KR20010089704A

KR20010089704A - 종이용으로 신규하게 처리된 충전재 또는 안료 또는 광물,특히 천연 탄산칼슘을 함유하는 안료, 이것을 제조하는방법, 이것을 함유하는 조성물 및 그들의 용도

Info

Publication number: KR20010089704A
Application number: KR1020017008140A
Authority: KR
Inventors: 게인패트릭에이씨; 부리마티아스; 블룸르네빈젠츠; 카르쓰비트
Original assignee: 디터 스트라우크; 플뤼스-스타우퍼 아게
Priority date: 1998-12-24
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2001-10-08
Also published as: US7638017B2; PT1149136T; SK8902001A3; BG105632A; EP3020769A1; CA2356775C; AU775953B2; CA2356775A1; FR2787802B1; DK1149136T3; YU45801A; HRP20010441A2; RU2246510C2; CN1246394C; HUP0104826A2; BR9916854B1; NO343464B1; PL203066B1; TW502053B; ID29811A

Abstract

본 발명은 일정한 표면적에 대해 종이의 중량을 감소시키고 상기 종이에 대해 안료 또는 피복 충전재로서 사용되는 경우 물리적 특성의 손실 없이, 1 이상의 H₃O⁺제공자 및 CO₂기체 제공자로 처리되는, 천연 탄산칼슘을 함유하는 안료, 충전재 또는 광물에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 천연 탄산 칼슘 또는 돌로마이트 또는 운모와 탄산칼슘의 혼합물, 카올린과 탄산염의 혼합물 또는 탄산염 또는 천연 및/또는 합성 섬유 또는 유사물을 함유하는 안료, 충전재 또는 광물에 관한 것으로서 1 이상의 중간 이상 강산인 H₃O⁺제공자로 CO₂기체 존재하에 처리한다.

특히 우수한 시트 특성을 갖는, 즉소정의 표면적에 대해 그 중량이 감소되는 종이 산업에 특히 그 용도가 있다.

Description

종이용으로 신규하게 처리된 충전재 또는 안료 또는 광물, 특히 천연 탄산칼슘을 함유하는 안료, 이것을 제조하는 방법, 이것을 함유하는 조성물 및 그들의 용도{NOVEL TREATED FILLER OR PIGMENT OR MINERAL FOR PAPER, IN PARTICULAR PIGMENT CONTAINING NATURAL CaCO3, METHOD FOR MAKING SAME, COMPOSITIONS CONTAINING THEM AND USES}

상기 충전재는 당업자에게 공지된 것으로서, 본 출원인은 예컨대 천연적인 탄산칼슘, 합성적 또는 "침전된" 탄산칼슘("PCC") 및 돌로마이트와 같은 충전재, 마그네슘 및 유사물과 합쳐진 칼슘과 같은 다양한 금속의 탄산염을 주성분으로 하는 혼합된 충전재, 탈크 및 그 유사물과 같은 다양한 충전재, 및 이들 충전재의 혼합물, 예컨대 탈크와 탄산칼슘의 혼합물, 탄산칼슘과 카올린의 혼합물 또는 수산화알루미늄, 운모, 또는 합성이나 천연의 섬유와 천연 탄산칼슘의 혼합물을 들 수 있다.

한 장의 종이, 보드 또는 유사물을 제조하는 공정의 상세한 점들을 제공하는것 또한 유용할 것이다. 당업자는 페이스트 ("펄프")가 주로 섬유(예컨대 수지성 또는 낙엽성 목재와 같은 천연 원료를 재료로 한 셀룰로오스 섬유 또는 합성 원료를 재료로 한 셀룰로오스 섬유 또는 상기 두 물질의 혼합물), 상기 정의한 충전재 및 적절한 비율의 물로 제조된다는 사실을 알 것이다.

진한 페이스트 또는 "진한 축적물"을 제조하고, 물로 희석하여 희석된 페이스트 또는 "묽은 축적물"을 생성시킨다. 펄프는 다양한 첨가물, 예컨대 특정 중합체를 공여받는데, 이는 양털처럼 뭉치는 상태의 개선, 나아가 시트 "형성" 조건의 개선, 보수 및 배수의 조건을 와이어 하에서 개선시키기 위한 것이다. 최초 충전재의 분획물을 함유하는 수성 매질은 와이어 하에서 진공하에 배수되는데, 이는 "백색 리쿼"로 공지되어 있다. 이후 시트는 피복으로서 공지된 중요한 작업을 비롯하여 다양한 공정을 거친다. 피복 작업 동안에 피복색 및 피복된 종이의 손실이 발생한다고 알려져 있다. 이러한 피복된 종이는 매스 충전재로서 재순환되고 "피복 손지"로 알려져 있다.

본 발명은, 특히 종이 제조 용도의 광물 충전재의 기술적 분야, 및 종이 시트의 제조 공정 또는 그들의 특성들을 개선시키기 위하여 적절한 처리를 하여 그들을 개선시키는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 활성 기체 매체 중의 1 이상의 중간 강도 이상의 H₃O⁺이온-제공자, 안료, 수성 현탁액 중의 충전재 또는 광물의 조합물에 의하여 처리에 관한 것이고, 상기 조합물은 천연 탄산칼슘과 같은 천연 탄산염을 함유하거나 기타의 광물과 조합하여 천연 탄산칼슘을 함유하는 임의의 안료를 함유한다. 천연 탄산칼슘은 종이업계에 공지된 중간 강도 이상의 H₃O⁺이온-제공자에 대해 불활성인 광물과 혼합할 수 있다.

본 발명의 중요한 용도는 종이 제조업에 있고, 특히 불투명성, 백색화, 소정의 두께에서 중량 감소 면에서 특히 이전과 동등하거나 보다 우수한 시트 특성을 얻는데 있다. 이러한 시트 특성의 보존 또는 개선과 함께 일정한 시트 두께에서 종이의 중량을 감소시키는 것을 이후 본 명세서에서는 "벌크" 특성이라 칭할 것이다.

본 발명의 특정적이며 흥미로운 용도는, 예컨대 본 발명에 따라 처리된 안료로 채워진 비-피복 종이 또는 본 발명에 따르는 안료를 사용하여 표면 처리한 종이 또는 피복된 종이상에 잉크-젯 인쇄시와 같이 디지털 인쇄술을 사용하는 경우에 특성들을 개선시키는 것에 관한 것이나, 물론 이것에 제한되는 것은 아니다.

본 발명은, 특히 잉크-젯 인쇄의 영역에 있어서, 충전재의 과립이 크고 보다 거칠며 동시에 고 비표면적인 특성을 나타내는 제제에 관한 것이나, 이 영역에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 다른 특정 용도는 페인트 분야에 있다.

따라서 본 발명의 주요한 목적은 소정의 디멘션에 대한 종이의 중량을 감소시키는 반면에, 종이의 특성들은 동일하게 유지하거나 심지어는 더욱 개선시키는 것이다.

본 발명의 다른 중요한 목적은 종이들 또는 보다 광범위하게는 보드 및 유사물을 비롯한 종이 시트들을 본 발명에 따른 제제로 처리하고 피복하는 것, 특히 종이 시트들의 착색된 표면을 처리하는 것에 관한 것이다.

소정의 디멘션에 대한 종이의 중량 감소는 운송 문제와 특히 우편 요금의 문제, 및 특히 천연 자원 및 에너지 공급원 절약의 환경적인 문제로 큰 관심사가 된다.

따라서 시트내에 벌크제를 함유하는 종이 또는 상기 벌크제를 이용하여 착색 피복으로 피복한 종이의 불투명도 및 백색화를 개선시키는 것을 목적으로 하는 특허 WO 92/06038호는 에너지를 절약을 하지 못하는 해결책을 제공하는 것이다.

불투명도 및 우수한 백색화의 특성들은 종이 시트의 형성 중에 발생하는 매우 복잡한 공정들에 의하여 얻어진다. 공지된 바와 같이, 상기 시트는 펄프의 다양한 성분, 특히 섬유 또는 미소섬유들이 양털처럼 뭉침 또는 응집 또는 얽힘에 의하여 와이어 상에서 형성된다. 이러한 "응집"은 와이어를 통하여 물을 배수시킴으로써 촉진된다. 일부 이들 물리적/ 화학적 현상은 이미 "헤드박스"의 수준에서 특히 나타날 수 있거나 적어도 와이어 상의 특정 특성등에 대해 유리한 특정 변성 또는 반응이 이루어 질 수 있다.

어떠한 이론들에도 얽매이지 않고, 본 출원인은 처리 방법이 충전재가 수용할 수 있는 것인지의 여부에 따라, 충전재가 섬유 및 미소섬유와 각기 상이하게 반응할 것이라고 본다. 본 발명은 이 명세서에서, 벌크화 특성 즉, 섬유의 망구조와의 양호한 반응을 유도하는 특정 처리에 근거를 두고 있다. WO 92/06038호에서 이미 언급한 바와 같이, 벌크가 얻어지면 시트가 보다 우수한 광 산란을 나타낸다.

그러나 문제는 종이의 내부 공극 부피를 증가시켜 벌크를 수득하는 하나의 해결책의 경우, 배수를 지연시켜서 종이 제조 공정을 지연시키는 반면에 기계는 점점 더 고속화되고 있다는 사실로 인하여 문제가 보다 복잡해진다.

또한 본 발명은 종이의 제조 동안의 안료 연마성, 종이의 피복 동안의 안료의 연마성, 즉 사용된 금속 또는 중합체 연마도를 감소시키고, 사용된 블레이드의 연마도를 각각 감소시킨다. 특허 WO 96/32449호는 이러한 특성의 중요성을 강조하고 있으며, 안료 TiO₂가 양호한 벌크화제이지만 너무나 연마성이 있다는 점을 지적하고 있다(1면 35행 등)(또한, 추가적으로 값이 비싸다).

또한 마지막으로, 본 발명은 봉투의 제조와 같은 특정 용도에서 무게가 감소된 종이의 빳빳함 유지 능력을 제공한다.

전술하고 특허 WO 96/32448호 및 WO 96/32449호의 상세한 설명에서 확인한 바와 같이, 2개의 주요한 탄산칼슘이 공지되어 있으며, 이 중 하나는 천연적인 것이고, 다른 하나는 합성적인 것이다.

합성 탄산칼슘 또는 "PCC"는 생석회 또는 소석회와 CO₂사이의 반응에 의하여 공지된 방법으로 수득되며, 이로써 반응 조건에 따라 바늘형 또는 다른 결정형과 같은 다양한 형태를 취하는 합성 탄산칼슘이 생성된다. PCC 의 합성을 다루는 수 많은 특허들이 있다.

단순히 참고문헌으로서, 미국 특허 제 5,364,610호는 비늘형(scalenohedric shapes)으로 PCC 를 제조하는 탄산칼슘의 제조 공정을 기재하고 있다. 이 특허는 종래의 기술에서와 같이 CO₂를 사용하는 탄산화에 의해 생성물을 수득하는 공정을 기재하고 있으며, PCC 는 종이의 개선된 특성, 특히 백색화를 제공하는 것으로 언급되어 있다. 또한 본 출원인은 미국 특허 제5,075,093호를 언급하고자 한다.

PCC 가 섬유망을 약화시키는 작용을 수반하는 벌크를 제공할 수 있다는 것은 공지되어 있다. 또한 전술한 특허 WO 93/06038호는 벌크화 특성을 가지고 있는 PCC 를 얻기 위한 석회의 탄산화 공정을 기재하고 있다.

반면, 천연 탄산칼슘은 이러한 특성을 제공하지 않지만, 공업적으로 합성 탄산염을 사용하도록 강제되지 않는다면, 이것을 수득할 수 있는 것이 명백하게 유용할 것이다.

따라서 천연 탄산염으로부터 표면 특성에 유익한 반응이나 벌크화 특성을 얻는 데에 실질적으로 필요한 사항들이 있다. 더욱이, PCC가 섬유망의 강도에 좋지 않은 영향을 주며, 본 발명에 따르는 신규한 안료는 PCC 와 동일한 특성을 부여할 뿐 아니라 천연의 탄산칼슘의 유리한 특성들을 보존한다는 사실 때문에 더욱 놀랍다.

이상적인 상승적 특성들을 가진 안료가 개발되었다는 사실은 매우 놀라웠다.

종전에는 관련 공업 분야에서 다양한 처리가 제안되었다.

특허 WO 96/32448호는 폴리 DIMDAC(디메틸디알릴 암모늄 호모폴리머)를 사용하여 저농도의 탄산염(1% 내지 30 %의 고형 성분)으로 탄산칼슘 분산액(공업적으로 "슬러리"로 공지됨)을 가하여 벌크를 얻는 공정을 기재하고 있으며, 상기 DIMDAC는 10,000 내지 500,000의 저분자량의 양이온성 응집체이다. 이러한 특허는 PCC 와 분쇄된 천연 탄산칼슘("G(N)CC"로 일컬음)을 모두 사용하거나, 분쇄된 천연 탄산칼슘, 또는 이들의 혼합물을 사용한다. 이러한 공정은 주로 작은 입자의 큰 입자로의 뭉침, 응집중 하나이며, 섬유와의 반응 특성은 주로 과립측정시 전적으로 굵은 입자에 의해서만 얻어진다. 이 경우, 종이의 중량이 감소하는 경우 물리적 특성들이 바람직하지 않게 된다.

특허 WO 96/32449호는 동일한 정보를 광범위하게 제공하고 있다. 목적은 충전재의 총 전하에 반대되는 전하를 나타내는 응집체를 이용하여 미세한 입자 및 극미세한 입자를 선택적으로 응집시키는 것이다.

미국 특허 제4,367, 207호(특허 WO 92/06038에서 인용)는 음이온성 유기폴리인산염 전해질의 존재하에 CaCO₃를 처리하는 방법을 기재하고 있지만, 그 목적은 단순히 미세하게 분쇄된 탄산염을 얻는 것이다.

유럽 특허 제 0 406 662호는 하전혼합물이 석회와 아라고나이트 형태의 CaCO₃와 석회로 예비 혼합물 슬러리를 제조하고, 이러한 슬러리에 인산 또는 그들의 염 또는 다양한 인산염(예컨대 4면 17행 등)과 같은 "인산 유도체" 를 첨가하고, 마지막으로 CO₂를 첨가하여 통상적인 탄산화를 유도하는 삽성탄산염의 제조 방법을 기재하고 있다. 이러한 특허의 목적은 구체적으로 큰 입자 크기 및 특정 결정형(침상 결정)의 PCC를 얻기 위한 것이고, 이들은 종래에는 공업적 생산이 불가능했다. 이 특허는 연속적인 단계에서 CO₂를 도입하거나 소정의 결정형에 대응하는 핵생성 씨의 반응전에 CO₂를 첨가하는 것을 특징으로 하는 탄산화에 의한 PCC의 제조를 포괄하는 기타의 특허를 선행 기술로서 인용하고 있다.

유럽 특허 제 0 406 662호에서 규명되지 않은 "인산 칼슘"을 통하여 특히 아라고나이트 형태로 형성시키기 위해 인산을 사용하며(4면 46행 등), 이것은 소정의결정형을 위한 새로운 핵생성 씨를 제공한다(52행 및 55행).

수득된 탄산염의 용도는 5면 2 행 등에 나타나 있다. 기타 절연 및 유사 특성들 중에서, 탄산염은 종이 제조에 유용하여 다량의 광물질을 종이에 혼입시켜 불연성의 인테리어 종이를 생성한다. 종이의 불투명도, 광택 또는 부피와 같은 특성은 본 특허에서 전혀 언급되지 않았고, 따라서 이것은 명백하게 대상이 되지 않는다. 더욱이 유일한 실시예는 탄산염/수지 화합물에 관한 것이다.

또한 탄산염에 대한 특정 성질들을 제공하기 위한 공정들은 공지되어 있다.

본 출원인은 여타의 것들 중에서도 산에 대한 내성을 얻는 방법을 언급하고자 하며, 이것은 탄산염이 산성 종이-제조 공정에서 충전재로서 사용되는 경우에 유용하다. 따라서 미국 특허 제 5,043,017호는 칼슘 헥사메타포스페이트와 같은 칼슘-킬레이트제, 및 약산(인산, 시트르산, 붕산, 아세트산 등)의 알칼리 금속염일 수 있는 결합된 염기의 작용에 의한 탄산칼슘 안정화, 특히 PCC의 안정화(1컬럼, 27행)을 기재하고 있다. 이 문헌에서는 나트륨 헥사메타포스페이트가 분산제로서 사용되는 종래기술을 언급하고 있는데, 이 기술에 따르면, PCC 의 제조에 있어서, 약산의 염을 "1차" 탄산화 후에 또는 반대로 제조의 첫번째 단계에서 사용된다. 또한 이 문헌에서는 미국 특허 제 4,219,590호를 인용하고 있는데, 여기에는 "완전 건조 무수 기체"로 처리함으로써 건조 탄산칼슘을 개선시키기 위한 공정을 기재하고 있다. 이 문헌에 있어서의 공정은 이것은 지방산 또는 산 수지 또는 유사 생성물에 의해 이루어지는 공지된 표면 처리 개선을 특징으로 한다(1 컬럼 17행). 이 문헌은 인산, 염산, 질산, 카프르산 또는 아크릴산 또는 알루미늄 염화물 또는 불화물 또는 푸마르산의 증발 증기에 의하여 탄산염을 처리한다. 그 목적은 탄산염 입자를 미세한 입자로 나누는 것이다(2 컬럼 65행 등). 이 문헌은 HF, SO₂또는 인산 무수물의 용도를 제안하고 있으며, 유일한 실시예는 HF 또는 티타늄 테트라클로라이드의 용도에 관한 것이다(이는 종이의 불투명도를 개선시킴, 3 컬럼 12 행 등).

미국 특허 제 5,230,734호는 공지되어 있으며, CO₂를 사용하여 Ca-Mg 탄산염을 생성한다.

특허 WO 97/08247호는 약산법에 의해 수득한 종이를 위한 제제를 기재하고 있다. 탄산염은 약염기 및 약산의 혼합물로 처리하며, 이들 중에서 하나는 인산이고, 두 시약 중 하나는 유기산 유도체 이어야 한다.

특허 97/14847호는 산에 대한 내성을 가진 종이용 탄산염을 기재하고 있으며, 탄산염 표면의 "비-활성화"를 위하여 2개의 약산의 혼합물로 처리한다.

또한 특허 98/20079호는 칼슘 실리케이트 및 약산 또는 명반을 첨가함으로써 탄산염, 특히 PCC에 산에 대한 내성을 부여하기 위한 공정을 기재하고 있다. 본 문헌은 미국 특허 제5,164,006호를 선행 문헌으로서 인용하는데, 여기에서 산 매체에 대한 내성을 얻기 위하여 CO₂처리법을 사용한다. 그러나 염화아연과 같은 생성물의 첨가가 이후 필요한데, 이것은 환경 기준에 부합하지 않는다. 더욱이, 본 발명에 따른 안료는 산에 대해 내성을 갖지 않고 의외로 산과의 적극적인 그 반응을 가짐으로써 얻고자 하는 섬유와 양호한 반응을 할 수 있다.

따라서, 관련 공업 분야에서는 천연의 탄산염의 특성을 개선하기 위하여 그리고/또는 특성 성질들을 제공하는 PCC 합성 탄산염을 생성하기 위하여 수십년간 노력해왔다. 이러한 연구는 벌크를 포함하는 특정의 시도는 포함해왔지만, 어떠한 연구도 CO₂의 사용을 언급하지 않았다. 이 기체는 벌크와 관계 없이 항-산 특성을 부여하는 것을 목적으로 하는 처리, 또는 탄산화에 의한 PCC의 생성에 국한된다. 인산 및 CO₂는 함꼐 사용되어 왔지만 PCC 제조를 개선하기 위한 것 뿐이었다.

실제로, PCC 에 의하여 제공된 보다 우수한 특성의 관점에서, 본 공업 분야에서는 무엇보다도 보다 개선된 특성을 나타내는 합성 탄산염을 제조하고자 하였다. 본 발명의 하나의 장점은 천연 탄산염을 주성분으로 작업하고자 하는데 있다. 따라서 본 발명은 현탁액의 유동성을 안정화시키기 위해 분산제 중합체를 함유할 수 있는 1 이상의 안료, 충전재 또는 광물의 신규한 수성 현탁액을 개발하는 것에 관한 것이며, 상기 안료는 표면적이 일정한 상태에서 종이 중량을 감소시킬 수 있다.

이러한 신규한 수성 현탁액은 다음과 같은 것을 특징으로 한다:

a) 그들은 천연 탄산염, 및 천연 탄산염과 CO₂기체와의 반응 생성물(들) 및 상기 탄산염과 하나 이상의 중간 강도 이상의 H₃O⁺이온 제공자와의 반응 생성물(들)을 함유하고,

b) 그들은 20 ℃에서 측정된 pH 가 7.5 이상이다.

그들은 안료, 충전재 또는 광물이 ISO 9277에 따라 측정한 BET 비표면적이 5 m²/g 내지 200 m²/g 의 범위, 바람직하게는 20 m²/g 내지 80 m²/g 의 범위, 매우 바람직하게는 30 m²/g 내지 60 m²/g 의 범위이다.

구체적 방법에 있어서, 본 발명에 따른 수성 현탁액은 안료, 충전재 또는 광물이 다음의 특성들을 가지고 있다는 것을 특징으로 한다:

- Sedigraph 5100^TM장치에서 침강법으로 측정한 평균 입자의 직경은 50 내지 0.1 마이크론이고.

- ISO 9277에 따라 측정된 BET 비표면적은 15 m²/g 내지 200 m²/g 의 범위임.

보다 구체적 방법에 있어서, 그들은 안료, 충전재 또는 광물이 다음의 특성들을 가지고 있다는 사실을 특징으로 한다:

- Sedigraph 5100^TM장치에서 침강법으로 측정한 평균 입자의 직경은 25 내지 0.5 마이크론이고, 보다 바람직하게는 7 내지 0.7 마이크론이며,

- ISO 9277에 따라 측정된 BET 비표면적은 20 m²/g 내지 80 m²/g 의 범위이며, 보다 바람직하게는 30 m²/g 내지 60 m²/g 의 범위임.

또한 본 발명은 본 발명에 따른 수성 현탁액을 건조시켜서 얻은 천연 탄산칼슘 또는 천연 탄산칼슘을 함유하는 임의의 안료와 같은 건조 상태의 안료 또는충전재에 관한 것이며, 이러한 건조 공정은 당업자들에게 공지된 건조 장치를 사용하여 실시한다.

또한 본 발명은, 특히 양호한 벌크 특성들을 얻고, 이에 따라 충전되거나 피복된 종이를 얻기 위하여, 천연 탄산칼슘 또는 천연 탄산칼슘을 함유하는 임의의 안료, 또는 이들의 혼합물을 탄산염 이온을 함유하지 않는 기타의 충전재 및 안료와 처리하는 방법, 그들을 함유한 조성물 및 그들의 종이- 제조 실시예에 관한 것이다.

보다 정확하게는 본 발명은 현탁액의 유동성 안정화제로서 분산제 중합체를 함유할 수 있으며 예컨대 천연 탄산칼슘 또는 돌로마이트와 같은 천연 탄산염을 포함하며, 1 이상의 중간 강도 이상의 H₃O⁺이온과 CO₂기체 제공자의 조합물로 처리되는 안료, 충전재 또는 광물의 수성 현탁액에 관한 것이다.

본 출원인은 쵸크, 특히 샴페인 지방의 쵸크, 방해석 또는 대리석 및 이들과 예컨대 탈크, 카올린, 및/또는 돌로마이트와의 혼합물 및/또는 알루미늄의 수산화물 및/또는 티타늄 산화물, 마그네슘 산화물 및 당업계에 공지된 유사한 산화물 및 수산화물로부터 수득된 다양한 천연 탄산염을 언급한다.

본 명세서에서 이들 상이한 충전재, 충전재의 혼합물 또는 혼합된 충전재는 충전재의 보다 정확한 명명 또는 충전재의 카테고리가 필요한 경우를 제외하고는 일반적인 용어"충전재"로 편리하게 묶을 것이다.

사용되는 산은 작업 조건하에서 H₃O⁺이온을 생성하는 임의의 중간 강도 이상의 산 또는 상기 산들의 임의의 혼합물일 수 있다. 또한 바람직한 실시 형태에 있어서, 강산은 22 ℃에서 0 이하의 pKa 값을 가지는 산 들 중에서 선택할 수 있으며, 보다 구체적으로는 황산, 염산 또는 그들의 혼합물로부터 선택할 수 있다.

또한 바람직한 실시 형태에 있어서, 중간 정도의 강산은 22 ℃에서 0 내지 2.5 범위의 pKa 값을 갖는 산 들 중에서 선택할 수 있으며, 보다 구체적으로는 H₂SO₄, HSO₄ ^-, H₃PO₄및 옥살산 또는 그들의 혼합물로부터 선택할 수 있다. 본 출원인은 구쳬예로서 H₃PO₄의 pKa₁가 2.161인 것을 언급할 수 있다(Rompp Chemie, Edition Thieme).

또한 바람직한 실시 형태에 있어서, 중간 정도의 강산(들)은 강산(들)과 혼합될 수 있다.

본 발명에 따라, CaCO₃의 몰수 대비 중간 강도 이상의 H₃O⁺이온 제공자의 몰 량은 전체적으로 0.1 내지 2 범위이며 바람직하게는 0.25 내지 1의 범위이다.

본 발명에 따라, 천연 탄산염을 함유하는 수성 현탁액 안료, 충전재 또는 광물을 처리하기 위한 방법은 상기 안료가 1 이상의 중간 강도 이상의 H₃O⁺이온 제공자 및 기체 CO₂의 조합물로 처리된다는 사실을 특징으로 한다.

바람직한 방법에 있어서, 일정 표면적에서 종이 중량을 감소시키는 천연 탄산염을 포함하는 수성 현탁액 안료, 충전재 또는 광물을 처리하는 본 발명에 따른방법은 다음의 3 단계를 포함하는 사실을 특징으로 한다:

a) 1 이상의 중간 강도 이상의 H₃O⁺이온 제공자로 처리하는 단계,

b) 기체 CO₂로 처리하는 단계로서 이때, 본 처리 단계는 a) 단계의 필수적인 부분일 수 있으며, a) 단계와 나란히 또는 a) 단계 이후에 실시될 수 있는 단계,

c) 염기를 첨가하지 않고 a) 단계 및 b) 단계의 종기 이후에 1 시간 내지 10 시간 간격으로, 바람직하게는 1 시간 내지 5 시간 간격으로 , 또는 a) 단계 및 b) 단계의 종기 이후 즉시 염기를 첨가하고, 20 ℃에서, pH 가 7.5를 초과하도록 상승시키는 단계로서, c) 단계는 본 공정의 마지막 단계이다.

또한 바람직한 방법으로, CO₂기체는 외부의 CO₂공급으로부터 또는 CO₂의 재순환으로부터 또는 처리 단계 중 a) 단계에서 사용되는 것과 동일한 중간 강도 이상의 H₃O⁺이온 제공자의 연속적 추가로부터 또는 CO₂의 초과 압력, 바람직하게는 0.05 내지 5 bar 범위의 초과압으로부터 유래한 것이다. 이와 관련하여, 1 내지 2의 비중을 가지고 있는 충전재로 충전된 공정 탱크는 예컨대 20 미터의 높이에 다다르며 따라서 수 bar, 특히 탱크의 바닥 또는 밀폐된 탱크에서 약 5 bar에 이를 수 있는 CO₂의 초과압을 생성시킨다.

바람직한 방법의 형태에 있어서, a) 단계 및 b) 단계는 수 회 반복될 수 있다.

바람직한 실시에 형태에 있어서, 유사하게는 20 ℃에서 측정된 pH가 공정의 a) 단계 및 b) 단계 동안 3 내지 7.5이고, 공정 온도는 5 ℃ 내지 90 ℃이고, 바람직하게는 45 ℃ 내지 60 ℃이다.

다른 바람직한 실시 형태에 있어서, 공정의 종결 이후 1 시간 내지 10 시간 및 보다 바람직하게는 1 시간 내지 5 시간 경과하면, 상온에서 임의의 염기 등을 첨가하지 않고 pH 가 7.5 이상이다. 임의의 염기가 첨가되는 경우 pH는 즉시 상승한다. 수일이 경과한 후에는 산에 대한 내성이 관찰되지 않는 것을 알 수 있다.

본 발명에 따라 일정한 표면적에서 종이의 중량을 감소시키는 천연 탄산염을 함유하고 수성 현탁액 중에서 안료, 충전재 또는 광물을 처리하는 공정은 현탁액에서의 CO₂기체의 농도가 부피비(현탁액 부피: 기체 CO₂의 부피)로 1:0.05 내지 1:20 이고, 이 비율은 a) 단계에서 1:1 내지 1:20 이고 b) 단계에서 1: 0.05 내지 1:1인 사실을 특징으로 한다.

매우 바람직한 방법에 있어서, 현탁액 중의 CO₂기체의 농도는 부피비(현탁액의 부피: 기체 CO₂의 부피)가 1:005 내지 1:5이고, 이 비율은 a) 단계에서 1:0.5 내지 1:10 이고 b) 단계에서 1: 0.05 내지 1:1이 된다.

CO₂기체는 액체(liquor) 또는 무수물 형태로 혼입될 수 있다.

또한 바람직한 방법에 있어서, 처리 방법 중 b) 단계 처리 시간은 0 시간 내지 10 시간이고 바람직하게는 2 시간 내지 6 시간이다.

본 발명에 따르는 처리 공정은 낮은, 중간 이상 또는 고농도의 건조 물질의수성(슬러리) 상에서 실시하지만, 상이한 농도들의 슬러리 혼합물로 실시할 수도 있다. 건조 물질 함량은 중량 기준으로 1 % 내지 80 %인 것이 바람직하다.

본 출원인은 이론에 얽매이기를 바라지 않고, CO₂기체가 여타의 것 중에서도 pH 조절제 및 흡수/탈착 조절제의 역할을 담당한다고 생각한다.

본 발명의 형태에 의하면, 본 발명에 따른 수성 현탁액의 제조 공정은 본 발명의 3개의 처리 공정 후에, 처리된 생성물이 분산제의 도움으로 수성 현탁액에 혼입되고 재농축될 수 있다는 사실을 특징으로 한다.

본 발명에 따라 얻어진 충전재의 수성 현탁액은 종이-제조 공정에 따라 좌우되는 진한 축적물 제조 농도 또는 엷은 축적물의 제조 농도 또는 양 농도에서 종이, 보드 또는 유사물의 제조 공정에 혼입될 수 있다. 충전재는 실제로 종이 제조의 통상적인 용도에 따라 1 이상의 작업 방식에 도입된다.

또한 본 발명에 따라 처리된 충전재는 시트 형성 후에 매우 큰 장점을 나타내는데, 특히 본 발명에 따른 충전재를 재순환된 백색 리쿼 또는 마찬가지로 재순환된 "피복 손지"에 혼입시킬 수 있다.

또한 본 발명에 따른 처리 방법은 재순환된 백색 리쿼 또는 피복 손지에 선택적으로 적용될 수 있는데, 이런 경우에 재순환된 매체는 전술한 바와 같은 본 발명에 따른 공정 단계에 따라 처리된다.

본 발명은 낙엽성 또는 수지성 목재와 같은 나무로부터 유래한 셀룰로스 섬유의 종이 제조에 적용한다. 본 발명은 또한 나무로부터 유래하지 않은 합성적인 섬유로 제조된 종이에 적용한다.

또한 본 발명은 본 발명에 따른 공정에 혼입시키기 위해 개질된 종이, 보드 또는 유사물 제조 공정에 관한 것이다.

또한 본 발명은 전술한 공정에 의하여 얻어진 신규한 생성물에 관한 것이다.

다음의 실시예는 본 발명의 범위를 한정하지 않고 본 발명을 설명하기 위한 것이다.

일련의 실험들은 고형 물질 저함량 즉, 30 % 이하 함량의 슬러리로 실시한 것이고, 다른 일련의 슬러리로 실시한 실험들은 약 80 % 이하의 고함량의 고형 물질 슬러리로 실시한 것이다.

고함량 농도는 공업적 분야에서 아주 흥미로운 것으로 여겨지지만, 점도가 특별히 문제가 된다. 상기 공정의 단점을 수반할 수 있는 분산제 첨가를 선택해야 할 필요성이 종종 있다(분산재가 흡착 현상 중에 탄산염 또는 기타 형태 충전재 표면상에서의 경쟁적 반응에 의해 방해).

실시예 1

본 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 것으로 건조 물질이 저함량인 슬러리 처리 공정에 관한 것이다.

이를 수행하기 위하여, 건조 물질이 저함량인 수성 현탁액을 다루는 실시예 1의 모든 실험들에 있어서, 본 출원인은 CaCO₃또는 탄산칼슘을 함유하는 광물의 혼합물을, 5 중량 % 내지 30 중량% 사이에서 변화하는 건조 물질 함량을 갖는 슬러리의 형태로 또는 여과 고형분의 형태로 또는 건조 분말의 형태로, 적당한 반응기에서 제조하며, 필요하면 증류수 또는 수돗물을 이용하여 소정 농도의 건조 물질로 희석시킨다.

건조 물질 함량이 중간 정도인 수성 현탁액을 다루는 실험에 있어서, 약 45 중량%의 건조 물질 함량을 갖는 슬러리 형태의 CaCO₃를 제조한다.

모든 실험에 대해, 본 출원인은 1 리터 및 10 리터의 반응기에 대해 50 mm 직경의 회전 디스크, 또는 100 리터 플라스틱 용기에 대해 200 mm 직경의 회전 디스크 또는 40 m³탱크에 대해 1500 mm 직경의 회전 디스크를 갖는 고속 교반기를 구비한 회전자-고정자 교반기를 도입한 1 리터 또는 10 리터 용량의 유리 반응기 또는 100 리터 용량의 플라스틱 용기, 또는 40 m³용량의 탱크를 사용하였다.

다음의 실시예들에서 상세하게 설명되는 구체적인 실험들에 대해, 본 출원인은 6 리터 또는 600 리터의 Lodiger 유동층 혼합기를 사용하였다.

균질하게 혼합한 후, 현탁액 또는 슬러리를 실험 온도로 조절한다.

본 출원인은 중간 강도 이상의 H₃O⁺이온 제공자를, 바람직하게는 H₂SO₃,HSO₄ ^-, H₃PO₄, 옥살산 또는 그들의 혼합물 중에서 선택하며, 특정 시간 간격으로 1 중량% 내지 85 중량% 농도의 용액 형태로 첨가한다. 편차는 후술하는 바와 같다. 본 출원인은 후술하는 시간 동안 전술한 것에 침지된 피침을 이용하거나 또는 용기의 바닥으로부터 CO₂를 첨가하거나 혼입한다.

비교 샘플은 75 g/m²의 동량의 미처리 충전재 및 동일한 뱃취의 셀룰로오스로 동일한 방법을 이용하여 유사하게 제조된 종이로 한다.

실험 1

본 출원인은 과립 측정(granulometry)했을 때 Micrometrics의 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 입자들의 75 %가 1 ㎛이하의 직경을 가지는 여과 고형분 형태의 천연 노르웨이 대리석 탄산칼슘 5 kg(건조 안료를 기준으로 계산)을, 슬러리가 건조 물질 10 중량%의 농도로 얻어질 때까지 100 리터 용기 내의 증류수를 이용하여 희석시킨다. 이후 형성된 슬러리는 1분 당 500 회전에서 2 분 동안 교반하면서, 20 ℃에서 CaCO₃1몰 당 H₃O⁺0.20 몰에 상응하는 10 중량%의 용액 중의 황산을 이용하여 처리한다. 15분 후, CO₂는 탄산칼슘 현탁액을 통하여 5 시간동안 50 mbar의 초과압에서 포말을 형성시켜 현탁액의 부피:기체 CO₂의 부피가 약 1:0.15이 되게 한다. 24시간 동안의 저장 후, 실험되는 탄산칼슘의 현탁액을 충전재로서 함유하는 종이 시트가 형성된다.

이렇게 하기 위하여, 본 출원인은 자작나무 80 % 및 소나무 20 %로 구성된 섬유 및 나무의 황산화 페이스트를 함유하는 SR 값이 23인 펄프 또는 페이스트로 종이를 제조한다. 그 후 실험적으로 20 %±0.5 %의 충전재 함량을 얻기 위하여, 시험되는 충전재 제제 약 15 건조 그램 존재하에 물 10 리터 내에서 이러한 펄프 또는 페이스트 45 건조 그램을 희석한다. 15분간 폴리아크릴아미드 보유제 0.06 건조중량%(종이의 건조 중량에 비례)를 교반 및 첨가한 후에, 20 ±0.5% 로 충전된 75 g/m²의 시트를 형성한다. 시트를 형성시키는 데 사용되는 시스템은 Haage 사의 Rapoc-Kothen 모델 20.12 MC이다.

형성된 시트는 940 mbar의 진공하에 92 ℃에서 400 초 동안 건조시킨다. 충전재 함량은 회분 분석으로 측정한다.

시트를 형성하고 두께를 측정한다.

종이 또는 보드 시트의 두께는 2개의 평행한 표면 사이의 수직 거리이다.

샘플은 48 시간 동안 조건을 조절한다(독일 표준 DIN EN 20187).

이 표준은 종이가 흡습성 물질이므로 주위 공기의 수분 함량에 맞추기 위하여 수분 함량을 조절할 수 있는 특성을 나타낸다는 것을 개시한다. 주위 공기의 습기가 증가하는 경우 습기를 흡수하고, 주위 공기의 습기가 감소하는 경우 반대로 습기를 방출시킨다.

상대 습도가 일정한 경우에 조차, 온도가 특정 한도 내에서 일정하지 않으면 종이의 수분 함량이 반드시 일정한 것은 아니다. 습도가 증가 또는 감소되는 경우에, 종이의 물리적 성질들은 변화한다.

이러한 경우에 있어서, 샘플은 적어도 48 시간 동안 평형에 도달시키기 위해 조건을 조절하여야 한다. 또한 샘플은 동일한 기후 조건하에서 실험된다.

종이에 대한 실험 기후는 다음과 같다:

상대 습도 50 % (±3)

온도 23 ℃(±1)

실험 인쇄가 10 N/cm²인 마이크로미터를 이용하여 독일 표준 DIN EN 20534에 따라 두께를 측정한다. 실험 결과는 10회 측정하여 평균 값으로 결정하며 마이크로미터로 표현한다.

비교 샘플은 75 g/m²의 동일량의 미처리 충전재 및 동일한 뱃취의 셀룰로오스로 동일한 방법을 이용하여 유사하게 제조된 종이로 한다.

결과는 다음과 같다:

a) 안료:

실험에서 천연 탄산칼슘의 처리 종결 5 시간 후에, 슬러리의 pH 는 7.6이고, 이것은 산에 대해 안정성을 나타내지 않는다.

b) 종이:

두께 측정:

- 초기 샘플, 비교 샘플: 75 g/m²에서 112 ㎛

- 실험 샘플: 75 g/m²에서 120 ㎛, 이것은 112 ㎛의 두께에 대해 70 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 112 ㎛로 설정하는 경우에, 5 g/m²또는 종이 중량의 6.6 % 가 이득이며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실험 2

본 출원인은 과립 측정 했을 때 Micrometrics의 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 입자들의 75 %가 1 ㎛이하의 직경을 가지는, 20 ℃, 10 중량%의 건조 물질 농도의 슬러리 형태의 노르웨이 대리석 여과 고형분 3 kg(건조 안료를 기준으로 계산)을, CaCO₃1 몰 당 H₃O⁺0.15 몰에 상응하는 10 중량%의 용액 중의 인산을 이용하여 10 리터의 유리 반응기 내에서 교반하에 처리한다. 그 후, CO₂는 5 시간동안 약 100 mbar의 초과압에서 슬러리를 통하여 포말을 형성시켜 현탁액의 부피:기체 CO₂부피의 비가 약 1:0.1 이 되게 한다. 생성 직후, 1 시간 후, 2 시간 후, 3 시간 후, 4 시간 후 및 5 시간 후, pH를 측정한다. 시트는 낮은 건조 중량 함량의 슬러리로부터 형성된다. 비중 0.75인 나트륨 폴리아크릴레이트가 건조 안료의 중량에 대해 0.53 중량%이면, 건조 물질 농도를 47 중량% 까지 상승시킬 수 있다.

본 실시예에서 음이온성 분산제의 비중은 그리이스 문자 "η"로 표현하며, 이것은 다음과 같은 방식으로 결정한다: 측정을 위해 수산화나트륨 용액(pH 9)로 100 % 중화된 중합체 용액은 NaCl 60 g 을 함유하는 증류수 1 리터 중에 건조 중합체 50 g를 용해시킴으로써 제조한다. 이후, 온도를 안정화 시킨 온도 25 ℃ 의 가열 욕조에서 Baume 상수가 0.000105 인 모세관 점도계로, 모세관을 통하여 유동하는 알칼리성 중합체 용액의 소정의 정확한 부피에 대한 소요 시간을 측정하고 같은 부피의 리터 당 NaCl이 60 g 용해된 용액이 모세관을 통과하는 데 소요된 시간과비교한다.

비점도 η는 다음과 같은 식으로 주어진다:

중합체 용액의 소요 시간에서 NaCl 만을 함유하는 용액의 소요 시간을 감한 값이 90 내지 100 초의 범위 내에 있도록 모세관 직경을 선택하는 경우 최적의 결과가 산출된다.

24 시간 저장한 후에, 종이 시트는 75 g/m²에서 실험 1과 동일한 작업 방식으로 형성되고, 실험 1과 동일한 방법으로 두께를 측정한다.

결과는 다음과 같다:

a) 안료:

실험에서 천연 탄산칼슘의 처리 종결 3 시간 후에, 슬러리의 pH 는 7.5 이고, 이것은 산에 대해 안정성을 나타내지 않는다.

b) 종이:

두께 측정:

- 초기 샘플, 비교 샘플: 75 g/m²에서 113 ㎛

- 실험 샘플: 75 g/m²에서 123 ㎛, 이것은 113 ㎛의 두께에 대해 68.9 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 113 ㎛로 설정하는 경우에, 6.1g/m²또는 종이 중량의 8.8 중량%가 이득이며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

또한 이미 형성된 시트의 불투명도 및 백색화를 측정한다.

불투명도는 종이 시트의 투과성 지수로서, DIN 53 146 표준에 따라 Data Color Elrepho 2000 분광기를 이용하여 측정한다.

종이의 백색화는 Data Color Elrepho 2000 분광기를 이용하여 Tappi 여과기 및 자외선 빛을 이용하여 Brightness R 457로 공지된 ISO 표준에 따라 측정한다. 투과 효과를 피하기 위해 10 장의 시트 더미위에서 측정한다.

다음 결과는 전술한 작업 공정을 이용하여 얻어졌다.

- 본 발명에 따른 실험 샘플의 백색화: 89.6

- 본 발명에 따른 실험 샘플의 불투명도: 89.4

- 비교 샘플의 백색화(미처리): 88.4

- 비교 샘플의 불투명도(미처리): 86.4

실험 3

본 출원인은 과립 측정했을 때 Micrometrics의 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 입자들의 75 %가 1 ㎛이하의 직경을 가지는, 20 ℃, 10 중량%건조 물질 농도의 슬러리 형태의 노르웨이 대리석 여과 고형분 75 g(건조 안료를 기준으로 계산)을, CaCO₃1 몰 당 H₃O⁺0.25 몰에 상응하는 10 중량%의 용액 중의 인산을 이용하여 유리 반응기 내에서 처리한다. 그 후, CO₂는 대기압에서 슬러리를 통하여 5 시간동안 포말을 형성시켜 현탁액의 부피:기체 CO₂의 부피의 비가 약 1:0.05 가 되게 한다.

결과는 다음과 같다:

a) 안료:

실험에서 천연 탄산칼슘의 처리 종결 3 시간 후에, 슬러리의 pH 는 7.7 이고, 이것은 산에 대해 안정성을 나타내지 않는다.

b) 종이:

두께 측정:

- 초기 샘플, 충전재로 처리하지 않은 비교 샘플: 75 g/m²에서 113 ㎛

- 실험 샘플: 75 g/m²에서 119 ㎛, 이것은 113 ㎛의 두께에 대해 71.1 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 113 ㎛로 설정하는 경우에, 3.9 g/m²또는 종이 중량의 5.2 중량%가 이득이며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실험 4

본 출원인은 0.54 의 비점도를 가지는 나트륨 폴리아크릴레이트 0.55 중량%를 이용하여 건조 물질의 75 % 농도까지 습식-파쇄되고, 20 ℃의 온도에서 45 중량%의 건조 물질의 슬러리 농도까지 희석된, 과립 측정했을 때 Micrometrics의 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 입자들의 63 %가 1 ㎛이하의 직경을 가지는 핀란드 대리석 탄산칼슘 1 kg(건조 안료를 기준으로 계산)을, CaCO₃1 몰 당 H₃O⁺0.15 몰에 상응하는 10 중량%의 용액 중의 인산을 이용하여 처리한다. 그 후, CO₂는 약 100 mbar의 초과압에서 슬러리를 통하여 5 시간동안 포말을 형성시켜 현탁액의 부피: CO₂기체의 부피비가 약 1:0.1 이 되게 한다.

생성물을 여과하고 24 시간 저장한 후에, 종이 시트는 75 g/m²에서 실험 1과 동일한 작업 방식으로 형성된다. 또한, 실험 1과 동일한 방법으로 두께를 측정하며, 과립측정시 입자의 63 중량%가 Micrometrics의 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 1 ㎛이하의 직경을 가지는 미처리 탄산칼슘 생성물을 이용하여 수득된 결과와 비교한다.

결과는 다음과 같다:

a) 안료:

실험에서 천연 탄산칼슘의 처리 종결 2 시간 후에, 슬러리의 pH 는 7.6 이고, 이것은 산에 대해 안정성을 나타내지 않는다.

b) 종이:

두께 측정:

- 실험 샘플: 75 g/m²에서 116 ㎛, 이것은 113 ㎛의 두께에 대해 72.9 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 113 ㎛로 설정하는 경우에, 2.1 g/m²또는 종이 중량의 2.8 중량%가 이득이며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실험 5

본 출원인은 과립 측정했을 때 Micrometrics의 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 입자들의 75 %가 1 ㎛이하의 직경을 가지는, 35 ℃, 10 중량%의 건조 물질 농도의 슬러리 형태의 노르웨이 대리석 탄산칼슘 75 g(건조 안료를 기준으로 계산)을 유리 반응기 내에서 CaCO₃1 몰 당 H₃O⁺0.15 몰에 상응하는 10 중량%의 용액 중의 인산을 이용하여 처리한다. 이후, CO₂는 대기압에서 슬러리를 통하여 5 시간동안 포말을 형성시켜 현탁액의 부피: CO₂기체의 부피비가 약 1:0.05 이 되게 한다.

결과는 다음과 같다:

a) 안료:

실험에서 천연 탄산칼슘의 처리 종결 5 시간 후에, 슬러리의 pH 는 7.8 이고, 이것은 산에 대해 안정성을 나타내지 않는다.

b) 종이:

두께 측정:

- 실험 샘플: 75 g/m²에서 118 ㎛, 이것은 113 ㎛의 두께에 대해 71.8 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께의 통상값이 113 ㎛로 되는 경우에, 3.2 g/m²또는 종이 중량의 4.2 중량%가 이득이 되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실험 6

본 출원인은 과립 측정했을 때 Micrometrics의 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 입자들의 75 %가 1 ㎛이하의 직경을 가지는, 45 ℃, 10 중량%의 건조 물질 농도의 슬러리 형태의 노르웨이 대리석 탄산칼슘 75 g(건조 안료를 기준으로 계산)을, CaCO₃1 몰 당 H₃O⁺0.30 몰에 상응하는 10 중량%의 용액 중의 인산을 이용하여 유리 반응기 내에서 처리한다. 그 후, CO₂는 대기압에서 슬러리를 통하여 5 시간동안 포말을 형성시켜 현탁액의 부피: CO₂기체의 부피비가 약 1:0.05 이 되게 한다.

결과는 다음과 같다:

a) 안료:

실험에서 천연 탄산칼슘의 처리 종결 4 시간 후에, 슬러리의 pH 는 7.9 이고, 이것은 산에 대해 안정성을 나타내지 않는다.

b) 종이:

두께 측정:

이 실험으로부터, 종이 두께의 통상값이 113 ㎛로 되는 경우에, 3.2 g/m²또는 종이 중량의 4.2 중량%이 이득이 되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실험 7

본 출원인은 과립 측정했을 때 Micrometrics의 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 입자들의 65 %가 1 ㎛이하의 직경을 가지는, 4.8 중량%의 건조 물질 농도에서 슬러리 형태(즉, 보다 희석됨)의, 21.6 중량% 핀란드 대리석 탄산칼슘 36 g(건조 안료를 기준으로 계산)을, CaCO₃1 몰 당 H₃O⁺0.32 몰에 상응하는 5 중량%의 용액 중의 인산을 사용하여 유리 반응기 내에서 처리한다. 그 후, CO₂는 대기압에서 슬러리를 통하여 2 시간동안 포말을 형성시켜 현탁액의 부피: CO₂기체의 부피비가 약 1:0.1 이 되게 한다.

24 시간 저장한 후에, 종이 시트는 75 g/m²에서 실험 1과 동일한 작업 방식으로 형성된다. 또한 실험 1과 동일한 방법으로 두께를 측정한다.

결과는 다음과 같다:

a) 안료:

실험에서 천연 탄산칼슘의 처리 종결 6 시간 후에, 슬러리의 pH 는 7.5 이고, 이것은 산에 대해 안정성을 나타내지 않는다.

b) 종이:

두께 측정:

-초기 샘플, 충전재로 처리하지 않은 비교 샘플: 75 g/m²에서 113 ㎛.

-실험 샘플: 75 g/m²에서 121 ㎛, 이것은 113 ㎛의 두께에 대해 70.0 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 113 ㎛로 설정하는 경우, 5 g/m²또는 종이 중량의 6.6 중량%이 이득이 되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실험 8

본 출원인은 과립 측정했을 때 Micrometrics의 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과, 입자들의 65 %가 1 ㎛이하의 직경을 가지는, 60 ℃, 20 중량%의 건조 물질 농도에서 슬러리 형태(즉, 보다 희석됨)인, 75.0 중량% 핀란드 대리석 탄산칼슘 3750 g(건조 안료를 기준으로 계산)을, CaCO₃1 몰 당 H₃O⁺0.5 몰에 상응하는 5 중량%의 용액 중의 인산을 사용하여 유리 반응기 내에서 처리한다. 그 후, CO₂는 대기압에서 슬러리를 통하여 2 시간동안 포말을 형성시켜 현탁액의 부피: CO₂기체의 부피비가 약 1:0.1 이 되게 한다.

결과는 다음과 같다:

a) 안료:

실험에서 천연 탄산칼슘의 처리 종결 6 시간 후에, 슬러리의 pH 는 7.8 이고, 이것은 산에 대해 안정성을 나타내지 않는다.

b) 종이:

두께 측정:

-실험 샘플: 75 g/m²에서 132 ㎛, 이것은 113 ㎛의 두께에 대해 64.2 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 113 ㎛로 설정하는 경우, 10.8 g/m²또는 종이 중량의 14.4 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실험 9

본 출원인은 과립 측정했을 때 Micrometrics의 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 입자들의 65 %가 1 ㎛이하의 직경을 가지는, 45 ℃, 4.8 중량%의 건조 물질 농도에서 슬러리 형태의, 21.6 중량% 핀란드 대리석 탄산칼슘 36 g(건조 안료를 기준으로 계산)을, CaCO₃1 몰 당 H₃O⁺0.32 몰에 상응하는 5 중량%의 용액 중의 인산을 사용하여 유리 반응기 내에서 처리한다. 그 후, CO₂는 대기압에서 슬러리를 통하여 5 시간동안 포말을 형성시켜 현탁액의 부피:CO₂기체의 부피비가 약 1:0.05 이 되게 한다.

결과는 다음과 같다:

a) 안료:

실험에서 천연 탄산칼슘의 처리 종결 8 시간 후에, 슬러리의 pH 는 8.1 이고, 이것은 산에 대해 안정성을 나타내지 않는다.

b) 종이:

두께 측정:

-실험 샘플: 75 g/m²에서 126 ㎛, 이것은 113 ㎛의 두께에 대해 67.1 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 113 ㎛로 설정하는 경우, 7.9 g/m²또는 종이 중량의 10.5 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

마모를 측정한 결과 1.7 mg 이며, 이것은 비교 샘플의 마모값인 4.5 mg 와 비교하여야 한다.

실험 10

본 출원인은 과립 측정했을 때 Micrometrics의 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과, 입자들의 65 %가 1 ㎛이하의 직경을 가지는, 4.8 중량%의 건조 물질 농도지만 이번에는 90 ℃에서 슬러리 형태의, 21.6 중량% 핀란드 대리석 탄산칼슘 36 g(건조 안료를 기준으로 계산)을, CaCO₃1 몰 당 H₃O⁺0.32 몰에 상응하는 5 중량%의 용액 중의 인산을 사용하여 유리 반응기 내에서 처리한다. 그 후, CO₂는 대기압에서 슬러리를 통하여 5 시간동안 포말을 형성시켜 현탁액의 부피:CO₂기체의 부피비가 약 1:0.05 이 되게 한다.

결과는 다음과 같다:

a) 안료:

실험에서 천연 탄산칼슘의 처리 종결 2 시간 후에, 슬러리의 pH 는 7.5 이고, 이것은 산에 대해 안정성을 나타내지 않는다.

b) 종이:

두께 측정:

-실험 샘플: 75 g/m²에서 125 ㎛, 이것은 113 ㎛의 두께에 대해 67.7 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 113 ㎛로 설정하는 경우, 7.3g/m²또는 종이 중량의 9.7 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

마모 측정은 Einlehner Type 2000 장치를 이용하는데, 2.0 mg 의 값을 나타내고 이것은 4.5 mg의 비교치와 비교되어야 한다.

상기 실험은 동일한 시트 두께에서 중량의 감소, 마모의 감소, 보다 우수한 백색화에 대한 보다 우수한 매끄러움, 및 개선된 충전재 보존을 장점으로 한다.

실험 11

본 출원인은 과립 측정했을 때 Micrometrics의 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 입자들의 65 %가 1 ㎛이하의 직경을 가지는, 24.8 중량%의 건조 물질 농도 및 55 ℃에서 슬러리 형태의, 28.6 중량% 까라르(Carrare) 대리석 탄산칼슘 3600 kg(건조 안료를 기준으로 계산)을, CaCO₃1 몰 당 H₃O⁺0.30 몰에 상응하는 10 중량%의 용액 중의 인산을 사용하여 40 m³용량, 높이 12 m의 반응기 내에서 처리한다. 그 후, CO₂는 1.2 bar의 초과압에서 내부 CO₂를 재순환시키고 반응기 바닥의 CO₂를 주입함으로써 슬러리를 통하여 5 시간동안 포말을 형성시켜 현탁액의 부피:기체 CO₂의 부피비가 약 1:5 가 되게 한다.

결과는 다음과 같다:

a) 안료:

실험에서 천연 탄산칼슘의 처리 종결 5 시간 후에, 슬러리의 pH 는 7.7 이고, 이것은 산에 대해 안정성을 나타내지 않는다. BET 비표면적은 35.5 m²/g 이다. BET 비표면적의 측정은 ISO 9277에 따라 측정되는데, 즉 액체 질소 냉각하에서 또한 질소 유동하에서 일정 중량으로 건조되고 질소 대기에서 1 시간 동안 250 ℃로 유지된 샘플을 측정한다. 이들 조건은 특허청구범위에서 ISO 9277 표준으로서 특별히 공지된 표준에 해당하는 것이다.

b) 종이:

두께 측정:

-실험 샘플: 75 g/m²에서 126 ㎛, 이것은 113 ㎛의 두께에 대해 67.3 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 113 ㎛로 설정하는 경우, 7.7 g/m²또는 종이 중량의 10.3 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실험 12

본 실험은 본 발명을 설명하며 한편으로는 미처리 충전재의 낮은 농도의 피복색을 사용하고 다른 한 편으로는 본 발명에 따르는 처리된 충전재의 낮은 농도 피복색을 사용하여 플라스틱 기재상에서 상이한 중량으로 피복하는 실시예에 관한 것이다. 실험 11의 일반적인 작업 공정은, 붕괴된(crushed) 탄산칼슘 건조 중량의 17.2% 슬러리를 입자 크기를 분배하기 위해 폴리아크릴레이트 분산제 0.5 중량% 로 처리하는 데 사용하여, Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 입자의 65% 가 1 ㎛이하의 직경을 가진다.

실험 11의 피복 실험안은 Erichsen Bechcoater^TM피복 기계를 스위스의 Muhlebach 사에서 시판하는 반-무광택 플라스틱 시트상에서 사용하는 것을 포함한다.

사용되는 2개의 피복색은 실험될 안료 슬러리 100부 및 ACRONALS 360 D^TM이라는 상품명으로 BASF 사에서 시판하는 스티렌/아크릴레이트 기재의 라텍스 12부를 포함하는 조성물을 함유한다.

제1 경우에, 실험될 안료 슬러리는, 입자의 65% 가 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 1 ㎛이하의 직경을 가지도록 입자 크기를 분배시키기 위해 폴리아클릴레이트 분산제 0.5 중량% 으로 처리하지 않은, 붕괴된 탄산칼슘 건조 물질의 17.2 % 탄산칼슘 슬러리에 상응한다.

제2 경우에, 실험되는 안료 슬러리는, 상기 작업 공정에 따라 처리된 붕괴된 탄산칼슘 건조 물질의 17.2 % 슬러리에 상응한다.

3개 실험에서의 두께 측정 결과는 (1) 플라스틱 기재, (2) 상기 미처리된 탄산칼슘 슬러리로 피복된 기재 및 (3) 상기와 같이 처리된 탄산칼슘 슬러리로 피복된 기재에 대응되는 것이다. 3개의 결과는 다음의 표와 그래프로 나타내진다.

	비-피복된 기재(두께:미크론)	미처리된 CaCO₃로 피복(두께:미크론)	피복부 중량(g/m²)	본 발명에 따른 CaCO₃로 피복(두께: 미크론)	피복부 중량(g/m²)
	79.59
블레이드 3		81.19	4.78	95.19	4.28
블레이드 4		83.19	8.44	104.1	7.09
블레이드 5		85.19	11.09	109.59	8.78

상기 표는 다음을 나타낸다:

-피복부 부재시, 종이 두께는 79.59 이다.

-종래 피복인 경우, 종이 두께는 단지 4.78 g/m²중량에 대해 81.19 에 불과하다.

-본 발명의 제조법을 이용하여 피복하는 경우, 종이 두께는 4.28 g/m²중량에 대해 95.19로 상당히 증가한다.

피복된 종이의 두께와 피복되지 않은 종이의 두께 사이의 차이로부터 피복부 두께를 얻을 수 있다.

따라서 피복부 두께 증가는 본 발명에 따른 생성물 피복부와 미처리 종이 사이의 차이(79.59 에 대해 95.19)인 15.6 미크론이고, 종이 두께는 4.78 g/m²의 중량에서 종래의 제조법에 따른 피복부와 미처리 종이와의 차이(79.59에 대해 81.19)가 1.6에 불과한 것에 대해, 4.28 g/m²의 중량에서 79.5이다.

따라서 두께의 증가는 ("벌크"로 공지된 특성 형태로 보여짐)은 따라서 본 발명에 따른 제조법을 사용하는 경우, 거의 동일한 중량에 대해 약 10 배 정도 크다.

상이한 중량에 대하여 동일한 형태의 계산을 하여 g/m²단위인 중량에 대해 마이크로미터 두께로 다음 그래프를 만들었다.

상기 그래프는 비교 샘플(즉, 미처리 샘플) 실험에 있어서, 피복부 두께의 기울기가 0.5 ㎛.g^-1.m^-2인 반면, 본 발명의 실험에 있어서, 피복부 기울기는 3.5 ㎛.g^-1.m^-2이라고 해석된다.

본 출원인은 본 발명에 따른 생성물의 사용 덕분으로 보다 우수한 시트 보호, 보다 우수한 광택능(calendrability) 및 보다 증대된 공극 부피를 달성했다.

실험 13

본 실험은 본 발명을 설명하고, 과립 측정했을 때 Sedigraph 5100^TM장치를이용하여 측정한 결과 입자의 65% 가 1 ㎛이하의 직경을 가지는 노르웨이 대리석 여과 고형분 건조 중량 150 g 을 사용하는데, 이것은 0.75 인 비점도로 나트륨 폴리아크릴레이트 0.5 중량%를 함유하며, 물로 20 % 까지 희석된 것이다. 생성물 1 리터는 반응기에서 제조되어 70 ℃로 가열된다. 1 시간에 걸쳐, 다량의 염산을 CaCO₃1 몰 당 H₃O⁺0.507몰에 상응하는 10 % 수용액 형태로 적가한다. 이후 수득된 생성물은 30분 동안 내부 CO₂를 재순환시키고 반응기의 바닥에서 CO₂를 주입시킴으로써 다시 반응하게 하고 이후 pH 7.6 에서 2개의 회전 실린더 상에 수평 위치로 저장한다.

결과는 다음과 같다:

a) 안료:

실험에서 천연 탄산칼슘의 처리 종결 5 시간 후에, 슬러리의 pH 는 7.6 이고, 이것은 산에 대해 안정성을 나타내지 않는다.

b) 종이:

두께 측정:

-초기 샘플, 충전재로 처리하지 않은 비교 샘플: 75 g/m²에서 114 ㎛.

-실험 샘플: 75 g/m²에서 120 ㎛, 이것은 114 ㎛의 두께에 대해 71.2 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 114 ㎛로 설정하는 경우, 3.8 g/m²또는 종이 중량의 5 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실험 14

본 실험은 본 발명을 설명하고, 과립 측정했을 때 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 입자의 65% 가 1 ㎛ 이하의 직경을 가지는 노르웨이 대리석 여과 고형분 건조 중량 150 g 을 사용하는데, 이것은 비점도가 0.75 인 나트륨 폴리아크릴레이트 0.5 중량%를 함유하며, 물로 20 % 까지 희석된다. 생성물 1 리터는 유리 반응기에서 제조되어 70 ℃로 가열된다. 1 시간에 걸쳐, 결정수 2 몰(2 H₂O)과 함께 다량의 옥살산을 CaCO₃1 몰 당 H₃O⁺0.335몰에 상응하는 10 % 수용액 형태로 적가한다.

이후 수득된 생성물은 30분 동안 내부 CO₂를 재순환시키고 반응기의 바닥에서 CO₂를 주입시킴으로써 다시 반응하게 하고 이후 pH 7.7 에서 2개의 회전 실린더 상에 수평 위치로 저장한다.

결과는 다음과 같다:

a) 안료:

실험에서 천연 탄산칼슘의 처리 종결 5 시간 후에, 슬러리의 pH 는 8.0 이고, 이것은 산에 대해 안정성을 나타내지 않는다.

b) 종이:

두께 측정:

-실험 샘플: 75 g/m²에서 121 ㎛, 이것은 114 ㎛의 두께에 대해 70.4 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 114 ㎛로 설정하는 경우, 4.6 g/m²또는 종이 중량의 6.1 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실시예 2

본 실시예는 건조 물질을 고함량 가지고 있는 슬러리 처리에 관한 것이다.

실시예 2의 실험들에서, 광물은 고형 또는 건조 물질 함량이 80 중량% 이하인 현탁액의 형태로 또는 여과 고형분의 형태로 또는 건조 분말의 형태로, 적당한 반응기에서 제조된다. 필요하다면, 제제를 증류수 또는 수돗물을 이용하여 소정 농도의 건조 물질로 희석한다.

실험 15

종래 기술을 설명하는 본 실험의 목적을 위해, 수성 조성물은 교반하에서 다음의 물질을 혼합기에 혼입시킴으로써 제조한다.

-과립 측정했을 때 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 입자의 75 % 가 1 ㎛이하의 직경을 가지게 되는 노르웨이 대리석 730 건조 그램.

-과립 측정했을 때 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 입자의 45 % 가 2 ㎛이하의 직경을 가지는 핀란드 탈크 250 건조 그램.

-90 중량% 의 아크릴산 및 10 중량% 의 트리스티릴페놀 메타크릴레이트와 에틸렌 옥사이드 25 몰로 구성된 아크릴계 결합제 5 건조그램.

-건조 물질 65 % 농도로 수성 제제를 형성하는 데 필요한 양의 물.

30분을 교반하고 결합제의 도움으로 대리석 입자 및 운모 사이에 공-구조를 형성한 후, 건조 물질 65 %의 수성 제조물을 얻기 위한 추가의 물 및 나트륨 화합물을 함께 비점도가 0.5이고, 나트륨 화합물로 부분적으로 중화된 폴리아크릴레이트 5.2 그램을 첨가한다.

시트는 75 g/m²에서 실험 1과 동일한 작업 방식으로 형성되며, 또한 실험 1과 동일한 방법으로 두께를 측정한다. 측정된 두께는 75 g/m²에서 116㎛ 이다.

실험 16

종래 기술을 설명하는 이번 실험에서는, 실험 1과 동일한 작업 공정을 사용하여, 과립 측정했을 때 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 입자의 63% 가 1 ㎛이하의 직경을 가지는 노르웨이 대리석 77.5 % 건조 물질 함량을 갖는 수성 현탁액으로부터 75 g/m²의 중량을 갖는 종이 시트를 제조한다.

측정된 두께는 75 g/m²에서 115㎛ 이다.

불투명도는 실험 2와 동일한 작업 공정을 이용하고 DIN 53 146 표준에 따라 측정한 결과 86.4 이다.

밝기는 실험 2와 동일한 작업 공정을 이용하고, ISO Brightness R 457 Tappi Filter Standard에 따라 측정한 결과 88.4 이다.

실험 17

종래 기술을 설명하는 이번 실험에서는, 실험 1과 동일한 작업 공정을 사용하여, 과립 측정으로 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 입자의 75 % 가 1 ㎛이하의 직경을 가지는 노르웨이 대리석 여과 고형분 67.2 % 의 건조 물질 함량을 갖는 수성 현탁액으로부터 75 g/m²의 중량을 갖는 종이 시트를 제조하고, 이것은 비점도가 0.75인 나트륨 폴리아크릴레이트의 0.5 건조 질량%를 함유한다.

측정된 두께는 75 g/m²에서 114㎛ 이다.

실험 18

본 발명을 설명하는 이번 실험에서는, 탈크 25 건조 중량%와 노르웨이 대리석에서 유래한 CaCO₃75 중량%의 혼합물인 실험 12의 제제 4000 g 을, 59.4 % 의 건조 물질 농도인 현탁액의 형태로 Lodiger 유동층 혼합기를 이용하여 제조하고, 45분에 걸쳐 CaCO₃1 몰 당 H₃O⁺0.15 몰에 상응하는 20 % 수용액 형태의 다량의 인산을 적가한다.

처리 후, Lodiger 혼합기를 1 시간 동안 계속 작업시킨다. 이 유동층 장치는 계속 회전하여 반응에 의해 생성되는 이산화탄소와 공기 사이에서 교환 반응을 일어나게 하며, 기구 내에서 대기중의 이산화탄소 존재를 암시한다.

이후 수득된 생성물은 pH 7.6에서 2 개의 회전 실린더상의 수평적 위치에 저장한다.

결과는 다음과 같다:

a) 안료:

b) 종이:

두께 측정:

-초기 샘플, 비교 샘플(실험 10): 75 g/m²에서 116 ㎛.

-실험 샘플: 75 g/m²에서 118 ㎛, 이것은 116 ㎛의 두께에 대해 73.9 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 116 ㎛로 설정하는 경우, 1.1 g/m²또는 종이 중량의 1.5 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실험 19

본 발명을 설명하는 이번 실험에서는 노르웨이 대리석에서 유래한 CaCO₃인 실험 15의 제제 3290 g 을,75.8 % 인 건조 물질 농도의 슬러리 형태로 Lodiger 유동층 혼합기를 이용하여 제조하고, 2 시간에 걸쳐 CaCO₃1 몰 당 H₃O⁺0.5 몰에 상응하는 20 % 수용액 형태의 다량의 인산을 적가한다.

처리 후, Lodiger 혼합기를 1 시간 동안 계속 작업시킨다. 이 유동층 장치는 계속 회전하여 반응에 의해 생성되는 이산화탄소와 공기 사이에서 교환 반응을 발생하게 하며, 이는 기구 내에서 대기중의 이산화탄소 존재를 암시한다.

이후 수득된 생성물은 pH 7.6에서 2 개의 회전 실린더상의 수평적 위치에서 저장한다.

결과는 다음과 같다:

a) 안료:

실험에서 천연 탄산칼슘의 처리 종결 7 시간 후에, 슬러리의 pH 는 7.6 이고, 이것은 산에 대해 안정성을 나타내지 않는다.

b) 종이:

두께 측정:

-초기 샘플, 비교 샘플(실험 11): 75 g/m²에서 115 ㎛.

-실험 샘플: 75 g/m²에서 130 ㎛, 이것은 115 ㎛의 두께에 대해 66.5 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 115 ㎛로 설정하는 경우, 8.5 g/m²또는 종이 중량의 11.3 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실험 20

본 발명을 설명하는 이번 실험에서는 과립 측정했을 때 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 입자의 75 %가 2 ㎛이하의 직경을 가지는 노르웨이 대리석에서 유래한 것이며, 비-분산된 상태에서 특정 성질을 나타내게 되는 CaCO₃혼합물 1600 g 을, 여과 고형분의 형태로 30분 동안 Lodiger 유동층 기계 내에서 52.8 %(전술 참조) 건조 물질 농도 상태로 상기 실험 18에 따라 수득되는 기타의 상이한 탄산염 400 g과 함께 혼합하고, 이후 0.75 인 비점도를 가진 나트륨 폴리아크릴레이트 분산제 0.5 건조 중량%를 사용하여 분산시킨 후, 농도를 60 %로 조절한다. 이후 생성물은 pH 8.5에서 2개의 회전 실린더상의 수평 위치에 저장한다.

결과는 다음과 같다:

a) 안료:

실험에서 천연 탄산칼슘의 처리 종결 5 시간 후에, 슬러리의 pH 는 8.5 이고, 이것은 산에 대해 안정성을 나타내지 않는다.

b) 종이:

두께 측정:

-초기 샘플, 비교 샘플(실험 12): 75 g/m²에서 114 ㎛.

-실험 샘플: 75 g/m²에서 118 ㎛, 이것은 114 ㎛의 두께에 대해 72.2 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 114 ㎛로 설정하는 경우, 2.8 g/m²또는 종이 중량의 3.7 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실험 21

본 발명을 설명하는 이번 실험에서는 비-분산된 상태에서 특정 성질을 나타내며, 과립 측정시 Sedigraph 5100^TM측정으로 판단한 결과 입자의 65 %가 2 ㎛이하의 직경을 가지게 되는 노르웨이 대리석에서 유래하는 여과 고형분의 형태로CaCO₃혼합물 1200 g 을, 60 % 의 농도를 얻기 위하여 물 존재하에서, 52.8 %의 건조 물질 농도 상태인, 상기 실험 18에 따라 수득되는 기타의 상이한 탄산염 300 g과 함께 혼합한다. 30 분 동안 Lodiger유동층 기계에서 혼합되며, 핀란드 산 탈크 500 g 을 첨가하는데, 이것은 과립 측정했을 때 Sedigraph 5100^TM장치로 측정한 결과 입자의 35 %가 1 ㎛이하의 직경을 가지고 사전에 60 % 의 농도를 얻기 위하여 아크릴 공중합체 결합제 및 물 1.2 %로 처리한 것이다. 이후 30분 동안 100 ㎖/분의 유속으로 주입된 CO₂하에 다시 혼합한 후 0.75 인 비점도를 가진 나트륨 폴리아크릴레이트 분산제의 0.5 건조 중량%를 사용하여 분산시킨다. 이후 생성물은 pH 8.4 에서 2개의 회전 실린더상의 수평 위치에 저장한다.

결과는 다음과 같다:

a) 안료:

b) 종이:

두께 측정:

-초기 샘플, 비교 샘플: 75 g/m²에서 114 ㎛.

-실험 샘플: 75 g/m²에서 116 ㎛, 이것은 114 ㎛의 두께에 대해 73.5 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 114 ㎛로 설정하는 경우, 1.5 g/m²또는 종이 중량의 2 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실험 22

본 발명을 설명하는 이번 실험에서는 5시간 동안 100 ㎖/분의 유속으로 이전의 실험에 따라 얻어진 슬러리에 CO₂를 도입시키고, 이후 얻어진 생성물은 pH 8.1 에서 2개의 회전 실린더상의 수평 위치에 저장한다.

결과는 다음과 같다:

a) 안료:

실험에서 천연 탄산칼슘의 처리 종결 5 시간 후에, 슬러리의 pH 는 8.1 이고, 이것은 산에 대해 안정성을 나타내지 않는다.

b) 종이:

두께 측정:

-초기 샘플, 비교 샘플: 75 g/m²에서 114 ㎛.

-실험 샘플: 75 g/m²에서 117 ㎛, 이것은 114 ㎛의 두께에 대해 73.1 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 114 ㎛로 설정하는 경우, 1.9 g/m²또는 종이 중량의 2.5 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실험 23

본 발명을 설명하는 이번 실험에서는 과립 측정했을 때 Sedigraph 5100^TM장치로 측정한 결과 입자의 65 %가 1 ㎛이하의 직경을 가지는 노르웨이 대리석 탄산칼슘 6000 g 을, Lodiger 유동층 혼합기에서 건조 물질 77.8 중량% 농도의 현탁액 또는 슬러리의 형태로 제조한 후, 75.7 % 의 농도까지 물로 희석한다. 이후 45분에 걸쳐 20 % 수용액 형태의 인산을 이용하여 CaCO₃1 몰 당 H₃O⁺0.15 몰을 적가한다.

이후 CO₂를 생성물을 통하여 5 시간 동안 100 ㎖/분의 유속으로 포말을 형성시킨 후 얻어진 생성물을 1주간 저장하고 2개의 회전 실린더상의 수평 위치에 4주간 저장한다.

결과는 다음과 같다:

a) 안료:

실험에서 천연 탄산칼슘 처리 종결 3 시간 후에, 슬러리의 pH 는 7.6 인 반면, 1주간 및 4주간 후의 pH 는 7.8 이고, 이것은 산에 대해 안정성을 나타내지 않는다.

b) 종이:

1주간 저장한 후, 종이 시트는 75 g/m²에서 실험 1과 동일한 작업 방식으로 형성된다. 또한 실험 1과 동일한 방법으로 두께를 측정한다.

두께 측정:

-초기 샘플, 비교 샘플: 75 g/m²에서 115 ㎛.

-실험 샘플: 75 g/m²에서 119 ㎛, 이것은 115 ㎛의 두께에 대해 72.2 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 115 ㎛로 설정하는 경우, 2.8 g/m²또는 종이 중량의 3.7 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

4주간 저장한 후, 종이 시트는 75 g/m²에서 실험 1과 동일한 작업 방식으로 형성된다. 또한 실험 1과 동일한 방법으로 두께를 측정한다.

두께 측정:

-초기 샘플, 비교 샘플: 75 g/m²에서 115 ㎛.

실험 24

본 실험은 본 발명을 설명하는 것이며 Silverson 회전자/고정자 혼합기를 이용하여 이산화탄소의 재순환에 관한 것이다.

높이 2 m인 1m³의 파일롯 유닛에 있어서, 23.1 %의 건조 물질 농도의 현탁액을 얻기 위해 소정의 양의 물로 희석시킨, 과립 측정시 Sedigraph 5100 을 이용하여 입자 중 65 %가 1 ㎛ 이하의 직경을 가지는 까라르 대리석에서 유래한 천연 탄산칼슘 27 % 건조 물질 농도의 슬러리 284 리터를 먼저 Silverson 교반기가 구비된 반응기로 62 ℃에 도입시킨 후 CaCO₃1 몰 당 H₃O⁺0.26 몰에 상응하는 50 % 용액 중의 다량의 H₃PO₄과 혼합한다. 산을 첨가하기 시작하는 온도는 52 ℃이며, 상기 첨가는 1 시간 45분이 소요된다. 이것은 비이커로 손으로 실시한다. 사용되는 산과 함께 첨가된 물의 양은 건조 물질 15.8 % 농도의 슬러리를 공급한다.

이후 상기 슬러리는 약 50 리터 보유 Silverson 교반기를 구비한 용기에서 CO₂의 재순환에 의하여 60 kg 당 4 시간 동안 처리한다.

결과는 다음과 같다:

a) 안료:

실험에서 천연 탄산칼슘 처리 종결 5 시간 후에, 슬러리의 pH 는 7.7 이고, 이것은 산에 대해 안정성을 나타내지 않는다.

b) 종이:

두께 측정:

-초기 샘플, 비교 샘플: 75 g/m²에서 117 ㎛.

-실험 샘플: 75 g/m²에서 126 ㎛, 이것은 117 ㎛의 두께에 대해 69.6 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 117 ㎛로 설정하는 경우, 5.4 g/m²또는 종이 중량의 7.2 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실험 25

본 실험은 본 발명을 설명하는 것이며 "피복 손지" 공정에 관한 것이다.

과립 측정했을 때 Sedigraph 5100 을 이용하여 측정한 결과 입자의 35 %가 1 ㎛ 이하의 직경을 가지는 천연 핀란드 대리석 탄산칼슘 120 건조 그램에 상응하는 것으로서, 10 중량%의 "피복 손지" 농도를 얻기 위해, 약 15 중량%의 충전 속도로 100 g/m²의 "피복 손지" 800 g을 30 분 동안 교반하에서 물에서 분산시키는데, 상기 손지는, 과립 측정했을 때 Sedigraph 5100 을 이용하여 측정한 결과 입자의 80 %가 1 ㎛ 이하의 직경을 가지는 천연 핀란드 대리석 탄산칼슘 400 g(건조 중량)을한 면 당 25 g/m²의 속도로 피복한 것이었고, 상기 대리석은 나트륨 폴리아크릴레이트 분산제 및 제분제 및 스티렌-부타디엔 라텍스 피복 결합제의 0.8 건조 중량%를 이용하여 제분된다.

제분이 종결되면, 10 리터 유리 반응기내에서 55 ℃의 10 중량% 건조 물질 농도 슬러리를 CaCO₃1 몰 당 H₃O⁺0.4 몰에 상응하는 50 % 용액 중의 인산을 이용하여 처리한다. 이후 CO₂는 5 시간 동안 대기압에서 슬러리 및 섬유를 통하여 포말을 형성시켜 현탁액 부피: CO₂기체 부피비가 약 1:0.1이 되게 된다.

종이 시트는 최종 종이에 대해 20 중량% 충전 속도를 얻기 위하여 새로운 섬유와 처리된 "피복 손지"를 혼합함으로써 이전의 실험들에서와 동일한 작업 방식으로 형성된다.

결과는 다음과 같다:

a) 안료:

실험에서 천연 탄산칼슘의 처리 종결 5 시간 후에, "피복 손지" 슬러리의 pH 는 7.6 이고, 이것은 산에 대해 안정성을 나타내지 않는다.

b) 종이:

두께 측정:

-초기 샘플, 비교 샘플(산 및 CO₂기체로 처리하지 않은 샘플로 제조됨): 75 g/m²에서 117 ㎛.

-실험 샘플: 75 g/m²에서 123 ㎛, 이것은 115 ㎛의 두께에 대해 70.1 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 115 ㎛로 설정하는 경우, 4.9 g/m²또는 종이 중량의 6.5 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실험 26

본 발명을 설명하는 이번 실험에서는, 노르웨이 대리석에서 유래하는 탄산칼슘인 실험 15의 제조물 447 g 을, Lodiger유동층 혼합기에서 건조 물질 75.8 중량% 농도의 슬러리의 형태로 제조한 후, 2 시간에 걸쳐 CaCO₃1 몰 당 H₃O⁺0.3 몰에 상응하는 20 % 수용액 형태의 다량의 인산을 적가한다.

일단 인산 처리 공정이 종결되면 3 시간 동안 저장하고, 이 시간 동안 CO₂기체의 내부 재순환에 의하여 CO₂가 처리된다.

이후 생성물을 2개의 회전 실린더상의 수평 위치에 저장하며, pH는 5 시간 후에 7.8 이다.

24 시간 저장한 후, 종이 시트는 안료 로드가 25 % 인 것을 제외하고 75 g/m²에서 실험 1과 동일한 작업 방식으로 형성된다. 또한 실험 1과 동일한 방법으로 두께를 측정한다.

BET 비표면적은 11.5 m²/g이고, 실험 11과 동일한 방법을 이용하여 측정한다.

두께 측정의 결과는 다음과 같다:

-초기 샘플(비교 샘플 즉, 안료 로드가 25 % 인 실험 13): 75 g/m²에서 114 ㎛.

-실험 샘플: 75 g/m²에서 119 ㎛, 이것은 114 ㎛의 두께에 대해 71.8 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 114 ㎛로 설정하는 경우, 3.2 g/m²또는 종이 중량의 4.3 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

파열 길이 측정은 DIN EN ISO 1924-2 표준에 따라 측정하며, DIN 53112-1을 포함한다. 그 결과는 다음과 같다:

-초기 비교 샘플(안료 로드가 25 % 인 실험 13): 2.22 km.

-안료 로드가 25 %인 실험 샘플: 2.54 km, 75 g/m²에서 미처리 생성물에 대해 14.4%의 파열 길이 증가를 나타낸다.

더욱이, 15 mm 의 크기에 대한 DIN EN ISO 1924-2 표준에 따라 측정한 견인 내성은 비교 샘플은 단지 24.5 N 인데 대하여, 실험 샘플은 28 N 이다.

불투명성은 실험 2와 동일한 작업 방법을 이용하여 측정하며 DIN 53 146 에따르면 86.6 이다.

밝기는 시험2와 동일한 작업 방법을 이용하고 ISO Brightness R 457 Tappi Filter Standard에 따르면 89.0 이다.

실험 27

본 발명을 설명하는 이번 실험에서는 과립 측정했을 때 Sedigraph 5100 장치를 이용하여 측정한 결과 입자의 40 %가 1 ㎛ 이하의 직경을 가지고, 75.8 % 건조 물질 농도의 노르웨이 대리석 탄산칼슘 슬러리 형태의 실험 15 의 제제 447 kg을 Lodiger유동층 혼합기에서 제조한 후, 2 시간에 걸쳐 CaCO₃1 몰 당 H₃O⁺0.3 몰에 상응하는 20 % 수용액 형태의 다량의 인산을 적가한다.

이후 생성물을 pH 7.6 에서 2개의 회전 실린더상의 수평 위치에 저장한다.

실험 11과 동일한 방법을 이용하여 측정한 BET 비표면적은 9.8 m²/g이다.

두께 측정 결과는 다음과 같다:

-초기 샘플(비교 샘플 즉, 안료 로드가 25 % 인 실험 11): 75 g/m²에서 114 ㎛.

-실험 샘플: 75 g/m²에서 121 ㎛, 이것은 114 ㎛의 두께에 대해 70.7 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 114 ㎛로 설정하는 경우, 4.3 g/m²또는 종이 중량의 5.7 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

-초기 비교 샘플(안료 로드가 25 % 안료 로드인 실험 11)은 2.30 km.

-25 % 안료 로드의 실험 샘플에 대해, 2.48 km, 75 g/m²에서 미처리 생성물에 대해 8.7 %의 파열 길이의 증가를 나타낸다.

더욱이, 15 mm 의 크기에 대한 DIN EN ISO 1924-2 표준에 따라 측정한 견인 내성은 비교 샘플이 단지 24.5 N 인데 대하여, 실험 샘플은 27.3 N 이다.

불투명성은 실험 2와 동일한 작업 방법을 이용하여 측정하고 DIN 53 146 에따르면 87.7 이다.

밝기는 시험 2와 동일한 작업 방법을 이용하고 ISO Brightness R 457 Tappi Filter Standard에 따르면 89.0 이다. 동일한 실험 샘플을 32.9 g/m²±0.39 % 의 중량의 53 ㎛ 두께의 나무-기재의 종이상에 실험 피복 기계(Dixon Helicoater)를 이용하여 피복한다.

쇼트 드웰 헤드는 45 °의 블레이드각으로 사용한다. 피복 속도는 800 m/s 이다.

사용되는 피복색은 실험되는 안료 100 pph, 라텍스 12 pph,(DL 966 스티렌/부타디엔) 및 건조 물질 함량이 56.6 %인 카르복시메틸 셀룰로스(Finnfix FF5) 로 이루어져 있다.

얻어진 결과는 다음과 같다:

-비-피복 종이의 두께: 53 ㎛

-실험 13의 비교 샘플에 대한 7 g/m²으로 피복된 종이 두께: 56 ㎛

-본 발명에 따른 본 실험에 대해 7 g/m²으로 피복된 종이 두께: 59 ㎛

-실험 13의 비교 샘플에 대한 7 g/m²으로의 피복부 두께: 3 ㎛

-본 실험에 대해 7 g/m²으로의 피복부 두께: 6 ㎛

상기 결과는 피복부 두께가 비교 샘플에 비해 2가지 요인에 의해 증가될 수 있다는 것을 나타낸다.

실시예 3

본 실시예는 잉크젯 프린터에서 종이의 충전재로서 처리된 또는 미처리된 탄산칼슘을 이용하는 것에 관한 것이다.

과립 측정했을 때 Micrometrics의 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 입자들의 75 %가 1 ㎛이하의 직경을 가지는, 여과 고형분 형태의 천연의 노르웨이 대리석 탄산칼슘 0.5 kg(건조 안료를 기준으로 계산)을, 슬러리가 건조 물질 15 중량%의 농도로 얻어질 때까지 10 리터 용기내의 증류수를 이용하여 희석한다.이후 형성된 슬러리는 분 당 500 회전으로 20분 동안 교반하에서 65 ℃의 10 중량% 용액 중의 인산을 이용하여 처리한다. 15 분 후에, CO₂는 1 시간 후에 현탁액을 통하여 포말을 형성시킨다. 일단 CO₂포말 형성이 종결되면, 종이 시트는 실험되는 탄산칼슘 슬러리를 이용하여 충전재로 형성된다.

상기와 같이 실시하기 위하여, 80 %의 자작나무 및 20 % 의 소나무로 구성된 나무 및 섬유의 황산화 페이스트를 함유하는 SR 값이 23 인 펄프 또는 페이스트로부터 종이 시트를 제조한다. 이후 실험적으로 0.5 %내에 20 %의 충전재 함량을 얻기 위하여 실험될 충전재 제제 약 15 건조 그램 존재하에 물 10 리터로 상기 펄프 또는 페이스트 45 건조 그램을 희석한다. 15분간 폴리아크릴아미드 보유제 0.06 건조 중량%(종이의 건조 중량 대비) 첨가 및 교반 후, 20 ±0.5 %로 충전된 75 g/m²의 중량 시트를 형성한다. 시트를 형성하기 위한 시스템은 Haage 사의 Rapid-Kothen 모델 20.12 MC 이다.

이렇게 형성된 시트를 92 ℃ 에서 940 mbar 의 진공하에서 400 초 동안 건조시킨다.

충전재 함량은 회분 분석에 의해 검사한다.

이렇게 형성된 시트의 두께를 측정한다. 종이 또는 보드 시트의 두께는 2개의 평행한 표면 사이의 수직 거리이다.

샘플은 48 시간 동안 조절된다(독일 표준 DIN EN 20187).

이 표준은 종이가 흡습성 물질이고 수분함량을 주위 공기의 수분 함량에 맞추기 위하여 그 수분 함량을 조절하는 특성을 나타내는 것을 개시한다. 주변 공기의 수분이 높아지면 수분을 흡수하고, 주변 공기의 수분이 감소되면 반대로 방출한다.

상대 습도가 일정하게 유지되는 경우에도, 온도가 일정 한도 내에서 일정한 값으로 유지되지 않는다면 종이의 수분 함량은 반드시 일정할 필요가 없다. 수분 함량의 증가, 감소가 발생하는 경우, 종이의 물리적 특성은 개질된다.

이러한 이유로, 샘플은 적어도 48 시간 동안 평형에 도달하기 위하여 조절되어야 한다. 또한 샘플은 동일한 기후 조건하에서 실험한다.

종이의 실험 기후는 다음과 같다:

상대 습도: 50 %(±3)

온도: 23 ℃(±1)

두께는 독일 표준 DIN EN 20534 에 따라 실험 인쇄가 10 N/cm²인 마이크로미터를 이용하여 측정한다. 실험 결과는 10회 측정한 값의 평균으로부터 결정되며 마이크로미터로 표현된다. 비교 샘플은 75 g/m²에서 동일한 셀룰로스 뱃취의 동량의 미처리 충전재로 동일한 방식으로 동시에 제조된 종이이다.

결과는 다음과 같다:

a) 안료:

실험에서 천연 탄산칼슘의 처리 종결 12시간 후에, 슬러리의 pH 는 7.2 이고, 이것은 산에 대해 안정성을 나타내지 않는다.

b) 종이:

두께 측정:

-초기 샘플, 비교 샘플: 75 g/m²에서 112 ㎛.

-실험 샘플: 75 g/m²에서 120 ㎛, 이것은 112 ㎛의 두께에 대해 70 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 112 ㎛로 설정하는 경우, 5 g/m²또는 종이 중량의 6.6 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

인쇄 특성

EPSON^TMStylus COLOR 500^TM잉크젯 프린터로, 선행 기술의 생성물(도 B)을 본원 발명에 따르는 본 실험 (도A)과 잉크젯 인쇄하여 비교한 경우, 본 발명에 따른 인쇄가 보다 예리하다. 전술한 도면들은 본원 명세서에 첨부한다.

실시예 4

본 실시예는 잉크젯 프린터에서 종이의 충전재 및 피복부로 처리된 또는 미처리된 탄산칼슘을 이용하는 것에 관한 것이다.

과립 측정했을 때 Micrometrics의 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 입자들의 75 %가 1 ㎛이하의 직경을 가지는, 여과 고형분 형태의 천연 노르웨이 대리석 탄산칼슘 0.5 kg(건조 안료를 기준으로 계산)을, 건조 물질 15 중량%농도의 슬러리가 얻어질 때까지 10 리터 용기내의 증류수를 이용하여 희석한다. 이후 형성된 슬러리는 분 당 500 회전으로 20분 동안 교반하에서 65 ℃의 10 중량%의 용액 중의 인산을 이용하여 처리한다.

피복 방법:

상기 실험 26에서와 동일한 방법을 이용하는데, 즉 샘플을 32.9 g/m²±0.39 %의 중량의 53 ㎛ 두께 나무-기재의 종이상에 실험 피복 기계(Dixon Helicoater)를 이용하여 피복한다.

쇼트 드웰 헤드는 블레이드 각을 45°로 해서 사용한다. 피복 속도는 800 m/s 이다.

사용되는 피복 화합물은 실험될 안료 100 pph, 라텍스 12 pph(DL 966 스티렌/부타디엔) 및 건조 물질 함량이 56.6 %인 카르복시메틸 셀룰로스 0.5 pph(Finnfix FF5)로 이루어져 있다.

상기 샘플은 48 시간 동안 조절한다(독일 표준 DIN EN 20187). 이 표준은 종이가 흡습성 물질이고 주위 공기의 수분 함량에 맞추기 위하여 그 수분 함량을 조절할 수 있는 특성을 나타내는 것을 개시한다. 주변 공기의 수분이 높아지면 수분을 흡수하고, 주변 공기의 수분이 감소되면 반대로 방출한다.

상대 습도가 일정하게 유지되는 경우에도, 온도가 일정 한도 내에서 일정한 값으로 유지되지 않는다면 종이의 수분 함량은 반드시 일정할 필요가 없다. 수분 함량의 증가, 감소가 발생하는 경우, 종이의 물리적 특성은 변화한다.

이러한 이유로, 샘플은 적어도 48 시간 동안 평형에 도달하기 위하여 조절되어야 한다. 또한 샘플은 동일한 기후 조건하에서 실험된다.

종이 실험 기후는 다음과 같다:

상대 습도: 50 %(±3)

온도: 23 ℃(±1)

두께는 독일 표준 DIN EN 20534 에 따라 실험 인쇄가 10 N/cm²인 마이크로미터를 이용하여 측정한다. 실험 결과는 10회 측정하여 평균값으로 결정하며 마이크로미터로 표현한다. 비교 샘플은 동일한 셀룰로스 뱃취에서 75 g/m²에서 미-처리된 동량의 충전재로 동일한 방식으로 동시에 제조된 종이이다.

결과는 다음과 같다:

a) 안료:

b) 종이:

두께 측정:

-초기 샘플, 비교 샘플: 75 g/m²에서 112 ㎛.

인쇄 밀도는 다음의 작업 공정에 따라 측정된다. 표2 에서 이 결과를 나타낸다.

광학 밀도는 영상의 반사 밀도 측정 값이다. 주로 제조자 Hewlett-Packard 사(HP)^TM에 의하여 개발된 작업 공정을 이용하여, 특정 패턴을 종이상에 인쇄하고, Macbeth RD 918^TM반사 덴시토미터를 이용하여 순수한 흑색, 혼합된 흑색, 및 청록색, 심홍색 및 황색으로 광학 밀도를 측정한다.

별도로 언급하지 않는다면, 이 방법은 이러한 측정을 포함하는 모든 실시예에 대해 유효하다.

상기 표2의 실험은 셀룰로스 종이 또는 특정의 종이상에서, 시험될 안료 100부, PVA(폴리비닐알콜) 15부, Stocklausen PK-130 첨가물로 구성된 생성물로 실시하고, 충전재는 높은 비표면적의 굵은 충전재로 기재된, 70 m²/g의 비표면적에 대한 것이다.

피복은 표2에서 정의한 바와 같이 종이상에서 Erichsen Bench Coater^TM을 이용하여 실시한다.

표2의 처음 2개의 실험은 착색된 피복이 없는 종이(종이 기계에서 표면이 딱딱해짐)에 상응한다.

다음 2개의 실험은 합성 실리케이트로 처리한 종이에 상응한다. 양호한 광학 밀도를 얻기 위하여 특수한 종이를 이용하는 것은 필수적이라는 것을 관찰하게 된다.

마지막 2개의 실험들은 본 발명에 따른 제조물로 피복된 종이에 상응한다. 상당한 인쇄 밀도에서 본 발명이 보다 값이 비싼 특수한 종이 보다 통상의 잉크젯 종이를 이용할 수 있다는 것을 알 수 있다.

본 발명은 미처리된 종이에 비해 매우 우수하며(1.40 : 1.20 및 1.39 대 1.30), 일반 종이 상에서 본 발명에 따라 얻어지는 값 1.40 은 이전의 기술을 사용하지만 특수한 종이상에서 얻어지는 값인 1.40 에 대해 완전히 필적한다는 것을 실제로 알 수 있다.

	인쇄기	셋팅	흑색인쇄밀도	청록색인쇄밀도	심홍색인쇄밀도	황색인쇄밀도
MuhlebachMultiline Top	HP Deskjet895 Cxi	보통 종이	1.92	1.38	1.40	1.30
MuhelbachMultiline Top	Epson StylusColor 500	보통 종이	1.74	1.50	1.28	1.20
Epson Ink JetPaper 720 dpi	Hp Deskjet895 Cxi	Hp 잉크젯인쇄기용의고도의백색화 종이	1.95	1.38	1.23	1.08
Epson Ink JetPaper 720 dpi	Epson StylusColor 500		1.94	1.80	1.55	1.44
본 발명에 따른피복	Hp Deskjet895 Cxi	보통 종이	1.94	1.57	1.59	1.39
본 발명에 따른피복	Epson StylusColor 500	보통 종이	1.80	1.70	1.46	1.40

실시예 5

본 실시예는 종이용 충전재로서 굵은 입자를 가지고 있지만 비표면적이 높은 처리된 또는 미처리된 탄산칼슘의 용도에 관한 것이다.

본 실험에 있어서, 과립 측정으로 Micrometrics의 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 입자들의 65 %가 1 ㎛이하의 직경을 가지고 15.5 m²/g 의 BET 비표면적을 가지는, 75 %의 건조 물질 농도의 현탁액 또는 슬러리의 형태의 천연 노르웨이 대리석 탄산칼슘 0.5 kg(건조 안료를 기준으로 계산)을 나트륨 폴리아크릴레이트 분산제로 희석한 후, 슬러리가 건조 물질 20 중량%의 농도로 얻어질 때 까지 10 리터 용기내에서 물로 희석한다. 이후 형성된 슬러리는 대기압 하에서 분 당 30 리터의 유속으로 2시간 동안 용기의 바닥에서 약간의 교반하에 65 ℃에서 10 중량%의 인산 용액 20 %, 30 %, 또는 40 %로 처리한다. 2 시간 후에 CO₂를 1 시간 동안 탄산칼슘 현탁액을 통하여 포말을 형성시킨다.

충전재는 다음의 특성을 갖는다.

실시예 5A, 인산 20%:

a) 안료:

-전자 현미경을 이용하여 육안으로 측정한 결과 평균 과립 직경이 7 마이크로미터.

-ISO 9277 표준의 BET 방법에 따라 측정한 결과 BET 비표면적이 38.5 m²/g.

b) 종이:

두께 측정:

-초기 (비교)샘플(미처리 충전재): 75 g/m²에서 113 ㎛.

-실험 샘플: 75 g/m²에서 133 ㎛, 이것은 113 ㎛의 두께에 대해 63.7 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 113 ㎛로 설정하는 경우, 11.3 g/m²또는 종이 중량의 15.0 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실시예 5B, 인산 30%:

a) 안료:

-전자 현미경을 이용하여 육안으로 측정한 결과 평균 과립 직경이 9 마이크로미터.

-ISO 9277 표준의 BET 방법에 따라 측정한 결과 BET 비표면적이 44.2 m²/g.

b) 종이:

두께 측정:

-초기 (비교)샘플(미처리 충전재): 75 g/m²에서 113 ㎛.

-실험 샘플: 75 g/m²에서 139 ㎛, 이것은 113 ㎛의 두께에 대해 61.0 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 113 ㎛로 설정하는 경우, 14.0 g/m²또는 종이 중량의 18.7 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실시예 5C, 인산 40%:

a) 안료:

-전자 현미경을 이용하여 육안으로 측정한 결과 평균 과립 직경이 13 마이크로미터.

-ISO 9277 표준의 BET 방법에 따라 측정한 결과 BET 비표면적이 58.4 m²/g.

b) 종이:

두께 측정:

-초기 (비교)샘플(미처리 충전재): 75 g/m²에서 113 ㎛.

-실험 샘플: 75 g/m²에서 152 ㎛, 이것은 113 ㎛의 두께에 대해 55.7 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 113 ㎛로 설정하는 경우, 19.3 g/m²또는 종이 중량의 25.7 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실시예 6

본 실시예는 본 발명에 따른 생성물을 지속적으로 제조하기 위한 공정에 관한 것이며, 과립은 거칠지만 고도의 BET 비표면적을 가진 처리 또는 미처리 탄산칼슘의 종이용 충전재로서의 용도에 관한 것이다.

본 실험에 있어서, 과립 측정으로 Micrometrics의 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 입자들의 65 %가 1 ㎛이하의 직경을 가지고 15.5 m²/g 의 BET 비표면적(ISO 9277 표준의 BET 방법에 따라 측정)을 가지는, 75 %의 건조 물질 농도의 현탁액 또는 슬러리의 형태의 천연의 노르웨이 대리석 탄산칼슘 100 kg(건조 안료를 기준으로 계산)을 나트륨 폴리아크릴레이트 분산제로 희석한 후, 건조 물질 10 중량% 농도로 슬러리가 얻어질 때 까지 3000 리터 용기내에서 물로 희석한다. 이후 형성된 슬러리는 대기압 하에서 각각의 셀의 바닥에 분 당 50 리터의 유속으로 약간의 교반하에 각 셀로 인산의 1/4를 측정하여 넣고 4개의 25 리터 셀에서 지속적으로 65 ℃에서 15 중량%의 인산 용액 10 %, 20 %, 또는 30 %로 처리한다. 15분 후에 각 셀에 생성물을 보유한다.

충전재는 다음의 특성을 갖는다.

실시예 6A, 인산 10%:

a) 안료:

-Micrometrics의 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 평균 과립 직경이 1.7 마이크로미터.

-ISO 9277 표준의 BET 방법에 따라 측정한 결과 BET 비표면적이 36.0 m²/g.

b) 종이:

두께 측정:

-초기 (비교)샘플(미처리 충전재): 75 g/m²에서 113 ㎛.

-실험 샘플: 75 g/m²에서 123 ㎛, 이것은 113 ㎛의 두께에 대해 68.9 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 113 ㎛로 설정하는 경우, 6.1 g/m²또는 종이 중량의 8.1 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실시예 6B, 인산 19.1%:

a) 안료:

슬러리 농도: 7.8%

-전자 현미경을 이용하여 육안으로 측정한 결과 평균 과립 직경이 12 마이크로미터.

-ISO 9277 표준의 BET 방법에 따라 측정한 결과 BET 비표면적이 49.9 m²/g.

b) 종이:

두께 측정:

-초기 (비교)샘플(미처리 충전재): 75 g/m²에서 113 ㎛.

-실험 샘플: 75 g/m²에서 135 ㎛, 이것은 113 ㎛의 두께에 대해 62.8 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 113 ㎛로 설정하는 경우, 12.2 g/m²또는 종이 중량의 16.6 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실시예 6C, 인산 30%:

a) 안료:

슬러리 농도: 17.9%

-ISO 9277 표준의 BET 방법에 따라 측정한 결과 BET 비표면적이 45.7 m²/g.

b) 종이:

두께 측정:

-초기 (비교)샘플(미처리 충전재): 75 g/m²에서 113 ㎛.

-실험 샘플: 75 g/m²에서 158 ㎛, 이것은 113 ㎛의 두께에 대해 53.6 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 113 ㎛로 설정하는 경우, 21.4g/m²또는 종이 중량의 28.5 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실시예 6D

본 실시예는 본 발명에 따른 생성물을 지속적으로 제조하기 위한 공정에 관한 것이고 종이용 충전재로서 과립은 거칠지만 고도의 BET 비표면적을 가진, 처리 또는 미처리 탄산칼슘의 용도에 관한 것이다.

본 실험에 있어서, 과립 측정으로 Micrometrics의 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 입자들의 65 %가 1 ㎛이하의 직경을 가지고 15.5 m²/g 의 BET 비표면적(ISO 9277 표준의 BET 방법에 따라 측정)을 가지는, 75 %의 건조 물질 농도의 현탁액 또는 슬러리의 형태의 천연 노르웨이 대리석 탄산칼슘 100 kg(건조 안료를 기준으로 계산)을 나트륨 폴리아크릴레이트 분산제로 희석한 후, 건조 물질 10 중량% 농도의 슬러리가 얻어질 때 까지 3000 리터 용기내에서 물로 희석한다. 이후 형성된 슬러리는 각각의 셀의 바닥에 대기압 하에서 분 당 50 리터의 유속으로 약간의 교반하에 각 셀로 인산의 1/4 을 측정하여 넣고 4개의 25 리터 셀에서 연속적으로 65 ℃에서 15 중량%의 인산 용액 10 %, 20 %, 또는 30 %로 처리한다. 15분 후에 각 셀에 생성물을 보유한다.

충전재는 다음의 특성을 갖는다.

a) 안료:

-Micrometrics의 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 평균 과립 직경이 1.9 마이크로미터.

-ISO 9277 표준의 BET 방법에 따라 측정한 결과 BET 비표면적이 39.1 m²/g.

b) 종이:

두께 측정:

-초기 (비교)샘플(미처리 충전재): 75 g/m²에서 113 ㎛.

-실험 샘플: 75 g/m²에서 123 ㎛, 이것은 113 ㎛의 두께에 대해 68.8 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 113 ㎛로 설정하는 경우, 6.2 g/m²또는 종이 중량의 8.1 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실시예 7

본 실시예는 종이 충전재로서, 처리 또는 미처리 탄산칼슘의 혼합물의 용도에 관한 것이다.

a) 처리된 안료의 제조:

과립 측정으로 Micrometrics의 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 입자들의 65 %가 1 ㎛이하의 직경을 가지고 8.4 m²/g 의 BET 비표면적(ISO 9277표준의 BET 방법에 따라 측정)을 가지는, 20 %의 건조 물질 농도의 현탁액 또는 슬러리의 형태의 천연의 노르웨이 대리석 탄산칼슘 0.6 kg(건조 안료를 기준으로 계산)을 희석한 후, 슬러리가 건조 물질 10.2 중량%의 건조 물질 농도로 얻어질 때 까지 1 리터 용기내에서 물로 희석한다. 이후 형성된 슬러리는 1시간 동안 교반하에 60 ℃에서 10 중량%의 인산 용액 70 %로 처리한다. 1 시간 후에, CO₂는 30 분간 탄산칼슘 현탁액을 통하여 포말을 형성한다.

b) 처리 및 미처리 안료 혼합물의 제조: 교반하에 15분간 혼합.

충전재는 다음의 특성을 갖는다.

실시예 7A, 처리된 안료 100 %

a) 안료:

-과립 측정으로 Micrometrics의 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 과립의 21 중량%가 직경이 1 마이크로미터 이하.

-ISO 9277 표준의 BET 방법에 따라 측정한 결과 BET 비표면적이 44.5 m²/g.

b) 종이:

두께 측정:

-초기 (비교)샘플(미처리 충전재): 75 g/m²에서 115 ㎛.

-실험 샘플: 75 g/m²에서 162 ㎛, 이것은 115 ㎛의 두께에 대해 52.2 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 115 ㎛로 설정하는 경우, 22.7 g/m²또는 종이 중량의 30.3 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실시예 7B, 실시예 7A의 처리된 안료 21.5 % 및 미처리 안료 78.5 %

결과:

a) 안료:

-과립 측정으로 Micrometrics의 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 과립의 63 중량%가 직경이 1 마이크로미터 이하.

-ISO 9277 표준의 BET 방법에 따라 측정한 결과 BET 비표면적이 15.5 m²/g.

b) 종이:

두께 측정:

-초기 (비교)샘플(미처리 충전재): 75 g/m²에서 115 ㎛.

-실험 샘플: 75 g/m²에서 124 ㎛, 이것은 115 ㎛의 두께에 대해 69.5 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 115 ㎛로 설정하는 경우, 5.5 g/m²또는 종이 중량의 7.3 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실시예 7C, 실시예 7A의 처리된 안료 35.5 % 및 미처리 안료 64.5 %

a) 안료의 혼합물:

-과립 측정으로 Micrometrics의 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 과립의 60.0 중량%가 직경이 1 마이크로미터 이하.

-ISO 9277 표준의 BET 방법에 따라 측정한 결과 BET 비표면적이 20.0 m²/g.

b) 종이:

두께 측정:

-초기 (비교)샘플(미처리 충전재): 75 g/m²에서 115 ㎛.

-실험 샘플: 75 g/m²에서 130 ㎛, 이것은 115 ㎛의 두께에 대해 66.3 g/m²에 해당한다.

이 실험으로부터, 종이 두께를 공통적으로 115 ㎛로 설정하는 경우, 8.7 g/m²또는 종이 중량의 11.6 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실시예 7D, 실시예 7A의 처리된 안료 50.0 % 및 미처리 안료 50.0 %

a) 안료의 혼합물:

-과립 측정으로 Micrometrics의 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 과립의 42.0 중량%가 직경이 1 마이크로미터 이하.

-ISO 9277 표준의 BET 방법에 따라 측정한 결과 BET 비표면적이 28.0 m²/g.

b) 종이:

두께 측정:

-초기 (비교)샘플(미처리 충전재): 75 g/m²에서 115 ㎛.

-실험 샘플: 75 g/m²에서 137 ㎛, 이것은 115 ㎛의 두께에 대해 62.9 g/m²에 해당한다. 이로부터, 종이 두께를 공통적으로 115 ㎛로 설정하는 경우, 12.1 g/m²또는 종이 중량의 16.0 중량% 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

실시예 8

본 실시예는 처리 또는 미처리 탄산칼슘 페인트에서의 용도에 관한 것이다.

과립 측정으로 Micrometrics의 Sedigraph 5100^TM장치를 이용하여 측정한 결과 입자들의 70 %가 1 ㎛ 이하의 직경을 가지는, 여과 고형분의 형태의 천연의 노르웨이 대리석 탄산칼슘 5 톤(건조 안료를 기준으로 계산)을 건조 물질 25 중량% 농도의 슬러리가 얻어질 때 까지 45 m³용기내에서 증류수를 이용하여 희석한다. 이후 형성된 슬러리는 1 분 당 200 회전에서 2시간 동안 교반하에 60 ℃에서 CaCO₃1몰 당 H₃O⁺0.20 몰에 상응하는 10 중량%의 용액 중의 인산을 이용하여 처리한다.

2 시간 후에, CO₂는 5 시간 동안 50 mbar의 초과압에서 탄산칼슘 현탁액을 통하여 포말을 형성하여 현탁액의 부피 : CO₂기체의 부피비가 약 1:0.15 가 된다.

저장 24시간 후에, 슬러리를 분무 건조기로 건조시키고 충전재 성분으로서 실험될 건조 탄산칼슘을 함유하는 에멀션 페인트를 형성한다.

상기 페인트 제조 방법:

1 m³분산기 내에서, 페인트는 1 분당 1000 회전의 속도로 감속하기 전에 1 분당 3000 회전에서 교반하에 10분간 물에 첨가물 및 안료를 분산시키고 라텍스를 첨가시킴으로써 제조한다. 이후 10분간 더 분산시킨다.

페인트의 제조:

제제 A: base 18% TiO ₂	kg	Base	-15% TiO ₂	-30% TiO ₂
Mowilith LDM 1871 약 53%	kg	147.0	147.0	147.0
Tiona RCL-535	kg	180.0	153.0	126.0
충전재	kg	0.0	27.0	54.0
OMYACARB 2-GU	kg	107.0	107.0	107.0
FINNTALC M 50	kg	50.0	50.0	50.0
OMYACARB 10-GU	kg	108.0	108.0	108.0
CALCIMATT	kg	70.0	70.0	70.0
Coatex BR 910 G, 10%	kg	48.5	48.5	48.5
Coatex P 50	kg	3.0	3.0	3.0
Mergal K 15	kg	2.0	2.0	2.0
Calgon N	kg	1.0	1.0	1.0
NaOH, 10%	kg	2.0	2.0	2.0
Byk 032	kg	3.0	3.0	3.0
Tylose MH 30 000 YGB	kg	3.0	3.0	3.0
탈염수	kg	275.5	275.5	275.5
합계		1000.0	1000.0	1000.0

제제 데이터

PVC	%	71.0	71.5	71.9
고체 밀도	g/㎤	2.48	2.44	2.41
앨체 밀도	g/㎤	1.56	1.55	1.55
고체 부피/리터	㎖/ℓ	369	372	375
고체 부피/kg	㎖/kg	236	239	243
고체 함량	%	60.3	60.3	60.3
안료/결합제: 고체 비율		6.61:1	6.61:1	6.61:1

페인트 결과는 다음과 같으며, 비교 샘플은 TiO₂18 % 인 수성 에멀션 페인트이다.

백색화(DIN 53140) (비교 샘플)

18 % TiO₂15.3 % TiO₂12.6 % TiO₂

(액체 두께 300 ㎛)

백색 Ry 90.8 % 91.1 % 91.2 %

흑색 Ry 89.2 % 89.6 % 89.7 %

불투명도(ISO 2814) 93.8 % 98.4 % 98.4 %

흑색 Ry/백색 Ry *100

비교 샘플의 백색화 및 불투명도는 TiO₂안료 -15 % 및 -30 %인 본 발명에 따르는 2개의 실험들의 백색화 및 불투명도와 동일하다.

건조 필름 두께 104 ㎛ 113 ㎛ 112 ㎛

건조 필름 중량 177 g/m²166 g/m²163 g/m²

이 실험에서, 비교 샘플로서 104 ㎛의 두께를 제조하기 위하여, 본 발명에 따르는 탄산칼슘의 필름 중량은 177 g/m²에 대해 각각 단지 153 g/m²및 151 g/m²이며, 페인트 두께를 공통적으로 104 ㎛로 설정하는 경우, 각각 24 g/m²및 26 g/m²또는 각각 페인트 중량의 13.5 중량%, 14.7 % 이득을 얻게되며, 이것은 환경적인 측면에서 중요한 이득이다.

Claims

현탁액의 유동성을 안정화시키기 위한 분산제 중합체를 함유할 수 있고, 안료가 일정한 표면적에서 종이의 중량을 감소시킬 수 있는, 1 이상의 안료, 충전재 또는 광물의 수성 현탁액으로서,

a) 천연 탄산염 및 CO₂기체와 상기 탄산염의 반응 생성물(들) 및 하나 이상의 강한 H₃O⁺이온 제공자 내지 중간 정도 강한 H₃O⁺이온 제공자와 상기 탄산염의 반응 생성물(들)을 함유하고,

b) 20 ℃에서 측정된 pH 가 7.5 이상인 것을 특징으로 하는 수성 현탁액.
제1항에 있어서, 천연 탄산염이 천연 탄산칼슘이고, 바람직하게는 대리석, 방해석, 쵸크, 또는 탄산염 함유 돌로마이트인 것을 특징으로 하는 수성 현탁액.
제1항 또는 제2항에 있어서, 강한 H₃O⁺이온 제공자는 염산 또는 황산 또는 이들의 혼합물로부터 선택되고, 상기 중간 정도 강한 H₃O⁺이온 제공자는 H₂SO₃, HSO₄ ^-, H₃PO₄, 옥살산 또는 이들의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 수성 현탁액.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 강한 H₃O⁺이온 제공자 내지 중간 정도 강한 H₃O⁺이온 제공자의 몰 수가 CaCO₃의 몰 수와 비교해 총 0.1 내지 2 이며, 바람직하게는 0.25 내지 1 인 것을 특징으로 하는 수성 현탁액.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 안료, 충전재 또는 광물의 BET 비표면적은 ISO 9277 표준에 따라 측정하면, 5 m²/g 내지 200 m²/g, 바람직하게는 20 m²/g 내지 80 m²/g 이고 매우 바람직하게는 30 m²/g 내지 60 m²/g 인 것을 특징으로 하는 수성 현탁액.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 안료, 충전재 또는 광물은 Sedigraph 5100^TM장치에서 침강법에 따라 측정한 결과 평균 과립 직경이 50 내지 0.1 ㎛ 이고, ISO 9277 에 따라 측정한 BET 비표면적이 15 m²/g 내지 200 m²/g 인 것을 특징으로 하고,

바람직하게는 안료, 충전재 또는 광물은 Sedigraph 5100^TM장치에서 침강법에 따라 측정한 결과 평균 과립 직경이 25 내지 0.5 ㎛ 이고, ISO 9277 에 따라 측정한 BET 비표면적이 20 m²/g 내지 80 m²/g 인 것을 특징으로 하는 수성 현탁액.
제6항에 있어서, 안료, 충전재 또는 광물이 Sedigraph 5100^TM장치에서 침강법에 따라 측정한 결과 평균 과립 직경이 7 내지 0.7 ㎛ 이고, ISO 9277 에 따라 측정한 BET 비표면적이 30 m²/g 내지 60 m²/g인 것을 특징으로 하는 수성 현탁액.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 수성 현탁액을 건조시킴으로써 얻어지는 것을 특징으로 하는 건조 상태의 안료, 충전재 또는 광물.
일정한 표면적에 대해 종이 중량을 감소시키며, 천연 탄산칼슘을 함유하는 수성 현탁액 안료, 충전재 또는 광물을 처리하는 방법으로서, 안료를 하나 이상의중간 정도 강한 H₃O⁺이온-제공자 내지 강한 H₃O⁺이온-제공자와 기체 CO₂의 배합물로 처리하는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서, CO₂ 의 초과압, 바람직하게는 0.05 내지 5 bar 로부터 또는 처리시 사용되는 것과 동일한 중간 정도 강한 H₃O⁺이온-제공자 내지 강한 H₃O⁺이온-제공자의 지속적 첨가로부터 또는 CO₂의 재순환으로부터 또는 외부의 CO₂ 공급으로부터 CO₂기체가 들어오는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항 또는 제10항에 있어서, 다음의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:

a) 1 이상의 중간 정도 강한 H₃O⁺이온-제공자 내지 강한 H₃O⁺이온-제공자로 처리하는 단계,

b) CO₂기체로 처리하는 단계(이 처리는 a) 단계의 필수 부분이거나, a) 단계와 병렬적으로 수행되거나 또는 a) 단계 이후에 수행됨),

c) 염기를 첨가하지 않고 a) 및 b) 단계 종결 후 1 시간 내지 10 시간 및 바람직하게는 1 시간 내지 5 시간의 간격으로, 또는 염기를 첨가하고 a) 및 b) 단계의 종결 후 즉시, 20 ℃에서 측정하여 pH 를 7.5 이상으로 상승시키는 단계[ c) 단계는 본 방법의 마지막 단계임].
제11항에 있어서, a) 단계 및 b) 단계가 수회에 걸쳐 반복될 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, a) 및 b) 처리 단계 중에 20 ℃에서 측정한 pH가 3 내지 7.5 이고 처리 온도가 5 ℃ 내지 90 ℃이며, 바람직하게는 45 ℃ 내지 60 ℃인 것을 특징으로 하는 방법.
제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 현탁액 중 CO₂기체의 농도는 부피비(현탁액 부피 : CO₂기체 부피비)가 1: 0.05 내지 1:20 이고, 상기 비율은 a) 단계에서 1:1 내지 1:20 이고 b) 단계에서 1:0.05 내지 1:1 인 것을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서, 현탁액 중의 CO₂기체의 농도는 부피비(현탁액 부피 : CO₂기체 부피비)가 1: 0.05 내지 1:10 이고, 상기 비율은 a) 단계에서 1:0.5 내지 1:10 이고 b) 단계에서 1:0.05 내지 1:1 인 것을 특징으로 하는 방법.
제9항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, b) 처리 단계의 기간이 0 시간 내지 10 시간 및 바람직하게는 2 시간 내지 6 시간인 것을 특징으로 하는 방법.
제9항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 천연 탄산칼슘을 함유하는 안료, 충전재 또는 광물이, 운모 및/또는 카올린 및/또는 산화티타늄 TiO₂, 마그네슘옥사이드 MgO 및 종이 업계에서 공지된 중간 정도 강한 H₃O⁺제공자 내지 강한 H₃O⁺이온 제공자에 대하여 불활성인 기타 광물과 함께 탄산염 함유 돌로마이트 또는 천연 탄산칼슘 및 그들의 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제17항에 있어서, 천연 탄산칼슘이 대리석, 방해석 또는 쵸크인 것을 특징으로 하는 방법.
제9항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 강한 H₃O⁺이온 제공자(들)는 염산 또는 황산 중에서 선택되며, 중간 정도의 강한 H₃O⁺이온 제공자(들)는 H₂SO₃, HSO₄ ^-, H₃PO₄및 옥살산 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
본 발명에 따르는 3 단계 처리 방법 후, 분산제를 이용하거나 또는 적절하다면 재농축 단계가 이용될 수 있는 것을 특징으로 하는 수성 현탁액의 제조 방법.
일정한 표면적에 대해 종이의 중량을 감소시키며, 천연 탄산칼슘을 함유하는 수 개의 안료, 충전재 또는 광물의 신규한 수성 현탁액으로서, 제9항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 수득되는 현탁액으로 구성된 것을 특징으로 하는 신규한 수성 현탁액.
제21항에 있어서, 천연 탄산염을 함유하는 안료, 충전재 또는 광물이 운모 및/또는 카올린 및/또는 산화티타늄 TiO₂, 마그네슘 옥사이드 MgO 및 종이 업계에서 공지된 중간 정도의 강한 H₃O⁺제공자 내지 강한 H₃O⁺이온 제공자에 대하여 불활성인 기타 광물과 함께 탄산염 함유 돌로마이트 또는 천연 탄산칼슘 및 그들의 혼합물 중에서 선택하는 것을 특징으로 하는 신규한 수성 현탁액.
제21항 또는 제22항에 따른 수성 현탁액을 건조시킴으로써 얻어지는 건조 상태의 안료, 충전재 또는 광물.
제1항 내지 제7항 또는 제21항 내지 제22항 중 어느 한 항에 따른 1 이상의 수성 현탁액을 포함하는 것을 특징으로 하는 종이 제조시 사용 방법
제1항 내지 제7항 또는 제21항 내지 22항 중 어느 한 항에 따른 수성 현탁액의 종이 피복에의 사용.
제1항 내지 제7항 또는 제21항 내지 제22항 중 어느 한 항에 따른 수성 현탁액의 종이 충전재로서의 사용.
제1항 내지 제7항 또는 제21항 내지 제22항 중 어느 한 항에 따른 수성 현탁액의 종이 충전재로서 그리고 종이 표면을 착색 및/또는 피복시키기 위한 제조물로서의 동시 사용.
제26항에 있어서, 일정한 표면적에서 생산된 종이의 중량이 3 % 내지 15 % 감소하는 것을 특징으로 하는 사용.
제1항 내지 제7항 또는 제21항 내지 제22항 중 어느 한 항에 따른 수성 현탁액의 페인트 분야에서의 사용.
제1항 내지 제7항 또는 제21항 내지 제22항 중 어느 한 항에 따른 제조물 또는 현탁액을 종이 제조 공정에 따라 1 회 이상, 진한 축적물 또는 묽은 축적물 또는 이들 모든 것의 제조물에 대해 시트 제조 공정에 도입하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 종이, 보드 또는 유사물 시트의 제조 방법.
제30항에 있어서, 제1항 내지 제7항 또는 제21항, 제22항 또는 제24항 중 어느 한 항에 따른 제조물 또는 현탁액을 재순환된 백색 액체(liquor) 또는 또한 재순환된 "피복 손지"로 도입시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 종이, 보드 또는 유사물 시트의 제조 방법.
제30항 또는 제31항에 있어서, 상기 공정이 재순환된 백색 액체 또는 "피복손지" 에 제9항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따라 적용되는 것을 특징으로 하는 방법.
제30항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 낙엽성 또는 수지성 나무와 같은 나무로부터 제조되는 셀룰로오스 섬유로부터 얻어지는 종이의 제조에 적용하는 것을 특징으로 하는 방법.
제30항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 나무를 원료로 하지 않는 합성 섬유로부터 얻어지는 종이의 제조에 적용시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제30항 내지 제34항 중 어느 한 항에 따라 얻어지는 것을 특징으로 하는 종이, 보드 또는 유사물.
제35항에 있어서, 디지털 인쇄 용도 및 바람직하게는 잉크젯 인쇄를 위한 종이.