по п.15, отличающийся тем, что используют исходный порошок из агломерированного пигмента - двуокиси титана.

26. Способ по п.15, отличающийся тем, что используют жидкую среду, совместимую со способом и исходным порошком.

27. Способ по п.26, отличающийся тем, что используют жидкую среду, выбранную из группы: вода, масло, органическое соединение или их смесь.

28. Способ по п.26, отличающийся тем, что указанный цирконийсиликатный песок и указанную жидкую среду объединяют с образованием суспензии для измельчения.

29. Способ по п.28, отличающийся тем, что суспензия для измельчения имеет вязкость порядка 1,0 - 100000сП.

30. Способ по п.28, отличающийся тем, что суспензия для измельчения имеет вязкость порядка 1,0 - 500сП.

31. Способ по п.28, отличающийся тем, что суспензия для измельчения имеет вязкость порядка 1,0 - 100сП.

32. Способ по п.15, отличающийся тем, что используют цирконийсиликатный песок природного происхождения с размером частиц, который является наименьшим размером частиц, который может быть отделен от измельченного порошкообразного продукта.

33. Способ по п.15, отличающийся тем, что диспергацию ведут в мельнице высокоэнергетической из группы, содержащей дисковую мельницу, мельницу типа клеточного барабана.

34. Способ по п.15, отличающийся тем, что диспергацию ведут в мельнице, предусматривающей вертикальный поток.

35. Способ по п.15, отличающийся тем, что диспергацию ведут в мельнице, предусматривающей горизонтальный поток.

36. Способ по п.15, отличающийся тем, что стадии осуществляют непрерывно.

37. Способ по п.15, отличающийся тем, что стадии осуществляют в соответствии с периодическим процессом.

38. Способ по п.15, отличающийся тем, что разделение суспензии целевого продукта и суспензии для измельчения осуществляют на основании различий физических свойств исходного порошка, средства для перетира и порошка целевого продукта, выбранных из группы: размер частиц, плотность частиц и скорость создания частиц.

39. Способ по п.15, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют выделение порошка целевого продукта из суспензии и диспергирование его в диспергирующей среде с образованием дисперсии.

40. Способ по п.39, отличающийся тем, что используют диспергирующую среду, совместимую с порошком и способом.

Текст

1. Средство для перетира пигмента и наполнителя, содержащее цирконийсиликатный песок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно содержит цирконийсиликатный песок природного происхождения с абсолютной плотностью порядка 4 - 6 г/см 3 . 2. Средство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что оно содержит цирконийсиликатный песок природного происхождения с абсолютной плотностью по3 рядка 4,6-4,9 г/см . 3. Средство по п,1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что онс содержит цирконийсиликатный песок природного происхождения с абсолютной плотностью порядка 4,75-4,85 г/см3. 4. Средство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно имеет размер частиц, который является наименьшим размером частиц, который может быть отделен от измельченного порошкообразного продукта. 5. Средство по пп. 1 и 4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно имеет размер частиц больший, чем размер порядка 100 микрон. 6. Средство по пп. 1 и 4 , о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно имеет размер частиц порядка 100-1500 микрон. 7. Средство по пп. 1 и 4, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно имеет размер частиц порядка 100-500 микрон. 8. Средство по пп. 1 и 4 , о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно имеет размер частиц порядка 150-250 микрон. 9. Средство по п,1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно содержит жидкую среду. 10. Средство по п. 9, о т л и ч а ющ е е с я тем, что жидкая среда выбрана из группы: вода, масло, органическое соединение или их смесь. 11. Средство по пп. 9 и 10, о т л ич а ю щ е е с я тем, что указанный цирконийсиликатный песок и указанная жидкая среда образуют суспензию для измельчения. 12. Средство по п. 1 1 , о т л и ч а ю щ е е с я тем, что суспензия имеет вязкость порядка 1-10000 сП. 13. Средство по п. 11, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что суспензия имеет вязкость порядка 1-600 сП. 14. Средство по п. 11, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что суспензия имеет вязкость порядка 1-100 сП. 15. Способ перетира пигмента и наполнителя, включающий смешение исходного порошка пигмента и наполнителя, имеющего исходный размер частиц порошка, со средством для перетира, содержащим цирконийсиликатный песок и жидкую среду, с образованием перетирающей суспензии, диспергацию суспензии в мельнице в течение времени, достаточного для получения суспензии продукта, включающий порошок целевого продукта, имею ho ON СО КЛ ON О 26356 щий размер частиц целевого продукта и тот же состав, что и исходный порошок, и отделение указанной суспензии продукта, включающей порошок целевого продукта от перетирающей суспензии, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что используют цирконийсиликатный песок природного происхождения с 3абсолютной плотностью порядка 4-6 г/см и размером частиц порядка 100500 микрон. 16. Способ по п. 15, о т л и ч а гощ и й с я тем, что используют цирконийсиликатный песок природного происхождения с 3абсолютной плотностью порядка 4-6 г/см и размером частиц порядка 150250 микрон. 17. Способ по п. 15, о т л и ч а ющ и й с я тем, что используют цирконийсиликатный песок природного происхождения с абсолютной плотностью порядка 4,6-4,9 г/см 3 . 18. Способ по п. 15, о т л и ч а гощ и й с я тем, что используют цирконийсиликатный песок природного происхождения с абсолютной плотностью порядка 4,75-4,86 г/см3. 19. Способ по п. 15, о т л и ч а гощ и й с я тем, что используют исходный порошок агломерированный и/или агрегированный. 20. Способ по п. ^ . о т л и ч а ю щ и й с я тем, что используют исходный порошок с размером частиц порядка 0,01500 микрон. 21. Способ по п. 19, о т л и ч а гощ и й с я тем, что используют исходный порошок с размером частиц порядка 0,01200 микрон. 22. Способ по п. 15, о т л и ч а гощ и й с я тем, что исходный порошок и порошок целевого продукта имеет абсолютную плотность порядка 0,8-5 г/см 3 . 23. Способ по п. 15, о т л и ч а гощ и й с я тем, что используют исходный порошок органический. 24. Способ по п. 15, о т л и ч а гощ и й с я тем, что используют исходный порошок неорганический. 25. Способ по п. 15, о т л и ч а гощ и й с я тем, что используют исходный порошок из агломерированного пигмента - двуокиси титана. 26. Способ по п. 15, о т л и ч а гощ и й с я тем, что используют жидкую среду, совместимую со способом и исходным порошком. 27. Способ по п. 26, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что используют жидкую среду, выбранную из группы: вода, масло, органическое соединение или их смесь. 28. Способ по п. 26, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что указанный цирконийсиликатный песок и указанную жидкую среду объединяют с образованием суспензии для измельчения. 29. Способ по п. 28, о т л и ч а гощ и й с я тем, что суспензия для измельчения имеет вязкость порядка 1,0100000 сП. 30. Способ по п. 28, о т л и ч а гощ и й с я тем, что суспензия для измельчения имеет вязкость порядка 1,0-500 сП. 31. Способ по п. 28, о т л и ч а гощ и й с я тем, что суспензия для измельчения имеет вязкость порядка 1,0-100 сП. 32. Способ по п. 15, о т л и ч а гощ и й с я тем, что используют цирконийсиликатный песок природного происхождения с размером частиц, который является наименьшим размером частиц, который может быть отделен от измельченного порошкообразного продукта. 33. Способ по п. 15, о т л и ч а гощ и й с я тем, что диспергацию ведут в мельнице высокоэнергетической из группы, содержащей дисковую мельницу, мельницу типа клеточного барабана. 34. Способ по п. 15, о т л и ч а гощ и й с я тем, что диспергацию ведут в мельнице, предусматривающей вертикальный поток. 35. Способ по п. 15, о т л и ч а гощ и й с я тем, что диспергацию ведут в .мельнице, предусматривающей горизонтальный поток. 36. Способ по п. 15, о т л и ч а гощ и й с я тем, что стадии осуществляют непрерывно. 37. Способ по п. 15, о т л и ч а гощ и й с я тем, что стадии осуществляют в соответствии с периодическим процессом. 38. Способ по п. 15, о т л и ч а гощ и й с я тем, что разделение суспензии целевого продукта и суспензии для измельчения осуществляют на основании различий физических свойств исходного порошка, средства для перетира и порошка целевого продукта, выбранных из группы: размер частиц, плотность частиц и скорость создания частиц. 39. Способ по п. 15, о т л и ч а гощ и й с я тем, что дополнительно осуществляют выделение порошка целевого продукта из суспензии и диспергирование его в диспергирующей среде с образованием дисперсии. 40. Способ по п. 39, о т л и ч а гощ и й с я тем, что используют диспергирующую среду, совместимую с порошком и способом. 26356 Изобретение относится к составу для измельчения и более конкретно, к цирконийсиликатному составу для измельчения. Многие применения, такие как производство керамических деталей, производство магнитного состава и производство красок требуют чтобы керамический, магнитный и пигментный порошок, соответственно, были как можно более полно диспергированы в пределах данного связующего данному применению. Использование высокодиспергированных керамических порошков придает керамическим деталям более высокую плотность и большую прочность, чем имеют детали, изготовленные из менее полно диспергированных твердых частиц. Данные по сохранности магнитного состава ограничены размером частиц и тем, насколько полностью он диспергирован, максимальное хранение информации достигается тонкоизмельченным порошкообразным магнитным составом. Оптические свойства красок, такие как кроющая способность, яркость, окраска и стойкость сильно зависят от достигнутой степени дисперсности пигмента. Для достижения такого полного диспергирования порошка требуются тонкоизмельченные порошки. Обычно, устройства для дробления такие как дисковые мельницы, сетчатые барабанные мельницы и/или атриторные (дисковые) мельницы используют с измельчающей средой для получения таких тонкоизмельченных порошков, в идеальном случае для приведения порошка до его однородного состояния измельчения, такого как например, до размера единичного порошкообразного кристаллита. Измельчение некоторых порошков включает процесс деагломерации, согласно которому химические связи, такие как водородносвязанная поверхностная влажность, Ван дер Ваальсовские и электростатические силы, такиз как между частицами, а также любые другие связи, которые сохраняют частицы вместе, должны быть разрушены и/или преодолены для того, чтобы получить частицы в их состоянии однородного измельчения. Пигментный порошок, который вызывает измельчающий процесс деагломерации с доведением его до тонкоизмельченного порошка, представляет двуокись титана. Оптимальное диспергирование пигментного порошка двуокиси титана приводит к оптимизированным эксплуатационным свойствам, в частности, к улучшенному блеску, прочности и кроющей способности. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 56 6 Процессы деагломеризации наилучшим способом осуществляют используя связующее для перетира пигментов и наполнителей, характеризующееся малым размером частиц, который является мі юго меньше действительного размера частиц измельчаемого продукта, который может быть еще эффективно отделен от порошкообразного продукта. В непрерывных процессах связующее для перетира пигментов и наполнителей может быть отделено от частиц продукта, с использованием техники разделения по плотности. В типичной шаровой или песочной мельнице, действующей в непрерывном процессе, отделение связующего для перетира пигментов и наполнителей от продукта может быть эффективным на основании различий между скоростью оседания, размером частиц или обоими параметрами, существующими между связующим для перетира пигментов и наполнителей и порошкообразными частицами продукта. Промышленные применения для измельчения обычно используют силикатный песок, стеклянные шарики, керамический состав или стальные шарики, например, в качестве состава для измельчения. Среди них песок и стеклянные шарики низкой плотности около 2,6 г/см 3 и стеклянные шарики низкой твердости ограничивают материалы, которые могут быть измельчены с использованием песка или стеклянных шариков. Использование стальной дроби ограничивают только для тех применений, где загрязнение железом, вызванное продуктами износа стальной дроби в течение процесса измельчения может быть допущено. Таким образом, существует необходимость в относительно недорогом, густом и нетоксичном связующем для перетира пигментов и наполнителей, которое характеризуется малым размером частиц, достаточно высокой плотностью для процессов разделения для того, чтобы быть допущенным для использования при измельчении широкого ряда материалов, и которое не генерирует побочных продуктов износа, которые приводят к загрязнению порошкообразного продукта. Изобретение обеспечивает относительно недорогое, густое и нетоксичное связующее для перетира пигментов и наполнителей на основе цирконийсиликатного песка естественного происхождения, который имеет малый размер частиц и достаточно высокую плотность для того, чтобы делать его пригодным для измельчения широкого ряда материалов, в то же 26356 время не содержащего порошкообразного продукта с его побочными продуктами износа, а также к способу для измельчения порошка, используя это связующее для перетира пигментов и наполнителей. Согласно одному из аспектов изобретения, предусматривается цирконийсиликатный песок естественного происхождения, характеризующийся абсолютной 3 плотностью в области от около 4 г/см 3 до около 6 г/см , более предпочтитель3 но, в области от около 4,6 г/см до около 3 4,9 г/см и наиболее предпочтительно в 3 области от около 4,75 г/см до около 3 4,85 г/см . Другой аспект изобретения предусматривает способ измельчения порошка, включающий стадии, обеспечивающие исходный порошок, характеризующийся исходным размером частиц порошка и связующее для перетира пигментов и наполнителей на основе цирконийсиликатного песка естественного происхождения, характеризующееся абсолютной плотностью связующего для перетира и наполнителей в области от около 4,0 г/см 3 до около 6,0 г/см 3 и смешения исходного порошка й связующего для перетира пигментов и наполнителей с жидкой средой с образованием суспензии для измельчения; измельчения суспензии для измельчения в течение времени, достаточном для получения суспензии продукта, включающей порошок продукта, имеющий желаемый размер частиц порошка продукта и имеющий по существу тот же состав, что и исходный порошок и отделения суспензии продукта от суспензии для измельчения. Объект этого изобретения обеспечивает связующее для перетира пигментов и наполнителей на основе цирконийсиликатного песка естественного происхождения. Другой объект этого изобретения обеспечивает способ измельчения порошка, используя связующее для перетира пигментов и наполнителей на основе цирконийсиликатного песка естественного происхождения. Эти и другие объекты, особенности и преимущества настоящего изобретения будут достаточно очевидны для специалистов в этой области при прочтении описания предпочтительных вариантов, которые следуют далее. Как использовано здесь в описании и в формуле изобретения, которые следуют далее, термин "естественного происхождения" указывает на то, что цирконийси 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 8 ликатный песок добывают в форме цирконийсиликатного песка определенного размера частиц и который отличается от цирконийсиликатных минералов, которые синтезированы, произведены или получены другим синтетическим путем. Связующее для перетира пигментов или наполнителей на основе цирконийсиликатного песка изобретения находится в природе с определенным размером и формой, которое может быть разделено с получением соответствующих фракций для использования в данной операции измельчения. Добытый цирконийсиликатный песок разделяют с выделением соответствующей фракции цирконийсиликатного песка, из соображений размера частиц, который используют в качестве связующего для перетира пигментов и наполнителей. Термин "связующее для перетира пигментов и наполнителей" как он использован здесь в описании и формуле изобретения, которая следует далее, относительно к минералу, который помещают в размалывающее устройство, такое как дисковая мельница, мельница типа сетчатого барабана или атриторная мельница, вместе с порошком, который является более тонкоизмельченным или деагломерированным для передачи сдвигового действия размалывающего устройства порошку, который перерабатывают с разрушением отдельных частиц порошка. Изобретение предусматривает связующее для перетира пигментов и наполнителей, включающее цирконийсиликатный песок естественного происхождения, характеризующийся плотностью в области от около 4 г/см3 до около 6 г/см 3 , более предпочтительно в области от около 4,6 г/см3 до около 4,9 г/см3 и наиболее предпочтительно в области от около 4,75 г/см 3 3 до около 4,85 г/см . Цирконийсиликатный песок естественного происхождения имеет тенденцию являться однофазным, тогда как синтетические цирконийсиликатные керамические шарики являются обычно многофазными материалами. Поверхностные загрязнители, такие как алюминий, железо, уран, торий и другие тяжелые металлы, а также Т О2 могут присутствовать на поверхности частиц цирконийсиликатного песка естественного происхождения. Если поверхностные загрязнители удаляют любым способом предварительной обработки поверхности, известным специалистам в этой области, таким как, например, промывание и осветление, химический анализ указывает на то, что любые остающиеся заг 26356 рязнители находятся в пределах- кристаллической структуры цирконийсиликата и не оказывают вредного влияния на порошок, который измельчают. Так как плотность цирконийсиликатного песка естественного происхождения, 3 как описано выше, превышает 3,8 г/см , плотность, обычно характеризующую полученные цирконийсиликатные шарики, то может быть использовано связующее для перетира пигментов и наполнителей на основе цирконийсиликатного песка естественного происхождения меньшего размера, чем полученные цирконийсиликатные шарики без расслаивания цирконийсиликатного песка и измельчающей суспензии, переставая быть, таким образом, эффективным в качестве связующего для перетира пигментов и наполнителей. Связующее для перетира пигментов и наполнителей на основе цирконийсиликатного песка может быть охарактеризовано размером частиц, который много меньше размера частиц конечного продукта, размером частиц порошка измельченного продукта, который может быть эффективно отделен от порошка измельченного продукта. Обычно размер частиц цирконийсиликатного песка естественного происхождения больше 100 микрон и может находиться в области от около 100 микрон до около 1500 микрон, более предпочтительно в области от 100 микрон до около 500 микрон и наиболее предпочтительно в области от около 150 микрон до около 250 микрон. Добытый цирконийсиликатный песок естественного происхождения может быть расфракционирован, используя технику, хорошо известную специалистам в этой области, для выделения грубой фракции песка, имеющей частицы размера соответствующей функции в качестве •эффективного связующего для перетира пигментов и наполнителей. Связующее для перетира пигментов и наполнителей может быть любым жидким связующим совместимым с продуктом, который перемалывают, и способом измельчения и может включать воду, масло, любое другое органическое соединение или их смеси и может быть объединен с цирконийсиликатным песком естественного происхождения с образованием суспензии. Жидкое связующее выбирают в зависимости от продукта, который перемалывают. Измельченный порошок продукта может быть, а может и не быть, отделен от жидкого связующего после того как закончат процесс измельчения; однако, свя . 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 10 зующее для перетира пигментов и наполнителей обычно отделяют от жидкого связующего после окончания процесса измельчения. Если порошок, который измельчен, представляет пигмент для использования в краске или чернилах на основе масла, жидкое связующее может быть маслом, таким как натурально полученное масло, подобное тайговому маслу, льняному маслу, соевому маслу или талловому маслу или их смесям. Эти масла натурального происхождения могут быть смешаны с растворителями, такими как уайтспирит, тяжелый бензин или толуол или их смеси, которые могут далее включать вещества, такие как камеди, смолы, дисперсанты и/ или осушающие агенты. Жидкое связующее может также включать другие материалы, используемые в производстве красок и чернил на основе масла, такие как алкидные смолы, эпоксисмолы, нитроцеллюлоза, меламины, уретаны и силиконы. Если порошок, который измельчают, представляет пигмент для использования в краске на основе воды, такой как латексная краска, жидкое связующее может быть водой, необязательно включающей антивспенивающие агенты и/или диспергирующие агенты. Кроме того, если порошок представляет керамический или магнитный порошок, связующее может быть водой и может также включать диспергирующие агенты. Цирконийсиликатный песок естественного происхождения и жидкое связующее могут быть объединены с образованием измельчающей суспензии, которая далее характеризуется вязкостью измельчающей суспензии и которая может быть в области от около 1 до около 10000 сП, более предпочтительно в области от около 1,0 до около 500 сП и наиболее предпочтительно, в области от около 1,0 до около 100 сП. В общем, вязкость измельчающей суспензии определяют концентрацией твердых частиц в измельчающей суспензии и таким образом, повышение концентрации твердых частиц в измельчающей суспензии будет повышать вязкость и плотность измельчающей суспензии. Не существует абсолютного верхнего предела для вязкости измельчающей суспензии; однако, при некоторой вязкости достигают точки, где нет необходимости в связующем для перетира пигментов и наполнителей, как в случае для пластиков, приготовленных в экструдерах, валковых мельницах и т. д. без связующего для перетира пигментов и наполнителей. 11 26356 Изобретение также предусматривает способ измельчения порошка, включающий стадии, обеспечивающие исходный порошок, характеризующийся размером частиц исходного порошка; обеспечивая связующее для перетира пигментов и наполнителей, включающее цирконийсиликатный песок естественного происхождения, характеризующееся абсолютной плотностью связующего для перетира пигментов и наполнителей в области от около 4,0 г/см3 до около 6,0 г/см3; обеспечивающие жидкое связующее; смешения исходного порошка с жидким связующим с образованием измельчающей суспензии; измельчения измельчающей суспензии в течение времени, достаточного для образования суспензии продукта, включающей порошок продукта, характеризующийся желаемым размером частиц порошка продукта и имеющим по существу тот же состав, что и исходный порошок; и разделения суспензии продукта, включающей порошок продукта, от измельчающей суспензии. Исходный порошок, использованный в способе изобретения может быть агломерированным и/или агрегированным порошком. Агломерированный порошок может быть охарактеризован размером частиц агломерированного порошка меньше, чем около 500 микрон и более предпочтительно может быть в области от около 0,01 до около 200 микрон. Для пигментных по•рошков двуокиси титана, агломерированный порошок имеет размер частиц в области от около 0,05 до около 100 микрон, который может быть измельчен до приближенного размера частиц индивидуального кристаллита двуокиси титана. Исходный порошок может быть также охарактеризован абсолютной плотностью исходного порошка в области от около 0,8 до около 5,0 г/см 3 . Способ изобретения пригоден также для органических порошков, которые обычно имеют плотности в нижней части приведенной выше области, а также для неорганических порошков, таких как двуокись титана, карбонат кальция, бентонит или каолин или их смеси. Исходный порошок двуокиси титана может быть агломерированным пигментом двуокиси титана, который имеет плотность в области около 3,7 до около 4,2 г/см3. Цирконийсиликатный песок естественного происхождения, использованный в способе изобретения, может быть также охарактеризован размером частиц цирконийсиликатного песка больше чем около 100 микрон и может быть в области от около 100 микрон до около 1500 микрон, 12 „ более предпочтительно в области от около 100 микрон до около 500 микрон и наиболее предпочтительно в области от около 150 до около 250 микрон. 5 Жидкое связующее, использованное в способе изобретения, может быть маслом или водой, выбранным согласно уже описанному критерию. Стадия (5) измельчения может быть 10 проведена в любом соответствующем измельчающем устройстве, которое применяет связующее для перетира пигментов и наполнителей, таком как, но не ограниченными ими, бисерная мельница, мель15 ница типа клеточного барабана, дисковая мельница или штифтовая мельница, сконструированная для поддержания вертикального потока или горизонтального потока. Процесс измельчения может быть перио20 дическим или непрерывным процессом. Стадия (6) отделения суспензии продукта от измельчающей суспензии может быть выполнена выделением суспензии продукта, которая содержит порошок про25 дукта вместе с жидким связующим, из измельчающей суспензии на основании различия между физическими свойствами исходного порошка и связующего для перетира пигментов и наполнителей и фи30 зическими свойствами порошкообразных частиц продукта, такими как размер частиц, плотность частиц и скорость оседания частиц. Как уже описано, порошок продукта может быть отделен, а может 35 быть и не отделен, от жидкого связующего после того, как закончит процесс измельчения. Однако связующее для перетира пигментов и наполнителей обычно отделяют от жидкого связующего после то40 го, как заканчивают процесс измельчения. Порошок продукта может быть отделен от суспензии продукта и подвергнут дальнейшей переработке, такой как диспергирование порошка в диспергирующей среде для 45 получения дисперсии. В зависимости от того является ли дисперсия краской или чернилом на масляной основе или краской или чернилом на водной основе, или керамической или магнитной порошкооб50 разной дисперсией, дисперсионная среда может быть выбрана согласно тем же критериям, как уже описано для выбора жидкого связующего. Если порошок продукта, собираются использовать в суспензии про55 дукта, то нет необходимости в дальнейших стадиях диспергирования. Для того, чтобы далее проиллюстрировать настоящее изобретение, приводят следующие примеры. Конкретные соединения, способы и условия, использован 13 26356 ные в примерах, предназначены для иллюстрации настоящего изобретения, но не ограничивают его. П р и м е р 1. Следующий пример обеспечивает сравнение характеристики в качестве связующего для перетира пигментов и наполнителей обычных, коммерчески доступных синтетических цирконийсиликатных керамических шариков с характеристикой стандартного 10-40 меш (U. S.) силикатного песка. Песчаные мельницы, имеющие номинальные емкости измельчающей камеры 957 л и общие емкости 1892,5 л загружали отдельно 1350 кг синтетическими циркониисиликатными керамическими шариками с номинальным размером 300 микрон и 210 микрон и 540 кг стандартного 10-40 меш (U. S.) силикатного песка с возможно наиболее высокой загрузкой силикатным песком. Мельницы, загруженные 1350 кг синтетическими циркониисиликатными керамическими шариками, а также мельница, загруженная 540 кг силикатного песка 10-40 меш (U. S.), работали при скоростях потока 572, 768 и 1136 л/мин. Загружаемые суспензии, подаваемые через все мельницы, имели плотность 1,35 г/см 3 и содержали двуокись титана, приблизительно 40% которого была меньше чем 0,5 микрон в воде. Размер частиц двуокиси титана в суспензии продукта измерен, используя анализатор размера частиц Leeds and Northrupp 9200 серии Microtrac™ в воде с 0,2% поверхностно-активного вещества гексаметафосфата натрия при комнатной температуре. Результаты суммируют в табл. 1 и указывают, что эффективность связующего на основе синтетических цирконийсиликатных керамических шариков как указано процентным содержанием порошка продукта меньше или равна 0,5 микрон по размеру предпочтительно сравнима с эффективностью измельчения силикатного песка 1040 меш (U. S.). 5 t0 15 20 25 30 35 40 45 Кроме того, если свойства конечных пигментов, обработанных 210 микроннычии синтетическими циркониисиликатными керамическими шариками были сравнены 50 со свойствами пигментов, обработанных силикатным песком, то наблюдали некоторое улучшение по сравнению со свойствами конечных пигментов, обработанных силикатным песком. Улучшения включали 55 приблизительно 57% уменьшение времени разрушения, которое определяют как время включения пигмента в алкидную смолу, приблизительно 42% снижения консистенции, которую определяют как кру 14 тящий момент, необходимый для смешения краски на основе алкидной смолы, как только пигмент вводят в нее, приблизительное увеличение на 6 ед. в В235 полу-глянце, который определяют как 60° глянца, измеренного в латексной красящей системе, снижение приблизительно на 12 единиц В202Н мутности, которую определяют как относительную глубину изображения, которое может быть достигнуто на поверхности краски и увеличение приблизительно на 2 ед. в В202 глянце, который определяют в виде измерения при 20° света, отраженного от красящей системы, полученной в акриловой смоле. Отмечают, что связующее для перетира пигментов и наполнителей на основе цирконийсиликатного песка естественного происхождения из-за его более высокой плотности и однофазной микроструктуры, может давать пигментный порошок, имеющий лучшие свойства по сравнению с тем, которые получены используя синтетические цирконийсиликатные керамические шарики как описано выше. П р и м е р 2. Пример 2 обеспечивает сравнение характеристики синтетических цирконийсиликатных керамических шариков с характеристиками связующего для перетира пигментов и наполнителей на основе цирконийсиликатного песка естественного происхождения настоящего изобретения. Отмечают, что цирконийсиликатный песок естественного происхождения имеет более высокую плотность, чем плотность 3,8 г/см3 синтетических цирконийсиликатных продуктов, которая позволяет использовать более мелкие частицы цирконийсиликатного песка естественного происхождения, по сравнению с размерами частиц синтетического цирконийсиликатного продукта, обеспечивая тем самым большую эффективность измельчения. Испытания, проведенные на установке с использованием связующего для перетира пигментов и наполнителей на основе цирконийсиликатного песка естественного происхождения, имеющего размер частиц в области 180-210 микрон в мельнице типа клеточного барабана показали, что цирконийсиликатный п©еок естественного происхождения может быть успешно использован при поточном производстве с эффективным удалением грубых частиц, имеющих размер частиц больше, чем 0,5 микрон в пигменте двуокиси титана. Наблюдали несущественные потери среды из мельницы. Пример 2 был проведен путем изменения скорости потока в мельнице В, ра 15 26356 ботающей с обычным силикатным песком, и мельнице С, работающей с цирко-. нийсиликатным песком естественного происхождения. Песчаные загрузки в мельницы В и С были подобны тем, которые использовали в примере 1, т. е. 540 кг силикатного песка в мельнице В и 11350 кг цирконийсиликатного песка естественного происхождения в мельнице. Образцы были получены одновременно из обоих песчаных мельниц. Загрузка мельницы также была испытана для измерения любого изменения размера частиц в смеси. Данные размера частиц, как дано в табл.2, показывают, что либо при низкой скорости потока (приблизительно 492 л/ мин) либо при высокой скорости потока (приблизительно 1325 л/мин) цирконийсиликатный песок естественного происхождения является более эффективным в уменьшении размера частиц, по сравнению с характеристикой обычного силикатного песка. После периода непрерывной работы розливы обеих мельниц были испытаны на оптическое качество пигмента и загрязнение. Загрязнение пигментного продукта из связующего для перетира пигментов и наполнителей на основе цирконийсиликатного песка естественного происхождения было минимальным по данным измерения с помощью рентгеновского флюоресцентного анализа твердых веществ пигмента, найденных в розливе мельницы. Уровни "загрязнения металлом, также измеренные с помощью рентгеновской флюоресцентной спектроскопии были подобны тем, которые наблюдали в пигментах, измельченных с использованием в качестве связующего обычного силикатного песка. Оптическое качество пигмента, измельченного с помощью цирконийсиликатного песка естественного происхождения, как измерено с помощью В381 сухого цвета и испытания блеска, которые определяют как общее отражение света от порошкообразной компактной поверхности и спектр отраженного света, т. е. цвет сравнивают с тем, который был получен для образцов, измельченных с использованием обычного силикатного песка. Результаты этих испытаний суммированы в табл. 3. После 19 дней работы с цирконийсиликатным песком естественного происхождения, мельницу С проверяют на признаки износа каучуковой облицовки, используя датчик из волокнистой оптики (fiber optic probe), введенный через фланец в нижней боковой части мельницы. По су 5 10 15 2Q 25 30 35 40 45 50 55 16 ществу не наблюдают признаков износа на каучуковой облицовке, как указано состоянием тканеподобного образца на каучуковой облицовке мельницы, которая обычно присутствует на поверхности свежеоблицованной мельницы. Напротив, в мельнице, которая работала только в течение одной недели с использованием связующего для перетира пигментов и наполнителей на основе обычного силикатного песка, облицовка мельницы обнаруживает значительный износ, особенно у освинцованных концов роторных лопастей мельницы, где тканеподобный образец почти полностью был истерт. П р и м е р 3. Следующий пример обеспечивает свидетельство различий в размере частиц, содержании примеси и характеристики связующего, полученных среди цирконийсиликатных песков естественного происхождения из различных натуральных источников. Три образца цирконийсиликатных песков естественного происхождения, далее обозначенных как образец 1, образец 2 и образец 3 были оценены по размеру частиц с использованием ситового анализа, проведенного в течение 30 мин на Rot ар™. На основании данных, приведенных в табл. 4, размеры частиц образца 2 и образца 3 были подобны, тогда как образец 1 имел меньший размер, что может сделать затруднительным удерживание песка образца 1 в мельнице типа клеточного барабана в течение непрерывного процесса работы. Три образца цирконийсиликатного песка естественного происхождения были также подвергнуты элементному анализу с использованием рентгеновской флуоресцентной спектроскопии. Результаты элементного анализа приведены в табл. 5. Было также выполнено измельчение по лабораторной шкале с тремя образцами цирконийсиликатного песка естественного происхождения. Изучение проводили в мельнице типа клеточного барабана при стандартной лабораторной загрузке песка 1,8:1 загрузка циркониевого песка к пигменту. В табл. 6 представлено процентное содержание частиц, прошедших 0,5 микрон, т. е. частиц, имеющих размер меньше чем 0,5 микрон через 2, 4 и 8 мин измельчения, а также средний диаметр частиц в те же времена. Пигмент был необработанным непокрытым пигментом марки двуокиси титана. Размеры частиц были определены с использованием анализатора частиц Microtrac™, как было описано ранее. 18 26356 17 Таблица Мельница Скорость потока, л/мин А 1136 В А В А В А 1136 Измельченная среда % продукта

Дивитися

Додаткова інформація

Автори англійською

Thomas Ian Brownbridge, Phillip M.Story

Автори російською

Томас Ян Браунбридж, Филлип М. Стори

МПК / Мітки

МПК: B02C 17/16

Мітки: перетирання, наповнювача, засіб, пігменту, спосіб

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/12-26356-zasib-dlya-peretirannya-pigmentu-i-napovnyuvacha-ta-sposib-peretirannya-pigmentu-i-napovnyuvacha.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Засіб для перетирання пігменту і наповнювача та спосіб перетирання пігменту і наповнювача</a>

Подібні патенти