(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙材料と、分散性の改善された処理済み無機コア粒子とを含むラミネート用の紙であって、
（ａ）多孔質シリカ処理済み無機コア粒子および水を含むスラリーを、少なくとも９０℃の温度で加熱するステップと、
（ｂ）ｐＨを８．０〜９．５に維持しながら、可溶性アルミナ源を、工程（ａ）からの前記スラリーに添加して、前記多孔質シリカ処理済み無機コア粒子上にアルミナ処理物を形成するステップと、を含む方法により製造され、
前記処理済み無機コア粒子は、高密度のシリカ処理物も高密度のアルミナ処理物も含まず、前記処理済み無機コア粒子の全重量を基準にして７％〜１４％の量で存在するシリカおよび前記処理済み無機コア粒子の全重量を基準にして４．０％〜８．０％の量で存在するアルミナを有し、表面処理物が粒子−粒子間で実質的に均質である、ラミネート用の紙。
【請求項２】
前記紙材料が不透明なセルロースパルプベースのシートを含む、請求項１に記載のラミネート用の紙。
【請求項３】
前記ラミネート用の紙に含浸するのに用いる樹脂をさらに含む、請求項１に記載のラミネート用の紙。
【請求項４】
前記ラミネート用の紙に含浸するのに用いる樹脂が、フェノール樹脂またはメラミン樹脂である、請求項３に記載のラミネート用の紙。
【請求項５】
前記無機コア粒子が、チタン、アルミニウム、亜鉛、銅または鉄の酸化物、カルシウム、ストロンチウムもしくはバリウムの硫酸塩、硫化亜鉛、硫化銅、ゼオライト、マイカ、タルク、カオリン、ムライト、炭酸カルシウムまたはシリカである、請求項１に記載のラミネート用の紙。
【請求項６】
前記無機コア粒子が、二酸化チタン、ＴｉＯ2または硫酸バリウムである、請求項５に記載のラミネート用の紙。
【請求項７】
前記無機コア粒子が、二酸化チタン、ＴｉＯ2である、請求項６に記載のラミネート用の紙。
【請求項８】
工程（ａ）の前記スラリーが、９３〜９７℃の温度まで加熱される、請求項１に記載のラミネート用の紙。
【請求項９】
前記可溶性アルミナ源が、アルミン酸アニオンのアルカリ金属塩である、請求項１に記載のラミネート用の紙。
【請求項１０】
前記可溶性アルミナ源が、アルミン酸ナトリウムまたはアルミン酸カリウムである、請求項９に記載のラミネート用の紙。
【請求項１１】
前記処理済み無機コア粒子が、水に完全に分散して、１０分未満にスラリーを形成する、請求項１に記載のラミネート用の紙。
【請求項１２】
前記多孔質シリカ処理済み無機コア粒子中の前記シリカが、発熱性シリカの発熱性無機コア粒子上への堆積により、四塩化ケイ素の四塩化チタンとの共酸素化により、または前記無機コア粒子上への凝縮相水性酸化物沈殿による堆積により、施される、請求項１に記載のラミネート用の紙。
【請求項１３】
前記多孔質シリカ処理済み無機コア粒子および水を含むスラリーが、
（ａ１）無機コア粒子の水中スラリーを提供するステップと、
（ａ２）前記スラリーを、３０〜４０℃まで加熱し、前記ｐＨを３．５〜７．５に調整するステップと、
（ａ３）前記ｐＨを３．５〜７．５に維持しながら、可溶性ケイ酸塩溶液を前記スラリーに添加するステップと、
（ａ４）少なくとも５分間攪拌するステップと
を含む方法により作製される、請求項１２に記載のラミネート用の紙。
【請求項１４】
前記スラリーを、３３〜３７℃の温度まで加熱する、請求項１３に記載のラミネート用の紙。
【請求項１５】
前記可溶性ケイ酸塩が、ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムである、請求項１４に記載のラミネート用の紙。
【請求項１６】
分散性の改善された処理済み無機コア粒子を含むラミネート用の紙を含むラミネートされた紙であって、
前記ラミネート用の紙が、
（ａ）多孔質シリカ処理済み無機コア粒子および水を含むスラリーを、少なくとも９０℃の温度で加熱するステップと、
（ｂ）ｐＨを８．０〜９．５に維持しながら、可溶性アルミナ源を、工程（ａ）からの前記スラリーに添加して、前記多孔質シリカ処理済み無機コア粒子上にアルミナ処理物を形成するステップと、を含む方法により製造され、
前記処理済み無機コア粒子は、高密度のシリカ処理物も高密度のアルミナ処理物も含まず、前記処理済み無機コア粒子の全重量を基準にして７％〜１４％の量で存在するシリカおよび前記処理済み無機コア粒子の全重量を基準にして４．０％〜８．０％の量で存在するアルミナを有し、表面処理物が粒子−粒子間で実質的に均質である、ラミネートされた紙。
【請求項１７】
前記ラミネート用の紙にラミネートされたクラフト紙をさらに含む、請求項１６に記載のラミネートされた紙。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ラミネート紙およびかかる紙から作製された紙ラミネートに関する。特に、ラミネート紙は、分散性の改善された処理済み無機酸化物コア粒子、特に、処理済み二酸化チタン粒子を含む。
【背景技術】
【０００２】
紙ラミネートは、一般に、業界で周知であり、テーブルやデスクトップ、カウンタートップ、壁パネル、床仕上げ材、テーブルウェア等をはじめとする様々な用途に好適である。紙ラミネートは、極めて耐久性のあるものとして作製できるためこのような広範な用途を有し、木材、石、大理石やタイルといった広範な建設材料に似せる（外観と質感の両方において）こともでき、画像や色をつけて装飾することができる。
【０００３】
典型的に、紙ラミネートは、紙を、様々な種類の樹脂に含浸し、ラミネート紙の１つまたは複数の種類の数枚の層を組立て、樹脂を硬化状態に変換しながら、組立て品を一体型コア構造へと固めることにより作製される。用いる樹脂およびラミネート紙の種類、ならびに最終組立て品の組成は、概して、ラミネートの最終用途により決まる。
【０００４】
装飾紙ラミネートは、装飾された紙層を、一体型コア構造において上部紙層として利用することにより作製することができる。コア構造の残りは、典型的に、様々な支持紙層を含み、支持層の外観が、装飾層の外観に悪影響を及ぼさないよう、装飾層と支持層間に１つまたは複数の極めて不透明な中間層を有している。
【０００５】
紙ラミネートは、低圧と高圧のラミネーションプロセスの両方により製造される。
【０００６】
様々な方法を用いて、低圧ラミネーションにより紙ラミネートを提供することができる。例えば、１つまたは複数の樹脂飽和紙シートが、合板、パーティクルボードまたはファイバーボードのシートにラミネートされる単一開口のクイックサイクルプレスを用いることができる。樹脂飽和紙の１つまたは複数の層が、連続ラミネーティング装置を通して、プレート、ローラまたはベルト間を動くにつれて、一体型構造へとプレスされる「連続ラミネータ」を用いることができる。あるいは、ラミネートシート（連続ウェブまたはあるサイズへとカットされたもの）をパーティクルまたはファイバーボード等へとプレスし、「グルーライン」を用いて、ラミネートシートをボードへ接着してもよい。いくつかのラミネートを含む単一または複数開口のプレスを用いてもよい。
【０００７】
高圧ラミネーションによる紙ラミネートの製造においては、複数のシートを熱硬化性樹脂で含浸し、任意選択で、装飾シートを上に配置し、重ね合わせて積み重ねる。この組立て品を、少なくとも約５００ｐｓｉの圧力で、熱および圧力により固める。通常、複数のシート組立て品をスタックで挿入することにより、２つ以上のラミネートが一度で形成される。各組立て品は、剥離媒体により分離され、これによって、熱および圧力により固めた後、個々のラミネートに分離できる。
【０００８】
このようにして形成されたラミネートを、コンタクト接着剤、ウレア−ホルムアルデヒド、ホワイトグルー（ポリ酢酸ビニルエマルジョン）、ホットメルト、フェノールまたはレゾルシノールホルムアルデヒド、エポキシ、コールタール、アニマルグルー等の接着剤を用いて、合板、ハードボード、パーティクルボード、ファイバーボード、複合体等の基材へ接着する。
【０００９】
かかるラミネートの製造中、低圧のラミネーションプロセスか高圧のラミネーションプロセスかにより、ラミネートの装飾表面部分に耐摩耗性を付与して、テーブルやカウンタートップ、壁パネルおよび床仕上げ等の最終用途におけるかかるラミネートの有用性を高めるのが望ましいことが分かっている。かかる耐摩耗性は、例えば、プリントシートのバリアとなるオーバーレイシートの適用により紙ラミネートに付与することができる。プリントシートが装飾の場合には、オーバーレイは実質的に透明とすべきである。耐摩耗性樹脂コーティングもまた、ラミネートの表面に適用されてきた。
【００１０】
防湿性をかかる紙ラミネートのベースに付与することも望ましいことが分かっており、これは、防湿層をラミネートのベースに接着することによって行うことができる。
【００１１】
かかる紙ラミネートは、例えば、その開示が全て本明細書に参照により完全に記載されているかのように援用される米国再発行特許第３０２３３号明細書、米国特許第４２３９５４８号明細書、米国特許第４５９９１２４号明細書、米国特許第４６８９１０２号明細書、米国特許第５４２５９８６号明細書、米国特許第５６７９２１９号明細書、米国特許第６２８７６８１号明細書、米国特許第６２９０８１５号明細書、米国特許第６４１３６１８号明細書、米国特許第６５５１４５５号明細書、米国特許第６７０６３７２号明細書、米国特許第６７０９７６４号明細書、米国特許第６７６１９７９号明細書、米国特許第６７８３６３１号明細書および米国特許出願公開第２００３／０１３８６００号明細書に見られる。
【００１２】
かかる紙ラミネートの紙は、一般に、樹脂含浸セルロースパルプベースのシートを含み、パルプは、主に、ユーカリ等の広葉樹をベースとしているが、少量の針葉樹パルプと組み合わせられることもある。必要な不透明度を得るために、顔料（二酸化チタン等）およびフィラーを、約４５ｗｔ％以下の量（樹脂含浸前の乾燥総重量を基準とする）で添加する。紙の所望の最終特性を得るために、湿潤強化、保持、サイジング（内部および表面）および定着剤等の他の添加剤を適宜添加してもよい。紙を含浸するのに用いる樹脂としては、例えば、ジアリルフタレート、エポキシド樹脂、ウレアホルムアルデヒド樹脂、ウレア−アクリル酸エステルコポリエステル、メラミンホルムアルデヒド樹脂、メラミンフェノールホルムアルデヒド樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂、ポリ（メタ）アクリレートおよび／または不飽和ポリエステル樹脂が挙げられる。
【００１３】
紙ラミネートに用いる紙は、米国特許第６５９９５９２号明細書（その開示が全ての目的のために本明細書に参照により完全に記載されているかのように援用される）および上記の参考文献、さらに、米国特許第５６７９２１９号明細書、米国特許第６７０６３７２号明細書および米国特許第６７８３６３１号明細書に記載されたものが例示されるがこれらに限られない。
【００１４】
上述したとおり、紙は、典型的に、例えば、様々な顔料、保持剤、湿潤強化剤をはじめとする数多くの成分を含む。顔料は、例えば、不透明度や白色度等の所望の特性を付与するものであり、一般的に用いられる顔料は、二酸化チタンであるが、相対的に、実際のところ高価である。保持助剤は、製紙プロセス中、二酸化チタンおよびその他微小成分の損失を最小にするために添加されるが、湿潤強化剤等の他の添加剤を使用するため、コストが増加する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
分散性が改善され、使用するのに扱い易い、処理済み二酸化チタン粒子等の処理済み無機コア粒子が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
第１の態様において、本開示は、
（ａ）多孔質シリカ処理済み無機コア粒子および水を含むスラリーを、少なくとも約９０℃、より典型的には、約９３〜約９７℃、より典型的には、約９５〜約９７℃の温度で加熱するステップと、
（ｂ）ｐＨを約８．０〜９．５に維持しながら、可溶性アルミナ源を、工程（ａ）からのスラリーに添加して、多孔質シリカ処理済み無機コア粒子上にアルミナ処理物を形成するステップと、を含み、処理済み無機コア粒子は、高密度のシリカ処理物も高密度のアルミナの処理物も含まず、約７％〜約１４％の量で存在するシリカおよび約４．０％〜約８．０％の量で存在するアルミナを有し、表面処理物が粒子−粒子間で実質的に均質である、方法により作製される、分散性の改善された処理済み無機コア粒子、特に、処理済み二酸化チタン（ＴｉＯ2）粒子を含むラミネート紙（ラミネート用の紙）を提供する。
【００１７】
第１の態様において、処理済み無機コア粒子、特に、処理済み二酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子が水に完全に分散されて、１０分未満にスラリーが形成される。
【００１８】
「均一」とは、各コア粒子を、ある量のアルミナおよびシリカの表面に付加して、全粒子が水、有機溶媒または分散剤分子と同様に相互作用するよう、粒子間の処理レベルのばらつきを低くする（すなわち、全粒子が、共通の方法で共通の範囲までその化学環境と相互作用する）ことを意味する。
【００１９】
「完全に分散」とは、水処理および／または乾燥プロセス中に形成された全凝集体を、顔料製造の粒子形成段階で形成される個々の粒子または粒子の小集団（集合体）へと縮小することを意味する。
【００２０】
第１の態様において、後述するように、シリカは、発熱性シリカの発熱性無機コア粒子、特に、発熱性二酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子への堆積により、四塩化ケイ素の四塩化チタンとの共酸素化により、または無機コア粒子、特に、発熱性二酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子への凝縮相水性酸化物沈殿による堆積により適用される。
【００２１】
第１の態様において、本開示は、シリカ処理済み無機コア粒子、特に、処理済み二酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子および水を含むスラリーを、
（ａ１）無機コア粒子の水中スラリーを提供するステップと、
（ａ２）前記スラリーを、約３０〜約４０℃、より典型的には、３３〜３７℃まで加熱し、前記ｐＨを約３．５〜約７．５に調整するステップと、
（ａ３）前記ｐＨを約３．５〜約７．５に維持しながら、可溶性ケイ酸塩溶液を前記スラリーに添加するステップと、
（ａ４）少なくとも約５分間攪拌するするステップと
を含むプロセスにより調製する方法を提供する。
【００２２】
第２の態様において、本開示は、
（ａ）多孔質シリカ処理済み無機コア粒子および水を含むスラリーを、少なくとも約９０℃、より典型的には、約９３〜約９７℃、さらに典型的には、約９５〜約９７℃の温度で加熱するステップと、
（ｂ）ｐＨを約８．０〜９．５に維持しながら、可溶性アルミナ源を、工程（ａ）からの前記スラリーに添加して、多孔質シリカ処理済み無機コア粒子上にアルミナ処理物を形成するするステップと、を含み、処理済み無機コア粒子は、高密度のシリカ処理物も高密度のアルミナの処理物も含まず、少なくとも約７％〜約１４％の量で存在するシリカおよび約４．０％〜約８．０％の量で存在するアルミナを有し、表面処理物が粒子−粒子間で実質的に均質である、方法により作製される、分散性の改善された処理済み無機コア粒子を含むラミネート紙を含む紙ラミネート（ラミネートされた紙）を提供する。
【００２３】
第２の態様において、本開示は、クラフト紙をさらに含む紙ラミネートを提供する。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本開示において、「含む」とは、規定された特徴、整数、工程または参照した成分の存在を指定するものと解釈されるが、１つまたは複数の特徴、整数、工程もしくは成分またはそのグループの存在または追加を排除するものではない。さらに、「含む」という用語には、「から実質的になる」および「からなる」という用語に包含される例も含まれるものとする。同様に、「から実質的になる」という用語は、「からなる」という用語に包含される例も含まれるものとする。
【００２５】
本開示において、量、濃度またはその他値やパラメータが、範囲、典型的な範囲または典型的な上限値と典型的な下限値のリストのいずれかとして与えられたときは、範囲が個別に開示されていようとなかろうと、任意の上限または典型的な値と、任意の下限または典型的な値の任意の対から作られる全ての範囲を具体的に開示するものと考えられる。ここに示した数値範囲は、特に断りのない限り、その終点、ならびにその範囲内の全ての整数および分数が含まれるものとする。開示の範囲は、範囲を定義するときに示した特定の値に限定されるものではない。
【００２６】
本開示において、単数および単数形態の用語「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」には、特に断りのない限り、複数のものも含まれる。このように、例えば、「ＴｉＯ２粒子」、「ｔｈｅＴｉＯ２」、または「ａＴｉＯ２」には単数と複数の粒子が含まれる。
【００２７】
本開示は、無機コア粒子、典型的には、無機金属酸化物または混合金属酸化物顔料粒子、より典型的には、顔料またはナノ粒子であってよい二酸化チタン粒子に関し、無機コア粒子、典型的には、無機金属酸化物または混合金属酸化物粒子、より典型的には、二酸化チタン粒子の分散性が改善されている。
【００２８】
無機コア粒子：
任意の無機コア粒子、特に、二酸化チタン粒子は、本開示に従って処理されるものとする。無機コア粒子とは、ポリマーメルト、コーティングまたはラミネート組成物等の最終生成物全体に分散されて、色や不透明性を付与するものを意味する。無機コア粒子は、チタン、アルミニウム、亜鉛、銅、鉄の酸化物；カルシウム、ストロンチウム、バリウムの硫酸塩；硫化亜鉛；硫化銅、ゼオライト；マイカ；タルク；カオリン、ムライト、炭酸カルシウムまたはシリカであってよい。鉛または水銀化合物も等価のコア材料と考えられるが、毒性のため望ましくはない。より典型的なコア材料は、二酸化チタンＴｉＯ２および硫酸バリウム、最も典型的には、二酸化チタンＴｉＯ２である。
【００２９】
特に、二酸化チタンは、本開示の方法および生成物に特に有用な粒子である。本開示に有用な二酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子は、ルチルまたはアナターゼ結晶形である。一般的に、塩化法か硫酸法のいずれかにより作製される。塩化法においては、ＴｉＣｌ４がＴｉＯ２粒子に酸化される。硫酸法においては、硫酸および鉱石含有チタンを溶解し、得られた溶液を一連の工程に通して、ＴｉＯ２を得る。硫酸および塩化法はともに、その教示が本明細書に参照により援用される「Ｔｈｅ  Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ」第１巻、第２版、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ、ＮＹ（１９８８）に詳細が記載されている。粒子は、顔料またはナノ粒子であってよい。
【００３０】
「顔料」とは、平均サイズが１ミクロン未満の二酸化チタン粒子を意味する。典型的に、粒子の平均サイズは、約０．０２０〜約０．９５ミクロン、より典型的には、約０．０５０〜約０．７５ミクロン、最も典型的には、約０．０７５〜約０．５０ミクロンである。「ナノ粒子」とは、液体懸濁液中粒子の粒子サイズ分布を測定する動的光散乱により求めたとき、一次二酸化チタン粒子が、約１００ナノメートル（ｎｍ）未満の平均粒径を有することを意味する。粒子は、典型的に、約３ｎｍ〜約６０００ｎｍにわたり得る集合体である。
【００３１】
処理済み二酸化チタン粒子の製造プロセス
分散性の改善された処理済み無機コア粒子、特に処理済み二酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子の製造プロセスには、多孔質シリカ処理済み無機コア粒子と水を含むスラリーを、少なくとも約９０℃、より典型的には、約９３〜約９７℃、さらに典型的には、約９５〜約９７℃の温度で加熱することが含まれる。シリカは、発熱性シリカの発熱性無機コア粒子、特に、発熱性二酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子上への堆積により、四塩化ケイ素の四塩化チタンとの共酸素化により、または凝縮相水性酸化物の堆積により適用される。
【００３２】
一実施形態において、シリカ処理済み無機コア粒子、特に、処理済み二酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子および水を含むスラリーは、無機コア粒子の水中スラリーを提供する工程を含む方法により調製される。典型的に、ＴｉＯ２は、スラリーの総重量を基準として、２５〜約３５重量％、より典型的には、約３０重量％の量で存在する。次に、スラリーを、約３０〜約４０℃、より典型的には、３３〜３７℃まで加熱し、ｐＨを、約３．５〜約７．５、より典型的には、約５．０〜約６．５に調整する。ｐＨを約３．５〜約７．５、より典型的には、約５．０〜約６．５に維持しながら、ケイ酸ナトリムやカリウム等の可溶性ケイ酸塩を、スラリーに添加する。その後、少なくとも約５分、典型的には、少なくとも約１０分、ただし１５分以下、攪拌して、無機コア粒子、特に、二酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子上への沈殿を促す。ＳｉＯ２／Ｎａ２Ｏ重量比が約１．６〜約３．７５、固体が３２〜５４重量％で、さらに希釈してもしなくてもよい市販の水溶性ケイ酸ナトリウムが最も実用的である。多孔質シリカを無機コア粒子に施すには、有効量の可溶性ケイ酸塩の添加中、スラリーは、典型的に酸性とする。用いる酸は、シリカを沈殿させるのに十分な解離定数を有し、スラリー中の酸性条件を維持するのに十分な量で用いられる、ＨＣｌ、Ｈ２ＳＯ４、ＨＮＯ３またはＨ３ＰＯ４等任意の酸でよい。加水分解して酸を形成するＴｉＯＳＯ４やＴｉＣｌ４等の化合物を用いてもよい。酸を全て最初に添加する代わりに、スラリーの酸性度が約７．５未満のｐＨで典型的に維持される限りは、可溶性ケイ酸塩および酸を同時に添加してもよい。酸添加後、さらに添加を進める前に、スラリーは、５０℃以下の温度に少なくとも３０分間保たなければならない。
【００３３】
処理は、無機コア粒子、特に、二酸化チタンコア粒子の総重量を基準として、約７〜約１４重量％、より典型的には、約９．５〜約１２．０％のシリカ、に対応する。等電点を５．０〜７．０に制御すると、工場処理および最終用途における微粒子組成物の分散および／または凝集を促進するのに有利となり得る。
【００３４】
シリカ処理物をＴｉＯ２粒子に添加する別法は、参考文献として援用される、米国特許第５，９９２，１２０号明細書に記載されたとおり、発熱性シリカの、発熱性無機コア粒子、特に、発熱性二酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子上への堆積による、または米国特許第５，５６２，７６４号明細書および米国特許第７，０２９，６４８号明細書に記載されたとおり、四塩化ケイ素の四塩化チタンとの共酸素化による。
【００３５】
多孔質シリカ処理済み無機コア粒子および水を含むスラリーは、少なくとも約９０℃、より典型的には、約９３〜約９７℃、さらに典型的には、約９５〜約９７℃の温度で加熱する。第２の処理物は、沈殿酸化アルミニウムまたはアルミナを含む。この処理物は、多孔質であり、典型的に、当業者に知られた技術を用いて、可溶アルミン酸塩等の可溶アルミナ源から適用される。特定の実施形態において、可溶アルミン酸塩等の可溶アルミナ源は、ｐＨを約７．０〜１０．０、より典型的には、８．５〜約９．５に維持しながら、シリカ処理済み二酸化チタンを含むスラリーに添加されて、多孔質シリカ処理済み無機コア粒子上にアルミナ処理物を形成する。「可溶アルミナ源」とは、例えば、アルミン酸ナトリウムやカリウム等のアルミン酸塩アニオンのアルカリ金属塩を意味する。あるいは、可溶アルミナ源は、例えば、塩化アルミニウム等、酸性であってもよい。この場合、ｐＨは酸でなく塩基を用いて制御される。処理済み無機コア粒子は、高密度シリカ処理物も高密度アルミナ処理物も含まない。
【００３６】
多孔質アルミナ処理物は、無機コア粒子、特に、二酸化チタンコア粒子の総重量を基準として、約４．０％〜約８．０％、より典型的には、約５．０％〜約７．５％の量で存在する。沈殿した実質的に全てのアルミナが、無機コア粒子での処理物になるため、典型的に、その量の可溶アルミン酸塩等の可溶アルミナ源を、沈殿後、適切な処理度となるように、スラリー液に与える必要があるだけである。
【００３７】
典型的に、粒子毎の表面処理は実質的に均質である。これは、各コア粒子が、ある量のアルミナおよびシリカの表面に付加して、全粒子が水、有機溶媒または分散剤分子と同様に相互作用するよう、粒子間のアルミナおよびシリカレベルにおける処理レベルのばらつきを低くする（すなわち、全粒子が、共通の方法で共通の範囲までその化学環境と相互作用する）ことを意味する。典型的に、処理済み無機コア粒子、特に、処理済み二酸化チタン（ＴｉＯ２）粒子は、水に完全に分散されて、１０分未満、より典型的には、約５分未満にスラリーを形成する。「完全に分散」とは、分散液が、粒子形成段階で作製される個々の粒子または粒子の小集団（硬質集合体）で構成され、全ての軟質集合体が個々の粒子へと縮小されたことを意味する。
【００３８】
本プロセスによる処理後、顔料は、スラリーの中和、必要であれば、濾過、洗浄、乾燥、および、しばしば、微細化などの乾燥研削工程をはじめとする公知の手順により回収される。ただし、水が液相であるエマルション塗料を作製するのに、生成物の高粘度スラリーを直接用いることができるため、乾燥は必要ない。本プロセスは、完全に分散した粒子の高固体水スラリーを得る容易かつ効率的な方法である。
【００３９】
本開示は、動作理論により拘束されるものではないが、本開示の多孔質処理済みＴｉＯ２顔料の改善された分散性は、処理物の性質とその適用によるものと考えられる。
【００４０】
用途
処理済み無機コア粒子、典型的には、無機金属酸化物または混合金属酸化物粒子、より典型的には、二酸化チタンは、塗料等のコーティング組成物、成形物品またはフィルム等のプラスチック部品、または紙ラミネートに用いてよい。本開示の紙ラミネートは、フローリング、家具、カウンタートップ、人工木材表面や人造石表面に有用である。
【００４１】
ラミネート紙
処理済み無機コア粒子、特に、処理済み二酸化チタン粒子を用いて、通常のいずれかの方法でラミネート紙を作製することができる。かかる製紙に典型的に用いられる二酸化チタン顔料の少なくとも一部は、処理済み無機コア粒子、特に、処理済み二酸化チタン顔料に置き換わる。
【００４２】
上述したとおり、本発明によるラミネート紙は、二酸化チタン顔料成分を、約４５ｗｔ％以下、より一般的には、約１０ｗｔ％〜約４５ｗｔ％、さらに一般的には、約２５ｗｔ％〜約４２ｗｔ％の量で、二酸化チタン顔料成分を含有する不透明なセルロールパルプベースシートであり、二酸化チタン顔料成分は、本開示の処理済み無機コア粒子、特に、処理済み二酸化チタン粒子を含む。典型的な一実施形態において、二酸化チタン顔料成分は、少なくとも約２５ｗｔ％、より典型的には、約５０ｗｔ％の（二酸化チタン顔料成分の重量を基準として）本開示の処理済み二酸化チタン顔料を含む。他の典型的な実施形態において、二酸化チタン顔料成分は、本開示の処理済み二酸化チタン顔料から実質的になる。さらに他の典型的な実施形態において、二酸化チタン顔料成分は、本開示の処理済み二酸化チタン顔料のみを実質的に含む。
【００４３】
紙ラミネート用途については、最終製品が実質的に均等の厚さを有するよう、ラミネート紙は典型的に均一な重量とすべきである。ラミネート紙はまた、適正な量の含浸樹脂を保持するよう適切な多孔性および吸収性もなければならない。
【００４４】
装飾ラミネート紙については、最終装飾パターンに望ましくない着色をしないよう、紙は実質的に白色とすべきである。
【００４５】
装飾ラミネート紙はまた、様々な周知のアナログおよびデジタル印刷方法により印刷して、特定の最終用途に必要とされる所望の色やデザインを付与することができる。スクリーン印刷等のアナログ印刷方法は、長い距離の一貫したパターンに特に好適である。インクジェット印刷等のデジタル印刷方法は、短い距離の特注のパターニングに特に好適である。
【００４６】
ラミネート紙の組成、製造および装飾に包含されるこれらおよびその他の検討事項およびパラメータは、前述の参考文献の多くから明らかなとおり、当業者には周知されている。
【００４７】
紙ラミネート
本発明による紙ラミネートは、前述の参考文献の多くから明らかなとおり、当業者には周知された従来のプロセスのいずれかにより作製することができる。
【００４８】
典型的に、紙ラミネートの製造プロセスは、原材料−フェノールやメラミン樹脂のような含浸樹脂、ハトロン紙（クラフト紙等）および高級印刷紙（本開示によるラミネート紙）で始まる。
【００４９】
ハトロン紙は、含浸樹脂のキャリアとして作用し、補強強度および厚さを最終ラミネートに与える。高級紙は、装飾シート、例えば、無色、印刷パターンまたは印刷木目である。
【００５０】
工業規模プロセスにおいて、典型的に、紙のロールは、樹脂で含浸するための樹脂含浸乾燥機の「ウェットエンド」で、スピンドルにロードされる。高級（装飾）表面紙は、紙の表面（装飾）外観に影響しないよう透明樹脂、例えば、メラミン樹脂で処理する。ハトロン紙については外観は重要でないため、フェノール樹脂のような着色樹脂で処理してもよい。
【００５１】
紙を樹脂で含浸するには、２つの方法が一般的に用いられている。通常の方法（および迅速かつ最も有効）は、「リバースロールコーティング」と呼ばれている。このプロセスでは、紙を２つの大きなローラ間で引き出して、そのうちの１つが、樹脂の薄いコーティングを紙の片側に適用するものである。この薄いコーティングは、乾燥オーブンに通過させる際に、紙を通して浸透する時間を与えられる。ハトロン紙の略全てが、リバースロールコーティングにより処理される。少ない樹脂と廃棄物で、より効率的かつフルコーティングができるからである。
【００５２】
他の方法は、「ディップ・アンド・スクイーズ」プロセスであり、紙を樹脂のバットに通し、ロール間を通し、過剰の樹脂を絞り取るものである。表面（装飾）紙は、通常、ディップ・アンド・スクイーズプロセスにより樹脂で含浸される。遅いが、含浸樹脂の重いコーティングにより、最終ラミネートの耐久性、防汚性および耐熱性といった表面特性が改善されるからである。
【００５３】
樹脂で含浸させた後、紙（連続シートとしての）を、乾燥（含浸乾燥機）オーブンに「ドライエンド」まで通過させて、シートへと切断する。
【００５４】
最終ラミネートにおける不均一さを排除するために、樹脂含浸紙は一貫したものとすべきである。
【００５５】
ラミネートコンポーネントの組立て品において、最終ラミネートは、表面紙により主に決まると思われるため、上部は、概して、表面紙である。硬化するとき、実質的に透明な最上「オーバーレイ」シートは、しかしながら、装飾シートに配置されて、例えば、最終ラミネートに深さと耐摩耗性を与える。
【００５６】
表面紙が明色の単色であるラミネートにおいて、上質白色紙の追加のシートを、印刷表面シートの下に入れて、琥珀色のフェノールフィラーシートが、明色の表面色を妨げないようにする。
【００５７】
ラミネート表面のテクスチャは、積層物がプレスへ挿入されるテクスチャ付きの紙および／または板により決まる。典型的に、鋼板が用いられ、高度研磨板は光沢仕上げとなり、エッチングされたテクスチャの板はつや消し仕上げとなる。
【００５８】
最終積層物はプレスへ送られ、各積層物（一対のラミネート）は、上述の鋼板により次の積層物から分離される。プレスにおいて、水撃ポンプ等により、圧力が積層物に印加される。典型的に、少なくとも８００ｐｓｉ、時には、１，５００ｐｓｉもの圧力が印加され、その間、過熱水または蒸気を、覆った積層物に通過させてプレスに入れることにより、温度を２５０°Ｆ超に上げる。樹脂含浸紙中の樹脂が、再液化、流動および硬化して、スタックを最終装飾ラミネートの一枚のシートへ接着するのに必要な時間（典型的に約１時間）にわたって、積層物はこれらの温度および圧力条件に維持される。
【００５９】
プレスから取り出されたら、ラミネートシートは、分離され、所望の最終サイズへとトリミングされる。典型的に、ラミネートの裏側は粗面化（研磨等により）されて、合板、ハードボード、パーティクルボード、複合体等の１枚または複数枚の基材に接着するための良好な接着面が与えられる。基材および接着剤の必要性および選択は、関連技術における当業者に認識されるとおり、ラミネートの所望の最終用途に応じて異なる。
【００６０】
以下の実施例、本開示の例示および典型的な実施形態の記載は、開示の範囲を限定しようとするものではない。様々な修正形態、変形構造および均等物を、添付の請求項の精神および範囲から逸脱することなく用いてよい。一実施形態において、コーティングフィルムは、他の従来の着色剤を実質的に含まず、本開示の処理済みの二酸化チタン顔料のみを含有していてもよい。
【実施例】
【００６１】
実施例１
２０００ｇのＴｉＯ２酸化塩基を、４５２０ｍｌの脱イオン水中でスラリー化して、４００ｇＴｉＯ２／リットル（３０．７ｗｔ％ＴｉＯ２）の濃度とする。このスラリーを３５℃まで加熱し、ｐＨを５．５に調整する。ケイ酸ナトリウム溶液（１２１０グラム）に、十分なＨＣｌを添加して、ｐＨを４〜７に維持する。５分間の硬化後（混合しながら）、スラリーを５５℃まで加熱する。６９５グラムのアルミン酸ナトリウムに、十分なＨＣｌを添加して、ｐＨを７に維持する。ｐＨおよび温度を維持しながら、スラリーをさらに３０分間攪拌してから、濾過、洗浄、乾燥および蒸気微粉化する。得られた試料のパーセントＳｉＯ２値は１４％、パーセントアルミナ値は７．６％である。
【００６２】
実施例２
下記以外は、実施例１に記載した手順を用いる。
・シリカ硬化５分後、スラリーを９５℃まで加熱する。
・アルミン酸塩添加中および後、スラリーｐＨを９．０に維持する。
【００６３】
実施例１および２の顔料約２グラムを、標準実験室ブレンダーを用いて、約１．０重量パーセントの濃度で、脱イオン水に分散する。この懸濁液を、約３５０グラムの水に分散させた約１．８グラムの微細ユーカリパルプの混合物に添加し、この混合物のｐＨを約７．５に調整する。得られた混合物を、マグネチックスターラーを用いて、約１分間撹拌してから、標準実験室ハンドシートフォーマーに注ぐ。懸濁液を、ハンドシートフォーマーから排出して、パルプと二酸化チタンからなる湿潤ハンドシートを得る。このハンドシートを、標準的な方法を用いて、プレスおよび乾燥する。乾燥ハンドシートの坪量は、ハンドシートの既知の面積（平方メートルで測定したもの）の重量を測定することにより求められる。ハンドシートに存在する二酸化チタンの濃度は、標準灰分測定を用いて、続いて求められる。この測定において、既知の重量のハンドシートを、酸素富化実験室容器中で着火および燃焼させる。これにより、実質的に全てのパルプが除去される。残りの灰生成物は、二酸化チタンのみからなると推定される。実施例２に記載した白色顔料で作製された紙は、より多くより良い間隔でＴｉＯ２顔料を保持するため、顔料を等しいレベルで添加すると、実施例１に記載した顔料で作製された紙よりも不透明度が高いと予測される。