(57)【要約】組成物は、樹脂等のベース材料又はマトリクス材料と、第１の蛍光増白剤とを含み得る。第１の蛍光増白剤は、アルカリ土類金属化合物と蛍光活性化物質とを含み得る。組成物は、組成物の重量に対して約１．５ｗｔ％以下の第２の蛍光増白剤を含んでいてもよく、第２の蛍光増白剤は蛍光活性化物質を含まない。組成物は水性基剤と蛍光増白剤とを含み得る。蛍光増白剤は、アルカリ土類金属炭酸塩と蛍光活性化物質とを含んでいてもよく、蛍光増白剤は蛍光を放出するように構成される。組成物は第１の蛍光増白剤を含み得る。第１の蛍光増白剤は、アルカリ土類金属塩等のアルカリ土類化合物と、蛍光活性化物質とを含んでいてもよく、組成物を含む所与の明度の製品に関して、第１の蛍光増白剤を含む組成物は、第１の蛍光増白剤と異なる第２の蛍光増白剤をより少量含み得る。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの蛍光増白剤を含むベース材料を含む組成物であって、該蛍光増白剤が無機蛍光活性化物質でドープされたアルカリ土類化合物を含み、
前記組成物がコーティング組成物、製紙組成物、インク組成物及びサイジング組成物の少なくとも１つとして構成される、組成物。
【請求項２】
前記蛍光活性化物質が、マンガン、モリブデン、銅、ウラン、セシウム、トリウム、鉛、コバルト、鉄、ストロンチウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム、スズ、イットリウム、タリウム、サマリウム、セリウム、ツリウム及びジスプロシウムの少なくとも１つの混合物、化合物、元素又は合金を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
前記ベース材料が、樹脂、可融性粉末、水性組成物又は溶媒組成物を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
前記アルカリ土類化合物がアルカリ土類金属又はアルカリ土類塩を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
前記アルカリ土類金属塩がアルカリ土類金属炭酸塩である、請求項４に記載の組成物。
【請求項６】
前記アルカリ土類炭酸塩が、炭酸カルシウム、炭酸バリウム及び炭酸マグネシウムの少なくとも１つを含む、請求項５に記載の組成物。
【請求項７】
前記炭酸カルシウムが沈降炭酸カルシウムを含む、請求項６に記載の組成物。
【請求項８】
前記アルカリ土類化合物が炭酸カルシウムと炭酸マグネシウムとの混合物を含む、請求項１に記載の組成物。
【請求項９】
前記混合物が炭酸カルシウムと炭酸マグネシウムとの共沈生成物を含む、請求項８に記載の組成物。
【請求項１０】
前記アルカリ土類化合物が結晶構造を有し、前記無機蛍光活性化物質が該結晶構造に含まれる、請求項１に記載の組成物。
【請求項１１】
前記蛍光増白剤が前記組成物の約１．０ｗｔ％以上を構成する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１２】
前記蛍光増白剤が前記組成物の約１．５ｗｔ％以上を構成する、請求項１に記載の組成物。
【請求項１３】
前記蛍光増白剤が蛍光を放出するように構成される、請求項１に記載の組成物。
【請求項１４】
請求項１に記載の組成物を含む、製品。
【請求項１５】
約８０〜約１００の範囲の明度を有する、請求項１４に記載の製品。
【請求項１６】
第１の蛍光増白剤を含むベース材料を含む組成物であって、該第１の蛍光増白剤が、
アルカリ土類金属炭酸塩と、
蛍光活性化物質と、
を含み、
前記組成物が該組成物の重量に対して約１．５ｗｔ％以下の第２の蛍光増白剤を含み、該第２の蛍光増白剤が前記蛍光活性化物質を含まない、組成物。
【請求項１７】
前記蛍光活性化物質が、マンガン、モリブデン、銅、ウラン、セシウム、トリウム、鉛、コバルト、鉄、ストロンチウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム、スズ、イットリウム、タリウム、サマリウム、セリウム、ツリウム及びジスプロシウムの少なくとも１つの混合物、化合物、元素又は合金を含む、請求項１６に記載の組成物。
【請求項１８】
前記アルカリ土類金属炭酸塩が結晶構造を有し、前記蛍光活性化物質が該結晶構造に含まれる、請求項１６に記載の組成物。
【請求項１９】
前記組成物の重量に対して約１．０ｗｔ％以下の前記第２の蛍光増白剤を含む、請求項１６に記載の組成物。
【請求項２０】
前記組成物の重量に対して約０．５ｗｔ％以下の前記第２の蛍光増白剤を含む、請求項１６に記載の組成物。
【請求項２１】
前記第２の蛍光増白剤が、スルホン化トリアゾールスチルベン、ジスルホン化スチルベンビフェニル、クマリン、イミダゾリン、ジアゾール、トリアゾール、ベンゾオキサゾリン及びビフェニルスチルベンの少なくとも１つを含む、請求項１６に記載の組成物。
【請求項２２】
前記アルカリ土類金属がアルカリ土類金属炭酸塩である、請求項１６に記載の組成物。
【請求項２３】
前記アルカリ土類炭酸塩が炭酸カルシウムと炭酸マグネシウムとの混合物を含む、請求項２２に記載の組成物。
【請求項２４】
前記混合物が炭酸カルシウムと炭酸マグネシウムとの共沈生成物を含む、請求項２３に記載の組成物。
【請求項２５】
前記アルカリ土類金属が、炭酸カルシウム、炭酸バリウム及び炭酸マグネシウムの少なくとも１つを含む、請求項１６に記載の組成物。
【請求項２６】
前記アルカリ土類金属が沈降炭酸カルシウムを含む、請求項１６に記載の組成物。
【請求項２７】
前記第１の蛍光増白剤が前記組成物の約１．０ｗｔ％以上を構成する、請求項１６に記載の組成物。
【請求項２８】
前記第１の蛍光増白剤が前記組成物の約１．５ｗｔ％以上を構成する、請求項１６に記載の組成物。
【請求項２９】
前記第１の蛍光増白剤が蛍光を放出するように構成される、請求項１６に記載の組成物。
【請求項３０】
コーティング組成物、製紙組成物、インク組成物及びサイジング組成物の少なくとも１つとして構成される、請求項１６に記載の組成物。
【請求項３１】
請求項３０に記載の組成物を含む、製品。
【請求項３２】
約８０〜約１００の範囲の明度を有する、請求項３１に記載の製品。
【請求項３３】
蛍光増白剤を含む水性基剤を含む組成物であって、該蛍光増白剤が蛍光活性化物質でドープされたアルカリ土類金属化合物を含み、
前記蛍光増白剤が蛍光を放出するように構成され、
該組成物が、コーティング組成物、製紙組成物、インク組成物及びサイジング組成物の少なくとも１つとして構成される、組成物。
【請求項３４】
前記蛍光活性化物質が、マンガン、モリブデン、銅、ウラン、セシウム、トリウム、鉛、コバルト、鉄、ストロンチウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム、スズ、イットリウム、タリウム、サマリウム、セリウム、ツリウム及びジスプロシウムの少なくとも１つの混合物、化合物、元素又は合金を含む、請求項３３に記載の組成物。
【請求項３５】
前記アルカリ土類金属化合物がアルカリ土類金属炭酸塩である、請求項３３に記載の組成物。
【請求項３６】
前記アルカリ土類金属炭酸塩が炭酸カルシウムと炭酸マグネシウムとの混合物を含む、請求項３５に記載の組成物。
【請求項３７】
前記混合物が炭酸カルシウムと炭酸マグネシウムとの共沈生成物を含む、請求項３６に記載の組成物。
【請求項３８】
前記アルカリ土類金属炭酸塩が、炭酸カルシウム、炭酸バリウム及び炭酸マグネシウムの少なくとも１つを含む、請求項３３に記載の組成物。
【請求項３９】
前記炭酸カルシウムが沈降炭酸カルシウムを含む、請求項３３に記載の組成物。
【請求項４０】
前記蛍光増白剤が前記組成物の約１．０ｗｔ％以上を構成する、請求項３３に記載の組成物。
【請求項４１】
前記蛍光増白剤が前記組成物の約１．５ｗｔ％以上を構成する、請求項３３に記載の組成物。
【請求項４２】
請求項３３に記載の組成物を含む、製品。
【請求項４３】
約８０〜約１００の範囲の明度を有する、請求項４２に記載の製品。
【請求項４４】
第１の蛍光増白剤を含む水性基剤を含む組成物であって、該第１の蛍光増白剤が、
アルカリ土類金属化合物と、
蛍光活性化物質と、
を含み、
該組成物を含む所与の明度の製品に関して、前記第１の蛍光増白剤を含む組成物が、前記第１の蛍光増白剤と異なる第２の蛍光増白剤をより少量含む、組成物。
【請求項４５】
前記第２の蛍光増白剤が前記蛍光活性化物質を含まない、請求項４４に記載の組成物。
【請求項４６】
前記蛍光活性化物質が、マンガン、モリブデン、銅、ウラン、セシウム、トリウム、鉛、コバルト、鉄、ストロンチウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム、スズ、イットリウム、タリウム、サマリウム、セリウム、ツリウム及びジスプロシウムの少なくとも１つの混合物、化合物、元素又は合金を含む、請求項４４に記載の組成物。
【請求項４７】
前記アルカリ土類金属化合物が結晶構造を有し、前記蛍光活性化物質が該結晶構造に含まれる、請求項４４に記載の組成物。
【請求項４８】
前記組成物の重量に対して約１．５ｗｔ％以下の前記第２の蛍光増白剤を含み、前記第２の蛍光増白剤が前記蛍光活性化物質を含まない、請求項４４に記載の組成物。
【請求項４９】
前記第２の蛍光増白剤が、スルホン化トリアゾールスチルベン、ジスルホン化スチルベンビフェニル、クマリン、イミダゾリン、ジアゾール、トリアゾール、ベンゾオキサゾリン及びビフェニルスチルベンの少なくとも１つを含む、請求項４４に記載の組成物。
【請求項５０】
前記アルカリ土類金属がアルカリ土類金属炭酸塩である、請求項４４に記載の組成物。
【請求項５１】
前記アルカリ土類金属炭酸塩が炭酸カルシウムと炭酸マグネシウムとの混合物を含む、請求項５０に記載の組成物。
【請求項５２】
前記混合物が炭酸カルシウムと炭酸マグネシウムとの共沈生成物を含む、請求項５１に記載の組成物。
【請求項５３】
前記アルカリ土類金属炭酸塩が、炭酸カルシウム、炭酸バリウム及び炭酸マグネシウムの少なくとも１つを含む、請求項５０に記載の組成物。
【請求項５４】
前記アルカリ土類金属炭酸塩が沈降炭酸カルシウムを含む、請求項５３に記載の組成物。
【請求項５５】
前記蛍光増白剤が前記組成物の約１．０ｗｔ％以上を構成する、請求項４４に記載の組成物。
【請求項５６】
コーティング組成物、製紙組成物、インク組成物及びサイジング組成物の少なくとも１つとして構成される、請求項４４に記載の組成物。
【請求項５７】
請求項５６に記載の組成物を含む、製品。
【請求項５８】
約８０〜約１００の範囲の明度を有する、請求項５７に記載の製品。
【請求項５９】
組成物における従来の蛍光増白剤を低減させる方法であって、
該組成物に、
少なくとも１つのアルカリ土類金属炭酸塩と、
蛍光活性化物質と、
を含む第１の蛍光増白剤を添加することと、
前記組成物に、該組成物の重量に対して約１．５ｗｔ％以下の第２の蛍光増白剤を添加することと、
を含み、
前記第２の蛍光増白剤が前記蛍光活性化物質を含まない、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［優先権の主張］
本ＰＣＴ国際出願は、２０１５年１月２日付けで出願された米国仮特許出願第６２／０９９，４０８号（その主題は引用することによりその全体が本明細書の一部をなす）の優先権の利益を主張するものである。
【０００２】
本開示は、高い白色度及び／又は明度を付与する組成物及び関連方法に関し、より詳細には、コーティング組成物、製紙組成物及び／又はサイジング組成物を含む、紙製品及び／又は板紙製品において高い白色度及び／又は明度を付与する組成物及び関連方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
コーティング組成物、製紙組成物及び／又はサイジング組成物、例えば塗料（油性塗料及び水性塗料）、シール材、紙コーティング剤、建築用コーティング剤及び工業用コーティング剤（例えば紙コーティング剤以外のコーティング剤）を使用して、紙及び板紙を含む紙製品等の基板の視覚特性を改善し、及び／又は基板を保護することができる。従来の蛍光増白剤（例えば有機増白剤）を使用して、紙の知覚白色度及び／又は知覚明度を改善させることができる。しかしながら、従来の蛍光増白剤は幾つもの予想され得る欠点を有する。例えば、従来の蛍光増白剤（optical brightener）は、比較的高価であり、有毒成分（例えば水溶性芳香族化合物）を包含することに基づいており、繰り返し照射を受けると光退色（photo-bleaching：光漂白）を被るため、経時的に効力を失う傾向にあり、またアレルゲン、催奇性物質及び／又は内分泌撹乱物質ではないかという疑いも持たれている。このため、従来の蛍光増白剤は、紙の知覚白色度及び／又は知覚明度を改善させるのには望ましいとされ得るものの、従来の蛍光増白剤の存在を低減し又は排除し、上述の従来の蛍光増白剤の欠点を含むことなく製品の知覚白色度及び／又は知覚明度を改善させる組成物を提供することが依然として望まれ得る。
【発明の概要】
【０００４】
一態様によれば、組成物は、樹脂等のベース材料又はマトリクス材料と、蛍光活性化物質とともにアルカリ土類金属塩等のアルカリ土類金属化合物を含む蛍光増白剤とを含み得る。組成物は、コーティング組成物、製紙組成物、インク組成物及びサイジング組成物の少なくとも１つとして構成され得る。
【０００５】
幾つかの態様によれば、蛍光活性化物質が、マンガン、モリブデン、銅、ウラン、セシウム、トリウム、鉛、コバルト、鉄、ストロンチウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム、スズ、イットリウム、タリウム、ツリウム、セリウム、サマリウム、セリウム、ツリウム及びジスプロシウムの少なくとも１つの混合物、化合物、元素又は合金を含んでいてもよい。幾つかの態様によれば、アルカリ土類化合物は結晶構造を有していてもよく、蛍光活性化物質は該結晶構造に含まれていてもよい。
【０００６】
更なる態様によれば、アルカリ土類化合物はアルカリ土類金属炭酸塩を含んでいてもよい。例えば、アルカリ土類金属炭酸塩は、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸マグネシウム、及びそれらの混合物の少なくとも１つを含んでいてもよい。例えば、アルカリ土類金属炭酸塩は、沈降炭酸カルシウム（precipitated calcium carbonate：軽質炭酸カルシウム）、沈降炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムと炭酸マグネシウムとの共沈生成物、及びそれらの混合物を含んでいてもよい。
【０００７】
これらの活性化物質は概して炭酸塩形態で本開示の組成物に使用されるが、他の形態、例えば硫酸塩（ＳＯ４）、リン酸塩（ＰＯ４３−）、タングステン酸塩（ＷＯ４）及びフッ化物（Ｆ−）も利用可能である。
【０００８】
別の態様によれば、組成物は、コーティング組成物、製紙組成物及びサイジング組成物の少なくとも１つとして構成され得る。
【０００９】
更に別の態様によれば、組成物における従来の蛍光増白剤を低減させる方法は、組成物に第１の蛍光増白剤を添加することを含み得る。第１の蛍光増白剤は、蛍光活性化物質とともに少なくとも１つのアルカリ土類金属化合物を含み得る。本方法は、組成物に第２の蛍光増白剤を添加することを更に含んでいてもよく、第２の蛍光増白剤は蛍光活性化物質を含まない。例えば、蛍光活性化物質は、マンガン、モリブデン、銅、ウラン、セシウム、トリウム、鉛、コバルト、鉄、ストロンチウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム、スズ、イットリウム、タリウム、サマリウム、セリウム、ツリウム及びジスプロシウムの少なくとも１つの混合物、化合物、元素又は合金を含んでいてもよい。更なる態様によれば、第２の蛍光増白剤は、スルホン化トリアゾールスチルベン、ジスルホン化スチルベンビフェニル、クマリン、イミダゾリン、ジアゾール、トリアゾール、ベンゾオキサゾリン及びビフェニルスチルベンの少なくとも１つを含んでいてもよい。
【００１０】
例示的な課題及び利点については、続く記載で或る程度説明されるか、又は例示的な実施形態の実施により知ることができる。上述の概要及び以下の詳細な説明はどちらも単に例示的かつ説明的なものであり、特許請求の範囲に記載のような本発明を限定するものではないことを理解されたい。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本明細に使用される場合、「蛍光（fluorescence）」又は「蛍光を発する（fluoresce）」又は「蛍光応答」という用語は、光又は他の電磁エネルギー若しくは放射線を吸収した物質による電磁エネルギー（例えば光）の放出を指すものである。吸収された放射線よりも放出光はより長い波長、それ故、より小さなエネルギーを有する。しかしながら、この用語は概して、１の波長における照射及び異なる波長における光の放出を包含することを意味している。本開示により実現され得る蛍光の例としては、ＵＶから可視（材料にＵＶ光を照射した後、可視光が放出される）；ＵＶからＵＶ（放出される波長と照射される波長とは異なる）；ＵＶから近ＩＲ；及び可視から近ＩＲのものが挙げられる。
【００１２】
本明細書に使用される場合、「ＵＶ」又は「紫外」光という用語は、近ＵＶＡ（３００ｎｍ〜４００ｎｍ）、ＵＶＢ（２８０ｎｍ〜３００ｎｍ）及びＵＶＡ（１００ｎｍ〜２８０ｎｍ）を指すものである。
【００１３】
本明細書に使用される場合、「ドーパント」という用語は、別の材料に意図的に添加される少量の不純物、例えば炭酸塩マトリクスに意図的に添加される不純物を指すものである。
【００１４】
本明細に使用される場合、「ドープされた」材料とは、製造中にドーパントが意図的に導入された材料を指すものである。例えば、「ドープされた炭酸塩」とは、炭酸塩を生成する際に少量の不純物を意図的に添加して、蛍光応答を変化又は誘起させた炭酸塩、例えばＣａＣＯ３、ＭｇＣＯ３、ＢａＣＯ３、又はそれらの混合物を指すものである。
【００１５】
本開示の例示的な態様による組成物及び方法は、例えば紙及び／又は板紙等の紙製品に含まれる組成物から従来の蛍光増白剤を低減又は排除することを可能にする一方で、従来の蛍光増白剤により実現可能な製品の知覚白色度及び／又は知覚明度を実質的に維持するか又はこれよりも優れたものにすることができる。
【００１６】
幾つかの実施形態によれば、組成物が水性のベース材料又はマトリクス材料、例えば樹脂を含んでいてもよい。様々な態様では、ベース材料が、可融性（fusible）粉末、水性組成物又は溶媒組成物（例えば有機溶媒組成物）と、蛍光活性化物質でドープされたアルカリ土類金属化合物を含む蛍光増白剤とを含み得る。少なくとも１つの蛍光増白剤が、アルカリ土類化合物、例えばアルカリ土類塩と、蛍光活性化物質とを含み得る。組成物は、コーティング組成物、製紙組成物及びサイジング組成物の少なくとも１つとして構成され得る。
【００１７】
幾つかの実施形態によれば、蛍光活性化物質が、マンガン、モリブデン、銅、ウラン、セシウム、トリウム、鉛、コバルト、鉄、ストロンチウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム、スズ、イットリウム、タリウム、サマリウム、セリウム、ツリウム及びジスプロシウムの少なくとも１つの混合物、化合物、元素又は合金を含んでいてもよい。幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属化合物は結晶構造を有していてもよく、蛍光活性化物質は該結晶構造に含まれていてもよい。
【００１８】
幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属化合物はアルカリ土類金属炭酸塩であってもよい。例えば、アルカリ土類金属は、炭酸カルシウム、炭酸バリウム及び炭酸マグネシウムの少なくとも１つを含んでいてもよい。例えば、アルカリ土類金属化合物は、沈降炭酸カルシウム、沈降炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムと炭酸マグネシウムとの共沈生成物、及びそれらの混合物を含んでいてもよい。
【００１９】
これらの活性化物質は概して炭酸塩形態で本開示の組成物に使用されるが、他の形態、例えば硫酸塩（ＳＯ４）、リン酸塩（ＰＯ４３−）、タングステン酸塩（ＷＯ４）及びフッ化物（Ｆ−）も利用可能である。
【００２０】
他の実施形態によれば、アルカリ土類金属化合物は、蛍光活性化物質でドープされたアルカリ土類金属化合物でコーティングされている天然の重質炭酸カルシウムを含み得る。
【００２１】
幾つかの実施形態によれば、蛍光増白剤は組成物の約１．０ｗｔ％以上を構成し得る。例えば、蛍光増白剤は組成物の約１．５ｗｔ％以上を構成し得る。幾つかの実施形態によれば、蛍光増白剤は、例えば紫外光に曝された場合に蛍光を放出するように構成され得る。
【００２２】
例えば幾つかの実施形態によれば、例えば約４５０ナノメートルを下回る紫外光を蛍光増白剤に放射することに応じて、蛍光増白剤は、例えば約３５０ナノメートルを超えるエネルギーを放出するように構成され得る。幾つかの実施形態によれば、例えば約４００ナノメートルを下回る紫外光を蛍光増白剤に放射することに応じて、蛍光増白剤は、例えば約４００ナノメートルを超えるエネルギーを放出するように構成され得る。
【００２３】
理論に縛られることを望むものではないが、少なくとも幾つかの実施形態による、蛍光活性化物質とともにアルカリ土類金属化合物を含む蛍光増白剤は、蛍光増白剤を含む製品の知覚白色度及び／又は知覚明度を増大させることができると考えられる。幾つかの実施形態では、蛍光増白剤が蛍光を放出することにより、知覚白色度及び／又は知覚明度が増大し得る。このため、少なくとも幾つかの実施形態による蛍光増白剤は、従来の蛍光増白剤（例えば有機増白剤）の低減又は排除を可能にする一方で、製品の知覚白色度及び／又は知覚明度を実質的に維持又は増大することができる。
【００２４】
例えば、少なくとも幾つかの実施形態による蛍光増白剤は、従来の蛍光増白剤を励起する（excite）ように構成され得る。理論に縛られることを望むものではないが、従来の蛍光増白剤は約３００ナノメートル〜約４００ナノメートルの範囲のエネルギーを吸収し、その放出のかなりの部分（例えば大部分）が約３５０ナノメートル〜約３９０ナノメートルの範囲をとると考えられる。本明細書に開示される少なくとも幾つかの実施形態による蛍光増白剤（例えば幾つかの沈降炭酸カルシウム）は約２５０ナノメートル〜約３００ナノメートルの範囲の紫外光を吸収して、約３５０ナノメートル〜約４００ナノメートルの範囲のエネルギーを再放出することができ、ひいては、従来の蛍光増白剤の性能を増強し得るものである。かかる明度は、例えば従来の紫外線明度試験機（ultraviolet brightness tester）及び／又は分光蛍光光度計を用いて試験することができる。
【００２５】
幾つかの実施形態によれば、組成物は、組成物を含む製品（例えば紙製品）として構成され得る。幾つかの実施形態によれば、組成物を含む製品は約８０〜約１００の範囲の明度を有し得る。例えば、組成物を含む製品は約９０〜約１００の範囲の明度を有し得る。
【００２６】
本明細書で表される場合「明度」は、ＴＡＰＰＩ規格Ｔ４５２において規定され、また当業者に既知の方法に従う４５７ｎｍ波長の光に対する反射率パーセンテージを指すものである。
【００２７】
幾つかの実施形態による組成物は、Ｈｕｎｔｅｒ  Ｌ＊ａ＊ｂ＊座標を用いた色によって評価することができる。例えば、成分「Ｌ」、「ａ」及び「ｂ」は、３次元色空間スケールの色成分値であり、これらは例えば、Ｈｕｎｔｅｒ  Ｕｌｔｒａｓｃａｎ  ＸＥ計測器によって測定することができる。色空間スケールにおいて、「Ｌ」は白色度の尺度であり、「＋ａ」は赤色度の尺度であり、「−ａ」は緑色度の尺度であり、「＋ｂ」は黄色度の尺度であり、「−ｂ」は青色度の尺度である。白色度は、ＡＳＴＭ−Ｅ−３１３規格の方法によって測定することができる。相対色は「より明るくなる（例えばあまり青色を呈さない）」か又は「より暗くなり（例えばより青色を呈し）」得ることが認識されよう。色相強度（tint strength）では、「より明るい」色（すなわちＬ値が高い顔料）により暗い色を与えると、より高い色相強度を有すると考えられる。
【００２８】
幾つかの実施形態によれば、組成物は水性基剤と第１の蛍光増白剤とを含んでいてもよい。第１の蛍光増白剤はアルカリ土類金属化合物と蛍光活性化物質とを含んでいてもよく、本組成物は、組成物の重量に対して約１．５ｗｔ％以下の第２の蛍光増白剤（例えば従来の蛍光増白剤、例えば有機増白剤）を含み得る。例えば、第２の蛍光増白剤は蛍光活性化物質を含んでいなくてもよい。幾つかの実施形態によれば、本組成物は第２の蛍光増白剤を含まないものであってもよい。幾つかの実施形態によれば、蛍光活性化物質が、マンガン、モリブデン、銅、ウラン、セシウム、トリウム、鉛、コバルト、鉄、ストロンチウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム、スズ、イットリウム、タリウム、サマリウム、セリウム、ツリウム及びジスプロシウムの少なくとも１つの混合物、化合物、元素又は合金を含んでいてもよい。幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属が結晶構造を有していてもよく、蛍光活性化物質が該結晶構造に含まれていてもよい。
【００２９】
幾つかの実施形態によれば、組成物は、組成物の重量に対して約１０．０ｗｔ％以下の第２の蛍光増白剤、例えば組成物の重量に対して５．０ｗｔ％未満、１．５ｗｔ％未満、１．０ｗｔ％未満、又は約０．５ｗｔ％以下の第２の蛍光増白剤を含むものであってもよい。
【００３０】
幾つかの実施形態によれば、第２の蛍光増白剤は従来の蛍光増白剤であってもよい。例えば、第２の蛍光増白剤は従来の蛍光増白剤であってもよく、少なくとも１つの有機増白剤、例えばスルホン化トリアゾールスチルベン、ジスルホン化スチルベンビフェニル、クマリン、イミダゾリン、ジアゾール、トリアゾール、ベンゾオキサゾリン及びビフェニルスチルベンの少なくとも１つを含むものであってもよい。
【００３１】
幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属化合物はアルカリ土類金属炭酸塩であってもよい。例えば、アルカリ土類金属炭酸塩は、炭酸カルシウム、炭酸バリウム及び炭酸マグネシウムの少なくとも１つを含んでいてもよい。幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属炭酸塩は、沈降炭酸カルシウム、沈降炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムと炭酸マグネシウムとの共沈生成物、及びそれらの混合物を含んでいてもよい。
【００３２】
幾つかの実施形態によれば、第１の蛍光増白剤は最大１０％の蛍光活性化物質、例えば５％未満の蛍光活性化物質、又は更に１％未満の蛍光活性化物質を含んでいてもよい。幾つかの実施形態によれば、これらの値は、ＣａＣＯ３又はＭｇＣＯ３を含む無機蛍光活性化物質について述べられるものである。幾つかの実施形態によれば、第１の蛍光増白剤は、例えば紫外光に曝された場合に蛍光を放出するように構成され得る。
【００３３】
幾つかの実施形態によれば、組成物は、コーティング組成物、製紙組成物、インク組成物及びサイジング組成物の少なくとも１つとして構成され得る。例えば、製品（例えば紙製品）が本組成物を含み得る。幾つかの実施形態によれば、組成物を含む製品は約８０〜約１００の範囲の明度を有し得る。例えば、組成物を含む製品は約９０〜約１００の範囲の明度を有し得る。
【００３４】
幾つかの実施形態によれば、組成物は、水性基剤と、蛍光活性化物質でドープされたアルカリ土類金属化合物を含む蛍光増白剤とを含んでいてもよく、該蛍光増白剤は、例えば紫外光の存在下で蛍光を放出するように構成される。例えば、蛍光活性化物質は、マンガン、モリブデン、銅、ウラン、セシウム、トリウム、鉛、コバルト、鉄、ストロンチウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム、スズ、イットリウム、タリウム、サマリウム、セリウム、ツリウム及びジスプロシウムの少なくとも１つの混合物、化合物、元素又は合金を含んでいてもよい。幾つかの実施形態によれば、第２の蛍光増白剤は従来の蛍光増白剤（例えば有機増白剤）であってもよく、スルホン化トリアゾールスチルベン、ジスルホン化スチルベンビフェニル、クマリン、イミダゾリン、ジアゾール、トリアゾール、ベンゾオキサゾリン及びビフェニルスチルベンの少なくとも１つを含むものであってもよい。幾つかの実施形態によれば、組成物は、コーティング組成物、製紙組成物及びサイジング組成物の少なくとも１つとして構成され得る。
【００３５】
幾つかの実施形態によれば、基剤は、組成物、例えば塗料等のコーティング組成物が含まれる製品に応じて、以下の添加剤を１つ以上含んでいてもよい：
（ａ）例えば５重量％までのレベルの架橋剤（例えばグリオキサール、メラミンホルムアルデヒド樹脂、炭酸ジルコニウムアンモニウム）；
（ｂ）例えば２重量％までのレベルの保水助剤（water retention aids）（例えばカルボキシメチルセルロースナトリウム、ヒドロキシエチルセルロース、ＰＶＡ（ポリ酢酸ビニル）、デンプン、タンパク質、ポリアクリレート、ガム、アルギン酸塩、ポリアクリルアミドベントナイト、及びかかる用途のために販売される他の市販製品）；
（ｃ）例えば２重量％までのレベルの粘度調整剤又は他の増粘剤（例えばポリアクリレート、エマルションコポリマー、ジシアナミド、トリオール、ポリオキシエチレンエーテル、尿素、硫酸化ヒマシ油、ポリビニルピロリドン、モンモリロナイト、アルギン酸ナトリウム、キサンタンガム、ケイ酸ナトリウム、アクリル酸コポリマー、ＨＭＣ（ヒドロキシメチルセルロース）、ＨＥＣ（ヒドロキシエチルセルロース））；
（ｄ）例えば２重量％までのレベルの潤滑性／カレンダー加工助剤（例えばステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アンモニウム、ステアリン酸亜鉛、蝋エマルション、蝋、アルキルケテンダイマー、グリコール）；
（ｅ）例えば２重量％までのレベルの分散剤（例えば、ポリアクリレート、及びポリアクリレート種、例えばポリアクリル酸塩（例えば任意にＩＩ族金属塩を含むナトリウム及びアルミニウム）を含有するコポリマー等の高分子電解質、ヘキサメタリン酸ナトリウム、非イオン性ポリオール、ポリリン酸、縮合リン酸ナトリウム塩、非イオン性界面活性剤、アルカノールアミン、及びこの機能のために一般に使用される他の試薬）；
（ｆ）例えば１重量％までのレベルの消泡剤／脱泡剤（例えば界面活性剤のブレンド、リン酸トリブチル、脂肪酸ポリオキシエチレンエステル＋脂肪アルコール、脂肪酸石けん、シリコーンエマルション及び他のシリコーン含有組成物、鉱物油中の蝋（wax）及び無機微粒子、乳化炭化水素のブレンド、及びこの機能を発揮するような市販される他の化合物）；
（ｇ）例えば２重量％までのレベルのドライ又はウェットピック改善添加剤（例えばメラミン樹脂、ポリエチレンエマルション、尿素ホルムアルデヒド、メラミンホルムアルデヒド、ポリアミド、ステアリン酸カルシウム、スチレン無水マレイン酸等）；
（ｈ）例えば２重量％までのレベルのドライ又はウェット摩擦改善剤（rub improvement）及び耐摩耗性添加剤（例えばグリオキサール系の樹脂、酸化ポリエチレン、メラミン樹脂、尿素ホルムアルデヒド、メラミンホルムアルデヒド、ポリエチレン蝋、ステアリン酸カルシウム等）；
（ｉ）例えば２重量％までのレベルの光沢インク保持（gloss-ink hold-out）添加剤（例えば酸化ポリエチレン、ポリエチレンエマルション、蝋、カゼイン、グアーガム、ＣＭＣ、ＨＭＣ、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アンモニウム、アルギン酸ナトリウム等）；
（ｊ）例えば０．５重量％までのレベルの染料；
（ｋ）例えば１重量％までのレベルの殺生物剤／損傷抑制剤（例えばメタホウ酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、チオシアン酸塩、有機硫黄、安息香酸ナトリウム、及びこの機能のために市販されている他の化合物、例えばCalgon Corporationにより販売される一連の殺生物剤ポリマー）；
（ｌ）例えば２重量％までのレベルのレベリング及び平滑化（evening）助剤（例えば非イオン性ポリオール、ポリエチレンエマルション、脂肪酸、エステル、及びアルコール誘導体、アルコール／エチレンオキシド、ナトリウムＣＭＣ、ＨＥＣ、アルギン酸塩、ステアリン酸カルシウム、及びこの機能のために市販されている他の化合物）；
（ｍ）例えば２重量％までのレベルの耐油脂性及び耐油性添加剤（例えば酸化ポリエチレン、ラテックス、ＳＭＡ（スチレン無水マレイン酸）、ポリアミド、蝋、アルギン酸塩、タンパク質、ＣＭＣ及びＨＭＣ）；
（ｎ）例えば２重量％までのレベルの耐水性添加剤（例えば酸化ポリエチレン、ケトン樹脂、アニオン性ラテックス、ポリウレタン、ＳＭＡ、グリオキサール、メラミン樹脂、尿素ホルムアルデヒド、メラミンホルムアルデヒド、ポリアミド、グリオキサール、ステアリン酸塩、及びこの機能のために市販されている他の材料）；並びに、
（ｏ）例えば２重量％までのレベルの不溶化剤。
【００３６】
上に列挙した添加剤の全てについて、提示の重量パーセントは組成物中に存在する乾燥重量に対するものである。他の組成物を有する水性基剤も検討される。
【００３７】
幾つかの実施形態によれば、組成物は水性基剤と第１の蛍光増白剤とを含み得る。第１の蛍光増白剤はアルカリ土類金属化合物と蛍光活性化物質とを含んでいてもよく、本組成物を含む所与の明度の製品（例えば紙製品の表面）に関して、第１の蛍光増白剤を含む組成物は、第１の蛍光増白剤と異なる第２の蛍光増白剤をより少量含んでいてもよい。例えば、第２の蛍光増白剤は蛍光活性化物質を含んでいなくてもよい。幾つかの実施形態によれば、蛍光活性化物質は、マンガン、モリブデン、銅、ウラン、セシウム、トリウム、鉛、コバルト、鉄、ストロンチウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム、スズ、イットリウム、タリウム、サマリウム、セリウム、ツリウム及びジスプロシウムの少なくとも１つの混合物、化合物、元素又は合金を含んでいてもよい。幾つかの実施形態によれば、第２の蛍光増白剤は従来の蛍光増白剤（例えば有機増白剤）であってもよく、スルホン化トリアゾールスチルベン、ジスルホン化スチルベンビフェニル、クマリン、イミダゾリン、ジアゾール、トリアゾール、ベンゾオキサゾリン及びビフェニルスチルベンの少なくとも１つを含むものであってもよい。
【００３８】
幾つかの実施形態によれば、組成物における従来の蛍光増白剤（例えば有機増白剤）を低減させる方法は、組成物に第１の蛍光増白剤を添加することを含み得る。第１の蛍光増白剤は、蛍光活性化物質とともに少なくとも１つのアルカリ土類金属化合物を含み得る。本方法は、組成物に、組成物の重量に対して約１．５ｗｔ％以下の第２の蛍光増白剤を添加することを更に含んでいてもよく、第２の蛍光増白剤は蛍光活性化物質を含まない。例えば、蛍光活性化物質が、マンガン、モリブデン、銅、ウラン、セシウム、トリウム、鉛、コバルト、鉄、ストロンチウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム、スズ、イットリウム、タリウム、サマリウム、セリウム、ツリウム及びジスプロシウムの少なくとも１つの混合物、化合物、元素又は合金を含んでいてもよい。幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属は結晶構造を有していてもよく、蛍光活性化物質は該結晶構造に含まれていてもよい。
【００３９】
本方法の幾つかの実施形態によれば、組成物は、組成物の重量に対して約１．０ｗｔ％以下の第２の蛍光増白剤を含んでいてもよい。例えば、組成物は、組成物の重量に対して約０．５ｗｔ％以下の第２の蛍光増白剤を含むものであってもよい。幾つかの実施形態によれば、組成物は第２の蛍光増白剤を一切含まないものであってもよい。
【００４０】
本方法の幾つかの実施形態によれば、第２の蛍光増白剤は従来の蛍光増白剤であってもよい。例えば、第２の蛍光増白剤は有機増白剤を含むものであってもよく、例えばスルホン化トリアゾールスチルベン、ジスルホン化スチルベンビフェニル、クマリン、イミダゾリン、ジアゾール、トリアゾール、ベンゾオキサゾリン及びビフェニルスチルベンの少なくとも１つを含むものであってもよい。
【００４１】
本方法の幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属化合物はアルカリ土類金属炭酸塩であってもよい。例えば、アルカリ土類金属は、炭酸カルシウム、炭酸バリウム及び炭酸マグネシウムの少なくとも１つを含んでいてもよい。幾つかの実施形態によれば、アルカリ土類金属炭酸塩は、沈降炭酸カルシウム、沈降炭酸マグネシウム、炭酸カルシウムと炭酸マグネシウムとの共沈生成物、及びそれらの混合物を含んでいてもよい。
【００４２】
本方法の幾つかの実施形態によれば、第１の蛍光増白剤は組成物の約１．０ｗｔ％以上を構成し得る。例えば、第１の蛍光増白剤は組成物の約１．５ｗｔ％以上を構成し得る。本方法の幾つかの実施形態によれば、第１の蛍光増白剤は、例えば紫外光に曝された場合に蛍光を放出するように構成され得る。
【００４３】
本方法の幾つかの実施形態によれば、組成物は、コーティング組成物、製紙組成物及びサイジング組成物の少なくとも１つとして構成され得る。例えば、製品が本組成物を含み得る。幾つかの実施形態によれば、本方法によって作製された組成物を含む製品は約８０〜約１００の範囲の明度を有し得る。例えば、組成物を含む製品は約９０〜約１００の範囲の明度を有し得る。
【００４４】
本明細書に開示される蛍光増白剤は幾つものプロセスを介して得ることができる。例えば、蛍光増白剤は、蛍光活性化物質でドープされたアルカリ土類金属炭酸塩、例えば、蛍光活性化物質、例えばマンガン等の不純物でドープされた沈降炭酸カルシウムを含み得る。このような実施形態は、以下の例示的な反応に従ってなされ得る。
ＣａＣｌ２−ＭｎＣｌ２＋（ＮＨ４）２ＣＯ３→ＣａＣＯ３：Ｍｎ
【００４５】
この例示的なプロセスは、マンガン等の不純物でドープされた沈降炭酸カルシウムを含む蛍光増白剤をもたらし、これに照射を行うと、包括的にバラ色から橙赤色の発光を呈する。本プロセスの幾つかの実施形態によれば、更なる無機蛍光活性化物質又は不純物、例えば鉛、タリウム及びセリウムの塩が含まれていてもよい。例えばマンガン、モリブデン、銅、ウラン、セシウム、トリウム、鉛、コバルト、鉄、ストロンチウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム、スズ、イットリウム、タリウム、サマリウム、セリウム、ツリウム及びジスプロシウムの少なくとも１つの混合物、化合物、元素又は合金等の他の蛍光活性化物質が検討される。
【００４６】
幾つかの実施形態によれば、沈降炭酸カルシウムは別の例示的なプロセスを介しても得ることができる。例えば、カルサイト結晶構造を有する、ナトリウム含有率が極めて小さい微細蛍光体グレードの炭酸カルシウムは、大きなナトリウム不純物含有率、例えば１．６％の塩化ナトリウムを有する塩化カルシウムから形成され得る。例示的なプロセスは、撹拌沈殿槽（agitated precipitating tank）に、塩化カルシウムと炭酸二アンモニウムとの水溶液を、炭酸カルシウム沈殿物及び塩化アンモニウムを化学量論的に生成するようなそれぞれの濃度で連続的に添加することによって、準安定な微細バテライトを継続的に形成することを含み得る。本プロセスは、得られる準安定なバテライト沈殿物を母液から分離することと、次に、分離したバテライトを水性媒体中に再懸濁させることとを更に含んでいてもよい。その後、本プロセスは、再懸濁させたバテライトを少なくとも８０℃の温度に十分な時間加熱して、バテライトの結晶構造をカルサイトに実質的又は完全に変換させることを含むものであってもよい。本プロセスはまた、得られるカルサイトを回収することを含むものであってもよく、該カルサイトのナトリウム不純物含有率は約１０ｐｐｍ（百万分率）〜３５ｐｐｍとすることができる。不純物、例えば本明細書に記述される蛍光活性化物質等は、反応中及び／又は反応後に（例えばカルサイト結晶構造上へのコーティング剤の形態で）カルサイト結晶構造に組み込むことができる。
【００４７】
別の例示的なプロセスによれば、石膏（例えば、発電設備に存在し得る、排煙脱硫（ＦＧＤ）により得られる石膏）から炭酸カルシウムと硫酸アンモニウムとを形成する別のプロセスを介して沈降炭酸カルシウムを得ることができる。この例示的なプロセスによれば、化石燃料燃焼発電設備（例えば石炭火力発電設備）において使用することで「スクラバー（scrubber）」装置を用いて燃焼ガスから硫黄を除去する、二酸化硫黄ＳＯ２ガスの放出制御システムによりＦＧＤ石膏を得ることができる。二酸化硫黄は、燃料中のいずれの硫黄含有化合物に由来するものであってもよい。スクラバーでは石灰（酸化カルシウム又は水酸化カルシウム）又はより典型的には石灰石（炭酸カルシウム）を使用することで、二酸化硫黄ガスと反応して、硫黄が固体形態で除去される。スクラビング反応に、石灰石（ＣａＣＯ３）−水スラリーを使用すると、以下の例示的な反応に従って亜硫酸カルシウム（ＣａＳＯ３）が生成される。
ＣａＣＯ３（固）＋ＳＯ２（気）→ＣａＳＯ３（固）＋ＣＯ２（気）
【００４８】
その後、ＣａＳＯ３（亜硫酸カルシウム）を更に酸化させると、以下の例示的な反応に従ってＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ（ＦＧＤ石膏）が生成され得る。
ＣａＳＯ３（固）＋Ｈ２Ｏ（液）＋１／２Ｏ２（気）→ＣａＳＯ４（固）＋Ｈ２Ｏ水和
ＣａＳＯ４・１／２Ｈ２Ｏ＋３／２Ｈ２Ｏ→ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ
【００４９】
その後、例示的なプロセスは、以下の例示的な反応に従って硫酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＳＯ４）と炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）とを生成するような、ＦＧＤ石膏（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）と炭酸アンモニウム（（ＮＨ４）２ＣＯ３）との化学反応を更に含むものであってもよい。
（ＮＨ４）２ＣＯ３＋ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ→（ＮＨ４）２ＳＯ４＋ＣａＣＯ３＋２Ｈ２Ｏ
【００５０】
不純物、例えば本明細書に記述される蛍光活性化物質等は、反応中及び／又は反応後に（例えば炭酸カルシウム上へのコーティング剤の形態で）得られる沈降炭酸カルシウム構造に組み込むことができる。
【００５１】
一実施形態では、ＰＣＣ（すなわち石灰サイクル）を行う従来のプロセスを使用することができる。このプロセスでは、水溶性又は水反応性の塩形態をとり得る蛍光活性化物質を、消和プロセスにより得られる消石灰スラリーに添加する。
【００５２】
アルカリ土類金属を含む蛍光増白剤を作製する他のプロセスも検討される。
【００５３】
本発明の他の実施形態は、本明細書の考察及び本明細書に開示される例示的な実施形態の実施から当業者に明らかとなる。本明細書及び実施例は単なる例示とみなされることが意図されるものであり、本発明の真の範囲及び趣旨は添付の特許請求の範囲により示される。
【国際調査報告】
2018508601.tif 000002