JP6936812B2 - 無機材料組成物およびそのユーティリティ - Google Patents

無機材料組成物およびそのユーティリティ Download PDF

Info

Publication number
JP6936812B2
JP6936812B2 JP2018555468A JP2018555468A JP6936812B2 JP 6936812 B2 JP6936812 B2 JP 6936812B2 JP 2018555468 A JP2018555468 A JP 2018555468A JP 2018555468 A JP2018555468 A JP 2018555468A JP 6936812 B2 JP6936812 B2 JP 6936812B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fine particle
composition
particles
less
particle composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018555468A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019515071A (ja
Inventor
シング,ヴィレンドラ
ペインター,クリストファー
ギッティンス,デイヴィッド
シュールリング,ディッキー
ウィックス,ダグラス
プレストン,ジャネット
フィンドリー,アンドリュー
Original Assignee
アイメリーズ ユーエスエー,インコーポレーテッド
アイメリーズ ユーエスエー,インコーポレーテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by アイメリーズ ユーエスエー,インコーポレーテッド, アイメリーズ ユーエスエー,インコーポレーテッド filed Critical アイメリーズ ユーエスエー,インコーポレーテッド
Publication of JP2019515071A publication Critical patent/JP2019515071A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6936812B2 publication Critical patent/JP6936812B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/18Carbonates
    • C01F11/185After-treatment, e.g. grinding, purification, conversion of crystal morphology
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/02Compounds of alkaline earth metals or magnesium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/02Compounds of alkaline earth metals or magnesium
    • C09C1/021Calcium carbonates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/02Compounds of alkaline earth metals or magnesium
    • C09C1/028Compounds containing only magnesium as metal
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/40Compounds of aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/40Compounds of aluminium
    • C09C1/405Compounds of aluminium containing combined silica, e.g. mica
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09CTREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/40Compounds of aluminium
    • C09C1/42Clays
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/02Printing inks
    • C09D11/03Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
    • C09D11/033Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder characterised by the solvent
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/02Printing inks
    • C09D11/03Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder
    • C09D11/037Printing inks characterised by features other than the chemical nature of the binder characterised by the pigment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/02Printing inks
    • C09D11/08Printing inks based on natural resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/02Printing inks
    • C09D11/10Printing inks based on artificial resins
    • C09D11/102Printing inks based on artificial resins containing macromolecular compounds obtained by reactions other than those only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • C09D11/104Polyesters
    • C09D11/105Alkyd resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00Coated paper; Coating material
    • D21H19/36Coatings with pigments
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H19/00Coated paper; Coating material
    • D21H19/36Coatings with pigments
    • D21H19/38Coatings with pigments characterised by the pigments
    • DTEXTILES; PAPER
    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21HPULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/50Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by form
    • D21H21/52Additives of definite length or shape
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/61Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12Surface area
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/24Acids; Salts thereof
    • C08K3/26Carbonates; Bicarbonates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)

Description

優先権の主張
本PCT国際出願は、それらの両方がその全体において参照により本明細書に組み込まれる、2016年4月22日に提出された米国仮出願第62/326,195号および2016年5月13日に提出された同第62/336,379号の優先権の利益を主張する。
本開示は、ポリマー、樹脂、インク、紙、板紙、包装、塗料およびコーティング組成物のための充填剤として有用な特性を有する無機材料組成物、この組成物および無機材料組成物を含有する組成物を製造する方法に関する。
無機微粒子組成物は、例えば、紙製造または紙コーティング、塗料、インクおよびプラスチックのための充填組成物の製造、ならびに多孔質または透湿性フィルムの製造において使用され得る、顔料または充填剤含有組成物の製造のために幅広く使用されている。このようなユーティリティで用いられている無機材料としては、鉱物金属酸化物、金属水酸化物、金属アルコキシド、金属ケイ酸塩、金属重炭酸塩および金属炭酸塩が挙げられ、金属は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルミニウムおよび選択された遷移金属であり得る。入手可能であることおよび低コストであることから、アルカリ土類金属炭酸塩(AEMC)が、上で列記したユーティリティにおける使用に好ましい無機材料であることが多い。以下の開示全体を通して、AEMC材料の処理およびユーティリティについての議論は、上に列記したものなどの他の無機材料にもあてはまるであると理解される。この目的で、無機材料、鉱物、金属炭酸塩およびアルカリ土類金属炭酸塩という用語は、特定の実施形態において明示的に定義されない限り、相互交換可能に使用され得る。
所与のユーティリティに好適であるために、鉱物材料は、典型的には粉砕(comminute)、微粉化(mill)または摩砕(grind)され、意図される最終使用に対応する標的粒径および粒度分布に分散されることが多い。一般に、求められる粒径は、水性懸濁液中でまたは乾式微粉化システムによってのいずれかで、無機材料を摩砕することによって得られる。いずれの場合でも、微粉化動作の間に化学薬剤を添加して粉砕工程を補助することが有利であり得る。このような摩砕助剤は分散剤として追加的に機能し得、標的粒径および分布を達成するために要するエネルギーおよび時間に有利に影響を及ぼし得る。加えて、粉砕された粒子形態、凝集度、界面化学および乾燥生成物組成物のかさ密度は、摩砕助剤/分散剤の化学的性質および構造によって改変され得る。これらの特性のすべては、製造効率、コストおよび意図される最終使用における微粒子の性能に関して重要である。
無機材料が高固体含有率(high solid content)の水性懸濁液中で粉砕される場合、有効量の分散または解こう剤(分散剤)を使用して粉砕された材料を分散する必要がある。高固形分(high solid)摩砕により、典型的には、比較的高割合の超微細粒子(例えば、約0.25μm未満の球相当径を有する)が製造される。懸濁液の許容可能な低粘度を維持するために、比較的高レベルの一般的な分散剤、またはより低レベルの特殊用途の、したがって比較的高価な分散剤を用いる必要があり得る。
大部分の粒子が狭いサイズ範囲内にある粒度分布を有する材料を製造する必要があることが多い。この目的のために、従来の慣習では、超微細粒子の形成を最小化するために、低固体含有率の水性懸濁液が摩砕される。凝結または凝集状態を維持することにより後続の凝結脱水を促進するために、分散剤の存在下で摩砕段階を実施することが望ましい場合もある。一部の場合には、有効量の特殊用途分散剤が、脱水された比較的高固形分の懸濁液に添加されて、凝結が最小化され、その段階での取り扱いのために許容可能な粘度がもたらされる。脱水段階で除去された水を再循環させて、新しい供給物を希釈することも一般的な慣習である。しかし、いくつかの問題が生じる可能性がある。例えば、システムの配管および設備からの腐食生成物(例えば、鉄系腐食生成物)による明るさの著しい喪失(退色)の可能性がある。典型的には、明るさ指数は約2〜3ISO単位低減し、黄色度指数が約1〜2ISO単位高くなる可能性がある。この退色は、再循環された水が比較的多く通気されるために、低固形分方法において激化すると考えられる。
分散剤は、一般に、それらの有効量でアルカリ土類金属炭酸塩粒子の表面に吸着され得、それによって粒子の凝集を阻害する、アニオン種を供給することが可能な水溶性塩である。非溶媒和塩としては、ナトリウムなどのアルカリ金属カチオンが挙げられ得る。好適な分散剤の例としては、水溶性縮合リン酸塩、例えば、メタリン酸四ナトリウムもしくはいわゆる「ヘキサメタリン酸ナトリウム」(グラハム塩)などのポリメタリン酸塩(ナトリウム塩の一般形:(NaP0);ポリケイ酸の水溶性塩;多価電解質;アクリル酸もしくはメタクリル酸のホモポリマーもしくはコポリマーの塩;または、好適には重量平均分子質量が約20,000未満である、アクリル酸の他の誘導体のポリマーの塩も挙げられる。
上記のように、従来の市販の摩砕助剤/分散剤材料は、一般に、高電荷イオン種または非イオン性親水性材料のいずれかである。このような材料は、摩砕および分散性能ならびに無機微粒子材料の表面改質の両方を操作するために親水性/疎水性バランスを調整することがほとんどできない。加えて、とりわけ、ポリアクリル酸などの高親水性イオン性薬剤が湿式摩砕において用いられる場合、得られる水性微粒子分散液は、一般に、安定であり、製紙産業用の充填剤およびコーティングとして有用であり得る。しかし、このような水性分散液は、乾燥するのが困難であり、乾燥微粒子材料を得るために、エネルギー使用量の多い乾燥装置を必要とする。さらに、乾燥生成物は、高平衡水分レベルを呈する傾向があり、これは、充填ポリマー、非水性インクおよび塗料などの最終使用における適合性および性能に悪影響を及ぼし得る。さらに、ラテックス塗料および紙コーティングなどの水を基にするシステムでは、水分保持率の高い充填剤は、塗料またはコーティングの乾燥特性に悪影響を及ぼし得る。
したがって、例えばAEMCなどの無機微粒子に、独自のかつ調整可能な物理および化学特性ももたらしながら、湿式および環式システムの両方において摩砕性能を最適化するように構造的および化学的に構成され得る摩砕/分散剤への必要性が存在する。
加えて、費用効果的であり、エネルギー効率がよく、従来の微粉化設備において行うことが可能な、無機材料の改善された粉砕方法への必要性が存在する。
さらに、コーティング組成物、充填ポリマーおよび紙製品、インクおよび塗料を含む機能的ユーティリティにおいて改善された適合性および最終使用性能をもたらす、低吸湿性および/または低平衡含水率と組み合わせた化学および物理特性を有する独自かつ新規の無機微粒子組成物、例えばAEMC組成物への必要性が存在する。
本開示に一致する一実施形態は、
無機材料の粒子、および
無機粒子と会合した親水性モノマーと疎水性モノマーとのコポリマー
を含む微粒子組成物であって、
以下の特性:
無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、
無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および
2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の組成物からの水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
のうちの少なくとも1つを満たす、微粒子組成物を含む。
第1の実施形態の一態様では、微粒子組成物の吸湿量は、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である。
第1の実施形態の別の態様では、無機粒子のBET表面積は、8m/g未満、例えば、2.5m/g〜6m/gの間であり得る。
別の実施形態では、無機微粒子材料組成物を製造する方法が提供される。本方法は、有効量の親水性モノマーと疎水性モノマーとのコポリマーを無機材料に添加して混合物を得ること、および
無機材料コポリマー混合物を摩砕して摩砕微粒子材料を得ること
を含み、
ここで、微粒子組成物は、以下の特性:
無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、
無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および
2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の組成物からの水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
のうちの少なくとも1つを満たす。
この実施形態の別の態様では、無機粒子のBET表面積は、8m/g未満、例えば、2.5m/g〜6m/gの間であり得る。
さらなる実施形態では、本出願は、充填ポリマー物品、コーティング組成物、微多孔質ポリマーフィルム、塗料およびインク組成物を含むユーティリティであって、
無機材料の粒子、および
無機粒子と会合した親水性モノマーと疎水性モノマーとのコポリマー
を含む微粒子組成物を含有し、
微粒子組成物が、以下の特性:
無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、
無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および
2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の組成物からの水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
のうちの少なくとも1つを満たす、ユーティリティを提供する。
これらの実施形態の各々のさらなる態様では、疎水性モノマーの親水性モノマーに対するモル比は10/1〜1/1であり得、微粒子組成物の吸湿量は、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下であり得る。
実施形態のさらなる態様では、無機粒子のBET表面積は、8m/g未満、例えば、2.5m/g〜6m/gの間であり得る。
以下の記載において、ある特定の態様および実施形態が明らかになる。態様および実施形態は、それらの最も広い意味において、これらの態様または実施形態の1つまたは複数の特徴を有することなく実現され得ることが理解されるべきである。これらの態様および実施形態は、単に例示的なものであることが理解されるべきである。
従来の微粒子材料(サンプルA)と比較した、本発明の一実施形態による無機微粒子材料(サンプルB)についての、時間に伴う水分喪失のグラフを示す図である。 実施例3で調製したサンプルの吸湿量を示す図である。
この記載全体を通して、記載されるすべての範囲は、別に指定されない限り、その中のすべての値および部分範囲を含む。したがって、例えば、範囲が5〜10として記載される場合、5、6、7、8、9および10を含むすべての値が含まれ、例えば、6〜10、6〜9および7〜10などのすべての部分範囲も含まれる。加えて、不定冠詞「1つの(a)」または「1つの(an)」は、別に指定されない限り、記載全体を通して、「1つまたは複数」の意味を有する。
本発明者らは、予想外かつ驚くべきことに、疎水性および親水性コモノマーをある指定されたモル比で含有する、規定分子量のコポリマーで処理された鉱物材料微粒子が、それらをポリマー組成物、紙、板紙、インク、コーティングおよび塗料のための充填剤に特に好適にする新規の特性を有し得ることを発見した。これらの無機微粒子の特性には、無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いことのうちの1つまたは複数が含まれ得る。さらに、無機微粒子材料と会合したコポリマーの疎水性モノマー/親水性モノマー比の選択によって、選択されたポリマー、樹脂または結合剤との微粒子材料の適合性が最適化され得る。このような改善された適合性は、とりわけ、ポリマー物品、封水剤組成物およびコーティング組成物への充填剤の組込みを促進するのに有用であり得る。
理論に束縛されることなく、本発明者らは、無機微粒子材料と会合しているコポリマーは、粒子表面に化学的および/または物理的に結合し、少なくとも部分的な表面コーティングを形成し得ると考える。したがって、粒子の表面特性は、コポリマーのモノマー単位のモル比および構造に従ってより高いまたはより低い疎水度に改質され得、したがって、ポリマー、樹脂または結合剤との充填剤の適合性が最適化されて、組込みならびに乾燥時間および後続の吸湿における性能が向上する。粒子は、その工程ステップなしで調製される場合であっても、従来のステアレート処理無機微粒子材料に類似の特性を有し得る。
加えて、ある特定の用途では、鉱物粒子表面の機能性は、特定の利益をもたらすように改質され得る。例えば、紙のための充填剤が調製され得、ここで、充填剤表面の機能性は、水性環境中に存在するピッチまたはロジンエステルなどの疎水性不純物が粒子表面に補足され、再利用される中水から効果的に除去され得るように十分疎水性にされる。鉱物粒子表面は、例えば、疎水性および親水性特性のバランスをとるように調整され得る。
さらに、適合性が最適化され、高分子もしくは天然樹脂またはロジンエステル樹脂を含有するオフセットインクを含むインクへの組込みが改善された充填剤が得られ得る。
したがって、一部の実施形態によると、無機材料の粒子、および無機粒子と会合した親水性モノマーと疎水性モノマーとのコポリマーを含む微粒子組成物が提供される。これらの実施形態の組成物は、以下の特性:
無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、
無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および
2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の組成物からの水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
のうちの少なくとも1つを満たす。
したがって、さらなる態様では、BET表面積は、9m/g超、10m/g超であり得、8〜20m/g、9〜18m/g、または10〜15m/gの範囲であり得る。BET表面積は、8m/g未満、例えば、2.5〜6m/gの範囲でもあり得る。
さらなる態様では、ヘグマン数は、70ミクロン以下、または60ミクロン以下であり得、25〜75ミクロン、30〜70ミクロン、または35〜60ミクロンの範囲であり得る。
分散液またはペーストのヘグマン数は、分散液またはペーストが直線端を有する溝に沿ってスクラップされるときに、個別の粒子または凝集粒子が可視になる、ヘグマンゲージの溝の深さである。
さらなる態様では、2wt%を超える水分レベルからの水喪失の速度は、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも、少なくとも40%速い、少なくとも50%または少なくとも60%速い場合がある。
組成物のコポリマー含有率は、無機材料の質量に対して、0.01〜22質量%であり得る。ある特定の態様では、コポリマー含有率は、無機材料の質量に対して、3〜20質量%、4〜18質量%、または5〜15質量%であり得る。
これらの実施形態の一態様では、疎水性モノマーの親水性モノマーに対するモル比は、10/1〜1/1であり得る。さらなる態様では、疎水性モノマーの親水性モノマーに対するモル比は、8/1〜1/1、または5/1〜1/1であり得る。
疎水性モノマーは、3〜10個の炭素を有する少なくとも1つの側鎖を含有し得る。例示的な疎水性モノマーとしては、(メタ)アクリレートエステル、アルケン、ビニルエステル、ビニルエーテル、スチレン、アルキル置換スチレン、ビニルピロール、テルペン、インデンおよびアルキル置換(メタ)アクリルアミドが挙げられ得るが、これらに限定されない。本明細書の記載によると、側鎖という用語は、モノマーが重合した場合に、ポリマー主鎖から延びる鎖を示す。これらのモノマーの各々は、疎水性側鎖において、フルオロ、クロロ、ブロモ、ヨード、C1〜6アルコキシ、シアノおよびニトロから選択される1つまたは複数の基で置換されていてもよい。
ある特定の実施形態では、モノマーの組合せが共重合されて、無機微粒子組成物に調整された特性が付与され得る。例えば、一態様では、ジイソブチレン/スチレン、ジイソブチレン/ビニルピロール、1−オクテン/スチレンおよび1−オクテン/ビニルピロールなどのモノマーの組合せが共重合されて、二重(dual)疎水機能性がもたらされ得る。これらの例では、脂肪族/芳香族基の二重機能性が記載される。さらに、当業者であれば、実施形態の骨子内で、上記の一覧からの他のモノマーを容易に組み合わせて高度に具体的な設計の特性を有するコポリマーを得ることができる。
ある特定の実施形態によると、疎水性モノマーは、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、イソブチレンおよびジイソブチレンからなる群から選択されるアルケンであり得る。
親水性モノマーは、カルボキシレート、カルボン酸無水物、スルホネートおよびホスホネートからなる群から選択される官能性基を含有するモノマーのうちの任意のものであり得る。
理論に拘束されることを望むことなく、本発明者らは、これらの基が、無機微粒子の表面で極性官能性基と化学的または物理的に結合し得、コポリマーと微粒子材料との間の会合の基礎として役立ち得ると考える。具体的な態様では、親水性モノマーは、カルボキシレート基またはカルボン酸無水物を含有し得る。これらの基は、とりわけAEMC微粒子への会合に効果的であり得る。
カルボキシレートまたはカルボン酸無水物基を有する親水性モノマーの例としては、アクリル酸、メタクリル酸、アンゲリカ酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、グルタコン酸、グルタコン酸無水物、アコニット酸およびメサコン酸が挙げられ得るが、これらに限定されない。
ある特定の実施形態によると、親水性モノマーは、塩形態または混合塩遊離酸形態であり得る。これらの実施形態のある態様では、疎水性モノマー/親水性モノマーコポリマーのカルボキシル基の30〜100%が塩形態であり得る。さらなる態様では、疎水性モノマー/親水性モノマーコポリマーのカルボキシル基の40〜100%、50〜100%または60〜100%が塩形態であり得る。
さらなる態様では、塩形態のカルボキシレート基の対イオンは、ナトリウム、アンモニウムおよびマグネシウムのうちの少なくとも1種であり得る。他の態様では、当業者に公知の他の特性を得るために、ナトリウム、アンモニウムおよびマグネシウムとは異なる対イオンが用いられ得る。
一部の実施形態では、コポリマーは、非イオン性リン酸エステルであり得る。これとしては、例えば、ポリエチレンオキシド(PEO)/ポリエチレングリコール(PEG)のリン酸エステル、アルキル官能化ポリエチレングリコールまたはトリブロックコポリマー(EO−PO−EO)のリン酸エステルが挙げられ得る。非イオン性分散剤の存在下での無機微粒子の摩砕により、製造後の微粒子組成物中の溶解塩が低減され得、これは、一部の用途において利点をもたらし得る。低レベルの溶解塩は、例えば、塗料、コーティング、接着剤、シーラントおよびゴム(スチレン−ブタジエンゴム(SBR)およびニトリルゴム(NBR)を含む)において望ましい場合がある。
上で示したように、疎水性モノマーの親水性モノマーに対するモル比は、10/1〜1/1であり得る。上記の議論を鑑み、モル比が増加し10/1に近づくと、無機微粒子組成物の疎水性特性は大幅に増大し得る。しかし、疎水性/親水性比が10/1を超えて増加する場合、親水性モノマーの結合会合効果は不十分になり得る。用いられるコモノマーの実際の比は、具体的な最終使用に関する無機微粒子組成物の特性の評価によって決定され得る。
ある特定の実施形態によると、疎水性モノマー/親水性モノマーコポリマーの分子量は、5,000〜40,000g/molであり得る。他の実施形態では、疎水性モノマー/親水性モノマーコポリマーの分子量は、6,000〜30,000g/mol、7,000〜25,000g/molまたは8,000〜12,000g/molであり得る。一態様では、疎水性モノマー/親水性モノマーコポリマーの平均分子量は、10,000g/molであり得る。コポリマーの分子量および多分散性は、当業者に公知の重合の方法およびパラメータによって制御され得る。
無機微粒子材料に関して上記の範囲および部分範囲は、異なって明示的に指定されない限り、本明細書に記載のすべての実施形態にあてはまる。
一部の実施形態によると、無機材料はアルカリ土類金属炭酸塩であり得、実施形態の態様では、アルカリ土類金属炭酸塩は、カルシウムの炭酸塩、マグネシウムの炭酸塩、バリウムの炭酸塩およびストロンチウムの炭酸塩からなる群から選択される少なくとも1種であり得る。
無機材料がアルカリ土類炭酸塩であるさらなる実施形態では、疎水性モノマー/親水性モノマーコポリマーは、ジイソブチレンと無水マレイン酸とのコポリマーであり得る。この実施形態のある態様では、ジイソブチレンの無水マレイン酸に対するモル比は、1/1であり得る。
一部の実施形態では、無機材料は、例えば、カオリン、ハロイサイトもしくはボールクレーなどの含水カオリナイト粘土;メタカオリンもしくは完全か焼カオリンなどの無水カオリナイト粘土;またはタルク、マイカ、パーライト、ベントナイト、長石、ウォラストナイト、珪藻土、アルミナ、水酸化マグネシウムもしくはアルミニウム三水和物などの別の無機材料であり得る。アルカリ土類金属炭酸塩を含むまたは含まない無機材料の組合せも使用され得る。
他の実施形態によると、上記の実施形態および態様による、無機材料組成物を製造する方法が提供される。本方法は、有効量の親水性モノマーと疎水性モノマーとのコポリマーを無機材料に添加して混合物を得ること、および無機材料コポリマー混合物を摩砕して摩砕微粒子材料を得ることを含んでもよく、ここで、微粒子組成物は、以下の特性:
無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、
無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および
2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の組成物からの水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
のうちの少なくとも1つを満たす。
この実施形態のある特定の態様では、摩砕方法は、微粉化が水性媒体中で行われる湿式摩砕であり得る。摩砕は、例えば、従来の摩砕方法において使用される高イオン性ポリアクリレート塩などのイオン性摩砕助剤の存在なしで行われ得る。
摩砕無機材料は、アトリション摩砕によって調製され得る。本明細書で使用される場合、「アトリション摩砕」は、摩砕および動いている摩砕粒子間のせん断応力から生じる粒子表面の摩耗工程を指す。アトリションは、気体流によるなどの圧力下で、粒子を一緒にこすり合わせることによって達成することができる。一部の実施形態では、アトリション摩砕は自家的に(autogenously)実施され得、ここで、アルカリ土類金属炭酸塩粒子が同じ種類の他のアルカリ土類金属炭酸塩粒子のみによって摩砕される(例えば、炭酸カルシウムは炭酸カルシウムのみによって摩砕される)。
あるいは、摩砕無機材料は、セラミック粒子(例えば、シリカ、アルミナ、ジルコニアおよびケイ酸アルミニウム)、プラスチック粒子またはゴム粒子を含む摩砕媒体の添加によって摩砕され得る。
摩砕微粒子は、空気分離機または液体サイクロンにさらにかけられ得る。空気分離機または液体サイクロンは、摩砕微粒子材料を分類し、所望の範囲外のサイズを有する残留粒子の一部を除去するように機能し得る。
従来、湿式微粉化または乾式微粉化方法のいずれにおいても、摩砕助剤または分散剤が、摩砕粒子の凝結または凝集を防ぐまたは効果的に制限するのに十分な量で存在し得る。助剤または分散剤は、例えば、摩砕無機材料の乾燥重量に対して、最大約1重量%のレベルで存在し得る。分散剤の例としては、ポリアクリレート塩(例えば、ナトリウムおよびアルミニウム、任意に第二族金属塩)を含む、ポリアクリレートおよびポリアクリレート種を含有するコポリマーなどの多価電解質、ヘキサメタリン酸ナトリウム、ポリオール、ポリリン酸、縮合リン酸ナトリウム、非イオン性界面活性剤、アルカノールアミンおよびこの機能のために一般に使用される他の試薬が挙げられる。
本発明者らは、驚くべきことに、疎水性モノマー/親水性モノマーコポリマーが、微粉化時間およびエネルギーの点で、従来のシステムへの摩砕助剤と同等に効果的であり得ることを発見した。ある特定の実施形態によると、無機鉱物材料は、高固体含有率で効果的に粉砕され得、その結果、微粉化機の容量およびスループットが増大し得る。高固形分分散液が用いられ得るため、乾燥の間に除去されなくてはならない水が少なくなり、結果として、必要エネルギー量およびコストが低くなる。加えて、記載の実施形態のコポリマーは、脱水および乾燥時間に関して非常に有利であり得る。上記のように、典型的な乾燥温度での水喪失率は、本実施形態によると、少なくとも30%速くなり得、結果として、乾燥に必要なエネルギー消費が少なくなり、工場のスループットが高まり、製造効率が増大する。本実施形態の方法は、従来の設備を用いてこれらの利点を達成し、実現のための設備投資を必要としない。
この実施形態の別の態様では、摩砕方法は、乾式微粉化操作で行われ得る。乾式摩砕実施形態のある特定の態様では、微粉化は自家的に行われ得、ここで、粒子アトリションは同様の化学的性質の粒子の衝突によって得られる。別の態様では、粒径減少を実現するために硬度の高い摩砕媒体が添加され得る。このような媒体としては、シリカ、アルミナおよびジルコニアなどのセラミック粒子が挙げられ得る。本方法の技術は当業者に公知である。本態様は、標的粒径範囲および粒度分布を得るための摩砕時間の短縮を促進するための、先の実施形態による疎水性モノマー/親水性モノマーコポリマーの添加を含み得る。
上記のように、湿式摩砕または乾式摩砕のいずれかを考慮して、疎水性モノマーの親水性モノマーに対するモル比、モノマーおよびモノマー組合せの選択ならびにコポリマーの分子量は、先に記載のように微粉化操作の性能および効率を最適化するように調整され得る。
上記の摩砕操作の各々において、疎水性モノマー/親水性モノマーコポリマーは、上記のように特定の無機材料と緊密に会合し得る。他の実施形態では、会合は、摩砕無機微粒子材料を疎水性モノマー/親水性モノマーコポリマーとともに水性媒体中に分散させることによって得られ得る。
無機微粒子材料の粒径および他の粒度特性は、Micromeritics Corporationによって供給される、SEDIGRAPH 5100機器を使用して測定され得る。所与の粒子のサイズは、懸濁液を通して沈殿する、当量直径の球の直径、すなわち球相当径またはesdに関して表される。
一部の実施形態によると、無機粒子は、粒子の50パーセントが示された値よりも小さいまたはこれに等しい直径を有するサイズとして定義される、平均粒径(d50)値によって特徴づけられ得る。一部の実施形態では、無機粒子は、約0.1ミクロン〜約50ミクロン、または約0.1ミクロン〜約20ミクロン、または約0.5ミクロン〜約2ミクロンの範囲のd50を有し得る。実際の粒径および分布は、当業者であれば認識するように、摩砕条件および添加剤の制御によって得られ得る。
一部の態様によると、無機粒子は、粒子の98パーセントが示された値よりも小さいまたはこれに等しい直径を有するサイズとして定義される、トップカットサイズ(top cut size)(d98)値によって特徴づけられ得る。一部の実施形態では、d98値は、約2ミクロン〜約100ミクロン、または約5ミクロン〜約20ミクロンの範囲であり得る。
ある特定の実施形態によると、上記の方法の実施形態において摩砕された無機材料はアルカリ土類金属炭酸塩であり得、これは、カルシウムの炭酸塩、マグネシウムの炭酸塩、バリウムの炭酸塩およびストロンチウムの炭酸塩からなる群から選択される少なくとも1種であり得る。
上記方法の拡張実施形態によると、上記のように得られた乾燥無機微粒子材料は、無機微粒子材料の表面特性をさらに調整するために、表面処理剤で処理され得る。したがって、表面処理が、微粒子組成物に適用され得、表面処理剤は、カプロン酸、2−エチルヘキサン酸、カプリル酸、ネオデカン酸、カプリン酸、吉草酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、トール油脂肪酸、ナフテン酸、モンタン酸、コロナリック酸、リノール酸、リノレン酸、4,7,10,13,16,19−ドコサヘキサエン酸、5,8,11,14,17−エイコサペンタエン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸およびイソノナン酸からなる群から選択される少なくとも1種であり得る。
この実施形態の態様では、表面処理剤の重量%は、無機微粒子組成物の質量に対して、0.005〜5.0質量%であり得る。さらなる態様では、表面処理剤の質量%は、無機微粒子組成物の質量に対して、0.05〜2.5質量%、または0.1〜1.0質量%であり得る。
この実施形態の一部の態様では、BET表面積は、8m/g未満、例えば、2.5〜6m/gの範囲内であり得る。
このような表面処理が、疎水性モノマー/親水性モノマーコポリマーにより得られる調整された特性と組み合わせられる場合、高度に特殊な用途の特性を有する充填剤が得られ得る。
さらなる実施形態では、先に記載の実施形態によって得られる調整された特別な特性を有する無機微粒子組成物のユーティリティが含まれ得る。
ユーティリティの一実施形態では、ポリマー、ならびに無機材料の粒子、および無機粒子と会合した親水性モノマーと疎水性モノマーとのコポリマーを含む微粒子組成物の充填剤を含む充填ポリマー物品が提供される。この実施形態によると、微粒子組成物は、以下の特性:
無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、
無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および
2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の組成物からの水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
のうちの少なくとも1つを満たす。
この実施形態形体のある態様では、微粒子組成物の吸湿量は、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である。この特性および上で列記したものは、選択された充填ポリマー物品の改善された性能を得るために、先に記載のように調整され得る。加えて、ポリマーマトリックスとの充填剤の適合性は、ポリマー構造に基づく疎水性モノマーの選択によって大幅に改善され得る。例えば、ポリエステルポリマーまたは樹脂を含有するシステムでは、(メタ)アクリレートエステルおよび/またはビニルエステル基にした疎水性モノマーにより、適合性の向上がもたらされると考えられる。対照的に、ポリオレフィンを含有するシステムでは、1−ペンタン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、イソブチレンおよびジイソブチレンから選択される疎水性モノマーにより、適合性の向上がもたらされると考えられる。同様にして、アルキル置換(メタ)アクリルアミドを基にしたコポリマーが、ポリアミドにおける使用のために選択されると考えられる。
疎水性モノマー/親水性モノマー比、分子量、粒径および分布のさらなる改変ならびに表面処理が、先に記載のように、選択されたポリマーとの適合性および意図される物品の最終使用に関連する性能の大幅な改善を得るために行われ得る。
充填ポリマー物品の実施形態の態様によると、ポリマーは、熱可塑性ポリマー、等方性半結晶性ポリマー、半結晶性ポリマー、等方性ポリマーおよび液晶ポリマーからなる群から選択され得る。充填物品としてのユーティリティに有用なポリマーの例としては、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、塩素化ポリ塩化ビニルエチレン−酢酸ビニル(EVA)、塩素化ポリエチレン(CPE)、ポリスチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、メタクリレートブタジエンスチレン(MBS)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、熱可塑性ポリエステルエラストマー(TPEE)ならびにアクリル樹脂が挙げられる。この一覧は例示的なものに過ぎず、限定することは意図されない。
充填ポリマー物品を得るために、溶融充填ポリマーが、例えば、長線維を製造するための少なくとも1つの吐糸管を通して押出され得る。吐糸管からの充填ポリマーの押出は、例えば、不織布を作製するために使用され得る。一部の態様によると、溶融充填ポリマーは、例えば、パイプ、棒、ハニカム構造または様々な形状の断面を有する他の物品などのポリマー物品を形成するために、ノズルまたは型を通して押出され得る。別の態様では、ポリマーフィルムが、溶融充填ポリマーから形成され得る。例えば、溶融調合も、他の材料上へのフィルム、チューブ、型物、ストリップおよびコーティングの押出、射出成型、吹込み成型またはキャスティングおよび熱成形ならびにチューブまたはパイプの形成のために使用され得る。溶融調合は、例えば、好適な調合機またはスクリュー押出機において、例えば、実施することができる。
一部の態様によると、充填ポリマー物品は、モノフィラメント線維を含み得る。モノフィラメント線維は、少なくとも1種のポリマー樹脂と少なくとも1種の充填剤との連続モノフィラメント線維の製品を含み得る。例示的な技法としては、溶融紡糸、乾式紡糸、湿式紡糸、スピン結合、射出成型または溶融吹付け法が挙げられるが、これらに限定されない。溶融紡糸は、溶融ポリマー混合物を吐糸管型に供給する押出工程を含み得る。一部の実施形態によると、モノフィラメント線維は、充填ポリマー樹脂を、それが吐糸管型を通過する際に少なくともおよそその融点に加熱することによって製造され得る。
この実施形態の態様によると、充填ポリマー物品において充填剤として用いられる無機微粒子材料は、カルシウムの炭酸塩、マグネシウムの炭酸塩、バリウムの炭酸塩およびストロンチウムの炭酸塩からなる群から選択される少なくとも1種のアルカリ土類金属炭酸塩であり得る。
一部の実施形態によると、水性コーティング組成物が提供される。組成物は、水、結合剤、ならびに無機材料の粒子、および無機粒子と会合した親水性モノマーと疎水性モノマーとのコポリマーを含む微粒子組成物を含有する。微粒子組成物は、以下の特性:
無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、
無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および
2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の組成物からの水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
のうちの少なくとも1つを満たす。
さらなる態様では、コーティング組成物の微粒子組成物の吸湿量は、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である。
先の実施形態に記載のように、コポリマーの疎水性モノマー/親水性モノマー比、分子量、粒径および分布は、結合剤との適合性およびコーティング性能の大幅な改善を得るために行われ得る。加えて、無機微粒子材料は、性能特性を向上させるために表面処理され得る。
この実施形態の態様によると、充填ポリマー物品において充填剤として用いられる無機微粒子材料は、カルシウムの炭酸塩、マグネシウムの炭酸塩、バリウムの炭酸塩およびストロンチウムの炭酸塩からなる群から選択される少なくとも1種のアルカリ土類金属炭酸塩であり得る。
他の実施形態では、上記のコーティング組成物で被覆された、表面被覆された基材が提供される。基材は、紙、厚紙、容器用板紙、プラスチック、セロハン、織物、木、ガラス、金属およびコンクリートからなる群から選択される1種であり得る。この一覧は例示的なものであり、限定されない。
別の実施形態では、多孔質ポリマーフィルムを調製する方法が提供される。本方法は、熱可塑性ポリマーおよび無機微粒子組成物の組成物を調製すること、ならびにフィルムを組成物と成型することを含んでもよく、ここで、無機微粒子組成物は、無機材料の粒子、および無機粒子と会合した親水性モノマーと疎水性モノマーとのコポリマーを含む。微粒子組成物は、以下の特性:
無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、
無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および
2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の組成物からの水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
のうちの少なくとも1つを満たす。
さらなる態様では、微粒子組成物の吸湿量は、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である。
この実施形態の態様によると、この方法において用いられる無機微粒子材料は、カルシウムの炭酸塩、マグネシウムの炭酸塩、バリウムの炭酸塩およびストロンチウムの炭酸塩からなる群から選択される少なくとも1種のアルカリ土類金属炭酸塩であり得る。
疎水性モノマー/親水性モノマー比、分子量、粒径および分布のさらなる改変ならびに表面処理が、選択されたポリマーとの適合性および本方法に関連する性能の大幅な改善を得るために行われ得る。
別の実施形態によると、微多孔質フィルムが提供される。フィルムは、ポリエチレンおよびポリプロピレンのうちの少なくとも1種、ならびに無機材料の粒子、および無機粒子と会合した親水性モノマーと疎水性モノマーとのコポリマーを含む無機充填剤を含有する。微粒子組成物は、以下の特性:
無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、
無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および
2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の組成物からの水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
のうちの少なくとも1つを満たす。
この実施形態のある態様では、微粒子組成物の吸湿量は、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である。
この実施形態の態様によると、用いられる無機微粒子材料は、カルシウムの炭酸塩、マグネシウムの炭酸塩、バリウムの炭酸塩およびストロンチウムの炭酸塩からなる群から選択される少なくとも1種のアルカリ土類金属炭酸塩であり得る。
さらなる態様では、織布および不織布の微多孔質複合体ならびに上記の微多孔質フィルムが提供される。
疎水性モノマー/親水性モノマー比、分子量、粒径および分布のさらなる改変ならびに表面処理が、先に記載のように、選択されたポリマーとの適合性および微多孔質フィルムに関連する性能の大幅な改善を得るために行われ得る。
別の実施形態では、高分子樹脂または天然樹脂のうちの少なくとも1種、炭化水素溶媒、任意にアルキド樹脂、ならびに着色剤および顔料のうちの少なくとも1種、ならびに無機微粒子組成物を含有するインクが提供される。無機微粒子組成物は、無機材料の粒子、および無機粒子と会合した親水性モノマーと疎水性モノマーとのコポリマーを含有する。微粒子組成物は、以下の特性:
無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、
無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および
2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の組成物からの水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
のうちの少なくとも1つを満たす。
このインクの実施形態のある態様では、微粒子組成物の吸湿量は、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である。
疎水性モノマー/親水性モノマー比、分子量、粒径および分布のさらなる改変ならびに表面処理が、先に記載のように、インク成分との適合性およびインク性能の大幅な改善を得るために行われ得る。先に示されたように、実施形態に記載の無機微粒子材料により得られる水分喪失の大幅な増加および低吸湿性により、インク乾燥および画像の耐久性に顕著な利益がもたらされ得る。記載の実施形態による無機微粒子充填剤の改変によるこのような性能を向上させる機会により、インク配合物に顕著な利点がもたらされる。
別の態様では、オフセットインク組成物が提供される。この態様によると、オフセットインクは、ロジンエステル樹脂、植物乾性油、炭化水素溶媒、および微粒子組成物を含有する。微粒子組成物は、無機材料の粒子、および無機粒子と会合した親水性モノマーと疎水性モノマーとのコポリマーを含有する。微粒子組成物は、以下の特性:
無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、
無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および
2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の組成物からの水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
のうちの少なくとも1つを満たす。
このオフセットインクの実施形態のさらなる態様では、微粒子組成物の吸湿量は、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である。
上記のインクの実施形態について示されたように、疎水性モノマー/親水性モノマー比、分子量、粒径および分布のさらなる改変ならびに表面処理が、先に記載のように、オフセットインク成分との適合性およびインク性能の大幅な改善を得るために行われ得る。ここでも、実施形態に記載の無機微粒子材料により得られる水分喪失の大幅な増加および低吸湿性により、インク乾燥および画像の耐久性に顕著な利益がもたらされ得る。記載の実施形態による無機微粒子充填剤の改変によるこのような性能を向上させる機会により、インク配合物に顕著な利点がもたらされる。
上記のインクの実施形態の両方のさらなる態様では、インクまたはオフセットインクにおいて充填剤として用いられる無機微粒子材料は、カルシウムの炭酸塩、マグネシウムの炭酸塩、バリウムの炭酸塩およびストロンチウムの炭酸塩からなる群から選択される少なくとも1種のアルカリ土類金属炭酸塩であり得る。
他の実施形態では、アルキド樹脂、ミネラルスピリット、顔料、および微粒子組成物を含有する半艶塗料組成物が提供される。微粒子組成物は、無機材料の粒子、および無機粒子と会合した親水性モノマーと疎水性モノマーとのコポリマーを含む。微粒子組成物は、以下の特性:
無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、
無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および
2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の組成物からの水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
のうちの少なくとも1つを満たす。
この塗料の実施形態のある態様では、組成物の吸湿量は、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である。
疎水性モノマー/親水性モノマー比、分子量、粒径および分布のさらなる改変ならびに表面処理が、先に記載のように、半艶塗料成分との適合性および塗料性能の大幅な改善を得るために行われ得る。ここでも、実施形態に記載の無機微粒子材料により得られる水分喪失の大幅な増加および低吸湿性により、半艶塗料の耐久性に顕著な利益がもたらされ得る。記載の実施形態による無機微粒子充填剤の改変によるこのような性能を向上させる機会により、半艶塗料配合物に顕著な利点がもたらされる。
この実施形態の態様によると、半艶塗料において充填剤として用いられる無機微粒子材料は、カルシウムの炭酸塩、マグネシウムの炭酸塩、バリウムの炭酸塩およびストロンチウムの炭酸塩からなる群から選択される少なくとも1種のアルカリ土類金属炭酸塩であり得る。
別の実施形態では、水、グリコール溶媒、および微粒子組成物を含有するラテックス塗料組成物が提供される。微粒子組成物は、無機材料の粒子、および無機粒子と会合した親水性モノマーと疎水性モノマーとのコポリマーを含有する。微粒子組成物は、以下の特性:
無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、
無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および
2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の組成物からの水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
のうちの少なくとも1つを満たす。
このラテックス塗料の実施形態のある態様では、微粒子組成物の吸湿量は、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である。
疎水性モノマー/親水性モノマー比、分子量、粒径および分布のさらなる改変ならびに表面処理が、先に記載のように、ラテックス塗料成分との適合性および塗料性能の大幅な改善を得るために行われ得る。ここでも、実施形態に記載の無機微粒子材料により得られる水分喪失の大幅な増加および低吸湿性により、ラテックス塗料の乾燥速度および耐久性に顕著な利益がもたらされ得る。記載の実施形態による無機微粒子充填剤の改変によるこのような性能を向上させる機会により、半艶塗料配合物に顕著な利点がもたらされる。
この実施形態の態様によると、半艶塗料において充填剤として用いられる無機微粒子材料は、カルシウムの炭酸塩、マグネシウムの炭酸塩、バリウムの炭酸塩およびストロンチウムの炭酸塩からなる群から選択される少なくとも1種のアルカリ土類金属炭酸塩であり得る。
別の実施形態では、漂白クラフトパルプ、サイズ剤、および微粒子組成物を含有する紙組成物が提供される。微粒子組成物は、以下の特性:
無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、
無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および
2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の組成物からの水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
のうちの少なくとも1つを満たす。
この実施形態のある態様では、微粒子組成物の吸湿量は、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である。
疎水性モノマー/親水性モノマー比、分子量、粒径および分布のさらなる改変ならびに表面処理が、先に記載のように、紙成分との適合性および性能の大幅な改善を得るために行われ得る。ここでも、実施形態に記載の無機微粒子材料により得られる水分喪失の大幅な増加および低吸湿性により、紙の乾燥速度および耐久性に顕著な利益がもたらされ得る。記載の実施形態による無機微粒子充填剤の改変によるこのような性能を向上させる機会により、紙配合物および特性に顕著な利点がもたらされ得る。
この実施形態の態様によると、半艶塗料において充填剤として用いられる無機微粒子材料は、カルシウムの炭酸塩、マグネシウムの炭酸塩、バリウムの炭酸塩およびストロンチウムの炭酸塩からなる群から選択される少なくとも1種のアルカリ土類金属炭酸塩であり得る。
所望の特性に応じて、本開示に一致する実施形態は、8m/g未満のBET表面積を有する無機粒子を含み得る。2.5〜6m/gの間の範囲のBET表面積を有する無機粒子により、例えば、通気性フィルムまたはコーティングおよび他の用途に利益がもたらされ得る。これは、例えば、水性コーティング組成物、ポリマーフィルム、微多孔質フィルム、インク、オフセットインク、塗料(半艶およびラテックス塗料を含む)、ポリマー充填物品、または2.5〜6m/gの間のBET表面積を有する無機粒子を含む他の実施形態を作製するのに望ましい場合がある。これらの実施形態における無機微粒子は、75ミクロン以下のヘグマン値も有し得る。また、無機微粒子を含む組成物は、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高い、2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の水喪失率を有し得る。
したがって、ここまでに記載のように、具体的な例示的実施形態には以下が含まれる。
実施形態1.
無機材料の粒子、および
無機粒子と会合した親水性モノマーと疎水性モノマーとのコポリマーを含む微粒子組成物であって、
以下の特性:
無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、
無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および
2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の組成物からの水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
のうちの少なくとも1つを満たす、微粒子組成物。
実施形態2.微粒子組成物の吸湿量が、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である、実施形態1の微粒子組成物。
実施形態3.コポリマーの含有率が、無機材料の質量に対して、0.05〜10質量%である、実施形態1または2の1つの微粒子組成物。
実施形態4.疎水性モノマーの親水性モノマーに対するモル比が、10/1〜1/1である、実施形態1〜3のいずれか1つの微粒子組成物。
実施形態5.疎水性モノマーが、3〜10個の炭素を有する少なくとも1つの側鎖を含む、実施形態1〜4のいずれか1つの微粒子組成物。
実施形態6.疎水性モノマーが、(メタ)アクリレートエステル、アルケン、ビニルエステル、ビニルエーテル、スチレン、アルキル置換スチレン、ビニルピロール、テルペン、インデンおよびアルキル置換(メタ)アクリルアミドからなる群から選択される少なくとも1種である、実施形態1〜5のいずれか1つの微粒子組成物。
実施形態7.疎水性モノマーが1−アルケンである、実施形態1〜6のいずれか1つの微粒子組成物。
実施形態8.1−アルケンが、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、イソブチレンおよびジイソブチレンからなる群から選択される少なくとも1種である、実施形態7の微粒子組成物。
実施形態9.親水性モノマーが、カルボキシレート、カルボン酸無水物、スルホネートおよびホスホネートからなる群から選択される官能性基を含む、実施形態1〜8のいずれか1つの微粒子組成物。
実施形態10.親水性モノマーが、カルボキシレート基またはカルボン酸無水物を含む、実施形態1〜9のいずれか1つの微粒子組成物。
実施形態11.親水性モノマーが、アクリル酸、メタクリル酸、アンゲリカ酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、グルタコン酸、グルタコン酸無水物、アコニット酸およびメサコン酸からなる群から選択される、実施形態1〜10のいずれか1つの微粒子組成物。
実施形態12.親水性モノマーがカルボキシレート基を含み、カルボキシレート基が、ナトリウムイオン、カリウムイオン、アンモニウムイオン、カルシウムイオンおよびマグネシウムイオンのうちの少なくとも1種を含む塩のものである、実施形態1〜10のいずれか1つの微粒子組成物。
実施形態13.カルボキシレート基の30〜100%が塩形態である、実施形態12の微粒子組成物。
実施形態14.コポリマーの平均分子量が、5,000〜40,000g/molである、実施形態1〜13のいずれか1つの微粒子組成物。
実施形態15.無機材料がアルカリ土類金属炭酸塩である、実施形態1〜14のいずれか1つの微粒子組成物。
実施形態16.アルカリ土類金属炭酸塩が、カルシウムの炭酸塩、マグネシウムの炭酸塩、バリウムの炭酸塩およびストロンチウムの炭酸塩からなる群から選択される少なくとも1種を含む、実施形態15の微粒子組成物。
実施形態17.無機粒子が、カプロン酸、2−エチルヘキサン酸、カプリル酸、ネオデカン酸、カプリン酸、吉草酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、トール油脂肪酸、ナフテン酸、モンタン酸、コロナリック酸、リノール酸、リノレン酸、4,7,10,13,16,19−ドコサヘキサエン酸、5,8,11,14,17−エイコサペンタエン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸およびイソノナン酸からなる群から選択される表面処理剤によりさらに改質されている、実施形態1〜16のいずれか1つの微粒子組成物。
実施形態18.親水性モノマーが、無水マレイン酸および/またはマレイン酸であり、疎水性モノマーがジイソブチレンである、実施形態1〜11または13〜17のいずれか1つの微粒子組成物。
実施形態19.無機材料組成物を製造する方法であって、
有効量の親水性モノマーと疎水性モノマーとのコポリマーを無機材料に添加して混合物を得ること、
無機材料コポリマー混合物を摩砕して摩砕微粒子材料を得ること
を含み、
微粒子組成物が、以下の特性:
無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、
無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および
2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の組成物からの水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
のうちの少なくとも1つを満たす、方法。
実施形態20.コポリマーの有効量が、無機材料の質量に対して、0.01〜22質量%である、実施形態19の方法。
実施形態21.疎水性モノマーの親水性モノマーに対するモル比が、10/1〜1/1である、実施形態19または20の1つの方法。
実施形態22.疎水性モノマーが、3〜10個の炭素を有する少なくとも1つの炭化水素基を含む、実施形態19〜21のいずれか1つの方法。
実施形態23.疎水性モノマーが、(メタ)アクリレートエステル、アルケン、ビニルエステル、ビニルエーテル、スチレン、アルキル置換スチレン、ビニルピロール、テルペン、インデンおよびアルキル置換(メタ)アクリルアミドからなる群から選択される少なくとも1種である、実施形態19〜22のいずれか1つの方法。
実施形態24.疎水性モノマーが1−アルケンである、実施形態19〜23のいずれか1つの方法。
実施形態25.1−アルケンが、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテンおよびジイソブチレンからなる群から選択される少なくとも1種である、実施形態24の方法。
実施形態26.親水性モノマーが、カルボキシレート、カルボン酸無水物、スルホネートおよびホスホネートからなる群から選択される官能性基を含む、実施形態19〜25のいずれか1つの方法。
実施形態27.親水性モノマーが、カルボキシレート基またはカルボン酸無水物を含む、実施形態19〜26のいずれか1つの方法。
実施形態28.親水性モノマーがカルボキシレート基を含み、カルボキシレート基が、ナトリウムイオン、アンモニウムイオンまたはマグネシウムイオンを含む塩形態を含む、実施形態19〜27のいずれか1つの方法。
実施形態29.カルボキシレート基の30〜100%が塩形態である、実施形態28の方法。
実施形態30.親水性モノマーが、アクリル酸、メタクリル酸、アンゲリカ酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、アコニット酸およびメサコン酸からなる群から選択される、実施形態19〜27のいずれか1つの方法。
実施形態31.コポリマーの平均分子量が、5,000〜40,000g/molである実施形態19〜30のいずれか1つの方法。
実施形態32.無機材料がアルカリ土類金属炭酸塩である、実施形態19〜31のいずれか1つの方法。
実施形態33.アルカリ土類金属炭酸塩が、カルシウムの炭酸塩、マグネシウムの炭酸塩、バリウムの炭酸塩およびストロンチウムの炭酸塩からなる群から選択される少なくとも1種を含む、実施形態32の方法。
実施形態34.表面処理剤を微粒子無機材料の表面に適用することをさらに含み、表面処理剤が、カプロン酸、2−エチルヘキサン酸、カプリル酸、ネオデカン酸、カプリン酸、吉草酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、トール油脂肪酸、ナフテン酸、モンタン酸、コロナリック酸、リノール酸、リノレン酸、4,7,10,13,16,19−ドコサヘキサエン酸、5,8,11,14,17−エイコサペンタエン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸およびイソノナン酸からなる群から選択される1種を含む、
実施形態19〜33のいずれか1つの方法。
実施形態35.
ポリマー、ならびに
無機材料の粒子、および
無機粒子と会合した親水性モノマーと疎水性モノマーとのコポリマー
を含む微粒子組成物の充填剤
を含む充填ポリマー物品であって、
微粒子組成物が以下の特性:
無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、
無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および
2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の組成物からの水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
のうちの少なくとも1つを満たす、充填ポリマー物品。
実施形態36.微粒子組成物の吸湿量が、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である、実施形態35の充填ポリマー物品。
実施形態37.疎水性モノマーの親水性モノマーに対するモル比が、10/1〜1/1である、実施形態35または36の1つの充填ポリマー物品。
実施形態38.ポリマーが、熱可塑性ポリマー、等方性半結晶性ポリマー、半結晶性ポリマー、等方性ポリマーおよび液晶ポリマーからなる群から選択され、
疎水性モノマーの親水性モノマーに対するモル比が、ポリマーと充填剤との適合性を最大化するように選択される、実施形態35〜37のいずれか1つの充填ポリマー物品。
実施形態39.ポリマーが、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニルおよびポリスチレンからなる群から選択される熱可塑性ポリマーである、実施形態35〜38のいずれか1つの充填ポリマー物品。
実施形態40.ポリマー物品が、線維、フィルム、押出物または成型品である、実施形態35〜39のいずれか1つの充填ポリマー物品。
実施形態41.無機材料がアルカリ土類金属炭酸塩である、実施形態35〜40のいずれか1つの充填ポリマー物品。
実施形態42.アルカリ土類金属炭酸塩が、カルシウムの炭酸塩、マグネシウムの炭酸塩、バリウムの炭酸塩およびストロンチウムの炭酸塩からなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項41の充填ポリマー物品。
実施形態43.
水、
結合剤、ならびに
無機材料の粒子、および
無機粒子と会合した親水性モノマーと疎水性モノマーとのコポリマー
を含む微粒子組成物
を含むコーティング組成物であって、
微粒子組成物が、以下の特性:
無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、
無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および
2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の組成物からの水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
のうちの少なくとも1つを満たす、コーティング組成物。
実施形態44.微粒子組成物の吸湿量が、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である、実施形態43のコーティング組成物。
実施形態45.疎水性モノマーの親水性モノマーに対するモル比が、10/1〜1/1である、実施形態43または44の1つのコーティング組成物。
実施形態46.無機材料がアルカリ土類金属炭酸塩である、実施形態43〜45のいずれか1つのコーティング組成物。
実施形態47.アルカリ土類金属炭酸塩が、カルシウムの炭酸塩、マグネシウムの炭酸塩、バリウムの炭酸塩およびストロンチウムの炭酸塩からなる群から選択される少なくとも1種を含む、実施形態46のコーティング組成物。
実施形態48.少なくとも1つの表面が実施形態43〜47のいずれか1つのコーティング組成物で被覆された基材であって、紙、厚紙、容器用板紙、プラスチック、セロハン、織物、木、ガラス、金属およびコンクリートからなる群から選択される1種である、基材。
実施形態49.多孔質ポリマーフィルムを調製する方法であって、
熱可塑性ポリマーおよび無機微粒子組成物の組成物を調製すること、
組成物によりフィルムを成型することを含み、
無機微粒子組成物が、
無機材料の粒子、および
無機粒子と会合した親水性モノマーと疎水性モノマーとのコポリマーを含み、
微粒子組成物が、以下の特性:
無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、
無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および
2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の組成物からの水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
のうちの少なくとも1つを満たす、方法。
実施形態50.微粒子組成物の吸湿量が、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である、実施形態49の方法。
実施形態51.疎水性モノマーの親水性モノマーに対するモル比が、10/1〜1/1である、実施形態49または50の1つの方法。
実施形態52.疎水性モノマーの親水性モノマーに対するモル比が、熱可塑性ポリマーとの無機粒子の適合性を最大化するように選択される、実施形態49〜51のいずれか1つの方法。
実施形態53.
ポリエチレンおよびポリプロピレンのうちの少なくとも1種、ならびに
無機材料の粒子、および
無機粒子と会合した親水性モノマーと疎水性モノマーとのコポリマー
を含む無機充填剤
を含む微多孔質フィルムであって、
微粒子組成物が、以下の特性:
無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、
無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および
2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の組成物からの水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
のうちの少なくとも1つを満たす、微多孔質フィルム。
実施形態54.微粒子組成物の吸湿量が、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である、実施形態53の微多孔質フィルム。
実施形態55.疎水性モノマーの親水性モノマーに対するモル比が、10/1〜1/1である、実施形態53または54の1つの微多孔質フィルム。
実施形態56.疎水性モノマーの親水性モノマーに対するモル比が、熱可塑性ポリマーとの無機粒子の適合性を最大化するように選択される、実施形態53〜55のいずれか1つの微多孔質フィルム。
実施形態57.
織布または不織布、および
請求項53の微多孔質フィルム
を含む微多孔質複合体。
実施形態58.
高分子樹脂または天然樹脂のうちの少なくとも1種、
炭化水素溶媒、
任意に、アルキド樹脂、ならびに
着色剤および顔料のうちの少なくとも1種、ならびに
無機材料の粒子、および
無機粒子と会合した親水性モノマーと疎水性モノマーとのコポリマー
を含む無機微粒子組成物
を含むインクであって、
微粒子組成物が、以下の特性:
無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、
無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および
2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の組成物からの水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
のうちの少なくとも1つを満たす、インク。
実施形態59.微粒子組成物の吸湿量が、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である、実施形態58のインク。
実施形態60.
ロジンエステル樹脂、
植物乾性油、
炭化水素溶媒、ならびに
無機材料の粒子、および
無機粒子と会合した親水性モノマーと疎水性モノマーとのコポリマー
を含む微粒子組成物
を含むオフセットインク組成物であって、
微粒子組成物が、以下の特性:
無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、
無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および
2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の組成物からの水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
のうちの少なくとも1つを満たす、オフセットインク組成物。
実施形態61.微粒子組成物の吸湿量が、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である、実施形態60のオフセットインク組成物。
実施形態62.
アルキド樹脂、
ミネラルスピリット、
顔料、ならびに
無機材料の粒子、および
無機粒子と会合した親水性モノマーと疎水性モノマーとのコポリマー
を含む微粒子組成物
を含む半艶塗料組成物であって、
微粒子組成物が、以下の特性:
無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、
無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および
2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の組成物からの水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
のうちの少なくとも1つを満たす、半艶塗料組成物。
実施形態63.微粒子組成物の吸湿量が、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である、実施形態62の半艶塗料組成物。
実施形態64.
水、
グリコール溶媒、ならびに
無機材料の粒子、および
無機粒子と会合した親水性モノマーと疎水性モノマーとのコポリマー
を含む微粒子組成物
を含むラテックス塗料組成物であって、
微粒子組成物が、以下の特性:
無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、
無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および
2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の組成物からの水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
のうちの少なくとも1つを満たす、ラテックス塗料組成物。
実施形態65.微粒子組成物の吸湿量が、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である、実施形態64のラテックス塗料組成物。
実施形態66.
漂白クラフトパルプ、
サイズ剤、ならびに
無機材料の粒子、および
無機粒子と会合した親水性モノマーと疎水性モノマーとのコポリマー
を含む微粒子組成物
を含む紙組成物であって、
微粒子組成物が、以下の特性:
無機粒子のBET表面積が8m/g超であること、
無機粒子のヘグマン値が75ミクロン以下であること、および
2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の組成物からの水喪失率が、粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
のうちの少なくとも1つを満たす、紙組成物。
実施形態67.微粒子組成物の吸湿量が、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である、実施形態66の紙組成物。
実施形態68.コポリマーが非イオン性リン酸エステルを含む、実施形態1〜4または14〜17のいずれか1つの微粒子組成物。
実施形態69.コポリマーが非イオン性リン酸エステルを含む、実施形態19〜21または31〜34のいずれか1つの方法。
実施形態70.コポリマーが非イオン性リン酸エステルを含む、実施形態35〜42のいずれか1つの充填ポリマー物品。
実施形態71.コポリマーが非イオン性リン酸エステルを含む、実施形態43〜47のいずれか1つのコーティング組成物。
実施形態72.コポリマーが非イオン性リン酸エステルを含む、実施形態48の基材。
実施形態73.コポリマーが非イオン性リン酸エステルを含む、実施形態49〜52のいずれか1つの方法。
実施形態74.コポリマーが非イオン性リン酸エステルを含む、実施形態53〜56のいずれか1つの微多孔質フィルム。
実施形態75.コポリマーが非イオン性リン酸エステルを含む、実施形態57の微多孔質組成物。
実施形態76.コポリマーが非イオン性リン酸エステルを含む、実施形態58または59のいずれか1つのインク。
実施形態77.コポリマーが非イオン性リン酸エステルを含む、実施形態60または61のいずれか1つのオフセットインク。
実施形態78.コポリマーが非イオン性リン酸エステルを含む、実施形態62または63のいずれか1つの半艶塗料組成物。
実施形態79.コポリマーが非イオン性リン酸エステルを含む、実施形態64または65のいずれか1つのラテックス塗料組成物。
実施形態80.コポリマーが非イオン性リン酸エステルを含む、実施形態66または67のいずれか1つの紙組成物。
実施形態81.無機材料が、
アルカリ土類金属炭酸塩、
含水カオリナイト粘土、
無水カオリナイト粘土、
タルク、マイカ、パーライト、ベントナイト、長石、ウォラストナイト、珪藻土、アルミナ、水酸化マグネシウムまたはアルミニウム三水和物、および
これらの組合せ
からなる群から選択される1種または複数の材料を含む、実施形態1〜14、17〜18または68のいずれか1つの微粒子組成物。
実施形態82.無機材料が、
アルカリ土類金属炭酸塩、
含水カオリナイト粘土、
無水カオリナイト粘土、
タルク、マイカ、パーライト、ベントナイト、長石、ウォラストナイト、珪藻土、アルミナ、水酸化マグネシウムまたはアルミニウム三水和物、および
これらの組合せ
からなる群から選択される1種または複数の材料を含む、実施形態19〜31、34または69のいずれか1つの方法。
実施形態83.無機材料が、
アルカリ土類金属炭酸塩、
含水カオリナイト粘土、
無水カオリナイト粘土、
タルク、マイカ、パーライト、ベントナイト、長石、ウォラストナイト、珪藻土、アルミナ、水酸化マグネシウムまたはアルミニウム三水和物、および
これらの組合せ
からなる群から選択される1種または複数の材料を含む、実施形態35〜40または70のいずれか1つの充填ポリマー物品。
実施形態84.無機材料が、
アルカリ土類金属炭酸塩、
含水カオリナイト粘土、
無水カオリナイト粘土、
タルク、マイカ、パーライト、ベントナイト、長石、ウォラストナイト、珪藻土、アルミナ、水酸化マグネシウムまたはアルミニウム三水和物、および
これらの組合せ
からなる群から選択される1種または複数の材料を含む、実施形態43〜45または71のいずれか1つのコーティング組成物。
実施形態85.無機材料が、
アルカリ土類金属炭酸塩、
含水カオリナイト粘土、
無水カオリナイト粘土、
タルク、マイカ、パーライト、ベントナイト、長石、ウォラストナイト、珪藻土、アルミナ、水酸化マグネシウムまたはアルミニウム三水和物、および
これらの組合せ
からなる群から選択される1種または複数の材料を含む、実施形態48または72のいずれか1つの基材。
実施形態86.無機材料が、
アルカリ土類金属炭酸塩、
含水カオリナイト粘土、
無水カオリナイト粘土、
タルク、マイカ、パーライト、ベントナイト、長石、ウォラストナイト、珪藻土、アルミナ、水酸化マグネシウムまたはアルミニウム三水和物、および
これらの組合せ
からなる群から選択される1種または複数の材料を含む、実施形態49〜52または73のいずれか1つの方法。
実施形態87.無機材料が、
アルカリ土類金属炭酸塩、
含水カオリナイト粘土、
無水カオリナイト粘土、
タルク、マイカ、パーライト、ベントナイト、長石、ウォラストナイト、珪藻土、アルミナ、水酸化マグネシウムまたはアルミニウム三水和物、および
これらの組合せ
からなる群から選択される1種または複数の材料を含む、実施形態53〜56または74のいずれか1つの微多孔質フィルム。
実施形態88.無機材料が、
アルカリ土類金属炭酸塩、
含水カオリナイト粘土、
無水カオリナイト粘土、
タルク、マイカ、パーライト、ベントナイト、長石、ウォラストナイト、珪藻土、アルミナ、水酸化マグネシウムまたはアルミニウム三水和物、および
これらの組合せ
からなる群から選択される1種または複数の材料を含む、実施形態57または75のいずれか1つの微多孔質複合体。
実施形態89.無機材料が、
アルカリ土類金属炭酸塩、
含水カオリナイト粘土、
無水カオリナイト粘土、
タルク、マイカ、パーライト、ベントナイト、長石、ウォラストナイト、珪藻土、アルミナ、水酸化マグネシウムまたはアルミニウム三水和物、および
これらの組合せ
からなる群から選択される1種または複数の材料を含む、実施形態58、59または76のいずれか1つのインク。
実施形態90.無機材料が、
アルカリ土類金属炭酸塩、
含水カオリナイト粘土、
無水カオリナイト粘土、
タルク、マイカ、パーライト、ベントナイト、長石、ウォラストナイト、珪藻土、アルミナ、水酸化マグネシウムまたはアルミニウム三水和物、および
これらの組合せ
からなる群から選択される1種または複数の材料を含む、実施形態60、61または77のいずれか1つのオフセットインク。
実施形態91.無機材料が、
アルカリ土類金属炭酸塩、
含水カオリナイト粘土、
無水カオリナイト粘土、
タルク、マイカ、パーライト、ベントナイト、長石、ウォラストナイト、珪藻土、アルミナ、水酸化マグネシウムまたはアルミニウム三水和物、および
これらの組合せ
からなる群から選択される1種または複数の材料を含む、実施形態62、63または78のいずれか半艶塗料組成物。
実施形態92.無機材料が、
アルカリ土類金属炭酸塩、
含水カオリナイト粘土、
無水カオリナイト粘土、
タルク、マイカ、パーライト、ベントナイト、長石、ウォラストナイト、珪藻土、アルミナ、水酸化マグネシウムまたはアルミニウム三水和物、および
これらの組合せ
からなる群から選択される1種または複数の材料を含む、実施形態64、65または79のいずれか1つのラテックス塗料組成物。
実施形態93.無機材料が、
アルカリ土類金属炭酸塩、
含水カオリナイト粘土、
無水カオリナイト粘土、
タルク、マイカ、パーライト、ベントナイト、長石、ウォラストナイト、珪藻土、アルミナ、水酸化マグネシウムまたはアルミニウム三水和物、および
これらの組合せ
からなる群から選択される1種または複数の材料を含む、実施形態66、67または80のいずれか1つの紙組成物。
実施形態94.無機粒子のBET表面積が、2.5m/g〜6m/gの間である、実施形態1〜18または68のいずれか1つの微粒子組成物。
実施形態95.無機粒子のBET表面積が、2.5m/g〜6m/gの間である、実施形態19〜34または69のいずれか1つの方法。
実施形態96.無機粒子のBET表面積が、2.5m/g〜6m/gの間である、実施形態35〜42または70のいずれか1つの充填ポリマー物品。
実施形態97.無機粒子のBET表面積が、2.5m/g〜6m/gの間である、実施形態43〜47または71のいずれか1つのコーティング組成物。
実施形態98.無機粒子のBET表面積が、2.5m/g〜6m/gの間である、実施形態48または72の基材。
実施形態99.無機粒子のBET表面積が、2.5m/g〜6m/gの間である、実施形態49〜52または73のいずれか1つの方法。
実施形態100.無機粒子のBET表面積が、2.5m/g〜6m/gの間である、実施形態53〜56または74のいずれか1つの微多孔質フィルム。
実施形態101.無機粒子のBET表面積が、2.5m/g〜6m/gの間である、実施形態57または75のいずれか1つの微多孔質複合体。
実施形態102.無機粒子のBET表面積が、2.5m/g〜6m/gの間である、実施形態58、59または76のいずれか1つのインク。
実施形態103.無機粒子のBET表面積が、2.5m/g〜6m/gの間である、実施形態60、61または77のいずれか1つのオフセットインク。
実施形態104.無機粒子のBET表面積が、2.5m/g〜6m/gの間である、実施形態62、63または78のいずれか1つの半艶塗料組成物。
実施形態105.無機粒子のBET表面積が、2.5m/g〜6m/gの間である、実施形態64、65または79のいずれか1つのラテックス塗料組成物。
ヘグマン数の測定
粉末約150gを、ミキサーを約5000rpmで15分間使用して、分散液混合物(揮発油12g、アルキド樹脂42.5gおよびカルシウム乾燥剤1.5g)に混合した。アリコート5mlを、分散液混合物10mlと混合し、撹拌することによって均質化した。均質化サンプルをヘグマンゲージに引いた。分散液またはペーストのヘグマン数は、分散液またはペーストが直線端を有する溝に沿ってスクラップされるときに、個別の粒子または凝集粒子が可視になる、ヘグマンゲージの溝の深さである。
摩砕実験
粗(10μm)鉱物粒子約750gを、サンドグラインダー(3hp、1400rpm)中で、オーブン乾燥カーボライト媒体(16/20)メッシュ約1500gと混合した。所望量の分散剤を別個に、水と前混合し、サンドグラインダーに添加した。5分間走らせた後、エネルギー入力を記録し、一定レベルに維持した。所定時間の摩砕の後、グラインダーポットを取り出し、内容物を30メッシュスクリーンを通してそそいだ。得られたスクリーンに通した分散液を、さらなる分析のために収集した。
乾燥実験
乾燥時の喪失を、高感度加熱天秤を使用して測定した。無水マレイン酸とジイソブチレンとのコポリマーとともに摩砕した炭酸カルシウム粉末および従来のポリアクリル酸ナトリウムとともに摩砕した炭酸カルシウム粉末各約10gを、110℃で24時間乾燥し、次いで相対湿度98%で24時間水和させた。水和粉末を、較正天秤に載せ、30秒毎に質量減少を記録した。
図1は、従来のポリアクリル酸ナトリウムで処理した炭酸カルシウムサンプル(サンプルA)と比較した、本出願の実施形態による無水マレイン酸のコポリマーで処理した炭酸カルシウムのサンプル(サンプルB)についての時間に伴う乾燥喪失を示している。示されるように、以下の特許請求の範囲の実施形態によるサンプルは、平衡含水率がより低く、水分喪失率がより高い。
実験1
炭酸カルシウムを摩砕し、市販グレードのポリアクリル酸ナトリウムで処理し、摩砕し、無水マレイン酸とジイソブチレンとのコポリマー(コポリマー)で処理し、分散剤の非存在下で摩砕した。ポリアクリル酸ナトリウムサンプルを「1」として標準化したヘグマン数を、以下のように決定した。
〔表1〕
サンプル ヘグマン(相対値)
市販のポリアクリル酸ナトリウム 1
分散剤なし 0.75
コポリマー 0.25
実験2
炭酸カルシウムを、分散剤なしで、以下に示すヘグマン数に摩砕した。比較として、炭酸カルシウムの2つのサンプルを摩砕し、炭酸カルシウムの重量に対して0.5wt%および1.0wt%の無水マレイン酸とジイソブチレンとのコポリマー(コポリマー)で処理した。各サンプルについてのヘグマン数、BET表面積(m/g)およびd50値を以下に列記する。
〔表2〕
サンプル ヘグマン(ミクロン) BET d50
分散剤なし 78 10.1 0.77
分散剤なし 80 9.5 0.60
0.5%コポリマー 35 9.9 0.60
1.0%コポリマー 60 10.8 0.59
実験3
摩砕炭酸カルシウム(GCC)を、摩砕し、標準ポリアクリル酸分散剤で処理した(「対照番号1」として識別されるサンプル)。GCCの比較サンプルを摩砕し、同じwt%の無水マレイン酸とジイソブチレンとのコポリマーで処理した(本発明番号1として識別されるサンプル)。両方のサンプルを、ステアリン酸でさらに処理した(対照番号2および本発明番号2)。相対湿度98%で24時間後の各サンプルの吸湿量を図2に示す。
実験4
摩砕炭酸カルシウム(GCC)および沈殿炭酸カルシウム(PCC)のサンプルを(i)標準ポリアクリル酸ナトリウム(NaPa)分散剤および(ii)無水マレイン酸とジイソブチレンとのコポリマー(コポリマー)を使用して分散させた。これらのサンプル、および乾燥摩砕PCCを含むサンプルを、有機樹脂に添加してオフセットインク溶液を形成した。湿し水を5つのインク溶液の各々に過剰に滴定した。次いで、過剰な湿し水の濁度を、UV可視分光計を(波長460nmで)使用して測定した。
〔表3〕
サンプル 測定濁度
PCC粉末 分散剤なし 0
NaPaで分散させたPCC 6
コポリマーで分散させたPCC 0.09

NaPaとともに摩砕したGCC 6
コポリマーとともに摩砕したGCC 0.19
コポリマー分散剤により調製したサンプルは、非常に低い濁度を呈し、油から水相への鉱物の移行が低いことが示された一方、NaPa分散剤により調製したサンプルでは、鉱物の高い移行のために高い濁度(不透明)がもたらされた。濁度の尺度は0(透明)から6(不透明)であった。
本開示のさらなる利点および他の特徴は、前述の記載を検討することで当業者に明らかになる、または本開示の実施から学ぶことができる。認識されるように、本開示は、他のおよび異なる実施形態が可能であり、そのいくつかの詳細は、すべて本発明から逸脱することなく、様々な自明の点において改変が可能である。これに関して、本明細書の記載は、限定的なものとしてではなく、本質的に例示的なものとして理解されるべきである。さらに、本発明の利点は、添付の特許請求の範囲で特に指摘するように認識され、得られ得る。

Claims (41)

  1. 炭酸カルシウムの粒子、および
    前記炭酸カルシウムの粒子と会合した無水マレイン酸とジイソブチレンとのコポリマーを含む、インク、紙、板紙、包装、塗料、コーティング組成物、接着剤、またはシーラントのための充填剤としての、あるいは、ポリマー、樹脂、またはゴムと配合する充填剤としての、微粒子組成物であって、
    以下の特性:
    前記微粒子組成物のBET表面積が8m/g超20m/g未満であること、
    前記微粒子組成物のヘグマン値が25ミクロン以上75ミクロン以下であること、
    前記微粒子組成物の平均粒径(d50)値は0.5ミクロン以上2ミクロン以下であること、および
    2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の前記微粒子組成物からの水喪失率が、前記炭酸カルシウムの粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
    を満たす、微粒子組成物。
  2. 前記微粒子組成物の吸湿量が、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である、請求項1に記載の微粒子組成物。
  3. 前記コポリマーの含有率が、前記炭酸カルシウムの質量に対して、0.5〜1.0質量%である、請求項1に記載の微粒子組成物。
  4. 前記ジイソブチレンの前記無水マレイン酸に対するモル比が、10/1〜1/1である、請求項1に記載の微粒子組成物。
  5. 前記コポリマーの平均分子量が、5,000〜40,000g/molである、請求項1に記載の微粒子組成物。
  6. インク、紙、板紙、包装、塗料、コーティング組成物、接着剤、またはシーラントのための充填剤としての、あるいは、ポリマー、樹脂、またはゴムと配合する充填剤としての、無機材料組成物を製造する方法であって、
    有効量の無水マレイン酸とジイソブチレンとのコポリマーを炭酸カルシウムの粒子に添加して混合物を得ること、
    前記混合物を摩砕して摩砕微粒子材料を得ること
    を含み、
    前記摩砕微粒子材料が、以下の特性:
    前記摩砕微粒子材料のBET表面積が8m/g超20m/g未満であること、
    前記摩砕微粒子材料のヘグマン値が25ミクロン以上75ミクロン以下であること、
    前記微粒子組成物の平均粒径(d50)値は0.5ミクロン以上2ミクロン以下であること、
    および
    2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の前記摩砕微粒子材料からの水喪失率が、前記炭酸カルシウムの粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
    を満たす、方法。
  7. 前記コポリマーの前記有効量が、前記炭酸カルシウムの質量に対して、0.01〜22質量%である、請求項6に記載の方法。
  8. 前記ジイソブチレンの前記無水マレイン酸に対するモル比が、10/1〜1/1である、請求項6に記載の方法。
  9. 前記コポリマーの平均分子量が、5,000〜40,000g/molである、請求項6に記載の方法。
  10. ポリマー、ならびに
    炭酸カルシウムの粒子、および
    前記炭酸カルシウムの粒子と会合した無水マレイン酸とジイソブチレンとのコポリマーを含む微粒子組成物の充填剤を含む充填ポリマー物品であって、
    前記微粒子組成物が、以下の特性:
    前記微粒子組成物のBET表面積が8m/g超20m/g未満であること、
    前記微粒子組成物のヘグマン値が25ミクロン以上75ミクロン以下であること、
    前記微粒子組成物の平均粒径(d50)値は0.5ミクロン以上2ミクロン以下であること、および
    2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の前記微粒子組成物からの水喪失率が、前記炭酸カルシウムの粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
    を満たす、充填ポリマー物品。
  11. 前記微粒子組成物の吸湿量が、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である、請求項10に記載の充填ポリマー物品。
  12. 前記ジイソブチレンの前記無水マレイン酸に対するモル比が、10/1〜1/1である、請求項10に記載の充填ポリマー物品。
  13. 前記ポリマーが、熱可塑性ポリマー、等方性半結晶性ポリマー、半結晶性ポリマー、等方性ポリマーおよび液晶ポリマーからなる群から選択され、
    前記ジイソブチレンの前記無水マレイン酸に対するモル比が、前記ポリマーと前記充填剤との適合性を最大化するように選択される、請求項10に記載の充填ポリマー物品。
  14. 前記ポリマーが、ポリオレフィン、ポリ塩化ビニルおよびポリスチレンからなる群から選択される熱可塑性ポリマーである、請求項10に記載の充填ポリマー物品。
  15. 線維、フィルム、押出物または成型品である、請求項10に記載の充填ポリマー物品。
  16. 水、
    結合剤、ならびに
    炭酸カルシウムの粒子、および
    前記炭酸カルシウムの粒子と会合した無水マレイン酸とジイソブチレンとのコポリマー
    を含む微粒子組成物
    を含むコーティング組成物であって、
    前記微粒子組成物が、以下の特性:
    前記微粒子組成物のBET表面積が8m/g超20m/g未満であること、
    前記微粒子組成物のヘグマン値が25ミクロン以上75ミクロン以下であること、
    前記微粒子組成物の平均粒径(d50)値は0.5ミクロン以上2ミクロン以下であること、および
    2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の前記微粒子組成物からの水喪失率が、前記炭酸カルシウムの粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
    を満たす、コーティング組成物。
  17. 前記微粒子組成物の吸湿量が、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である、請求項16に記載のコーティング組成物。
  18. 前記ジイソブチレンの前記無水マレイン酸に対するモル比が、10/1〜1/1である、請求項16に記載のコーティング組成物。
  19. 少なくとも1つの表面が請求項16に記載のコーティング組成物で被覆された基材であって、紙、厚紙、容器用板紙、プラスチック、セロハン、織物、木、ガラス、金属およびコンクリートからなる群から選択される1種である、基材。
  20. 多孔質ポリマーフィルムを調製する方法であって、
    熱可塑性ポリマーおよび無機微粒子組成物を含む組成物を調製すること、
    前記熱可塑性ポリマーおよび前記無機微粒子組成物を含む組成物によりフィルムを成型することを含み、
    前記無機微粒子組成物が、
    炭酸カルシウムの粒子、および
    前記炭酸カルシウムの粒子と会合した無水マレイン酸とジイソブチレンとのコポリマーを含み、
    前記無機微粒子組成物が、以下の特性:
    前記無機微粒子組成物の粒子のBET表面積が8m/g超20m/g未満であること、
    前記無機微粒子組成物の粒子のヘグマン値が25ミクロン以上75ミクロン以下であること、
    前記無機微粒子組成物の平均粒径(d50)値は0.5ミクロン以上2ミクロン以下であること、および
    2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の前記無機微粒子組成物からの水喪失率が、前記炭酸カルシウムの粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
    を満たす、方法。
  21. 前記無機微粒子組成物の吸湿量が、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である、請求項20に記載の方法。
  22. 前記ジイソブチレンの前記無水マレイン酸に対するモル比が、10/1〜1/1である、請求項20に記載の方法。
  23. 前記ジイソブチレンの前記無水マレイン酸に対するモル比が、前記熱可塑性ポリマーとの前記炭酸カルシウムの粒子の適合性を最大化するように選択される、請求項20に記載の方法。
  24. ポリエチレンおよびポリプロピレンのうちの少なくとも1種、ならびに
    炭酸カルシウムの粒子、および
    前記炭酸カルシウムの粒子と会合した無水マレイン酸とジイソブチレンとのコポリマーを含む無機充填剤
    を含む微多孔質フィルムであって、
    前記無機充填剤が、以下の特性:
    前記無機充填剤のBET表面積が8m/g超20m/g未満であること、
    前記無機充填剤のヘグマン値が25ミクロン以上75ミクロン以下であること、
    前記無機充填剤の平均粒径(d50)値は0.5ミクロン以上2ミクロン以下であること、
    および
    2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の前記無機充填剤からの水喪失率が、前記炭酸カルシウムの粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
    を満たす、微多孔質フィルム。
  25. 前記無機充填剤の吸湿量が、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である、請求項24に記載の微多孔質フィルム。
  26. 前記ジイソブチレンの前記無水マレイン酸に対するモル比が、10/1〜1/1である、請求項24に記載の微多孔質フィルム。
  27. 前記ジイソブチレンの前記無水マレイン酸に対するモル比が、熱可塑性ポリマーとの前記炭酸カルシウムの粒子の適合性を最大化するように選択される、請求項24に記載の微多孔質フィルム。
  28. 織布または不織布、および
    請求項24に記載の微多孔質フィルム
    を含む微多孔質複合体。
  29. 高分子樹脂または天然樹脂のうちの少なくとも1種、
    炭化水素溶媒、
    任意に、アルキド樹脂、ならびに
    着色剤および顔料のうちの少なくとも1種、ならびに
    炭酸カルシウムの粒子、および
    前記炭酸カルシウムの粒子と会合した無水マレイン酸とジイソブチレンとのコポリマーを含む無機微粒子組成物
    を含むインクであって、
    前記無機微粒子組成物が、以下の特性:
    前記無機微粒子組成物のBET表面積が8m/g超20m/g未満であること、
    前記無機微粒子組成物のヘグマン値が25ミクロン以上75ミクロン以下であること、
    前記無機微粒子組成物の平均粒径(d50)値は0.5ミクロン以上2ミクロン以下であること、および
    2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の前記無機微粒子組成物からの水喪失率が、
    前記炭酸カルシウムの粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
    を満たす、インク。
  30. 前記無機微粒子組成物の吸湿量が、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である、請求項29に記載のインク。
  31. ロジンエステル樹脂、
    植物乾性油、
    炭化水素溶媒、ならびに
    炭酸カルシウムの粒子、および
    前記炭酸カルシウムの粒子と会合した無水マレイン酸とジイソブチレンとのコポリマー
    を含む微粒子組成物
    を含むオフセットインク組成物であって、
    前記微粒子組成物が、以下の特性:
    前記微粒子組成物の粒子のBET表面積が8m/g超20m/g未満であること、
    前記微粒子組成物のヘグマン値が25ミクロン以上75ミクロン以下であること、
    前記微粒子組成物の平均粒径(d50)値は0.5ミクロン以上2ミクロン以下であること、および
    2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の前記微粒子組成物からの水喪失率が、前記炭酸カルシウムの粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
    を満たす、オフセットインク組成物。
  32. 前記微粒子組成物の吸湿量が、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である、請求項31に記載のオフセットインク組成物。
  33. アルキド樹脂、
    ミネラルスピリット、
    顔料、ならびに
    炭酸カルシウムの粒子、および
    前記炭酸カルシウムの粒子と会合した無水マレイン酸とジイソブチレンとのコポリマーを含む微粒子組成物
    を含む半艶塗料組成物であって、
    前記微粒子組成物が、以下の特性:
    前記微粒子組成物のBET表面積が8m/g超20m/g未満であること、
    前記微粒子組成物のヘグマン値が25ミクロン以上75ミクロン以下であること、
    前記微粒子組成物の平均粒径(d50)値は0.5ミクロン以上2ミクロン以下であること、および
    2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の前記微粒子組成物からの水喪失率が、前記炭酸カルシウムの粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
    を満たす、半艶塗料組成物。
  34. 前記微粒子組成物の吸湿量が、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である、請求項33に記載の半艶塗料組成物。
  35. 水、
    グリコール溶媒、ならびに
    炭酸カルシウムの粒子、および
    前記炭酸カルシウムの粒子と会合した無水マレイン酸とジイソブチレンとのコポリマーを含む微粒子組成物
    を含むラテックス塗料組成物であって、
    前記微粒子組成物が、以下の特性:
    前記微粒子組成物のBET表面積が8m/g超20m/g未満であること、
    前記微粒子組成物のヘグマン値が25ミクロン以上75ミクロン以下であること、
    前記微粒子組成物の平均粒径(d50)値は0.5ミクロン以上2ミクロン以下であること、および
    2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の前記微粒子組成物からの水喪失率が、前記炭酸カルシウムの粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
    を満たす、ラテックス塗料組成物。
  36. 前記微粒子組成物の吸湿量が、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である、請求項35に記載のラテックス塗料組成物。
  37. 漂白クラフトパルプ、
    サイズ剤、ならびに
    炭酸カルシウムの粒子、および
    前記炭酸カルシウムの粒子と会合した無水マレイン酸とジイソブチレンとのコポリマーを含む微粒子組成物
    を含む紙組成物であって
    前記微粒子組成物が、以下の特性:
    前記微粒子組成物のBET表面積が8m/g超20m/g未満であること、
    前記微粒子組成物のヘグマン値が25ミクロン以上75ミクロン以下であること、
    前記微粒子組成物の平均粒径(d50)値は0.5ミクロン以上2ミクロン以下であること、および
    2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の前記微粒子組成物からの水喪失率が、前記炭酸カルシウムの粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
    を満たす、紙組成物。
  38. 前記微粒子組成物の吸湿量が、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である、請求項37に記載の紙組成物。
  39. 炭酸カルシウムの粒子、および
    前記炭酸カルシウムの粒子と会合した無水マレイン酸とジイソブチレンとのコポリマーを含むインク、紙、板紙、包装、塗料、コーティング組成物、接着剤、またはシーラントのための、あるいは、ポリマー、樹脂、またはゴムと配合するための微粒子組成物であって、
    以下の特性:
    前記微粒子組成物のBET表面積が2.5m/g超6m/g未満であること、
    前記微粒子組成物のヘグマン値が25ミクロン以上75ミクロン以下であること、
    前記微粒子組成物の平均粒径(d50)値は0.5ミクロン以上2ミクロン以下であること、および
    2wt%を超える水分レベルからの乾燥時の前記微粒子組成物からの水喪失率が、前記炭酸カルシウムの粒子と会合したポリアクリレートポリマーを対応する含有率で有する組成物よりも少なくとも30%高いこと
    を満たす、微粒子組成物。
  40. 前記微粒子組成物の吸湿量が、23℃で24時間、相対湿度98%に曝露された場合、1.0wt%以下である、請求項39に記載の微粒子組成物。
  41. 前記ジイソブチレンの前記無水マレイン酸に対するモル比が、10/1〜1/1である、請求項39に記載の微粒子組成物。
JP2018555468A 2016-04-22 2017-04-21 無機材料組成物およびそのユーティリティ Active JP6936812B2 (ja)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662326195P 2016-04-22 2016-04-22
US62/326,195 2016-04-22
US201662336379P 2016-05-13 2016-05-13
US62/336,379 2016-05-13
PCT/US2017/028788 WO2017184952A1 (en) 2016-04-22 2017-04-21 Inorganic material composition and utilities thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019515071A JP2019515071A (ja) 2019-06-06
JP6936812B2 true JP6936812B2 (ja) 2021-09-22

Family

ID=60117069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018555468A Active JP6936812B2 (ja) 2016-04-22 2017-04-21 無機材料組成物およびそのユーティリティ

Country Status (5)

Country Link
US (2) US10875782B2 (ja)
EP (1) EP3445718A4 (ja)
JP (1) JP6936812B2 (ja)
MX (1) MX2018012678A (ja)
WO (1) WO2017184952A1 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2882639T3 (es) * 2017-12-28 2021-12-02 Imerys Usa Inc Copolímeros anfifílicos como modificadores de superficie para la producción de polvos de carbonato de calcio mejorados
CN109160517B (zh) * 2018-09-27 2020-07-14 张青美 一种改性硅藻土及其在橡胶材料中的应用
WO2020106828A2 (en) 2018-11-20 2020-05-28 Arr-Maz Products, L.P. Fertilizer coating applied in the reduction of caking and moisture adsorption

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5814366B2 (ja) * 1978-01-17 1983-03-18 白石工業株式会社 炭酸カルシウム粉材及びその製造方法
US4244933A (en) 1978-04-05 1981-01-13 Shiraishi Kogyo Kaisha, Ltd. Calcium carbonate particles and processes for preparing same
JPS54132499A (en) 1978-04-05 1979-10-15 Shiraishi Kogyo Kaisha Ltd Calcium carbonate particle having projection and its manufacture
DE2840501A1 (de) * 1978-09-18 1980-03-27 Basf Ag Verfahren zur herstellung von copolymerisaten aus maleinsaeureanhydrid und alkenen
FR2581323B1 (fr) * 1985-05-06 1987-05-29 Rhone Poulenc Spec Chim Nouvelle composition tensio-active, son procede d'obtention et ses applications
ATE416226T1 (de) * 1998-05-22 2008-12-15 Imerys Minerals Ltd Verwendung von teilchenförmigen carbonaten in thermoplastischen filmzusammensetzungen
JP2000169142A (ja) * 1998-12-03 2000-06-20 Maruo Calcium Co Ltd 炭酸カルシウムの製造方法
US6620421B1 (en) * 1999-10-05 2003-09-16 Sumitomo Chemical Company, Limited Water dispersible granules
JP4649721B2 (ja) * 1999-10-05 2011-03-16 住友化学株式会社 顆粒状水和剤組成物
JP4326003B2 (ja) * 2003-09-26 2009-09-02 株式会社日本触媒 ポリマー被覆粒子の製造方法
WO2006100510A1 (en) * 2005-03-24 2006-09-28 Imerys Minerals Limited Dispersions of inorganic particulates
WO2008090787A1 (ja) * 2007-01-26 2008-07-31 Harima Chemicals, Inc. 製紙用添加剤及び填料内添紙
JP2008200899A (ja) 2007-02-16 2008-09-04 Fuji Xerox Co Ltd インク受容性粒子、記録用の材料、記録装置、及びインク受容性粒子収納カートリッジ
JP2010174124A (ja) * 2009-01-29 2010-08-12 Canon Inc インクジェット記録用インク、インクジェット記録方法、及びインクジェット記録用インクの製造方法
DE102010062839A1 (de) * 2010-12-10 2012-06-14 Wacker Chemie Ag Wässrige, vernetzbare Dispersionen auf der Basis von Organosiliciumverbindungen
US20150030869A1 (en) * 2012-02-15 2015-01-29 Imerys Minerals Limited Pigment compositions
KR102013251B1 (ko) * 2012-06-05 2019-08-22 다우 글로벌 테크놀로지스 엘엘씨 안정성이 개선된 수성 코팅 조성물
RU2638984C2 (ru) 2012-07-03 2017-12-19 Геркулес Инкорпорейтед Растворимые в воде порошкообразные полимеры, обладающие улучшенной диспергируемостью
US9631492B2 (en) * 2013-07-02 2017-04-25 Imerys Usa, Inc. Non-caking rock dust for use in underground coal mines
US20150037496A1 (en) * 2013-01-09 2015-02-05 Imerys Pigments, Inc. Treatments for non-caking mine rock dust

Also Published As

Publication number Publication date
MX2018012678A (es) 2019-01-31
WO2017184952A1 (en) 2017-10-26
BR112018071452A2 (pt) 2019-02-05
US11535522B2 (en) 2022-12-27
EP3445718A1 (en) 2019-02-27
US10875782B2 (en) 2020-12-29
US20210101802A1 (en) 2021-04-08
JP2019515071A (ja) 2019-06-06
WO2017184952A8 (en) 2018-11-01
US20190135650A1 (en) 2019-05-09
EP3445718A4 (en) 2019-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11535522B2 (en) Inorganic material composition and utilities thereof
US10011732B2 (en) Process of manufacture of particles with a natural calcium carbonate and ethylene acrylic acid salts base, suspensions and dry pigments obtained, their uses
ES2333185T3 (es) Procedimiento para la produccion de particulas inorganicas tratadas con un agente de copulacion y su utilizacion.
US20070266898A1 (en) Process for the Manufacture of Self-Binding Pigmentary Particles, Dry or in Aqueous Suspension or Dispersion, Containing Inorganic Matter and Binders
HRP20090290A2 (hr) Kompoziti anorganskih i/ili organskih mikročestica i nano dolomitnih čestica
CA2816044C (en) Method for improving handleability of calcium carbonate containing materials
AU3938399A (en) Particulate carbonates and their preparation and use in thermoplastic film compositions
KR20130083394A (ko) 광물성 물질의 고 고형분 현탁액의 제조 방법
CA2867000C (en) Dispersed calcium carbonate-containing material for an improved stability under alkaline conditions
KR101881688B1 (ko) 탄산칼슘을 포함하는 크럼블의 제조 방법
RU2323945C2 (ru) Связующее вещество и модификатор реологии для водных суспензий минеральных веществ, полученные гранулы и их применение
US11623973B2 (en) Mineral oil barrier
BR112018071452B1 (pt) Composição particulada, método para fabricar tal composição particulada, composição de revestimento, artigo polimérico preenchido, filme microporoso, método para preparar um filme polimérico poroso, tinta, composição de colorante semi-brilho, composição de colorante latex e composição de papel
CN117355574A (zh) 水性涂层组合物
MX2008009093A (es) Proceso de fabricacion de particulasa base de carbonato de calcio natural y de sales de acido etileno acrilico, suspensiones y pigmentos secos obtenidos y sus utilizaciones

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190122

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190228

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200107

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20200407

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200601

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201105

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210205

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210406

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210706

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210729

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210827

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6936812

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150