JP2013500934A - 炭酸カルシウム含有材料の水性懸濁液における添加剤としての２−アミノ−２−メチル−１−プロパノールの使用 - Google Patents

Abstract

２５から６２体積％の少なくとも１つの炭酸カルシウム含有材料を含有し、８．５から１１の間のｐＨを有する水性懸濁液において、懸濁液のｐＨを少なくとも０．３ｐＨユニット上げるための添加剤としての２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）の使用。懸濁液の水相１リットル当たり５００から１５０００ｍｇの量のＡＭＰが、前記懸濁液に添加され、懸濁液の導電率の変化が、１００μＳ／ｃｍ／ｐＨユニット以内に維持される。

Description

本発明は、炭酸カルシウム含有材料の水性懸濁液およびこれらに添加された添加剤の技術領域に関する。

炭酸カルシウム含有材料の水性懸濁液の調製において、当業者は、この懸濁液の１つまたは複数の特性を調節するために添加剤の選択および導入をしばしば求められる。

この添加剤の選択を行う際に、当業者は、この添加剤が、費用効率の高いままであるべきであり、後になってこの懸濁液の輸送、処理、および適用中に望ましくない相互作用または結果になるべきでないことに留意しなければならない。

まれにしか対処されなかったが、本出願人が重要であると認識した、当業者の考慮すべき点の１つは、炭酸カルシウム含有材料懸濁液の電気伝導率の大幅な変化、すなわち増大を引き起こさない添加剤の選択である。

実際、このような懸濁液の処理および輸送の態様を、懸濁液の電気伝導率の測定に基づいて調節することは有利であり得る。

例えば、このような懸濁液が所与の通路またはユニットを通過する流速は、懸濁液の導電率について行われた測定に従って制御され得る。Ｋｌａｕｓｎｅｒ Ｆらによる「Ａ Ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ Ｂａｓｅｄ Ｓｏｌｉｄｓ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ ｆｏｒ Ｌａｒｇｅ Ｄｉａｍｅｔｅｒ Ｓｌｕｒｒｙ Ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ」と題する刊行物（Ｊ． Ｆｌｕｉｄｓ Ｅｎｇ．、１２２巻、４号、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ）には、コンダクタンス測定に基づいて、所与の直径を有するパイプラインを通過するスラリーの固形物濃度を測定する機器が記載されている。これらのコンダクタンス測定に基づいて、パイプの頂上部から底部へのスラリー濃度の変動および面積平均濃度履歴を示すグラフ表示を得ることが可能である。

容器の充填度も同様に、容器壁に沿った所与の高さにおける導電率を検出することによって管理され得る。

しかし、このような調節系を電気伝導率の測定に基づいて使用および利用するために、当業者は、電気伝導率値の大幅な変動を同時に引き起こさない１つまたは複数の機能を果たすのに必要とされる添加剤を選択する難題に直面している。

炭酸カルシウム含有材料懸濁液で使用される添加剤の機能の１つは、この懸濁液の酸性化によって、中和によって、アルカリ化によってであろうと、懸濁液のｐＨ調整である。

懸濁液のアルカリ化は、懸濁液が導入される適用環境のｐＨと整合させるためにまたはｐＨ感受性添加剤の添加の準備として特に必要とされる。ｐＨを上げるステップは、懸濁液の消毒するまたは消毒を支援する働きとして用いることができる。ｐＨ調整は、処理中における酸性環境との接触による炭酸カルシウムの望ましくない溶解を回避するのに必要であり得る。

炭酸カルシウム含有材料懸濁液の水性懸濁液で使用される、当業者が利用可能なこのようなｐＨ調整用添加剤は非常に多い。

炭酸カルシウム含有材料の水性懸濁液のｐＨを上げるのに使用することができる第１の添加剤群は、水酸化物を含む添加剤であり、特にアルカリ金属およびアルカリ土類金属水酸化物である。

例えば、ＵＳ６，９９１，７０５に、炭酸カルシウムを含んでもよいパルプ懸濁液のアルカリ度を、水酸化ナトリウムフィードなどのアルカリ金属水酸化物フィードと二酸化炭素フィードとの組合せにより上昇させることが記載されている。

水酸化カリウム、水酸化マグネシウムおよび水酸化アンモニウムは他のこのような添加剤であり、ＥＰ１７９５５０２に記載されているようにＰＣＣ懸濁液のｐＨを１０から１３の範囲に制御するのに使用される。

炭酸カルシウム含有材料の水性懸濁液のｐＨを上げるのに使用することができる第２の添加剤群は、水酸化物イオンを含まないが、水との反応時にこのようなイオンを生成する添加剤である。

このような添加剤は、弱酸のナトリウム塩などの塩とすることができる。このタイプの添加剤の例としては、酢酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウムおよびアルカリ性リン酸塩（トリポリリン酸塩、オルトリン酸ナトリウムおよび／またはカリウムなど）を挙げることになる。

別の可能性は、炭酸カルシウム含有材料懸濁液のｐＨを上げるために、例えばアンモニア、アミンおよびアミドを含めて、窒素ベースの添加剤を使用することである。

特に、これらには第一級、第二級または第三級アミンが含まれる。懸濁液のｐＨを上げるのに使用されるアルカノールアミンとしては、例えばモノエタノールアミン（ＭＥＡ）、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）およびメチルアミノエタノール（ＭＡＥ）が挙げられる。

上記の添加剤はすべて、水との反応に続いて、懸濁液中で水酸化物イオンを供給または生成することによる共通の機構に従って水性懸濁液のｐＨを上げるものである。

文献から、水酸化物イオン濃度をアルカリ性条件下で上げると、導電率が同時に増大することは公知である（「Ａｎａｌｙｔｉｋｕｍ」、第５版、１９８１、ＶＥＢ Ｄｅｕｔｓｃｈｅｒ Ｖｅｒｌａｇ ｆｕｒ Ｇｒｕｎｄｓｔｏｆｆｉｎｄｕｓｔｒｉｅ、Ｌｅｉｐｚｉｇ、「Ｋｏｎｄｕｋｔｏｍｅｔｒｉｓｃｈｅ Ｔｉｔｒａｔｉｏｎ」に言及している１８５−１８６頁）。

米国特許第６，９９１，７０５号明細書 欧州特許出願公開第１７９５５０２号明細書

Ｋｌａｕｓｎｅｒ Ｆら、「Ａ Ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ Ｂａｓｅｄ Ｓｏｌｉｄｓ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ ｆｏｒ Ｌａｒｇｅ Ｄｉａｍｅｔｅｒ Ｓｌｕｒｒｙ Ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ」、Ｊ． Ｆｌｕｉｄｓ Ｅｎｇ．、１２２巻、４号、Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ 「Ａｎａｌｙｔｉｋｕｍ」、第５版、１９８１、ＶＥＢ Ｄｅｕｔｓｃｈｅｒ Ｖｅｒｌａｇ ｆｕｒ Ｇｒｕｎｄｓｔｏｆｆｉｎｄｕｓｔｒｉｅ、Ｌｅｉｐｚｉｇ、１８５−１８６頁

本明細書の以下の実施例のセクションで示される、アルカリおよびアルカリ土類水酸化物、ならびにトリエタノールアミンなどのアミンによって、導電率が大幅に増大し、同時に炭酸カルシウム含有材料の水性懸濁液のｐＨが上がるという裏付けとなる証拠と共に、文献で確認されている上記の一般知識を考慮すれば、これらの添加剤と同じ機構、すなわち結果として起こる懸濁液における水酸化物イオンの導入に従って懸濁液のｐＨを上げる特定のｐＨ調節剤が、最小限の導電率増大しか引き起こさないと当業者は予想できないであろう。

出願人が、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）を、８．５から１１の間のｐＨを有し、２５から６２体積％の少なくとも１つの炭酸カルシウム含有材料を含有する水性懸濁液における添加剤として使用して、懸濁液の導電率の変化を１００μＳ／ｃｍ／ｐＨユニット以内に維持しながら、懸濁液のｐＨを少なくとも０．３ｐＨユニット上げ得ると確認したことは、全く驚くべきことであり、ｐＨを上げるのに使用される一般的な添加剤に基づく期待とは対照的であった。

したがって、本発明の第１の目的は、２５から６２体積％の少なくとも１つの炭酸カルシウム含有材料を含有し、８．５から１１の間のｐＨを有する水性懸濁液において、懸濁液のｐＨを少なくとも０．３ｐＨユニット上げるための添加剤としての２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）の使用であって、懸濁液の導電率の変化が１００μＳ／ｃｍ／ｐＨユニット以内に維持されることを特徴とする使用にある。

本発明による「導電率」は、本明細書の以下の実施例のセクションで定義される測定方法に従って測定される、炭酸塩含有材料水性懸濁液の電気伝導率を意味するものとする。

本発明では、ｐＨは、本明細書の以下の実施例のセクションで定義される測定方法に従って測定されるものとする。

懸濁液中の固体材料の体積％（ｖｏｌ．％）は、本明細書の以下の実施例のセクションで定義される方法に従って決定される。

好ましい実施形態において、前記懸濁液は、ＡＭＰ添加前に７００から２０００μＳ／ｃｍの間、好ましくは８００から１３００μＳ／ｃｍの間の導電率を有する。

別の好ましい実施形態において、前記ＡＭＰの添加後に、懸濁液の導電率は７０μＳ／ｃｍ／ｐＨユニット以内、好ましくは５０μＳ／ｃｍ／ｐＨユニット以内に維持される。

別の好ましい実施形態において、前記ＡＭＰの添加後に、懸濁液の導電率の変化は、ＡＭＰ添加前の懸濁液の導電率値の１０％以内、好ましくは６％以内、より好ましくは３％以内の値に維持される。

別の好ましい実施形態において、前記ＡＭＰの添加前に、懸濁液は９から１０．３の間のｐＨを有する。

別の好ましい実施形態において、水性懸濁液のｐＨを少なくとも０．４ｐＨユニット上げる量のＡＭＰが前記懸濁液に添加される。

ＡＭＰ添加前の懸濁液のｐＨが８．５から９の間であるとき、好ましくは懸濁液のｐＨを少なくとも１ｐＨユニット上げる量の前記ＡＭＰが前記懸濁液に添加される。ＡＭＰ添加前の懸濁液のｐＨが９から１０の間である場合、好ましくは水性懸濁液のｐＨを少なくとも０．７ｐＨユニット上げる量の前記ＡＭＰが前記懸濁液に添加される。

ＡＭＰ添加前に、前記懸濁液は、好ましくは５から１００℃の間、より好ましくは３５から８５℃の間、はるかにより好ましくは４５から７５℃の間の温度を有する。

好ましい実施形態において、前記懸濁液の水相１リットル当たり５００から１５０００ｍｇ、好ましくは１０００から５０００ｍｇ、より好ましくは１３００から２０００ｍｇの量の前記ＡＭＰが前記懸濁液に添加される。

本発明において有用なＡＭＰは、第二級アルカノールアミンなどの不純物、例えば２−メチル−２（メチルアミノ）−１−プロパノールを含んでもよく、不純なＡＭＰの全重量に対して６重量％未満の量、好ましくは２から５重量％の量である。

好ましい実施形態において、前記水性懸濁液中の前記炭酸カルシウム含有材料は、鉱物材料１ｍ^２当たり好ましくは０．１から１ｍｇ、より好ましくは０．２から０．５ｍｇの分散剤と共に分散されており、前記分散剤は、好ましくはアニオン性分散剤、より好ましくはアクリル酸のホモポリマーまたはコポリマーである。

本発明によれば、好適な分散剤は、アクリル性ポリマー、ビニル性ポリマー、アクリル性および／もしくはビニル性コポリマー、ならびに／または無機分散剤とすることができる。好ましくは、オルトリン酸一ナトリウム、二ナトリウムおよび／または三ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウムならびにポリリン酸ナトリウムを含む群から選択される。本発明によれば、分散剤に含まれる酸基はいずれも、ナトリウムで好ましくは部分中和または完全中和されている。あるいはまたはさらに、分散剤は、ＷＯ２００４／０４１８８３に記載されている櫛型ポリマーとすることができる。

別の好ましい実施形態において、前記ＡＭＰの添加前に、前記懸濁液は、２から２００、好ましくは５から１５０、より好ましくは２５から１００μＶａｌ／鉱物材料の等価乾重量１ｇの陰イオン電荷を有する。前記陰イオン電荷は、本明細書の以下の実施例のセクションに記載されるＰＥＴ法を使用して測定される。

懸濁液中の前記炭酸カルシウム含有材料について、この材料は、前記炭酸カルシウム含有材料の等価乾全重量に対して少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも８０重量％、より好ましくは少なくとも９８重量％の炭酸カルシウムを含むことが好ましい。

炭酸カルシウム含有材料は、純粋な炭酸カルシウム、ならびに炭酸塩、特に炭酸マグネシウムなどのアルカリ土類炭酸塩、ドロマイト、水酸化アルミニウム、粘土、もしくはタルクの複合体またはブレンドなどの材料とすることができる。

前記炭酸塩含有材料の炭酸カルシウムは、沈降性炭酸カルシウム（ＰＣＣ）、天然重質炭酸カルシウム（ＮＧＣＣ）、表面反応炭酸カルシウム（ＳＲＣＣ）またはこれらの混合物とすることができる。

表面反応炭酸カルシウムは、炭酸カルシウムと酸および二酸化炭素との反応によって生ずる生成物を指すと理解されるものであり、前記二酸化炭素は、酸処理により現場生成されるおよび／または外部から供給され、表面反応天然炭酸カルシウムは、２０℃で測定して６．０を超えるｐＨを有する水性懸濁液として調製される。このような生成物は、様々な文献の中でもとりわけＷＯ００／３９２２２、ＷＯ２００４／０８３３１６およびＥＰ２０７０９９１に記載されており、これらの文献の内容はこれにより、本出願に含まれる。

好ましい実施形態において、前記懸濁液は、前記懸濁液の全体積に基づいて４５から６０体積％、好ましくは４８から５８体積％、最も好ましくは４９から５７体積％の前記炭酸カルシウム含有材料を含む。

別の好ましい実施形態において、前記ＡＭＰは、前記懸濁液中の前記炭酸カルシウム含有材料を粉砕するステップの前、最中または後、好ましくは後に添加される。

炭酸カルシウム含有材料の前記懸濁液を生成する前に、前記ＡＭＰが、乾燥状態の前記炭酸カルシウム含有材料に添加され、これと共にことによると乾式粉砕されることも有利であり得る。

ＡＭＰはそれ自体で、懸濁液全体に急速に分布するので、懸濁液を低せん断または高せん断下でせん断しながら、ＡＭＰを懸濁液に添加できることは注目すべきである。

前記ＡＭＰを前記懸濁液に添加した後、懸濁液は、導電率に基づいた調節デバイスを装備したユニットに導入され得る。

例えば、懸濁液は、容器またはユニットに懸濁液の導電率の測定によって決定されるレベルまで導入され得る。

懸濁液は、懸濁液の導電率に応じて調節された懸濁液スループットを有する通路にさらにまたは代替として通してもよい。

この点に関して、「通路」は、閉じ込められたスループット領域および閉じ込めの定義外のスループット、すなわち１通路のプロセス後のスループットに関することができる。

本発明のＡＭＰの使用によって生ずる懸濁液は、製紙および塗料工業を含めて、多種多様な領域で適用することができる。得られる懸濁液を乾燥して、例えばプラスチック工業で適用される乾燥した生成物を得ることもできる。

上述されたＡＭＰの使用の利点を考えると、本発明の別の態様は以上に詳細に定義された添加剤としての２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）の使用によって、２５から６２体積％の少なくとも１つの炭酸カルシウム含有材料を含有し、８．５から１１の間のｐＨを少なくとも０．３ｐＨユニットで有する水性懸濁液のｐＨを上げる方法であって、懸濁液の導電率の変化が、１００μＳ／ｃｍ／ｐＨユニット以内に維持される方法である。

本発明の範囲および利益は、以下の実施例に基づいてよりよく理解されるようになる。これらの実施例は、本発明のいくつかの実施形態を例示するよう意図されているものであって、限定するものではない。

測定方法：
懸濁液のｐＨの測定
懸濁液のｐＨは、Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ（商標）Ｓｅｖｅｎ Ｅａｓｙ ｐＨ計に対応するＭｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ（商標）ｐＨ拡張ユニットおよびＭｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ ＩｎＬａｂ（登録商標） ７３０ Ｅｘｐｅｒｔ Ｐｒｏ ｐＨ電極を装備したものを使用して、２５℃で測定される。

最初に、２０℃でｐＨ値４、７および１０である市販の緩衝溶液（Ａｌｄｒｉｃｈ（商標））を使用して、機器の３点較正（セグメント法に準拠）を行う。

報告されたｐＨ値は、機器で検出された終点の値である。（終点は、測定信号が最後の６秒間にわたって平均と０．１ｍＶ未満しか異ならない時点である。）

懸濁液の導電率の測定
懸濁液の導電率は、Ｐｅｎｄｒａｕｌｉｋ（商標）歯付きディスク撹拌機を使用して、この懸濁液を１５００ｒｐｍで撹拌した直後に、Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ（商標）Ｓｅｖｅｎ Ｍｕｌｔｉ計装に対応するＭｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ（商標）導電率拡張ユニットおよびＭｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ ＩｎＬａｂ（登録商標） ７３０導電率プローブを装備したものを使用して、２５℃で測定される。

最初に、Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ（商標）からの市販の導電率較正溶液を使用して、関連する導電率範囲で機器を較正する。温度の導電率に及ぼす影響は、線形補正モードで自動的に補正される。

測定された導電率は、基準温度２０℃について報告する。報告された導電率値は、機器で検出された終点の値である。（終点は、測定された導電率が最後の６秒間にわたって平均と０．４％未満しか異ならない時点である。）

粒子材料の粒径分布（直径＜Ｘの粒子の質量％）および重量中位粒径（ｄ_５０）
粒子材料の重量中位粒径および粒径質量分布は、沈降法、すなわち重力場における沈降挙動の分析により決定される。測定は、Ｓｅｄｉｇｒａｐｈ（商標）５１００を用いて行われる。
方法および機器は当業者に公知であり、通常は充填材および顔料の粒径を決定するのに使用される。測定は、０．１重量％のＮａ_４Ｐ_２Ｏ_７水溶液中で実施される。高速撹拌機および超音波を使用して、試料を分散した。

懸濁液中の材料の体積固形物率（体積％）
固形物体積濃度は、固体材料の体積を水性懸濁液の全体積で割ることによって求められる。

固体材料の体積は、懸濁液の水相を蒸発させることによって得られた固体材料を計量し、得られた材料を恒量乾燥し、この重量値を固体材料の密度で割ることにより体積値に変換することによって求められる。

本質的に炭酸カルシウムのみからなる材料を使用する本明細書の以下の実施例では、上記の体積固形物率の計算のために、Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ（ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ；第６０版）で天然方解石に関して挙げられているものに基づいて、２．７ｇ／ｍｌの密度値を使用した。

懸濁液中の材料の重量固形物率（重量％）
固形物の重量は、固体材料の重量を水性懸濁液の全重量で割ることによって求められる。

固体材料の体積は、懸濁液の水相を蒸発させることによって得られた固体材料を計量し、得られた材料を恒量乾燥することによって求められる。

懸濁液の水相１リットル当たりの添加剤添加量（ｍｇ）
懸濁液の水相１リットル当たりの添加剤の量を評価するために、最初に固相の体積（上記の固形物体積決定を参照のこと）を懸濁液の全体積から引くことによって、水相の体積（リットル（Ｌ））が求められる。本明細書の以下および本出願全体にわたって引用された添加剤の値（ｍｇ）は、活性な添加剤（すなわち、等価純添加剤）の値（ｍｇ）を指す。

分散剤の高分子電解質滴定（ＰＥＴ、μＥｇ／ｇ）
ＰＥＴ滴定によって、分散剤の全荷電種を測定し、Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ、Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄにより商品化されたＰｈｏｔｏｔｒｏｄｅ ＤＰ ６６０を装備したＭｅｍｏｔｉｔｒａｔｏｒ Ｍｅｔｔｌｅｒ ＤＬ ５５を使用して評価する。

高分子電解質含有量の測定は、水性懸濁液中の高分子電解質含有量を決定するのにＭｅｍｏｔｉｔｒａｔｏｒ Ｍｅｔｔｌｅｒ ＤＬ ５５を使用して、炭酸カルシウム懸濁液の試料を滴定容器に秤量し、前記試料を脱イオン水で体積約４０ｍｌまで希釈することによって実施した。続いて、０．０１Ｍカチオン性ポリ（Ｎ，Ｎ−ジメチル−３，５−ジメチレン−ピペリジニウムクロリド）（ＰＤＤＰＣ；ＡＣＲＯＳ Ｏｒｇａｎｉｃｓ、Ｂｅｌｇｉｕｍから入手）１０ｍｌを撹拌下で滴定容器に５分以内でゆっくりと添加し、次いで容器の内容物をさらに２０分間撹拌する。その後、懸濁液を０．２μｍの混合エステルメンブランフィルター（φ４７ｍｍ）に通して濾過し、５ｍｌの脱イオン水で洗浄する。こうして得られた濾液を、５ｍｌのリン酸緩衝液ｐＨ７（Ｒｉｅｄｅｌ−ｄｅ Ｈａｅｎ、Ｇｅｒｍａｎｙ）で希釈し、次いで０．０１Ｍポリビニル硫酸カリウム（ＫＰＶＳ；ＳＥＲＶＡ Ｆｅｉｎｂｉｏｃｈｅｍｉｃａ、Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇから入手）溶液を濾液にゆっくりと添加して、カチオン試薬の過剰を滴定する。滴定の終点は、このような測定を行う前に脱イオン水で１２００から１４００ｍＶに調整されたＰｈｏｔｏｔｒｏｄｅ ＤＰ６６０で検出される。電荷計算は、以下の数式に従って実施される：

最適の試料重量の計算：

４ｍｌ消費に適合された試料重量の計算：

略語
Ｅ_Ｐ＝試料重量［ｇ］
ｗ_ＤＭ＝分散剤含有量［％］
Ｋ_ＤＭ＝分散剤定数［μＶａｌ／分散剤０．１ｍｇ］
Ｆｋ＝固形物含有率［％］
Ｖ_{ＰＤＤＰＣ}＝ＰＤＤＰＣの体積［ｍｌ］
Ｖ_ＫＰＶＳ＝ＫＰＶＳの体積［ｍｌ］
ｔ_{ＰＤＤＰＣ}＝ＰＤＤＰＣ力価
Ｅ_ＤＭ＝分散剤含有量［ｍｇ］
Ｑ＝電荷［μＶａｌ／ｇ］
ｗ_ａｔｒｏ＝分散剤含有量ａｔｒｏ［％］
Ｅ_１＝最適化される実験の試料重量［ｇ］
Ｖ_{ＫＰＶＳ，１}＝最適化される実験の実験消費量ＫＰＶＳ［ｍｌ］

［実施例１］
この実施例は、（最初に１０から３００ｍｍの炭酸カルシウム岩石を４２から４８μｍの間のｄ_５０に対応する微粉度に乾式自生粉砕し、その後この乾式粉砕された生成物を、１．４リットルの縦型アトライタミル（Ｄｙｎｏｍｉｌｌという名称で商品化されている（Ｂａｃｈｏｆｅｎ、Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）、容積１．４Ｌ、ビーズ直径０．７−１．５ｍｍのＺｒＯ_２／ＺｒＳｉＯ_４粉砕用ビーズ２．７ｋｇを使用）で水中において５から１５重量％の間の重量固形物含有率で、９５重量％の粒子が直径＜２μｍになり、７３重量％の粒子が直径＜１μｍになり、８重量％の粒子が直径＜０．２μｍになり、０．６１μｍのｄ_５０に到達するまで湿式粉砕することによって得られた）ノルウェー産の天然炭酸カルシウムを使用する。粉砕プロセス中、分散補助剤も粉砕補助剤も添加されない。

次いで、得られた懸濁液は、フィルタープレスを使用して濃縮され、体積固形物含有率約４５体積％の濾過ケーキを生成する。その後、固形物の重量に基づいて０．４５重量％の、ナトリウムで５０モル％中和されたポリアクリル酸（Ｍｗ＝１２０００ｇ／ｍｏｌ、Ｍｎ＝５０００ｇ／ｍｏｌ）および固形物の重量に基づいて０．２０重量％のリン酸二水素ナトリウムを添加した後、熱濃縮によって、体積固形物含有率約５０体積％の懸濁液が生じる。最終懸濁液は、陰イオン電荷約７３μＥｑ／ｇの等価乾式炭酸カルシウムを含む。

次いで、この懸濁液２ｋｇは、直径１５ｃｍの３リットルのビーカーに導入される。（直径１１ｃｍの撹拌機を装備した）Ｖｉｓｃｏ−Ｊｅｔ（商標）機械的撹拌ユニットは、撹拌機がビーカーの底から約１ｃｍ上で、上部の懸濁液表面から約１から２ｃｍ下に位置するようにビーカーに導入される。懸濁液の初期の導電率およびｐＨの測定値は、下記の表に報告される。

９０ｒｐｍで撹拌下に、下記の表に記載されている試験それぞれにおいて示されている（水溶液の形の）添加剤タイプ（ＰＡ＝先行技術による添加剤、ＩＮ＝本発明による添加剤）の示された量が、スラリーに１分かけて添加される。添加が完了した後、スラリーはさらに１０分間撹拌され、それから懸濁液のｐＨおよび導電率が測定される。

上記の表の結果から、目的は、単に本発明によるプロセスだけで達成されることがわかる。

［実施例２］
この実施例は、実施例１で使用されたのと同じ炭酸カルシウム懸濁液を使用し、直径５ｃｍの歯付きディスク撹拌機を装備したＰｅｎｄｒａｕｌｉｋ（商標）機械的撹拌ユニットを使用して、濾過ケーキ懸濁液を２００ｒｐｍで撹拌しながら、下記の表に記載されている試験それぞれにおいて示されている添加剤が導入される点以外は同じプロトコールに従って実施される。

上記の表の結果から、目的は、単に本発明によるプロセスだけで達成されることがわかる。

［実施例３］
この実施例は、（最初に１０から３００ｍｍの炭酸カルシウム岩石を４２から４８μｍの間のｄ_５０に対応する微粉度に乾式自生粉砕し、その後この乾式粉砕された生成物を、１．４リットルの縦型アトライタミル（Ｄｙｎｏｍｉｌｌという名称で商品化されている（Ｂａｃｈｏｆｅｎ、Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）、容積１．４Ｌ、ビーズ直径０．７−１．５ｍｍのＺｒＯ_２／ＺｒＳｉＯ_４粉砕用ビーズ２．７ｋｇを使用）で（固形物材料の等価乾重量に基づいて０．６５重量％の、ナトリウムおよびマグネシウムで中和されたポリアクリラート（Ｍｗ＝６０００ｇ／ｍｏｌ、Ｍｎ＝２３００ｇ／ｍｏｌ）が添加されている）水中において７７．５重量％の重量固形物含有率で湿式粉砕することによって得られ、９０重量％の粒子が直径＜２μｍになり、６５重量％の粒子が直径＜１μｍになり、１５重量％の粒子が直径＜０．２μｍになり、０．８μｍのｄ_５０に到達するまでミルを経由して再循環させた）ノルウェー産の天然炭酸カルシウムを使用する。

粉砕した後、最終的に得られた懸濁液の固形物含有率は５６．９体積％であった。最終懸濁液は、陰イオン電荷約６５μＥｑ／ｇの等価乾式炭酸カルシウムを含む。

次いで、この懸濁液２ｋｇは、直径１５ｃｍの３リットルのビーカーに導入される。（直径１１ｃｍの撹拌機を装備した）Ｖｉｓｃｏ−Ｊｅｔ（商標）機械的撹拌ユニットは、撹拌機がビーカーの底から約１ｃｍ上で、上部の懸濁液表面から約１−２ｃｍ下に位置するようにビーカーに導入される。懸濁液の初期の導電率およびｐＨの測定値は、下記の表に報告される。

９０ｒｐｍで撹拌下に、下記の表に記載されている試験それぞれにおいて示されている（水溶液の形の）添加剤タイプ（ＰＡ＝先行技術による添加剤、ＩＮ＝本発明による添加剤）の示された量が、スラリーに１分かけて添加される。添加が完了した後、スラリーはさらに１０分間撹拌され、それから懸濁液のｐＨおよび導電率が測定される。

上記の表の結果から、目的は、単に本発明によるプロセスだけで達成されることがわかる。

［実施例４］
この実施例は、（最初に１０から３００ｍｍの炭酸カルシウム岩石を４２から４８μｍの間のｄ_５０に対応する微粉度に乾式自生粉砕し、その後この乾式粉砕された生成物を、１．４リットルの縦型アトライタミル（Ｄｙｎｏｍｉｌｌという名称で商品化されている（Ｂａｃｈｏｆｅｎ、Ｓｗｉｔｚｅｒｌａｎｄ）、容積１．４Ｌ、ビーズ直径０．７−１．５ｍｍのＺｒＯ_２／ＺｒＳｉＯ_４粉砕用ビーズ２．７ｋｇを使用）で水中において２１から２５重量％の間の重量固形物含有率で湿式粉砕することによって得られ、９５重量％の粒子が直径＜２μｍになり、６０重量％の粒子が直径＜１μｍになり、１５重量％の粒子が直径＜０．２μｍになり、約０．８μｍのｄ_５０に到達するまでミルを経由して再循環させた）ノルウェー産の天然炭酸カルシウムを使用する。

粉砕した後、最終的に得られた懸濁液は、フィルタープレスで機械的に固形物含有率約５０体積％まで濃縮された。こうして濃縮された濾過ケーキを、せん断下でモル比１：１のマレイン酸／アクリル酸コポリマーのナトリウム塩０．３３重量％を使用して分散した。最終スラリーの固形物は４９．４体積％であった。

次いで、この懸濁液２ｋｇは、直径１５ｃｍの３リットルのビーカーに導入される。（直径１１ｃｍの撹拌機を装備した）Ｖｉｓｃｏ−Ｊｅｔ（商標）機械的撹拌ユニットは、撹拌機がビーカーの底から約１ｃｍ上で、上部の懸濁液表面から約１−２ｃｍ下に位置するようにビーカーに導入される。懸濁液の初期の導電率およびｐＨの測定値は、下記の表に報告される。

９０ｒｐｍで撹拌下に、下記の表に記載されている試験それぞれにおいて示されている（水溶液の形の）添加剤タイプ（ＰＡ＝先行技術による添加剤、ＩＮ＝本発明による添加剤）の示された量が、スラリーに１分かけて添加される。添加が完了した後、スラリーはさらに１０分間撹拌され、それから懸濁液のｐＨおよび導電率が測定される。

上記の表の結果から、目的は、単に本発明によるプロセスだけで達成されることがわかる。すなわち、トリエタノールアミンは、ｐＨを上げることができず、当業者の要求を満たすものではないことになる。

Claims (21)

1. 懸濁液の水相１リットル当たり５００から１５０００ｍｇの量のＡＭＰが前記懸濁液に添加される、２５から６２体積％の少なくとも１つの炭酸カルシウム含有材料を含有し、８．５から１１の間のｐＨを有する水性懸濁液における、懸濁液のｐＨを少なくとも０．３ｐＨユニット上げるための添加剤としての２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）の使用において、
   懸濁液の導電率の変化が、１００μＳ／ｃｍ／ｐＨユニット以内に維持されることを特徴とする使用。
2. 前記懸濁液が、ＡＭＰ添加前に７００から２０００μＳ／ｃｍの間、好ましくは８００から１３００μＳ／ｃｍの間の導電率を有することを特徴とする、請求項１に記載の使用。
3. 前記ＡＭＰの添加後に、懸濁液の導電率の変化が、７０μＳ／ｃｍ／ｐＨユニット以内、好ましくは５０μＳ／ｃｍ／ｐＨユニット以内に維持されることを特徴とする、請求項１または２に記載の使用。
4. 前記ＡＭＰの添加後に、懸濁液の導電率の変化が、ＡＭＰ添加前の懸濁液の導電率値の１０％以内、好ましくは６％以内、より好ましくは３％以内の値に維持されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の使用。
5. 前記ＡＭＰの添加前に、懸濁液が、９から１０．３の間のｐＨを有することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の使用。
6. 懸濁液のｐＨを少なくとも０．４ｐＨユニット上げるための量の前記ＡＭＰが、前記懸濁液に添加されることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の使用。
7. ＡＭＰ添加前の懸濁液のｐＨが８．５から９の間である場合、懸濁液のｐＨを少なくとも１ｐＨユニット上げるための量の前記ＡＭＰが、前記懸濁液に添加され、ＡＭＰ添加前の懸濁液のｐＨが９から１０の間である場合、懸濁液のｐＨを少なくとも０．７ｐＨユニット上げるための量の前記ＡＭＰが前記懸濁液に添加されることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の使用。
8. ＡＭＰ添加前に、前記懸濁液が、５から１００℃の間、好ましくは３５から８５℃の間、より好ましくは４５から７５℃の間の温度を有することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の使用。
9. 前記懸濁液の水相１リットル当たり１０００から５０００ｍｇ、より好ましくは１３００から２０００ｍｇの量の前記ＡＭＰが、前記懸濁液に添加されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の使用。
10. 前記ＡＭＰが、不純なＡＭＰであってよく、不純なＡＭＰの全重量に対して６重量％未満の量、好ましくは２から５重量％の量の２−メチル−２（メチルアミノ）−１−プロパノールなどの第二級アルカノールアミンを含むことを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載の使用。
11. 前記水性懸濁液中の前記炭酸カルシウム含有材料が、鉱物材料１ｍ^２当たり０．１から１、好ましくは０．２から０．５ｍｇの分散剤と共に分散され、前記分散剤が、好ましくはアニオン性分散剤、より好ましくはアクリル酸のホモポリマーまたはコポリマーであることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の使用。
12. 前記ＡＭＰの添加前に、前記懸濁液が、２から２００、好ましくは５から１５０、より好ましくは２５から１００μＶａｌ／鉱物材料の等価乾重量１ｇの陰イオン電荷を有することを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の使用。
13. 前記炭酸カルシウム含有材料が、前記炭酸カルシウム含有材料の全重量に対して少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも８０重量％、より好ましくは少なくとも９８重量％の炭酸カルシウムを含むことを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の使用。
14. 前記炭酸塩含有材料の炭酸カルシウムが、沈降性炭酸カルシウム（ＰＣＣ）、天然重質炭酸カルシウム（ＮＧＣＣ）、表面反応炭酸カルシウム（ＳＲＣＣ）またはこれらの混合物であることを特徴とする、請求項１から１３のいずれか一項に記載の使用。
15. 前記懸濁液が、前記懸濁液の全体積に基づいて４５から６０体積％、好ましくは４８から５８体積％、最も好ましくは４９から５７体積％の前記炭酸カルシウム含有材料を含むことを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載の使用。
16. 前記ＡＭＰが、前記懸濁液中の前記炭酸カルシウム含有材料を粉砕するステップの前、最中または後、好ましくは後に添加されることを特徴とする、請求項１から１５のいずれか一項に記載の使用。
17. 炭酸カルシウム含有材料の前記懸濁液を生成する前に、前記ＡＭＰが乾燥状態の前記炭酸カルシウム含有材料に添加され、これと共に場合によって乾式粉砕されることを特徴とする、請求項１から１６のいずれか一項に記載の使用。
18. 前記ＡＭＰを前記懸濁液に添加した後、懸濁液が、導電率に基づいた調節デバイスを装備したユニットに導入されることを特徴とする、請求項１から１７のいずれか一項に記載の使用。
19. 前記ＡＭＰを前記懸濁液に添加した後、懸濁液が、容器またはユニットに懸濁液の導電率の測定によって決定されるレベルまで導入されることを特徴とする、請求項１８に記載の使用。
20. 前記ＡＭＰを前記懸濁液に添加した後、懸濁液が、懸濁液の導電率に応じて調節された懸濁液スループットを有する通路に通されることを特徴とする、請求項１８に記載の使用。
21. ２５から６２体積％の少なくとも１つの炭酸カルシウム含有材料を含有し、８．５から１１の間のｐＨを有する水性懸濁液のｐＨを、請求項１から２０のいずれか一項に記載の添加剤としての２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）を添加することにより少なくとも０．３ｐＨユニット上げる方法において、
    懸濁液の導電率の変化が、１００μＳ／ｃｍ／ｐＨユニット以内に維持されることを特徴とする方法。