KR20080047474A

KR20080047474A - 특정한 경사도 인자를 갖는 ｇｃｃ형과 ｐｃｃ형의공연마된 탄산칼슘 물질의 제조 방법, 수득된 생성물 및이의 용도

Info

Publication number: KR20080047474A
Application number: KR1020087009144A
Authority: KR
Inventors: 크리스티안 레이너; 미카엘 폴
Original assignee: 옴야 디벨로프먼트 아게
Priority date: 2005-09-16
Filing date: 2006-09-12
Publication date: 2008-05-28
Also published as: NZ566945A; WO2007031870A1; RU2438980C2; EG27028A; CA2880965A1; US8517291B2; JP2009508793A; CN101287681B; EP2786965A2; CA2622757C; JO3069B1; IL190191A; ES2711303T3; EP2786965A3; SI2786965T1; SI1934141T1; BRPI0616066A2; AU2006290428B2; US20110196083A1; AU2006290428B9

Abstract

본 발명의 목적은 특정한 경사도(steepness) 인자 (d₃₀/d₇₀ × 100으로 정의됨, 여기서, d_x는, x 중량%의 입자가 더 미세한 곳에 대한 대등 구 직경(equivalent spherical diameter)이다)가 약 30 이상, 바람직하게는 약 40 이상, 가장 바람직하게는 약 45 이상인, GCC와 PCC를 함유하는 탄산칼슘 물질을 비용 효율적인 방식으로 수득하기 위한 방법으로서, 상기 GCC와 PCC는, 가능하게는 적어도 다른 무기질 물질과 함께, 공연마된 것인 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 다른 목적은, 수성 현탁액 형태 및 건조 생성물 형태인 상기 수득한 공연마된 탄산칼슘 물질에 있다. 본 발명의 다른 목적은 무기질 물질을 이용하는 임의 부문, 특히 종이, 페인트 및 플라스틱 공업에서 상기 생성물의 용도에 있다.

Description

특정한 경사도 인자를 갖는 ＧＣＣ형과 ＰＣＣ형의 공연마된 탄산칼슘 물질의 제조 방법, 수득된 생성물 및 이의 용도{PROCESS OF MANUFACTURING A CO-GROUND CALCIUM CARBONATE MATERIAL OF THE GCC AND PCC TYPE WITH A SPECIFIC STEEPNESS FACTOR, OBTAINED PRODUCTS AND THEIR USES}

본 발명의 목적은 GCC (중질 탄산칼슘)과 PCC (침전 탄산칼슘)를 함유하는 탄산칼슘 물질을 수득하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 이러한 물질은 많은 영역, 예를 들어 제지 공업에서 사용하기에 적당하다.

또한, 본 발명의 목적은, 특정한 경사도(steepness) 인자 (d₃₀/d₇₀ × 100으로 정의됨, 여기서, d_x는, x 중량%의 입자가 더 미세한 곳에 대한 대등 구 직경(equivalent spherical diameter)이다)가 약 30 이상, 바람직하게는 약 40 이상, 가장 바람직하게는 약 45 이상인, GCC와 PCC를 함유하는 탄산칼슘 물질을 수득하기 위한 방법을 제공하는 것이다. 이러한 물질은 그러한 물질로 코팅된 종이의 성질, 특히 광택도를 더 우수하게 하여준다.

또한, 본 발명의 목적은 경사도 인자가 약 30 이상, 바람직하게는 약 40 이상, 가장 바람직하게는 약 45 이상인 GCC와 PCC를 함유하는 탄산칼슘 물질을 비용 효율적인 방식으로 수득하기 위한 방법으로서, 여기서 GCC와 PCC는 가능하게는 적 어도 다른 무기질(mineral) 물질과 함께 공연마된 것인 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 상기 방법을 통해 수득한 공연마된 탄산칼슘 물질 (즉, 공연마된 GCC와 PCC를 함유하는 수성 무기질 슬러리 및 공연마된 GCC와 PCC를 함유하는 건조 생성물)에 있다.

본 발명의 다른 목적은 무기질 물질을 이용하는 임의 부문, 특히 종이, 페인트 및 플라스틱 공업에서 상기 생성물의 용도에 있다.

많은 유형의 무기질이 제지 공업용 종이 코팅 제형물에 사용된다. 전통적으로 점토가 다른 무기질 안료에 비해 가격이 낮기 때문에 이러한 목적으로 사용되어 왔다.

탄산칼슘(CaCO₃)는 안료의 코팅 및 충전용으로 사용되며, 특히 최종 생성물의 광학적 성질 중 일부, 예컨대 광택도, 불투명도 또는 휘도를 개선시키는 것으로 알려져있다. 탄산칼슘은, GCC로 칭해지는 중질 또는 천연 탄산칼슘 또는 PCC로 칭해지는 침전 탄산칼슘의 2가지 유형일 수 있다.

중질 탄산칼슘은 천연 공급원, 예컨대 석회석, 대리석 또는 백악(chalk)로부터 수득되고 연마와 같은 처리를 통해 가공된 탄산칼슘이다. 침전 탄산칼슘은 통상적으로 수성 환경 중에서 이산화탄소와 석회의 반응 후 침전에 의해 수득되는 합성 물질이다. 상기 PCC는 능면체 및/또는 편삼각면체 및/또는 아라고나이트일 수 있다. 당업자의 요구에 따라, 이러한 GCC 또는 PCC를, 예를 들어 스테아린을 사용하 여, 추가적으로 표면 처리할 수 있다.

수년 동안, 코팅지의 최종 성질을 보다 정확하게 조절하기 위해서는 GCC와 PCC 모두가 종이 코팅 제형물에 존재하는 것이 중요할 수 있기 때문에, 당업자에게 GCC와 PCC를 함유하는 무기질 슬러리를 공급하는 것에 대한 요구가 있어왔다. 제지 공업에서 천연 탄산칼슘와 침전 탄산칼슘 모두를 사용하는 것에 대한 간행물로는 예를 들어, "PCC 또는 GCC, 알칼리 전환에서 탄산칼슘 선택을 결정하는 인자들(PCC or GCC, factors determining calcium carbonate choice in alkaline conversion)" (1995년 11월, 28차 펄프 및 페이퍼 연례 회의(Pulp and Paper Annual Meeting)에 이어 간행됨), 및 "비(非)코팅 및 코팅 백상지용 1차 충전제로서 GCC 대 PCC(GCC vs. PCC as the primary filler for uncoated and coated wood-free paper)"(Tappi Journal 2000, 83(5), pp 76)이 포함되며, 상기 간행물은 제지 공업에 사용하기 위한 PCC/GCC 배합물의 성질을 언급한다. "백악: 고충전 시트용 탄산칼슘(Chalk : a calcium carbonate for the high-filled sheet)" (TAPPI Proceedings, April 5-8 1992, Papermakers Conference, Book 2, Opryland Hotel, Nashville TN, , TAPPI Press, pp. 515-520)에서, 저자는 PCC와 관련된 결점은 이 무기질을 다른 충전제, 예컨대 GCC와 함께 사용함으로써 극복될 수 있다고 제안한다. 마지막으로, "탄산칼슘 안료를 사용한 구조물의 코팅, 및 종이와 인쇄물 광택에 대한 이의 영향(Coating structure with calcium carbonate pigments and its influence on paper and print gloss)" (Pulp & Paper Canada, 2004, 105(9), pp. 43-46)에서는, GCC와 PCC를 포함하는 상이한 안료 배합물이 인쇄물 광택도 및 광택도를 포함한 종 이 성질에 미치는 영향을 조사하였다. 본 출원인이 이들 간행물을 본 발명의 배경기술에 속하는 것으로 여긴 이유는, 이들 간행물은 제지 공업에서의 사용을 위해 GCC와 PCC의 혼합물을 수득하는 것이 필요하다는 점을 증명하는 것이기 때문임을 분명히 한다. 그러나, 이들 간행물 중 어느 것도, 본 발명의 목적 중 하나인 GCC와 PCC 모두의 공연마물, 및 특정 경사도 인자를 갖는 공연마 생성물을 수득하는 다른 가능성을 교시하거나 나타내지 않는다.

코팅지의 최종 성질 중 일부를 개선시키는 것에 대한 당업자들의 요구에 추가하여, 최종 생성물의 광학 성질 중 일부, 예컨대 광택도를 개선시키는 것에 대한 추가의 요구도 있다. 이러한 요구에 직면하여, 당업자들은 종이 코팅 제형물에 사용되는 무기질 물질의 "경사도 인자"가 중요한 주요 범주이고, 특정의 무기질 재료의 선택과 관련하여 경사도 인자의 특정 값을 선택하는 것이 코팅지의 광학적 성질을 개선시킬 수 있다는 것을 알았다. 이러한 점에서, 출원인은 경사도 인자를 정의하기 위한 통상의 방법은 (y 중량%의 입자가 더 미세한 곳에서의) d_y 대등 구 직경에 대한 (x 중량%의 입자가 더 미세한 곳에서의) d_x 대등 구 직경의 비에 100을 곱한 것임을 나타낸다. 이러한 방식으로 슬러리 형태 또는 건조 분말 입자 형태에서 소정의 무기질 재료에 대한, 상기 경사도 인자는 상응하는 입도 곡선의 경사도로 볼 수 있다.

본 분야에서 당업자라면 경량 코팅 베이스(base) 종이 및 셀룰로스계 기재(substrate)에서 사용되는 충전제 조성물 또는 종이 코팅물에서 고도의 휘도, 백 도, 및 형광도를 표적으로 하는 WO 2003/089524를 안다. 상기에서 제안된 용액은 GE 휘도가 90 이상이고 경사도 인자 (d_3O/d₇₀ × 100)가 39 이상인 함수 카올린으로 이루어진다. 상기 문헌은, 발명자의 요구사항 중 하나가 상기 무기질의 사용을 정확하게 피하는 것이기 때문에, 탄산칼슘에 관한 교시를 제공하지 않는다는 점을 주목해야 한다.

또한, 종래 기술은 단일 형태 탄산칼슘의 사용을 특정의 경사도 인자와 함께 다루고 있는 몇가지 문헌을 보여준다. EP 0 894 836은 80 내지 99 중량%가 2 ㎛ 미만의 크기이고, 50 내지 90 중량%가 1 ㎛ 미만의 크기이고, 0 내지 10 중량%가 0.2 ㎛ 미만의 크기이며, 경사도 인자 (20 중량%에서의 직경에 대한 50 중량%에서의 직경의 비)가 1.5 내지 2.0이고, 다공률이 45 내지 65%인 입자 크기 분포를 갖는 응집된 카보네이트 함유 안료, 응집 안료가 슬러리 중에서 해리되는 것을 방지하는 시판 중인 분산제, 및 물로 이루어진 슬러리를 개시한다. 본 발명은 오로지 방해석, 대리석 및 백악 형태의 천연 탄산칼슘만을 다루고, 또한, 본 발명은 분산 방법에 관한 것이고 상기 언급된 카보네이트 함유 안료의 연마를 교시하지 않는다는 점이 명백하다. US 2002 155 055은 종이에 사용하기 위한 탄산칼슘 조성물의 입자 크기 분포의 폭을 감소시키는 문제에 관한 것이나, 발명자가 인식하고 있는 바와 같이 ([0007] 참조), 중질 탄산칼슘에 과도하게 촛점을 맞추고 있다. 제안된 해결책은, 천연 탄산칼슘의 무(無)분산제 수성 현탁액을 형성시키는 단계, 상기 현탁액을 연마하여 경사도 비가 (A)인 탄산칼슘 조성물을 제조하는 단계 및 상기 현탁액을 35℃ 미만의 온도에서 숙성(aging)시켜 경사도 비 (B)가 상기 비 (A)보다 더 작은 탄산칼슘 조성물을 제조하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다. 상기 문헌에서, Sedigraph^TM을 사용하여 크기 분포를 나타낼 때, 경사도 인자는 75% 질량에서의 입자의 평균 직경을 25 질량%에서의 입자의 평균 직경으로 나눈 것으로 정의된다.

또한, 단일 형태 또는 양쪽 형태(GCC와 PCC 배합물)의 탄산칼슘의 사용을 하나 이상의 다른 무기질 물질 (특히 카올린)과 함께 다루고 각 물질의 경사도 인자 및/또는 최종 배합물의 경사도 인자를 위한 일부 특정의 값을 개시하고 있는 종래 기술의 문헌도 있다. WO 2003/093577은 종이의 광택도, 불투명도, 휘도 및 평활도를 개선시키기 위해서는, 특정한 미립자 안료가 종이 코팅 제형물에서 유용할 수 있다고 교시한다. 이러한 안료는 제1성분으로서 PCC와 제2성분으로서 형상 인자(shape factor)가 25 이상이고 경사도가 20 이상인 가공된 미립자 함수 카올린 점토, 또는 제1성분으로서 구형 입자 모양을 갖는 PCC와 제2성분으로서 형상 인자가 45 이상이고 평균 대등 입자 직경이 0.5 ㎛ 미만인 가공된 미립자 함수 카올린 점토, 또는 제1성분으로서 PCC와 형상 인자가 25 미만인 가공된 미립자 함수 카올린 점토를 함유한다. 또한, WO 2002/016509는 종이의 광학적 성질과 종이 코팅물의 인쇄성을 개선시키기 위해서는, 평균 입자 크기가 0.7 내지 3 ㎛이고 형상 인자가 60 이상인 카올린을 사용하는 것이 유리하고; 이러한 유형의 카올린은 탈크, 칼슘 술페이트 및/또는 알칼리 토금속 카보네이트와 같은 다른 충전제와 조합하여 사용할 수 있다고 교시한다. 마지막으로, WO 2000/066510은, GCC 또는 PCC일 수 있는 탄산칼슘와, 블록(block) 카올린 점토로부터 제조한 미세 카올린의 배합물을 함유하는 안료 조성물로서, 두 입자 모두는, 중앙(median) 입자 크기가 0.8 ㎛ 미만이고, 100×d₃₀/d₇₀으로 정의되는 경사도 인자가 38 미만이며, 여기서, 카올린/카보네이트 중량 비가 40/60, 바람직하게는 50/50인 안료 조성물이 코팅된 종이의 광학적 성질과 인쇄성을 개선시킬 수 있다고 교시한다. 뒷부분의 3개 문헌은 탄산칼슘(가능하게는 GCC 유형과 PCC 유형의 것)와 필수적 카올린 (본 발명의 요건이 아님)의 배합물을 사용한다고 언급하고 있지만, 이들은 PCC와 GCC를 공연마할 가능성 또는 심지어는 카올린을 1종 이상의 탄산칼슘 무기질과 함께 공연마할 가능성에 대해 교시하거나 드러내고 있지 않는다.

본 발명의 범주에 보다 가까운 것으로서, GCC와 PCC 혼합물의 사용, 특히 코팅된 종이의 광학적 성질 중 일부를 증진시키기 위한 종이 제형물 중에 사용하기 위한 GCC와 PCC 혼합물의 사용을 다루고 있는 문헌도 있다. DE 4 128 570은, 높은 불투명도, 백도와 충전제 함량을 제공하는, 특정의 입자 형상과 크기를 갖는 종이의 충전 및 코팅용 카보네이트 충전제와 안료를 개시한다. 이러한 카보네이트 충전제와 안료는 능면체형 또는 둥근형 입자 형상, 구배(gradient) 인자 (50/20 중량%에서 ㎛ 단위의 입자 직경의 비)가 1.1 내지 1.4이고, 1 ㎛보다 더 미세한 입자 %/ 0.6 ㎛보다 더 미세한 입자 %의 비 R이 8 내지 19이고, 통계상의 평균 입자 직경이 0.4 내지 1.5 ㎛이다. 마지막으로, WO 2004/059079은, 중질 탄산칼슘인 제1 안료와 침전 또는 중질 탄산칼슘인 제2 안료를 함유하는 종이에 유용한 미립자 안료 조성 물로서, 상기 제1 및 제2 안료는 상이한 크기 분포 경사도 인자 (100 × d₃₀/d₇₀)를 갖는 것인 미립자 안료 조성물을 개시한다. 보다 자세하게는, 청구된 미립자 안료 조성물은 2가지의 안료 성분을 함유한다. 첫번째 성분은 경사도 인자가 30 내지 45인 미립자 GCC 카보네이트를 함유하고, 두번째 성분은 경사도 인자가 55 내지 75이고 직경이 0.5 ㎛ 이하인 PCC 또는 경사도 인자가 40 내지 55인 GCC를 함유한다.

첫번째로, 상기 두 문헌 중 어느 것도 본 발명의 목적 중 하나인, 최종 생성물의 특정 경사도 인자를 보여주지 않는다는 것을 주목해야한다. 두번째로는, 이들 문헌 중 어느 것도 GCC와 PCC의 공연마를 교시하지 않는다. 이들 발명은 GCC와 PCC 탄산칼슘 유형 모두의 혼합을 기본으로 하고, 당업자는 새로운 문제에 부딪히게 된다는 것이 명백하다고 여겨진다. 일정의 입도분석치를 갖는 미세 연마된 PCC가 공통적으로 희망되고, 여기서, 상기 입도분석치는 건조 및/또는 수성 매질 중에서의 연마에 의해 달성된다. 그러나, 이러한 연마 단계 이후, 기계적 수단에 의해 및/또는 해응집제(de-agglomerating agent)의 첨가에 의해, 상기 생성된 미세 PCC 입자는 붕괴하고 이어서 해응집되어야 한다는 것이 관찰되었고(이와 같이 미세 연마된 PCC를 해응집하기 위한 방법은 특히, JP 2001 089 505, JP 56 104 713, US 6 143 065 또는 US 5 279 663에 개시되어 있음), 상기의 추가적 단계는 PCC 제조 공정에서의 추가적 비용지출을 의미하므로, 비용 효율적인 방식으로 상기 해응집 단계를 실시하는 것에 대한 요구가 있다. 마지막으로, 배합하기 전에 각 성분을 개별적으로 연마하는 것과는 반대되는 것으로서 GCC와 PCC를 공연마할 때, 특히, 후술되는 특정의 세리아(ceria) 함유 비드(bead)를 사용할 때, 연마 효율의 놀라운 증가 (목적하는 경사도 인자를 갖는 최종 생성물을 수득하는데 요구되는 전체적인 비에너지(specific energy)가 감소)가 목격되었다.

앞서 지적한 바와 같이, 상응하는 무기질의 경사도 인자가 코팅된 종이의 광학적 성질이 개선되도록 선택되고, 특히 GCC와 PCC를 단순 혼합하는 경우에 필수적인 고가의 추가적 PCC 해응집 단계를 피하기 위해 비용 효율적 방식으로 종이 제조에서 사용하기 위한 GCC와 PCC 모두를 함유한 무기질 슬러리를 당업자에게 제공하는 것에 대한 요구가 있다.

본 발명을 통해, 놀랍게도, 종래 기술에서 나타나는 결점이 없는, GCC와 PCC 모두를 함유하는 탄산칼슘 무기질 물질의 새로운 제조 방법이 발견되었다. 상기 방법은, 약 30% 이상, 바람직하게는 약 40% 이상, 가장 바람직하게는 약 45% 이상의 경사도 인자를 나타내는, GCC와 PCC 유형의 공연마된 탄산칼슘 물질의 제조 방법으로서, GCC와 PCC를, 가능하게는 적어도 다른 무기질 물질과 함께, 공연마하는 단계를 포함하는 제조 방법이다.

보다 자세하게는, 본 발명은 약 30 이상, 바람직하게는 약 40 이상, 가장 바람직하게는 약 45 이상의 경사도 인자를 나타내는, GCC와 PCC 유형의 공연마된 탄산칼슘 물질의 제조 방법으로서, 하기의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 제조 방법이다:

(a) 하나 이상의 탄산칼슘 물질을, 임의로는 수성 현탁액의 형태로, 제공하는 단계,

(b) GCC와 PCC를, 임의로는 적어도 다른 무기질 물질과 함께, 공연마하는 단계,

(c) 임의로, 단계 (b)에서 수득한 공연마된 탄산칼슘 물질을 스크리닝 및/또는 농축(upconcentrating)하는 단계,

(d) 임의로, 단계 (b) 또는 (c)에서 수득한 공연마된 탄산칼슘 물질을 건조하는 단계.

상기 방법은 당업자가 GCC와 PCC 모두를 함유하는 건조 생성물 형태 및/또는 수성 현탁액 형태의 공연마된 탄산칼슘 물질을 수득하도록 하여주고, 상기 물질은 특히 종이 공업에 사용될 수 있다. 또한, 약 30 이상, 바람직하게는 약 40 이상, 가장 바람직하게는 약 45 이상이어야 하는 최종 생성물의 경사도 인자에 관한 특별한 선택으로 인해, 고광택성이 코팅 종이에서 달성된다. 마지막으로, 놀랍게도, 공연마 단계에 이어서, 유의적인 추가의 PCC 해응집이 더 이상 필수적이지 않다는 것을 발견하였고, 이에 따라, 본 발명에 따른 방법은, PCC를 먼저 해중합할 것을 요구하는 GCC와 PCC 모두의 단순 혼합에 기초한 종래 기술의 방법보다 더 저가이다. 결국, 배합 이전에 각 성분을 개별 연마하는 것과는 반대로 GCC와 PCC를 공연마할 때, 특히, 후술하는 특정의 세리아 함유 비드를 사용할 때, 연마 효율의 놀라운 증가(목적하는 경사도 인자를 갖는 최종 생성물을 수득하는데 필요한 전체 비에너지의 감소)가 관찰되었다.

또한, 본 출원인은 EP 0 850 880도 언급하고자 하며, EP 0 850 880는 0.2 내지 3 ㎛ 중앙 직경의 탄산칼슘 입자를 함유하고, 혼합기에서 분산되어 슬러리의 점도를 1000 cp (25℃에서) 미만으로 하는 점도 강하제와 PCC의 혼합물을 함유하는 25 내지 75% 고체 농도의 수성 슬러리 또는 탈수 습윤 케이크를 개시하고 있다. 그 후, 상기 슬러리를 1.5 내지 30 ㎛ 중앙 직경의 건조 중질 탄산칼슘 입자와 부가혼합하여, (II)의 중량 비를 20:80 내지 80:20으로 하고 고체 농도를 60 내지 85%로 한다. 다음으로, 상기 슬러리를, 1000 cp 미만의 점도까지 혼합기에서 분산시키고, 마지막으로 샌드(sand) 연마 밀(mill)에서 연마시켜, 0.2 내지 2 ㎛ 중앙 직경의 탄산칼슘 입자를 함유하는 생성물 수성 슬러리를 얻는다. EP 0 850 880의 특허권자는, 본 발명에서 해결한 것과는 상이한 기술적 문제인, GCC 성분을 습윤 연마할 때에 부딪히는 고전단 레올로지(rheology)의 어려움에 대항하기 위한 해결책으로서 상기의 방법을 교시한다. 이와 대조적으로, 본 발명에서는, 먼저, 습윤 연마는 광택도를 손실시키지 않기에 충분하다는 점을 발견하였다. 또한, 상기 특허권자는 GCC의 건식 연마를 필요로 하는 방법을 통한 생산 공정 에너지의 임의 이익에 대해서는 전혀 언급하지 않는다. 마지막으로, 상기 특허는, 바람직한 경사도 인자가 에너지적으로 경제적인 방법에 의해 광택도를 개선시킬 수 있다는 점을 전혀 교시하지 않는다.

본 발명의 제1 목적은, 약 30 이상, 바람직하게는 약 40 이상, 가장 바람직하게는 약 45 이상의 경사도 인자를 나타내고 GCC와 PCC를 함유하는 공연마 탄산칼슘 물질의 제조 방법으로서, 하기의 단계를 포함하는 제조 방법에 있다:

(c) 임의로, 단계 (b)에서 수득한 공연마된 탄산칼슘 물질을 스크리닝 및/또는 농축하는 단계,

본 발명에 따른 방법은, 단계 (a)에서 탄산칼슘 물질을 수성 현탁액으로서 제공한다는 점, 및 상기 수성 현탁액이 20 내지 80 건조 중량%, 바람직하게는 50 내지 75 건조 중량%, 가장 바람직하게는 50 내지 70 건조 중량%의 탄산칼슘을 함유한다는 점을 특징으로 한다. 상기 수성 현탁액은, 습윤 케이크 형태의 탄산칼슘 물질 분산액으로부터 얻어질 수 있다.

특정 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 방법은 또한, 수성 현탁액 형태로 제공되는 탄산칼슘 물질이 GCC라는 점을 특징으로 한다.

특정의 구현예에서, 습윤 연마된 천연 탄산칼슘을 단계 (b) 이전에 습식 선광 단계로 가하여, 불순물, 예컨대 실리케이트 불순물을, 예를 들어, 포말 부유선광에 의해 제거할 수 있다.

또한, 다른 구현예에서, 본 발명에 따른 방법은 단계 (c)를 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 다른 구현예에서, 본 발명에 따른 방법은 단계 (d)를 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 보다 일반적으로는, 본 발명에 따른 방법은 단계 (b) 동안의 GCC와 PCC 공연마를 수성 매질 중에서 수행하는 것을 특징으로 하며, 여기서, 탄산칼슘의 농도는 20 내지 80% (탄산칼슘의 건조 중량%), 바람직하게는 50 내지 75%, 가장 바람직하게는 50 내지 70% 범위이다.

또한, 본 발명에 따른 방법은, 전체 건조 무기질 물질에 대한 중량%로 하여 0 내지 2%, 바람직하게는 0.2 내지 1.4%, 가장 바람직하게는 0.5 내지 1.2%의 범위인 하나 이상의 분산 및/또는 연마 조제(aid agent)를 단계 b)에서의 공연마 전에, 공연마 동안에 또는 공연마 이후에 첨가할 수 있는 것을 특징으로 한다.

당업자라면 달성하기를 원하는 성질의 함수로서 분산 및/또는 연마 조제를 선택할 것이다. 당업자는, 예를 들어, (메트)아크릴산의 단독중합체 및/또는 (메트)아크릴산과 다른 수용성 단량체와의 공중합체로서, 전체적으로 또는 부분적으로 중화된 단독- 및 공중합체를 사용할 수 있다.

상기 분산제는, 25℃에서 측정했을 때 3000 mPaㆍs 미만, 바람직하게는 1000 mPaㆍs 미만의 안정한 Brookfield^TM 점도를 얻기 위해 첨가될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 방법은, 단계 (b) 동안의 GCC와 PCC 공연마를 탈크, 점토, Al₂O₃, TiO₂ 또는 이의 혼합물 중에서 선택되는 적어도 다른 무기질 물질의 존재 하에 수행되는 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직하게는, 상기의 다른 무기질 물질은 탈크, 점토, 또는 이의 혼합물 중에서 선택된다.

가장 바람직하게는, 상기의 다른 무기질 물질은 탈크 또는 점토이다.

또한, 본 발명에 따른 방법은, 단계 (b) 동안의 GCC와 PCC 공연마를 7 초과의 pH에서 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 다른 구현예에서, 본 발명에 따른 방법은, 단계 (b) 동안의 GCC와 PCC 공연마를 10 초과의 pH에서 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 다른 구현예에서, 본 발명에 따른 방법은, 단계 (b) 동안의 GCC와 PCC 공연마를 11 초과의 pH에서 수행하는 것을 특징으로 한다.

상기 pH 증가는 예를 들어 하기의 것 중 하나 이상의 결과일 수 있다: 무기질의 연마 동안, 예컨대 PCC와 GCC의 공연마 동안에, 히드록시드, 예컨대 Ca(OH)₂의 방출에 의한 것, 염기, 바람직하게는 1가 또는 2가 양이온의 염기, 가장 바람직하게는 소듐 또는 칼슘의 첨가에 의한 것, 또는 알칼리성 살생물 제제의 첨가에 의한 것.

또한, 본 발명에 따른 방법은, 연마기 내용물이, 단계 (b) 동안에 60℃ 초과, 바람직하게는 90℃ 초과, 가장 바람직하게는 100℃ 초과까지의 온도 상승에 가해진다.

상기 온도는 밀에 있는 임의 한 지점에서 밀 내용물에 의해 도달되는 온도를 말한다. 특히, 밀 기저부(base)에서의 밀 내용물은 더 높은 정수압의 결과로서 더 높은 온도에 가해질 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 방법은, 단계 (b) 동안의 공연마시에 존재하는 PCC가 조합된 PCC와 GCC 총 중량의 10 내지 90%, 바람직하게는 20 내지 80%, 가장 바람직하게는 30 내지 70%인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 방법은, 단계 (b) 동안의 GCC와 PCC 공연마를 연마 매질로서 세리아 함유 지르코늄 옥시드 연마 비드, 예컨대 하기와 같은 세리아 함량 및 평균 낟알(grain) 크기를 갖는 비드의 존재 하에 수행하는 것을 특징으로 한다:

- 상기 비드의 총 중량에 대하여 14 내지 20 중량%, 바람직하게는 15 내지 18 중량%, 가장 바람직하게는 대략 16 중량%의 세리아 함량; 및

- 1 ㎛ 미만, 바람직하게는 0.5 ㎛ 미만, 가장 바람직하게는 0.3 ㎛ 미만의, 상기 비드를 형성하는 낟알의 소결 후 평균 낟알 크기.

상기 낟알 크기는, 비드의 주사 전자 현미경 이미지를 분석함으로써 결정된다. 비드 세리아 함량은 ICP 광학 방출 분광법에 의해 분석된다.

또한, 본 발명에 따른 방법은, 비드가 연마 전의 본래 직경이 0.2 mm 내지 1.5 mm, 바람직하게는 0.4 mm 내지 1.0 mm인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 GCC와 PCC를 함유하는 공연마 탄산칼슘 물질로서, 본 발명에 따른 방법에 의해 수득되는 것을 특징으로 하는 물질에 있다.

본 발명의 다른 목적은 GCC와 PCC를 함유하는 공연마된 탄산칼슘 물질로서, 수성 현탁액의 형태이고, 약 30 이상, 바람직하게는 약 40 이상, 가장 바람직하게는 약 45 이상의 경사도 인자를 나타내는 것을 특징으로 하는 물질에 있다.

또한, 상기 구현예에 따르면, 수성 현탁액 형태의 공연마 탄산칼슘 물질은, 20 내지 80 건조 중량%, 바람직하게는 40 내지 75 건조 중량%, 가장 바람직하게는 60 내지 70 건조 중량%의 탄산칼슘 물질을 함유하는 것을 특징으로 한다.

또한, 수성 현탁액 형태의 공연마 탄산칼슘 물질은, PCC가 조합된 PCC와 GCC 총 중량의 10 내지 90%, 바람직하게는 20 내지 80%, 가장 바람직하게는 30 내지 70%로 존재하는 것을 특징으로 한다.

또한, 수성 현탁액 형태의 공연마 탄산칼슘 물질은, d₅₀이 약 0.2 ㎛ 내지 2.0 ㎛, 바람직하게는 0.2 ㎛ 내지 0.8 ㎛, 가장 바람직하게는 0.25 ㎛ 내지 0.45 ㎛인 것을 특징으로 한다. 상기 d₅₀은 Sedigraph^TM 5100을 사용하여 측정한다.

또한, 수성 현탁액 형태의 공연마 탄산칼슘 물질은, 수성 현탁액이 적어도 하나의 분산 및/또는 연마 조제를 함유하고, 상기 분산 및/또는 연마 조제는 전체 건조 무기질 물질에 대한 중량%로 하여 0 내지 2%, 바람직하게는 0.2 내지 1.4%, 가장 바람직하게는 0.5 내지 1.2%의 범위로 존재하는 것을 특징으로 한다.

또한, 수성 현탁액 형태의 공연마 탄산칼슘 물질은, 40 ㎛ 시브를 통과한 슬러리 수(slurry water)가 1000 ppm 미만의 ZrO₂ 및 200 ppm 미만의 CeO₂를 함유하는 것을 특징으로 한다. ZrO₂ 및 CeO₂ 함량은 ICP-OES에 의해 결정한다.

또한, 수성 현탁액 형태의 공연마 탄산칼슘 물질은, 슬러리 수가 4 내지 6.5, 바람직하게는 4.6 내지 5.7, 가장 바람직하게는 5.3의 ZrO₂/CeO₂ 중량 비를 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.

또한, 수성 현탁액 형태의 공연마 탄산칼슘 물질은

- 1 ㎛ 보다 더 미세한 입자의 분획이 80% 초과, 바람직하게는 85% 초과, 더욱 바람직하게는 90% 초과, 더더욱 바람직하게는 95% 초과이고,

- BET 비표면적이 25 ㎡/g 미만인 것을 특징으로 한다.

1 ㎛ 보다 더 미세한 입자의 분획이 95% 초과일 경우, BET 비표면적은 바람직하게는 25 ㎡/g 미만이다. 1 ㎛ 보다 더 미세한 입자의 분획이 90% 초과, 85% 초과, 및 80% 초과일 경우, BET 비표면적은 바람직하게는 각각, 20 ㎡/g 미만, 18 ㎡/g 미만, 및 15 ㎡/g 미만이다.

본 발명의 다른 목적은 GCC와 PCC를 함유하는 공연마 탄산칼슘 물질로서, 건조 생성물의 형태이고, 약 30 이상, 바람직하게는 약 40 이상, 가장 바람직하게는 약 45 이상의 경사도 인자를 나타내는 것을 특징으로 하는 물질에 있다.

또한, 건조 생성물 형태의 공연마 탄산칼슘 물질은 PCC가 조합된 PCC와 GCC 총 중량의 10 내지 90%, 바람직하게는 20 내지 80%, 가장 바람직하게는 30 내지 70%로 존재하는 것을 특징으로 한다.

또한, 건조 생성물 형태의 공연마 탄산칼슘 물질은

- BET 비표면적이 25 ㎡/g 미만인 것을 특징으로 한다.

또한, 건조 생성물 형태의 공연마 탄산칼슘 물질은 d₅₀이 약 0.2 ㎛ 내지 2.0 ㎛, 바람직하게는 0.2 ㎛ 내지 0.8 ㎛, 가장 바람직하게는 0.25 ㎛ 내지 0.45 ㎛인 것을 특징으로 한다. 상기 d₅₀은 Sedigraph^TM 5100을 사용하여 측정한다.

또한, 건조 생성물 형태의 공연마 탄산칼슘 물질은, 4 내지 6.5, 바람직하게는 4.6 내지 5.7, 가장 바람직하게는 5.3의 ZrO₂/CeO₂ 중량 비를 특징으로 한다.

마지막으로, 본 발명의 다른 목적은 무기질 물질을 이용하는 임의 부문, 특히 종이, 페인트 및 플라스틱 공업에서 본 발명에 따른 공연마 탄산칼슘 물질의 용도에 있다.

하기의 실시예는 본 발명의 특정 구현예를 상술하고자 하는 것이고, 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

중앙 직경(d50) 및 소정 직경 값 미만의 직경을 특징으로 하는 입자의 분획은 Sedigraph^TM 5100을 사용하여 측정하였다.

실시예 1 - 비교예

중앙 직경이 1.5 ㎛인 연마된 탄산칼슘을, 0.45 mm의 중앙 비드 직경, 비드 총 중량에 대해 16 중량%의 CeO₂ 함량, 및 0.4 ㎛의 소결후 낟알 크기(SEM 이미지 평가에 의해 결정)를 특징으로 하는 세리아 함유 지르코늄 옥시드 연마 비드를 사용하여 2패스(two-pass) 방법으로, 첨가제, 1.51% 소듐 폴리아크릴레이트의 존재 하에 74.5%의 고체 함량으로 습식 연마하였다. 약 35%의 경사도 인자를 갖는 최종 GCC를 수득하는데 요구되는 연마 비에너지는 270 kWh/t이었다.

그 후, 후속하여 희석된 고체 함량이 75%인 것을 특징으로 하는 연마된 GCC 물질의 상기 수득된 슬러리를 하기 비율의 성분을 사용하는 표준 종이 코팅 제형물에 첨가하였다:

100 부 연마된 GCC 물질

10.5 부 SBR 라텍스

0.5 부 합성 증점제

0.2 부 폴리비닐 알콜

0.2 부 형광 증백제

상기 코팅물을 최종 고체 함량 68%로 조정하고, 10 g/㎡/측면(side)의 코트 중량에서 평량이 71 g/㎡인 표준의 예비코팅된 기재(base) 백상지에 도포하였다. 그 후, 상기 코팅된 기재 종이를 다음의 캘린더링(calendering) 조건 하에서 슈퍼캘린더를 사용하여 캘린더링하였다: 800 m/분의 캘린더 속도, 200 kN/cm의 캘린더 하중 및 105℃의 온도.

코팅된 종이 표면의 광택도는 70% 타피(Tappi) 75°였다.

실시예 2 - 본 발명에 따른 방법의 상술

1.4 ㎛의 중앙 GCC 직경을 나타내는 연마된 탄산칼슘의 76% 고체 함량 슬러 리를 중앙 PCC 직경이 0.75 ㎛인 51% 고체 함량 PCC 슬러리의 존재 하에서 연마하였다. 밀에서 PCC 대 GCC 중량 비는 50:50이었다. 밀에서 슬러리의 고체 총 함량은 61%이고, 중앙 직경은 1.1이었다. 그 후, 연마기 내용물을 0.45 mm의 중앙 비드 직경, 비드 총 중량에 대해 16 중량%의 CeO₂ 함량, 및 0.4 ㎛의 소결후 낟알 크기(SEM 이미지 평가에 의해 결정)를 특징으로 하는 세리아 함유 지르코늄 옥시드 연마 비드를 사용하여, 첨가제 총 함량, 0.95 중량% 소듐 폴리아크릴레이트의 존재 하에 공연마하였다. 경사도 인자가 약 42인 최종의 공연마 생성물을 얻는데 필요한 연마 비에너지는 200 kWh/t 였다.

그 후, 70.2%의 고체 함량을 특징으로 하는 공동 가공된 물질의 상기 수득한 슬러리를 하기 중량 비율의 성분을 사용하는 표준 종이 코팅 제형물에 첨가하였다:

100 부 공동 가공된 물질

10.5 부 SBR 라텍스

0.5 부 합성 증점제

0.2 부 폴리비닐 알콜

0.2 부 형광 증백제

상기의 코팅물을 최종 고체 함량 68%로 조정하고, 10 g/㎡/측면의 코트 중량에서 평량이 71 g/㎡인 표준의 예비코팅된 기재 백상지에 도포하였다. 그 후, 상기 코팅된 기재 종이를 다음의 캘린더링 조건 하에서 슈퍼캘린더를 사용하여 캘린더링하였다: 800 m/분의 캘린더 속도, 200 kN/cm의 캘린더 하중 및 105℃의 온도.

코팅된 종이 표면의 광택도는 72% 타피 75°였다.

상기의 결과를 표 1에 요약한다.

	실시예 1	실시예 2
최종 연마 생성물 중에서 1 ㎛보다 더 미세한 입자의 분획	97%	97%
최종 연마 생성물의 BET 비표면적	28 g/㎡	23 g/㎡
최종 연마 생성물의 경사도 인자	35	42
최종 연마 생성물의 중앙 직경	0.27 ㎛	0.27 ㎛
생성물을 생성하는데 필요한 총 연마 비에너지	270 kWh/t	200 kWh/t
생성물을 함유하는 제형물로 코팅한 종이의 타피 광택도	70%	72%
생성물을 함유하는 제형물로 코팅한 종이의 휘도	95.1%	96.5%
생성물을 함유하는 제형물로 코팅한 종이의 불투명도	89.7%	90.2%

표 1은 본 발명에 따른 방법이 종래 기술의 방법에 비해, 더 적은 연마 비에너지를 필요로 하고, 광택도가 동등/개선되게 한다는 것을 나타낸다.

실시예 3 - 비교예

본 실시예는 PCC와 GCC의 배합물을 상술하며, 여기서, 혼합에 앞서, 각 성분을 먼저 개별적으로 연마한다.

표 2에서 실시예 3에 나타낸 특성을 갖는 PCC 출발 물질의 48% 고체 수성 슬러리를, 연마전 비드 직경이 0.6 내지 1.0 mm인 것을 특징으로 하는 이트륨 안정화된 지르코늄 실리케이트 연마 비드를 사용하여 미디어 밀에서 연마하였다. 총 50 kWh/t의 연마 비에너지가, 표 2에 나타낸 최종 물질 특성을 갖는 PCC 최종 물질을 수득하는데 소비되었다. 후속하여 농축된 상기 PCC 슬러리의 최종 고체 함량은 68%였다.

개별적으로, 표 2에서 실시예 3에 나타낸 특성을 갖는 GCC 출발 물질의 74% 고체 수성 슬러리를, 연마전 비드 직경이 0.6 내지 1.0 mm인 것을 특징으로 하는 이트륨 안정화된 지르코늄 실리케이트 연마 비드를 사용하여 미디어 밀에서 연마하였다. 총 210 kWh/t의 연마 비에너지가, 표 2에 나타낸 최종 물질 특성을 갖는 GCC 최종 물질을 수득하는데 소비되었다. 상기 GCC 슬러리의 최종 고체 함량은 75%였다.

그 후, PCC와 GCC 슬러리를 혼합하여, PCC:GCC 중량 비가 30:70인 PCC/GCC 배합 물질을 수득하였다. 그 후, 상기 슬러리를 하기 중량 비율의 성분을 사용한 표준 종이 코팅 제형물에 첨가하였다:

100 부 PCC/GCC 배합 물질

10.5 부 SBR 라텍스

0.5 부 합성 증점제

0.2 부 폴리비닐 알콜

0.2 부 형광 증백제

코팅된 종이 표면의 광학적 성질은 표 2에 나타낸다.

실시예 4 - 본 발명에 따른 실시예

본 실시예는 본 발명에 따른 방법에 의해 수득되는 공연마된 PCC와 GCC를 상술한다.

표 2의 실시예 4에서 열거한 특성을 나타내는 연마된 탄산칼슘의 74% 고체 함량 슬러리를 표 2의 실시예 4에서 열거한 특성을 갖는 48% 고체 함량 PCC 슬러리의 존재 하에 미디어 밀에서 연마하였다. 밀에서 PCC 대 GCC 중량 비는 30:70이고 고체 함량은 65.9%였다. 연마기 내용물을, 연마전 비드 직경이 0.6 내지 1.0 mm인 것을 특징으로 하는 이트륨 안정화된 지르코늄 실리케이트 연마 비드를 사용하여 공연마하였다. 총 116 kWh/t의 연마 비에너지가 표 2에 나타낸 최종 물질 특성을 갖는 GCC/PCC 공연마 최종 물질을 수득하는데 소비되었다. 상기 GCC 슬러리의 최종 고체 함량은 70.3 % 였다.

그 후, 상기 슬러리를 하기 중량 비율의 성분을 사용하는 표준의 종이 코팅 제형물에 첨가하였다:

100 부 PCC/GCC 공연마 물질

10.5 부 SBR 라텍스

0.5 부 합성 증점제 0.2 부 폴리비닐 알콜

0.2 부 형광 증백제

코팅된 종이 표면의 광학적 성질은 표 2에 나타낸다.

제품 명칭		실시예 3: PCC/GCC 배합 물질	실시예 4: PCC/GCC 공연마 물질
출발 물질 특성
GCC	d₅₀ (㎛)	1.4	1.4
GCC	경사도 인자	28	28
PCC	d₅₀ (㎛)	0.75	0.75
PCC	경사도 인자	55	55
최종 물질 특성
GCC	d₅₀ (㎛)	0.40	-
GCC	경사도 인자	34	-
PCC	d₅₀ (㎛)	0.38	-
PCC	경사도 인자	40	-
PCC/GCC	PCC/GCC 중량 비	30/70	30/70
	d₅₀ (㎛)	0.38	0.40
	경사도 인자	37	38
	2 ㎛ 미만의 직경을 갖는 입자의 분획(%)	89.5	88.8
	BET 비표면적 (g/㎡)	18.1	18.2
연마 총 비에너지		162 kWh/t	116 kWh/t
최종 물질로 코팅된 종이의 특성
종이 광택도 (타피 75°)		70.5%	72%
불투명도		90.4%	90.5%
휘도 R457		97.9%	97.9%

표 2는 본 발명에 따른 공연마 PCC/GCC 물질을 제조하는 방법이, 광학적 성질을 전혀 손실시키지 않거나 개선시키면서도, PCC와 GCC의 동등한 배합물을 제조하는데 필요한 것에 비해 더 적은 연마 에너지를 필요로 한다는 것을 나타낸다.

실시예 5

본 실시예는, 본 발명에 따른 방법의 사용으로서, 여기서, 세리아 함량이 비드 총 중량에 대해 16 중량%이고 비드를 형성하는 낟알의 소결후 평균 낟알 크기가 0.4 ㎛이고, 중앙 비드 직경이 0.45 mm인 세리아 함유 지르코늄 옥시드 연마 비드를 사용하여 3가지 미네랄, 즉, 천연 탄산칼슘, 침전 탄산칼슘 및 점토를 공연마하는 방법의 사용을 상술한다. 그 후, 상기 공연마 물질을 기재 종이에 코팅하는데 사용되는 코팅 제형물에 첨가하고, 얻어진 광택도를 측정한다.

하기의 물질을 공연마하였다:

- 아크릴산 단독중합체 0.27 중량% (건조 GCC 중량으로)를 사용하여 제조한 것이고, 1.4 ㎛의 중앙 GCC 직경을 나타내는 중질 탄산칼슘의 74% 고체 함량 슬러리,

- 아크릴산 단독중합체 0.7 중량% (PCC 건조 중량으로)를 사용하여 제조한 것이고 0.8 ㎛의 중앙 PCC 직경을 갖는 51% 고체 함량 PCC 슬러리, 및

- 명칭 Lithoprint^TM 하에 HUBER^TM에서 상품화한 점토의 68% 고체 함량 슬러리.

밀에서 중량 비 PCC:GCC:점도는 45:45:10 였다.

밀에서 슬러리의 총 고체 함량은 72%였고, 중앙 직경은 본 발명을 나타내는 2개 시험에서 0.4 및 0.5 ㎛ 였다.

그 후, 연마기 내용물을 하기 총 함량의 첨가제 존재 하에 공연마하면, 공연마 물질이 각각 0.4 및 0.5 ㎛의 중앙 직경을 나타내게 된다:

- 각각 0.4 및 0.2 중량% (미네랄 물질의 건조 중량으로)의 아크릴산 단독중합체, 여기서, 카르복실 관능부의 14 몰%가 수산화나트륨으로 중화된 것이고, 분자 중량이 5,600 g/mol이고 다분산도가 2.4임,

- 0.45 mm의 중앙 비드 직경, 비드 총 중량에 대해 16 중량%의 CeO₂ 함량 및 0.45 ㎛의 소결후 낟알 크기를 특징으로 하는 세리아 함유 지르코늄 옥사드 연마 비드를 사용함.

그 후, 공동 처리된 물질의 2개 수득된 슬러리는 하기 중량 비율의 성분을 사용하여 표준의 종이 코팅 제형물에 첨가되었음.

100 부 공동처리된 물질

11 부 SBR 라텍스 (DOW CHEMICALS^TM에서 상품화한 DL 966)

0.5 부 합성 증점제 (FINNFIX^TM에서 상품화한 CMC FF5)

0.4 부 폴리비닐 알콜 (CLARIANT^TM에서 상품화한 PVA 4-98)

0.6 부 형광 증백제 (BAYER^TM에서 상품화한 Blancophor^TM P)

상기의 코팅물을 10 g/㎡/측면의 코트 중량에서 평량이 78 g/㎡인 표준의 예비코팅된 기재 백상지에 도포하였다. 그 후, 상기 코팅된 기재 종이를 다음의 캘린더링 조건 하에서 슈퍼캘린더를 사용하여 캘린더링하였다: 300 m/분의 캘린더 속도, 170 kN/cm의 캘린더 하중 및 80℃의 온도.

0.4 ㎛의 중앙 직경을 나타내는 공연마 물질의 경우, 코팅된 종이 표면의 광택도는 73% 타피 75°및 45% DIN 75°였다. 비교해보면, 중앙 직경이 0.4 ㎛인 100 부의 GCC로 제조한 동일한 코팅물은 상기 광택도가 68% 타피 75°및 35% DIN 75°였다.

0.5 ㎛의 중앙 직경을 나타내는 공연마 물질의 경우, 코팅된 종이 표면의 광택도는 68% 타피 75°및 40% DIN 75°였다.

비교해보면, 중앙 직경이 0.4 ㎛인 100 부의 GCC로 제조한 동일한 코팅물은 상기 광택도가 63% 타피 75°및 33% DIN 75°였다.

Claims

약 30 이상, 바람직하게는 약 40 이상, 가장 바람직하게는 약 45 이상의 경사도 인자(steepness factor)를 나타내는, GCC와 PCC를 함유하는 공연마된 탄산칼슘 물질의 제조 방법으로서, 하기의 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법:

(a) 하나 이상의 탄산칼슘 물질을, 임의로는 수성 현탁액의 형태로, 제공하는 단계,

(b) GCC와 PCC를, 임의로는 적어도 다른 무기질 물질과 함께, 공연마하는 단계,

(c) 임의로, 상기 단계 (b)에서 수득한 공연마된 탄산칼슘 물질을 스크리닝(screening) 및/또는 농축(upconcentrating)하는 단계, 및

(d) 임의로, 상기 단계 (b) 또는 (c)에서 수득한 공연마된 탄산칼슘 물질을 건조하는 단계.
제1항에 있어서, 단계 (a)에서 탄산칼슘 물질을 수성 현탁액으로서 제공하고, 상기 수성 현탁액이 20 내지 80 건조 중량%, 바람직하게는 50 내지 75 건조 중량%, 가장 바람직하게는 50 내지 70 건조 중량%의 탄산칼슘을 함유하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 단계 (a)에서 수성 현탁액의 형태로 제공되는 탄산칼슘 물질이 GCC인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (c)를 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (d)를 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (b) 동안의 GCC와 PCC 공연마를 수성 매질 중에서 수행하고, 여기서, 탄산칼슘의 농도는 20 내지 80% (탄산칼슘의 건조 중량%), 바람직하게는 50 내지 75%, 가장 바람직하게는 50 내지 70% 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 전체 건조 무기질 물질에 대한 중량%로 하여 0 내지 2%, 바람직하게는 0.2 내지 1.4%, 가장 바람직하게는 0.5 내지 1.2%의 범위인 하나 이상의 분산 및/또는 연마 조제(aid agent)를 단계 b)에서의 공동 연마 전에, 동안에 또는 이후에 첨가할 수 있는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (b) 동안의 GCC와 PCC 공연 마를 탈크, 점토, Al₂O₃, TiO₂ 또는 이의 혼합물 중에서 선택되는 적어도 다른 무기질 물질의 존재 하에 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서, 다른 무기질 물질이 탈크, 점토 또는 이의 혼합물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서, 다른 무기질 물질이 탈크인 것을 특징으로 하는 방법.
제9항에 있어서, 다른 무기질 물질이 점토인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (b) 동안의 GCC와 PCC 공연마를 7 초과의 pH에서 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제12항에 있어서, 단계 (b) 동안의 GCC와 PCC 공연마를 10 초과의 pH에서 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제13항에 있어서, 단계 (b) 동안의 GCC와 PCC 공연마를 11 초과의 pH에서 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (b)에서 GCC와 PCC를 공연마하는 동안에, 연마기 내용물이 60℃ 초과, 바람직하게는 90℃ 초과, 가장 바람직하게는 100℃ 초과까지의 온도 상승에 가해지는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (b) 동안의 공연마시에 존재하는 PCC가, 조합된 PCC와 GCC 총 중량의 10 내지 90%, 바람직하게는 20 내지 80%, 가장 바람직하게는 30 내지 70%인 것을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 단계 (b) 동안의 GCC와 PCC 공연마를 연마 매질로서, 하기와 같은 세리아(ceria) 함량 및 평균 낟알(grain) 크기를 갖는 세리아 함유 지르코늄 옥시드 연마 비드의 존재 하에 수행하는 것을 특징으로 하는 방법:

- 상기 비드의 총 중량에 대하여 14 내지 20 중량%, 바람직하게는 15 내지 18 중량%, 가장 바람직하게는 대략 16 중량%의 세리아 함량; 및

- 1 ㎛ 미만, 바람직하게는 0.5 ㎛ 미만, 가장 바람직하게는 0.3 ㎛ 미만의, 상기 비드를 형성하는 낟알의 소결 후 평균 낟알 크기.
제17항에 있어서, 비드는 연마 전의 본래 직경이 0.2 mm 내지 1.5 mm, 바람직하게는 0.4 mm 내지 1.0 mm인 것을 특징으로 하는 방법.
본 발명에 따른 방법에 의해 수득되는 것을 특징으로 하는, GCC와 PCC를 함유하는 공연마된 탄산칼슘 물질.
GCC와 PCC를 함유하는 공연마된 탄산칼슘 물질로서, 수성 현탁액의 형태이고, 약 30 이상, 바람직하게는 약 40 이상, 가장 바람직하게는 약 45 이상의 경사도 인자를 나타내는 것을 특징으로 하는 공연마된 탄산칼슘 물질.
제20항에 있어서, 20 내지 80 건조 중량%, 바람직하게는 40 내지 75 건조 중량%, 가장 바람직하게는 60 내지 70 건조 중량%의 탄산칼슘 물질을 함유하는 것을 특징으로 하는 공연마된 탄산칼슘 물질.
제20항 또는 제21항에 있어서, PCC가, 조합된 PCC와 GCC 총 중량의 10 내지 90%, 바람직하게는 20 내지 80%, 가장 바람직하게는 30 내지 70%로 존재하는 것을 특징으로 하는 공연마된 탄산칼슘 물질.
제20항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, d₅₀이 약 0.2 ㎛ 내지 2 ㎛, 바람직하게는 0.2 ㎛ 내지 0.8 ㎛, 가장 바람직하게는 0.25 ㎛ 내지 0.45 ㎛인 것을 특징으로 하는 공연마된 탄산칼슘 물질.
제20항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서, 수성 현탁액이 하나 이상의 분산 및/또는 연마 조제를 함유하고, 상기 분산 및/또는 연마 조제는 전체 건조 무기질 물질에 대한 중량%로 하여 0 내지 2%, 바람직하게는 0.2 내지 1.4%, 가장 바람직하게는 0.5 내지 1.2%의 범위로 존재하는 것을 특징으로 하는 공연마된 탄산칼슘 물질.
제20항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 40 ㎛ 시브를 통과한 슬러리 수(slurry water)가 1000 ppm 미만의 ZrO₂ 및 200 ppm 미만의 CeO₂를 함유하는 것을 특징으로 하는 공연마된 탄산칼슘 물질.
제20항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 슬러리 수는 ZrO₂/CeO₂ 중량 비가 4 내지 6.5, 바람직하게는 4.6 내지 5.7, 가장 바람직하게는 5.3인 것을 특징으로 하는 공연마된 탄산칼슘 물질.
제20항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,

- 1 ㎛ 보다 더 미세한 입자의 분획이 80% 초과, 바람직하게는 85% 초과, 더욱 바람직하게는 90% 초과, 더더욱 바람직하게는 95% 초과이고,

- BET 비표면적이 25 ㎡/g 미만인 것을 특징으로 하는 공연마된 탄산칼슘 물질.
제27항에 있어서, 1 ㎛ 보다 더 미세한 입자의 분획이 95% 초과이고, BET 비표면적이 25 ㎡/g 미만인 것을 특징으로 하는 공연마된 탄산칼슘 물질.
제27항에 있어서, 1 ㎛ 보다 더 미세한 입자의 분획이 90% 초과이고, BET 비표면적이 20 ㎡/g 미만인 것을 특징으로 하는 공연마된 탄산칼슘 물질.
제27항에 있어서, 1 ㎛ 보다 더 미세한 입자의 분획이 85% 초과이고, BET 비표면적이 18 ㎡/g 미만인 것을 특징으로 하는 공연마된 탄산칼슘 물질.
제27항에 있어서, 1 ㎛ 보다 더 미세한 입자의 분획이 80% 초과이고, BET 비표면적이 15 ㎡/g 미만인 것을 특징으로 하는 공연마된 탄산칼슘 물질.
GCC와 PCC를 함유하는 공연마된 탄산칼슘 물질로서, 건조 생성물의 형태이고, 약 30 이상, 바람직하게는 약 40 이상, 가장 바람직하게는 약 45 이상의 경사도 인자를 나타내는 것을 특징으로 하는 공연마된 탄산칼슘 물질.
제32항에 있어서, PCC가, 조합된 PCC와 GCC 총 중량의 10 내지 90%, 바람직하게는 20 내지 80%, 가장 바람직하게는 30 내지 70%로 존재하는 것을 특징으로 하는 공연마된 탄산칼슘 물질.
제32항 또는 제33항에 있어서,

- 1 ㎛ 보다 더 미세한 입자의 분획이 80% 초과, 바람직하게는 85% 초과, 더욱 바람직하게는 90% 초과, 더더욱 바람직하게는 95% 초과이고,

- BET 비표면적이 25 ㎡/g 미만인 것을 특징으로 하는 공연마된 탄산칼슘 물질.
제34항에 있어서, 1 ㎛ 보다 더 미세한 입자의 분획이 95% 초과이고, BET 비표면적이 25 ㎡/g 미만인 것을 특징으로 하는 공연마된 탄산칼슘 물질.
제34항에 있어서, 1 ㎛ 보다 더 미세한 입자의 분획이 90% 초과이고, BET 비표면적이 20 ㎡/g 미만인 것을 특징으로 하는 공연마된 탄산칼슘 물질.
제34항에 있어서, 1 ㎛ 보다 더 미세한 입자의 분획이 85% 초과이고, BET 비표면적이 18 ㎡/g 미만인 것을 특징으로 하는 공연마된 탄산칼슘 물질.
제34항에 있어서, 1 ㎛ 보다 더 미세한 입자의 분획이 80% 초과이고, BET 비표면적이 15 ㎡/g 미만인 것을 특징으로 하는 공연마된 탄산칼슘 물질.
제32항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, d₅₀이 약 0.2 ㎛ 내지 2 ㎛, 바람직하게는 0.2 ㎛ 내지 0.8 ㎛, 가장 바람직하게는 0.25 ㎛ 내지 0.45 ㎛인 것을 특징으로 하는 공연마된 탄산칼슘 물질.
제32항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, ZrO₂/CeO₂ 중량 비가 4 내지 6.5, 바람직하게는 4.6 내지 5.7, 가장 바람직하게는 5.3인 것을 특징으로 하는 공연마된 탄산칼슘 물질.
종이, 특히 종이 코팅, 페인트 및 플라스틱에서, 제19항 내지 제40항 중 어느 한 항에 따른 GCC와 PCC를 함유하는 공연마된 탄산칼슘 물질의 용도.