KR20070068421A - 조절된 상태의 응집을 나타내는 탄산칼슘 입자를 포함하는현탁액 - Google Patents

조절된 상태의 응집을 나타내는 탄산칼슘 입자를 포함하는현탁액 Download PDF

Info

Publication number
KR20070068421A
KR20070068421A KR1020077009426A KR20077009426A KR20070068421A KR 20070068421 A KR20070068421 A KR 20070068421A KR 1020077009426 A KR1020077009426 A KR 1020077009426A KR 20077009426 A KR20077009426 A KR 20077009426A KR 20070068421 A KR20070068421 A KR 20070068421A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
calcium carbonate
additive
suspension
particles
less
Prior art date
Application number
KR1020077009426A
Other languages
English (en)
Inventor
미리앙 리코
카린 카발리에
로베르토 로사
프랑시스 라르슈
Original Assignee
솔베이(소시에떼아노님)
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 솔베이(소시에떼아노님) filed Critical 솔베이(소시에떼아노님)
Publication of KR20070068421A publication Critical patent/KR20070068421A/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/18—Carbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
    • C01F11/18—Carbonates
    • C01F11/182—Preparation of calcium carbonate by carbonation of aqueous solutions and characterised by an additive other than CaCO3-seeds
    • C01F11/183—Preparation of calcium carbonate by carbonation of aqueous solutions and characterised by an additive other than CaCO3-seeds the additive being an organic compound
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/50—Agglomerated particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00—Particle morphology
    • C01P2004/60—Particles characterised by their size
    • C01P2004/64—Nanometer sized, i.e. from 1-100 nanometer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12—Surface area

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Paper (AREA)

Abstract

하기 요건을 충족시키고, 하나 초과의 탄소 원자를 포함하는 비이온성 화합물로부터 선택되는 첨가제를 포함하며, 상기 첨가제의 함량이 탄산칼슘에 대해 0.4 중량% 초과인, 침전 탄산칼슘 입자의 수성 현탁액 :
dp ≤ D50 ≤ q.dp
[식 중,
dp 는 Lea-Nurse 방법에 의해 측정된, 입자의 평균 직경 (nm) 이고,
D50 은 분포 (침강 기술에 의해 측정됨) 중 50% 는 더 작고, 분포 중 50% 는 더 큰, 입자의 직경 (nm) 이고,
q 는 1.0 내지 20.0 의 수임].

Description

조절된 상태의 응집을 나타내는 탄산칼슘 입자를 포함하는 현탁액 {SUSPENSIONS COMPRISING CALCIUM CARBONATE PARTICLES EXHIBITING A CONTROLLED STATE OF AGGREGATION}
본 발명은 탄산칼슘 입자를 포함하는 수성 현탁액에 관한 것이다.
본 발명은 더욱 특히 탄산칼슘 입자가 조절된 상태의 응집을 나타내는 현탁액, 상기 현탁액의 제조 방법 및 상기 현탁액의 다양한 분야에서의 용도에 관한 것이다.
수성 탄산칼슘 현탁액을 제조하는데 다양한 방법이 이용가능하다.
상기 현탁액은 예를 들어, 천연 탄산칼슘을 건조 분쇄하고, 이어서 이것을 물에 현탁시킴으로써 수득될 수 있다. 물에서 바로 분쇄할 수도 있다. 그러나, 상기 방법에서, 침강 방법에 의해 수득되는 바와 같은 입자 응집물의 크기 분포는 광범위하다. 좁은 분포를 얻기 위해서는, 체질 (sieving) 단계에 의지하는 것이 필요할 수 있다. 체질은 시간 및 에너지 면에서 추가 비용을 초래한다. 더욱이, 상기 체질 조작은 입자 크기 분획의 불필요한 방출을 초래할 수 있고, 따라서 출발 물질의 손실을 가져올 수 있다.
수성 탄산칼슘 현탁액은 또한 칼슘 화합물을 포함하는 용액 또는 현탁액으로 부터 출발하는 침전 방법에 의해 수득될 수 있다. 일반적으로, 상기 방법에 의해 수득되는 응집물의 크기 분포는 상당히 광범위하다.
상기 방법에서, 응집물의 조성, 즉 응집물을 구성하는 개개 입자의 수는 조절되지 않는다.
탄산칼슘 현탁액은 일반적으로 특히, 페인트, 코팅, 플라스틱, 제지, 약제, 미용 및 식품 분야와 관련된 다양한 분야에서 사용된다. 상기 현탁액 내에 다양한 크기를 가진 탄산칼슘 응집물이 있는 것은, 탄산칼슘의 불량한 분산을 초래하여, 생성 조성물의 특성을 저하시킬 수 있다.
메탄올의 존재 하에서의 석회유의 탄산염화는 문헌 EP　0　459　339　A1 에서 수행된다. 상기 방법은 실제로 응집물이 없는 탄산칼슘의 현탁액을 수득하는 것을 가능하게 한다. 조절된 크기 및 조성의 응집물을 수득하는 것을 가능하게 하지는 않는다. 그러한 점에서, 응집물의 최적 크기 및 최적 조성은 예상되는 용도의 유형에 따라 다양하다.
따라서, 현재의 문제점은, 응집물의 크기가 개개 입자의 크기를 여러 배 더 큰 크기로까지 조절될 수 있는 이용가능한 탄산칼슘 현탁액을 제조하는 것이다.
따라서, 본 발명은 탄산칼슘 입자가 조절된 상태의 응집을 나타내는 침전 탄산칼슘 입자의 현탁액을 제공하는 것을 목표로 한다.
본 발명은 또한 탄산칼슘 입자가 조절된 상태의 응집을 나타내는 침전 탄산칼슘 입자의 현탁액의 제조 방법을 제공하는 것을 목표로 한다.
본 발명은 또한 탄산칼슘 입자가 조절된 상태의 응집을 나타내는 침전 탄산칼슘 입자의 현탁액의 용도를 목표로 한다.
마지막으로, 본 발명은 침전 탄산칼슘 입자의 현탁액의 제조 시 응집 상태를 조절하기 위한 하나 초과의 탄소 원자를 포함하는 비이온성 화합물로부터 선택되는 첨가제의 용도를 목표로 한다.
탄산칼슘 침전용 매질에 하나 초과의 탄소 원자를 포함하는 비이온성 화합물을 소정량 첨가하면, 탄산칼슘 현탁액 내의 입자 응집물의 크기를 조절하는 것이 가능하다는 것이 이제 밝혀졌다.
결과적으로, 본 발명은 하기 요건을 충족시키고, 하나 초과의 탄소 원자를 포함하는 비이온성 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 포함하며, 상기 첨가제의 함량이 탄산칼슘에 대해 0.4 중량% 초과인, 침전 탄산칼슘 입자의 수성 현탁액에 관한 것이다 :
dp ≤ D50 ≤ q.dp
[식 중,
dp 는 Lea-Nurse 방법에 의해 측정된, 입자의 평균 직경 (nm) 이고,
D50 은 분포 (침강 기술에 의해 측정됨) 중 50% 는 더 작고, 분포 중 50% 는 더 큰, 입자의 직경 (nm) 이고,
q 는 1.0 내지 20.0 의 수임].
본 발명에 따른 현탁액에 포함된 침전 탄산칼슘은 이산화탄소 (탄산염화 방법) 또는 알칼리 탄산염 (가성화 방법) 과 함께 석회유로부터 출발하거나 또는 알칼리 탄산염의 첨가에 의해 염화칼슘을 포함하는 용액으로부터 출발하는 탄산칼슘의 침전에 의해 수득될 수 있다.
침전 탄산칼슘의 현탁액은 일반적으로 9 이하, 바람직하게는 8 이하 및 더욱 특히 7.5 이하의 pH 를 나타낸다. 침전 탄산칼슘의 현탁액은 보통 5 이상, 더욱 특히 6 이상의 pH 를 나타낸다. 7 이상의 pH 가 매우 특히 바람직하다.
침전 탄산칼슘의 현탁액은 일반적으로 1000　중량 ppm 이하, 바람직하게는 100　중량 ppm 이하 및 더욱 특히 50　중량 ppm 이하의 나트륨 함량을 나타낸다. 침전 탄산칼슘의 현탁액은 보통 10　중량 ppm 이상, 더욱 특히 20　중량 ppm 이상의 나트륨 함량을 나타낸다. 30　중량 ppm 이상의 나트륨 함량이 매우 특히 바람직하다.
본 발명의 내용에서 바람직한 수단에 따르면, 침전 탄산칼슘은 석회유의 탄산염화에 의해 침전된 탄산칼슘이다.
탄산칼슘은 실질적으로 비정질 또는 실질적으로 결정질일 수 있다. 용어 "실질적으로 비정질" 또는 "실질적으로 결정질" 은 X-선 회절 기술에 의해 분석했을 때 탄산칼슘 중 50 중량% 초과가 비정질 또는 결정질 형태로 있다는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 실질적으로 결정질 탄산칼슘이 바람직하다. 탄산칼슘은 방해석, 바테라이트 (vaterite) 또는 아라고나이트 (aragonite), 또는 상기 결정학적인 이종 (variety) 중 둘 이상의 혼합물로 구성될 수 있다. 방해석 이종이 바람직하다.
탄산칼슘의 개개 입자의 평균 직경은 크게 다양할 수 있다. 개개 입자는 전자 현미경에 의해 관찰될 수 있는 최소의 분리된 결정체로서 정의된다. 그러나, 상기 직경은 일반적으로 1 ㎛ 이하이다. 200　nm 이하의 직경을 가진 입자가 특히 유리하고, 90　nm 이하의 직경이 바람직하다. 15　nm 이상의 직경을 가진 입자가 매우 적합하다. 30　nm 이상의 직경을 가진 입자가 특히 잘 적합하다. 개개 입자의 평균 직경은 Lea-Nurse 방법 (Standards NFX 11-601, 1974) 에 의해 측정된다. 모든 입자가 구형, 비 다공성 및 동일한 직경이라고 가정하고, 입자 사이의 접촉면을 무시하여, Lea-Nurse 방법으로부터 유래된 매식 영역 (massic area) (SM) 으로부터 dP 값을 수득한다.
dP 및 SM 사이의 관계는 하기이다 :
dP = 6/(ρ SM)
[식 중,
ρ 은 탄산칼슘의 비질량 (specific mass) 임].
탄산칼슘의 개개 입자의 응집물의 평균 직경은 크게 다양할 수 있다. 그러나, 상기 직경은 일반적으로 20　㎛ 이하, 바람직하게는 4　㎛ 이하이다. 직경이 600　nm 이하인 응집물이 특히 유리하고, 직경이 100　nm 이하인 것이 바람직하다. 직경이 15　nm 이상인 응집물이 매우 적합하다. 직경이 60　nm 이상인 응집물이 특히 잘 적합하다. 0.1 내지 300　㎛ 범위의 크기에 대해서는 Micromeritics SediGraph 5　100 측정 장치를 사용하고 (표준 ISO　13317-3), 0.01 내지 300　㎛ 범위의 크기에 대해서는 Horiba CAPA 700 측정 장치를 사용하는 (표준 ISO 13318-2) 침강 방법에 의해 측정되는 입자의 크기 분포를 바탕으로, 응집물의 평균 직경을 수득한다. 이것은 분포 (중량 기준, 침강 기술에 의해 측정됨) 중 50% 는 더 작고 분포 중 50% 는 더 큰, 개개 입자의 응집물의 직경 (D50) 이다. 어떤 한 이론에 구속되는 것을 바라지 않으면서, 응집물의 크기는 측정 방법에 근거하는 침강 현상을 정의하는 것으로 생각된다.
선행 방법 중 하나에 의해 수득된 바와 같은 크기 분포 곡선의 폭은 크게 다양할 수 있다. 상기 폭은 하기 SPAN 수에 의해 정의된다 :
SPAN = (D90-D10)/D50
[식 중,
D90 은 분포 (중량 기준, 침강 기술에 의해 측정됨) 중 90% 는 더 작고, 분포 중 10% 는 더 큰, 응집물의 직경이고,
D50 은 분포 (중량 기준, 침강 기술에 의해 측정됨) 중 50% 는 더 작고, 분포 중 50% 는 더 큰, 응집물의 직경이고,
D10 은 분포 (중량 기준, 침강 기술에 의해 측정됨) 중 10% 는 더 작고, 분포 중 90% 는 더 큰, 응집물의 직경임].
상기 수는 일반적으로 0.01 이상, 종종 0.1 이상, 및 빈번하게는 0.5 이상이다. 상기 수는 보통 1.4 이하, 바람직하게는 1.2 이하, 및 특히 바람직하게는 0.75 이하이다.
본 발명에 따른 현탁액에서, 응집물의 평균 직경 (D50) 은 일반적으로 개개 입자의 평균 직경 (dp) 과 상기 직경의 q 배수 (q.dp) 사이이다. 상기 배수는 일반적으로 20.0 이하, 특히 17.0 이하, 더욱 특히 14.0 이하, 및 매우 특히 11.0 이하의 수이다. 상기 배수는 보통 1.0 이상, 바람직하게는 1.0 초과, 특히 바람직하게는 3.0 이상, 매우 특히 바람직하게는 5.0 이상의 수이다. 8.0 이상의 q 값이 특히 양호한 결과를 제공한다.
용어 "침전 탄산칼슘 입자의 응집 상태의 조절" 은, 상기 정의된 평균 직경D50 을 특징으로 하는 상기 입자의 응집물의 크기의 조절, 상기 정의된 SPAN 수를 특징으로 하는 응집물의 크기 분포의 조절, 및 응집물의 조성을 구성하는 개개 입자의 수 및 상기 정의된 수 q 를 특징으로 하는 응집물의 조성의 조절을 의미하는 것으로 이해된다.
본 발명에 따른 현탁액에 포함된 탄산칼슘은 일반적으로 5　m2/g 이상, 유리하게는 10　m2/g 이상의 비표면적을 나타낸다. 비표면적은 더욱 유리하게는 20　m2/g 이상이다. 50　m2/g 이상의 비표면적이 특히 권고할 만하다. 비표면적은 일반적으로 100　m2/g 이하, 바람직하게는 90　m2/g 이하이고, 70　m2/g 이하의 표면적 값이 매우 특히 바람직하다. 비표면적은 표준화된 BET 방법 (표준 ISO 9277, 제 1 판, 1995-05-15) 에 의해 측정된다.
본 발명에 따른 현탁액에 포함된 탄산칼슘은 다양한 형태를 나타낼 수 있다. 개개 입자는 침상, 편삼각면체, 능면체, 구체, 판형 또는 프리즘의 형태를 가질 수 있다. 유사입방체 또는 유사구체로 감소될 수 있는 능면체 형태가 바람직하다.
현탁액 중 탄산칼슘의 농도는 일반적으로 20　g/l 이상, 바람직하게는 50　g/l 이상 및 매우 특히 150　g/l 이상이다. 상기 농도는 보통 500 g/l 이하, 및 더욱 특히 250　g/l 이하이다. 220 g/l 이하의 농도가 특히 잘 적합하다.
용어 "비이온성 화합물" 은 예를 들어 수성 탄산칼슘 현탁액과 같이 물이 있는 곳에 가져갔을 때 전하를 수송하지 않는 화합물을 의미하는 것으로 이해된다. 비이온성 화합물은 단량체성 또는 중합체성일 수 있다. 중합체성 화합물이 바람직하다. 중합체성 화합물은 천연 또는 합성 기원의 것일 수 있다. 합성 기원의 중합체성 화합물이 바람직하다. 표현 "중합체성 화합물" 은 일반적으로 허용되는 것이 사용되고, 반드시 단독중합체, 공중합체 또는 단독중합체 및/또는 공중합체의 혼화물을 말한다.
본 발명에 따른 첫번째 구현예에서, 중합체는 알킬렌 산화물과 알콜과의 축합물이다. 바람직하게는, 상기 중합체는 에틸렌 산화물과 알콜과의 축합물 (에톡시화 알콜) 이다.
용어 "에톡시화 알콜" 은 하기 화학식에 상응하는 화합물을 말하는 것으로 이해된다 :
R-(OCH2CH2)pOH.
상기 화합물에서, p 는 1 이상, 바람직하게는 5 이상 및 매우 특히 8 이상의 수일 수 있다. 이 수는 일반적으로 50 이하, 더욱 특히 20 이하이다. 수의 값이 10 이하인 것이 특히 잘 적합하다. 상기 화합물에서, R 은 1 개 이상, 바람직하게는 5 개 이상 및 더욱 특히 10 개 이상의 수의 탄소 원자를 포함하는 알킬, 아릴, 알킬아릴 또는 아르알킬기를 말할 수 있다. 이 수는 일반적으로 30 이하, 더욱 특히 20 이하이다. 수의 값이 15 이하인 것이 특히 잘 적합하다. 하기 화학식에 상응하는 화합물이 특히 바람직하다 :
C8H17-φ-(OCH2CH2)9.5OH
(식 중, φ 는 페닐 라디칼을 나타냄). 상기 화합물은 Triton
Figure 112007031386800-PCT00001
X 100 이라는 상표명으로 판매된다.
본 발명에 따른 두번째 구현예에서, 중합체는 폴리알킬렌 글리콜이다. 바람직하게는, 상기 중합체는 알킬렌 산화물 기재의 공중합체이다. 에틸렌 산화물 및 프로필렌 산화물 기재의 공중합체가 특히 바람직하다. 블록 공중합체가 매우 특히 바람직하다. 삼블록 공중합체가 특히 잘 적합하다. 용어 "에틸렌 산화물 및 프로필렌 산화물 기재의 삼블록 공중합체" 는 하기 화학식의 화합물을 나타내는 것으로 이해된다 :
HO[(CH2CH2O)l(CH2CH(CH3)O)m(CH2CH2O)n]H.
상기 화학식에서, l 및 n 은 1 이상, 더욱 특히 10 이상 및 매우 특히 20 이상의 동일하거나 또는 동일하지 않은 수일 수 있다. 상기 수는 일반적으로 200 이하, 더욱 구체적으로는 175 이하일 수 있다. 150 이하의 수가 매우 적합하다.
상기 화학식에서, m 은 일반적으로 1 이상, 더욱 구체적으로는 10 이상 및 매우 특히 15 이상의 수이다. 상기 수는 일반적으로 150 이하, 더욱 구체적으로는 100 이하이다. 60 이하의 수가 매우 적합하다.
l = n = 42 이고 m = 16, l = n = 77 이고 m =30, l　= n = 25 이고 m = 56, l = n = 37 이고 m = 56, 및 l = n = 148 이고 m = 56 인 블록 공중합체가 특히 잘 적합하다. 상기 공중합체는 각각 Synperonic
Figure 112007031386800-PCT00002
F 38, F 68, P 104, P 105 및 F 108 의 상표명으로 판매된다. 하기 화학식에 상응하는 공중합체가 매우 특히 바람직하다 :
HO[(CH2CH2O)148(CH2CH(CH3)O)56(CH2CH2O)148]H (Synperonic
Figure 112007031386800-PCT00003
F 108).
에틸렌 산화물 및 프로필렌 산화물의 블록 공중합체는 보통 1000　g/mol 이상, 바람직하게는 2000　g/mol 이상, 특히 바람직하게는 3000 g/mol 이상 및 매우 특히 바람직하게는 3500 g/mol 이상의 평균 몰 질량을 갖는다. 상기 평균 몰 질량은 보통 200　000　g/mol 미만, 더욱 구체적으로는 100　000 g/mol 이하이다. 20　000　g/mol 미만의 값이 특히 잘 적합하다. 평균 몰 질량이 16　200　g/mol 인 에틸렌 산화물 및 프로필렌 산화물의 블록 공중합체가 특히 양호한 결과를 제공한다.
에틸렌 산화물 및 프로필렌 산화물의 블록 공중합체는 일반적으로 10　몰% 이상, 바람직하게는 45　몰% 이상 및 매우 특히 바람직하게는 80　몰% 이상의 에틸렌 산화물 함량을 갖는다. 상기 함량은 99　몰% 미만, 더욱 구체적으로는 95　몰% 이하이다. 90　몰% 미만의 값이 특히 잘 적합하다. 에틸렌 산화물 함량이 84　몰% 인 에틸렌 산화물 및 프로필렌 산화물의 블록 공중합체가 특히 양호한 결과를 제공한다.
현탁액 중 첨가제의 함량은 일반적으로 0.5　g/l 이상, 바람직하게는 1.0　g/l 이상 및 매우 특히 바람직하게는 2.5　g/l 이상이다. 상기 함량은 보통 6.0　g/l 이하, 더욱 구체적으로는 4.5 g/l 미만이다. 4.0　g/l 이하의 함량이 특히 잘 적합하다.
건조 탄산칼슘의 양에 대해, 첨가제의 양은 일반적으로 0.4 중량% 초과, 바람직하게는 0.75 중량% 이상 및 매우 특히 바람직하게는 1 중량% 초과이다. 상기 함량은 보통 4 중량% 이하, 더욱 구체적으로는 3.5 중량% 미만이다. 3 중량% 이하의 함량이 특히 잘 적합하다.
첨가제는 탄산칼슘 입자의 표면에 부분적으로 흡착될 수 있다.
본 발명은 또한 하기 요건을 충족시키는 침전 탄산칼슘 입자의 현탁액의 제조 방법에 대한 것으로서, 상기 침전 탄산칼슘은 하나 초과의 탄소 원자를 포함하는 비이온성 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제의 존재 하에, 이산화탄소를 포함하는 기체에 의한 석회유의 탄산염화에 의해 수득되며, 상기 첨가제의 함량은 0.4 중량% 초과이다 :
dp ≤ D50 ≤ q.dp
[식 중,
dp 는 Lea-Nurse 방법에 의해 측정된 입자의 평균 직경 (nm) 이고,
D50 은 분포 (침강 기술에 의해 측정됨) 중 50% 는 더 작고 분포 중 50% 는 더 큰, 입자의 직경 (nm) 이고,
q 는 1.0 내지 20.0 사이의 수임].
본 발명에 따른 현탁액의 제조 방법에 따르면, 상기 정의된 첨가제는 탄산칼슘 침전용 매질에 첨가된다. 첨가제는 침전 반응 중 어떠한 때에나 첨가될 수 있는데, 즉 침전 전 또는 침전 중에 첨가될 수 있다. 첨가제는 침전의 종료 전에 첨가된다. 첨가제의 첨가는 침전 매질의 전도성 또는 침전 매질의 pH 의 급작스런 변화와 같은 다양한 방법으로 검출될 수 있다.
첨가제는 고체, 액체, 용액, 현탁액 또는 에멀젼 형태로 탄산염화 매질에 도입될 수 있다.
탄산칼슘이 석회유의 탄산염화에 의해 침전되는 경우, 이산화탄소를 포함하는 기체를 석회유에 도입하기 시작 전에, 또는 이산화탄소를 포함하는 기체를 석회유에 도입하기 시작한 후에 첨가제를 도입하는 것이 바람직하다. 이산화탄소를 포함하는 기체의 석회유로의 도입 시작 및 첨가제 첨가 시작 사이에 경과된 시간은 40 분 이하, 바람직하게는 20 분 이하, 매우 특히 바람직하게는 10 분 이하일 수 있다. 5 분 이하의 시간이 특히 잘 적합하다. 이산화탄소를 포함하는 기체를 석회유에 도입하기 전에 비이온성 화합물을 첨가하는 것이 매우 특히 바람직하다.
본 발명의 내용에서 특히 바람직한 수단에 따르면, 탄산칼슘은 이산화탄소를 포함하는 기체로 석회유를 탄산염화시킴으로써 침전된다. 상기 바람직한 방법에서, 석회유는 일반적으로 물 중에서 미세한 생석회 입자의 분산에 의해 수득된다.
석회유 중 수산화칼슘의 함량은 일반적으로 10 g (생석회 CaO)/l 이상, 바람직하게는 50 g/l 이상 및 특히 바람직하게는 100 g/l 이상이다. 상기 함량은 보통 750 g/l 이하, 바람직하게는 500 g/l 이하 및 특히 바람직하게는 250 g/l 이하이다.
이산화탄소를 포함하는 기체는 석회석, 발전소 기체 또는 액체 CO2 용기로부터 산화칼슘을 생성하는 석회 가마로부터 생성될 수 있다. 이산화탄소를 포함하는 기체는 유리하게는 리치 가스 (rich gas), 특히 석회 가마 기체이다.
기체 중 이산화탄소 함량은 일반적으로 10 부피% 이상, 바람직하게는 20 부피% 이상 및 매우 특히 바람직하게는 25 부피% 이상이다. 이 함량은 보통 100 부피% 이하, 더욱 구체적으로는 60 부피% 이하이다. 40 부피% 이하의 함량이 특히 잘 적합하다.
이산화탄소를 포함하는 기체의 유속은 일반적으로 0.5　m3/h 이상, 바람직하게는 1　m3/h 이상 및 매우 특히 바람직하게는 5　m3/h 이상이다. 상기 유속은 보통 50　m3/h 이하, 더욱 구체적으로는 30　m3/h 이하이다. 25　m3/h 이하의 유속이 특히 잘 적합하다.
상기 유속은 보통 탄산염화 반응을 수행하는데 사용되는 장비의 크기 및 유형에 의존한다.
탄산염화의 기간은 일반적으로 0.1　초 이상, 바람직하게는 10　분 이상 및 매우 특히 바람직하게는 25 분 이상이다. 상기 기간은 보통 200 분 이하, 더욱 구체적으로는 170 분 이하이다. 160 분 이하의 기간이 특히 잘 적합하다.
탄산염화 온도는 일반적으로 2℃ 이상, 바람직하게는 10℃ 이상 및 매우 특히 바람직하게는 20℃ 이상이다. 상기 온도는 보통 80℃ 이하, 더욱 구체적으로는 65℃ 이하이다. 40℃ 이하의 온도가 특히 잘 적합하다.
따라서, 본 발명에 따른 현탁액은 제지, 페인트, 코팅, 잉크, 플라스티졸, 중합체, 약학적 생성물, 미용 제품 및 식료품에서 첨가제로서 사용될 수 있다.
하기 실시예는 청구의 범위를 제한하지 않으면서, 본 발명을 예시하기 위해 제공된 것이다.
실시예 1
30 부피% 의 CO2 를 포함하는 이산화탄소 기체의 스트림을 20℃ 의 온도에서, 생석회 (CaO) 농도가 150　g/l 인 석회유 및 함량이 2　g/l 인 Synperonic
Figure 112007031386800-PCT00004
F108 을 포함하는 20　l 반응기에 3.6　m3/h 의 유속으로 도입하였다. 대략 35 분 후에, 수산화칼슘 100% 가 탄산칼슘으로 전환되었다.
침전 탄산칼슘을 여과제거한 다음, 50℃ 에서 5　시간 동안 건조시켰다.
현탁액 중 개개 입자의 응집물의 크기 분포를 침강 방법 (Micromeritics Sedigraph 5　100 및 Horiba CAPA 700) 에 의해 측정하였다.
Micromeritics Sedigraph 5　100 장치를 사용하여 측정하기 위해서는, 샘플의 제조가 하기와 같다. Micromeritics 의 MasterTech 51 자동 제조기를 사용하였다. 나트륨 헥사메타포스페이트 2　g/L 를 함유하는 탈이온수 30 mL 를 탄산칼슘 입자 현탁액 20 mL 에 첨가하였다. 생성 혼합물을 210 초 동안 기계 교반하고, 180 초 동안 초음파 처리하였다 (20 kHz, 50 W).
Horiba CAPA 700 장치를 사용하여 측정하기 위해서는, 탄산칼슘 입자 현탁액을 그대로 사용하고, 분 당 960 회전의 회전 속도에서 측정하였다.
BET 방법을 사용하여 건조 생성물의 비표면적을 측정하였다.
개개 입자의 크기를 Lea-Nurse 방법에 의해 측정하였다.
실시예 2
Synperonic
Figure 112007031386800-PCT00005
F108 함량이 3.2　g/l 인 것을 제외하고는, 실시예　1 의 조건을 반복하였다.
실시예 3
Synperonic
Figure 112007031386800-PCT00006
F108 함량이 4　g/l 인 것을 제외하고는, 실시예　1 의 조건을 반복하였다.
실시예 4
화합물 Synperonic
Figure 112007031386800-PCT00007
F108 을 이산화탄소를 포함하는 기체의 도입 시작 3 분후에 첨가하는 것을 제외하고는, 실시예　1 의 조건을 반복하였다.
실시예 5
화합물 Synperonic
Figure 112007031386800-PCT00008
F108 을 이산화탄소를 포함하는 기체의 도입 시작 3 분 후에 첨가하는 것을 제외하고는, 실시예　2 의 조건을 반복하였다.
실시예 6
화합물 Synperonic
Figure 112007031386800-PCT00009
F108 을 이산화탄소를 포함하는 기체의 도입 시작 3 분 후에 첨가하는 것을 제외하고는, 실시예　3 의 조건을 반복하였다.
실시예 7 - 비교예
첨가제 Synperonic
Figure 112007031386800-PCT00010
F108 을 첨가하지 않는다는 것을 제외하고는, 실시예 1 의 조건을 반복하였다.
반응의 종료 시의 개개 입자의 크기 (dp) 및 응집물의 크기 (D50), 및 응집물에 대한 크기 분포 곡선의 폭 (SPAN) 측정치, 및 BET 비표면적을 하기 표에 나타내었다.
실시예 1 2 3 4 5 6 7
dp (nm) 55 55 55 55 55 55 55
D50 (nm) 1000 300 55 500 150 55 2750
SPAN 1.12 0.65 0.63 1.04 0.62 0.60 1.43
SBET (㎡/g) 25 25 25 25 25 25 25

Claims (11)

  1. 하기 요건을 충족시키고, 하나 초과의 탄소 원자를 포함하는 비이온성 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제를 포함하며, 상기 첨가제의 함량이 탄산칼슘에 대해 0.4 중량% 초과인, 침전 탄산칼슘 입자의 수성 현탁액 :
    dp ≤ D50 ≤ q.dp
    [식 중,
    dp 는 Lea-Nurse 방법에 의해 측정된, 입자의 평균 직경 (nm) 이고,
    D50 은 분포 (침강 기술에 의해 측정됨) 중 50% 는 더 작고, 분포 중 50% 는 더 큰, 입자의 직경 (nm) 이고,
    q 는 1.0 내지 20.0 의 수임].
  2. 제 1 항에 있어서, 첨가제가 알킬렌 산화물과 알콜의 축합물 및 폴리알킬렌 글리콜로부터 선택되는 현탁액.
  3. 제 2 항에 있어서, 첨가제가 에틸렌 산화물과 프로필렌 산화물 기재의 삼블록 공중합체 또는 하기 화학식의 화합물인 현탁액 :
    R-(OCH2CH2)pOH
    [식 중,
    p 는 1 내지 50 의 수이고,
    R 은 1 내지 30 개의 탄소 원자를 포함하는 알킬, 아릴, 알킬아릴 또는 아르알킬기를 나타냄].
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 첨가제의 함량이 탄산칼슘에 대해, 4 중량% 이하인 현탁액.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 현탁액 중 탄산칼슘의 함량이 220　g/l 이하, 20　g/l 이상인 현탁액.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 탄산칼슘 입자가 10　m2/g 이상, 100　m2/g 이하의 비표면적을 나타내는 현탁액.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 탄산칼슘이 방해석인 현탁액.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 현탁액의 제조 방법으로서, 상기 침전 탄산칼슘은, 하나 초과의 탄소 원자를 포함하는 비이온성 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 첨가제의 존재 하에, 이산화탄소를 포함하는 기체에 의한 석회 유의 탄산염화에 의해 수득되고, 상기 첨가제의 함량은 탄산칼슘에 대해 0.4 중량% 초과인 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 이산화탄소를 포함하는 기체의 도입 전에 첨가제를 석회유에 첨가하는 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 따른 현탁액의, 제지, 페인트, 코팅, 잉크, 플라스티졸, 중합체, 약학적 생성물, 미용 제품 및 식료품에서 첨가제로서의 용도.
  11. 하나 초과의 탄소 원자를 포함하는 비이온성 화합물로부터 선택되는 첨가제의, 침전 탄산칼슘 입자의 현탁액의 제조에서 응집 상태를 조절하기 위한 용도.
KR1020077009426A 2004-10-25 2005-10-24 조절된 상태의 응집을 나타내는 탄산칼슘 입자를 포함하는현탁액 KR20070068421A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR04/11378 2004-10-25
FR0411378A FR2876999B1 (fr) 2004-10-25 2004-10-25 Suspensions contenant des particules de carbonate de calcium presentant un etat d'agregation controle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20070068421A true KR20070068421A (ko) 2007-06-29

Family

ID=34950924

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077009426A KR20070068421A (ko) 2004-10-25 2005-10-24 조절된 상태의 응집을 나타내는 탄산칼슘 입자를 포함하는현탁액

Country Status (12)

Country Link
US (1) US20070287758A1 (ko)
EP (1) EP1807350A1 (ko)
JP (1) JP2008517866A (ko)
KR (1) KR20070068421A (ko)
CN (1) CN101048343A (ko)
AR (1) AR054701A1 (ko)
BR (1) BRPI0517439A (ko)
CA (1) CA2583816A1 (ko)
FR (1) FR2876999B1 (ko)
RU (1) RU2007119389A (ko)
TW (1) TW200628404A (ko)
WO (1) WO2006045768A1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1657278A1 (en) 2004-11-12 2006-05-17 SOLVAY (Société Anonyme) Coated particles of calcium carbonate having a high specific surface
CN101090949B (zh) 2004-12-22 2013-06-05 索尔维公司 碱土金属碳酸盐的耐酸粒子
FR2881957B1 (fr) 2005-02-16 2008-08-08 Solvay Comprimes comprenant une substance biologiquement active et un excipient
WO2008068319A1 (en) * 2006-12-07 2008-06-12 Solvay (Societe Anonyme) Coated alkaline-earth metal carbonate particles, process for manufacturing such particles and plastic compositions containing such particles
JP5467276B2 (ja) * 2007-12-25 2014-04-09 学校法人日本大学 ナノサイズ炭酸カルシウムの製造法
JP6146848B2 (ja) * 2011-02-28 2017-06-14 ソリューションズ アイイーエス インコーポレイテッド 土壌及び地下水改質のための現場でのｐＨ調節
JO3752B1 (ar) 2011-06-10 2021-01-31 Schweitzer Mauduit Int Inc مواد تبغ تحتوي على جسيمات دقيقة من كربونات الكالسيوم غير متساوية القياس
JP6296984B2 (ja) * 2011-10-05 2018-03-20 ソルヴェイ（ソシエテ アノニム） 沈降炭酸カルシウム粒子及びその使用
PL2623467T3 (pl) * 2012-02-03 2017-01-31 Omya International Ag Sposób wytwarzania wodnego roztworu zawierającego co najmniej jeden wodorowęglan metali ziem alkalicznych i jego zastosowanie
EP3156369B1 (en) * 2015-10-16 2018-07-11 Omya International AG High solids pcc with copolymeric additive

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000058217A1 (en) * 1999-03-31 2000-10-05 Minerals Technologies Inc. Process for the preparation of discrete particles of calcium carbonate
ES2223336T3 (es) * 2000-04-14 2005-03-01 SCHAEFER KALK GMBH & CO. KG Procedimiento para fabricar carbonato calcico calcitico estable en forma de plaquetas.
FR2826950B1 (fr) * 2001-07-04 2004-09-10 Solvay Procede pour l'obtention de particules de carbonate de calcium precipite structurees a l'echelle nanometrique
FR2862308B1 (fr) * 2003-11-14 2008-02-15 Solvay Procede de fabrication d'une resine synthetique et resine synthetique obtenue au moyen de ce procede
CN101090949B (zh) * 2004-12-22 2013-06-05 索尔维公司 碱土金属碳酸盐的耐酸粒子
FR2881957B1 (fr) * 2005-02-16 2008-08-08 Solvay Comprimes comprenant une substance biologiquement active et un excipient
FR2891546B1 (fr) * 2005-10-04 2010-09-03 Solvay Utilisation de particules de carbonate de calcium dans des compositions polymeriques transparentes, compositions polymeriques transparentes et procede de fabrication de ces compositions

Also Published As

Publication number Publication date
FR2876999B1 (fr) 2007-11-09
BRPI0517439A (pt) 2008-10-07
CA2583816A1 (en) 2006-05-04
EP1807350A1 (en) 2007-07-18
TW200628404A (en) 2006-08-16
AR054701A1 (es) 2007-07-11
CN101048343A (zh) 2007-10-03
WO2006045768A1 (en) 2006-05-04
FR2876999A1 (fr) 2006-04-28
JP2008517866A (ja) 2008-05-29
RU2007119389A (ru) 2008-11-27
US20070287758A1 (en) 2007-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20070068421A (ko) 조절된 상태의 응집을 나타내는 탄산칼슘 입자를 포함하는현탁액
JP6114252B2 (ja) 吸着性が改善された粒子表面を有する炭酸カルシウム材料の製造方法
WO2016115386A1 (en) A controlled process for precipitating calcium carbonate
US20090124745A1 (en) Particles of Precipitated Calcium Carbonate, Process For Making The Particles And Use Of The Particles As Filler
EP2871159A1 (en) Process for improving the particle size distribution of a calcium carbonate-containing material
TW201429874A (zh) 用於得到沉殿的碳酸鈣的方法
EP2644568B1 (en) Dispersed calcium carbonate containing material for an improved stability under alkaline conditions
GB2317167A (en) Preparing calcium carbonate particles of uniform size
US11872294B2 (en) Preparation of silica-coated calcium carbonates with increased surface area and mesoporosity
US20180170765A1 (en) Production of precipitated calcium carbonate
FI105545B (fi) Saostettu kalsiumkarbonaatti
JP2019043809A (ja) アラゴナイト型軽質炭酸カルシウム及びその製造方法
JP2006124198A (ja) 炭酸ストロンチウム微粒子
JP4282508B2 (ja) 炭酸カルシウムの製造方法
EP4230691A2 (en) Precipitated calcium carbonate, a method for its manufacture and uses thereof
KR100404457B1 (ko) 중화제용 수산화 마그네슘 현탁용액의 제조방법
TWI551546B (zh) 具有改善之亮度的自紙漿研磨廢料沈澱的碳酸鈣，其製造方法及其應用
EP1674533A1 (en) Acid resistant particles of an alkaline earth metal carbonate

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid