KR100838204B1 - 수성 칼슘 카보네이트 현탁액의 분산제로서의 수용성중합체의 용도, 생성된 수성 현탁액 및 그 용도 - Google Patents

수성 칼슘 카보네이트 현탁액의 분산제로서의 수용성중합체의 용도, 생성된 수성 현탁액 및 그 용도 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아크릴산 단독 중합체 및/또는 아크릴산과 1 이상의 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체의 수용성 공중합체의 분산제로서의 용도로서, 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 분산제를 사용하지 않는 습식 연마 단계에 후속하는 기계적 및/또는 열적 재농축 단계에서 유래하는 무기 입자의 수성 현탁액용 분산제로서의 용도에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 수성 현탁액, 및 종이 분야, 페인트 분야, 합성 수지 및 고무용 충진제 분야, 세제 및 세정제 분야, 세라믹 분야, 시추 유체 분야, 시멘트 분야, 플라스터 분야 및 토목 공학 및 건설업에서의 기타 적용 분야에서의 그 용도에 관한 것이다.

Description

수성 칼슘 카보네이트 현탁액의 분산제로서의 수용성 중합체의 용도, 생성된 수성 현탁액 및 그 용도{USE OF WATER SOLUBLE POLYMERS AS DISPERSION AGENT OF AQUEOUS CALCIUM CARBONATE SUSPENSION, RESULTING AQUEOUS SUSPENSIONS AND THEIR USES}
본 발명은 아크릴산의 단독 중합체 및/또는 아크릴산과 1 이상의 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체의 수용성 공중합체를 칼슘 카보네이트 수성 현탁액용 분산제로서 사용하는 것에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 칼슘 카보네이트의 수성 현탁액, 및 종이 분야, 예를 들어, 특히 종이의 제조 또는 코팅 분야, 페인트 분야, 합성 수지 및 고무용 충진제 분야, 세제 및 세정제 분야, 및 기타 상기 현탁액을 사용하는 분야, 예를 들어, 특히 세라믹 분야, 시추 유체(drilling fluid) 분야, 시멘트 분야, 플라스터(plaster) 분야 및 토목 공학 및 건설업에서의 기타 적용 분야에서의 그 용도에 관한 것이다.
이미 오랜 기간 동안, 당업자들은 다양한 중화제를 사용하여 전체적으로 또는 부분적으로 중화시킨 저 분자량의 아크릴 중합체 및/또는 공중합체로 구성되는, 무기 입자의 수성 현탁액용 연마제(grinding agent) 및/또는 분산제(dispersing agent)의 사용에 관하여 숙지하고 있었다(FR 2 603 042, EP O 100 947, EP 0 127 388, EP 0 129 329 및 EP 0 542 644).
또한, 당업자는 비점도(specific viscosity)가 0.3 내지 0.8 인 아크릴 중합체 및/또는 공중합체의 분획으로 구성되는 연마제 및/또는 분산제의 용도에 관하여 숙지하고 있다(특허 FR 2 488 814, EP 0 100 948 및 EP 0 542 643).
그러나, 이들 다양한 유형의 저 분자량의 연마제 및/또는 분산제는 정제된 무기 입자의 수성 현탁액을 얻을 수 있게 하고 시간 경과에 대하여 안정하지만, 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 분산제를 사용하지 않는 습식 연마 단계에 후속하는 기계적 및/또는 열적 재농축 단계에서 유래하는 무기 입자, 예를 들어, 특히 칼슘 카보네이트의 수 중 현탁 또는 재분산을 회복(putting back)시키지는 않는다. 분산제를 사용하지 않는 습식 연마 단계에 후속하는 기계적 및/또는 열적 재농축 단계에서 유래하는 그러한 무기 입자는 사용자가 조작할 수 있는 형태로 사용자에게 그것을 제공할 수 있기 위하여 건조 상태로 환산하여 매우 고 농도로 현탁액 형태 중에 이들 무기 입자를 분산시켜야만 하는 당업자에게 심각한 사용상 문제를 초래한다.
이러한 문제점에 직면한 본 출원인은, 놀랍게도, 이제까지 공지된 모든 문헌에서의 교시(특히, 특허 출원 EP 0 850 685)와 상이한 것이며 고 분자량의 것인, 아크릴산의 단독 중합체 및/또는 아크릴산과 1 이상의 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체의 수용성 공중합체를 선택함으로써, 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 분산 제를 사용하지 않는 습식 연마 단계에 후속하는 기계적 및/또는 열적 재농축 단계에서 유래하는 무기 입자를 수성 현탁액 중에 현탁시킬 수 있음을 밝혀내었다.
분산제를 사용하지 않는 습식 연마 단계라는 표현에 의하여, 본 출원인은 어떠한 분산제도 사용하지 않지만, 500 ppm 이하 소량의 응집제(flocculating agent)를 사용할 수 있는 습식 연마 단계를 나타낸다.
따라서, 본 발명의 한 목적은 0.08 내지 0.80, 바람직하게 0.20 내지 0.60의 점도 지수 값에 상응하는 분자량의 아크릴산 단독 중합체 및/또는 아크릴산과 1 이상의 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체의 수용성 공중합체의 분산제로서의 용도로서, 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 분산제를 사용하지 않는 습식 연마 단계에 후속하는 기계적 및/또는 열적 재농축 단계에서 유래하는 무기 입자의 수성 현탁액용 분산제로서의 용도를 제공하는 것이다.
유사하게, 본 발명의 다른 목적은 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 분산제를 사용하지 않는 습식 연마 단계에 후속하는 기계적 및/또는 열적 재농축 단계에서 유래하는 무기 입자의 수성 현탁액용 분산제를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가의 목적은 0.08 내지 0.80, 바람직하게 0.20 내지 0.60의 점도 지수 값에 상응하는 분자량의 아크릴산 단독 중합체 및/또는 아크릴산과 1 이상의 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체의 수용성 공중합체의 선택을 통하여 상기 무기 입자를 수성 현탁액 내에 현탁시키는 방법을 제공하는 것이다.
전술한 목적 이외의 본 발명의 다른 목적은 전술한 방법으로 수득한 정제된 무기 입자의 수성 현탁액으로서, 그 수성 현탁액이 무기 물질의 건조 중량에 대하 여 0.1 내지 2 건조 중량%, 바람직하게는 0.3 내지 1.0 건조 중량%의 본 발명에 따른 수성 현탁액 분산제를 함유하는 것을 특징으로 하는 수성 현탁액을 제공하는 것이다.
마지막으로, 본 발명의 추가의 목적은 종이의 코팅 및 질량 충진(mass filling) 분야, 및 페인트 분야, 세라믹 분야, 시추 유체 분야, 합성 수지 및 고무용 충진제 분야, 세제 및 세정제 분야, 및 기타 상기 현탁액을 사용하는 분야, 예를 들어, 특히 시멘트 분야, 플라스터 분야 및 토목 공학 및 건설업에서의 기타 적용 분야에서의 상기 무기 수성 현탁액의 용도에 관한 것이다.
상기 목적들은 0.08 내지 0.80, 바람직하게 0.20 내지 0.60의 점도 지수 값에 상응하는 분자량의 아크릴산 단독 중합체 및/또는 아크릴산과 1 이상의 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체의 수용성 공중합체의 본 발명에 따른 사용에 의하여 달성된다.
상기 단독 중합체 및/또는 공중합체들은, 가능하다면 사슬 전이제(chain transfer agent)라고도 지칭되는 분자량 조절제(molecular mass controller), 예를 들어, 특히 머캅토에탄올, 티오글리콜산 및 그 에스테르, n-도데실 머캅탄, 아세트산, 타르타르산, 락트산, 시트르산, 글루콘산, 글루코헵톤산, 2-머캅토프로피온산, 티오디에탄올, 할로겐화된 용매 예컨대 카본 테트라클로라이드, 클로로포름, 메틸렌 클로라이드, 모노프로필렌 글리콜의 에테르 또는 그들의 혼합물 및 유사체의 존재 하에, 그리고 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올 또는 그들의 혼합물 또는 또한 디메틸포름아미드, 디메틸설폭사이드, 테트라하이드로퓨란, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 헥산, 헵탄, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등일 수 있는 중합 반응 매질 중에서, 특히 하이드로젼 퍼옥사이드, t-부틸 하이드로퍼옥사이드 등의 과산화물 또는 특히 소듐 퍼설페이트, 암모늄 퍼설페이트, 포타슘 퍼설페이트 또는 유사체 등의 과염(persalt), 또는 가능하다면 철 또는 구리 등의 금속 염의 존재 하에 또한 소듐 하이포포스파이트, 하이포포스포러스 산, 또는 다시 또 포스포러스 산 및/또는 그들의 염 등과 같은 중합 반응 개시제, 또는 또한 하이드록실아민계 화합물 등과 같은 당업자에게 주지되어 있는 중합 반응 개시제를 사용한 공지된 다양한 라디칼 중합 반응으로부터 수득한다.
본 발명에 따라 분산제로 사용되는 상기 단독 중합체 및/또는 공중합체들은 전술한 다양한 라디칼 중합 반응으로부터 수득할 수 있는데, 이 때, 사용되는 단량체는 산 또는 부분적으로 중화된 형태의 아크릴아미도 메틸 프로판 설폰산 및/또는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 퓨마르산, 이소크로톤산, 아코니트산, 메사콘산, 시나프산, 운데실렌산, 안젤산 또는 카넬르산 중에서 선택되는 1 이상의 것이거나, 또는 또한 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 아크릴산 또는 메타크릴산의 에스테르, 예를 들어, 특히 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 프로필렌 글리콜 또는 에틸렌의 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트의 포스페이트 중에서 선택되는 1 이상의 것이거나, 또는 또한 비닐피롤리돈, 비닐카프로락탐, 이소부틸렌, 디이소부틸렌, 비닐 아세테이트, 스티렌, 알파메틸스티렌, 스티렌 소듐 설포네이트 비닐메틸에테르 또는 알릴계 화합물(allylics), 예를 들어, 특히 알릴아민 및 그 유도체 중에서 선택되는 1 이상의 것이다.
본 발명에 따라 분산제로 사용되는 상기 단독 중합체 및/또는 공중합체들은 일가 작용기 및 경우에 따라 다가 작용기를 갖는 1 이상의 중화제를 사용하여 부분적으로 또는 전체적으로 중화시킨다.
일가 작용기를 갖는 중화제는 알칼리 양이온을 함유하는 화합물, 특히 소듐 및 포타슘, 또는 또한 리튬, 암모늄을 함유하는 화합물, 또는 또한 지방족 및/또는 고리형 일차 또는 이차 아민, 예를 들어, 에탄올아민, 모노 및 디에틸아민 또는 또한 사이클로헥실아민으로 구성된 군으로부터 선택된다.
다가 작용기를 갖는 중화제는 알칼리-토 이가 양이온을 함유하는 화합물, 특히 마그네슘 및 칼슘, 또는 또한 아연을 함유하는 화합물, 및 마찬가지로 알루미늄을 비롯한 삼가 양이온을 함유하는 화합물, 또는 또한 고가 양이온을 함유하는 특정 화합물로 구성되는 군으로부터 선택된다.
본 발명에 따라, 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 분산제를 사용하지 않는 습식 연마 단계에 후속하는 기계적 및/또는 열적 재농축 단계에서 유래하는 무기 입자에 대한 수 중 분산제로서 사용하도록 고안된 단독 중합체 및/또는 공중합체는 0.08 내지 0.80, 바람직하게 0.20 내지 0.60의 점도 지수 값에 상응하는 분자량을 갖는 단독 중합체 또는 공중합체 중에서 선택된다.
상기 단독 중합체 또는 공중합체의 분자량은 소다(soda)로 염화된 중합체 형태로, 이하에서 설명하는 방법에 따라 측정하며, 본 출원의 나머지 부분에서 계속 점도 지수로 지칭할 것이다.
이를 위하여, 산 형태 화합물의 점도 지수는 소다로 100 % 중화시킨 후, 비 퍼뮤트화된(bipermutated) 수 중에서 50 g/l로 희석시켜서 측정하는 것이 필요하다. 그 다음, c0로 표시되는 농도를 갖는 모액을 다음과 같이 희석시킨다: (2/3)c0, (1/2)c0, (1/3)c0, (1/4)c0, (1/6)c0 , (1/12)c0, (1/18)c0, (1/24)c0, (1/36)c0.
그 다음, 각 용액에 대한 비점도는 상수 0.01 및 참조 번호 53010/I의 우브로드(Ubbelohde) 튜브를 구비한 스캇(Schott) AVS/500 점도계를 수단으로 측정하며, 비점도 커브는 농도에 대한 함수로 도시한다.
상기 커브의 직선 부로부터 하기 방정식에 따라 점도 지수를 얻을 수 있다:
점도 지수 = 농도가 0으로 수렴하는 경우 비점도의 극한.
본 발명에 따라 현탁액 중에서 현탁될 정제된 무기 물질은 합성 칼슘 카보네이트 또는 천연 칼슘 카보네이트, 예를 들어, 특히 초크, 칼사이트, 대리석 또는 또한 돌로마이트 또는 그들의 혼합물 중에서 선택된다.
그래서, 아크릴산의 단독 중합체 및/또는 아크릴산과 1 이상의 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체의 수용성 공중합체의 선택 및 본 발명에 따른 분산제의 개발이라는 본 발명에 따른 사용은 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 분산제를 사용하지 않는 습식 연마 단계에 후속하는 기계적 및/또는 열적 재농축 단계에서 유래하는 무기 물질을 현탁액 내에 현탁시키는 것을 가능하게 하며, 따라서 전술한 방법에 따라 수득한 정제된 무기 물질의 수성 현탁액으로서 본 발명에 따른 상기 분산제를 함유하는 현탁액을 수득하게 한다.
실시에 있어서, 상기 무기 물질을 수성 현탁액 내로 분산 또는 현탁시키는 조작은, 교반 하에, 본 발명에 따른 분산제 필요량을 첨가함으로써, 현탁액에 현탁시킨 후 즉시 100 rpm으로 측정했을 때 브룩필드(Brookfield) 점도가 엄격히 2000 mPa·s 미만이고, 교반 없이 8 일 간의 저장 후 10 rpm으로 측정했을 때 브룩필드 점도가 엄격히 20,000 mPa·s 미만이며, 건조 상태로 환산한 농도가 60 중량% 이상인, 기계적 및/또는 열적 재농축 단계에서 유래하는 상기 무기 입자의 수성 현탁액을 수득하는 단계, 다시 말하면, 교반 없이 수일 간의 저장 후 조차도 사용자가 조작할 수 있도록 유지되는, 건조 상태로 환산한 농도가 매우 고농도인 상기 무기 물질의 수성 현탁액을 수득하는 단계를 포함한다.
본 발명의 범위 및 이점은 하기 실시예를 통하여 더욱 잘 이해될 것이나, 이들 실시예는 어떤 방식으로든 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.
실시예 1 :
본 실시예는 분산제를 사용하지 않고 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 습식 연마 단계에 후속하는 원심분리형의 기계적 재농축 단계에서 유래하며, 입자의 73 %가 마이크로메리티스 컴패니 세디그래프(Micromeritics Company Sedigraph) 5100을 이용한 측정시 1 마이크로미터 미만의 직경을 갖는 과립형태(granulometry)의, 분산제 없이 연마된 천연 칼슘 카보네이트를 수성 현탁액 내에 현탁시킬 수 있 는 분산제의 (점도 지수로 표현되는) 분자량의 선택에 관한 것이다.
상기 천연 칼슘 카보네이트는 대리석이다.
각 시험에 있어서, 원심분리에서 유래한 필터 케이크(filter cake) 내로, 현탁액 내에 현탁될 그 필터 케이크의 건조 중량에 대하여 시험될 분산제를 0.4 건조 중량% 도입함으로써 건조 상태로 환산한 농도가 61 %로 되는 칼슘 카보네이트의 수성 현탁액을 수득하는 방식으로, 대리석의 수성 현탁액을 제조하였다.
20 분의 교반 후, 수득된 칼슘 카보네이트 현탁액 샘플을 플라스크에 넣고, 적당한 스핀들(spindle)을 이용하여 100 rpm의 회전 속도 및 25 ℃의 온도에서 RVT 형 브룩필드 점도계를 수단으로 상기 샘플의 브룩필드 점도를 측정한다.
플라스크 내에서 8 일 경과 후, 10 rpm의 회전 속도 및 25 ℃의 온도에서 RVT 형 브룩필드 점도계의 적당한 스핀들을 그 비-교반 플라스크에 도입하여 상기 현탁액의 브룩필드 점도를 측정한다 (PRE-AG 점도 = 교반 전의 브룩필드 점도).
시험된 상이한 단독 중합체는 다음과 같다:
시험 1 :
선행 기술을 설명하는 본 시험에서는 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.04이고, 전체적으로 중화된 소듐 폴리아크릴레이트를 사용한다.
시험 2 :
선행 기술을 설명하는 본 시험에서는 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.04이고, 소다로 염화된 마그네슘 및 소듐의 혼합 폴리아크릴레이트(50 몰% 마그네슘 - 50 몰% 소듐)를 사용한다.
시험 3 :
선행 기술을 설명하는 본 시험에서는 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.07이고, 전체적으로 중화된 소듐 폴리아크릴레이트를 사용한다.
시험 4 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.10이고, 전체적으로 중화된 소듐 폴리아크릴레이트를 사용한다.
시험 5 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.31이고, 전체적으로 중화된 소듐 폴리아크릴레이트를 사용한다.
시험 6 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.39이고, 전체적으로 중화된 소듐 폴리아크릴레이트를 사용한다.
시험 7 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.44이고, 전체적으로 중화된 소듐 폴리아크릴레이트를 사용한다.
시험 8 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.75이고, 전체적으로 중화된 소듐 폴리아크릴레이트를 사용한다.
시험 9 :
본 발명을 벗어나는 범위를 설명하는 본 시험에서는 전술한 과정에 따라 측 정한 점도 지수가 0.83이고, 전체적으로 중화된 소듐 폴리아크릴레이트를 사용한다.
모든 시험 결과는 하기 표 1에 기록한다.
[표 1]
Figure 112002020006172-pct00001
AA: 아크릴산
T = 0 은 현탁액의 초기 브룩필드 점도를 의미한다.
T = 8D PRE-AG 는 교반 없이 8 일 저장 후의 브룩필드 점도를 의미한다.
표 1의 결과로부터, 당업자의 예상과는 반대로, 0.08 내지 0.80 사이로 선택된 점도 지수를 갖는 아크릴산의 단독 중합체는 분산제를 사용하지 않고 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 습식 연마 단계에 후속하는 원심분리형 기계적 재농축 단계에서 유래하는 칼슘 카보네이트를 현탁액 내에 현탁시킬 수 있음을 알 수 있다.
실시예 2 :
본 실시예는 분산제를 사용하지 않고 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 습식 연마 단계에 후속하는 원심분리형의 기계적 재농축 단계에서 유래하며, 입자의 73 %가 마이크로메리티스 컴패니 세디그래프 5100을 이용한 측정시 1 마이크로미터 미만의 직경을 갖는 과립형태의, 분산제 없이 연마된 천연 칼슘 카보네이트를 수성 현탁액 내에 현탁시킬 수 있는 분산제로서 본 발명에 따른 공중합체를 사용하는 방법에 관한 것이다.
상기 천연 칼슘 카보네이트는 대리석이다.
전술한 실시예에서와 동일한 작동 방법 및 동일한 장치를 사용하여 본 실시예에서의 상이한 시험에서 분산제들을 시험한다.
시험 10 :
본 발명을 벗어나는 범위를 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 70 중량% 및 메타크릴산 30 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.05이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 11 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 70 중량% 및 메타크릴산 30 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.12이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 12 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 70 중량% 및 메타크릴산 30 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.73이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 13 :
본 발명을 벗어나는 범위를 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 80 중량% 및 에틸렌 글리콜 메타크릴레이트 포스페이트 20 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.06이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 14 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 80 중량% 및 에틸렌 글리콜 메타크릴레이트 포스페이트 20 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.08이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 15 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 80 중량% 및 에틸렌 글리콜 메타크릴레이트 포스페이트 20 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.11이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 16 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 80 중량% 및 에틸렌 글리콜 메타크릴레이트 포스페이트 20 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.17이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 17 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 80 중량% 및 에틸렌 글리콜 메타크릴레이트 포스페이트 20 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.26이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 18 :
본 발명을 벗어나는 범위를 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 80 중량% 및 에틸렌 글리콜 메타크릴레이트 포스페이트 20 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.81이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 19 :
본 발명을 벗어나는 범위를 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 70 중량% 및 아크릴아미도 메틸 프로판 설폰산 30 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.06이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 20 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 70 중량% 및 아크릴아미도 메틸 프로판 설폰산 30 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.10이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 21 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 70 중량% 및 아크릴아미도 메틸 프로판 설폰산 30 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.14이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 22 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 70 중량% 및 아크릴아미도 메틸 프로판 설폰산 30 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.35이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 23 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 70 중량% 및 아크릴아미도 메틸 프로판 설폰산 30 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.48이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 24 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 70 중량% 및 아크릴아미도 메틸 프로판 설폰산 30 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.54이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 25 :
본 발명을 벗어나는 범위를 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 30 중량% 및 아크릴아미드 70 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.07이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 26 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 30 중량% 및 아크릴아미드 70 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.15이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 27 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 30 중량% 및 아크릴아미드 70 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.43이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 28 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 30 중량% 및 아크릴아미드 70 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.56이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 29 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 30 중량% 및 아크릴아미드 70 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.67이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 30 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 70 중량% 및 메타크릴아미드 30 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.33이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 31 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 70 중량% 및 스티렌 소듐 설포네이트 30 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.28이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 32 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 80 중량% 및 비닐피롤리돈 20 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.48이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
모든 시험 결과는 하기 표 2에 기록한다.
[표 2]
Figure 112002020006172-pct00002

AA: 아크릴산
AAM: 아크릴아미드
MAA: 메타크릴산
AMPS: 2-아크릴아미도-2-메틸 프로판 설폰산
EGMAPO4: 에틸렌 글리콜 메타크릴레이트 포스페이트
MAAM: 메타크릴아미드
SSNa: 스티렌 소듐 설포네이트
VP: 비닐피롤리돈
T = 0 은 현탁액의 초기 브룩필드 점도를 의미한다.
T = 8D PRE-AG 는 교반 없이 8 일 저장 후의 브룩필드 점도를 의미한다.
표 2의 결과로부터, 0.08 내지 0.80 사이로 선택된 점도 지수를 갖는 아크릴산의 공중합체는 분산제를 사용하지 않고 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 습식 연마 단계에 후속하는 원심분리형 기계적 재농축 단계에서 유래하는 칼슘 카보네이트를 현탁액 내에 현탁시킬 수 있음을 알 수 있다.
실시예 3 :
본 실시예는 분산제를 사용하지 않고 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 습식 연마 단계에 후속하는 원심분리형의 기계적 재농축 단계에서 유래하며, 입자의 61 %가 마이크로메리티스 컴패니 세디그래프 5100을 이용한 측정시 1 마이크로미터 미만의 직경을 갖는 과립형태의, 분산제 없이 연마된 천연 칼슘 카보네이트를 수성 현탁액 내에 현탁시킬 수 있는 분산제로서 본 발명에 따른 공중합체를 사용하는 방법에 관한 것이다.
상기 천연 칼슘 카보네이트는 초크이다.
얻어진 칼슘 카보네이트의 수성 현탁액의 건조 물질 함량이 61 % 대신에 62 %이고, 또 시험 39에서 분산제 1.0 건조 중량%를 시험하는 것을 제외하고, 전술한 실시예에서와 동일한 작동 방법 및 동일한 장치를 사용하여 본 실시예에서의 상이한 시험에서 분산제들을 시험한다.
시험 33 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 80 중량% 및 이타콘산 20 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.15이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 34 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 70 중량% 및 에틸 아크릴레이트 30 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.73이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 35 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 70 중량% 및 메타크릴산 30 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.21이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 36 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 70 중량% 및 메타크릴산 30중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.42이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 37 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 70 중량% 및 메타크릴산 30 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.70이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 38 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 80 중량% 및 알릴아민 20 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.11이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 39 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 15 중량%, 메타크릴산 60 중량%, 스티렌 12.5 중량% 및 부틸 아크릴레이트 12.5 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.10이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 40 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 90 중량% 및 비닐 아세테이트 10 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.54이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
시험 41 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 아크릴산 85 중량% 및 메틸 메타크릴레이트 15 중량%로 구성되고, 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.22이며, 소다로 100 % 중화된 공중합체를 사용한다.
모든 시험 결과는 하기 표 3에 기록한다.
[표 3]
Figure 112002020006172-pct00003
AA: 아크릴산
MAA: 메타크릴산
EA: 에틸 아크릴레이트
ITCA: 이타콘산
ALLYL: 알릴아민
STY: 스티렌
BUA: 부틸 아크릴레이트
VAC; 비닐 아세테이트
MMA: 메틸 메타크릴레이트
T = 0 은 현탁액의 초기 브룩필드 점도를 의미한다.
T = 8D PRE-AG 는 교반 없이 8 일 저장 후의 브룩필드 점도를 의미한다.
표 3의 결과로부터, 0.08 내지 0.80 사이로 선택된 점도 지수를 갖는 아크릴산의 공중합체는, 실시예 2의 과립형태와는 상이한 과립형태의, 분산제를 사용하지 않고 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 습식 연마 단계에 후속하는 원심분리형 기계적 재농축 단계에서 유래하는 칼슘 카보네이트를 현탁액 내에 현탁시킬 수 있음을 알 수 있다.
실시예 4 :
본 실시예는 분산제를 사용하지 않고 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 습식 연마 단계에 후속하는 원심분리형의 기계적 재농축 단계에서 유래하며, 입자의 61 %가 마이크로메리티스 컴패니 세디그래프 5100을 이용한 측정시 1 마이크로미터 미만의 직경을 갖는 과립형태의, 분산제 없이 연마된 천연 칼슘 카보네이트를 수성 현탁액 내에 현탁시킬 수 있는 분산제로서 사용되는 중합체의 비율에 관한 것이다.
상기 천연 칼슘 카보네이트는 대리석이다.
본 시험(시험 42)에 있어서, 원심분리에서 유래한 필터 케이크 내로, 스티렌 41 중량%, 부틸 아크릴레이트 15 중량%, 메타크릴산 36 중량% 및 아크릴산 8 중량%로 구성되고 전술한 방법에 따라 측정된 점도 지수가 0.13이며 소다로 100 % 중화시킨 공중합체를, 현탁액 내에 현탁될 상기 필터 케이크의 건조 중량에 대하여 2.0 건조 중량%로 도입함으로써, 건조 상태로 환산한 농도가 62 %로 되는 칼슘 카보네이트의 수성 현탁액을 수득하는 방식으로, 대리석의 수성 현탁액을 제조하였다.
20 분의 교반 후, 수득된 칼슘 카보네이트 현탁액 샘플을 플라스크에 넣고, 적당한 스핀들을 이용하여 100 rpm의 회전 속도 및 25 ℃의 온도에서 RVT 형 브룩필드 점도계의 수단으로 상기 샘플의 브룩필드 점도를 측정한다.
다음의 결과를 얻는다: 브룩필드 점도는 1550 mPa.s와 같다.
플라스크 내에서 8 일 경과 후, 10 rpm의 회전 속도 및 25 ℃의 온도에서 RVT 형 브룩필드 점도계의 적당한 스핀들을 그 비-교반 플라스크에 도입하여 상기 현탁액의 브룩필드 점도를 측정한다 (PRE-AG 점도 = 교반 전의 브룩필드 점도).
다음의 결과를 얻는다: 브룩필드 점도는 3000 mPa.s와 같다.
실시예 5 :
본 실시예는 분산제를 사용하지 않고 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 습식 연마 단계에 후속하는 원심분리형의 기계적 재농축 단계에서 유래하며, 입자의 73 %가 마이크로메리티스 컴패니 세디그래프 5100을 이용한 측정시 1 마이크로미터 미만의 직경을 갖는 과립형태의, 분산제 없이 연마된 천연 칼슘 카보네이트를 수성 현탁액 내에 현탁시킬 수 있는 분산제로서 사용되는 중합체의 중화 특성 및 중화 정도에 관한 것이다.
상기 천연 칼슘 카보네이트는 대리석이다.
각 시험에 있어서, 원심분리에서 유래한 필터 케이크 내로, 현탁액 내에 현탁될 그 필터 케이크의 건조 중량에 대하여 시험될 분산제를 0.8 건조 중량% 도입함으로써 건조 상태로 환산한 농도가 63 %로 되는 칼슘 카보네이트의 수성 현탁액을 수득하는 방식으로, 대리석의 수성 현탁액을 제조하였다.
20 분의 교반 후, 수득된 칼슘 카보네이트 현탁액 샘플을 플라스크에 넣고, 적당한 스핀들을 이용하여 100 rpm의 회전 속도 및 25 ℃의 온도에서 RVT 형 브룩필드 점도계의 수단으로 상기 샘플의 브룩필드 점도를 측정한다.
플라스크 내에서 8 일 경과 후, 10 rpm의 회전 속도 및 25 ℃의 온도에서 RVT 형 브룩필드 점도계의 적당한 스핀들을 그 비-교반 플라스크에 도입하여 상기 현탁액의 브룩필드 점도를 측정한다 (PRE-AG 점도 = 교반 전의 브룩필드 점도).
시험된 아크릴산의 상이한 단독 중합체는 다음과 같다:
시험 43 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.39이고, 소다로 염화된 칼슘 및 소듐의 혼합 폴리아크릴레이트(15 몰% 칼슘 - 85 몰% 소듐)를 사용한다.
시험 44 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.39이고, 소다로 염화된 마그네슘 및 소듐의 혼합 폴리아크릴레이트(15 몰% 마그네슘 - 85 몰% 소듐)를 사용한다.
시험 45 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.39이고, 소다로 부분적으로 중화된 폴리아크릴레이트(80 몰%)를 사용한다.
시험 46 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.39이고, 소다로 염화된 칼슘 및 소듐의 부분적으로 중화된 혼합 폴리아크릴레이트(15 몰% 칼슘 - 65 몰% 소듐)를 사용한다.
시험 47 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.39이고, 소다로 염화된 마그네슘 및 소듐의 부분적으로 중화된 혼합 폴리아크릴레이트(15 몰% 마그네슘 - 65 몰% 소듐)를 사용한다.
모든 시험 결과는 하기 표 4에 기록한다.
[표 4]
Figure 112002020006172-pct00004
T = 0 은 현탁액의 초기 브룩필드 점도를 의미한다.
T = 8D PRE-AG 는 교반 없이 8 일 저장 후의 브룩필드 점도를 의미한다.
표 4의 결과로부터, 일가 작용기를 갖는 중화제 및 경우에 따라 다가 작용기를 갖는 중화제 1 이상에 의하여 부분적으로 또는 전체적으로 중화되고, 0.08 내지 0.80 사이로 선택된 점도 지수를 갖는 아크릴산의 단독 중합체는 분산제를 사용하지 않고 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 습식 연마 단계에 후속하는 원심분리형 기계적 재농축 단계에서 유래하는 칼슘 카보네이트를 현탁액 내에 현탁시킬 수 있음을 알 수 있다.
실시예 6 :
본 실시예는 분산제를 사용하지 않고 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 습식 연마 단계에 후속하는 필터 압축형의 기계적 재농축 단계에서 유래하며, 입자의 73 %가 마이크로메리티스 컴패니 세디그래프 5100을 이용한 측정시 1 마이크로미터 미만의 직경을 갖는 과립형태의, 분산제 없이 연마된 천연 칼슘 카보네이트를 수성 현탁액 내에 현탁시킬 수 있는 분산제로서 사용하는 중합체의, 일가 작용기를 갖는 중화제의 특성에 관한 것이다.
상기 천연 칼슘 카보네이트는 대리석이다.
각 시험에 있어서, 여과 과정에서 유래한 필터 케이크 내로, 현탁액 내에 현탁될 그 필터 케이크의 건조 중량에 대하여 시험될 분산제를 0.4 건조 중량% 도입함으로써 건조 상태로 환산한 농도가 63 %로 되는 칼슘 카보네이트의 수성 현탁액을 수득하는 방식으로, 대리석의 수성 현탁액을 제조하였다.
20 분의 교반 후, 수득된 칼슘 카보네이트 현탁액 샘플을 플라스크에 넣고, 적당한 스핀들을 이용하여 100 rpm의 회전 속도 및 25 ℃의 온도에서 RVT 형 브룩필드 점도계의 수단으로 상기 샘플의 브룩필드 점도를 측정한다.
플라스크 내에서 8 일 경과 후, 10 rpm의 회전 속도 및 25 ℃의 온도에서 RVT 형 브룩필드 점도계의 적당한 스핀들을 그 비-교반 플라스크에 도입하여 상기 현탁액의 브룩필드 점도를 측정한다 (PRE-AG 점도 = 교반 전의 브룩필드 점도).
시험된 상이한 단독 중합체는 다음과 같다:
시험 48 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.39이고, 소다로 염화되며, 전체적으로 중화된 포타슘 폴리아크릴레이트를 사용한다.
시험 49 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.39이고, 소다로 염화되며, 전체적으로 중화된 리튬 폴리아크릴레이트를 사용한다.
시험 50 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 전술한 과정에 따라 측정한 점도 지수가 0.39이고, 소다로 염화되며, 전체적으로 중화된 암모늄 폴리아크릴레이트를 사용한다.
모든 시험 결과는 하기 표 5에 기록한다.
[표 5]
Figure 112002020006172-pct00005
T = 0 은 현탁액의 초기 브룩필드 점도를 의미한다.
T = 8D PRE-AG 는 교반 없이 8 일 저장 후의 브룩필드 점도를 의미한다.
표 5의 결과로부터, 0.08 내지 0.80 사이로 선택된 점도 지수를 갖는 아크릴산의 단독 중합체는, 일가 작용기를 갖는 중화제의 특성이 어떠한 것이더라도, 분산제를 사용하지 않고 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 습식 연마 단계에 후속하는 필터 압축형 기계적 재농축 단계에서 유래하는 칼슘 카보네이트를 현탁액 내에 현탁시킬 수 있음을 알 수 있다.
실시예 7 :
본 실시예는 분산제를 사용하지 않고 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 습식 연마 단계에 후속하는 열적 재농축 단계에서 유래하며, 입자의 73 %가 마이크로메리티스 컴패니 세디그래프 5100을 이용한 측정시 1 마이크로미터 미만의 직경을 갖는 과립형태의, 분산제 없이 연마된 천연 칼슘 카보네이트를 수성 현탁액 내에 현탁시킬 수 있는 분산제로서 본 발명에 따른 중합체를 사용하는 방법에 관한 것이다.
상기 천연 칼슘 카보네이트는 대리석이다.
본 시험(시험 51)에 있어서, 열적으로 재농축된 현탁액 내로, 전술한 방법에 따라 측정된 점도 지수가 0.39이며 전체적으로 중화시킨 소듐 폴리아크릴레이트를, 현탁액 내에 현탁될 상기 필터 케이크의 건조 중량에 대하여 1.0 건조 중량%로 도입함으로써, 건조 상태로 환산한 농도가 72 %로 되는 칼슘 카보네이트의 수성 현탁액을 수득하는 방식으로, 대리석의 수성 현탁액을 제조하였다.
20 분의 교반 후, 수득된 칼슘 카보네이트 현탁액 샘플을 플라스크에 넣고, 적당한 스핀들을 이용하여 100 rpm의 회전 속도 및 25 ℃의 온도에서 RVT 형 브룩필드 점도계의 수단으로 상기 샘플의 브룩필드 점도를 측정한다.
다음의 결과를 얻는다: 브룩필드 점도는 700 mPa.s와 같다.
플라스크 내에서 8 일 경과 후, 10 rpm의 회전 속도 및 25 ℃의 온도에서 RVT 형 브룩필드 점도계의 적당한 스핀들을 그 비-교반 플라스크에 도입하여 상기 현탁액의 브룩필드 점도를 측정한다 (PRE-AG 점도 = 교반 전의 브룩필드 점도).
다음의 결과를 얻는다: 브룩필드 점도는 11,000 mPa.s와 같다.
본 결과로부터, 0.08 내지 0.80 사이로 선택된 점도 지수를 갖는 아크릴산의 중합체는 분산제를 사용하지 않고 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 습식 연마 단계에 후속하는 열적 재농축 단계에서 유래하는 칼슘 카보네이트를 건조 상태로 환산하여 고 농도로 현탁액 내에 현탁시킬 수 있음을 알 수 있다.
실시예 8 :
본 실시예는 분산제를 사용하지 않고 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 습식 연마 단계에 후속하는 원심분리형 기계적 재농축에 이은 열적 재농축 단계에서 유래하며, 입자의 73 %가 마이크로메리티스 컴패니 세디그래프 5100을 이용한 측정시 1 마이크로미터 미만의 직경을 갖는 과립형태의, 분산제 없이 연마된 천연 칼슘 카보네이트를 수성 현탁액 내에 현탁시킬 수 있는 분산제로서 본 발명에 따른 중합체를 사용하는 방법에 관한 것이다.
상기 천연 칼슘 카보네이트는 대리석이다.
본 시험(시험 52)에 있어서, 기계적 재농축 및 후속 열적 재농축 단계에서 유래한 필터 케이크 내로, 아크릴산 80 중량% 및 이타콘산 20 중량%로 구성되고 점도 지수가 0.15이며 소다로 전체적으로 중화시킨 공중합체를, 현탁액 내에 현탁될 상기 필터 케이크의 건조 중량에 대하여 0.8 건조 중량%로 도입함으로써, 건조 상태로 환산한 농도가 72 %로 되는 칼슘 카보네이트의 수성 현탁액을 수득하는 방식으로, 대리석의 수성 현탁액을 제조하였다.
20 분의 교반 후, 수득된 칼슘 카보네이트 현탁액 샘플을 플라스크에 넣고, 적당한 스핀들을 이용하여 100 rpm의 회전 속도 및 25 ℃의 온도에서 RVT 형 브룩필드 점도계의 수단으로 상기 샘플의 브룩필드 점도를 측정한다.
다음의 결과를 얻는다: 브룩필드 점도(100 rpm)는 390 mPa.s와 같다.
플라스크 내에서 8 일 경과 후, 10 rpm의 회전 속도 및 25 ℃의 온도에서 RVT 형 브룩필드 점도계의 적당한 스핀들을 그 비-교반 플라스크에 도입하여 상기 현탁액의 브룩필드 점도를 측정한다 (PRE-AG 점도 = 교반 전의 브룩필드 점도).
다음의 결과를 얻는다: 브룩필드 점도(10 rpm)는 4,000 mPa.s와 같다.
본 결과로부터, 0.08 내지 0.80 사이로 선택된 점도 지수를 갖는 아크릴산/이타콘산의 공중합체는 분산제를 사용하지 않고 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 습식 연마 단계에 후속하는 기계적 재농축 및 후속 열적 재농축 단계에서 유래하는 칼슘 카보네이트를 건조 상태로 환산하여 고 농도로 현탁액 내에 현탁시킬 수 있음을 알 수 있다.
실시예 9 :
본 실시예는 종이용 코팅 컬러의 제조에 있어서 본 발명에서 제안한 바와 같은 무기 충진제의 수성 현탁액을 사용하는 방법에 관한 것이다.
이를 위해서, 수 중에서 시험되는 무기 충진제의 수성 현탁액과 코팅 컬러의 기타 구성 성분을 다음과 같은 중량 조성으로 혼합함으로써 상기 코팅 컬러를 제조한다:
건조 물질 중의 함량이 65 %인 시험될 수성 현탁액 100 부;
DL 905라는 이름으로 다우 케미칼(Dow Chemical)에서 시판하는 카복실레이트화 스티렌-부타디엔 라텍스 12 부;
Finnfix 5라는 이름으로 멧사 세르라(Metsa Serla)에서 시판하는 카복시메틸 셀룰로스(건조 물질 함량은 약 64.5 %이고, pH 는 8.4 임) 0.5 부.
그 다음, 적당한 스핀들이 장착된 DVII형 브룩필드 점도계를 이용하여, 상온에서, 분당 20 회전(revolution), 분당 50 회전 및 분당 100 회전으로, 상기 방법으로 제조한 코팅 컬러의 브룩필드 점도를 측정한다.
시험 53 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 시험 n°6에 따른 칼슘 카보네이트의 수성 현탁액을 사용한다.
모든 시험 결과는 하기 표 6에 언급한다.
[표 6]
시험 n° 브룩필드 점도 (mPa.s.)
20 r/분 50 r/분 100 r/분
본 발명 53 3650 2000 1590

표 6은 본원 발명에 따른 칼슘 카보네이트의 수성 현탁액을 종이용 코팅 컬러의 제조에 사용할 수 있다는 것을 보여준다.
실시예 10 :
본 실시예는 종이용 질량 충진에 있어서 본 발명에서 제안한 바와 같은 무기 충진제의 수성 현탁액을 사용하는 방법에 관한 것이다. 이를 위해서, 자작나무 80 % 및 소나무 20 %를 포함하는 섬유 및 재목없는(woodless) 설페이트 페이스트를 함유하는 SR 23 도의 셀룰로스 펄프로 종이 시트를 제조한다. 그 다음, 시험될 충진제 조성물 약 15 g (건조 중량)의 존재 하에 상기 펄프 45 g (건조 중량)을 물 10 리터 중에 희석시켜 20 %의 충진제 함유물을 실험적으로 제조한다. 15 분 동안 교반한 후, 종이 건조 중량에 비례하여 폴리아크릴아미드계 보류제(retention agent) 0.06 건조 중량%를 첨가한 후, 시트를 75 g/㎡과 같은 그램(grammage)으로 만들고 20 %로 충진한다. 상기 시트를 제조하는 데 사용하는 장치는 래피드-코덴 20.12 MC 모델비 해지(Rapid-Kothen 20.12 MC modelby Haage)이다.
이러한 방법으로 제조한 상기 시트를 92 ℃ 및 940 mbar의 진공에서 400 초 동안 건조시킨다. 상기 충진제 함량은 회(ash) 분석으로 조절한다.
그 다음, 상기 얻어진 종이 시트의 불투명도 값을 DIN 53146 표준 방법으로 측정한다.
시험 54 :
본 발명을 설명하는 본 시험에서는 시험 6에 따른 칼슘 카보네이트의 수성 현탁액을 사용한다. DIN 53146 표준 방법을 이용하여 측정한 불투명도 값은 88이 다.
이러한 값은 본원 발명에 따른 칼슘 카보네이트의 수성 현탁액 중 임의의 것을 종이용 질량 충진에 사용할 수 있다는 것을 보여준다.
실시예 11 :
본 실시예는 페인트 분야, 더욱 구체적으로 수-계 글레이즈 페인트(water-based glazed paint) 분야에서 본 발명에서 제안한 바와 같은 무기 충진제의 수성 현탁액을 사용하는 방법에 관한 것이다. 이를 위해서, 본 발명에 따른 시험 55를 수행한다.
이 시험에 있어서, 상기 수-계 글레이즈 페인트의 구성 성분들을 연속적으로 첨가하였다. 상기 구성 성분들은 다음과 같다:
모노프로필렌 글리콜 40 g;
MERGALTM K6N이라는 이름으로 TROY에서 시판하는 살생물제 2 g;
NopcoTM NDW라는 이름으로 HENKEL에서 시판하는 소포제(anti-foaming agent) 1 g;
고형분 함량이 65 %인, 시험 6에 따른 칼슘 카보네이트 수성 현탁액 217.4 g;
TIONATM RL 68이라는 이름으로 MILLENNIUM에서 시판하는 루틸 티타늄 옥사이드 200 g;
RHODOPASTM DS 910이라는 이름으로 RHODIA에서 시판하는 분산제 중의 스티렌-아크릴산 결합제 450 g;
부틸디글리콜 30 g;
NopcoTM NDW 1 g;
28 % 암모니아 3 g;
COATEX BR100P라는 이름으로 COATEX에서 시판하는 농조화제(thickening agent) 4 g; 및
물 49.6 g.
이러한 방식으로 제조한 수성 조성물을 pH 8.5에서 몇 분 동안 교반한 후, 필수 스핀들이 장착된 표준 RVT 브룩필드 점도계를 이용하여, 25 ℃에서, 분당 10 회전 및 분당 100 회전으로, 상기 상이한 조성물들의 브룩필드 점도를 측정한다.
상기 제제를 교반없이 상온에서 24 시간 동안 저장한 후, 그리고 그 다음 상온에서 1 주일 동안 저장한 후, 25 ℃에서, 분당 10 회전 및 분당 100 회전으로 그 제제의 브룩필드 점도를 측정함으로써, 온도 및 시간 경과에 대한 상기 제제의 유동학적 안정성을 측정한다.
또한, 평평한 원추형 점도계(plan cone viscometer)를 사용하여 측정하는 고 전단 점도인 ICI 점도에 의하여 상기 유동학적 안정성을 측정한다.
또한, 스토머(Stormer) 점도계를 사용하여 크레브스 단위(Krebs Unit) 중에서 스토머 KU 점도를 측정한다.
상기 상이한 측정 방법에 따라 얻어진 결과는 다음과 같다:
t = 0에서,
브룩필드 점도 10 rpm = 4000 mPa.s
브룩필드 점도 100 rpm = 2200 mPa.s
ICI 점도 = 160 mPa.s
KU 스토머 점도 = 97 KU;
t = 24 시간에서,
브룩필드 점도 10 rpm = 8400 mPa.s
브룩필드 점도 100 rpm = 4700 mPa.s
ICI 점도 = 130 mPa.s
KU 스토머 점도 = 121 KU; 및
t = 8 일에서,
브룩필드 점도 10 rpm = 8200 mPa.s
브룩필드 점도 100 rpm = 4600 mPa.s
ICI 점도 = 130 mPa.s
KU 스토머 점도 = 121 KU.
이러한 결과는 본원 발명에 따른 칼슘 카보네이트의 수성 현탁액 중 임의의 것을 페인트 분야에서 사용할 수 있다는 것을 보여준다.

Claims (22)

  1. 아크릴산 단독 중합체 또는 아크릴산과 1 이상의 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체의 수용성 공중합체 또는 이들 모두를 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 분산제를 사용하지 않는 습식 연마 단계에 후속하는 기계적 단계 또는 열적 재농축 단계 또는 이 양쪽 단계에서 유래하는 무기 입자의 수성 현탁액용 분산제로 사용하는 방법으로서,
    상기 분산제는 0.08 내지 0.80의 점도 지수 값에 상응하는 분자량을 갖고 있으며, 산 또는 부분적으로 중화된 형태의 메타크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 퓨마르산, 이소크로톤산, 아코니트산, 메사콘산, 시나프산, 운데실렌산, 안젤산 또는 카넬르산 및 아크릴아미도 메틸 프로판 설폰산 중에서 선택되거나, 또는 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 아크릴산 또는 메타크릴산의 에스테르, 프로필렌 글리콜 또는 에틸렌의 아크릴레이트 및 메타크릴레이트의 포스페이트 중에서 선택되거나, 또는 비닐피롤리돈, 비닐카프로락탐, 이소부틸렌, 디이소부틸렌, 비닐 아세테이트, 스티렌, 알파메틸스티렌, 스티렌 나트륨 설포네이트, 비닐메틸에테르, 알릴아민 및 그 유도체 중에서 선택되는 1 이상의 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체와 아크릴산의 수용성 공중합체인 것인 아크릴산 단독 중합체 또는 아크릴산과 1 이상의 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체의 수용성 공중합체 또는 이들 모두인 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 아크릴산 또는 메타크릴산의 에스테르가 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 분산제가 알칼리 양이온을 함유하는 화합물 또는 지방족 1차 또는 2차 아민 및 고리형 1차 또는 2차 아민으로 구성된 군으로부터 선택되는 일가 작용기를 갖는 1종 이상의 중화제에 의하여 부분적으로 또는 전체적으로 중화된 형태의 아크릴산 단독 중합체인 것인 아크릴산 단독 중합체 또는 아크릴산과 1 이상의 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체의 수용성 공중합체 또는 이들 모두인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 분산제가 추가로 알칼리토 금속 이가 양이온을 함유하는 화합물, 삼가 양이온을 함유하는 화합물, 및 고가 양이온을 함유하는 일정 화합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 다가 작용기를 갖는 1종 이상의 중화제에 의하여 부분적으로 또는 전체적으로 중화된 형태의 아크릴산 단독 중합체를 포함하는 것인 아크릴산 단독 중합체 또는 아크릴산과 1 이상의 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체의 수용성 공중합체 또는 이들 모두인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분산제가 0.20 내지 0.60의 점도 지수 값에 상응하는 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분산제가 무기 물질의 건조 중량에 대하여 0.1 내지 2 건조 중량%의 비율로 도입되는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 분산제를 사용하지 않는 습식 연마 단계에 후속하는 기계적 단계 또는 열적 재농축 단계 또는 이 양쪽 단계에서 유래하는 상기 무기 입자가 합성 칼슘 카보네이트 또는 천연 칼슘 카보네이트 또는 그들의 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 분산제를 사용하지 않는 습식 연마 단계에 후속하는 기계적 단계 또는 열적 재농축 단계 또는 이 양쪽 단계에서 유래하는 무기 입자의 수성 현탁액용 분산제로서,
    상기 분산제는 0.08 내지 0.80의 점도 지수 값에 상응하는 분자량을 갖고 있으며, 산 또는 부분적으로 중화된 형태의 메타크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 퓨마르산, 이소크로톤산, 아코니트산, 메사콘산, 시나프산, 운데실렌산, 안젤산 또는 카넬르산 및 아크릴아미도 메틸 프로판 설폰산 중에서 선택되거나, 또는 아크릴아미드, 메타크릴아미드, 아크릴산 또는 메타크릴산의 에스테르, 프로필렌 글리콜 또는 에틸렌의 아크릴레이트 및 메타크릴레이트의 포스페이트 중에서 선택되거나, 또는 비닐피롤리돈, 비닐카프로락탐, 이소부틸렌, 디이소부틸렌, 비닐 아세테이트, 스티렌, 알파메틸스티렌, 스티렌 나트륨 설포네이트, 비닐메틸에테르, 알릴아민 및 그 유도체 중에서 선택되는 1 이상의 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체와 아크릴산의 수용성 공중합체인 것인 아크릴산 단독 중합체 또는 아크릴산과 1 이상의 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체의 수용성 공중합체 또는 이들 모두인 것을 특징으로 하는 무기 입자의 수성 현탁액용 분산제.
  9. 제8항에 있어서, 아크릴산 또는 메타크릴산의 에스테르가 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트인 것을 특징으로 하는 무기 입자의 수성 현탁액용 분산제.
  10. 제8항에 있어서, 상기 분산제가 알칼리 양이온을 함유하는 화합물 또는 지방족 1차 또는 2차 아민 및 고리형 1차 또는 2차 아민으로 구성된 군으로부터 선택되는 일가 작용기를 갖는 1종 이상의 중화제에 의하여 부분적으로 또는 전체적으로 중화된 형태의 아크릴산 단독 중합체인 것을 특징으로 하는 무기 입자의 수성 현탁액용 분산제.
  11. 제10항에 있어서, 상기 분산제가 알칼리토 금속 이가 양이온을 함유하는 화합물, 삼가 양이온을 함유하는 화합물, 및 고가 양이온을 함유하는 일정 화합물로 구성되는 군으로부터 선택되는 다가 작용기를 갖는 1종 이상의 중화제에 의하여 부분적으로 또는 전체적으로 중화된 형태의 아크릴산 단독 중합체를 추가로 포함하는 것인 아크릴산 단독 중합체 또는 아크릴산과 1 이상의 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체의 수용성 공중합체 또는 이들 모두인 것을 특징으로 하는 무기 입자의 수성 현탁액용 분산제.
  12. 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 분산제가 0.20 내지 0.60의 점도 지수 값에 상응하는 분자량을 갖는 것을 특징으로 하는 무기 입자의 수성 현탁액용 분산제.
  13. 제10항에 있어서, 상기 알칼리 양이온이 나트륨, 칼륨, 리튬 또는 암모늄이고, 지방족 1차 또는 2차 아민 및 고리형 1차 또는 2차 아민이 에탄올아민, 모노 및 디에틸아민 또는 사이클로헥실아민인 것을 특징으로 하는 무기 입자의 수성 현탁액용 분산제.
  14. 제11항에 있어서, 상기 알칼리토 금속 이가 양이온이 마그네슘, 칼슘, 아연 또는 이들의 조합물을 함유하는 화합물이고, 삼가 양이온이 알루미늄을 함유하는 화합물인 것을 특징으로 하는 무기 입자의 수성 현탁액용 분산제.
  15. 건조 상태로 환산하여 저 농도에서 분산제를 사용하지 않는 습식 연마 단계에 후속하는 기계적 단계 또는 열적 재농축 단계 또는 이 양쪽 단계에서 유래하는 무기 입자의 수성 현탁액으로서, 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 수성 현탁액 분산제를 무기 물질의 건조 중량에 대하여 0.1 내지 2 건조 중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 무기 입자의 수성 현탁액.
  16. 제15항에 있어서, 상기 무기 입자가 합성 칼슘 카보네이트 또는 천연 칼슘 카보네이트 또는 그들의 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 무기 입자의 수성 현탁액.
  17. 제15항에 있어서, 현탁액에 현탁시킨 후 즉시 100 rpm으로 측정했을 때 브룩필드(Brookfield) 점도가 엄격히 2,000 mPa·s 미만이고, 교반없이 8 일 간의 저장 후 10 rpm으로 측정했을 때 브룩필드 점도가 엄격히 20,000 mPa·s 미만이며, 건조 상태로 환산한 농도가 60 중량% 이상인 것을 특징으로 하는 무기 입자의 수성 현탁액.
  18. 제15항에 따른 수성 현탁액을 종이의 코팅 및 질량 충진 분야, 및 페인트 분야, 세라믹 분야, 시추 유체(drilling fluid) 분야, 합성 수지 및 고무용 충진제 분야, 세제 및 세정제 분야, 시멘트 분야, 플라스터(plaster) 분야 및 토목 공학 및 건설업에서 사용하는 방법.
  19. 제3항에 있어서, 상기 알칼리 양이온이 나트륨, 칼륨, 리튬 또는 암모늄이고, 지방족 1차 또는 2차 아민 및 고리형 1차 또는 2차 아민이 에탄올아민, 모노 및 디에틸아민 또는 사이클로헥실아민인 것을 특징으로 하는 방법.
  20. 제4항에 있어서, 상기 알칼리토 금속 이가 양이온이 마그네슘, 칼슘, 아연 또는 이들의 조합물을 함유하는 화합물이고, 삼가 양이온이 알루미늄을 함유하는 화합물인 것을 특징으로 하는 방법.
  21. 제7항에 있어서, 상기 천연 칼슘 카보네이트가 초크, 칼사이트, 대리석 또는 또한 돌로마이트인 것을 특징으로 하는 방법.
  22. 제16항에 있어서, 상기 천연 칼슘 카보네이트가 초크, 칼사이트, 대리석 또는 돌로마이트인 것을 특징으로 하는 무기 입자의 수성 현탁액.
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