(57)【要約】  本発明は、表面処理炭酸カルシウムの生産方法、水性媒体における有機材料の制御のための方法におけるこの表面処理炭酸カルシウムの使用、ならびに表面処理炭酸カルシウムの複合体などの表面処理炭酸カルシウムと有機材料との複合体およびこのような複合体の使用に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面処理炭酸カルシウム材料の調製方法であって、
ａ）少なくとも１種の炭酸カルシウム含有材料を提供するステップ、
ｂ）モノアルコール第１級アルカノールアミン塩、ポリエチレンイミン塩およびこれらの混合物を含む群から選択されるＣ５−Ｃ２８の脂肪酸の少なくとも１種の塩を提供するステップ、
ｃ）ステップａ）の前記炭酸カルシウム含有材料を、ステップｂ）の前記脂肪酸塩とを接触させることにより処理するステップ、
ｄ）表面処理炭酸カルシウム材料を得るステップ
を含む、表面処理炭酸カルシウム材料の調製方法。
【請求項２】
ステップａ）の炭酸カルシウム含有材料の炭酸カルシウムが、粉砕された天然炭酸カルシウム、ドロマイト、沈降炭酸カルシウムおよびこれらの混合物を含む群から選択され、前記炭酸カルシウム含有材料が、好ましくは、炭酸カルシウム含有材料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９０重量％の炭酸カルシウムを含有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステップａ）の炭酸カルシウム材料の粒子の１０から９０重量％、好ましくは３０から８５重量％、より好ましくは６０から８０重量％が、１μｍ未満の粒径を提示することを特徴とする、請求項１または２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４】
ステップａ）の炭酸カルシウム材料が、０．４から５μｍ、好ましくは０．５から１μｍのｄ５０値を提示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方法。
【請求項５】
ステップａ）の炭酸カルシウム材料が、１から２００ｍ２／ｇ、好ましくは７から１５ｍ２／ｇのＢＥＴ比表面積を提示することを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
ステップａ）の炭酸カルシウム含有材料が水性懸濁液の形態で提供され、懸濁液の重量に基づき、好ましくは１ｗｔ％から７９ｗｔ％、より好ましくは３ｗｔ％から７８ｗｔ％、さらにより好ましくは５５ｗｔ％から７５ｗｔ％の範囲内の炭酸カルシウム含有材料の含有量を有す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方法。
【請求項７】
炭酸カルシウム含有材料の懸濁液が、炭酸カルシウム含有材料のｍ２あたり、０．０５から１ｍｇの分散剤または粉砕助剤を含むことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩が、Ｃ６−Ｃ２４の脂肪酸の塩、好ましくはＣ８−Ｃ１８の脂肪酸の塩であ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方法。
【請求項９】
Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩が、５ｇ  Ｉ２／１００ｇの脂肪酸塩より少ないヨウ素数を有する脂肪酸の塩であ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方法。
【請求項１０】
Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩が、脂肪酸がＣ６−Ｃ９の脂肪酸である場合、直鎖脂肪酸の塩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方法。
【請求項１１】
Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩が、パルミチン酸塩およびステアリン酸塩のブレンドであり、好ましくはパルミチン酸：ステアリン酸の脂肪酸に基づく重量比が２：１から１：２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方法。
【請求項１２】
Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩が、好ましくは３０から１１０モル％が、モノアルコール第１級アルカノールアミンおよび／またはポリエチレンイミンで中和され、ポリエチレンイミン塩の場合、前記Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩は、好ましくは３５から４５モル％が中和され、モノアルコール第１級アルカノールアミン塩の場合、前記Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩は、好ましくは９０から１００モル％が中和されることを特徴とする、請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩がポリエチレンイミン塩の場合、前記ポリエチレンイミンが直鎖であり、好ましくは１４０から７００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは１４６から２３２ｇ／ｍｏｌの分子量を有す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方法。
【請求項１４】
Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩がモノアルコール第１級アルカノールアミン塩である場合、前記モノアルコール第１級アルカノールアミンは、エタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミン、ペンタノールアミンおよびこれらの混合物を含む群から選択され、および好ましくはＣ５−Ｃ２８の脂肪酸の１−アミノ−２−プロパノール塩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方法。
【請求項１５】
炭酸カルシウム含有材料が、前記炭酸カルシウム含有材料の乾燥重量に基づいて、合計０．１から３ｗｔ％、好ましくは０．５から２ｗｔ％のＣ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩により処理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方法。
【請求項１６】
炭酸カルシウム含有材料が、炭酸カルシウム含有材料のｍ２あたり合計０．２から５ｍｇのＣ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩により、好ましくは炭酸カルシウム含有材料のｍ２あたり０．５から２ｍｇのＣ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩により処理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方法。
【請求項１７】
ステップｃ）の処理方法が湿式処理方法であり、得られた水性懸濁液を好ましくは乾燥し、この結果、表面処理炭酸カルシウムを顆粒または粉末の形態で得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方法。
【請求項１８】
ステップｃ）の処理方法が乾式処理方法であり、得られた顆粒または粉末を好ましくは水性媒体に導入し、この結果、表面処理炭酸カルシウムを水性懸濁液の形態で得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方法。
【請求項１９】
請求項１から１８のいずれか一項の方法により得られる表面処理炭酸カルシウム材料。
【請求項２０】
９７から９９重量％の炭酸カルシウム材料、０．１から３重量％のＣ５−Ｃ２８の脂肪酸のモノアルコール第１級モノアルカノールアミンおよび／またはポリエチレンイミンの塩ならびに０から１．５重量％のＣ５−Ｃ２８の脂肪酸のカルシウムおよび／またはマグネシウムの塩を含むことを特徴とする、請求項１９に記載の表面処理炭酸カルシウム材料。
【請求項２１】
請求項１９または２０に記載の表面処理炭酸カルシウム材料または表面処理炭酸カルシウム材料を含む水性懸濁液を媒体に加えることを特徴とする、水性媒体において有機材料を制御する方法。
【請求項２２】
水性媒体中の有機材料が、石油、石油誘導体、粘着物、ピッチまたはこれらの混合物を含む群から選択され、前記ピッチが好ましくは非イオン性および／または陰イオン性であることを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
表面処理炭酸カルシウムの添加前の水性媒体中の有機材料の総量が、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）に基づいて評価して、１０００から５０００ｍｇ  Ｏ２／ｄｍ３であることを特徴とする、請求項２１または２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
表面処理炭酸カルシウムの添加前の水性媒体のｐＨが６より上であり、好ましくは７より上であることを特徴とする、請求項２１から２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
表面処理炭酸カルシウムが、１０００ｍｇ  Ｏ２／ｄｍ３あたり０．０５から５ｗｔ％、より好ましくは０．１から１ｗｔ％、最も好ましくは０．１５から０．５ｗｔ％／に相当する量で水性媒体に投入され、前記ｍｇ  Ｏ２／ｄｍ３がＣＯＤ測定方法により決定されることを特徴とする、請求項２１から２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
請求項２１から２５のいずれか一項に記載の方法により得られる複合材料。
【請求項２７】
請求項２６に記載の複合材料の、紙における充填剤としての使用。
【請求項２８】
請求項１９または２０のいずれか一項に記載の表面処理炭酸カルシウムの、水性媒体における有機材料の制御のための使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面処理炭酸カルシウム材料の調製方法、これにより得られる表面処理炭酸カルシウム材料、有機材料の制御のためのこの表面処理炭酸カルシウム材料の使用ならびに表面処理炭酸カルシウムと有機材料との複合体およびこの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
「粘着性」を特徴とする有機材料、即ち、特定の表面に対して比較的高度のべたつきおよび／または接着性を提示する有機材料は、さまざまな状況において問題を提示する。天然の水性媒体中に放出された石油およびこの誘導体などの油状有機材料は、このような物質は、環境と接触する種の内部表面または外部表面（例えば、鳥の羽または肺の表面）に付着して、この環境の激変と関連してきた。
【０００３】
水面から油を除去するための多くの処理が開発されている。ＵＳ３，４１４，５１１に述べられているように、おがくず、泥炭繊維、珪藻土、膨張パーライトおよびバーミキュライトは全て油の吸収に使用されている。同じ目的を考慮して、ＵＳ３，８５５，１５２およびＵＳ４，０１１，１７５は、膨張パーライトと、アスファルト、セルロース繊維および粘土とを混合して使用し、石油流出上に散布するための混合物を形成することについて言及している。
【０００４】
ＵＳ３，３８２，１７０におけるように、先行技術はまた、この目的のための表面処理材料について言及し、ここではシリコーンでコーティングされた膨張パーライトが用いられている。ＪＰ７４４５，４６７においては、パーライト細粒をポリプロピレンでコーティングすることにより、石油流出処理用の親油性−疎水性細粒を作製し、一方、ＵＳ３，６９６，０５１は、金属シクロペンタジエニル化合物でコーティングされたバーミキュライトを使用することについて言及している。ＵＳ２，４６４，２０４においては、砂などの鉱物集合体を、石油アスファルトおよび燃料油と混合し、加熱し、固体炭素のコーティングを有する、凝集された粒子を形成している。ＵＳ５，０３５，８０４は、イオウ、金属硫酸塩、アルカリ金属硝酸塩および燃焼させた炭化水素油を含む、親油性／疎水層でコーティングされた、膨張パーライトもしくはバーミキュライトなどの細粒材料または砂を含む組成物について言及している。
【０００５】
例えばシリコーンゴムおよび消泡剤を含む粘着性の有機材料はまた、製紙業においても問題を提示し、製紙業では「ピッチ問題」または「粘着物（ｓｔｉｃｋｉｅｓ）問題」が起こることが知られており、水懸濁液から生じた粘着性の有機材料の、製紙用機器上への堆積、または巻き取り紙これ自体中のシミのいずれかとして主に報告されている。
【０００６】
製紙における第１の繊維源は木材であり、木材は、粉砕、熱および化学処理の組み合わせによるパルプ化の間にこの構成繊維に変えられる。この工程の間に、木材に含まれる天然の樹脂が、微小な液滴の形態で工程水中に放出される。これらの液滴はピッチと称される。コロイド状ピッチが、元のエマルジョン形態から安定性を損ない、製紙工場のウェットエンドにおいて表面に堆積した場合には問題が生じ、粒子は集合体を形成でき、これらの集合は最終的には緩まり、紙上に黄色から黒色の色の目に見える点として現れる。
【０００７】
今日ますます、製紙のｐＨは、中性またはわずかにアルカリ性のいずれかであり、ピッチの除去はもはや硫酸アルミニウムの使用で自動的に得られるものではなくなってきた。疑似中性へのｐＨの上昇は、機械製の紙において増える傾向にあり、従って、これらの条件下でのピッチ除去の研究もまた、重要性が高まっている。さらに機械パルプは、化学パルプおよび再生パルプより多くの溶存物質およびコロイド状物質を持ち越す。
【０００８】
完全性を期すために、出願者らは、ピッチ制御に関する名称の下記の特許出願について述べたいと思う。ＷＯ２００８／０７７８７７は、白色ピッチを標的とするために有用な、湿式粉砕されたベントナイトおよびタルクについて言及している。ＷＯ２００８／１１３８３９は、水性媒体中のピッチの制御方法であって、表面反応された天然炭酸カルシウムまたは表面反応された炭酸カルシウムを含み、２０℃において測定して６．０を超えるｐＨを有する水性懸濁液を媒体に加え、表面反応された炭酸カルシウムは、天然炭酸カルシウムと二酸化炭素および１種または複数種の酸との反応生成物である方法について言及している。
【０００９】
さらに、出願者らは、プラスチック応用における使用のための表面処理炭酸カルシウムに関する名称の下記の特許出願について述べたいと思う。ＷＯ２００５／１２１２５７は、炭酸カルシウムおよび１種または複数種の中程度に強力から強力なＨ３Ｏ＋イオン供与体、気体ＣＯ２および１種または複数種の式Ｒ−Ｘの化合物との多重反応によりインサイチュで形成される生成物を含有することを特徴とする乾燥無機顔料について言及しており、Ｒ−Ｘは、炭素質の基（ｒａｄｉｃａｌ）を表し、Ｘはカルボン酸、アミン、ヒドロキシル、ホスホン酸などの基またはこれらの混合物を表す。ＷＯ２００８／１２５９５５は、揮発性の低下した処理された鉱物充填剤生成物の調製方法について述べており、この方法は、少なくとも１種の乾燥鉱物充填剤を、Ｃ８からＣ２４の脂肪族モノカルボン酸の、少なくとも１種のＧｒｏｕｐ  ＩＩまたはＧｒｏｕｐ  ＩＩＩの塩で処理し、中間鉱物充填剤生成物を作製するステップ、その後、中間鉱物充填剤生成物を、少なくとも１種のＣ８からＣ２４の脂肪族モノカルボン酸で処理し、処理された鉱物充填剤生成物を作製するステップを含む。最後に、ＷＯ２０１０／０２３１４４は、少なくとも１種の鉱物充填剤および前記鉱物充填剤の表面に位置する処理層を含む、処理された鉱物充填剤生成物について言及し、前記処理層は、少なくとも１種の飽和したＣ８からＣ２４の脂肪族カルボン酸；および１種または複数種の飽和したＣ８からＣ２４の脂肪族カルボン酸の少なくとも１種の２価および／または３価のカチオン塩を含み、全ての前記脂肪族カルボン酸塩：全ての前記脂肪族カルボン酸の重量比は５１：４９から７５：２５であり、前記処理層は、前記鉱物充填剤の少なくとも２．５ｍｇ／ｍ２の量で存在する。
【００１０】
最後に、本出願人は、未公開の欧州特許出願第０９１６７２４６．９号および同第１０１５１８４６．２号について述べるが、これらは、伝導度の変化を制限しながら懸濁液のｐＨを上昇させるために使用される鉱物懸濁液中の添加剤として、それぞれＡＭＰおよびＰＥＩの使用について述べている。未公開の欧州特許出願第０９１７８２２８．４号は、殺生物剤エンハンサーとしてモノアルコール第１級アルカノールアミンの使用について述べており、一方、未公開の欧州特許出願第１０１５７０９９．２号は、浮遊剤（ｆｌｏｔａｔｉｏｎ  ａｉｄ）としての改変されたポリアルキレンイミンについて述べている。
【００１１】
タルクは、ピッチの堆積のための有効な制御剤として認められており、石油流出の処理に使用されている。タルクは、ピッチおよび石油などの有機物質のべたつきを、これらの油性の凝集体の表面を覆うことにより低下させると考えられている。
【００１２】
しかし、水性媒体の表面にある有機材料のみではなく、この環境内に分散されるコロイド状有機材料もまた標的にする必要があり、水性懸濁液の形態の処理剤の提供が望ましい。タルクなどの処理剤には、水性相のバルクに進入するために十分に湿潤するように、これらが大々的に表面処理および／または機械的にせん断されなければならないという欠点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】米国特許第３，４１４，５１１号明細書
【特許文献２】米国特許第３，８５５，１５２号明細書
【特許文献３】米国特許第４，０１１，１７５号明細書
【特許文献４】米国特許第３，３８２，１７０号明細書
【特許文献５】ＪＰ  ７４  ４５，４６７
【特許文献６】米国特許第３，６９６，０５１号明細書
【特許文献７】米国特許第２，４６４，２０４号明細書
【特許文献８】米国特許第５，０３５，８０４号明細書
【特許文献９】国際公開第２００８／０７７８７７号
【特許文献１０】国際公開第２００８／１１３８３９号
【特許文献１１】国際公開第２００５／１２１２５７号
【特許文献１２】国際公開第２００８／１２５９５５号
【特許文献１３】国際公開第２０１０／０２３１４４号
【特許文献１４】欧州特許出願公開第０９１６７２４６．９号明細書
【特許文献１５】欧州特許出願公開第１０１５１８４６．２号明細書
【特許文献１６】欧州特許出願公開第０９１７８２２８．４号明細書
【特許文献１７】欧州特許出願公開第１０１５７０９９．２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従って、水性懸濁液の形態で提供でき、水性系の内部および表面上の両方で有機材料を制御できる、容易に利用可能な、代替の実用的な材料が常に求めらている。
【００１５】
驚くべきことに、上記の目的は、本発明のＣ５−Ｃ２８の脂肪酸の１種または複数種の塩により表面処理炭酸カルシウム材料の調製のための方法、この結果得られた表面処理炭酸カルシウム材料、および水性媒体に含まれる有機材料を制御するために、この表面処理炭酸カルシウム材料またはこの表面処理炭酸カルシウム材料を含む水性懸濁液を水性媒体へ添加することにより解決される。
【００１６】
制御方法により得られた生成物、いわゆる表面処理炭酸カルシウム材料および有機材料から形成される複合材料もまた、本発明の目的である。このような複合材料には、紙における充填剤としての用途を含む、さまざまな用途を見出すことができる。
【００１７】
本発明の目的において、水性媒体における有機材料の「制御」は、（１）この有機材料のべたつきの低下および／または（２）複合体を形成するためのこの有機材料の会合および／または（３）水性相の化学的酸素要求量（ＣＯＤ）の低下を意味するものである。後者は、下記の実施例の項のように測定され得る。複合体の形成は、水性媒体の濁度の減少により評価され、下記の実施例の項に記載のように測定され得る。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明に従った、表面処理炭酸カルシウム材料の調製方法は、
ａ）少なくとも１種の炭酸カルシウム含有材料を提供するステップ、
ｂ）モノアルコール第１級アルカノールアミン塩、ポリエチレンイミン塩およびこれらの混合物を含む群から選択されるＣ５−Ｃ２８の脂肪酸の少なくとも１種の塩を提供するステップ、
ｃ）ステップａ）の前記炭酸カルシウム含有材料を、これとステップｂ）の前記脂肪酸塩とを接触させることにより処理するステップ、
ｄ）表面処理炭酸カルシウム材料を得るステップ
を含む。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
好ましくは、前記炭酸カルシウム含有材料の炭酸カルシウムは、粉砕された天然炭酸カルシウム、ドロマイト、沈降炭酸カルシウムおよびこれらの混合物を含む群から選択される。前記炭酸カルシウムは、前記炭酸カルシウム含有材料とタルクおよび／または雲母などのさらなる鉱物の組み合わせにおいて存在してもよい。
【００２０】
ドロマイトは、ドロマイト鉱物を指し、カルシウム・マグネシウム炭酸塩、即ちＣａＭｇ（ＣＯ３）２である。ドロマイト鉱物は、本質的に完全にドロマイトからなるドロマイト石灰岩またはドロマイト質石灰岩において炭酸カルシウムに伴うかの、いずれかにおいて見出される。
【００２１】
本発明の意味において「粉砕天然炭酸カルシウム」（ＧＮＣＣ）は、石灰岩、大理石または白亜などの天然源から得られる炭酸カルシウムであり、粉砕、篩過および／または湿式および／または乾式による、例えば、サイクロン、分類器または遠心分離による分画化などの処理を介して加工される。
【００２２】
本発明の意味において「沈降炭酸カルシウム」（ＰＣＣ）は、合成材料であり、概して水性媒体中における二酸化炭素と石灰との反応に続く沈降により、または水中におけるカルシウムおよび炭酸イオン源の沈降により得られる。ＰＣＣは、準安定バテライト、安定方解石またはアラゴナイトであってよい。一実施形態において、このＰＣＣは粉砕されていてよい。
【００２３】
前記ＧＮＣＣまたはＰＣＣは、表面反応され、表面反応炭酸カルシウムを形成でき、これらは、炭酸カルシウム少なくとも一部の表面から広がる、ＧＮＣＣおよび／またはＰＣＣおよび不溶性の、少なくとも部分的に結晶性である非炭酸カルシウム塩を含む材料である。このような表面反応生成物は、例えばＷＯ００／３９２２２、ＷＯ２００４／０８３３１６、ＷＯ２００５／１２１２５７、ＷＯ２００９／０７４４９２、出願番号第０９１６２７２７．３号の未公開の欧州特許出願および出願番号第０９１６２７３８．０号の未公開の欧州特許出願に従って調製できる。
【００２４】
前記ステップａ）の炭酸カルシウム含有材料は、好ましくは、前記炭酸カルシウム含有材料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９０重量％の炭酸カルシウムを含有する。
【００２５】
好ましい実施形態において、炭酸カルシウム材料粒子の１０から９０重量％、好ましくは３０から８５重量％、より好ましくは６０から８０重量％が、処理前に、下記の実施例の項における測定方法に従って測定して、１μｍ未満の粒径を提示する。
【００２６】
別の好ましい実施形態において、８０から９７重量％、好ましくは９０から９８重量％の炭酸カルシウム材料粒子が、処理前に、下記の実施例の項における測定方法に従って測定して、２μｍ未満の粒径を提示する。
【００２７】
別の好ましい実施形態において、炭酸カルシウム材料粒子の中位径は、処理前に、下記の実施例の項に従って測定して、０．４から５μｍ、好ましくは０．５から１μｍのｄ５０値を提示する。
【００２８】
好ましい実施形態において、炭酸カルシウム材料は、処理前に、下記の実施例の項に提供される測定方法に従って測定して、１から２００ｍ２／ｇ、好ましくは７から１５ｍ２／ｇのＢＥＴ比表面積を提示する。
【００２９】
一実施形態において、前記ステップａ）の炭酸カルシウム含有材料は、水性懸濁液の形態で提供される。この実施形態において、前記懸濁液は、懸濁液の重量に基づき、１ｗｔ％から７９ｗｔ％、より好ましくは３ｗｔ％から７８ｗｔ％、さらにより好ましくは５５ｗｔ％から７５ｗｔ％の範囲内の炭酸カルシウム含有材料の含有量を有する。前記炭酸カルシウム含有材料は、ポリアクリレート系のなどの分散剤または粉砕助剤などの、分散剤を用いて分散させても、または粉砕助剤を用いて予備粉砕してもよいが、懸濁液中の前記炭酸カルシウム含有材料は分散剤または粉砕助剤を含まないことが好ましい。分散剤または粉砕助剤を用いる場合、少量、即ち、炭酸カルシウム含有材料の乾燥重量に対して０．０２から０．５乾燥重量％で投与されることが好ましい。代替の実施形態において、分散剤または粉砕助剤は、０．０５から１ｍｇ／炭酸カルシウム含有材料のｍ２、に対応する量で存在し、炭酸カルシウム含有材料のｍ２は、下記の実施例の項に記載のＢＥＴ表面積測定に基づき決定される。
【００３０】
本発明に従って、少なくとも１種の炭酸カルシウム材料は、モノアルコール第１級アルカノールアミン塩、ポリエチレンイミン塩およびこれらの混合物を含む群から選択される、Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の１種または複数種の塩により表面処理される。
【００３１】
好ましい実施形態において、前記Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩は、Ｃ６−Ｃ２４の脂肪酸の塩、より好ましくはＣ８−Ｃ１８の脂肪酸の塩である。
【００３２】
好ましい実施形態において、前記Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩は、５ｇ  Ｉ２／１００ｇの脂肪酸塩より少ないヨウ素数を有する脂肪酸の塩である。ヨウ素数の決定は当業者には周知であり、即ち、１００ｇの脂肪酸試料へのヨウ素の添加、その後のチオ硫酸ナトリウムによる余剰のヨウ素溶液の逆滴定法を伴う。
【００３３】
好ましい実施形態において、前記脂肪酸がＣ６−Ｃ９の脂肪酸である場合、前記Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩は、直鎖脂肪酸の塩である。
【００３４】
最も好ましい実施形態において、前記Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩は、パルミチン酸塩およびステアリン酸塩のブレンドであり、好ましくはパルミチン酸：ステアリン酸の脂肪酸に基づく重量比が２：１から１：２である。
【００３５】
前記Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩は、好ましくは３０から１１０モル％が、前記モノアルコール第１級アルカノールアミンおよび／またはポリエチレンイミンで中和される。ポリエチレンイミン塩の場合、前記Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩は、好ましくは３５から４５モル％が中和される。モノアルコール第１級アルカノールアミンの場合、前記Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩は、好ましくは９０から１００モル％が中和される。中和のモル％は、中和される脂肪酸のモル数に基づき決定される。１００モル％を超えるモル％の中和は、中和過程において過剰のモノアルコール第１級アルカノールアミンおよび／またはポリエチレンイミンが加えられることを意味する。
【００３６】
前記Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩がポリエチレンイミン塩の場合、前記ポリエチレンイミンが直鎖であることが好ましい。この場合、前記ポリエチレンイミンは、好ましくは１４０から７００ｇ／ｍｏｌ、好ましくは１４６から２３２ｇ／ｍｏｌの分子量を有する。本発明の目的のために、直鎖ポリエチレンイミンの「分子量」は、それぞれの化学式から直接計算される。
【００３７】
前記ポリエチレンイミンは分枝型ポリエチレンイミンであってもよく、これは、好ましくは、５００から５００００ｇ／ｍｏｌ、より好ましくは８００から２５０００ｇ／ｍｏｌの分子量を有する。本発明の意味において、改変前の分枝型ポリアルキレンイミンの「分子量」は、光散乱（ＬＳ）技術により測定された重量平均分子量である。
【００３８】
前記Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩がモノアルコール第１級アルカノールアミン塩である場合、前記モノアルコール第１級アルカノールアミンは、好ましくはエタノールアミン、プロパノールアミン、ブタノールアミン、ペンタノールアミンおよびこれらの混合物を含む群から選択される。
【００３９】
最も好ましい実施形態において、前記Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩は、Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の１−アミノ−２−プロパノール塩である。
【００４０】
前記炭酸カルシウム含有材料は、好ましくは前記炭酸カルシウム含有材料の乾燥重量に基づいて、合計０．１から３ｗｔ％、好ましくは０．５から２ｗｔ％の前記Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩により処理される。
【００４１】
代替の実施形態において、前記炭酸カルシウム含有材料は、合計０．２から５ｍｇの前記Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩／炭酸カルシウム含有材料のｍ２、好ましくは０．５から２ｍｇの前記Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩／炭酸カルシウム含有材料のｍ２により処理され、前記炭酸カルシウム含有材料のｍ２は、下記の実施例の項に記載のＢＥＴ測定に基づいて決定される。
【００４２】
前記炭酸カルシウム含有材料は、前記Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩と、前記炭酸カルシウム含有材料とを、乾式または湿式のいずれか、例えば水性環境で接触させることにより処理されてもよい。
【００４３】
この乾式または湿式処理方法は、前記Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩と前記炭酸カルシウム含有材料とを、５から１５０℃の温度において混合および／または粉砕することによって行ってもよい。
【００４４】
粉砕は、粉砕機によって行われてもよく、自生粉砕動作によりもたらされてもよく、粉砕用粒子は、相互影響に供されても、または粉砕ボール、粉砕バーまたは粉砕スピンドルなどの、１つまたは複数の他の粉砕媒体による追加の影響によってもたらされてもよい。このような粉砕媒体による粉砕は、例えば、企業により製造されたＤｙｎｏｍｉｌｌなどのボールミル、振動粉砕機または車輪粉砕機において行われてもよい。粉砕のタイプに依存して、前記粉砕は、固定された粉砕チャンバーまたは回転粉砕チャンバーにおいて行われてよい。前記Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩は、粉砕工程の前および／または粉砕工程の間に、炭酸カルシウム含有材料供給口および／または粉砕チャンバーに加えられてもよい。
【００４５】
ボールミルの場合、用いられる粉砕ボールは、好ましくは５１０から６００の間のブリネル硬度を有する。優先的には、これらはモリブデンまたはクロムとの鉄ベースの合金などの鉄、陶器および／またはケイ酸塩製であり、これらは０．１から５ｍｍの間、優先的には０．２から３ｍｍの間およびより優先的には０．５から５ｍｍの間の平均ボール径を有する。別の好ましい態様に従って、これらの粉砕ボールは、ボールミルに含有される粉砕用材料に対する重量比が１０：１から１００対１の間、好ましくは２０：１から８０：１、より好ましくは３０：１から６０：１の間で存在する。
【００４６】
処理方法が湿式処理方法である場合、水性処理環境が、水性懸濁液の形態で前記炭酸カルシウム含有材料を提供することにより、および／または水溶液または水性懸濁液の形態で前記Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の塩を提供することによって提供されてもよい。
【００４７】
前記塩の溶液または懸濁液は、好ましくは５から５０重量％の固形分を有する。乾燥塩の使用もまた可能であり、この場合、前記塩が好ましくは２３℃において液体である。
【００４８】
処理方法が湿式処理方法である場合、一実施形態において、得られた水性懸濁液を乾燥し、この結果、表面処理炭酸カルシウムを顆粒または粉末の形態で得ることができる。
【００４９】
処理方法が乾式処理方法である場合、得られた顆粒または粉末を水性媒体に導入し、この結果、表面処理炭酸カルシウムを水性懸濁液の形態で得ることができる。
【００５０】
上記のように、本発明の方法により得られた表面処理炭酸カルシウム材料は、本発明のさらなる目的である。
【００５１】
好ましくは、表面処理炭酸カルシウム材料は、９７から９９重量％の炭酸カルシウム材料、０．１から３重量％のＣ５−Ｃ２８の脂肪酸のモノアルコール第１級モノアルカノールアミンおよび／またはポリエチレンイミンの塩ならびに０から１．５重量％のＣ５−Ｃ２８の脂肪酸のカルシウムおよび／またはマグネシウムの塩を含む。
【００５２】
さらに、驚くべきことに、本発明に従った方法で得られた表面処理炭酸カルシウム材料が、水性媒体において有機材料を制御するために有利に使用できることが見出されている。
【００５３】
従って、本発明に従った方法により得られた表面処理炭酸カルシウム材料の、水性媒体において有機材料を制御するための使用だけでなく、水性媒体において有機材料を制御する方法もまた一態様であり、この方法において、前記表面処理炭酸カルシウム材料または表面処理炭酸カルシウム材料を含む水性懸濁液を媒体に加え、炭酸カルシウムは、モノアルコール第１級アルカノールアミン塩およびポリエチレンイミン塩を含む群から選択される、Ｃ５−Ｃ２８の脂肪酸の１つまたは複数の塩により表面処理される。
【００５４】
前記表面処理炭酸カルシウムの使用を介して制御され得る水性媒体中の前記有機材料は、石油、石油誘導体、粘着物、シリコーンゴム、白色ピッチ（ラテックスに由来するものなど）、ピッチおよびこれらの混合物などの任意の親油性有機材料を含む。
【００５５】
本発明の目的のために、本発明により制御され得る有機材料は、純粋有機材料および／または１つまたは複数の無機材料が、部分的または完全に有機材料により覆われた材料を含む。
【００５６】
原油とも称される石油は、さまざまな重量の炭化水素の混合物、特にパラフィン、ナフテン、芳香族炭化水素およびアスファルトの炭化水素を、イオウ含有有機物および／または窒素含有有機物および／または酸素含有有機物と一緒に含む。石油の正確な組成は、多くの場合、これが抽出された油層の関数である。石油は、一般的に油井またはオイルサンドもしくはタールサンドから抽出され得る。
【００５７】
石油誘導体は、原油の蒸留または精製により得られる有機化合物および原油留分の熱分解または接触分解から得られる有機化合物を含む。
【００５８】
本発明の意味において「粘着物」は、紙のリサイクルからもたらされる粘着性有機材料を指すことを意図する。紙のリサイクルの間、例えば本の背中および接着テープ由来またはシリコーン系消泡剤由来のホットメルト接着剤、結合剤および他の熱可塑性材料が、いわゆる「粘着物」の形成につながり得る。これらの大部分はさまざまな程度の疎水性を示す。これらはスチレンブタジエン結合剤、ラテックスなどの柔軟な有機材料である傾向があり、抄紙機のウェットエンドにおいて問題が起きた場合、ゴム、ビニルアクリレート、ポリイソプレン、ポリブタジエン、ホットメルトなどが一般に「白色ピッチ」とも呼ばれる。特定の条件下で、これらの化合物は、抄紙機にべたついたり、堆積したりする可能性がある。堆積は、紙の破壊または目に見える点の出現につながる可能性があり、多くの場合最終製品において熱により暗くなり、紙の品質の低下および抄紙機の清掃のための稼働停止をもたらす。
【００５９】
ピッチの化学組成は、一般的に４つのクラスの親油性成分：ｉ）脂肪および脂肪酸、ｉｉ）ステリルエステルおよびステロール、ｉｉｉ）テルぺノイドおよびｉｖ）ワックスに分けられる。化学組成は、さまざまな木などの繊維源および試料が生産される季節的成長に依存する。
【００６０】
ピッチの形成は、３つの主な機構を介して発生するとして概念的に記載することができる。第１の機構的経路は、透明または半透明であり得る材料の有機フィルムの形成である。その厚さはその濃度に従って変動し、フィルムは、初期合体の形成のための核を必要とする。このタイプのピッチは、その形成機構が示唆するように、フィルム性と呼ばれる。第２のタイプのピッチは、合体し、直径０．１−１．０μｍの小球を形成できるピッチであり、従って球状ピッチと呼ばれる。一般的に生じる第３のタイプのピッチは、凝集されているか、またはピッチボール形態であり、多くの場合、ピッチの堆積による最も大きな問題を有する系において認められる。形成されるボールは直径１−１２０μｍである。フィルム性または球状の状態において、一般にピッチは問題を起こさないが、ひとたび凝集体が形成されると、その後紙質の問題が起こり始める。
【００６１】
好ましい実施形態において、前記水性媒体中のピッチは非イオン性および／または陰イオン性である。
【００６２】
前記表面処理炭酸カルシウムの添加前の水性媒体中のこのような有機材料の総量は、化学的酸素要求量（ＣＯＤ）に基づいて評価され、好ましくは、下記の実施例の項において提供される測定方法に従って測定して１０００から５０００ｍｇ  Ｏ２／ｄｍ３である。
【００６３】
下記の実施例の項において測定された、前記表面処理炭酸カルシウムの添加前の水性媒体のｐＨは、好ましくは６より上であり、より好ましくは７より上である。
【００６４】
本発明に従った有機材料の制御方法において、表面処理炭酸カルシウムは、当業者に公知の任意の既存の供給手段により、有機材料含有水性媒体に加えられる。表面処理炭酸カルシウムは、水性懸濁液として、例えば上記の懸濁液として加えることができる。代替的には、表面処理炭酸カルシウムは固形、例えば顆粒もしくは粉末の形態または塊の形態で加えることができる。本発明の関連において、表面処理炭酸カルシウムを含む固定相、例えば塊または層の形態で提供し、前記固定相の間を水性媒体が流れることも可能である。
【００６５】
好ましくは、表面処理炭酸カルシウムは、例えば撹拌手段により有機材料含有水性媒体中に懸濁される。表面処理炭酸カルシウムの量は、制御される有機材料のタイプに依存する。好ましくは、前記表面処理炭酸カルシウムは、０．０５から５ｗｔ％、より好ましくは０．１から１ｗｔ％および最も好ましくは０．１５から０．５ｗｔ％／１０００ｍｇ  Ｏ２／ｄｍ３に相当する量で水性媒体に投入され、前記ｍｇ  Ｏ２／ｄｍ３は、下記の実施例の項に記載のＣＯＤ測定方法により決定される。
【００６６】
本発明の好ましい一実施形態において、表面処理炭酸カルシウムは、機械パルプ、例えば砕木パルプ、ＴＭＰ（サーモメカニカルパルプ）もしくはケモサーモメカニカルパルプ（ＣＴＭＰ）ならびに化学パルプ、例えばクラフトパルプもしくは硫酸塩パルプまたは製紙過程で使用される再生パルプなどのピッチ含有水性媒体に加えられる。
【００６７】
本発明の方法に供することができるピッチ含有パルプは、特に木材パルプ由来であり、これは製紙に使用される最も一般的な材料である。木材パルプは、一般にトウヒ、マツ、モミ、カラマツおよびツガなどの針葉樹に由来するが、ユーカリおよびカバノキなどの幾つかの広葉樹にも由来する。
【００６８】
本発明に従って制御され得るピッチは、脂肪および脂肪酸、ステリルエステルおよびステロール、テルぺノイドならびにワックスなどの種を含み得る。化学組成は、さまざまな木などの繊維源および試料が生産される季節的成長に依存する。
【００６９】
場合により、添加剤が、処理される試料水に加えられてもよい。これらは、ｐＨ調整用の薬剤などを含んでよい。
【００７０】
吸着の完了後、表面処理炭酸カルシウム、有機材料および任意選択のさらなる材料により形成された複合体を、沈降、遠心分離およびろ過などの当業者に公知の既存の分離手段により、水性媒体から分離できる。
【００７１】
前記表面処理炭酸カルシウムと前記有機材料との水性媒体における接触により形成される複合材料もまた、本発明の目的である。
【００７２】
このような複合材料には、紙における充填剤としての使用を含む使用が見出される。
【００７３】
複合材料が、前記表面処理炭酸カルシウムと、イオウ含有石油またはイオウ含有石油誘導体との接触後に形成される場合、この複合材料は、燃焼された場合このイオウが還元されるという際立った有利性を提示する。
【００７４】
下記の実施例は本発明を例示するものであり、本発明を限定することを意図するものでは決してない。
【実施例】
【００７５】
測定方法
材料のＢＥＴ比表面積（ｍ２／ｇ）
ＢＥＴ比表面積値を、窒素およびＩＳＯ  ９２７７に従ったＢＥＴ法を使用して決定した。
【００７６】
粒子材料の粒径分布（直径＜Ｘの粒子の質量％）および重量メジアン粒径（ｄ５０）
粒子材料の重量メジアン粒径および粒径質量分布を、沈降法、即ち重力場（ｇｒａｖｉｍｅｔｒｉｃ  ｆｉｅｌｄ）における沈降挙動の分析を介して決定した。測定は、Ｓｅｄｉｇｒａｐｈ（商標）５１００を用いて行った。
【００７７】
この方法および機器は当業者に公知であり、充填剤および顔料の粒径を決定するために一般的に使用されている。測定を、０．１重量％のＮａ４Ｐ２Ｏ７の水溶液において実施する。試料を、高速撹拌器および超音波を使用して分散させた。
【００７８】
懸濁液のｐＨ測定
懸濁液のｐＨを、２３℃において、対応するＭｅｔｔｌｅｒ  Ｔｏｌｅｄｏ（商標）ｐＨ拡張ユニットおよびＭｅｔｔｌｅｒ  Ｔｏｌｅｄｏ  ＩｎＬａｂ（登録商標）７３０  Ｅｘｐｅｒｔ  Ｐｒｏ  ｐＨ電極を装備した、Ｍｅｔｔｌｅｒ  Ｔｏｌｅｄｏ（商標）Ｓｅｖｅｎ  Ｅａｓｙ  ｐＨメーターを使用して測定した。
【００７９】
機器の３点較正（セグメント法に従った。）を、２０℃において４、７および１０のｐＨ値を有する市販の緩衝液（Ａｌｄｒｉｃｈ（商標）による。）を使用して、まず行う。
【００８０】
記録されたｐＨ値が、機器により検出されたエンドポイント値である（エンドポイントは、測定されたシグナルが、最後の６秒にわたる平均と０．１ｍＶ未満異なる時である。）。
【００８１】
懸濁液中の材料の固形物重量（重量％）
固形物の重量を、固形物材料の重量を水性懸濁液の総重量で割ることによって決定する。
【００８２】
固形物材料の重量を、懸濁液の水相を蒸発させ、得られた材料を一定重量まで乾燥させることによって得られた固形物材料を秤量することにより決定する。
【００８３】
懸濁液の重量分析（ｍｇ／ｄｍ３）
重量分析のために、水相の１００ｃｍ３の試料を、あらかじめ秤量したアルミニウムビーカーに配置し、オーブン（９０℃、２４時間）において乾燥させ、水相中の非揮発性残渣、即ち、鉱物表面に吸着されなかった任意の有機材料および無機材料の総量を得た。
【００８４】
懸濁液の濁度分析（ＮＴＵ）
４５ｃｍ３の試料を使用して、コロイド状ピッチ粒子により引き起こされる濁度を、ＮＯＶＡＳＩＮＡ  １５５  Ｍｏｄｅｌ  ＮＴＭ−Ｓ（１５２）を用いて分析した。この機器は、射出光束が懸濁液中の小粒子により散乱される、光ファイバープローブを介して近赤外スペクトル内の光を伝搬する。１８０°において後方散乱された光を、プローブ中の並行光ファイバーにより回収し、光ダイオード上に集中させる。得られたシグナルを増幅させ、ネフェロ分析濁度ユニット（Ｎｅｐｈｅｌｏｍｅｔｒｉｃ  Ｔｕｒｂｉｄｉｔｙ  Ｕｎｉｔｓ）（ＮＴＵ）で直接表示させ、特定の波長において懸濁粒子によって散乱、減衰される、または入射光の経路から方法特有の角度で吸収される、化学的に設けられた総合的基準と比較した光の強度として定義される。周囲光による干渉を、変調された伝達信号の採用により除去し、光の入り込めない試料を取り扱う系に関する必要性を取り除く。
【００８５】
化学的酸素要求量（ＣＯＤ、ｍｇ  Ｏ２／ｄｍ３）
２ｃｍ３の試料を使用して化学的酸素要求量（ＣＯＤ）分析を行い、これにより総有機含有量、即ち非吸着有機材料の値を得た。ＣＯＤ分析は、有機材料のＣＯ２への酸化に必要な酸素量を表し、Ｌａｎｇｅ  ＣＳＢ  ＬＣＫ  ０１４、範囲１０００−１００００ｍｇ  ｄｍ−３およびＬＡＳＡ  １／プラスキュベットを使用して測定した。
【００８６】
流動電流検出器の同等性（ＳＣＤ、μＥｑ／ｇ）
ＳＣＤ滴定により、懸濁液中のコロイド状分画の電荷を測定し、Ｍｕｔｅｋ  ＰＣＤ−０２機器類を使用して評価した。
【００８７】
高分子電解質の滴定（ＰＥＴ、μＥｑ／ｇ）
水性懸濁液中の高分子電解質含有量を、Ｍｅｔｔｌｅｒ−Ｔｏｌｅｄｏ、スイス国により商品化されたＰｈｏｔｏｔｒｏｄｅ  ＤＰ  ６６０を装備したＭｅｍｏｔｉｔｒａｔｏｒ  Ｍｅｔｔｌｅｒ  ＤＬ  ５５を使用して決定した。高分子電解質含有量の測定は、炭酸カルシウム懸濁液の試料を滴定容器に秤量し、前記試料を脱イオン水でおよそ４０ｍｌの体積に希釈することによって実施した。次いで、１０ｍｌの０．０１Ｍの陽イオン性ポリ（Ｎ，Ｎ−ジメチル−３，５−ジメチレン−ピペリジニウム・クロリド）（ＰＤＤＰＣ；ＡＣＲＯＳ  Ｏｒｇａｎｉｃｓ、Ｂｅｌｇｉｕｍから入手した。）を、撹拌しながら滴定容器に５分以内にゆっくりと加え、その後、容器の内容物をさらに２０分間撹拌する。その後、懸濁液を０．２μｍのミックスエステルメンブレンフィルター（ｍｉｘ−ｅｓｔｅｒ  ｍｅｍｂｒａｎｅ  ｆｉｌｔｅｒ）（直径４７ｍｍ）を介してろ過し、５ｍｌの脱イオン水で洗浄する。このようにして得たろ液を、５ｍｌのリン酸緩衝液ｐＨ  ７（Ｒｉｅｄｅｌ−ｄｅ  Ｈａｅｎ、ドイツ国）で希釈し、その後、０．０１Ｍのポリビニル硫酸カリウム（ＫＰＶＳ；ＳＥＲＶＡ  Ｆｅｉｎｂｉｏｃｈｅｍｉｃａ、ハイデルベルクから入手した。）溶液をろ液にゆっくりと加え、過剰の陽イオン試薬を滴定する。滴定のエンドポイントはＰｈｏｔｏｔｒｏｄｅ  ＤＰ６６０により検出し、Ｐｈｏｔｏｔｒｏｄｅ  ＤＰ６６０は、このような測定前に、脱イオン水中で１２００から１４００ｍＶに調整する。電荷計算は、以下の評価に従って実施する：
【００８８】
【数１】
2013538773.tif 000002
【００８９】
【数２】
2013538773.tif 000003
【００９０】
最適な試料重量の計算：
【００９１】
【数３】
2013538773.tif 000004
【００９２】
４ｍｌ消費に適合した試料重量の計算：
【００９３】
【数４】
2013538773.tif 000005
【００９４】
略語：
ＥＰ＝試料重量［ｇ］
ｗＤＭ＝分散剤含有量［％］
ＫＤＭ＝分散剤定数［μＶａｌ／０．１ｍｇ分散剤］
Ｆｋ＝固形分［％］
ＶＰＤＤＰＣ＝ＰＤＤＰＣの体積［ｍｌ］
ＶＫＰＶＳ＝ＫＰＶＳの体積［ｍｌ］
ｔＰＤＤＰＣ＝ＰＤＤＰＣの力価
ＥＤＭ＝分散剤重量［ｍｇ］
Ｑ＝電荷［μＶａｌ／ｇ］
ｗａｔｒｏ＝分散剤含有量ａｔｒｏ（絶対乾燥）［％］
Ｅ１＝最適化される実験の試料重量［ｇ］
ＶＫＰＶＳ，１＝最適化される実験の、ＫＰＶＳの実験的消費量［ｍｌ］
【００９５】
溶液中のイオン（ｐｐｍ）
水性媒体中のイオンを、イオンクロマトグラフィーにより、Ｄｉｏｎｅｘ  ＤＸ  １２０  Ｉｏｎ−Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈを使用して測定した。
【００９６】
ゼータ電位（ｍＶ）
ゼータ電位を、Ｚｅｔａｓｉｚｅｒ  Ｎａｎｏ  ＺＳを使用して２５℃において測定した。得られたデータの分析を、Ｍ．Ｓｍｏｌｕｃｈｏｗｓｋｉ：「Ｄｒｅｉ  Ｖｏｒｔｒａｇｅ  ｕｂｅｒ  Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ，Ｂｒｏｗｎｓｃｈｅ  Ｍｏｌｅｋｕｌａｒｂｅｗｅｇｕｎｇ  ｕｎｄ  Ｋｏａｇｕｌａｔｉｏｎ  ｖｏｎ  Ｋｏｌｌｏｉｄｔｅｉｌｃｈｅｎ」、（Ｐｈｙｓ  Ｚ，１７（１９１６）５５７−５７１および５８５−５９９）によるＳｍｏｌｕｃｈｏｗｓｋｉの凝集方程式に従って実施した。
【００９７】
材料
試料１
試料１は、鉱物タルク、緑泥石およびマグネサイトを含み、フィンランドを起源とした。タルクの純度は約９７％であり、これは、ＦＴ−ＩＲ［Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍｅｒ  Ｓｐｅｃｔｒｕｍ  Ｏｎｅ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ］および蛍光Ｘ線（ＸＲＦ）［ＡＲＬ  ９４００  Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  ＸＲＦ］分析により確認した。
【００９８】
ジェットミルを用いて粉砕し、９ｍ２ｇ−１のＢＥＴ比表面積および２．２μｍのｄ５０を得た。
【００９９】
試料２
２８４ｇのステアリン酸、８９．２ｇの２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）および１００ｇの水を混合し、ＡＭＰ−ステアリン酸塩（これ以降「ＦＡＳ１」）の溶液を形成した。乾燥鉱物質に関して５６００ｇの、ノルウェー起源の大理石（７５重量％の粒子が１μｍ未満の粒径および９．２ｍ２／ｇの比表面積を有する）の７０ｗｔ％固形物スラリーを、この細かさの低固形物（分散剤の不在下で２０ｗｔ％）粉砕大理石のおよそ７０ｗｔ％固形物ろ過ケークを、乾燥大理石に関して０．５ｗｔ％のアクリル酸−マレイン酸コポリマーのナトリウム塩（Ｍｗ＝１２０００ｇ／ｍｏｌを有する。）を使用して、室温において分散させることによって調製した。ＡＭＰ−ステアリン酸塩「ＦＡＳ１」を、６０℃の温度で、炭酸カルシウムの乾燥重量に基づき１．０ｗｔ％の脂肪酸塩の添加に達するまで、やはり６０℃に加熱されているスラリーに加えた。懸濁液の最終固形物は、６８ｗｔ％であり、１分後に測定した、１００ｒｐｍにおけるブルックフィールド粘度は３００ｍＰａ・ｓであり、２３℃におけるｐＨは８．３４であった。この生成物は、本発明に従った生成物を表す。
【０１００】
試料３
１０．１２ｇのオクタン酸、６．２７ｇの１−アミノ−２−プロパノール（ＡＭＰ）および１７ｇの水を混合し、ＡＭＰ−オクタン酸塩（これ以降「ＦＡＳ２」）の溶液を形成した。その後室温において、全てのＦＡＳ２を、乾燥鉱物質に関して２０００ｇの２０ｗｔ％固形物（分散剤の不在下で２０ｗｔ％で湿式粉砕）のノルウェー起源の大理石、（７５重量％の粒子が、１μｍ未満の粒径および９．２ｍ２／ｇの比表面積を有する）と混合した。これは、炭酸カルシウムの乾燥重量に基づき０．８２乾燥重量％の脂肪酸塩の添加に相当した。この生成物は、本発明に従った生成物を表す。
【０１０１】
試料４
１４．１ｇのココナッツ脂肪酸混合物（５ｗｔ％のカプリル酸、６ｗｔ％のカプリン酸、５２ｗｔ％のラウリン酸、２０ｗｔ％のミリスチン酸、９ｗｔ％のパルミチン酸、２ｗｔ％のステアリン酸、４ｗｔ％のオレイン酸および２ｗｔ％のリノール酸からなる。）、６．６ｇの１−アミノ−２−プロパノール（ＡＭＰ）および５ｇの水を混合し、ＡＭＰ−ココナッツ脂肪酸塩（これ以降「ＦＡＳ３」）の溶液を形成した。その後、室温において全てのＦＡＳ３を、鉱物質の乾燥重量に関して２０００ｇの２０ｗｔ％固形物（分散剤の不在下で２０ｗｔ％で湿式粉砕）のノルウェー起源の大理石（７５重量％の粒子が、１μｍ未満の粒径および９．２ｍ２／ｇの比表面積を有する）の懸濁液と混合した。これは、炭酸カルシウムの乾燥重量に基づき１．０３乾燥重量％の脂肪酸塩の添加に相当した。この生成物は、本発明に従った生成物を表す。
【０１０２】
試料５
１０．１２ｇのオクタン酸および０．７ｇのテトラエチレントリアミン（ＴＥＴＡ）を混合し、ＴＥＴＡ−オクタン酸塩／オクタン酸混合物（これ以降「ＦＡＳ４」）を形成した。その後室温において、全てのＦＡＳ４を、鉱物質の乾燥重量に関して２０００ｇの３５ｗｔ％固形物（分散剤の不在下で３５ｗｔ％で湿式粉砕）のノルウェー起源の大理石（７５重量％の粒子が、室温において、１μｍ未満の粒径および９．２ｍ２／ｇの比表面積を有する）の懸濁液と混合した。これは、炭酸カルシウムの乾燥重量に基づき０．５４乾燥重量％の脂肪酸／脂肪酸塩の添加に相当した。この生成物は、本発明に従った生成物を表す。
【０１０３】
試料６
５ｇのＦＡＳ１を使用して、１．７μｍの中間径を有する、５００ｇの乾式粉砕イタリア産大理石を乾燥処理した。乾燥処理は、３０００ｒｐｍにおいて作動させたＭＴＩ  Ｍｉｘｅｒにおいて、生成物を１３０℃に加熱しながら行った。これは、炭酸カルシウムの乾燥重量に基づき１．０乾燥重量％の脂肪酸塩の添加に相当した。この生成物は、本発明に従った生成物を表す。
【０１０４】
有機材料を含む水性媒体
ピッチ含有水性媒体
２０１０年２月にスイス国の紙パルプ一貫工場において漂白ステップ（過酸化漂白）前の６．０ｋｇの新鮮な湿潤パルプ（固形分３．２ｗ／ｗ％）を、９０℃の温度においてスクリーンの受け入れ（ａｃｃｅｐｔ）から取った。サンプリング位置における工程用水は、サーモメカニカルパルプ（ＴＭＰ）のプラント内を循環するだけであり、充填剤は含まなかった。このようにして得られ、下記の実験にピッチ源として使用したＴＭＰは、７０ｗｔ％のトウヒからなり、残りはモミおよびごく一部のマツから構成されていた。パルプ試料のｐＨは２５℃において６．１であった。パルプを、２μｍの細孔径のフィルター（ろ紙、円形  ６０２  ＥＨ）を通して湿式加圧ろ過した。ろ液、これ以降「ＴＭＰろ液」、を回収し分析した。結果を以下の表１に報告する。
【０１０５】
【表１】
2013538773.tif 000006
【０１０６】
ピッチ含有媒体における試験
２．０ｇの個々の上記の材料を、２００ｇのＴＭＰろ液の試料および１８．０ｇの水と一緒にフラスコに導入した。その後フラスコを密閉し、回転ミルにおいて（およそ１００ｒｐｍで回転）２時間の間、室温で撹拌した。
【０１０７】
次いで、各フラスコの内容物を、Ｒｏｔｉｎａ  ４２０遠心分離機に導入し、２５８０  ＲＣＦの相対遠心力で回転させ、１５分間遠心分離させた。
【０１０８】
個々の回収された上清を、濁度、ＣＯＤ、重量およびイオン平衡に関して分析した。
【０１０９】
【表２】
2013538773.tif 000007
【０１１０】
上記の結果は、本発明の表面処理炭酸カルシウムが、木材ピッチを制御するためにタルクと同等またはこれより優れた機能を発揮することを示す。
【０１１１】
油含有媒体における試験
先行技術：
６００ｇの脱塩水をガラスビーカーに導入し、その後、２０ｇの高圧ＡＳＥ  ５５  ３２７／ＡＳＥ  トランスミッションオイル（ＯＬ、Ｂｅｒｎ、スイス国）を加え、水の上表面に層を形成した。次いで、２０ｇのタルク（試料１）を、油の上に加えた。ビーカーの内容物をガラス棒を使用して、手で穏やかに撹拌した。
【０１１２】
油は大部分がタルク鉱物により結合され、ガラスビーカーの底部に沈んだ。バルク水および表面は可視的に濁ったままであった。
【０１１３】
発明：
上記と同じプロトコルを繰り返し、タルクの代わりに２０ｇの試料６を加えた。
【０１１４】
油は大部分が表面処理炭酸カルシウム鉱物により結合され、ガラスビーカーの底部に沈んだ。バルク水は可視的に清澄になり、水表面に油は観察できなかった。
【国際調査報告】
2013538773.tif 000008
2013538773.tif 000009