紙塗工で使用するための炭酸カルシウム微粒子を含む水性スラリー
本発明は、５．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ５が９８．５％から９０％であり、２．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ２が９６％から８０％であり、Ｐ２／Ｐ５比が０．９８から０．８５である天然重質炭酸カルシウムを含み、固形分が７８重量％を超える水性スラリーに関する。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
塗工紙製造業者は、現在、苛烈な市況を経験している一方で、事業収益性を求める大きな課題に直面している。近年、塗工剤は著しく単純化されており、バインダー濃度は非常に低濃度に低下してきている。
【０００２】
塗工着色剤（ｃｏａｔｉｎｇ ｃｏｌｏｕｒ）の固形分は、概して、製造コストをさらに改善するための１つの重要な選択肢と考えられている。品質、環境側面および経済の点から、高乾燥固形物の潜在的利点は数多い。
−乾燥能力が限られている場合、乾燥エネルギーの著しい節約またはより高いコーター速度が可能である。例えば固形分の３％の増加により、乾燥エネルギーの著しい節約を達成することが既に可能である。
−１００％天然重質炭酸カルシウム（ＧＣＣ）が顔料系に使用される場合、塗工層のより良い持ち（ｈｏｌｄ−ｏｕｔ）が、紙の光学的特性、特に繊維被覆およびシート光沢を改善する。塗工の高速設定は、優れた被覆に好都合である。
−固有の水分保持がより高くなると、添加物、増粘剤などの減少を可能にする。
−原紙中への移動の減少およびより穏やかな乾燥によるより均一なバインダー分布は、より優れた印刷適性に貢献する。
【０００３】
上記の理由のために、塗工紙の製造業者は、絶えず製剤を最適化して固形物を最大化してきた。しかしながら、固形分が一定限度を超えて上昇すると、これはプロセス効率および紙の品質に有害な影響を及ぼす。レオロジーの制限または乏しいブレード操業性は、ひっかき、にじみまたはウィスカー形成（ｗｈｉｓｋｅｒｉｎｇ）をもたらし得る。さらに、標的塗工重量を制御するための過度のブレード荷重は、より多数の断紙（ｗｅｂ ｂｒｅａｋ）およびブレード摩耗の増加をもたらす。しばしば、塗工顔料スラリーの濃度は、高固形物塗工着色剤を製造するのに不十分であり、他の成分（主としてバインダー）が濃度を著しく希釈する。さらに、スラリーの濃度の上昇は、輸送費の実質的節約、貯蔵能力をもたらし、殺菌剤の添加を減少させる。
【０００４】
塗工着色剤毎に、塗工着色剤が「可塑性」または変形能力を喪失し、その粘度が突然「無限に」増加する所与の凝固点である、いわゆる「固化点」が存在する。
【０００５】
ブレード塗工において、固形分についての３つの可能なシナリオが存在する。シナリオ１では、固形分が低く過ぎ、低い塗工着色剤濃度による、乏しい持ち、塗工収縮および特性不安定性などのいくつかの欠陥が生じる。シナリオ２は、固形物が最適化された狭い操業窓（ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｗｉｎｄｏｗ）である。最後に、シナリオ３は、機械の操業性に関して重大な欠陥が予測されるあまりに野心的な固形分を説明する。一般に、可能な限り固定化点を広げることが望ましい。
【０００６】
上記のように、ブレードコーターの操業性への有害な影響を避けるために、粘度を許容できるレベルに維持しながら、塗工組成物の固形分は可能な限り高くすべきである。しかしながら、高い固形分と粘度との間のバランスを改善するための手段をとる場合、これらの手段が最終的な紙塗工の光学的特性を損なうべきではないことを考慮することが重要である。
【０００７】
高い鏡面光沢を有する連続表面を製造するために、光沢紙のグレードは、非常に微細な顔料を要求する。
【０００８】
ＵＳ３７１４１０７は、少なくとも７０重量％の固形分を有する水性紙塗工組成物を開示しており、前記固形物は粗挽き顔料、微粉砕顔料および塗工用バインダーを含み、粗挽き顔料は総顔料含量の２５から９０重量％を構成している。
【０００９】
ＤＥ２９４３６５３は、１００％の重量パーセントの２μｍ未満の直径を有する粒子を有する炭酸カルシウムに基づく高固形物塗工を開示している。
【００１０】
ＤＥ３９２４８４６Ａ１は、少なくとも２μｍの平均粒径を有する粗炭酸カルシウム６０−９５重量％および０．８μｍ未満の平均粒径を有する合成有機顔料５−４０重量％から作られた顔料ブレンドを含む水性紙塗工組成物を開示している。
【００１１】
通常、紙塗工工程で使用される炭酸カルシウム顔料などの顔料は、顔料製造業者（例えば、炭酸カルシウム製造業者）により、水性スラリーの形態で提供される。その後、塗工紙の製造業者が、紙塗工設備で最終組成物を調製する。既に上で概説したものと同じ理由により、粘度を許容できるレベルに維持しながら、これらのスラリーの固形分を可能な限り高くすべきである。固形分を最大にすることは、不必要な水の輸送を最小限とし、乾燥のためのエネルギー消費を減らすことを意味する。例えば、許容できる粘度を有し、光沢紙の調製を可能にする、現在使用されている水性炭酸カルシウムスラリーは、粗いものから非常に微細なＢＰＳＤ（「広い粒度分布」）ＧＣＣ（６０から９５％＜２μｍ）まで、７８重量％の最大固形分で利用可能である。超微細ＧＣＣ（９９％＜２μｍ）が最大で送達され得る。７５％およびＮＰＳＤ（「狭い粒度分布」）ＧＣＣは、わずか７２％である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第３７１４１０７号明細書
【特許文献２】独国特許第２９４３６５３号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第３９２４８４６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
高固形分塗工剤の調製に有用であり、光沢紙の製造を可能にもする炭酸カルシウムスラリーなどの水性鉱物スラリーを提供することが本発明の目的である。水性鉱物（例えば、炭酸カルシウム）スラリーは、高固形分、なお許容できるレベルであり加工性を損なわない粘度、および高光沢などの優れた光学的特性の間の最適化されたバランスを提供するはずである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本目的は、５．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ５が９８．５％から９０％であり、２．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ２が９６％から８０％であり、Ｐ２／Ｐ５比が０．９８から０．８５である鉱物材料を含み、固形分が７８重量％を超える水性スラリーを提供することにより解決される。
【００１５】
本発明では、微細または非常に微細な粒子の主分画と組み合わせた、特定の割合の非常に粗い粒子を有する炭酸カルシウムなどの鉱物材料を、なお許容できるレベルの粘度を有する高固形分スラリーを調製するために使用することができることが分かった。さらに、鉱物材料は非常に粗い粒子を含むが、本発明の水性スラリーは、なお高光沢紙の製造を可能にする。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明では、「スラリー」という用語は、顔料粒子が中に分散した懸濁液を指す。
【００１７】
鉱物材料は、炭酸カルシウム、粘土またはこれらの混合物から選択することができる。
【００１８】
好ましくは、鉱物材料は、天然重質炭酸カルシウムである。
【００１９】
好ましくは、天然重質炭酸カルシウム（「ＧＣＣ」としても知られている）は、大理石、石灰石、白亜またはこれらの混合物から選択される。好ましくは、天然重質炭酸カルシウムは、少なくとも９５重量％、より好ましくは９８重量％を超える炭酸カルシウムを含有する。ＧＣＣは、当業者に周知であり、例えば、Ｏｍｙａから商業的に入手可能である。以下でさらに詳細に説明するように、上記および以下でさらに記載する粒度分布を有する水性スラリーのＧＣＣは、２種以上のＧＣＣ出発物質を混合することにより得ることができる。これらのＧＣＣ出発物質は、商業的に入手可能な物質であり得るまたは商業的に入手可能なＧＣＣ物質をさらなる粉砕手順に供することにより得ることができる。
【００２０】
好ましい実施形態では、鉱物材料、より好ましくは、天然重質炭酸カルシウムは、５．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ５が９８．５％から９１％、より好ましくは９８％から９３％である。
【００２１】
好ましい実施形態では、鉱物材料、より好ましくは、天然重質炭酸カルシウムは、２．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ２が９５％から８２％、より好ましくは９５％から８５％である。
【００２２】
好ましくは、Ｐ２／Ｐ５比は０．９６から０．８５、より好ましくは、０．９４から０．８９である。
【００２３】
好ましくは、スラリーは、少なくとも７９重量％、より好ましくは、少なくとも８０重量％、さらにより好ましくは、少なくとも８０．５重量％の固形分を有する。上限に関しては、固形分は、８３重量％以下、例えば、８１重量％以下であり得る。
【００２４】
本発明では、天然重質炭酸カルシウムなどの鉱物材料は、８８％から６０％、より好ましくは８０％から６５％のＰ１重量％の１．０μｍ未満の直径を有する粒子を有し得る。
【００２５】
Ｐ１／Ｐ５比は、０．８９から０．６５、より好ましくは、０．８５から０．７０であり得る。
【００２６】
Ｐ１／Ｐ２比は、０．９２から０．７５、より好ましくは、０．９０から０．７６であり得る。
【００２７】
好ましくは、天然重質炭酸カルシウムなどの鉱物材料は、０．４０μｍから０．７５μｍ、より好ましくは、０．４５μｍから０．７０μｍの中央粒径ｄ５０を有する。
【００２８】
本発明中、ｄ５０は、重量による中間の粒径、すなわち、粒子の５０重量％がより粗いまたはより微細である粒径を表す。
【００２９】
好ましくは、天然重質炭酸カルシウムなどの鉱物材料は、１２ｍ２／ｇから１９ｍ２／ｇ、より好ましくは、１４ｍ２／ｇから１８ｍ２／ｇのＢＥＴ比表面積を有する。
【００３０】
好ましい実施形態では、水性スラリーの天然重質炭酸カルシウムなどの鉱物材料は、２．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ２（Ｆ１）が３０％から４５％、より好ましくは、３５％から４５％であり、中央粒径ｄ５０が２．０から３．０μｍ、より好ましくは、２．２μｍから２．６μｍである第１の分画と；２．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ２（Ｆ２）が８５％から１００％、より好ましくは、９０％から９６％であり、中央粒径ｄ５０が０．３から０．７５μｍ、より好ましくは、０．４μｍから０．６μｍである第２の分画とを含有する。
【００３１】
別の好ましい実施形態によると、鉱物材料（例えば、天然重質炭酸カルシウム）は、５．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ５（Ｆ１）が７５％から８５％、より好ましくは、８０％から８５％であり、中央粒径ｄ５０が２．０から３．０μｍ、より好ましくは、２．３μｍから２．７μｍである第１の分画と；２．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ２（Ｆ２）が８５％から１００％、より好ましくは、９５％から１００％であり、中央粒径ｄ５０が０．３から０．６５μｍ、より好ましくは、０．３μｍから０．６μｍである第２の分画とを含有する。好ましくは、第１の分画は、２．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ２（Ｆ１）が３０％から４５％、より好ましくは、３５％から４５％である。
【００３２】
第１の分画は、１．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ１（Ｆ１）が２０％から２２％である。
【００３３】
好ましくは、第１の分画の中央粒径ｄ５０と第２の分画の中央粒径ｄ５０の比は、少なくとも３．５、より好ましくは少なくとも４．０である。
【００３４】
好ましくは、第１の分画と第２の分画の重量比は、５／９５から２０／８０、より好ましくは７／９３から１５／８５である。
【００３５】
第１の分画は、３．０ｍ２／ｇから４．５ｍ２／ｇ、より好ましくは、３．５ｍ２／ｇから４．２ｍ２／ｇのＢＥＴ比表面積を有し得る。
【００３６】
第２の分画は、１０ｍ２／ｇから２２ｍ２／ｇ、より好ましくは、１６ｍ２／ｇから２２ｍ２／ｇのＢＥＴ比表面積を有し得る。
【００３７】
スラリーは、分散化剤をさらに含んでよい。
【００３８】
分散化剤は、当業者に一般的に知られているものから選択することができる。好ましくは、分散化剤は、ポリアクリレートから選択される。
【００３９】
分散化剤は、乾燥固形物基準で、０．４重量％から０．９重量％、より好ましくは、０．４重量％から０．６重量％の量で存在することができる。
【００４０】
既に上記のように、鉱物製造業者から鉱物（例えば、炭酸カルシウム）スラリーを得た後、塗工紙製造業者は、例えば、バインダー、特にラテックス粒子などのさらなる成分を添加することにより、塗工設備で最終塗工組成物を調製している。
【００４１】
本発明のスラリーは、ラテックス粒子を含有しないことが好ましい。さらにより好ましくは、スラリーは、デンプン、ラテックス、ダイズタンパク質および／またはＰＶＡなどのいずれのバインダーも含有しない。
【００４２】
場合によって、粘土および／または天然重質炭酸カルシウムなどの鉱物材料に加えて、水性スラリーは、さらなる無機粒子を含有してよい。
【００４３】
原則として、本発明のスラリーは、沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣとしても知られている）を含んでもよい。しかしながら、スラリーがいかなるＰＣＣも含有しないことがおそらく好ましい。
【００４４】
本発明では、上記の鉱物材料、特に天然重質炭酸カルシウムは、水性スラリー中に存在する唯一の無機材料であることも好ましい。
【００４５】
好ましくは、炭酸カルシウム、特に天然重質炭酸カルシウムは、鉱物材料の少なくとも９０重量％、より好ましくは少なくとも９５重量％、さらにより好ましくは少なくとも９８重量％、最も好ましくは１００重量％を示す。
【００４６】
第２の態様によると、本発明はまた、５．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ５が９８．５％から９０％であり、２．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ２が９６％から８０％である、Ｐ２／Ｐ５比が０．９８から０．８５である鉱物材料、好ましくは乾燥鉱物材料を提供する。
【００４７】
本発明では、「乾燥」という用語は、好ましくは、１０重量％未満、より好ましくは５重量％未満、さらにより好ましくは２重量％未満の水分含量を有する材料を指す。
【００４８】
本発明の第２の態様による鉱物材料のさらなる特性に関しては、本発明の第１の態様を定義する際に上で提供された記載を参照することができる。
【００４９】
さらなる態様によると、本発明は、７５．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ５（Ｆ１）が５％から８５％、好ましくは、８０％から８５％であり、中央粒径ｄ５０が２．０から３．０μｍ、好ましくは、２．３から２．７μｍである鉱物材料の第１の分画Ｆ１が提供され；２．０μｍ未満の直径を有する粒子重量％Ｐ２（Ｆ２）が８５％から１００％、好ましくは、９５％から１００％であり、中央粒径ｄ５０が０．３から０．６５μｍ、好ましくは、０．３から０．６μｍである鉱物材料の第２の分画Ｆ２が提供され；両分画が水に分散している、固形分が７８重量％を超える水性スラリーを調製する方法を提供する。好ましくは、第１の分画は、２．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ２（Ｆ１）が３０％から４５％、より好ましくは、３５％から４５％である。
【００５０】
第１の分画は、１．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ１（Ｆ１）２０％から２２％を有することができる。
【００５１】
好ましくは、第１の分画と第２の分画の重量比は、５／９５から２０／８０、より好ましくは７／９３から１５／２０である。
【００５２】
さらに、第１の分画Ｆ１は、乾式鉱物材料として提供されてよく、別の好ましい実施形態では、第２の分画は、水性スラリーとして提供されてよい。
【００５３】
鉱物材料は、炭酸カルシウム、粘土またはこれらの混合物から選択することができる。好ましくは、鉱物材料は、天然重質炭酸カルシウムである。
【００５４】
第１の分画および第２の分画のさらなる特性に関して、ならびに最終ブレンドおよび水性スラリーの特性に関しては、本発明の水性スラリーを定義する際に上で提供された記載が参照される。
【００５５】
各分画の粒度分布は、当業者に一般的に知られている方法により、例えば、従来の粉砕ステップにより、調節することができる。
【００５６】
本発明による方法の好ましい実施形態では、分散化剤が、スラリーに添加される。分散化剤の種類および量に関しては、水性スラリーを検討する際に上記記述を参照する。
【００５７】
さらなる態様によると、本発明は、ウエットエンド用途、塗工用途、塗料用途、充填材用途、コンクリートおよび／またはシーラントのための、上で定義した水性スラリーの使用を提供する。
【００５８】
好ましくは、水性スラリーは、紙塗工に使用される。
【００５９】
さらなる態様によると、本発明は、プラスチック用途、好ましくはプラスチック中のフィラーまたは添加物としての、本発明の第２の態様による鉱物組成物の使用を提供する。
【００６０】
本発明は、ここで、以下の実施例を参照することにより、さらに詳細に記載される。
【実施例】
【００６１】
Ｉ．測定方法
本発明の生成物および方法を定義するための上記全パラメーターは、以下の測定方法を使用することにより決定した。
【００６２】
１．５．０μｍ未満、２．０μｍ未満および１．０μｍ未満直径を有するそれぞれの粒子の重量による中央粒径ｄ５０ならびに重量パーセント
本発明中、ｄ５０は、重量による中間の粒径、すなわち、粒子の５０重量％がより粗いまたはより微細である粒径を表す。
粒径は、沈降法により測定した。沈降法は、重量測定フィールドにおける沈降挙動の分析である。測定は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＳｅｄｉｇｒａｐｈ（商標）５１００で行われる。方法および機器は、当業者に既知であり、フィラーおよび顔料の粒度を測定するために一般的に使用されている。測定は、０．１重量％ Ｎａ４Ｐ２Ｏ７の水溶液中で行われる。試料は、高速攪拌機および超音波を使用して分散した。
【００６３】
２．比表面積（ＢＥＴ）
比表面積は、ＩＳＯ９２７７による窒素およびＢＥＴ法を使用して測定した。
【００６４】
３．固形分
スラリーの固形分は以下のように測定した：固形分は、乾燥（ＩＲランプまたはマイクロ波）で提供される特殊なスケールを使用することにより測定される。一定の試料重量に達した時（除去される水がそれ以上ない場合）に、最終固形物が得られる。
【００６５】
４．粘度（ブルックフィールド）
スラリーのブルックフィールド粘度を以下のように測定した：スラリー粘度は、１００ｒｐｍおよび２０℃でブルックフィールド粘度計により評価される。
【００６６】
５．シート光沢７５°Ｔａｐｐｉ
シート光沢７５°ＴａｐｐｉをＩＳＯ８２５４−１により測定した。
【００６７】
ＩＩ．鉱物スラリーの調製
［実施例１］
以下の特性を有する第１乾式天然重質炭酸カルシウムＧＣＣ（ＧＣＣ１）を提供した：
ｄ５０：２．５μｍ
８１．４％＜５．０μｍ
４２．５％＜２．０μｍ
ＢＥＴ比表面積：３．９ｍ２／ｇ
【００６８】
以下の特性を有する、ポリアクリレート分散剤の存在下で固形分７８重量％の第２湿式天然重質炭酸カルシウムＧＣＣ（ＧＣＣ２）を提供した：
ｄ５０：０．５５μｍ
１００％＜５．０μｍ
９６．３％＜２．０μｍ
７８％＜１．０μｍ
ＢＥＴ比表面積：１６ｍ２／ｇ
【００６９】
ＧＣＣ１およびＧＣＣ２を、ＧＣＣ１／ＧＣＣ２重量比５／９５で混合した。
【００７０】
最終ＧＣＣ材料は、以下の特性を有した：
９８．１％＜５．０μｍ
９３．３％＜２．０μｍ
７４．３％＜１．０μｍ
ｄ５０：０．５８μｍ
【００７１】
水性スラリーＡＳ１は、８０重量％に調節された固形分を有した。ブルックフィールド粘度：４４０ｍＰａｓ。
【００７２】
［実施例２］
実施例２では、上記実施例１に記述と同じＧＣＣ１およびＧＣＣ２を使用した。
【００７３】
ＧＣＣ１およびＧＣＣ２を、ＧＣＣ１／ＧＣＣ２重量比８／９２で混合した。
【００７４】
最終ＧＣＣ材料は、以下の特性を有した：
９３．４％＜５．０μｍ
９１．８％＜２．０μｍ
７２．９％＜１．０μｍ
ｄ５０：０．５９μｍ
【００７５】
水性スラリーＡＳ２は、８０．３重量％に調節された固形分を有した。ブルックフィールド粘度：４４０ｍＰａｓ。
【００７６】
［実施例３］
実施例３では、上記実施例１に記述と同じＧＣＣ１およびＧＣＣ２を使用した。
【００７７】
ＧＣＣ１およびＧＣＣ２を、ＧＣＣ１／ＧＣＣ２重量比１０／９０で混合した。
【００７８】
最終ＧＣＣ材料は、以下の特性を有した：
９６．６％＜５．０μｍ
９０．１％＜２．０μｍ
７１．２％＜１．０μｍ
ｄ５０：０．６０μｍ
【００７９】
水性スラリーＡＳ３は、８０．４重量％に調節された固形分を有した。ブルックフィールド粘度：３８０ｍＰａｓ。
【００８０】
［実施例４］
実施例４では、上記実施例１に記述と同じＧＣＣ１およびＧＣＣ２を使用した。
【００８１】
ＧＣＣ１およびＧＣＣ２を、ＧＣＣ１／ＧＣＣ２重量比１６／８４で混合した。
【００８２】
最終ＧＣＣ材料は、以下の特性を有した：
９４．８％＜５．０μｍ
８８．５％＜２．０μｍ
６８．１％＜１．０μｍ
ｄ５０：０．６３μｍ
【００８３】
水性スラリーＡＳ４は、８０．２重量％に調節された固形分を有した。ブルックフィールド粘度：４２０ｍＰａｓ。
【００８４】
［実施例５］
実施例５では、上記実施例１に記述と同じＧＣＣ１およびＧＣＣ２を使用した。
【００８５】
ＧＣＣ１およびＧＣＣ２を、ＧＣＣ１／ＧＣＣ２重量比２０／８０で混合した。
【００８６】
最終ＧＣＣ材料は、以下の特性を有した：
９３．７％＜５．０μｍ
８３．４％＜２．０μｍ
６５．１％＜１．０μｍ
ｄ５０：０．６６μｍ
【００８７】
水性スラリーＡＳ５は、８０．８重量％に調節された固形分を有した。ブルックフィールド粘度：４３０ｍＰａｓ。
【００８８】
［比較実施例１］
以下の特性を有する、ポリアクリレート分散剤の存在下で固形分７８重量％の湿式天然重質炭酸カルシウムＧＣＣ６を提供した：
１００％＜５．０μｍ
９５％＜２．０μｍ
８０％＜１．０μｍ
ｄ５０：０．５５μｍ
【００８９】
したがって、実施例１から５と対比すると、比較実施例１で使用したＧＣＣ材料中には、非常に粗い粒子（すなわち、５．０μｍを超える直径を有する粒子）は存在しなかった。
水性スラリーＡＳ６は、７８重量％の固形分を有していた。このスラリーは、約３００ｍＰａｓブルックフィールド粘度を有していた。しかしながら、固形分が約８０重量％まで増加すると、粘度が激しく増加し、これ以上スラリーをポンプで汲み出すことができなかった、すなわち、これ以上加工することができなかった。
【００９０】
ＩＩＩ．紙塗工への鉱物スラリーの使用
上記の本発明の炭酸塩スラリーＡＳ２およびＡＳ４を使用して、紙塗工組成物Ｃ２およびＣ４を調製した。比較実施例１のスラリーＡＳ６から、紙塗工組成物Ｃ６を調製した。
【００９１】
ＧＣＣ成分に加えて、各紙塗工組成物はまた、スチレン−ブタジエンＳＢラテックスバインダー、ポリ酢酸ビニルＰＶＡ分散化剤および合成増粘剤を含有していた。
【００９２】
各試料について、ＧＣＣ、ＳＢラテックス、ＰＶＡおよび増粘剤の重量比は同じ、すなわち、１００部ＧＣＣ、９部ＳＢラテックス、０．４部ＰＶＡおよび０．１部増粘剤であった。
【００９３】
各紙塗工組成物Ｃ２、Ｃ４およびＣ６について、最大固形分は、パイロットコーター試験を実施することにより測定した；完全にきれいなブレードおよび許容できるブレード荷重に達するまで（最大ブレード偏向（荷重）８ｍｍ、硬いブレードモーダス（ｍｏｄｕｓ））、試験毎に必要とされる希釈をした。結果を表１に示す。
【００９４】
紙塗工組成物Ｃ２、Ｃ４およびＣ６を、紙の上に塗布し、シート光沢７５°Ｔａｐｐｉを各紙について測定した。結果を表１に要約する。
【００９５】
【表１】
【背景技術】
【０００１】
塗工紙製造業者は、現在、苛烈な市況を経験している一方で、事業収益性を求める大きな課題に直面している。近年、塗工剤は著しく単純化されており、バインダー濃度は非常に低濃度に低下してきている。
【０００２】
塗工着色剤（ｃｏａｔｉｎｇ ｃｏｌｏｕｒ）の固形分は、概して、製造コストをさらに改善するための１つの重要な選択肢と考えられている。品質、環境側面および経済の点から、高乾燥固形物の潜在的利点は数多い。
−乾燥能力が限られている場合、乾燥エネルギーの著しい節約またはより高いコーター速度が可能である。例えば固形分の３％の増加により、乾燥エネルギーの著しい節約を達成することが既に可能である。
−１００％天然重質炭酸カルシウム（ＧＣＣ）が顔料系に使用される場合、塗工層のより良い持ち（ｈｏｌｄ−ｏｕｔ）が、紙の光学的特性、特に繊維被覆およびシート光沢を改善する。塗工の高速設定は、優れた被覆に好都合である。
−固有の水分保持がより高くなると、添加物、増粘剤などの減少を可能にする。
−原紙中への移動の減少およびより穏やかな乾燥によるより均一なバインダー分布は、より優れた印刷適性に貢献する。
【０００３】
上記の理由のために、塗工紙の製造業者は、絶えず製剤を最適化して固形物を最大化してきた。しかしながら、固形分が一定限度を超えて上昇すると、これはプロセス効率および紙の品質に有害な影響を及ぼす。レオロジーの制限または乏しいブレード操業性は、ひっかき、にじみまたはウィスカー形成（ｗｈｉｓｋｅｒｉｎｇ）をもたらし得る。さらに、標的塗工重量を制御するための過度のブレード荷重は、より多数の断紙（ｗｅｂ ｂｒｅａｋ）およびブレード摩耗の増加をもたらす。しばしば、塗工顔料スラリーの濃度は、高固形物塗工着色剤を製造するのに不十分であり、他の成分（主としてバインダー）が濃度を著しく希釈する。さらに、スラリーの濃度の上昇は、輸送費の実質的節約、貯蔵能力をもたらし、殺菌剤の添加を減少させる。
【０００４】
塗工着色剤毎に、塗工着色剤が「可塑性」または変形能力を喪失し、その粘度が突然「無限に」増加する所与の凝固点である、いわゆる「固化点」が存在する。
【０００５】
ブレード塗工において、固形分についての３つの可能なシナリオが存在する。シナリオ１では、固形分が低く過ぎ、低い塗工着色剤濃度による、乏しい持ち、塗工収縮および特性不安定性などのいくつかの欠陥が生じる。シナリオ２は、固形物が最適化された狭い操業窓（ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｗｉｎｄｏｗ）である。最後に、シナリオ３は、機械の操業性に関して重大な欠陥が予測されるあまりに野心的な固形分を説明する。一般に、可能な限り固定化点を広げることが望ましい。
【０００６】
上記のように、ブレードコーターの操業性への有害な影響を避けるために、粘度を許容できるレベルに維持しながら、塗工組成物の固形分は可能な限り高くすべきである。しかしながら、高い固形分と粘度との間のバランスを改善するための手段をとる場合、これらの手段が最終的な紙塗工の光学的特性を損なうべきではないことを考慮することが重要である。
【０００７】
高い鏡面光沢を有する連続表面を製造するために、光沢紙のグレードは、非常に微細な顔料を要求する。
【０００８】
ＵＳ３７１４１０７は、少なくとも７０重量％の固形分を有する水性紙塗工組成物を開示しており、前記固形物は粗挽き顔料、微粉砕顔料および塗工用バインダーを含み、粗挽き顔料は総顔料含量の２５から９０重量％を構成している。
【０００９】
ＤＥ２９４３６５３は、１００％の重量パーセントの２μｍ未満の直径を有する粒子を有する炭酸カルシウムに基づく高固形物塗工を開示している。
【００１０】
ＤＥ３９２４８４６Ａ１は、少なくとも２μｍの平均粒径を有する粗炭酸カルシウム６０−９５重量％および０．８μｍ未満の平均粒径を有する合成有機顔料５−４０重量％から作られた顔料ブレンドを含む水性紙塗工組成物を開示している。
【００１１】
通常、紙塗工工程で使用される炭酸カルシウム顔料などの顔料は、顔料製造業者（例えば、炭酸カルシウム製造業者）により、水性スラリーの形態で提供される。その後、塗工紙の製造業者が、紙塗工設備で最終組成物を調製する。既に上で概説したものと同じ理由により、粘度を許容できるレベルに維持しながら、これらのスラリーの固形分を可能な限り高くすべきである。固形分を最大にすることは、不必要な水の輸送を最小限とし、乾燥のためのエネルギー消費を減らすことを意味する。例えば、許容できる粘度を有し、光沢紙の調製を可能にする、現在使用されている水性炭酸カルシウムスラリーは、粗いものから非常に微細なＢＰＳＤ（「広い粒度分布」）ＧＣＣ（６０から９５％＜２μｍ）まで、７８重量％の最大固形分で利用可能である。超微細ＧＣＣ（９９％＜２μｍ）が最大で送達され得る。７５％およびＮＰＳＤ（「狭い粒度分布」）ＧＣＣは、わずか７２％である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】米国特許第３７１４１０７号明細書
【特許文献２】独国特許第２９４３６５３号明細書
【特許文献３】独国特許出願公開第３９２４８４６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
高固形分塗工剤の調製に有用であり、光沢紙の製造を可能にもする炭酸カルシウムスラリーなどの水性鉱物スラリーを提供することが本発明の目的である。水性鉱物（例えば、炭酸カルシウム）スラリーは、高固形分、なお許容できるレベルであり加工性を損なわない粘度、および高光沢などの優れた光学的特性の間の最適化されたバランスを提供するはずである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本目的は、５．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ５が９８．５％から９０％であり、２．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ２が９６％から８０％であり、Ｐ２／Ｐ５比が０．９８から０．８５である鉱物材料を含み、固形分が７８重量％を超える水性スラリーを提供することにより解決される。
【００１５】
本発明では、微細または非常に微細な粒子の主分画と組み合わせた、特定の割合の非常に粗い粒子を有する炭酸カルシウムなどの鉱物材料を、なお許容できるレベルの粘度を有する高固形分スラリーを調製するために使用することができることが分かった。さらに、鉱物材料は非常に粗い粒子を含むが、本発明の水性スラリーは、なお高光沢紙の製造を可能にする。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明では、「スラリー」という用語は、顔料粒子が中に分散した懸濁液を指す。
【００１７】
鉱物材料は、炭酸カルシウム、粘土またはこれらの混合物から選択することができる。
【００１８】
好ましくは、鉱物材料は、天然重質炭酸カルシウムである。
【００１９】
好ましくは、天然重質炭酸カルシウム（「ＧＣＣ」としても知られている）は、大理石、石灰石、白亜またはこれらの混合物から選択される。好ましくは、天然重質炭酸カルシウムは、少なくとも９５重量％、より好ましくは９８重量％を超える炭酸カルシウムを含有する。ＧＣＣは、当業者に周知であり、例えば、Ｏｍｙａから商業的に入手可能である。以下でさらに詳細に説明するように、上記および以下でさらに記載する粒度分布を有する水性スラリーのＧＣＣは、２種以上のＧＣＣ出発物質を混合することにより得ることができる。これらのＧＣＣ出発物質は、商業的に入手可能な物質であり得るまたは商業的に入手可能なＧＣＣ物質をさらなる粉砕手順に供することにより得ることができる。
【００２０】
好ましい実施形態では、鉱物材料、より好ましくは、天然重質炭酸カルシウムは、５．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ５が９８．５％から９１％、より好ましくは９８％から９３％である。
【００２１】
好ましい実施形態では、鉱物材料、より好ましくは、天然重質炭酸カルシウムは、２．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ２が９５％から８２％、より好ましくは９５％から８５％である。
【００２２】
好ましくは、Ｐ２／Ｐ５比は０．９６から０．８５、より好ましくは、０．９４から０．８９である。
【００２３】
好ましくは、スラリーは、少なくとも７９重量％、より好ましくは、少なくとも８０重量％、さらにより好ましくは、少なくとも８０．５重量％の固形分を有する。上限に関しては、固形分は、８３重量％以下、例えば、８１重量％以下であり得る。
【００２４】
本発明では、天然重質炭酸カルシウムなどの鉱物材料は、８８％から６０％、より好ましくは８０％から６５％のＰ１重量％の１．０μｍ未満の直径を有する粒子を有し得る。
【００２５】
Ｐ１／Ｐ５比は、０．８９から０．６５、より好ましくは、０．８５から０．７０であり得る。
【００２６】
Ｐ１／Ｐ２比は、０．９２から０．７５、より好ましくは、０．９０から０．７６であり得る。
【００２７】
好ましくは、天然重質炭酸カルシウムなどの鉱物材料は、０．４０μｍから０．７５μｍ、より好ましくは、０．４５μｍから０．７０μｍの中央粒径ｄ５０を有する。
【００２８】
本発明中、ｄ５０は、重量による中間の粒径、すなわち、粒子の５０重量％がより粗いまたはより微細である粒径を表す。
【００２９】
好ましくは、天然重質炭酸カルシウムなどの鉱物材料は、１２ｍ２／ｇから１９ｍ２／ｇ、より好ましくは、１４ｍ２／ｇから１８ｍ２／ｇのＢＥＴ比表面積を有する。
【００３０】
好ましい実施形態では、水性スラリーの天然重質炭酸カルシウムなどの鉱物材料は、２．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ２（Ｆ１）が３０％から４５％、より好ましくは、３５％から４５％であり、中央粒径ｄ５０が２．０から３．０μｍ、より好ましくは、２．２μｍから２．６μｍである第１の分画と；２．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ２（Ｆ２）が８５％から１００％、より好ましくは、９０％から９６％であり、中央粒径ｄ５０が０．３から０．７５μｍ、より好ましくは、０．４μｍから０．６μｍである第２の分画とを含有する。
【００３１】
別の好ましい実施形態によると、鉱物材料（例えば、天然重質炭酸カルシウム）は、５．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ５（Ｆ１）が７５％から８５％、より好ましくは、８０％から８５％であり、中央粒径ｄ５０が２．０から３．０μｍ、より好ましくは、２．３μｍから２．７μｍである第１の分画と；２．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ２（Ｆ２）が８５％から１００％、より好ましくは、９５％から１００％であり、中央粒径ｄ５０が０．３から０．６５μｍ、より好ましくは、０．３μｍから０．６μｍである第２の分画とを含有する。好ましくは、第１の分画は、２．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ２（Ｆ１）が３０％から４５％、より好ましくは、３５％から４５％である。
【００３２】
第１の分画は、１．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ１（Ｆ１）が２０％から２２％である。
【００３３】
好ましくは、第１の分画の中央粒径ｄ５０と第２の分画の中央粒径ｄ５０の比は、少なくとも３．５、より好ましくは少なくとも４．０である。
【００３４】
好ましくは、第１の分画と第２の分画の重量比は、５／９５から２０／８０、より好ましくは７／９３から１５／８５である。
【００３５】
第１の分画は、３．０ｍ２／ｇから４．５ｍ２／ｇ、より好ましくは、３．５ｍ２／ｇから４．２ｍ２／ｇのＢＥＴ比表面積を有し得る。
【００３６】
第２の分画は、１０ｍ２／ｇから２２ｍ２／ｇ、より好ましくは、１６ｍ２／ｇから２２ｍ２／ｇのＢＥＴ比表面積を有し得る。
【００３７】
スラリーは、分散化剤をさらに含んでよい。
【００３８】
分散化剤は、当業者に一般的に知られているものから選択することができる。好ましくは、分散化剤は、ポリアクリレートから選択される。
【００３９】
分散化剤は、乾燥固形物基準で、０．４重量％から０．９重量％、より好ましくは、０．４重量％から０．６重量％の量で存在することができる。
【００４０】
既に上記のように、鉱物製造業者から鉱物（例えば、炭酸カルシウム）スラリーを得た後、塗工紙製造業者は、例えば、バインダー、特にラテックス粒子などのさらなる成分を添加することにより、塗工設備で最終塗工組成物を調製している。
【００４１】
本発明のスラリーは、ラテックス粒子を含有しないことが好ましい。さらにより好ましくは、スラリーは、デンプン、ラテックス、ダイズタンパク質および／またはＰＶＡなどのいずれのバインダーも含有しない。
【００４２】
場合によって、粘土および／または天然重質炭酸カルシウムなどの鉱物材料に加えて、水性スラリーは、さらなる無機粒子を含有してよい。
【００４３】
原則として、本発明のスラリーは、沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣとしても知られている）を含んでもよい。しかしながら、スラリーがいかなるＰＣＣも含有しないことがおそらく好ましい。
【００４４】
本発明では、上記の鉱物材料、特に天然重質炭酸カルシウムは、水性スラリー中に存在する唯一の無機材料であることも好ましい。
【００４５】
好ましくは、炭酸カルシウム、特に天然重質炭酸カルシウムは、鉱物材料の少なくとも９０重量％、より好ましくは少なくとも９５重量％、さらにより好ましくは少なくとも９８重量％、最も好ましくは１００重量％を示す。
【００４６】
第２の態様によると、本発明はまた、５．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ５が９８．５％から９０％であり、２．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ２が９６％から８０％である、Ｐ２／Ｐ５比が０．９８から０．８５である鉱物材料、好ましくは乾燥鉱物材料を提供する。
【００４７】
本発明では、「乾燥」という用語は、好ましくは、１０重量％未満、より好ましくは５重量％未満、さらにより好ましくは２重量％未満の水分含量を有する材料を指す。
【００４８】
本発明の第２の態様による鉱物材料のさらなる特性に関しては、本発明の第１の態様を定義する際に上で提供された記載を参照することができる。
【００４９】
さらなる態様によると、本発明は、７５．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ５（Ｆ１）が５％から８５％、好ましくは、８０％から８５％であり、中央粒径ｄ５０が２．０から３．０μｍ、好ましくは、２．３から２．７μｍである鉱物材料の第１の分画Ｆ１が提供され；２．０μｍ未満の直径を有する粒子重量％Ｐ２（Ｆ２）が８５％から１００％、好ましくは、９５％から１００％であり、中央粒径ｄ５０が０．３から０．６５μｍ、好ましくは、０．３から０．６μｍである鉱物材料の第２の分画Ｆ２が提供され；両分画が水に分散している、固形分が７８重量％を超える水性スラリーを調製する方法を提供する。好ましくは、第１の分画は、２．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ２（Ｆ１）が３０％から４５％、より好ましくは、３５％から４５％である。
【００５０】
第１の分画は、１．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ１（Ｆ１）２０％から２２％を有することができる。
【００５１】
好ましくは、第１の分画と第２の分画の重量比は、５／９５から２０／８０、より好ましくは７／９３から１５／２０である。
【００５２】
さらに、第１の分画Ｆ１は、乾式鉱物材料として提供されてよく、別の好ましい実施形態では、第２の分画は、水性スラリーとして提供されてよい。
【００５３】
鉱物材料は、炭酸カルシウム、粘土またはこれらの混合物から選択することができる。好ましくは、鉱物材料は、天然重質炭酸カルシウムである。
【００５４】
第１の分画および第２の分画のさらなる特性に関して、ならびに最終ブレンドおよび水性スラリーの特性に関しては、本発明の水性スラリーを定義する際に上で提供された記載が参照される。
【００５５】
各分画の粒度分布は、当業者に一般的に知られている方法により、例えば、従来の粉砕ステップにより、調節することができる。
【００５６】
本発明による方法の好ましい実施形態では、分散化剤が、スラリーに添加される。分散化剤の種類および量に関しては、水性スラリーを検討する際に上記記述を参照する。
【００５７】
さらなる態様によると、本発明は、ウエットエンド用途、塗工用途、塗料用途、充填材用途、コンクリートおよび／またはシーラントのための、上で定義した水性スラリーの使用を提供する。
【００５８】
好ましくは、水性スラリーは、紙塗工に使用される。
【００５９】
さらなる態様によると、本発明は、プラスチック用途、好ましくはプラスチック中のフィラーまたは添加物としての、本発明の第２の態様による鉱物組成物の使用を提供する。
【００６０】
本発明は、ここで、以下の実施例を参照することにより、さらに詳細に記載される。
【実施例】
【００６１】
Ｉ．測定方法
本発明の生成物および方法を定義するための上記全パラメーターは、以下の測定方法を使用することにより決定した。
【００６２】
１．５．０μｍ未満、２．０μｍ未満および１．０μｍ未満直径を有するそれぞれの粒子の重量による中央粒径ｄ５０ならびに重量パーセント
本発明中、ｄ５０は、重量による中間の粒径、すなわち、粒子の５０重量％がより粗いまたはより微細である粒径を表す。
粒径は、沈降法により測定した。沈降法は、重量測定フィールドにおける沈降挙動の分析である。測定は、Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＳｅｄｉｇｒａｐｈ（商標）５１００で行われる。方法および機器は、当業者に既知であり、フィラーおよび顔料の粒度を測定するために一般的に使用されている。測定は、０．１重量％ Ｎａ４Ｐ２Ｏ７の水溶液中で行われる。試料は、高速攪拌機および超音波を使用して分散した。
【００６３】
２．比表面積（ＢＥＴ）
比表面積は、ＩＳＯ９２７７による窒素およびＢＥＴ法を使用して測定した。
【００６４】
３．固形分
スラリーの固形分は以下のように測定した：固形分は、乾燥（ＩＲランプまたはマイクロ波）で提供される特殊なスケールを使用することにより測定される。一定の試料重量に達した時（除去される水がそれ以上ない場合）に、最終固形物が得られる。
【００６５】
４．粘度（ブルックフィールド）
スラリーのブルックフィールド粘度を以下のように測定した：スラリー粘度は、１００ｒｐｍおよび２０℃でブルックフィールド粘度計により評価される。
【００６６】
５．シート光沢７５°Ｔａｐｐｉ
シート光沢７５°ＴａｐｐｉをＩＳＯ８２５４−１により測定した。
【００６７】
ＩＩ．鉱物スラリーの調製
［実施例１］
以下の特性を有する第１乾式天然重質炭酸カルシウムＧＣＣ（ＧＣＣ１）を提供した：
ｄ５０：２．５μｍ
８１．４％＜５．０μｍ
４２．５％＜２．０μｍ
ＢＥＴ比表面積：３．９ｍ２／ｇ
【００６８】
以下の特性を有する、ポリアクリレート分散剤の存在下で固形分７８重量％の第２湿式天然重質炭酸カルシウムＧＣＣ（ＧＣＣ２）を提供した：
ｄ５０：０．５５μｍ
１００％＜５．０μｍ
９６．３％＜２．０μｍ
７８％＜１．０μｍ
ＢＥＴ比表面積：１６ｍ２／ｇ
【００６９】
ＧＣＣ１およびＧＣＣ２を、ＧＣＣ１／ＧＣＣ２重量比５／９５で混合した。
【００７０】
最終ＧＣＣ材料は、以下の特性を有した：
９８．１％＜５．０μｍ
９３．３％＜２．０μｍ
７４．３％＜１．０μｍ
ｄ５０：０．５８μｍ
【００７１】
水性スラリーＡＳ１は、８０重量％に調節された固形分を有した。ブルックフィールド粘度：４４０ｍＰａｓ。
【００７２】
［実施例２］
実施例２では、上記実施例１に記述と同じＧＣＣ１およびＧＣＣ２を使用した。
【００７３】
ＧＣＣ１およびＧＣＣ２を、ＧＣＣ１／ＧＣＣ２重量比８／９２で混合した。
【００７４】
最終ＧＣＣ材料は、以下の特性を有した：
９３．４％＜５．０μｍ
９１．８％＜２．０μｍ
７２．９％＜１．０μｍ
ｄ５０：０．５９μｍ
【００７５】
水性スラリーＡＳ２は、８０．３重量％に調節された固形分を有した。ブルックフィールド粘度：４４０ｍＰａｓ。
【００７６】
［実施例３］
実施例３では、上記実施例１に記述と同じＧＣＣ１およびＧＣＣ２を使用した。
【００７７】
ＧＣＣ１およびＧＣＣ２を、ＧＣＣ１／ＧＣＣ２重量比１０／９０で混合した。
【００７８】
最終ＧＣＣ材料は、以下の特性を有した：
９６．６％＜５．０μｍ
９０．１％＜２．０μｍ
７１．２％＜１．０μｍ
ｄ５０：０．６０μｍ
【００７９】
水性スラリーＡＳ３は、８０．４重量％に調節された固形分を有した。ブルックフィールド粘度：３８０ｍＰａｓ。
【００８０】
［実施例４］
実施例４では、上記実施例１に記述と同じＧＣＣ１およびＧＣＣ２を使用した。
【００８１】
ＧＣＣ１およびＧＣＣ２を、ＧＣＣ１／ＧＣＣ２重量比１６／８４で混合した。
【００８２】
最終ＧＣＣ材料は、以下の特性を有した：
９４．８％＜５．０μｍ
８８．５％＜２．０μｍ
６８．１％＜１．０μｍ
ｄ５０：０．６３μｍ
【００８３】
水性スラリーＡＳ４は、８０．２重量％に調節された固形分を有した。ブルックフィールド粘度：４２０ｍＰａｓ。
【００８４】
［実施例５］
実施例５では、上記実施例１に記述と同じＧＣＣ１およびＧＣＣ２を使用した。
【００８５】
ＧＣＣ１およびＧＣＣ２を、ＧＣＣ１／ＧＣＣ２重量比２０／８０で混合した。
【００８６】
最終ＧＣＣ材料は、以下の特性を有した：
９３．７％＜５．０μｍ
８３．４％＜２．０μｍ
６５．１％＜１．０μｍ
ｄ５０：０．６６μｍ
【００８７】
水性スラリーＡＳ５は、８０．８重量％に調節された固形分を有した。ブルックフィールド粘度：４３０ｍＰａｓ。
【００８８】
［比較実施例１］
以下の特性を有する、ポリアクリレート分散剤の存在下で固形分７８重量％の湿式天然重質炭酸カルシウムＧＣＣ６を提供した：
１００％＜５．０μｍ
９５％＜２．０μｍ
８０％＜１．０μｍ
ｄ５０：０．５５μｍ
【００８９】
したがって、実施例１から５と対比すると、比較実施例１で使用したＧＣＣ材料中には、非常に粗い粒子（すなわち、５．０μｍを超える直径を有する粒子）は存在しなかった。
水性スラリーＡＳ６は、７８重量％の固形分を有していた。このスラリーは、約３００ｍＰａｓブルックフィールド粘度を有していた。しかしながら、固形分が約８０重量％まで増加すると、粘度が激しく増加し、これ以上スラリーをポンプで汲み出すことができなかった、すなわち、これ以上加工することができなかった。
【００９０】
ＩＩＩ．紙塗工への鉱物スラリーの使用
上記の本発明の炭酸塩スラリーＡＳ２およびＡＳ４を使用して、紙塗工組成物Ｃ２およびＣ４を調製した。比較実施例１のスラリーＡＳ６から、紙塗工組成物Ｃ６を調製した。
【００９１】
ＧＣＣ成分に加えて、各紙塗工組成物はまた、スチレン−ブタジエンＳＢラテックスバインダー、ポリ酢酸ビニルＰＶＡ分散化剤および合成増粘剤を含有していた。
【００９２】
各試料について、ＧＣＣ、ＳＢラテックス、ＰＶＡおよび増粘剤の重量比は同じ、すなわち、１００部ＧＣＣ、９部ＳＢラテックス、０．４部ＰＶＡおよび０．１部増粘剤であった。
【００９３】
各紙塗工組成物Ｃ２、Ｃ４およびＣ６について、最大固形分は、パイロットコーター試験を実施することにより測定した；完全にきれいなブレードおよび許容できるブレード荷重に達するまで（最大ブレード偏向（荷重）８ｍｍ、硬いブレードモーダス（ｍｏｄｕｓ））、試験毎に必要とされる希釈をした。結果を表１に示す。
【００９４】
紙塗工組成物Ｃ２、Ｃ４およびＣ６を、紙の上に塗布し、シート光沢７５°Ｔａｐｐｉを各紙について測定した。結果を表１に要約する。
【００９５】
【表１】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
５．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ５が９８．５％から９０％であり、２．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ２が９６％から８０％であり、Ｐ２／Ｐ５比が０．９８から０．８５である鉱物材料を含む水性スラリーであって、該スラリーが７８重量％を超える固形分を有する水性スラリー。
【請求項２】
上記鉱物材料が、炭酸カルシウム、粘土またはこれらの任意の混合物から選択され、より好ましくは、天然重質炭酸カルシウムから選択される、請求項１に記載のスラリー。
【請求項３】
上記天然重質炭酸カルシウムが、大理石、石灰石、白亜またはこれらの任意の混合物から選択される、請求項２に記載のスラリー。
【請求項４】
上記鉱物材料が、１．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ１が８８％から６０％であり、および／またはＰ１／Ｐ５比が０．７５から０．６５である、請求項１から３のいずれか一項に記載のスラリー。
【請求項５】
ラテックス粒子を含有しない、請求項１から４のいずれか一項に記載のスラリー。
【請求項６】
上記天然重質炭酸カルシウムが、５．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％７Ｐ５（Ｆ１）が５％から８５％であり、中央粒径ｄ５０が２．０から３．０μｍである第１の分画と、２．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ２（Ｆ２）が８５％から１００％であり、中央粒径ｄ５０が０．３から０．６５μｍである第２の分画とを含有する、請求項１から５のいずれか一項に記載のスラリー。
【請求項７】
第１の分画の中央粒径ｄ５０と第２の分画の中央粒径ｄ５０の比が、少なくとも３．５である、請求項６に記載のスラリー。
【請求項８】
第１の分画と第２の分画の重量比が、５／９５から２０／８０である、請求項６または請求項７に記載のスラリー。
【請求項９】
５．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ５が９８．５％から９０％であり、２．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ２が９６％から８０％であり、Ｐ２／Ｐ５比が０．９８から０．８５である鉱物材料。
【請求項１０】
上記鉱物材料が乾燥鉱物材料である、請求項９に記載の鉱物材料。
【請求項１１】
固形分が７８重量％を超える水性スラリーを調製する方法であって、５．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ５（Ｆ１）が７５％から８５％であり、中央粒径ｄ５０が２．０から３．０μｍである鉱物材料の第１の分画Ｆ１が設けられ、２．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ２（Ｆ２）が８５％から１００％であり、中央粒径ｄ５０が０．３から０．６５μｍである鉱物材料の第２の分画Ｆ２が設けられ、両分画が水に分散している、上記方法。
【請求項１２】
第１の分画と第２の分画の重量比が、５／９５から２０／８０である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
第１の分画Ｆ１が、乾式鉱物材料として設けられる、請求項１１または請求項１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
第２の分画が、水性スラリーとして設けられる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
分散化剤がスラリーに添加される、請求項１１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
ウエットエンド用途、塗工用途、特に、紙塗工、塗料用途、充填材用途、コンクリートおよび／またはシーラントのための、請求項１から８のいずれか一項に記載の水性スラリーの使用。
【請求項１７】
プラスチック用途における、請求項９または請求項１０に記載の鉱物材料の使用。
【請求項１】
５．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ５が９８．５％から９０％であり、２．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ２が９６％から８０％であり、Ｐ２／Ｐ５比が０．９８から０．８５である鉱物材料を含む水性スラリーであって、該スラリーが７８重量％を超える固形分を有する水性スラリー。
【請求項２】
上記鉱物材料が、炭酸カルシウム、粘土またはこれらの任意の混合物から選択され、より好ましくは、天然重質炭酸カルシウムから選択される、請求項１に記載のスラリー。
【請求項３】
上記天然重質炭酸カルシウムが、大理石、石灰石、白亜またはこれらの任意の混合物から選択される、請求項２に記載のスラリー。
【請求項４】
上記鉱物材料が、１．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ１が８８％から６０％であり、および／またはＰ１／Ｐ５比が０．７５から０．６５である、請求項１から３のいずれか一項に記載のスラリー。
【請求項５】
ラテックス粒子を含有しない、請求項１から４のいずれか一項に記載のスラリー。
【請求項６】
上記天然重質炭酸カルシウムが、５．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％７Ｐ５（Ｆ１）が５％から８５％であり、中央粒径ｄ５０が２．０から３．０μｍである第１の分画と、２．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ２（Ｆ２）が８５％から１００％であり、中央粒径ｄ５０が０．３から０．６５μｍである第２の分画とを含有する、請求項１から５のいずれか一項に記載のスラリー。
【請求項７】
第１の分画の中央粒径ｄ５０と第２の分画の中央粒径ｄ５０の比が、少なくとも３．５である、請求項６に記載のスラリー。
【請求項８】
第１の分画と第２の分画の重量比が、５／９５から２０／８０である、請求項６または請求項７に記載のスラリー。
【請求項９】
５．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ５が９８．５％から９０％であり、２．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ２が９６％から８０％であり、Ｐ２／Ｐ５比が０．９８から０．８５である鉱物材料。
【請求項１０】
上記鉱物材料が乾燥鉱物材料である、請求項９に記載の鉱物材料。
【請求項１１】
固形分が７８重量％を超える水性スラリーを調製する方法であって、５．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ５（Ｆ１）が７５％から８５％であり、中央粒径ｄ５０が２．０から３．０μｍである鉱物材料の第１の分画Ｆ１が設けられ、２．０μｍ未満の直径を有する粒子の重量％Ｐ２（Ｆ２）が８５％から１００％であり、中央粒径ｄ５０が０．３から０．６５μｍである鉱物材料の第２の分画Ｆ２が設けられ、両分画が水に分散している、上記方法。
【請求項１２】
第１の分画と第２の分画の重量比が、５／９５から２０／８０である、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
第１の分画Ｆ１が、乾式鉱物材料として設けられる、請求項１１または請求項１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
第２の分画が、水性スラリーとして設けられる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
分散化剤がスラリーに添加される、請求項１１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
ウエットエンド用途、塗工用途、特に、紙塗工、塗料用途、充填材用途、コンクリートおよび／またはシーラントのための、請求項１から８のいずれか一項に記載の水性スラリーの使用。
【請求項１７】
プラスチック用途における、請求項９または請求項１０に記載の鉱物材料の使用。
【公表番号】特表２０１３−５０５３７４（Ｐ２０１３−５０５３７４Ａ）
【公表日】平成２５年２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３０２４１（Ｐ２０１２−５３０２４１）
【出願日】平成２２年９月２１日（２０１０．９．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０６３８６６
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０３３１１９
【国際公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【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２月１４日（２０１３．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２１日（２０１０．９．２１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２０１０／０６３８６６
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０３３１１９
【国際公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【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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