KR20130132921A - 특히 종이 충전제 및 종이 또는 플라스틱 코팅에 사용하기 위한, 광물 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광물 입자를 포함하는 광물 조성물로서, 상기 광물 입자는, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터, 및 압입된 총 공극 비부피 0.1-0.3 cm3/g을 갖는 것인 광물 조성물에 관한 것이다. 이 조성물의 구체적인 이점은 그 조성물이 코팅내 성분으로서 잉크 용매가 베이스 종이 내로 통과되는 것을 허용하고 동시에 잉크 분자가 그 표면 상에 보유되는 것을 허용한다는 점이다.

Description

특히 종이 충전제 및 종이 또는 플라스틱 코팅에 사용하기 위한, 광물 조성물{MINERAL COMPOSITIONS, ESPECIALLY FOR USE IN PAPER FILLERS AND PAPER OR PLASTIC COATINGS}
본 발명은 고 흡착 용량을 지닌 광물 조성물에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 고 흡착 성능을 지닌 인쇄 종이 충전제 및 코팅에 관한 것이다.
광물 충전제는 종이 제조에서 대규모로 사용되고 있다. 그의 기능은 주로 종이의 불투명도 및 백색도(brightness)의 수준을 증가시키는 것으로 구성되어 있다. 비교적 저렴한 광물 충전제는 차이나 점토, 천연 탄산칼슘, 예컨대 분쇄형 탄산칼슘, 침전형 탄산칼슘, 탈크 및 황산칼슘을 포함한다. 광학 특성 이외에도, 광물 충전제는 또한 중량, 부피, 다공도, 기계적 특성, 특히 파열 강도, 표면의 평활도, 및 인쇄 특성에도 영향을 미친다.
미국 특허 5 292 365에는
(a) 능면체형 또는 원형 입자 형상,
(b) 경사도 인자(steepness factor)(매스의 50%인 입자 직경(마이크로미터)/매스의 20%인 입자 직경(마이크로미터)(d50/d20)) 1.1 내지 1.4,
(c) 비율 R(＜ 1 마이로미터의 입자의 매스 부피%/＜ 0.2 마이크로미터의 입자의 매스 부피%) 8-19, 및
(d) 평균 입자 직경 0.4 내지 1.5 마이크로미터
를 갖는 종이 충전제로서 그리고 코팅 안료로서 동등하게 사용될 수 있는 단일 생성물이 개시되어 있다. 그 발명된 생성물의 평균 입자 직경은 입자의 50% 매스의 Y 축 상에 있는 값에서 X축으로부터 유도된 입자 직경(마이크론)이다.
톱 컷(top cut)은 4 내지 7 마이크로미터이다. 용어 "톱 컷(top cut)"은 생성물의 가장 거친 입자의 크기(마이크론)를 언급한 것이다. 예를 들면, 10 마이크론의 톱 컷은 입자의 100%가 10 마이크론보다 더 작다는 것을 의미한다. 본 발명의 발명자들은 100% 라인이 적어도 ± 0.5% 이상(오차 막대)으로 변하는 사실에 기인하여 톱 컷을 d98로 정의한다.
WO 2009009553에는 개선된 불투명도, 시이트 광택, 인쇄 광택 및 백색도를 나타내는 코팅용 침전형 탄산칼슘 조성물이 개시되어 있다. 그 침전형 탄산칼슘 조성물은 조성물의 총 중량에 대하여 약 30 중량% 이상의 결정질 아라고나이트 함량을 갖는 것을 특징으로 한다. 게다가, 입자의 약 10 중량% 이하는 약 0.25 마이크로미터 이하의 입자 크기를 갖는다. 입자의 약 4 중량% 이하는 약 2.0 마이크로미터 이상의 입자 크기를 갖고, 약 50 이상의 입자 크기 분포 경사도 인자(d30/d70)*100)를 갖는다.
미국 특허 출원 2006292305에는 약 30 내지 약 45의 범위인 입자 크기 분포(psd) 경사도 인자((d30/d70)*100)를 갖는 미립자 분쇄형 탄산칼슘(GCC)을 포함하는 제1 안료 성분; 및 약 55 내지 약 75의 범위인 psd 경사도 인자 및 0.5 이하의 d50를 갖는 미립자 침전형 탄산칼슘(PCC)를 포함하는 제2 안료 성분을 지닌 조성물이 개시되어 있다.
캐나다 특허 1150908에는 비율 R(＜ 1 마이크로미터의 입자 %/＜ 0.2 마이크로미터의 입자 %) 3.5 초과를 지닌 탄산칼슘 조성물이 개시되어 있다.
EP 1 452 489 A1에는 요변성을 부여하기 위한 물질이 개시되어 있으며, 그 물질은 표면-처리된 탄산칼슘을 포함한다. 그 표면-처리된 탄산칼슘은 탄산칼슘을 지방산, 수지 산, 예컨대 아비에트산, 데히드로아비에트산 및 디히드로아비에트산; 실란 커플링제, 예컨대 비닐실란, 아미노실란 및 머캅토실란; 수지, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 우레탄 수지; 및 중합체 분산제로 처리함으로써 제조된다.
발명의 개요
선행 기술이 거의 전적으로 입자 크기에만 촛점을 주고 있지만, 본 발명의 발명자들은 광물 조성물의 평균 소공 직경이 최적 흡착에 가장 중요하다는 것을 밝혀 내었다.
놀랍게도, 본 발명의 발명자들에 의하면, 적용 동안, 예를 들면 상이한 지지체 상의 코팅 동안 보다 큰 입자 대 보다 작은 입자의 분리(segregation)가 최종 코팅의 상이한 소공 구조를 유도할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 따라서, 소공 구조는 오직 입자 크기 분포에 의해서만 제어될 수 없다.
더구나, 종이 표면 상에서 큰 잉크/염료 분자의 분리는 표면 크기 배제 및 높은 소공 부피 코팅에 의해 보조되는데, 이는 잉크 분자를 그 표면 상에 보유하면서 잉크 용매가 베이스 종이를 통과하는 것을 허용한다. 이는 다공성 코팅 제형에 대한 필요성을 제시한다. 그러므로, 본 발명의 한가지 목적은 주의깊게 제어된 소공 크기 분포 및 모세관현상을 지닌 광물 조성물을 도입하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 주의깊게 제어된 소공 크기 분포 및 모세관현상을 지닌 광물 조성물을 종이 충전제로서 첨가함으로써 종이 매스 내로의 잉크 용매의 그러한 최적 흡착을 도입하는 것이다.
따라서, 본 발명의 한가지 양태는 광물 입자를 포함하는 광물 조성물로서, 상기 광물 입자는, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터를 갖고 압입된 총 공극 비부피 0.1 내지 0.3 cm3/g을 갖는 것인 광물 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 양태는 광물 입자를 포함하는, 코팅 조성물용 광물 슬러리로서, 상기 광물 입자는, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터를 갖고 압입된 총 공극 비부피 0.1 내지 0.3 cm3/g을 갖는 것인 광물 슬러리를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 양태는 광물 입자를 포함한 광물 조성물을 포함하는 코팅 조성물로서, 상기 광물 입자는, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터를 갖고 압입된 총 공극 비부피 0.1 내지 0.3 cm3/g을 갖는 것인 코팅 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 양태는 광물 입자를 포함한 광물 조성물을 포함하는, 종이 제형용 충전제로서, 상기 광물 입자는, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터를 갖고 압입된 총 공극 비부피 0.1 내지 0.3 cm3/g을 갖는 것인 충전제를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 양태는 광물 입자를 포함한 광물 조성물을 포함하는 코팅 조성물을 포함하고 있는 종이로서, 상기 광물 입자는, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터를 갖고 압입된 총 공극 비부피 0.1 내지 0.3 cm3/g을 갖는 것인 종이를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 양태는 광물 입자를 포함한 광물 조성물을 포함하는 충전제를 포함하고 있는 종이로서, 상기 광물 입자는, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터를 갖고 압입된 총 공극 비부피 0.1 내지 0.3 cm3/g을 갖는 것인 종이를 제공하는 것이다.
본 발명의 한가지 양태는 공급 물질로부터 광물 입자 세립 분획을 생성하는 방법으로서, 광물 입자 세립 분획은, 조밀하게 치밀화된 형태로 존재할 때, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터를 갖고 압입된 총 공극 비부피 0.1 내지 0.3 cm3/g을 가지며, 상기 방법은
- 공급 물질을 분쇄 기기에 제공하여, 제1 분쇄된 공급 물질을 제공하는 단계,
- 제1 분쇄된 공급 물질을 디스크 스택 원심분리기에 공급하여, 2가지 광물 입자 분획, 광물 입자 세립 분획인 제1의 분획과 광물 입자 조립 분획인 제2 분획을 생성하는 단계,
- 광물 입자 조립 분획의 일부 또는 전부를 분쇄 기기 및/또는 디스크 스택 원심분리기에 공급하고/하거나, 광물 입자 조립 분획의 일부 또는 전부를 분리하는 단계
를 포함하는 것인 방법에 관한 것이다.
본 발명의 또다른 양태는 광물 입자 세립 분획을 생성하는 방법으로서, 광물 입자 세립 분획은, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터를 갖고 압입된 총 공극 비부피 0.1 내지 0.3 cm3/g을 갖고, 상기 방법은
- 공급 물질을 하나 이상의 건식 및/또는 습식 분쇄 기기에 제공하여, 상기 광물 입자 세립 분획을 하나 이상의 분쇄 단계에서 생성시키는 단계
를 포함하는 것인 방법에 관한 것이다.
도면의 간단한 설명
도 1은 샘플 1-7의 수은 압입 곡선을 도시한 것이고,
도 2는 샘플 1-7의 소공 크기 분포 곡선을 도시한 것이며,
도 3은 본 발명의 광물 입자를 제조하는 공정의 예를 도시한 것이고,
도 4는 실시예 3 및 실시예 6을 기초로 한 생성물 코팅의 점착력 발달 곡선(Tack Force Development curve)을 도시한 것이다.
이제 본 발명은 이하에서 보다 상세히 기술되어 있다.
본 발명의 상세한 설명
오프셋 종이 및 잉크젯 종이 둘 다는 잉크의 전연성에 반작용하고 이로 인하여 우수한 인쇄성을 촉진하는 특성을 지니도록 제조되었다. 그러나, 현재 이용가능한 다목적 오피스 종이는 종종 불만족스러운 잉크젯, 로토그라비어 또는 오프셋 인쇄 품질과 연관된다.
따라서, 상응하는 제조 비용 증가 없이 개선된 인쇄 품질을 부여하는, 코팅된 다목적 종이에 대한, 그리고 특히 잉크젯, 로토그라비어 또는 오프셋 적용에 적합한 종이에 대한 수요가 존재한다.
흡착제와 흡착물질, 각각 종지 표면과 염료 분자 사이의 충전물 차이는 일반적으로 염료 흡착을 촉진하는데 사용되는 것으로 공지되어 있다. 광물 입자가 코팅 제형에 존재한다면, 잉크 염료에 대한 광물 입자의 고유 흡착 특성은 종종 주어진 광학 밀도를 보장하는데 필요한 양이온성 첨가제의 분량을 감소시키는 또다른 대안을 제공할 수 있다. 선행 기술이 거의 입자 크기에만 촛점을 두고 있지만, 본 발명의 발명자들은 광물 조성물의 평균 소공 직경이 최적 흡착에 가장 중요하다는 것을 밝혀 내었다.
종이 표면 상의 잉크/염료 분자의 분리는 표면 크기 배제 및 고 소공 부피 코팅에 의해 보조되고, 이는 잉크 분자를 그 표면 상에 보유하면서 잉크 용매가 베이스 종이 내로 통과하는 것을 허용한다. 이는 다공성 코팅 조성물에 대한 필요성을 제시한다. 그러므로, 본 발명의 한가지 목적은 주의깊게 제어된 소공 크기 분포 및 모세관현상을 지닌 광물 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 내용에서, 용어 "모세관현상"은 잉크 용매가 광물 입자에 의해 형성된 소공 내에서 자발적으로 흐르는 현상으로서 이해되어야 한다.
광물 입자를 포함하는 광물 조성물을 기술하는 대표적인 시험 시스템으로서, 조밀하게 치밀화된 층은 물이 미세 0.25 ㎛ 필터 막을 통과하는 여과에 의해 유리되는 현탁액/슬러리에 일정 압력(15 bar)를 인가함으로써 광물 입자의 수성 슬러리로부터 습식 정제 프레스 장치(Gane et al. 2000, Ridgway et al. 2004)에서 형성된다. 이 방법은 두께가 1.5-2.0 cm이고 직경이 약 4 cm인 정제를 생성하고, 그것은 후속 분석을 위한 적합한 샘플 구성으로 분할 및 형성될 수 있다. 그 정제는 그 장치로부터 제거되고 60℃의 오븐에서 24 시간 동안 건조된다. 대표적인 시험 시스템은 일반적으로 다음의 문헌에서 승인되고 개시되어 있다: (1) 문헌[Ridgway, C. J., Gane P. A. C., Schoelkopf, J. (2004): "Modified Calcium Carbonate Coatings With Rapid Absorption and Extensive Liquid Uptake Capacity", Colloids and Surfaces A, 236 (1-3), 91]; (2) 문헌[Gane, P.A.C., Kettle, J.P., Matthews, G. P. and Ridgway C.J. (1996): "Void Space Structure of Compressible Polymer Spheres and Consolidated Calcium Carbonate Paper-Coating Formulations", Industrial & Engineering Chemistry Research Journal 35 (5), 1753-1764]; (3) 문헌[Gane, P.A.C., J. Schoelkopf, D.C. Spielmann, G.P. Matthews, C.J. Ridgway, Tappi J. 83 (2000) 77].
각 정제의 부분은 Micromeritics Autopore IV 수은 다공도 측정법을 이용하는 다공도, 압입된 총 공극 비부피, 및 소공 크기 분포를 특징으로 한다. 수은 다공도 측정법 실험은 포획된 기체를 제거하기 위해 다공성 샘플의 진공 처리를 수반하고, 그 후에는 샘플은 수은에 의해 둘러싸이게 된다. 샘플에 의해 치환된 수은의 양은 샘플의 벌크 부피, V벌크의 계산을 허용한다. 이어서, 압력은 수은에 인가되어 수은은 외부 표면에 연결된 소공을 통과하는 샘플 내로 압입된다.
수은의 최대 인가된 압력은 0.004 ㎛의 라플라스 목부 직경(Laplace throat diameter)에 상응하는 414 MPa이다. 그 데이터는 수은 및 침투계 효과에 대하여 그리고 또한 샘플 압축에 대한 Pro-Comp를 이용하여 보정하게 된다. 누적 압입 곡선의 일차 유도함수를 취함으로써, 불가피하게 소공-차폐를 비롯한 상응하는 라플라스 직경을 기초로 한 소공 크기 분포가 나타나게 된다. 부피 정의된 중앙 소공 직경은 수은 압입 곡선으로부터 계산되고, FWHM은 소공 크기 분포 곡선으로부터 계산된다. 본 발명의 내용에서, 용어 "압입된 총 공극 비부피(intruded total specific void volume)"는 상기 절차(수은 다공도 측정법)에 의해 측정된 공극 부피로서 이해되어야 한다.
본 발명의 내용에서, 용어 "광물 조성물(mineral composition)"은 단일 입자의 형태로, 즉 비과립 형태로 광물 입자를 포함하는 조성물을 언급한 것이다. 용어 "광물(mineral)"은 탄산칼슘과 같은 정상적으로 결정질인 원소 또는 화학 화합물을 언급한 것이다.
본 발명의 내용에서, 용어 "소공(pore)"은 광물 입자들 사이에서 발견되는 공간, 즉 광물 입자에 의해 형성되고 유체의 통과 또는 흡수를 허용하는 공간을 기술하는 것으로서 이해되어야 한다. 그 소공은 그의 중앙 소공 직경에 의해 정의될 수 있다.
본 발명의 또다른 목적은 주의깊게 제어된 소공 크기 분포 및 모세관현상을 지닌 광물 조성물을 종이 충전제로서 첨가함으로써 종이 매스 내로의 잉크 용매의 그러한 최적 흡수를 도입하는 것이다.
본 발명의 내용에서, 용어 "부피 정의된 중앙 소공 직경(volume defined median pore diameter)"은 소공 비부피의 50% 이하가 그러한 영-라플라스 방정식 정의된 상응하는 모세관 직경보다 더 미세한 소공 크기를 언급한 것이고, 여기서 영-라플라스 방정식은 수은 압입 다공도 측정법 데이터(상기 절차)에 적용된다.
또한, 본 발명의 내용에서, 용어 "압입된 총 공극 비부피"는 광물 입자의 단위 매스 당 측정된 소공 부피(즉, 광물 입자들 사이에서 발견되는 것)를 설명하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 개선된 특성들이 기재, 예컨대 종이가 광물 입자를 포함하는 광물 조성물로서, 상기 광물 입자가 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터, 및 압입된 총 공극 비부피 0.1-3 cm3/g을 갖는 것인 광물 조성물을 포함하고 있는 코팅 조성물에 의해 코팅되었을 때 얻어질 수 있다는 발견사실을 포함한다.
본 발명의 내용에서, 용어 "기재(substrate)"는 종이, 카드보드, 플라스틱, 텍스타일, 목재, 금속, 콘크리이트 또는 연고(ointment)와 같은, 인쇄 또는 도색하기에 적합한 표면을 갖는 임의 재료로서 이해되어야 한다.
본 발명의 내용에서, 용어 "플라스틱"은 천연 또는 합성 중합체 물질을 언급한 것이다. 비제한적인 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리에스테르, 예컨대 폴리 아크릴산 에스테르 등, 단독중합체 및 공중합체 또는 이들의 혼합물이 있다. 플라스틱은 임의로 광물 충전제, 유기 안료, 무기 안료 또는 이들의 혼합물에 의해 충전될 수 있다.
본 발명의 내용에서, 용어 "텍스타일"은 천연 섬유 또는 합성 섬유의 망상체로 구성되는 가요성 재료를 언급한 것이다.
따라서, 본 발명의 하나의 양태는 광물 입자를 포함하는 광물 조성물로서, 상기 광물 입자는 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터를 갖고 압입된 총 공극 비부피 0.1-03 cm3/g을 갖는 것인 광물 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 한가지 실시양태에서, 부피 정의된 중앙 소공 직경은 0.01 마이크로미터 내지 0.039 마이크로미터의 범위 내에 속하고, 압입된 총 공극 비부피는 0.10 cm3/g 내지 0.28 cm3/g의 범위 내에 속하며; 예컨대 부피 정의된 중앙 소공 직경은 0.015 마이크로미터 내지 0.035 마이크로미터의 범위 내에 속하고, 압입된 총 공극 비부피는 0.15 cm3/g 내지 0.27 cm3/g의 범위에 속하며, 예를 들면 부피 정의된 중앙 소공 직경은 0.017 마이크로미터 내지 0.033 마이크로미터의 범위 내에 속하고, 압입된 총 공극 비부피는 0.20 cm3/g 내지 0.25 cm3/g의 범위 내에 속하며, 예컨대 부피 정의된 중앙 소공 직경은 0.019 마이크로미터 내지 0.030 마이크로미터의 범위 내에 속하고, 압입된 총 공극 비부피는 0.21 cm3/g 내지 0.24 cm3/g의 범위 내에 속한다.
본 발명의 또다른 실시양태에서, 부피 정의된 중앙 소공 직경은 0.013 마이크로미터 내지 0.038 마이크로미터의 범위 내에 속하고, 예를 들면 0.018 마이크로미터 내지 0.036 마이크로미터의 범위 내에 속하며, 예컨대 0.021 마이크로미터 내지 0.034 마이크로미터의 범위 내에 속하고, 예를 들면 0.023 마이크로미터 내지 0.028 마이크로미터의 범위 내에 속한다.
본 발명의 또다른 실시양태에서, 압입된 총 공극 비부피는 0.10 cm3/g 내지 0.29 cm3/g의 범위 내에 속하고, 예를 들면 0.11 cm3/g 내지 0.28 cm3/g의 범위 내에 속하며, 예컨대 0.12 cm3/g 내지 0.27 cm3/g의 범위 내에 속하고, 예를 들면 0.13 cm3/g 내지 0.26 cm3/g의 범위 내에 속하고, 예컨대 0.14 cm3/g 내지 0.26 cm3/g의 범위 내에 속하고, 예를 들면 0.15 cm3/g 내지 0.25 cm3/g의 범위 내에 속하고, 예컨대 0.16 cm3/g 내지 0.25 cm3/g의 범위 내에 속하며, 예를 들면 0.17 cm3/g 내지 0.24 cm3/g의 범위 내에 속하고, 예컨대 0.18 cm3/g 내지 0.23 cm3/g의 범위 내에 속하며, 예를 들면 0.19 cm3/g 내지 0.22 cm3/g의 범위 내에 속하고, 예컨대 0.20 cm3/g 내지 0.21 cm3/g의 범위 내에 속한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이 용어 "단정(monomodal) 소공 크기 분포"는 소공 크기 분포 곡선 상에서 단일의 선명하게 식별가능한 최대치(세로 좌표 또는 Y 축 상에서의 강도, 및 가로 좌표 또는 X 축 상에서의 소공 크기)를 갖는 소공의 집단을 언급한 것이다. "이정(bimodal) 소공 크기 분포"는 소공 크기 분포 곡선 상에서 2개의 선명하게 식별가능한 최대치를 갖는 소공의 집단을 언급한 것이다. 그러므로, 일반화된 정의는 소공 크기 분포 곡선 상에서 n개의 선명하게 식별가능한 최대치를 갖는 소공의 집단을 언급하는 n정 소공 크기 분포이고, 여기서 n은 정수이다. 본 발명자들은 당업자가 n정 소공 크기 분포(여기서, n ≥ 2(2 이상)임)를 이용할 때 복수 점성 잉크 용매 혼합물의 광물 조성물을 통한 흡수 속도의 보다 우수한 제어를 얻을 수 있다는 것을 발견하게 되었다.
용어 "부피 정의된 소공 크기 다분산도"는 광물 입자들 사이에서 발견될 수 있는 소공 크기 직경의 분포의 폭을 설명하는 특징으로서 이해되어야 한다. 본 발명자들은 최대높이 전폭(FWMH: full width at maximum height)으로서 표현된 부피 정의된 소공 크기 다공도가 0.01 내지 0.03 마이크로미터의 범위에 있을 때 광물 조성물을 통한 흡수 속도의 보다 우수한 제어를 얻을 수 있다는 점을 발견하게 되었다.
반높이 전폭(FWHM: full width at half mximum)은 종속 변수가 최대치의 절반에 해당하는 독립 변수의 2개의 극한 값 사이의 차이에 의해 주어지는 함수의 정도의 표현이다. 기술 용어 반높이 전폭 또는 FWHM는 소공의 대다수의 직경 분포, 즉 소공 크기의 다분산도의 근사법 처리에 사용된다. 본 발명자들은 소공이 보다 넓은 크기 분포와 비교하여 균일한 크기를 가질 때 소공/모세관 중에서 잉크 용매의 속도의 보다 우수한 제어를 얻을 수 있다는 점을 발견하게 되었다.
본 발명의 한 실시양태에서, 광물 입자는, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 0.035 마이크로미터 이하, 예컨대 0.005 마이크로미터 내지 0.033 마이크로미터, 예컨대 0.030 마이크로미터, 예컨대 0.01 마이크로미터 내지 0.028 마이크로미터, 예를 들면 0.025 마이크로미터, 예컨대 0.015 마이크로미터 내지 0.021 마이크로미터, 예를 들면 0.020 마이크로미터, 예컨대 0.016 마이크로미터 내지 0.019 마이크로미터의 범위 내에 있는 최대높이 전폭(FWMH)으로서 표시된 부피 정의된 소공 크기 다분산도 및 단정 소공 직경 분포를 갖는다.
본 발명의 한 실시양태에서, 광물 입자는, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 이정 또는 다정(multimodal) 소공 직경 분포를 갖는다.
본 발명의 또다른 실시양태에서, 광물 입자는, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 단정 소공 직경 분포를 갖는다.
본 발명의 또다른 실시양태에서, 광물 입자는 탄산칼슘, 특히 천연 탄산칼슘 또는 침전형 탄산칼슘 또는 이들의 혼합물 중에서 선택된 것을 포함한다. 바람직하게는, 광물 입자는 탄산칼슘, 예컨대 PCC(침전형 탄산칼슘), (WO 00/39222, WO 2004/083316, WO 2005/121257에서와 같은) 개질된 탄산칼슘 또는 GCC(분쇄된 탄산칼슘) 및 이들의 조합을 포함한다.
본 발명의 내용에서 용어 "광물 슬러리(mineral slurry)"는 액체, 바람직하게는 물 중의 광물 조성물의 입자 현택액을 언급한 것이다. 바람직하게는, 그 광물은 액체에 대하여 g/ml로 표시된 보다 큰 비중을 갖는다.
본 발명의 또다른 양태는 광물 입자를 포함하는, 코팅 조성물용 광물 슬러리로서, 상기 광물 입자는, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터, 및 압입된 총 공극 비부피 0.1-0.3 cm3/g을 갖는 것인 광물 슬러리를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 실시양태는 광물 입자를 포함한 광물 조성물을 포함하는 코팅 조성물로서, 상기 광물 입자는, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터, 및 압입된 총 공극 비부피 0.1-0.3 cm3/g을 갖는 것인 코팅 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 양태는 광물 입자를 포함한 광물 조성물을 포함하고 있는, 종지 제형용 충전제로서, 상기 광물 입자는 상기 광물 입자는, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터, 및 압입된 총 공극 비부피 0.1-0.3 cm3/g을 갖는 것인 충전제를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 양태는 광물 입자를 포함한 광물 조성물을 포함하는 코팅 조성물을 포함하고 있는 종이로서, 상기 광물 입자는, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터, 및 압입된 총 공극 비부피 0.1-0.3 cm3/g을 갖는 것인 종이를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 양태는 광물 입자를 포함한 광물 조성물을 포함하는 충전제를 포함하고 있는 종이로서, 상기 광물 입자는, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터, 및 압입된 총 공극 비부피 0.1-0.3 cm3/g을 갖는 것인 종이를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 실시양태에서, 광물 조성물의 제형은 코팅 조성물, 충전제, 표면 충전제(surface filling), 및 광물 슬러리로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 광물 조성물은 광물 입자를 포함하고, 상기 광물 입자는, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터, 및 압입된 총 공극 비부피 0.1-0.3 cm3/g을 갖다.
본 발명의 또다른 양태는 광물 입자를 포함한 광물 조성물을 포함하는 기재로서, 상기 광물 입자는, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터, 및 압입된 총 공극 비부피 0.1-0.3 cm3/g을 갖는 것인 기재에 관한 것이다.
본 발명의 한 실시양태에서, 기재는 광물 조성물의 하나 이상의 제형을 포함하고, 상기 제형은 코팅 조성물, 충전제, 표면 충전제, 및 광물 또는 이들의 혼합물로 이로어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 또다른 실시양태에서, 기재는 종이, 카드보드, 플라스틱, 텍스타일, 목재, 금속, 콘크리이트 또는 연고로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 한 양태는 광물 입자를 포함하는 광물 조성물의 용도로서, 상기 광물 입자는, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 종이, 카드보드, 플라스틱, 텍스타일, 목재, 금속, 콘크리이트 또는 연고에서 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터, 및 압입된 총 공극 비부피 0.1-0.3 cm3/g을 갖는 것인 용도를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 실시양태는 광물 입자를 포함하는 광물 조성물의 용도로서, 상기 광물 입자는, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 종이 제조, 종이 코팅, 잉크 젯 종이 톱 코팅, 오프셋 인쇄와 같은 종이 응용분야에 있어서 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터, 및 압입된 총 공극 비부피 0.1-0.3 cm3/g을 갖는 것인 용도를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 양태는 광물 입자를 포함하는 광물 조성물의 용도로서, 상기 광물 입자는, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 텍스타일 및 카드보드 응용분야에 있어서 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터, 및 압입된 총 공극 비부피 0.1-0.3 cm3/g을 갖는 것인 용도에 관한 것이다.
본 발명의 또다른 실시양태에서, 기재는 본 발명에 따른 광물 입자 조성물들의 하나 이상의 블렌드를 포함한다.
본 발명의 한 양태는 공급 물질로부터 광물 입자 세립 분획(mineral particle fine fraction)을 생성하는 방법으로서, 광물 입자 세립 분획은, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터, 및 압입된 총 공극 비부피 0.1-0.3 cm3/g을 갖고, 상기 방법은
- 공급 물질을 분쇄 기기에 제공하여, 제1 분쇄된 공급 물질을 생성하는 단계,
- 제1 분쇄된 공급 물질을 디스크 스택 원심분리기에 공급하여, 2개의 광물 입자 분획, 광물 입자 세립 분획인 제1 분획과 광물 입자 조립 분획(mineral particle coarse fraction)인 제2 분획을 생성하는 단계,
- 광물 입자 조립 분획의 일부 또는 전부를 분쇄 기기 및/또는 디스크 스택 원심분리기에 공급하고/하거나, 광물 입자 조립 분획의 일부 또는 전부를 분리하는 단계
를 포함하는 것인 방법에 관한 것이다.
본 발명의 한 실시양태에서, 광물 입자 조립 분획은, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터, 및 압입된 총 공극 비부피 0.1-0.3 cm3/g을 갖는다.
본 발명의 또다른 실시양태에서, 광물 입자 조립 분획은, 광물 입자 세립 분획보다 더 낮은 비표면적(m2/g), 광물 입자 세립 분획보다, 예컨대 0.1 내지 100배 더 낮은, 예를 들면 2배 더 낮은 범위에 있는, 예컨대 5-95배 더 낮은, 예를 들면 10배 더 낮은 범위에 있는, 예컨대 15-85배 더 낮은, 예를 들면 20배 더 낮은 범위에 있는, 예컨대 25-75배 더 낮은, 예를 들면 30배 더 낮은 범위에 있는, 예컨대 35-65배 더 낮은, 예를 들면 50배 더 낮은 비표면적(m2/g)을 갖는다.
본 발명의 또다른 실시양태에서, 공급 물질은 공급 물질의 99 중량% 미만의 공급물 고체 범위, 공급 물질의, 예컨대 5%-90%의 범위, 예를 들면 10%, 바람직하게는 15-85%의 범위, 예를 들면 19%, 예컨대 205-80%의 범위, 예를 들면 25%, 보다 바람직하게는 30%-75%의 범위, 예를 들면 35%, 예컨대 40%-70%의 범위, 예를 들면 45%, 바람직하게는 50%-65%의 범위, 예를 들면 55%에 있는 공급물 고체를 갖는다.
본 발명의 구체적인 실시양태는 광물 입자 세립 분획을 제조하는 방법으로서, 광물 입자 세립 분획은, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터, 및 압입된 총 공극 비부피 0.1-0.3 cm3/g을 갖고, 상기 방법은
- 공급 물질을 분쇄 기기를 제공하여, 제1 분쇄된 공급 물질을 생성하는 단계,
- 제1 분쇄된 공급 물질을 디스크 스택 원심분리기에 공급하여, 2개의 광물 입자 분획, 광물 입자 세립 분획인 제1 분획 및 광물 입자 조립 분획인 제2 분획을 생성하는 단계
를 포함하고, 제1 분쇄된 공급 물질은 20-80 중량%의 범위에 있는, 바람직하게는 30-70 중량%의 범위에 있는, 보다 바람직하게는 38-70 중량%의 범위에 있는 고체 함량을 갖는 것인 방법을 특징으로 한다.
광물 입자 조립 분획을 디스크 스택 원심분리기에 공급하는 단계는 특정 실시양태에서 광물 입자 조립 분획으로부터 보다 많은 광물 입자 세립 분획을 분리하는 것이 불가능하거나 바람직하지 않을 때까지 반복될 수 있다. 광물 입자 조립 분획을 디스크 스택 원심분리에 반복 공급하는 광물 세립 분획은 이전의 것과 동일하거나, 그 이전의 것보다 더 거칠거나, 그 이전의 것보다 더 고울 수 있다. 상이한 광물 입자 세립 분획은 상이한 광물 입자 세립 분획과 별도로 사용될 수 있거나, 그 광물 입자 세립 분획과의 블렌드로 사용될 수 있다.
본 발명의 또다른 양태는 광물 입자 세립 분획을 생성하는 방법으로서, 광물 입자 세립 분획은, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터, 및 압입된 총 공극 비부피 0.1-0.3 cm3/g을 갖고, 상기 방법은
- 공급 물질을 하나 이상의 건식 및/또는 습식 분쇄 기기에 제공하여, 상기 광물 입자 세립 분획을 하나 이상의 분쇄 단계에서 생성하는 것인 단계
를 포함하는 것인 방법에 관한 것이다.
본 발명의 하나의 실시양태에서, 공정은 연속 방식으로 작동한다.
본 발명의 광물 입자를 제조하는 방법의 예가 도 3에 도시되어 있고, 그 도 3에서는 공급 물질(1)이 분쇄 기기(6)에 공급되고, 여기에서 제1 분쇄된 공급 물질(3)을 생성하게 된다. 이어서, 제1 분쇄된 공급 물질(3)은 디스크 스택 원심분리기(7)에 공급되고, 여기에서 광물 입자 세립 분획(4)과 광물 입자 조립 분획(2)을 생성하게 된다. 그 광물 입자 조립 분획(2)은 조립 분획 생성물(5)로서 분리될 수 있거나, 또는 분쇄 기기(6)로 다시 공급될 수 있다.
본 발명의 한 실시양태에서, 광물 입자 세립 분획은, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 단정 소공 직경 분포를 갖는다. 본 발명의 또다른 실시양태에서, 광물 입자 세립 분획은, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 0.01 내지 0.03 마이크로미터의 범위에 있는 최대높이 전폭으로서 표현된 부피 정의된 소공 크기 다분산도를 갖는다.
본 발명의 또다른 실시양태에서, 광물 입자 세립 분획은, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 이정 또는 다정 소공 직경 분포를 갖는다.
본 발명의 양태들 중 하나의 내용에서 기술된 실시양태 및 특징은 또한 본 발명의 다른 양태에도 적용할 수 있다는 것을 유의해야 한다.
본 출원에 인용된 모든 특허 및 비특허 참고 문헌은 그 전체가 본원에 참고 인용되어 있다.
이제 본 발명은 다음의 비제한적인 실시예에서 더욱더 상세히 설명될 것이다.
실시예
실시예에 대한 일반 정보:
모든 입자 크기 및 중앙 직경은 다음의 파라미터들을 이용하고 영국 WR14 1XZ 워스터셔 맬버른 그로브우드 로드 에니그마 비즈니스 파크 소재의 Malvern Instruments Ltd.의 Malvern Mastersizer 2000 S를 사용하여 측정한다.
PSD (입자 크기 분포) 샘플 측정 절차
전제조건:
- 기기: HydroS 샘플링 유닛을 구비한 Malvern Mastersizer 2000S를 사용한다.
- ASTM Type II 물을 희석 수로서 사용한다.
- Malvern Mastersizer를 세정하고 양이온 하전된 물질로부터 오염되지 않도록 한다.
- 기기를 적절히 장치화하여 배치한다.
- 기기를 숙련되고 훈련된 조작자에 의해 작동시킨다.
- 측정하고자 하는 물질과 유사한 샘플 검사 표준물질은 측정 전에 시험하여 입증 확인한다.
- 측정하고자 하는 샘플을 충분히 균질화시킨다.
- 기기 측정 옵션을 다음과 같이 설정한다.
ㆍ 입자 굴절율: 1.570
ㆍ 입자 굴절율 청색광: 1.570
ㆍ 분산제 화합물: 물
ㆍ 분석 모델: 일반 목적, 불규칙
ㆍ 흡광도: 0.005
ㆍ 흡광도 청색광: 0.005
ㆍ 분산제 굴절율: 1.330
ㆍ 감도: 정상
ㆍ 크기 범위: 0.020-2000.000
ㆍ 결과 밴드의 수: 66
ㆍ 결과 에뮬레이션(emulation): 가능하지 않음
ㆍ 결과 단위: 마이크론
ㆍ 배경 및 배경 청색광 측정 시간: 15초
ㆍ 시험 시간: 15초
1.1. 장비 준비
1.1.1. 3회 세정 주기를 통한 Malvern 운전한다.
1.1.2. 세정 주기가 종료될 때, 악세서리 모듈에서, "Empty" 버튼을 클릭하고, Hydro S를 배출한다.
1.1.3. Hydro S가 배출될 때, "Drain Valve" 버튼을 클릭하여 배출 밸브를 잠근다.
1.1.4. "Liquid Sensed"의 이웃 박스가 녹색이 될 때까지, ASTM Type II 물을 Hydro S에 서서히 첨가한다.
1.1.5. 펌프 속도를 3010 rpm로 램핑하고, 이 속도를 측정 동안 유지한다.
1.1.6. ASTM type II 물로 공극을 계속 충전한다.
1.1.7. 가압 개시하기 전에, 분자량(Mw) 5500 및 다분산도 2.7을 갖는 ~35 중량% 농도 나트륨/칼슘 폴리아크릴레이트 분산제 소량(~ 1 ml)을 Hydro S 샘플 유닛에 첨가한다.
1.1.8. 측정하고자 하는 샘플을 첨가하기 전에 1분 이상 동안 분산제를 순환시킨다.
1.2. 샘플 측정
1.1. 샘플 측정 전에 또는 중에 초음파를 사용하지 않는다.
1.2. 기기가 측정 준비되었을 때, 13-25, 바람직하게는 20의 차폐(obscuration)이 달성될 때까지 3 ml 주사기를 사용하여 샘플을 첨가한다.
1.3. 샘플을 첨가할 때, 샘플이 뚝뚝 떨어지지 않도록 주의하거나, 기포를 도입할 수 있는 어떠한 것도 하지 않는다.
1.4. 분석을 시작한다.
1.5. 의심스러운 결과의 경우, 기기가 적절히 운전되고 있음을 보장하도록 기기를 운전하여 표준물질을 검수한다.
실시예 5에서는 또한 Sedigraph 5100를 중량%로 주어진 결과에 대하여 사용한다. BET 비표면적(m2/g)은 표준규격 ISO 4652 방법(1994)에 따라 측정한다.
상이한 중합체들의 모든 중량, 분자량(Mw), 수 평균 분자량(Mn) 및 상응하는 다분산도는 참조번호 PSS-PAA 18 K, PSS-PAA 8K, PSS-PAA 5K, PSS-PAA 4K 및 PSS-PAA 3K로 Polymer Standard Service에 의해 공급된 5가지 나트륨 폴리아크릴레이트 표준물질의 시리즈로 보정되는 수성 겔 투과 크로마토그래피(GPC) 방법에 따라 pH 8에서 100 mol% 나트륨 염으로서 측정된다.
선행 기술을 나타내는 실시예
실시예 1
오스트리아 빌라흐 지역산 대리석을 해머 밀로 건식 파쇄하고 추가 건식 분쇄하고, 공기 사이클론 분류하는데, 이것은 3.0 ㎛의 d50, 12.5 ㎛의 d98, 및 2.3 m2/g의 비표면적을 특색으로 하였다. 2.5 cm의 Silpex 비드를 사용하는 볼 밀에서 건식 분쇄 공정은 건식 탄산칼슘에 대하여 1000 ppm의 트리에탄올아민계 건식 분쇄 조제의 사용을 포함하였다. ＜ 2 ㎛의 분획은 30.3 부피%이었고, ＜ 1 ㎛의 분획은 5.6 부피%이었다.
실시예 2
45 ㎛의 d50를 갖는 자생(autogenic) 습식 분쇄된 버몬트 대리석을 2.2 ㎛의 d50로 습식 분쇄하였다. 그 습식 분쇄는 지르코니아 실리케이트 비드 1-1.15 mm를 사용하고 5500의 분자량(Mw) 및 2.7의 다분산도를 갖는 나트륨/칼슘 폴리아크릴레이트 분산제 0.63 중량%를 사용하여, 연속 모드로 1500 리터의 부피인 수직형 마쇄 밀(attritor mill)에서 수돗물 중의 78 중량% 고체로 수행하였다. 그것은 건식 탄산칼슘에 대하여 총 0.70 중량%의 나트륨/칼슘 폴리아크릴레이트를 의미하였다. 최종 생성물은 13.0 ㎛의 d98 및 6.0 m2/g의 비표면적을 추가로 보유하였다. ＜ 2 ㎛의 분획은 46.3 부피%이었고, ＜ 1 ㎛의 분획은 22.6 부피%이었다.
실시예 3
실시예 2의 생성물은 실시예 2에서와 같은 동일한 밀 조건을 사용하여 0.31 ㎛의 d50으로 추가 습식 분쇄하였다. 그 습식 분쇄는 지르코니아 실리케이트 비드 1-1.15 mm를 사용하고 5500의 분자량(Mw) 및 2.7의 다분산도를 갖는 나트륨/칼슘 폴리아크릴레이트 분산제 0.42 중량%를 사용하여, 연속 모드로 1500 리터의 부피인 수직형 마쇄 밀에서 수돗물 중의 72 중량% 고체로 수행하였다. 최종 생성물은 3.4 ㎛의 d98 및 10.5 m2/g의 비표면적을 추가로 보유하였다. ＜ 2 ㎛의 분획은 87.7 부피%이었고, ＜ 1 ㎛의 분획은 60.3 부피%이었다.
본 발명을 나타내는 실시예
실시예 4
실시예 2의 세립 분쇄된 대리석은 수돗물로 희석한 후 38 중량%의 공급물 고체로 Westfalia "Teller-Duesen Separator"에서 처리하여 0.25 ㎛의 d98, 0.20 ㎛의 d90 및 0.125 ㎛의 d50에 도달하도록 하였다. 절차는 문헌[Erich Mueller, Mechanische Trennverfahren, Band 2, Otto Salle Verlag, Frankfurth, 1983, part 4.3 Zentrifugen in Tellerseparatoren page 65 ff, especially on page 78 Abb. 4.31]에 기술된 바와 같이 수행하였다.
실시예 5
실시예 2의 세립 분쇄된 대리석은 수돗물로 희석한 후 60.9 중량%의 공급물 고체로 Westfalia "Teller-Duesen Separator"에서 처리하여 0.225 ㎛의 d98 및 0.123 ㎛의 d50에 도달하도록 하였다. 절차는 문헌[Erich Mueller, Mechanische Trennverfahren, Band 2, Otto Salle Verlag, Frankfurth, 1983, part 4.3 Zentrifugen in Tellerseparatoren page 65 ff, especially on page 78 Abb. 4.31]에 기술된 바와 같이 수행하였다.
실시예 6
실시예 2의 세립 분쇄된 대리석은 수돗물로 희석한 후 68.6 중량%의 공급물 고체로 Westfalia "Teller-Duesen Separator"에서 처리하여 0.295 ㎛의 d98 및 0.122 ㎛의 d50에 도달하도록 하였다. 절차는 문헌[Erich Mueller, Mechanische Trennverfahren, Band 2, Otto Salle Verlag, Frankfurth, 1983, part 4.3 Zentrifugen in Tellerseparatoren page 65 ff, especially on page 78 Abb. 4.31]에 기술된 바와 같이 수행하였다.
실시예 7
실시예 1의 생성물은 5500의 분자량(Mw) 및 2.7의 다분산도를 갖는 나트륨/칼슘 폴리아크릴레이트 분산제 0.25 중량%를 사용하여 수돗물에서 75 중량% 고체로 수돗물 중에 제조하고, 실시예 2에서와 같은 동일한 밀 조건을 사용하여 0.12 ㎛의 d50으로 추가 분쇄하였다. 이 습식 분쇄는 (Cermill) 지르코니아 실리케이트 비드 0.315 mm를 사용하고 5500의 분자량(Mw) 및 2.7의 다분산도를 갖는 나트륨/칼슘 폴리아크릴레이트 분산제 1.4 중량%를 사용하여, 연속 모드로 1500 리터의 부피의 수직형 마쇄 밀에서 수돗물 중의 45 중량% 고체로 수행하였다. 최종 생성물은 추가로 0.57 ㎛의 d98 및 35.8 m2/g의 비표면적을 보유하였다. ＜ 0.5 ㎛의 분획은 97.5 부피%이었고, ＜ 0.1 ㎛의 분획은 37.5 부피%이었다. 최종 생성물은 0.90 ㎛의 d98을 추가로 보유하였다. 0.5 ㎛ 미만의 분획은 96 중량%이었고, ＜ 0.2 ㎛의 분획은 71 중량%이었는데, 이들 양자의 중량%는 Sedigraph 5100(Micromeritics)을 사용하여 침전에 의해 측정하였다.
실시예 8
실시예 3의 세립 분쇄된 대리석은 38 중량% 고체인 공급물 고체로 Westfalia "Teller-Duen Separator"에서 처리하여 0.25 ㎛의 d98, d90 of 0.2 ㎛의 d90 및 0.12 ㎛의 d50에 도달하게 하였다. 그 절차는 문헌[Erich Mueller, Mechanische Trennverfahren, Band 2, Otto Salle Verlag, Frankfurth, 1983, part 4.3 Zentrifugen in Tellerseparatoren page 65 ff, especially on page 78 Abb. 4.31]에 의해 기술된 바와 같이 수행하였다. < 0.5 ㎛의 분획은 > 99.5 부피%이었다.
실시예 9
45 ㎛의 d50 및 원래 일부 산 불용성 실리케이트 및 실리카 6.5 중량%를 지닌 자생 건식 분쇄된 캐나다 대리석(Perth 지역의 기원) 50 톤은 총 미정제 대리석에 대하여 500 ppm의 탈로우 지방 이미다졸린을 실리케이트 수집제로서 사용하여 포말 부유선광 공정(froth floation process)에 통과시켜서 산 불용성 부분을 ＞ 1 중량%로 감소시키고, 실시예 2에서와 같은 마쇄 밀의 동일 유형에서 뱃치 모드로 나트륨/칼슘 폴리아크릴레이트 분산제(5500의 Mw, 2.7의 다분산도) 3.0 중량%의 존재 하에 72 중량% 고체로 습식 분쇄하여, 입자의 99 중량%가 1 ㎛ 미만의 직경을 갖고, 입자의 88 중량%가 ＜ 0.5 ㎛의 직경을 가지며, 입자의 69 중량%가 ＜ 0.2 ㎛의 직경을 갖고, 입자의 28 중량%가 ＜ 0.1 ㎛의 직경을 가질 때까지의 분말도(fineness)에 도달하게 하였다. 비표면적은 28.2 m2/g(BET)인 것으로 측정되었고, d90은 0.58 ㎛이었으며, d50는 0.12 ㎛이었다.
결과:
조밀하게 치밀화된 층( 치밀화된 층)의 형성
광물 입자를 포함하는 광물 조성물을 설명하는 대표적인 시험 시스템으로서, 조밀하게 치밀화된 층은 물이 미세한 0.025 필터 막을 통과하는 여과에 의해 방출될 때까지 현탁액/슬러리에 일정 압력(15 bar)을 인가함으로써 광물 입자의 수성 슬러리로부터 습식 정제 프레스 장치에서 형성시켰다. 이 방법은 직경이 약 4 cm이고 두께가 1.5-2.0 cm인 정제를 생성하였고, 이것은 후속 분석을 위해 적당한 샘플 구성으로 분할 및 형성될 수 있었다. 그 정제는 장치로부터 제거하여 60℃의 오븐에서 24 시간 동안 건조시켰다.
각각의 정제 일부는 Micromeritics Autopore IV 수은 다공도 측정계를 사용하여 다공도, 압입된 총 공극 비부피, 및 소공 크기 분포에 대하여 수은 다공도 측정법으로 특성화하였다. 수은의 최대 인가 압력은 0.004 ㎛의 라플라스 목부 직경에 상응하는 414 MPa이었다. 이 데이터는 수은 및 침투계 효과에 대하여 그리고 또한 샘플 압축에 대하여 Pro-Comp를 사용하여 보정하였다. 누적 압입 곡선의 일차 도함수를 취함으로써, 불가피하게 소공-차폐를 포함하는, 상응하는 라플라스 직경을 기초로 한 소공 크기 분포를 나타내었다. 부피 정의된 중앙 소공 직경을 수은 압입 곡선으로부터 계산하고, FWHM을 소공 크기 분포 곡선으로부터 계산하였다(도 1 및 도 2)
실시예 1-9으로부터 수집된 데이터
샘플
CaCO 3

압입된 총 공극 비부피 / cm 3 g -1 		부피 정의된 중앙 소공 직경 / ㎛ 반높이 전폭( FWHM ) 소공 크기 분포/ ㎛
소공 크기 직경의 균일성의 정도를 나타낸다
1 0.292 0.50 0.440
2 0.114 0.09 0.067
3 0.140 0.06 0.051
4 0.271 0.04 0.026
7 0.211 0.02 0.019
8 0.258 0.03 0.022
9 0.150 0.02 0.018
실시예 10
다공성 예비-코트 상의 잉크젯 종이 톱-코팅에서 실시예 4의 생성물의 사용(고품질 잉크젯 적용)
종이 예비-코팅
종이 코팅기: Erichsen K 303, Multicoater 및 이 장비에 상응하는 로드를 사용하였고, 이들 둘 다는 독일 D-58675 헤멘 소재의 회사명 Ericrson으로부터 이용가능하였다.
잉크젯 베이스 종이 112 g/m2(독일 오스나브뤽 소재의 Schoeller)은 로드 번호 3을 사용하여 다음의 제형 10 g/m2으로 예비 코팅하였다:
86.5 중량%의 Omyajet B6606 - FL 31%(개질된 탄산칼슘), Omya AG(스위스)
4.5 중량%의 PVA BF-05**
4.5 중량%의 C-Film 05978, Cargill SA(제네바)(양이온성 전분)
4.5 중량%의 Certrex, Mobil(PolyDADMAC)
코팅 칼라 고체는 대략 30 중량%이었다.
코팅을 110℃에서 10 분 동안 건조시켰다. 모든 중량%는 건조 기준으로 건조 중량%로서 계산하였다.
이 예비-코트 상에 선행 기술의 생성물 및 본 발명의 생성물을 로드 번호 1 내지 3을 사용하여 도포하였다.
톱-코팅의 제조
코팅 칼라는 유사한 결합제 양으로 조작하고 우수한 유동학적 특성 및 유사한 코트 중량을 위해 대략 25-30 중량%로 희석하였다. 발연 실리카*는 종이 상에 30 중량% 고체로 도포하기에 다소 어려운 것으로 나타났다.
선행 기술 및 본 발명의 톱-코팅 제형
선행 기술(건조 중량%. 건조 기준) 본 발명(건조 중량%, 건조 기준)
실시예 4의 생성물 0 85.5
Aerodisp W 7330 N* 85.5 0
PVA BF-05** 14.5 14.5
코팅 칼라 고체 25.3 30.2
* Aerosil(등록상표) 발연 실라카(Evonic),
** 98 mol% 가수분해된 폴리비닐알콜, 저점도, ChangChun Groupe(대한민국, 남한)
결과
광학 인쇄 밀도
Canon에 의해 인쇄된 광학 밀도: OD Sum (/)***
코트 중량
3 g/m2 		코트 중량
6 g/m2 		코트 중량
10 g/m2
실시예 4 14 15 15
선행 기술 11 13 14
*** 광학 밀도 SpectrolinoTM, 분광계, Handhel system, GretagMacbethTM(OD sum = 시안, 마젠타 및 옐로우의 합)
HP에 의해 인쇄된 광학 밀도: OD Sum (/)***
코트 중량
6 g/m2 		코트 중량
10 g/m2
실시예 4 13.5 13.5
선행 기술 12 11.5
*** 광학 밀도 SpectrolinoTM, 분광계, Handhel system, GretagMacbethTM(OD sum = 시안, 마젠타 및 옐로우의 합)
광택
캘린더링 미처리된 종이 광택: 캘린더링 미처리된 Tappi 75°(%) ISO Norm 8254-1
코트 중량
6 g/m2 		코트 중량
10 g/m2
실시예 4 43 52
선행 기술 20 18
현재의 결과들은 기준물질 안료로서 사용된 발연 실리카에 비하여 실시예 4의 본 발명의 생성물의 성능을 분명하게 나타내었다.
결과들은 인쇄 밀도가 발연 실리카에 비하여 개선되었음을 나타내 보여주었다. 더구나, 본 발명에 따른 탄산칼슘 생성물은 유동학적 문제점 없이 PVOH 결합제를 사용하여 도포할 수 있었다. 본 발명에 따른 탄산염 생성물의 광택 발생은 상업적인 발연 실리카 기준물질보다 2배 더 우수하였다.
실시예 11
오프셋 인쇄에서 실시예 3 및 8의 생성물의 사용
종이 코팅기: Erichsen K 303, Multicoater, D-58675 Hemen(독일)을 사용하였다.
합성 종이(YUPO Synteape, 폴리프로필렌, 62 g/m2, 80 ㎛, halbmatt, weiss) Fischer Papier, 스위스 캘런 스트리트 9015 소재)는 로드 번호 2를 사용하여 다음의 제형 대략 10 g/m2로 코팅하고 로드 5를 사용하여 다음의 제형 대략 45 g/m2로 코팅하였다:
86.5 중량%의 생성물(실시예 3 또는 8로부터 얻은 것)
13.5 중량%의 Styrene-Acrylate Binder(Acronal(등록상표) S 360 D, BASF)
코팅 칼라 고체는 대략 60 중량%이었다.
코팅을 110℃에서 30 분 동안 건조시켰다. 모든 중량%는 건조 기준으로 건조 중량%로서 계산하였다.
결과로 생성된 코트 중량(m2/g)은 다음과 같았다:
실시예 8 실시예 3
로드 2: 9.6 m2/g 10.9 m2/g
로드 5: 42.6 m2/g 45.0 m2/g
결과들은 3회 측정의 평균이었다.
4개의 코팅의 점착력 발달은 그의 점착 거동을 비교 및 평가하기 위해서 잉크 표면 상호작용 시험기(Ink Surface Interaction Tester(ISIT))를 사용하여 측정하였다.
종이 상의 잉크 점착(Ink-on-paper tack)은 솔레노이드, 코일 스프링, 로드 전지 및 접촉 디스크로 구성되는 특수 부착장치(SeGan Ltd.)로 측정하였다. 이 접촉 디스크는 솔레노이드에 작용하는 전자기력에 의해 평평하게 된 샘플 상의 프린트에 대하여 압착하였다. 이 작용은 솔레노이드와 평행하게 장입된 코일 스프링 상에 연장력(extension force)을 인가하였다. 접촉 시간 및 힘은 접촉 디스크와 프린트 사이의 접착력을 최적화하기 위해서 전자 제어에 의해 다양하게 할 수 있었다. 전자기력의 중단시, 잉크 필름으로부터 디스크의 분리를 달성하기에 충분히 강한, 연장된 코팅 스프링의 응력(strain)에 의해 프린트로부터 접촉 디스크를 철회하였다. 접촉 디스크와 코일 스프링 사이에 고정된 응력 게이지는 측정된 점착력으로서 기록되는 하중-의존성 신호를 발생시켰다. 그 순서는 연구 하에서 점착력의 영역을 연장하도록 선택된 미리 정해진 주기의 횟수로 자동 반복하였다. 각각의 개별 분리를 달성하는데 요구되는 인장력의 형성은 시간에 따라 기록하고, 특수 설계된 소프트웨어를 통해 분석할 수 있었다. 각 시험 지점에서 인장력의 최대 수치는 시간에 따른 측정된 점착력 발달로서 작도하였다.
결과들(도 4)은 실시예 8의 본 발명의 생성물에 의한 코팅의 점착력이 단지 40초 만에 1N 이하로 감소되었음을 분명하게 보여주었다. 그 시간 후에 인쇄는 더 이상 끈적임이 없었지만, 실시예 3의 선행 기술 생성물의 코팅은 150초 후에도 그 점착력이 다시 저하되지 않고 여전히 끈적임을 나타내었다.
실시예 12
재순환된 보드 톱코트에서 실시예 7의 생성물의 사용
3가지 코팅 칼라는 본 발명에 따른 실시예 7의 탄산칼슘으로 표준 제형의 이산화티탄을 부분 대체하는 것을 비교하도록 제형화하였다.
코팅 칼라 제형 번호 1: 표준 코팅 칼라 제형
72.0 중량%의 Hydrafin Clay(Kamin LLC)
8.0 중량%의 Calcined Clay Ansilex 93(Engelhard)
20.0 중량%의 Rutile TiO2
16 중량%의 latex P308(Rohm & Haas)
5 중량%의 단백질 결합제 Procote 200(Protein Technologies International)
0.7 중량%의 가교결합제 ACZ 5800M(Akzo Nobel/Eka Chemicals)
0.15 중량%의 폴리아크릴레이트 분산제 Colloids 211(Kemira Chemicals, Inc.)
코팅 칼라 고체는 대략 43 중량%이었다.
본 발명에 따른 코팅 칼라 제형 번호 2:
72.0 중량%의 Hydrafin Clay(Kamin LLC)
8.0 중량%의 Calcined Clay Ansilex 93(Engelhard)
18.0 중량%의 Rutile TiO2
2.0 중량%의 실시예 7에 따른 탄산칼슘
16 중량%의 latex P308(Rohm & Haas)
5 중량%의 단백질 결합제 Procote 200(Protein Technologies International)
0.7 중량%의 가교결합제 ACZ 5800M(Akzo Nobel/Eka Chemicals)
0.15 중량%의 폴리아크릴레이트 분산제 Colloids 211(Kemira Chemicals, Inc.)
코팅 칼라 고체는 대략 43 중량%이었다.
본 발명에 따른 코팅 칼라 제형 번호 3:
72.0 중량%의 Hydrafin Clay(Kamin LLC)
8.0 중량%의 Calcined Clay Ansilex 93(Engelhard)
16.0 중량%의 Rutile TiO2
4.0 중량%의 실시예 7에 따른 탄산칼슘
16 중량%의 latex P308(Rohm & Haas)
5 중량%의 단백질 결합제 Procote 200(Protein Technologies International)
0.7 중량%의 가교결합제 ACZ 5800M(Akzo Nobel/Eka Chemicals)
0.15 중량%의 폴리아크릴레이트 분산제 Colloids 211(Kemira Chemicals, Inc.)
코팅 칼라 고체는 대략 43 중량%이었다.
본 발명에 따른 코팅 칼라 제형 번호 4:
70.2 중량%의 Hydrafin Clay(Kamin LLC)
7.8 중량%의 Calcined Clay Ansilex 93(Engelhard)
16.0 중량%의 Rutile TiO2
8.0 중량%의 실시예 7에 따른 탄산칼슘
16 중량%의 latex P308(Rohm & Haas)
5 중량%의 단백질 결합제 Procote 200(Protein Technologies International)
0.7 중량%의 가교결합제 ACZ 5800M(Akzo Nobel/Eka Chemicals)
0.15 중량%의 폴리아크릴레이트 분산제 Colloids 211(Kemira Chemicals, Inc.)
코팅 칼라 고체는 대략 43 중량%이었다.
본 발명에 따른 코팅 칼라 제형 번호 5:
72.0 중량%의 Hydrafin Clay(Kamin LLC)
8.0 중량%의 Calcined Clay Ansilex 93(Engelhard)
14.0 중량%의 Rutile TiO2 \
6.0 중량%의 실시예 7에 따른 탄산칼슘
16 중량%의 latex P308(Rohm & Haas)
5 중량%의 단백지리 결합제 Procote 200(Protein Technologies International)
0.7 중량%의 가교결합제 ACZ 5800M(Akzo Nobel/Eka Chemicals)
0.15 중량%의 폴리아크릴레이트 분산제 Colloids 211(Kemira Chemicals, Inc.)
코팅 칼라 고체는 대략 43 중량%이었다.
본 발명에 따른 코팅 칼라 제형 번호 6:
72.0 중량%의 Hydrafin Clay(Kamin LLC)
8.0 중량%의 Calcined Clay Ansilex 93(Engelhard)
12.0 중량%의 Rutile TiO2
8.0 중량%의 실시예 7에 따른 탄산칼슘
16 중량%의 latex P308(Rohm & Haas)
5 중량%의 단백질 결합제 Procote 200(Protein Technologies International)
0.7 중량%의 가교결합제 ACZ 5800M(Akzo Nobel/Eka Chemicals)
0.15 중량%의 폴리아크릴레이트 분산제 Colloids 211 from(Kemira Chemicals, Inc.)
코팅 칼라 고체는 대략 43 중량%이었다.
(모든 중량%는 총 광물 물질의 건조 기준으로 건조 중량%로서 계산되었다).
재순환된 카드보드의 3가지 톱-코팅은 다음의 절차에 따라 RK Printcoat Instruments K Control Coater Model K202를 사용하여 하기 표 6에 열거된 양으로 각각의 제형의 건조된 코팅 중량을 카드보드 시이트 상에 도포함으로써 수행하였다:
1.1 샘플들은 TAPPI Standard Condition(50% ± 2% 상대 습도 & 23℃ ± 1°또는 73.4℉ ± 1.8°)에서 최소 24 시간 동안 조건화해야 되었다.
1.2 시험을 위해 설명서에 따라 장치화하고, 기기를 설명서에 따라 보정하였다.
1.3. 조건화 샘플은 기기의 톱 상의 샘플 개구부 위에 백색도 측정기(Brightimeter)의 면에 평행한 보드의 기계 방향으로 배치하고, 샘플에 1 kg 추를 메달고, 단일 판독을 위해 PRINT 키를 누르거나, 또는 평균이 요구되는 경우, AVERAGE 경로를 개시하고, 기기 프롬프트(prompt)를 수행하였다.
1.4 하기에 열거된 모든 시험은 매뉴얼의 지시사항에 따라 기기를 프로그램화함으로써 접속하였다.
1.5 10개의 샘플의 평균을 구하고, 평균 ± 표준 편차를 기록하였다.
백색도 결과
백색도는, 코팅된 샘플이 Leneta FiberBoard(Form N2C-2 B# 3701 Unsealed Opacity Charts (194 x 260 mm) 또는 7-5/8 x 10-1/4 인치)의 검정색 면 상에 배치될 때, 다음의 방법에 따라 측정하였다
드로우다운(drawdown):
1. Leneta Board를 드로우다운 코팅기에 배치하고, (마치 클립 보드와 같은) 그 Leneta Board를 아래로 그 금속 클램프에 의해 고정하였다.
2. 적당한 크기 Meyer 로드를 스윙 암 아래에 그리고 Leneta Board의 톱 상에 배치하였다.
3. 10 cc 또는 그 이상의 주사기를 사용하여 로드의 전방부에 코팅의 비드를 도포하였다.
4. 코팅기를 회전시키고, 스위치를 눌러 로드가 Leneta Boad의 길이를 따라 "드로우 다운"하게 하였다.
5. 속도 및 로드 크기를 조정하여 원하는 코트 중량 및 필름 균일성을 달성하였다(몇회 반복을 취할 수 있다).
6. 세정하기 위해 Meyer 로드를 옆에 두고, 새롭게 코팅된 Leneta Boad를 건조 수행하였다.
건조:
1. 가열 총((Veritemp Heat Gun Model VT-750C Master Appliance Corp.)을 사용하여 드로우다운 코팅기 상에서 적소로 유지하면서 "송풍" 건조시켰다.
2. 코팅이 습윤 외관에서 덜 건조된 외관에 이를 때까지 코팅을 건조시켰다.
3. 펠트 드럼 건조기(Felt Roll Drum Dryer Adiron dack Machine Corp.) 상에서 회전시켰다.
4. 이어서, 펠트 드럼 건조기를 가용하여, Leneta Board 코팅된 면을 드럼에 배치하였다(송풍 건조의 목적은 드럼 상에 대한 그러한 코팅의 임의 끈적임을 피하기 위한 것이었다).
5. 펠트 드럼 건조와 함께 회전시켜서, Leneta Board가 (드럼과 펠트 사이의) 닙을 통과시키고 그것이 나올 때 다른 면 둘레를 래핑하였다.
6. 건조된 Leneta Board를 백색도 시험 또는 코팅 중량 측정을 위해 그 면에 배치하였다.
결과를 하기 표 6에 제시하였다.
Brightimeter Micro S-5 Model S-5/BOC Serial # 452266(Technidyne Corp. )에 의해 측정된 백색도 R457 TAPPI
표준 제형 번호 1 본 발명 제형 번호 2 본 발명 제형 번호 3 본 발명 제형 번호 4 본 발명 제형 번호 5 본 발명 제형 번호 6
백색도 R457 TAPPI 69.3 77.0 75.9 76.6 74.7 73.3
표준
편차		 1.2 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
코팅
중량
g/m2 		3.1 3.2 3.2 3.4 3.3 3.3
현재 결과들은 본 발명에 따른 생성물의 성능을 분명하게 보여 주었다.
결과들은 코팅되는 재순환된 보드의 백색도가 본 발명에 따른 탄산칼슘으로 이산화티탄의 일부를 대체함으로써 개선된다는 점을 보여 주었다. 더구나, 본 발명에 따른 탄산칼슘은 유동학적 문제점 없이 도포될 수 있었다.

Claims (19)

  1. 광물 입자(mineral particle)를 포함하는 광물 조성물로서, 상기 광물 입자는, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경(volume defined median pore diameter) 0.01 내지 0.04 마이크로미터, 및 압입된 총 공극 비부피(intruded total specific void volume) 0.1-0.3 cm3/g을 갖는 것인 광물 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광물 입자는, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 단정(monomodal) 소공 직경 분포를 갖는 것인 광물 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 광물 입자는, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 0.01 내지 0.03 마이크로미터의 범위에 있는 최대높이 전폭(FWMH: full width at maximum height)으로서 표시된 부피 정의된 소공 크기 다분산도(volume defined pore size polydispersity)를 갖는 것인 광물 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광물 입자는, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 이정(bimodal) 또는 다정(multimodal) 소공 직경 분포를 갖는 것인 광물 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 광물 입자는 탄산칼슘, 특히 천연 탄산칼슘 또는 침전형 탄산칼슘 또는 이들의 혼합물 중에서 선택된 탄산칼슘을 포함하는 것인 광물 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 광물 조성물의 제형은 코팅 조성물, 충전제, 표면 충전제(surface filling), 및 광물 슬러리로 구성되는 군으로부터 선택되는 것인 광물 조성물.
  7. 광물 입자를 포함한 광물 조성물을 포함하는 기재(substrate)로서, 상기 광물 입자는, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터, 및 압입된 총 공극 비부피 0.1-0.3 cm3/g을 갖는 것인 기재.
  8. 제7항에 있어서, 상기 기재는 광물 조성물의 하나 이상의 제형을 포함하고, 상기 제형은 코팅 조성물, 충전제, 표면 충전제, 및 광물 슬러리 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 기재.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 기재는 종이, 카드보드, 플라스틱, 텍스타일, 목재, 금속, 콘크리트 또는 연고(ointment)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 기재.
  10. 공급 물질로부터 광물 입자 세립 분획(mineral particle fine fraction)을 생성하는 방법으로서, 상기 광물 입자 세립 분획은, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터, 및 압입된 총 공극 비부피 0.1-0.3 cm3/g을 갖고, 상기 방법은
    공급 물질을 분쇄 기기에 제공하여, 제1 분쇄된 공급 물질을 생성하는 단계,
    - 제1 분쇄된 공급 물질을 디스크 스택 원심분리기로 공급하여, 2개의 광물 입자 분획, 광물 입자 세립 분획인 제1 분획과 광물 입자 조립 분획(mineral particle coarse fraction)인 제2 분획을 생성하는 단계,
    - 광물 입자 조립 분획의 일부 또는 전부를 분쇄 기기 및/또는 디스크 스택 원심분리기에 공급하고/하거나, 광물 입자 조립 분획의 일부 또는 전부를 분리하는 단계
    를 포함하는 것인 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 광물 입자 세립 분획은, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터, 및 압입된 총 공극 비부피 0.1-0.3 cm3/g을 갖고, 상기 방법은
    - 공급 물질을 분쇄 기기에 제공하여, 제1 분쇄된 공급 물질을 생성하는 단계,
    - 제1 분쇄된 공급 물질을 디스크 스택 원심분리기에 공급하여, 2개의 광물 입자 분획, 광물 입자 세립 분획인 제1 분획과 광물 입자 조립 분획인 제2 분획을 생성하는 단계로서, 제1 분쇄된 공급 물질은 20-80 중량%의 범위, 바람직하게는 30-75 중량%의 범위, 보다 바람직하게는 38-70 중량%의 범위에 있는 고체 함량을 갖는 것인 단계
    를 포함하는 것인 방법.
  12. 광물 입자 세립 분획을 생성하는 방법으로서, 상기 광물 입자 세립 분획은, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 부피 정의된 중앙 소공 직경 0.01 내지 0.04 마이크로미터, 및 압입된 총 공극 비부피 0.1-0.3 cm3/g을 갖고, 상기 방법은
    - 공급 물질을 하나 이상의 건식 및/또는 습식 분쇄 기기에 제공하여, 상기 광물 입자 세립 분획을 하나 이상의 분쇄 단계에서 생성하는 단계
    를 포함하는 것인 방법.
  13. 제10항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 방법은 연속 방식으로 수행하는 것인 방법.
  14. 제10항 내지 제13항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 광물 입자 세립 분획은, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 단정 소공 크기 분포를 갖는 것인 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 광물 입자 세립 분획은, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 0.01 내지 0.03 마이크로미터의 범위에 있는 최대높이 전폭(FWMH)으로서 표시된 부피 정의된 소공 크기 다분산도를 갖는 것인 방법.
  16. 제10항 내지 제13항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 광물 입자 세립 분획은, 조밀하게 치밀화된 층 형태로 존재할 때, 이정 또는 다정 소공 직경 분포를 갖는 것인 방법.
  17. 종이 제조, 종이 코팅, 잉크젯 종이 톱-코팅, 오프셋 인쇄와 같은 종이 응용분야에서 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 따른 광물 조성물의 용도.
  18. 텍스타일 및 카드보드 응용분야에서 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 따른 광물 조성물의 용도.
  19. 목재, 금속, 콘크리트 및 연고에서 제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 따른 광물 조성물의 용도.
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