(57)【要約】  本発明は、鉱物材料の高固形分水性懸濁液のための添加剤の技術分野に関する。本発明の添加剤は、特定の第一級アミンを含有し、懸濁液のｐＨ値を増加させ、かつ／又は鉱物材料の湿潤性を増加させるために使用される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性懸濁液における第一級アルカノールアミンを含む添加剤の使用であって、前記懸濁液の全重量に対して４８〜８４重量％の少なくとも一種の鉱物材料を含む前記水性懸濁液において、前記懸濁液のｐＨを少なくとも０．３ｐＨ単位増加させ、かつ／又は前記懸濁液における少なくとも一種の前記鉱物材料の湿潤性を増加させるための使用において、
少なくとも一種の前記鉱物材料が、２．０〜３．０ｇ／ｃｍ３の密度を有し、
前記第一級アルカノールアミンが、最大で４つの炭素原子を有し、２３℃で３０〜４０ｍＮ／ｍの表面張力を有し、５℃未満の融点を有し、かつ１６３℃未満の沸点を有し、
前記懸濁液が、乾燥した前記鉱物材料に対して０．１〜１．５重量％の量で、少なくとも一種のポリカルボキシレート分散剤を含有し、
前記第一級アルカノールアミンを、前記懸濁液の水相１ｋｇ当たり２００〜１００００ｍｇの量で添加し、かつ
前記第一級アルカノールアミンの前記ポリカルボキシレート分散剤に対する重量比が、１：２〜１：２５であって、８．０〜１１．５の懸濁液のｐＨを生じさせる、
使用。
【請求項２】
前記第一級アルカノールアミンが、１−アミノ−２−プロパノールであることを特徴とする、請求項１に記載の使用。
【請求項３】
少なくとも一種の前記鉱物材料が、炭酸カルシウム、カオリン、クレー、マイカ、及びタルクからなる群から選択され、好ましくは、天然炭酸カルシウム（ＧＣＣ）、合成炭酸カルシウム（ＰＣＣ）、及び天然炭酸カルシウムと合成炭酸カルシウムとの混合物から選択されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の使用。
【請求項４】
前記添加剤の添加によって生じる前記懸濁液の導電率の変化が、１００μＳ／ｃｍ／ｐＨ単位未満、好ましくは７０μＳ／ｃｍ／ｐＨ単位未満、より好ましくは５０μＳ／ｃｍ／ｐＨ単位未満であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の使用。
【請求項５】
前記添加剤の添加前の前記懸濁液の導電率が、１００〜３０００μＳ／ｃｍであり、好ましくは２００〜１４００μＳ／ｃｍであることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の使用。
【請求項６】
前記添加剤の添加後の前記懸濁液の粘度が、２５℃で５０〜１５００ｍＰａ・ｓの範囲であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の使用。
【請求項７】
前記第一級アルカノールアミンを、前記懸濁液のｐＨを少なくとも０．４ｐＨ単位、好ましくは少なくとも０．７ｐＨ単位増加させる量で、前記懸濁液に添加することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の使用。
【請求項８】
前記添加剤が、１−アミノ−２−プロパノール及び水からなり、前記添加剤の重量に対して、前記添加剤が、好ましくは少なくとも９０重量％、より好ましくは少なくとも９５重量％、最も好ましくは少なくとも９９重量％の１−アミノ−２−プロパノールを含有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の使用。
【請求項９】
前記水性懸濁液が、少なくとも一種の前記鉱物材料を、前記懸濁液の全重量に対して、５０〜８２重量％、好ましくは６５〜８０重量％含有することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の使用。
【請求項１０】
少なくとも一種の前記鉱物材料を粉砕する工程の前に、前記工程の間に、又は前記工程の後に、好ましくは前記工程の後に、前記添加剤を添加することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の使用。
【請求項１１】
前記懸濁液の前記水相が、２３℃で５５〜６５ｍＮ／ｍの表面張力を有し、好ましくは２３℃で５５〜６０ｍＮ／ｍの表面張力を有することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の使用。
【請求項１２】
懸濁液の全重量に対して４８〜８４重量％の少なくとも一種の鉱物材料を含む水性懸濁液のｐＨを増加させるための方法であって、
前記方法は、前記懸濁液の水相１ｋｇ当たり２００〜１００００ｍｇの量で、前記懸濁液に第一級アルカノールアミンを含む液体添加剤を添加する工程を含み、それによって、前記懸濁液のｐＨを少なくとも０．３ｐＨ単位増加させて、８．０〜１１．５の懸濁液のｐＨを生じさせ、
少なくとも一種の前記鉱物材料が、２．０〜３．０ｇ／ｃｍ３の密度を有し、
前記第一級アルカノールアミンが、最大で４つの炭素原子を有し、２３℃で３０〜４０ｍＮ／ｍの表面張力を有し、５℃未満の融点を有し、かつ１６３℃未満の沸点を有し、かつ
前記懸濁液が、乾燥した前記鉱物材料に対して０．１〜１．５重量％の量で、少なくとも一種のポリカルボキシレート分散剤を含有することを特徴とする、
方法。
【請求項１３】
懸濁液の全重量に対して４８〜８４重量％の少なくとも一種の鉱物材料を含む水性懸濁液における少なくとも一種の前記鉱物材料の湿潤性を増加させるための方法であって、
前記方法は、前記懸濁液の水相１ｋｇ当たり２００〜１００００ｍｇの量で、前記懸濁液に第一級アルカノールアミンを含む液体添加剤を添加する工程を含み、
少なくとも一種の前記鉱物材料が、２．０〜３．０ｇ／ｃｍ３の密度を有し、
前記第一級アルカノールアミンが、最大で４つの炭素原子を有し、２３℃で３０〜４０ｍＮ／ｍの表面張力を有し、５℃未満の融点を有し、かつ１６３℃未満の沸点を有し、かつ
前記懸濁液が、乾燥した前記鉱物材料に対して０．１〜１．５重量％の量で、少なくとも一種のポリカルボキシレート分散剤を含有することを特徴とする、
方法。
【請求項１４】
前記懸濁液のｐＨを少なくとも０．３ｐＨ単位増加させて、８．０〜１１．５の懸濁液のｐＨを生じさせ、かつ前記水性懸濁液における少なくとも一種の前記鉱物材料の湿潤性を増加させることを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
少なくとも一種の前記鉱物材料が、炭酸カルシウム、カオリン、クレー、マイカ、及びタルクからなる群から選択され、好ましくは、天然炭酸カルシウム（ＧＣＣ）、合成炭酸カルシウム（ＰＣＣ）、及び天然炭酸カルシウムと合成炭酸カルシウムとの混合物から選択されることを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記第一級アルカノールアミンが、１−アミノ−２−プロパノールであることを特徴とする、請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記添加剤の添加によって生じる前記懸濁液の導電率の変化が、１００μＳ／ｃｍ／ｐＨ単位未満、好ましくは７０μＳ／ｃｍ／ｐＨ単位未満、より好ましくは５０μＳ／ｃｍ／ｐＨ単位未満であることを特徴とする、請求項１２〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
得られた前記懸濁液を塗料組成物、紙コーティング組成物、又は紙組成物に添加することを特徴とする、請求項１２〜１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１２〜１７のいずれか一項に記載の方法によって得られた水性懸濁液。
【請求項２０】
得られた前記懸濁液の水相が、２３℃で５３〜６５ｍＮ／ｍの表面張力を有し、かつ／又は前記鉱物材料懸濁液における固体が、アニオン性電荷密度を有し、前記鉱物材料懸濁液における前記固体の電荷が、好ましくは、−２０〜−２００μＶａｌ／ｇである、請求項１９に記載の水性懸濁液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鉱物材料の水性高固形分懸濁液のための添加剤の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉱物材料の水性懸濁液の調製において、当業者は、しばしば、添加剤を選択し、かつ導入し、それによって、この懸濁液の一つ又は複数の特性を調節することを必要とする。これらの特性の中には、鉱物粒子の湿潤性、懸濁液のｐＨ及び懸濁液の導電率がある。しかしながら、添加剤自体の特性又は性質もまた、そのような添加剤を含有する懸濁液の特定の技術的用途に対するその適用可能性及び適合性に大きな影響を及ぼし得る。最後に、当業者は、添加剤が費用効率を維持すべきであり、かつこの懸濁液の輸送、処理及び適用の間に望ましくない相互作用又は効果を下流側にもたらすべきではないことに留意しなければならない。このような添加剤の対応する特性及び要件については、以下のように、より詳細に対処される。
【０００３】
最初の考慮事項は、添加剤の適用可能性に言及するものである。より良好な投与及び輸送を可能にするので、一般に、液体形態の添加剤を適用することが望ましい。懸濁液は、しばしば、対応する添加剤によって屋外で処理されるので、屋外温度は、添加剤の適用可能性に影響を与え得る。より正確には、例えばタンク車中に収容されている懸濁液への添加剤の添加は、しばしば１０℃未満の温度で行われなければならない。これは、特に、鉱物の膨大な堆積物を有する、ノルウェーのような北欧諸国に当てはまる。このような低温では、添加剤は固体又は高粘度になることがあり、したがって、懸濁液に適用する前に添加剤を加温するための追加の装置及びエネルギーが必要とされることがある。明らかに、これは欠点となることを意味する。
【０００４】
当技術分野で公知の添加剤に関して観察される別の困難性は、低揮発性である。鉱物懸濁液は、しばしば、包装材料のための一重、二重又は三重紙及びボール紙の表面コーティングを含む紙コーティング用途（表面サイジング）に適用される。特に食品分野では、食品と接触する可能性のある包装材料及びそのコーティングは、明らかに、食品の品質又は芳香に影響を及ぼす可能性のあるいかなる物質も含有すべきではない。したがって、懸濁液に導入される任意の添加剤を、例えばコーティングから部分的に又は完全に除去することが望ましい。低揮発性（高沸点）の添加剤については、例えば、紙又は包装材料上にコーティングを適用するための高温コーティングプロセスの間でさえ、不必要な添加剤がコーティング中に完全に又は部分的に残存することが観察される。同様の添加剤含有コーティングは、包装された食品を汚染するか、又はその品質に影響を及ぼすという固有のリスクを負い、これは、もちろん望ましくない。
【０００５】
添加剤の選択のための別の基準は、特に添加剤の分子量に依存する必要量（ｍｇ／ｋｇ）に言及するものである。この量は、通常、できるだけ少なくするべきである。より高い全有機炭素含有量を有する成分を添加することは、特にあまり好ましくないと考えられる。この含有量は、公知の環境上の理由から、特に水溶液系においては、できるだけ低くすべきである。
【０００６】
適切な添加剤の選択に影響を及ぼす別の考慮すべき事項は、添加剤を添加することによって引き起こされ得る鉱物材料含有懸濁液の電気伝導率の変化（通常は増加）である。鉱物材料含有懸濁液の電気伝導率の著しい変動は、このような懸濁液の処理及び輸送の側面が、懸濁液の電気伝導率の測定を活用してしばしば調節されているので、不利である。例えば、所与の通路又は設備を通るそのような懸濁液の流量は、懸濁液導電率の測定によって制御することができる。Ｋｌａｕｓｎｅｒ  Ｆらによる「Ａ  Ｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅ  Ｂａｓｅｄ  Ｓｏｌｉｄｓ  Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｏｒ  ｆｏｒ  Ｌａｒｇｅ  Ｄｉａｍｅｔｅｒ  Ｓｌｕｒｒｙ  Ｐｉｐｅｌｉｎｅｓ（大口径スラリーパイプラインのためのコンダクタンスに基づく固体濃度センサー）」（Ｊ．  Ｆｌｕｉｄｓ  Ｅｎｇ．／Ｖｏｌｕｍｅ  １２２／Ｉｓｓｕｅ  ４／Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｐａｐｅｒｓ）という表題の刊行物には、コンダクタンス測定に基づいて所与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測定する機器が記載されている。これらのコンダクタンス測定に基づいて、配管の上部から底部へのスラリー濃度の変化だけでなく、面積平均濃度履歴を示すグラフ表示を得ることができる。容器の充填の程度も、同様に、容器壁に沿った所与の高さで導電率を検出することによって管理することができる。したがって、添加剤の添加は、電気伝導率値の著しい変動を引き起こし、これは、測定結果をゆがめ、ひいては、この測定から得られた情報をゆがめるので、望ましくない。
【０００７】
別の重要な側面は、懸濁液中に含有されている鉱物材料の湿潤性に関する。鉱物粒子を濡らすことは、これら粒子を水中に微細に又は均質に分布させるために不可欠である。これは特に高固形分懸濁液に当てはまる。湿潤が不十分であると、粒子の凝集を招き、明らかに流体中の粒子の分散に影響を及ぼす。湿潤とは、凝集体中の固体粒子を取り囲む空気を除去し又は液体によって置換しなければならないことを意味する。固体を濡らすことに関与するプロセスは、ヤング（Ｙｏｕｎｇ）の式で記述することができる：
【０００８】
【数１】
2021522147.tif 000003
式中、
γｓ＝固体の自由表面エネルギー；
γｓｌ＝固体／液体の界面エネルギー；
γｌ＝単位表面積当たりの空気／液体界面に関連する自由エネルギー、一般に、ｍＮ／ｍの単位で報告され、「表面張力」と呼ばれる；及び
θ＝液体と固体との間の接触角。
【０００９】
表面張力の低い液体は、表面張力の高い液体よりも鉱物をより良く濡らすことが明らかであり、かつこのことは広く知られている。一方で、低い表面張力を有する液体は、他の欠点を有し得る。表面張力を大きく低下させるいくつかの液体は、泡を生じかつ泡を安定化し得るが、他の液体は、そのような発泡特性を示さないことが一般に知られている。鉱物懸濁液の分野では、泡立ちは望ましくなく、回避するべきである。例えば、懸濁液のｐＨを増加させるために適用される添加剤が、鉱物粒子のぬれ又は湿潤性に対して及ぼす可能性のある影響、並びに生じる可能性のある（望ましくない）発泡特性は、当技術分野ではこれまで全く注目されていなかった。
【００１０】
鉱物材料懸濁液に使用される添加剤の機能の中には、懸濁液ｐＨの調整がある。懸濁液をアルカリ化することは、懸濁液が導入される適用環境のｐＨに一致させるために、又はｐＨ感受性添加剤の添加のための調製において、特に必要とされる。ｐＨを上昇させる工程はまた、懸濁液を殺菌するために又は懸濁液の殺菌を支援するために役立つことができる。ｐＨの調整は、処理中に酸性環境と接触することによる炭酸カルシウムのような鉱物材料の望ましくない溶解を回避するために必要であり得る。炭酸カルシウムを含有する材料の懸濁液の水性懸濁液に使用されており、かつ当業者が利用可能であるこのようなｐＨ調整添加剤は、非常に多くある。
【００１１】
炭酸カルシウム含有材料の水性懸濁液のｐＨを上昇させるために使用することができる第一の群の添加剤は、水酸化物含有添加剤であり、特に、アルカリ金属の及びアルカリ土類金属の水酸化物である。
【００１２】
例えば、米国特許第６，９９１，７０５号明細書は、水酸化ナトリウム供給材料などのアルカリ金属水酸化物供給材料と、二酸化炭素供給材料との組み合わせによって、炭酸カルシウムを含有し得るパルプ懸濁液のアルカリ性を増加させることに言及している。
【００１３】
水酸化カリウム、水酸化マグネシウム、及び水酸化アンモニウムは、欧州特許出願公開第１  ７９５  ５０２号公報に言及されているように、ＰＣＣ懸濁液のｐＨを１０〜１３の範囲に制御するために使用されるこのような添加剤のその他のものである。例として、欧州特許出願公開第２  ３９２  ６２２号公報の実施例１の試験も参照され、ここで、ＫＯＨは、高固形分ＣａＣＯ３懸濁液のｐＨを増加させるために使用されている。
【００１４】
炭酸カルシウムを含む材料の水性懸濁液のｐＨを上昇させるために使用することができる添加剤の第二の群は、水酸化物イオンを含有しないが、水との反応でそのようなイオンを生成する添加剤である。このような添加剤は、弱酸のナトリウム塩のような塩であってよい。このタイプの添加剤の例は、酢酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、及びアルカリリン酸塩（トリポリリン酸塩、オルトリン酸のナトリウム塩及び／又はカリウム塩など）を含む。
【００１５】
さらなる可能性は、例えば、アンモニア、アミン、及びアミドを含む窒素系添加剤を使用することであり、それによって、炭酸カルシウム含有材料の懸濁液のｐＨを増加させるようになっている。
【００１６】
上記の全ての添加剤は、共通のメカニズムによって水性懸濁液のｐＨを上昇させるものであり、これは、懸濁液中に水酸化物イオンを提供するか、又は水との反応に続いて水酸化物イオンを生成することによる。
【００１７】
文献から、アルカリ条件下で水酸化物イオン濃度を増加させると、並行して導電性が増加することが知られている（「Ａｎａｌｙｔｉｋｕｍ」、第５版、１９８１年、ＶＥＢ  Ｄｅｕｔｓｃｈｅｒ  Ｖｅｒｌａｇ  ｆｕｅｒ  Ｇｒｕｎｄｓｔｏｆｆｉｎｄｕｓｔｒｉｅ、ライピチヒ、第１８５−１８６頁、「Ｋｏｎｄｕｋｔｏｍｅｔｒｉｓｃｈｅ  Ｔｉｔｒａｔｉｏｎ」参照）。
【００１８】
この文献には、アルカリ及びアルカリ土類水酸化物、並びにエチルアミンなどのアミンが、鉱物材料の水性懸濁液のｐＨを上昇させるのと並行して、著しい導電率の増加を引き起こすことが記載されている。このような増加は、上述した理由のために望ましくない。トリエタノールアミンのような他のアミンは、それに応じてｐＨ値を効果的に増加させるのに十分な強さの塩基ではない。懸濁液への添加剤の添加時に懸濁液導電率を著しく増加させるという問題を解決するための添加剤として、特定のアミンが当技術分野で示唆された。これらの添加剤には、２−アミノエタノール（ＭＥＡ）、２−アミノ−２−エチル−１，３−プロパンジオール（ＡＥＰＤ）、２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）、及び２−（（１−メチルプロピル）アミノ）エタノールが含まれ、これらは、それぞれ、欧州特許出願公開第２  ３９２  ６２２号公報、欧州特許出願公開第３  ０１９  ５６０号公報、欧州特許出願公開第２  ２８１  ８５３号公報、及び欧州特許出願公開第２  ３５４  １９１号公報において、水性懸濁液中の添加剤として示唆されている。
【００１９】
しかしながら、上記の添加剤は、揮発性が部分的に低く、固体であるか、又は低温で粘性が高すぎ、湿潤性（ぬれ性）に乏しく、かつ／又は有機炭素含有量が比較的高い。結果として、これらの添加剤は、望ましくない導電率の増加の問題を解決するが、低い有機炭素含有量、高い揮発性、低温での適用可能性、及び望ましくない発泡を伴わない最適化された湿潤特性の所望のバランスを提供しない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
上述した見解に鑑みて、本発明の目的は、本明細書に記載する所望の特性と必要性とのバランスを提供する、添加剤を提供することである。これらの特性及び必要性には、懸濁液導電率を著しく変化させることなくｐＨを増加させるための添加剤の適合性が含まれ、望ましくない発泡を回避しながら、添加剤の湿潤特性を最適化すること；添加剤の有機炭素含有量を減少させること；特に食品包装用途のために、懸濁液の適用中により容易に除去することができる添加剤を提供すること；及び／又は低温でも添加剤の屋外適用を可能にする添加剤を提供すること；が含まれる。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の目的及び他の目的は、本明細書で定義した主題によって、かつ特に本出願の特許請求の範囲で定義した主題によって解決される。
【００２２】
本発明の第一の態様は、水性懸濁液における第一級アルカノールアミンを含む添加剤の使用にあり、この懸濁液の全重量に対して４８〜８４重量％の少なくとも一種の鉱物材料を含む水性懸濁液において、この懸濁液のｐＨを少なくとも０．３ｐＨ単位増加させ、かつ／又はこの懸濁液における少なくとも一種の鉱物材料の湿潤性を増加させるための使用において、
少なくとも一種の鉱物材料が、２．０〜３．０ｇ／ｃｍ３の密度を有し、
第一級アルカノールアミンが、最大で４つの炭素原子を有し、２３℃で３０〜４０ｍＮ／ｍの表面張力を有し、５℃未満の融点を有し、かつ１６３℃未満の沸点を有し、
この懸濁液が、乾燥した鉱物材料に対して０．１〜１．５重量％の量で、少なくとも一種のポリカルボキシレート分散剤を含有し、
第一級アルカノールアミンを、この懸濁液の水相１ｋｇ当たり２００〜１００００ｍｇの量で添加して、８．０〜１１．５の懸濁液のｐＨを生じさせる、
使用である。
【００２３】
本特許出願の発明者らは、驚くべきことに、水性鉱物懸濁液のための添加剤を選択又は提供することが可能であり、これは、ｐＨ値を８．０〜１１．５の所望の範囲まで増加させるのに適しているだけでなく、さらなる所望の又は有利な特性を提供することも可能であることを見出した。より正確には、密度が２．０〜３．０ｇ／ｃｍ３の（炭酸カルシウム、カオリン、クレー、マイカ、又はタルクのような）少なくとも一種の鉱物材料を含有する鉱物懸濁液のｐＨ値を効果的に調整するために、特定の第一級アルカノールアミンを使用することができ、それと同時に、懸濁液導電率の著しい又は望ましくない増加を回避することができることを見出した。本発明は、いわゆる高固形分懸濁液（高固体懸濁液）に関する。本発明の高固形分懸濁液は、少なくとも一種のポリカルボキシレート分散剤を含有する。さらに、特定の第一級アルカノールアミンを含む本発明の添加剤は、乾燥中に、例えば、コーティング組成物からのより容易な除去を可能にし、これは、次に、本発明の懸濁液の適用、例えば、食品包装用途への適用を可能にする。代替的に又は追加的に、本発明の添加剤は、より速い機械速度でコーティングする可能性を提供し、このことは費用の節約をもたらす。本発明の添加剤によって提供される別の重要な効果は、懸濁液中に含まれる鉱物粒子表面の湿潤（ぬれ）に関する。鉱物粒子表面又は鉱物材料の湿潤性は、本発明の添加剤の使用によって著しく増加する。最後に、本発明の懸濁液の発泡傾向は非常に低く、これは別の技術的利点を提供する。
【００２４】
本発明によれば、添加剤は、特定の物理化学的特性を満たす第一級アルカノールアミンを含まなければならない。より正確には、第一級アルカノールアミンは、最大４個の炭素原子、２３℃で３０〜４０ｍＮ／ｍの表面張力、５℃未満の融点、及び１６３℃未満、好ましくは１６０℃又はこれ未満の沸点を有するものでなければならない。上述した特性を有する第一級アルカノールアミンの選択は、驚くべきことに、上述の所望の特性及び必要性のバランスを提供する添加剤の提供を可能にする。これらの必要性には、ｐＨ値の増加及び増加した湿潤性の他に、低い有機炭素含有量、非常に低い温度でも添加剤を処理できること、適用中又は適用後に懸濁液から添加剤を容易に除去できること、望ましくない泡の形成を回避するか又は低減すること、及び最後に、安定した懸濁液導電率が含まれる。
【００２５】
本発明の第二の態様は、懸濁液の全重量に対して４８〜８４重量％の少なくとも一種の鉱物材料を含む水性懸濁液のｐＨを増加させるための方法に関し、
ここで、この方法は、この懸濁液の水相１ｋｇ当たり２００〜１００００ｍｇの量で、この懸濁液に第一級アルカノールアミンを含む液体添加剤を添加する工程を含み、それによって、この懸濁液のｐＨを少なくとも０．３ｐＨ単位増加させて、８．０〜１１．５の懸濁液のｐＨを生じさせ、
少なくとも一種の前記鉱物材料が、２．０〜３．０ｇ／ｃｍ３の密度を有し、
第一級アルカノールアミンが、最大で４つの炭素原子を有し、２３℃で３０〜４０ｍＮ／ｍの表面張力を有し、５℃未満の融点を有し、かつ１６３℃未満の沸点を有し、かつ
この懸濁液が、乾燥した鉱物材料に対して０．１〜１．５重量％の量で、少なくとも一種のポリカルボキシレート分散剤を含有する、
方法である。
【００２６】
本発明の第三の態様は、懸濁液の全重量に対して４８〜８４重量％の少なくとも一種の鉱物材料を含む水性懸濁液における少なくとも一種の鉱物材料の湿潤性を増加させるための方法に関し、
ここで、この方法は、この懸濁液の水相１ｋｇ当たり２００〜１００００ｍｇの量で、この懸濁液に第一級アルカノールアミンを含む液体添加剤を添加する工程を含み、
少なくとも一種の鉱物材料が、２．０〜３．０ｇ／ｃｍ３の密度を有し、
第一級アルカノールアミンが、最大で４つの炭素原子を有し、２３℃で３０〜４０ｍＮ／ｍの表面張力を有し、５℃未満の融点を有し、かつ１６３℃未満の沸点を有し、かつ
この懸濁液が、乾燥した鉱物材料に対して０．１〜１．５重量％の量で、少なくとも一種のポリカルボキシレート分散剤を含有する、
方法である。
【００２７】
第四の態様は、本明細書に記載される本発明の方法及び使用によって得ることができる水性懸濁液に関する。第五の態様は、本明細書に記載される本発明の方法によって直接得られる水性懸濁液に関する。
【００２８】
以下に、本発明の好ましい又は任意の特徴及び実施形態を参照する場合、これらの好ましい実施形態又は任意の特徴は、本発明のすべての態様に関連することを理解されたい。
【００２９】
特に好ましい態様によれば、第一級アルカノールアミンは、１−アミノ−２−プロパノールであり、これはモノイソプロパノールアミン（ＭＩＰＡ）とも呼ばれる。１−アミノ−２−プロパノールは、ＣＡＳ番号７８−９６−６を有する。
【００３０】
本発明の好ましい実施形態による少なくとも一種の鉱物材料は、炭酸カルシウム、カオリン、クレー、マイカ、及びタルクからなる群から選択され、好ましくは、天然炭酸カルシウム、合成炭酸カルシウム、及び天然炭酸カルシウムと合成炭酸カルシウムとの混合物から選択される。天然の炭酸カルシウムをＧＣＣと示すことができる一方で、合成炭酸カルシウムをＰＣＣとも呼ぶ。
【００３１】
本出願の発明者らによって、本発明の添加剤は、所望のｐＨ値の調整（増加）を可能にするが、懸濁液導電率の著しくかつ望ましくない増加を回避することができることが見出された。添加剤の添加によって引き起こされる懸濁液導電率の変化は、１００μＳ／ｃｍ／ｐＨ単位未満、好ましくは７０μＳ／ｃｍ／ｐＨ単位未満、及びより好ましくは５０μＳ／ｃｍ／ｐＨ単位未満であることが特に好ましい。本発明の懸濁液は、添加剤を添加する前に、１００〜３０００μＳ／ｃｍ、及び好ましくは２００〜１４００μＳ／ｃｍの導電率を有し得る。
【００３２】
良好な処理可能性（輸送、適用用途）を提供するために、添加剤で処理した後の本発明の懸濁液は、好ましくは、２５℃で５０〜１５００ｍＰａ・ｓの範囲の懸濁液粘度を提供する。
【００３３】
第一級アルカノールアミンは、好ましくは、懸濁液のｐＨを、少なくとも０．４ｐＨ単位、好ましくは少なくとも０．７ｐＨ単位増加させる量で前記懸濁液に添加される。
【００３４】
添加剤は、好ましくは、１−アミノ−２−プロパノール及び水からなり、ここで、この添加剤は、好ましくは、添加剤の重量に基づいて、少なくとも９０重量％、より好ましくは少なくとも９５重量％、及び最も好ましくは少なくとも９９重量％の１−アミノ−２−プロパノールを含有する。他の実施形態によれば、この添加剤は、１−アミノ−２−プロパノールである。
【００３５】
好ましい実施形態による本発明による高固形分懸濁液は、懸濁液の全重量に対して５０〜８２重量％、好ましくは６５〜８０重量％の少なくとも一種の鉱物材料を含有する。鉱物材料の量は、好ましくは、懸濁液中の全固形分（全固体含量）を表す。
【００３６】
本発明によれば、添加剤を、少なくとも一種の鉱物材料を粉砕する工程の前、その工程の間、又はその工程の後に、好ましくはその工程の後に添加することができる。添加剤を懸濁液に液体の形態で添加することが好ましい。
【００３７】
鉱物材料の改善された湿潤性は、懸濁液の水相の低い表面張力によってもたらすことができる。換言すれば、水相の表面張力は、添加剤なしの水相の表面張力よりも低い。本発明の好ましい実施形態によれば、懸濁液の水相は、２３℃で５５〜６５ｍＮ／ｍの表面張力を有し、好ましくは２３℃で５５〜６０ｍＮ／ｍの表面張力を有する。
【００３８】
本発明によって得られる懸濁液を、好ましくは、塗料組成物、紙コーティング組成物のために使用し又はこれらに添加し、あるいは紙充填剤組成物として使用し又はこれに添加することができる。
【００３９】
本明細書を通じて使用する以下の用語は、以下に説明する意味を有するものとする。
【００４０】
本発明の意味における「懸濁液」又は「スラリー（ｓｌｕｒｒｙ）」、「（複数の）スラリー（ｓｌｕｒｒｉｅｓ）」は、液体媒体、例えば、水及び任意にさらなる添加剤中に少なくとも一種の不溶性固体を含む混合物を指し、通常、大量の固体を含有しており、したがって、より粘性があり（より高い粘度）、かつこれを形成する液体媒体よりも高い密度を有することができる。
【００４１】
本発明の意味における「鉱物材料」という用語は、標準的な周囲温度及び圧力（ＳＡＴＰ）下で、すなわち、２５℃の温度及び１００ｋＰａの絶対圧力下で固体である、天然に存在する又は合成して製造される物質を指す。天然に存在する物質は、無機物であり、かつ結晶構造を有するか又は非晶質である。鉱物材料は、「被覆鉱物」及び「充填剤鉱物」を含む。
【００４２】
本明細書の意味における「粉砕天然炭酸カルシウム」（ＧＮＣＣ）との用語は、天然炭酸カルシウム含有鉱物（例えば、チョーク、石灰石、大理石又はドロマイト）から得られる微粒子状材料を指し、この材料は、破砕及び／又は粉砕などの湿式及び／又は乾燥粉砕工程で処理され、かつ任意に、例えばサイクロン又は分級機によるスクリーニング及び／又は分画などのさらなる工程に供された材料である。
【００４３】
「沈降炭酸カルシウム」（ＰＣＣ）は、水性環境中での二酸化炭素と水酸化カルシウム（消石灰）との反応に続く沈殿によって得られる合成材料である。あるいは、沈降炭酸カルシウムは、水性環境中でカルシウム塩と炭酸塩とを反応させることによって、例えば、塩化カルシウムと炭酸ナトリウムとを反応させることによっても得ることができる。ＰＣＣは、バテライトの、カルサイトの、又はアラゴナイトの結晶形を有することができる。ＰＣＣは、例えば、欧州特許出願公開第２  ４４７  ２１３  Ａ１号公報、欧州特許出願公開第２  ５２４  ８９８  Ａ１号公報、欧州特許出願公開第２  ３７１  ７６６  Ａ１号公報、欧州特許出願公開第２  ８４０  ０６５  Ａ１号公報、又は国際公開第２０１３／１４２４７３  Ａ１号に記載されている。
【００４４】
本発明の目的のために、ｐＨは、本明細書の以下の実施例の項目で定義する測定方法に従って測定されるものとする。
【００４５】
本発明による「導電率」又は「懸濁液導電率」という用語は、本明細書の以下の実施例の項目で定義する測定方法に従って測定される水性懸濁液の電気伝導率（導電率）を意味するものとする。
【００４６】
本発明による「懸濁液粘度」は、本明細書の以下の実施例の項目で定義する測定方法に従って測定する。
【００４７】
本明細書中で言及する用語「全固形分」及び「全乾燥重量」は、互換的に使用することができる。全固形分又は全乾燥重量は、本明細書中の以下の実験の項に記載されているように決定することができる。これらの用語は、対応する測定方法の条件下で得られる任意の残留成分、例えば、バインダー、金属錯体、着色剤、添加剤などを含むことを意味する。残余のものは、液体媒体、典型的には水であることを当業者は認識するであろう。懸濁液の全固形分（「乾燥重量」としても知られる）は、本明細書中の以下の実施例の項目で定義するようにして測定する。
【００４８】
本発明による「固体」という用語は、２９８．１５Ｋ（２５℃）の温度及び正確に１００ｋＰａの絶対圧力を指す標準周囲温度及び圧力（ＳＡＴＰ）下で固体である材料を指す。固体は、粉末、錠剤、顆粒、フレークなどの形態であってもよく、したがって、「液体媒体」又は「液体」との用語は、２９８．１５Ｋ（２５℃）の温度及び正確に１００ｋＰａの絶対圧力を指す標準周囲温度及び圧力（ＳＡＴＰ）下で液体である材料を指す。
【００４９】
本発明による第一級アルカノールアミンの「融点」（ｍ．ｐ．）及び「沸点」（ｂ．ｐ．）とは、第一級アルカノールアミン自体（ニートのアルカノールアミン）について言及するものである。「融点」及び「沸点」について本明細書中に示す値は、２９８．１５Ｋ（２５℃）の温度及び１００ｋＰａの絶対圧に相当する標準的な周囲温度及び圧力（ＳＡＴＰ）で得られた値又は測定された値である。
【００５０】
本発明による第一級アルカノールアミンの「表面張力」とは、第一級アルカノールアミン自体（ニートのアルカノールアミン）、すなわち、少なくとも９９重量％の純度（１重量％未満の水分）を有する第一級アルカノールアミンをいい、これは、以下の実験の項に記載されているように２３℃で測定される。
【００５１】
本発明による鉱物材料の「増加した湿潤性」は、鉱物材料懸濁液の水相の表面張力の低下によってもたらされる。表面張力は、以下の実験の項に記載されているように測定される。
【００５２】
「乾燥」材料（例えば、乾燥炭酸カルシウム）は、特に明記しない限り、乾燥材料の全重量に基づいて、１．０重量％又はこれ未満、より好ましくは０．５重量％又はこれ未満、さらにより好ましくは０．２重量％又はこれ未満、最も好ましくは０．０３〜０．０７重量％又はこれ未満であるその全水分含量によって定義することができる。
【００５３】
特に明記しない限り、「重量分子量Ｍｗ」との用語は、実験の項に記載されているサイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）法を用いて決定する分子量の重量による平均を意味する。
【００５４】
特に明記しない限り、「多分散性指数Ｉｐ」という用語は、重量平均分子量Ｍｗを数平均分子量Ｍｎで割ったものを意味し、したがって、多分散性指数は、ポリマー内の異なる高分子の分子量分布に対応する。
【００５５】
特に明記しない限り、「乾燥」という用語は、乾燥すべき材料から水を除去するプロセスを指し、それによって、得られた「乾燥」材料が、１２０℃で一定の重量に達するようになっており、ここで、その質量（試料サイズ５ｇ）が、３０秒間にわたって１ｍｇを超えて変化しない。
【００５６】
本明細書における微粒子状鉱物物質の「粒径」は、粒径ｄｘ（ｗｔ）の分布によって記述される。ここで、ｄｘ（ｗｔ）の値は、粒子のｘ重量％がｄｘ（ｗｔ）未満の直径を有することに関連した直径を表す。このことは、例えば、ｄ２０（ｗｔ）値が、全粒子の２０重量％がその粒径よりも小さい粒径であることを意味する。したがって、ｄ５０（ｗｔ）値は、重量メジアン粒径であり、すなわち、全粒子の５０重量％が、その粒径よりも小さく、また、重量に基づくトップカットと呼ばれるｄ９８（ｗｔ）値は、全粒子の９８重量％がその粒径よりも小さい。重量に基づくメジアン粒径ｄ５０（ｗｔ）とトップカットｄ９８（ｗｔ）を、重力場における沈降挙動の分析である沈降法によって測定する。測定は、米国のＭｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  ＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＳｅｄｉｇｒａｐｈ（商標）５１００を用いて行う。この方法及び器具は、当業者に知られており、粒径分布を決定するために一般に使用されている。０．１重量％のＮａ４Ｐ２Ｏ７の水溶液中で実施する。高速攪拌器と超音波処理を用いて試料を分散させる。
【００５７】
本明細書を通じて、「比表面積」（ｍ２／ｇ）との用語は、ＢＥＴ法（窒素を吸着ガスとして使用する）を使って測定される比表面積を指す。
【００５８】
単数名詞に言及するときに、例えば「ａ」、「ａｎ」又は「ｔｈｅ」のような不定冠詞又は定冠詞を使用する場合、これは、特に明記しない限り、その名詞の複数形を含む。
【００５９】
本明細書及び特許請求の範囲において「含む、含有する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語が使用されている場合、これは他の要素を除外するものではない。本発明の目的のために、「からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ  ｏｆ）」という用語は、「含む、含有する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語の好ましい実施態様であると考えられる。以下に、ある群が少なくともある一定数の実施態様を含むように定義される場合、この群はまた、好ましくはこれらの実施態様のみからなる群を開示するものと理解される。
【００６０】
「入手可能（ｏｂｔａｉｎａｂｌｅ）」又は「定義可能（ｄｅｆｉｎａｂｌｅ）」及び「入手された（ｏｂｔａｉｎｅｄ）」又は「定義された（ｄｅｆｉｎｅｄ）」のような用語は、交換可能に使用される。これは、例えば、文脈が別のものを明確に指示しない限り、「入手された（ｏｂｔａｉｎｅｄ）」との用語は、例えば、好ましい実施形態として、「入手された（ｏｂｔａｉｎｅｄ）」又は「定義された（ｄｅｆｉｎｅｄ）」という用語にそのような限定された理解が常に含まれているとしても、例えばある実施形態が、例えば「入手された（ｏｂｔａｉｎｅｄ）」との用語に続く連続する工程によって得られなければならない、ということを示すことを意味するものではない。
【００６１】
「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」又は「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語が使用される場合は常に、これらの用語は、上述のように定義された「含む、含有する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」と同等であることを意味する。
【００６２】
本発明は、懸濁液を含有する鉱物材料のための特定の添加剤の使用に関する。より正確には、本発明は、高固形分懸濁液のｐＨ値を増加させるための、及び／又はこの懸濁液中の鉱物材料の湿潤性を増加させるための添加剤に関する。炭酸カルシウム、タルク、カオリン、クレー又はマイカのような鉱物材料から作られている高固形分懸濁液は、通常は分散剤を含み、それによって、例えばポンプで送り込まれかつ輸送することができる安定な懸濁液を得るようになっている。本発明によれば、分散剤は、部分的に又は全体的に中和されたポリカルボキシレート分散剤であり、好ましくは、一価、二価、及び／又は三価のカチオン、好ましくは無機カチオンで中和されている。適切なポリカルボキシレートには、アクリル酸、メタクリル酸及び／又はマレイン酸のホモポリマー及びコポリマー、並びにカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）などの天然ポリマーが含まれる。本発明の好ましい実施形態によれば、ポリカルボキシレート分散剤は、部分的に又は完全に中和されたポリアクリル酸又はそのブレンドのホモポリマー又はコポリマーの塩であり、ここで、中和剤は、好ましくは無機物である。
【００６３】
本発明によるポリカルボキシレート分散剤は、乾燥鉱物材料に対して、０．１〜１．５重量％の量で添加され、より好ましくは０．５〜１．２重量％の量で添加される。ポリカルボキシレート分散剤の量は、最終生成物中のポリカルボキシレート分散剤（粉砕後）が、鉱物材料の０．１〜２ｍｇ／ｍ２の量で含有されるように、より好ましくは、鉱物材料の０．５〜１．５ｍｇ／ｍ２の量で含有されるように調整される。したがって、好ましい実施形態によれば、ポリカルボキシレート分散剤は、乾燥鉱物材料に対して、０．１〜１．５重量％の量で、より好ましくは０．５〜１．２重量％の量で添加され、それによって、最終生成物中のポリカルボキシレート分散剤が、鉱物材料の０．１〜２ｍｇ／ｍ２の量で、より好ましくは鉱物材料の０．５〜１．５ｍｇ／ｍ２の量で含有されるようになっている。本発明の発明者らは、本発明の添加剤が、ポリカルボキシレート分散剤を含有する高固形分鉱物材料懸濁液において、いくつかの異なる技術的に有利な特性のバランスを達成できることを可能にすることを見出した。
【００６４】
本発明による第一級アルカノールアミンは、第一級アルカノールアミンに関して、好ましくは、化学純度が９７重量％を超えるものであり、好ましくは９８重量％を超え、より好ましくは９９重量％を超えるものである。
【００６５】
本発明による懸濁液に含有される鉱物材料は、炭酸カルシウム、タルク、カオリン、クレー、又はマイカのような、２．０〜３．０ｇ／ｃｍ３の密度を有する少なくとも一種の鉱物材料を含む。炭酸カルシウム（ＰＣＣ及び／又はＧＣＣ及び／又はＭＣＣ）及びカオリンが、特に好ましい鉱物材料である。密度は、鉱物材料自体の密度である（すなわち、嵩密度又は粉末密度ではない）。
【００６６】
対応する鉱物材料懸濁液の固形分は、公知の手段によって調整することができる。本発明による高固形分懸濁液は、懸濁液の総重量に対して４８〜８４重量％の少なくとも一種の鉱物材料を含有し、好ましくは、懸濁液の総重量に対して５０〜８２重量％の少なくとも一種の鉱物材料を含有することが好ましく、より好ましくは６５〜８０重量％の鉱物材料を含有する。本発明による、粒状形態の鉱物材料と本発明の分散剤とを含有する対応する水性懸濁液は、特定の添加剤で処理されている。本発明によるこの添加剤は、懸濁液のｐＨを少なくとも０．３ｐＨ単位増加させるために使用され、かつ／又は懸濁液中の少なくとも一種の鉱物材料の湿潤性を増加させるために使用される。本発明の添加剤は、この懸濁液の水相１ｋｇ当たり、２００〜１００００ｍｇの量で添加され、それによって、８．０〜１１．５の懸濁液ｐＨが達成される。添加剤は、好ましくは、懸濁液のｐＨを少なくとも０．４ｐＨ単位増加させる量でこの懸濁液に添加され、好ましくは少なくとも０．７ｐＨ単位、又はさらに１ｐＨ単位を超えて増加させる量でこの懸濁液に添加される。
【００６７】
本発明の添加剤を使用することの一つの非常に重要な利点は、この添加剤の添加が、導電率の著しい又は望ましくない増加をもたらさないという知見にある。より正確には、本願の発明者らは、本発明の添加剤が、懸濁液導電率の著しい及び望ましくない増加を回避することを見出した。本発明による添加剤の添加によって生じる懸濁液導電率の変化は、１００μＳ／ｃｍ／ｐＨ単位未満、好ましくは７０μＳ／ｃｍ／ｐＨ単位未満、及びより好ましくは５０μＳ／ｃｍ／ｐＨ単位未満である。本発明の懸濁液は、添加剤を添加する前に、１００〜３０００μＳ／ｃｍ、及び好ましくは２００〜１４００μＳ／ｃｍの導電率を有し得る。
【００６８】
この懸濁液へのアルカノールアミンの添加に続いて、この懸濁液を、導電率に基づく調節装置を備えた設備に導入することができる。例えば、この懸濁液を、懸濁液導電率の測定によって決定されるレベルまで、容器又は設備に導入することができる。懸濁液は、追加的に又は代替的に、懸濁液導電率に応じて調節される懸濁液処理量を有する通路を通過させてもよい。この点において、「通路」は、処理量の閉じ込められた領域に関連することができ、かつ閉じ込めのいかなる定義もない処理量、すなわち、プロセスの１回の通過後の処理量にも関連することができる。
【００６９】
添加剤で処理した後の本発明の懸濁液は、好ましくは、２５℃で５０〜１５００ｍＰａ・ｓの範囲の懸濁液粘度を提供し、それによって、良好な処理能力を保証するようになっている。粘度は、所望の輸送工程（ポンピング）及び製造現場での懸濁液の所望の適用を可能にするものであるべきである。
【００７０】
本発明の一つの非常に重要な側面は、添加剤の選択に関する。本願の発明者らは、驚くべきことに、特定の特性を提供する添加剤を選択することによって、いくつかの必要性又は要望に同時に対処することが可能であることを見出した。上述した（導電率を維持しながらの）ｐＨ値の増加に加えて、懸濁液中に含有される鉱物材料の湿潤性の向上を達成することも可能である。有利なことに、懸濁液の水相の表面張力を低下させることによって湿潤性が著しく改善されるが、泡立ちの問題は観察されない。さらに、添加剤は、屋外条件下、及び特に低温下でも導入することができる。特にノルウェーのような北部諸国では、添加剤による懸濁液の処理は、例えば、列車の荷台に積載するときに、屋外で行われる。５〜１０℃付近又はさらには３０℃までの温度で固体である添加剤は、明らかに、懸濁液に液体形態で投与するために前処理するか又は加温しなければならない。本発明による添加剤の別の選択基準は、本発明の懸濁液の最終用途に関する。より正確には、懸濁液を含有する鉱物材料は、紙用途において、特に紙コーティング用途において非常に多くの場合に適用されている。これに関して、他の化合物と一緒になった懸濁液が、例えば板紙又は用紙にコーティング組成物として、通常は液体形態で適用され、次いで、乾燥されることに留意することが重要である。コーティング組成物の適用及び乾燥は、非常に多くの場合に、次々に、すなわち、本質的には同時に行われる。明らかに、コーティングプロセスの間に、水相を除去しなければならない。一般的に、このプロセスから生じるコーティングの特性のために必要とされない添加剤も除去することが望ましい。これは、食品包装用途に特に当てはまることであり、この用途では、食品への移行や臭気による品質問題を引き起こす可能性のある添加物をできる限り除去することを保証しなければならない。したがって、本発明によって企図される添加剤の一つの選択基準は、揮発性、すなわち、例えば、コーティングプロセス中に除去される添加剤の能力に関する。
【００７１】
本出願の発明者らは、いくつかの特定の選択基準を提供し、これらの選択基準は、最終的に、前述の所望の特性及び必要性のバランスを達成することを保証する。第一の選択基準は、添加剤の化学的性質に言及する。本発明によれば、添加剤は、第一級アルカノールアミンを含まなければならない。このアルカノールアミンは、いくつかの特定の物理化学的パラメーターを満たさなければならない。すなわち、このアルカノールアミンは、５℃未満の融点及び１６３℃未満の、好ましくは１６０℃又はそれ未満の沸点を有さなければならない。さらに、このアルカノールアミンは、２３℃で３０〜４０ｍＮ／ｍの表面張力を有し、それによって、低温を含む広い温度範囲にわたって所望の適用可能性を保証し、かつ所望の揮発性を保証するようになっており、その一方で、懸濁物中に含有される鉱物材料の湿潤性の増加を提供するようになっている。別の要件は、添加剤を添加することによって懸濁液に導入される有機炭素の量に言及するものである。明らかに、これに対応する量は可能な限り低くすべきである。したがって、本発明によって適用されるのは、最大で４個の炭素原子を有する第一級アルカノールアミンのみである。
【００７２】
本発明の基礎となる概念によれば、この添加剤は、本明細書で定義されるｐＨ値を増加させるために特に使用される。追加的に又は代替として、この添加剤は、特に、懸濁液中の鉱物材料の湿潤性を増加させるために使用することができる。本発明の分散剤及び本発明の添加剤を含有した結果得られる懸濁液は、好ましくは、１００及び３０００μＳ／ｃｍの範囲、好ましくは２００〜１４００μＳ／ｃｍの範囲の導電率、及び２５℃で５０〜１５００ｍＰａ・ｓの範囲の懸濁液粘度を提供する。
【００７３】
本発明の特に好ましい態様によれば、第一級アルカノールアミンは、１−アミノ−２−プロパノールであり、これはモノイソプロパノールアミン（ＭＩＰＡ）とも呼ばれる。１−アミノ−２−プロパノールは、ＣＡＳ番号７８−９６−６を有する。添加剤は、好ましくは、１−アミノ−２−プロパノール及び水分からなり、ここで、添加剤は、好ましくは、添加剤の重量に基づいて、少なくとも９５重量％、より好ましくは、少なくとも９９重量％の１−アミノ−２−プロパノールを含有する。本発明者らは、１−アミノ−２−プロパノールが、驚くべきことに、上記で記載しかつ説明したような重要な特性の所望のバランスを提供することを見出した。いかなる理論にも拘束されることを望まないが、本発明による分散剤との組合せは、例えば、得られる懸濁液の「非発泡」特性を支持するようである。
【００７４】
この懸濁液へのアルカノールアミンの添加に続いて、この懸濁液を、導電率に基づく調節装置を備えた設備に導入することができる。例えば、この懸濁液を、懸濁液導電率の測定によって決定されるレベルまで、容器又は設備に導入することができる。懸濁液は、追加的に又は代替的に、懸濁液導電率に応じて調節される懸濁液処理量を有する通路を通過させてもよい。この点において、「通路」は、処理量の閉じ込められた領域に関連することができ、かつ閉じ込めのいかなる定義もない処理量、すなわち、プロセスの１回の通過後の処理量にも関連することができる。
【００７５】
添加剤は通常、ポンプ、例えば蠕動ポンプによって投与され、かつ長いパイプを通じて輸送又は送達されるので、寒い季節、例えばノルウェーの冬季では、添加剤は、５℃未満、例えば、約０℃で依然として液体であることが重要である。低温による固化は、誤った投与量をもたらし、又は投与システム自体の損傷をもたらすことさえある。このため、ポンプや配管は断熱されており、かつ添加剤の選択に応じて加熱しなければならない。パイプ又は輸送／投与システムを、１０℃を超えて又はさらにより高い温度に加熱するために必要なエネルギー消費は、非常に費用がかかる。このような添加剤の道路輸送又は鉄道輸送についても同様である。鉄道車両、道路及び／又は船舶タンカーにおける添加剤の固化は、明らかな理由のために避けなければならない。
【００７６】
紙コーティングを使用することができる。典型的なプロセスでは、湿った紙シートは、赤外線乾燥機の間を通過した後で、高温の空気フロート及び／又は乾燥シリンダーに搬送される。特に添加剤が水と共沸系を形成しない場合には、１６０℃以下の低沸点は、もはや不必要となった添加剤の紙表面からのより効率的な除去を可能にする。
【００７７】
原則として、コーティングは、コーティング組成物の原紙上への適用、コーティングの計量、コーティングの乾燥、及び場合によっては、例えば、カレンダー仕上げによる表面の平滑化の段階を含む。
【００７８】
予備計量、又は適用前の計量は、例えば、計量サイズプレス（ＭＳＰ）及びゲートロールプレスで行われる。同時計量又は計量及び適用は、短滞留時間アプリケータ（ＳＤＴＡ）及び通常のサイズプレスで同時に行われる。後計量、又は適用後の計量は、ブレードコーター、ロッドコーター、及びエアナイフコーターで行われる。コーティングは、両面で行うことができ、すなわち、紙の両面を同時にコーティングするか、又は一度に片面のみをコーティングする。紙への印刷は、通常、同様に両面にコーティングし、ボール板ではしばしば片面のみにコーティングする。単一のコーティングとは、紙の側面あたり１つだけのコーティング層が適用されることを意味し、多層コーティングでは、紙の側面あたり複数のコーティング層が適用されることを意味する。最も一般的な多層コーティングは、二層コーティングである。コーティングが機械上で行われる場合、このコーティングは、通常、原紙の製造の直後に続いて行われる。コーティングの間に、液体がコーティング組成物から取り除かれ、次いでコーティング組成物が原紙に付着する。コーティングカラーの液相の表面張力を減少させることは、その湿潤性を支えることになる。言い換えれば、水相の表面張力の減少は、例えば、鉱物材料の湿潤性だけでなく、原紙繊維の湿潤性も向上させ、したがって、特に木材を含有する紙（例えば、疎水性のリグニンを含有する木材粒子）について、紙上のコーティングの均一性を支持し、かつコーティングの光沢性及び印刷適性を支持する。
【００７９】
本発明の第四及び第五の態様によれば、水性懸濁液が提供され、ここで、この懸濁液は、本発明の方法によって得ることができるか、又は直接的に得られる。本発明の方法によって得られるか又は直接得られた水性懸濁液の水相は、好ましくは２３℃で５３〜６５ｍＮ／ｍの表面張力を有し、かつ／又は鉱物懸濁液中の固体は、アニオン性の電荷密度を有する。本発明の方法によって得ることができるか又は直接得られた鉱物材料懸濁液中の固体の電荷は、好ましくは−２０〜−２００μＶａｌ／ｇである。
【００８０】
したがって、本発明の水性懸濁液は、
この懸濁液の全重量に対して４８〜８４重量％の少なくとも一種の鉱物材料を含むことができ、ここで、この鉱物材料は、２．０〜３．０ｇ／ｃｍ３の密度を有し、
この懸濁液の水相１ｋｇ当たり２００〜１００００ｍｇの量で、第一級アルカノールアミンを含むことができ、ここで、この第一級アルカノールアミンは、最大で４つの炭素原子を有し、２３℃で３０〜４０ｍＮ／ｍの表面張力を有し、５℃未満の融点及び１６３℃未満の沸点を有し、かつ
乾燥鉱物材料に対して０．１〜１．５重量％の量で、少なくとも一種のポリカルボキシレート分散剤を含むことができ、
ここで、この水性懸濁液は、８．０〜１１．５のｐＨを有し、
この水性懸濁液の水相は、２３℃で５３〜６５ｍＮ／ｍの表面張力を有し、かつ
この鉱物懸濁液中の固体は、−２０〜−２００μＶａｌ／ｇの範囲であるアニオン性電荷密度を有する。
【００８１】
本明細書中の本発明の使用及び本発明の方法に関して記載する好ましい実施形態又は任意の特徴はまた、本発明の水性懸濁液に関することを理解されたい。したがって、鉱物材料は、例えば、炭酸カルシウム、カオリン、クレー、マイカ、及びタルクからなる群から選択されることが好ましく、かつ好ましくは、天然炭酸カルシウム（ＧＣＣ）、合成炭酸カルシウム（ＰＣＣ）、及び天然炭酸カルシウムと合成炭酸カルシウムとの混合物から選択される。さらに、例えば、第一級アルカノールアミンが、１−アミノ−２−プロパノールであることが好ましい。本発明の方法によって得ることができる又は直接得られた本発明の懸濁液は、好ましくは、第一級アルカノールアミンの添加後、１００〜３０００μＳ／ｃｍ、及び好ましくは２００〜１４００μＳ／ｃｍの導電率を有する。さらに、本発明の懸濁液は、添加剤の添加後に、２５℃で５０〜１５００ｍＰａ・ｓの範囲の懸濁粘度を有することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】ＭＩＰＡの量に関する高固形分懸濁液の粘度の変化を示す。
【図２】ＭＩＰＡの量に関する高固形分懸濁液のｐＨの変化を示す。
【図３】ＭＩＰＡの量に関する高固形分懸濁液の導電率の変化を示す。
【発明を実施するための形態】
【００８３】
本発明の範囲及び利益は、本発明の実施形態を説明することを意図する以下の実施例に基づいてより良く理解され得る。
【実施例】
【００８４】
以下の測定方法を以下のデータの提供のために使用した。以下の測定方法を本発明に従って使用することが企図されている。
【００８５】
ｐＨ測定
任意のｐＨ値は、Ｍｅｔｔｌｅｒ−Ｔｏｌｅｄｏ  Ｓｅｖｅｎ  Ｅａｓｙ  ｐＨメーター及びＭｅｔｔｌｅｒ−Ｔｏｌｅｄｏ  ＩｎＬａｂ  Ｅｘｐｅｒｔ  Ｐｒｏ  ｐＨ電極を使用して、２５℃で測定される。機器の三点較正（セグメント法による）は、まず、２５℃で４、７及び１０のｐＨ値を有する市販の緩衝溶液（Ａｌｄｒｉｃｈから）を使用してなされる。報告されたｐＨ値は、機器によって検出された終点値である（シグナルは、最後の６秒間にわたって平均値から０．１ｍＶ未満だけ異なる）。
【００８６】
導電率測定
Ｐｅｎｄｒａｕｌｉｋ歯型ディスク攪拌器を用いて、懸濁液を１５００ｒｐｍで撹拌した直後に、懸濁液の導電率は、対応するＭｅｔｔｌｅｒ  Ｔｏｌｅｄｏ導電率拡張ユニット及びＭｅｔｔｌｅｒ  Ｔｏｌｅｄｏ  ＩｎＬａｂ  ７３１導電率プローブを装備したＭｅｔｔｌｅｒ  Ｔｏｌｅｄｏ  Ｓｅｖｅｎ  Ｍｕｌｔｉ装置を用いて、２５℃で測定される。装置は、まず、Ｍｅｔｔｌｅｒ  Ｔｏｌｅｄｏ社の市販の導電率較正液を使用して、関連する導電率の範囲で較正される。導電率に及ぼす温度の影響は、線形補正モードによって自動的に補正される。測定された導電率は、２０℃の基準温度について報告される。報告された導電率の値は、機器によって検出された終点値である（この終点は、測定された導電率が最後の６秒間にわたって平均値と０．４％未満異なる場合である）。
【００８７】
粒径分布
粒径分布（直径＜Ｘである粒子の質量％）及び粒子状物質の重量メジアン粒子径（ｄ５０）は、沈降法、すなわち重量場における沈降挙動の分析を介して決定される。測定は、２５°Ｃで、Ｓｅｄｉｇｒａｐｈ（商標）５１００を用いて行う。この方法及び機器は、当業者に知られており、充填剤及び鉱物の粒径を決定するために一般に使用されている。測定は、０．１重量％のＮａ４Ｐ２Ｏ７の水溶液中で行う。高速攪拌器と超音波処理を用いて試料を分散させた。
【００８８】
粘度測定
室温でＲＶＴモデルＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄ（商標）粘度計を使用し、適切なディスクスピンドル２、３又は４を用いて２５℃で１００ｒｐｍ（毎分回転数）の回転速度で、攪拌の１分後（他に指示がない場合）に、ブルックフィールド粘度を測定する。
【００８９】
懸濁液中の材料の重量固形分（重量％）
重量固形分は、固体材料の重量を水性懸濁液の全重量で割ることによって決定される。固体材料の重量は、懸濁液の水相を蒸発させて得られた固体材料を秤量し、かつ得られた材料を一定の重量になるまで乾燥させることによって決定される。添加剤は、懸濁液の水相１ｋｇ当たりのｍｇによって定義される量を添加する。懸濁液の水相のｋｇ当たりの添加剤の量を評価するために、水相のｋｇ単位の重量は、まず、懸濁液の全重量から固体の重量を差し引くことによって決定される。
【００９０】
液体添加剤の密度
本明細書で示す密度は、ピクノメーターの使用によって決定した。ピクノメーターは、既知の重量のガラス製のフラスコである。その正確な体積を測定するために、このフラスコを既知の密度の較正液体（この場合は水）で充填する。含まれている水を秤量することによって、水の既知の密度を用いて正確な体積を計算することができる。第三の工程において、単純な計算をすることで正確な体積（体積＝重量／密度）に関する情報を提供する。その後、添加剤の未知の密度を決定するときに、同じ式を異なる方法（密度＝重量／体積）で使用するだけである。
【００９１】
５℃における密度を、最初に添加剤及びピクノメーターを冷蔵庫中で２４時間、３〜５℃に調整することよって決定した。
【００９２】
懸濁液の水相の発泡
１５ｍｌ（１〜１ｍｌの較正）ポリスチレンチューブに懸濁液の水相１０ｍｌを加え、ＰＥキャップで閉じ、かつ３０秒間強く（手で）振ることによって、発泡の傾向を測定した。１０秒後、１分後及び１０分後の泡の高さを、チューブの目盛りから読み取ることができる。
【００９３】
表面張力
プレート法（Ｗｉｌｈｅｌｍｙ法）（プレートＰＬ０１／３８３７１）を用いて、Ｋｒｕｅｓｓ「Ｆｏｒｃｅ  Ｔｅｎｓｉｏｍｅｔｅｒ−Ｋ１００」（シリアル番号：３０００１４３８）上で、２３℃（±１℃）で３回、表面張力を測定した。第一級アルカノールアミンの表面張力を、少なくとも９９重量％（１重量％未満の水分）の濃度で測定した。
【００９４】
比表面積
比表面積（ｍ２／ｇ）は、当業者に周知のＢＥＴ法（吸着ガスとして窒素を使用）を使用して決定される（ＩＳＯ  ９２７７：２０１０）。次いで、鉱物物質の総表面積（ｍ２）は、対応する試料の比表面積及び質量（ｇ）の乗算によって得られる。
【００９５】
「重量分子量Ｍｗ」は、以下に記載のサイズ排除クロマトグラフィー（ＳＥＣ）法を用いて求めた分子量の重量による平均を意味する。
【００９６】
９０ｍｇの乾燥物質に相当するポリマー溶液の試験部分を１０ｍｌフラスコに導入する。さらに０．０４重量％のジメチルホルムアミドを含む移動相を、総質量が１０ｇに達するまで添加する。ｐＨ９におけるこの移動相の組成は、以下のとおりである：
ＮａＨＣＯ３：０．０５ｍｏｌ／１、ＮａＮＯ３：０．１ｍｏｌ／１、トリエタノールアミン：０．０２ｍｏｌ／１、ＮａＮ３：０．０３重量％
【００９７】
ＳＥＣ装置は、流量を０．８ｍｌ／分に設定したＷａｔｅｒｓ（商標）５１５タイプのアイソクラティックポンプ、Ｗａｔｅｒｓ（商標）７１７＋試料交換装置、長さ６ｃｍで内径４０ｍｍの「Ｇｕａｒｄ  Ｃｏｌｕｍｎ  Ｕｌｔｒａｈｙｄｒｏｇｅｌ  Ｗａｔｅｒｓ（商標）」タイプのプレカラムを含むキルン、続いて長さ３０ｃｍで内径７．８ｍｍの「Ｕｌｔｒａｈｙｄｒｏｇｅｌ  Ｗａｔｅｒｓ（商標）」タイプの線状カラムからなる。検出は、Ｗａｔｅｒｓ（商標）４１０タイプ示差屈折率計によって行われる。キルンを６０℃の温度に加熱し、屈折率計を４５℃の温度に加熱する。このＳＥＣ装置を、Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｓｅｒｖｉｃｅによって供給された２０００〜１×１０６ｇ／ｍｏｌの最大分子量及び１．４〜１．７の多分散度指数を有する一連のポリアクリル酸ナトリウム標準で較正し、かつ５６００ｇ／ｍｏｌの重量平均分子量及び２．４に等しい多分散度指数のポリアクリル酸ナトリウムで較正する。
【００９８】
較正グラフは線形タイプで、流量マーカー（ジメチルホルムアミド）を使用して得られた補正を考慮する。
【００９９】
クロマトグラムの取得及び処理は、ＰＳＳ  ＷｉｎＧＰＣ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  ｖ．４．０２アプリケーションの使用を通じて行う。得られたクロマトグラムは、６５ｇ／ｍｏｌより高い分子量に対応する領域に組み込まれる。
【０１００】
懸濁液の電荷測定
原理：
自動滴定装置（Ｍｅｔｔｌｅｒ  Ｔ．Ｘ  ｓｅｒｉｅ、例えば、Ｔ７）を使用して、過剰のカチオン性ポリマー（ポリ−ＤＡＤＭＡＣ）で強力な撹拌下に懸濁液の試料を処理し、ろ過し、ｐＨ４．６５（酢酸塩／酢酸）で緩衝化し、次いで、過剰のポリ−ＤＡＤＭＡＣを、アニオン性ポリマー（ＫＰＶＳ）を使用して逆滴定する。終点を、ポリ−ＤＡＤＭＡＣ／ＫＰＶＳ沈殿物の濁度／混濁度を測定／検出する光学電極によって検出する。
【０１０１】
試薬：
中間分子量２００，０００〜３５０，０００のポリジアリルジメチルアンモニウムクロリド（ポリ−ＤＡＤＭＡＣ）の０．０１Ｍ水溶液（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ａｒｔ．４０９０２２−１Ｌ）；
ポリビニル硫酸カリウム（ＫＰＶＳ）の０．０１Ｍ水溶液（ＳＥＲＶＡ  Ｆｅｉｎｂｉｏｃｈｅｍｉｃａ  Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ）
【０１０２】
Ｐｏｌｙ−ＤＡＤＭＡＣによる試料の予備滴定（１０ｍＬのゆっくりとした投与）
懸濁液の試料１．０ｇを秤量し、脱塩水で約３０ｍＬの最終容積に懸濁する。１０ｍｌの０．０１Ｍポリ−ＤＡＤＭＡＣ水溶液を投与する。ポリ−ＤＡＤＭＡＣのカチオン性基と試料のアニオン性分散剤との反応を可能な限り完全にするために、攪拌下にかなりゆっくり（１０秒当たり０．１ｍＬ）投与する。したがって、予備滴定には全体で約１７分を要する。
【０１０３】
予備滴定した試料のろ過
ろ過の前に、ポリ−ＤＡＤＭＡＣはできるだけ完全に反応しなければならず、かつ固形分は十分に沈殿していなければならず、それによって、ろ過が可能となる。これには、ろ過を行う前に約３０〜６０分かかる。ろ過を０．８μｍの薄膜フィルター上で行う。ろ液が濁っているときは、０．４５μｍ又は０．２μｍの薄膜フィルターを用いる必要がある。
【０１０４】
試料の（逆）滴定
再現性のある値を得るために、逆滴定の間に約５ｍＬの滴定溶液を消費すべきである。使用量が２ｍＬ未満又は８ｍＬを超える場合は、補正した重量−量を使って測定を繰り返す必要がある。約８のｐＨ値を有する透明なろ過した試料を、０．１モルの酢酸／酢酸塩緩衝液を使用して４．６５のｐＨ値に調整する。滴定装置を用いて、過剰のポリ−ＤＡＤＭＡＣの量を、０．０１Ｍの試薬ＫＰＶＳ及びＭｅｔｔｌｅｒからのＰｈｏｔｏｔｒｏｄｅ  ＤＰ５を使用して決定し、当量点を検出する。透明な水を使用して、Ｐｈｏｔｏｔｒｏｄｅを約１２００〜１８００ｍＶに調整する。ポリ−ＤＡＤＭＡＣ溶液対ＫＰＶＳ（ＫＰＶＳ  ｆ＝１．００）の係数を決定する。
【０１０５】
計算
【数２】
2021522147.tif 000004
式中：
ｍｓａｍｐｌｅ＝試料の重量［ｇ］
ＦＳ＝固形分［％］
ＶＰＤＡＤＭＡＣ＝ポリ−ＤＡＤＭＡＣの体積［ｍＬ］
ＶＫＰＶＳ＝ＫＰＶＳの体積［ｍＬ］
ｔＰＤＡＤＭＡＣ＝ポリ−ＤＡＤＭＡＣ力価（ＫＰＶＳに対する係数）
Ｑａｔｒｏ＝鉱物懸濁液中の固形の電荷［μＶａｌ／ｇ］
【０１０６】
融点（ｍ．ｐ．）／沸点（ｂ．ｐ．）
融点及び沸点は、「Ｂａｓｉｃｓ：  Ｌａｂｏｒｐｒａｘｉｓ、Ｂａｎｄ  ２：  Ｍｅｓｓｍｅｔｈｏｄｅｎ、Ｋａｐｉｔｅｌ  ６．１．１  ｆｆ  ｕｎｄ  ８．２．２  ｆｆ；  ６．Ａｕｆｌａｇｅ、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ  Ｖｅｒｌａｇ  ２０１７」に従って決定される。使用した装置は、融点及び沸点のためのＢｕｅｃｈｉ  Ｍｅｌｔｉｎｇ  ｐｏｉｎｔ  Ｂ−５４０である。
【０１０７】
以下に、試験を記載する。
【０１０８】
使用し、かつ比較した添加剤を以下に列挙する。どの添加剤が本発明によるものであり、どの添加剤が比較例を表すのかを示す。融点（ｍ．ｐ．）及び沸点（ｂ．ｐ．）は、文献から取得したものであるか（Ｒｏｅｍｐｐｓ  Ｃｈｅｍｉｅ−Ｌｅｘｉｋｏｎ、８．Ａｕｓｇａｂｅ、１９７９及びＣＲＣ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ、８２ｎｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ、２００１−２００２）、又は上記の方法で測定されたものである。各添加剤について、データがどこから導かれたのかを示した（「Ｒｏｅｍｐｐ」又は「測定値」）。
【０１０９】
ＭＥＡ（２−アミノエタノール）の表面張力は、ＣＲＣ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ、８２ｎｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ、２００１−２００２から取得した。ＭＩＰＡ（１−アミノ−２−プロパノール）及びＡＭＰ（２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール）の表面張力は、上記の方法で測定した。
【０１１０】
比較：
２−アミノエタノール（ＭＥＡ）、ＣＡＳ  １４１−４３−５（＜１重量％の水分）
ｍ．ｐ．１０°Ｃ（Ｒｏｅｍｐｐ）
ｂ．ｐ．１７１°Ｃ（Ｒｏｅｍｐｐ）
表面張力：４８．３ｍＮ／ｍ（ＣＲＣ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ、８２ｎｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ、２００１−２００２）
【０１１１】
比較：
２−アミノ−２−メチル−１−プロパノール（ＡＭＰ）、ＣＡＳ  １２４−６８−５（＜１重量％の水分）
ｍ．ｐ．２９〜３０℃（測定値）
ｂ．ｐ．１６７℃（測定値）
表面張力：２３℃で固体（測定不能）
４０℃で測定：  ＜３０ｍＮ／ｍ（３０．０／２９．４／２９．７）
【０１１２】
本発明：
１−アミノ−２−プロパノール（ＭＩＰＡ）、ＣＡＳ  ７８−９６−６（＜１重量％の水分）
ｍ．ｐ．−１℃（Ｒｏｅｍｐｐ）
ｂ．ｐ．１５８〜１５９℃（測定値）
表面張力：２３℃で３６ｍＮ／ｍ（３６．５／３６．４／３６．４）
【０１１３】
実施例１
この例は、ピクノメーターを使用した＋５℃の温度（低温の屋外条件をシミュレーションする）でのそれぞれの添加剤の密度及び粘度の測定に関する。
【０１１４】
＋５℃での添加剤の密度
ＭＥＡ：        固体
ＡＭＰ：        固体
ＭＩＰＡ：      ＋５℃での密度  ０．９５７ｇ／ｍｌ
【０１１５】
＋５℃での添加剤のブルックフィールド粘度
ＭＥＡ：  固体、＋５°Ｃで測定不能／ブルックフィールド粘度  ＞＞１０００ｍＰａ・ｓ
ＡＭＰ：  固体、＋５°Ｃで測定不能／ブルックフィールド粘度  ＞＞１０００ｍＰａ・ｓ
ＭＩＰＡ：  ＋５℃でのブルックフィールド粘度  ＜５００ｍＰａ・ｓ、ポンプでの送り込みが容易
【０１１６】
実施例２
この実施例は、最初に４０〜５０μｍの間のｄ５０まで乾式粉砕し、続いてこの乾式粉砕生成物を水中で湿式粉砕することによって得られた石灰岩（アヴィニヨン、フランス産）である天然炭酸カルシウムを使って実施し、ここで、乾燥炭酸カルシウムに関して、１．０５重量％のナトリウム及びマグネシウム中和ポリアクリレート（Ｍｗ＝６０００ｇ／ｍｏｌ、Ｍｎ＝２３００ｇ／ｍｏｌ）「ＰＡＡＮａＭｇ」を添加した。湿式粉砕は、１．４リットルの垂直磨砕ミル中で再循環しながら、７６．１重量％の重量固形分で、以下のようになるまで行った：
粒子の９８重量％が、＜２μｍの直径を有し、
粒子の８５重量％が、＜１μｍの直径を有し、
粒子の２７重量％が、＜０．２μｍの直径を有する。
比表面積（ＢＥＴ）は１４．１ｇ／ｍ２であった。
乾燥鉱物の１ｍ２当たり、０．７５ｍｇのポリカルボキシレート分散剤を含有させた。
鉱物材料懸濁液中の固体のアニオン電荷は、−１１１μＶａｌ／ｇであった。
【０１１７】
この懸濁液０．４ｋｇを直径８ｃｍの１リットルのビーカーに入れる。Ｐｅｎｄｒａｕｌｉｋ歯型ディスク攪拌器をビーカー内に導入し、攪拌器ディスクがビーカーの底から約１ｃｍ上に位置するようにする。初期の懸濁液導電率及びｐＨ値を以下の表１に報告する。５０００ｒｐｍで攪拌しながら、ＭＩＰＡを指示された量で、１分間にわたって懸濁液に添加する。添加が完了した後、懸濁液をさらに５分間撹拌する。懸濁液のｐＨ、導電率及び粘度を、１時間の貯蔵後に測定した。６０００ｐｐｍの試料のｐＨ及び導電率を２４時間後に再び測定した。
【０１１８】
【表１】
2021522147.tif 000005
【０１１９】
ＭＩＰＡのＰＡＡ分散剤に対する重量比は、１：２０（５００ｐｐｍ  ＭＩＰＡ）〜１：２．５（６０００ｐｐｍ  ＭＩＰＡ）の範囲である。
【０１２０】
対応する結果は、図１、２及び３に示されている。
【０１２１】
実施例３
０．４ｋｇのＨＹＤＲＡＧＬＯＳＳ（登録商標）９０  ＳＥＮＫカオリン粘土スラリー（ＯＭＹＡ／ＫａＭｉｎ、Ｍａｃｏｎ、ＧＡ  ３１２１７、米国）を、以下の物理的性質を有する７２〜７３重量％の固形分で使用した：
【０１２２】
【表２】
2021522147.tif 000006
【０１２３】
この懸濁液は、乾燥カオリン粘土について約０．５重量％のポリアクリル酸ナトリウム分散剤を含み、その結果、乾燥鉱物１ｍ２当たり０．２３ｍｇのポリカルボキシレート分散剤をもたらす。この懸濁液０．４ｋｇを直径８ｃｍの１リットルのビーカーに入れる。Ｐｅｎｄｒａｕｌｉｋ歯型ディスク攪拌器をビーカー内に導入し、攪拌器ディスクがビーカーの底から約１ｃｍ上に位置するようにする。初期の懸濁液導電率及びｐＨ値を以下の表３に報告する。５０００ｒｐｍで撹拌しながら、ＭＩＰＡを指示された量で、１分間にわたって懸濁液に添加する。添加が完了した後、懸濁液をさらに５分間攪拌する。懸濁液のｐＨ、導電率及び粘度を、１時間の貯蔵後に測定した。
【０１２４】
【表３】
2021522147.tif 000007
【０１２５】
実施例４
この実施例は、最初に４０〜５０μｍのｄ５０まで乾式粉砕し、続いてこの乾式粉砕生成物を水中で湿式粉砕することによって得られたドロマイト大理石（ケルンテン、オーストリア産）である天然炭酸カルシウムを使って実施し、ここで、鉱物材料の乾燥重量に対して０．７５重量％のナトリウム及びマグネシウム中和ポリアクリレート（Ｍｗ＝６０００ｇ／ｍｏｌ、Ｍｎ＝２３００ｇ／ｍｏｌ）を添加した。湿式粉砕は、１．４リットルの垂直磨砕ミル中で再循環しながら、７８重量％の重量固形分で、粒子の約９５重量％が２μｍ未満の直径を有するまで行った。得られた物理的性質は以下の通りである：
粉砕後の固形分：  ７８．１重量％
粒子の９７重量％が、＜２μｍの直径を有し、
粒子の８０重量％が、＜１μｍの直径を有し、
粒子の２４重量％は、＜０．２μｍの直径を有する。
比表面積（ＢＥＴ）は１５．７ｇ／ｍ２であり、これは、鉱物材料１ｍ２当たり０．４８ｍｇのポリカルボキシレート分散剤をもたらした。
鉱物材料懸濁液中の固体のアニオン電荷は、−８０μＶａｌ／ｇであった。
【０１２６】
懸濁液の水相１ｋｇ当たり２１００ｍｇの異なるアルカノールアミン添加剤を、懸濁液の水相５１０ｍｌ（懸濁液の〜８３５ｇに対応する）に添加した。１つのサンプルについては、添加剤を使用しなかった。圧縮空気を用いて、Ｓｅｒｉｅｓ  ３００  ＬＰＬＴ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｐｒｅｓｓ  （Ｂａｓｉｃ  ＬＰＬＴ  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｐｒｅｓｓ  Ａｓｓｅｍｂｌｙ  Ｐａｒｔ  Ｎｏ．２０７１２７）のＡＰＩ  Ｌｏｗ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ，  Ｌｏｗ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（ＬＰＬＴ）  Ｆｉｌｔｅｒ  Ｐｒｅｓｓのろ過装置に懸濁液を配置した。カップの底にＬＰＬＴフィルタープレス（Ｐａｒｔ  Ｎｏ．２０６０５１）で使用するためのペーパーフィルター（直径９ｃｍ）を使用した。カップを閉じ、かつ３５〜４０ｍｌのろ液が得られるまで４５ｐｓｉの圧力下で懸濁液をろ過した。
【０１２７】
得られたろ液を、以下に記載の発泡試験、及び実施例５における表面張力の測定のために使用した。
【０１２８】
発泡試験
それぞれの懸濁液の発泡傾向は、高乱流適用のための重要なパラメーターであり、上記のようにして得られたろ液を用いて調べた。発泡は、２０ｍｌの目盛り管（１ｍｌスケール）にそれぞれの水相／ろ液１０ｍｌを添加し、チューブを閉じ、かつ手で１分間激しく振ることによって評価した。発生した泡の高さを、１０秒後、及び１分後、及び１０分後（管の目盛りを読み取ることによって）に測定した。結果を下記の表４に示す。
【０１２９】
【表４】
2021522147.tif 000008
【０１３０】
表４からわかるように、本発明の添加剤ＭＩＰＡは、予想外に低い発泡傾向を有するが、例えば、ＭＥＡは、著しい発泡特性を示す。
【０１３１】
実施例５
添加剤の湿潤特性を調べるために、異なる添加剤を含有するそれぞれの懸濁液の水相の表面張力を測定した。より低い表面張力は、鉱物材料表面のより良好な湿潤性を示す。表面張力の測定のために、実施例４のそれぞれの試料のろ液／水相を使用した。表面張力は、プレート法（Ｗｉｌｈｅｌｍｙ法）（プレートＰＬ０１／３８３７１）を用いて、Ｋｒｕｅｓｓ「Ｆｏｒｃｅ  Ｔｅｎｓｉｏｍｅｔｅｒ−Ｋ１００」（シリアル番号：３０００１４３８）上で、２３℃±１℃で３回測定した。
【０１３２】
測定手順の制御：
検出速度：  １０ｍｍ／分
検出感度：  ０．００５ｇ
侵入深さ：  ２．００ｍｍ
取得：線形
最大測定時間：  ６０秒
【０１３３】
各測定について、安定した値が得られるまで（その後の５回の測定内で０．１ｍＮ／ｍ未満の偏差）、測定プロセスを繰り返す（通常、５〜２０回の繰返しが必要である）。
【０１３４】
平均した数値：３つ
標準偏差：０．１ｍＮ／ｍ
【０１３５】
測定前に脱イオン水を使って品質試験（ＱＴＩ）を行った。結果を下記の表５に示す。
【０１３６】
【表５】
2021522147.tif 000009
【０１３７】
本発明のＭＩＰＡ添加剤は、懸濁液の水相の表面張力を著しく低下させ、したがって、鉱物材料の表面への改善された湿潤性を提供する。
【図１】
2021522147.tif 000010
【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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