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KR100916622B1 - 수성 현탁액 중의 무기 물질의 분쇄 보조제, 이를 포함하는 수성 현탁액 및 이의 용도 - Google Patents

수성 현탁액 중의 무기 물질의 분쇄 보조제, 이를 포함하는 수성 현탁액 및 이의 용도 Download PDF

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KR100916622B1
KR100916622B1 KR1020037008369A KR20037008369A KR100916622B1 KR 100916622 B1 KR100916622 B1 KR 100916622B1 KR 1020037008369 A KR1020037008369 A KR 1020037008369A KR 20037008369 A KR20037008369 A KR 20037008369A KR 100916622 B1 KR100916622 B1 KR 100916622B1
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자끄께메크리스띠앙
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코아텍스 소시에떼 빠 악숑 셈쁠리삐에
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Abstract

본 발명은 수성 현탁액 중의 무기 입자의 분쇄 조제로서 1 이상의 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체와 아크릴산 및/또는 메타크릴산의 수용성 공중합체 및/또는 단독중합체의 용도에 관한 것으로서, 이러한 용도에 의하여 특정의 광학 특성을 제공하게 된다. 또한, 본 발명은 이러한 수성 현탁액 및 제지 및 도료 분야에서의 이들의 용도에 관한 것이다.

Description

수성 현탁액 중의 무기 물질의 분쇄 보조제, 이를 포함하는 수성 현탁액 및 이의 용도{GRINDING AID OF MINERAL MATERIALS IN AQUEOUS SUSPENSION, RESULTING AQUEOUS SUSPENSIONS AND USES THEREOF}
본 발명은 무기 충전제, 특히 제지에 사용되는 무기 충전제 및, 종이 시이트의 제조 방법 또는 이의 특성을 개선시키기 위한 적절한 처리에 관한 것이다.
본 발명은 수성 현탁액 중에서 안료 및/또는 무기 충전제의 분쇄 조제로서 1 이상의 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체와 아크릴산 및/또는 메타크릴산의 공중합체 및/또는 단독중합체의 용도에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 안료 및/또는 무기 충전제의 수성 현탁액 및 이의 용도, 특히 종이 분야에서의 용도, 예컨대 그중에서도 동일하거나 우수한 안료 및/또는 충전제의 성질, 특히 광 산란 계수 S로 표시한 가시광 산란능을 제공하는 종이의 제조 또는 코팅에서의 이의 용도에 관한 것이다.
본 발명은 안료 및/또는 무기 충전제의 수성 현탁액의 사용에 의하여 제조 및/또는 코팅된 종이에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 안료 및/또는 무기 충전제의 수성 현탁액의 사용에 의하여 얻은 도료에 관한 것이다.
각종 중화제로 완전 또는 부분 중화된 저분자량의 아크릴 중합체 및/또는 공 중합체로 이루어진 수성 현탁액에서 무기 입자의 분쇄 조제의 용도는 당업자에게 오랜 동안 주지되어 왔었다. (FR 2,603,042, EP 0,100,947, EP 0,127,388, EP 0,129,329, EP 0,542,644).
또한, 비점성도가 0.3∼0.8인 아크릴 중합체 및/또는 공중합체의 부분으로 이루어진 분쇄 조제의 용도도 당업자에게 주지되어 있다. (특허 FR 2,488,814, EP 0,100,948, EP 0,542,643).
그러나, 이러한 각종 저분자량 분쇄제는 시간이 경과하여도 미세하고 유동성이며 안정한 무기 입자의 수성 현탁액을 얻을 수가 있는데, 이는 안료 및/또는 무기 충전제, 특히 최종 사용자에 의하여 요구되는 바와 같은 미세하고 그리고 광 산란 계수 S로 표시한 가시광 산란능이 충분한 탄산칼슘의 수성 현탁액을 얻을 수는 없다.
사실상, 최종 사용자는 종래에 카올린에 대한 대체물로서 탄산칼슘을 사용한 것보다 더 백색도가 높은 종이를 사용하여 왔었으나, 이러한 탄산칼슘은 종래에 사용되어 온 카올린에 비하여 광학 특성이 감소된 종이 시이트를 산출하게 되는 단점을 나타낸다. 이러한 이유로, 사용자는 탄산칼슘의 사용에 의하여 얻게 되는 휘도를 유지하면서도 광학 특성을 증가시킬 것을 요구하고 있다.
광학 특성의 개선시의 문제점을 대처하기 위하여, 본 출원인은 1 이상의 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체와 아크릴산 및/또는 메타크릴산의 수용성 공중합체 및/또는 단독중합체의 중화 반응을 선택함으로써 미세한 안료 및/또는 무기 충전제, 특히 탄산칼슘의 수성 현탁액과, 또한 개선된 불투명 특성을 나타내는 도료 배 합물을 제공하는 것이 가능하다는 것을 놀랍게도 발견하였으며, 여기서, 수성 현탁액은 최종 사용자에 의하여 요구되는 바와 같은 충분한 가시광 산란능을 갖고, 개선된 불투명 특성을 나타내는, 종이용 매스 충전제 또는 제지 코팅 소스 (les sauce de couchage papetieres)와 같은 제지 배합물을 산출할 수 있다.
본 발명의 목적은 개선된 불투명 특성을 나타내는, 종이용 매스 충전제 또는 제지 코팅 소스와 같은 제지 배합물을 산출할 수 있는, 최종 사용자에 의하여 요구되는 바와 같은 충분한 가시광 산란능을 갖고 미세한 안료 및/또는 무기 충전제, 특히 탄산칼슘의 수성 현탁액을 얻기 위한 수성 현탁액 중의 안료 및/또는 무기 충전제의 분쇄 보조제로서의 특이적으로 중화된 1 이상의 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체와 아크릴산 및/또는 메타크릴산의 수용성 공중합체 및/또는 단독중합체의 용도에 관한 것이다.
전술한 목적 이외의 본 발명의 또다른 목적은 분쇄에 의하여 얻은 미세한 무기 물질의 수성 현탁액을 제공하고자 하는 것으로서, 이러한 현탁액은 가시광 산란능이 증가되었으며, 무기 물질의 건조 중량을 기준으로 하여 본 발명에 의하여 사용된 수성 현탁액의 분쇄 조제 0.05∼5 중량% (건조), 바람직하게는 0.3∼1.0 중량% (건조)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
마지막으로, 본 발명의 추가의 목적은 도료, 매스 충전제 및 종이 코팅 뿐 아니라, 무기 수성 현탁액을 포함하는 코팅 제지 소스 분야에서의 이들 무기 수성 현탁액의 용도에 관한 것이다.
종래 기술(EP 0,542,643 - EP 0,542,644)은 개선된 분쇄제를 얻기 위하여 마 그네슘 이온을 포함하는 중화제에 의한 중합체의 활성 산 부위에서의 중화 반응의 몰비가 40∼60%인 것과는 대조적으로, 본 출원인은 전술한 성질을 얻기 위하여 칼슘 이온을 포함하는 중화제에 의한 중합체의 활성 산 부위에서의 중화 반응의 몰비를 15∼40%로 선택하여야만 하며, 1 이상의 1가 작용성 제제에 의한 중합체의 활성 산 부위에서의 중화 반응의 몰비는 7∼70%이어야 하며, 마그네슘, 바륨, 아연 또는 알루미늄 이온 또는 2가 작용성 아민, 또는 이의 혼합물을 포함하며 특히 마그네슘 이온을 포함하는 중화제에 의한 중합체의 활성 산 부위에서의 중화 반응의 몰비를 0∼30%이어야 하며, 미중화된 활성 산 부위의 몰비는 15∼78%이어야 한다는 것을 발견하였다.
1가 작용성 중화제는 알칼리 양이온, 특히 나트륨 및 칼륨 또는 리튬 또는 암모늄의 수산화물로부터 또는, 지방족 및/또는 고리형 1차 또는 2차 아민, 예컨대 에탄올아민, 모노에틸아민, 디에틸아민 또는 시클로헥실아민으로부터 선택되며, 특히 나트륨 이온을 포함하는 화합물로부터 선택된다.
이러한 단독중합체 및/또는 공중합체는 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올 또는 이의 혼합물 또는 디메틸포름아미드, 디메틸설폭시드, 테트라히드로푸란, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 헥산, 헵탄, 벤젠, 톨루엔 또는 크실렌일 수 있는 중합 반응 매체 중의 금속염, 예를 들면 철 또는 구리의 가능한 존재하에 및, 임의로 전이제로 지칭되는 분자량 조절제, 예컨대 특히 머캅토에탄올, 티오글리콜산 및 이의 에스테르, n-도데실머캅탄, 아세트산, 주석산, 락트산, 구연산, 글루콘산 또는 글루코헵톤산, 2-머캅토프로피온 산, 티오디에탄올, 할로겐화 용제, 예컨대 사염화탄소, 클로로포름, 염화메틸렌, 모노프로필렌 글리콜 에테르, 또는 이의 혼합물 및 이의 유사물의 존재하에, 당업자에게 공지된 중합 반응 개시제, 예컨대 히드록실아민계 화합물을 사용하거나 또는, 중합 반응 개시제, 예컨대 퍼옥시드, 예컨대 특히 과산화수소, t-부틸 히드로퍼옥시드 또는 과염, 예컨대 특히 과황산나트륨, 과황산암모늄, 과황산칼륨 또는 유사체, 또는 차아인산나트륨, 차아인산 또는 아인산 및/또는 이의 염을 사용한 각종의 라디칼형 중합 반응 방법으로부터 생성된다.
본 발명에 의한 분쇄 조제로서 사용되는 이들 단독중합체는 전술한 아크릴산 또는 메타크릴산의 라디칼형 중합 반응의 각종 방법으로부터 생성된다.
본 발명에 의한 분쇄 조제로서 사용되는 공중합체는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 푸마르산, 말레산 무수물 및/또는 2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판 설폰산의 산 형태 또는 부분 중화된 형태, 2-메타크릴아미도-2-메틸-1-프로판 설폰산의 산 형태 또는 부분 중화된 형태, 3-메타크릴아미도-2-히드록시-1-프로판 설폰산의 산 형태 또는 부분 중화된 형태, 알릴설폰산, 메탈릴설폰산, 알릴옥시벤젠 설폰산, 메탈릴옥시벤젠 설폰산, 2-히드록시-3-(2-프로페닐옥시)프로판 설폰산, 2-메틸-2-프로펜-1-설폰산, 에틸렌 설폰산, 프로펜 설폰산, 2-메틸 설폰산, 스티렌 설폰산 및/또는 이의 염, 비닐 설폰산, 나트륨 메탈릴설포네이트, 설포프로필 아크릴레이트, 설포프로필 메타크릴레이트, 설포메틸아크릴아미드, 설포메틸메타크릴아미드로부터 선택되거나 또는, 아크릴아미드, 메틸아크릴아미드, 아크릴산의 에스테르, 메타크릴산의 에스테르, 예컨대 특히 에틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이 트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸렌 또는 프로필렌 글리콜의 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트의 포스페이트로부터 선택되거나 또는, 비닐피롤리돈, 비닐카프롤락탐, 이소부틸렌, 디이소부틸렌, 비닐 아세테이트, 스티렌, 알파메틸스티렌, 비닐메틸에테르 또는 알릴 화합물, 예컨대 특히 알릴아민 및 이의 유도체로부터 선택된 1 이상의 단량체와 아크릴산 또는 메타크릴산의 전술한 라디칼형 공중합 반응의 각종 방법으로부터 생성된 것이다.
또한, 각종의 전술한 라디칼형 중합 반응 방법으로부터 생성된 본 발명에 의한 분쇄 조제로서 사용되는 이들 단독중합체 및/또는 공중합체는 분말 형태로 분리하기 위하여 또는 이러한 형태로 사용하기 위하여 임의의 공지의 방법으로 처리될 수도 있다.
또다른 변형예에 의하면, 중합 반응으로부터 생성된 단독중합체 및/또는 공중합체는 특히 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 아세톤, 테트라히드로푸란 또는 이의 혼합물로 구성된 군에 속하는 1 이상의 극성 용제에 의하여 당업자에게 공지된 정적 방법 또는 동적 방법에 의하여, 임의로 중화 반응 전 또는 후에, 처리되고 수개의 상으로 분리될 수 있다. 그후, 이들 상 중 하나는 수성 현탁액 중의 무기 물질의 분쇄 조제로서 본 발명에 의하여 사용되는 중합체에 해당하게 된다.
본 발명에 의한 분쇄 조제로서 사용되는 이들 단독중합체 및/또는 공중합체는 칼슘 이온을 포함하는 중화제에 의한 중합체의 활성 산 부위에서의 중화 반응의 몰비가 15∼40%이고, 1 이상의 1가 작용성 중화제, 특히 나트륨 이온을 포함하는 중화제에 의한 중합체의 활성 산 부위에서의 중화 반응의 몰비는 7∼70%이고, 마그네슘, 바륨, 아연, 알루미늄 이온 또는 2가 작용성 아민, 또는 이의 혼합물을 포함하는 중화제, 특히 마그네슘 이온을 포함하는 중화제에 의한 중합체의 활성 산 부위에서의 중화 반응의 몰비는 0∼30%이고, 미중화된 활성 산 부위의 몰비는 15∼78%가 되도록 선택적으로 중화된다.
이러한 칼슘 이온을 포함하는 중화제에 의한 중합체의 활성 산 부위에서의 중화 반응의 몰비는 15∼40%이고, 1 이상의 1가 작용성 중화제, 특히 나트륨 이온을 포함하는 중화제에 의한 중합체의 활성 산 부위에서의 중화 반응의 몰비는 20∼50%이며, 마그네슘, 바륨, 아연 또는 알루미늄 이온 또는 2가 작용성 아민, 또는 이의 혼합물을 포함하는 중화제, 특히 마그네슘 이온을 포함하는 중화제에 의한 중합체의 활성 산 부위에서의 중화 반응의 몰비는 0∼30%이고, 미중화된 활성 산 부위의 몰비는 20∼40%가 된다.
그래서, 본 발명에 의하면, 수성 현탁액 중에서의 안료 및/또는 무기 충전제의 분쇄 조제로서 1 이상의 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체와 아크릴산 및/또는 메타크릴산의 공중합체 및/또는 단독중합체의 용도는, 1 이상의 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체와 아크릴산 및/또는 메타크릴산의 공중합체 및/또는 단독중합체가, 칼슘 이온을 포함하는 중화제에 의한 중합체의 활성 산 부위에서의 중화 반응의 몰비가 15∼40%이고, 1 이상의 1가 작용성 중화제, 특히 나트륨 이온을 포함하는 중화제에 의한 중합체의 활성 산 부위에서의 중화 반응의 몰비가 7∼70%이며, 마그네슘, 바륨, 아연 또는 알루미늄 이온 또는 2가 작용성 아민 또는 이의 혼합물을 포 함하는 중화제, 특히 마그네슘 이온을 포함하는 중화제에 의한 중합체의 활성 산 부위에서의 중화 반응의 몰비가 0∼30%이고, 미중화된 활성 산 부위의 몰비이 15∼78%가 되도록 중화되는 것을 특징으로 한다.
수성 현탁액 중의 안료 및/또는 무기 충전제의 분쇄 조제로서의 1 이상의 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체와 아크릴산 및/또는 메타크릴산의 공중합체 및/또는 단독중합체의 본 발명에 의한 용도는, 1 이상의 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체와 아크릴산 및/또는 메타크릴산의 공중합체 및/또는 단독중합체가 칼슘 이온을 포함하는 중화제에 의한 중합체의 활성 산 부위에서의 중화 반응의 몰비가 15∼40%이고, 1 이상의 1가 작용성 중화제, 특히 나트륨 이온을 포함하는 중화제에 의한 활성 산 부위에서의 중화 반응의 몰비가 20∼50%이고, 마그네슘, 바륨, 아연 또는 알루미늄 이온 또는 2가 작용성 아민, 또는 이의 혼합물을 포함하는 중화제, 특히 마그네슘 이온을 포함하는 중화제에 의한 중합체의 활성 산 부위에서의 중화 반응의 몰비는 0∼30%이고, 미중화된 활성 산 부위의 몰비가 20∼40%이 되도록 중화되는 것을 특징으로 하는 것이 바람직하다.
무기 입자의 수중에서의 분쇄 조제로서의 본 발명에 의하여 사용하고자 하는 단독중합체 및/또는 공중합체는 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 겔 투과 크로마토그래피 (GPC)로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 1,500∼50,000, 바람직하게는 5,000∼25,000인 단독중합체 또는 공중합체 중에서 선택된다.
또한, 본 발명에서 1 이상의 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체와 아크릴산 및/또는 메타크릴산의 수용성 공중합체 및/또는 단독중합체를 선택하여 사용하면 무기 물질, 특히 탄산칼슘의 분쇄가 종이용 매스 충전제 또는 코팅 제지 소스와 같은 불투명 특성이 개선된 제지 및/또는 도료 배합물을 얻을 수 있게 되어 최종 사용자에 의하여 요구되는 바와 같은 충분한 가시광 산란능을 지니며 미세한 무기 물질의 수성 현탁액이 제공된다.
그래서, 본 발명에 의하면, 안료 및/또는 무기 충전제의 수성 현탁액은 분쇄 조제를 포함하는 것을 특징으로 하며, 그리고 광 산란 계수 S로 표시한 가시광 산란능은 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 100 ㎡/㎏보다 큰 것을 특징으로 한다.
이러한 광 산란능은 문헌 [Kubelka-Munk , Zeitschrift fur Technische Physik 12, 539, (1931)] 및 문헌 [Kubelka, J. Optical Soc. Am. 38(5), 448, (1948) 및 J. Optical Soc. Am. 44(4), 330, (1954)]에 기재되어 있는 당업자에게 주지된 방법으로 측정광 산란의 Kubelka-Munk 계수로 표시된다.
각 테스트에 있어서, 아르조 위긴스 티프에서 상표명 Synteape로 시판하는 합성지 시이트를 사용할 수 있다.
Hand Coater 모델 KC202 실험실용 코팅기를 사용하여 코팅하기 이전에, 각각의 테스트에 있어서, 흑색 배경에 대한 미코팅지의 반사율 Rb을 측정하기 위하여 크기가 26 ㎝×18 ㎝이고 비중량이 60∼65 g/㎡인 종이 시이트를 평량하고, 이를 데이터컬러 (스위스 소재)의 상표명 Elrepho 3000 분광광도계에 의하여 흑색 플레이 트상에서 457 ㎚ 파장의 광 방사선으로 처리하였다.
결합제 [테스트하고자 하는 무기 충전제 100 g (건조)에 대하여 스티렌-아크릴 결합제 (상표명 Acronal S360D) 12 부]로 배합된 테스트 하고자 하는 각각의 현탁액을 Hand Coater 모델 KC202 실험실용 코팅기로 미리 평량한 종이 시이트에 도포하였다.
흑색 배경상에서의 종이의 반사율 R0을 측정하기 위하여 흑색 플레이트상에서 그리고 백색 배경상에서의 코팅지의 반사율 R1을 측정하기 위하여 10 개 이상의 미코팅지상에서 데이터컬러 (스위스 소재)의 상표명 Elrepho 3000 분광광도계로 상기 코팅 중량이 5∼50 g/㎡인 상기 코팅된 각각의 종이 시이트를 457 nm 파장의 광 방사선으로 처리하였으며, 여기서 r은 미코팅지의 시이트 적층물의 반사율을 나타낸다.
흑색 배경상에서의 코팅 단독의 반사율 Rsc은 수학식
Figure 112003022061615-pct00001
에 의하여 연산되며, 층의 투과율 Tsc은 수학식
Figure 112003022061615-pct00002
에 의하여 연산된다. 이 2 가지의 값으로부터 수학식
Figure 112003022061615-pct00003
의 무한의 두께를 갖는 코팅에 대한 이론치 반사율 R∞을 연산할 수 있다.
이러한 수학식으로부터 해당 안료 각각의 광 산란 계수 S는, 코팅 중량 P에 대하여 수학식
Figure 112003022061615-pct00004
로부터 기지의 코팅 중량에 대하여 연산할 수 있으며, 여기서
Figure 112003022061615-pct00005
이고,
Figure 112003022061615-pct00006
이다.
이러한 광 산란 계수 S는 코팅 중량에 따라서 결정되며, 20 g/㎡의 코팅 중량에 대한 광 산란 계수 S는 내삽에 의하여 결정된다.
또한, 이는 충전제 및/또는 안료가 천연 탄산칼슘, 예컨대 특히 방해석, 백악 또는 대리석, 침강 탄산칼슘으로 지칭되는 합성 탄산칼슘, 돌로마이트, 수산화마그네슘, 석고 또는 수산화알루미늄 또는 이의 혼합물 또는, 제지 및 도료 분야에서 통상적으로 사용되는 임의의 기타 충전제 및/또는 안료로부터 선택되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 충전제 및/또는 안료의 수성 현탁액은 특히 이들이 충전제 및/또는 안료의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.05∼5 중량% (건조)의 상기 분쇄 조제를 포함하며, 더더욱 특히 충전제 및/또는 안료의 총 건조 중량을 기준으로 하여 0.3∼1.0 중량% (건조)의 상기 분쇄 조제를 포함하는 것을 특징으로 하며, 이는 전술한 방법에 의하여 측정한 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 광 산란 계수 S에 의하여 측정한 가시광 산란능은 100 ㎡/㎏ 보다 큰 것을 특징으로 한다.
실제로, 미분쇄하고자 하는 무기 물질의 분쇄 작업은 분쇄 조제 함량의 전부 또는 일부를 포함하는 수성 매체중에서 분쇄체를 사용하여 무기 물질을 매우 미세한 입자로 분쇄하는 것으로 이루어진다. 분쇄하고자 하는 무기 물질의 수성 현탁액이 형성된다.
분쇄 조제 함량의 일부를 사용시, 분쇄의 기계적 작업 중에 보충물을 동시에 첨가한다.
분쇄하고자 하는 무기 물질의 현탁액에 입도가 0.20∼4 ㎜인 것이 이로운 분쇄체를 첨가한다. 분쇄체는 고 강도의 합성 수지, 스틸 등 뿐 아니라, 각종의 산화규소, 산화알루미늄, 산화지르코늄 또는 이의 혼합물 등의 물질의 입자 형태를 갖는다. 이와 같은 분쇄체의 조성의 예로는 특허 FR 제2,303,681호에 기재되어 있는데, 이 문헌에는 분쇄 성분이 30∼70 중량%의 산화지르코늄, 0.1∼5%의 산화알루미늄 및 5∼20 중량%의 산화규소로 이루어진 것으로 기재되어 있다. 이러한 분쇄체는, 분쇄 물질과 분쇄하고자 하는 무기 물질간의 중량비가 2/1 이상, 바람직하게는 3/1∼5/1이 되도록 하는 함량으로 현탁액에 첨가되는 것이 바람직하다.
마이크로-부품이 장착된 통상의 분쇄기내에서 수행되는 것과 같은 기계적 교반 작업으로 현탁액 및 분쇄체의 혼합물을 처리한다.
또한, 본 발명에 의한 분쇄 조제는 미분쇄하고자 하는 무기 물질의 건조 중량을 기준으로 하여 중합체의 건조 분율의 0.05∼5 중량%, 바람직하게는 0.3∼1.0 중량% 비율로 무기 물질의 수성 현탁액 및 분쇄체에 의해 형성된 혼합물내에 투입된다.
분쇄후 무기 물질의 우수한 미세도를 산출하는데 소요되는 시간은 분쇄하고자 하는 무기 물질의 성질 및 함량에 따라 그리고, 분쇄 작업 중의 매체의 온도 및 사용된 교반 방식에 따라 다르다.
그리하여 얻은 수성 현탁액은 종이의 코팅 및/또는 매스 충전 분야에서 사용 될 수 있다.
본 발명에 의한 코팅 조성물은 이들이 본 발명에 의한 무기 물질의 수성 현탁액을 포함하는 것을 특징으로 하며, 그리고 이들은 전술한 방법에 의하여 측정한 코팅 중량 20 g/㎡에 대한 광 산란 계수 S의 값에 의하여 측정된 가시광 산란능이 100 ㎡/㎏ 보다 큰 것을 특징으로 한다.
이와 같이 하여 제조 및/또는 코팅된 종이는 본 발명에 의한 충전제 및/또는 안료의 수성 현탁액을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 코팅 소스의 사용에 의하여 코팅된 종이는 불투명도가 증가된, 즉 종래의 코팅지보다 불투명도가 더 큰 것을 특징으로 한다.
본 발명의 범위 및 이의 특징은 하기의 비제한적인 실시예에 의하여 더 잘 이해될 것이다.
실시예 1
본 실시예는 분쇄 조제로서 사용하고자 하는 본 발명에 의한 단독중합체 및/또는 공중합체의 중화제를 선택함으로써 가시광 산란능이 증가된 천연 탄산칼슘의 수성 현탁액을 얻을 수 있다는 것을 예시한다.
각 테스트에 있어서, 분쇄하고자 하는 건조 탄산칼슘의 중량을 기준으로 한 비율로 나타낸 각 테스트에서의 표기한 함량에 의하여, 분쇄하고자 하는 탄산칼슘의 현탁액중의 분쇄 조제를 투입하여 각종의 분쇄 조제를 테스트하였다.
분쇄하고자 하는 천연 탄산칼슘은 중위 입경이 약 20 ㎛가 되도록 하는 입도를 갖는 대리석이다.
이러한 현탁액은 고정 실린더 및 회전 임펠러를 구비한 상표명 Dyno-Mill 형 분쇄기 내에서 순환되며, 이의 분쇄체는 직경이 0.6 ㎜∼1.0 ㎜인 강옥구로 이루어져 있다.
분쇄체가 차지하는 총 체적은 1,150 ㎤이고, 이의 중량은 2,900 g이다.
분쇄실은 체적이 1,400 ㎤이다.
분쇄기의 원주 속도는 10 m/s이다.
탄산칼슘 현탁액은 18 ℓ/h의 속도로 재순환된다.
상표명 Dyno-Mill 분쇄기의 출구에는 분쇄로부터 생성된 현탁액과 분쇄체를 분리할 수 있는 200 미크론의 메쉬가 구비된 분리기가 제공된다. 각각의 분쇄 테스트 시의 온도는 약 60℃로 유지된다.
분쇄 말기(To)에, 안료 현탁액 샘플을 플라스크에서 회수한다. 입자의 72%의 직경이 1 ㎛ 미만인 이 현탁액의 입도를 마이크로메리틱스의 상표명 Sedigraph 5100 입도기를 사용하여 측정하였다.
수성 현탁액의 최종 농도는 당업자에게 주지된 농도 증가의 방법 및 장치를 사용하여 71 건물% (dry matter %)로 조정되었다. 이후, 광 산란 계수 S는 전술한 바와 같은 방법에 의하여 측정하였다.
테스트 1
본 테스트는 종래 기술을 예시하는 것으로서, 탄산칼슘의 건조 중량을 기준으로 하여, 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 GPC로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 7,000인 완전 중화된 나트륨 폴리아크릴레이트 0.50 중량% (건조)를 사용하였다.
전술한 방법에 의하여 얻은 광 산란 계수 S는 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 90 ㎡/㎏이다.
테스트 2
본 테스트는 종래 기술을 예시하는 것으로서, 탄산칼슘의 건조 중량을 기준으로 하여, 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 GPC로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 5,500인 혼합 마그네슘 폴리아크릴레이트 및 나트륨 폴리아크릴레이트 (50 몰%의 마그네슘 - 50 몰%의 나트륨) 0.55 중량% (건조)를 사용한다.
전술한 방법에 의하여 얻은 광 산란 계수 S는 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 87 ㎡/㎏이다.
테스트 3
본 테스트는 종래 기술을 예시하는 것으로서, 탄산칼슘의 건조 중량을 기준으로 하여, 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 GPC로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 4,500인 혼합 나트륨 폴리아크릴레이트 및 칼슘 폴리아크릴레이트 (70 몰%의 나트륨 - 30 몰%의 칼슘) 0.55 중량% (건조) 를 사용하였다.
전술한 방법에 의하여 얻은 광 산란 계수 S는 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 95 ㎡/㎏이다.
테스트 4
본 테스트는 본 발명에 포함되지 않는 것으로서, 탄산칼슘의 건조 중량을 기준으로 하여, 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 GPC로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 6,500인 나트륨 폴리아크릴레이트 (5 몰%의 나트륨 - 95 몰%의 유리 카르복실) 0.60 중량% (건조)를 사용하였다.
전술한 방법에 의하여 얻은 광 산란 계수 S는 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 93 ㎡/㎏이다.
테스트 5
본 테스트는 본 발명을 예시하는 것으로서, 탄산칼슘의 건조 중량을 기준으로 하여, 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 GPC로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 5,500인 혼합 나트륨 폴리아크릴레이트 - 칼슘 폴리아크릴레이트 - 마그네슘 폴리아크릴레이트 (7 몰%의 나트륨 - 30 몰%의 칼슘 - 15 몰%의 마그네슘 - 48 몰%의 유리 카르복실) 0.55 중량% (건조)를 사용하였다.
전술한 방법에 의하여 얻은 광 산란 계수 S는 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 132 ㎡/㎏이다.
테스트 6
본 테스트는 본 발명을 예시하는 것으로서, 탄산칼슘의 건조 중량을 기준으로 하여, 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 GPC로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 5,500인 혼합 나트륨 폴리아크릴레이트 - 칼슘 폴리아크릴레이트 - 마그네슘 폴리아크릴레이트 (15 몰%의 나트륨 - 30 몰%의 칼슘 - 15 몰%의 마그네슘 - 40 몰%의 유리 카르복실) 0.55 중량% (건조)를 사용하였다.
전술한 방법에 의하여 얻은 광 산란 계수 S는 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 130 ㎡/㎏이다.
테스트 7
본 테스트는 본 발명을 예시하는 것으로서, 탄산칼슘의 건조 중량을 기준으로 하여, 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 GPC로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 5,500인 혼합 나트륨 폴리아크릴레이트 - 칼슘 폴리아크릴레이트 - 마그네슘 폴리아크릴레이트 (25 몰%의 나트륨 - 30 몰%의 칼슘 - 15 몰%의 마그네슘 - 30 몰%의 유리 카르복실) 0.55 중량% (건조)를 사용하였다.
전술한 방법에 의하여 얻은 광 산란 계수 S는 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 145 ㎡/㎏이다.
테스트 8
본 테스트는 본 발명에 포함되지 않는 것으로서, 탄산칼슘의 건조 중량을 기준으로 하여, 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 GPC로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 5,500인 혼합 나트륨 폴리아크릴레이트 및 칼슘 폴리아크릴레이트 (7 몰%의 나트륨 - 7 몰%의 칼슘 - 86 몰%의 유리 카르복실) 0.55 중량% (건조)를 사용하였다.
전술한 방법에 의하여 얻은 광 산란 계수 S는 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 95 ㎡/㎏이다.
테스트 9
본 테스트는 본 발명을 예시하는 것으로서, 탄산칼슘의 건조 중량을 기준으로 하여, 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 GPC로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 5,500인 혼합 나트륨 폴리아크릴레이트 및 칼슘 폴리아크릴레이트 (7 몰%의 나트륨 - 15 몰%의 칼슘 - 78 몰%의 유리 카르복실) 0.55 중량% (건조)를 사용하였다.
전술한 방법에 의하여 얻은 광 산란 계수 S는 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 125 ㎡/㎏이다.
테스트 10
본 테스트는 본 발명을 예시하는 것으로서, 탄산칼슘의 건조 중량을 기준으로 하여, 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 GPC로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 5,500인 혼합 나트륨 폴리아크릴레이트 및 칼슘 폴리아크릴레이트 (7 몰%의 나트륨 - 40 몰%의 칼슘 - 53 몰%의 유리 카르복실) 0.55 중량% (건조)를 사용하였다.
전술한 방법에 의하여 얻은 광 산란 계수 S는 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 140 ㎡/㎏이다.
테스트 11
본 테스트는 본 발명을 예시하는 것으로서, 탄산칼슘의 건조 중량을 기준으로 하여, 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 GPC로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 5,500인 혼합 나트륨 폴리아크릴레이트 및 칼슘 폴리아크릴레이트 (15 몰%의 나트륨 - 30 몰%의 칼슘 - 55 몰%의 유리 카르복실) 0.55 중량% (건조)를 사용하였다.
전술한 방법에 의하여 얻은 광 산란 계수 S는 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 140 ㎡/㎏이다.
테스트 12
본 테스트는 본 발명을 예시하는 것으로서, 탄산칼슘의 건조 중량을 기준으로 하여, 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상 표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 GPC로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 5,500인 혼합 나트륨 폴리아크릴레이트 - 칼슘 폴리아크릴레이트 - 마그네슘 폴리아크릴레이트 (15 몰%의 나트륨 - 30 몰%의 칼슘 - 15 몰%의 마그네슘 - 40 몰%의 유리 카르복실) 0.55 중량% (건조)를 사용하였다.
전술한 방법에 의하여 얻은 광 산란 계수 S는 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 130 ㎡/㎏이다.
테스트 13
본 테스트는 본 발명을 예시하는 것으로서, 탄산칼슘의 건조 중량을 기준으로 하여, 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 GPC로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 5,500인 혼합 나트륨 폴리아크릴레이트 - 칼슘 폴리아크릴레이트 - 마그네슘 폴리아크릴레이트 (15 몰%의 나트륨 - 30 몰%의 칼슘 - 30 몰%의 마그네슘 - 25 몰%의 유리 카르복실) 0.65 중량% (건조)를 사용하였다.
전술한 방법에 의하여 얻은 광 산란 계수 S는 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 143 ㎡/㎏이다.
여러가지 결과에 의하면, 전술한 성질을 얻기 위하여, 칼슘 이온을 포함하는 중화제에 의한 중합체의 활성 산 부위에서의 중화 반응의 몰비는 15∼40%이어야만 하고, 1 이상의 1가 작용성 제제에 의한 중합체의 활성 산 부위에서의 중화 반응의 몰비는 7∼70%이어야 하고, 마그네슘 이온을 포함하는 중화제에 의한 중합체의 활성 산 부위에서의 중화 반응의 몰비는 0∼30%이어야만 하며, 미중화된 활성 산 부위의 몰비는 15∼78%이어야만 한다.
실시예 2
본 실시예는 분쇄 조제로서 사용된 본 발명에 의한 단독중합체 및/또는 공중합체의 분자량이 가시광 산란능이 개선된 천연 탄산칼슘의 수성 현탁액을 얻을 수 있다는 것에 관한 것이다.
각 테스트에 있어서, 각종 분쇄 조제를 실시예 1과 동일한 절차 및 장치를 사용하여 테스트하였다.
테스트 14
본 테스트는 본 발명을 예시하는 것으로서, 탄산칼슘의 건조 중량을 기준으로 하여, 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 GPC로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 7,000인 혼합 나트륨 폴리아크릴레이트 및 칼슘 폴리아크릴레이트 (50 몰%의 나트륨 - 30 몰%의 칼슘 - 20 몰%의 유리 카르복실) 0.35 중량% (건조)를 사용하였다.
전술한 방법에 의하여 얻은 광 산란 계수 S는 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 145 ㎡/㎏이다.
테스트 15
본 테스트는 본 발명을 예시하는 것으로서, 탄산칼슘의 건조 중량을 기준으 로 하여, 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 GPC로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 7,750인 혼합 나트륨 폴리아크릴레이트 및 칼슘 폴리아크릴레이트 (55 몰%의 나트륨 - 30 몰%의 칼슘 - 15 몰%의 유리 카르복실) 0.23 중량% (건조)를 사용하였다.
전술한 방법에 의하여 얻은 광 산란 계수 S는 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 145 ㎡/㎏이다.
테스트 16
본 테스트는 본 발명을 예시하는 것으로서, 탄산칼슘의 건조 중량을 기준으로 하여, 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 GPC로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 10,000인 혼합 나트륨 폴리아크릴레이트 - 칼슘 폴리아크릴레이트 - 마그네슘 폴리아크릴레이트 (50 몰%의 나트륨 - 15 몰%의 칼슘 - 15 몰%의 마그네슘 - 20 몰%의 유리 카르복실) 0.23 중량% (건조)를 사용하였다.
전술한 방법에 의하여 얻은 광 산란 계수 S는 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 155 ㎡/㎏이다.
테스트 17
본 테스트는 본 발명을 예시하는 것으로서, 탄산칼슘의 건조 중량을 기준으로 하여, 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상 표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 GPC로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 6,000인 혼합 나트륨 폴리아크릴레이트 - 칼슘 폴리아크릴레이트 - 마그네슘 폴리아크릴레이트 (25 몰%의 나트륨 - 35 몰%의 칼슘 - 10 몰%의 마그네슘 - 30 몰%의 유리 카르복실) 0.45 중량% (건조)를 사용하였다.
전술한 방법에 의하여 얻은 광 산란 계수 S는 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 145 ㎡/㎏이다.
테스트 18
본 테스트는 본 발명을 예시하는 것으로서, 탄산칼슘의 건조 중량을 기준으로 하여, 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 GPC로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 17,000인 혼합 나트륨 폴리아크릴레이트 및 칼슘 폴리아크릴레이트 (50 몰%의 나트륨 - 30 몰%의 칼슘 - 20 몰%의 유리 카르복실) 0.30 중량% (건조)를 사용하였다.
전술한 방법에 의하여 얻은 광 산란 계수 S는 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 125 ㎡/㎏이다.
테스트 19
본 테스트는 본 발명을 예시하는 것으로서, 탄산칼슘의 건조 중량을 기준으로 하여, 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 GPC로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 10,000인 나트륨 - 칼슘 - 마그네슘으로 중화된 아크릴산 - 아크릴아미도 메틸 프로판 설폰산 (각각 95 중량% - 5 중량%)의 공중합체 (25 몰%의 유리 카르복실 - 35 몰%의 나트륨 - 25 몰%의 칼슘 - 15 몰%의 마그네슘) 0.50 중량% (건조)를 사용하였다.
전술한 방법에 의하여 얻은 광 산란 계수 S는 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 135 ㎡/㎏이다.
테스트 20
본 테스트는 본 발명을 예시하는 것으로서, 탄산칼슘의 건조 중량을 기준으로 하여, 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 GPC로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 10,000인 나트륨 - 칼슘 - 마그네슘으로 중화된 아크릴산 - 아크릴아미드 (각각 90 중량% - 10 중량%)의 공중합체 (25 몰%의 유리 카르복실 - 35 몰%의 나트륨 - 25 몰%의 칼슘 - 15 몰%의 마그네슘) 0.50 중량% (건조)를 사용하였다.
전술한 방법에 의하여 얻은 광 산란 계수 S는 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 150 ㎡/㎏이다.
테스트 21
본 테스트는 본 발명을 예시하는 것으로서, 탄산칼슘의 건조 중량을 기준으로 하여, 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 GPC로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 10,000인 나트륨 - 칼슘 - 마그네슘으로 중화된 아크릴산 - 메타크릴산 (각각 85 중량% - 15 중량%)의 공중합체 (25 몰%의 유리 카르복실 - 35 몰%의 나트륨 - 25 몰%의 칼슘 - 15 몰%의 마그네슘) 0.55 중량% (건조)를 사용하였다.
전술한 방법에 의하여 얻은 광 산란 계수 S는 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 137 ㎡/㎏이다.
테스트 22
본 테스트는 본 발명을 예시하는 것으로서, 탄산칼슘의 건조 중량을 기준으로 하여, 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 GPC로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 10,000인 나트륨 - 칼슘 - 마그네슘으로 중화된 아크릴산 - 에틸 아크릴레이트 (각각 95 중량% - 5 중량%)의 공중합체 (25 몰%의 유리 카르복실 - 35 몰%의 나트륨 - 25 몰%의 칼슘 - 15 몰%의 마그네슘) 0.55 중량% (건조)를 사용하였다.
전술한 방법에 의하여 얻은 광 산란 계수 S는 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 129 ㎡/㎏이다.
테스트 23
본 테스트는 본 발명을 예시하는 것으로서, 탄산칼슘의 건조 중량을 기준으로 하여, 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 GPC로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 10,000인 나트륨 - 칼슘 - 마그네슘으로 중화된 아크릴산 - 부틸 아크릴레이트 (각각 95 중량% - 5 중량%)의 공중합체 (25 몰%의 유리 카르복실 - 35 몰%의 나트륨 - 25 몰%의 칼슘 - 15 몰%의 마그네슘) 0.55 중량% (건조)를 사용하였다.
전술한 방법에 의하여 얻은 광 산란 계수 S는 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 123 ㎡/㎏이다.
테스트 24
본 테스트는 본 발명을 예시하는 것으로서, 탄산칼슘의 건조 중량을 기준으로 하여, 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 GPC로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 10,000인 나트륨 - 칼슘 - 마그네슘으로 중화된 아크릴산 - 에틸렌 글리콜 메타크릴레이트 포스페이트 (각각 95 중량% - 5 중량%)의 공중합체 (25 몰%의 유리 카르복실 - 35 몰%의 나트륨 - 25 몰%의 칼슘 - 15 몰%의 마그네슘) 0.55 중량% (건조)를 사용하였다.
전술한 방법에 의하여 얻은 광 산란 계수 S는 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 128 ㎡/㎏이다.
여러가지 결과에 의하면, 전술한 성질을 얻기 위하여, 본 발명에 의하여 사용된 단독중합체 또는 공중합체의 평균 분자량 Mw은 기준 물질로서 사용한 표준물이 쏘시에떼 폴리머 스탠다즈 서비스에서 상표명 PSS-PAA로 시판하는 18K∼2K 시리즈 의 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 GPC로 측정하여 1,500∼50,000, 바람직하게는 5,000∼25,000인 것을 알 수 있다.

Claims (20)

  1. 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체와 아크릴산의 공중합체 또는 아크릴산의 단독중합체로 구성되는 수성 현탁액 중의 무기 물질의 분쇄 보조제로서, 상기 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체와 아크릴산의 공중합체 또는 아크릴산의 단독중합체는 칼슘 이온을 포함하는 중화제에 의한 중합체의 활성 산 부위의 몰비가 15∼40%이고, 1가 작용성 중화제에 의한 중합체의 활성 산 부위의 몰비가 7∼70%이며, 마그네슘을 포함하는 중화제에 의한 중합체의 활성 산 부위의 몰비가 0∼30%이고, 미중화된 활성 산 부위의 몰비가 15∼78%가 되도록 중화되어 있는 것을 특징으로 하는 수성 현탁액 중의 무기 물질의 분쇄 보조제.
  2. 제1항에 있어서, 상기 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체와 아크릴산의 공중합체 또는 아크릴산의 단독중합체가 칼슘 이온을 포함하는 중화제에 의한 중합체의 활성 산 부위의 몰비가 15∼40%이고, 1가 작용성 중화제에 의한 중합체의 활성 산 부위의 몰비가 20∼50%이며, 마그네슘 이온을 포함하는 중화제에 의한 중합체의 활성 산 부위의 몰비가 15∼30%이고, 미중화된 활성 산 부위의 몰비가 20∼40%가 되도록 중화되어 있는 것을 특징으로 하는 수성 현탁액 중의 무기 물질의 분쇄 보조제.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 1가 작용성 중화제(들)는 알칼리 양이온의 수산화물 또는 암모니아 용액으로부터 또는, 지방족, 고리형 또는 지방족과 고리형 1차 또는 2차 아민으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 수성 현탁액 중의 무기 물질의 분쇄 보조제.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체와 아크릴산의 공중합체 또는 아크릴산의 단독중합체가, 기준 물질로서 사용한 표준물이 나트륨 폴리아크릴레이트에 속하는 수성 겔 투과 크로마토그래피 (GPC)로 측정한 중량 평균 분자량 Mw가 1,500∼50,000인 것을 특징으로 하는 수성 현탁액 중의 무기 물질의 분쇄 보조제.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 아크릴산의 단독중합체로 구성되는 것을 특징으로 하는 수성 현탁액 중의 무기 물질의 분쇄 보조제.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 크로톤산, 푸마르산, 말레산 무수물 및 2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판 설폰산의 산 형태 또는 부분 중화된 형태, 2-메타크릴아미도-2-메틸-1-프로판 설폰산의 산 형태 또는 부분 중화된 형태, 3-메타크릴아미도-2-히드록시-1-프로판 설폰산의 산 형태 또는 부분 중화된 형태, 알릴설폰산, 메탈릴설폰산, 알릴옥시벤젠 설폰산, 메탈릴옥시벤젠 설폰산, 2-히드록시-3-(2-프로페닐옥시)프로판 설폰산, 2-메틸-2-프로펜-1-설폰산, 에틸렌 설폰산, 프로펜 설폰산, 2-메틸 설폰산, 스티렌 설폰산 및 이의 염, 비닐 설폰산, 나트륨 메탈릴설포네이트, 설포프로필 아크릴레이트, 설포프로필 메타크릴레이트, 설포메틸아크릴아미드, 설포메틸메타크릴아미드로부터 선택되거나 또는, 아크릴아미드, 메틸아크릴아미드, 아크릴산의 에스테르, 메타크릴산의 에스테르로부터 선택되거나 또는, 비닐피롤리돈, 비닐카프롤락탐, 이소부틸렌, 디이소부틸렌, 비닐 아세테이트, 스티렌, 알파메틸스티렌, 비닐메틸에테르 또는 알릴 화합물 및 이의 유도체로부터 선택되는 아크릴, 비닐 또는 알릴 단량체와 아크릴산의 수용성 공중합체로 구성되는 것을 특징으로 하는 수성 현탁액 중의 무기 물질의 분쇄 보조제.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중합 반응으로부터 생성된 단독중합체 또는 공중합체는 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올, 아세톤, 테트라히드로푸란 또는 이의 혼합물로 구성된 군에 속하는 극성 용제에 의하여 정적 방법 또는 동적 방법으로 처리되어 다수의 상으로 분리될 수 있는 것을 특징으로 하는 수성 현탁액 중의 무기 물질의 분쇄 보조제.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 분말 형태인 것을 특징으로 하는 수성 현탁액 중의 무기 물질의 분쇄 보조제.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 무기 물질의 건조 중량을 기준으로 하여 0.05∼5 중량% (건조)의 비율로 투입되는 것을 특징으로 하는 수성 현탁액 중의 무기 물질의 분쇄 보조제.
  10. 광 산란 계수 S에 의하여 측정한 가시광 산란능이 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 100 ㎡/㎏ 보다 큰 것을 특징으로 하는 제1항 또는 제2항의 분쇄 보조제를 포함하는 것을 특징으로 하는 무기 입자의 수성 현탁액.
  11. 제10항에 있어서, 무기 물질의 건조 중량을 기준으로 하여 분쇄 보조제 0.05∼5 중량% (건조)를 포함하며, 광 산란 계수 S에 의하여 측정한 가시광 산란능이 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 100 ㎡/㎏ 보다 큰 것을 특징으로 하는 것인 무기 입자의 수성 현탁액.
  12. 제10항에 있어서, 무기 입자는 천연 탄산칼슘, 침강 탄산칼슘으로도 지칭되는 합성 탄산칼슘, 돌로마이트, 수산화마그네슘, 석고 또는 수산화알루미늄 또는 이의 혼합물로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 것인 무기 입자의 수성 현탁액.
  13. 제10항에 있어서, 도료 및 종이의 코팅 및 매스 충전 분야용인 무기 입자의 수성 현탁액.
  14. 광 산란 계수 S에 의하여 측정한 가시광 산란능이 코팅 중량 20 g/㎡에 대하여 100 ㎡/㎏ 보다 큰 것을 특징으로 하는 제10항의 수성 현탁액을 포함하는 것을 특징으로 하는 제지 코팅 소스.
  15. 제10항의 수성 현탁액을 사용하여 제조, 코팅 또는 제조와 코팅된 종이.
  16. 불투명도가 증가되는 것을 특징으로 하는 제14항의 코팅 소스를 사용하여 코팅된 종이.
  17. 제10항의 수성 현탁액을 사용하여 얻은 도료.
  18. 제4항에 있어서, 상기 중량 평균 분자량 Mw가 5,000∼25,000인 것을 특징으로 하는 것인 수성 현탁액 중의 무기 물질의 분쇄 보조제.
  19. 제11항에 있어서, 상기 분쇄 보조제 0.3∼1.0 중량% (건조)를 포함하는 것을 특징으로 하는 것인 무기 입자의 수성 현탁액.
  20. 제3항에 있어서, 상기 알칼리 양이온이 칼륨 또는 나트륨 이온인 것을 특징으로 하는 것인 수성 현탁액 중의 무기 물질의 분쇄 보조제.
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