JP2009508792A - Gccおよびpccタイプの非常に微細な共粉砕炭酸カルシウム材料の製造方法、得られた製品およびこれらの使用 - Google Patents
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Abstract
Description
80%超の、好ましくは85%超の、より好ましくは90%超の、およびさらに好ましくは95%超の1μmより微細な粒子の分率、および
25m2/g未満のBET比表面積
を示し、前記方法は、
(a)少なくとも1つの炭酸カルシウム材料を、場合により水性懸濁液の形態で供給すること、
(b)GCCおよびPCCを、場合により少なくとも別の無機材料と共粉砕すること、
(c)工程(b)に従って得られた共粉砕炭酸カルシウム材料を、場合により篩にかけることおよび/またはアップ濃縮すること、
(d)工程(b)または(c)に従って得られた共粉砕炭酸カルシウム材料を、場合により乾燥すること、
の工程を含むことを特徴とする。
80%超の、好ましくは85%超の、より好ましくは90%超の、およびさらに好ましくは95%超の1μmより微細な粒子の分率、および
25m2/g未満のBET比表面積
を示す、GCCおよびPCCを含む共粉砕炭酸カルシウム材料の製造方法であって、前記方法は、
(a)少なくとも1つの炭酸カルシウム材料を、場合により水性懸濁液の形態で供給すること、
(b)GCCおよびPCCを、場合により少なくとも別の無機材料と共粉砕すること、
(c)工程(b)に従って得られた共粉砕炭酸カルシウム材料を、場合により篩にかける、および/またはアップ濃縮すること、
(d)工程(b)または(c)に従って得られた共粉砕炭酸カルシウム材料を、場合により乾燥すること、
の工程を含むことを特徴とする。
前記ビーズの全重量に対して重量比で14から20%、好ましくは前記ビーズの全重量に対して重量比で15から18%、および最も好ましくは前記ビーズの全重量に対して重量比で約16%のセリア含量;および
前記ビーズを形成する粒子の焼結後、1μm未満、好ましくは0.5μm未満、および最も好ましくは0.3μm未満の平均粒子サイズ
を有することを特徴とする。
80%超の、好ましくは85%超の、より好ましくは90%超の、およびさらに好ましくは95%超の1μmより微細な粒子の分率、および
25m2/g未満のBET比表面積
を示すことを特徴とする。
80%超の、好ましくは85%超の、より好ましくは90%超の、およびさらに好ましくは95%超の1μmより微細な粒子の分率、および
25m2/g未満のBET比表面積
を示すことを特徴とする。
比較例
1.5μmのメディアン径を示す重質炭酸カルシウムは、74.5%の固形分含量で0.45mmのメディアンビーズ径、ビーズ全重量に対する16重量%のCeO2含量および焼結後の0.4μmの粒度を特色とするセリア含有酸化ジルコニウム粉砕用ビーズを使用するツー・パス・プロセス(two pass process)により以下の添加物、1.51%のポリアクリル酸ナトリウムの存在下、湿式粉砕された。この材料に関して、97%の1μm未満の粒子の分率を有する最終GCCを得るのに必要な比粉砕エネルギーは、270kWh/tであった。
10.5部 SBRラテックス
0.5部 合成増粘剤
0.2部 ポリビニルアルコール
0.2部 蛍光増白剤
上記の塗工物は、68%の最終固形分含量に調節され、10g/m2/面の塗工量で71g/m2の坪量を有する標準的なあらかじめ塗工された上質原紙上に塗布された。この後、この塗工された原紙は、以下のカレンダ条件、800m/分のカレンダ速度、200kN/cmのカンレンダ荷重および105℃の温度の下、スーパーカレンダを使用してカレンダされた
塗工紙表面の光沢度は70%Tappi75°であった。
本発明による方法の説明
1.4μmのメディアンGCC径を示す重質炭酸カルシウムの76%固形分含量スラリーを、0.75μmのメディアンPCC径を有する51%固形分含量PCCスラリーの存在下、粉砕した。粉砕機中のPCCのGCCに対する重量比は、50:50であった。粉砕機中のスラリーの全固形分含量は、61%およびメディアン径は1.1であった。この後、粉砕機内容物は、ビーズの0.45mmメディアン径、ビーズ全重量に対する16重量%のCeO2含量および焼結後の0.4μmの粒度を特色とするセリア含有酸化ジルコニウム粉砕用ビーズを使用して、以下の全添加物含量、0.95重量%のポリアクリル酸ナトリウムの存在下、共粉砕された。この材料に対して、97%の1μm未満の粒子の分率を有する最終共粉砕GCCを得るのに必要な比粉砕エネルギーは、200kWh/tであった。
10.5部 SBRラテックス
0.5部 合成増粘剤
0.2部 ポリビニルアルコール
0.2部 蛍光増白剤
上記の塗工物は、68%の最終固形分含量に調節され、10g/m2/面の塗工量で71g/m2の坪量を有する標準的なあらかじめ塗工された上質原紙上に塗布された。この後、この塗工された原紙は、スーパーカレンダを使用して以下のカレンダ条件、800m/分のカレンダ速度、200kN/cmのカレンダ荷重および105℃の温度の下でカレンダされた。
本発明による実施例
この実施例は、本発明による方法によって得られた共粉砕PCCおよびGCCを説明する。
10.5部 SBRラテックス
0.5部 合成増粘剤
0.2部 ポリビニルアルコール
0.2部 蛍光増白剤
上記の塗工物は、68%の最終固形分含量に調節され、10g/m2/面の塗工量で71g/m2の坪量を有する標準的なあらかじめ塗工された上質原紙上に塗布された。この後、この塗工された原紙は、スーパーカレンダを使用して以下のカレンダ条件、800m/分のカレンダ速度、200kN/cmのカレンダ荷重および105℃の温度の下でカレンダされた。
この実施例は、本発明による方法の使用を示しており、3つの無機物、天然炭酸カルシウム、沈降炭酸カルシウムおよび粘土が、前記ビーズの全重量に対して16重量%のセリア含量、前記ビーズを形成する粒子の焼結後の0.4μmの平均粒子サイズ、および0.45mmのビーズのメディアン径を有するセリア含有酸化ジルコニウム粉砕用ビーズを使用して共粉砕される。次いで、共粉砕された材料は、原紙を塗工するために使用される塗工処方物に添加され、得られる光沢度が測定される。
0.8μmのメディアンPCC径を有し、およびアクリル酸のホモポリマーの0.7重量%(PCCの乾燥重量比で)を使用して調製された51%固形分含量のPCCスラリー、
およびLithoprint(登録商標)の名前でHUBER(登録商標)によって商品化された粘土の68%固形分含量スラリー。
ビーズの0.45mmメディアン径、ビーズ全重量に対する16重量%のCeO2含量および焼結後の0.45μmの粒度を特徴とするセリア含有酸化ジルコニウムの粉砕用ビーズを使用して、
これによりそれぞれ0.4および0.5μmのメディアン径を示す共粉砕材料をもたらした。
11部 SBRラテックス(DOW CHEMICALS(登録商標)により商品化されたDL966)
0.5部 合成増粘剤(FINNFIX(登録商標)により商品化されたCM
C FF5)
0.4部 ポリビニルアルコール(CLARIANT(登録商標)により商品化されたPVA4−98)
0.6部 蛍光増白剤(BAYER(登録商標)により商品化されたBlancophor(登録商標)P)
上記塗工物は、10g/m2/面の塗工量で78g/m2の坪量を有する標準的なトップコートの原紙に塗布された。この後、この塗工された原紙は、スーパーカレンダを使用して以下のカレンダ条件、300m/分のカレンダ速度、170kN/cmのカレンダ荷重および80℃の温度の下でカレンダされた。
Claims (45)
- −80%超の、好ましくは85%超の、より好ましくは90%超の、およびさらに好ましくは95%超の1μmより微細な粒子の分率、および
−25m2/g未満のBET比表面積
を示す、GCCおよびPCCを含む共粉砕炭酸カルシウム材料の製造方法であって、該方法は、
(a)少なくとも1つの炭酸カルシウム材料を、場合により水性懸濁液の形態で供給すること、
(b)GCCおよびPCCを、場合により少なくとも別の無機材料と共粉砕すること、
(c)工程(b)に従って得られた共粉砕炭酸カルシウム材料を、場合により篩にかけること、および/またはアップ濃縮(upconcentrating)すること、
(d)工程(b)または(c)に従って得られた共粉砕炭酸カルシウム材料を、場合により乾燥すること、
の工程を含むことを特徴とする。 - 95%超の1μmより微細な粒子の分率に対して、BET比表面積が、25m2/g未満であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 90%超の1μmより微細な粒子の分率に対して、BET比表面積が、20m2/g未満であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 85%超の1μmより微細な粒子の分率に対して、BET比表面積が、18m2/g未満であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 80%超の1μmより微細な粒子の分率に対して、BET比表面積が、15m2/g未満であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 工程(a)において、炭酸カルシウム材料が水性懸濁液として供給され、およびこの水性懸濁液が20から80%、好ましくは50から75%、および最も好ましくは50から70%の固形分含量を特色とすることを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(a)において水性懸濁液の形態で供給される炭酸カルシウム材料が、GCCであることを特徴とする、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(c)が実施されることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(d)が実施されることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(b)の過程でのGCCおよびPCCの共粉砕が、水性媒体中で実施され、そこでの炭酸カルシウムの濃度が20から80%(炭酸カルシウムの乾燥重量で)、好ましくは50から75%、および最も好ましくは50から70%の範囲であることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。
- 全乾燥無機材料に対して重量%で、0から2%、好ましくは0.2から1.4%、および最も好ましくは0.5から1.2%の範囲で存在する少なくとも1つの分散および/または粉砕助剤が、工程(b)の前、間、後に添加されることを特徴とする、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(b)の過程でのGCCおよびPCCの共粉砕が、タルク、粘土、Al2O3、TiO2またはこれらの混合物から選択される少なくとも別の無機材料の存在下で実施されることを特徴とする、請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(b)の過程でのGCCおよびPCCの共粉砕が、タルク、粘土、またはこれらの混合物から選択される少なくとも別の無機材料の存在下で実施されることを特徴とする、請求項12に記載の方法。
- 工程(b)の過程でのGCCおよびPCCの共粉砕が、タルクの存在下で実施されることを特徴とする、請求項13に記載の方法。
- 工程(b)の過程でのGCCおよびPCCの共粉砕が、粘土の存在下で実施されることを特徴とする、請求項13に記載の方法。
- 工程(b)の過程でのGCCおよびPCCの共粉砕が、7より上のpHで起こることを特徴とする、請求項1から15のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(b)の過程でのGCCおよびPCCの共粉砕が、10より上のpHで起こることを特徴とする、請求項16に記載の方法。
- 工程(b)の過程でのGCCおよびPCCの共粉砕が、11より上のpHで起こることを特徴とする、請求項17に記載の方法。
- 工程(b)でのGCCおよびPCCの共粉砕過程において、粉砕機内容物が60℃より上への、好ましくは90℃より上への、および最も好ましくは100℃より上への温度上昇に付されることを特徴とする、請求項1から18のいずれか一項に記載の方法。
- GCCおよびPCCの全重量に対するPCCの重量分率が、10から90%、好ましくは20から80%、および最も好ましくは30から70%であることを特徴とする、請求項1から19のいずれか一項に記載の方法。
- 工程(b)の過程でのGCCおよびPCCの共粉砕が、粉砕媒体としてセリア含有酸化ジルコニウム粉砕用ビーズの存在下で実施され、該ビーズが、
前記ビーズの全重量に対して重量比で14から20%、好ましくは前記ビーズの全重量に対して重量比で15から18%、および最も好ましくは前記ビーズの全重量に対して重量比で約16%のセリア含量;および
前記ビーズを形成する粒子の焼結後、1μm未満、好ましくは0.5μm未満、および最も好ましくは0.3μm未満の平均粒子サイズ
を有することを特徴とする、請求項1から20のいずれか一項に記載の方法。 - ビーズが、粉砕前では0.2から1.5mm、好ましくは0.4から1.0mmの初期径を有することを特徴とする、請求項21に記載の方法。
- 共粉砕炭酸カルシウム材料が、請求項1から22のいずれか一項に記載の方法により得られることを特徴とする、GCCおよびPCCを含む共粉砕炭酸カルシウム材料。
- GCCおよびPCCを含む共粉砕炭酸カルシウム材料であって、該共粉砕炭酸カルシウム材料が、水性懸濁液の形態であり、
−80%超の、好ましくは85%超の、より好ましくは90%超の、およびさらに好ましくは95%超の、1μmより微細な粒子の分率、および
−25m2/g未満のBET比表面積
を示すことを特徴とする。 - 95%超の1μmより微細な粒子の分率に対して、BET比表面積が、25m2/g未満であることを特徴とする、請求項24に記載の共粉砕炭酸カルシウム材料。
- 90%超の1μmより微細な粒子の分率に対して、BET比表面積が、20m2/g未満であることを特徴とする、請求項24に記載の共粉砕炭酸カルシウム材料。
- 85%超の1μmより微細な粒子の分率に対して、BET比表面積が、18m2/g未満であることを特徴とする、請求項24に記載の共粉砕炭酸カルシウム材料。
- 80%超の1μmより微細な粒子の分率に対して、BET比表面積が、15m2/g未満であることを特徴とする、請求項24に記載の共粉砕炭酸カルシウム材料。
- 共粉砕炭酸カルシウム材料が、炭酸カルシウム材料の乾燥重量で20から80%、好ましくは炭酸カルシウム材料の乾燥重量で40から75%、および最も好ましくは炭酸カルシウム材料の乾燥重量で60から70%を含有することを特徴とする、請求項24から28のいずれか一項に記載の共粉砕炭酸カルシウム材料。
- GCCおよびPCCの全重量に対するPCCの重量分率が、10から90%、好ましくは20から80%、および最も好ましくは30から70%であることを特徴とする、請求項24または29のいずれか一項に記載の共粉砕炭酸カルシウム材料。
- 共粉砕炭酸カルシウム材料が、少なくとも約30、好ましくは少なくとも約40、および最も好ましくは少なくとも約45の勾配係数を示すことを特徴とする、請求項24から30のいずれか一項に記載の共粉砕炭酸カルシウム材料。
- 共粉砕炭酸カルシウム材料が、約0.2から約2.0μm、好ましくは0.2から0.8μm、および好ましくは約0.25から約0.45μmのd50を特色とすることを特徴とする、請求項24から31のいずれか一項に記載の共粉砕炭酸カルシウム材料。
- 水性懸濁液が、少なくとも1つの分散および/または粉砕助剤を含有し、このような分散および/または粉砕助剤が全乾燥無機材料に対して重量%で、0から2%、好ましくは0.2から1.4%、および最も好ましくは0.5から1.2%の範囲で存在することを特徴とする、請求項24から32のいずれか一項に記載の共粉砕炭酸カルシウム材料。
- 40μmの篩を通過したスラリー水が、ZrO2の1000ppm未満およびCeO2の200ppm未満を含有することを特徴とする、請求項24から33のいずれか一項に記載の共粉砕炭酸カルシウム材料。
- スラリー水が、4から6.5、好ましくは4.6から5.7、および最も好ましくは5.3のZrO2/CeO2の重量比を特色とすることを特徴とする、請求項24から34のいずれか一項に記載の共粉砕炭酸カルシウム材料。
- GCCおよびPCCを含む共粉砕炭酸カルシウム材料が、乾燥品の形態であり、
−80%超の、好ましくは85%超の、より好ましくは90%超の、およびさらに好ましくは95%超の、1μmより微細な粒子の分率、および
−25m2/g未満のBET比表面積
を示すことを特徴とする、GCCおよびPCCを含む共粉砕炭酸カルシウム材料。 - 95%超の1μmより微細な粒子の分率に対して、BET比表面積が、25m2/g未満であることを特徴とする、請求項36に記載の共粉砕炭酸カルシウム材料。
- 90%超の1μmより微細な粒子の分率に対して、BET比表面積が、20m2/g未満であることを特徴とする、請求項36に記載の共粉砕炭酸カルシウム材料。
- 85%超の1μmより微細な粒子の分率に対して、BET比表面積が、18m2/g未満であることを特徴とする、請求項36に記載の共粉砕炭酸カルシウム材料。
- 80%超の1μmより微細な粒子の分率に対して、BET比表面積が、15m2/g未満であることを特徴とする、請求項36に記載の共粉砕炭酸カルシウム材料。
- GCCおよびPCCの全重量に対するPCCの重量分率が、10から90%、好ましくは20から80%、および最も好ましくは30から70%であることを特徴とする、請求項36から40のいずれか一項に記載の共粉砕炭酸カルシウム材料。
- 共粉砕炭酸カルシウム材料が、少なくとも約30、好ましくは少なくとも約40、および最も好ましくは少なくとも約45の勾配係数を示すことを特徴とする、請求項36または41のいずれか一項に記載の共粉砕炭酸カルシウム材料。
- 共粉砕炭酸カルシウム材料が、約0.2から約2.0μm、好ましくは0.2から0.8μm、好ましくは約0.25から約0.45μmのd50を特色とすることを特徴とする、請求項36または42のいずれか一項に記載の共粉砕炭酸カルシウム材料。
- 共粉砕炭酸カルシウム材料が、4から6.5、好ましくは4.6から5.7、および最も好ましくは5.3のZrO2/CeO2の重量比を特色とすることを特徴とする、請求項36から43のいずれか一項に記載の共粉砕炭酸カルシウム材料。
- 請求項23から44のいずれか一項に記載のGCCおよびPCCを含む共粉砕炭酸カルシウム材料の紙における、および特に紙塗工、塗料およびプラスチックにおける使用。
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