JP2017519853A - 無機粒子状物質とポリマー分散剤とを含む組成物 - Google Patents

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Abstract

アニオン性ポリマー分散剤及び無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物。無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物の粉砕方法及び無機粒子状物質を含む組成物の粘度を維持するためのアニオン性ポリマー分散剤の使用。【選択図】なし

Description

本発明は、一般的にアニオン性ポリマー分散剤に関する。本発明は、無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物にも関する。本発明はさらに、無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物の粉砕方法及び無機粒子状物質を含む組成物の粘度を許容レベル内に維持するためのアニオン性ポリマー分散剤の使用に関する。
無機粒子状物質、例えばアルカリ土類金属炭酸塩(例えば炭酸カルシウム)又はカオリンを含む水性懸濁液は多くの用途で広く使用されている。これらの用途には、例えば、製紙又は紙塗工に使用できる顔料又は充填剤含有組成物の生産、並びに塗料、プラスチック等のための充填組成物の生産が含まれる。
多くの場合、水性懸濁液は比較的高い固体含量を有することが望ましい。これにより高粘度の水性懸濁液がもたらされる。さらに、特に、水性懸濁液を撹拌せずに数日又は数週間貯蔵する場合、水性懸濁液の粘度が貯蔵中に上昇することがある。
高い粘度は、水性懸濁液の加工(例えば粉砕)中、及び貯蔵後の水性懸濁液の取り扱い中に問題を引き起こすことがある。従って、多くの場合、例えば加工(例えば粉砕)前又は加工中に水性懸濁液に1種以上の分散剤を添加して水性懸濁液の加工を助け、及び／又は貯蔵中に水性懸濁液の粘度を許容レベルに維持する。分散剤は、例えば、アニオン性ポリマー分散剤(例えばポリアクリル酸)であってよい。アニオン性ポリマー分散剤に存在するアニオンは、例えば、1つ以上の中和イオンで中和され得る。低減量の中和イオンを含むアニオン性ポリマー分散剤を提供するのが有利なことがある。
無機粒子状物質を含む組成物に用いる代替の及び／又は改善された分散剤(例えばアニオン性ポリマー分散剤)の提供が望ましいことがある。これらの分散剤(例えばアニオン性ポリマー分散剤)は、例えば加工前又は加工中(例えば粉砕中)に組成物に添加してよい。
無機粒子状物質を含む水性懸濁液の粘度を許容レベル内に維持するのを少なくとも助ける分散剤(例えばアニオン性ポリマー分散剤)の提供が望ましいことがある。特に、無機粒子状物質を含む水性懸濁液の粘度を加工(例えば粉砕)中及び／又は貯蔵中に許容レベル内に維持するのを少なくとも助ける分散剤の提供が望ましいことがある。例えば、低減量の中和イオンを含むにもかかわらず、例えば組成物の加工(例えば粉砕)及び／又は貯蔵中に、無機粒子状物質を含む水性懸濁液の粘度を許容レベル内に維持するのを助ける分散剤(例えばアニオン性ポリマー分散剤)の提供が望ましいことがある。
異なる分散剤(例えば異なるアニオン性ポリマー分散剤)を含む水性懸濁液に比べて、例えば加工中(例えば粉砕中)及び／又は貯蔵中に、無機粒子状物質を含む水性懸濁液の粘度を低減させるのを助ける分散剤(例えばアニオン性ポリマー分散剤)の提供が望ましいこともある。例えば、異なるポリマー分散剤(例えば異なるアニオン性ポリマー分散剤)を含む水性懸濁液に比べて、例えば加工(例えば粉砕)及び／又は貯蔵中に、低減量の中和イオンを含むが、無機粒子状物質を含む水性懸濁液の粘度を低減させるのを助ける分散剤(例えばアニオン性ポリマー分散剤)の提供が望ましいことがある。
本発明の第1態様により、無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物であって、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約40%未満がマグネシウムイオンによって中和され、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約60%以下がナトリウムイオンによって中和され、かつポリマー分散剤に存在するアニオンの約70%以下がナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されていない、例えばポリマー分散剤に存在するアニオンの約70%以下が非中和型(non-neutralized)である、組成物を提供する。
本発明のさらなる態様により、無機粒子状物質と、アニオン性ポリマー分散剤と、ナトリウムイオン及び／又はマグネシウムイオンとを含む組成物であって、組成物中のマグネシウムイオンとアニオン性ポリマー分散剤に存在するアニオンとの比が約2:5未満であり、組成物中のナトリウムイオンとアニオン性ポリマー分散剤に存在するアニオンとの比が約3:5以下である組成物を提供する。本発明のさらなる態様では、アニオン性ポリマー分散剤であって、分散剤と関わるマグネシウムイオンとアニオン性ポリマー分散剤に存在するアニオンとの比が約2:5未満であり、分散剤と関わるナトリウムイオンとアニオン性ポリマー分散剤に存在するアニオンとの比が約3:5以下であるアニオン性ポリマー分散剤を提供する。
本発明のさらなる態様により、無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物であって、調製後7日まで約100mPa.秒〜約2000mPa.秒の範囲の粘度を有する組成物を提供する。
本発明の第2態様により、アニオン性ポリマー分散剤において、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約40%未満がマグネシウムイオンによって中和され、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約60%以下がナトリウムイオンによって中和され、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約70%以下がナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されていないことを特徴とするアニオン性ポリマー分散剤を提供する。
本発明の第3態様により、無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物の粉砕方法であって、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約40%未満がマグネシウムイオンによって中和され、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約60%以下がナトリウムイオンによって中和され、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約70%以下がナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない方法を提供する。
本発明の第4態様により、無機粒子状物質を含む組成物の粘度を約100m.Pa.秒〜約2000mPa.秒の範囲内に維持するためのアニオン性ポリマー分散剤の使用であって、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約40%未満がマグネシウムイオンによって中和され、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約60%以下がナトリウムイオンによって中和され、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約70%以下がナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない使用を提供する。
本発明の任意の態様の特定実施形態においては、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約1%〜約39%がマグネシウムイオンによって中和される。例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約5%〜約30%がマグネシウムイオンによって中和され得る。
本発明の任意の態様の特定実施形態においては、組成物中のマグネシウムイオンとアニオン性ポリマー分散剤に存在するアニオンとの比は、約1:100から約2:5未満、例えば約1:100〜約39:100の範囲である。例えば、組成物中のマグネシウムイオンとアニオン性ポリマー分散剤に存在するアニオンとの比は、約5:100〜約3:10の範囲であり得る。
本発明の任意の態様の特定実施形態においては、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約1%〜約60%がナトリウムイオンによって中和される。例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約30%〜約60%がナトリウムイオンによって中和され得る。
本発明の任意の態様の特定実施形態においては、組成物中に存在するナトリウムイオンとアニオン性ポリマー分散剤に存在するアニオンとの比は、約1:100〜約6:10の範囲である。例えば、組成物中に存在するナトリウムイオンとアニオン性ポリマー分散剤に存在するアニオンとの比は、約3:10〜約6:10の範囲であり得る。
本発明の任意の態様の特定実施形態においては、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約1%〜約70%は、ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない。例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約10%〜約50%は、ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されてはならない。
本発明の任意の態様の特定実施形態においては、ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、ポリマー分散剤に存在するアニオンは、少なくとも部分的に非中和型である。特定実施形態では、ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、ポリマー分散剤に存在するアニオンの実質的に全てが非中和型である。
本発明の任意の態様の特定実施形態においては、無機粒子状物質は炭酸カルシウムを含む。例えば、無機粒子状物質は、炭酸カルシウムから本質的に成るか又は炭酸カルシウムから成り得る。
本発明の任意の態様の特定実施形態においては、無機粒子状物質は炭酸カルシウムを含み、かつナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、ポリマー分散剤に存在するアニオンは、少なくとも部分的にカルシウムイオンによって中和される。特定実施形態では、無機粒子状物質は炭酸カルシウムを含み、かつポリマー分散剤に存在するアニオンの実質的に全てがカルシウムイオンによって中和される。
本発明の任意の態様の特定実施形態においては、アニオン性ポリマー分散剤は、ヒドロキシル基、アミド基、カルボキシル基、スルホ基、ホスホノ基並びにそのアルカリ金属塩及びアンモニウム塩から成る群より選択される少なくとも1つの基を含むポリマーである。特定実施形態では、アニオン性ポリマー分散剤はポリアクリル酸を含む。
本発明の任意の態様の特定実施形態においては、組成物は、調製直後に約100mPa.秒〜約2000mPa.秒の範囲の粘度を有する。本発明の任意の態様の特定実施形態においては、組成物は、調製後7日まで約100mPa.秒〜約1000mPa.秒又は約100mPa.秒〜約500mPa.秒の範囲の粘度を有する。
本発明の任意の態様の特定実施形態においては、アニオン性ポリマー分散剤は、組成物の総乾燥質量に基づいて約0.1wt%〜約2wt%の範囲の量で存在する。
本発明の第3又は第4態様の特定実施形態においては、アニオン性ポリマー分散剤は、無機粒子状物質との混ぜ合わせ前にマグネシウムイオン及び／又はナトリウムイオンで中和される。特定実施形態では、アニオン性ポリマー分散剤は、粉砕中にマグネシウムイオン及び／又はナトリウムイオンで中和される。
本発明の第3又は第4態様の特定実施形態においては、無機粒子状物質は炭酸カルシウムを含み、かつナトリウムイオン又はマグネシウムイオンで中和されない、ポリマー分散剤に存在するアニオンは、粉砕中にカルシウムイオンによって少なくとも部分的に中和されることになる。本発明の第3又は第4態様の特定実施形態においては、無機粒子状物質は炭酸カルシウムを含み、かつナトリウムイオン又はマグネシウムイオンで中和されない、ポリマー分散剤に存在するアニオンの実質的に全てが粉砕中にカルシウムイオンによって中和されることになる。
本発明の第3又は第4態様の特定実施形態においては、アニオン性ポリマー分散剤は、粉砕中に増加的に無機粒子状物質に添加される。
本発明の第3又は第4態様の特定実施形態においては、アニオン性ポリマー分散剤は、粉砕後の組成物中に、組成物の総乾燥質量に基づいて約0.1wt%〜約2wt%の範囲の量で存在する。
本発明の第3又は第4態様の特定実施形態においては、組成物は、粉砕直後に約100mPa.秒〜約2000mPa.秒の範囲の粘度を有する。特定実施形態では、組成物は、粉砕後7日まで、約100mPa.秒〜約500mPa.秒の範囲の粘度を有する。
本発明の第4態様の特定実施形態においては、組成物の粘度は、約100mPa.秒〜約500mPa.秒の範囲内に維持される。特定実施形態では、組成物の粘度は、約100mPa.秒〜約300mPa.秒の範囲内に維持される。
本発明の第4態様の特定実施形態においては、無機粒子状物質を含む組成物の粘度は、粉砕中に維持される。
本発明の任意の態様の特定実施形態においては、無機粒子状物質を含む組成物の粘度は、貯蔵中に維持される。特定実施形態では、組成物の粘度は、調製後24時間まで維持される。特定実施形態では、組成物の粘度は、調製後7日間まで維持される。
本発明の任意の態様の特定実施形態は、下記利点の1つ以上を提供することができる：
・無機粒子状物質を含む組成物の粘度を、粉砕中に許容レベル、例えば有利には低レベルで維持すること。
・無機粒子状物質を含む組成物の粘度を、貯蔵中に許容レベル、例えば有利には低レベルで維持すること。
・アニオン性ポリマー分散剤と関わる中和イオンの量を低減させること。
本発明のいずれの特定の1つ以上の上記態様に関しても提供した詳細、例及び優先度は、本発明の全ての態様に等しく当てはまる。本発明は、特に指定のない限り、或いは文脈により明白に矛盾しない限り、実施形態、例及び優先度の全ての可能なバリエーションで本明細書に記載の実施形態、例及び優先度のいずれの組み合わせをも包含する。
本発明の特定実施形態では、粉砕及び／又は貯蔵中に比較的低い粘度を示すという点で有利な、無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物を提供する。本発明の特定実施形態では、例えば、無機粒子状物質を含む組成物の粘度を、例えば粉砕及び／又は貯蔵中に低減及び／又は維持し得る粉砕方法を提供する。本発明の特定実施形態では、有利には無機粒子状物質を含む組成物の粘度を、例えば加工(例えば粉砕)中又は貯蔵中に許容レベル内に維持する、アニオン性ポリマー分散剤の使用を提供する。本発明の特定実施形態では、少量又は低減量の中和イオンを含み、有利には無機粒子状物質を含む組成物の粘度を許容レベル内に維持できるアニオン性ポリマー分散剤を提供する。
本発明の特定実施形態によれば、無機粒子状物質を含む組成物におけるアニオン性ポリマー分散剤の使用であって、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約40%未満がマグネシウムイオンによって中和され、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約60%以下がナトリウムイオンによって中和され、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約70%以下がナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない使用は、驚くべきことに比較的低い粘度を示す組成物をもたらすことが分かった。特定実施形態では、これらのアニオン性ポリマー分散剤を、無機粒子状物質を含む組成物と粉砕前又は粉砕中に混ぜ合わせると、加工(例えば粉砕)及び／又は貯蔵中に比較的低い粘度を有する組成物をもたらし得ることが分かった。
アニオン性ポリマー分散剤及び無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物
本明細書では、無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含むか、これらから本質的に成るか、又はこれらから成る組成物を提供する。本明細書に記載の実施形態及びその全ての組み合わせは、本発明の全ての態様に等しく適用可能である。
組成物は、例えば、水性懸濁液であり得る。水性懸濁液の固体含量は、例えば、組成物の約60質量%以上であり得る。例えば、組成物の固体含量は、組成物の約60質量%〜約85質量%、例えば約66質量%〜約82質量%、例えば約70質量%〜約80質量%であり得る。例えば、組成物の固体含量は、組成物の約73質量%〜約79質量%であってよく、例えば組成物の固体含量は、組成物の約76質量%であってよい。水性懸濁液の固体含量は、水性懸濁液が乾燥して水分がゼロになった後に残存する物質の百分率質量である。
アニオン性ポリマー分散剤は、例えば、無機粒子状物質を含む組成物に、組成物の総乾燥質量に基づいて約0.1wt%〜約2wt%の範囲の量で存在し得る。例えば、アニオン性ポリマー分散剤は、約0.15wt%〜約2wt%、例えば約0.5wt%〜約1.5wt%、例えば約0.5wt%〜約1.2wt%の範囲の量で存在し得る。例えば、アニオン性ポリマー分散剤は、約1wt%の量で存在し得る。
無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物は、例えば、約100mPa.秒〜約2000mPa.秒、例えば約100mPa.秒〜約1000mPa.秒の範囲の粘度を有し得る。例えば、無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物は、約100mPa.秒〜約500mPa.秒、例えば約100mPa.秒〜約300mPa.秒、例えば約100mPa.秒〜約250mPa.秒の範囲の粘度を有し得る。組成物は、例えば、加工(例えば粉砕)中及び／又は貯蔵(例えば調製後24時間、2日、3日又は7日間の貯蔵)中にこれらの範囲のいずれか1つの粘度を有し得る。鉱物スラリーは、間欠的時間での組成物のブルックフィールド粘度の検査以外は、貯蔵中に如何なる撹拌、混合又は他のかき混ぜをも受けてはならない。
無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物は、例えば、調製直後に約100mPa.秒〜約2000mPa.秒、例えば約100mPa.秒〜約1000mPa.秒の範囲の粘度を有し得る。組成物は、例えば、調製後1時間まで、調製後24時間まで、調製後2日間まで、調製後3日間まで又は調製後7日間まで、約100mPa.秒〜約2000mPa.秒、例えば約100mPa.秒〜約1000mPa.秒の範囲の粘度を有し得る。無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物は、例えば、調製直後に約100mPa.秒〜約500mPa.秒、例えば約100mPa.秒〜約300mPa.秒の範囲の粘度を有し得る。組成物は、例えば、調製後1時間まで、調製後24時間まで、調製後2日間まで、調製後3日間まで又は調製後7日間まで、約100mPa.秒〜約500mPa.秒、例えば約100mPa.秒〜約300mPa.秒の範囲の粘度を有し得る。組成物は、例えば、調製後24時間及び／又は調製後2日及び／又は調製後3日及び／又は調製後7日に、約100mPa.秒〜約2000mPa.秒、例えば約100mPa.秒〜約1000mPa.秒、例えば約100mPa.秒〜約500mPa.秒、例えば約100mPa.秒〜約300mPa.秒の範囲の粘度を有し得る。
特に指定のない限り、粘度は、Brookfield R.V.粘度計又はスピンドルを含む他の同様の機器を用いて測定する。約200mlの試料を容器に入れて測定する。試料の温度を22℃に調整する。きれいな乾燥したスピンドルを容器内の中央位置で試料に浸す。速度を10rpmに設定し、粘度計のスイッチを入れる。次に速度を100rpmに上昇させ、スピンドルを60秒±2秒間回転させる。次に粘度計の示度数を記録する。
組成物は、例えば、マグネシウムイオン及び／又はナトリウムイオンを含んでよく、組成物中のマグネシウムイオンとアニオン性ポリマー分散剤に存在するアニオンとの比は約2:5未満であり、ナトリウムイオンとアニオン性ポリマー分散剤に存在するアニオンとの比は約3:5以下である。
例えば、組成物中のマグネシウムイオンとアニオン性ポリマー分散剤に存在するアニオンとの比は、約1:100から約2:5未満まで、例えば約1:100〜約39:100の範囲であり得る。例えば、組成物中のマグネシウムイオンとアニオン性ポリマー分散剤に存在するアニオンとの比は、約1:100〜約3:10、例えば約1:100〜約2:10の範囲であり得る。例えば、組成物中のマグネシウムイオンとアニオン性ポリマー分散剤に存在するアニオンとの比は、約5:100〜約3:10、例えば約5:100〜約2:10の範囲であり得る。
本発明の任意の態様の特定実施形態においては、組成物中に存在するナトリウムイオンとアニオン性ポリマー分散剤に存在するアニオンとの比は、約1:100〜約6:10の範囲であり得る。例えば、組成物中に存在するナトリウムイオンとアニオン性ポリマー分散剤に存在するアニオンとの比は、約1:10〜約6:10、例えば約2:10〜約6:10、例えば約3:10〜約6:10、例えば約4:10〜約6:10の範囲であり得る。例えば、組成物中に存在するナトリウムイオンとアニオン性ポリマー分散剤に存在するアニオンとの比は、約2:10〜約5:10、例えば約3:10〜約5:10、例えば約4:10〜約5:10の範囲であり得る。
本発明は、ナトリウム及びマグネシウムイオンの存在に関するこれらのいずれの比のいずれの組み合わせをも企図するものと理解すべきである。
無機粒子状物質
水性懸濁液に供給可能ないずれの無機粒子状物質も本発明の実施形態に使用してよい。適切な無機粒子状物質は、以下の1つ以上から選択可能である：アルカリ土類金属炭酸塩(例えばドロマイト、すなわちCaMg(CO3)2)、金属硫酸塩(例えば石膏)、金属ケイ酸塩、金属酸化物(例えば酸化鉄、クロミア、三酸化アンチモン又はシリカ)、金属水酸化物、珪灰石、ボーキサイト、タルク(例えばフレンチチョーク)、マイカ、酸化亜鉛(例えば、亜鉛華又はチャイニーズホワイト)、二酸化チタン(例えば、アナターゼ又はルチル)、硫化亜鉛、炭酸カルシウム(例えば沈降炭酸カルシウム(PCC)、重質炭酸カルシウム(GCC)又は表面改質炭酸カルシウム)、硫酸バリウム(例えば、重晶石、沈降硫酸バリウム(blanc fixe)又はプロセスホワイト)、アルミナ水和物(例えば、アルミナ三水和物、ライトアルミナ水和物、レーキホワイト又はトランスペアレントホワイト)、粘土(例えばカオリン、か焼カオリン、陶土(China clay)又はベントナイト)、及びその組み合わせ。無機粒子状物質は、上記物質のいずれの1つ以上からも選択可能である。無機粒子状物質は、上記物質のいずれの組み合わせのブレンドを含んでもよい。以下、本発明の実施形態は、炭酸カルシウムについて論じる傾向があり得る。しかしながら、本発明は該実施形態に限定するものと解釈すべきでない。
本発明の実施形態で用いる無機粒子状物質を天然資源から得るときは、いくらかの鉱物不純物が粉砕物質に不可避的に混入することがあり得る。例えば、天然に存在する炭酸カルシウムは他の鉱物を伴って存在する。しかしながら、一般に、本発明の実施形態で用いる無機粒子状物質は、5質量%未満、好ましくは1質量%未満の他の鉱物不純物を含有する。
炭酸カルシウムは、本発明の実施形態と関連して用いるのに特に適している。炭酸カルシウムの例としては、重質炭酸カルシウム(GCC)、沈降炭酸カルシウム(PCC)、ドロマイト及び表面改質炭酸カルシウムが挙げられる。
本発明の実施形態で用いる粒子状炭酸カルシウムは、天然源から粉砕によって得るか、又は合成的に沈降により調製してよく(PCC)、或いは両者の組み合わせ、すなわち、天然由来の粉砕物質と合成沈降物質の混合物であってよい。PCCを粉砕してもよい。
重質炭酸カルシウム(GCC)は、典型的にチョーク、大理石又は石灰石等の鉱物源を粉砕することによって得られ、その後、所望の微細度を有する生成物を得るために、粒径分類工程が続くことがある。
粒子状固体物質は、自己生産的に、すなわち固体物質自体の粒子間の摩擦によって、或いはこれとは別に、粉砕すべき炭酸カルシウムとは異なる物質の粒子を含む粒子粉砕媒体の存在下で粉砕可能である。
炭酸カルシウムの湿式粉砕は、炭酸カルシウムの水性懸濁液の形成を伴い、その後、必要に応じて適切な分散剤の存在下で粉砕することができる。炭酸カルシウムの湿式粉砕に関するさらなる情報のためには、例えば、EP-A-614948(その内容全体を参照することにより援用する)を参照されたい。
PCCは、本発明の実施形態で粒子状炭酸カルシウム源として使用可能であり、当技術分野で利用可能ないずれの公知方法によって製造してもよい。TAPPI Monograph Series No 30、“Paper Coating Pigments”、34〜35ページは、製紙業で用いる製品の調製での使用に適しているが、本発明の実施形態と関連しても使用可能な沈降炭酸カルシウムの3つの主な商業的調製方法について記載している。3つの全ての方法は、石灰石をまず最初にか焼して生石灰を生成し、この生石灰を次に水中で消和して水酸化カルシウム又は乳状石灰を得る。第1の方法では、この乳状石灰を二酸化炭素ガスで直接炭酸塩化する。この方法は、副生物が形成されないという利点があり、炭酸カルシウム生成物の特性及び純度の制御が比較的容易である。第2の方法では、乳状石灰をソーダ灰と接触させて、二重分解によって、炭酸カルシウムの沈降物と水酸化ナトリウムの水溶液を生成する。この方法を商業的に魅力的にするためには水酸化ナトリウムを実質的に完全に炭酸カルシウムから分離すべきである。第3の主な商業的方法では、乳状石灰をまず最初に塩化アンモニウムと接触させて塩化カルシウム溶液とアンモニアガスを与える。次に塩化カルシウム溶液をソーダ灰と接触させて、二重分解によって、沈降炭酸カルシウム及び塩化ナトリウム溶液を生成する。
PCCの製造プロセスの結果、非常に純粋な炭酸カルシウム結晶と水が生じる。使用する特定の反応プロセスに応じて、種々の異なる形状及びサイズの結晶を生成することができる。3つの主なPCC結晶形は、アラゴナイト、菱面体及び偏三角面体(scalenohedral)であり、全てその混合形を含め、本発明の実施形態で用いるのに適している。
炭酸カルシウム、例えばGCC又はPCCは、任意に表面改質してもよい。炭酸カルシウムをコーティングしてもよい。コーティングは、シラン又はその任意の塩、例えば有機シランから成るか、本質的にそれらから成るか、又はそれらを含み得る。炭酸カルシウムを脂肪酸又はその塩でコーティングしてもよい。例えば、炭酸カルシウムをステアリン酸塩でコーティングしてよい。
コーティングのレベルは、コーティングされる粒子状鉱物添加剤の総質量に基づいて約0.1wt%〜約10wt%、例えば約0.1〜約3wt%、例えば約0.5又は0.6又は0.7又は0.8と約2.0wt%との間、例えば約1.5wt%であってよい。
本明細書で使用する用語「コーティング」は、広く解釈すべきであり、例えば、均一コーティング又は粒子の全表面積を覆うコーティングに限定されない。表面の個別領域がコーティングで改質されている粒子は、本発明の特定実施形態の条件の範囲内でコーティングされているものと解釈される。
無機粒子状物質は、粒子の約40wt%〜約99wt%が約1μmより大きくなるような粒径分布を有し得る。例えば、無機粒子状物質は、粒子の約50wt%〜約99wt%、例えば約60wt%〜約99wt%が約1μmより大きくなるような粒径分布を有し得る。例えば、無機粒子状物質は、無機粒子状物質又は無機粒子状物質を含む組成物が粉砕される前に、これらのいずれか1つの範囲内の粒径分布を有し得る。
無機粒子状物質は、粒子の約40wt%〜約99wt%が約1μm未満となるような粒径分布を有し得る。例えば、無機粒子状物質は、粒子の約50wt%〜約99wt%、例えば約60wt%〜約99wt%が約1μm未満となるような粒径分布を有し得る。例えば、無機粒子状物質は、無機粒子状物質又は無機粒子状物質を含む組成物が粉砕された後に、これらのいずれか1つの範囲内の粒径分布を有し得る。
特に指定のない限り、粒子状充填材又は物質について本明細書で言及する粒径特性は、Micromeritics Instruments Corporation, Norcross, Georgia, USA (電話番号：+17706623620；ウェブサイト：www.micromeritics.com)によって供給され、本明細書では“Micromeritics Sedigraph 5100ユニット”と言及しているSedigraph 5100マシーンを用いて水性媒体に完全に分散した状態の粒子状充填材又は物質の遠心沈降によって周知様式で測定される。該マシーンにより、測定値と、当技術分野で‘等価球形(equivalent spherical diameter)’(e.s.d)と称するサイズが所与のe.s.d値より低い粒子の累積質量百分率のプロットとが提供される。
アニオン性ポリマー分散剤
本明細書では、アニオン性ポリマー分散剤及び無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物を提供する。本明細書に記載の実施形態及びその全ての組み合わせは本発明の全ての態様に等しく適用可能である。
本発明の任意の態様の特定実施形態においては、アニオン性ポリマー分散剤は、1つ以上のカチオン、例えば1つ以上の金属イオンによって中和され得るいずれのポリマーからも選択可能である。例えば、アニオン性ポリマー分散剤は、マグネシウムイオン及び／又はナトリウムイオンと必要に応じてカルシウムイオンによって中和され得るいずれのポリマーからも選択可能である。
アニオン性ポリマー分散剤は、例えば、ヒドロキシル基、アミド基、カルボキシル基、スルホ基、ホスホノ基並びにそのアルカリ金属塩及びアンモニウム塩から成る群より選択される少なくとも1つの基を含むポリマーであり得る。
少なくとも1種のアニオン性ポリマー分散剤は、例えば、少なくとも1つのカルボキシル基を含み得る。例えば、アニオン性ポリマー分散剤は、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、フマル酸、無水マレイン酸、アコニット酸、メサコン酸、シナピン酸、ウンデシレン酸、アンゲリカ酸、及びヒドロキシアクリル酸から選択される少なくとも1つのモノマー単位を含み得る。アニオン性ポリマー分散剤は、これらのモノマーのずれか1つのホモポリマーであってよく、或いはこれらのモノマーのいずれか2つ以上のコポリマーであってよい。例えば、アニオン性ポリマー分散剤はポリアクリル酸であり得る。アニオン性ポリマー分散剤は、例えば、これらのモノマーといずれのアリル、例えばいずれのビニルモノマーとのコポリマーであってもよい。
例えば、少なくとも1種のアニオン性ポリマー分散剤は、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、無水マレイン酸及び／又は酸形若しくは部分的に中和された2-アクリルアミド-2-メチル-1-プロパンスルホン酸、酸形若しくは部分的に中和された2-メタクリルアミド-2-メチル-1-プロパンスルホン酸、酸形若しくは部分的に中和された3-メタクリルアミド-2-ヒドロキシ-1-プロパンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、アリルオキシベンゼンスルホン酸、メタリルオキシベンゼンスルホン酸、2-ヒドロキシ-3-(2-プロペニルオキシ)プロパンスルホン酸、2-メチル-2-プロペン-1-スルホン酸、エチレンスルホン酸、プロペンスルホン酸、2-メチルスルホン酸、スチレンスルホン酸及び／又はその塩、ビニルスルホン酸、ナトリウムメタリルスルホナート、スルホプロピルアクリラート若しくはメタクリラート、スルホメチルアクリルアミド、スルホメチルメタクリルアミド、或いはアクリルアミド、メチルアクリルアミド、アクリル酸又はメタクリル酸のエステル、例えば特にアクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸メチル、エチレングリコール若しくはプロピレングリコールのアクリラート若しくはメタクリラートホスファート、或いはビニルピロリドン、ビニルカプロラクタム、イソブチレン、ジイソブチレン、酢酸ビニル、スチレン、αメチルスチレン、ビニルメチルエーテル、又はアリル化合物、例えば特にアリルアミン及びその誘導体に由来し得る。
例えば、アニオン性ポリマー分散剤は、アクリル酸若しくはメタクリル酸の部分的にナトリウムで中和されたポリマー又はアクリル酸若しくはメタクリル酸とアクリル酸アルキル若しくはメタクリル酸アルキルのコポリマー、ポリアクリルアミド、ポリ(ビニルアルコール)であってよく、部分的にナトリウムで中和されたオリゴスチレンスルホナートを使用することができる。非限定例としては、ポリアクリラート及びコポリマー、リゴスルホナート(ligosulfonate)、及びナフタレンスルホナートが挙げられる。
以下、本発明の実施形態はポリアクリル酸について論じる傾向があり得る。しかしながら、本発明を該実施形態に限定するものと解釈すべきでない。
アニオン性ポリマー分散剤は、例えば20,000未満、例えば、1000〜10,000、例えば3000〜9000の範囲の平均分子量を有し得る。例えば、アニオン性ポリマー分散剤は、約4000〜約6500の平均分子量を有し得る。
アニオン性ポリマー分散剤の平均分子量は、当業者に既知のいずれの方法によって確証してもよい。例えば、アニオン性ポリマー分散剤の平均分子量は、例えば、束一的特性の測定、光散乱法、粘度測定又はサイズ排除クロマトグラフィーを用いて決定可能である。
アニオン性ポリマー分散剤は、例えば、必要に応じて既に部分的に1つ以上のカチオン、例えばナトリウムイオンで中和されていてもよい市販のポリマーを供給し、次に所望の中和レベルを有するアニオン性ポリマー分散剤を得るためにマグネシウムイオン源及び／又はナトリウムイオン源並びに必要に応じてカルシウムイオン源を供給すことによって得られる。
アニオン性ポリマー分散剤は、例えば、必要に応じて既に部分的に中和されていてもよい1種以上のモノマーを、既知の重合法を用いて重合させてアニオン性ポリマー分散剤を与え、次に所望の中和レベルを有するアニオン性ポリマー分散剤を得るためにマグネシウムイオン源及び／又はナトリウムイオン源並びに必要に応じてカルシウムイオン源を供給することによって得られる。重合反応から得られたポリマーは、例えば、本発明で使用する前に単離及び／又は加工及び／又は分離して数層にしてよい。例えば、当業者に既知の静的又は動的方法に従い、例えば1種以上の極性溶媒を用いてポリマーを加工又は分離して数層にすることができる。極性溶媒は、例えば、水、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、アセトン、テトラヒドロフラン又はその混合物から選択可能である。次に、本発明で使用するために特定フラクション、例えば望ましい粘度又は分子量を有するフラクションを選択することができる。
マグネシウムイオン源は、いずれのマグネシウム塩であってもよく、例えばマグネシウムの酢酸塩、炭酸塩、塩化物、クエン酸塩、シアン化物、フッ化物、硝酸塩、亜硝酸塩、リン酸塩又は硫酸塩であり得る。マグネシウムイオン源は、例えば、水酸化マグネシウムであり得る。ナトリウムイオン源は、いずれのナトリウム塩であってもよく、例えばナトリウムの酢酸塩、炭酸塩、塩化物、クエン酸塩、シアン化物、フッ化物、硝酸塩、亜硝酸塩、リン酸塩又は硫酸塩であり得る。ナトリウムイオン源は、例えば、水酸化ナトリウムであり得る。カルシウムイオン源は、例えば、炭酸カルシウムであり得る。
マグネシウムイオン源及び／又はナトリウムイオン源は、例えば、アニオン性ポリマー分散剤を無機粒子状物質と混ぜ合わせる前に中和の所望レベルを有するように、アニオン性ポリマー分散剤を無機粒子状物質と混ぜ合わせる前に供給してよい。
マグネシウムイオン源及び／又はナトリウムイオン源は、例えば、アニオン性ポリマー分散剤が無機粒子状物質との混ぜ合わせ後に中和の所望レベルに達するように、アニオン性ポリマー分散剤を既に無機粒子状物質と混ぜ合わせたときに供給してよい。例えば、無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物の加工(粉砕)中にマグネシウムイオン源及び／又はナトリウムイオン源を供給してよく、その結果、アニオン性ポリマー分散剤は加工(粉砕)中に中和の所望レベルに達する。
マグネシウムイオン源及び／又はナトリウムイオン源は、例えば、アニオン性ポリマー分散剤を無機粒子状物質と混ぜ合わせる前及び後に供給してよい。アニオン性ポリマー分散剤の中和の所望レベルは、無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物の加工(粉砕)前又はその間に到達し得る。
アニオン性ポリマー分散剤は、例えば、中和の所望レベルに達する前に、既に1つ以上のカチオン、例えばナトリウムイオンで部分的に中和されていてよい。無機粒子状物質との混ぜ合わせの前又は後のどちらか、例えば、無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物の加工(例えば粉砕)中に中和の所望レベルに達するように、マグネシウムイオン源及び／又はナトリウムイオン源を供給すると、これらのカチオンによってもたらされる中和を置き換えるか又は増加させることができる。
アニオン性ポリマー分散剤は、例えば、全て一度に無機粒子状物質と混ぜ合わせてよい。或いは、アニオン性ポリマー分散剤は、例えば、加工(例えば粉砕)中に増加的に無機粒子状物質と混ぜ合わせるか又は無機粒子状物質に添加してよい。例えば、アニオン性ポリマー分散剤は、例えば加工(粉砕)中に、規則的間隔で規則的量添加してよい。
ポリマー分散剤に存在するアニオンの約40%未満はマグネシウムイオンによって中和されてよく、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約60%以下はナトリウムイオンによって中和されてよく、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約70%以下はナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されてはならない。
用語「アニオン」は、いずれの負に荷電した原子又は原子群をも意味するものと解釈し得る。ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、アニオン性ポリマー分散剤に存在するアニオンは非中和型であってよく、或いは他のカチオン、例えばカルシウムイオンによって中和され得る。
例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約40%未満はマグネシウムイオンによって中和されてよい。例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約30%未満、約25%未満又は約20%未満はマグネシウムイオンによって中和されてよい。例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの0%がマグネシウムイオンによって中和され得る。
ポリマー分散剤に存在するアニオンの約1%〜約39%は、例えば、マグネシウムイオンによって中和されてよい。例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約1%〜約30%、約1%〜約25%又は約1%〜約20%は、マグネシウムイオンによって中和されてよい。例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約5%〜約30%、約5%〜約25%、約5%〜約20%は、マグネシウムイオンによって中和されてよい。
ポリマー分散剤に存在するアニオンの約60%以下は、ナトリウムイオンによって中和されてよい。例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約55%以下、例えば約50%以下、例えば約45%以下はナトリウムイオンによって中和されてよい。
例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約1%〜約60%は、ナトリウムイオンによって中和されてよい。例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約10%〜約60%又は約20%〜約60%は、ナトリウムイオンによって中和されてよい。例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約30%〜約60%は、ナトリウムイオンで中和されてよい。例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約35%〜約60%、約40%〜約60%又は約40%〜約55%は、ナトリウムイオンによって中和されてよい。例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約30%〜約50%又は約40%〜約50%は、ナトリウムイオンによって中和されてよい。
ポリマー分散剤に存在するアニオンの約70%以下は、ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない。例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約65%以下又は約60%以下は、ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されてはならない。例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約50%以下は、ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されてはならない。例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約45%以下、例えば約40%以下は、ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない。
例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約10%〜約60%は、ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されてはならない。例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約10%〜約50%は、ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されてはならない。例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約20%〜約50%は、ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない。例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約30%〜約50%又は約40%〜約50%は、ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない。
例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約1%〜約39%はマグネシウムイオンによって中和されてよく、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約1%〜約60%はナトリウムイオンによって中和されてよく、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約1%〜約70%はナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されてはならない。
例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約5%〜約30%はマグネシウムイオンによって中和され、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約30%〜約60%はナトリウムイオンによって中和され、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約10%〜約70%はナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない。
例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約5%〜約30%はマグネシウムイオンによって中和されてよく、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約30%〜約60%はナトリウムイオンによって中和されてよく、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約10%〜約50%はナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない。
例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約10%〜約30%はマグネシウムイオンによって中和されてよく、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約40%〜約60%はナトリウムイオンによって中和されてよく、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約20%〜約50%はナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されてはならない。
例えば、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約40%〜約60%はマグネシウムイオンによって中和されてよく、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約40%〜約60%はナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されてはならない。例えば、無機粒子状物質は炭酸カルシウムであってよく、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約40%〜約60%はマグネシウムイオンによって中和されてよく、マグネシウムイオンで中和されない、ポリマー分散剤に存在するアニオンはカルシウムイオンによって中和されてよい。
当然のことながら、ナトリウムイオン及びマグネシウムイオンによる中和に関するいずれの範囲のいずれの組み合わせをも本発明は企図する。当業者は、これらの範囲内に入る、合計で100%になるいずれの値をも選択することができる。
ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、ポリマー分散剤に存在するアニオンは、例えば、少なくとも部分的に非中和型であってよい。用語「非中和型」は、アニオンと関わるカチオンがないことを意味するものと解釈し得る。例えば、ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、ポリマー分散剤に存在するアニオンの実質的に全てが非中和型である。用語「実質的に全て」は95%以上、例えば99%以上、例えば99.5%以上、例えば100%を意味するものと解釈し得る。
無機粒子状物質は、例えば、炭酸カルシウムであってよく、ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、ポリマー分散剤に存在するアニオンは、少なくとも部分的にカルシウムイオンによって中和されてよい。例えば、無機粒子状物質は炭酸カルシウムであってよく、ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、ポリマー分散剤に存在するアニオンの実質的に全てがカルシウムイオンによって中和されてよい。用語「実質的に全て」は、95%以上、例えば99%以上、例えば99.5%以上、例えば100%を意味するものと解釈し得る。
特に指定のない限り、アニオン性ポリマー分散剤の中和レベルは、酸塩基滴定を用いて測定可能である。
さらなる添加剤
無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物は、任意にさらなる添加剤を含んでよい。例えば、組成物は、1種以上の追加の分散剤、1種以上の殺生物剤、1種以上の懸濁助剤、1種以上の増粘剤、1種以上の沈降防止剤、1種以上の塩又は1種以上の他の添加剤から選択される1種以上のさらなる添加剤をさらに含んでよい。
例えば、1種以上の追加の分散剤は、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、無水マレイン酸、イソクロトン酸、アコニット酸(cis又はtrans)、メサコン酸、シナピン酸、ウンデシレン酸、アンゲリカ酸、カネル酸(canellic acid)、ヒドロキシアクリル酸、アクロレイン、アクリルアミド、アクリロニトリル、ジメチルアミノエチルメタクリラート、ビニルピロリドン、ビニルカプロラクタム、エチレン、プロピレン、イソブチレン、ジイソブチレン、酢酸ビニル、スチレン、αメチルスチレン、メチルビニルケトン、アクリル酸及びメタクリル酸のエステル並びにその混合物から成る群より選択されるモノマー及び／又はコモノマーから作製可能である。
例えば、1種以上の殺生物剤は、アルデヒド放出殺生物剤、アルデヒドに基づく殺生物剤、フェノール系殺生物剤、イソチアゾリン殺生物剤、又はその任意の混合物から選択可能である。殺生物剤は、以下：ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、グリオキサール、スクシンアルデヒド、グルタルアルデヒド、2-プロペナール、フタル酸ジアルデヒド及びその混合物の1つ以上から選択可能であり、特定実施形態では、ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒド、ベンジルアルコールモノ(ポリ)-ヘミホルマール、エチレングリコールヘミホルマール(EGHF)、[1,2-エタンジイルビス(オキシ)]-ビス-メタノール、テトラヒドロ-1,3,4,6-テトラキス(ヒドロキシルメチル)イミダゾ[4,5-d]イミダゾール-2,5-(1H,3H)-ジオン(一般的にテトラメチロールアセチレン二尿素 TMADとも呼ばれる)、オルトフェニルフェノール(OPP)、2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン(MIT)、5-クロロ-2-メチル-2H-イソチアゾリン-3-オン(CIT)、1,2-ベンゾイソチアゾリン-3-オン(BIT)、又はその混合物である。
例えば、増粘剤は、ポリウレタン、アクリルポリマー、ラテックス、スチレン、ブタジエン、ポリビニルアルコール、セルロース、セルロース由来高分子、糖類及び有機シリコーンから選択可能である。
粉砕方法
本明細書では、無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物の粉砕方法を提供する。
本明細書で開示する無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物及び／又はアニオン性ポリマー分散剤は、本発明の第1及び第2態様のみならず、本明細書に開示する実施形態のいずれをも、これらの実施形態の全ての可能なそのバリエーションのいずれの組み合わせをも含めて、包含する。
粉砕は、従来法で適宜行なわれる。粉砕は、例えば、粒子粉砕媒体の存在下での摩擦粉砕法であってよく、或いは自己生産的粉砕法、すなわち粉砕媒体の非存在下で行なうものであってよい。粉砕は、例えば、湿式粉砕法であってよい。
粒子粉砕媒体が存在する場合、それは天然又は合成材料であってよい。粉砕媒体は、例えば、いずれの硬質鉱物、セラミック又は金属材料のボール、ビーズ又はペレットを含んでもよい。該材料としては、例えば、アルミナ、ジルコニア、ジルコニウム、ケイ酸塩、ケイ酸アルミニウム又はムライトリッチ材料が挙げられ、ムライトリッチ材料は、カオリナイト粘土を約1300℃〜約1800℃の範囲の温度でか焼することによって生成される。或いは、適切な粒径の天然砂の粒子を使用することができる。
一般的に、本発明で用いるために選択すべき粉砕媒体のタイプ及び粒径は、粉砕すべき無機物質の特性、例えば粒径、及び化学的組成、フィード懸濁液等によって決まり得る。好ましくは、粒子粉砕媒体は約0.1mm〜約6.0mmの範囲、さらに好ましくは約0.2mm〜約4.0mmの範囲の平均直径を有する粒子を含む。粉砕媒体(又は複数の粉砕媒体)は、装填体積の約40%〜約70%の量、さらに好ましくは装填体積の約50%〜約60%の量で存在し得る。
粉砕は、1以上の段階で行なってよい。例えば、第1摩擦粉砕機でフィード懸濁液を部分的に粉砕し、この部分的に粉砕された無機粒子状物質の懸濁液をさらに粉砕するために第2摩擦粉砕機に供給し、その後、粉砕された物質の懸濁液を1つ以上の後続の摩擦粉砕機に供給することができる。
粉砕を行なった後に、懸濁液を脱水して高固体懸濁液とし、いずれの粉砕媒体をも除去することができる。
前記脱水により形成された高固体懸濁液は、適切には70質量%以上の大きさの固体レベルを有し得る。任意に1種以上の追加の分散剤を使用してよい。使用する任意的な分散剤は、本明細書に記載のアニオン性ポリマー分散剤と同一であっても同一でなくてもよい。粉砕後段階で使用する任意的な分散剤は、高固体懸濁液中の粒子状無機物質の凝集の制限を必要とされることがある。従って任意的な分散剤は、分散剤有効量、例えば乾燥無機粒子の約0.3質量%、さらに好ましくは少なくとも約0.4質量%、例えば少なくとも約0.5質量%で存在し得る。
高固体粉砕は、約78wt%までの炭酸カルシウム固体含量で行なってよい。高固体で粉砕するときは、通例1種以上の分散剤を使用する。例えば、2004年1月20〜22日にオタワで開催された第36回カナダ鉱物加工装置年会において、The Canadian Institute of Mining, Metallurgy and Petroleum, Paper 11, 167〜175ページに公表されたS.M. Fortierらによる“炭酸カルシウムの加工(Processing of Calcium Carbonates)”（その内容全体を参照することによりここに援用する）には、78wt%の炭酸カルシウム固体含量まで粉砕する方法が記載されている。また、やはり内容全体を参照することによりここに援用するUS 6003795は、水溶性ポリカルボキシラート分散剤の使用を含み、ポリカルボキシラート分散剤のカルボン酸基の実質的に全てが中和状態で存在し得る場合に78wt%の炭酸カルシウム固体含量まで粉砕する方法を記載している。特に、ここに記載され、本発明に有用な方法には、異なる分散剤を使用する方法が含まれる。異なる薬剤は、完全に中和されたポリカルボキシラート塩とポリカルボキシラートの酸形とを含んでよく、それらは別々に、一方の後に他方を、或いはどちらの順序で添加してもよい。異なる分散剤の基本ポリマー又はコポリマーはいずれの場合も同一であってよい。或いは、分散剤として用いる部分的に中和されたポリカルボキシラートは1以上の段階で添加してよい。やはり参照することによってその内容全体をここに援用するJP55-40715にも、部分的に中和されたポリカルボキシラートが記載されている。部分的に中和された薬剤の中和度は典型的に約30%以下であり得る。部分的又は完全に中和されたポリカルボキシラートは、同一の基本ポリマー又はコポリマー、例えばポリアクリル酸ナトリウムを含んでよい。ポリアクリル酸ナトリウムの分子量は、低角度レーザー光散乱検出器を用いてゲル浸透クロマトグラフィー法により測定した場合に約20,000未満、好ましくは700〜10,000の範囲内であり得る。典型的に、水性懸濁液は、少なくとも1回の粉砕段階中に、8.5〜9.8の範囲のpHを有する。
やはり内容全体を参照することによりここに援用するUS 5317053及びUS 5084254は、炭酸カルシウムを固体含量に関して75wt%まで粉砕するための適切な方法と分散剤について記載している。本発明に用いるのに適した分散剤としては、例えば、約10,000以下の数平均分子量を有するポリ(アクリル酸)若しくはポリ(メタクリル酸)のアルカリ金属、例えばナトリウム、又はアンモニウム塩が挙げられる。分散剤は、無機粒子状物質の乾燥質量に基づいて、典型的に約1wt%まで、例えば、0.05〜1wt%存在する。
アニオン性ポリマー分散剤は、例えば、粉砕の最初に全て一度に無機粒子状物質と混ぜ合わせてよい。或いは、アニオン性ポリマー分散剤は、例えば、粉砕中に増加的に無機粒子状物質に添加してよい。例えば、アニオン性ポリマー分散剤は、粉砕中に規則的間隔で規則的量添加してよい。
アニオン性ポリマー分散剤は、例えば、粉砕後の組成物中に、組成物の総乾燥質量に基づいて約0.1wt%〜約2wt%の範囲の量で存在し得る。例えば、アニオン性ポリマー分散剤は、約0.15wt%〜約2wt%、例えば約0.5wt%〜約1.5wt%、例えば約0.5wt%〜約1.2wt%の範囲の量で存在し得る。例えば、アニオン性ポリマー分散剤は約1wt%の量で存在し得る。
アニオン性ポリマー分散剤は、例えば、無機粒子状物質との混ぜ合わせ前にマグネシウムイオン及び／又はナトリウムイオンで中和されてよい。例えば、アニオン性ポリマー分散剤は、無機粒子状物質との混ぜ合わせ前にマグネシウムイオン及び／又はナトリウムイオンによって中和の所望レベルに達し得る。
アニオン性ポリマー分散剤は、例えば、無機粒子状物質との混ぜ合わせ後にマグネシウムイオン及び／又はナトリウムイオンによって中和の所望レベルに達するように、マグネシウムイオン及び／又はナトリウムイオンで中和されてよい。例えば、アニオン性ポリマー分散剤は、無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物の粉砕中にマグネシウムイオン及び／又はナトリウムイオンによって中和の所望レベルに達し得る。
アニオン性ポリマー分散剤は、例えば、無機粒子状物質との混ぜ合わせ前にマグネシウムイオン及び／又はナトリウムイオンで部分的に中和されてから、無機粒子状物質との混ぜ合わせ後に中和の所望レベルに達し得る。例えば、アニオン性ポリマー分散剤は、無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物の粉砕中にマグネシウムイオン及び／又はナトリウムイオンによって中和の所望レベルに達し得る。
ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、無機粒子状物質に存在するアニオンが少なくとも部分的又は実質的に完全にカルシウムイオンで中和される場合、アニオン性ポリマー分散剤は、炭酸カルシウムとの混ぜ合わせ後にカルシウムイオンによって中和の所望レベルに達し得る。例えば、アニオン性ポリマー分散剤は、無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物の粉砕中にカルシウムイオンによって中和の所望レベルに達し得る。カルシウムイオンによる中和の所望レベルは、例えば、ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、ポリマー分散剤に存在するアニオンがカルシウムイオンによって少なくとも部分的に中和されるレベルであってよい。例えば、カルシウムイオンによる中和の所望レベルは、ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、ポリマー分散剤に存在するアニオンの実質的に全てがカルシウムイオンによって中和されるレベルであってよい。
無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物の粉砕中にマグネシウムイオン及び／又はナトリウムイオンによって中和の所望レベルに達する場合、粉砕中にマグネシウムイオン源又はナトリウムイオン源を組成物と混ぜ合わせてよい。
マグネシウムイオン源はいずれのマグネシウム塩であってもよく、例えばマグネシウムの酢酸塩、炭酸塩、塩化物、クエン酸塩、シアン化物、フッ化物、硝酸塩、亜硝酸塩、リン酸塩又は硫酸塩であり得る。マグネシウムイオン源は、例えば、水酸化マグネシウムであってよい。ナトリウムイオン源はいずれのナトリウム塩であってもよく、例えばナトリウムの酢酸塩、炭酸塩、塩化物、クエン酸塩、シアン化物、フッ化物、硝酸塩、亜硝酸塩、リン酸塩又は硫酸塩であり得る。ナトリウムイオン源は、例えば、水酸化ナトリウムであってよい。カルシウムイオン源は、例えば、炭酸カルシウムであってよい。
粘度を維持するためのアニオン性ポリマー分散剤の使用
本明細書では、無機粒子状物質を含む組成物の粘度を許容レベル内に維持するためのアニオン性ポリマー分散剤の使用を提供する。
本明細書で開示する無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物及び／又はアニオン性ポリマー分散剤は、本発明の第1及び第2態様のみならず、本明細書に開示するいずれの実施形態をも、その全ての可能なバリエーションのこれらの実施形態のいずれの組み合わせをも含めて、包含する。
アニオン性ポリマー分散剤を用いて、無機粒子状物質を含む組成物の粘度を約100mPa.秒〜約2000mPa.秒の範囲内に維持することができる。例えば、アニオン性ポリマー分散剤を用いて、組成物の粘度を約100mPa.秒〜約1000mPa.秒の範囲内に維持することができる。例えば、アニオン性ポリマー分散剤を用いて、組成物の粘度を約100mPa.秒〜約500mPa.秒、例えば約100mPa.秒〜約300mPa.秒、例えば約100mPa.秒〜約250mPa.秒の範囲内に維持することができる。粘度は、例えば、組成物の加工(例えば粉砕)中及び／又は貯蔵中(例えば調製後24時間、2日、3日又は7日間)これらのいずれか1つの範囲内に維持され得る。鉱物スラリーは、間欠的時間での組成物のブルックフィールド粘度の検査以外は、貯蔵中に如何なる撹拌、混合又は他のかき混ぜをも受けてはならない。
アニオン性ポリマー分散剤を用いて組成物の粘度を調製直後(例えば粉砕直後)に約100mPa.秒〜約2000mPa.秒、例えば約100mPa.秒〜約1000mPa.秒の範囲内に維持することができる。例えば、アニオン性ポリマー分散剤を用いて、調製後1時間まで、調製後24時間まで、調製後2日間まで、調製後3日間まで又は調製後7日間まで粘度を約100mPa.秒〜約2000mPa.秒、例えば約100mPa.秒〜約1000mPa.秒の範囲内に維持することができる。
アニオン性ポリマー分散剤を用いて、調製直後(例えば粉砕直後)に、無機粒子状物質を含む組成物の粘度を約100mPa.秒〜約500mPa.秒、例えば約100mPa.秒〜約300mPa.秒、例えば約100mPa.秒〜約250mPa.秒の範囲内に維持することができる。アニオン性ポリマー分散剤を用いて、例えば、調製後1時間まで、調製後24時間まで、調製後2日間まで、調製後3日間まで又は調製後7日間まで、組成物の粘度を約100mPa.秒〜約500mPa.秒、例えば約100mPa.秒〜約300mPa.秒、例えば約100mPa.秒〜約250mPa.秒の範囲内に維持することができる。アニオン性ポリマー分散剤を用いて、調製後24時間及び／又は2日間及び／又は3日間及び／又は7日間、組成物の粘度を約100mPa.秒〜約2000mPa.秒、例えば約100mPa.秒〜約1000mPa.秒、例えば約100mPa.秒〜約500mPa.秒、例えば約100mPa.秒〜約300mPa.秒の範囲内に維持することができる。
無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物の粘度を組成物の加工中(例えば粉砕中)に維持することができる。
無機粒子状物質とアニオン性無機分散剤とを含む組成物の粘度は、上述したようにBrookfield R.V.粘度計を用いて測定可能である。
アニオン性ポリマー分散剤は、例えば、組成物の加工(例えば粉砕)前、加工中又は加工後に無機粒子状物質と混ぜ合わせてよい。
これとは別に及び／又は加えて、無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物の粘度は、組成物の貯蔵中に維持可能である。例えば、組成物の粘度は、貯蔵中に間欠時間での組成物のブルックフィールド粘度の検査を除いて撹拌、混合又は他のかき混ぜなしで組成物の貯蔵中に維持可能である。特定実施形態では、組成物の貯蔵中、1時間まで、例えば24時間まで、例えば48時間まで、例えば72時間までの期間、組成物の粘度を維持することができる。特定実施形態では、組成物の貯蔵中、1週間まで、例えば2週間まで、例えば3週間まで、例えば4週間までの期間、組成物の粘度を維持することができる。特定実施形態では、組成物の貯蔵中、1カ月まで、例えば2カ月まで、例えば3カ月まで、例えば4カ月まで、例えば5カ月まで、例えば6カ月までの期間、組成物の粘度を維持することができる。
アニオン性ポリマー分散剤は、例えば、無機粒子状物質との混ぜ合わせ前にマグネシウムイオン及び／又はナトリウムイオンで中和されてよい。例えば、アニオン性ポリマー分散剤は、無機粒子状物質との混ぜ合わせ前にマグネシウムイオン及び／又はナトリウムイオンによって中和の所望レベルに達し得る。
アニオン性ポリマー分散剤は、例えば、無機粒子状物質との混ぜ合わせ後にマグネシウムイオン及び／又はナトリウムイオンによって中和の所望レベルに達するようにマグネシウムイオン及び／又はナトリウムイオンによって中和されてよい。例えば、アニオン性ポリマー分散剤は、無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物の粉砕中にマグネシウムイオン及び／又はナトリウムイオンによって中和の所望レベルに達し得る。
アニオン性ポリマー分散剤は、例えば、無機粒子状物質との混ぜ合わせ前にマグネシウムイオン及び／又はナトリウムイオンで部分的に中和されてよく、次に無機粒子状物質との混ぜ合わせ後に中和の所望レベルに達する。例えば、アニオン性ポリマー分散剤は、無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物の粉砕中にマグネシウムイオン及び／又はナトリウムイオンによって中和の所望レベルに達し得る。
前述の記載は、本発明の特定実施形態を限定することなく広く説明する。当業者には容易に分かるように変形形態及び変更形態は、添付の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲内であるよう意図されている。
実施例1
2μm未満の粒子を90wt%有する炭酸カルシウムと、ポリアクリル酸とを含む水性懸濁液を調製した。
実験用媒体粉砕機を用いて炭酸カルシウムを粉砕して2μm未満の粒子を90wt%得た。
使用したポリアクリル酸は、平均分子量が4000〜6500であり、部分的にナトリウムで中和された市販のポリアクリル酸である。水酸化マグネシウム及び水酸化ナトリウムを用いてポリアクリル酸をさらにナトリウムイオン及びマグネシウムイオンで中和して目標比率を得た。中和度は酸塩基滴定により測定した。水酸化マグネシウムを添加し、マグネシウムイオンによる中和のレベルを測定した後、中和の所望レベルに達するように、水酸化ナトリウムを添加し、ナトリウムイオンによる中和のレベルを測定した。
下表1に示す組成物を得た。上述したようにBrookfield R.V.粘度計を用いてこれらの組成物の調製直後(T0)、調製後1時間(T1)、調製後24時間(T24)及び調製後168時間(T168)の粘度を測定した。結果を表1に示す。
Figure 2017519853
前述の記載は、本発明の特定実施形態を限定することなく広く説明する。当業者には容易に分かるように変形形態及び変更形態は、添付の特許請求の範囲に記載の本発明の範囲内であるよう意図されている。
以下の番号付きパラグラフは、本発明の特定実施形態を定義する。
1. 無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物であって、
ポリマー分散剤に存在するアニオンの約40%未満がマグネシウムイオンによって中和され、
ポリマー分散剤に存在するアニオンの約60%以下がナトリウムイオンによって中和され、かつ
ポリマー分散剤に存在するアニオンの約70%以下がナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されていない組成物。
2. ポリマー分散剤に存在するアニオンの約1%〜約39%がマグネシウムイオンによって中和されている、パラグラフ1の組成物。
3. ポリマー分散剤に存在するアニオンの約5%〜約30%がマグネシウムイオンによって中和されている、パラグラフ1又は2の組成物。
4. ポリマー分散剤に存在するアニオンの約1%〜約60%がナトリウムイオンによって中和されている、パラグラフ1〜3のいずれか1つの組成物。
5. ポリマー分散剤に存在するアニオンの約30%〜約60%がナトリウムイオンによって中和されている、パラグラフ1〜4のいずれか1つの組成物。
6. ポリマー分散剤に存在するアニオンの約1%〜約70%がナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されていない、パラグラフ1〜5のいずれか1つの組成物。
7. ポリマー分散剤に存在するアニオンの約10%〜約50%がナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されていない、パラグラフ1〜6のいずれか1つの組成物。
8. ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されていない、ポリマー分散剤に存在するアニオンが、少なくとも部分的に非中和型である、パラグラフ1〜7のいずれか1つの組成物。
9. ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、ポリマー分散剤に存在するアニオンの実質的に全てが非中和型である、パラグラフ1〜8のいずれか1つの組成物。
10. 無機粒子状物質が炭酸カルシウムを含む、パラグラフ1〜8のいずれか1つの組成物。
11. ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、ポリマー分散剤に存在するアニオンが、少なくとも部分的にカルシウムイオンによって中和されている、パラグラフ10の組成物。
12. ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、ポリマー分散剤に存在するアニオンの実質的に全てがカルシウムイオンによって中和されている、パラグラフ10又は11の組成物。
13. アニオン性ポリマー分散剤が、ヒドロキシル基、アミド基、カルボキシル基、スルホ基、ホスホノ基並びにそのアルカリ金属塩及びアンモニウム塩から成る群より選択される少なくとも1つの基を含むポリマーである、パラグラフ1〜12のいずれか1つの組成物。
14. アニオン性ポリマー分散剤がポリアクリル酸を含む、パラグラフ1〜13のいずれか1つの組成物。
15. 組成物が、調製直後に約100mPa.秒〜約2000mPa.秒の範囲の粘度を有する、パラグラフ1〜14のいずれか1つの組成物。
16. 組成物が、調製後7日まで約100mPa.秒〜約500mPa.秒の範囲の粘度を有する、パラグラフ1〜15のいずれか1つの組成物。
17. アニオン性ポリマー分散剤が、組成物の総乾燥質量に基づいて約0.1wt%〜約2wt%の範囲の量で存在する、パラグラフ1〜16のいずれか1つの組成物。
18. アニオン性ポリマー分散剤において、
ポリマー分散剤に存在するアニオンの約40%未満がマグネシウムイオンによって中和され、
ポリマー分散剤に存在するアニオンの約60%以下がナトリウムイオンによって中和され、かつ
ポリマー分散剤に存在するアニオンの約70%以下がナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されていない
ことを特徴とするアニオン性ポリマー分散剤。
19. ポリマー分散剤に存在するアニオンの約1%〜約39%がマグネシウムイオンによって中和されている、パラグラフ18のアニオン性ポリマー分散剤。
20. ポリマー分散剤に存在するアニオンの約5%〜約30%がマグネシウムイオンによって中和されている、パラグラフ18又は19のアニオン性ポリマー分散剤。
21. ポリマー分散剤に存在するアニオンの約1%〜約60%がナトリウムイオンによって中和されている、パラグラフ18〜20のいずれか1つのアニオン性ポリマー分散剤。
22. ポリマー分散剤に存在するアニオンの30%〜約60%がナトリウムイオンによって中和されている、パラグラフ18〜21のいずれか1つのアニオン性ポリマー分散剤。
23. ポリマー分散剤に存在するアニオンの約1%〜約70%がナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されていない、パラグラフ18〜22のいずれか1つのアニオン性ポリマー分散剤。
24. ポリマー分散剤に存在するアニオンの約10%〜約50%がナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されていない、パラグラフ18〜23のいずれか1つのアニオン性ポリマー分散剤。
25. ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、ポリマー分散剤に存在するアニオンが、少なくとも部分的に非中和型である、パラグラフ18〜24のいずれか1つのアニオン性ポリマー分散剤。
26. ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、ポリマー分散剤に存在するアニオンの実質的に全てが非中和型である、パラグラフ18〜25のいずれか1つのアニオン性ポリマー分散剤。
27. アニオン性ポリマー分散剤が、ヒドロキシル基、アミド基、カルボキシル基、スルホ基、ホスホノ基並びにそのアルカリ金属塩及びアンモニウム塩から成る群より選択される少なくとも1つの基を含むポリマーである、パラグラフ18〜26のいずれか1つのアニオン性ポリマー分散剤。
28. アニオン性ポリマー分散剤がポリアクリル酸を含む、パラグラフ18〜27のいずれか1つのアニオン性ポリマー分散剤。
29. 無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物の粉砕方法であって、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約40%未満がマグネシウムイオンによって中和され、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約60%以下がナトリウムイオンによって中和され、ポリマー分散剤に存在するアニオンの約70%以下がナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、方法。
30. アニオン性ポリマー分散剤が、無機粒子状物質との混ぜ合わせ前にマグネシウムイオン及び／又はナトリウムイオンで中和される、パラグラフ29の方法。
31. アニオン性ポリマー分散剤が、粉砕中にマグネシウムイオン及び／又はナトリウムイオンで中和される、パラグラフ29の方法。
32. 無機粒子状物質が炭酸カルシウムを含む、パラグラフ29〜31のいずれか1つの方法。
33. ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、ポリマー分散剤に存在するアニオンが、粉砕中に少なくとも部分的にカルシウムイオンによって中和されることになる、パラグラフ32の方法。
34. ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、ポリマー分散剤に存在するアニオンの実質的に全てが、粉砕中にカルシウムイオンによって中和されることになる、パラグラフ32又は33の方法。
35. アニオン性ポリマー分散剤が、粉砕中に無機粒子状物質に増加的に添加される、パラグラフ29〜34のいずれか1つの方法。
36. アニオン性ポリマー分散剤が、粉砕後の組成物中に、組成物の総乾燥質量に基づいて約0.1wt%〜約2wt%の範囲の量で存在する、パラグラフ29〜35のいずれか1つの方法。
37. ポリマー分散剤に存在するアニオンの約1%〜約39%がマグネシウムイオンによって中和される、パラグラフ29〜36のいずれか1つの方法。
38. ポリマー分散剤に存在するアニオンの約5%〜約30%がマグネシウムイオンによって中和される、パラグラフ29〜37のいずれか1つの方法。
39. ポリマー分散剤に存在するアニオンの約1%〜約60%がナトリウムイオンによって中和される、パラグラフ29〜38のいずれか1つの方法。
40. ポリマー分散剤に存在するアニオンの約30%〜約60%がナトリウムイオンによって中和される、パラグラフ29〜39のいずれか1つの方法。
41. ポリマー分散剤に存在するアニオンの約1%〜約70%がナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、パラグラフ29〜40のいずれか1つの方法。
42. ポリマー分散剤に存在するアニオンの約10%〜50%がナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、パラグラフ29〜41のいずれか1つの方法。
43. ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、ポリマー分散剤に存在するアニオンが少なくとも部分的に非中和型である、パラグラフ29〜42のいずれか1つの方法。
44. ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、ポリマー分散剤に存在するアニオンの実質的に全てが非中和型である、パラグラフ29〜42のいずれか1つの方法。
45. アニオン性ポリマー分散剤が、ヒドロキシル基、アミド基、カルボキシル基、スルホ基、ホスホノ基並びにそのアルカリ金属塩及びアンモニウム塩から成る群より選択される少なくとも1つの基を含むポリマーである、パラグラフ29〜42のいずれか1つの方法。
46. アニオン性ポリマー分散剤がポリアクリル酸を含む、パラグラフ29〜42のいずれか1つの方法。
47. 組成物が、粉砕直後に約100mPa.秒〜約2000mPa.秒の範囲の粘度を有する、パラグラフ29〜46のいずれか1つの方法。
48. 組成物が、粉砕後7日まで約100mPa.秒〜約500mPa.秒の範囲の粘度を有する、パラグラフ29〜47のいずれか1つの方法。
49. 無機粒子状物質を含む組成物の粘度を約100mPa.秒〜約2000mPa.秒の範囲内に維持するためのアニオン性ポリマー分散剤の使用であって、
ポリマー分散剤に存在するアニオンの約40%未満がマグネシウムイオンによって中和され、
ポリマー分散剤に存在するアニオンの約60%以下がナトリウムイオンによって中和され、かつ
ポリマー分散剤に存在するアニオンの約70%以下がナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない使用。
50. 組成物の粘度が、約100mPa.秒〜約500mPa.秒の範囲内に維持される、パラグラフ49の使用。
51. 組成物の粘度が、約100mPa.秒〜約300mPa.秒の範囲内に維持される、パラグラフ49又は50の使用。
52. 組成物の粘度が粉砕中に維持される、パラグラフ49〜51のいずれか1つの使用。
53. 組成物の粘度が貯蔵中に維持される、パラグラフ49〜52のいずれか1つの使用。
54. 組成物の粘度が、調製後24時間まで維持される、パラグラフ53の使用。
55. 組成物の粘度が、調製後7日間まで、例えば調製後2週間まで、例えば調製後3週間まで、例えば調製後4週間まで維持される、パラグラフ53又は54の使用。
56. ポリマー分散剤に存在するアニオンの約1%〜約39%がマグネシウムイオンによって中和される、パラグラフ49〜55のいずれか1つの使用。
57. ポリマー分散剤に存在するアニオンの約5%〜約30%がマグネシウムイオンによって中和される、パラグラフ49〜56のいずれか1つの使用。
58. ポリマー分散剤に存在するアニオンの約1%〜約60%がナトリウムイオンによって中和される、パラグラフ49〜57のいずれか1つの使用。
59. ポリマー分散剤に存在するアニオンの約30%〜約60%がナトリウムイオンによって中和される、パラグラフ49〜58のいずれか1つの使用。
60. ポリマー分散剤に存在するアニオンの約1%〜約70%がナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、パラグラフ49〜59のいずれか1つの使用。
61. ポリマー分散剤に存在するアニオンの約10%〜50%がナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、パラグラフ49〜60のいずれか1つの使用。
62. ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、ポリマー分散剤に存在するアニオンが少なくとも部分的に非中和型である、パラグラフ49〜61のいずれか1つの使用。
63. ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、ポリマー分散剤に存在するアニオンの実質的に全てが非中和型である、パラグラフ49〜62のいずれか1つの使用。
64. 無機粒子状物質が炭酸カルシウムを含む、パラグラフ49〜63のいずれか1つの使用。
65. ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、ポリマー分散剤に存在するアニオンが、少なくとも部分的にカルシウムイオンによって中和される、パラグラフ64の使用。
66. ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されない、ポリマー分散剤に存在するアニオンの実質的に全てがカルシウムイオンによって中和される、パラグラフ64又は65のいずれか1つの使用。
67. アニオン性ポリマー分散剤が、ヒドロキシル基、アミド基、カルボキシル基、スルホ基、ホスホノ基並びにそのアルカリ金属塩及びアンモニウム塩から成る群より選択される少なくとも1つの基を含むポリマーである、パラグラフ49〜66のいずれか1つの使用。
68. アニオン性ポリマー分散剤がポリアクリル酸を含む、パラグラフ49〜67のいずれか1つの使用。
69. アニオン性ポリマー分散剤が、組成物の総乾燥質量に基づいて約0.1wt%〜約2wt%の範囲の総量で組成物中に存在する、パラグラフ49〜68のいずれか1つの使用。
70. 無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物であって、調製後7日まで約100mPa.秒〜約2000mPa.秒の範囲の粘度を有する組成物。
71. 組成物が、調製後7日まで約100mPa.秒〜約1000mPa.秒の範囲の粘度を有する、パラグラフ70の組成物。
72. 組成物が、調製後7日まで約100mPa.秒〜約500mPa.秒、例えば約100mPa.秒〜約300mPa.秒の範囲の粘度を有する、パラグラフ70又は71の組成物。
73. 組成物が、調製後2週間まで、例えば調製後3週間まで、例えば調製後4週間まで、約100mPa.秒〜約2000mPa.秒の範囲の粘度を有する、パラグラフ70〜72のいずれか1つの組成物。
74. 組成物が、組成物の約60質量%以上の固体含量を有する、パラグラフ1〜17又は70〜73のいずれか1つの組成物、パラグラフ29〜48のいずれか1つの方法又はパラグラフ49〜69のいずれか1つの使用。
75. 組成物が、組成物の約70質量%〜約80質量%の固体含量を有する、パラグラフ1〜17又は70〜74のいずれか1つの組成物、パラグラフ29〜48のいずれか1つの方法又はパラグラフ49〜69のいずれか1つの使用。
76. 組成物が、パラグラフ1〜17のいずれかに記載どおりである、パラグラフ70〜75のいずれか1つの組成物。

Claims (15)

  1. 無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物であって、
    前記ポリマー分散剤に存在するアニオンの約40%未満がマグネシウムイオンによって中和され、
    前記ポリマー分散剤に存在するアニオンの約60%以下がナトリウムイオンによって中和され、
    前記ポリマー分散剤に存在するアニオンの約70%以下がナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されていない組成物。
  2. 前記ポリマー分散剤に存在するアニオンの約1%〜約39%、例えば約5%〜約30%がマグネシウムイオンによって中和されている、請求項1に記載の組成物。
  3. 前記ポリマー分散剤に存在するアニオンの約1%〜約60%、例え約30%〜約60%がナトリウムイオンによって中和されている、請求項1又は2に記載の組成物。
  4. 前記ポリマー分散剤に存在するアニオンの約1%〜約70%、例えば約10%〜約50%がナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されていない、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成物。
  5. 前記無機粒子状物質が炭酸カルシウムを含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の組成物。
  6. ナトリウムイオン又はマグネシウムイオンによって中和されてない、前記ポリマー分散剤に存在するアニオンの実質的に全てが、カルシウムイオンによって中和されている、請求項5に記載の組成物。
  7. 前記アニオン性ポリマー分散剤がポリアクリル酸を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の組成物。
  8. 前記組成物が、調製直後に約100mPa.秒〜約2000mPa.秒の範囲の粘度を有する、請求項1〜7のいずれか1項に記載の組成物。
  9. 前記組成物が、調製後7日まで約100mPa.秒〜約500mPa.秒の範囲の粘度を有する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の組成物。
  10. 請求項1〜9のいずれか1項で定義されているアニオン性ポリマー分散剤。
  11. 無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物の粉砕方法であって、前記組成物が、請求項1〜10のいずれか1項で定義されているとおりである方法。
  12. 無機粒子状物質を含む組成物の粘度を約100mPa.秒〜約2000mPa.秒の範囲内に維持するためのアニオン性ポリマー分散剤の使用であって、前記組成物が、請求項1〜11のいずれか1項で定義されているとおりである使用。
  13. 無機粒子状物質とアニオン性ポリマー分散剤とを含む組成物であって、前記組成物が、調製後7日まで約100mPa.秒〜約2000mPa.秒の範囲の粘度を有する組成物。
  14. 前記組成物が、調製後7日まで約100mPa.秒〜約1000mPa.秒、例えば約100mPa.秒〜約500mPa.秒の範囲の粘度を有する、請求項13に記載の組成物。
  15. 前記組成物が、該組成物の約60質量%以上、例えば該組成物の約70質量%〜約80質量%の固体含量を有する、請求項1〜9、13又は14のいずれか1項に記載の組成物、請求項11に記載の方法又は請求項12に記載の使用。
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