炭酸カルシウム含有物質の水性懸濁液への添加剤としての２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの使用
少なくとも１種の炭酸カルシウム含有物質を２５から６２体積％含有する水性懸濁液への添加剤としての２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの使用であり、この使用により懸濁液の伝導度についての安定性が改善される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭酸カルシウム含有物質の水性懸濁液およびこれに添加される添加剤の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭酸カルシウム含有物質の水性懸濁液の調製では、この懸濁液の特性の１種以上を調整する目的で、添加剤を選択して導入する必要があることが多い。
【０００３】
この添加剤選択において、当業者は、添加剤を添加しても経済的であることに変わりはなく、添加剤が生産下流でのこの懸濁液の輸送、加工および使用において望ましくない相互作用または悪影響を及ぼしてはならないことを念頭に置く必要がある。
【０００４】
当業者がこれまでほとんど取り組んでこなかった検討材料の中で、本発明者がその重要性を認識しているものは、炭酸カルシウム含有物質懸濁液の電気伝導度に大幅な変化をもたらすことのない、つまり増加させることのない添加剤の選択である。
【０００５】
実際、懸濁液の電気伝導度の測定に基づいて、このような懸濁液の加工および輸送の態様を調節することは有利であり得る。
【０００６】
例えば、所定の経路または単位を通じたこのような懸濁液の流速は、懸濁液伝導度からなる測定に従って制御することができる。Ｋｌａｕｓｎｅｒ Ｆ ｅｔ ａｌ．による表題「Ａ Ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ Ｂａｓｅｄ Ｓｏｌｉｄｓ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ ｆｏｒ Ｌａｒｇｅ Ｄｉａｍｅｔｅｒ Ｓｌｕｒｒｙ Ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ」（Ｊ．Ｆｌｕｉｄｓ Ｅｎｇ．／Ｖｏｌｕｍｅ １２２／Ｉｓｓｕｅ ４／Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ）という論文には、所定の直径のパイプラインを通過するスラリーの固形分濃度を伝導率測定に基づいて測定する装置が記載されている。こうした伝導率測定に基づいて、面積平均濃度履歴だけでなく、管の先端から末端までのスラリー濃度の変異を示すグラフ表示を得ることが可能である。
【０００７】
容器の充填度合いも同様に、容器壁に沿って所定の高さで伝導度を検出することにより管理することができる。
【０００８】
しかしながら、電気伝導度の測定に基づくこのような調節システムを有効利用しようとすると、当業者は１つ以上の機能を与えるのに必要であるが同時に電気伝導度の値に大幅な変化をもたらすことのない添加剤を選択するという難問に直面する。
【０００９】
炭酸カルシウム含有物質懸濁液に用いられる添加剤の機能の１つは、懸濁液の酸性化、中和、またはアルカリ化のいずれかに関わらず懸濁液ｐＨの調節である。
【００１０】
懸濁液が導入される利用環境のｐＨと一致させるのに、またはｐＨに敏感な添加剤を添加するための調製において、懸濁液アルカリ化は、特に必要である。ｐＨを上げる段階は、懸濁液の消毒、または消毒の補助にも役立つ。ｐＨの調節は、加工中に炭酸カルシウムが酸性環境と接触することで望ましくない溶解を起こすのを回避するためにも必要となり得る。
【００１１】
炭酸カルシウム含有物質の水性懸濁液懸濁液に用いられ、当業者が入手可能であるこのようなｐＨ調節添加剤は数多く存在する。
【００１２】
炭酸カルシウム含有物質の水性懸濁液のｐＨを上げるのに用いることができる添加剤の第一のグループは、水酸化物イオン含有添加剤のグループであり、特にアルカリおよびアルカリ土類金属水酸化物がある。
【００１３】
例えば、ＵＳ６，９９１，７０５は、アルカリ金属水酸化物供給（水酸化ナトリウム供給など）と二酸化炭素供給を組み合わせることによる、パルプ懸濁液（これは炭酸カルシウムを含んでいてもよい。）のアルカリ度の上昇を記載している。
【００１４】
このような添加剤としてその他には、水酸化カリウム、水酸化マグネシウムおよび水酸化アンモニウムが、ＥＰ１７９５５０２に記載されるとおり、ＰＣＣ懸濁液のｐＨを１０から１３の範囲で制御するのに用いられるものである。
【００１５】
ＷＯ９８／４９２６１には、ｐＨ７から１３の研磨洗浄液組成物が記載されている。この組成物は、懸濁液系を形成する１種以上の界面活性剤、１種以上の懸濁した研磨剤、Ｃ２−Ｃ６アルカノールアミンおよび炭化水素系共溶媒を含むものである。
【００１６】
ＷＯ９８／５６９８８は、パルプ懸濁液のｐＨを緩衝剤で安定化させる方法および安定化したパルプ懸濁液から紙を製造する方法に関する。パルプ懸濁液のアルカリ度は、アルカリ金属水酸化物供給と二酸化炭素供給の組み合わせにより上昇する。
【００１７】
炭酸カルシウム含有物質の水性懸濁液のｐＨを上げるのに用いることができる添加剤の第二のグループは、水酸化物イオンを含有しないが水と反応することで水酸化物イオンを生成する添加剤である。
【００１８】
このような添加剤は、弱酸の塩（ナトリウム塩など）であり得る。この種の添加剤の例として、酢酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウムおよびリン酸アルカリ塩（例えば、トリポリリン酸塩、オルトリン酸のナトリウムおよび／またはカリウム塩など）が挙げられる。
【００１９】
さらには、炭酸カルシウム含有物質懸濁液のｐＨを上げる目的で、例えば、アンモニア、アミンおよびアミドをはじめとする窒素系添加剤を用いることも可能である。
【００２０】
特に、窒素系添加剤として、第一級、第二級および第三級のアミン類を挙げることができる。懸濁液のｐＨを上げるのに用いられるアルカノールアミンとして、例えば、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）およびメチルアミノエタノール（ＭＡＥ）が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】米国特許第６，９９１，７０５号明細書
【特許文献２】欧州特許第１７９５５０２号明細書
【特許文献３】国際公開第９８／４９２６１号
【特許文献４】国際公開第９８／５６９８８号
【非特許文献】
【００２２】
【非特許文献１】Ｋｌａｕｓｎｅｒ Ｆ ｅｔ ａｌ．，「Ａ Ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ Ｂａｓｅｄ Ｓｏｌｉｄｓ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ ｆｏｒ Ｌａｒｇｅ Ｄｉａｍｅｔｅｒ Ｓｌｕｒｒｙ Ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ」（Ｊ．Ｆｌｕｉｄｓ Ｅｎｇ．／Ｖｏｌｕｍｅ １２２／Ｉｓｓｕｅ ４／Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
上記の添加剤は全て、共通の機構、即ち水と反応することで懸濁液に水酸化物イオンを提供するか生成させることにより水性懸濁液のｐＨを上げる。
【００２４】
文献から、アルカリ性条件下で水酸化物イオン濃度を上昇させると、これに並行して伝導度も上昇することが知られている（「Ａｎａｌｙｔｉｋｕｍ」，５ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ，１９８１，ＶＥＢ Ｄｅｕｔｓｃｈｅｒ Ｖｅｒｌａｇ ｆｕｒ Ｇｒｕｎｄｓｔｏｆｆｉｎｄｕｓｔｒｉｅ，Ｌｅｉｐｚｉｇ，ｐａｇｅ １８５−１８６ ｒｅｆｅｒｒｉｎｇ ｔｏ「Ｋｏｎｄｕｋｔｏｍｅｔｒｉｓｃｈｅ Ｔｉｔｒａｔｉｏｎ」）。
【００２５】
本明細書中以下の実施例セクションで示されるとおりのアルカリ金属およびアルカリ土類金属の水酸化物ならびにアミン（トリエタノールアミンなど）が炭酸カルシウム含有物質の水性懸濁液のｐＨを上げるのと並行して伝導度を大幅に上昇させるという補強証拠と合わせて、文献に記載される上記の一般知識を考えると、ある特定のｐＨ調節剤が、こうした添加剤と同じ機構、即ち懸濁液に水酸化物イオンの導入をもたらすことにより懸濁液ｐＨを上げながらも伝導度の上昇を最小限にしか引き起こさないことは、当業者にはまったく予測し得ないものである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
従って、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールが、ｐＨ８．５から１１を有し、少なくとも１種の炭酸カルシウム含有物質を２５から６２体積％含有する水性懸濁液に対して、懸濁液伝導度を１００μＳ／ｃｍ／ｐΗ単位内に維持しながら懸濁液ｐＨを少なくとも０．３ｐＨ単位上げる添加剤として利用できると本出願人が同定したことはまったく驚くべきことであり、ｐＨを上げるのに用いられる一般的な添加剤に基づく予想とはまったく反対のものであった。
【００２７】
従って、本発明の第一の態様は、懸濁液の全体積を基準として２５から６２体積％の少なくとも１種の炭酸カルシウム含有物質を含有し、ｐＨが８．５から１１である水性懸濁液に対して、懸濁液ｐＨを少なくとも０．３ｐＨ単位上げるが、懸濁液伝導度変化はｐＨ単位あたり１００μＳ／ｃｍ以下である、添加剤としての２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノール
【００２８】
【化１】
の使用に関するものである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明による「伝導度」とは、本明細書中以下の実施例セクションで定義される測定方法に従って測定されるとおりの、炭酸塩含有物質水性懸濁液の電気伝導度を意味するものとする。
【００３０】
本発明の目的のため、ｐＨは、本明細書中以下の実施例セクションで定義される測定方法に従って測定されるものとする。
【００３１】
懸濁液中の固形物の体積割合（体積％）は、本明細書中以下の実施例セクションで定義される方法に従って求められる。
【００３２】
好適な実施形態において、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノール添加剤は、水性溶液として、炭酸カルシウム含有物質に添加される。
【００３３】
別の好適な実施形態において、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノール添加剤は、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールに関して９０％超、好ましくは９５％超、より好ましくは９９％超の化学純度を有する。
【００３４】
好適な実施形態において、懸濁液は、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールを添加する前に、７００から２０００μＳ／ｃｍ、好ましくは８００から１３００μＳ／ｃｍの伝導度を有する。
【００３５】
別の好適な実施形態において、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの添加後、懸濁液伝導度の変化は、ｐＨ単位あたり７０μＳ／ｃｍ以下、好ましくはｐＨ単位あたり５０μＳ／ｃｍ以下である。
【００３６】
別の好適な実施形態において２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの添加後、懸濁液伝導度の変化は、１０％を超えず、好ましくは６％を超えず、より好ましくは３％を超えない。
【００３７】
別の好適な実施形態において、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールを添加する前、懸濁液はｐＨが９から１０．３である。
【００３８】
別の好適な実施形態において、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールは、水性懸濁液のｐＨを少なくとも０．４ｐＨ単位上げる量で、懸濁液に添加される。
【００３９】
２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの添加前の懸濁液ｐＨが８．５から９の場合、この２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールは、好ましくは、懸濁液のｐＨを少なくとも１．０ｐＨ単位上げる量でこの懸濁液に添加される。２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの添加前の懸濁液ｐＨが９から１０の場合、この２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールは、好ましくは、水性懸濁液のｐＨを少なくとも０．７ｐＨ単位上げる量でこの懸濁液に添加される。
【００４０】
２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの添加前、懸濁液の温度は、好ましくは５から１００℃、より好ましくは３５から８５℃、さらにより好ましくは４５から７５℃である。
【００４１】
好適な実施形態において、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールは、懸濁液の水相１リットル当たり、５００から１５０００ｍｇ、好ましくは１０００から５０００ｍｇ、より好ましくは１３００から２０００ｍｇの量で、懸濁液に添加される。
【００４２】
懸濁液に含まれる炭酸カルシウム含有物質に関して、この物質は、炭酸カルシウムを、この炭酸カルシウム含有物質の合計等価乾燥重量に対して、少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも８０重量％、より好ましくは少なくとも９８重量％の割合で含む。
【００４３】
炭酸カルシウム含有物質の炭酸カルシウムは、沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）でも、天然重質炭酸カルシウム（ＮＧＣＣ）でも、表面反応炭酸カルシウム（ＳＲＣＣ）でも、これらの混合物でもよい。
【００４４】
表面反応炭酸カルシウムとは、炭酸カルシウムと酸および二酸化炭素との反応生成物を示すものとする。この二酸化炭素は酸処理により系中で形成される、および／または、外部から供給されるものである。表面で反応した天然の炭酸カルシウムは、２０℃で測定して６．０より高いｐＨを有する水性懸濁液の形で調製される。このような生成物は、複数の文献に記載があるが、中でもＷＯ００／３９２２２、ＷＯ２００４／０８３３１６およびＥＰ２０７０９９１に記載され、これらの参照の内容は本出願に含められる。
【００４５】
好適な実施形態において、懸濁液は、炭酸カルシウム含有物質を、この懸濁液の全体積を基準にして、４５から６０体積％、好ましくは４８から５８体積％、より好ましくは４９から５７体積％含有する。
【００４６】
別の好適な実施形態において、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールは、懸濁液中の炭酸カルシウム含有物質を粉砕する段階の前、中、または後に、好ましくは後に添加される。
【００４７】
２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールを乾燥形態の炭酸カルシウム含有物質に添加し、好ましくは一緒に乾式粉砕してから炭酸カルシウム含有物質の懸濁液を形成することも有利であり得る。
【００４８】
２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールを懸濁液に添加した後、懸濁液を、伝導度に基づく調節装置を備えたユニットに導入することができる。
【００４９】
例えば、懸濁液伝導度を測定することで、懸濁液を定められた高さまで容器またはユニットに導入することができる。
【００５０】
懸濁液は、追加でまたは代替で、懸濁液伝導度の関数として調節される懸濁液スループットを有する経路を通過させることができる。
【００５１】
これに関して、「経路」は、限定のどのような定義もないスループット、即ち工程の１つの経路後だけでなく、スループットの限定された領域を示すことも可能である。
【００５２】
本発明の上記実施形態は、互いに組み合わせて用いることが可能であり、また互いに組み合わせて用いることを意図していることが理解されるはずである。
【００５３】
上記の２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの使用の利点を考慮して、本発明のさらなる態様は、少なくとも１種の炭酸カルシウム含有物質を２５から６２体積％含有し、ｐＨが８．５から１１の範囲にある水性懸濁液のｐＨを上げる方法に関し、この方法は、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールを、懸濁液ｐＨが少なくとも０．３ｐＨ単位、好ましくは少なくとも０．５または少なくとも０．７ｐＨ単位上がるが、同時に、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの添加により引き起こされる懸濁液伝導度変化がｐＨ単位あたり１００μＳ／ｃｍ以下、好ましくはｐＨ単位あたり５０μＳ／ｃｍ以下、より好ましくはｐＨ単位あたり２０μＳ／ｃｍ以下であるような量で、懸濁液に添加する段階を含む。
【００５４】
本発明の２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの使用に関する上記の有利な実施形態は、本発明の方法にも応用され得ることが理解されるはずである。即ち、上記の好適な実施形態およびこれらの任意の組み合わせは、本発明の方法にも応用され得る。
【００５５】
本発明の範囲および対象は、以下の実施例に基づいてよりよく理解される。実施例は、本発明の特定の実施形態を例示するためのものであって制限するものではない。
【実施例】
【００５６】
測定法：
懸濁液ｐＨの測定
懸濁液のｐＨは、Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ Ｓｅｖｅｎ Ｅａｓｙ ｐＨ測定器およびＭｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ ＩｎＬａｂ（登録商標）Ｅｘｐｅｒｔ Ｐｒｏ ｐＨ電極を用いて、２５℃で測定する。
【００５７】
２０℃でｐＨ値がそれぞれ４、７および１０である市販の緩衝液（Ａｌｄｒｉｃｈ製）を用いて、装置の３点較正（セグメント方式で）を最初に行う。
【００５８】
報告されるｐＨ値は、装置により検出されるエンドポイントの値である（エンドポイントは、測定値と平均との差が０．１ｍＶ未満になって６秒間これが続いたときをいう。）。
【００５９】
懸濁液伝導度の測定
懸濁液の伝導度は、ｐｅｎｄｒａｕｌｉｋ歯付円盤撹拌器を用いてこの懸濁液を１５００ｒｐｍで撹拌し、続いて直接、対応するＭｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ伝導度拡張ユニットおよびＭｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ ＩｎＬａｂ（登録商標）７３０伝導度プローブを備えたＭｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ Ｓｅｖｅｎ Ｍｕｌｔｉ装置を用い２５℃で測定する。
【００６０】
装置は、Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏから販売されている伝導度較正液を用い、関連する伝導度範囲で、較正を最初に行う。伝導度への温度の影響は、装置の線形補正モードで自動的に補正される。
【００６１】
測定された伝導度は、２０℃の基準温度について報告される。報告される伝導度の値は、装置により検出されるエンドポイントの値である（エンドポイントは、測定値と平均との差が０．４％未満になって６秒間これが続いたときをいう。）。
【００６２】
粒子状物質の、粒子径分布（径がＸ未満の粒子の質量％）および重量メジアン粒径（ｄ５０）
粒子状物質の重量メジアン粒径および粒径質量分布は、沈降法、即ち重量測定場での沈降挙動の分析により求められる。測定は、Ｓｅｄｉｇｒａｐｈ（商標）５１００を用いて行う。
【００６３】
測定方法および装置は、当業者に既知であり、充填剤および顔料の粒子の大きさを求めるのに一般的に用いられる。測定は、０．１重量％Ｎａ４Ｐ２０７水溶液で行われる。試料は、高速撹拌器および超音波を用いて分散させた。
【００６４】
粘度の測定
ＲＶＴ型Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ（商標）粘度計に、室温で適切なディスクスピンドル２、３、または４を用い、室温で１００ｒｐｍ（毎分回転数）の回転速度にて１分間撹拌した後、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度を測定する。
【００６５】
懸濁液中の物質の固形分体積（体積％）
固形分体積は、固形物の体積を水性懸濁液の全体積で割ることで求める。
【００６６】
固形物の体積は、懸濁液の水相を蒸発させ、得られた物質を１２０℃で一定重量になるまで乾燥させることで得られる固形物の重量を測定し、この重量価を固形物の比重で割って容積価に変換することで求められる。
【００６７】
本明細書中以下の実施例は、本質的に炭酸カルシウムのみからなる物質を用い、上記の固形分体積計算の目的で、「Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ」（ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ；６０ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ）に記載される天然の方解石の比重値に基づいて、比重値として２．７ｇ／ｍｌを用いた。
【００６８】
懸濁液中の物質の固形分重量（重量％）
固形分重量は、固形物の重量を水性懸濁液の全重量で割ることで求める。
【００６９】
固形物質の重量は、懸濁液の水相を蒸発させ、得られた物質を一定重量になるまで乾燥させることで得られる固形物質の重量を測定して求める。
【００７０】
懸濁液の水相１リットル当たりの添加剤添加量（ｍｇ）
懸濁液の水相１リットル当たりの添加剤の量を見積もる目的で、懸濁液の全体積から固相の体積（上記の固形分体積の求め方を参照）を差し引くことで水相の体積（リットル）を最初に求める。
【００７１】
［実施例１］
この実施例は、ノルウェー産大理石由来の天然の炭酸カルシウムを用いるが、この炭酸カルシウムは、最初に１０から３００ｍｍの炭酸カルシウム岩石を乾式自己粉砕して４２から４８μｍのｄ５０に相当する粉末度にし、続いて乾式粉砕産物を、１．４リットル縦型ビーズミル（Ｄｙｎｏｍｉｌｌ）にて５から１５重量％の固形分重量で０．６から１ｍｍのケイ酸ジルコニウムビーズを用い水で湿式粉砕し、粒子の９５重量％が直径２μｍ未満、粒子の７５重量％が直径１μｍ未満、粒子の８重量％が直径０．２μｍ未満であり、ｄ５０が０．６１μｍとなるまでこの粉砕を行うことで得られるものである。粉砕工程中、分散助剤も粉砕助剤も添加しない。
【００７２】
次いで、得られた懸濁液をフィルタープレスして濃縮し、固形分体積が約４５体積％のフィルターケーキとする。続いて、それぞれ固形分重量基準で、５０モル％がナトリウムで中和されているポリアクリル酸（Ｍｗ≒１２０００ｇ／ｍｏｌ、Ｍｎ≒５０００ｇ／ｍｏｌ）０．４５重量％およびリン酸二水素ナトリウム０．２０重量％を添加してから熱濃縮することで、固形分体積が約５０体積％の懸濁液とする。
【００７３】
この懸濁液０．４ｋｇを、直径８ｃｍの１リットルビーカーに入れる。ｐｅｎｄｒａｕｌｉｋ歯付円盤撹拌器を、撹拌円盤がビーカーの底から約１ｃｍ上にあるようにビーカーに入れる。測定された懸濁液伝導度およびｐＨの初期値を以下の表に示す。
【００７４】
５０００ｒｐｍで撹拌しながら、以下の表に記載の試験ごとに指定される種類（ＰＡ＝従来技術による添加剤、ＩＮ＝本発明による添加剤）の添加剤（水溶液の形で）を指定の量で、１分間かけてスラリーに添加する。添加し終わったら、スラリーをさらに５分間撹拌し、その後、懸濁液のｐＨおよび伝導度を測定する。
【００７５】
【表１】
【００７６】
上記の表の結果は、本発明の目的が本発明による方法によってのみ達成されることを示す。
【００７７】
［実施例２］
この実施例は、ノルウェー産の天然の炭酸カルシウムを用いるが、この炭酸カルシウムは、最初に１０から３００ｍｍの炭酸カルシウム岩石を乾式自己粉砕して４２から４８μｍのｄ５０に相当する粉末度にし、続いて乾式粉砕産物を、１．４リットル縦型ビーズミル（Ｄｙｎｏｍｉｌｌ）にて固形分重量基準で７７．５重量％の０．６から１ｍｍのケイ酸ジルコニウムビーズを用い、固形物の等価乾燥重量基準で０．６５重量％のナトリウムおよびマグネシウムで中和したポリアクリル酸塩（Ｍｗ≒６０００ｇ／ｍｏｌ、Ｍｎ≒２３００ｇ／ｍｏｌ）を加えた水中で湿式粉砕し、粒子の９０重量％が直径２μｍ未満、粒子の６５重量％が直径１μｍ未満、粒子の１５重量％が直径０．２μｍ未満であり、ｄ５０が０．８μｍとなるまで縦型ビーズミルを循環させることで得られるものである。
【００７８】
この懸濁液０．４ｋｇを、直径８ｃｍの１リットルビーカーに入れる。ｐｅｎｄｒａｕｌｉｋ歯付円盤撹拌器を、撹拌円盤がビーカーの底から約１ｃｍ上にあるようにビーカーに入れる。測定された懸濁液伝導度およびｐＨの初期値、を以下の表に示す。また、添加剤の添加前に室温で１００ｒｐｍ（毎分回転数）で測定されたＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度は５２６ｍＰａｓである。
【００７９】
５０００ｒｐｍで撹拌しながら、以下の表に記載の試験ごとに指定される種類（ＰＡ＝従来技術による添加剤、ＩＮ＝本発明による添加剤）の添加剤（水溶液の形）を指定の量で、１分間かけてスラリーに添加する。添加し終わったら、スラリーをさらに５分間撹拌し、その後、懸濁液のｐＨおよび伝導度を測定する。Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度も室温で１００ｒｐｍで６０秒間撹拌後に測定する（表２の０日目に該当）。スラリー試料は、数日間、室温で２０ｒｐｍで撹拌し続ける。２日間、４日間および７日間貯蔵後に、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度を再び測定する。以下の表２に記載のＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度は、１００ｒｐｍで６０秒間撹拌後に測定したものである。
【００８０】
【表２】
【００８１】
上記の表の結果は、本発明の目的が本発明による方法によってのみ達成されることを示す。
【００８２】
上記の結果は、本発明の目的だけでなく懸濁液のＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度の安定性を得るのにも２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの使用が有利であることも示している。
【００８３】
［実施例３］
この実施例では、炭酸カルシウム懸濁液のｐＨを、ＫＯＨ溶液および２（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールそれぞれを用いて、規定のｐＨ値に調節した。
【００８４】
この実施例は、オーストリア産（Ｋａｒｎｔｅｎ州）の天然の炭酸カルシウムを用いるが、この炭酸カルシウムは、最初に１０から３００ｍｍの炭酸カルシウム岩石を湿式自己粉砕して４２から４８μｍのｄ５０に相当する粉末度にし、続いて予備粉砕した産物に、固形物の等価乾燥重量基準で０．６５重量％の５０モル％ナトリウムおよび５０モル％マグネシウムで中和したポリアクリル酸塩（Ｍｗ≒６０００ｇ／ｍｏｌ、Ｍｎ≒２３００ｇ／ｍｏｌ）を加え、これを１．４リットル縦型ビーズミル（Ｄｙｎｏｍｉｌｌ）にて７７．５重量％の固形分重量で０．６から１ｍｍのケイ酸ジルコニウムビーズを用いて、さらに湿式粉砕し、粒子の９０重量％が直径２μｍ未満、粒子の６５重量％が直径１μｍ未満、粒子の１５重量％が直径０．２μｍ未満であり、ｄ５０が０．７μｍ（Ｓｅｄｉｇｒａｐｈ５１００で測定して）となるまで縦型ビーズミルを循環させることで得られるものである。
【００８５】
この懸濁液０．４ｋｇを、１リットルビーカーに入れる。ｐｅｎｄｒａｕｌｉｋ歯付円盤撹拌器を、撹拌円盤がビーカーの底から約１ｃｍ上にあるようにビーカーに入れる。測定された懸濁液伝導度およびｐＨの初期値を以下の表に示す。
【００８６】
５０００ｒｐｍで撹拌しながら、以下の表に記載の試験ごとに指定される種類（ＰＡ＝従来技術による添加剤、ＩＮ＝本発明による添加剤）の添加剤（水溶液の形で）を指定の量で、１分間かけてスラリーに添加する。添加し終わったら、スラリーをさらに５分間撹拌し、その後、懸濁液のｐＨおよび伝導度を測定する。
【００８７】
【表３】
【００８８】
表の結果をまとめると、懸濁液伝導度の上昇は、ＫＯＨではｐＨ単位あたり１００μＳ／ｃｍを超えたのに対して、２（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの場合は、伝導度上昇はｐＨ単位あたり９μＳ／ｃｍだけであった。従って、これらのデータは、ＫＯＨと２（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの使用の差を明らかに示している。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭酸カルシウム含有物質の水性懸濁液およびこれに添加される添加剤の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
炭酸カルシウム含有物質の水性懸濁液の調製では、この懸濁液の特性の１種以上を調整する目的で、添加剤を選択して導入する必要があることが多い。
【０００３】
この添加剤選択において、当業者は、添加剤を添加しても経済的であることに変わりはなく、添加剤が生産下流でのこの懸濁液の輸送、加工および使用において望ましくない相互作用または悪影響を及ぼしてはならないことを念頭に置く必要がある。
【０００４】
当業者がこれまでほとんど取り組んでこなかった検討材料の中で、本発明者がその重要性を認識しているものは、炭酸カルシウム含有物質懸濁液の電気伝導度に大幅な変化をもたらすことのない、つまり増加させることのない添加剤の選択である。
【０００５】
実際、懸濁液の電気伝導度の測定に基づいて、このような懸濁液の加工および輸送の態様を調節することは有利であり得る。
【０００６】
例えば、所定の経路または単位を通じたこのような懸濁液の流速は、懸濁液伝導度からなる測定に従って制御することができる。Ｋｌａｕｓｎｅｒ Ｆ ｅｔ ａｌ．による表題「Ａ Ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ Ｂａｓｅｄ Ｓｏｌｉｄｓ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ ｆｏｒ Ｌａｒｇｅ Ｄｉａｍｅｔｅｒ Ｓｌｕｒｒｙ Ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ」（Ｊ．Ｆｌｕｉｄｓ Ｅｎｇ．／Ｖｏｌｕｍｅ １２２／Ｉｓｓｕｅ ４／Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ）という論文には、所定の直径のパイプラインを通過するスラリーの固形分濃度を伝導率測定に基づいて測定する装置が記載されている。こうした伝導率測定に基づいて、面積平均濃度履歴だけでなく、管の先端から末端までのスラリー濃度の変異を示すグラフ表示を得ることが可能である。
【０００７】
容器の充填度合いも同様に、容器壁に沿って所定の高さで伝導度を検出することにより管理することができる。
【０００８】
しかしながら、電気伝導度の測定に基づくこのような調節システムを有効利用しようとすると、当業者は１つ以上の機能を与えるのに必要であるが同時に電気伝導度の値に大幅な変化をもたらすことのない添加剤を選択するという難問に直面する。
【０００９】
炭酸カルシウム含有物質懸濁液に用いられる添加剤の機能の１つは、懸濁液の酸性化、中和、またはアルカリ化のいずれかに関わらず懸濁液ｐＨの調節である。
【００１０】
懸濁液が導入される利用環境のｐＨと一致させるのに、またはｐＨに敏感な添加剤を添加するための調製において、懸濁液アルカリ化は、特に必要である。ｐＨを上げる段階は、懸濁液の消毒、または消毒の補助にも役立つ。ｐＨの調節は、加工中に炭酸カルシウムが酸性環境と接触することで望ましくない溶解を起こすのを回避するためにも必要となり得る。
【００１１】
炭酸カルシウム含有物質の水性懸濁液懸濁液に用いられ、当業者が入手可能であるこのようなｐＨ調節添加剤は数多く存在する。
【００１２】
炭酸カルシウム含有物質の水性懸濁液のｐＨを上げるのに用いることができる添加剤の第一のグループは、水酸化物イオン含有添加剤のグループであり、特にアルカリおよびアルカリ土類金属水酸化物がある。
【００１３】
例えば、ＵＳ６，９９１，７０５は、アルカリ金属水酸化物供給（水酸化ナトリウム供給など）と二酸化炭素供給を組み合わせることによる、パルプ懸濁液（これは炭酸カルシウムを含んでいてもよい。）のアルカリ度の上昇を記載している。
【００１４】
このような添加剤としてその他には、水酸化カリウム、水酸化マグネシウムおよび水酸化アンモニウムが、ＥＰ１７９５５０２に記載されるとおり、ＰＣＣ懸濁液のｐＨを１０から１３の範囲で制御するのに用いられるものである。
【００１５】
ＷＯ９８／４９２６１には、ｐＨ７から１３の研磨洗浄液組成物が記載されている。この組成物は、懸濁液系を形成する１種以上の界面活性剤、１種以上の懸濁した研磨剤、Ｃ２−Ｃ６アルカノールアミンおよび炭化水素系共溶媒を含むものである。
【００１６】
ＷＯ９８／５６９８８は、パルプ懸濁液のｐＨを緩衝剤で安定化させる方法および安定化したパルプ懸濁液から紙を製造する方法に関する。パルプ懸濁液のアルカリ度は、アルカリ金属水酸化物供給と二酸化炭素供給の組み合わせにより上昇する。
【００１７】
炭酸カルシウム含有物質の水性懸濁液のｐＨを上げるのに用いることができる添加剤の第二のグループは、水酸化物イオンを含有しないが水と反応することで水酸化物イオンを生成する添加剤である。
【００１８】
このような添加剤は、弱酸の塩（ナトリウム塩など）であり得る。この種の添加剤の例として、酢酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウムおよびリン酸アルカリ塩（例えば、トリポリリン酸塩、オルトリン酸のナトリウムおよび／またはカリウム塩など）が挙げられる。
【００１９】
さらには、炭酸カルシウム含有物質懸濁液のｐＨを上げる目的で、例えば、アンモニア、アミンおよびアミドをはじめとする窒素系添加剤を用いることも可能である。
【００２０】
特に、窒素系添加剤として、第一級、第二級および第三級のアミン類を挙げることができる。懸濁液のｐＨを上げるのに用いられるアルカノールアミンとして、例えば、モノエタノールアミン（ＭＥＡ）、ジエタノールアミン（ＤＥＡ）およびメチルアミノエタノール（ＭＡＥ）が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２１】
【特許文献１】米国特許第６，９９１，７０５号明細書
【特許文献２】欧州特許第１７９５５０２号明細書
【特許文献３】国際公開第９８／４９２６１号
【特許文献４】国際公開第９８／５６９８８号
【非特許文献】
【００２２】
【非特許文献１】Ｋｌａｕｓｎｅｒ Ｆ ｅｔ ａｌ．，「Ａ Ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ Ｂａｓｅｄ Ｓｏｌｉｄｓ Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ Ｓｅｎｓｏｒ ｆｏｒ Ｌａｒｇｅ Ｄｉａｍｅｔｅｒ Ｓｌｕｒｒｙ Ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ」（Ｊ．Ｆｌｕｉｄｓ Ｅｎｇ．／Ｖｏｌｕｍｅ １２２／Ｉｓｓｕｅ ４／Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
上記の添加剤は全て、共通の機構、即ち水と反応することで懸濁液に水酸化物イオンを提供するか生成させることにより水性懸濁液のｐＨを上げる。
【００２４】
文献から、アルカリ性条件下で水酸化物イオン濃度を上昇させると、これに並行して伝導度も上昇することが知られている（「Ａｎａｌｙｔｉｋｕｍ」，５ｔｈ Ｅｄｉｔｉｏｎ，１９８１，ＶＥＢ Ｄｅｕｔｓｃｈｅｒ Ｖｅｒｌａｇ ｆｕｒ Ｇｒｕｎｄｓｔｏｆｆｉｎｄｕｓｔｒｉｅ，Ｌｅｉｐｚｉｇ，ｐａｇｅ １８５−１８６ ｒｅｆｅｒｒｉｎｇ ｔｏ「Ｋｏｎｄｕｋｔｏｍｅｔｒｉｓｃｈｅ Ｔｉｔｒａｔｉｏｎ」）。
【００２５】
本明細書中以下の実施例セクションで示されるとおりのアルカリ金属およびアルカリ土類金属の水酸化物ならびにアミン（トリエタノールアミンなど）が炭酸カルシウム含有物質の水性懸濁液のｐＨを上げるのと並行して伝導度を大幅に上昇させるという補強証拠と合わせて、文献に記載される上記の一般知識を考えると、ある特定のｐＨ調節剤が、こうした添加剤と同じ機構、即ち懸濁液に水酸化物イオンの導入をもたらすことにより懸濁液ｐＨを上げながらも伝導度の上昇を最小限にしか引き起こさないことは、当業者にはまったく予測し得ないものである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
従って、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールが、ｐＨ８．５から１１を有し、少なくとも１種の炭酸カルシウム含有物質を２５から６２体積％含有する水性懸濁液に対して、懸濁液伝導度を１００μＳ／ｃｍ／ｐΗ単位内に維持しながら懸濁液ｐＨを少なくとも０．３ｐＨ単位上げる添加剤として利用できると本出願人が同定したことはまったく驚くべきことであり、ｐＨを上げるのに用いられる一般的な添加剤に基づく予想とはまったく反対のものであった。
【００２７】
従って、本発明の第一の態様は、懸濁液の全体積を基準として２５から６２体積％の少なくとも１種の炭酸カルシウム含有物質を含有し、ｐＨが８．５から１１である水性懸濁液に対して、懸濁液ｐＨを少なくとも０．３ｐＨ単位上げるが、懸濁液伝導度変化はｐＨ単位あたり１００μＳ／ｃｍ以下である、添加剤としての２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノール
【００２８】
【化１】
の使用に関するものである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明による「伝導度」とは、本明細書中以下の実施例セクションで定義される測定方法に従って測定されるとおりの、炭酸塩含有物質水性懸濁液の電気伝導度を意味するものとする。
【００３０】
本発明の目的のため、ｐＨは、本明細書中以下の実施例セクションで定義される測定方法に従って測定されるものとする。
【００３１】
懸濁液中の固形物の体積割合（体積％）は、本明細書中以下の実施例セクションで定義される方法に従って求められる。
【００３２】
好適な実施形態において、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノール添加剤は、水性溶液として、炭酸カルシウム含有物質に添加される。
【００３３】
別の好適な実施形態において、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノール添加剤は、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールに関して９０％超、好ましくは９５％超、より好ましくは９９％超の化学純度を有する。
【００３４】
好適な実施形態において、懸濁液は、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールを添加する前に、７００から２０００μＳ／ｃｍ、好ましくは８００から１３００μＳ／ｃｍの伝導度を有する。
【００３５】
別の好適な実施形態において、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの添加後、懸濁液伝導度の変化は、ｐＨ単位あたり７０μＳ／ｃｍ以下、好ましくはｐＨ単位あたり５０μＳ／ｃｍ以下である。
【００３６】
別の好適な実施形態において２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの添加後、懸濁液伝導度の変化は、１０％を超えず、好ましくは６％を超えず、より好ましくは３％を超えない。
【００３７】
別の好適な実施形態において、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールを添加する前、懸濁液はｐＨが９から１０．３である。
【００３８】
別の好適な実施形態において、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールは、水性懸濁液のｐＨを少なくとも０．４ｐＨ単位上げる量で、懸濁液に添加される。
【００３９】
２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの添加前の懸濁液ｐＨが８．５から９の場合、この２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールは、好ましくは、懸濁液のｐＨを少なくとも１．０ｐＨ単位上げる量でこの懸濁液に添加される。２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの添加前の懸濁液ｐＨが９から１０の場合、この２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールは、好ましくは、水性懸濁液のｐＨを少なくとも０．７ｐＨ単位上げる量でこの懸濁液に添加される。
【００４０】
２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの添加前、懸濁液の温度は、好ましくは５から１００℃、より好ましくは３５から８５℃、さらにより好ましくは４５から７５℃である。
【００４１】
好適な実施形態において、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールは、懸濁液の水相１リットル当たり、５００から１５０００ｍｇ、好ましくは１０００から５０００ｍｇ、より好ましくは１３００から２０００ｍｇの量で、懸濁液に添加される。
【００４２】
懸濁液に含まれる炭酸カルシウム含有物質に関して、この物質は、炭酸カルシウムを、この炭酸カルシウム含有物質の合計等価乾燥重量に対して、少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも８０重量％、より好ましくは少なくとも９８重量％の割合で含む。
【００４３】
炭酸カルシウム含有物質の炭酸カルシウムは、沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）でも、天然重質炭酸カルシウム（ＮＧＣＣ）でも、表面反応炭酸カルシウム（ＳＲＣＣ）でも、これらの混合物でもよい。
【００４４】
表面反応炭酸カルシウムとは、炭酸カルシウムと酸および二酸化炭素との反応生成物を示すものとする。この二酸化炭素は酸処理により系中で形成される、および／または、外部から供給されるものである。表面で反応した天然の炭酸カルシウムは、２０℃で測定して６．０より高いｐＨを有する水性懸濁液の形で調製される。このような生成物は、複数の文献に記載があるが、中でもＷＯ００／３９２２２、ＷＯ２００４／０８３３１６およびＥＰ２０７０９９１に記載され、これらの参照の内容は本出願に含められる。
【００４５】
好適な実施形態において、懸濁液は、炭酸カルシウム含有物質を、この懸濁液の全体積を基準にして、４５から６０体積％、好ましくは４８から５８体積％、より好ましくは４９から５７体積％含有する。
【００４６】
別の好適な実施形態において、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールは、懸濁液中の炭酸カルシウム含有物質を粉砕する段階の前、中、または後に、好ましくは後に添加される。
【００４７】
２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールを乾燥形態の炭酸カルシウム含有物質に添加し、好ましくは一緒に乾式粉砕してから炭酸カルシウム含有物質の懸濁液を形成することも有利であり得る。
【００４８】
２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールを懸濁液に添加した後、懸濁液を、伝導度に基づく調節装置を備えたユニットに導入することができる。
【００４９】
例えば、懸濁液伝導度を測定することで、懸濁液を定められた高さまで容器またはユニットに導入することができる。
【００５０】
懸濁液は、追加でまたは代替で、懸濁液伝導度の関数として調節される懸濁液スループットを有する経路を通過させることができる。
【００５１】
これに関して、「経路」は、限定のどのような定義もないスループット、即ち工程の１つの経路後だけでなく、スループットの限定された領域を示すことも可能である。
【００５２】
本発明の上記実施形態は、互いに組み合わせて用いることが可能であり、また互いに組み合わせて用いることを意図していることが理解されるはずである。
【００５３】
上記の２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの使用の利点を考慮して、本発明のさらなる態様は、少なくとも１種の炭酸カルシウム含有物質を２５から６２体積％含有し、ｐＨが８．５から１１の範囲にある水性懸濁液のｐＨを上げる方法に関し、この方法は、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールを、懸濁液ｐＨが少なくとも０．３ｐＨ単位、好ましくは少なくとも０．５または少なくとも０．７ｐＨ単位上がるが、同時に、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの添加により引き起こされる懸濁液伝導度変化がｐＨ単位あたり１００μＳ／ｃｍ以下、好ましくはｐＨ単位あたり５０μＳ／ｃｍ以下、より好ましくはｐＨ単位あたり２０μＳ／ｃｍ以下であるような量で、懸濁液に添加する段階を含む。
【００５４】
本発明の２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの使用に関する上記の有利な実施形態は、本発明の方法にも応用され得ることが理解されるはずである。即ち、上記の好適な実施形態およびこれらの任意の組み合わせは、本発明の方法にも応用され得る。
【００５５】
本発明の範囲および対象は、以下の実施例に基づいてよりよく理解される。実施例は、本発明の特定の実施形態を例示するためのものであって制限するものではない。
【実施例】
【００５６】
測定法：
懸濁液ｐＨの測定
懸濁液のｐＨは、Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ Ｓｅｖｅｎ Ｅａｓｙ ｐＨ測定器およびＭｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ ＩｎＬａｂ（登録商標）Ｅｘｐｅｒｔ Ｐｒｏ ｐＨ電極を用いて、２５℃で測定する。
【００５７】
２０℃でｐＨ値がそれぞれ４、７および１０である市販の緩衝液（Ａｌｄｒｉｃｈ製）を用いて、装置の３点較正（セグメント方式で）を最初に行う。
【００５８】
報告されるｐＨ値は、装置により検出されるエンドポイントの値である（エンドポイントは、測定値と平均との差が０．１ｍＶ未満になって６秒間これが続いたときをいう。）。
【００５９】
懸濁液伝導度の測定
懸濁液の伝導度は、ｐｅｎｄｒａｕｌｉｋ歯付円盤撹拌器を用いてこの懸濁液を１５００ｒｐｍで撹拌し、続いて直接、対応するＭｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ伝導度拡張ユニットおよびＭｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ ＩｎＬａｂ（登録商標）７３０伝導度プローブを備えたＭｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏ Ｓｅｖｅｎ Ｍｕｌｔｉ装置を用い２５℃で測定する。
【００６０】
装置は、Ｍｅｔｔｌｅｒ Ｔｏｌｅｄｏから販売されている伝導度較正液を用い、関連する伝導度範囲で、較正を最初に行う。伝導度への温度の影響は、装置の線形補正モードで自動的に補正される。
【００６１】
測定された伝導度は、２０℃の基準温度について報告される。報告される伝導度の値は、装置により検出されるエンドポイントの値である（エンドポイントは、測定値と平均との差が０．４％未満になって６秒間これが続いたときをいう。）。
【００６２】
粒子状物質の、粒子径分布（径がＸ未満の粒子の質量％）および重量メジアン粒径（ｄ５０）
粒子状物質の重量メジアン粒径および粒径質量分布は、沈降法、即ち重量測定場での沈降挙動の分析により求められる。測定は、Ｓｅｄｉｇｒａｐｈ（商標）５１００を用いて行う。
【００６３】
測定方法および装置は、当業者に既知であり、充填剤および顔料の粒子の大きさを求めるのに一般的に用いられる。測定は、０．１重量％Ｎａ４Ｐ２０７水溶液で行われる。試料は、高速撹拌器および超音波を用いて分散させた。
【００６４】
粘度の測定
ＲＶＴ型Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ（商標）粘度計に、室温で適切なディスクスピンドル２、３、または４を用い、室温で１００ｒｐｍ（毎分回転数）の回転速度にて１分間撹拌した後、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度を測定する。
【００６５】
懸濁液中の物質の固形分体積（体積％）
固形分体積は、固形物の体積を水性懸濁液の全体積で割ることで求める。
【００６６】
固形物の体積は、懸濁液の水相を蒸発させ、得られた物質を１２０℃で一定重量になるまで乾燥させることで得られる固形物の重量を測定し、この重量価を固形物の比重で割って容積価に変換することで求められる。
【００６７】
本明細書中以下の実施例は、本質的に炭酸カルシウムのみからなる物質を用い、上記の固形分体積計算の目的で、「Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ」（ＣＲＣ Ｐｒｅｓｓ；６０ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ）に記載される天然の方解石の比重値に基づいて、比重値として２．７ｇ／ｍｌを用いた。
【００６８】
懸濁液中の物質の固形分重量（重量％）
固形分重量は、固形物の重量を水性懸濁液の全重量で割ることで求める。
【００６９】
固形物質の重量は、懸濁液の水相を蒸発させ、得られた物質を一定重量になるまで乾燥させることで得られる固形物質の重量を測定して求める。
【００７０】
懸濁液の水相１リットル当たりの添加剤添加量（ｍｇ）
懸濁液の水相１リットル当たりの添加剤の量を見積もる目的で、懸濁液の全体積から固相の体積（上記の固形分体積の求め方を参照）を差し引くことで水相の体積（リットル）を最初に求める。
【００７１】
［実施例１］
この実施例は、ノルウェー産大理石由来の天然の炭酸カルシウムを用いるが、この炭酸カルシウムは、最初に１０から３００ｍｍの炭酸カルシウム岩石を乾式自己粉砕して４２から４８μｍのｄ５０に相当する粉末度にし、続いて乾式粉砕産物を、１．４リットル縦型ビーズミル（Ｄｙｎｏｍｉｌｌ）にて５から１５重量％の固形分重量で０．６から１ｍｍのケイ酸ジルコニウムビーズを用い水で湿式粉砕し、粒子の９５重量％が直径２μｍ未満、粒子の７５重量％が直径１μｍ未満、粒子の８重量％が直径０．２μｍ未満であり、ｄ５０が０．６１μｍとなるまでこの粉砕を行うことで得られるものである。粉砕工程中、分散助剤も粉砕助剤も添加しない。
【００７２】
次いで、得られた懸濁液をフィルタープレスして濃縮し、固形分体積が約４５体積％のフィルターケーキとする。続いて、それぞれ固形分重量基準で、５０モル％がナトリウムで中和されているポリアクリル酸（Ｍｗ≒１２０００ｇ／ｍｏｌ、Ｍｎ≒５０００ｇ／ｍｏｌ）０．４５重量％およびリン酸二水素ナトリウム０．２０重量％を添加してから熱濃縮することで、固形分体積が約５０体積％の懸濁液とする。
【００７３】
この懸濁液０．４ｋｇを、直径８ｃｍの１リットルビーカーに入れる。ｐｅｎｄｒａｕｌｉｋ歯付円盤撹拌器を、撹拌円盤がビーカーの底から約１ｃｍ上にあるようにビーカーに入れる。測定された懸濁液伝導度およびｐＨの初期値を以下の表に示す。
【００７４】
５０００ｒｐｍで撹拌しながら、以下の表に記載の試験ごとに指定される種類（ＰＡ＝従来技術による添加剤、ＩＮ＝本発明による添加剤）の添加剤（水溶液の形で）を指定の量で、１分間かけてスラリーに添加する。添加し終わったら、スラリーをさらに５分間撹拌し、その後、懸濁液のｐＨおよび伝導度を測定する。
【００７５】
【表１】
【００７６】
上記の表の結果は、本発明の目的が本発明による方法によってのみ達成されることを示す。
【００７７】
［実施例２］
この実施例は、ノルウェー産の天然の炭酸カルシウムを用いるが、この炭酸カルシウムは、最初に１０から３００ｍｍの炭酸カルシウム岩石を乾式自己粉砕して４２から４８μｍのｄ５０に相当する粉末度にし、続いて乾式粉砕産物を、１．４リットル縦型ビーズミル（Ｄｙｎｏｍｉｌｌ）にて固形分重量基準で７７．５重量％の０．６から１ｍｍのケイ酸ジルコニウムビーズを用い、固形物の等価乾燥重量基準で０．６５重量％のナトリウムおよびマグネシウムで中和したポリアクリル酸塩（Ｍｗ≒６０００ｇ／ｍｏｌ、Ｍｎ≒２３００ｇ／ｍｏｌ）を加えた水中で湿式粉砕し、粒子の９０重量％が直径２μｍ未満、粒子の６５重量％が直径１μｍ未満、粒子の１５重量％が直径０．２μｍ未満であり、ｄ５０が０．８μｍとなるまで縦型ビーズミルを循環させることで得られるものである。
【００７８】
この懸濁液０．４ｋｇを、直径８ｃｍの１リットルビーカーに入れる。ｐｅｎｄｒａｕｌｉｋ歯付円盤撹拌器を、撹拌円盤がビーカーの底から約１ｃｍ上にあるようにビーカーに入れる。測定された懸濁液伝導度およびｐＨの初期値、を以下の表に示す。また、添加剤の添加前に室温で１００ｒｐｍ（毎分回転数）で測定されたＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度は５２６ｍＰａｓである。
【００７９】
５０００ｒｐｍで撹拌しながら、以下の表に記載の試験ごとに指定される種類（ＰＡ＝従来技術による添加剤、ＩＮ＝本発明による添加剤）の添加剤（水溶液の形）を指定の量で、１分間かけてスラリーに添加する。添加し終わったら、スラリーをさらに５分間撹拌し、その後、懸濁液のｐＨおよび伝導度を測定する。Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度も室温で１００ｒｐｍで６０秒間撹拌後に測定する（表２の０日目に該当）。スラリー試料は、数日間、室温で２０ｒｐｍで撹拌し続ける。２日間、４日間および７日間貯蔵後に、Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度を再び測定する。以下の表２に記載のＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度は、１００ｒｐｍで６０秒間撹拌後に測定したものである。
【００８０】
【表２】
【００８１】
上記の表の結果は、本発明の目的が本発明による方法によってのみ達成されることを示す。
【００８２】
上記の結果は、本発明の目的だけでなく懸濁液のＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ粘度の安定性を得るのにも２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの使用が有利であることも示している。
【００８３】
［実施例３］
この実施例では、炭酸カルシウム懸濁液のｐＨを、ＫＯＨ溶液および２（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールそれぞれを用いて、規定のｐＨ値に調節した。
【００８４】
この実施例は、オーストリア産（Ｋａｒｎｔｅｎ州）の天然の炭酸カルシウムを用いるが、この炭酸カルシウムは、最初に１０から３００ｍｍの炭酸カルシウム岩石を湿式自己粉砕して４２から４８μｍのｄ５０に相当する粉末度にし、続いて予備粉砕した産物に、固形物の等価乾燥重量基準で０．６５重量％の５０モル％ナトリウムおよび５０モル％マグネシウムで中和したポリアクリル酸塩（Ｍｗ≒６０００ｇ／ｍｏｌ、Ｍｎ≒２３００ｇ／ｍｏｌ）を加え、これを１．４リットル縦型ビーズミル（Ｄｙｎｏｍｉｌｌ）にて７７．５重量％の固形分重量で０．６から１ｍｍのケイ酸ジルコニウムビーズを用いて、さらに湿式粉砕し、粒子の９０重量％が直径２μｍ未満、粒子の６５重量％が直径１μｍ未満、粒子の１５重量％が直径０．２μｍ未満であり、ｄ５０が０．７μｍ（Ｓｅｄｉｇｒａｐｈ５１００で測定して）となるまで縦型ビーズミルを循環させることで得られるものである。
【００８５】
この懸濁液０．４ｋｇを、１リットルビーカーに入れる。ｐｅｎｄｒａｕｌｉｋ歯付円盤撹拌器を、撹拌円盤がビーカーの底から約１ｃｍ上にあるようにビーカーに入れる。測定された懸濁液伝導度およびｐＨの初期値を以下の表に示す。
【００８６】
５０００ｒｐｍで撹拌しながら、以下の表に記載の試験ごとに指定される種類（ＰＡ＝従来技術による添加剤、ＩＮ＝本発明による添加剤）の添加剤（水溶液の形で）を指定の量で、１分間かけてスラリーに添加する。添加し終わったら、スラリーをさらに５分間撹拌し、その後、懸濁液のｐＨおよび伝導度を測定する。
【００８７】
【表３】
【００８８】
表の結果をまとめると、懸濁液伝導度の上昇は、ＫＯＨではｐＨ単位あたり１００μＳ／ｃｍを超えたのに対して、２（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの場合は、伝導度上昇はｐＨ単位あたり９μＳ／ｃｍだけであった。従って、これらのデータは、ＫＯＨと２（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの使用の差を明らかに示している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１種の炭酸カルシウム含有物質を水性懸濁液の全体積を基準として２５から６２体積％含有し、ｐＨが８．５から１１である水性懸濁液における添加剤としての２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの使用であって、懸濁液伝導度変化がｐＨ単位あたり１００μＳ／ｃｍ以下である、懸濁液ｐＨを少なくとも０．３ｐＨ単位上げるための、使用。
【請求項２】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノール添加剤が、水性溶液として、炭酸カルシウム含有物質に添加されることを特徴とする、請求項１に記載の使用。
【請求項３】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノール添加剤が、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールに関して９０％超、好ましくは９５％超、より好ましくは９９％超の化学純度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。
【請求項４】
前記懸濁液が、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールを添加する前に、７００から２０００μＳ／ｃｍ、好ましくは８００から１３００μＳ／ｃｍの伝導度を有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の使用。
【請求項５】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの添加後、懸濁液伝導度の変化が、ｐＨ単位あたり７０μＳ／ｃｍ以下、好ましくはｐＨ単位あたり５０μＳ／ｃｍ以下であ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。
【請求項６】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの添加後、懸濁液伝導度の変化が、１０％を超えず、好ましくは６％を超えず、より好ましくは３％を超えないことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の使用。
【請求項７】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールを添加する前、前記懸濁液のｐＨが９から１０．３であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の使用。
【請求項８】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールが、前記懸濁液のｐＨを少なくとも０．４ｐＨ単位上げる量で、前記懸濁液に添加されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の使用。
【請求項９】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの添加前の懸濁液ｐＨが８．５から９の場合、前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールが、前記懸濁液のｐＨを少なくとも１．０ｐＨ単位上げる量で前記懸濁液に添加され、前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの添加前の懸濁液ｐＨが９から１０の場合、前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールが、懸濁液のｐＨを少なくとも０．７ｐＨ単位上げる量で前記懸濁液に添加されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の使用。
【請求項１０】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの添加前、前記懸濁液の温度が、５から１００℃、好ましくは３５から８５℃、より好ましくは４５から７５℃であ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。
【請求項１１】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールが、前記懸濁液の水相１リットル当たり、５００から１５０００ｍｇ、好ましくは１０００から５０００ｍｇ、より好ましくは１３００から２０００ｍｇの量で前記懸濁液に添加されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の使用。
【請求項１２】
前記炭酸カルシウム含有物質が、炭酸カルシウムを、前記炭酸カルシウム含有物質の全重量に対して、少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも８０重量％、より好ましくは少なくとも９８重量％の割合で含むことを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の使用。
【請求項１３】
前記炭酸カルシウム含有物質の炭酸カルシウムが、沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）か、天然重質炭酸カルシウム（ＮＧＣＣ）か、表面反応炭酸カルシウム（ＳＲＣＣ）か、またはこれらの混合物であることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の使用。
【請求項１４】
前記懸濁液が、炭酸カルシウム含有物質を、前記懸濁液の全体積を基準にして４５から６０体積％、好ましくは４８から５８体積％、より好ましくは４９から５７体積％含有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。
【請求項１５】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールが、前記懸濁液中の前記炭酸カルシウム含有物質を粉砕する段階の前、中、または後に、好ましくは後に添加されることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載の使用。
【請求項１６】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールが、乾燥形態の前記炭酸カルシウム含有物質に添加され、場合により一緒に乾式粉砕されてから、前記炭酸カルシウム含有物質の前記懸濁液が形成され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。
【請求項１７】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールが、前記懸濁液に添加された後、前記懸濁液が、伝導度に基づく調節装置を備えたユニットに導入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。
【請求項１８】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールが、前記懸濁液に添加された後、前記懸濁液が、懸濁液伝導度の測定により定めた高さまで容器またはユニットに導入されることを特徴とする、請求項１７に記載の使用。
【請求項１９】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールが、前記懸濁液に添加された後、前記懸濁液が、懸濁液伝導度の関数として調節される懸濁液スループットを有する経路を通過させられることを特徴とする、請求項１７に記載の使用。
【請求項２０】
少なくとも１種の炭酸カルシウム含有物質を２５から６２体積％含有し、ｐＨが８．５から１１の範囲にある水性懸濁液のｐＨを上げる方法であって、懸濁液ｐＨが少なくとも０．３ｐＨ単位上がり、同時に、懸濁液伝導度変化がｐＨ単位あたり１００μＳ／ｃｍ以下、好ましくはｐＨ単位あたり５０μＳ／ｃｍ以下、より好ましくはｐＨ単位あたり２０μＳ／ｃｍ以下となる量で２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールを前記懸濁液に添加する段階を含むことを特徴とする、方法。
【請求項１】
少なくとも１種の炭酸カルシウム含有物質を水性懸濁液の全体積を基準として２５から６２体積％含有し、ｐＨが８．５から１１である水性懸濁液における添加剤としての２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの使用であって、懸濁液伝導度変化がｐＨ単位あたり１００μＳ／ｃｍ以下である、懸濁液ｐＨを少なくとも０．３ｐＨ単位上げるための、使用。
【請求項２】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノール添加剤が、水性溶液として、炭酸カルシウム含有物質に添加されることを特徴とする、請求項１に記載の使用。
【請求項３】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノール添加剤が、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールに関して９０％超、好ましくは９５％超、より好ましくは９９％超の化学純度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。
【請求項４】
前記懸濁液が、２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールを添加する前に、７００から２０００μＳ／ｃｍ、好ましくは８００から１３００μＳ／ｃｍの伝導度を有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の使用。
【請求項５】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの添加後、懸濁液伝導度の変化が、ｐＨ単位あたり７０μＳ／ｃｍ以下、好ましくはｐＨ単位あたり５０μＳ／ｃｍ以下であ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。
【請求項６】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの添加後、懸濁液伝導度の変化が、１０％を超えず、好ましくは６％を超えず、より好ましくは３％を超えないことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の使用。
【請求項７】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールを添加する前、前記懸濁液のｐＨが９から１０．３であることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載の使用。
【請求項８】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールが、前記懸濁液のｐＨを少なくとも０．４ｐＨ単位上げる量で、前記懸濁液に添加されることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の使用。
【請求項９】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの添加前の懸濁液ｐＨが８．５から９の場合、前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールが、前記懸濁液のｐＨを少なくとも１．０ｐＨ単位上げる量で前記懸濁液に添加され、前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの添加前の懸濁液ｐＨが９から１０の場合、前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールが、懸濁液のｐＨを少なくとも０．７ｐＨ単位上げる量で前記懸濁液に添加されることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の使用。
【請求項１０】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールの添加前、前記懸濁液の温度が、５から１００℃、好ましくは３５から８５℃、より好ましくは４５から７５℃であ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。
【請求項１１】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールが、前記懸濁液の水相１リットル当たり、５００から１５０００ｍｇ、好ましくは１０００から５０００ｍｇ、より好ましくは１３００から２０００ｍｇの量で前記懸濁液に添加されることを特徴とする、請求項１から１０のいずれか一項に記載の使用。
【請求項１２】
前記炭酸カルシウム含有物質が、炭酸カルシウムを、前記炭酸カルシウム含有物質の全重量に対して、少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも８０重量％、より好ましくは少なくとも９８重量％の割合で含むことを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の使用。
【請求項１３】
前記炭酸カルシウム含有物質の炭酸カルシウムが、沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）か、天然重質炭酸カルシウム（ＮＧＣＣ）か、表面反応炭酸カルシウム（ＳＲＣＣ）か、またはこれらの混合物であることを特徴とする、請求項１から１２のいずれか一項に記載の使用。
【請求項１４】
前記懸濁液が、炭酸カルシウム含有物質を、前記懸濁液の全体積を基準にして４５から６０体積％、好ましくは４８から５８体積％、より好ましくは４９から５７体積％含有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。
【請求項１５】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールが、前記懸濁液中の前記炭酸カルシウム含有物質を粉砕する段階の前、中、または後に、好ましくは後に添加されることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載の使用。
【請求項１６】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールが、乾燥形態の前記炭酸カルシウム含有物質に添加され、場合により一緒に乾式粉砕されてから、前記炭酸カルシウム含有物質の前記懸濁液が形成され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。
【請求項１７】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールが、前記懸濁液に添加された後、前記懸濁液が、伝導度に基づく調節装置を備えたユニットに導入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。
【請求項１８】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールが、前記懸濁液に添加された後、前記懸濁液が、懸濁液伝導度の測定により定めた高さまで容器またはユニットに導入されることを特徴とする、請求項１７に記載の使用。
【請求項１９】
前記２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールが、前記懸濁液に添加された後、前記懸濁液が、懸濁液伝導度の関数として調節される懸濁液スループットを有する経路を通過させられることを特徴とする、請求項１７に記載の使用。
【請求項２０】
少なくとも１種の炭酸カルシウム含有物質を２５から６２体積％含有し、ｐＨが８．５から１１の範囲にある水性懸濁液のｐＨを上げる方法であって、懸濁液ｐＨが少なくとも０．３ｐＨ単位上がり、同時に、懸濁液伝導度変化がｐＨ単位あたり１００μＳ／ｃｍ以下、好ましくはｐＨ単位あたり５０μＳ／ｃｍ以下、より好ましくはｐＨ単位あたり２０μＳ／ｃｍ以下となる量で２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールを前記懸濁液に添加する段階を含むことを特徴とする、方法。
【公表番号】特表２０１３−５１８０１４（Ｐ２０１３−５１８０１４Ａ）
【公表日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５４９３５３（Ｐ２０１２−５４９３５３）
【出願日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１１／０５０７３７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０８９１７６
【国際公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（５０５０１８１２０）オムヤ・デイベロツプメント・アー・ゲー (31)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月２０日（２０１１．１．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１１／０５０７３７
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０８９１７６
【国際公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【出願人】（５０５０１８１２０）オムヤ・デイベロツプメント・アー・ゲー (31)
【Ｆターム（参考）】
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