JP2009520096A - 水中で鉱物質を濃縮するための分散剤の使用、得られた分散液およびその使用 - Google Patents
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Abstract
本発明は、a)鉱物質を分散剤および/または粉砕助剤を用いずに水中で、低濃度(40%以下)において該鉱物質を粉砕すること、およびb)機械的および/または熱的手段によって高固体含量(65%以上)まで濃縮することによる鉱物質の水性懸濁液の製造方法において、少なくとも1つの分散剤が、段階(a)および段階(b)の間および/または段階(b)中および/または段階(b)中または段階(b)の後に、
少なくとも1つのアクリル酸のホモポリマーおよび少なくとも1つのフッ素化鉱物化合物の組み合わせの形で導入されることを特徴とする、分散剤の使用からなる。
少なくとも1つのアクリル酸のホモポリマーおよび少なくとも1つのフッ素化鉱物化合物の組み合わせの形で導入されることを特徴とする、分散剤の使用からなる。
Description
本発明は第一に水中で鉱物質が濃縮され得ることを可能にする新しい分散剤の使用に関する。
本発明はまた、そのように得られる鉱物質の水性分散液、および炭酸カルシウムのような鉱物質を含む水性配合物におけるその使用に関し、特に紙分野における、およびより具体的には紙シートおよび紙シート被覆、塗料、プラスチックス、および特に歯磨きの製造等化粧品の製造に関連した分野における使用に関する。
特に炭酸カルシウムのような鉱物質の水性懸濁液および分散液の製造者である当業者は、当該鉱物質を水中の懸濁液中で、長時間に亘って安定して、高い乾燥物質濃度で維持する目的で、分散剤および/または粉砕助剤をアクリル酸ホモポリマーおよび/またはコポリマー基材と一緒に使うことに長期に亘って馴れ親しんできた。
従って、彼等は特許FR2603042,EP0100947,EP0127388、EP0129329およびEP0542644に精通しており、これらは各種の中和剤で全体的または部分的に中和され、低分子量を有するこのようなポリマーの上に記載した目的のための使用を記載している。
これらの同じ出願に関連して、彼等はまた、特許FR2488814,EP0100948およびEP0542643に精通しており、これらは、関連特許に記載の通常方法で測定されたその比粘度が0.3および0.8の間であるアクリル酸ホモポリマーおよび/またはコポリマーの画分の使用を教示している。
それにもかかわらず、鉱物質の水性懸濁液が、長時間に亘って安定で得られることを可能にするこれらの各種解決法は、鉱物粒子が次のプロセスから派生する場合は、特に炭酸カルシウムのような鉱物粒子が、高い鉱物質の乾燥重量(分散液の合計重量の65%以上)で水に分散されることを可能にしない:
a)水性媒体中で、分散剤および/または粉砕助剤を使用せずに、および低乾燥物質濃度で(該懸濁液の合計重量に対して40%未満である鉱物質の乾燥抽出または乾燥重量含量で)鉱物質を粉砕するプロセス
b)ついで、その分散液の合計重量に対して65%以上の乾燥物質含量を有する鉱物質の水性分散液を得ることを目的とした、機械的および/または熱的濃縮プロセス
ここで、分散剤は、段階a)および段階b)の間、および/または段階b)中、および/または段階b)中および段階b)後に導入される。
a)水性媒体中で、分散剤および/または粉砕助剤を使用せずに、および低乾燥物質濃度で(該懸濁液の合計重量に対して40%未満である鉱物質の乾燥抽出または乾燥重量含量で)鉱物質を粉砕するプロセス
b)ついで、その分散液の合計重量に対して65%以上の乾燥物質含量を有する鉱物質の水性分散液を得ることを目的とした、機械的および/または熱的濃縮プロセス
ここで、分散剤は、段階a)および段階b)の間、および/または段階b)中、および/または段階b)中および段階b)後に導入される。
本出願の残りの部分において、本出願人は「分散剤を使用せずに、少量の乾燥抽出物を用いて粉砕するプロセスの後に分散剤の存在下、大量の乾燥抽出物を用いて濃縮するプロセス」と云う表現によりそのようなプロセスに言及し得る。
この特別な技術的な問題を解決する目的で、当業者は、文書EP0027996に精通しており、この文書は、分散剤なしで、湿性媒体中における粉砕段階によって鉱物質の水性懸濁液を製造し、ついでその懸濁液をろ過し、ついで得られたろ過ケーキを乾燥し、または分散剤の添加により低粘度の懸濁液に変換し、その粉砕段階が、その懸濁液の60重量%未満の乾燥物質濃度で行われ、該分散剤の添加後に得られる最終懸濁液が、その全体の重量の少なくとも80%を超す乾燥物質含量を有するプロセスを記載している。
しかし、当業者が、彼らが使用する分散剤を適切に選ばない場合は、得られる懸濁液の操作可能な特性の維持を続けながら、十分に高い最終乾燥物質の含量を得ることに成功しない;およびこの文書EP0027996において、特別な分散剤の選択に関し、またはこのような高い乾燥物質含量を得るために使用される実験条件およびこのような懸濁液の使用に適合可能な粘度に関し、当業者に何も教示されていない;したがって、このような文書は、彼らが本出願の技術的な問題を解決することを可能にしない。
文書EP0027996に続く他の2つの文書が同じ技術的問題を取り扱っていることは正にこの理由によるが、その観点は、本出願の技術的問題が有効に解決され得る特別な分散剤の選択の観点からである。われわれは、残りの部分でこれらの文書が当業者に対して欠点を除いたものでないことを知るであろう。
従って、当業者は特許WO01/048093に精通しており、この特許は、関連特許出願中に記載されている方法による0.08から0.80の範囲の粘度指数の分子量のアクリル酸のホモポリマーおよびアクリル酸と異なったアクリルおよび水溶性ビニルモノマーとのコポリマーの使用を教示している。
特許EP0850685は、当業者にアクリル酸およびマレイン酸のコポリマー(これらの2つの単位のモル比が2:1および10:1の間であり、平均分子質量が1,000および10,000ダルトンの間である)を使用することからなる一つの解決法を教示している。
最後に、当業者はまた、文書EP1147061にも精通しており、この文書は上記のプロセスと類似するが、それにもかかわらず異なるプロセスを記載している。この文書は、炭酸塩の含量が40重量%を超えない炭酸塩の希釈された水性懸濁液の製造段階によって特徴付けられ、ついで水を除去して45重量%および65重量%の間の含量を得る段階、ついで分散剤の可能な添加を行う段階、ついで減圧下で水を除去して少なくとも5重量%だけ含量を増加する段階、ついで最後に得られた懸濁液を機械的処理する段階によって特徴付けられるプロセスを記載している。従って、このプロセスは本出願の主題を形成するプロセスと異なっている。更に、段階の数が多く、かつ減圧下で作動可能な装置が必要性なために、実施がより複雑であると思われる。
当業者は、乾燥抽出物の量が多く(該分散液の合計重量に対して鉱物質が65重量%より高い)、および水性媒体中で低乾燥物質濃度(該分散液の合計重量に対して鉱物質が40重量%未満)を用い、分散剤および/または粉砕助剤を用いない粉砕段階後の、機械的および/または熱的濃縮中に100RPMで測定した5,000mPa.s.未満の直後のブルックフィールド(Brookfield)(登録商標)粘度を有する、特に炭酸カルシウムのような鉱物粒子の水性懸濁液を得る目的で新しい解決法をここに開発した。この解決法は文書WO01/048093およびEP0850685を除いて先行技術のいずれの文書によっても提案されていない。
更に、文書WO01/048093およびEP0850685は、とりわけ、完全にまたは部分的に中和されているアクリル酸のホモポリマーおよび/またはコポリマーが、分散剤を用いずに乾燥抽出物の少量を用いて粉砕するプロセスの後に、分散剤の存在下で乾燥抽出物の多量を用いる濃縮するプロセスを用いて炭酸カルシウムを水中に分散するのに適さないことを教示している。この教示は、文書WO01/048093およびEP0850685に記載されている選択された発明の主題である非常に特別なアクリル酸のホモポリマーおよびコポリマーに対して例外として受け取られる。この解決法の非常に制限的な特性は当業者が使用を望む分散剤の選択において、当業者に高度の自由度を与えない。
また、完全に驚異的な方法で、本発明は当業者がアクリル酸のホモポリマーをそれらについてのすべての制約なしに使用することを可能にする。また、予期せぬことに、本発明によるアクリル酸のホモポリマーのフッ素化鉱物化合物との組み合わせ使用は、当業者が、分散剤を使用せずに少量の乾燥抽出物を用いて粉砕するプロセスの後に分散剤の存在下、多量の乾燥抽出物を用いる濃縮するプロセスに従って、炭酸カルシウムを分散することを正確に可能にする。当業者は、したがって、特に文書WO01/048093およびEP0850685により与えられる教示を心がけて、高い乾燥抽出物(分散液の合計重量に対して鉱物質の重量が65%より高い)および100RPMで測定した低い直後のブルックフィールド(登録商標)粘度(5,000mPa.s.未満の)を,驚異的な方法で得ることに成功する。
最後に、本発明は、当業者が、アクリル酸のホモポリマーおよびフッ素化鉱物化合物によって作られた対の最適化によって、驚異的な方法で、文書WO01/048093およびEP0850685に提案されている解決法よりさらに有効であることを証明している解決法を得ることを可能にする。本出願に記載のいくつかの解決法は、当業者が非常に高い乾燥抽出物(該分散液の合計重量に対して鉱物質の重量が70%より高い)および100RPMで測定した非常に低い直後のブルックフィールド(登録商標)粘度(5,000mPa.s.未満、場合により250mPa.s.未満)を得ることを可能にする。これは2つの文書WO01/048093およびEP0850685に開示されていない。
本発明は、従って鉱物質の水性分散液の製造プロセスにおける分散剤の使用に基づいており、
a)分散剤および/または粉砕助剤を用いない、水中における該鉱物質の粉砕による鉱物質の水性懸濁液(該懸濁液は、その合計重量の40%未満または40%に等しい鉱物質の乾燥重量濃度を有する。)の調製の段階、
b) 鉱物質の乾燥重量濃度が、該分散液の合計重量の少なくとも65%に等しい鉱物質の水性分散液を得ることを目的とする、段階a)中に得られた鉱物質の該水性懸濁液の機械的および/または熱的手段による濃縮段階を含み、
少なくとも1つの分散剤が、段階a)および段階b)の間および/または段階b)中および/または段階b)中および段階b)後に、
少なくとも1つのアクリル酸のホモポリマーおよび少なくとも1つのフッ素化鉱物化合物の組み合わせの形で導入されることで特徴付けられる。
a)分散剤および/または粉砕助剤を用いない、水中における該鉱物質の粉砕による鉱物質の水性懸濁液(該懸濁液は、その合計重量の40%未満または40%に等しい鉱物質の乾燥重量濃度を有する。)の調製の段階、
b) 鉱物質の乾燥重量濃度が、該分散液の合計重量の少なくとも65%に等しい鉱物質の水性分散液を得ることを目的とする、段階a)中に得られた鉱物質の該水性懸濁液の機械的および/または熱的手段による濃縮段階を含み、
少なくとも1つの分散剤が、段階a)および段階b)の間および/または段階b)中および/または段階b)中および段階b)後に、
少なくとも1つのアクリル酸のホモポリマーおよび少なくとも1つのフッ素化鉱物化合物の組み合わせの形で導入されることで特徴付けられる。
炭酸カルシウムの水性分散液の分野において、本出願人は、フッ素化鉱物化合物の使用に精通している。
このように、文書US3179493はフッ化カリウム、フッ化ナトリウムおよびフッ化アンモニウムおよびケイフッ化物の中から選ばれるフッ素化化合物の存在下、カルシウム塩および炭酸化化合物の間の反応による、細かく分割され、高純度の沈降炭酸カルシウムの製造を教示している。文書US3793047に関しては、摩耗および酸に抵抗性のある乳白色粒子を得る目的でフッ素化化合物(H2SiF6およびMgSiF6)による炭酸カルシウムの表面処理を教示している。
第一に、これらの特許は、対象とされている技術的問題が、本文書に示されているものと非常に異なるので、当業者の現在の問題から非常にかけ離れている。第二に、採用された解決法に関し、これらの2つの文書に記載されているプロセスは、炭酸カルシウムの製造プロセス(US3179493)および炭酸カルシウムの処理のためのプロセス(US3793047)であるので、本発明のそれと基本的に異なる。最後に、これらの2つの文書中で使用された解決法はまた、フッ素化鉱物化合物とアクリル酸のホモポリマーの組み合わせを開示していないので、本発明の解決法と異なる。
従って、当業者は、驚異的な方法で、鉱物質の乾燥重量含量が該分散液の65重量%以上であり,100RPMで測定した5,000mPa.s.未満の直後のブルックフィールド(登録商標)粘度を有する、分散剤を用いずに乾燥抽出物の少量を用いて粉砕するプロセス後に、分散剤の存在下で乾燥抽出物の多量を用いて濃縮する粉砕プロセスから得られる特に炭酸カルシウムのような鉱物質粒子を水中に分散する目的で新しい解決法を開発した。
本解決法は従って鉱物質の水性分散液の製造プロセスにおける分散剤の使用に基いており、
a)分散剤および/または粉砕助剤を用いないで、該鉱物質の粉砕による鉱物質の水性懸濁液(該懸濁液は、その合計重量の40%未満または40%に等しい鉱物質の乾燥重量濃度を有する。)の調製の段階、
b) 鉱物質の乾燥重量濃度が、該分散液の合計重量の少なくとも65%に等しい鉱物質の乾燥重量濃度得ることを目的とする、段階a)中に得られる鉱物質の該水性懸濁液の機械的および/または熱的方法による濃縮の段階、
を含み、
少なくとも1つの分散剤が、段階a)および段階b)の間および/または段階b)中および/または段階b)中および段階b)の後に、
少なくとも1つのアクリル酸のホモポリマーおよび少なくとも1つのフッ素化鉱物化合物の組み合わせの形で導入されることを特徴とする。
a)分散剤および/または粉砕助剤を用いないで、該鉱物質の粉砕による鉱物質の水性懸濁液(該懸濁液は、その合計重量の40%未満または40%に等しい鉱物質の乾燥重量濃度を有する。)の調製の段階、
b) 鉱物質の乾燥重量濃度が、該分散液の合計重量の少なくとも65%に等しい鉱物質の乾燥重量濃度得ることを目的とする、段階a)中に得られる鉱物質の該水性懸濁液の機械的および/または熱的方法による濃縮の段階、
を含み、
少なくとも1つの分散剤が、段階a)および段階b)の間および/または段階b)中および/または段階b)中および段階b)の後に、
少なくとも1つのアクリル酸のホモポリマーおよび少なくとも1つのフッ素化鉱物化合物の組み合わせの形で導入されることを特徴とする。
段階b)中に用いられる機械的および熱的濃縮の手段は当業者によく知られた手段の中から選ばれる。
当業者はまた、彼らが得ることを望む鉱物質の最終分散液の特性を最適化する目的で、選択時、即ち、段階a)および段階b)の間および/または段階b)中および/または段階b)中および段階b)の後に、先行技術のすべての他の分散剤も使用し得る。
本発明による分散剤の使用は、段階a)中に得られる鉱物質の水性懸濁液が、好適には35%未満、より好適には30%未満の鉱物質の乾燥重量濃度を有することで、および、段階b)中に得られる鉱物質の該水性分散液が、好適には68%を超す、より好適には70%を超す鉱物質の乾燥重量濃度を有することで特徴づけられる。
この使用はまた、段階b)の直後に得られる鉱物質の該水性分散液が、5、000mPa.s.未満、好適には2,000mPa.s.未満、非常に好適には1,000mPa.s.未満、および極めて好適には500mPa.s.未満の100RPMで測定したブルックフィールド(登録商標)粘度を有することで特徴付けられる。
本発明による分散剤の使用はまた、該鉱物質が天然または合成の炭酸カルシウム、ドロマイト、カオリン、タルク、セメント、石膏、石灰、マグネシア、二酸化チタン、サテンホワイト、三酸化アルミニウム、あるいはまた三水酸化アルミニウム、シリカ、マイカおよびタルク−炭酸カルシウム混合物、炭酸カルシウム−カオリン混合物、あるいはまた炭酸カルシウムと三水酸化アルミニウムまたは三酸化アルミニウムとの混合物のようなこれらの充填剤の1つともう1つの混合物、あるいはまた合成または天然繊維との混合物、あるいはまたタルク−炭酸カルシウム共構造またはタルク−二酸化チタン共構造またはそれらの混合物等の中から選ばれることで特徴付けられる。
好適には、鉱物質は、天然または合成の炭酸カルシウムまたはタルクまたはカオリンまたはそれらの混合物の中から選ばれる。
非常に選択的には、鉱物質は、天然または合成の炭酸カルシウムまたはそれらの混合物から選ばれる。
本発明による分散剤の使用はまた、一方でフッ素化鉱物化合物が、他方でアクリル酸のホモポリマーが同時に導入されること、または、フッ素化鉱物化合物が、最初に導入され、ついでアクリル酸のホモポリマーが導入されるまたは最初にアクリル酸のホモポリマーが導入され、ついでフッ素化鉱物化合物が、導入されることでも特徴付けられる。
本発明による分散剤の使用はまた、該フッ素化鉱物化合物およびアクリル酸の該ホモポリマーが、同時に導入される時に、水性懸濁液および/または水性溶液の形で導入されることでも特徴付けられる。
本発明による分散剤の使用はまた、該フッ素化鉱物化合物が、粉末の形および/または水性懸濁液の形および/または水性溶液の形で導入されること、および、これらの2つの化合物(アクリル酸のホモポリマーおよびフッ素化鉱物化合物)が交互に導入される時、導入の順序を問わずアクリル酸の該ホモポリマーが、水性溶液の形で導入されることでも特徴付けられる。
本発明による分散剤の使用はまた、鉱物質の乾燥重量に対して少なくとも1つのアクリル酸のホモポリマーが乾燥重量で0.1%および0.3%の間、および好適には0.5%から1.5%の間で使用されることでも特徴付けられる。
本発明による分散剤の使用はまた、鉱物質の乾燥重量に対して少なくとも1つのアクリル酸のホモポリマーがで0.01%および0.5乾燥重量%の間、および好適には0.05%から0.25乾燥重量%の間で使用されることでも特徴付けられる。
本発明による分散剤の使用はまた、フッ素化鉱物化合物が、NaF、NaHF2、H2SiF6、HKF2、FeF2、PbF2、HNH4F2およびそれらの混合物,および好適にはNaF、H2SiF6、HKF2およびそれらの混合物の中から選ばれること、および該フッ素化鉱物化合物が好適には化合物NaFであることでも特徴付けられる。
本発明による分散剤の使用はまた、使用されるアクリル酸の該ホモポリマーが、カルシウムまたはマグネシウムの水酸化物および/または酸化物、ナトリウム、カリウムまたはアンモニウムの水酸化物またはそれらの混合物の中から選ばれる中和剤、好適にはナトリウムまたはアンモニウムの水酸化物の中から選択される中和剤またはその混合物によって、および非常に好適にはアンモニウムの水酸化物である中和剤によって、完全にまたは部分的に中和されていることでも特徴付けられる。
本発明による分散剤の使用はまた、使用されるアクリル酸の該ホモポリマーが、1,000および150,000ダルトンの間の平均分子質量、好適には5,000および100,000ダルトンの間の平均分子質量、更に好適には15,000および80,000ダルトンの間の平均分子質量を有することでも特徴付けられる。
本発明による分散剤の使用はまた、アクリル酸の該ホモポリマーが、10および100のダルトンの間、好適には50および100の間、より好適には70および100の間の中和された酸部位のモル百分率で表した中和率を有することでも特徴付けられる。
本発明のもう一つの目的は、製造プロセスにおいて、本発明による使用によって得られる鉱物質の水性分散液にあり、
段階a)および段階b)の間および/または段階b)中および/または段階b)中および段階b)の後に導入される少なくとも1つの分散剤(該分散剤は、少なくとも1つのアクリル酸のホモポリマーおよび少なくとも1つのフッ素化鉱物化合物の組み合わせの形で導入される。)の存在下で、
a)分散剤および/または粉砕助剤を用いないで、鉱物質の粉砕による鉱物質の水性懸濁液(該懸濁液は、その合計重量の40%以下の鉱物質の乾燥重量濃度を有する。)の調製の段階、
b)該分散液の合計重量の少なくとも65%に等しい鉱物質の乾燥重量濃度得ることを目的とする、段階a)中に得られた鉱物質の該水性懸濁液の濃縮の段階を含む。
段階a)および段階b)の間および/または段階b)中および/または段階b)中および段階b)の後に導入される少なくとも1つの分散剤(該分散剤は、少なくとも1つのアクリル酸のホモポリマーおよび少なくとも1つのフッ素化鉱物化合物の組み合わせの形で導入される。)の存在下で、
a)分散剤および/または粉砕助剤を用いないで、鉱物質の粉砕による鉱物質の水性懸濁液(該懸濁液は、その合計重量の40%以下の鉱物質の乾燥重量濃度を有する。)の調製の段階、
b)該分散液の合計重量の少なくとも65%に等しい鉱物質の乾燥重量濃度得ることを目的とする、段階a)中に得られた鉱物質の該水性懸濁液の濃縮の段階を含む。
本発明のもう一つの目的は、
−少なくとも1つのアクリル酸のホモポリマー
−および少なくとも1つのフッ素化鉱物化合物
を含むことで特徴付けられる鉱物質の水性分散液に基づいている。
−少なくとも1つのアクリル酸のホモポリマー
−および少なくとも1つのフッ素化鉱物化合物
を含むことで特徴付けられる鉱物質の水性分散液に基づいている。
鉱物質のこれらの水性分散液はまた、該水性分散液が、好適には68%を超す、より好適には70%を超す鉱物質の乾燥重量濃度を有することでも特徴付けられる。
鉱物質のこれらの水性分散液はまた、該鉱物質が、天然または合成の炭酸カルシウム、ドロマイト、カオリン、タルク、セメント、石膏、石灰、マグネシア、二酸化チタン、サテンホワイト、三酸化アルミニウム、あるいはまた三水酸化アルミニウム、シリカ、マイカおよびタルク−炭酸カルシウム混合物、炭酸カルシウム−カオリン混合物、あるいはまた炭酸カルシウムと三水酸化アルミニウムまたは三酸化アルミニウムとの混合物のようなこれらの充填剤の1つともう1つの混合物、あるいはまた合成または天然繊維との混合物、あるいはまたタルク−炭酸カルシウム共構造またはタルク−二酸化チタン共構造またはそれらの混合物の中から選ばれることで特徴付けられる。
好適には、鉱物質が、天然または合成炭酸カルシウムまたはタルクまたはカオリンまたはそれらの混合物の中から選ばれる。
非常に好適には、鉱物質が、天然または合成炭酸カルシウムまたはそれらの混合物の中から選ばれる。
鉱物質のこれらの水性分散液はまた、これらの水性分散液が、鉱物物質の乾燥重量に対して、アクリル酸の少なくとも1つのホモポリマーの0.1%および3.0乾燥重量%の間、および好適には0.5%および1.5乾燥重量%の間を含むことでも特徴付けられる。
鉱物質のこれらの水性分散液はまた、これらの水性分散液が、鉱物物質の乾燥重量に対して、少なくとも1つのフッ素化鉱物化合物の0.01%および0.5乾燥重量%の間、および好適には0.05%および0.25乾燥重量%の間を含むことでも特徴付けられる。
鉱物質のこれらの水性分散液はまた、該フッ素化鉱物化合物が、NaF、NaHF2、H2SiF6、HKF2、FeF2、PbF2、HNH4F2およびそれらの混合物の中から、好適にはNaF、H2SiF6、HKF2およびそれらの混合物の中から選ばれることおよび該フッ素化鉱物化合物が、化合物NaFであることでも特徴付けられる。
鉱物質のこれらの水性分散液はまた、使用されるアクリル酸の該ホモポリマーが、カルシウムまたはマグネシウムの水酸化物および/または酸化物、ナトリウム、カリウムまたはアンモニウムの水酸化物またはそれらの混合物の中から選ばれる中和剤によって、好適には水酸化ナトリウム、または水酸化アンモニウムまたはそれらの混合物の中から選ばれる中和剤によって、非常に好適には、水酸化アンモニウムである中和剤によって、完全にまたは部分的に中和されていることでも特徴付けられる。
鉱物質のこれらの水性分散液はまた、使用されるアクリル酸の該ホモポリマーが、1,000および150,000ダルトンの間、好適には5,000および100,000ダルトンの間、より好適には15,000および80,000ダルトンの間の平均分子質量を有することでも特徴付けられる。
鉱物質のこれらの水性分散液はまた、アクリル酸の該ホモポリマーが、好適には10および100ダルトンの間、50および100ダルトンの間、およびより好適には70および100ダルトンの間の中和された酸部位のモル百分率で表した中和率を有することでも特徴付けられる。
本発明のもう一つの目的は、鉱物質を含む水性配合物の製造の分野、特に紙分野、およびより詳細には紙シートの製造および紙の被覆シートの製造を意図する紙コーティングの製造、プラスチックスおよび塗料領域、およびまた化粧品、より詳細には歯磨きの製造におけるこれらの水性分散液の使用にある。
次の実施例は、本発明を説明するが、その範囲を限定しない。
この実施例は、次のプロセスにおける分散剤の使用を説明する:
(a)粒子の75重量%が1μm未満の直径(MICROMERITICS(登録商標)社により販売されているSedigraph(登録商標)5100型装置で測定)であるような粒度分布のNorwegian marbleである炭酸塩を粉砕助剤および分散剤を用いずに、その懸濁液の合計重量の20%に等しい鉱物質の乾燥重量濃度において粉砕することによる、炭酸カルシウムの水性懸濁液の調製、
(b) ついで、できるだけ高い鉱物質の乾燥重量濃度を得る目的で、段階(a)中にこのように得られた炭酸カルシウムの水性懸濁液の熱蒸発器による濃縮
ここで段階(b)中に、
−完全にまたは部分的に中和されたアクリル酸の少なくとも1つのホモポリマーおよび
−少なくとも1つのフッ素化鉱物化合物
の組み合わせの形における本発明による分散剤または先行技術による分散剤のいずれかが用いられた。
(a)粒子の75重量%が1μm未満の直径(MICROMERITICS(登録商標)社により販売されているSedigraph(登録商標)5100型装置で測定)であるような粒度分布のNorwegian marbleである炭酸塩を粉砕助剤および分散剤を用いずに、その懸濁液の合計重量の20%に等しい鉱物質の乾燥重量濃度において粉砕することによる、炭酸カルシウムの水性懸濁液の調製、
(b) ついで、できるだけ高い鉱物質の乾燥重量濃度を得る目的で、段階(a)中にこのように得られた炭酸カルシウムの水性懸濁液の熱蒸発器による濃縮
ここで段階(b)中に、
−完全にまたは部分的に中和されたアクリル酸の少なくとも1つのホモポリマーおよび
−少なくとも1つのフッ素化鉱物化合物
の組み合わせの形における本発明による分散剤または先行技術による分散剤のいずれかが用いられた。
鉱物質の各水性懸濁液についてのNo.1から17の試験のそれぞれについて、段階(b)の直後、25℃で、当業者によく知られた方法にしたがって、100RPMにおけるブルックフィールド(登録商標)粘度を測定し、μ100 t0と表記した。
試験No.1
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の70モル%が水酸化ナトリウムで中和され、13,300ダルトンに等し分子量Mwの、0.075に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%
−およびフッ化ナトリウム0.10乾燥重量%を使用する。
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の70モル%が水酸化ナトリウムで中和され、13,300ダルトンに等し分子量Mwの、0.075に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%
−およびフッ化ナトリウム0.10乾燥重量%を使用する。
試験No.2
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−完全に水酸化アンモニウムで中和され、10,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.07に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%
−およびフッ化ナトリウム0.10乾燥重量%を使用する。
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−完全に水酸化アンモニウムで中和され、10,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.07に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%
−およびフッ化ナトリウム0.10乾燥重量%を使用する。
試験No.3
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の50モル%が水酸化ナトリウムで中和され、酸部位の15モル%が水酸化マグネシウムで中和され、10,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.07に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%
−およびフッ化ナトリウム0.10乾燥重量%を使用する。
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の50モル%が水酸化ナトリウムで中和され、酸部位の15モル%が水酸化マグネシウムで中和され、10,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.07に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%
−およびフッ化ナトリウム0.10乾燥重量%を使用する。
試験No.4
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の40モル%が水酸化ナトリウムで中和され、10,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.07に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.80乾燥重量%
−およびフッ化ナトリウム0.10乾燥重量%を使用する。
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の40モル%が水酸化ナトリウムで中和され、10,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.07に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.80乾燥重量%
−およびフッ化ナトリウム0.10乾燥重量%を使用する。
試験No.5
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の80モル%が水酸化ナトリウムで中和され、10,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.07に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.70乾燥重量%
−およびフッ化ナトリウム0.10乾燥重量%を使用する。
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の80モル%が水酸化ナトリウムで中和され、10,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.07に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.70乾燥重量%
−およびフッ化ナトリウム0.10乾燥重量%を使用する。
試験No.6
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の60モル%が水酸化ナトリウムで中和され、10,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.07に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.70乾燥重量%
−およびフッ化ナトリウム0.10乾燥重量%を使用する。
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の60モル%が水酸化ナトリウムで中和され、10,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.07に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.70乾燥重量%
−およびフッ化ナトリウム0.10乾燥重量%を使用する。
試験No.7
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の15モル%が水酸化ナトリウムで中和され、10,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.07に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%
−およびフッ化ナトリウム0.10乾燥重量%を使用する。
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の15モル%が水酸化ナトリウムで中和され、10,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.07に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%
−およびフッ化ナトリウム0.10乾燥重量%を使用する。
試験No.8
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の40モル%が水酸化ナトリウムで中和され、10,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.07に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.73乾燥重量%
−および化合物H2SiF60.05乾燥重量%を使用する。
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の40モル%が水酸化ナトリウムで中和され、10,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.07に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.73乾燥重量%
−および化合物H2SiF60.05乾燥重量%を使用する。
試験No.9
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の80モル%が水酸化ナトリウムで中和され、10,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.07に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.70乾燥重量%
−および化合物HKF20.25乾燥重量%を使用する。
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の80モル%が水酸化ナトリウムで中和され、10,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.07に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.70乾燥重量%
−および化合物HKF20.25乾燥重量%を使用する。
試験No.10
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の60モル%が水酸化ナトリウムで中和され、10,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.07に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%
−および化合物HKF20.25乾燥重量%を使用する。
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の60モル%が水酸化ナトリウムで中和され、10,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.07に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%
−および化合物HKF20.25乾燥重量%を使用する。
試験No.11
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の80モル%が水酸化ナトリウムで中和され、10,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.07に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.70乾燥重量%
−および化合物HKF20.25乾燥重量%を使用する。
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の80モル%が水酸化ナトリウムで中和され、10,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.07に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.70乾燥重量%
−および化合物HKF20.25乾燥重量%を使用する。
試験No.12
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の80モル%が水酸化ナトリウムで中和され、10,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.07に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.70乾燥重量%
−および化合物PbF20.25乾燥重量%を使用する。
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の80モル%が水酸化ナトリウムで中和され、10,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.07に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.70乾燥重量%
−および化合物PbF20.25乾燥重量%を使用する。
試験No.13
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の40モル%が水酸化ナトリウムで中和され、10,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.07に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.70乾燥重量%
−および化合物HNH4F20.25乾燥重量%を使用する。
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の40モル%が水酸化ナトリウムで中和され、10,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.07に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.70乾燥重量%
−および化合物HNH4F20.25乾燥重量%を使用する。
試験No.14
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−完全に水酸化ナトリウムで中和され、50,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.8に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%
−およびフッ化ナトリウム0.10乾燥重量%を使用する。
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−完全に水酸化ナトリウムで中和され、50,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.8に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%
−およびフッ化ナトリウム0.10乾燥重量%を使用する。
試験No.15
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−完全に水酸化カリウムで中和され、50,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.8に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%
−およびフッ化ナトリウム0.10乾燥重量%を使用する。
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−完全に水酸化カリウムで中和され、50,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.8に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%
−およびフッ化ナトリウム0.10乾燥重量%を使用する。
試験No.16
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の50モル%が水酸化マグネシウムで中和され、酸部位の30モル%が水酸化ナトリウムで中和され、50,000ダルトンに等し分子量Mwの、0.8に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%
−およびフッ化ナトリウム0.10乾燥重量%を使用する。
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の50モル%が水酸化マグネシウムで中和され、酸部位の30モル%が水酸化ナトリウムで中和され、50,000ダルトンに等し分子量Mwの、0.8に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%
−およびフッ化ナトリウム0.10乾燥重量%を使用する。
試験No.17
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の80モル%が水酸化ナトリウムで中和され、50,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.8に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%
−およびフッ化ナトリウム0.10乾燥重量%を使用する。
この試験は本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量対して、
−酸部位の80モル%が水酸化ナトリウムで中和され、50,000ダルトンに等しい分子量Mwの、0.8に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%
−およびフッ化ナトリウム0.10乾燥重量%を使用する。
試験No.1から17のそれぞれに対し、t=0,25℃および100RPM(mPa.s単位)の回転速度で測定したブルックフィールド(登録商標)粘度(μ100 t0と記す)および乾燥抽出物の値(得られた分散液の全体重量に対する鉱物質の乾燥重量百分率として)(DEと記す)を表1に示す。
この表において、
−中和率1(%)は、中和された酸部位のモル百分率として表したそれぞれのホモポリマーの中和率を示す。
−量2は、鉱物質の全乾燥重量に対する該ポリマーの乾燥重量百分率として表した、用いたホモポリマーの量を示す。
−量3は、鉱物質の全乾燥重量に対するフッ素化鉱物化合物の乾燥重量百分率として表した、用いたフッ素化鉱物化合物の量を示す。
−μ100 t0は、段階b)の直後に100RPMで測定した−μ100 t0と表記したブルックフィールド(登録商標)粘度を示す。
DEは、それぞれの分散液の合計重量に対する鉱物質の乾燥重量百分率として表した乾燥抽出物を示す。
−中和率1(%)は、中和された酸部位のモル百分率として表したそれぞれのホモポリマーの中和率を示す。
−量2は、鉱物質の全乾燥重量に対する該ポリマーの乾燥重量百分率として表した、用いたホモポリマーの量を示す。
−量3は、鉱物質の全乾燥重量に対するフッ素化鉱物化合物の乾燥重量百分率として表した、用いたフッ素化鉱物化合物の量を示す。
−μ100 t0は、段階b)の直後に100RPMで測定した−μ100 t0と表記したブルックフィールド(登録商標)粘度を示す。
DEは、それぞれの分散液の合計重量に対する鉱物質の乾燥重量百分率として表した乾燥抽出物を示す。
従って、表1のデータは、本発明による分散剤の該使用により、分散剤または粉砕助剤を用いずに該懸濁液の合計重量の40%未満の乾燥物濃度で粉砕された炭酸カルシウムの最初の懸濁液が、効率的に分散され、および該分散液の合計重量の65%を超す鉱物質の乾燥重量濃度であることを可能にすることを示す。
さらにより好ましいことに、この表は、本発明による分散剤の該使用が、上記のプロセスにおいて65%を超す鉱物質の乾燥重量濃度および100RPMで測定した5,000mPa.sの直後のブルックフィールド(登録商標)粘度を有する炭酸カルシウムの水性分散液が得られることを可能にすることを示す。
いくつかの試験で、驚くべき方法で、70%を超す鉱物質の乾燥重量濃度および500mPa.s未満の100RPMで測定した直後のブルックフィールド(登録商標)粘度が更に得られている(試験No.2,7および14の場合)。
このような結果は、当業者の要求に完全に対応する。
試験No.18
この試験は、先行技術を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量に対し、水酸化ナトリウムで完全に中和され、14,000ダルトンに等しい分子量のアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%を使用する。
この試験は、先行技術を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量に対し、水酸化ナトリウムで完全に中和され、14,000ダルトンに等しい分子量のアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%を使用する。
試験No.19
この試験は、先行技術を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量に対し、水酸化ナトリウムで完全に中和され、12,000ダルトンに等しい分子量のアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%を使用する。
この試験は、先行技術を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量に対し、水酸化ナトリウムで完全に中和され、12,000ダルトンに等しい分子量のアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%を使用する。
試験No.20
この試験は、先行技術を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量に対し、水酸化アンモニウムで完全に中和され、10,000ダルトンに等しい分子量のアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%を使用する。
この試験は、先行技術を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量に対し、水酸化アンモニウムで完全に中和され、10,000ダルトンに等しい分子量のアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%を使用する。
試験No.21
この試験は、先行技術を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量に対し、水酸化アンモニウムで完全に中和され、10,000ダルトンに等しい分子量のアクリル酸のホモポリマー0.80乾燥重量%を使用する。
この試験は、先行技術を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量に対し、水酸化アンモニウムで完全に中和され、10,000ダルトンに等しい分子量のアクリル酸のホモポリマー0.80乾燥重量%を使用する。
試験No.22
この試験は、先行技術を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量に対し、水酸化アンモニウムで完全に中和され、10,000ダルトンに等しい分子量のアクリル酸のホモポリマー0.85乾燥重量%を使用する。
この試験は、先行技術を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量に対し、水酸化アンモニウムで完全に中和され、10,000ダルトンに等しい分子量のアクリル酸のホモポリマー0.85乾燥重量%を使用する。
試験No.18から22のそれぞれに対し、t=0,25℃および100RPM(mPa.s単位)の回転速度で測定したブルックフィールド(登録商標)粘度(μ100 t0と記す)および乾燥抽出物(得られた分散液の全体重量に対する鉱物質の乾燥重量百分率として)(DEと記す)を表2に示す。
この表において、
−中和率1(%)は、中和された酸部位のモル百分率として表したそれぞれのホモポリマーの中和率を示す。
−量2は、鉱物質の全乾燥重量に対する該ポリマーの乾燥重量百分率として表した、用いた該ホモポリマーの量を示す。
−μ100 t0は、段階b)の直後に100RPMで測定した−μ100 t0と表記したブルックフィールド(登録商標)粘度を示す。
DEは、それぞれの分散液の合計重量に対する鉱物質の乾燥重量百分率として表した乾燥抽出物を示す。
−中和率1(%)は、中和された酸部位のモル百分率として表したそれぞれのホモポリマーの中和率を示す。
−量2は、鉱物質の全乾燥重量に対する該ポリマーの乾燥重量百分率として表した、用いた該ホモポリマーの量を示す。
−μ100 t0は、段階b)の直後に100RPMで測定した−μ100 t0と表記したブルックフィールド(登録商標)粘度を示す。
DEは、それぞれの分散液の合計重量に対する鉱物質の乾燥重量百分率として表した乾燥抽出物を示す。
表2のデータは、試験No.18から22はいずれも、5,000mPa.s未満のブルックフィールド(登録商標)粘度(段階(b)の直後に100RPMで測定された)および同時に鉱物質の65重量%を超す乾燥抽出物が得られることを可能にしないことを示す:これはしかし、本出願が解決しようとする技術的問題を通して、当業者の主要な目的が残る。
従って、表1に示した結果との比較は、本発明によるポリマーの使用によって得られる驚異的な効果を示す。
最後に、文書EP0850685(試験No.23)に記載のアクリル酸と無水マレイン酸のコポリマーを用いた試験、および文書WO01/048093(試験No.24)に記載のアクリル酸のホモポリマーを用いた試験を実施した。これらの2つの試験は先行技術を説明し、試験No.1から17に記載のプロセスと同じプロセスにおける該ポリマーを使用する。
試験No.23
この試験は、先行技術を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量に対し、炭酸ナトリウムで完全に中和された、22,500ダルトンに等しい分子量のアクリル酸と無水マレイン酸のコポリマー(3:1のモル混合物)0.75乾燥重量%を使用する。
この試験は、先行技術を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量に対し、炭酸ナトリウムで完全に中和された、22,500ダルトンに等しい分子量のアクリル酸と無水マレイン酸のコポリマー(3:1のモル混合物)0.75乾燥重量%を使用する。
試験No.24
この試験は、先行技術を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量に対し、炭酸ナトリウムで完全に中和された、50,000ダルトンに等しい分子量の、0.8に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%を使用する。
この試験は、先行技術を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量に対し、炭酸ナトリウムで完全に中和された、50,000ダルトンに等しい分子量の、0.8に等しい粘度指数(文書WO01/048093に記載の方法に従って測定)を有するアクリル酸のホモポリマー0.75乾燥重量%を使用する。
試験No.23から24のそれぞれに対し、t=0,25℃でおよび100RPM(mPa.s単位)の回転速度で測定し、μ100 t0と記すブルックフィールド(登録商標)粘度および乾燥抽出物の値(得られた分散液の全体重量に対する鉱物質の乾燥重量百分率として)(DEと記す)を表3に示す。
試験No.2,7および14についての結果も表3に示す。
この表において、
−用語ホモポリマーは、アクリル酸のホモポリマーを示す
−用語ホモポリマーは、分子量が22,500ダルトンのアクリル酸および無水マレイン酸(3:1モル混合物)のコポリマーを示す。
−中和率1(%)は、中和された酸部位のモル百分率として表したそれぞれのホモポリマーまたはコポリマーの中和率を示す。
−量2は、鉱物質の全乾燥重量に対する該ポリマーの乾燥重量百分率として表した、用いた該ホモポリマーまたはコポリマーの量を示す。
−量3は、鉱物質の全乾燥重量に対する該フッ素化鉱物化合物の乾燥重量百分率として表した、用いた該フッ素化鉱物化合物の量を示す。
−μ100 t0は、段階b)の直後に100RPMで測定され、−μ100 t0と表記したブルックフィールド(登録商標)粘度を示す。
DEは、それぞれの分散液の合計重量に対する鉱物質の乾燥重量百分率として表した乾燥抽出物を示す。
−用語ホモポリマーは、アクリル酸のホモポリマーを示す
−用語ホモポリマーは、分子量が22,500ダルトンのアクリル酸および無水マレイン酸(3:1モル混合物)のコポリマーを示す。
−中和率1(%)は、中和された酸部位のモル百分率として表したそれぞれのホモポリマーまたはコポリマーの中和率を示す。
−量2は、鉱物質の全乾燥重量に対する該ポリマーの乾燥重量百分率として表した、用いた該ホモポリマーまたはコポリマーの量を示す。
−量3は、鉱物質の全乾燥重量に対する該フッ素化鉱物化合物の乾燥重量百分率として表した、用いた該フッ素化鉱物化合物の量を示す。
−μ100 t0は、段階b)の直後に100RPMで測定され、−μ100 t0と表記したブルックフィールド(登録商標)粘度を示す。
DEは、それぞれの分散液の合計重量に対する鉱物質の乾燥重量百分率として表した乾燥抽出物を示す。
これらの結果は、本発明による新しい分散剤の使用が、それらの最適化後、当業者に,彼等の問題を解決するために以前にアクセスできた技術状況報告書の僅かに2つの文書(WO01/048093およびEP0850685)に提案された非常に制限された選択からなる解決法よりもさらにより効率的な解決法を供給することを可能にすることを示す。
この実施例は、次のプロセスにおける分散剤の使用を説明する:
(a)粒子の75重量%が1μm未満の直径(MICROMERITICS(登録商標)社により販売されているSedigraph(登録商標)5100型装置で測定)であるような粒度分布のNorwegian marbleである炭酸塩を粉砕助剤および分散剤を用いずに、該懸濁液の合計重量の30%に等しい鉱物質の乾燥重量濃度において粉砕することによる、炭酸カルシウムの水性懸濁液の調製、
(b)ついで、鉱物質のできるだけ高い乾燥重量濃度を得る目的で、段階(a)中にこのように得られた炭酸カルシウムの水性懸濁液の熱蒸発器による濃縮、
ここで、本発明による分散剤は、
−完全にまたは部分的に中和されたアクリル酸の少なくとも1つのホモポリマーおよび
−少なくとも1つのフッ素化鉱物化合物の組み合わせの形において用いられた。
(a)粒子の75重量%が1μm未満の直径(MICROMERITICS(登録商標)社により販売されているSedigraph(登録商標)5100型装置で測定)であるような粒度分布のNorwegian marbleである炭酸塩を粉砕助剤および分散剤を用いずに、該懸濁液の合計重量の30%に等しい鉱物質の乾燥重量濃度において粉砕することによる、炭酸カルシウムの水性懸濁液の調製、
(b)ついで、鉱物質のできるだけ高い乾燥重量濃度を得る目的で、段階(a)中にこのように得られた炭酸カルシウムの水性懸濁液の熱蒸発器による濃縮、
ここで、本発明による分散剤は、
−完全にまたは部分的に中和されたアクリル酸の少なくとも1つのホモポリマーおよび
−少なくとも1つのフッ素化鉱物化合物の組み合わせの形において用いられた。
鉱物質の各水性分散液に関する以下の試験のそれぞれについて、段階b)の直後、25℃で、当業者によく知られた方法で、100RPMにおけるブルックフィールド(登録商標)粘度を測定し、μ100 t0と表記した。
試験No.25
この試験は、本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量に対し、
−段階a)およびb)の間で導入されるNaHF20.10乾燥重量%
−および段階b)中に3用量で導入される、すべての酸部位が、水酸化ナトリウムで中和された、10,000ダルトンに等しい分子量の、アクリル酸のホモポリマー0.60乾燥重量%を使用する。
この試験は、本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量に対し、
−段階a)およびb)の間で導入されるNaHF20.10乾燥重量%
−および段階b)中に3用量で導入される、すべての酸部位が、水酸化ナトリウムで中和された、10,000ダルトンに等しい分子量の、アクリル酸のホモポリマー0.60乾燥重量%を使用する。
試験No.26
この試験は、本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量に対し、
−段階a)およびb)の間で導入されるNaF0.10乾燥重量%およびH2SiF60.10乾燥重量%
−および段階b)中および後に導入される、すべての酸部位が、水酸化ナトリウムで中和された、10,000ダルトンに等しい分子量の、アクリル酸のホモポリマー0.60乾燥重量%を使用する。
この試験は、本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量に対し、
−段階a)およびb)の間で導入されるNaF0.10乾燥重量%およびH2SiF60.10乾燥重量%
−および段階b)中および後に導入される、すべての酸部位が、水酸化ナトリウムで中和された、10,000ダルトンに等しい分子量の、アクリル酸のホモポリマー0.60乾燥重量%を使用する。
表4は表1の略号を使用する(それらの意味は上記のとおり)。
従って、表4のデータは、本発明による分散剤の使用により、分散剤または粉砕助剤を用いずに該懸濁液の合計重量の40%未満の乾燥物濃度で粉砕された炭酸カルシウムの最初の懸濁液が、効率的に分散され、および該分散液の合計重量の65%を超す鉱物質の乾燥重量濃度であることを可能にすることを示す。
従って、表4のデータは、本発明による分散剤の使用により、分散剤または粉砕助剤を用いずに該懸濁液の合計重量の40%未満の乾燥物濃度で粉砕された炭酸カルシウムの最初の懸濁液が、効率的に分散され、および該分散液の合計重量の65%を超す鉱物質の乾燥重量濃度であることを可能にすることを示す。
さらにより好ましいことに、この表は、本発明による分散剤の使用により、上記のプロセスにおいて65%を超す鉱物質の乾燥重量濃度および100RPMで測定した5000mPa.s未満の直後のブルックフィールド(登録商標)粘度を有する炭酸カルシウムの水性分散液が得られることを可能にすることを示す。
この実施例は、次のプロセスにおける分散剤の使用を説明する。
(a)粒子の75重量%が1μm未満の直径(MICROMERITICS(登録商標)社により販売されているのSedigraph(登録商標)5100型装置で測定)であるような粒度分布のNorwegian marbleである炭酸塩を粉砕助剤および分散剤を用いずに、その懸濁液の合計重量の16%に等しい鉱物質の乾燥重量濃度において粉砕することによる、炭酸カルシウムの水性懸濁液の調製プロセス、
(b)ついで、鉱物質のできるだけ高い乾燥重量濃度を得る目的で、段階(a)中のこのように得られた炭酸カルシウムの水性懸濁液の熱蒸発器による濃縮プロセス
ここで、本発明による分散剤は、
−完全にまたは部分的に中和されたアクリル酸の少なくとも1つのホモポリマーおよび
−少なくとも1つのフッ素化鉱物化合物の組み合わせの形において用いられた。
(b)ついで、鉱物質のできるだけ高い乾燥重量濃度を得る目的で、段階(a)中のこのように得られた炭酸カルシウムの水性懸濁液の熱蒸発器による濃縮プロセス
ここで、本発明による分散剤は、
−完全にまたは部分的に中和されたアクリル酸の少なくとも1つのホモポリマーおよび
−少なくとも1つのフッ素化鉱物化合物の組み合わせの形において用いられた。
試験No.27
この試験は、本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量に対し:
−段階a)およびb)の間で導入されるNaFの0.10乾燥重量%および
−段階b)中で導入される、すべての酸部位が水酸化ナトリウムで中和された、9500ダルトンに等しい分子量の、RAFT(文書2821620に記載の方法による)として知られている制御されたラジカル重合によって得られたアクリル酸のホモポリマー0.80乾燥重量%、および段階b)の後に導入される0.2%を使用する。
この試験は、本発明を説明し、炭酸カルシウムの乾燥重量に対し:
−段階a)およびb)の間で導入されるNaFの0.10乾燥重量%および
−段階b)中で導入される、すべての酸部位が水酸化ナトリウムで中和された、9500ダルトンに等しい分子量の、RAFT(文書2821620に記載の方法による)として知られている制御されたラジカル重合によって得られたアクリル酸のホモポリマー0.80乾燥重量%、および段階b)の後に導入される0.2%を使用する。
出願人はNo.1から26までの試験で用いられたアクリル酸のホモポリマーはすべて従来の重合法で得られたことを示している。
表5のデータは、本発明による分散剤の使用により、分散剤または粉砕助剤を用いずに該懸濁液の合計重量の40%未満の乾燥物濃度で粉砕された炭酸カルシウムの最初の懸濁液が効率的に分散され、および該分散液の合計重量の65%を超す鉱物質の乾燥重量濃度であることを可能にすることを示す。
さらにより好ましいことに、この表は、本発明による分散剤の使用により、上記のプロセスにおいて65%を超す鉱物質の乾燥重量濃度および100RPMで測定した5,000mPa.s未満の直後のブルックフィールド(登録商標)粘度を有する炭酸カルシウムの水性分散液が得られることを可能にすることを示す。
最後に出願人は、水溶液の形で用いられたH2SiF6を除き、すべてのフッ素化化合物が本発明に関連して溶液の形で用いられたことを示す。
Claims (48)
- (a)鉱物質を分散剤および/または粉砕助剤を用いずに粉砕することによる、前記鉱物質の水性懸濁液(前記懸濁液は、その合計重量の40%未満または40%に等しい鉱物質の乾燥重量濃度を有する。)の調製の段階、
(b)前記分散液の合計重量の少なくとも65%に等しい鉱物質の乾燥重量濃度を得ることを目的とする、段階(a)中に得られた鉱物質の前記水性懸濁液の機械的および/または熱的手段による濃縮の段階、
を含み、
少なくとも1つの前記分散剤が、段階(a)および段階(b)の間および/または段階(b)中および/または段階(b)中および段階(b)の後に、
少なくとも1つのアクリル酸のホモポリマーおよび
少なくとも1つのフッ素化鉱物化合物の組み合わせの形で
導入されることを特徴とする、
鉱物質の水性懸濁液の製造方法における分散剤の使用。 - 段階(a)中に得られた鉱物質の前記水性懸濁液が、好適には35%未満、より好適には30%未満(前記懸濁液の合計重量に対して)の鉱物質の乾燥重量濃度を有し、および、段階(b)の後に得られる鉱物質の前記水性懸濁液が、好適には68%を超す、より好適には70%を超す(前記懸濁液の合計重量に対して)鉱物質の乾燥重量濃度を有する、
ことを特徴とする、請求項1に記載の分散剤の使用。 - 段階(b)の直後に得られた鉱物質の前記水性懸濁液が、5,000mPa未満、好適には2,000mPa未満、非常に好適には1,000mPa未満および極めて好適には500mPa未満のブルックフィールド(Brookfield)(登録商標)粘度(前記粘度は、100RPMで測定される。)を有することを特徴とする、請求項1または2の1項に記載の分散剤の使用。
- 鉱物質が、天然または合成の炭酸カルシウム、ドロマイト、カオリン、タルク、セメント、石膏、石灰、マグネシア、二酸化チタン、サテンホワイト、三酸化アルミニウム、あるいはまた三水酸化アルミニウム、シリカ、マイカおよびタルク−炭酸カルシウム混合物、炭酸カルシウム−カオリン混合物のようなこれらの充填剤の1つともう1つの混合物、あるいはまた炭酸カルシウムと三水酸化アルミニウムまたは三酸化アルミニウムとの混合物、あるいはまた合成または天然繊維との混合物、あるいはまたタルク−炭酸カルシウム共構造またはタルク−二酸化チタン共構造またはそれらの混合物の中から選ばれることを特徴とする、請求項1から3の1項に記載の分散剤の使用。
- 鉱物質が、天然または合成炭酸カルシウムまたはタルクまたはカオリンまたはそれらの混合物から選ばれることを特徴とする、請求項4に記載の分散剤の使用。
- 鉱物質が、天然または合成炭酸カルシウムまたはそれらの混合物から選ばれることを特徴とする、請求項5に記載の分散剤の使用。
- 一方でフッ素化鉱物化合物が、および他方でアクリル酸のホモポリマーが、同時に導入されること、または、前記フッ素化鉱物化合物が、先ず導入され、ついで前記アクリル酸のホモポリマーが導入されるまたは前記アクリル酸のホモポリマーが先ず導入され、ついで前記フッ素化鉱物化合物が導入されることを特徴とする、請求項1から6の1項に記載の分散剤の使用。
- フッ素化鉱物化合物およびアクリル酸のホモポリマーが、同時に導入される時に、水性懸濁液および/または水溶液の形で導入されることを特徴とする、請求項1から7の1項に記載の分散剤の使用。
- 2つの化合物(フッ素化鉱物化合物およびアクリル酸のホモポリマー)が交互に導入される時に、その順序がどうであれ、前記フッ素化鉱物化合物が粉末の形および/または水性懸濁液の形および/または水溶液の形で導入されることおよび前記アクリル酸のホモポリマーが水溶液の形で導入されことを特徴とする、請求項1から7の1項に記載の分散剤の使用。
- 鉱物物質の乾燥重量に対して、アクリル酸の少なくとも1つのホモポリマーの0.1%および3.0乾燥重量%の間、および好適には0.5%および1.5乾燥重量%の間が使用されることを特徴とする、請求項1から9の1項に記載の分散剤の使用。
- 鉱物物質の乾燥重量に対して、少なくとも1つのフッ素化鉱物化合物の0.1%および0.5乾燥重量%の間、および好適には0.05%および0.25乾燥重量%の間が使用されることを特徴とする、請求項1から10の1項に記載の分散剤の使用。
- フッ素化鉱物化合物が、NaF、NaHF2、H2SiF6、HKF2、FeF2、PbF2、HNH4F2およびそれらの混合物の中から選ばれることを特徴とする、請求項1から11の1項に記載の分散剤の使用。
- フッ素化鉱物化合物が、NaF、H2SiF6、HKF2およびそれらの混合物の中から選ばれることを特徴とする、請求項12に記載の分散剤の使用。
- フッ素化鉱物化合物が、化合物NaFであること特徴とする、請求項13に記載の分散剤の使用。
- 使用されるアクリル酸のホモポリマーが、カルシウムまたはマグネシウムの水酸化物および/または酸化物、ナトリウム、カリウムの水酸化物またはそれらの混合物の中から選ばれる中和剤によって、完全にまたは部分的に中和されていることを特徴とする、請求項1から14の1項に記載の分散剤の使用。
- 中和剤が、水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウムおよびそれらの混合物の中から選ばれることを特徴とする、請求項15に記載の分散剤の使用。
- 中和剤が、水酸化アンモニウムであることを特徴とする、請求項16に記載の分散剤の使用。
- 使用されるアクリル酸のホモポリマーが、1,000および150,000ダルトンの間の平均分子質量を有することを特徴とする、請求項1から17の1項に記載の分散剤の使用。
- 使用されるアクリル酸のホモポリマーが、5,000および100,000ダルトンの間の平均分子質量を有することを特徴とする、請求項18に記載の分散剤の使用。
- 使用されるアクリル酸のホモポリマーが、15,000および80,000ダルトンの間の平均分子質量を有することを特徴とする、請求項19に記載の分散剤の使用。
- アクリル酸のホモポリマーが、10および100の間の中和された酸部位のモル百分率で表した中和率を有することを特徴とする、請求項1から20の1項に記載の分散剤の使用。
- 中和された酸部位のモル百分率で表した中和率が、好適には50および100の間であることを特徴とする、請求項21に記載の分散剤の使用。
- 中和された酸部位のモル百分率で表した中和率が、好適には70および100の間であることを特徴とする、請求項22に記載の分散剤の使用。
- 請求項1から23の1項に記載の方法によって得られることを特徴とする、鉱物質の水性分散液。
- −少なくとも1つのアクリル酸のホモポリマー、および
−少なくとも1つのフッ素化鉱物化合物
を含むことを特徴とする、鉱物質の水性分散液。 - 好適には68%を超す、およびより好適には70%を超す鉱物質の乾燥重量濃度を有することを特徴とする、請求項25に記載の鉱物質の水性分散液。
- 鉱物質が、天然または合成の炭酸カルシウム、ドロマイト、カオリン、タルク、セメント、石膏、石灰、マグネシア、二酸化チタン、サテンホワイト、三酸化アルミニウム、あるいはまた三水酸化アルミニウム、シリカ、マイカおよび例えばタルク−炭酸カルシウム混合物、炭酸カルシウム−カオリン混合物、あるいはまた炭酸カルシウムと三水酸化アルミニウムまたは三酸化アルミニウムとの混合物のようなこれらの充填剤の1つともう1つの混合物、あるいはまた合成または天然繊維との混合物、あるいはまたタルク−炭酸カルシウムまたはタルク−二酸化チタン共構造のような鉱物の共構造またはそれらの混合物の中から選ばれることを特徴とする、請求項25または26の1項に記載の鉱物質の水性分散液。
- 鉱物質が、天然または合成の炭酸カルシウムまたはタルクまたはカオリンまたはそれらの混合物の中から選ばれることを特徴とする、請求項27に記載の鉱物質の水性分散液。
- 鉱物質が、天然または合成の炭酸カルシウムまたはそれらの混合物の中から選ばれることを特徴とする、請求項28に記載の鉱物質の水性分散液。
- 鉱物物質の乾燥重量に対し、アクリル酸の少なくとも1つのホモポリマーの0.1%および3.0乾燥重量%の間、および好適には0.5%および1.5乾燥重量%の間を含むことを特徴とする、請求項25から29の1項に記載の鉱物質の水性分散液。
- 鉱物物質の乾燥重量に対し、少なくとも1つのフッ素化鉱物化合物の0.1%および0.5乾燥重量%の間、および好適には0.05%および0.25乾燥重量%の間を含むことを特徴とする、請求項25から30の1項に記載の鉱物質の水性分散液。
- フッ素化鉱物化合物が、NaF、NaHF2、H2SiF6、HKF2、FeF2、PbF2、HNH4F2およびそれらの混合物の中から選ばれることを特徴とする、請求項25から31の1項に記載の鉱物質の水性分散液。
- フッ素化鉱物化合物が、NaF、H2SiF6、HKF2およびそれらの混合物の中から選ばれることを特徴とする、請求項32に記載の鉱物質の水性分散液。
- フッ素化鉱物化合物が、化合物NaFであること特徴とする、請求項33に記載の鉱物質の水性分散液。
- 使用されるアクリル酸のホモポリマーが、カルシウムまたはマグネシウムの水酸化物および/または酸化物、ナトリウム、カリウムの水酸化物またはそれらの混合物の中から選ばれる中和剤によって、完全にまたは部分的に中和されていることを特徴とする、請求項25から34の1項に記載の鉱物質の水性分散液。
- 中和剤が、水酸化ナトリウム、水酸化アンモニウムおよびそれらの混合物の中から選ばれることを特徴とする、請求項35に記載の鉱物質の水性分散液。
- 中和剤が、水酸化アンモニウムであることを特徴とする、請求項36に記載の鉱物質の水性分散液。
- 使用されるアクリル酸のホモポリマーが、1,000および150,000ダルトンの間の平均分子質量を有することを特徴とする、請求項25から37の1項に記載の鉱物質の水性分散液。
- 使用されるアクリル酸のホモポリマーが、5,000および100,000ダルトンの間の平均分子質量を有することを特徴とする、請求項38に記載の鉱物質の水性分散液。
- 使用されるアクリル酸のホモポリマーが、15,000および80,000ダルトンの間の平均分子質量を有することを特徴とする、請求項39に記載の鉱物質の水性分散液。
- アクリル酸のホモポリマーが、10および100の間の中和された酸部位のモル百分率で表した中和率を有することを特徴とする、請求項25から40の1項に記載の鉱物質の水性分散液。
- アクリル酸のホモポリマーが、50および100の間の中和された酸部位のモル百分率で表した中和率を有することを特徴とする、請求項41に記載の鉱物質の水性分散液。
- アクリル酸のホモポリマーが、70および100の間の中和された酸部位のモル百分率で表した中和率を有することを特徴とする、請求項42に記載の鉱物質の水性分散液。
- 鉱物質を含む水性配合物の製造における、請求項24から43の1項に記載の鉱物質の水性分散液の使用。
- 紙分野、およびより詳細には紙・シートの製造における、および被覆紙・シートの製造を意図した紙コーティングの製造における、請求項24から43の1項に記載の鉱物質の水性分散液の使用。
- プラスチックにおける、請求項24から43の1項に記載の鉱物質の水性分散液の使用。
- 塗料における、請求項24から43の1項に記載の鉱物質の水性分散液の使用。
- 歯磨きの製造における、請求項24から43の1項に記載の鉱物質の水性分散液の使用。
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