(57)【要約】本発明は、脂肪族カルボン酸及び／又はその塩のコーティングを有するアルカリ土類金属炭酸塩粒子、並びに、プラスチック材料におけるフィラー又はオフセットインクにおけるエクステンダーとしてのその使用に関する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
１種以上の脂肪族カルボン酸、その塩、又は、１種以上の脂肪族カルボン酸と１種以上のその塩との混合物のコーティングを有するアルカリ土類金属炭酸塩粒子。
【請求項２】
前記１種以上の脂肪族カルボン酸が１種以上の脂環式カルボン酸である、及び／又は、前記１種以上の脂肪族カルボン酸が少なくとも１つのアルキル鎖を有する１種以上の分岐カルボン酸である、及び／又は、前記１種以上の脂肪族カルボン酸が１種以上の脂肪酸又は１種以上のヒドロキシル化脂肪酸である、請求項１に記載のアルカリ土類金属炭酸塩粒子。
【請求項３】
重質アルカリ土類金属炭酸塩又は沈降アルカリ土類金属炭酸塩、例えば、重質炭酸カルシウム（ＧＣＣ）、又は重質炭酸マグネシウム、又は沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）、又は沈降炭酸マグネシウム等である、請求項１又は２に記載のアルカリ土類金属炭酸塩粒子。
【請求項４】
前記コーティングが単分子層コーティングであるか、又は、前記コーティングが単分子層濃度未満で存在するか、又は、前記コーティングが少なくとも単分子層濃度以上で存在する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のアルカリ土類金属炭酸塩粒子。
【請求項５】
前記コーティングを含む前記粒子全体の重量のうち０．０５重量％〜５重量％を前記コーティングが占める、請求項１〜４のいずれか一項に記載のアルカリ土類金属炭酸塩粒子。
【請求項６】
前記１種以上の脂肪酸又は１種以上のヒドロキシル化脂肪酸が、１種以上のＣ８〜Ｃ３２脂肪酸及び１種以上のＣ８〜Ｃ３２ヒドロキシル化脂肪酸からなる群から選ばれるものである、請求項５に記載のアルカリ土類金属炭酸塩粒子。
【請求項７】
前記１種以上の脂肪酸又は１種以上のヒドロキシル化脂肪酸が、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸、そのヒドロキシル化誘導体、及び、その任意の混合物からなる群から選ばれるものである、請求項６に記載のアルカリ土類金属炭酸塩粒子。
【請求項８】
前記１種以上の脂肪族カルボン酸が、五員炭素環脂環式カルボン酸、六員炭素環脂環式カルボン酸および五員炭素環脂環式カルボン酸と六員炭素環脂環式カルボン酸の両方の組み合わせの少なくとも１つを有する１種以上の脂環式カルボン酸である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のアルカリ土類金属炭酸塩粒子。
【請求項９】
前記脂環式カルボン酸が、ナフテン酸、７−（３−ブチルシクロペンチル）ヘプタン酸、７−（３−プロピルシクロペンチル）ヘプタン酸、７−（３−エチルシクロペンチル）ヘプタン酸、６−（１−ブチルオクタヒドロ−１Ｈ−インデン−５−イル）ヘキサン酸、６−（４−ブチルオクタヒドロペンタレン−２−イル）ヘキサン酸、及び、７−（５−ブチルドデカヒドロ−１Ｈ−フェナレン−２−イル）ヘプタン酸の少なくとも１種を含む、請求項８に記載のアルカリ土類金属炭酸塩粒子。
【請求項１０】
前記１種以上の脂肪族カルボン酸が、２−エチルヘキサン酸、イソステアリン酸、アルキル置換シクロヘキサンカルボン酸、及び、結晶性二塩基酸の少なくとも１種を含む、少なくとも１つのアルキル鎖を有する１種以上の分岐カルボン酸である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のアルカリ土類金属炭酸塩粒子。
【請求項１１】
前記１種以上の脂肪族カルボン酸が、ヒドロキシル化されてもよい１種以上のステアリン酸、例えば１２−ヒドロキシステアリン酸等である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のアルカリ土類金属炭酸塩粒子。
【請求項１２】
アルカリ土類金属炭酸塩、及び、１種以上の脂肪族カルボン酸、１種以上のその塩、又は、１種以上の脂肪族カルボン酸と１種以上のその塩との混合物からなる、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のアルカリ土類金属炭酸塩粒子。
【請求項１３】
粒子上に他のコーティングが存在しない、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のアルカリ土類金属炭酸塩粒子。
【請求項１４】
前記コーティングが粒子表面上に直接適用されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のアルカリ土類金属炭酸塩粒子。
【請求項１５】
更なるコーティングが存在する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のアルカリ土類金属炭酸塩粒子。
【請求項１６】
前記更なるコーティングが前記コーティングと前記粒子との間に存在するか、又は、前記更なるコーティングが粒子表面上に直接適用された前記コーティング上に存在するか、又は、前記更なるコーティングが前記コーティングと前記粒子の間及び前記コーティング上の両方に存在する、請求項１５に記載のアルカリ土類金属炭酸塩粒子。
【請求項１７】
ｄ５０が０．０５μｍ〜２０μｍである、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のアルカリ土類金属炭酸塩粒子。
【請求項１８】
アルカリ土類金属炭酸塩と脂肪族カルボン酸との質量比が１０００：１〜１：１である、請求項１〜１７のいずれか一項に記載のアルカリ土類金属炭酸塩粒子。
【請求項１９】
前記コーティングの適用前に０．４ｍ２・ｇ−１〜５０ｍ２・ｇ−１未満のＢＥＴ表面積を有する、請求項１〜１８のいずれか一項に記載のアルカリ土類金属炭酸塩粒子。
【請求項２０】
プラスチック材料におけるフィラーとしての、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のアルカリ土類金属炭酸塩粒子の使用。
【請求項２１】
前記プラスチック材料がポリウレタンであり、ポリオール／イソシアネート２成分系においてこれらの成分を混合する前に前記コーティングされた炭酸カルシウム粒子をポリオール成分中に分散する、請求項２０に記載の使用。
【請求項２２】
前記プラスチック材料が、家具用ラッカー、軟質フォーム、フローリング用トップコート、及び／又は、プラスチックキャスト成形品若しくはプラスチック成形品として採用されるものである、請求項２０又は２１に記載の使用。
【請求項２３】
オフセットインクにおける、請求項１〜１９のいずれか一項に記載のアルカリ土類金属炭酸塩粒子の使用。
【請求項２４】
請求項１〜１８のいずれか一項に記載のアルカリ土類金属炭酸塩粒子を含むフィラー組成物。
【請求項２５】
単分子層濃度に対して約１０％未満又は約５％未満のフリーコーティング組成物を含む、請求項２４に記載のフィラー組成物。
【請求項２６】
少なくとも１つのポリマーと、請求項１〜１８のいずれか一項に記載のアルカリ土類金属炭酸塩粒子又は請求項２４若しくは２５に記載のフィラー組成物とを含む、ポリマー組成物。
【請求項２７】
コーティングされたアルカリ土類金属炭酸塩が非晶質炭化水素コーティングを有する、請求項２６に記載のポリマー組成物。
【請求項２８】
請求項２６又は２７に記載のポリマー組成物から形成されるポリマー製品であって、ポリマー成形品、ポリマー押出成形品、ポリマーファイバー、ポリマー不織布、及び、ポリマーフィルムの少なくとも１つを含む、ポリマー製品。
【請求項２９】
アルカリ土類金属炭酸塩を準備することと、
１種以上の脂肪族カルボン酸、その塩、又は、１種以上の脂肪族カルボン酸と１種以上のその塩との混合物を準備することと、
前記アルカリ土類金属炭酸塩を、前記１種以上の脂肪族カルボン酸、その塩、又は、１種以上の脂肪族カルボン酸と１種以上のその塩との混合物と、１５０℃以下の温度で接触させることと、
を含むアルカリ土類金属炭酸塩粒子の製造方法。
【請求項３０】
２５℃〜９５℃又は２５℃〜９０℃の範囲の温度で前記接触を行う、請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
６０分以下の継続時間、又は、２０分以下の継続時間で前記接触を行う、請求項２９又は３０に記載の方法。
【請求項３２】
アルカリ土類金属炭酸塩を準備することと、
１種以上の脂肪族カルボン酸、その塩、又は、１種以上の脂肪族カルボン酸と１種以上のその塩との混合物を、前記アルカリ土類金属炭酸塩と組み合わせることと、
得られた組み合わせを１５０℃以下の温度に加熱して、前記１種以上の脂肪族カルボン酸、その塩、又は、１種以上の脂肪族カルボン酸と１種以上のその塩との混合物のコーティングを前記アルカリ土類金属炭酸塩上に形成することと、
を含むアルカリ土類金属炭酸塩粒子の表面処理方法。
【請求項３３】
請求項１〜１８のいずれか一項に記載のアルカリ土類金属炭酸塩粒子を含む組成物であって、アルカリ土類金属炭酸塩上に単分子層濃度のコーティングを形成するコーティング組成物の量が、アルカリ土類金属炭酸塩上に単分子層濃度のコーティングを形成するステアリン酸の量に対して、２５重量％〜７５重量％の範囲である、組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーティングされた炭酸カルシウム等のコーティングされたアルカリ土類金属炭酸塩、及び、その使用に関する。例えば、本発明は、コーティングされた重質（天然）炭酸カルシウム等のコーティングされた重質（天然）アルカリ土類金属炭酸塩、コーティングされた沈降（人工）炭酸カルシウム等のコーティングされた沈降（precipitated：軽質）（人工）アルカリ土類金属炭酸塩、及び、その使用に関し、これらのコーティングされたアルカリ土類金属炭酸塩は、例えば、少なくとも１つのアルキル鎖を有する１種以上の分岐カルボン酸、及び／又は、１種以上の脂環式カルボン酸等の１種以上のカルボン酸、及び／又は、その塩のコーティングを１つ以上有する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、炭酸カルシウム及び炭酸マグネシウム等のアルカリ土類金属炭酸塩は、改質剤として作用して他の組成物に異なる性質を与えるため、及び／又は、フィラーとして作用して他の組成物に含まれるより高価な材料を減量するために、組成物と組み合わされることが多い。しかし、アルカリ土類金属炭酸塩はそのいくつかの性質により、例えば、ポリマー製品を製造するポリマー加工において使用されるポリマー等の組成物に対する親和性が望まれるレベルより低くなることがある。その結果、他の組成物とより一体化し易くなるように、アルカリ土類金属炭酸塩粒子の表面特性を改質することが望ましい場合がある。
【０００３】
アルカリ土類金属炭酸塩の表面処理の一例としては、例えばステアリン酸等の長鎖脂肪酸を用いた処理が挙げられる。この表面処理によって、例えばポリマー及び他の組成物に対する処理粒子の親和性は向上する。しかし、この表面処理の低量化及び／又は低コスト化が要望されている。例えば、ステアリン酸で粒子を処理するには、ステアリン酸と粒子との混合物を、１００℃を超える温度に加熱することが必要となることがある。この加熱はエネルギーを要するものであり、表面処理のコストを増大させる。また、ステアリン酸等の脂肪酸を用いた表面処理では、処理粒子に望まれる表面特性を達成するためには比較的大量のステアリン酸を要することがある。さらに、ステアリン酸を用いた表面処理では、表面処理した粒子を添加する組成物、例えば比較的高温で加工されるポリマー等の組成物の加工に悪影響を及ぼす可能性のある揮発性物質が、表面処理粒子中に存在してしまうことがある。
【０００４】
当該技術分野においては、コーティングされた鉱物粒子が様々な使用及び用途で知られている。
【０００５】
特許文献１には、コーティングされた炭酸カルシウム等の鉱物フィラーであって、コーティングが、少なくとも１種のＣ８〜Ｃ２４飽和脂肪族カルボン酸と、１種以上のＣ８〜Ｃ２４飽和脂肪族カルボン酸の二価及び／又は三価のカチオン塩との混合物であり、塩と酸との重量比が５１：４９〜７５：２５である、コーティングされた鉱物フィラーが開示されている。この粒子により揮発性物質の含量が減少すると主張されているが、フィラー材料としての性能についても、最終物の硬化熱可塑性材料の機械的性質についても何ら情報がない。
【０００６】
特許文献２及び特許文献３には、有機ポリオールのエステル又は部分エステルの少なくとも１種とヒドロキシル基官能化飽和脂肪酸とでコーティングされた顔料粒子が開示されている。このコーティングされた顔料は、熱可塑性材料における分散性及び加工性が向上していると主張されているが、フィラー材料としての性能についても、最終物の硬化熱可塑性材料の機械的性質についても何ら情報がない。
【０００７】
特許文献４には、ヒドロキシ基で置換されてもよい脂肪酸、有機スルホン酸、アルキル硫酸塩、及び、それらの塩からなる群から選ばれる少なくとも１種のコーティング剤を有する高表面積沈降炭酸カルシウム粒子が開示されている。この粒子は、ポリ塩化ビニルのレオロジーを向上させると主張されているが、最終物の硬化プラスチック材料の機械的性質について何ら示されていない。
【０００８】
機械的性質が向上したプラスチック材料を低コストで提供することが常に要求されている。プラスチック材料の機械的性質に影響を及ぼし得るものとしては、その機械的性質に影響を及ぼし得るフィラー材料を使用することが考えられる。そのため、従来技術には問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２１５９２５８号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００６／００４２５１１号
【特許文献３】米国特許出願公開第２００６／００４６０５８号
【特許文献４】米国特許出願公開第２００９／００９９２８５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
これらのことから、表面処理を低コスト化する、及び／又は、処理後の性質をより望ましいものにする、別の表面処理組成物及び／又は粒子の表面処理方法の開発が望まれるだろう。本明細書に開示の組成物及び方法は、これらの目的の１つ以上に取り組み得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、添付の特許請求の範囲によって特定されるものである。以下の説明において或る特定の態様及び実施の形態が明らかとなろう。態様及び実施の形態は、これらの態様及び実施の形態の１つ以上の特徴を有していなくても広範な意味で実施し得ることを理解すべきである。これらの態様及び実施の形態は単なる例示に過ぎないことを理解されたい。
【００１２】
本発明は、特に、１種以上の脂肪族カルボン酸、その塩、又は、１種以上の脂肪族カルボン酸と１種以上のその塩との混合物のコーティングを有する、炭酸カルシウム粒子等のアルカリ土類金属炭酸塩粒子によって実現される。この粒子は、例えば、プラスチック材料におけるフィラーとして、又は、オフセットインクにおけるエクステンダー若しくは安定剤として、予期しない有益な性質を示すことが分かった。
【００１３】
本発明の一態様によると、上記１種以上の脂肪族カルボン酸は、１種以上の脂環式カルボン酸、又は少なくとも１つのアルキル鎖を有する１種以上の分岐カルボン酸、又は１種以上の脂肪酸、又は１種以上のヒドロキシル化脂肪酸から選ぶことができる。
【００１４】
本発明の一態様によると、上記炭酸カルシウム粒子は、重質（天然）アルカリ土類金属炭酸塩又は沈降（人工）アルカリ土類金属炭酸塩、例えば、重質炭酸カルシウム（ＧＣＣ）、又は沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）、又は重質炭酸マグネシウム、又は沈降炭酸マグネシウム等とすることができる。
【００１５】
本発明の一態様によると、上記アルカリ土類金属炭酸塩上の上記コーティングは単分子層コーティングである。単分子層コーティングの場合に、上述の利点が特に顕著であることが分かった。本発明の更なる態様によると、上記コーティングは単分子層濃度未満で存在していても、又は、単分子層濃度を超える濃度で存在していてもよい。
【００１６】
本発明の一態様によると、上記アルカリ土類金属炭酸塩上の上記コーティングは、コーティングを含む粒子全体のうち０．０５重量％〜５重量％、例えば、０．１重量％〜５重量％、又は０．１重量％〜４重量％、又は０．１重量％〜３重量％、又は０．１重量％〜２重量％、又は０．１重量％〜１．０重量％、又は０．１重量％〜０．９重量％、又は０．１重量％〜０．８重量％、又は０．１重量％〜０．７重量％、又は０．１重量％〜０．６重量％、又は０．１重量％〜０．５重量％、又は０．１重量％〜０．４重量％、又は０．２重量％〜０．６重量％を占める。
【００１７】
本発明の一態様によると、炭酸カルシウム等の上記アルカリ土類金属炭酸塩上の上記コーティングは、１種以上の脂肪酸、及び／又は１種以上のヒドロキシル化脂肪酸、及び／又は１種以上のその塩である。脂肪酸及びヒドロキシル化脂肪酸は、炭酸カルシウム粒子の特定の使用において特に有利であることが分かった。本発明の一態様による上記１種以上の脂肪酸は、Ｃ８〜Ｃ３２脂肪酸及びＣ８〜Ｃ３２ヒドロキシル化脂肪酸、並びにその塩から選ぶことができる。特に、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、ラウリン酸、そのヒドロキシル化誘導体、それらの任意の混合物、及び、塩の混合物及び酸性塩の形態も包含するその塩から選ぶことができる。
【００１８】
本発明の一態様によると、上記１種以上の脂肪族カルボン酸は、ヒドロキシル化されてもよい１種以上のステアリン酸、例えば１２−ヒドロキシステアリン酸等である。
【００１９】
本発明の一態様によると、上記１種以上の脂肪族カルボン酸は、五員炭素環脂環式カルボン酸、六員炭素環脂環式カルボン酸および五員炭素環脂環式カルボン酸と六員炭素環脂環式カルボン酸の両方の組み合わせの少なくとも１つを有する１種以上の脂環式カルボン酸である。例えば、上記脂環式カルボン酸が、ナフテン酸、７−（３−ブチルシクロペンチル）ヘプタン酸、７−（３−プロピルシクロペンチル）ヘプタン酸、７−（３−エチルシクロペンチル）ヘプタン酸、６−（１−ブチルオクタヒドロ−１Ｈ−インデン−５−イル）ヘキサン酸、６−（４−ブチルオクタヒドロペンタレン−２−イル）ヘキサン酸、及び、７−（５−ブチルドデカヒドロ−１Ｈ−フェナレン−２−イル）ヘプタン酸の少なくとも１種を含み得る。これらは或る特定の利点を示すことが分かった。
【００２０】
本発明の一態様によると、上記１種以上の脂肪族カルボン酸は、少なくとも１つのアルキル鎖（例えば、分岐形成アルキル鎖）を有する１種以上の分岐カルボン酸であり、この分岐カルボン酸は、例えば、２−エチルヘキサン酸、イソステアリン酸、アルキル置換シクロヘキサンカルボン酸、及び、結晶性二塩基酸の少なくとも１種を含む。これらは或る特定の利点を示すことが分かった。
【００２１】
本発明の一態様によると、上記アルカリ土類金属炭酸塩粒子は、炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属炭酸塩、及び、１種以上の脂肪族カルボン酸、１種以上のその塩、又は、１種以上の脂肪族カルボン酸と１種以上のその塩との混合物のみからなる。すなわち、他の鉱物又は他の有機若しくは無機コーティング等の他の物質を実質的に含まないか、又は、検出可能な量含まない。この「純粋な」コーティングされた炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属炭酸塩は、或る特定の用途において最高の結果をもたらすことが分かった。
【００２２】
本発明の一態様によると、重質炭酸カルシウム等の重質アルカリ土類金属炭酸塩の粒子表面には他のコーティングが存在しない。上記脂肪族カルボン酸、その塩、又は、脂肪族カルボン酸と１種以上のその塩との混合物の利点は、他のコーティングが存在しない場合に最も良く得られることが分かった。
【００２３】
本発明の一態様によると、脂肪族カルボン酸（複数の場合もある）、１種以上のその塩、又は、脂肪族カルボン酸（複数の場合もある）と１種以上のその塩との混合物のコーティングは粒子表面に直接適用されている。すなわち、炭酸カルシウム粒子表面と、脂肪族カルボン酸（複数の場合もある）、１種以上のその塩、又は、脂肪族カルボン酸（複数の場合もある）と１種以上のその塩との混合物のコーティングとの間には、他のコーティング、又は、他の組成物は存在しない。上記粒子のコーティングは、粒子表面に直接適用される場合に特に効果的であることが分かった。
【００２４】
本発明の一態様によると、炭酸カルシウム粒子等の上記アルカリ土類金属炭酸塩粒子上、例えば、脂肪族カルボン酸（複数の場合もある）、１種以上のその塩、又は、脂肪族カルボン酸（複数の場合もある）と１種以上のその塩との混合物のコーティングと上記粒子との間、例えば、粒子表面に直接適用された脂肪族カルボン酸（複数の場合もある）、１種以上のその塩、又は、脂肪族カルボン酸（複数の場合もある）と１種以上のその塩との混合物のコーティング上、又は、これらの両方に別のコーティングが存在する。このような様々な実施の形態により、用途に応じて様々な利点が得られることが分かった。
【００２５】
本発明の一態様によると、炭酸カルシウム粒子等の上記アルカリ土類金属炭酸塩粒子は、ｄ５０が０．０５μｍ〜２０μｍとなるような、例えば、０．０５μｍ〜１０μｍ、若しくは０．１μｍ〜５μｍ、若しくは０．２５μｍ〜２．５μｍ、若しくは０．４μｍ〜１μｍ、又は、例えば、約０．２μｍ、若しくは約０．４μｍ、若しくは約０．６μｍ、若しくは約０．８μｍ、若しくは約１．０μｍ、若しくは約１．５μｍ、若しくは約２．０μｍとなるような粒度分布を有する。このような様々な実施の形態により、用途に応じて様々な利点が得られることが分かった。
【００２６】
本発明の一態様によると、炭酸カルシウム粒子等の上記アルカリ土類金属炭酸塩粒子は、重質炭酸カルシウムと脂肪族カルボン酸（複数の場合もある）及びその塩（複数の場合もある）との質量比が、１０００：１〜１：１、例えば、５００：１〜１０：１、又は２５０：１〜２５：１、又は２００：１〜５０：１、又は１５０：１〜７５：１、例えば、約１０：１、又は約２０：１、又は約４０：１、又は約６０：１、又は約７０：１、又は約８０：１、又は約１００：１、又は約１２５：１、又は約１５０：１、又は約２００：１、又は約２５０：１、又は約５００：１、又は約１０００：１である。このような様々な実施の形態により、用途に応じて様々な利点が得られることが分かった。
【００２７】
本発明の一態様によると、炭酸カルシウム粒子等の上記アルカリ土類金属炭酸塩粒子は、上記コーティングの適用前に０．４ｍ２・ｇ−１〜５０ｍ２・ｇ−１未満のＢＥＴ表面積を有する。例えば、上記炭酸カルシウム粒子は、上記コーティングの適用前に、０．４６ｍ２・ｇ−１〜４５ｍ２・ｇ−１、例えば、０．５ｍ２・ｇ−１〜４０ｍ２・ｇ−１、又は０．７５ｍ２・ｇ−１〜３５ｍ２・ｇ−１、又は１．０ｍ２・ｇ−１〜３０ｍ２・ｇ−１、又は２．０ｍ２・ｇ−１〜２５ｍ２・ｇ−１、又は３．０ｍ２・ｇ−１〜２０ｍ２・ｇ−１、又は４．０ｍ２・ｇ−１〜１６ｍ２・ｇ−１、又は５．０ｍ２・ｇ−１〜１０ｍ２・ｇ−１、例えば、約１．０ｍ２・ｇ−１、又は約２．０ｍ２・ｇ−１、又は約３．０ｍ２・ｇ−１、又は約４．０ｍ２・ｇ−１、又は約５．０ｍ２・ｇ−１、又は約６．０ｍ２・ｇ−１、又は約７．０ｍ２・ｇ−１、又は約８．０ｍ２・ｇ−１、又は約９．０ｍ２・ｇ−１、又は約１０ｍ２・ｇ−１、又は約１１ｍ２・ｇ−１、又は約１２ｍ２・ｇ−１、又は約１３ｍ２・ｇ−１、又は約１４ｍ２・ｇ−１、又は約１５ｍ２・ｇ−１、又は約１６ｍ２・ｇ−１のＢＥＴ表面積を有することができる。
【００２８】
本発明の一態様によると、炭酸カルシウム粒子等の上記アルカリ土類金属炭酸塩粒子は、プラスチック材料におけるフィラーとして使用することができる。本発明に係る粒子は、耐擦傷性、硬化中の熱伝導性、又は低収縮等の機械的性質を向上させるための、プラスチック材料におけるフィラーとしての使用に特に好適であることが分かった。
【００２９】
本発明の一態様によると、上記プラスチック材料はポリウレタンとすることができる。この態様によると、ポリオール／イソシアネート２成分系において、これらのポリウレタン形成成分を混合する前に、コーティングされた重質炭酸カルシウム粒子等の上記コーティングされたアルカリ土類金属炭酸塩粒子をポリオール成分中に分散することができる。この使用により、ポリウレタンの機械的性質が特に向上し得ることが分かった。
【００３０】
本発明の一態様によると、本発明の炭酸カルシウム等の上記アルカリ土類金属炭酸塩を含む上記プラスチック材料は、家具用ラッカー、又は、軟質フォーム、又は、フローリング用トップコート、及び／又は、プラスチックキャスト成形品若しくはプラスチック成形品として採用される。これらの製品に、上記の向上した機械的特性が有効に適用されることが分かった。
【００３１】
本発明の更なる一態様によると、炭酸カルシウム粒子等の上記アルカリ土類金属炭酸塩粒子は、オフセットインクにおける添加剤として使用することができる。本発明に係るコーティングされた炭酸カルシウムの使用により、オフセット印刷においてインク／水バランスが向上し、湿し水へのインク滲みが減少することが分かった。
【００３２】
本発明の更なる一態様によると、炭酸カルシウム粒子等の上記アルカリ土類金属炭酸塩粒子は、フィラー組成物の一部をなすか、又は、フィラー組成物の構成要素とすることができる。本発明の一実施の形態によると、上記フィラー組成物はポリマー組成物に含まれることができる。本発明の更なる実施の形態によると、本発明に係る炭酸カルシウム粒子等の上記アルカリ土類金属炭酸塩粒子は、ポリマー組成物に含まれることができる。本発明の更なる態様によると、上記ポリマー組成物は、ポリマー成形品、ポリマー押出成形品、ポリマーファイバー、ポリマー不織布、及び、ポリマーフィルムの少なくとも１つを含み得る。本発明の更なる一態様によると、炭酸カルシウム粒子等の上記アルカリ土類金属炭酸塩粒子、又は、上記フィラー組成物は、例えばポリマー樹脂を含む組成物等の他の組成物における使用のためのものとすることができる。いくつかの実施の形態によると、上記アルカリ土類金属炭酸塩粒子、又は、上記フィラー組成物は、例えば、フィラー、顔料、又は、紙のコーティング等の紙に関連する組成物又は紙における使用のための組成物以外の他の組成物における使用のためのものである。
【００３３】
また、アルカリ土類金属炭酸塩を準備する工程と、１種以上の脂肪族カルボン酸、その塩、又は、１種以上の脂肪族カルボン酸と１種以上のその塩との混合物を準備する工程と、上記アルカリ土類金属炭酸塩を、上記１種以上の脂肪族カルボン酸、その塩、又は、１種以上の脂肪族カルボン酸と１種以上のその塩との混合物と、例えば１５０℃以下の温度で接触させる工程とを含む本発明に係るアルカリ土類金属炭酸塩粒子の製造方法も本発明の一部をなす。
【００３４】
また、アルカリ土類金属炭酸塩を準備することと、１種以上の脂肪族カルボン酸、その塩、又は、１種以上の脂肪族カルボン酸と１種以上のその塩との混合物を、上記アルカリ土類金属炭酸塩と組み合わせることと、例えば、得られた組み合わせを１５０℃以下の温度に加熱して、上記１種以上の脂肪族カルボン酸、その塩、又は、１種以上の脂肪族カルボン酸と１種以上のその塩との混合物のコーティングを上記アルカリ土類金属炭酸塩上に形成することとを含むアルカリ土類金属炭酸塩粒子の表面処理方法も本発明の一部をなす。
【００３５】
また、本明細書で開示された上記コーティングされたアルカリ土類金属炭酸塩粒子を含むか、又は、この粒子からなる組成物であって、単分子層を形成するコーティング組成物の量が、単分子層を形成するステアリン酸の量に対して、２５重量％〜７５重量％の範囲である組成物も本発明の一部をなす。
【００３６】
以下の詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態に関するものであり、請求項において特定される本発明の範囲を限定するものではないと理解される。
【００３７】
本明細書に組み込まれ、その一部をなす添付の図面は、明細書と共に例示的な実施形態を示すものであり、それら実施形態の原理を説明するのに役立つものである。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】未処理アルカリ土類金属炭酸塩の一例と、このアルカリ土類金属炭酸塩の一例をステアリン酸により処理し結晶性コーティングを形成したものと、このアルカリ土類金属炭酸塩の一例を実施形態の一例である表面処理（コーティング）組成物により処理したものとを比較した図である。
【図２】水分取り込み率（％ＭＰＵ）を、３ミクロンのメジアン粒径（ｄ５０）を有する粒子の一例に対する例示的なナフテン酸の割合（％ｗ／ｗ）の関数として示したグラフ図である。
【図３】水分取り込み率（％ＭＰＵ）を、２ミクロン未満のメジアン粒径（ｄ５０）を有する粒子の一例に対する例示的なナフテン酸の割合（％ｗ／ｗ）の関数として示したグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
添付の特許請求の範囲に係る本発明は、様々な用途における使用のためのコーティングされた炭酸カルシウム粒子等のコーティングされたアルカリ土類金属炭酸塩粒子を提供する。「コーティング」及び「表面処理」及び「表面処理組成物」の語は本出願を通して交換可能に用いられ得る。脂肪族カルボン酸及び／又はその塩、例えば、脂環式カルボン酸、及び／又は少なくとも１つのアルキル鎖を有する分岐カルボン酸、及び／又は１種以上の脂肪酸、及び／又は１種以上のヒドロキシル化脂肪酸、及び／又は１種以上のその塩等（例えば、ヒドロキシル化ステアリン酸誘導体、例えば１２−ヒドロキシステアリン酸）のコーティングとしての使用、又は例えば、１２−ヒドロキシステアリン酸の唯一のコーティングとしての使用は、ポリウレタンにおけるフィラーとして、又は、オフセットインク組成物におけるエクステンダーとしての、炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属炭酸塩粒子の使用において特に有利である。例えば、ポリウレタンにおけるフィラーとしてコーティングされた重質炭酸カルシウム（ＧＣＣ）を使用することができ、又は、オフセットインクにおいてコーティングされた沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）を使用することができる。
【００４０】
いくつかの実施形態によると、組成物は、表面処理組成物で処理したアルカリ土類金属炭酸塩を含むマトリックス材料を含み得る。この表面処理組成物は、脂環式カルボン酸及び少なくとも１つのアルキル鎖（例えば、分岐形成アルキル鎖）を有する分岐カルボン酸の少なくとも１種を含み得る。いくつかの実施形態によると、上記マトリックス材料は、例えばポリマー樹脂を含む組成物等の他の組成物における使用のための組成物を含み得る。いくつかの実施形態によると、上記マトリックス材料は、例えば、フィラー、顔料、又は、紙のコーティング等の紙に関連する組成物又は紙における使用のための組成物以外の他の組成物における使用のための組成物を含み得る。
【００４１】
いくつかの実施形態によると、組成物は、表面処理組成物で処理したアルカリ土類金属炭酸塩粒子を含むフィラー組成物とすることができる。いくつかの実施形態によると、この表面処理組成物は、脂環式カルボン酸及び少なくとも１つのアルキル鎖（例えば、分岐形成アルキル鎖）を有する分岐カルボン酸の少なくとも１種を含み得る。いくつかの実施形態によると、上記分岐カルボン酸は、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、及び、イソノナン酸の１種以上を含み得ない。いくつかの実施形態によると、処理したアルカリ土類金属炭酸塩は、非晶質炭化水素コーティングを含み得る。
【００４２】
いくつかの実施形態によると、組成物は、表面処理組成物で処理したアルカリ土類金属炭酸塩を含むマトリックス材料を含むことができ、上記アルカリ土類金属炭酸塩上に単分子層濃度のコーティングを形成する上記表面処理組成物の量は、上記アルカリ土類金属炭酸塩上に単分子層濃度のコーティングを形成するステアリン酸の量に対して、２５重量％〜７５重量％の範囲である。例えば、上記アルカリ土類金属炭酸塩上に単分子層濃度のコーティングを形成する上記表面処理組成物の量は、上記アルカリ土類金属炭酸塩上に単分子層濃度のコーティングを形成するステアリン酸の量に対して、２５重量％〜６０重量％、２５重量％〜５０重量％、２５重量％〜４０重量％、又は３０重量％〜４０重量％とすることができる。
【００４３】
本明細書で使用する「アルカリ土類金属炭酸塩」は、第２族金属（例えば、カルシウム及びマグネシウム）、及び、例えば亜鉛等の類似の化学的性質を有する遷移金属を言う。いくつかの実施形態によると、上記アルカリ土類金属炭酸塩は、炭酸カルシウム及び炭酸マグネシウムの少なくとも１種を含み得る。いくつかの実施形態によると、上記アルカリ土類金属炭酸塩は炭酸カルシウムを含み、炭酸カルシウムは、重質炭酸カルシウム及び沈降炭酸カルシウムの少なくとも１種を含み得る。上記アルカリ土類金属炭酸塩は、カルシウム、マグネシウム、バリウム、若しくは、ストロンチウムの炭酸塩、又は、例えばドロマイトから得られる２種以上のアルカリ土類金属の炭酸塩を含み得る。或る特定の例示的な実施形態は、炭酸カルシウムについて、及び／又は、炭酸カルシウムが加工及び／又は処理される態様に関して説明される傾向があり得るが、本発明はそのような実施形態に限定されるものではなく、いずれのアルカリ土類金属炭酸塩であっても適用可能であると理解されるべきである。
【００４４】
重質炭酸カルシウム（ＧＣＣ）、すなわち、重質天然炭酸カルシウムは、典型的には、石灰粉末、大理石、石灰石、ドロマイト、カルサイト、アラゴナイト、又は、沈降炭酸カルシウム等の鉱物源を粉砕し、次いで、所望の粉末度の製品を得るために場合により粒径分級工程を行うことにより得られる。固形粒子材料は、自己粉砕、すなわち、固形材料の粒子同士の摩擦により粉砕するか、或いは、粉砕する炭酸カルシウムと異なる物質の粒子（例えば、セラミック粒子（例えば、シリカ、アルミナ、ジルコニア、ケイ酸アルミニウム）、プラスチック粒子、ゴム粒子）を含む粒子粉砕媒体の存在下にて粉砕することができる。圧力下、例えば気流によって粒子同士を擦り合わすことにより粒子同士を摩擦させることができる。いくつかの実施形態においては、上記アルカリ土類金属炭酸塩粒子が同種の他のアルカリ土類金属炭酸塩粒子によってのみ粉砕される（例えば、炭酸カルシウムが炭酸カルシウムによってのみ粉砕される）自己摩擦粉砕が行われ得る。或る特定の実施形態においては、炭酸カルシウムはミルで粉砕される。ミルは、粉砕チャンバー、粉砕チャンバーに炭酸カルシウムを導入する導管、及び、粉砕チャンバー内で回転し、それにより炭酸カルシウムを攪拌するインペラを備え得る。或る特定の実施形態においては、炭酸カルシウムは、ミル雰囲気を大気として乾式粉砕される。或る特定の実施形態においては、炭酸カルシウムは湿式粉砕され得る。
【００４５】
炭酸カルシウムの湿式粉砕は、場合により適切な分散剤の存在下で、炭酸カルシウムの水性懸濁液を生成することを伴うものであり、次いで、この懸濁液を粉砕することができる。炭酸カルシウムの湿式粉砕についての更なる情報に関しては、例えば、欧州特許出願公開第６１４９４８号を参照のこと。この出願の内容は、その全体が、引用することにより本明細書の一部をなす。
【００４６】
炭酸カルシウムが天然源から得られる場合、いくつかの鉱物不純物が不可避的に粉砕材料を汚染し得る。例えば、天然源から得られる炭酸カルシウムは他の鉱物を伴って発生する。また、いくつかの状況においては、他の鉱物を少量添加することがあり、例えば、カオリン、焼成カオリン、ウォラストナイト、ボーキサイト、タルク、又は、マイカの１種以上も存在し得る。しかし、本発明で用いるフィラーにおける他の鉱物不純物の含量は、通常５重量％未満であり、好ましくは１重量％未満である。
【００４７】
沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）は、本発明における炭酸カルシウム粒子源として使用することができ、当該技術分野において利用可能な既知の方法であればどの方法によっても製造することができる。ＴＡＰＰＩの論文シリーズＮｏ．３０「紙コーティング顔料」の３４頁〜３５頁には、製紙業において使用する製品を準備するための使用に好適であるが、本発明の実施においても使用し得る、沈降炭酸カルシウムを準備する主要な３つの工業用プロセスが記載されている。これら３つ全てのプロセスにおいて、まず、石灰石を焼成して生石灰を生成し、次いで、生石灰を水に浸して、水酸化カルシウム又は石灰乳を生成する。第１のプロセスにおいては、この石灰乳を直接二酸化炭素ガスで炭酸塩化する。このプロセスは、副生成物が生成せず、炭酸カルシウム製品の性質及び純度を調整するのが比較的容易であるという利点を有する。第２のプロセスにおいては、石灰乳をソーダ灰と接触させ、複分解により炭酸カルシウム沈降物及び水酸化ナトリウム溶液を得る。このプロセスを工業的に魅力的なプロセスにするなら、炭酸カルシウムから水酸化ナトリウムを実質的に完全に分離しなければならない。第３の主要な工業的プロセスにおいては、まず、石灰乳を塩化アンモニウムと接触させて、塩化カルシウム溶液及びアンモニアガスを得る。次いで、塩化カルシウム溶液をソーダ灰と接触させ、複分解により、沈降炭酸カルシウム及び塩化ナトリウムの溶液を得る。
【００４８】
ＰＣＣを製造するプロセスによって、非常に純粋な炭酸カルシウム結晶及び水が得られる。この結晶は、使用する個別の反応プロセスに応じて、様々な形状及びサイズで製造することができる。ＰＣＣ結晶の主要な形態としては、アラゴナイト、菱面体状、及び、偏三角面体状の３つが挙げられるが、その混合物も包含するこれら全ての形態が、本発明における使用に好適である。
【００４９】
炭酸マグネシウムは、例えばマグネサイトから製造することができる。
【００５０】
上記アルカリ土類金属炭酸塩又は処理したアルカリ土類金属炭酸塩は、更に、気流分級機又は液体サイクロンに供することができる。気流分級機又は液体サイクロンは、上記アルカリ土類金属炭酸塩を分級し、例えば２０ミクロンを超える残留粒子の一部を除去するよう機能し得る。いくつかの実施形態によると、分級を行って、５０ミクロンを超える、４０ミクロンを超える、３０ミクロンを超える、１０ミクロンを超える、又は、５ミクロンを超える残留粒子を除去することができる。いくつかの実施形態によると、上記アルカリ土類金属炭酸塩は、遠心分離機、水力分級機、又は、水簸機を用いて分級することができる。
【００５１】
いくつかの実施形態によると、上記アルカリ土類金属炭酸塩は、回転分級機又は遠心分級機を用いたサイズ選択に供することができる。分級機の好適な例としては、Kek-Gardner社（Kek-Gardner Ltd, Springwood Way, Macclesfield, Cheshire SK10 2ND； www.kekgardner.com）から市販されている遠心（回転）分級機「Ｋ  ｒａｎｇｅ」等の回転分級機が挙げられる。例えば、Ｋ６５０Ｃは、長さ６５０ｍｍのドラムを備えた小型のパイロット機であり、Ｋ１３５０は、１３５０ｍｍのドラム長さを有する。この分級機には、適切なメッシュサイズを有するスクリーンを取り付けることができる。このスクリーンは、細目スクリーン、又は、レーザーアブレーションスクリーンとすることができ、ナイロン又はステンレス鋼から形成することができる。他の好適な回転（又は、遠心）分級機は、KASON社（KASON Corporation, 67-71 East Willow Street, Millburn, New Jersey, USA； www.kason.com）、及び、SWECO社（SWECO, PO Box 1509, Florence, KY 41022, USA； www.sweco.com）から得ることができる。
【００５２】
典型的な遠心分級機においては、材料を供給口に供給し、供給スクリューで円筒状の分級チャンバーへと方向を直す。このチャンバー内の回転する螺旋状パドルが、材料をメッシュスクリーンに対して連続的に推進させるが、その結果粒子に対して遠心力がかかり、これにより開口部の通過が加速する。スクリーンとは接触しないが、この回転するパドルも柔らかい凝集物を壊す働きをする。サイズの大きい粒子及び夾雑物の殆どは、大型排出口から押し出される。遠心分級機は、典型的には、重力送り用途、及び、気流搬送システムに基づいた分級用に設計される。好適な分級機には、１つのモデルと一対のモデルとがあり、ベルト駆動又は直接駆動のこれらのモデルも利用可能である。これらの装置は、独立していてもよいし、新しいか、又は、現存するプロセス機器に簡単に取り付けられるように適合してもよい。取り外し可能な最終筺体により、高速洗浄及びスクリーン交換が可能になる。
【００５３】
他の実施形態においては、例えば、ミル分級機、例えば動的ミル分級機又は分級機を備えたセルミルを使用して、粒子フィラー中に存在する粗材料の量を極めて低量又はゼロにしてもよい。ミル分級機は、ブロックローター、ブレードローター、及び／又は、ブレード分級機を含んでもよい。ミル分級機の好適な例としては、動的ミル分級機及び分級機を備えたセルミル、例えばAtritor社（Atritor Limited, Coventry, West Midlands, England； www.atritor.com）から市販されているものが挙げられ、好適な一例はマルチローターセルミルである。
【００５４】
いくつかの実施形態においては、本明細書に開示の上記アルカリ土類金属炭酸塩（例えば、重質炭酸カルシウム等の炭酸カルシウム）は、ポリアクリレート等の分散剤を含まないものとすることができる。他の実施形態においては、分散剤は、通常の加工要件に従い、上記アルカリ土類金属炭酸塩（例えば、重質炭酸カルシウム）が凝集又は集塊化するのを防止するか、又は、凝集又は集塊化するのを所望の程度に効果的に抑制するのに十分な量存在することができる。分散剤は、例えば、上記アルカリ土類金属炭酸塩の乾燥重量に対して約１重量％までのレベルで存在することができる。分散剤の例としては、ポリアクリレート塩（例えば、第２族金属を含んでもよいナトリウム塩及びアルミニウム塩）を包含するポリアクリレート及びポリアクリレート種を含むコポリマー、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、凝縮リン酸ナトリウム、非イオン性界面活性剤、アルカノールアミン、並びに、この機能のためによく使用される他の試薬等の高分子電解質が挙げられる。
【００５５】
分散剤は、アルカリ土類金属炭酸塩の加工及び粉砕に通常使用される従来の分散剤材料から選ぶことができる。当業者であればこのような分散剤が分かるだろう。分散剤は、通常、アニオン種を供給することができる水溶性塩であり、有効量での使用により上記アルカリ土類金属炭酸塩粒子の表面上に吸着し粒子の凝集を防止することができる。非溶媒和塩は、ナトリウム等のアルカリ金属カチオンを好適に含む。水性懸濁液を弱アルカリ性にすることが助けになる場合がある。また、好適な分散剤の例としては、水溶性凝縮リン酸塩、例えば、メタリン酸四ナトリウム、又はいわゆる「ヘキサメタリン酸ナトリウム」（グラハム塩（Graham's  salt））等のポリメタリン酸塩（ナトリウム塩の通常形態：（ＮａＰＯ３）ｘ）、ポリケイ酸の水溶性塩、高分子電解質、アクリル酸若しくはメタクリル酸のホモポリマー若しくはコポリマーの塩、又は、好適には約２００００未満の重量平均分子量を有するアクリル酸の他の誘導体のポリマーの塩が挙げられる。ヘキサメタリン酸ナトリウム、及び、好適には約１５００〜約１００００の範囲の重量平均分子量を有するポリアクリル酸ナトリウムが好ましい。いくつかの実施形態においては、上記アルカリ土類金属炭酸塩（例えば、炭酸カルシウム）の製造には、プロピレングリコール等の粉砕助剤の使用、又は、当業者に既知の任意の粉砕助剤の使用が含まれる。
【００５６】
本発明の一態様によると、上記コーティングされた粒子は、粉末、又は粒子組成物、又は実質的に本発明に係る粒子のみを含む純粋粉末薬品として存在することができる。代替的な実施形態によると、本発明に係るコーティングされた粒子は、本発明の一部をなさない粒子又は他の組成物と混合することができる。
【００５７】
炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属炭酸塩粒子をコーティングすることは当該技術分野ではよく知られており、例えば、国際公開第９９／２８０５０号又は国際公開第０１／３２７８７号に記載されている。これらの出願の内容は、その全体が、引用することにより本明細書の一部をなす。
【００５８】
本発明の一態様によると、１種以上の脂肪族カルボン酸、その塩、又は、１種以上の脂肪族カルボン酸と１種以上のその塩との混合物のコーティングを有するアルカリ土類金属炭酸塩粒子は有利な性質を有することが分かった。
【００５９】
いくつかの実施形態によると、表面処理により、上記アルカリ土類金属炭酸塩の表面に非晶質炭化水素層（例えば、単分子層（又は、種々の濃度の層））が形成され得る。このような例示的なコーティングは、結晶化していない可能性がある。いくつかの実施形態によると、表面処理組成物は室温で液体であり、これにより、湿式コーティングプロセス及び／又は低温コーティングプロセスに好適となり、表面処理プロセスを行うのに必要なエネルギーを減少し得る。少なくともいくつかの実施形態に係る表面処理組成物で処理したアルカリ土類金属炭酸塩は、例えばステアリン酸等の、粒子上に結晶性コーティングを形成する他の組成物で処理した類似の粒子に比べて高い熱安定性を有し得る。これにより、本明細書に開示の表面処理したアルカリ土類金属炭酸塩は、ポリマー及び／又は界面活性剤との親和性が向上することができ、処理粒子がポリマー加工においてより有用となり得る。
【００６０】
理論により縛られることを望むものではないが、本明細書に開示の表面処理組成物では、カルボン酸官能基の含量が減少し、表面処理した固体粒子のイオン性質、したがって静電荷が減少すると考えられる。表面コーティングの非晶質性により、表面処理組成物が過剰な酸を有する可能性が低下し、まず尾部をコーティングに挿入すると考えられる。その結果、未結合の酸が容易に抽出可能になると考えられる。これに対し、ステアリン酸での処理により形成されたコーティングは、熱で放出される酸を大成分として含んでいる。図１に示すように、本明細書に開示の実施形態によると、炭酸塩粒子上に形成された非晶質単分子層濃度の表面処理組成物によって、表面上の自由体積も大きくなり、例えば、除草剤、殺菌剤等の生物活性組成物及び／又は農業活性組成物の挿入に対してコーティングが好適となり得る。非晶質コーティングによって、このようなポリマーマトリックスとの相互作用が向上し得る。
【００６１】
例えば、本発明で使用するための脂肪族カルボン酸は、例えばＣ８〜Ｃ３２脂肪酸等の脂肪酸とすることができる。このＣ８〜Ｃ３２脂肪酸は、Ｃ８〜Ｃ２４脂肪酸又はＣ１０〜Ｃ１８脂肪酸とすることができ、例えば、ステアリン酸、パルミチン酸、ミリスチン酸、又は、ラウリン酸等のＣ１２〜Ｃ１８脂肪酸とすることが好ましい。或いは、上記脂肪酸は、例えば、モノ−、ジ−、トリ−、又は、マルチ−ヒドロキシル化脂肪酸等のヒドロキシル化脂肪酸とすることができる。例えば、このヒドロキシル化脂肪酸は、ヒドロキシル化ステアリン酸、ヒドロキシル化パルミチン酸、ヒドロキシル化ミリスチン酸、又は、ヒドロキシル化ラウリン酸から選ぶことができ、場合によっては、例えば、ω−ヒドロキシル化誘導体、又は、６−ヒドロキシル化誘導体、８−ヒドロキシル化誘導体、１０−ヒドロキシル化誘導体、１２−ヒドロキシル化誘導体、１４−ヒドロキシル化誘導体、又は、１６−ヒドロキシル化誘導体等から選ぶことができる。
【００６２】
脂肪族カルボン酸塩に関しては、上で特定したいかなる脂肪族カルボン酸由来のものでもよい。この塩は、脂肪族カルボン酸の１価、２価、又は、３価の塩、例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、ベリリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩若しくはアルミニウム塩、又は、これらの混合物とすることができる。
【００６３】
本発明で使用するための脂肪族カルボン酸は、脂環式カルボン酸であってもよい。いくつかの実施形態によると、脂環式カルボン酸の環は、五員炭素環及び六員炭素環の少なくとも１つを含むことができ、例えば、五員炭素環脂環式カルボン酸及び六員炭素環脂環式カルボン酸の両方の組み合わせとすることができる。いくつかの実施形態によると、脂環式カルボン酸はナフテン酸を含むことができる。いくつかの実施形態によると、上記脂環式カルボン酸は、７−（３−ブチルシクロペンチル）ヘプタン酸、７−（３−プロピルシクロペンチル）ヘプタン酸、７−（３−エチルシクロペンチル）ヘプタン酸、６−（１−ブチルオクタヒドロ−１Ｈ−インデン−５−イル）ヘキサン酸、６−（４−ブチルオクタヒドロペンタレン−２−イル）ヘキサン酸、７−（５−ブチルドデカヒドロ−１Ｈ−フェナレン−２−イル）ヘプタン酸等の１種以上を含むことができる。
【００６４】
本発明で使用するための脂肪族カルボン酸は、分岐カルボン酸でもよく、この分岐カルボン酸は、例えば、２−エチルヘキサン酸、イソステアリン酸、アルキル置換シクロヘキサンカルボン酸、及び、結晶性二塩基酸のうち少なくとも１種を含み得る。例えば、上記少なくとも１つのアルキル鎖は、分岐カルボン酸の分岐を形成していてもよい。いくつかの実施形態によると、分岐カルボン酸は、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ノナン酸、及び、イソノナン酸の１種以上を含まない。
【００６５】
本発明の一態様によると、１２−ヒドロキシステアリン酸のコーティングを有する炭酸カルシウム粒子等のアルカリ土類金属炭酸塩粒子は、有利な性質を有することが分かった。このようなコーティングされた粒子は、これまで具体的に記載されたことも使用されたこともないものである。
【００６６】
いくつかの実施形態によると、表面処理組成物は、組成物の全重量に対して０．０５重量％〜５重量％を占め得る。例えば、表面処理組成物は、組成物の全重量に対して、０．１重量％〜５重量％、又は０．１重量％〜４重量％、又は０．１重量％〜３重量％、又は０．１重量％〜２重量％、又は０．１重量％〜１．０重量％、又は０．１重量％〜０．９重量％、又は０．１重量％〜０．８重量％、又は０．１重量％〜０．７重量％、又は０．１重量％〜０．６重量％、又は０．１重量％〜０．５重量％、又は０．１重量％〜０．４重量％、又は０．２重量％〜０．６重量％、又は０．１重量％〜０．７重量％を占め得る。いくつかの実施形態によると、表面処理組成物は単分子層濃度未満であり得る。いくつかの実施形態によると、表面処理組成物は、少なくとも単分子層濃度、例えば、単分子層濃度を超え得る。本明細書で用いる「単分子層濃度」とは、上記アルカリ土類金属炭酸塩粒子の表面に単分子層を形成するのに十分な量を言う。このような値は、当業者であれば、例えば粒子の表面積に基づいて容易に計算できるだろう。いくつかの実施形態によると、フィラー組成物は、単分子層濃度に対して約１０％未満の自由表面処理組成物を含むことができ、例えば、単分子層濃度に対して約５％未満の自由表面処理組成物を含むことができる。
【００６７】
１２−ヒドロキシステアリン酸の単分子層等のカルボン酸の単分子層を有する重質又は沈降アルカリ土類金属炭酸塩粒子を提供するのは特に有用である。粒子上の単分子層は、粒子の全表面にわたる、ちょうど一分子の厚さを有する層であると定義される。単分子層コーティングを形成する技術、及び、コーティングの「単分子層濃度」又は「単分子層等価量」を決定する技術は、当業者には既知であり、これまでに記載されている。
【００６８】
本発明の一態様によると、１２−ヒドロキシステアリン酸の単分子層等のカルボン酸の単分子層は、１２−ヒドロキシステアリン酸等のカルボン酸の酸性基と、炭酸カルシウム粒子等のアルカリ土類金属炭酸塩粒子の表面の塩基性炭酸塩との反応により形成される。このような化学吸着コーティングは安定であり、化学吸着した１２−ヒドロキシステアリン酸はフリーヒドロキシル基を残していることが知られている。
【００６９】
本発明の一態様によると、コーティングされた粒子は、実質的に、アルカリ土類金属炭酸塩粒子、及び、１２−ヒドロキシステアリン酸コーティング等のカルボン酸コーティングのみからなる（上述の不可避鉱物不純物、又は、１２−ヒドロキシステアリン酸等のカルボン酸、若しくは、炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属炭酸塩からの合成物若しくは分解物由来の人工物は最小限）。「純粋な」製品を使用すると、有利な効果がより顕著となり得る。
【００７０】
本発明の代替的な態様によると、上記粒子は、更なるコーティング材料、例えば、ステアリン酸若しくはパルミチン酸等の他の脂肪酸、ステアリン酸塩若しくはパルミチン酸塩等の脂肪酸塩、又は、そのヒドロキシル化類似体等を含むことができる。これらのコーティング材料は、１２−ヒドロキシステアリン酸コーティング等のカルボン酸コーティングと共に混合コーティングとして適用してもよいし、１２−ヒドロキシステアリン酸コーティング等のカルボン酸コーティングの下又は上のいずれかに、別のコーティングとして適用してもよい。これらの代替的な態様によると、１２−ヒドロキシステアリン酸コーティング等のカルボン酸コーティングは、粒子上のコーティングの全重量のうち、少なくとも１０重量％、又は少なくとも２５重量％、又は少なくとも４０重量％、又は少なくとも５０重量％、又は少なくとも６０重量％、又は少なくとも７５重量％、又は少なくとも９０重量％、又は少なくとも９５重量％、又は少なくとも９８重量％、又は少なくとも９９重量％、又は少なくとも９９．５重量％を占める。
【００７１】
いくつかの実施形態によると、処理後のアルカリ土類金属炭酸塩は、表面処理で下塗りされていてもよい。本明細書で用いる「下塗りされた」又は「下塗り」の用語は、処理後のアルカリ土類金属炭酸塩の表面処理に対して単分子層濃度未満で行う表面処理を言う。例えば、下塗りアルカリ土類金属炭酸塩は、アルカリ土類金属炭酸塩の表面の約５％〜約５０％が表面処理で反応しないように、単分子層濃度の約５０％〜約９５％での表面処理に供され得る。いくつかの実施形態によると、下塗りは、単分子層濃度の約５０％〜約９５％の範囲、例えば、単分子層濃度の約７０％〜約９５％、約８０％〜約９５％、約８５％〜約９５％、約９０％〜約９５％、約８０％〜約９０％、又は、約８５％〜約９０％とすることができる。下塗りアルカリ土類金属炭酸塩は、所望のレベルの下塗りが形成されるよう表面処理組成物の濃度を減らすこと以外は、処理アルカリ土類金属炭酸塩と同様の方法で準備することができる。
【００７２】
本発明の一態様によると、炭酸カルシウム粒子等の上記アルカリ土類金属炭酸塩粒子は、コーティング前に、ｄ５０が０．０５μｍ〜２０μｍ、又は、０．０５μｍ〜１０μｍとなるような粒度分布を有する。
【００７３】
いくつかの実施形態によると、処理後のアルカリ土類金属炭酸塩は、平均粒径（炭酸カルシウム粒子の５０％が基準値以下の粒径を有するサイズと定義されるｄ５０値）によって特徴付けられ得る。いくつかの実施形態においては、処理後のアルカリ土類金属炭酸塩は、約０．１ミクロン〜約５０ミクロンの範囲、例えば、約０．１ミクロン〜約３０ミクロン、約０．１ミクロン〜約２０ミクロン、約０．１ミクロン〜約１０ミクロン、約０．１ミクロン〜約５ミクロン、約０．１ミクロン〜約３ミクロン、約０．１ミクロン〜約２ミクロン、約０．１ミクロン〜約１ミクロン、約０．５ミクロン〜約２ミクロン、約１ミクロン〜約５ミクロン、約５ミクロン〜約２０ミクロン、又は、約５ミクロン〜約１０ミクロンの範囲のｄ５０を有し得る。
【００７４】
いくつかの実施形態によると、処理後のアルカリ土類金属炭酸塩は、アルカリ土類金属炭酸塩粒子の９８％が基準値以下の粒径を有するサイズと定義されるトップカット粒径（ｄ９８）値によって特徴付けられ得る。いくつかの実施形態においては、処理後のアルカリ土類金属炭酸塩は、約２ミクロン〜約１００ミクロンの範囲、例えば、約５ミクロン〜約５０ミクロン、約２ミクロン〜約２０ミクロン、又は、約５ミクロン〜約２０ミクロンの範囲のｄ９８を有し得る。
【００７５】
特段の記載がない限り、本明細書で言う粒子材料の粒径性質は、Micromeritics Instruments Corporation（Norcross, Georgia, USA（telephone: +17706623620； web-site: www.micromeritics.com））により供給されるＳｅｄｉｇｒａｐｈ  ５１００機を用いて、水性媒体に完全に分散させた状態の粒子フィラー又は粒子材料を沈降させる既知の手法により測定されたものである。上記装置は、本明細書中では「Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ  Ｓｅｄｉｇｒａｐｈ  ５１００機」と言う。当該技術分野では、粒子のサイズは「球相当径」（ｅ．ｓ．ｄ）と見なされるが、このような装置によると、特定のｅ．ｓ．ｄ値未満のサイズを有する粒子の累積重量パーセントの測定及びプロットが行われる。平均粒径ｄ５０は、このように決定されるものであり、そのｄ５０値未満の球相当径を有する粒子が５０重量％存在する粒子ｅ．ｓ．ｄ値である。
【００７６】
本発明の一態様によると、炭酸カルシウム等の上記アルカリ土類金属炭酸塩と１２−ヒドロキシステアリン酸等の上記カルボン酸との質量比は、１０００：１〜１：１の範囲である。質量比が小さくなればなる程、アルカリ土類金属炭酸塩に対して、１２−ヒドロキシステアリン酸等のカルボン酸のコーティングが多量に存在するようになる。すなわち、言い換えると、コーティングが重くなる。一般的に、非常に微細な粒子に対しては質量比の範囲が低くなり、粗粒子に対しては高くなるだろう。したがって、コーティングの量は粒径に合わせればよい。
【００７７】
本発明の一態様によると、重質炭酸カルシウム粒子等の上記アルカリ土類金属炭酸塩粒子は、上記コーティングの適用前に、０．４ｍ２・ｇ−１〜５０ｍ２・ｇ−１未満の範囲のＢＥＴ表面積を有し得る。本明細書で用いるアルカリ土類金属炭酸塩粒子のＢＥＴ表面積は、Micromeritics社の比表面積／細孔分布測定装置「Ｔｒｉｓｔａｒ」を用いて測定した。
【００７８】
本発明の一態様は、本発明に係る脂肪族カルボン酸（塩）でコーティングされたアルカリ土類金属炭酸塩粒子のプラスチック材料におけるフィラーとしての使用に関する。例えば、カルボン酸（塩）でコーティングされたアルカリ土類金属炭酸塩粒子、例えば、１２−ヒドロキシステアリン酸でコーティングされた重質又は沈降炭酸カルシウム粒子は、ポリウレタンにおけるフィラーとして採用することができる。一般的に、ポリウレタンは、イソシアネートとポリオールとの反応によって得られる。
【００７９】
本開示で用いる、「ポリマー」、「樹脂」、「ポリマー樹脂」の語、及び、これらの語の派生語は、交換可能に用いられ得る。いくつかの実施形態によると、ポリマー樹脂は、特定の糸、織物製品、不織製品、フィルム、モールド、又は、他の用途に望まれる性質を与える従来のポリマー樹脂から選択される。
【００８０】
いくつかの実施形態によると、ポリマー樹脂は熱可塑性ポリマーとすることができ、熱可塑性ポリマーとしては、例えば、ポリプロピレン及びポリエチレンのホモポリマー及びコポリマー（１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、及び、１−ヘキサンとのコポリマーを含む）等のポリオレフィン、ナイロン等のポリアミド、ポリエステル、及び、これらのポリマーのいずれかのコポリマーが挙げられるが、これらに限定されるものではない。熱可塑性ポリマーの例としては、ポリオレフィンのホモポリマー又はコポリマー（例えば、低密度ポリエチレン又は高密度ポリエチレン、直鎖状ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレンコポリマー、エチレン（酢酸ビニル）コポリマー、及び、エチレン−（アクリル酸）コポリマー、ハロゲン化ポリエチレン（塩化ポリエチレン等）、ポリブテン、ポリメチルブテン、ポリイソブチレン）、ポリスチレン及びポリスチレン誘導体（例えば、ＳＢゴム、ＡＢＳゴム、ＳＡゴム、及び、ＳＢＳゴム）、ＰＶＣ、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ＰＥＥＫ、飽和ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート及び／又はポリブチレンテレフタレート）、及びポリフェニレンオキサイド、並びに、これらの種を含むブレンド、混合物、又は、コポリマーも挙げることができる。
【００８１】
いくつかの実施形態によると、ポリマー樹脂は等方性半結晶性ポリマーを含み得る。等方性半結晶性ポリマーは、溶融加工可能、すなわち、大きく分解することなく、融液相でポリマーをファイバーへと紡糸することができる温度範囲で溶融し得る。例示的な等方性半結晶性ポリマーとしては、ポリ（アルキレンテレフタレート）、ポリ（アルキレンナフタレート）、ポリ（アリーレンスルフィド）、脂肪族及び脂肪族−芳香族ポリアミド、シクロヘキサンジメタノール及びテレフタル酸由来のモノマー単位を含むポリエステル、ポリ（エチレンテレフタレート）、ポリ（ブチレンテレフタレート）、ポリ（エチレンナフタレート）、ポリ（フェニレンスルフィド）、ポリ（１，４−シクロヘキサンジメタノールテレフタレート）（１，４−シクロヘキサンジメタノールは、シス−及びトランス−異性体の混合物であってもよい）、ナイロン−６、及び、ナイロン−６６を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
【００８２】
いくつかの実施形態によると、ポリマー樹脂は、半結晶性ポリマーポリオレフィンを含むことができ、半結晶性ポリマーポリオレフィンとしては、半結晶性ポリエチレン及び半結晶性ポリプロピレンが挙げられるが、これらに限定されるものではない。いくつかの実施形態によると、ポリマー樹脂は、超高分子量（very or ultrahigh molecular weight）ポリエチレンをゲル紡糸又は溶融紡糸することにより形成した高引張係数を有する伸び切り鎖ポリエチレンを含み得る。
【００８３】
いくつかの実施形態によると、溶融加工することができない等方性ポリマーもポリマー樹脂として使用することができる。例えば、このような等方性ポリマーとしては、レーヨン（商標）、酢酸セルロース、ポリベンズイミダゾール、ポリ［２，２’−（ｍ−フェニレン）−５，５’−ジベンズイミダゾール］を挙げることができる。いくつかの実施形態によると、等方性ポリマーは、溶媒として、アセトン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルアセトアミド、又は、極性非プロトン性溶媒を用いて乾式紡糸することができる。極性非プロトン性溶媒としては、Ｎ−メチルピロリジノンが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００８４】
いくつかの実施形態によると、ポリマー樹脂は液晶ポリマー（ＬＣＰ）を含み得る。ＬＣＰは、一般的に、高引張強度及び／又は高引張係数を有するファイバーを形成し得る。いくつかの実施形態によると、ＬＣＰは溶融加工し得る（すなわち、サーモトロピックである）。いくつかの実施形態によると、溶液中で液晶挙動を示すＬＣＰを硬質なフィラーとブレンドし、次いで、湿式又は乾式紡糸により単繊維ファイバーを生産することができる。いくつかの実施形態によると、液晶ポリマーは、極性非プロトン性溶媒に可溶で、単繊維ファイバーに紡糸可能な任意の芳香族ポリアミドを含み得る。この極性非プロトン性溶媒としては、Ｎ−メチルピロリジノンが挙げられるが、これに限定されるものではない。いくつかの実施形態によると、ｐ−フェニレンジアミン及びテレフタル酸から形成される芳香族ポリアミド（ＫＥＶＬＡＲ（商標）という商品名で販売されているポリマーが挙げられるが、これに限定されるものではない）を充填し、湿式紡糸により単繊維ファイバーを生産することができる。いくつかの実施形態によると、液晶ポリマーは、特定の条件又は一連の特定の条件のいくつか又は全てにおいて、液晶ではない可能性があるが、それでも高弾性ファイバーを生産し得る。いくつかの実施形態によると、液晶ポリマーは、いくつかの溶媒中いくつかの濃度では離液性液晶相を示し得るが、他の溶媒中及び／又は他の濃度では、等方性溶液を示す。
【００８５】
いくつかの実施形態によると、液晶ポリマー（ＬＣＰ）はサーモトロピックＬＣＰを含み得る。サーモトロピックＬＣＰの例としては、芳香族ポリエステル、脂肪族−芳香族ポリエステル、芳香族ポリ（エステルアミド）、脂肪族−芳香族ポリ（エステルアミド）、芳香族ポリ（エステルイミド）、芳香族ポリ（エステルカーボネート）、芳香族ポリアミド、脂肪族−芳香族ポリアミド、及び、ポリ（アゾメチン）が挙げられるが、これらに限定されるものではない。いくつかの実施形態によると、サーモトロピックＬＣＰは、約３６０℃未満の温度で液晶溶融相を形成し、テレフタル酸、イソフタル酸、１，４−ハイドロキノン、レゾルシノール、４，４’−ジヒドロキシビフェニル、４，４’−ビフェニルジカルボン酸、４−ヒドロキシ安息香酸、６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸、２，６−ナフタレンジカルボン酸、２，６−ジヒドロキシナフタレン、４−アミノフェノール、及び、４−アミノ安息香酸からなる群由来の１種以上のモノマー単位を含む芳香族ポリエステル及びポリ（エステルアミド）である。いくつかの実施形態によると、芳香族基は、炭素数１〜４の低級アルキル基、芳香族基、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、及び、Ｉ等の重合条件下では反応しない置換基を含み得る。
【００８６】
いくつかの実施形態によると、ＬＣＰは、４−ヒドロキシ安息香酸及び６−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸に由来するモノマー繰り返し単位を、約１５：８５〜約８５：１５の範囲のモル比、例えば、約２７：７３〜約７３：２７の範囲のモル比、又は、約４０：６０〜約６０：４０の範囲のモル比で有し得る。例えば、国際公開第２００９／０９４３２１号に記載のポリマー樹脂等の追加のポリマー樹脂も使用することができる。
【００８７】
いくつかの実施形態によると、処理後のアルカリ土類金属炭酸塩は、ポリマー製品用のフィラーとして、例えば、ポリマーファイバー又はポリマーフィルム（例えば、通気性フィルム）用のフィラーとして使用することができる。例えば、処理後のアルカリ土類金属炭酸塩は、ラフィアテープ又は織ラフィアパッケージ（例えば、ポリプロピレンラフィア）におけるフィラー等として使用することができる。例えば、処理後のアルカリ土類金属炭酸塩は、合成紙（部分的に又は完全に合成ポリマーから形成された紙であって、折曲げ及び印刷等の従来の紙の性質は有しているが、従来の紙ほど容易に破けたり、穴が開いたり、水を吸収したりしない紙）におけるフィラーとして使用することができる。いくつかの実施形態によると、単繊維ファイバーは、任意の適切なプロセス、すなわち、当業者に現在知られているか、又は、今後開発されるプロセスに従って、製造することができる。単繊維ファイバーは、少なくとも１つのポリマー樹脂及び少なくとも１つのフィラーの連続単繊維ファイバーの製造を含み得る。製造技術の例としては、溶融紡糸プロセス、乾式紡糸プロセス、湿式紡糸プロセス、スパンボンドプロセス、又は、メルトブロープロセスが挙げられるが、これらに限定されるものではない。溶融紡糸は、溶融ポリマー混合物を紡糸口金へと提供する押出プロセスを含み得る。いくつかの実施形態によると、単繊維ファイバーは、紡糸口金を通過する際にポリマー樹脂を少なくともその融点程度に加熱することにより製造することができる。
【００８８】
処理後のアルカリ土類金属炭酸塩フィラーは、当該技術分野で従来知られているか、又は、今後開発される任意の方法を用いて、ポリマー樹脂に組み込むことができる。例えば、処理後のアルカリ土類金属炭酸塩は、押出し前の任意の工程中、例えば、加熱工程中若しくは加熱工程前に、又は、ポリマー樹脂とフィラーとを前もって混合して任意で粒状若しくはペレット状にした「マスターバッチ」として、ポリマー樹脂に添加することができ、ファイバーの押出し前に追加の新ポリマー樹脂と溶融又は混合することができる。いくつかの実施形態によると、新ポリマー樹脂は、フィラーを含むポリマー樹脂と同じであっても、異なってもよい。次いで、少なくとも１つの紡糸口金を通して溶融ポリマーを連続押出しして、長繊維を製造することができる。押出し速度は、所望の用途によって異なり得るが、当業者であれば適当な押出し速度が分かるだろう。紡糸口金からのフィラー含有（filled）ポリマーの押出しは、例えば、不織布を製造するのに使用し得る。
【００８９】
いくつかの実施形態によると、ポリマーフィルムは、当該技術分野で知られているか、又は、今後開発される方法に従って、フィラー含有溶融ポリマーから製造することができる。例えば、他の材料上にフィルム、チューブ、成形品、細片、及び、コーティングを押出し成形する場合、射出成形、ブロー成形、又は、キャスト成形、及び、チューブ又はパイプの熱成形（例えば、ポリマーがＰＶＣポリマーである場合等）にも溶融混練は用いることができる。例えば、適切な混練機又はスクリュー押出し機によって溶融混練を行うことができる。混練する熱可塑性材料は、好適には、粒状又はペレット状の形状を有し得る。混練成形プロセス、成形プロセス、又は、押出しプロセスの温度は、加工する熱可塑性材料及びそれに組み込む材料によって決まるだろう。この温度は、熱可塑性材料の軟化点を超える温度であろう。
【００９０】
理論により縛られることを望むものではないが、コーティングされた炭酸カルシウム粒子のコーティング上のフリーヒドロキシル基が反応してイソシアネートと共有結合し、ポリマー系と鉱物フィラーとの間に結合を形成すると考えられる。言い換えると、本発明に係るコーティングされた炭酸カルシウム粒子は、第２の成分がイソシアネートである２成分系において、ポリオール成分と混合することができる。ポリウレタンを形成するこれらの成分の反応に際し、重合は、ヒドロキシル基がイソシアネートと共有結合するのと同時に、かつ、部分的に競合しながら起こるものであり、これにより、最終製品の機械的性質が向上し得る。
【００９１】
実際に、得られた製品は、コーティングのないＧＣＣ若しくはＰＣＣ又は他の有機若しくは無機組成物でコーティングされたＧＣＣ若しくはＰＣＣを含む等価組成物と比較すると、耐擦傷性が向上し、硬化中の熱伝導性が高くなり、収縮が減少することが分かった。１２−ヒドロキシステアリン酸でコーティングされたＧＣＣ及びＰＣＣが最も有利な効果を示すことが分かった。
【００９２】
本発明の更なる態様は、本発明に係る脂肪族カルボン酸（塩）でコーティングされたアルカリ土類金属炭酸塩粒子の任意のプロセスカラーのオフセットインク組成物における成分としての使用に関する。例えば、カルボン酸（塩）でコーティングされた炭酸カルシウム粒子、例えば、１２−ヒドロキシステアリン酸でコーティングされた重質又は沈降炭酸カルシウム粒子は、オフセットインク組成物における成分として使用することができる。
【００９３】
オフセット印刷技術ではフラット像担持体が採用されるが、このフラット像担持体上では、インクローラーから印刷する像へとインクが供給され、一方で、非印刷領域には「湿し水」と呼ばれる水系フィルムが引き込まれ、これにより非印刷領域が無インクとなる。インク／水バランスは、オフセット印刷において非常に重要な要素である。インクと水とのバランスが適切でない場合、最終製品の品質に影響する多くの様々な問題、例えば乳化等の問題を印刷者が抱えることになり得る。この結果、地汚れ、キャッチアップ、トラッピング問題、インク濃度問題が起こり、極端な場合には、インクが担持体上で適切に乾かない。本発明に係るコーティングされた炭酸カルシウムを使用して得られたインクは、コーティングのないＧＣＣ若しくはＰＣＣ又は他の有機若しくは無機組成物でコーティングされたＧＣＣ若しくはＰＣＣを含む等価組成物を含むオフセットインクと比較すると、水／インクバランスが向上し、ブリード抵抗が優れていることが分かった。１２−ヒドロキシステアリン酸でコーティングされたＧＣＣ及びＰＣＣが最も有利な効果を示すことが分かった。
【００９４】
いくつかの実施形態によると、表面処理は乾式コーティングプロセスとして行うことができる。いくつかの実施形態によると、表面処理は湿式コーティングプロセスとして行うことができ、例えば、６０重量％〜９０重量％の固形分で、例えば、６５重量％〜８５重量％の固形分又は７０重量％〜８０重量％の固形分で行うことができる。
【００９５】
いくつかの実施形態によると、アルカリ土類金属炭酸塩の表面処理方法は、アルカリ土類金属炭酸塩を準備することと、アルカリ土類金属炭酸塩と表面処理組成物とを組み合わせて、アルカリ土類金属炭酸塩と表面処理組成物との組み合わせを形成することとを含み得る。この方法は、得られた組み合わせを１５０℃未満、又は、９５℃未満の温度に加熱して、表面処理組成物のコーティングをアルカリ土類金属炭酸塩上に形成することを更に含み得る。例えば、上記組み合わせは、１５℃を超え１５０℃未満の範囲、又は、１５℃を超え９５℃未満の範囲、２０℃を超え９５℃未満の範囲、２５℃を超え９５℃未満の範囲、２５℃を超え７０℃未満の範囲、若しくは、２５℃を超え６０℃未満の範囲の温度に加熱して、表面処理組成物のコーティングをアルカリ土類金属炭酸塩上に形成することができる。
【００９６】
いくつかの実施形態によると、上記アルカリ土類金属炭酸塩は、水乾燥雰囲気を有する処理容器内で表面処理することができる。この容器内では、表面処理組成物は液体状（例えば、液滴状）及び／又は蒸気状である。例えば、アルカリ土類金属炭酸塩（例えば、炭酸カルシウム）は、本明細書に開示の表面処理組成物に曝すことで処理することができる。
【００９７】
この混合物は、表面処理組成物の少なくとも一部がアルカリ土類金属炭酸塩の少なくとも一部と反応するのに十分な温度でブレンドすればよい。例えば、混合物は、表面処理組成物の少なくとも一部がアルカリ土類金属炭酸塩粒子の少なくとも一部をコーティングし得るのに十分な温度でブレンドすればよい。
【００９８】
いくつかの実施形態によると、上記アルカリ土類金属炭酸塩は、反応容器内、表面処理組成物が流体状態又は気化状態となる温度で、アルカリ土類金属炭酸塩の表面を表面処理組成物に曝すことにより処理することができる。例えば、上記温度は、約０℃〜約１５０℃の範囲、例えば、約２５℃〜約９５℃の範囲等とすることができる。処理容器雰囲気内で選択された温度は、表面処理組成物の分子が溶融して良好な流動性を有し、その結果、アルカリ土類金属炭酸塩粒子の表面と良好に接触、反応するのに十分な熱を与えなければならない。いくつかの実施形態においては、アルカリ土類金属炭酸塩と表面処理組成物との混合物は、表面処理組成物が溶融するのに十分高い温度でブレンドし得る。
【００９９】
アルカリ土類金属炭酸塩の表面処理は、表面処理組成物とアルカリ土類金属炭酸塩との反応中、表面処理組成物が処理雰囲気内において良好に分散するよう、雰囲気に対して高速攪拌（agitation or stirring）動作を行いながら、加熱容器内で行うことができる。アルカリ土類金属炭酸塩の表面積が変化すると、例えば単分子層濃度を得るのに必要な表面処理組成物濃度が変化し得るため、上記攪拌は、アルカリ土類金属炭酸塩の表面積を変化させるほどのものであってはならない。上記処理容器は、例えば、炭酸塩の攪拌及び解砕、並びに、炭酸塩と表面処理組成物との接触を促進する、１つ以上のプロペラを含む横方向延伸ブレードを有する回転シャフトを有する回転パドルを１つ以上有し得る。
【０１００】
いくつかの実施形態によると、処理アルカリ土類金属炭酸塩は、炭酸塩に対して、表面処理組成物及び水を、室温で、混合物（例えば、ケーキミックス状）の総重量に対して約０．１重量％を超える量で組み合わせる（例えば、ブレンドする）ことにより準備することができる。上記混合物は、表面処理組成物の少なくとも一部（例えば、表面処理組成物の大部分）が、アルカリ土類金属炭酸塩の表面の少なくとも一部と反応するのに十分な温度でブレンドすればよい。例えば、上記混合物は、表面処理組成物の少なくとも一部が、アルカリ土類金属炭酸塩の表面を単分子層濃度でコーティングし得るのに十分な温度でブレンドすればよい。
【０１０１】
いくつかの実施形態によると、炭酸カルシウム等のアルカリ土類金属炭酸塩に対して、表面処理組成物及び水を、室温において、混合物（例えば、ケーキミックス状）の総重量に対して約１重量％を超える量で組み合わせる（例えば、ブレンドする）ことができる。例えば、いくつかの実施形態によると、上記混合物は、表面処理組成物の少なくとも一部が反応するのに十分な温度でブレンドすればよい。例えば、上記混合物は、表面処理組成物の少なくとも一部が、アルカリ土類金属炭酸塩の少なくとも一部（例えば、アルカリ土類金属炭酸塩の表面）をコーティングし得るのに十分な温度でブレンドすればよい。
【０１０２】
なお、本発明は、相互に排他的な特徴の組み合わせを除いて、本明細書に記載の特徴及び／又は限定の任意の組み合わせを含み得る。上述の記載は、本発明の特定の実施形態を説明することを目的としているためその実施形態を対象としているが、本明細書に記載の実施形態に対して多くの様々な修正及び変形が可能であることは当業者にとっては明らかであろう。そのような修正及び変形は全て、添付の特許請求の範囲によって特定される本発明の範囲内で行うものとする。
【実施例】
【０１０３】
メジアン粒径（ｄ５０）が３ミクロン（μｍ）で、窒素ＢＥＴ法により測定した比表面積が３．０ｍ２／ｇであるアルカリ土類金属炭酸塩粒子サンプルに対して、例示的な表面処理プロセスを行った。上記炭酸塩粒子サンプルから生成した炭酸塩スラリーサンプル（固形分７０％）２０００グラムを、ｐｅｐｅｎｍｅｉｒブレンダーに添加し、次いで、同じ炭酸塩粒子の乾燥粉末を既知量添加し、固形分を最大で８０％として、５分混合した。例示的なナフテン酸の量を変化させて（０．２−０．６）炭酸塩粒子に添加し、更に１５分ブレンドした。その後、処理炭酸塩ケーキは、１００℃で１５時間乾燥し、ブレンダーで再粉砕した。処理炭酸塩粒子の表面改質は、熱重量分析（ＴＧＡ）によって、温度上昇に伴うものであり、反応した酸に相関する重量損失パーセントによって特徴付けられた。ＴＧＡ分析によって、コーティングされた炭酸塩が２５０℃未満では重量損失がなく、反応した酸が０．１６％〜０．４０％の幅があることが分かった。また、２５℃、８５％ＲＨ、２４時間の水分取り込み率（％ＭＰＵ）を測定したところ、反応した酸の増加に伴って％ＭＰＵが減少し、％ＭＰＵが０．２０％から０．０６％（図２参照）まで変化することが分かった。これは、同様の炭酸塩粒子をステアリン酸アンモニウムで処理した場合と同等である。同様の実験により、固形分７０％の炭酸塩粒子が同等のレベルの水分取り込みを示した。
【０１０４】
実施例２では、小径の炭酸塩粒子（ｄ５０が１．７８ミクロン、比表面積が４．０ｍ２／ｇ〜４．５ｍ２／ｇ）に乾式コーティングを行った。例示的なナフテン酸の量を変化させて、炭酸塩粒子サンプル２０００グラムと混合した。その結果、水分取り込み率は、ナフテン酸０．６％（ｗ／ｗ）で横ばいになるまで、酸濃度の増加と共に減少することが分かった（図３参照）。
【０１０５】
他の実施形態は、本明細書に開示される実施形態の仕様の考察及び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る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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