Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

способ получения композиционного пигмента для изготовления бумаги и картона

Классы МПК:D21H19/36 покрытия с пигментами
D21H19/38 отличающиеся пигментами
D21H19/44 отличающиеся другими ингредиентами, например связующим или диспергирующим агентом
D21H19/46 низкомолекулярные органические соединения
D21H19/64 неорганические соединения
D21H17/67 водонерастворимые соединения, например наполнители, пигменты
D21H17/69 модифицированные, например связыванием с другими составами перед введением в массу или бумагу
D21H17/70 образующие новые соединения в зоне обработки, например внутри массы или бумаги в результате химической реакции с другими веществами, добавляемыми отдельно
D21H17/36 полиалкениловые спирты; простые полиалкениловые эфиры; сложные полиалкениловые эфиры
C01C1/02 получение или выделение аммиака 
C01F7/02 оксид алюминия; гидроксид алюминия; алюминаты 
C01F11/02 оксиды или гидроксиды
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Центральный научно-исследовательский институт бумаги" (ОАО "ЦНИИБ") (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2005-02-15
публикация патента:

Способ касается получения пигмента для изготовления бумаги и картона и может быть использован в целлюлозно-бумажной промышленности при изготовлении бумаги с наполнителем, мелованной бумаги и картона. Гидроксид кальция смешивают с каолином и добавляют сульфата алюминия в водной среде при перемешивании. Водная среда содержит связующее, выбранное из группы, включающей крахмал и поливиниловый спирт в количестве 1,5-5,0% от массы абс.сухого пигмента, и/или водорастворимый краситель в количестве 0,1-0,5% от массы абс.сухого пигмента. Техническим результатом является улучшение качества пигмента и расширение его области применения. 2 табл.

Изобретение относится к производству пигментов, а также к технологиям изготовления бумаги с наполнителем, мелованных видов бумаги и картона.

В настоящее время в производстве бумаги и картона большое внимание уделяется разработке пигментов, позволяющих улучшить оптические и механические характеристики бумаг с наполнителем, а также покрытий на мелованных видах бумаги и картона. Разрабатываются также технологии, обеспечивающие возможность централизованного получения пигментов в виде порошка с последующим их использованием в различных производствах.

Известен способ получения белого пигмента путем обработки водной дисперсии гидроксида кальция сульфатом алюминия с получением сульфоалюмината кальция - сатинвейса (ЕР №1198522, С 09 С 1/40, 24.03.2004).

Однако полученная по этому способу дисперсия не подлежит высушиванию. Кроме того, способ не предусматривает получение пигмента, модифицированного связующим и/или крахмалом.

Ближайшим аналогом предлагаемого способа получения композиционного пигмента является способ получения сухого порошка пигмента, который затем можно редиспергировать в процессе приготовления меловальной композиции. Этот способ заключается в приготовлении водной суспензии сульфоалюмината кальция - сатинвейса - путем обработки гидроксида кальция сульфатом алюминия, добавления к этой дисперсии каолина и удаления воды высушиванием, предпочтительно распылением, с получением порошка пигмента - механической смеси сатинвейса и каолина при содержании сатинвейса в смеси 10-30% (см. US 3876443 А, Н.кл. 106-306, МПК 7 С 09 С 1/02, опубл. 08.04.1975).

В этом способе не предусматривается возможность модифицирования пигмента связующим и/или красителем.

Положительным результатом при использовании предлагаемого изобретения является придание пигменту новых свойств благодаря модифицированию связующим и/или красителем, что дает возможность расширить область его применения при изготовлении различных видов бумаги и картона.

Поставленный положительный эффект достигается тем, что в предлагаемом способе получения композиционного пигмента для изготовления бумаги и картона, включающем смешение гидроксида кальция, каолина и сульфата алюминия при диспергировании в водной среде, согласно изобретению сначала гидроксид кальция смешивают с каолином при их соотношении соответственно от 1:4,4 до 1:26,4 с образованием дисперсии, при этом используют водную среду, содержащую связующее, выбранное из группы, содержащей крахмал и поливиниловый спирт в количестве 1,0-5,0% от массы абсолютно сухого пигмента, и/или водорастворимый краситель в количестве 0,1-0,5% от массы абсолютно сухого пигмента, после чего к дисперсии добавляют сульфат алюминия при соотношении гидроксида кальция к сульфату алюминия 1,0:1,5. Сульфат алюминия берут в виде Al2(SO 4)3·18Н2O.

Суспензию пигмента можно дополнительно высушить при температуре 50-75°С и получить порошок.

Способ осуществляют следующим образом.

В реактор-смеситель, снабженный мешалкой, подают заданное количество воды, содержащей в растворенном виде расчетные количества связующего - крахмала или ПВС и/или красителя. Затем при интенсивном перемешивании постепенно вводят в виде порошка или дисперсий заданные количества гидроксида кальция и каолина, дисперсию перемешивают 15-20 минут и к полученной дисперсии постепенно добавляют нужное количество раствора сульфата алюминия, содержащего заданное количество сульфата алюминия в виде Al2(SO4)3·18Н 2О. После завершения подачи раствора сульфата алюминия смесь интенсивно перемешивают 15-20 минут. Получают дисперсию пигмента, модифицированного связующим и/или красителем, с содержанием сухих веществ 20-35%. Ее можно использовать непосредственно, например, при изготовлении белых или цветных бумаг с наполнителем или при приготовлении белых или цветных меловальных составов. Пигмент можно также высушить в слое с последующим измельчением в порошок или же высушить распылением. Этот порошок при необходимости редиспергируют и получают дисперсию с необходимой концентрацией пигмента. Свойства пигмента при высушивании и редиспергировании порошка сохраняются полностью, то есть удержание пигментом связующего и/или красителя сохраняется на том же уровне.

Физико-химические процессы при получении пигмента и при редиспергировании порошка можно представить следующим образом.

При интенсивном перемешивании в водной среде с растворенными в ней связующим и/или красителем, сульфатом алюминия и содержащей в дисперсном состоянии гидроксид кальция и каолин в системе протекает быстрая реакция взаимодействия сульфата алюминия и гидроксида кальция с образованием частиц сатинвейса, а также происходит необратимая сорбция некоторого количества связующего и/или красителя на частицах каолина. Кроме того, при образовании частиц сатинвейса вследствие сильного полярного взаимодействия этих частиц с молекулами воды происходит структурирование значительного по объему водного слоя в гидратных оболочках вокруг частиц сатинвейса не только в момент их образования, но также при редиспергировании порошка в воде. Растворенные в воде вещества оказываются в этих структурированных оболочках.

Свойства структурировать гидратные оболочки сохраняются у частиц сатинвейса и при их высушивании и последующем редиспергировании. Поэтому высушенные вместе с пигментом связующее и/или краситель, находящиеся на поверхности частиц сухого порошка, при его редиспергировании вновь оказываются в связанном с частицами состоянии. Даже при многократном разбавлении такой системы и интенсивном перемешивании водные структурированные оболочки частиц сатинвейса не размываются.

Условия проведения процесса по предлагаемому способу даны в табл.1, характеристики образцов по этим примерам - в табл.2.

При получении пигмента в порошковом виде дисперсию высушивают в слое при 75°С, измельчение кусочков проводят в фарфоровой ступке. В порошках определяют наличие или отсутствие сцементированных агломератов. Во всех образцах по примерам согласно изобретению агломераты отсутствуют. При редиспергировании порошка свойства пигментов сохраняются.

В качестве характеристики композиционных модифицированных пигментов используют степень удержания пигментом красителя и/или связующего, которую определяют следующим образом.

Определенное количество полученной дисперсии модифицированного пигмента смешивают на скоростной мешалке с определенным количеством воды. Разбавленную дисперсию выдерживают в покое до расслаивания. Нижний слой - свободно плавающий осадок дисперсии, а верхний - прозрачный, не содержащий взвеси водный слой. В этом слое определяют содержание связующего и/или красителя. Затем пересчетом на массу сухих веществ пигмента во взятой на разбавление навеске дисперсии определяют количества связующего и/или красителя, как связанных с пигментом, так и находящихся в водной фазе дисперсии. Степень удержания пигментом связующего и/или красителя при многократном разбавлении дисперсии водой выражают в % от поданных в систему в процессе приготовления композиционного модифицированного пигмента количеств связующего и/или красителя.

Как видно из табл. 1 и 2, предлагаемый способ позволяет получать композиционный модифицированный пигмент как белый, так и окрашенный в любой цвет, содержащий определенные количества связующего и крахмала или ПВС. Новые качества пигмента позволяют расширить области его применения, существенно снизить уровень загрязнения окружающей среды сточными водами бумажного производства.

Таблица 1

Условия проведения способа по примерам
№№ примеров Количество гидроксида кальция, г Количество сульфата алюминия в виде Al2 (SO4)3·18Н 2O, гКоличество каолина, г Количество образованного сатинвейса, гСвязующее и его количество, гКраситель и его количество, гВыход композиционного пигмента в расчете на сухие вещества, гКонцентрация композиционного пигмента в пасте, %
1 13,6520,5260 40Крахмал 5,2 -10525
210,24 15,397030 Крахмал 4,1Прямой ярко-оранжевый 0,5 10425
38,5312,8 7525ПВС 2,1 -10225
48,53 12,87525 -Прямой фиолетовый 0,5 10025
5 6,8910,26 8020ПВС 1,0 Прямой синий 0,1100 30
63,41 5,1390 10Крахмал 2,1Прямой желтый 0,310235
710,24 15,397030 --100 25

Таблица 2

Характеристики композиционного пигмента по примерам
№№ примеровСвязующее и его содержание в пигменте в расчете на сухое вещество, % Краситель и его содержание в пигменте в расчете на сухое вещество, %Степень удержания пигментом связующего, %Степень удержания пигментом красителя, %Белизна порошка белого пигмента, %
1Крахмал 5,0 -99,6 -91,4
2 Крахмал 4,0Прямой ярко-оранжевый 0,599,599,9 -
3ПВС 2,1 -99,4 -91,8
4 Крахмал 3,1Прямой фиолетовый 0,598,499,9 -
5ПВС 1,0 Прямой синий 0,198,6 99,9-
6Крахмал 2,0Прямой желтый 0,399,399,9 -
7 --- -92,3

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ получения композиционного пигмента для приготовления бумаги и картона, включающий смешение гидроксида кальция, каолина и сульфата алюминия при диспергировании в водной среде, отличающийся тем, что сначала гидроксид кальция смешивают с каолином при их соотношении от 1,0:4,4 до 1,0:26,4, при этом используют водную среду, содержащую связующее, выбранное из группы, содержащей крахмал и поливиниловый спирт в количестве 1,5-5,0% от массы абсолютно сухого пигмента, и/или водорастворимый краситель в количестве 0,1-0,5% от массы абсолютно сухого пигмента, после чего к дисперсии добавляют сульфат алюминия при соотношении гидроксида кальция к сульфату алюминия 1,0:1,5.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дисперсию пигмента дополнительно высушивают при температуре 50-75°С и получают порошок.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2283391

patent-2283391.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс D21H19/36 покрытия с пигментами

Класс D21H19/38 отличающиеся пигментами

Патенты РФ в классе D21H19/38:
композиции карбоната кальция и пигментов для бумажных составов, посредством которых снижают степень пробивания оттиска -  патент 2499859 (27.11.2013)
способ изготовления водных суспензий минеральных материалов или высушенных минеральных материалов, получаемые продукты, а также их применение -  патент 2494127 (27.09.2013)
частица пигмента из диоксида титана с плотным легированным слоем диоксида кремния (sio2) (варианты), способ получения частиц с плотным легированным слоем sio2 (варианты) и способ изготовления красок, лаков и бумаги с использованием названных частиц и исходный материал при изготовлении бумаги или покрытия на основе названных частиц -  патент 2487150 (10.07.2013)
осажденный кальциево-карбонатный пигмент, особенно применимый в качестве покрытия для бумаги, предназначенной для краскоструйного печатания -  патент 2486219 (27.06.2013)
пигмент на основе диоксида титана (варианты), способ получения покрытых пигментов, способы изготовления декоративной бумаги и материалов покрытия, декоративная бумага, декоративный материал покрытия и ламинат -  патент 2480498 (27.04.2013)
применение подвергшегося поверхностной обработке карбоната кальция в тонкой бумаге, способ получения продукта тонкой бумаги улучшенной мягкости и полученные продукты тонкой бумаги улучшенной мягкости -  патент 2478673 (10.04.2013)
пигмент на основе диоксида титана, способы получения пигмента на основе диоксида титана и пигмент, полученный одним из этих способов, декоративная бумага, способ изготовления декоративной бумаги, способ изготовления декоративных материалов покрытий и декоративные материалы покрытий -  патент 2443737 (27.02.2012)
способ производства совместно измельченного карбонатно-кальциевого материала типов gcc и pcc со специфическим коэффициентом крутизны, полученные продукты и их применение -  патент 2438980 (10.01.2012)
способ производства высокодисперсного совместно измельченного карбонатно-кальциевого материала типов gcc и pcc, полученные продукты и их применение -  патент 2438979 (10.01.2012)
способ диспергирования, и/или измельчения, и/или концентрирования карбоната кальция в водной среде с использованием водного раствора, содержащего соединения циркония -  патент 2434035 (20.11.2011)

Класс D21H19/44 отличающиеся другими ингредиентами, например связующим или диспергирующим агентом

Патенты РФ в классе D21H19/44:
латексные композиции -  патент 2521585 (27.06.2014)
защищенная бумага с водяным знаком (варианты) и способ ее изготовления (варианты) -  патент 2475578 (20.02.2013)
подложка для материалов для записи информации -  патент 2405079 (27.11.2010)
способ получения покрытой бумаги -  патент 2346098 (10.02.2009)
состав для облагораживания волокнистого материала -  патент 2330139 (27.07.2008)
лист, шероховатый на ощупь -  патент 2310028 (10.11.2007)
способ изготовления бумаги для струйной печати с пигментным покрытием и бумага для струйной печати с пигментным покрытием -  патент 2306375 (20.09.2007)
способ изготовления бумаги для струйной печати с пигментным покрытием и бумага для струйной печати с пигментным покрытием -  патент 2304651 (20.08.2007)
способ изготовления бумаги для струйной печати с глянцевым покрытием и бумага для струйной печати с глянцевым покрытием -  патент 2304650 (20.08.2007)
бумага с покрытием, обладающая шелковистостью на ощупь -  патент 2294998 (10.03.2007)

Класс D21H19/46 низкомолекулярные органические соединения

Класс D21H19/64 неорганические соединения

Патенты РФ в классе D21H19/64:
пигментная композиция в форме водной суспензии -  патент 2392223 (20.06.2010)
композиции для струйных принтеров, предотвращающие скручивание материалов, и системы для обработки материалов -  патент 2375512 (10.12.2009)
способ получения покрытой бумаги -  патент 2346098 (10.02.2009)
декоративная бумага, содержащая электрически заряженные волокна -  патент 2337836 (10.11.2008)
способ получения белого пигмента для изготовления бумаги и картона -  патент 2330138 (27.07.2008)
состав для облагораживания волокнистого материала -  патент 2324782 (20.05.2008)
способ изготовления бумаги для струйной печати с пигментным покрытием и бумага для струйной печати с пигментным покрытием -  патент 2306375 (20.09.2007)
способ изготовления бумаги для струйной печати с пигментным покрытием и бумага для струйной печати с пигментным покрытием -  патент 2304651 (20.08.2007)
способ изготовления бумаги для струйной печати с глянцевым покрытием и бумага для струйной печати с глянцевым покрытием -  патент 2304650 (20.08.2007)
способ получения пигмента для изготовления бумаги и картона -  патент 2283394 (10.09.2006)

Класс D21H17/67 водонерастворимые соединения, например наполнители, пигменты

Патенты РФ в классе D21H17/67:
способ получения карбоната кальция с подвергнутой реакционной обработке поверхностью, использующий слабую кислоту, конечные продукты и их применение -  патент 2520452 (27.06.2014)
применение полиэтилениминов как добавки в водных суспензиях материалов, включающих карбонат кальция -  патент 2519459 (10.06.2014)
способ получения карбоната кальция с подвергнутой реакционной обработке поверхностью и его применение -  патент 2519037 (10.06.2014)
композиции карбоната кальция и пигментов для бумажных составов, посредством которых снижают степень пробивания оттиска -  патент 2499859 (27.11.2013)
способ изготовления водных суспензий минеральных материалов или высушенных минеральных материалов, получаемые продукты, а также их применение -  патент 2494127 (27.09.2013)
картон с малой объемной плотностью -  патент 2490387 (20.08.2013)
осажденный кальциево-карбонатный пигмент, особенно применимый в качестве покрытия для бумаги, предназначенной для краскоструйного печатания -  патент 2486219 (27.06.2013)
органические волокна с минерализированной поверхностью -  патент 2480549 (27.04.2013)
бумажные основы с повышенной проклейкой поверхности и низкой проклейкой полотна, обладающие высокой стабильностью размеров -  патент 2449070 (27.04.2012)
гипсовый продукт и способ его получения -  патент 2448906 (27.04.2012)

Класс D21H17/69 модифицированные, например связыванием с другими составами перед введением в массу или бумагу

Патенты РФ в классе D21H17/69:
способ получения композитного материала -  патент 2504609 (20.01.2014)
способ получения бумажной массы -  патент 2499094 (20.11.2013)
способ производства материалов из карбоната кальция с улучшенными адсорбционными свойствами поверхности частиц -  патент 2499016 (20.11.2013)
пористый волокнистый продукт с повышенной прочностью -  патент 2494184 (27.09.2013)
частица пигмента из диоксида титана с плотным легированным слоем диоксида кремния (sio2) (варианты), способ получения частиц с плотным легированным слоем sio2 (варианты) и способ изготовления красок, лаков и бумаги с использованием названных частиц и исходный материал при изготовлении бумаги или покрытия на основе названных частиц -  патент 2487150 (10.07.2013)
пигмент на основе диоксида титана (варианты), способ получения покрытых пигментов, способы изготовления декоративной бумаги и материалов покрытия, декоративная бумага, декоративный материал покрытия и ламинат -  патент 2480498 (27.04.2013)
регулируемая предварительная флокуляция наполнителя с применением двойной полимерной системы -  патент 2471033 (27.12.2012)
композиция наполнителя -  патент 2445416 (20.03.2012)
биологически активный листовой волокнистый материал -  патент 2443823 (27.02.2012)
пигмент на основе диоксида титана, способы получения пигмента на основе диоксида титана и пигмент, полученный одним из этих способов, декоративная бумага, способ изготовления декоративной бумаги, способ изготовления декоративных материалов покрытий и декоративные материалы покрытий -  патент 2443737 (27.02.2012)

Класс D21H17/70 образующие новые соединения в зоне обработки, например внутри массы или бумаги в результате химической реакции с другими веществами, добавляемыми отдельно

Патенты РФ в классе D21H17/70:
способ кристаллизации наполнителя, связанный с технологическим процессом изготовления волокнистого полотна, и система подвода для машины для изготовления волокнистого полотна -  патент 2495180 (10.10.2013)
способ приготовления бумажной массы -  патент 2412295 (20.02.2011)
способ производства бумаги -  патент 2360059 (27.06.2009)
способ предварительной обработки волокнистого материала, предназначенного для использования в производстве бумаги, картона и подобной продукции, и устройство для его осуществления -  патент 2346097 (10.02.2009)
состав для гидрофобизации целлюлозных материалов -  патент 2334037 (20.09.2008)
беленая механическая бумажная масса и способ ее производства -  патент 2309212 (27.10.2007)
способ получения пигмента для изготовления бумаги и картона -  патент 2283393 (10.09.2006)
способ получения пигмента для изготовления бумаги и картона -  патент 2283392 (10.09.2006)
способ получения пигмента для изготовления бумаги и картона -  патент 2283390 (10.09.2006)
способ изготовления целлюлозосодержащих материалов -  патент 2237768 (10.10.2004)

Класс D21H17/36 полиалкениловые спирты; простые полиалкениловые эфиры; сложные полиалкениловые эфиры

Класс C01C1/02 получение или выделение аммиака 

Класс C01F7/02 оксид алюминия; гидроксид алюминия; алюминаты 

Патенты РФ в классе C01F7/02:
способ получения альфа-фазы оксида алюминия -  патент 2528979 (20.09.2014)
корундовая микропленка и способ ее получения /варианты/ -  патент 2516823 (20.05.2014)
способ синтеза композиционного металлооксида и композиционный металлооксид, полученный этим способом -  патент 2515430 (10.05.2014)
способ получения металлургического глинозема с применением летучей золы, образующейся в кипящем слое -  патент 2510365 (27.03.2014)
способ получения гранулированного сорбента -  патент 2503619 (10.01.2014)
катализатор селективного гидрирования и способ его получения -  патент 2490060 (20.08.2013)
способ получения широкопористого гамма-оксида алюминия -  патент 2482061 (20.05.2013)
способ переработки красных шламов глиноземного производства -  патент 2480412 (27.04.2013)
способ получения активного оксида алюминия -  патент 2473468 (27.01.2013)
способ получения высокодисперсного гидроксида алюминия и оксида алюминия на его основе -  патент 2465205 (27.10.2012)

Класс C01F11/02 оксиды или гидроксиды

Патенты РФ в классе C01F11/02:
композиции для доведения до кондиции грязевых отходов -  патент 2514781 (10.05.2014)
гексаферрит стронция как катодный материал для литиевого аккумулятора -  патент 2510550 (27.03.2014)
композиция на основе сложных оксидов циркония, фосфора и кальция для получения покрытия -  патент 2502667 (27.12.2013)
способ и устройство для гидратации содержащего сао материала в виде частиц или порошка, гидратированный продукт и использование гидратированного продукта -  патент 2370442 (20.10.2009)
водная известково-магнезиальная суспензия и способ ее приготовления -  патент 2344099 (20.01.2009)
способ получения пигмента для изготовления бумаги и картона -  патент 2283392 (10.09.2006)
способ получения пигмента для изготовления бумаги и картона -  патент 2283390 (10.09.2006)
способ получения пигмента для изготовления бумаги и картона -  патент 2274693 (20.04.2006)
способ получения сверхпроводящего материала mba2cu3q7- x -  патент 2104939 (20.02.1998)

Наверх