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炭酸カルシウムを含む新規な無機顔料、それを含む水性懸濁液ならびにその使用
説明

炭酸カルシウムを含む新規な無機顔料、それを含む水性懸濁液ならびにその使用

本発明は炭酸カルシウムと前記炭酸塩および1種または複数の中程度に強いから高強度のHイオンドナーの1種または複数の反応生成物との、ならびに前記炭酸塩とin situで形成されかつ/または外部供給源から供給されるガス状COとの1種または複数の反応生成物、ならびに少なくとも1種の珪酸アルミニウムおよび/または少なくとも1種の合成シリカおよび/または少なくとも1種の珪酸カルシウムおよび/または少なくとも1種の珪酸ナトリウムおよび/または珪酸カリウムおよび/または珪酸リチウムなどの一価の珪酸塩、ならびに/あるいは少なくとも1種の水酸化アルミニウムならびに/あるいは少なくとも1種のアルミン酸ナトリウムならびに/またはアルミン酸カリウムの二重反応および/または多重反応によってin situで形成された物質を含み、珪酸ナトリウム、珪酸カリウムもしくは珪酸リチウムまたはそれらの混合物などの一価の珪酸塩が炭酸カルシウムの乾燥重量に対して0.1wt%未満であり、20℃におけるpHが7.5より高い無機顔料、およびそれらの紙への填料および/または紙コーティングなど製紙用途、具体的には特にオフセット印刷用あるいはインクジェットおよび/またはレーザー印刷などのデジタル印刷用の印刷原料への使用の技術分野に関する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は鉱物性填料の技術分野に関し、さらに詳細には、炭酸カルシウム、ならびに前記炭酸塩と1種または複数の中程度に強いから強いHイオンドナーとの1種または複数の反応生成物ならびに前記炭酸塩とin situで形成されたガス状COおよび/または外部からの供給によってもたらされるガス状COとの1種または複数の反応生成物と、少なくとも1種の珪酸アルミニウムならびに/あるいは少なくとも1種の合成シリカならびに/あるいは少なくとも1種の珪酸カルシウムならびに/あるいは、珪酸ナトリウムおよび/または珪酸カリウムおよび/または珪酸リチウムなど、好ましくは珪酸ナトリウムなど少なくとも1種の一価金属の珪酸塩ならびに/あるいは少なくとも1種の水酸化アルミニウムならびに/あるいは少なくとも1種のアルミン酸ナトリウムおよび/またはアルミン酸カリウムとの二重反応および/または多重反応によりin situで形成された生成物を含み、内添および/または紙コーティングなど紙の製造への応用、より具体的には、特にオフセット印刷のための、またさらに特にインクジェット印刷および/またはレーザー印刷などのデジタル印刷などのための印刷用紙において使用され、具体的にはコート紙および/または非コート紙の印刷性、ならびに/あるいは製紙業界において一般に「インクの裏抜け」と呼ばれているインクの紙に対する浸透しにくさならびに製紙業界において通常「インクの透き通し」性と呼ばれているインクの紙の裏面からの見難さを改善しかつ/あるいはインクジェット印刷におけるインクのフェザリング(ぼかし)を低減するために、適当なコーティングおよび/または基材処理によって改善するのに使用される鉱物性顔料に関する。
【0002】
本発明はまた炭酸カルシウム、ならびに前記炭酸塩と1種または複数の中程度に強いから強いHイオンドナーとの1種または複数の反応生成物ならびに前記炭酸塩とin situで形成されたガス状COおよび/または外部からの供給によってもたらされたガス状COとの1種または複数の反応生成物、ならびに少なくとも1種の珪酸アルミニウムならびに/あるいは少なくとも1種の合成シリカならびに/あるいは少なくとも1種の珪酸カルシウムならびに/あるいは、珪酸ナトリウムおよび/または珪酸カリウムおよび/または珪酸リチウムなど、好ましくは珪酸ナトリウムなど少なくとも1種の一価金属の珪酸塩ならびに/あるいは少なくとも1種の水酸化アルミニウムならびに/あるいはアルミン酸ナトリウムおよび/またはアルミン酸カリウムの少なくとも1種の、二重反応および/または多重反応でin situで形成された生成物を含む鉱物性顔料を製造する方法および前記方法によって得られる鉱物性顔料にも関する。
【0003】
本発明によるこの鉱物性顔料は、炭酸カルシウム、ならびに前記炭酸塩と1種または複数の中程度に強いから強いHイオンドナーとの1種または複数の反応生成物ならびに前記炭酸塩とin situで形成されたガス状COおよび/または外部からの供給によってもたらされたガス状COとの1種または複数の反応生成物、ならびに少なくとも1種の珪酸アルミニウムならびに/あるいは少なくとも1種の合成シリカならびに/あるいは少なくとも1種の珪酸カルシウムならびに/あるいは、珪酸ナトリウムおよび/または珪酸カリウムおよび/または珪酸リチウムなど、好ましくは珪酸ナトリウムなど少なくとも1種の一価金属の珪酸塩ならびに/あるいは少なくとも1種の水酸化アルミニウムならびに/あるいはアルミン酸ナトリウムおよび/またはアルミン酸カリウムの少なくとも1種の、二重反応および/または多重反応でin situで形成された生成物を含む填料の水性アニオン懸濁液を得るために、アニオン電解質を用いて水性懸濁液とすることができる。
【0004】
このアニオン水性懸濁液は、たとえば1種または複数の分散剤などの1種または複数のアニオン電解質を含んでもよい。
【0005】
本発明によるこの鉱物性顔料は、炭酸カルシウム、ならびに前記炭酸塩と1種または複数の中程度に強いから強いHイオンドナーとの1種または複数の反応生成物ならびに前記炭酸塩とin situで形成されたガス状COおよび/または外部からの供給によってもたらされたガス状COとの1種または複数の反応生成物、ならびに少なくとも1種の珪酸アルミニウムならびに/あるいは少なくとも1種の合成シリカならびに/あるいは少なくとも1種の珪酸カルシウムならびに/あるいは、珪酸ナトリウムおよび/または珪酸カリウムおよび/または珪酸リチウムなど、好ましくは珪酸ナトリウムなど少なくとも1種の一価金属の珪酸塩ならびに/あるいは少なくとも1種の水酸化アルミニウムならびに/あるいはアルミン酸ナトリウムおよび/またはアルミン酸カリウムの少なくとも1種の、二重反応および/または多重反応でin situで形成された生成物を含む填料の水性カチオン懸濁液を得るために、カチオン電解質を用いて水性懸濁液とすることができる。
【0006】
本発明によるこの鉱物性顔料は、炭酸カルシウム、ならびに前記炭酸塩と1種または複数の中程度に強いから強いHイオンドナーとの1種または複数の反応生成物ならびに前記炭酸塩とin situで形成されたガス状COおよび/または外部からの供給によってもたらされたガス状COとの1種または複数の反応生成物、ならびに少なくとも1種の珪酸アルミニウムならびに/あるいは少なくとも1種の合成シリカならびに/あるいは少なくとも1種の珪酸カルシウムならびに/あるいは、珪酸ナトリウムおよび/または珪酸カリウムおよび/または珪酸リチウムなど、好ましくは珪酸ナトリウムなど少なくとも1種の一価金属の珪酸塩ならびに/あるいは少なくとも1種の水酸化アルミニウムならびに/あるいはアルミン酸ナトリウムおよび/またはアルミン酸カリウムの少なくとも1種の、二重反応および/または多重反応でin situで形成された生成物を含む填料の水性弱アニオン性懸濁液を得るために、弱アニオン性電解質を用いて水性懸濁液とすることができる。
【0007】
最後に、本発明は前記鉱物性顔料および/またはその水性懸濁液の非コート紙シートの生産における内添剤としておよび/または紙の表面処理操作におけるコーティングフォーミュレーションの基材および/または紙コーティング剤としての使用に関する。
【0008】
終わりに、本発明は、炭酸カルシウム、ならびに前記炭酸塩と1種または複数の中程度に強いから強いHイオンドナーとの1種または複数の反応生成物ならびに前記炭酸塩とin situで形成されたガス状COおよび/または外部からの供給によってもたらされたガス状COとの1種または複数の反応生成物、ならびに少なくとも1種の珪酸アルミニウムならびに/あるいは少なくとも1種の合成シリカならびに/あるいは少なくとも1種の珪酸カルシウムならびに/あるいは、珪酸ナトリウムおよび/または珪酸カリウムおよび/または珪酸リチウムなど、好ましくは珪酸ナトリウムなど少なくとも1種の一価金属の珪酸塩ならびに/あるいは少なくとも1種の水酸化アルミニウムならびに/あるいはアルミン酸ナトリウムおよび/またはアルミン酸カリウムの少なくとも1種の、二重反応および/または多重反応でin situで形成された顔料を含む鉱物性顔料の前記水性懸濁液を含むインクジェット印刷によるデジタル印刷用の紙基材に関する。
【背景技術】
【0009】
インクジェットによる記録および印刷の技術において使用される紙コーティング剤組成物において、紙が速やかに使用したインクを吸収して、それによって印刷のシャープさを改善してぼけを減らし、また紙不透過性を改善する、すなわち速やかな印刷を提供しながら印刷密度を改善するように、炭酸カルシウムなどの填料または顔料を組み入れることは当業者にはよく知られている。
【0010】
炭酸カルシウムの性質を改良するために珪酸ナトリウムを使用することも当業者にはよく知られている。
【0011】
従って当業者であれば、特許出願WO98/20079を知っているが、この出願は本発明とは違って、炭酸カルシウムの乾燥重量に対して少なくとも0.1重量%の珪酸ナトリウムおよび、炭酸カルシウムの乾燥重量に対して少なくとも0.1重量%の弱酸またはミョウバンを含む炭酸カルシウムを提案し、中性から弱酸性の紙の生産における耐酸性の前記炭酸カルシウムを作成するために炭酸カルシウムを珪酸ナトリウムおよびいわゆる弱酸で処理することのみを教示している。従って前記明細書は新規な紙の印刷技術に要求される性能を得るという観点に立った本発明の溶液については何ら教示していない。
【0012】
同様に、特許出願WO95/03251には、紙の内添剤として二酸化チタンを代替する目的で炭酸カルシウムを形成するために、珪酸ナトリウム水溶液を石灰の乳液に単に添加し、次いで前記石灰を高温で二酸化炭素ガスと反応させることが記載されているが、現在の問題を解決する可能性については教示されていない。
【0013】
別の特許出願WO00/26305には、珪酸ナトリウムを炭酸カルシウムの懸濁液に加えることが記載されているが、Hイオンドナーを使用しておらず、この方法では末端ユーザーを完全に満足させるような十分な印刷密度を得ることはできない。
【0014】
従来技術の別の明細書、WO01/92422には、BET比表面積が5〜25m/gの複合顔料を得るために、炭酸カルシウムを二酸化炭素ガスで沈殿させる最後の段階で沈殿炭酸カルシウムに珪酸ナトリウムを加えることによって炭酸カルシウムと珪酸塩の複合顔料を製造する方法、したがって中程度に強いから強いHイオンドナーを使用せず可溶性の珪酸塩を使用する異なる技術が提案されているが、その結果コーティングの際、シートに高レベルのブリードが生ずることとなる。
【0015】
当業者は、炭酸カルシウムの珪酸ナトリウムによる処理に関連するこれら従来技術の教示のいずれによっても、新しい紙印刷技術に要求される性能を得ることが出来ない。
【0016】
従って、インクジェット印刷用の高密度印刷紙、すなわちインクのフェザリングが削減され、インクの紙の裏への通り抜けにくさの増した紙を得たいと願う末端消費者側の重要なニーズが存在する。
【0017】
さらに、WO00/39222には所与の厚さの紙の重量を低減できる顔料を形成する方法が記載されているが、本発明によって解決された問題、すなわち基材においてもコーティングにおいても同じ顔料を含む紙のシートで、新しい印刷技術において使用される非常に速いスピードで行われる印刷においてインクのフェザリングの削減される紙の性質の改善、を解く回答は教示していない。
【0018】
別の文献、「Nordic Pulp and Paper Research Journal」、Vol 17 N−2/2002、pp 119−129、には、多孔性顔料を入れたコーティング構造中における水性インクの吸収動力学の調節による印刷性能の改良について記載しており、非吸収性基材上のデジタル印刷インクなどにおいて、コーティングの孔体積がインクに由来する水を吸収するポテンシャルに対応することを示しているが、印刷密度の改善については全く述べられていない。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【0019】
本出願人は、前記顔料で、紙シートの基材内のインクフェザリングを減らし、製紙業界において一般に「インクの裏抜け」と呼ばれているインクの紙の裏への通り抜けにくさを増強するための研究を続け、驚くべきことに、炭酸カルシウム、ならびに前記炭酸塩と1種または複数の中程度に強いから強いHイオンドナーとの1種または複数の反応生成物および前記炭酸塩ならびにin situで形成されたガス状COおよび/または外部からの供給によってもたらされたガス状COとの1種または複数の反応生成物、ならびに少なくとも1種の珪酸アルミニウムならびに/あるいは少なくとも1種の合成シリカならびに/あるいは少なくとも1種の珪酸カルシウムならびに/あるいは、珪酸ナトリウムおよび/または珪酸カリウムおよび/または珪酸リチウムなど、好ましくは珪酸ナトリウムなど少なくとも1種の一価金属の珪酸塩ならびに/あるいは少なくとも1種の水酸化アルミニウムならびに/あるいはアルミン酸ナトリウムおよび/またはアルミン酸カリウムの少なくとも1種の、二重反応および/または多重反応によってin situで形成された生成物を含み、珪酸ナトリウム、珪酸カリウムまたは珪酸リチウムあるいはそれらの混合物など、好ましくは珪酸ナトリウムなどの珪酸の一価の塩を炭酸カルシウムの乾燥重量に対して0.1重量%未満の量で含む鉱物性顔料を用いれば、インクジェット印刷において、コート紙におけるインクフェザリングの形成性を減少し、製紙業界において通常シート基材内の「インク裏抜け」と呼ばれているインクの紙通り抜け性を改善した紙が得られることを見出した。
【0020】
さらに本出願人は、前述の本発明による鉱物性顔料によればインクジェット印刷のフォーミュレーションの挙動が改善されることも見出した。
【0021】
さらに、本出願人は前述の本発明による鉱物性顔料を用いれば内添剤としてもコーティングにも使用することができ、またこの顔料は使用コーティングシステムに依存せず使用できることを見出した。すなわちこの顔料はサイズプレスでも、フィルムプレスでもジェットコーターでもブレードコーターでも関係なく使用して、内添剤用としてもコーティング用としても使用することができる。
【0022】
本出願人はまた炭酸カルシウム、ならびに前記炭酸塩と1種または複数の中程度に強いから強いHイオンドナーとの1種または複数の反応生成物ならびに前記炭酸塩とin situで形成されたガス状COおよび/または外部からの供給によってもたらされたガス状COとの1種または複数の反応生成物、ならびに少なくとも1種の珪酸アルミニウムならびに/あるいは少なくとも1種の合成シリカならびに/あるいは少なくとも1種の珪酸カルシウムならびに/あるいは、珪酸ナトリウムおよび/または珪酸カリウムおよび/または珪酸リチウムなど、好ましくは珪酸ナトリウムなど少なくとも1種の一価金属の珪酸塩ならびに/あるいは少なくとも1種の水酸化アルミニウムならびに/あるいはアルミン酸ナトリウムおよび/またはアルミン酸カリウムの少なくとも1種の、二重反応および/または多重反応でin situで形成された生成物を含む鉱物性顔料を得、インクジェット印刷用の高密度印刷紙を得ることを可能にする方法も開発した。
【0023】
従って、本発明の目的は炭酸カルシウム、ならびに前記炭酸塩と1種または複数の中程度に強いから強いHイオンドナーとの1種または複数の反応生成物ならびに前記炭酸塩とin situで形成されたガス状COおよび/または外部からの供給によってもたらされたガス状COとの1種または複数の反応生成物、ならびに少なくとも1種の珪酸アルミニウムならびに/あるいは少なくとも1種の合成シリカならびに/あるいは少なくとも1種の珪酸カルシウムならびに/あるいは、珪酸ナトリウムおよび/または珪酸カリウムおよび/または珪酸リチウムなど、好ましくは珪酸ナトリウムなど少なくとも1種の一価金属の珪酸塩および/または少なくとも1種の水酸化アルミニウムならびに/あるいはアルミン酸ナトリウムおよび/またはアルミン酸カリウムの少なくとも1種の、二重反応および/または多重反応でin situで形成された生成物を含み、珪酸ナトリウム、珪酸カリウムまたは珪酸リチウムあるいはそれらの混合物などの珪酸の一価の塩、好ましくは珪酸ナトリウムなどを炭酸カルシウムの乾燥重量に対して0.1重量%未満の量で含み、インクジェット印刷用の高密度印刷紙を得ることのできる鉱物性顔料である。
【0024】
本発明の別の目的は前述の発明による鉱物性顔料の水性懸濁液に関する。
【0025】
本発明の別の目的はまた炭酸カルシウム、ならびに前記炭酸塩と1種または複数の中程度に強いから強いHイオンドナーとの1種または複数の反応生成物ならびに前記炭酸塩とin situで形成されたガス状COおよび/または外部からの供給によってもたらされたガス状COとの1種または複数の反応生成物、ならびに少なくとも1種の珪酸アルミニウムならびに/あるいは少なくとも1種の合成シリカならびに/あるいは少なくとも1種の珪酸カルシウムならびに/あるいは、珪酸ナトリウムおよび/または珪酸カリウムおよび/または珪酸リチウムなど、好ましくは珪酸ナトリウムなど少なくとも1種の一価金属の珪酸塩ならびに/あるいは少なくとも1種の水酸化アルミニウムならびに/あるいはアルミン酸ナトリウムおよび/またはアルミン酸カリウムの少なくとも1種の、二重反応および/または多重反応でin situで形成された生成物を含み、珪酸ナトリウム、珪酸カリウムまたは珪酸リチウムあるいはそれらの混合物など、好ましくは珪酸ナトリウムなどの珪酸の一価の塩を炭酸カルシウムの乾燥重量に対して0.1重量%未満の量で含む鉱物性顔料を製造する方法である。
【0026】
本発明の別の目的は本発明による方法によって得られる鉱物性顔料およびその紙シートの生産における内添剤としての使用および紙の表面処理および/または紙のコーティングの操作への使用である。
【0027】
最後に、本発明の別の目的は本発明による鉱物性顔料を含むインクジェット印刷用の紙である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0028】
本発明による鉱物性顔料は炭酸カルシウムならびに前記炭酸塩とin situで形成されたガス状COおよび/または外部からの供給によってもたらされるCOとの1種または複数の反応生成物、ならびに前記炭酸塩と1種または複数の中程度に強いから強いHイオンドナーとの1種または複数の反応生成物、ならびに少なくとも1種の珪酸アルミニウムならびに/あるいは少なくとも1種の合成シリカならびに/あるいは少なくとも1種の珪酸カルシウムならびに/あるいは珪酸ナトリウムおよび/または珪酸カリウムおよび/または珪酸リチウムなど、好ましくは珪酸ナトリウムなどの少なくとも1種の1価の珪酸塩、ならびに/あるいは少なくとも1種の、水酸化アルミニウムならびに/あるいはアルミン酸ナトリウムまたはアルミン酸カリウムの少なくとも1種の、in situでの二重反応および/または多重反応によって形成された生成物を含むことを特徴とし、また珪酸ナトリウム、珪酸カリウムまたは珪酸リチウムあるいはそれらの混合物など、好ましくは珪酸ナトリウムなどの珪酸の一価の塩を炭酸カルシウムの乾燥重量に対して0.1重量%未満の量で含むことを特徴とし、20℃で測定したpHが7.5より大きいことを特徴とする。
【0029】
特に、本発明による鉱物性顔料は、炭酸カルシウムが天然の炭酸カルシウムまたは天然の炭酸カルシウムとタルク、カオリン、二酸化チタン、酸化マグネシウムとの混合物あるいは中程度に強いから強いHイオンドナーに対して不活性な何らかの鉱物との混合物であることを特徴とする。
【0030】
最も好ましいやり方においては、この天然炭酸カルシウムは大理石、方解石、チョーク、ドロマイトまたはその混合物から選択される。
【0031】
また、特に強いHイオンドナーはHイオンを発生する強い酸またはその混合物から選択し、pKaが22℃で0以下の酸から選択するのが優先的に、さらに特に硫酸、塩酸またはその混合物から選択することを特徴とし、中程度に強いHイオンドナーは22℃でpKaが0以上2.5以下の酸から選択し、さらに特にHSO、HS0、HPO、蓚酸またはその混合物から選択し、より好ましくはほとんど水に溶けない、すなわち溶解度が0.01重量%未満の、カルシウムなどの2価のカチオン塩を形成する酸から選択することを特徴とする。
【0032】
本発明による鉱物性顔料は特に、ISO9277に従って測定したBET比表面積が25m/g〜200m/g、優先的には30m/g〜80m/g、高度に優先的には35m/g〜60m/gであり、またSedigraph5100(商標)で測定した中央粒径が0.1〜50マイクロメートル、優先的には0.5〜40マイクロメートル、高度に優先的には1〜10マイクロメートルであることを特徴とする。
【0033】
本発明による水性懸濁液は本発明による鉱物性顔料を含むことを特徴とする。
炭酸カルシウムならびに前記炭酸塩とin situで形成されたガス状COおよび/または外部からの供給によってもたらされるガス状COとの1種または複数の反応生成物、ならびに前記炭酸塩と1種または複数の中程度に強いから強いHイオンドナーとの1種または複数の反応生成物、ならびに少なくとも1種の珪酸アルミニウムならびに/あるいは少なくとも1種の合成シリカならびに/あるいは少なくとも1種の珪酸カルシウムならびに/あるいは珪酸ナトリウムおよび/または珪酸カリウムおよび/または珪酸リチウムなど、好ましくは珪酸ナトリウムなどの少なくとも1種の1価の珪酸塩、ならびに/あるいは少なくとも1種の水酸化アルミニウムならびに/あるいはアルミン酸ナトリウムまたはアルミン酸カリウムの少なくとも1種のin situでの二重反応および/または多重反応によって形成された生成物を含み、珪酸ナトリウム、珪酸カリウムまたは珪酸リチウムあるいはそれらの混合物など、好ましくは珪酸ナトリウムなどの珪酸の一価の塩を炭酸カルシウムの乾燥重量に対して0.1重量%未満の量で含む乾燥状態または水性懸濁液の鉱物性顔料の本発明による製造方法は以下のステップを含むことを特徴とする。
a)炭酸カルシウムを水相中で1種または複数の中程度に強いから強いHイオンドナーで処理し、in situで形成されたガス状COおよび/または外部からの供給によってもたらされるガス状COで処理する。この処理はステップa)に必須のものである。
b)ステップa)に先立ってかつ/またはステップa)と同時に、少なくとも1種の珪酸アルミニウムならびに/あるいは少なくとも1種の合成シリカならびに/あるいは少なくとも1種の珪酸カルシウムならびに/あるいは珪酸ナトリウムおよび/または珪酸カリウムおよび/または珪酸リチウムなど、好ましくは珪酸ナトリウムなどの少なくとも1種の1価の珪酸塩を加え、またそれに先立ってかつ/またはそれと同時に付加にアルミン酸ナトリウムならびにまたはアルミン酸カリウムを加えてもよい。
c)場合によって、塩基、優先的には2価のイオンの塩基、高度に優先的には石灰および/または炭酸カルシウムを乾燥形態または水性懸濁液で加える。この際1種または複数のアニオン、カチオンおよび/または弱アニオン分散剤を含んでいてもよい。
d)場合によって、ステップb)またはc)において得られた生成物を乾燥物質濃度1%〜80%で、場合により少なくとも1種のアニオン電解質を用いたアニオン水性懸濁液に入れる。
e)場合によって、ステップb)またはc)において得られた生成物を1種のカチオン電解質を加えたカチオン水性懸濁液に入れる。
f)場合によって、ステップb)またはc)において得られた生成物を、少なくとも1種の弱アニオン電解質を加えた弱アニオン水性懸濁液に入れる。
g)場合によって、ステップc)からf)の1つのステップの後で乾燥する。
【0034】
特に、本発明による方法は、炭酸カルシウムが天然炭酸カルシウムまたは天然炭酸カルシウムとタルク、カオリン、二酸化チタン、酸化マグネシウムとの混合物または中程度に強いから強いHイオンドナーに対して不活性ないずれの鉱物との混合物であり、高度に優先的にはこの天然の炭酸カルシウムが大理石、方解石、チョーク、ドロマイトまたはその混合物から選択されることを特徴とする。
【0035】
さらに特に、本発明による方法は1種または複数の中程度に強いから強いHイオンドナーがHイオンを発生し、特に処理条件でHイオンを発生する中程度に強いから強い酸またはそのような酸の混合物から選択されることを特徴とする。
【0036】
別の好ましい一実施形態によれば、前記の強い酸は22℃においてpKaが0以下の酸から選択され、さらに詳しくは硫酸、塩酸またはその混合物から選択される。
【0037】
別の好ましい一実施形態によれば、前記の中程度に強い酸は22℃でpKaが0以上、2.5以下の酸から選択され、さらに詳しくはHSO、HS0、HPO、蓚酸またはその混合物から選択され、カルシウムなどの水にほとんど不溶、すなわち溶解度が0.01重量%未満の2価のカチオン塩を形成する酸から選択されるのがより好ましい。特にたとえばpKa1が2.161のHPOが例示される。(Roempp Chemie、出版Thieme)
【0038】
別の好ましい一実施形態によれば、前記強い酸または酸は中程度に強い酸または酸と混合してもよい。
【0039】
本発明によれば、CaCOのモル数に対する中程度に強いから強いHイオンドナーのモル量は全体で0.05〜1、優先的には0.1〜0.5である。
【0040】
好ましい実施形態によれば、ステップa)および/またはステップb)を数回繰り返してもよい。
【0041】
同様に、好ましい実施形態によれば、前記処理のステップa)の間の温度は5℃〜100℃であり、優先的には、65℃〜90℃である。
【0042】
また優先的には、ステップa)からc)の処理の時間は0.01時間から24時間であり、0.2時間から6時間が好ましい。
【0043】
さらに別の好ましい実施形態によれば、前記処理の終了後1時間〜24時間、さらに特に1時間〜5時間はpHは7.5よりも大きく、珪酸ナトリウム、珪酸カリウムまたは珪酸リチウムなどの一価の珪酸塩またはそれらの混合物の含有率は炭酸カルシウムの乾燥重量に対して0.1重量%未満である。
【0044】
本発明による処理方法は中程度または強い低濃度の乾燥物質存在下に水相で実施することができるが、これら様々な濃度で構成されるスラリーの混合物に対して行うこともできる。優先的には乾燥物質含有率は0.3%〜80重量%、特に優先的には15%〜60%である。
【0045】
最も優先的には、本発明による方法はステップb)において炭酸カルシウムの乾燥重量に対して0.1%〜25%、特に5%〜10%の乾燥重量で添加することを特徴とする。
【0046】
ステップd)では、特にエチレン性不飽和とアクリル酸またはメタクリル酸、あるいはマレイン酸またはイタコン酸またはその混合物のC1〜C4のモノエステルなどのジカルボン酸のヘミエステルなどのモノカルボキシル基を有するモノマー、あるいは、クロトン酸、イソクロトン酸、桂皮酸、イタコン酸またはマレイン酸などのジカルボキシル基、あるいは無水マレイン酸などのカルボン酸無水物などジカルボン酸基を有するエチレン性不飽和モノマーから選択されるジカルボキシル基を有するモノマー、あるいはアクリルアミド−メチル−プロパンスルホン酸、メタリルスルホン酸ナトリウム、ビニルスルホン酸およびスチレンスルホン酸などスルホン酸基を有するエチレン性不飽和モノマーから選択されるスルホン酸基を有するモノマーあるいは、ビニルリン酸、エチレングリコールメタクリレートリン酸エステル、プロピレングリコールメタクリレートリン酸エステル、エチレングリコールアクリレートリン酸エステル、プロピレングリコールアクリレートリン酸エステルおよびそのエトキシ化物などのリン酸基を有するエチレン性不飽和モノマーから選択されるリン酸基を有するモノマーまたはビニルホスホン酸またはその混合物またはポリホスフェートなどのホスホン酸基含有エチレン性不飽和モノマーから選択されるホスホン酸基を有するモノマーの、酸を中和していない、または部分的に中和した、または完全に中和した状態においてのホモポリマーまたはコポリマーから選択されるアニオン電解質を乾燥重量で0.05%〜5.0%使用する。
【0047】
同様にステップe)では特にエチレン性不飽和カチオン性モノマーまたは、硫酸または塩化[2−(メタクリロイルオキシ)エチル]トリメチルアンモニウム、塩化または硫酸[2−(アクリロイルオキシ)エチル]トリメチルアンモニウム、塩化または硫酸[3−(アクリルアミド)プロピル]トリメチルアンモニウム、塩化または硫酸ジメチルジアリルアンモニウム、塩化または硫酸[3−(メタクリルアミド)プロピル]トリメチルアンモニウムなどの第4級アンモニウムのホモポリマーまたはコポリマーから選択されるカチオン電解質を乾燥重量で0.05%〜5.0%使用する。
【0048】
同様に、ステップf)は特に以下のものを含む弱いイオン性および水溶性コポリマーから選択される弱アニオン性電解質を乾燥重量で0.05%〜5.0%使用する:
a)カルボキシル基またはジカルボキシル基またはリン酸基またはホスホン酸基またはスルホン酸基を有する少なくとも1種のアニオン性モノマーまたはその混合物,
b)少なくとも1種の式(I)のモノマーあるいは式(I)の数種のモノマーの混合物で構成される少なくとも1種の非イオン性モノマー、
【0049】
【化2】

[式中:
mおよびpは150以下のアルキレンオキシド単位の数を表し、
nは150以下のエチレンオキシド単位の数を表し、
qは5≦(m+n+p)q≦150、優先的には15≦(m+n+p)q≦120を満たす1以上の整数であり、
は水素またはメチル基またはエチル基を表し、
は水素またはメチル基またはエチル基を表し、
Rは、優先的にはビニル基に属する基およびアクリル酸エステル、メタクリル酸エステル、マレイン酸エステル、イタコン酸エステル、クロトン酸エステルまたはビニルフタル酸エステルに属する基、およびたとえばアクリルウレタン、メタクリルウレタン、α−α’−ジメチル−イソプロペニル−ベンジルウレタン、またはアリルウレタンなどの不飽和ウレタン基、および置換したまたは非置換のアリルまたはビニルエーテル基、あるいはエチレン性不飽和アミドまたはイミド基に属する重合性不飽和基を含む基を表し、
R’は水素または1〜40個の炭素原子を有する炭化水素基、優先的には1〜12個の炭素原子を有する炭化水素基、高度に優先的には1〜4個の炭素原子を有する炭化水素基を表す。]
c)場合によってN−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]アクリルアミドまたはN−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]メタクリルアミドなどの少なくとも1種のアクリルアミドまたはメタクリルアミド型またはその誘導体モノマー、およびその混合物、あるいはアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキル、メタクリル酸N−[2−(ジメチルアミノ)エチル]、またはアクリル酸N−[2−(ジメチルアミノ)エチル]などの不飽和エステル、酢酸ビニル、ビニルピロリドン、スチレン、αメチルスチレンおよびその誘導体などのビニルなどの少なくとも1種の非水溶性モノマー、あるいは少なくとも1種のカチオン性モノマーまたは塩化または硫酸[2−(メタクリロイルオキシ)エチル]トリメチルアンモニウム、塩化または硫酸[2−(アクリロイルオキシ)エチル]トリメチルアンモニウム、塩化または硫酸[3−(アクリルアミド)プロピル]トリメチルアンモニウム、塩化または硫酸ジメチルジアリルアンモニウム、塩化または硫酸[3−(メタクリルアミド)プロピル]トリメチルアンモニウムなどの第4級アンモニウム、あるいは少なくとも1種の有機フッ素化したモノマーまたは有機シリル化モノマー、あるいはこれらモノマーの数種の混合物、
d)場合によって架橋モノマーとしての適用の残余に関連する少なくとも2個のエチレン性不飽和を有する少なくとも1種のモノマー。
【0050】
本発明によるin situで形成された生成物を含む本鉱物性顔料は、本発明による方法によって得られることを特徴とする。
【0051】
するとこの生成物は珪酸ナトリウム、珪酸カリウムもしくは珪酸リチウムまたはそれらの混合物など、好ましくは珪酸ナトリウムなどの一価の珪酸塩を炭酸カルシウムの乾燥重量に対して0.1重量%未満含む。
【0052】
さらに特に、本発明による方法によって得られる鉱物性顔料はBET比表面積がISO9277に従って測定して25m/g〜200m/g、優先的には30m/gおよび80m/g、高度に優先的には35m/g〜60m/gであり、Sedigraph(商標)5100による測定で決定した中央粒径が0.1〜50マイクロメートル、優先的には0.5〜40マイクロメートル、高度に優先的には1〜10マイクロメートルであることを特徴とする。
【0053】
別の変法においては、ステップd)に従って得られる鉱物性顔料の水性懸濁液は、鉱物性顔料のBET法によって測定した比表面積が25m/g〜200m/g、優先的には、30m/g〜80m/g、高度に優先的には35m/gおよび60m/gであり、Sedigraph(商標)5100で測定して決定した中央粒径が0.1〜50マイクロメートル、優先的には0.5〜40マイクロメートル、高度に優先的には1〜10マイクロメートルであることを特徴とし、かつ懸濁液の乾燥物質含有率が0.3%〜80%、優先的には15%〜60%であることを特徴とし、かつ炭酸カルシウム乾燥重量に対して少なくとも1種のアニオン電解質を乾燥重量で0.05%〜5.0%含むことを特徴とする。
【0054】
このアニオン電解質は前記のアニオン電解質から選択される。
【0055】
さらにより具体的には、ステップe)に従って得られる鉱物性顔料の水性懸濁液は鉱物性顔料のISO9277に従って測定したBET法比表面積が25m/g〜200m/g、優先的には、30m/g〜80m/g、高度に優先的には35m/gおよび60m/gであり、Sedigraph(商標)5100で測定して決定した中央粒径が0.1〜50マイクロメートル、優先的には0.5〜40マイクロメートル、高度に優先的には1〜10マイクロメートルであることを特徴とし、かつ懸濁液の乾燥物質含有率が0.3%〜80%、優先的には15%〜60%であることを特徴とし、かつ炭酸カルシウム乾燥重量に対して少なくとも1種のカチオン電解質を乾燥重量で0.1%〜5.0%含むことを特徴とする。
【0056】
このカチオン電解質は前記のカチオン電解質から選択される。
【0057】
別の特別の変法においては、ステップf)に従って得られる鉱物性顔料の水性懸濁液は、鉱物性顔料のISO9277に従って測定したBET法比表面積が25m/g〜200m/g、優先的には、30m/g〜80m/g、高度に優先的には35m/gおよび60m/gであり、Sedigraph(商標)5100で測定して決定した中央粒径が0.1〜50マイクロメートル、優先的には0.5〜40マイクロメートル、高度に優先的には1〜10マイクロメートルであることを特徴とし、かつ懸濁液の乾燥物質含有率が0.3%〜80%、優先的には15%〜60%であることを特徴とし、かつ炭酸カルシウム乾燥重量に対して少なくとも1種の弱アニオン電解質を乾燥重量で0.1%〜5.0%含むことを特徴とする。
【0058】
1変法においては、本発明によってin situで形成された生成物を含む鉱物性顔料は、本発明による方法のステップg)を実行すると乾燥形態であることを特徴とする。
【0059】
本発明によるインクジェット印刷用の紙は、本発明による鉱物性填料を基材内および/またはコーティングにおいて含むことを特徴とする。また、新規な鉱物性顔料の水性懸濁液を基材内および/またはコーティングにおいて含むことを特徴とする。
【0060】
以下の実施例は本発明を説明するものであるが、その範囲を限定するものではない。
【実施例1】
【0061】
この実施例は本発明および本発明による鉱物性顔料を例示するものである。この実施例は、炭酸カルシウム、ならびに前記炭酸塩と1種または複数の中程度に強いから強いHイオンドナーとの1種または複数の反応生成物ならびに前記炭酸塩とin situで形成されたガス状COおよび/または外部からの供給によってもたらされたガス状COとの1種または複数の反応生成物、ならびに少なくとも1種の珪酸アルミニウムならびに/あるいは少なくとも1種の合成シリカならびに/あるいは少なくとも1種の珪酸カルシウムならびに/あるいは、珪酸ナトリウムおよび/または珪酸カリウムおよび/または珪酸リチウムなど、好ましくは珪酸ナトリウムなど少なくとも1種の一価金属の珪酸塩ならびに/あるいは少なくとも1種の水酸化アルミニウムならびに/あるいはアルミン酸ナトリウムおよび/またはアルミン酸カリウムの少なくとも1種の、二重反応および/または多重反応でin situで形成された生成物を含む鉱物性顔料を製造する方法、およびその方法によって得られる鉱物性顔料に関する。
試験番号1
この試験は従来技術を例示するものである。
【0062】
Micromeritics(商標)社のSedigraph(商標)5100によって測定した粒度分布において、直径1μm未満の微粒子が65重量%である、ノルウェー大理石タイプの天然の炭酸カルシウムを、乾燥顔量として計算して0.5kg、0.6%のポリアクリル酸ナトリウムを用いて乾燥物含量が75%の水性懸濁液の形態で分散し、10リットルの容器の中で水性懸濁液の乾燥物質の濃度が15重量%となるまで蒸留水で希釈する。次いで、このようにして形成した懸濁液を10重量%の10%リン酸で65℃で20分間500回転/分で撹拌して処理する。15分後、COをこの炭酸カルシウムの懸濁液に通して1時間バブルする。次に乾燥重量が10%の濃度の石灰懸濁液でpHを8〜8.5に合わせた。
【0063】
得られた鉱物性顔料は乾燥含量が18.8%で、BET比表面積が31.7m/g(ISO9277に従って測定)でpHは8.4である。
【0064】
図1は得られた顔料のイメージをLEO ElektronenmikroskopieGmbH社のLEO 435VPi型の電子顕微鏡によって示すものである。
試験番号2
この試験は従来技術を例示するものである。
【0065】
Micromeritics(商標)社のSedigraph(商標)5100によって測定した粒度分布において、直径1μm未満の微粒子が65重量%である、ノルウェー大理石タイプの天然の炭酸カルシウムを、乾燥顔量として計算して0.5kg、0.6%ポリアクリル酸ナトリウムを用いて乾燥物含量が75%の水性懸濁液の形態で分散し、10リットルの容器の中で水性懸濁液の乾燥物質の濃度が15重量%となるまで蒸留水で希釈する。次いで、このようにして形成した懸濁液を10重量%の25%リン酸で65℃で20分間500回転/分で撹拌して処理する。15分後、COを炭酸カルシウムの懸濁液を通して1時間バブルする。次に乾燥重量が10%の濃度の石灰懸濁液でpHを8〜8.5に合わせた。
【0066】
得られた鉱物性顔料は乾燥物含量が18.8%で、BET比表面積が31.7m/g(ISO9277に従って測定)で、pHは8.4である。
【0067】
図2は得られた顔料のイメージをLEO ElektronenmikroskopieGmbH社のLEO 435VPi型の電子顕微鏡によって示すものである。
試験番号3
この試験は従来技術を例示するものである。
【0068】
試験方法:Micromeritics(商標)社のSedigraph(商標)5100によって測定した粒度分布において、直径1μm未満の微粒子が65重量%であり、BET比表面積が15.5m/g(ISO9277に従って測定)であるノルウェー大理石タイプの天然の炭酸カルシウムを、乾燥顔量として計算して0.5kg、ポリアクリル酸ナトリウムタイプの分散剤を用いて乾燥物含量が75%の分散形態もしくはスラリーの形態で希釈し、10リットルの容器の中でスラリーの乾燥物質濃度が20重量%となるまで蒸留水で希釈する。こうして形成したスラリーを次いで、65℃で10重量%の20%リン酸で65℃、大気圧で30l/分の速さで容器の底を緩やかに2時間撹拌して処理する。2時間後、COをこの炭酸カルシウムの懸濁液に通して1時間バブルする。
【0069】
この填料は以下の特性を有する。
【0070】
平均粒径、電子顕微鏡により視覚的方法で分析:約3〜5マイクロメートル
BET比表面積(ISO9277に従って測定):41.2m/g
図3は得られた顔料のイメージをLEO Elektronenmikroskopie GmbH社のLEO 435VPi型の電子顕微鏡によって示すものである。
試験番号4
この試験は従来技術を例示するものである。
【0071】
試験方法:Micromeritics(商標)社のSedigraph(商標)5100によって測定した粒度分布において、直径1μm未満の微粒子が65重量%であり、BET比表面積が15m/g(ISO9277に従って測定)であるノルウェー大理石タイプの天然の炭酸カルシウムを、乾燥顔量として計算して100kg、ポリアクリル酸ナトリウムタイプの分散剤を用いて乾燥物含量が75%の分散形態もしくはスラリーの形態で希釈し、3000リットルの容器の中でスラリーの乾燥物質濃度が10重量%となるまで水で希釈する。こうして形成したスラリーを次いで、65℃で15重量%の30%リン酸で4個の25リットル容器にそれぞれ1/4のリン酸を割り当て大気圧下50リットル/分の速さで緩やかに底を撹拌して処理する。生成物の各容器内の滞留時間は15分であった。
【0072】
この填料は以下の特性を有する。
【0073】
スラリー濃度:約20%
平均粒径、電子顕微鏡による視覚的方法による分析:約7−10マイクロメートル
BET比表面積(ISO9277に従って測定):45.7m/g.
図4は得られた顔料のイメージをLEO Elektronenmikroskopie GmbH社のLEO435Vpi型電子顕微鏡で測定したものである。
試験番号5
この試験は従来技術を例示するものである。
【0074】
試験方法:Micromeritics(商標)社のSedigraph(商標)5100によって測定した粒度分布において、直径1μm未満の微粒子が65重量%であり、BET比表面積が15.5m/g(ISO9277に従って測定)であるノルウェー大理石タイプの天然の炭酸カルシウムを、乾燥顔量として計算して5kg、ポリアクリル酸ナトリウムタイプの分散剤を用いて乾燥物含量が75%の分散形態もしくはスラリーの形態で希釈し、さらに10リットルの容器の中でスラリーの乾燥物質濃度が20重量%となるまで水で希釈する。こうして形成したスラリーを次いで、65℃で10重量%の50%リン酸で大気圧下30リットル/分の速さで緩やかに容器の底を2時間撹拌して処理する。2時間後、COをこの炭酸カルシウムの懸濁液に通して1時間バブリングする。24時間後に、顔料を「スプレードライヤー」タイプの乾燥機で乾燥する。
【0075】
この填料は以下の特性を有する。
【0076】
この顔料は:
電子顕微鏡による視覚的方法による平均粒径分析:5マイクロメートル
BET比表面積(ISO9277に従って測定):41.2m/g
図5は得られた顔料のイメージをLEO Elektronenmikroskopie GmbH社のLEO435Vpi型電子顕微鏡で測定したものである。
試験番号6
この試験は本発明を例示するものである。
【0077】
Micromeritics(商標)社のSedigraph(商標)5100によって測定した粒度分布が、直径1μm未満の微粒子が65重量%のノルウェー大理石タイプの天然の炭酸カルシウム乾燥顔料換算1500gを、0.6%ポリアクリル酸ナトリウムを用いて乾燥物含量が75%の懸濁液の形態に分散し、10リットルの容器の中で水性懸濁液の乾燥物質濃度が20重量%となるまで蒸留水で希釈する。こうして形成した懸濁液を65℃で乾燥物換算150gの珪酸ナトリウムで30分処理する。この珪酸ナトリウムはStixso RR、PQ Corporation社(Valley Forge、PA、米国)製のもので、SiO/NaO=3.22、乾燥物含量30%の溶液形態のものである。次いでこうして形成した懸濁液を65℃で30重量%の10%リン酸で、65℃で30分間500回転/分で撹拌しながら処理する。
【0078】
次に乾燥物重量10%濃度の石灰懸濁液でpHを8〜8.5に合わせた。
【0079】
500回転/分で60分間撹拌後、生成物を23℃に冷却した。
【0080】
得られた鉱物性顔料は乾燥物含量が18.8%、BET比表面積が39.4m/g(ISO9277に従って測定)、pH8.4であり、珪酸ナトリウム量(懸濁液の水層に可溶)は、Inductively Coupled Plasma−Optical Emission spectroscopy(ICP−OES)で測定してSiが220ppmであった。
【0081】
図6は得られた顔料のイメージをLEO Elektronenmikroskopie GmbH社のLEO 435Vpi型電子顕微鏡で測定したものである。
試験番号7
この試験は本発明を例示するものである。
【0082】
Micromeritics(商標)社のSedigraph(商標)5100によって測定した粒度分布が、直径1μm未満の微粒子が65重量%のノルウェー大理石タイプの天然の炭酸カルシウム乾燥顔料換算1500gを、0.6%ポリアクリル酸ナトリウムを用いて乾燥物含量が75%の懸濁液の形態に分散し、10リットルの容器の中で水性懸濁液の乾燥物質濃度が20重量%となるまで蒸留水で希釈する。
【0083】
こうして形成した懸濁液を65℃で乾燥物換算150gの珪酸ナトリウムで30分処理する。この珪酸ナトリウムはVan Baerle社(CH4142Munchenstein、スイス)のInosil Na4237で、SiO/NaO=3.29、乾燥物含量30%の溶液形態のものである。次いでこうして形成した懸濁液を65℃で30重量%の10%リン酸で、65℃で30分間500回転/分で撹拌しながら処理する。
【0084】
次に乾燥物重量10%濃度の石灰懸濁液でpHを8〜8.5に合わせた。
【0085】
500回転/分で60分間撹拌後、生成物を23℃に冷却した。
【0086】
得られた鉱物性顔料は乾燥物含量が19.1%、BET比表面積が39.9m/g(ISO9277に従って測定)、pH8.6であり、珪酸ナトリウム量(懸濁液の水層に可溶)は、Inductively Coupled Plasma−Optical Emission spectroscopy(ICP−OES)で測定してSiが150ppmであった。
試験番号8
この試験は本発明を例示するものである。
【0087】
Micromeritics(商標)社のSedigraph(商標)5100によって測定した粒度分布が、直径1μm未満の微粒子が65重量%のノルウェー大理石タイプの天然の炭酸カルシウム乾燥顔料換算1500gを、0.6%ポリアクリル酸ナトリウムを用いて乾燥物含量が75%の懸濁液の形態に分散し、10リットルの容器の中で水性懸濁液の乾燥物質濃度が20重量%となるまで蒸留水で希釈する。
【0088】
次いでこうして形成した懸濁液を65℃で乾燥物換算150gの珪酸ナトリウムで2分処理する。この珪酸ナトリウムはVan Baerle社(CH4142 Munchenstein、スイス)のInosil Na4237で、SiO/NaO=3.29、乾燥物含量30%の溶液形態のものである。次いでこうして形成した懸濁液を65℃で30重量%の10%リン酸で、65℃で2分間500回転/分で撹拌しながら処理する。
【0089】
次に乾燥物重量10%濃度の石灰懸濁液でpHを8〜8.5に合わせた。
【0090】
500回転/分で60分間撹拌後、生成物を23℃に冷却した。
【0091】
得られた鉱物性顔料は乾燥物含量が19.2%、BET比表面積が46.6m/g(ISO9277に従って測定)、pH8.3であり、珪酸ナトリウム量(懸濁液の水層に可溶)は、Inductively Coupled Plasma−Optical Emission Spectroscopy(ICP−OES)で測定してSiが140ppmであった。
試験番号9
この試験は本発明を例示するものである。
【0092】
Micromeritics(商標)社のSedigraph(商標)5100によって測定した粒度分布が、直径1μm未満の微粒子が65重量%のノルウェー大理石タイプの天然の炭酸カルシウム乾燥顔料換算1500gを、0.6%ポリアクリル酸ナトリウムを用いて乾燥物含量が75%の懸濁液の形態に分散し、10リットルの容器の中で水性懸濁液の乾燥物質濃度が20重量%となるまで蒸留水で希釈する。
【0093】
次いでこうして形成した懸濁液を65℃で乾燥物換算150gの珪酸ナトリウムで30分処理する。この珪酸ナトリウムはVan Baerle社(CH4142Munchenstein、スイス)のInosil Na4237で、SiO/NaO=3.29、乾燥物含量30%の溶液形態のものである。次いでこうして形成した懸濁液を65℃で30重量%の10%リン酸で、65℃で30分間500回転/分で撹拌しながら処理する。
【0094】
次に乾燥物重量10%濃度の石灰懸濁液でpHを8〜8.5に合わせた。
【0095】
500回転/分で60分間撹拌後、生成物を23℃に冷却した。
【0096】
得られた鉱物性顔料は乾燥物含量が18.8%、BET比表面積が71.2m/g(ISO9277に従って測定)、pH8.2であり、珪酸ナトリウム量(懸濁液の水層に可溶)は、Inductively Coupled Plasma−Optical Emission Spectroscopy(ICP−OES)で測定してSiが170ppmであった。
試験番号10
この試験は本発明を例示するものである。
【0097】
Micromeritics(商標)社のSedigraph(商標)5100によって測定した粒度分布が、直径1μm未満の微粒子が65重量%のノルウェー大理石タイプの天然の炭酸カルシウム乾燥顔料換算1500gを、0.6%ポリアクリル酸ナトリウムを用いて乾燥物含量が75%の懸濁液の形態に分散し、10リットルの容器の中で水性懸濁液の乾燥物質濃度が20重量%となるまで蒸留水で希釈する。
【0098】
次いでこうして形成した懸濁液を65℃で乾燥物換算150gの水酸化アルミニウムで30分処理する。この水酸化アルミニウム粉末は、Martinwerk GmbH社(Bergheim、Germany)の粉末形態のMartifin OL 107である。
【0099】
次いでこうして形成した懸濁液を65℃で乾燥物換算150gの珪酸ナトリウムで30分処理する。この珪酸ナトリウムはVan Baerle社(CH4142Munchenstein、スイス)のInosil Na4237で、SiO/NaO=3.29、乾燥物含量30%の溶液形態のものである。次いでこうして形成した懸濁液を65℃で30重量%の10%リン酸で、65℃で30分間500回転/分で撹拌しながら処理する。
【0100】
次に乾燥物重量10%濃度の石灰懸濁液でpHを8〜8.5に合わせた。
【0101】
500回転/分で60分間撹拌後、生成物を23℃に冷却した。
【0102】
得られた鉱物性顔料は乾燥物含量が19.6%、BET比表面積が39.6m/g(ISO9277に従って測定)、pHは8.2であった。
試験番号11
この試験は本発明を例示するものである。
【0103】
これを実施するにはMicromeritics(商標)社のSedigraph(商標)5100によって測定した粒度分布が、直径1μm未満の微粒子が65重量%のノルウェー大理石タイプの天然の炭酸カルシウム乾燥顔料換算1500gを、0.6%ポリアクリル酸ナトリウムを用いて乾燥物含量が75%の懸濁液の形態に分散し、10リットルの容器の中で水性懸濁液の乾燥物質濃度が20重量%となるまで蒸留水で希釈する。
【0104】
次いでこうして形成した懸濁液を65℃で乾燥物換算64.7gの珪酸アルミニウムで30分処理する。この珪酸アルミニウムは、Crossfield(Joliet、IL、米国)の乾燥含量4.3%の蒸留水溶液形態のZeocross CG180である。次いでこうして形成した懸濁液を65℃で30重量%の35%リン酸で、65℃で30分間500回転/分で撹拌しながら処理する。
【0105】
次に乾燥物重量10%濃度の石灰懸濁液でpHを8〜8.5に合わせた。
【0106】
500回転/分で60分間撹拌後、生成物を23℃に冷却した。
【0107】
得られた鉱物性顔料は乾燥物含量が15.1%、BET比表面積が94.4m/g(ISO9277に従って測定)、pHは8.6であった。
【0108】
図7は得られた顔料のイメージをLEO Elektronenmikroskopie GmbH社のLEO435Vpi型電子顕微鏡で測定したものである。
試験番号12
この試験は本発明を例示するものである。
【0109】
これを実施するにはMicromeritics(商標)社のSedigraph(商標)5100によって測定した粒度分布が、直径1μm未満の微粒子が65重量%のノルウェー大理石タイプの天然の炭酸カルシウム乾燥顔料換算1500gを、0.6%ポリアクリル酸ナトリウムを用いて乾燥物含量が75%の懸濁液の形態に分散し、10リットルの容器の中で水性懸濁液の乾燥物質濃度が20重量%となるまで蒸留水で希釈する。
【0110】
次いでこうして形成した懸濁液を70℃で乾燥物換算90gの珪酸ナトリウムで30分処理する。この珪酸ナトリウムは、Van Baerle社(CH4142 Munchenstein、スイス)のSiO/NaO=3.29、乾燥物含量30%の溶液形態のInosil Na4237である。並行してこうして形成した懸濁液を65℃で30重量%の15%リン酸で、65℃で60分間500回転/分で撹拌しながら処理する。
【0111】
次に乾燥物重量10%濃度の石灰懸濁液でpHを8〜8.5に合わせた。
【0112】
500回転/分で60分間撹拌後、生成物を23℃に冷却した。
【0113】
得られた鉱物性顔料は乾燥物含量が18.8%、BET比表面積が71.2m/g(ISO9277に従って測定)、pHは8.2であり、珪酸ナトリウム量(懸濁液の水層に可溶)は、Inductively Coupled Plasma−Optical Emission Spectroscopy(ICP−OES)で測定してSiが190ppmであった。
試験番号13
この試験は本発明を例示するものである。
【0114】
これを実施するにはMicromeritics(商標)社のSedigraph(商標)5100によって測定した粒度分布が、直径1μm未満の微粒子が65重量%のノルウェー大理石タイプの天然の炭酸カルシウム乾燥顔料換算1500gを、0.6%ポリアクリル酸ナトリウムを用いて乾燥物含量が75%の懸濁液の形態に分散し、さらに10リットルの容器の中で水性懸濁液の乾燥物質濃度が20重量%となるまで蒸留水で希釈する。
【0115】
次いでこうして形成した懸濁液を65℃で乾燥物換算150gの珪酸ナトリウムで30分処理する。この珪酸ナトリウムは、Van Baerle社(CH4142 Munchenstein、スイス)のSiO/NaO=3.29、乾燥物含量30%の溶液形態のInosil Na4237である。並行してこうして形成した懸濁液を65℃で30重量%の10%リン酸で、65℃で30分間500回転/分で撹拌しながら処理する。
【0116】
次に乾燥物重量10%濃度の石灰懸濁液でpHを8〜8.5に合わせた。
【0117】
500回転/分で60分間撹拌後、生成物を23℃に冷却した。
【0118】
得られた鉱物性顔料は乾燥物含量が18.9%、BET比表面積が40.4m/g(ISO9277に従って測定)、pHは8.5であり、珪酸ナトリウム量(懸濁液の水層に可溶)は、Inductively Coupled Plasma−Optical Emission Spectroscopy(ICP−OES)で測定してSiが220ppmであった。
【実施例2】
【0119】
この実施例は本発明を例示するものであり、本発明による顔料を紙コーティング剤としてインクジェット印刷に使用することに関する。
【0120】
実施にあたり、本実施例のすべての試験において、コーティング色は試験する顔料を100部とBASF社製バインダーACRONAL(商標)S−360Dを12部、乾燥物質重量濃度を25%±0.5%に合わせて含むように調製する。
【0121】
次に、試験する顔料を含む様々なコーティング色7g/mをArjo−Wiggins社製のSynteape(商標)紙のシートにErichsen GmbH.KG社製の交換可能な回転刃を備えたErichsen Model624試験塗装機を使用して塗装した。
【0122】
こうして塗装した紙を一定の重量、湿度レベルのものを得るために50℃のオーブンで30分間乾燥する。
【0123】
次に、Hewlett−Packard Deskjet 890Cプリンターで、黒インクHP45というインクカートリッジを使用して印刷を行った。
【0124】
本発明によるコート紙におけるインクフェザリングの減少を紙の透り抜け性の改善度とともに目視により測定する。
試験番号14
この試験は従来技術を例示するものであり、従来技術による試験番号1の顔料を使用するものである。
【0125】
図8は試験番号1の顔料を含むコーティング色でコーティングした紙に印刷した結果を示すものであり、比較試験となるものである。
試験番号15
この試験は本発明を例示するものであり、本発明による試験番号6の顔料を使用するものである。
【0126】
図9は、試験番号6の顔料を含むコーティング色でコーティングした紙に印刷した結果を示すものであり、この印刷は明らかに試験番号1の顔料によって得られた比較例のものよりも良好である、つまり印刷密度が比較例のものより大きい、すなわちインクのフェザリングが削減されており、印刷後のインクの紙通り抜けが少ないことを示している。
試験番号16
この試験は本発明を例示するものであり、本発明による試験番号7の顔料を使用するものである。
【0127】
図10は、試験番号7の顔料を含むコーティング色でコーティングした紙に印刷した結果を示すものであり、この印刷は明らかに試験番号1の顔料によって得られた比較例のものよりも良好である、つまり印刷密度が比較例のものより大きい、すなわちインクのフェザリングが削減されており、印刷後のインクの紙通り抜けが少ないことを示している。
試験番号17
この試験は本発明を例示するものであり、本発明による試験番号8の顔料を使用するものである。
【0128】
図11は、試験番号8の顔料を含むコーティング色でコーティングした紙に印刷した結果を示すものであり、この印刷は明らかに試験番号1の顔料によって得られた比較例のものよりも良好である、つまり印刷密度が比較例のものより大きい、すなわちインクのフェザリングが削減されており、印刷後のインクの紙通り抜けが少ないことを示している。
試験番号18
この試験は本発明を例示するものであり、本発明による試験番号9の顔料を使用するものである。
【0129】
図12は、試験番号9の顔料を含むコーティング色でコーティングした紙に印刷した結果を示すものであり、この印刷は明らかに試験番号1の顔料によって得られた比較例のものよりも良好である、つまり印刷密度が比較例のものより大きい、すなわちインクのフェザリングが削減されており、印刷後のインクの紙通り抜けが少ないことを示している。
試験番号19
この試験は本発明を例示するものであり、本発明による試験番号10の顔料を使用するものである。
【0130】
図13は、試験番号10の顔料を含むコーティング色でコーティングした紙に印刷した結果を示すものであり、この印刷は明らかに試験番号1の顔料によって得られた比較例のものよりも良好である、つまり印刷密度が比較例のものより大きい、すなわちインクのフェザリングが削減されており、印刷後のインクの紙通り抜けが少ないことを示している。
【実施例3】
【0131】
この実施例は本発明を例示するものであり、本発明による顔料を紙の内添剤として使用してインクジェット印刷に使用することに関する。
【0132】
この試験のために、試験する顔料の懸濁液を填料として含む紙のシートを形成する。
【0133】
次いでこうして形成した紙のシートにHewlett−Packard Deskjet 890Cプリンターおよび黒インクのインクカートリッジHP45を使用して印刷する。
【0134】
次に、ISO2469に従って、Elrepho(商標)2000(Datacolor)スペクトロメータによって、印刷ページの裏側で測定し、波長457nmにおける光照射によるR457光度を測定する。
試験番号20
この試験は従来技術を例示するものであり、比較例となる。
【0135】
この試験のために、木材の硫酸パルプおよび80%カバ材および20%マツ材からなる繊維を含むSR23グレードのセルローズパルプから紙のシートを製造する。次いで実験的に填料含量20%±0.5%とするために乾燥重量45gのこのパルプを乾燥重量約15gの試験する填料組成物と共に10リットルの水で希釈する。15分間撹拌し紙の乾燥重量に対して乾燥重量で0.06%のポリアクリルアミド型のリテンション剤を加えた後、重量が75g/mで(20+/−0.5)%充填となるようにシートを形成する。シートを形成する装置はHaage社製のRapid−Kothenモデル20.12MCシステムである。
【0136】
このようにして形成したシートを92℃で940mbar(0.094MPa)の真空で400秒間乾燥する。填料含量は灰分分析によって検査する。こうしてシートを形成してから、厚さを測定する。
【0137】
段ボールの紙またはシートの厚さは平行な2つの面の間の垂直距離を表す。
【0138】
サンプルを48時間コンディショニングする。(ドイツ標準DIN EN20187)
この標準は紙が雰囲気の水分に対して相対的に適切なように水分含量を変えることのできる特性を有する吸湿性の物質であることを指定する。水分は周囲空気の湿度が上昇すると吸収され、逆に周囲空気の湿度が減少すると放出される。
【0139】
たとえ相対湿度が一定レベルに保たれても、温度がある範囲内で一定に保たれないと紙の水分含量は必ずしも同じに保たれるとは限らない。水分含量が増減すると、紙の物理的性質は変動する。
【0140】
このため、サンプルは平衡に達するまで少なくとも48時間コンディショニングしなければならない。サンプル試験も同一の雰囲気条件で行う。
【0141】
紙の試験雰囲気は次のデータに合うようにした。
相対湿度:50%(+/−3)
温度:23℃(+/−1)
得られた結果は:
顔料比率:29.3重量%
紙のシート重量:80g/m
上記の方法によるR457光度:75.5%
試験番号21
この試験は従来技術を例示するものであり、比較例となる。
試験方法:試験番号20と同一の操作方法および同一の装置で、填料として試験番号2の炭酸カルシウムの懸濁液を含む紙のシートを形成する。
【0142】
得られた結果は:
顔料レベル:27.3重量%
紙のシート重量:79g/m
上記の方法によるR457光度:75.9%
試験番号22
この試験は本発明を例示するものである。
【0143】
試験方法:試験番号20と同一の操作方法および同一の装置で、填料として試験番号12の炭酸カルシウムの懸濁液を含む紙のシートを形成する。
得られた結果は:
顔料レベル:27.8重量%
紙のシートの重量:82g/m
上記の方法によるR457光度:79.5%
得られた光度は明らかに従来技術の試験番号21の光度よりも良好である。
試験番号23
この試験は本発明を例示するものである。
【0144】
試験方法:試験番号20と同一の操作方法および同一の装置で、填料として試験番号13の炭酸カルシウムの懸濁液を含む紙のシートを形成する。
得られた結果は:
顔料レベル:29重量%
紙のシートの重量:81g/m
上記の方法によるR457光度:77.3%
得られた光度は明らかに従来技術の試験番号21の光度よりも良好である。
【実施例4】
【0145】
この実施例は本発明を例証するものであり、本発明による顔料を紙のコーティング剤および紙の内添剤として使用してインクジェット印刷に使用することに関する。
試験番号24
この実施例は本発明を例証するものであり、実施例2と同一の操作方法および同一の装置をコーティングに使用する。
【0146】
紙の充填の方法と似たやり方で、填料として試験番号11の炭酸カルシウムの懸濁液を含む紙のシートを試験番号20と同一の方法および同一の装置で形成する。
【0147】
コーティングについて、図14は試験番号11の顔料を含むコーティング色でコーティングした紙の印刷結果を示すものであり、またその印刷が明らかに試験番号1の顔料を用いて得た比較例のものより良好である、つまり印刷密度が比較例のものより大きい、すなわちインクのしみが減少し、印刷後のインクの紙の通り抜けが少ないことを示すものである。
【0148】
得られた結果は:
上記の方法によるR457光度:79.3%
得られた光度は明らかに、従来技術の試験番号21のものより良好である。
【図面の簡単な説明】
【0149】
【図1】試験番号1で得られた顔料の電子顕微鏡イメージ
【図2】試験番号2で得られた顔料の電子顕微鏡イメージ
【図3】試験番号3で得られた顔料の電子顕微鏡イメージ
【図4】試験番号4で得られた顔料の電子顕微鏡イメージ
【図5】試験番号5で得られた顔料の電子顕微鏡イメージ
【図6】試験番号6で得られた顔料の電子顕微鏡イメージ
【図7】試験番号11で得られた顔料の電子顕微鏡イメージ
【図8】試験番号1で得られた顔料コーティング紙の印刷結果(従来技術による比較例)
【図9】試験番号6で得られた顔料コーティング紙の印刷結果(本発明による改善)
【図10】試験番号7で得られた顔料コーティング紙の印刷結果(本発明による改善)
【図11】試験番号8で得られた顔料コーティング紙の印刷結果(本発明による改善)
【図12】試験番号9で得られた顔料コーティング紙の印刷結果(本発明による改善)
【図13】試験番号10で得られた顔料コーティング紙の印刷結果(本発明による改善)
【図14】試験番号11で得られた顔料コーティング紙の印刷結果(本発明による改善)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
炭酸カルシウムならびに前記炭酸塩とin situで形成されたガス状COおよび/または外部からの供給によってもたらされるガス状COとの1種または複数の反応生成物、ならびに前記炭酸塩と1種または複数の中程度に強いから強いHイオンドナーとの1種または複数の反応生成物と、少なくとも1種の珪酸アルミニウムならびに/あるいは少なくとも1種の合成シリカならびに/あるいは少なくとも1種の珪酸カルシウムならびに/あるいは珪酸ナトリウムおよび/または珪酸カリウムおよび/または珪酸リチウムなど、好ましくは珪酸ナトリウムなどの少なくとも1種の1価の珪酸塩、ならびに/あるいは少なくとも1種の水酸化アルミニウムならびに/あるいは少なくとも1種のアルミン酸ナトリウムおよび/またはアルミン酸カリウムとのin situでの二重反応および/または多重反応によって形成された生成物を含むことを特徴とし、珪酸ナトリウム、珪酸カリウムまたは珪酸リチウムあるいはそれらの混合物など、好ましくは珪酸ナトリウムなどの一価の珪酸塩を炭酸カルシウムの乾燥重量に対して0.1重量%未満含むことを特徴とし、20℃で測定したpHが7.5より高いことを特徴とする炭酸カルシウムを含む鉱物性顔料。
【請求項2】
炭酸カルシウムが、天然の炭酸カルシウムあるいは天然の炭酸カルシウムとタルク、カオリン、二酸化チタン、酸化マグネシウムまたは中程度に強いから強いHイオンドナーに対して不活性な鉱物との混合物であることを特徴とする請求項1に記載の鉱物性顔料。
【請求項3】
天然の炭酸カルシウムが大理石、方解石、チョーク、ドロマイトまたはその混合物から選択されることを特徴とする請求項2に記載の鉱物性顔料。
【請求項4】
中程度に強いから強いHイオンドナーが、Hイオンを生成する中程度に強いから強い酸またはその混合物から選択されることを特徴とする請求項1から3の一項に記載の鉱物性顔料。
【請求項5】
強い酸は優先的には22℃でpKaが0以下の酸から、より具体的には硫酸、塩酸またはその混合物から選択されることを特徴とし、また中程度に強いHイオンドナーは22℃で0以上2.5以下のpKaを有する酸から、より具体的にはHSO、HSO、HPO、蓚酸またはその混合物から、さらにより優先的には水にほとんど不溶、すなわち溶解度が0.01重量%未満のカルシウムなどの2価のカチオン塩を形成する酸から選択されることを特徴とする請求項1から4の一項に記載の鉱物性顔料。
【請求項6】
ISO9277に従って測定したBET比表面積が25m/g〜200m/g、優先的には30m/g〜80m/gおよび高度に優先的には35m/g〜60m/gであり、Sedigraph(商標)5100で測定して決定した中央粒径が、0.1〜50マイクロメートル、優先的には0.5〜40マイクロメートル、高度に優先的には1〜10マイクロメートルであ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鉱物性顔料。
【請求項7】
請求項1から6のいずれか一項に記載の鉱物性顔料を含むことを特徴とする鉱物性顔料の水性懸濁液。
【請求項8】
炭酸カルシウムならびに前記炭酸塩とin situで形成されたガス状COおよび/または外部からの供給によってもたらされるガス状COとの1種または複数の反応生成物、ならびに前記炭酸塩と1種または複数の中程度に強いから強いHイオンドナーとの1種または複数の反応生成物と、少なくとも1種の珪酸アルミニウムならびに/あるいは少なくとも1種の合成シリカならびに/あるいは少なくとも1種の珪酸カルシウムならびに/あるいは珪酸ナトリウムおよび/または珪酸カリウムおよび/または珪酸リチウムなど、好ましくは珪酸ナトリウムなどの少なくとも1種の1価の珪酸塩、ならびに/あるいは少なくとも1種の水酸化アルミニウムならびに/あるいは少なくとも1種のアルミン酸ナトリウムおよび/またはアルミン酸カリウムとのin situでの二重反応および/または多重反応によって形成された生成物を含み、珪酸ナトリウム、珪酸カリウムあるいは珪酸リチウムあるいはそれらの混合物など、好ましくは珪酸ナトリウムなどの一価の珪酸塩を炭酸カルシウムの乾燥重量に対して0.1重量%未満含む乾燥状態または水性懸濁液中の鉱物性顔料を製造する方法であって、
a)炭酸カルシウムを、水相中で中程度に強いから強い1種または複数のHイオンドナーで処理し、ステップa)の必須の部分として、in situで形成されたガス状COおよび/または外部からの供給によってもたらされるガス状COで処理するステップと、
b)ステップa)に先立っておよび/または同時に、少なくとも1種の珪酸アルミニウムおよび/または少なくとも1種の合成シリカおよび/または少なくとも1種の珪酸カルシウムおよび/または珪酸ナトリウムおよび/または珪酸カリウムおよび/または珪酸リチウムなど、好ましくは珪酸ナトリウムなどの少なくとも1種の一価の珪酸塩を加え、また場合によってはそれに先立っておよび/または同時にアルミン酸ナトリウムおよび/またはアルミン酸カリウムを加えるステップと、
c)場合によっては、塩基、優先的には2価のイオン塩基、高度に優先的には石灰および/または炭酸カルシウムを、乾燥形態または場合によっては1種または複数のアニオン、カチオンおよび/または弱アニオン分散剤を含む水性懸濁液で加えるステップと、
d)場合によっては、アニオン水性懸濁液にステップb)またはc)において得られた生成物を、場合によっては少なくとも1種のアニオン電解質を用いて乾燥物質濃度1%〜80%で入れるステップと、
e)場合によっては、ステップb)またはc)において得られた生成物を少なくとも1種のカチオン電解質を加えたカチオン水性懸濁液に入れるステップと、
f)場合によっては、ステップb)またはc)において得られた生成物を少なくとも1種の弱アニオン電解質を加えた弱アニオン水性懸濁液に入れるステップと、
g)場合によっては、ステップc)〜f)の1つの後で乾燥するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項9】
炭酸カルシウムが天然の炭酸カルシウムあるいは天然の炭酸カルシウムとタルク、カオリン、二酸化チタン、二酸化マグネシウムまたは中程度に強いから強いHイオンドナーに対して不活性な任意の鉱物との混合物であることを特徴とする請求項8に記載の鉱物性顔料の製造方法。
【請求項10】
天然の炭酸カルシウムが大理石、方解石、チョーク、ドロマイトまたはその混合物から選択されることを特徴とする請求項9に記載の鉱物性顔料の製造方法。
【請求項11】
1種または複数の中程度に強いから強いHイオンドナーがHイオンを生成する中程度に強いから強い酸またはその混合物から選択されることを特徴とする請求項8から10の一項に記載の鉱物性顔料の製造方法。
【請求項12】
強い酸が優先的には22℃におけるpKaが0以下の酸から選択され、さらに具体的には硫酸、塩酸またはその混合物から選択されることを特徴とし、1種または複数の中程度に強いHイオンドナーがpKaが22℃において0以上2.5の酸から、より具体的にはHSO、HSO、HPO、蓚酸またはその混合物から選択され、あるいはさらに優先的にはほとんど水に不溶、すなわち溶解度が0.01重量%未満のカルシウムなどの2価のカチオン塩を形成する酸から選択されることを特徴とする請求項8から11の一項に記載の鉱物性顔料の製造方法。
【請求項13】
1種または複数の強い酸を1種または複数の中程度に強い酸と混合してもよいことを特徴とする請求項8から12の一項に記載の鉱物性顔料の製造方法。
【請求項14】
CaCOのモル数に対する中程度に強いから強いHイオンドナーのモル量が全体として0.05〜1、優先的には0.1〜0.5であることを特徴とする請求項8から13の一項に記載の鉱物性顔料の製造方法。
【請求項15】
ステップa)および/またはステップb)を数回繰り返してもよいことを特徴とする請求項8から14の一項に記載の鉱物性顔料の製造方法。
【請求項16】
ステップa)の処理温度が5℃〜100℃、優先的には65℃〜90℃であることを特徴とする請求項8から15の一項に記載の鉱物性顔料の製造方法。
【請求項17】
ステップa)からc)の処理時間が0.01時間〜24時間であることを特徴とする請求項16に記載の鉱物性顔料の製造方法。
【請求項18】
ステップa)からc)の処理時間が0.2時間〜6時間であることを特徴とする請求項17に記載の鉱物性顔料の製造方法。
【請求項19】
処理の終了後1時間から24時間、pHが7.5より高く、珪酸ナトリウム、珪酸カリウムまたは珪酸リチウムまたはそれらの混合物などの一価の珪酸塩の量が炭酸カルシウムの乾燥重量に対して0.1重量%未満であることを特徴とする請求項17に記載の鉱物性顔料の製造方法。
【請求項20】
処理の終了後1時間から5時間、pHが7.5より高く、珪酸ナトリウム、珪酸カリウムまたは珪酸リチウムあるいはそれらの混合物などの一価の珪酸塩の量が炭酸カルシウムの乾燥重量に対して0.1重量%未満であることを特徴とする請求項19に記載の鉱物性顔料の製造方法。
【請求項21】
水相中、低乾燥物質濃度(中程度に強いまたは強い)、優先的には乾燥物質濃度0.3重量%〜80重量%、高度に優先的には15%〜60%で実施することを特徴とする請求項8から20の一項に記載の鉱物性顔料の製造方法。
【請求項22】
ステップb)が、炭酸カルシウムの乾燥重量に対して乾燥重量で0.1%〜25%、優先的には5〜10%加えるステップであることを特徴とする請求項8から21の一項に記載の鉱物性顔料の製造方法。
【請求項23】
ステップd)において、アクリル酸もしくはメタクリル酸などまたはマレイン酸もしくはイタコン酸もしくはそれらの混合物のC〜Cのモノエステルなどの二酸のヘミエステルなどのモノカルボン酸官能基を有する、あるいはクロトン酸、イソクロトン酸、桂皮酸、イタコン酸もしくはマレイン酸などのジカルボン酸官能基または無水マレイン酸などのカルボン酸無水物を有するエチレン性不飽和モノマーから選択されるジカルボン酸官能基を有する、あるいはアクリルアミド−メチル−プロパンスルホン酸、メタリルスルホン酸ナトリウム、ビニルスルホン酸およびスチレンスルホン酸などのスルホン酸官能基を有するエチレン性不飽和モノマーから選択されるスルホン酸官能基を有する、あるいはビニルリン酸、エチレングリコールメタクリレートリン酸エステル、プロピレングリコールメタクリレートリン酸エステル、エチレングリコールアクリレートリン酸エステル、プロピレングリコールアクリレートリン酸エステルおよびそれらのエトキシ化物などのリン酸官能基を有するエチレン性不飽和モノマーから選択されるリン酸官能基を有する、あるいはビニルホスホン酸またはその混合物またはポリホスフェートなどのホスホン酸官能基を有するエチレン性不飽和モノマーから選択されるホスホン酸官能基を有するエチレン性不飽和モノマーのホモポリマーまたはコポリマーの酸性状態を中和していない、または部分的に中和した、または完全に中和したものから選択されるアニオン電解質を乾燥重量で0.05%〜5.0%使用することを特徴とする請求項8から22の一項に記載の鉱物性顔料の製造方法。
【請求項24】
ステップe)において、エチレン性不飽和カチオン性モノマーまたは硫酸または塩化[2−(メタクリロイルオキシ)エチル]トリメチルアンモニウム、塩化または硫酸[2−(アクリロイルオキシ)エチル]トリメチルアンモニウム、塩化または硫酸[3−(アクリルアミド)プロピル]トリメチルアンモニウム、塩化または硫酸ジメチルジアリルアンモニウム、あるいは塩化または硫酸[3−(メタクリルアミド)プロピル]トリメチルアンモニウムなどの第4級アンモニウムのホモポリマーまたはコポリマーから選択されるカチオン電解質を乾燥重量で0.05%〜5.0%使用することを特徴とする請求項8から23の一項に記載の鉱物性顔料の製造方法。
【請求項25】
ステップf)において以下の各項で構成される弱イオン性で水溶性コポリマーから選択される弱アニオン電解質を乾燥重量で0.05%〜5.0%使用することを特徴とする請求項8から24のいずれか一項に記載の鉱物性顔料の製造方法:
a)カルボン酸またはジカルボン酸またはリン酸またはホスホン酸またはスルホン酸のいずれかの官能基またはそれらの混合物を有する少なくとも1種のアニオン性モノマー、
b)少なくとも1種の式(I)のモノマーあるいは式(I)の数種のモノマーの混合物からなる少なくとも1種の非イオン性モノマー、
【化1】

[式中:
mおよびpは150以下のアルキレンオキシド単位の数を表し、
nは150以下のエチレンオキシド単位の数を表し、
qは少なくとも1であり、5≦(m+n+p)q≦150、優先的には15≦(m+n+p)q≦120の整数を表し、
は水素またはメチルもしくはエチル基を表し、
は水素またはメチルもしくはエチル基を表し、
Rは重合性不飽和官能基を含む基を表し、優先的にはビニル基におよびアクリル、メタクリル、マレイン酸、イタコン酸、クロトン酸またはビニルフタル酸エステルの基に属し、ならびにアクリルウレタン、メタクリルウレタン、α−α’−ジメチル−イソプロペニル−ベンジルウレタン、またはアリルウレタンなどのウレタン不飽和基に属し、置換または非置換のアリルまたはビニルエーテル基に属し、あるいはエチレン性不飽和アミドまたはイミド基に属し、
R’は水素または1〜40個の炭素原子を有する炭化水素基を表し、優先的には1〜12個の炭素原子を有する炭化水素基を、高度に優先的には1〜4個の炭素原子を有する炭化水素基を表す]
c)場合によってN−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]アクリルアミドまたはN−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]メタクリルアミドなどの少なくとも1種のアクリルアミドまたはメタクリルアミド型またはその誘導体モノマー、およびその混合物、あるいはアクリル酸アルキルまたはメタクリル酸アルキル、メタクリル酸N−[2−(ジメチルアミノ)エチル]、またはアクリル酸N−[2−(ジメチルアミノ)エチル]などの不飽和エステル、酢酸ビニル、ビニルピロリドン、スチレン、αメチルスチレンおよびその誘導体などのビニルなどの少なくとも1種の非水溶性モノマー、あるいは少なくとも1種のカチオン性モノマーあるいは塩化または硫酸[2−(メタクリロイルオキシ)エチル]トリメチルアンモニウム、塩化または硫酸[2−(アクリロイルオキシ)エチル]トリメチルアンモニウム、塩化または硫酸[3−(アクリルアミド)プロピル]トリメチルアンモニウム、塩化または硫酸ジメチルジアリルアンモニウム、塩化または硫酸[3−(メタクリルアミド)プロピル]トリメチルアンモニウムなどの第4級アンモニウム、あるいは少なくとも1種の有機フッ素化または有機シリル化モノマー、あるいはこれらの数種のモノマーの混合物、
d)場合によっては、架橋モノマーとしての適用の残余に関連する、少なくとも2個のエチレン性不飽和を有する少なくとも1種のモノマー。
【請求項26】
炭酸カルシウムならびに前記炭酸塩とin situで形成されたガス状COおよび/または外部からの供給によってもたらされるガス状COとの1種または複数の反応生成物、ならびに前記炭酸塩と1種または複数の中程度に強いから強いHイオンドナーとの1種または複数の反応生成物と、少なくとも1種の珪酸アルミニウムならびに/あるいは少なくとも1種の合成シリカならびに/あるいは少なくとも1種の珪酸カルシウムならびに/あるいは珪酸ナトリウムおよび/または珪酸カリウムおよび/または珪酸リチウムなど、好ましくは珪酸ナトリウムなどの少なくとも1種の1価の珪酸塩、ならびに/あるいは少なくとも1種の水酸化アルミニウムならびに/あるいは少なくとも1種のアルミン酸ナトリウムおよび/またはアルミン酸カリウムとのin situでの二重反応および/または多重反応によって形成された生成物を含み、請求項8から25のいずれか一項に記載の方法によって得られるものであることを特徴とする乾燥状態または水性懸濁液中の鉱物性顔料。
【請求項27】
ISO9277に従って測定したBET比表面積が25m/g〜200m/g、優先的には30m/g〜80m/g、高度に優先的には35m/g〜60m/gであり、Sedigraph(商標)5100で測定して決定した中央粒径が0.1〜50マイクロメートル、優先的には0.5〜40マイクロメートル、高度に優先的には1〜10マイクロメートルであることを特徴とする請求項26に記載の鉱物性顔料。
【請求項28】
鉱物性顔料はISO9277に従って測定したBET比表面積が25m/g〜200m/g、優先的には30m/gおよび80m/g、高度に優先的には35m/g〜60m/gであり、Sedigraph(商標)5100で測定して決定した中央粒径が0.1〜50マイクロメートル、優先的には0.5〜40マイクロメートル、高度に優先的には1〜10マイクロメートルであることを特徴とし、懸濁液は乾燥物質含量が0.3%〜80%、優先的には15%〜60%であることを特徴とし、少なくとも1種のアニオン電解質を炭酸カルシウムの乾燥重量に対して乾燥重量で0.05%〜5.0%含むことを特徴とするステップd)に従って得られた請求項26または27に記載の鉱物性顔料の水性懸濁液。
【請求項29】
アニオン電解質が請求項23に記載のアニオン電解質から選択されることを特徴とする請求項25に記載の水性懸濁液。
【請求項30】
鉱物性顔料はISO9277に従って測定したBET比表面積が25m/g〜200m/gであり、優先的には30m/g〜80m/g、高度に優先的には35m/g〜60m/gであり、Sedigraph(商標)5100で測定して決定した中央粒径が0.1〜50マイクロメートル、優先的には0.5〜40マイクロメートル、高度に優先的には1〜10マイクロメートルであることを特徴とし、懸濁液の乾燥物質含量が0.3%〜80%、優先的には15%〜60%であることを特徴とし、少なくとも1種のカチオン電解質を炭酸カルシウムの乾燥重量に対して乾燥重量で0.1%〜5.0%含むことを特徴とするステップe)に従って得られた請求項26または27に記載の鉱物性顔料の水性懸濁液。
【請求項31】
カチオン電解質が請求項24に記載のカチオン電解質から選択されることを特徴とする請求項30に記載の水性懸濁液。
【請求項32】
鉱物性顔料のISO9277に従って測定したBET比表面積が25m/g〜200m/g、優先的には30m/g〜80m/g、高度に優先的には35m/g〜60m/gであり、Sedigraph(商標)5100で測定して決定した中央粒径が0.1〜50マイクロメートル、優先的には0.5〜40マイクロメートル、高度に優先的には1〜10マイクロメートルであることを特徴とし、懸濁液の乾燥物質含量が0.3%〜80%、優先的には15%〜60%であることを特徴とし、少なくとも1種の弱アニオン電解質を炭酸カルシウムの乾燥重量に対して乾燥重量で0.05%〜5.0%含むことを特徴とするステップf)に従って得られた請求項26または27に記載の鉱物性顔料の水性懸濁液。
【請求項33】
弱アニオン電解質が請求項25に記載の弱アニオン電解質から選択されることを特徴とする請求項32に記載の水性懸濁液。
【請求項34】
請求項8から25のいずれか一項に記載の方法のステップg)を実施したときに乾燥形態であることを特徴とする請求項26または27に記載の鉱物性顔料。
【請求項35】
非コート紙のシートの生産自体における内添剤としてならびに/あるいは紙の表面処理および/または紙のコーティングの操作におけるコーティングフォーミュレーションの基材としての請求項1から6、26から27および34のいずれか一項に記載の鉱物性顔料の使用。
【請求項36】
非コート紙のシートの生産自体における内添剤としてならびに/あるいは紙の表面処理および/または紙のコーティングの操作におけるコーティングフォーミュレーションの基材としての請求項7および28から33のいずれか一項に記載の水性懸濁液の使用。
【請求項37】
基材内においておよび/またはコーティングにおいて請求項1から6、26から27および34のいずれか一項に記載の鉱物性顔料を含むことを特徴とするインクジェット印刷用の紙。
【請求項38】
基材内においておよび/またはコーティングにおいて請求項7および28から33のいずれか一項に記載の水性懸濁液を含むことを特徴とするインクジェット印刷用の紙。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【公表番号】特表2006−523251(P2006−523251A)
【公表日】平成18年10月12日(2006.10.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−506354(P2006−506354)
【出願日】平成16年3月17日(2004.3.17)
【国際出願番号】PCT/IB2004/000773
【国際公開番号】WO2004/083316
【国際公開日】平成16年9月30日(2004.9.30)
【出願人】(505351050)オムヤ・デベロツプメント・アー・ゲー (22)
【Fターム(参考)】