JP6603338B2 - アンチブロッキング剤としての表面反応炭酸カルシウムの使用 - Google Patents
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Description
(a)C1−C4アルキル(メタ)アクリレートからなる群から選択される1種以上の主モノマー、
(b)0.1から5重量%の1種以上の酸モノマー、
(c)0から20重量%のアクリロニトリルおよび
(d)0から10重量%のモノマー(a)から(c)以外のさらなるモノマー
の乳化重合によって得られる少なくとも1種のコポリマーを含む水性ポリマー分散物が好ましく、
該コポリマーのガラス転移温度は10から45℃の範囲であり、該乳化重合を水性媒体中で、少なくとも1種の炭水化物化合物の存在下で行う。
(a)C1−C4アルキル(メタ)アクリレートからなる群から選択される1種以上の主モノマー、
(b)0.1から5重量%の1種以上の酸モノマー、
(c)0から20重量%のアクリロニトリルおよび
(d)0から10重量%のモノマー(a)から(c)以外のさらなるモノマー
の乳化重合によって得られる少なくとも1種のコポリマーを含む水性ポリマー分散物を含み、
該コポリマーのガラス転移温度は10から45℃の範囲であり、該乳化重合を水性媒体中で、少なくとも1種の炭水化物化合物の存在下で行うことがさらにとりわけ好ましい。
以下では、実施例で行った測定方法について説明する。
d50(重量)値およびd98(重量)値は、米国のマイクロメリティックス社(Micromeritics)のセディグラフ(Sedigraph)5120を使用して測定した。方法および機器は当業者に公知であり、フィラーおよび顔料の粒径を決定するためによく使用されている。測定は、0.1重量%Na4P2O7を含む水溶液中で行った。高速撹拌機および超音波を使用してサンプルを分散させた。
体積中央粒度d50(体積)は、マルバーン・ゼータサイザ2000レーザ回折システムを用いて評価した。マルバーン・ゼータサイザ2000レーザ回折システムを用いて測定したd50(体積)またはd98(体積)値は、それぞれ粒子の50体積%または98体積%がこの値未満の直径を有するような直径値を示す。測定によって得られた生データを、Mie理論を使用して、粒子屈折率1.57および吸収指数0.005を用いて分析する。
懸濁物固体含有率(「乾燥重量」としても公知)は、スイスのメトラートレド社(Mettler−Toledo)による水分分析装置MJ33を以下の設定:乾燥温度160℃、質量が30秒の期間にわたって1mgを超えて変化しない場合、自動スイッチオフ、5から20gの懸濁物の標準乾燥で使用して決定した。
比表面積は、250℃にて30分の期間にわたって加熱することによるサンプルの調整後に、窒素を使用してISO 9277によるBET法により測定した。このような測定の前に、サンプルをブフナー漏斗内で濾過して、脱イオン水ですすぎ、オーブンで90から100℃にて一晩乾燥させる。続いて、乾燥ケーキを乳鉢で完全に粉砕し、恒量に達するまで生じた粉末130℃の湿度秤に配置する。
走査型電子顕微鏡写真(SEM)は、ウルトラタラックス(ultraturax)(ロータ・ステータ・ミキサ)を使用して固体含有率を水中で20重量%の濃度に調整することによって行った。2,3滴(約100mg)を蒸留水250mlで希釈し、0.2μm孔膜フィルタで濾過した。このようにして膜フィルタ上で得た調製物を金でスパッタリングし、様々な拡大率にてSEMで評価した。
評価するコーティングの粘着力を、インク表面相互作用(Ink Surface Interaction(ISIT))試験機(SeGan Ltd.、英国)を用いた測定によって求めた。
表面粘着性は、ソレノイド、コイルバネ、ロードセルおよび接触ディスクからなる特殊アタッチメント(SeGan Ltd.、UK)によって測定する(P.A.C.Gane,E.Seyler,and A.Swan.Some novel aspects of ink/paper Interaction in offset printing.International Printing and Graphic Arts Conference,Halifax,Nova Scotia.Atlanta:Tappi Press.209−228,1994)。接触ディスクは、ソレノイドに作用する電磁力によってサンプルプラテンの表面に押し付けられる。この作用により、ソレノイドと並列に取り付けたコイルバネに伸張力が加えられる。接触時間および力は、接触ディスクと表面との間の接着を最適化するために電子制御装置によって変化させることができる。
1.基板
−Synteape(R):白色ハーフマットPPホイル、62g/m2(YUPO(Art.:675227)から入手可能)
−SRCC1
表面反応炭酸カルシウムSRCC1を以下のように調製した。
SRCC2は、スイスのオムヤAGから乾燥形態で市販されている表面反応炭酸カルシウムである。
SRCC3は、スイスのオムヤAGから市販されている表面反応炭酸カルシウムである。
−MM1:天然粉砕炭酸カルシウム;d50(重量)=1.5μm;d98(重量)=10μm;固体含有率78重量%(スイス、オムヤAGから入手可能)
−MM2:とりわけ脂肪酸によって表面処理された、非常に微細な天然粉砕炭酸カルシウム粉末;d50(重量)=1.7μm;d98(重量)=5μm;(スイス、オムヤAGから入手可能)
以下の実験で使用したポリマーは、WO2013/083504A1の実施例4に従って調製した。
1.サンプル調製
上記のインク表面相互作用試験機(ISIT)を用いて測定したサンプルの力の発現を比較することによって、ポリマーコーティングの粘着性(tackiness)即ち粘着性(stickiness)を試験した。
まず、非コートのSynteape(R)紙の粘着性を、以下の表1に示すように、異なる量のMM1およびSRCC1を含有するサンプルと比較した。
Claims (28)
- ポリマー含有組成物中のアンチブロッキング剤としての表面反応炭酸カルシウム、または表面反応炭酸カルシウムと鉱物材料との組合せであって、前記鉱物材料が鉱物顔料および/または充填剤を含む群から選択される組合せ、の使用であって、
・前記表面反応炭酸カルシウムが、水性媒体中での、天然粉砕または沈降炭酸カルシウムと、二酸化炭素および1個以上のH3O+イオン供与体との反応生成物であり、前記二酸化炭素がH3O+イオン供与体処理によってその場で生成され、および/または外部源から供給され、ならびに
・前記表面反応炭酸カルシウム、または前記表面反応炭酸カルシウムと鉱物材料との組合せが、前記ポリマー含有組成物に添加され、
・前記ポリマーが、
(a)C 1 −C 4 アルキル(メタ)アクリレートからなる群から選択される1種以上の主モノマー、
(b)0.1から5重量%の1種以上の酸モノマー、
(c)0から20重量%のアクリロニトリルおよび
(d)0から10重量%のモノマー(a)から(c)以外のさらなるモノマー
の乳化重合によって得られる少なくとも1種のコポリマーを含む水性ポリマー分散物から選択され、
・前記コポリマーの、示差走査熱量測定(ASTM E1356)により決定したガラス転移温度が、10から45℃の範囲であり、
・前記乳化重合が、水性媒体中で、少なくとも1種の炭水化物化合物の存在下で行われ、ならびに
・前記表面反応炭酸カルシウム、または前記表面反応炭酸カルシウムと鉱物材料との組合せが、1:9から4:1の、前記表面反応炭酸カルシウム、または前記表面反応炭酸カルシウムと鉱物材料との組合せの、前記ポリマーに対する重量比で、前記ポリマー含有組成物中に存在する、使用。 - 前記天然粉砕炭酸カルシウムが、大理石、チョーク、ドロマイト、石灰石およびこれらの混合物を含む群から選択される炭酸カルシウム含有鉱物から選択されること、ならびに前記沈降炭酸カルシウムが、アラゴナイト、ファーテライトもしくはカルサイト鉱物結晶形態またはこれらの組合せを有する沈降炭酸カルシウムを含む群から選択されることを特徴とする、請求項1に記載の使用。
- 前記表面反応炭酸カルシウムが、窒素およびISO 9277に従うBET法を使用して測定した、20m2/gから200m2/gの比表面積を有することを特徴とする、請求項1または2に記載の使用。
- 前記表面反応炭酸カルシウムが、窒素およびISO 9277に従うBET法を使用して測定した、27m 2 /gから180m 2 /gの比表面積を有することを特徴とする、請求項1または2に記載の使用。
- 前記表面反応炭酸カルシウム粒子が、1から50μmの体積中央粒度d50(体積)を有することを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の使用。
- 前記表面反応炭酸カルシウム粒子が、1.3から25μmの体積中央粒度d 50 (体積)を有することを特徴とする、請求項1から4のいずれか一項に記載の使用。
- 前記表面反応炭酸カルシウムが、水銀圧入ポロシメトリー測定値から計算した、0.1から1.3cm3/gの範囲内の粒子内圧入比細孔容積を有す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使用。
- 前記表面反応炭酸カルシウムが、水銀圧入ポロシメトリー測定値から計算した、0.18から1.25cm 3 /gの範囲内の粒子内圧入比細孔容積を有す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使用。
- 前記ポリマーが、10から40℃の範囲のガラス転移温度Tgを有す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使用。
- 前記表面反応炭酸カルシウムを、鉱物材料と組合せて使用することを特徴とする、請求項1から9のいずれか一項に記載の使用。
- 前記鉱物材料が、沈降炭酸カルシウム(PCC)、天然粉砕炭酸カルシウム(GCC)、ドロマイト、タルク、ベントナイト、粘土、マグネサイト、サテンホワイト、セピオライト、ハンタイト、珪藻土、シリケート、二酸化チタンおよびこれらの混合物を含む群から選択されることを特徴とする、請求項10に記載の使用。
- 前記表面反応炭酸カルシウムおよび前記鉱物材料が、1:15から15:1の重量比で組合されることを特徴とする、請求項10または11に記載の使用。
- 前記表面反応炭酸カルシウムおよび前記鉱物材料が、1:10から10:1の重量比で組合されることを特徴とする、請求項10または11に記載の使用。
- 前記表面反応炭酸カルシウム、または前記表面反応炭酸カルシウムと鉱物材料との組合せが、前記ポリマー含有組成物中に、前記ポリマーの乾燥重量に対して5から100重量%の量で存在することを特徴とする、請求項1から13のいずれか一項に記載の使用。
- 前記表面反応炭酸カルシウム、または前記表面反応炭酸カルシウムと鉱物材料との組合せが、前記ポリマー含有組成物中に、前記ポリマーの乾燥重量に対して10から50重量%の量で存在することを特徴とする、請求項1から13のいずれか一項に記載の使用。
- 前記表面反応炭酸カルシウム、または前記表面反応炭酸カルシウムと鉱物材料との組合せが、1:4から4:1の、前記表面反応炭酸カルシウム、または前記表面反応炭酸カルシウムと鉱物材料との組合せの、前記ポリマーに対する重量比で、前記ポリマー含有組成物中に存在す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使用。
- 前記表面反応炭酸カルシウム、または前記表面反応炭酸カルシウムと鉱物材料との組合せを含む前記ポリマー含有組成物が、基材上にコーティングされることを特徴とする、請求項1から16のいずれか一項に記載の使用。
- 前記基材が、非再生または再生紙および板紙;合成紙;不織製品;包装材料;構造材;ならびに表面仕上げ材を含む群から選択されることを特徴とする、請求項17に記載の使用。
- 前記表面反応炭酸カルシウム、または前記表面反応炭酸カルシウムと鉱物材料との組合せを含む前記ポリマー含有組成物の各々のコート重量が、1から30g/m 2 であることを特徴とする、請求項17または18に記載の使用。
- 前記表面反応炭酸カルシウム、または前記表面反応炭酸カルシウムと鉱物材料との組合せを含む前記ポリマー含有組成物の各々のコート重量が、2から25g/m 2 であることを特徴とする、請求項17または18に記載の使用。
- 請求項1から20のいずれか一項に記載の表面反応炭酸カルシウムの使用によって、前記ポリマー含有組成物のブロッキングを制御する方法であって、
・前記ポリマーが、
(a)C 1 −C 4 アルキル(メタ)アクリレートからなる群から選択される1種以上の主モノマー、
(b)0.1から5重量%の1種以上の酸モノマー、
(c)0から20重量%のアクリロニトリルおよび
(d)0から10重量%のモノマー(a)から(c)以外のさらなるモノマー
の乳化重合によって得られる少なくとも1種のコポリマーを含む水性ポリマー分散物から選択され、
・前記コポリマーの、示差走査熱量測定(ASTM E1356)により決定したガラス転移温度が、10から45℃の範囲であり、
・前記乳化重合が、水性媒体中で、少なくとも1種の炭水化物化合物の存在下で行われる、
方法。 - 請求項1から16のいずれか一項に記載の表面反応炭酸カルシウム、または表面反応炭酸カルシウムと鉱物材料との組合せを含む、ポリマー含有組成物であって、
・前記ポリマーが、
(a)C 1 −C 4 アルキル(メタ)アクリレートからなる群から選択される1種以上の主モノマー、
(b)0.1から5重量%の1種以上の酸モノマー、
(c)0から20重量%のアクリロニトリルおよび
(d)0から10重量%のモノマー(a)から(c)以外のさらなるモノマー
の乳化重合によって得られる少なくとも1種のコポリマーを含む水性ポリマー分散物から選択され、
・前記コポリマーの、示差走査熱量測定(ASTM E1356)により決定したガラス転移温度が、10から45℃の範囲であり、
・前記乳化重合が、水性媒体中で、少なくとも1種の炭水化物化合物の存在下で行われたものである、
ポリマー含有組成物。 - 請求項1から16のいずれか一項に記載の表面反応炭酸カルシウムを含む、ポリマー含有組成物を含むコーティング組成物であって、
・前記ポリマーが、
(a)C 1 −C 4 アルキル(メタ)アクリレートからなる群から選択される1種以上の主モノマー、
(b)0.1から5重量%の1種以上の酸モノマー、
(c)0から20重量%のアクリロニトリルおよび
(d)0から10重量%のモノマー(a)から(c)以外のさらなるモノマー
の乳化重合によって得られる少なくとも1種のコポリマーを含む水性ポリマー分散物から選択され、
・前記コポリマーの、示差走査熱量測定(ASTM E1356)により決定したガラス転移温度が、10から45℃の範囲であり、
・前記乳化重合が、水性媒体中で、少なくとも1種の炭水化物化合物の存在下で行われたものである、
コーティング組成物。 - 請求項1から16のいずれか一項に記載の表面反応炭酸カルシウムと鉱物材料との組合せを含む、ポリマー含有組成物を含むコーティング組成物であって、
・前記ポリマーが、
(a)C 1 −C 4 アルキル(メタ)アクリレートからなる群から選択される1種以上の主モノマー、
(b)0.1から5重量%の1種以上の酸モノマー、
(c)0から20重量%のアクリロニトリルおよび
(d)0から10重量%のモノマー(a)から(c)以外のさらなるモノマー
の乳化重合によって得られる少なくとも1種のコポリマーを含む水性ポリマー分散物から選択され、
・前記コポリマーの、示差走査熱量測定(ASTM E1356)により決定したガラス転移温度が、10から45℃の範囲であり、
・前記乳化重合が、水性媒体中で、少なくとも1種の炭水化物化合物の存在下で行われたものである、
コーティング組成物。 - 鉱物材料が、天然粉砕炭酸カルシウム(GCC)から選択されることを特徴とする、請求項24に記載のコーティング組成物。
- 表面反応炭酸カルシウムおよび鉱物材料が、1:1から1:4の重量比で組合されていることを特徴とする、請求項25に記載のコーティング組成物。
- 前記表面反応炭酸カルシウムと鉱物材料との組合せが、1:4の前記表面反応炭酸カルシウムと鉱物材料との組合せの、ポリマーに対する重量比で、前記ポリマー含有組成物中に存在することを特徴とする、請求項25または26に記載のコーティング組成物。
- 請求項17から20のいずれか一項に記載の使用によって得られるコート基材。
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