NO334098B1

NO334098B1 - Middel for å understøtte oppmalingen og/eller for dispergering av mineralmaterialer i vandig suspensjon, den oppnådde vandige suspensjon samt anvendelse av denne

Info

Publication number: NO334098B1
Application number: NO20032711A
Authority: NO
Inventors: Christian Jacquemet; Jean-Marc Suau; Jacques Mongoin
Original assignee: Coatex Sas
Priority date: 2000-12-20
Filing date: 2003-06-13
Publication date: 2013-12-09
Also published as: NO20032711D0; ES2372163T3; MY128990A; US20050234176A1; BR0116303A; US20040077762A1; NO20032711L; WO2002049765A3; ATE522275T1; KR20030085114A; FR2818166A1; EP1347835A2; KR100883617B1; EP1347835B1; MXPA03005443A; CA2427476A1; FR2818166B1; CN100341628C; CA2427476C; UY27084A1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår det tekniske området omfattende mineralfyllstoffer, særlig for papirfremstillingsanvendelser, samt egnede behandlinger derav for å forbedre enten fremstillingsmetoden for papirarket eller dettes egenskaper, så vel som andre anvendelser som særlig maling eller plastmaterialer.

Oppfinnelsen angår anvendelsen av homopolymerer og/eller kopolymerer av akryl-og/eller metakrylsyre med en eller flere akryl-, vinyl- eller allylmonomerer som et oppmalingshjelpemiddel og/eller dispergeringsmiddel for pigmenter og/eller mineralfyllstoffer i vandig suspensjon.

Oppfinnelsen angår også nevnte vandige suspensjoner av pigmenter og/eller mineralfyllstoffer og anvendelser derav, særlig på papirområdet, blant annet fremstilling eller belegning av papir for å oppnå forbedrede egenskaper med henblikk på betrykkbarhet, videre også på området maling eller plast.

Til slutt angår oppfinnelsen de papirer som er fremstilt og/eller belagte ved bruk av de vandige suspensjoner av pigmenter og/eller mineralfyllstoffer så vel som de malinger og/eller plastmaterialer som benytter disse suspensjoner.

I lengre tid har fagmannen på området kjent til bruken av oppmalings- og/eller dispergeringsmidler av mineralpartikler i vandig suspenjon bestående av akryliske polymerer og/eller kopolymerer med lav molekylvekt, helt eller delvis nøytralisert med forskjellige nøytraliseringsmidler (FR 2 603 042, EP 0 100 947, EP 0 127 388, EP 0 129 329, EP 0 278 880, EP 0 542 644, EP 0 850 282).

WO 01/48093 Al beskriver anvendelse av homo-/kopolymer med en eller flere akryl-, vinyl- eller allylmonomerer som dispergeringsmiddel for vandige suspensjoner av mineralfyllstoff (kalsiumkarbonat).

Fagmannen på området kjenner også anvendelsen av oppmalings- og/eller dispergeringsmidler bestående av fraksjonen av akryliske polymerer og/eller kopolymerer hvis spesifikke viskositet ligger mellom 0,3 og 0,8 (FR 2 488 814, EP 0 100 948, EP 0 542 643).

Imidlertid resulterer disse forskjellige typer av oppmalings- og/eller dispergeringsmidler med lav molekylvekt og som gjør det mulig å oppnå vandige suspensjoner av mineralpartikler som er raffinerte, fluide og stabile med tiden, ikke i vandige suspensjoner av pigmenter og/eller mineralfyllstoffer og særlig av kalsiumkarbonat, med en liten mengde oppmalingshjelpemiddel som ikke absorberes på overflaten av mineralmaterialet og er til stede i den vandige fase av suspensjonen.

Denne mengde oppmalingsmiddel som ikke adsorberes på overflaten av mineralpartiklene og er til stede i den vandige fase av suspensjonen kalles nedenfor i herværende søknad den frie mengde oppmalingsmiddel.

Når på samme måte fri mengde av dispergeringsmiddel nevnes i resten av beskrivelsen vil dette være en mengde dispergeringsmiddel som ikke adsorberes på overflaten av mineralpartiklene og er til stede i den vandige fase av suspensjonen.

Dette skjer fordi den vandige fase av disse vandige suspensjoner ifølge den kjente teknikk har større mengder fritt dispergeringsmiddel og/eller oppmalingshjelpemiddel og har derved den mangel at det medfører en forringelse av egenskaper som betrykkbarhet av det belagte papir som oppnås ved bruk av de vandige suspensjoner av mineralpartikler så vel som mangelen at det medfører et krav om bruk av høye mengder kationisk middel som benyttes som retensjonsmiddel for mineralfyllstoffet på cellulosefibrene i papiret når suspensjonene benyttes for fremstilling av papirark.

Konfrontert med dette problem i forbindelse med å forbedre betrykkbarhetsegenskapene for det belagte papir eller reduksjonen av mengden av fyllstoffretensjonsmiddel under fremstilling av papirarket, relatert til reduksjonen av mengden av fritt dispergeringsmiddel og/eller oppmalingshjelpemiddel i den vandige fase av de vandige suspensjoner av mineralpartikler som benyttes ved fremstilling eller belegning av papiret, har foreliggende søkere overraskende funnet at den samtidige seleksjon av den molare grad av aktive syreseter som er forblitt sure og av den molare grad av nøytraliseringen av disse aktive sure seter, med ioner som er minst bifunksjonelle, vannoppløselige homopolymerer og/eller kopolymerer av akryl- og/eller metakrylsyre med en eller flere akryl-, vinyl-eller allylmonomerer gjør det mulig å oppnå vandige suspensjoner av pigmenter og/eller mineralfyllstoffer, særlig kalsiumkarbonat, med en liten mengde fritt dispergeringsmiddel og/eller oppmalingshjelpemiddel til stede i den vandige fase av suspensjonen som gir papirfremstillingsformuleringer som særlig papirfremstillingsbeleggsfarver eller fyllmassen for papiret med egenskapene som beskrevet nedenfor.

Dette fordi bruken, ifølge oppfinnelsen, av nevnte vandige suspensjon ved fremstilling av papir er et massefyllstoff som gjør det mulig å redusere mengden kationisk middel som benyttes som retensjonsmiddel for mineralfyllstoffet på papirets cellulosefibre.

Parallelt med disse egenskaper hos papiret gjør bruken ifølge oppfinnelsen av de vandige suspensjoner under belegningen av papiret det mulig å oppnå et belagt papir med forbedrede trykkbarhetsegenskaper.

Således er et av målene for oppfinnelsen anvendelsen av vannoppløselige homopolymerer og/eller kopolymerer av akryl-, og/eller metakrylsyre med en eller flere akryl-, vinyl-eller allylmonomerer som spesifikt er nøytralisert, som oppmalingshjelpemiddel og/eller dispergeringsmiddel for pigmenter og/eller mineralfyllstoffer i vandig suspensjon som gjør det mulig å oppnå vandige suspensjoner av pigmenter og/eller mineralfyllstoffer, særlig kalsiumkarbonat, med en liten mengde fritt dispergeringsmiddel og/eller oppmalingshjelpemiddel til stede i den vandige fase av suspensjonen som gir papirfremstillingsformuleringer som særlig papirfremstillingsbeleggslipp eller massefylling for papir, med de ovenfor nevnte egenskaper.

Et ytterligere mål for oppfinnelsen, bortsett fra de som allerede er nevnt, er å til-veiebrigne vandige suspensjoner av mineralmaterialer oppnådd ved dispergering og som karakteriseres ved at de har en liten mengde fritt dispergeringsmiddel til stede i den vandige fase og ved at de inneholder 0,05 til 5 tørrvekt-% og fortrinnsvis 0,2 til 1,0 tørrvekt-%, beregnet på den tørre vekt av mineralmaterialet, av dispergeringsmiddel for mineralpartikler i vandig suspensjon som anvendes ifølge oppfinnelsen.

Nok et formål ved oppfinnelsen er, bortsett fra det som allerede er nevnt, å tilveiebringe vandige suspensjoner av raffinerte mineralmaterialer oppnådd ved oppmaling og som karakteriseres ved at de har en liten mengde fritt oppmalingshjelpemiddel til stede i den vandige fase og ved at de inneholder 0,05 til 5 tørrvekt-%, fortrinnsvis 0,2 til 1,0 tørr-vekt-%, beregnet på den tørrer vekt av mineralmaterialet, av oppmalingshjelpemiddel i vandig suspensjon anvendt ifølge oppfinnelsen.

Til slutt er et ytterligere mål for oppfinnelsen anvendelsen av disse vandige mineralsus-pensjoner på området plast, maling, papirbelegg og massefylling under fremstilling av papirark.

I motsetning til læren ifølge den kjente teknikk har foreliggende søkere overraskende funnet at seleksjonen av den molare prosentandel av ikke-nøytraliserte, aktive sure seter av polymeren må være mellom 10 % og 60 % og at den molare prosentandel av nøytra-liseringen med minst ett nøytraliseringsmiddel som er i det minste bifunksjonelt må være mellom 10 % og 80 % for å oppnå egenskapene ovenfor. Resten til 100 % av de aktive sure seter av polymeren nøytraliseres med monofunksjonelle nøytraliseringsmid-ler.

Foreliggende oppfinnelse vedrører således et oppmalingshjelpemiddel for mineralfyllstoffer i vandig suspensjon, hvori nevnte middel omfatter homopolymerer og/eller kopolymerer av akryl- og/eller metakrylsyre med en eller flere akryl-, vinyl- eller allylmonomerer, kjennetegnet ved at homopolymerene og/eller kopolymerene av akryl- og/eller metakrylsyre med en eller flere akryl-, vinyl- eller allylmonomerer er nøytralisert slik at a) den molare prosentandel av de aktive sure seter av den ikke-nøytraliserte polymer er mellom 10% og 60%; og b) at de aktive sure seter som er nøytralisert med minst ett bifunksjonelt nøytralise-ringsmiddel er mellom 10% og 80%, idet resten til 100% av de aktive sure seter av polymeren er nøytralisert med monofunksjonelle nøytraliseringsmidler.

I en utførelse er et oppmalingshjelpemiddel som omfatter homopolymerer og/eller kopolymerer av akryl- og/eller metakrylsyre som beskrevet over, kjennetegnet ved at homopolymerene av akryl- og/eller metakrylsyre med en eller flere akryl-, vinyl- eller allylmonomerer er nøytralisert slik at den molare prosentandel av de aktive sure seter av den ikke-nøytraliserte polymer er mellom 15% og 30% og at de aktive sure seter som er nøytralisert med minst ett bifunksjonelt nøytraliseirngsmiddel er mellom 15% og 60%, idet resten til 100% av de aktive sure seter av polymeren er nøytralisert med monofunksjonelle nøytraliseirngsmidler.

De minst bifunksjonelle nøytraliseirngsmidler velges blant hydroksyder og/eller oksyder av jordalkalimetall- eller metallkationer, særlig hydroksydene og/eller oksydene av magnesium, kalsium, barium, sink eller aluminium, eller blant de bifunksjonelle aminer eller blandinger derav, og velges fortrinnsvis blant kalsium- eller magnesiumhydroksy-der og/eller oksyder eller blandinger derav.

De monofunksjonelle nøytraliseringsmidler velges blant hydroksyder av alkalimetallkationer og særlig natrium og kalium, eller litium elle ammoniakk, eller blant de alifatiske og/eller cykliske primære eller sekundære aminer som for eksempel etanolaminene, mono- og dietylamin eller cykloheksylamin, eller blandinger derav, og velges helt spesielt blant forbindelser inneholdende natriumionet.

Disse homopolymerer og/eller kopolymerer oppnås ved forskjellige kjente metoder for radikalpolymerisering ved bruk av polymeriseringsinitiatorer som er velkjente for fagmannen på området, for eksempel forbindelser basert på hydroksylamin eller ved bruk av polymeriseringsinitiatorer som peroksyder som særlig hydrogenperoksyd, tert-butylhydrogenperoksyd eller persalter som særlig natriumpersulfat, ammoniumpersul-fat, kaliumpersulfat eller lignende, eller natriumhypofosfitt, hypofosforsyre eller fosforsyre og/eller salter derav i det mulige nærvær av metallsalter som jern eller kobber, i et polymeriseringsmedium som kan være vann, metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanoler eller blandinger derav eller dimetylformamid, dimetylsulfoksyd, tetrahydrofuran, aceton, metyletylketon, etylacetat, butylacetat, heksan, heptan, benzen, toluen eller xylen, og eventuelt i nærvær av molekylvektsregulatorer, også kalt overføringsmidler som særlig merkaptoetanol, tioglykolsyre og estere derav, n-dodecylmerkaptan, eddik-, vin-, melke-, sitron-, glukon- eller glukoheptonsyre, 2-merkaptopropionsyre, tiodieta-nol, halogen erte oppløsningsmidler som karbontetraklorid, kloroform, metylenklorid, monopropylenglykoletere samt blandinger derav og lignende.

Disse homopolymerer som benyttes som et oppmalingshjelpemiddel og/eller dispergeringsmiddel ifølge oppfinnelsen stammer fra forskjellige metoder for radikalpolymerisering av akryl- eller metakrylsyre.

Disse kopolymerer som benyttes som oppmalingshjelpemiddel og/eller dispergeringsmiddel ifølge oppfinnelsen stammer fra de forskjellige tidligere nevnte metoder for radikalpolymerisering av akryl- eller metakrylsyre med minst en av monomerene valgt blant akryl-, metakryl-, itakon-, kroton- eller fumarsyre, maleinsyreanhydrid og/eller 2-akrylamido-2-metyl-l-propansulfonsyre i sur eller partielt nøytralisert form, 2-metakrylamido-2-metyl- 1-propansulfonsyre i sur eller partielt nøytralisert form, 3-metakrylamido-2-hydroksy-l-propansulfonsyre i sur eller partielt nøytralisert form, allylsulfonsyre, metallylsulfonsyre, allyloksybenzensulfonsyre, metallyloksybenzensulfonsyre, 2-hydroksy-3-(2-propenyloksy)propansulfonsyre, 2-metyl-2-propen-1-sulfonsyre, etylensulfonsyre, propensulfonsyre, 2-metylsulfonsyre, styrensulfonsyre og/eller salter derav, vinylsulfonsyre, natriummetallylsulfonat, sulfopropylakrylat eller

-metakrylat, sulfometylakrylamid eller sulfometylmetakrylamid eller blant akrylamid, metakrylamid, estere av akryl- eller metakrylsyrer som særlig etylakrylat, butylakrylat, metylmetakrylat, etylen eller propylenglykolakrylat eller metakrylatfosfat eller blant

vinylpyrrolidon, vinylkaprolaktam, isobutylen, diisobutylen, vinylacetat, styren, alfame-tylstyren, vinylmetyleter, allyler som særlig allylaminer og derivater derav.

Disse homopolymerer og/eller kopolymerer som benyttes som oppmalingshjelpemiddel og/eller dispergeringshjelpemiddel ifølge oppfinnelsen og som stammer fra de forskjellige ovenfor nevnte radikalpolymeriseringsmetoder kan også behandles ved en hvilken som helst kjent måte for isolering i form av et pulver samt anvendelse i denne form.

I henhold til en annen variant kan homopolymeren eller kopolymeren som stammer fra polymeriseringsreaksjonen, eventuelt før eller efter nøytraliseringsreaksjonen, behandles og separeres i flere faser i henhold til statiske eller dynamiske metoder som velkjente for fagmannen, ved hjelp av ett eller flere polare oppløsningsmidler tilhørende særlig gruppen bestående av vann, metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanoler, aceton, tetrahydrofuran eller blandinger derav.

En av fasene tilsvarer så polymerene som benyttes ifølge oppfinnelsen som oppmalingshjelpemiddel og/eller dispergeringsmiddel for mineralmateriale i vandig suspensjon.

Homopolymerer og/eller kopolymer som benyttes som dispersjons, og/eller oppmalingshjelpemiddel ifølge oppfinnelsen er selektivt nøytralisert slik at den molare prosentandel av de aktive sure seter av den ikke-nøytraliserte polymer er mellom 10 % og 60 % og den for de aktive syreseter som er nøytralisert med minst ett i det minste bifunksjonelt nøytraliseringsmiddel er mellom 10 % og 80 % idet resten til 100 % av de aktie syreseter av polymeren er nøytralisert ved monofunksjonelle nøytraliseringsmid-ler.

Fortrinnsvis er disse homopolymerer og/eller kopolymerer som benyttes som dispersjons- og/eller oppmalingshjelpemidler ifølge oppfinnelsen selektivt nøytralisert slik at den molare prosentandel av de aktive syreseter av den ikke-nøytraliserte polymer er mellom 15 % og 30 % og den for de aktive sure seter nøytralisert med minst ett i det minste bifunksjonelt nøytraliseirngsmiddel er mellom 15 % og 60 % idet resten til 100 % av de aktive syreseter i polymeren er nøytralisert med monofunksjonelle nøytra-liseringsmidler.

Oppmalingshjelpemiddelet og/eller dispergeringshjelpemiddelet i vann for mineralpartikler som omfatter homopolymerer og/eller kopolymerer av akryl- og/eller metakrylsyre kjennetegnes ved at homopolymerene og/eller kopolymerene av akryl- og/eller metakrylsyre med eller flere akryl-, vinyl- eller allylmonomerer har en midlere molekylvekt uttrykt ved Mw på mellom 1000 og 50 000 og fortrinnsvis mellom 3 500 og 25 000, bestemt ved vandig gelpermeasjonskromatografi, GPC, hvis standarder som benyttes som referanse hører til en serie natriumpolyakrylater som markedsføres av firma Polymer Standards Service under betegnelsen PSS-PAA som varierer fra 18K til 2K.

Anvendelsen ifølge oppfinnelsen av en seleksjon av vannoppløselige homopolymerer og/eller kopolymerer av akryl- og/eller metakrylsyre med en eller flere akryl-, vinyl-eller allylmonomerer tillater videre oppmaling av mineralstoffer og særlig kalsiumkarbonat, som resulterer i oppnåelsen av vandige suspensjoner av mineralmaterialer som er raffinerte, fluide og stabile med tiden, med en liten mengde fritt dispergeringsmiddel til stede i den vandige fase av oppløsningen som gjør det mulig å oppnå papirfremstillingsformuleringer som særlig papirfremstillingsbeleggsslippmaterialer eller masseoppfyl-lingsmaterialer for papir, med de ovenfor nevnte egenskaper.

Ifølge oppfinnelsen karakteriseres således de vandige suspensjoner av pigmenter og/eller mineralfyllstoffer som oppnås ved oppmaling ved at de inneholder oppmalingshjelpemidler og at deres vandige fase inneholder mindre enn 10 % av mengden av oppmalingshjelpemiddel som opprinnelig ble innført i suspensjonen før oppmalingsoperasjonen, bestemt ved den totale organiske karbonmålemetode som er kjent som TOC-metoden.

De vandige suspensjoner av pigmenter og/eller mineralfyllstoffer som oppnås ved dispergering kan inneholdedispergeringsmidlet og deres vandige fase kan inneholde mindre enn 60 % og fortrinnsvis mindre enn 55 % av mengden dispergeringsmiddel som til å begynne med ble innført i suspensjonen.

Disse mengder av oppmalingshjelpemiddel og/eller dispergeringshjelpemiddel inneholdt i den vandige fase av suspensjonen av pigmenter og/eller mineralfyllstoffer, også angitt som mengder av fritt dispergeringsmiddel og/eller oppmalingshjelpemiddel, måles ved målemetoden som beskrevet ovenfor, i foreliggende søknad kalt TOC metoden.

Prinsippet ved denne måling er som følger:

Mengden polymer (oppmalingshjelpemiddel og/eller dispergeringsmiddel som benyttes ifølge oppfinnelsen) som er til stede i den vandige oppløsning før oppmalingen eller suspenderingen bestemmes ved bruk av et TOC meter. Man oppnår verdien TOC 1.

Mengden polymer (oppmalingshjelpemiddel og/eller dispergeringsmiddel som benyttes ifølge oppfinnelsen) som er til stede i oppløsningen efter oppmalingen eller disperge-ringen måles efter filtrering av suspensjonen ved bruk av det samme TOC meter og gir verdien TOC 2.

Mengdene oppmalingshjelpemiddel og/eller dispergerinsmiddel som inneholdes i den vandige fase av suspensjonen av pigmenter og/eller mineralfyllstoffer ifølge oppfinnelsen, også kalt mengdene av fritt dispergeringsmiddel og/eller oppmalingshjelpemiddel, uttrykkes så ved ligningen:

TOC2

% fritt dispergeringsmiddel og/eller oppmalingshjelpemiddel = x 10<0>

Uttrykt i praktiske termer blir suspensjonen av mineralpartikler som skal studeres først filtrert på en "API Fluid Loss Measurement" filterpresse fra Baroid utstyrt med et filter-papir med diameter 90 mm (Whatman No 50) og en metallsil.

Filtreringen gjennomføres under et trykk på 100 psi = 7 bar. Det oppnådde filtrat filtre-res så nok en gang og et Millipore™ filter med en porøsitet på 0,2 mikrometer.

Vannet som oppnås anlalyseres ved bruk av et TOC-meter av typen Lab TOC™, mar-kedsført av Spectrafrance, som gjør det mulig å bestemme det totale organiske karbon (TOC) som er til stede i oppløsningen ved å måle frigivningen av karbondioksyd som oppnås efter fullstendig oksydering av det organiske materialet, katalysert ved hjelp av UV~stråling i nærvær av natriumpersulfat og fosforsyre ved respektive innhold på 2,5 % og 6,8 %, og under oksygengjennombobling.

De vandige suspensjoner av pigment og/eller mineralfyllstoff karakteriseres også ved at fyllstoffet og/eller pigmentet er valgt blant naturlig kalsiumkarbonat som særlig kalsitt, kritt eller marmor, syntetisk kalsiumkarbonat, også kjent som precipitert kalsiumkarbonat, dolomitter, magnesiumhydroksyd, gips eller aluminiumhydroksyd eller blandinger derav eller ethvert annet fyllstoff og/eller pigment som vanligvis benyttes på området papirfremstilling, maling og/eller plastmaterialer.

De vandige suspensjoner av fyllstoffer og/eller pigmenter som oppnås ved oppmalingen ifølge oppfinnelsen karakteriseres mer spesielt ved at de inneholder 0,05 til 5 tørrvekt-% av midlet beregnet på den totale tørre vekt av fyllstoffene og/eller pigmentene, spesielt fra 0,2 til 1,0 tørrvekt-% av midlet beregnet på den totale tørre vekt av fyllstoffer og/eller pigmenter, og ved at den vandige fase inneholder mindre enn 10 %, bestemt i henhold til metoden ovenfor, av mengden oppmalingshjelpemiddel som opprinnelig ble innført i suspensjonen før oppmalingsoperasjonen, bestemt ved den totale organiske karbonmålemetode som er kjent som TOC-metoden.

I praksis består oppmalingsoperasjonen av mineralstoffene som skal raffineres i oppmaling av disse med et oppmalings legeme bestående av meget fine partikler i et vandig medium som til å begynne med inneholder alle eller en del av mengden av oppmalingshjelpemiddel under oppmalingsbetingelser som justeres slik at slutt pH-verdien i opp-malingssuspensjonen ligger mellom 8 og 10 og fortrinnsvis mellom 8,5 og 9,5.

Det dannes en vandig suspensjon av mineralsubstansen som skal males opp.

Mens man til å begynne med benyttet en del av mengden av oppmalingshjelpemiddel blir resten tilsatt parallelt med den mekaniske oppmalingsoperasjon.

Til suspensjonen av mineralsubstansen som skal males opp settes det oppmalingslege-mer med en granulometri fortrinnsvis mellom 0,20 og 4 mm. Oppmalingslegemet er generelt i form av partikler av materialer så forskjellige som silisiumoksyd, aluminiumoksyd, zirkoniumoksyd eller blandinger derav, så vel som syntetiske harpikser med høy hårdhet, stål eller andre. Et eksempel på sammensetningen for slike oppmalingsle-gemer er gitt i FR 2 303 681 som beskriver oppmalingselementer tildannet av 30 til 70 vekt-% zirkoniumoksyd, 0,1 til 5 % aluminiumoksyd, 5 til 20 % silisiumoksyd. Oppmalingslegemet settes fortrinnsvis til suspensjonen i en mengde slik at vektforholdet mellom dette oppmalingsmaterialet og mineralsubstansen som skal males opp er minst 2:1, helst innen grensene 3:1 og 5:1.

Blandingen av suspensjon og oppmalingslegeme underkastes så en mekanisk omrø-ringsoperasjon slik som det som inntrer i en konvensjonell oppmaler med mikroelemen-ter.

Oppmalingshjelpemidlet ifølge oppfinnelsen innføres også, på et eller flere tidspunkt, i blandingen som tildannes av den vandige suspensjon av mineralsubstanser og oppma lingslegemet i en mengde av 0,05 til 5 vekt-% og fortrinnsvis 0,2 til 1,0 vekt-% av den tørkede fraksjon av polymerene beregnet på tørrvekten av mineralsubstansen som skal raffineres.

Den tid som er nødvendig for å oppnå utmerket finhet i mineralsubstansen efter oppmaling varierer i henhold til art og mengde av mineralsubstans som skal males opp, i henhold til den oppmalingsmodus som benyttes samt temperaturen i mediet under oppmalingsoperasjonen.

I praksis består dispergeringsoperasjonen av innføring av mineralfyllstoff i en vandig oppløsning inneholdende alt eller noe av dispergeringsmidlet, resten av hvilket eventuelt tilsettes parallelt med tilsetning av mineralfyllstoff.

De vandige suspensjoner som oppnås på denne måten kan benyttes på området papirfremstilling for massefylling eller belegning.

Papirene som fremstilles og/eller belegges karakteriseres ved at de inneholder de vandige suspensjoner av fyllstoffer og/eller pigmenter ifølge oppfinnelsen. Papirene som fremstilles ved anvendelsen av massefyllingsblandingen ifølge oppfinnelsen karakteriseres ved at de inneholder mindre retensjonsmiddel for mineralfyllstoff på cellulosefibrene enn papirer ifølge den kjente teknikk.

Papirene som er belagt ved bruk av beleggsfarve ifølge oppfinnelsen karakteriseres ved at de har øket betrykkbarhet, det vil si at betrykkbarheten er større enn betrykkbarheten for belagte papirer ifølge den kjente teknikk.

Rammen og fordelene ved oppfinnelsen vil fremgå bedre ved hjelp av de følgende ikke-begrensende eksempler.

Eksempel 1

Dette eksempel angår valg av andeler av aktive sure seter som er forblitt ikke-nøytralisert og andelen av ett eller flere i det minste bifunksjonelle midler som er karak-teristisk for homopolymeren og/eller kopolymeren som er tilsiktet ifølge oppfinnelsen for bruk som oppmalingshjelpemiddel for å oppnå en vandig suspensjon av raffinert naturlig kalsiumkarbonat med en lav mengde fritt oppmalingshjelpemiddel til stede i den vandige fase.

For hver prøve testes forskjellige oppmalingshjelpemidler ved innføring i de mengder som er angitt i tabellen nedenfor, uttrykt som tørrvektsprosent beregnet på vekten av tørt kalsiumkarbonat som skal males opp, av oppmalingshjelpemidlet i en suspensjon av kalsiumkarbonat som skal oppmales.

For alle tester i eksemplet er det kalsiumkarbonat som skal males opp et kalsitt med en granulometri slik at 19,0 % av partiklene har en diameter på mindre enn 2 mikrometer.

Suspensjonen sirkulerer i en mølle av Dyno-Mill™ typen med fast sylinder og roteren-de impeller og oppmalingslegemet består av corundumkuler med en diameter som ligger i området 0,6 millimeter til 1,0 millimeter.

Det totale volum som opptas av oppmalingslegemene er 1150 kubikkcentimeter mens vekten er 2900 g.

Oppmalingskammeret har et volum på 1400 kubikkcentimeter. Omkretshastigheten for møllen er 10 meter per sekund.

Kalsiumkarbonatsuspensjonen resirkuleres i en mengde av 18 liter per time. Utslippet fra Dyno-Mill™ møllen tilveiebringes med en separator med en 200 mikron duk for å separere suspensjonen fra oppmalingen fra oppmalingslegemet.

Temperaturen under hver oppmalingstest holdes ved rundt 60 °C.

Ved slutten av oppmalingen, TO, blir en prøve av pigmentsuspensjonen fjernet i en kol-be. Granulometrien for denne suspensjonen måles ved hjelp av et Sedigraph™ 5100 granulometer fra Micromeritics.

Test nr. 1:

Denne test som illustrerer den kjente teknikk benytter en suspensjon, oppnådd ved oppmaling av kalsitt med 76,0 vekt-% tørrstoff og 1,00 tørrvekt-%, beregnet på tørrvek-ten av kalsitt, av et fullstendig nøytralisert natriumpolyakrylat med en midlere molekylvekt, uttrykt ved Mw vekten, på 7 000, bestemt ved vandig GPC, hvis standarder som benyttes som referanse hører til en serie natriumpolyakrylater som markedsføres av firma Polymer Standards Service under betegnelsen PSS-PAA og varierer fra 18K til 2K. Den vandige suspensjon av oppnådd kalsitt har en granulometri slik at 95 % av partiklene har en diameter på mindre enn 2 mikrometer og en andel fritt oppmalingshjelpemiddel til stede i den vandige fase av suspensjonen, målt i henhold til metoden ovenfor, lik 48,0%.

Test nr. 2:

Denne test som illustrerer den kjente teknikk benytter en suspensjon, oppnådd ved oppmaling av kalsitt med 75,0 vekt-% tørrstoff og 0,35 tørrvekt-%, beregnet på tørrvek-ten av kalsitten, av et blandet kalsium- og natriumpolyakrylat (30 mol-% kalsium - 70 mol-% natrium) med en midlere molekylvekt, uttrykt som vekt Mw, på 5 500, bestemt ved vandig GPC hvis standarder som benyttes som referanse hører til en serie natriumpolyakrylater som markedsføres av firma Polymer Standards Service under betegnelsen PSS-PAA og varierer fra 18K til 2K.

Den vandige suspensjon av oppnådd kalsitt har en granulometri slik at 60,2 % av partiklene har en diameter mindre enn 2 mikrometer og en andel av fritt oppmalingshjelpemiddel til stede i den vandige fase av suspensjonen, målt i henhold til metoden ovenfor, som er lik 15,0%.

Test nr. 3:

Denne test som illustrerer den kjente teknikk benytter en suspensjon, oppnådd ved oppmaling av marmor med 74,9 vekt-% tørrstoff og 0,63 tørrvekt-%, beregnet på tørr-vekten av marmor, av et blandet natrium- og kalsiumpolyakrylat (70 mol-% natrium - 30 mol-% kalsium) med en midlere molekylvekt, uttrykt som vekt Mw, på 4 500, bestemt ved vandig GPC hvis standarder som benyttes som referanse hører til en serie natriumpolyakrylater som markedsføres av firma Polymer Standards Service under betegnelsen PSS-PAA og varierer fra 18K til 2K.

Den vandige suspensjon av oppnådd marmor har en granulometri slik at 89,1 % av partiklene har en diameter mindre enn 2 mikrometer og en andel av fritt oppmalingshjelpemiddel til stede i den vandige fase av suspensjonen, målt i henhold til metoden ovenfor, som er lik 21,6 %.

Test nr. 4:

Denne test som illustrerer et område utenfor oppfinnelsen benytter en suspensjon, oppnådd ved oppmaling av kalsitt med 76,0 vekt-% tørrstoff og 1, 00 tørrvekt-%, beregnet på den tørre vekt av kalsitt, av et natriumpolyakrylat (5 mol-% fritt karboksyl - 95 mol-% natrium) med en midlere molekylvekt, uttrykt som vekt Mw, på 5 500, bestemt ved vandig GPC hvis standarder som benyttes som referanse hører til en serie natriumpolyakrylater som markedsføres av firma Polymer Standards Service under betegnelsen PSS-PAA og varierer fra 18K til 2K.

Den oppnådde vandige suspensjon av kalsitt har en granulometri slik at 95 % av partiklene har en diameter mindre enn 1 mikrometer og en andel av fritt oppmalingshjelpemiddel til stede i den vandige fase av suspensjonen, målt i henhold til metoden ovenfor, som er lik 40,0 %.

Test nr. 5:

Denne test som illustrerer oppfinnelsen benytter en suspensjon, oppnådd ved oppmaling av kalsitt med 75,0 vekt-% tørrstoff og 0,60 tørrvekt-%, beregnet på tørrvekten av kalsitt, av et blandet natrium-kalsiumpolyakrylat (10 mol-% fritt karboksyl - 70 mol-% natrium - 20 mol-% kalsium) med en midlere molekylvekt, uttrykt som vekt Mw, på 5 500, bestemt ved vandig GPC hvis standarder som benyttes som referanse hører til en serie natriumpolyakrylater som markedsføres av firma Polymer Standards Service under betegnelsen PSS-PAA og varierer fra 18K til 2K.

Den oppnådde vandige suspensjon av kalsitt har en granulometri slik at 90,2 % av partiklene har en diameter mindre enn 2 mikrometer og en andel av fritt oppmalingshjelpemiddel til stede i den vandige fase av suspensjonen, målt i henhold til metoden ovenfor, som er lik 8,4 %.

Test nr. 6:

Denne test som illustrerer oppfinnelsen benytter en suspensjon, oppnådd ved oppmaling av kalsitt med 75,0 vekt-% tørrstoff og 0,30 tørrvekt-%, beregnet på tørrvekten av kalsitt, av et blandet natrium-kalsiumpolyakrylat (20 mol-% fritt karboksyl - 70 mol-% natrium - 10 mol-% kalsium) med en midlere molekylvekt, uttrykt som vekt Mw, på 5 500, bestemt ved vandig GPC hvis standarder som benyttes som referanse hører til en serie natriumpolyakrylater som markedsføres av firma Polymer Standards Service under betegnelsen PSS-PAA og varierer fra 18K til 2K.

Den oppnådde vandige suspensjon av kalsitt har en granulometri slik at 59,7 % av partiklene har en diameter mindre enn 2 mikrometer og en andel av fritt oppmalingshjel pemiddel til stede i den vandige fase av suspensjonen, målt i henhold til metoden ovenfor, som er lik 9,5 %.

Test nr. 7:

Denne test som illustrerer oppfinnelsen benytter en suspensjon, oppnådd ved oppmaling av kalsitt med 75,3 vekt-% tørrstoff og 0,38 tørrvekt-%, beregnet på tørrvekten av kalsitt, av et blandet natrium-kalsiumpolyakrylat (25 mol-% fritt karboksyl - 40 mol-% natrium - 35 mol-% kalsium) med en midlere molekylvekt, uttrykt som vekt Mw, på 5 500, bestemt ved vandig GPC hvis standarder som benyttes som referanse hører til en serie natriumpolyakrylater som markedsføres av firma Polymer Standards Service under betegnelsen PSS-PAA og varierer fra 18K til 2K.

Den oppnådde vandige suspensjon av kalsitt har en granulometri slik at 88,1 % av partiklene har en diameter mindre enn 2 mikrometer og en andel av fritt oppmalingshjelpemiddel til stede i den vandige fase av suspensjonen, målt i henhold til metoden ovenfor, som er lik 9,6 %.

Test nr. 8:

Denne test som illustrerer den kjente teknikk benytter en suspensjon, oppnådd ved oppmaling av kalsitt med 72,0 vekt-% tørrstoff og 0,65 tørrvekt-%, beregnet på tørrvek-ten av kalsitt, av et blandet polyakrylat av magnesium og natrium (50 mol-% magnesium - 50 mol-% natrium) med en midlere molekylvekt, uttrykt som vekt Mw, på 5 500, bestemt ved vandig GPC hvis standarder som benyttes som referanse hører til en serie natriumpolyakrylater som markedsføres av firma Polymer Standards Service under betegnelsen PSS-PAA og varierer fra 18K til 2K.

Den oppnådde vandige suspensjon av kalsitt har en granulometri slik at 90,4 % av partiklene har en diameter mindre enn 2 mikrometer og en andel av fritt oppmalingshjelpemiddel til stede i den vandige fase av suspensjonen, målt i henhold til metoden ovenfor, som er lik 13,0 %.

Test nr. 9:

Denne test som illustrerer oppfinnelsen benytter en suspensjon, oppnådd ved oppmaling av kalsitt med 72,0 vekt-% tørrstoff og 0,65 tørrvekt-%, beregnet på tørrvekten av kalsitt, av et blandet polyakrylat av natrium og magnesium (25 mol-% fritt karboksyl - 25 mol-% natrium - 50 mol-% magnesium) med en midlere molekylvekt, uttrykt som vekt Mw, på 5 500, bestemt ved vandig GPC hvis standarder som benyttes som referanse hører til en serie natriumpolyakrylater som markedsføres av firma Polymer Standards Service under betegnelsen PSS-PAA og varierer fra 18K til 2K.

Den oppnådde vandige suspensjon av kalsitt har en granulometri slik at 89,7 % av partiklene har en diameter mindre enn 2 mikrometer og en andel av fritt oppmalingshjelpemiddel til stede i den vandige fase av suspensjonen, målt i henhold til metoden ovenfor, som er lik 5,4 %.

Test nr. 10:

Denne test som illustrerer oppfinnelsen benytter en suspensjon, oppnådd ved oppmaling av kalsitt med 72,0 vekt-% tørrstoff og 0,65 tørrvekt-%, beregnet på tørrvekten av kalsitt, av et blandet polyakrylat av natrium og magnesium (25 mol-% fritt karboksyl - 45 mol-% natrium - 30 mol-% magnesium) med en midlere molekylvekt, uttrykt som vekt Mw, på 5 500, bestemt ved vandig GPC hvis standarder som benyttes som referanse hører til en serie natriumpolyakrylater som markedsføres av firma Polymer Standards Service under betegnelsen PSS-PAA og varierer fra 18K til 2K.

Den oppnådde vandige suspensjon av kalsitt har en granulometri slik at 90,3 % av partiklene har en diameter mindre enn 2 mikrometer og en andel av fritt oppmalingshjelpemiddel til stede i den vandige fase av suspensjonen, målt i henhold til metoden ovenfor, som er lik 8,2 %.

Test nr. 11:

Denne test som illustrerer oppfinnelsen benytter en suspensjon, oppnådd ved oppmaling av kalsitt med 75,0 vekt-% tørrstoff og 0,60 tørrvekt-%, beregnet på tørrvekten av kalsitt, av et blandet polyakrylat av natrium og magnesium (10 mol-% fritt karboksyl - 30 mol-% natrium - 60 mol-% magnesium) med en midlere molekylvekt, uttrykt som vekt Mw, på 3 500, bestemt ved vandig GPC hvis standarder som benyttes som referanse hører til en serie natriumpolyakrylater som markedsføres av firma Polymer Standards Service under betegnelsen PSS-PAA og varierer fra 18K til 2K.

Den oppnådde vandige suspensjon av kalsitt har en granulometri slik at 90,5 % av partiklene har en diameter mindre enn 2 mikrometer og en andel av fritt oppmalingshjelpemiddel til stede i den vandige fase av suspensjonen, målt i henhold til metoden ovenfor, som er lik 9,9 %.

Test nr. 12:

Denne test som illustrerer oppfinnelsen benytter en suspensjon, oppnådd ved oppmaling av kalsitt med 75,0 vekt-% tørrstoff og 0,60 tørrvekt-%, beregnet på tørrvekten av kalsitt, av en kopolymer alaylsyre-etylenglykolfosfatmetakrylat-metylmetakrylat (respektivt 54,6 vekt-% - 34,6 vekt-% - 10, 8 vekt-%) og nøytralisert med natrium og magnesium (20 mol-% fritt karboksyl - 40 mol-% natrium - 40 mol-% magnesium) med en midlere molekylvekt, uttrykt som vekt Mw, på 15 000, bestemt ved vandig GPC hvis standarder som benyttes som referanse hører til en serie natriumpolyakrylater som mar-kedsføres av firma Polymer Standards Service under betegnelsen PSS-PAA og varierer fral8Ktil 2K.

Den oppnådde vandige suspensjon av kalsitt har en granulometri slik at 80,4 % av partiklene har en diameter mindre enn 2 mikrometer og en andel av fritt oppmalingshjelpemiddel til stede i den vandige fase av suspensjonen, målt i henhold til metoden ovenfor, som er lik 9,3 %.

Test nr. 13:

Denne test som illustrerer oppfinnelsen benytter en suspensjon, oppnådd ved oppmaling av kalsitt med 75,0 vekt-% tørrstoff og 0,60 tørrvekt-%, beregnet på tørrvekten av kalsitt, av et blandet polyakrylat av natrium og sink (20 mol-% fritt karboksyl - 70 mol-% natrium - 10 mol-% sink) med en midlere molekylvekt, uttrykt som vekt Mw, på 12 000, bestemt ved vandig GPC hvis standarder som benyttes som referanse hører til en serie natriumpolyakrylater som markedsføres av firma Polymer Standards Service under betegnelsen PSS-PAA og varierer fra 18K til 2K.

Den oppnådde vandige suspensjon av kalsitt har en granulometri slik at 60,1 % av partiklene har en diameter mindre enn 2 mikrometer og en andel av fritt oppmalingshjelpemiddel til stede i den vandige fase av suspensjonen, målt i henhold til metoden ovenfor, som er lik 9,6 %.

Test nr. 14:

Denne test som illustrerer oppfinnelsen benytter en suspensjon, oppnådd ved oppmaling av kalsitt med 75,0 vekt-% tørrstoff og 0,60 tørrvekt-%, beregnet på tørrvekten av kalsitt, av et blandet polyakrylat av magnesium og natrium (50 mol-% fritt karboksyl - 10 mol-% magnesium - 40 mol-% natrium) med en midlere molekylvekt, uttrykt som vekt Mw, på 5 500, bestemt ved vandig GPC hvis standarder som benyttes som referanse hører til en serie natriumpolyakrylater som markedsføres av firma Polymer Standards Service under betegnelsen PSS-PAA og varierer fra 18K til 2K.

Den oppnådde vandige suspensjon av kalsitt har en granulometri slik at 82 % av partiklene har en diameter mindre enn 2 mikrometer og en andel av fritt oppmalingshjelpemiddel til stede i den vandige fase av suspensjonen, målt i henhold til metoden ovenfor, som er lik 9,0 %.

Test nr. 15:

Denne test som illustrerer oppfinnelsen benytter en suspensjon, oppnådd ved oppmaling av kalsitt med 75,0 vekt-% tørrstoff og 0,60 tørrvekt-%, beregnet på tørrvekten av kalsitt, av en kopolymerakrylsyre - maleinsyreanhydrid (respektivt 70 vekt-% - 30 vekt-%) og nøytralisert med natrium og magnesium (35 mol-% fritt karboksyl - 50 mol-% natrium - 15 mol-% magnesium) med en midlere molekylvekt, uttrykt som vekt Mw, på 25 000, bestemt ved vandig GPC hvis standarder som benyttes som referanse hører til en serie natriumpolyakrylater som markedsføres av firma Polymer Standards Service under betegnelsen PSS-PAA og varierer fra 18K til 2K.

Den oppnådde vandige suspensjon av kalsitt har en granulometri slik at 57,9 % av partiklene har en diameter mindre enn 2 mikrometer og en andel av fritt oppmalingshjelpemiddel til stede i den vandige fase av suspensjonen, målt i henhold til metoden ovenfor, som er lik 9,7 %.

Test nr. 16:

Denne test som illustrerer oppfinnelsen benytter en suspensjon, oppnådd ved oppmaling av kalsitt med 75,0 vekt-% tørrstoff og 0,60 tørrvekt-%, beregnet på tørrvekten av kalsitt, av en kopolymerakrylsyre - akrylamidometylpropansulfonsyre (respektivt 60 vekt-% - 40 vekt-%) og nøytralisert med natrium og kalsium (25 mol-% fritt karboksyl - 45 mol-% natrium - 30 mol-% kalsium) med en midlere molekylvekt, uttrykt som vekt Mw, på 20 000, bestemt ved vandig GPC hvis standarder som benyttes som referanse hører til en serie natriumpolyakrylater som markedsføres av firma Polymer Standards Service under betegnelsen PSS-PAA og varierer fra 18K til 2K.

Den oppnådde vandige suspensjon av kalsitt har en granulometri slik at 81,3 % av partiklene har en diameter mindre enn 2 mikrometer og en andel av fritt oppmalingshjelpemiddel til stede i den vandige fase av suspensjonen, målt i henhold til metoden ovenfor, som er lik 8,7 %.

Test nr. 17:

Denne test som illustrerer oppfinnelsen benytter en suspensjon, oppnådd ved oppmaling av kalsitt med 75,0 vekt-% tørrstoff og 0,60 tørrvekt-%, beregnet på tørrvekten av kalsitt, av en kopolymerakrylsyre - akrylamid (respektivt 70 vekt-% - 30 vekt-%) og nøyt-ralisert med natrium og magnesium (30 mol-% fritt karboksyl - 55 mol-% natrium - 15 mol-% kalsium) med en midlere molekylvekt, uttrykt som vekt Mw, på 5 500, bestemt ved vandig GPC hvis standarder som benyttes som referanse hører til en serie natriumpolyakrylater som markedsføres av firma Polymer Standards Service under betegnelsen PSS-PAA og varierer fra 18K til 2K.

Den oppnådde vandige suspensjon av kalsitt har en granulometri slik at 87,9 % av partiklene har en diameter mindre enn 2 mikrometer og en andel av fritt oppmalingshjelpemiddel til stede i den vandige fase av suspensjonen, målt i henhold til metoden ovenfor, som er lik 9,5 %.

Resultatene av de forskjellige tester er angitt i tabellene la. og lb. nedenfor.

Et studium av de forskjellige resultater i tabell la. og lb. viser at for å oppnå en prosentandel fritt oppmalingshjelpemiddel i den vandige fase i suspensjonen, efter oppmå-ling, målt i henhold til metoden som beskrevet ovenfor, på mindre enn 10 %, må valget av den molare prosentandel av de ikke-nøytraliserte aktive sure seter av polymeren være mellom 10 % og 60 %, og den molare prosentandel av nøytraliseringen med minst ett minst bifunksjonelt nøytraliseringsmiddel må være mellom 10 % og 80 % for å oppnå egenskapene ovenfor idet resten til 100 % av de aktive sure seter av polymeren er nøyt-ralisert med monofunksjonelle nøytraliseringsmidler.

Eksempel 2:

Dette eksempel angår valget av andelene av aktive sure seter som er forblitt ikke-nøytralisert og av andelen av ett eller flere i det minste bifunksjonelle midler som er karakteristiske for homopolymeren og/eller kopolymeren som er tilsiktet brukt ifølge oppfinnelsen som dispergeringsmiddel, også kalt et dispergeringsmiddel for å oppnå en vandig suspensjon av mineralfyllstoff og mer spesielt syntetisk kalsiumkarbonat med en liten andel fritt dispergeringsmiddel til stede i den vandige fase. For å gjøre dette ble testen gjennomført ved i vannet å innføre 0,73 tørrvekt-%, beregnet på den tørre vekt av mineralfyllstoffet som skal dispergeres, av dispergeringsmidlet som var under prøving.

Efter homogenisering ble en prøve av vannet med dispergeringsmiddel tilsatt tatt for å måle TOC1 og derefter ble mineralfyllstoffet som skulle dispergeres innført og det hele omrørt i 30 minutter.

Med en gang omrøringen stanset ble en prøve av den vandige suspensjon tatt for å måle dens TOC2.

Bestemmelsen av prosentandelen av fritt dispergeringsmiddel inneholdt i den vandige fase av den vandige suspensjon av mineralfyllstoffer gjennomføres på samme måte som ovenfor.

Test nr. 18:

Denne test som viser den kjente teknikk, benytter en suspensjon av precipitert kalsiumkarbonat (PCC), markedsført av firma Solvay under betegnelsen Socal™ P3 med en tørrstoffkonsentrasjon på 70 % og 0,73 tørrvekt-%, beregnet på den tørre vekt av PCC, av et fullstendig nøytralisert natriumpolyakrylat med en midlere molekylvekt, uttrykt som Mw vekt, på 5 500, bestemt ved bruk av vandig GPC hvis standarder som benyttes som referanse hører til en serie natriumpolyakrylater som markedsføres av firma Polymer Standards Service under betegnelsen PSS-PAA og varierer fra 18K til 2K.

Den oppnådde vandige suspensjon av PCC hadde en prosentandel fritt dispergeringsmiddel som var til stede i den vandige fase av suspensjonen, målt i henhold til metoden ovenfor, som er lik 67 %.

Test nr. 19:

Denne test som illustrerer oppfinnelsen benytter en suspensjon av PCC, markedsført av firma Solvay under betegnelsen Socal™ P3 med en tørrstoffkonsentrasjon på 70 % og 0,7 tørrvekt-%, beregnet på den tørre vekt av PCC, av et blandet natrium- og kalsiumpolyakrylat (25 mol-% fritt karboksyl - 40 mol-% natrium - 35 mol-% kalsium) med en midlere molekylvekt, uttrykt som vekt Mw, på 5 500, bestemt ved vandig GPC hvis standarder som benyttes som referanse hører til en serie natriumpolyakrylater som mar-kedsføres av firma Polymer Standards Service under betegnelsen PSS-PAA og varierer fral8Ktil 2K.

Den oppnådde vandige suspensjon av PCC har en prosentandel av fritt dispergeringsmiddel som er til stede i den vandige fase av suspensjonen, målt i henhold til metoden som beskrefet ovenfor, som er lik 51 %.

Et studium av disse forskjellige resultater viser at for å oppnå en prosentandel fritt dispergeringsmiddel til stede i den vandige fase av suspensjonen som er oppnådd ved dispergering, målt i henhold til metoden ovenfor, på mindre enn 60 % og fortrinnsvis mindre enn 55 %, må valget av molarprosentandel av ikke-nøytraliserte aktive sure seter av polymeren være mellom 10 % og 60 %, og den molare prosentandel av nøytralise-ringen med minst ett minst bifunksjonelt nøytraliseringsmiddel må være mellom 10 % og 80 % for å oppnå egenskapene ovenfor idet resten til 100 % av de aktive sure seter av polymeren er nøytralisert med monofunksjonelle nøytraliseirngsmidler.

Claims

1. Et oppmalingshjelpemiddel for mineralfyllstoffer i vandig suspensjon, hvori nevnte middel omfatter homopolymerer og/eller kopolymerer av akryl- og/eller metakrylsyre med en eller flere akryl-, vinyl- eller allylmonomerer,karakterisert vedat homopolymerene og/eller kopolymerene av akryl- og/eller metakrylsyre med en eller flere akryl-, vinyl- eller allylmonomerer er nøytralisert slik at a) den molare prosentandel av de aktive sure seter av den ikke-nøytraliserte polymer er mellom 10% og 60%; og b) at de aktive sure seter som er nøytralisert med minst ett bifunksjonelt nøytralise-ringsmiddel er mellom 10% og 80%, idet resten til 100% av de aktive sure seter av polymeren er nøytralisert med monofunksjonelle nøytraliseringsmidler.

2. Et oppmalingshjelpemiddel som omfatter homopolymerer og/eller kopolymerer av akryl- og/eller metakrylsyre ifølge krav 1, hvori homopolymerene av akryl- og/eller metakrylsyre med en eller flere akryl-, vinyl- eller allylmonomerer er nøytralisert slik at den molare prosentandel av de aktive sure seter av den ikke-nøytraliserte polymer er mellom 15% og 30% og at de aktive sure seter som er nøytralisert med minst ett bifunksjonelt nøytraliseringsmiddel er mellom 15% og 60%, idet resten til 100% av de aktive sure seter av polymeren er nøytralisert med monofunksjonelle nøytraliserings-midler.

3. Et oppmalingshjelpemiddel som omfatter homopolymerer og/eller kopolymerer av akryl- og/eller metakrylsyre ifølge et av kravene 1 eller 2, hvori det minst bifunksjonelle nøytraliseringsmiddel er valgt blant hydroksyder og/eller oksyder av jordalkali- eller metallkationer som hydroksyder og/eller oksyder av magnesium, kalsium, barium, sink eller aluminium, eller blant bifunksjonelle aminer eller blandinger derav, og fortrinnsvis er valgt blant hydroksyder og/eller oksyder av kalsium eller magnesium eller blandinger derav.

4. Et oppmalingshjelpemiddel som omfatter homopolymerer og/eller kopolymerer av akryl- og/eller metakrylsyre ifølge et av kravene 1 eller 2, hvori de monofunksjonelle nøytraliseringsmidler er valgt blant hydroksyder av alkalimetallkationer og særlig natri um eller kalium, eller litium, ammoniumhydroksyd eller alifatiske og/eller cykliske primære eller sekundære aminer som etanolaminer, mono- og dietylamin eller cykloheksylamin, og helst er valgt blant forbindelser inneholdende natriumionet.

5. Et oppmalingshjelpemiddel som omfatter homopolymerer og/eller kopolymerer av akryl- og/eller metakrylsyre ifølge et hvilket som helst av av kravene 1 til 4, hvori homo-polymere og/eller kopolymerene av akryl- og/eller metakrylsyre med en eller flere akryl-, vinyl- eller allylmonomerer har en midlere molekylvekt uttrykt ved vekt Mw på mellom 1.000 og 50.000 og fortrinnsvis mellom 3.500 og 25.000, bestemt ved vandig gelpermeasjonskromatografi, GPC, hvis standarder som benyttes som referanser hører til en serie natriumpolyakrylater som markedsføres av firma Polymer Standards Service under betegnelsen PSS-PAA som varierer fra 18K til 2K.

6. Et oppmalingshjelpemiddel som omfatter homopolymerer og/eller kopolymerer av akryl- og/eller metakrylsyre ifølge et hvilket som helst av av kravene 1 til 5, hvori midlet er en homopolymer av akryl- eller metakrylsyre.

7. Et oppmalingshjelpemiddel som omfatter homopolymerer og/eller kopolymerer av akryl- og/eller metakrylsyre ifølge et hvilket som helst av av kravene 1 til 5, hvori midlet er en vannoppløselig kopolymerer av akryl- eller metakrylsyre med en eller flere akryl-, vinyl- eller allylmonomerer valgt blant akrylsyre, metakrylsyre, itakonsyre, krotonsyre, fumarsyre, maleinsyreanhydrid og/eller 2-akrylamido-2-metyl-l-propansulfonsyre i sur eller partielt nøytralisert form, 2-metakrylamido-2-metyl-l-propansulfonsyre i sur eller partielt nøytralisert form, 3-metakrylsamido-2-hydroksy-l-propansulfonsyre i sur eller partielt nøytralisert form, allylsulfonsyre, metallylsulfonsyre, allyloksybenzensulfonsyre, metallyloksybenzensulfonsyre, 2-hydroksy-3-(2-propenyloksy)propansulfonsyre, 2-metyl-2-propen-l-sulfonsyre, etylensulfonsyre, propensulfonsyre, 2-metylsulfonsyre, styrensulfonsyre og/eller dennes salter, vinylsulfonsyre, natriummetallylsulfonat, sulfopropylakrylat eller -metakrylat, sulfometylakrylamid eller sulfometylmetakrylamid eller blant akrylamid, metakrylamid, estere av akryl- eller metakrylsyre som særlig etylakrylat, butylakrylat, metylmetakrylat, fosfatet av etylenakrylat eller metakrylat eller propylenglykol eller også blant vinylpyrrolidon, vinylkaprolaktam, isobutylen, diisobutylen, vinylacetat, styren, a-metylstyren, vinylmetyleter, allyler som særlig allylamin, og derivater derav.

8. Et oppmalingshjelpemiddel som omfatter homopolymerer og/eller kopolymerer av akryl- og/eller metakrylsyre ifølge et hvilket som helst av av kravene 1 til 7, hvori midlet som resulterer fra polymeriseringsreaksjonen eventuelt før eller efter nøytraliseringsre-aksjonen kan behandles og separeres i flere faser i henhold til statiske eller dynamiske metoder velkjente for fagmannen på området ved hjelp av et eller flere polare oppløs-ningsmidler som hører til gruppen bestående av vann, metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanolene, aceton, tetrahydrofuran eller blandinger derav.

9. Et oppmalingshjelpemiddel som omfatter homopolymerer og/eller kopolymerer av akryl- og/eller metakrylsyre ifølge et hvilket som helst av av kravene 1 til 8, hvori midlet foreligger i pulverform.

10. Et oppmalingshjelpemiddel som omfatter homopolymerer og/eller kopolymerer av akryl- og/eller metakrylsyre ifølge et hvilket som helst av av kravene 1 til 9, hvori at midlet innføres i en mengde av 0,05 til 5 tørrvekt-% og fortrinnsvis 0,2 til 1,0 tørrvekt-%, beregnet på den tørre vekt av mineralmaterialet.

11. Vandig suspensjon av mineralpartikler oppnådd ved oppmaling,karakterisert vedat den inneholder et oppmalingshjelpemiddel benyttet ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 10 og ved at den vandige fase inneholder mindre enn 10% av den mengde oppmalingshjelpemidler som til å begynne med ble innført i suspensjonen før oppmalingsoperasjonen, bestemt ved den totale organiske karbonmålemetode som er kjent som TOC-metoden.

12. Vandig suspensjon av mineralpartikler ifølge krav 11, hvori den inneholder 0,05 til 5 tørrvekt-%, beregnet på den tørre vekt av mineralmaterialet, av oppmalingshjelpemidlet som benyttes ifølge et hvilket som helst av kravene 1 til 10, fortrinnsvis 0,2 til 1,0 tørr-vekt-%, beregnet på den tørre vekt av mineralmaterialet, og at den vandige fase inneholder mindre enn 10 prosent av mengden av oppmalingshjelpemiddel som opprinnelig ble innført i suspensjonen før oppmalingsoperasjonen, bestemt ved den totale organiske karbonmålemetode som er kjent som TOC-metoden.

13. Vandig suspensjon av mineralpartikler ifølge et hvilket som helst av kravene 11 til 12, hvori mineralpartiklene er valgt blant naturlig kalsiumkarbonat som kalsitt, kritt eller marmor, syntetisk kalsiumkarbonat også kalt precipitert kalsiumkarbonat, dolomitter, magnesiumhydroksyd, gips eller aluminiumhydroksyd eller blandinger derav.

14. Anvendelse av den vandige suspensjon ifølge et hvilket som helst av kravene 11 til 13 på området papirbelegning og massefylling under fremstilling av papirark.

15. Fremgangsmåte for fremstilling av papir,karakterisertv e d at det er fremstilt ved bruk av den vandige suspensjon ifølge et hvilket som helst av kravene 11 til 13.

16. Papir,karakterisert vedat det er fremstilt ifølge krav 15.

17. Fremgangsmåte for belegging av papir for øket betrykkbarhet,karakterisert vedat det er belagt ved bruk av den vandige suspensjon ifølge et hvilket som helst av kravene 11 til 13.

18. Belagt papir med øket betrykkbarhet,karakterisertved at det fremstilt ifølge krav 17.

19. Anvendelse av en vandig suspensjon ifølge et hvilket som helst av kravene 11 til 13 på området maling og plastmaterialer.