NO340273B1

NO340273B1 - Kompositter av organiske og/eller organiske mikropartikler og nano-kalsiumkarbonatpartikler

Info

Publication number: NO340273B1
Application number: NO20085307A
Authority: NO
Inventors: Matthias Buri; Patrick A C Gane; René Vinzenz Blum
Original assignee: Omya Int Ag
Priority date: 2006-06-09
Filing date: 2008-12-18
Publication date: 2017-03-27
Also published as: TWI353373B; PT2029675E; CA2653776A1; CN101460573B; RU2009100060A; HRP20090291A8; NO20085307L; CN101466799A; US8349939B2; CA2653776C; SI2029675T1; KR20090016602A; CL2007001612A1; MX2008015688A; US8329289B2; ZA200810089B; HK1130826A1; PL2029675T3; KR101343458B1; ES2381700T3

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører kompositter, omfattende uorganiske og/eller organiske pigmenter og/eller fyllstoff i formen av mikropartikler viss overflate er belagt med hjelp av bindemidler minst delvis med fint fordelte kalsiumkarbonatpartikler i nanometerområdet, en fremgangsmåte for å fremstille slike kompositter, vandige slurryer derav og anvendelse derav i papirfremstilling eller feltet av produksjon av maling og plastikk samt anvendelsen av de oppfinneriske bindemidlene for å belegge mikropartikler med nano-kalisumkarbonat.

Pigmenter og/eller fyllstoff basert på kalsiumkarbonatpartikler i nanometerområdet (såkalt nanopartikler) er kjente og anvendes i mange applikasjoner inkludert papir, maling og plastikk applikasjoner. Organiske og/eller uorganiske pigmenter og/eller fyllstoff i mikrometerområdet (såkalt mikropartikler) slik som hule sfærer eller faste partikler basert på polystyren, og uorganiske partikler slik som talkum- eller mika-baserte pigmenter og/eller fyllstoff er også kjent og anvendes i samme eller lignende applikasjoner.

Blandinger av nanopartikler og mikropartikler av forskjellige kjemiske sammensetninger anvendes fordi de har visse forskjellige egenskaper som er fordelaktige å kombinere for å videreføre de ønskete egenskapene til sluttproduktet, f. eks. papir. Blandinger av slike substanser anvendes f. eks. som pigmenter eller fyllstoff i papirfremstilling, men spesielt i papirfinishing slik som i bestrykning, f.eks. for å forbedre kvaliteten av papiret med hensyn til opasiteten, hvitheten og glansen av papiret eller trykkbarheten og tryknings egenskaper. Det er kjent at egenskapene av slike mikropartikler og nanopartikler med hensyn til retensjon og papirfremstilling og bestrykning-holdeevne "holdout" i papirfinishing, f.eks. kan papirbestrykning fordelaktig kan kombineres. Bestrykning-holdeevne (holdout) forstås av fagpersoner som å referere til om bestrykningen forblir på papiroverflaten eller penetrerer delvis til fullstendig inn i papiroverflaten eller om en del f.eks. bindemiddelet og/eller et pigment eller en delvis fraksjon av et pigment segregeres fra det hele og penetrerer i papiroverflaten. Dette er et problem som fagpersonene er kjent med, spesielt i bestrykning av et absorberende substrat anvendende bestrykningsfarger med et lavt faststoffinnhold.

Når det anvendes blandinger av slike mikropartikler og nanopartikler i slike anvendelser, oppstår uheldigvis ofte en uønsket separasjon av komponentene, så kalt segregering og er forbundet med en ujevn fordeling av bestrykningen med hensyn til bestrykningstykkelsen på overflaten under, den underliggende forhåndsbestrykningen eller papiroverflaten, som derved kan føre til ujevn trykning på papiret for eksempel. Betegnelsen "segregering" refererer til separasjonsprosessen av forskjellige elementer i et observasjonsfelt med en tendens mot romfordeling av elementene ifølge visse egenskaper.

Segregering av pigment og/eller fyllstoffblandinger resulterer i forskjeller i porevolum i bestrykningen, f.eks. i finishingen av papiret ved bestrykning, fordi de frie nanopartiklene blir segregert fra mikropartiklene og derfor enten kan okkupere porene av papiret og/eller bestrykningen eller "flyte" der, dvs. samle primært i den øvre delen av bestrykningen, som for eksempel er spesielt viktig når bestrykningen skal absorbere et vist volum av væske slik som vann, olje og/eller organiske løsemidler fra trykningsblekket i den påfølgende trykkingen.

Et antall av slike blandinger, deres produksjon og anvendelse er kjent i teknikken.

En bredt anvendt teknikk for å fremstille slike pigment- eller fyllstoffblandinger er beskrevet i DE 33 12 778 Al og DE 43 12 463 Cl for eksempel, og består av å blande og sammenmale et mineralfyllstoff slik som naturlig kalsiumkarbonat med et mineralfyllstoff slik som talkum.

Under betingelsene av papirfremstilling eller bestrykning blir imidlertid slike blandinger vanligvis utsatt for segregering fordi båndene mellom komponentene av blandingen ofte ikke motstår disse betingelsene. Det er kjent at skjærhastigheter på mer enn IO<6>sek"<1>kan oppstå i bestrykning med bestrykningsbladet ved 1500 m/min.

Derfor har tilleggsmetoder for å fremstille slike kompositter blitt utviklet basert på fornetting mellom pigment- og/eller fyllstoffpartiklene, der mange interne hulrom dannes som bør forbedre de fysiske egenskapene og spesielt de optiske egenskapene av pigmentene og/eller fyllstoffene.

Således er en fremgangsmåte for å danne kjemiske aggregerte porøse pigmentkompositter beskrevet i WO 92/08755, der en vandig slurry av mineralpartikler slik som kalsiumkarbonat fremstilles og en polymer eller kopolymer inneholdende karboksylsyregrupper tilsettes til slurryen for å forårsake flokkulering. Kalsiumioner tilsettes i overskudd til slurryen for å indusere utfelling av kalsiumsaltet av polymeren på mineralflokkene og produserer derfor aggregater av mineralpartiklene som er bundet av kalsiumsaltet og har en porøs flakete struktur. Overskuddet av kalsiumioner reageres med karbondioksid og felles ut som kalsiumkarbonat på det polymere kalsiumsaltet. Ettersom kalsiumionene tilsettes i formen av alkaliske kjemiske forbindelser slik som kalsiumhydroksid, danner de imidlertid alkaliske mellomprodukter som kan ha negative effekter, f.eks. når det anvendes visse dispergeringsmidler. I tillegg endrer ytterligere utfelling av kalsiumkarbonat strukturen av den originale nanopartikkel/mikropartikkel-strukturen og fører nødvendigvis til introduksjonen av et annet pigment, nemlig det utfelte kalsiumkarbonatet dannet av nøytralisering. Flokkulerte aggregater kan generelt være problematiske i papiranvendelser fordi de ofte diffunderer lysspredning på overflaten som fører til tap i papirglansen. I tillegg blir porevolumet av komposittet som skal oppnås opprinnelig påvirket og endret først av flokkulseringen og deretter av det utfelte kalsiumkarbonatet således dannet.

US 5,449,402 beskriver funksjonelt modifiserte pigmentpartikler som produseres ved å blande flokkulerte pigmenter slik som kalsiumkarbonat med en regulatorsubstans med en motsatt ladning av ladningen av det flokkulerte pigmentet. Det flokkulerte pigmentet er fortrinnsvis en vandig suspensjon av filterkakepartikler. Foretrukne regulator-substanser inkluderer vannuløselige eller dispergerbare lateksbindere, vannløslige eller alkalieløselige organiske og/eller uorganiske polymerbindemidler og ikke-filmdannende organiske partikler som er elektrostatisk bundet til pigmentpartiklene når blandet med dem.

US 5,454,864, US 5,344,487 og EP 0 573 150 beskriver også pigmentkompositter viss produksjon er basert på elektrostatiske tiltrekningskrefter mellom bærepartiklene og belegningspartiklene. Imidlertid kan anvendelsen av slike kompositter være problematisk i de respektive anvendelsene på grunn av samvirkninger med andre ladete komponenter.

En annen fremgangsmåte for å forbedre hvithet ifølge WO 97/32934 består av å belegge pigmentpartiklene med andre pigmentpartikler slik som fint fordelte partikler av utfelt kalsiumkarbonat som initialt er til stede i formen av agglomerater, men uten å anvende bindemidler, som kan føre til problemene nevnt over slik som flokkulering. Stabiliteten av disse komposittene er essensielt basert på tiltrekningskreftene slik som van der Waals krefter som kun kan utvikles når visse meget spesifikke betingelser møtes. For eksempel må en definert pH overholdes nøyaktig for å oppnå det beste mulige zeta-potensialet, som er forskjellig for hver kombinasjon av substanser. Så snart betingelsene avviker fra det optimale, blir frastøtningskreftene dominerende og komponentene gjennomgår segregering.

WO 99/52984 vedrører komposittsammensetninger av konstruerte eller ko-adsorberte fyllstoff som inneholder minst to forskjellige typer mineral- eller organiske fyllstoff eller pigmenter, f.eks. fra kalsiumkarbonat, talkum eller polystyren og anvendelse derav. De forskjellige typene pigmenter og fyllstoff har hydrofile og/eller organofile områder som tillater binding å finne sted ved hjelp av spesielle bindemidler. Bindemidlene, som må ha en affinitet for at de hydrofile komponentene samt de organofile komponentene skal manifestere deres bindefunksjon, er valgt fra spesialpolymerer og/eller kopolymerer. Partikkeldiameteren av pigmentene og/eller fyllstoffene spiller ingen rolle her ettersom ingen diameter er nevnt eksplisitt og/eller alle partikkeldiametrene nevnt i eksemplene er mindre enn 1 um i beste fall. Således er fordelene av fyllstoff eller pigmenter og derfor problemene assosiert med dem i tilfellet av segregering ikke beskrevet her.

W 03/078734 beskriver en sammensetning for overflatebehandling, spesielt for å bestryke papir, inneholdende en nanopartikkelfraksjon, f.eks. av utfelt kalsiumkarbonat, og en bærerfraksjon omfattende platelignende pigmentpartikler, inkludert talkum eller plastikkpigmentpartikler og minst ett bindemiddel. Imidlertid belegger ikke nanopartiklene bæreren. Ved målrettet arrangement av de platelignende mikropartiklene på papiroverflaten, lukkes porer og nanopartiklene kan ikke lenger penetrere. Det er beskrevet hvordan de platelignende mikropartiklene migrerer til papiroverflaten grunnet segregering og derved lukker porene mellom fibrene og derved hindrer nanopartiklene fra å være i stand til å penetrere i overflaten. Således er målrettet segregering av nanopartikler og mikropartikler et mål. Mikropartikler segregerer fra nanopartiklene og er posisjonert på bunnen av belegget mens nanopartikler er ved toppen av belegget. Bindemiddelet, fortrinnsvis en polymerlateks bindemiddel, forårsaker at bindingen dannes mellom individuelle partikler og de to partikkelfraksj onene ved toppen og bunnen av belegget når bestrykningen tørker på papiret. Den ønskete segregeringen har allerede funnet sted på dette tidspunktet.

US 2005/0287313 vedrører temaet smeltbart trykkemedium basert på et substrat og et blekkabsorberende lag på substratet. Det blekkabsorberende laget omfatter flere hule sfærer, f.eks. polystyrenhule sfærer som har hovedsakelig den samme diameteren som kan være 0,3 til 10 um. Laget inkluderer også bindemidlene slik som polyvinylalkohol eller polyvinylpyrrolidon og lignende for å binde de hule sfærene sammen. De hule sfærene kan også delvis erstattes av mikroporøse og/eller mesoporøse uorganiske partikler slik som kalsiumkarbonat eller talkum samt polymerpartikler som ikke er hule og kan ha en diameter på 0,2 til 5 um. US 2005/0287313 beskriver derved en blanding av mikropartikler som er til stede samtidig og holdes sammen ved å fikse et bindemiddel laget for kravene av smelteprosessen. Det er en type av beisebad som kan bestå av visse kationiske polymerer og kopolymerer som inneholder aminogrupper og mates for å sikre en bedre kjemikalieinteraksjon mellom et fargestoffbasert blekk og det blekkabsorberende laget. Det spiller ingen rolle med hensyn til bindingen av de forskjellige komponentene innen laget. Problemet med segregering er ikke nevnt.

WO 2006/016036 vedrører blant annet, en fremgangsmåte for å male mineralmaterialer i vann i nærværet av bindemidler og de resulterende suspensjonene samt anvendelsen derav i bestrykningsformuleringer. Et stort antall materialer slik som talkum som kan males i nærværet av bindemidler er nevnt i beskrivelsen og kravene. Imidlertid anvender eksemplene kun kalsiumkarbonater. Ikke i noen av eksemplene er maling av for eksempel to kjemisk forskjellige materialer i nærværet av et bindemiddel beskrevet. Videre, er det ikke nevnt noe om faktumet at nanopartikler dannes eller at nanomikro-kompositter produseres ved denne målemetoden. Bindemidlene anvendes ikke for å fremstille et kompositt, men i stedet som et malehjelpemiddel for finere maling, men gjennomsnittsdiameteren av partiklene i pigmentsuspensj onene kan være opptil 30 um. Bindemidlene anvendt for malingen kan være basert på styren-akrylat eller styren-butadien, dvs. dette er bindemidler med hvilke fagpersoner er godt kjent slik som de anvendt i bestrykningspapir eller bindemidler i veggmåling. Derved inkluderer fremgangsmåten beskrevet i WO 2006/016036 obligatorisk et maletrinn som gir partikler som er vesentlige i mikroområdet og det beskriver ikke et bindemiddel som tillater dannelsen av et essensielt segregeringsmotstandsdyktig kompositt.

Yang et al., «Nanostructured modification of mineral particles in Ca(OH)2-H20-C02 system", Journal of materials processing technology, Elsevier, Amsterdam, NL, vol. 170, nr. 1-2,14. desember 2005, side 58-63 beskriver mikroniserte partikler, f.eks. malt kalsiumkarbonat eller dolomitt, som er belagt med nanoniserte partikler, f.eks. CaC03, med 20-80 nm kornstørrelse. Komposittpartiklene inneholder ikke bindemiddel.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er derved å tilveiebringe pigment- og/eller fyllstoffkompositter samt vandige slurryer derav som vil ha meget gode optiske egenskaper, f.eks. med hensyn til opasitet, hvithet og lyshet eller trykningsegenskaper mens de samtidig utsettes for ingen eller hovedsakelig ingen segregering under behandlingsbetingelsene for hvilke de utsettes.

Imidlertid strekker ikke dette formålet seg til området av termisk papir, produksjon og behandling derav, så lenge det vedrører kompositter fra organiske mikropartikler og uorganiske nanopartikler nanopartikkelkomponenter for papirfremstilling og finishingmetoder.

Et annet formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte for å fremstille slike kompositter, anvendelsen av disse komposittene ifølge foreliggende oppfinnelse i papirfremstilling og finishing, f.eks. bestrykning, men ikke i produksjon og behandling av termisk papir dersom det involverer kompositter av organiske mikropartikler og uorganiske nanopartikkelkomponenter. I tillegg er et formål med foreliggende oppfinnelse anvendelsen av de oppfinneriske komposittene i produksjonen av malinger eller plastikk, i forseglingssubstanser og anvendelsen av visse bindemidler i bestrykningspigmemter og/eller fyllstoffmikropartikler med kalsiumkarbonat nanopartikler.

Trekkene definert i de uavhengige kravene anvendes for å oppnå disse formålene.

Fordelaktige utførelser av foreliggende oppfinnelse er avledet fra underkravene og den følgende beskrivelsen.

Formålet av oppfinnelsen oppnås ved et kompositt, omfattende uorganisk og/eller organisk pigment og/eller fyllstoffpartikler som er belagt minst delvis med en kalsiumkarbonatsammensetning og et bindemiddel.

Bindemiddelet består av en kopolymer omfattende som monomerer én eller flere dikarboksylsyrer og én eller flere monomerer fra gruppen av diaminer, triaminer, dialkanolaminer eller trialkanolaminer.

Det oppfinneriske bindemiddelet har spesielt gode bindemiddelegenskaper i kombinasjon med mikropartiklene og nano-kalsiumkarbonatsammensetningene. En stor del av nano-kalsiumkarbonatsammensetningen anvendt er permanent bundet til overflaten av mikropartikkelen, som tillater en åpen struktur i anvendelsen av komposittet og tillater derved en reduksjon i pakketetthet og/eller en økning i porevolum, blant andre ting.

Ifølge denne oppfinnelsen er den sfæriske ekvivalente diameteren av pigment- og/eller fyllstoffpartiklene primært i mikrometerområdet, mens den sfæriske ekvivalente diameteren av kalsiumkarbonatpartiklene primært er i nanometerområdet.

En partikkel i nanometerområdet er definert innen omfanget av denne oppfinnelsen som en partikkel med en sfærisk ekvivalent diameter på mindre enn eller lik 200 nm.

En mikropartikkel er definert ifølge denne oppfinnelsen som en partikkel med en sfærisk ekvivalent diameter på mer enn 0,2 um opptil mikrometer området, f.eks. omtrent 0,3 til 100 um, spesielt fra omtrent 1 til omtrent 25 um.

Den såkalte sfæriske ekvivalente diameter er et mål på størrelsen av en partikkel med uvanlig form. Den beregnet fra en sammenligning av en egenskap av den uvanlige partikkelen med en egenskap av en partikkel med vanlig form. Avhengig av valget av egenskap anvendt for sammenligning, gjøres det en distinksjon mellom forskjellige ekvivalente diametre. I foreliggende tilfelle blir den ekvivalente diameteren betraktet med hensyn til sedimenteringsegenskapene av partiklene som undersøkes.

Sedimentasjonen og derved den ekvivalente diameteren av partiklene samt deres fordeling bestemmes for foreliggende oppfinnelse ved å anvende sedimenteringsmetoden, f.eks. en sedimenteringsanalyse i et gravimetrisk område anvendende Sedigraph 5100 fra selskapet Mikromeritics, USA. Fagpersoner kjenner denne metoden og dette apparatet som anvendes i hele verden for å bestemme finhetsgraden av fyllstoff og pigmenter. Deres måling utføres i en vandig løsning på 0,1 vekt% Na^Oy. Prøvene ble dispergert anvendende en høyhastighetsblander og ultralyd.

I en foretrukket utførelse, er pigmentmikropartiklene og/eller fyllstoffmikropartiklene uorganiske partikler, f.eks. talkum, mika eller blandinger derav. Kalsiumkarbonat er ikke egnet som en mikropartikkel ifølge denne oppfinnelsen. Egnete talkumkvaliteter blir forhandlet av MONDO Minerals, for eksempel. Mika kan også anvendes slik som den tilgjengelig fra Aspanger Bergbau und Mineralwerke GmbH, Østerrike, for eksempel.

Pigment- og/eller fyllstoffpartiklene har fortrinnsvis en hovedsakelig sfærisk struktur, spesielt en hul sfærisk, hul hemisfærisk eller platelignende struktur, der "hemisfærisk" struktur forstås som å referere til enhver struktur avledet fra en hul sfære med en overflate som ikke er lukket. Platelignende og hule hemisfæriske mikropigmenter og/eller mikrofyllstoff har vist seg å være spesielt fordelaktige fordi de har en god holdeevne grunnet deres form. Platelignende partikler forstås her som å være partikler i hvilke forholdet av lengde til bredde og/eller høyde er > 1.

Uorganiske mikropartikkelpigmenter og/eller fyllstoff er fortrinnsvis platelignende.

De oppfinneriske pigment- og/eller fyllstoffpartiklene kan også være organiske partikler, imidlertid f.eks. basert på polyetylen, polypropylen, polyetylenterftalat, polystyren eller blandinger derav. Organiske pigmenter og/eller fyllstoff som kan anvendes i foreliggende oppfinnelse inkluderer de forhandlet av Rohm & Haas, for eksempel under varenavnet Ropaque f.eks. Ropaque HP-1055 eller Ropaque AF-1353. Fordelen med organiske mikropartikler i komposittet er avledet, blant annet, fra de forskjellige fysiske egenskapene slik som tetthet, ledningsevne og farge av organiske materialer sammenlignet med uorganiske mineralsubstanser.

I en foretrukket utførelse har de organiske pigmentpartiklene og/eller fyllstoffpartiklene en hovedsakelig sfærisk struktur, fortrinnsvis en hul sfærisk eller hul hemisfærisk struktur. I tilfellet av hule sfæriske partikler, kan de også inneholde væsker, f.eks. vann som kan fjernes fra de hule sfærene i ethvert ytterligere fysisk trinn slik som tørking, under og/eller etter anvendelse i foreliggende oppfinnelse. Fordelen av hule sfærer ligger i den lavere spesifikke tettheten sammenlignet med fylte sfærer, blant annet. Ethvert objekt slik som papir eller plastikk fremstilt derav vil derfor også være lettere, som kan være en fordel i shipping for eksempel. Grunnet den lukkete hule sfæren eller åpne hule hemisfæren, blir resultatet en økt mengde med lysspredning, som fører til en økt opasitet, blant annet. I tillegg, har de lukkede hule sfærene, f.eks. fylt med luft, en termisk isolasjonseffekt. Dette kan være en fordel for anvendelse i indre og ytre veggmåling og belegg på bygninger.

I en foretrukket utførelse er den ekvivalente diameteren av pigment- og/eller fyllstoffpartiklene hovedsakelig i området av mer enn 0,2 til omtrent 100 um, f.eks. fra omtrent 0,3 til omtrent 100 um, fortrinnsvis i et område fra omtrent 0,3 til omtrent 75 um, mer foretrukket i et område fra omtrent 0,3 til omtrent 50 um, enda mer foretrukket i et område fra omtrent 0,3 til omtrent 25 um, mest foretrukket i et område fra omtrent 0,3 til omtrent 15 um, spesielt i et område fra omtrent 0,3 til omtrent 12 um.

Den ekvivalente diameteren av de organiske pigment- og/eller fyllstoffpartiklene er fortrinnsvis i et område på mer enn 0,2 til 25 um, mer foretrukket i et område fra 0,3 til 10 um, f.eks. i et område fra omtrent 0,5 til 1,5 um, 0,25 til 1,5 um eller omtrent 0,7 til omtrent 1,1 um, spesielt fra omtrent 0,9 til omtrent 1,0 um.

Organiske pigment og/eller fyllstoffpartikler basert på polystyren, f.eks. i formen av polystyren hule sfærer med en sfærisk ekvivalent diameter på omtrent 0,3 til omtrent 2 um, fortrinnsvis omtrent 0,7 til omtrent 1,5 um, spesielt foretrukket omtrent 0,9 til omtrent 1,1 um, f.eks. omtrent 1 um eller 0,25 til 1,5 um er spesielt foretrukket i foreliggende oppfinnelse.

Uorganiske pigment- og/eller fyllstoffpartikler basert på talkum, der omtrent 95 til 98%, f.eks. 96 vekt% av talkumpartiklene har en sfærisk ekvivalent diameter på <10um, omtrent 79 til 82 vekt%, f.eks. 80 vekt% har en sfærisk ekvivalent diameter på <5 um og omtrent 43 til 46 vekt%, f.eks. 45 vekt% har en sfæreisk ekvivalent diameter på mindre enn 2 um er også fordelaktige.

Nano-kalsiumkarbonatet anvendt for belegget kan være syntetisk utfelt kalsiumkarbonat (PCC) som kan ha vaterittisk, kalsittisk eller aragonittisk krystallstruktur for eksempel.

Anvendelsen av malt naturlig nano-kalsiumkarbonat (ground calsium carbonate GCC) f.eks. i formen av marmor, kalkstein og/eller kritt som inneholder minst 95%, fortrinnsvis mer enn 98 vekt% kalsiumkarbonat er spesielt foretrukket. Kjente pigmenter og/eller fyllstoff med en stor fraksjon i nanometerområdet er forhandlet av OMYA for eksempel.

I en spesiell utførelse har omtrent 90% til 100%, fortrinnsvis 92% til 99%, mer foretrukket 94% til 98%, spesielt foretrukket 96% til 98%, f.eks. 97 ± 0,5% av kalsiumkarbonatpartiklene, basert på antallet N av kalsiumkarbonatpartikler, en sfærisk ekvivalent diameter på mindre enn 200 nm, fortrinnsvis mindre enn 150 nm, enda mer foretrukket mindre enn 100 nm. Diameteren er fortrinnsvis i et område på 20 til 200 nm, 50 til 180 nm eller 70 til 150 nm.

Partikkelstørrelsesfordelingen ble målt med sedimenteringsmetoden som beskrevet anvendende et Sedigraph 5100 apparat fra selskapet Mikromeritics, USA og trykket som en gjennomgangssummeringskurve anvendende en X-Y plotter, der X-aksen indikerer partikkeldiameteren som den tilsvarende sfæriske ekvivalente diameteren og Y-aksen indikerer det tilsvarende partikkelinnholdet i vektprosent (se for eksempel P. Belger, Schwizerische Vereinigung der Lack - und Farben-Chemiker, XVII FATIPEC Congress, Lugano, September 23-28, 1984).

Prosentdelen av partikkeltallet N% av nanopartikler ble beregnet fra måleresultatene derved oppnådd anvendende den følgende metoden: Verdiene er tatt fra Sedigraph-kurven. Forskjellen mellom 0 og 2 um gir 0,1 um verdien (100 nm), forskjellen mellom 0,2 og 0,4 um gir 0,3 um verdien (300 nm), etc. Summen av forskjellene er standardisert til 100 mg og mengdene av hvert område beregnes fra dette. I beregningen er det antatt at partiklene er sfæriske og har en diameter d av gjennomsnittet av forskjellsområdet. Dette anvendes for å beregne volumet V av en partikkel og deretter vekten W av en partikkel (delt på den spesifikke tettheten; for CaCC>3 tilsvarer dette 2,7 g/cm )

Ved å dele partikkelvekten, kan antallet av partikler beregnes fra vekten av den respektive fraksjonen og deretter anvendes for å beregne prosentfordelingen N%.

Dersom kalsiumkarbonatet som skal anvendes fortsatt ikke har den ønskete eller nødvendige finheten, f.eks. partikkelstørrelse, kan den males i ett eller flere tørrmaletrinn, fortrinnsvis flere maletrinn, f.eks. to tørre og/eller våte trinn, fortrinnsvis vandige maletrinn, for å gi den tilsvarende sfæriske ekvivalente diameteren.

Malingen kan utføres i ethvert kjent måleutstyr med hvilket fagpersoner er kjent med for å male kalsiumkarbonat. Konvensjonelle kulemøller er spesielt egnet for tørrmaling, jetplatemøller også slitemøller er egnet for våtmaling og kombinasjoner av slike møller eller kombinasjoner av én eller flere slike møller med sykloner og siler er også meget egnet. Spesielt konvensjonelle slitemøller slik som de forhandlet av selskapet Dynomill er egnet for våtmaling. 1 tilfellet av tørrmaling, anvendes fortrinnsvis kulemøller og fortrinnsvis anvendes jern og/eller porselenskuler med en diameter på 0,5 til 10 cm som malemedium, spesielt foretrukket anvendes jern-cylpeber med en diameter på 2,5 cm.

Malekuler laget av f.eks. zirkoniumsilikat, zirkoniumdioksid og/eller baddeleitt med en diameter fra 0,2 til 5 mm, fortrinnsvis 0,2 til 2 mm, men også 0,5 til 5 mm, f.eks. 0,5 til 2 mm er foretrukket for våtmaling. Kvarts sand med en ekvivalent sfærisk diameter på 0,1 til 2 mm kan også anvendes.

Kalsiumkarbonatpartiklene i nanometerområdet derimot, er fortrinnsvis laget ved våtmaling og/eller brakt til den ønskete ekvivalente diameteren, spesielt når materialet er naturlig kalsiumkarbonat.

Både tørr- og våtmalingstrinn kan utføres ett etter det andre, men da er det siste maletrinnet fortrinnsvis en våtmaling.

Det naturlig malte kalsiumkarbonatet kan dispergeres og/eller males, f.eks. i formen av en vandig slurry i nærværet av ett eller flere malehjelpemidler og/eller dispergeringsmidler, fortrinnsvis ved et faststoffinnhold på mer enn 10 vekt%, f.eks. 15 til 30 vekt%, fortrinnsvis mer enn 30 vekt%, mer foretrukket mer enn 50 vekt%, f.eks. ved et faststoffinnhold på 65 til 68 vekt%, spesielt foretrukket mer enn 70 vekt%, f.eks. ved et faststoffinnhold på 72 til 80 vekt%.

Uten malehjelpemidler og/eller dispergeringsmidler, kan kalsiumkarbonatet fortrinnsvis dispergeres og/eller males ved et faststoffinnhold på opptil 30 vekt%, f.eks. 15 til 30 vekt%. Ved et faststoffinnhold på mer enn 30 vekt%, kan det være bedre å utføre dispersjonen og/eller malingen i nærværet av malehjelpemidler og/eller dispergeringsmidler.

Ved konsentrasjoner på mindre enn eller lik 30 vekt%, er våtmaling selv uten kjemiske additiver også mulig. Slike produkter, samt kalsiumkarbonat slurryer med et lavt faststoffinnhold på mindre enn eller lik 60 vekt% f.eks., kan fortrinnsvis konsentreres ved fysisk hjelp, f.eks. ved filterpressing og/eller sentrifugering og/eller termisk og anvendende ett eller flere dispergeringsmidler. Kombinasjoner av mekaniske og termiske konsentrasjonstrinn er spesielt foretrukket. Den endelige konsentrasjonen etter konsentrasjonstrinnene er fortrinnsvis større enn 60 vekt% faststoffinnhold, spesielt foretrukket mellom 65 vekt% og 78 vekt%, f.eks. 72 ± 2 vekt%.

For eksempel kan anioniske malemidler og/eller dispergeringsmidler anvendes som malemidlene og/eller dispergeringsmiddel, fortrinnsvis valgt fra gruppen omfattende homo- eller kopolymerer av polykarboksylsyresalter basert på f.eks. akrylsyre, metakrylsyre, maleinsyre, fumarsyre eller itakonsyre eller blandinger derav. Homopolymerer eller kopolymerer av akrylsyre slik som de tilgjengelige fra BASF, Ludwigshafen, Allied Colloids, Storbritannia eller COATEX, Frankrike er spesielt foretrukket. Molekylvekten Mw av slike produkter er fortrinnsvis i området av 200 til 15000, en Mw på 3000 til 7000 er spesielt foretrukket. Molekylvekten Mw av slike produkter er imidlertid også foretrukket i området av 2000 til 150 000 g/mol, en Mw på 15 000 til 50 000 g/mol, f.eks. 35 000 til 45 000 g/mol er spesielt foretrukket. Molekylvekten av malehjelpemidlene og/eller dispergeringsmidlene er valgt slik at de virker som separasjonsmidler i stedet for bindemidler. Polymerene og/eller kopolymerene kan være nøytraliserte med monovalente og/eller polyvalente kationer eller de kan ha frie syregrupper. Egnete monovalente kationer inkluderer for eksempel natrium, litium, kalium og/eller ammonium. Egnete polyvalente kationer inkluderer for eksempel divalente kationer slik som kalsium, magnesium, strontium eller trivalente kationer slik som aluminium. Natrium og magnesium er spesielt foretrukket. Malehjelpemidler og/eller dispergeringsmidler slik som natriumpolyfosfater eller natriumsitrat kan også fordelaktig anvendes enten alene eller i kombinasjon med andre.

Spesielt i tørrmaling, kan malehjelpemidlene og/eller dispergeringsmidlene også velges fra gruppen bestående av glykol er, polyglykoler, f.eks. polyetylenglykoler, etylenoksid-propylenoksid-etylenoksid blokk kopolymerer eller alkanolaminer, f.eks. trietanolamin og triisopropanolamin eller en blanding derav.

Dispergeringsmidlene og/eller malehjelpemidlene kan anvendes i en mengde på omtrent 0,01 vekt% til 5 vekt%, basert på den totale tørrvekten av komposittet, f.eks. i tørrmaling i en mengde på omtrent 0,01 til 0,5 vekt%, fortrinnsvis 0,1 til 0,3 vekt%. De er spesielt foretrukket anvendt i en mengde på 0,2 til 1 mg/m2 nanopartikkel overflateareal, f.eks. i en mengde på 0,3 til 0,7 mg/m<2>nanopartikkel overflateareal.

I våtmaling, er dispergeringsmidlene og/eller malehjelpemidlene fortrinnsvis til stede i en mengde på omtrent 0,05 til 2,0 vekt%, fortrinnsvis i en mengde på 0,3 til 1,5 vekt%, f.eks. 1 vekt%, men også i en mengde på omtrent 0,085 til 0,95 vekt%. Malehjelpemidlene og/eller dispergeringsmidlene støtter malingen av kalsiumkarbonatpartikler ned til nano-området ved å redusere viskositeten av slurryen og derved øke mobiliteten av friveilengde av partiklene som skal males og malekulene. Dette er også spesielt fordelaktig i påfølgende dannelse av komposittet.

Viskositeten av slurryen i våtmaling er fortrinnsvis mindre enn 2500 mPas, men foretrukket mindre enn 1500 mPas, spesielt mindre enn 1000 mPas, eller enda bedre mindre enn 500 mPa s og spesielt foretrukket i området fra 50 til 250 mPas, målt på et konvensjonelt Brookfield viskosimeter, f.eks. EV-2+ typen med en skivespindell på 3 og 100 rpm.

Det er også mulig under maling og/eller dispergering å anvende andre monomer- eller polymeradditiver i tillegg til malehjelpemidlene og/eller dispergeringsmidlene, f.eks. etylen-akrylsyre kopolymerer (EAA) eller salter derav alene eller i kombinasjon. Forholdet av akrylsyremonomerer i kopolymeren med etylenmonomerer er fortrinnsvis 1:4 til 1:50, spesielt foretrukket 1:4 til 1:10 og spesielt 1:5. De foretrukne EAAer og/eller deres salter er de som i den nøytraliserte formen har en smelteviskositet på 3000 til 25 000 mPa-s, 15 000 til 100 000 mPa s og 50 000 til 400 000 mPa s ved 200, 170 og 140°C, henholdsvis, fortrinnsvis 3000 til 7000 mPa s, 15 000 til 20 000 mPa s og 50 000 til 100 000 mPa-s ved 200, 170 og 140°C henholdsvis og spesielt har en smelteviskositet på 15 000 til 25 000 mPa s, 50 0000 til 100 000 mPa s og 300 000 til 400 000 mPa-s ved 200, 170 og 140°C henholdsvis.

En EAA kopolymer med en smelteviskositet på 24 300 mPa s ved 200°C, 88 300 mPa s ved 170°C og 367 000 mPa s ved 140°C er spesielt foretrukket.

Kommersielt tilgjengelig EAAer som er meget egnet og fortrinnsvis har et akrylsyreinnhold på 20 mol% forhandles for eksempel av BASF, Tyskland, og Dow,

USA.

Anvendelsen av EAA kopolymerer og deres salter resulterer i en delvis til fullstendig hydrofobering av porene av substratet, f.eks. det belagte papiret og/eller porene av komposittet i seg selv slik at væting av de åpne porene av papiret og/eller belegget og/eller komposittet av vann reduseres, kontrolleres og/eller hindres.

Dersom EAA salter anvendes blir de delvis eller fullstendig nøytralisert, f.eks. med aminer, fortrinnsvis valgt fra gruppen omfattende 2-amino-2-metyl-l-propanol, 3- amino-l-propanol, 2-[bis(2-hydroksy-etyl)amino]etanol og/eller alkaliemetallioner slik som kalium, litium og/eller natrium eller blandinger derav, fortrinnsvis natrium. For eksempel blir minst 70 mol% eller minst 95 mol% av karboksylsyregruppene nøytralisert.

EAAer og deres salter kan anvendes i en mengde på 0,01 vekt%, basert på den totale tørrvekten av komposittet, fortrinnsvis 0,01 vekt% til 5 vekt%, mer foretrukket 0,05 til 5 vekt%, 0,1 vekt% til 2 vekt%, f.eks. i en mengde på 1,0 vekt%.

Det opprinneriske komposittet inneholder fortrinnsvis, basert på den totale tørrvekten av komposittet, 5 til 95 vekt%, mer foretrukket 20 til 80 vekt%, enda mer foretrukket 25 til 75 vekt% pigmentpartikler og/eller fyllstoffpartikler. Det oppfinneriske komposittet inneholder fortrinnsvis 95 til 5 vekt%, fortrinnsvis 80 til 20 vekt%, mer foretrukket 75 til 25 vekt% kalsiumkarbonatpartikler, basert på den totale tørrvekten av komposittet.

Pigmentpartiklene og/eller fyllstoffpartiklene og nano-kalsiumkarbonatet anvendes fortrinnsvis i et forhold på 1:20 til 20:1, spesielt i et forhold på 1:4 til 4:1, mer foretrukket i et forhold på 1:3 til 3:1 eller 1:2 til 2:1 eller også i et forhold på 1:1, basert på tørrvekten. Vektforholdet av uorganisk og/eller organisk pigment- og/eller fyllstoffpartikler til nano-kalsiumkarbonat er mest spesielt foretrukket 3:1 til 1:3.

Bindemiddelet anvendt i den oppfinneriske sammensetningen består av en kopolymer, omfattende som monomerer én eller flere dikarboksylsyrer og én eller flere monomerer fra gruppen diaminer, triaminer, dialkanolaminer eller trialkanolaminer.

Det letter adhesjon av nanopartiklene til overflaten av mikropartiklene.

Fortrinnsvis anvendes mettete eller umettete forgrenete eller uforgrenete C2-C10dikarboksylsyrer, fortrinnsvis C3-C9dikarboksylsyrer, C4-C8dikarboksylsyrer, C5-C7dikarboksylsyrer, spesielt adipinsyre anvendes som dikarboksylsyremonomerer.

Lineære og forgrenete kjede substituerte og usubstituerte diaminer og triaminer er spesielt egnet som den andre monomeren av bindemiddelpolymeren, spesielt N-(2-aminoetyl)-l,2-etandiamin. Dialkanolaminer og trialkanolaminer som er foretrukket for anvendelse inkluderer for eksempel dietanolamin, N-alkyldialkanolaminer, slik som N-metyl- og N-etyldietanolamin og trietanolamin.

For å kontrollere og regulere molekylvekten, dvs. kjedelengden, kan én eller flere monovalente aminer slik som monoalkanolaminer anvendes under polykondensering. Monoetanolamin blir fortrinnsvis anvendt.

I en foretrukket utførelse innen omfanget av foreliggende oppfinnelse, anvendes en kopolymer som også er fornettet med epiklorhydrin som bindemiddelet.

I en spesielt foretrukket utførelse av foreliggende oppfinnelse, anvendes en kopolymer av adipinsyre med N-(2-aminoetyl)-l,2-etandiamin og epiklorhydrin som bindemiddelet.

Bindemiddelet kan også inneholde andre midler for kopolymerisering eller andre konvensjonelle hjelpemidler og additiver, f.eks. isocyanater.

Basert på den totale tørrvekten av komposittet, er bindemiddelet fortrinnsvis til stede i en mengde på omtrent 0,1 til omtrent 10 vekt%, fortrinnsvis omtrent 0,3 til omtrent 5 vekt%, spesielt foretrukket omtrent 0,5 til omtrent 3 vekt%.

Et annet aspekt med denne oppfinnelsen er en fremgangsmåte for å fremstille det oppfinneriske komposittet, hvori pigmentmikropartiklene og/eller fyllstoffmikropartiklene, nano-kalsiumkarbonatsammensetningen, og bindemiddelet tilveiebringes og blandes. Bindemiddelet tilsettes her enten til pigment- og/eller fyllstoffpartiklene eller til kalsiumkarbonatsammensetningen og den resulterende blandingen kombineres med den respektive andre komponenten og homogeniseres.

I et alternativt aspekt, blandes pigmentpartikler og/eller fyllstoffpartikler enten med kalsiumkarbonatsammensetningen og den resulterende reaksjonsblandingen kombineres med bindemiddelet og homogeniseres.

Imidlertid kan en vandig løsning eller slurry av bindemiddelet også tilveiebringes først med pigmentmikropartiklene og/eller fyllstoffmikropartiklene som tilsettes først til den vandige løsningen eller slurryen og deretter nano-kalsiumkarbonatsammensetningen som tilsettes, eller med nano-kalsiumkarbonatsammensetningen som først tilsettes og deretter pigmentmikropartiklene og/eller fyllstoffmikropartiklene som tilsettes og deretter homogeniseres.

I prinsippet kan både pigmentmikropartiklene og/eller fyllstoffmikropartiklene samt nano-kalsiumkarbonatsammensetningen anvendes enten tørt eller som en vandig slurry. Dersom pigment- og/eller fyllstoffmikropartiklene og nano-kalsiumkarbonatsammensetningen anvendes tørt, må imidlertid nok vann først anvendes for å oppnå en vandig slurry.

Nano-kalsiumkarbonatsammensetningen blir vanligvis tilveiebrakt i formen av en vandig slurry, mens pigmentmikropartiklene og/eller fyllstoffmikropartiklene kan anvendes i fastform eller formen av en vandig slurry. Det uorganiske pigmentet og/eller fyllstoffmikropartiklene anvendes ofte fortrinnsvis i fastform og det organiske pigmentet og/eller fyllstoffmikropartiklene er ofte foretrukket anvendt i en vandig slurry.

Betegnelsen "faststoff som anvendt her er ikke nødvendigvis forstått som å bety "tørr". Betegnelsen "faststoff bør anvendes for å beskrive kun konsistensen av substansen anvendt, som kan ha et betydelig fuktighetsinnhold. For eksempel kan en blanding på 80 vekt% uorganiske pigmentmikropartikler og/eller fyllstoffmikropartikler med 20 vekt% vann likevel ha en faststoffkonsistens.

Bindemiddelet er fortrinnsvis tilveiebrakt i formen av en vandig slurry, spesielt foretrukket som en løsning.

For å sikre bedre dispersjon, kan ett eller flere dispergeringsmidler også tilsettes til hver av slurry ene eller blandingene, f.eks. i formen av et pulver eller en vandig løsning. Dispergeringsmiddelet(ene) kan tilsettes, for eksempel etter tilsetning av bindemiddelet til den resulterende reaksjonsblandingen eller før tilsetning av bindemiddelet til pigment- og/eller fyllstoffpartiklene eller før tilsetningen av kalsiumkarbonatsammensetningen til komponenten til hvilken bindemiddelet påfølgende tilsettes eller komponenten som blandes inn.

Fordelaktige dispergeringsmidler inkluderer for eksempel, polyakrylsyresalter slik som natriumsaltet, natriumpolyfosfat eller polyakrolein/akrylat kopolymerer.

I tilegg kan derimot også kationiske og/eller amoftere polymere dispergeringsmidler anvendes, f.eks. polydiallyldimetylammoniumklorid (PolyDADMAC) eller kopolymerer av akrylsyre med kationiske monomerer eller blandinger av slike dispergeringsmidler. Slike produkter er for eksempel beskrevet i DE 40 18 162 og er tilgjengelige fra selskapet Stockhausen GmbH, Krefeld under navnet Pråstol, for eksempel.

Disse dispergeringsmidlene kan i tillegg tilsettes til bindemiddelet i en mengde på 0,01 vekt% til 1 vekt%, basert på den totale tørrvekten av komposittet, fortrinnsvis i en mengde på 0,1 vekt% til 0,5 vekt%, f.eks. 0,25 vekt%. De støtter adsorpsjonen av bindemiddelet.

Blanding og homogenisering av slurryen av pigment- og/eller fyllstoffpartiklene og/eller kalsiumkarbonatsammensetningen inkludert sammenblandingen og omrøringen av bindemiddelet kan utføres med Pendraulik-type omrører for eksempel, med en tannet plate med en diameter på 3,5 cm som omrøreren, fortrinnsvis ved romtemperatur.

Det er likeledes mulig å blande og homogenisere slurryene spesielt når pigment-og/eller fyllstoffpartiklene først kombineres med bindemiddelet ved å anvende en plogdeleblander (Ploughshare mixer). Plogdeleblandere fungerer ifølge prinsippet av det mekanisk produserte fluidiserte sjiktet. Plogdeleblander roterer nær innsideveggen av en horisontal sylindrisk trommel og fører komponentene av blanderen ut av produktsjiktet inn i det åpne blanderommet. Det mekanisk fremstilte fluidiserte sjiktet sikrer en intens blandeeffekt selv med store porsjoner i en meget kort tidsperiode. Kuttere og/eller dispergerere anvendes for å dispergere klumper når det drives tørt. Utstyret anvendt er tilgjengelig fra selskapet Gebriider Lodige Maschinenbau GmbH, Paderborn, Tyskland.

Dersom slurryen av kalsiumkarbonatsammensetningen ikke tilsette inntil pigment-og/eller fyllstoffpartiklene allerede har blitt forhåndsbehandlet med bindemiddelet, kan dette for eksempel oppnås ved hjelp av et tubeformet blandeapparat, f.eks. ved å pumpe slurryen med hjelp av en sentrifugalpumpe gjennom det tubeformete blandeapparatet og kontinuerlig introdusere slurryen av forhåndsbehandlet pigment og/eller fyllstoffpartikler i det tubeformete apparatet gjennom en inntakstube. Et slikt tubeformet blandeapparat er tilgjengelig, for eksempel fra Ystral GmbH, Ballrechten-Dottingen, Tyskland.

Blanding utføres ved romtemperatur på omtrent 20°C til 25°C. Oppvarming under produksjonsprosessen, f.eks. grunnet friksjon under dispergeringsprosessen trenger ikke bli motvirket. For eksempel kan temperaturen i løpet av prosessen vanligvis være 20°C til 90°C, fortrinnsvis mellom 20°C og 70°C.

En kombinasjon av forskjellige blandesystemer kan også anvendes.

Komposittene oppnådd av den oppfinneriske produksjonsprosessen kan tørkes slik at komposittet oppnås som faststoff, men de kan også behandles videre som en slurry og som en fornyet vandig slurry av tørket kompositt slik at ikke kun det oppfinneriske komposittet som sådan, men også slurryen derav utgjør et aspekt av foreliggende oppfinnelse.

Vanninnholdet av komposittslurryene oppnådd ved den oppfinneriske fremgangsmåten kan reduseres, f.eks. termisk, f.eks. med en spraytørker eller en mikrobølge eller i en ovn eller mekanisk, f.eks. ved filtrering slik at komposittet oppnås som et tørt eller fuktig faststoff, f.eks. i formen av en filterkake. For å oppnå et tørket kompositt, tørkes det for eksempel i en ovn ved 105°C inntil det når en konstant vekt.

Ytterligere aspekter av foreliggende oppfinnelse utgjør anvendelsesmulighetene av komposittet enten i en fast, fuktig eller tørr tilstand eller i en vandig slurry.

Derved er én av anvendelsene av komposittet eller en slurry derav dens anvendelse som et fyllstoff eller pigment, f.eks. i papir og/eller som et belegningspigment, men ikke i produksjonen eller behandling av termisk papir, dersom komposittet inneholder organiske mikropartikler.

Komposittet kan anvendes som et fyllstoff eller pigment i papirfremstilling eller i papirfinishing, f.eks. papirbestrykning, men ikke termisk papir dersom komposittet inneholder organiske mikropartikler

I papirfremstilling, anvendes komposittet fortrinnsvis i mengder på 0,5 til 50 vekt%, fortrinnsvis 1 til 30 vekt%, basert på den totale vekten av papir. I papirfinishing, f.eks. i bestrykning av papir, anvendes foretrukne mengder av det oppfinneriske komposittet på 0,5 til 100 g/m 2 , fortrinnsvis 2 til 50 g/m 2 , spesielt foretrukket 5 til 25 g/m 2 per side av papiret.

Komposittet kan også anvendes i multilag bestrykningssystemer, f.eks. i forhåndsbestrykning og/eller mellombestrykning og/eller toppbestrykning og/eller enkeltbestrykning. Dersom komposittet er en forhåndsbestrykning og/eller mellombestrykning, kan en annen påføring av bestrykning anvendes derpå anvendende konvensjonelle pigmenter med hvilke fagpersoner er kjente. Komposittet anvendt for papir bestrøket på én eller begge sider, i hvilket tilfelle ett eller flere av beleggene på én eller flere av sidene vil inneholde komposittet.

Papiret som er bestrøket på én eller begge sider eller er ubestrøket kan være kalendrert papir samt ukalendrert papir.

Gjennom et målvalg av komposittet med hensyn til dets sammensetning og størrelse, kan porevolumet av papiret og/eller belegget også varieres ved dekning eller ikke-dekning av komposittpartiklene, f.eks. forstørret og kontrollert i hvilket tilfelle en slik anvendelse av de oppfinneriske komposittene, dersom de inneholder organiske mikropartikler, ikke strekker seg til området av termisk papir, dets produksjon eller behandling.

Det oppfinneriske komposittet kan også anvendes sammen med andre konvensjonelle pigmenter og/eller fyllstoff dersom dets anvendelse ikke vedrører området av termisk papir, dets produksjon eller behandling dersom komposittet inneholder organiske mikropartikler.

Formålet med foreliggende oppfinnelse inkluderer derved også fyllstoff eller pigmenter som omfatter et oppfinnerisk kompositt eller en slurry derav.

Et annet aspekt av foreliggende oppfinnelse er anvendelsen i produksjon av malinger eller plastikk, f.eks. for å øke opasiteten av malinger eller plastikk. Komposittene som her omfatter hule sfæriske organiske mikropartikler kan spesielt også indusere en økning i den termiske isolerende effekten.

Likeledes, kan de oppfinneriske komposittene også anvendes for å redusere gjenskinnet (sheen) på grunn av deres struktur. Betegnelsen "gjenskinn" forstås som å referere til en glans dannet når en overflate observeres ved en meget smal vinkel, dette har ofte en meget irriterende effekt på den som observerer. For å redusere gjenskinn er en meget fordelt spredning påkrevd, som kan tilveiebringes av de oppfinneriske komposittene.

De oppfinneriske komposittene kan også anvendes i forseglingssubstanser, f.eks. i fortykkere eller viskositetskontrollmidler.

Grunnet den platelignende strukturen av de uorganiske mikropigmentene og/eller mikrofyllstoffene som talkum og/eller mika og overflategenskapene av kalsiumkarbonat, tillater den oppfinneriske sammensetningen anvendelsen av "platelignende kalsiumkarbonat" for eksempel.

Grunnet den hule sfæriske strukturen av organiske mikropigmenter og/eller fyllstoff slik som polystyren hule perler og overflateegenskapene av kalsiumkarbonat, tillater det oppfinneriske komposittet også anvendelsen av "lett kalsiumkarbonat" i plastikk og maling, for eksempel, som kan være fordelaktig i aeronautisk engineering for eksempel.

Et annet aspekt av foreliggende oppfinnelse vedrører anvendelsen av det opprinneriske komposittet eller en slurry derav som et filtreringsmiddel, enten alene eller som et filterlag eller i, eller på, et naturlig og/eller syntetisk bæremateriale slik som bomulls-fibere, cellulosefibere og polyamidfibere. Grunnet den porøse strukturen og lave segregeringen av komposittene, gir dette en optimal væskeoverføring med en god retensjonskraft av suspenderte partikulært materiale samtidig.

Foreliggende oppfinnelse vedrører derved også et filtreringshjelpemiddel omfattende et oppfinnerisk kompositt eller en slurry derav.

Et annet aspekt av foreliggende oppfinnelse vedrører en belegningsfarge som omfatter et oppfinnerisk kompositt men ikke for anvendelse i produksjon eller behandling av termisk papir dersom komposittet inneholder organiske mikropartikler.

En slik belegningsfarge har fortrinnsvis et faststoffinnhold på 25 til 75 vekt% faststoff, mer foretrukket 30 til 60 vekt% faststoff, spesielt foretrukket 30 til 40 vekt% faststoff. Mengden av kompositt basert på de totale faststoffinnholdene av belegningsfargen kan være 3 til 97 vekt%, fortrinnsvis mellom 10 og 90 vekt%. Det er spesielt fordelaktig 85 ± 10vekt%.

I lys av de utmerkete bindeegenskapene de oppfinneriske bindemidlene i de oppfinneriske komposittene, spesielt med hensyn til den overraskende gode bindingen av nanopartiklene av kalsiumkarbonatet på mikropartikkeloverflaten, involverer til slutt et annet aspekt av foreliggende oppfinnelse anvendelsen av en kopolymer omfattende som monomerer én eller flere dikarboksylsyrer og én eller flere monomerer fra gruppen av diaminer, triaminer, dialkanolaminer eller trialkanolaminer for minst delvis belegning av pigment- og/eller fyllstoffpartikler med en sammensetningen omfattende nano-kalsiumkarbonat slik som de beskrevet over. Anvendelse av en kopolymer av adipinsyre med N-(2-aminoetyl)-l,2-etandiamin og epiklorhydrin som bindemiddelet er spesielt foretrukket.

Figurene beskrevet under og eksemplene og eksperimentene tjener til å illustrere foreliggende oppfinnelse og bør ikke begrense den på noen måte.

Beskrivelse av figurene

Figurene beskrevet under er skanning elektronmikrografer (SEM) av de forskjellige blandingene av kjent teknikk og oppfinneriske kompositter. Blandingene og de oppfinneriske komposittene ble justert til en konsentrasjon på 20 vekt% i vann anvendende en ultraturrax. Noen få dråper (omtrent 100 mg) ble fortynnet i 250 ml destillert vann og filtrert gjennom 0,2 um poremembranfilter. Fremstillinger oppnådd på membranfilteret på denne måten ble sprutbelagt med gull og evaluert i SEM ved forskjellige forstørrelser. Figur 1 viser et SEM av en fremstilling av en blanding av nano-kalsiumkarbonat og organiske mikropartikler uten et bindemiddel. Figur 2 viser et SEM av en fremstilling av en blanding av nano-kalsiumkarbonat og uorganiske mikropartikler uten et bindemiddel. Figur 3 viser et SEM av en fremstilling av en blanding av nano-kalsiumkarbonat og uorganiske mikropartikler uten et bindemiddel. Figur 4 viser et SEM av en fremstilling av et oppfinnerisk kompositt av organiske mikropartikler, nano-kalsiumkarbonat og et bindemiddel. Figur 5 viser et SEM av en fremstilling av et annet oppfinnerisk kompositt av organiske mikropartikler, nano-kalsiumkarbonat og et bindemiddel. Figur 6 viser et SEM av en fremstilling av et annet oppfinnerisk kompositt av uorganiske mikropartikler, nano-kalsiumkarbonat og et bindemiddel. Figur 7 viser et SEM av en fremstilling av et annet oppfinnerisk kompositt av uorganiske mikropartikler, nano-kalsiumkarbonat og et bindemiddel. Figur 8 viser et SEM av en fremstilling av et annet oppfinnerisk kompositt av uorganiske mikropartikler, nano-kalsiumkarbonat og et bindemiddel. Figur 9 viser et SEM av en fremstilling av et annet oppfinnerisk kompositt av organiske mikropartikler, nano-kalsiumkarbonat og et bindemiddel.

EKSEMPLER:

Produksjon og beskrivelse av nanopartikler som kan anvendes ifølge foreliggende oppfinnelse

Produksjonen av nano-kalsiumkarbonatsammensetninger egnet for de oppfinneriske komposittene er beskrevet under.

Nano- kalsiumkarbonatsammensetning 1 ble malt kontinuerlig anvendende norsk marmor forhåndsmalt i en konvensjonell kulemølle i en tørrprosess for å gi en sfærisk ekvivalent diameter på 45 um ved våtmaling i en vertikal 160 liter slitekulemølle i to gjennomganger anvendende totalt 0,85 vekt% natrium/magnesium polyakrylat med en Mw på omtrent 6000 g/mol, basert på den totale tørrvekten av komposittet som dispergerings/malemiddel, ved et faststoffinnhold på 72% for å gi den følgende størrelsesfordelingen:

Brookfield viskositeten av slurryen oppnådd etter våtmaling var 28 mPa s.

Malekulene som ble anvendt, laget av sirkoniumsilikat og baddeleitt var 0,5 til 2 mm i størrelse.

Nano- kalsiumkarbonatsammensetning 2 ble malt kontinuerlig anvendende norsk marmor forhåndsmalt tørt i en konvensjonell kulemølle til en sfærisk ekvivalent diameter på 45 um ved våtmaling i en vertikal 160 liter slitekulemølle i to gjennomganger anvendende totalt 0,85 vekt% natrium/magnesium polyakrylat med en Mw på omtrent 6000 g/mol, basert på den totale tørrvekten av komposittet som dispergerings/malemiddel, og 1 vekt% polyetylen-polyakrylsyre kopolymer natriumsalt (fra Primacor 5880 I, DOW, nøytralisert ved 95°C med en ekvivalent mengde av NaOH, basert på karboksylsyregruppene) basert på den totale tørrvekten av komposittet, ved et faststoffinnhold på 72% for å gi den følgende størrelsesfordelingen:

Brookfield viskositeten av slurryen oppnådd etter våtmaling var 450 mPa s.

Nano- kalsiumkarbonatsammensetning 3 ble malt kontinuerlig anvendende norsk marmor med en sfærisk ekvivalent diameter på 45 um ved våtmaling i en vertikal 1500 liter slitekulemølle i to gjennomganger anvendende totalt 0,95 vekt% natrium/magnesium polyakrylat med en Mw på omtrent 6000 g/mol, basert på den totale tørrvekten av komposittet som dispergerings/malemiddel, ved et faststoffinnhold på 75% for å gi den følgende størrelsesfordelingen:

Brookfield viskositeten av slurryen oppnådd etter produksjon var 285 mPa s.

Nano- kalsiumkarbonatsammensetning 4 ble fremstilt kontinuerlig ved å anvende sørlig fransk kalkstein fra Provence med en sfærisk ekvivalent diameter på 45 um ved våtmaling i en horisontal omrørermølle (Dynomill 1,4 liter innhold) anvendende totalt 0,45 vekt% natrium/magnesium polyakrylat med en Mw på omtrent 6000 g/mol, basert på den totale tørrvekten av kalksteinen som dispergerings/malemiddel, ved et faststoffinnhold på 65% for å gi den følgende størrelsesfordelingen:

Brookfield viskositeten av slurryen oppnådd etter produksjon var 285 mPa s.

Deretter ble slurryen tørket anvendende en spraytørker (leverandør: NIRO Co.) ved en utgangstemperatur på 105°C. Fuktighetsinnholdet etter tørking var <0,3 vekt% vann.

Beskrivelse av mikropartikler som kan anvendes ifølge oppfinnelsen

Organiske mikropartikler 1: Ropaque HP-1055 slurry (Rohm & Haas):

Partikkelstørrelse: relativt jevn 1,0 um

Partikkelstørrelse ble bestemt med SEM.

Faststoffinnhold: 27 vekt% (bestemt ved 120°C, 2 timer i en ovn)

Organiske mikropartikler 2: Polyetylendispersjon:

Partikkelstørrelse: omtrent 0,25 - 1,5 um

Partikkelstørrelse ble estimert visuelt med SEM.

Faststoffinnhold: 25,1 vekt% (bestemt ved 120°C, 2 timer i en ovn)

Uorganiske mikropartikler 1: Finntalc CIO slurry (MONDO Minerals, Finland):

Partikkelstørrelse: 95 vekt% < 10 um

80 vekt% < 5 um

45 vekt% < 2 um

Partikkelstørrelse ble bestemt ved sedimenteringsmetoden anvendende en Sedigraph 5100, Micromeritics, USA.

Faststoffinnhold: 61,5 vekt% (bestemt ved 120°C, 2 timer i en ovn)

Uorganiske mikropartikler 2: Finntalc P 05 pulver, MONDO Minerals, Finland:

Partikkelstørrelse: 95 vekt% < 10 um

79 vekt% < 5 um

43 vekt% < 2 um

Faststoffinnhold: <0,5 vekt% (bestemt ved 120°C, 2 timer i en ovn)

Beskrivelse av bindemidler som kan anvendes ifølge foreliggende oppfinnelse

Bindemiddel 1

15 ± 0,5 vekt% vandig løsning av en kopolymer av adipinsyre med N-(2-aminoetyl)-l,2-etandiamin og epiklorhydrin med de følgende karakteristikker:

- Totalt klorinnhold: omtrent 1,5 vekt%

- Organisk klorinnhold: <0,5 vekt%

- Mw> 1000 g/mol

- Brookfield viskositet av den vandige løsningen: 80 mPas ±30 mPa s

(Brookfield type EV-2+, skivespindel 3, 100 rpm)

- pH3,0

Slike produkter kan fremstilles ved to-trinns syntese på måten kjent for fagpersoner innen organisk syntese. Produksjon skjer for eksempel ved å fremstille et mellomprodukt som består av reaksjonsproduktet av dietylentriamin, mono-etnaolamin og adipinsyre i destillert vann. I et andre reaksjonstrinn, blir det resulterende mellomproduktet reagert med epiklorhydrin anvendende svovelsyre og kaliumsorbat som katalysatoren for å gi sluttproduktet, fortynnet med vann til et faststoffinnhold på 12 til 20 vekt% og pH justert til pH 3 med mer svovelsyre. Slike kopolymerer selges av selskapet Lanxess, Tyskland og selskapet Mare i Italia, f.eks. som Nadavin, f.eks. Nadavin DHN (15%).

Bindemiddel 2

60 ± 0,5 vekt% aktiv vandig løsning av en kopolymer av adipinsyre med N-(2-aminoetyl)-l,2-etandiamin med de følgende karakteristikker: - Brookfield viskositet av den 60 vekt% vandige løsningen: 1300 mPa- s ± 100 mPa s (Brookfield type EV-2+, skivespindel 3, 100 rpm)

- Syretall: 12 mg KOH/g faststoff

- Fargenummer ifølge Gardner: 4

- pH8,9

Slike produkter kan fremstilles ved en ett-trinns syntese prosess på måten kjent for fagpersoner som er kjent med organisk syntese. Produksjon for denne oppfinnelsen skjer ved å reagere 300,0 g dietanoltriamin, 18,7 g monoetanolamin og 446,9 g adipinsyre i 439,4 g destillert vann. Monoetanolaminet tilsettes sakte i porsjoner til dietanoltriaminet. Under denne tilsetningen holdes temperaturen ved 110°C til 120°C. Dersom den eksoterme reaksjonen fullføres, blir reaksjonsblandingen varmet sakte til 160°C til 170°C, ved å ta i betraktning damptemperaturen på maks. 103°C. Ved denne temperaturen kokes blandingen til et syretall på omtrent 20 mg KOH/g. Deretter avkjøles den til 130°C og destillert vann tilsettes forsiktig i små porsjoner inntil faststoffinnholdet er 60 vekt%.

Eksempler

Eksempel 1

Sammenligningseksperiment 1: Blanding av organiske partikler 1 og nano-kalsiumkarbonatsammensetning 3: 473,3 g nano-kalsiumkarbonatsammensetning 3 ble blandet med 438,2 g av slurryen av organiske mikropartikler 1 i en Pendraulik blander med en fortannet skive med en diameter på 3,5 cm som røreren og en rørehastighet på 7500 rpm ved en starttemperatur på 22°C i 15 minutter under omrøring. Sluttemperaturen etter blanding var 45°C.

Den resulterende blandingen hadde de følgende karakteristikker:

- Brookfield viskositet målt etter 5 min/60 min/120 min: 77/79/81 mPas

- pH8,23

- Faststoffinnhold: 52,22 vekt%

Figur 1 viser klart at nano-kalsiumkarbonatet segregeres fra de organiske mikropartiklene. Kun en liten del av det 75 vekt% nano-kalsiumkarbonatet kan sees i

SEM.

En filtertest ble utført for å illustrere segregeringstendensen ved å fremstille 200 ml av en slurry med 0,5 vekt% faststoffinnhold av nanopartikkel/mikropartikkel-blandingen

og filtrere slurryen anvendende et membranfilter med en porediameter på 0,2 um (trykk: omtrent 25 mbar, vannsugepumpe, romtemperatur). Tiden for å filtrere 200 ml ble målt. Når segregering oppstår, passerer nano-kalsiumkarbonat gjennom porene først men over en tidsperiode dannes en sekundær kake på membranfilteret og blokkerer porene.

Filtreringstid: >24 timer. Etter 10 timer, var det fortsatt 90 ml slurry som skulle filtreres.

Filtreringstiden viste klart segregeringen av nanopartikler og mikropartikler.

Sammenligningseksperiment 2: Blandinger av organiske mikropartikler 2 og nano-kalsiumkarbonatsammensetning 3: 900 g basert på tørt materiale av nano-kalsiumkarbonatsammensetning 3 ble blandet under omrøring med 100 g, basert på tørr materiale av slurryen av organiske mikropartikler 2 i en Pendraulik blanderen med en fortannet skive med en diameter på 3,5 cm som røreren og en rørehastighet på 7500 rpm, ved en starttemperatur på 22°C i 15 minutter. Sluttemperaturen etter blanding var 40°C.

Den resulterende blandingen hadde et faststoffinnhold på 62,5 vekt%.

SEM av en fremstilling av en blanding av nano-kalsiumkarbonat og organiske mikropartikler uten et bindemiddel viser klart at nano-kalsiumkarbonatet er segregert fra de organiske mikropartiklene. Kun en liten del av det 90 vekt% nano-kalsiumkarbonatet kan sees i SEM.

Sammenligningseksperiment 3: Blandinger av uorganiske mikropartikler 2 og kalsiumkarbonat malt sammen:

En blanding av

- 47,0 vekt% norsk marmor malt tørt i en konvensjonell kulemølle til en gjennomsnittlig sfærisk partikkeldiameter på 45 um

- 23,3 vekt% mikropartikkel 2

- 28,9 vekt% vann

- 0,4 vekt% natriumpolyakrylatløsning som et malemiddel

- 0,4 vekt% kaliumnøytralisert (akrylsyre/butylakrylat) kopolymerløsning som dispergeringsmiddel

ble malt til den følgende kornstørrelsesfordeling ved våtmaling i en horisontalt omrørt kulemølle fra selskapet Dynomill med en kapasitet på 2 liter:

- Partikkelstørrelse: 99vekt%<10um

76 vekt% <2 um

51 vekt% <1 um

12 vekt% < 0,2 um

Partikkelstørrelsen ble bestemt ved sedimenteringsmetoden anvendende en Sedigraph 5100 fra Micromeritrics, USA.

- Brookfield viskositet målt etter 5 min/60 min/120 min: 182/194/210 mPa s

- pH9,4

- Faststoffinnhold: 69,8 vekt%

Figur 2 viser klart at nano-kalsiumkarbonatet er segregert fra de organiske mikropartiklene.

En filtertest ble utført for å illustrere segregeringstendensen ved å fremstille 200 ml av en slurry med 0,5 vekt% faststoffinnhold av den sammenmalte blandingen og filtrere slurryen gjennom et membranfilter med en porediameter på 0,2 um (trykk: omtrent 25 mbar, vannsugepumpe, romtemperatur). Tiden nødvendig for å filtrere 200 ml ble målt. Når segregerings oppstår, passerer nano-kalsiumkarbonat gjennom porene først men over en tidsperiode dannes en sekundær kake på membranfilteret og blokkerer porene.

Filtreringstid: >24 timer. Etter 12 timer, var det fortsatt 50 ml slurry som skulle filtreres.

Filtreringstiden viste klart segregeringen av nanopartikler og mikropartikler.

Sammenligningseksperiment4: Blanding av uorganiske mikropartikler og nano-kalsiumkarbonatsammensetning 1: 753,4 g nano-kalsiumkarbonatsammensetning 1 ble blandet med 882,0 g av slurryen av uorganiske mikropartikler 1 under omrøring i Pendraulik blanderen med en fortannet skive med en diameter på 3,5 cm som omrøreren og en rørehastighet på 7500 rpm ved en starttemperatur på 22°C i 15 minutter. Sluttemperaturen etter blanding var 48°C.

Den resulterende blandingen hadde de følgende karakteristikker:

- Brookfield viskositet målt etter 5 min/60 min/120 min: 142/138/138 mPa s

- pH 8,28

- Faststoffinnhold: 66,5 vekt%

Det kan klart sees av figur 3 at nano-kalsiumkarbonatet segregeres fra de uorganiske mikropartiklene. Kun en liten del av det 50 vekt% nano-kalsiumkarbonatet kan sees i

SEM.

En filtertest ble utført for å illustrere segregeringstendensen ved å fremstille 200 ml av en slurry med 0,5 vekt% faststoffinnhold av nanopartikkel/mikropartikkel-blandingen og filtrere slurryen anvendende et membranfilter med en porediameter på 0,2 um (trykk: omtrent 25 mbar, vannsugepumpe, romtemperatur). Tiden nødvendig for å filtrere 200 ml ble målt. Når segregering oppstår, passerer nano-kalsiumkarbonat gjennom porene først men over tid dannes en sekundær filterkake på membranfilteret og blokkerer porene.

Filtreringstid: >24 timer. Etter 10 timer, var det fortsatt 70 ml slurry som skulle filtreres.

Filtreringstiden viste klart segregeringen av nanopartikler og mikropartikler.

Oppfinneriske eksempler

Eksempel 2: Kompositter av organiske mikropartikler, nano-kalsiumkarbonatsammensetninger og bindemiddel 1

Eksperiment 5: Kompositt av 25 vekt% organiske mikropartikler 1 og 75 vekt% nano-kalsiumkarbonatsammensetning 3: 2100 g av nano-kalsiumkarbonatsammensetning 3 ble plassert i Pendraulik blanderen og 1944,4 g slurry av organiske mikropartikler 1 ble omrørt i sammensetningen i 2 minutter. Faststoffinnholdet ble fortynnet med vann til en konsentrasjon på 50 vekt%, 272,7 g bindemiddel som en vandig løsning med et faststoffinnhold på 15,4 vekt% ble omrørt i denne blandingen under enda 2 minutter og fortynnet med vann til et faststoffinnhold på 35 vekt%. Den resulterende reaksjonsblandingen ble skjærbehandlet i 15 minutter, hvorved etter halvparten av skjærtiden, ble pH justert til 9 med 10 vekt% NaOH og dispergert med 0,525 vekt%, basert på det totale faststoffinnholdet av en 42 vekt% aktiv vandig løsning av et natriumsalt av polyakrylsyre (mw: omtrent 4000 g/mol, pH8,5). Pendraulik omrøreren var utstyrt med en fortannet skive med en diameter på 3,5 cm som omrøreren og rørehastighet var 7500 rpm. Starttemperaturen var 21°C og sluttemperaturen etter 15 minutter skjærbehandlingstid 38°C.

Den resulterende komposittslurryen hadde de følgende karakteristikker:

- Brookfield viskositet målt etter 5 min/60 min/120 min: 610/580/583 mPa s

- pH9,04

- Faststoffinnhold: 35,1 vekt%

Figur 4 viser klart at nano-kalsiumkarbonatet ikke er segregert fra de organiske mikropartiklene og er på overflaten av de organiske mikropartiklene. Det er lett å se at porevolumet i eksempel 2, eksperiment 5 har blitt økt betydelig sammenlignet med det i eksempel 1, eksperiment 1.

En filtertest ble utført for å illustrere segregeringstendensen ved å fremstille 200 ml av en slurry med 0,5 vekt% faststoffinnhold av nanopartikkel/mikropartikkel-blandingen og filtrere slurryen anvendende et membranfilter med en porediameter på 0,2 um (trykk: omtrent 25 mbar, vannsugepumpe, romtemperatur). Tiden nødvendig for å filtrere 200 ml ble målt. Når segregering oppstår, passerer nano-kalsiumkarbonat først gjennom porene først men over en tidsperiode dannes en sekundær filterkake på membranfilteret og blokkerer porene.

Filtreringstid: 1,5 timer.

Filtreringstiden viste klart at segregeringen av nanopartikler og mikropartikler ble redusert betydelig. Omtrent ingen sekundær filterkake av nano-kalsiumkarbonat ble dannet på membranfilteret som blokkerte porene. Filtreringstiden ble meget kort grunnet den åpne strukturen av komposittet sammenlignet med eksperiment 1 av eksempel 1.

Eksperiment 6: Kompositt av 50 vekt% organiske mikropartikler 1 og 50 vekt% nano-kalsiumkarbonatsammensetning 3: 1457 g av nano-kalsiumkarbonatsammensetning 3 ble plassert i en Pendraulik blander og 4047 g slurry av organiske mikropartikler 1 ble omrørt i sammensetningen. Faststoffinnholdet ble fortynnet med vann til en konsentrasjon på 40 vekt%. Til blandingen ble det tilsatt 283,8 g bindemiddel 1 som en vandig løsning med et faststoffinnhold på 15,4 vekt%, og fortynnet med destillert vann til 30 vekt%. Reaksjonsblandingen ble omrørt i 15 minutter, hvoretter pH ble justert til 9 med 10 vekt% NaOH ved starten av omrøringstiden og blandingen ble dispergert med 0,3 vekt%, basert på det totale faststoffinnholdet av en 42 vekt% aktiv vandig løsning av et natriumsalt av polyakrylsyre (Mw: omtrent 4000 g/mol, pH 8,5) basert på de totale faststoffene. Pendraulik omrøreren var utstyrt med en fortannet skive med en diameter på 3,5 cm som omrøreren. Rørehastigheten var 7500 rpm. Ved starte var temperaturen 22°C. Under den 15 minutter omrøringen steg temperaturen av slurryen til en sluttemperatur på 42°C.

Den resulterende komposittslurryen hadde de følgende karakteristikker:

- Brookfield viskositet målt etter 5 min/60 min/120 min: 459/574/616 mPa s

- pH9,03

- Faststoffinnhold: 28,9 vekt%

Figur 5 viser klart at nano-kalsiumkarbonatet ikke er segregert fra de organiske mikropartiklene og er på overflaten av de organiske mikropartiklene. Det er lett å se at porevolumet i eksempel 2, eksperiment 6 har blitt økt betydelig sammenlignet med det i eksempel 1, eksperiment 1.

Eksperiment 7: Kompositt av 9 vekt% organiske mikropartikler 1 og 91 vekt% nano-kalsiumkarbonatsammensetning 4: a) Trinn 1: Fremstilling av et mellomprodukt av nano-kalsiumkarbonatsammensetning 4 med bindemiddel 1

2500 g nano-kalsiumkarbonatsammensetning 4 ble plassert i en 1 1 plogdeleblander, Lodige merke, Tyskland, og 324,7 vandig løsning av bindemiddel 1 ble tilsatt innen 10 minutter mens blanderen løp og deretter homogenisert i enda 10 minutter. Faststoffinnholdet av intermediatet var 90,2 vekt% etter tilsetning av bindemiddel 1 og blandingen hadde en fast pulverkonsistens.

b) Trinn 2: Fremstilling av komposittet av nano-kalsiumkarbonat mellomprodukt og organiske mikropartikler 1

111 g av slurryen av mikropartikler 1 ble plassert i Pendraulik omrøreren og 332,6 g av nano-kalsiumkarbonat mellomproduktet fra trinn a) ble tilsatt og fortynnet med vann til en konsentrasjon på 46 vekt%, og komponentene ble derved konstruert.

Den resulterende komposittslurryen hadde de følgende karakteristikker:

- Brookfield viskositet 2 timer etter produksjon: 795 mPa s

- pH7,6

- Faststoffinnhold: 46,7 vekt%

Sammenlignet med blandingen, ble god overflatedekning av mikropartiklene av nano-kalsiumkarbonatet observert med det oppfinneriske komposittet i skanning elektronmikrografen.

Eksperiment 8: Kompositt av 10 vekt% organiske mikropartikler 2 og 90 vekt% nano-kalsiumkarbonatsammensetning 3: 1800 g basert på tørrstoff av nano-kalsiumkarbonatsammensetning 3 ble plassert i Pendraulik blanderen og 200 g, basert på tørrstoff av slurryen av de organiske mikropartikler 2 ble omrørt over en periode på 2 minutter. Faststoffinnholdet ble fortynnet med vann til en konsentrasjon på 50 vekt%. Inn i denne blandingen ble det omrørt 5,0 vekt%, basert på det totale tørrstoffinnholdet av nanopartikler og mikropartikler, av bindemiddel 1 som en vandig løsning med et faststoffinnhold på 15,4 vekt%, over ytterligere 2 minutter og deretter ble blandingen fortynnet med vann til et faststoffinnhold på 40 vekt%. Den resulterende reaksjonsblandingen ble skjærbehandlet i 15 minutter, pH ble justert til 9 med 10 vekt% NaOH etter halvparten av skjærtiden og blandingen ble dispergert med 1 vekt%, basert på det totale faststoffinnholdet av en 40 vekt% aktiv vandig løsning av et natriumsalt av polyakrylsyre (Mw: omtrent 4000 g/mol, pH 8,5). Pendraulik omrøreren var utstyrt med en fortannet skive med en diameter på 3,5 cm og rørehastighet var 7500 rpm. Starttemperaturen var 23°C og sluttemperaturen etter 15 minutter skjærbehandlingstid var 42°C.

Den resulterende komposittslurryen hadde de følgende karakteristikker:

- pH9,0

- Faststoffinnhold: 49,9 vekt%

SEM av en fremstilling av et annet oppfinnerisk kompositt av organiske mikropartikler, nano-kalsiumkarbonat og et bindemiddel viser klart at nano-kalsiumkarbonatet ikke er segregert fra de organiske mikropartiklene og er på overflaten av de organiske mikropartiklene.

Eksempel 3: Sammensetninger av uorganiske mikropartikler, nano-kalsiumkarbonat og bindmiddel 1

Eksperiment 9: Kompositt av 50 vekt% uorganiske mikropartikler 2 og 50 vekt% nano-kalsiumkarbonatsammensetning 1: a) Trinn 1: Fremstilling av et mellomprodukt av mikropartikler 2 med bindemiddel 1 400 kg uorganiske mikropartikler 2 ble plassert i en plogdeleblander, modell FKM 200D, Lodige merke, Tyskland, og 53,3 kg vandig løsning av bindemiddel 1 ble tilsatt innen 10 minutter mens blanderen løp og deretter homogenisert i enda 10 minutter. Faststoffinnholdet av intermediatet var 88 vekt% etter tilsetning av bindemiddel 1 og blandingen hadde en fast pulverkonsistens.

b) Trinn 2: Fremstilling av komposittet av mellomprodukt og nano-kalsiumkarbonatsammensetning 1

522,6 kg nano-kalsiumkarbonatsammensetning 1 og 388 kg vann for et faststoffinnhold på 41,63 vekt% ble blandet i en 2 m3 beholder. Deretter ble 8,9 kg av en 42 vekt% aktiv vandig løsning av et natriumsalt av polyakrylsyre (Mw: omtrent 4000 g/mol, pH 8,5) og 3 kg 10 vekt% NaOH ble tilsatt. Slurryen ble pumpet med hjelp av en sentrifugalpumpe gjennom et tubeformet blandeapparat og 427,5 kg av mellomproduktet fra trinn 1 med et faststoffinnhold på 88 vekt% ble introdusert kontinuerlig gjennom et inntaksrør ved siden inn i tubeblandeapparatet over en periode på 2 minutter og intermediatet ble brakt i kontakt med slurryen. Den resulterende slurryen ble sirkulert igjen i 8 minutter.

Deretter ble materialet silt direkte i en beholder gjennom en 104 um sil.

Den resulterende komposittslurryen hadde de følgende karakteristikker:

5 Dager etter produksjon: Brookfield viskositet målt etter 5 min/ 60 min/120 min: 76/75/77 mPa s

pH 8,65

Faststoffinnhold: 58,6 vekt%

Det kan sees klart av figur 6 at nano-kalsiumkarbonatet ikke er segregert fra de uorganiske mikropartiklene og er på overflaten av de uorganiske mikropartiklene. Det er lett å se at porevolumet i eksempel 3, eksperiment 9 har blitt økt betydelig sammenlignet med det i eksempel 1, eksperiment 4.

Filtreringstid: 6,0 timer.

Filtreringstiden viste klart at segregeringen av nanopartikler og mikropartikler ble betydelig redusert. Omtrent ingen sekundær filterkake av nano-kalsiumkarbonat ble dannet på membranfilteret som blokkerte porene. Filtreringstiden ble meget kort grunnet den åpne strukturen av komposittet sammenlignet med eksperiment 4 av eksempel 1.

Eksperiment 10: Kompositt av 50 vekt% uorganiske mikropartikler 2 og 50 vekt% nano- kalsiumkarbonatsammensetning 2: a) Trinn 1: Fremstilling av et mellomprodukt av mikropartikler 2 med bindemiddel 1

400 kg uorganiske mikropartikler 2 ble plassert i en plogdeleblander, modell FKM

200D, Lodige merke, Tyskland, og 53,3 kg vandig løsning av bindemiddel 1 ble tilsatt innen 10 minutter mens blanderen løp og deretter homogenisert i enda 10 minutter. Faststoffinnholdet av intermediatet var 88 vekt% etter tilsetning av bindemiddel 1.

b) Trinn 2: Fremstilling av komposittet av mellomprodukt og nano-kalsiumkarbonatsammensetning 2

518,3 kg nano-kalsiumkarbonatsammensetning 2 og 348 kg vann ble blandet i en 2 m beholder. Deretter ble 3,6 kg av en 42 vekt% aktiv vandig løsning av et natriumsalt av polyakrylsyre (Mw: omtrent 4000 g/mol, pH 8,5) og 1,35 kg 10 vekt% NaOH ble tilsatt under omrøring. Slurryen ble pumpet med hjelp av en sentrifugalpumpe gjennom et tubeformet blandeapparat og 424 kg av mellomproduktet fra trinn 1 med et faststoffinnhold på 88 vekt% ble introdusert kontinuerlig til tubeblandeapparatet fra siden gjennom en inntakstube og blandet.

Blandingen ble deretter silt direkte i en beholder gjennom en 104 um sil.

Den resulterende komposittslurryen hadde de følgende karakteristikker:

5 Dager etter produksjon: Brookfield viskositet målt etter 5 min/ 60 min/120 min: 422/405/409 mPas

pH8,3

Faststoffinnhold: 58,35 vekt%

Figur 7 viser klart at nano-kalsiumkarbonatet ikke er segregert fra de uorganiske mikropartiklene og er på overflaten av de uorganiske mikropartiklene. Det er lett å se at porevolumet i eksempel 3, eksperiment 10 har blitt økt betydelig sammenlignet med det i eksempel 1, eksperiment 4.

Filtreringstid: 2,5 timer.

Eksperiment 11: Kompositt av 25 vekt% uorganiske mikropartikler 2 og 75 vekt% nano- kalsiumkarbonatsammensetning 2: a) Trinn 1: Fremstilling av et mellomprodukt av mikropartikler 2 med bindemiddel 1 400 kg uorganiske mikropartikler 2 ble plassert i en plogdeleblander, modell FKM 200D, Lodige merke, Tyskland, og 53,3 kg vandig løsning av bindemiddel 1 ble tilsatt innen 10 minutter mens blanderen løp og deretter homogenisert i enda 10 minutter. Faststoffinnholdet av intermediatet var 88 vekt% etter tilsetning av bindemiddel 1. 1 en plogdeleblander av Lodige typen ble 77,5 kg nano-kalsiumkarbonatsammensetning 2 først plassert og blandet med 17,5 kg vann. Deretter ble 180 g av en 42 vekt% vandig løsning av et natriumsalt av polyakrylsyre (Mw: omtrent 4000 g/mol, pH 8,5) tilsatt og etter en kort homogeniseringstid på 2 minutter, ble 21,2 kg av mellomproduktet fra trinn 1 med et faststoffinnhold på 88 vekt% tilsatt og blandet grundig i 30 minutter anvendende de to blandeenhetene av plogdeleblanderen av typen FKM 130 D, homogenisereren og plogdeleren.

Blandingen ble silt direkte i en beholder gjennom en 104 um sil.

Den resulterende komposittslurryen hadde de følgende karakteristikker:

5 Dager etter produksjon: Brookfield viskositet 108/109/112 mPa s pH 8,86

Faststoffinnhold: 64,76 vekt%

Det kan sees klart av figur 8 at nano-kalsiumkarbonatet ikke er segregert fra de uorganiske mikropartiklene og er på overflaten av de uorganiske mikropartiklene. Det er lett å se at porevolumet i eksempel 3, eksperiment 11 har blitt økt betydelig sammenlignet med det i eksempel 1, eksperiment 4.

Dette eksperimentet viser at selv en forskjellig type av utstyr enn det beskrevet hittil og forskjellige tilsetningspunkter for pigmenter og/eller fyllstoff og bindemidler fører til en god overflatebehandling av uorganiske mikropartikler med nano-kalsiumkarbonatpartikler.

Eksempel 4: Kompositter av organiske mikropartikler, nano-kalsiumkarbonatsammensetning 3 og bindmiddel 2

Eksperiment 12: Kompositt av 25 vekt% organiske mikropartikler 1 og 75 vekt% nano-kalsiumkarbonatsammensetning 3 og bindemiddel 2: 654,2 g organiske mikropartikler 1 ble plassert i en Pendraulik blander, 17, 6 g av en 20 vekt% PolyDADMAC-løsning ble tilsatt, omrørt i 5 minutter deretter ble 23,5g bindemiddel 2 tilsatt, omrørt i 5 minutter, deretter ble 700 g av nano-kalsiumkarbonatsammensetning 3 tilsatt og fortynnet med destillert vann til omtrent 30 vekt%. Den resulterende reaksjonsblandingen ble skjærbehandlet i 15 minutter, justert til pH 9 med 10 vekt% NaOH og dispergere blandingen med 16,8g av en 42 vekt% aktiv vandig løsning av et natriumsalt av polyakrylsyre (Mw: omtrent 4000 g/mol, pH 8,5). Pendraulik omrøreren var utstyrt med en fortannet skive med en diameter på 3,5 cm som omrøreren. Rørehastigheten var 7500 rpm. Ved starten var temperaturen 23°C. Under den 15 minutter omrøringen steg temperaturen av slurryen til en sluttemperatur på 44°C.

Den resulterende komposittslurryen hadde de følgende karakteristikker:

- Brookfield viskositet målt etter 5 min/60 min/120 min: 317/338/358 mPas

- pH9,26

- Faststoffinnhold: 32,0 vekt%

Figur 9 viser klart at nano-kalsiumkarbonatet ikke er segregert fra de organiske mikropartiklene og er på overflaten av de organiske mikropartiklene. Det er lett å se at porevolumet i eksempel 4, eksperiment 12 har blitt økt betydelig sammenlignet med det i eksempel 1, eksperiment 1.

En filtertest ble utført for å illustrere segregeringstendensen ved å fremstille 200 ml av en slurry med 0,5 vekt% faststoffinnhold av nanopartikkel/mikropartikkel-blandingen og filtrere slurryen anvendende et membranfilter med en porediameter på 0,2 um (trykk: omtrent 25 mbar, vannsugepumpe, romtemperatur). Tiden nødvendig for å filtrere 200 ml ble målt. Når segregering oppstår, passerer nano-kalsiumkarbonat først gjennom porene men over en tidsperiode dannes en sekundær filterkake på membranfilteret og blokkerer porene.

Filtreringstid: 13 minutter.

Den ekstremt korte filtreringstiden viste klart at segregeringen av nanopartikler og mikropartikler ble særdeles redusert. Omtrent ingen sekundær filterkake av nano-kalsiumkarbonat ble dannet på membranfilteret som blokkerte porene. Filtreringstiden er ekstremt kort grunnet den åpne strukturen av komposittet sammenlignet med eksperiment 1 av eksempel 1.

Eksperiment vedrørende smøring og tørking av blekk på bestrøket papir

a) Smøretest på ukalendendrert papir

Bestrykningsfarger ble fremstilt fra det oppfinneriske komposittet av eksperiment 11 og

fra blandingen av kjent teknikk beskrevet i eksperiment 1 med den følgende formuleringen:

A) 350 g av det tørre komposittet fra eksperiment 11 og 35 g tørrvekt av styren-akrylatlateks (Acronal S360 D; BASF) ble blandet sammen med skjærbehandling i 5 minutter ved 200 rpm anvendende en skiveblander med en diameter på 5 cm for å danne en bestrykningsfarge B) 500 g av et tørt kompositt fra eksperiment 1 og 50 g tørrvekt av styren-akrylatlateks (Acronal S360 D; BASF) ble blandet sammen med skjærbehandling i 5 minutter ved 2000 rpm anvendende en skiveblander med en diameter på 5 cm for å danne en bestrykningsfarge 15 g tørrvekt av bestrykningsfargen anvendt for å bestryke 58 g/m<2>offset basepapir slik som Magnostar, Sappi. Bestrykningen ble påført anvendende Erichsen desktop bestryker (bestrykningsblad applikator; modell 624). Avhengig av størrelsen av bestrykningsbladet ble forskjellige mengder av den fremstilte slurryen plassert foran bladet. Deretter ved hastighetsinnstilling på 5, ble bestrykningsbladet dratt over papiret som skulle bestrykes. For å hindre bladet fra å rotere bør bestrykningsbladet holdes med hånd på den venstre siden uten å påføre noe trykk mot papiret som bestrykes.

Bestrykningsblad (doctor blade) nr. 2 ble anvendt for blandingen fra eksperiment 1 for å oppnå en bestrykningsvekt på 15 g/m<2>og bestrykningsblad nr. 3 ble anvendt for å oppnå en bestrykningsvekt på o 22 g/m 2. Bestrykningsblad nr. 3 ble anvendt for komposittet i eksperiment 11 for å oppnå en vekt på 15 g/m<2>.

Etter tørking ved å anvende varmluft ved omtrent 105°C i 15 minutter, ble papiret trykket anvendende en HP Deskjet 6540 blekkskriver (inkjet) og blekk HP Tri Colour 344 og HP Black 339.

Tørkehastigheten av blekket ble testet anvendende en FOGRA finger tørketest ved 30 Newton. FOGRA finger tørketesten ble utviklet av og er tilgjengelig fra Forschungsgesellschaft Drck, Miinchen, det er et testanordning for å bestemme tørkemotstanden av det trykte blekklaget. Med denne testanordningen, blir smøringen av blekkskriver trykningsblekket bestemt etter en definert tidsperiode på et bestrøket Magnostar standard papir. Dette simulerer smøringen av blekk på bestrykningen ved hånd, f.eks. med en finger.

Bestrykningspapirstrimmelen ble trykket med en standardinskripsjon. Deretter ble den trykte overflaten testet med FOGRA fingertørketesteren med testesettet ved 30 Newton med en 360° rotasjon.

Analysen utføres optisk. En jevn bestrykning uten smøring er påkrevd.

Resultater:

Resultatet viser klart forbedringen grunnet oppfinnelsen. I det sammenlignende eksperimentet fra kjent teknikk, var selv en økning i bestrykningsvekten ikke i stand til å gi en forbedring i tørkehastigheten.

b) Trvkningstest på kalendrert papir

En papirprøve med et areal på 5 x 10 cm bestrøket som beskrevet i a) ble kalendrert på

trykket under samme betingelser.

Kalendreringsbetingelser:

Laboratorium Dixon kalender modell 8000

Valsetempertur: 90°C

Kalendreringstrykk: 40 bar

4 nip (4 passeringer)

Resultat:

I trykningstesten ble det i dette tilfellet tatt spesielt hensyn til kjøringen av sort blekk på et substrat som allerede hadde blitt trykket gult. Analysen utføres visuelt etter 1 time uten noen ytterligere forstørrelse.

Resultatet viser klart forbedringen grunnet foreliggende oppfinnelse også med hensyn til trykningskvalitet uten noen ekstern påvirkning av det kalendrerte papiret.

Claims

1. Et kompositt, omfattende uorganiske og/eller organiske pigmenter og/eller fyllstoffpartikler belagt minst delvis med en sammensetningen omfattende kalsiumkarbonatpartikler, og et bindemiddel, karakterisert vedat - den sfæriske ekvivalente diameteren av pigment- og/eller fyllstoffpartiklene er i mikrometerområdet og den sfæriske ekvivalente diameteren av kalsiumkarbonatpartiklene er i nanometerområdet; og - bindemiddelet er en kopolymer omfattende som monomerer én eller flere dikarboksylsyrer og én eller flere monomerer fra gruppen av diaminer, triaminer, dialkanolaminer eller trialkanolaminer.

2. Kompositt ifølge krav 1, hvori de uorganiske pigment- og/eller fyllstoffpartiklene er valgt fra gruppen omfattende talkum, mika eller blandinger derav.

3. Kompositt ifølge ethvert av kravene 1 eller 2, hvori de organiske pigment- og/eller fyllstoffpartiklene er valgt fra gruppen omfattende pigment- og/eller fyllstoffpartikler basert på polyetylen, polypropylen, polyetylen terftalat eller polystyren.

4. Kompositt ifølge ethvert av kravene ltil 3, hvori pigment- og/eller fyllstoffpartiklene har en hovedsakelig sfærisk struktur, fortrinnsvis en hul sfærisk eller hul hemisfærisk eller platelignende struktur.

5. Kompositt ifølge ethvert av kravene 1 til 4, hvori den sfæriske ekvivalente diameteren av pigmentpartiklene og/eller fyllstoffpartiklene er hovedsakelig i området fra mer enn 0,2 til 100 um, spesielt fra 0,3 til 100 um, fortrinnsvis i et område fra 0,3 til 75 um, mer foretrukket i et område fra 0,3 til 50 um, enda mer foretrukket i et område fra 0,3 til 25 um, og mest foretrukket i et område fra 0,3 til 15 um, spesielt i et område fra 0,3 til 12 um, hvori den sfæriske ekvivalente diameteren av de organiske pigmentpartiklene og/eller fyllstoffpartiklene fortrinnsvis er i området fra mer enn 0,2 til 25 um, fortrinnsvis 0,3 til 10 um, mer foretrukket i et område fra 0,5 til 1,5 um, 0,25 til 1,5 um eller 0,7 til 1,1 um, og mest foretrukket i et område fra 0,9 til 1 [ im.

6. Kompositt ifølge ethvert av kravene 3 til 5, hvori de organiske pigmentpartiklene og/eller fyllstoffpartiklene er partikler basert på polystyren, fortrinnsvis i formen av polystyren hule sfærer med en sfærisk ekvivalent diameter på 0,3 til 2 [ im, fortrinnsvis 0,7 til 1,5 [ im, spesielt foretrukket 0,9 til 1,1 [ im, spesielt 1 [ im eller 0,25 til 1,5 [ im.

7. Kompositt ifølge krav 5, hvori pigmentpartiklene og/eller fyllstoffpartiklene er talkumpartikler, hvorved 95 til 98 vekt%, spesielt 96 vekt% av talkumpartiklene har en sfærisk ekvivalent diameter på mindre enn 10 [ im, 79 til 82 vekt%, spesielt 80 vekt% har en sfærisk ekvivalent diameter på mindre enn 5 [ im og 43 til 46 vekt%, spesielt 45 vekt% har en sfærisk ekvivalent diameter på mindre enn 2 [ im.

8. Kompositt ifølge ethvert av kravene 1 til 7, hvori kalsiumkarbonatet er valgt fra gruppen bestående av syntetisk utfelt kalsiumkarbonat, fortrinnsvis med vaterittisk, kalsittisk eller aragonittisk krystallstruktur eller malt natrium kalsiumkarbonat, fortrinnsvis marmor, kalkstein eller kritt.

9. Kompositt ifølge ethvert av kravene 1 til 8, hvori 90% til 100%, fortrinnsvis 92% til 99%, mer foretrukket 94% til 98%, spesielt foretrukket 96% til 98%,spesielt 97 ± 0,5% av kalsiumkarbonatpartiklene, basert på mengden N av kalsiumkarbonatpartikler, har en sfærisk ekvivalent diameter på mindre enn 200 nm, spesielt i området fra 20 til 200 nm eller 50 til 180 nm, fortrinnsvis mindre enn 150 nm, spesielt i området fra 70 til 150 nm, mer foretrukket mindre enn 100 nm.

10. Kompositt ifølge ethvert av kravene 1 til 9, som inneholder 5 til 95 vekt%, foretrukket 20 til 80 vekt%, mer foretrukket 25 til 75 vekt% pigmentpartikler og/eller fyllstoffpartikler basert på den totale tørrvekten av komposittet og/eller 95 til 5 vekt%, foretrukket 80 til 20 vekt%, mer foretrukket 75 til 25 vekt% kalsiumkarbonatpartikler, basert på den totale tørrvekten av komposittet.

11. Kompositt ifølge ethvert av kravene 1 til 10, hvori pigmentpartiklene og/eller fyllstoffpartiklene og kalsiumkarbonatet er til stede i et forhold på fortrinnsvis 1:20 til 20:1, spesielt i et forhold på 1:4 til 4:1, mer foretrukket i et forhold på 1:3 til 3:1 eller 1:2 til 2:1, spesielt et forhold på 1:1, 1:3 eller 3:1 basert på tørrvekt.

12. Kompositt ifølge ethvert av kravene 1 til 11, hvori mettete eller umettete, forgrenete eller uforgrenete C2-C10dikarboksylsyrer, fortrinnsvis C3-C9dikarboksylsyrer, C4-C8dikarboksylsyrer, C5-C7dikarboksylsyrer, spesielt adipinsyre anvendes som dikarboksylsyremonomerer av bindemiddelet og/eller lineære og forgrenete kjeder, substituerte og usubstituerte diaminer og triaminer og dialkanolaminer og trialkanolaminer, spesielt N-(2-aminoetyl)-l,2-etandiamin, dietanolamin, N-alkyldialkanolaminer, slik som N-metyl- og N-etyldietanolamin og trietanolamin, anvendes som diamin, triamin, dialkanolamin eller trialkanolaminmonomeren av bindemiddelet.

13. Kompositt ifølge ethvert av kravene 1 til 12, hvori kopolymeren anvendt som bindemiddel er fornettet med epiklorhydrin.

14. Kompositt ifølge ethvert av kravene 1 til 13, hvori bindemiddelet er en kopolymer av adipinsyre med N-(2-aminoetyl)-l,2-etandiamin og epiklorhydrin.

15. Kompositt ifølge ethvert av kravene 1 til 14, som inneholder 0,1 til 10 vekt%, fortrinnsvis 0,3 til 5 vekt%, spesielt foretrukket 0,5 til 3 vekt% bindemiddel, basert på den totale tørrvekten av komposittet.

16. Fremgangsmåte for å fremstille et kompositt ifølge ethvert av kravene 1 til 15,karakterisert vedat den omfatter trinnene av å: a) tilveiebringe pigment- og/eller fyllstoffmikropartiklene; b) tilveiebringe sammensetningen av kalsiumkarbonatpartikler i nanometerområdet; c) tilveiebringe bindemiddelet; d) blande pigment- og/eller fyllstoffmikropartiklene og kalsiumkarbonatsammensetningen fra a) og b); hvori bindemiddelet tilsettes til pigment- og/eller fyllstoffpartiklene fra a) eller til kalsiumkarbonatsammensetningen fra b) før trinn d) og den resulterende reaksjonsblandingen homogeniseres.

17. Fremgangsmåte for å fremstille et kompositt ifølge ethvert av kravene 1 til 15,karakterisert vedat den omfatter trinnene av å: a) tilveiebringe pigment- og/eller fyllstoffmikropartiklene; b) tilveiebringe sammensetningen av kalsiumkarbonatpartikler i nanometerområdet; c) tilveiebringe bindemiddelet; d) blande pigment- og/eller fyllstoffmikropartiklene og kalsiumkarbonatsammensetningen fra a) og b); hvori bindemiddelet tilsettes til blandingen av pigment- og/eller fyllstoffpartiklene fra a) og til kalsiumkarbonatsammensetningen fra b) før trinn d) og den resulterende reaksjonsblandingen homogeniseres.

18. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 16 eller 17, hvori sammensetningen av kalsiumkarbonatpartikler i nanometerområdet tilveiebringes i formen av en vandig slurry, og pigmentmikropartiklene og/eller fyllstoffmikropartiklene fortrinnsvis tilveiebringes i fastform eller i formen av en vandig slurry, hvori uorganiske pigment-og/eller fyllstoffmikropartikler fortrinnsvis tilveiebringes i fastform, organiske pigment-og/eller fyllstoffmikropartikler fortrinnsvis tilveiebringes i en vandig slurry, og bindemiddelet fortrinnsvis tilveiebringes i formen av en vandig slurry eller en løsning.

19. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 17 til 18, hvori etter tilsetning av bindemiddelet til den resulterende reaksjonsblandingen tilsettes ett eller flere dispergeringsmidler, fortrinnsvis valgt fra gruppen bestående av polyakrylsyresalter slik som natriumsaltet, natriumpolyfosfat eller polyakrolein/akrylat kopolymerer; polymere kationiske og/eller amoftere dispergeringsmidler, spesielt polydiallyldimetylammoniumklorid (PolyDADMAC) eller kopolymerer av akrylsyre med kationiske monomerer eller blandinger av slike dispergeringsmidler.

20. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 16 eller 18, hvori ett eller flere dispergeringsmidler, fortrinnsvis valgt fra gruppen bestående av polyakrylsyresalter slik som natriumsaltet, natriumpolyfosfat eller polyakrolein/akrylat kopolymerer; polymere kationiske og/eller amoftere dispergeringsmidler, spesielt polydiallyldimetylammoniumklorid (PolyD ADMAC) eller kopolymerer av akrylsyre med kationiske monomerer eller blandinger av slike dispergeringsmidler, tilsettes før tilsetning av bindemiddelet til pigment- og/eller fyllstoffpartiklene fra a) eller til kalsiumkarbonatsammensetningen fra b).

21. Fremgangsmåte ifølge ethvert av kravene 19 eller 20, hvori dispergeringsmidlene tilsettes i en mengde på 0,01 vekt% til 1 vekt%, basert på den totale tørrvekten av komposittet, fortrinnsvis i en mengde på 0,1 vekt% til 0,5 vekt%, spesielt 0,25 vekt%.

22. Vandig slurry,karakterisert vedat den omfatter et kompositt ifølge ethvert av kravene 1 til 15.

23. Anvendelse av et kompositt ifølge ethvert av kravene 1 til 15 eller en slurry ifølge krav 22 som ett fyllstoff eller pigment, men ikke i produksjonen eller behandlingen av termisk papir, når pigment- og/eller fyllstoffpartiklene er organiske pigment- og/eller fyllstoffpartikler.

24. Anvendelse ifølge krav 23, hvori komposittet anvendes i papirfremstilling, fortrinnsvis i mengder på 0,5 til 50 vekt%, fortrinnsvis 1 til 30 vekt%, basert på den totale vekten av papir og anvendt i papirfinishing, spesielt i bestrykning av papir, fortrinnsvis i mengder på 0,5 til 100 g/m<2>, fortrinnsvis 2 til 50 g/m<2>, spesielt foretrukket 5 til 25 g/m<2>per side av papiret og/eller anvendes i forhåndsbestrykning, mellombestrykning, toppbestrykning og/eller enkeltbestrykning, og papiret bestrykes på én eller begge sider og ett eller flere av bestrykningene inneholder komposittet på én eller begge sidene, hvori papiret kan være kalendrert eller ukalendrert papir.

25. Anvendelse ifølge ethvert av kravene 23 eller 24, hvori komposittet anvendes for å modifisere eller kontrollere porevolumet av papiret eller belegget.

26. Anvendelse av et kompositt ifølge ethvert av kravene 1 til 15 eller en slurry ifølge krav 22 i malinger, plastikk eller forseglingsforbindelser.

27. Anvendelse av et kompositt ifølge ethvert av kravene 1 til 15 eller en slurry ifølge krav 22 som filtreringsmiddel i formen av et filterlag, valgfritt på et naturlig og/eller syntetisk bæremateriale slik som bomull, cellulose og polyamidfibere.

28. Filtreringsmiddel,karakterisert vedat det omfatter et kompositt ifølge ethvert av kravene 1 til 15 eller en slurry ifølge krav22.

29. Fyllstoff,karakterisert vedat det omfatter et kompositt ifølge ethvert av kravene 1 til 15 eller en slurry ifølge krav 22.

30. Pigment,karakterisert vedat det omfatter et kompositt ifølge ethvert av kravene 1 til 15 eller en slurry ifølge krav 22.

31. Bestrykningsfarge,karakterisert vedat den omfatter et kompositt ifølge ethvert av kravene 1 til 15 eller en slurry ifølge krav 22, hvori bestrykningsfargen fortrinnsvis har et faststoffinnhold på 25 til 75 vekt% faststoff, mer foretrukket 30 til 60 vekt%, spesielt foretrukket 30 til 40 vekt% faststoff, og/eller mengden av kompositt, basert på det totale faststoffinnholdet i bestrykningsfargen er 3 til 97 vekt%, fortrinnsvis 10 til 90 vekt%, spesielt foretrukket 85 ± 10 vekt%.

32. Anvendelse av en kopolymer som definert i krav 1, for i det minst delvis belegning av uorganiske og/eller organiske pigment- og/eller fyllstoffpartikler som definert i krav 1, med en sammensetning omfattende kalsiumkarbonatpartikler som definert i krav 1.

33. Anvendelse ifølge krav 32, hvori kopolymeren omfatter adipinsyre, N-(2-aminoetyl)-1,2-etandiamin og epiklorhydrin som monomerer.