(57)【要約】  結合剤と、低密度有機顔料及び改質無機顔料を含む顔料配合物とを含む、板紙用塗料組成物。
2021510392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結合剤１２と、
低密度有機顔料１６、及び
改質無機顔料１８
を含む顔料配合物１４と
を含む塗料組成物１０。
【請求項２】
前記結合剤１２がラテックスを含む、請求項１に記載の塗料組成物１０。
【請求項３】
前記結合剤１２がデンプンを含む、請求項１又は請求項２に記載の塗料組成物１０。
【請求項４】
前記低密度有機顔料１６が中空球体を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の塗料組成物１０。
【請求項５】
前記低密度有機顔料１６が最大１．０４ｇ／ｃｍ３の密度を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の塗料組成物１０。
【請求項６】
前記低密度有機顔料１６が、約０．４μｍ〜約１．５μｍの範囲の平均直径を有する球体を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の塗料組成物１０。
【請求項７】
前記低密度有機顔料１６が、前記顔料配合物１４の少なくとも１５体積パーセントを占める、請求項１から６のいずれか一項に記載の塗料組成物１０。
【請求項８】
前記改質無機顔料１８が改質クレイ２２を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の塗料組成物１０。
【請求項９】
前記改質クレイ２２が層状剥離カオリンクレイを含む、請求項８に記載の塗料組成物１０。
【請求項１０】
前記改質クレイ２２の最大約２５パーセントが１μｍ未満の粒径を有する、請求項８又は請求項９に記載の塗料組成物１０。
【請求項１１】
前記改質無機顔料１８が改質炭酸カルシウム２４を含む、請求項１から１０のいずれか一項に記載の塗料組成物１０。
【請求項１２】
前記改質炭酸カルシウム２４が粗重質炭酸カルシウムを含む、請求項１１に記載の塗料組成物１０。
【請求項１３】
前記改質炭酸カルシウム２４の最大約１２パーセントが１μｍ未満の粒径を有する、請求項１１又は請求項１２に記載の塗料組成物１０。
【請求項１４】
前記改質無機顔料１８が改質炭酸カルシウム２４及び改質クレイ２２を含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載の塗料組成物１０。
【請求項１５】
前記顔料配合物１４が追加の無機顔料２０を更に含む、請求項１から１４のいずれか一項に記載の塗料組成物１０。
【請求項１６】
前記顔料配合物１４が少なくとも４０パーセントの空隙率を有する、請求項１から１５のいずれか一項に記載の塗料組成物１０。
【請求項１７】
板紙基材１０２と、前記板紙基材１０２に塗布された請求項１から１６のいずれか一項に記載の塗料組成物１０とを含む、板紙構造物１００。
【請求項１８】
板紙基材１０２と、下塗り１０４と、上塗り１０６とを含む、板紙構造物１００であって、
前記下塗り１０４が前記板紙基材１０２と前記上塗り１０６との間に位置し、
前記下塗り１０４が、結合剤１２と、低密度有機顔料１６及び改質無機顔料１８を含む顔料配合物１４とを含む、板紙構造物１００。
【請求項１９】
板紙基材２０２と、前記板紙基材２０２に塗布されたシングル塗工層２０４とを含む、板紙構造物２００であって、
前記シングル塗工層２０４が、結合剤１２と、低密度有機顔料１６及び改質無機顔料１８を含む顔料配合物１４とを含む、板紙構造物２００。
【請求項２０】
前記シングル塗工層２０４が、３０００平方フィート当たり最大約９ポンドの乾燥質量を有する、請求項１９に記載の板紙構造物２００。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
優先権
本出願は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年１月１２日出願の米国特許出願第６２／６１６，６８６号の優先権を主張する。
【０００２】
本出願は、板紙用塗料組成物、より詳細には、板紙塗料組成物を形成するための、改質無機顔料と組み合わせた低密度有機顔料の使用に関する。
【背景技術】
【０００３】
板紙は多種多様な用途に使用される。包装等のある特定の用途では、平滑で印刷可能な表面を有する板紙の使用が所望されることが多い。平滑で印刷可能な表面を有する板紙は、高品質のテキスト及びグラフィックの印刷を容易にし、それにより板紙で包装される製品の視覚的な魅力を顕著に増大することができる。
【０００４】
平滑性及び印刷適性を達成するために、板紙は種々の塗料組成物で塗工されることが多い。例えば、従来の顔料及び結合剤を含有する下塗りが、一般的に板紙の表面に塗布される。次いで、第二の塗料（場合に応じて更に第三の塗料）を下塗りの上に塗工することにより、下塗りの上に上塗りが形成される。
【０００５】
平滑性及び印刷適性は、板紙の表面に塗布される塗料の組成物、及び組成物に使用される顔料の量に依存する。一般的に、板紙塗料組成物に使用される顔料が多いほど、平滑性が増大する。しかし、顔料の量が増加するとともに、製造コストも増加する。より少ない顔料で平滑性を増大させる塗料組成物を設計するための試みがなされてきたが、そのような組成物のコストの増加が、顔料の使用を全体的に抑えることに関連するコスト削減を相殺する場合がある。
【０００６】
したがって、当業者らは、板紙塗料組成物の分野で研究開発の試みを続けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願第６２／６１６，０９４号
【特許文献２】米国特許第８，９１６，６３６号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一実施形態では、開示される塗料組成物は、結合剤と、低密度有機顔料及び改質無機顔料を含む顔料配合物とを含む。
【０００９】
別の実施形態では、開示される塗料組成物は、結合剤と、低密度有機顔料並びに改質クレイ及び改質炭酸カルシウムのうちの少なくとも１つを含む顔料配合物とを含む。
【００１０】
一実施形態では、開示される板紙構造物は、板紙基材と、下塗りと、上塗りとを含み、下塗りは、板紙基材と上塗りとの間に位置し、下塗りは、結合剤と、低密度有機顔料及び改質無機顔料を含む顔料配合物とを含む。
【００１１】
別の実施形態では、開示される板紙構造物は、板紙基材と、板紙基材に塗布されたシングル塗工層とを含み、シングル塗工層は、結合剤と、低密度有機顔料及び改質無機顔料を含む顔料配合物とを含む。
【００１２】
開示される塗料組成物及び関連する板紙構造物の他の実施形態は、以下の詳細な説明、添付の図面及び添付の特許請求の範囲から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】開示される塗料組成物の実施形態の概略ブロック図である。
【図２】図１の塗料組成物における使用に好適な改質クレイの粒径分布と比較した、市販の層状剥離クレイの粒径分布を表示するグラフである。
【図３】図１の塗料組成物における使用に好適な改質炭酸カルシウムの粒径分布と比較した、市販の粗炭酸カルシウムの粒径分布を表示するグラフである。
【図４】図１の塗料組成物を使用して製造された板紙構造物の一（多層塗工）実施形態の断面図である。
【図５】図１の塗料組成物を使用して製造された板紙構造物の別の（シングル塗工）実施形態の断面図である。
【図６】開示される塗料組成物の顔料配合物の、存在する低密度有機顔料の量の関数としての空隙率を表示するグラフである。
【図７】改質クレイを用いて調合された、開示される塗料組成物を使用した２つの実施例及び２つの比較例を含む、カレンダー処理されたシングル塗工板紙構造物についての、パーカープリントサーフ（ＰＰＳ  １０Ｓ）平滑度対塗工質量を表示するグラフである。
【図８】改質クレイを用いて調合された、開示される塗料組成物を使用した２つの実施例及び２つの比較例を含む、下塗り板紙構造物についての、パーカープリントサーフ（ＰＰＳ  １０Ｓ）平滑度対塗工質量を表示するグラフである。
【図９】改質クレイを用いて調合された、開示される塗料組成物を使用した２つの実施例及び２つの比較例を含む、カレンダー処理されてない上塗り板紙構造物についての、パーカープリントサーフ（ＰＰＳ  １０Ｓ）平滑度対下塗り質量を表示するグラフである。
【図１０】改質炭酸カルシウムを用いて調合された、開示される塗料組成物を使用した２つの実施例及び２つの比較例を含む、カレンダー処理されたシングル塗工板紙構造物についての、パーカープリントサーフ（ＰＰＳ  １０Ｓ）平滑度対塗工質量を表示するグラフである。
【図１１】改質炭酸カルシウムを用いて調合された、開示される塗料組成物を使用した２つの実施例及び２つの比較例を含む、下塗り板紙構造物についての、パーカープリントサーフ（ＰＰＳ  １０Ｓ）平滑度対塗工質量を表示するグラフである。
【図１２】改質炭酸カルシウムを用いて調合された、開示される塗料組成物を使用した２つの実施例及び２つの比較例を含む、上塗り板紙構造物についての、パーカープリントサーフ（ＰＰＳ  １０Ｓ）平滑度対下塗り質量を表示するグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
塗料組成物、及び開示される塗料組成物を使用して製造される板紙構造物が開示される。種々の方法もまた開示される。
【００１５】
図１を参照すると、概して１０と表記する開示される塗料組成物の実施形態は、結合剤１２と顔料配合物１４とを含む。顔料配合物１４は、低密度有機顔料１６、改質無機顔料１８、及び場合に応じて、１種又は複数の他の顔料２０を含む。一変形例では、改質無機顔料１８は改質クレイ２２であってもよい。別の変形例では、改質無機顔料１８は改質炭酸カルシウム２４であってもよい。更に別の変形例では、改質無機顔料１８は、改質クレイ２２と改質炭酸カルシウム２４の両方を含んでもよい。
【００１６】
塗料組成物１０の結合剤１２として、本開示の範囲から逸脱することなく、種々の材料が使用可能である。当業者であれば、結合剤１２の組成は設計考慮事項であること、及び結合剤１２の組成の選択は、十分に当業者の能力の範囲内であることを認識する。
【００１７】
特定の一実装形態では、開示される塗料組成物１０の結合剤１２はラテックスであってもよい。好適なラテックス結合剤の一つの特定の非限定的な例は、Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ、Ｆｌｏｒｈａｍ  ＰａｒｋのＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社から市販のスチレンアクリルラテックスであるＡＣＲＯＮＡＬ（登録商標）Ｓ５０４である。好適なラテックス結合剤の別の特定の非限定的な例は、ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社からのスチレンアクリレートラテックスであるＢＡＳＡＮＯＬ  Ｘ４９７ＡＢである。
【００１８】
別の特定の実装形態では、開示される塗料組成物１０の結合剤１２は、デンプンであってもよい。好適なデンプン結合剤の一つの特定の非限定的な例は、英国、ＬｏｎｄｏｎのＴａｔｅ＆Ｌｙｌｅ社から市販のエチル化デンプンであるＥＴＨＹＬＥＸ（登録商標）２０１５である。
【００１９】
当業者であれば、塗料組成物１０に使用される結合剤１２の量は設計考慮事項であること、及び結合剤１２の適切な量の選択は、十分に当業者の能力の範囲内であることを認識する。例えば、限定することなく、結合剤１２は、顔料配合物１４  １００質量部当たり約５〜約５０質量部（例えば、２０質量部）の結合剤１２の量で、塗料組成物１０に存在してもよい。
【００２０】
開示される塗料組成物１０の顔料配合物１４の低密度有機顔料１６は、中空である（例えば、１又は複数の空隙を含む）が、加熱時に１０体積パーセントを超えて膨張しない、任意のポリマーベース顔料であってもよい。例えば、低密度有機顔料１６は、ポリマー材料から形成される中空球体であって、加熱時に顕著に膨張しない（すなわち、最大で１０体積パーセント膨張する）ように、空気及び水蒸気に十分に透過性の中空球体であってもよい。
【００２１】
低密度有機顔料１６はポリマーベースであり、空隙を含有するため、従来の無機顔料（例えば、クレイ及び炭酸カルシウム）に比べて顕著に低い密度を有する。一表現では、低密度有機顔料１６は、最大１．０４ｇ／ｃｍ３の密度を有してもよい。別の表現では、低密度有機顔料１６は、最大０．９ｇ／ｃｍ３の密度を有してもよい。別の表現では、低密度有機顔料１６は、最大０．８ｇ／ｃｍ３の密度を有してもよい。別の表現では、低密度有機顔料１６は、最大０．７ｇ／ｃｍ３の密度を有してもよい。更に別の表現では、低密度有機顔料１６は、最大０．６ｇ／ｃｍ３の密度を有してもよい。
【００２２】
開示される低密度有機顔料１６として、種々の顔料が使用可能である。一つの特定の非限定的な例として、低密度有機顔料１６は、Ｍｉｃｈｉｇａｎ、ＭｉｄｌａｎｄのＴｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ社から市販の、約０．４μｍの平均直径を有する低密度有機顔料であるＲＯＰＡＱＵＥ（商標）ＡＦ−５００ＥＦであってもよい。別の特定の非限定的な例として、低密度有機顔料１６は、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ社から市販の、約０．６μｍの平均直径を有する低密度有機顔料であるＲＯＰＡＱＵＥ（商標）ＯＰ−９６であってもよい。別の特定の非限定的な例として、低密度有機顔料１６は、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ社から市販の、約１．０μｍの平均直径を有する低密度有機顔料であるＲＯＰＡＱＵＥ（商標）ＡＦ−１０５５であってもよい。別の特定の非限定的な例として、低密度有機顔料１６は、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ社から市販の、約１．３μｍの平均直径を有する低密度有機顔料であるＲＯＰＡＱＵＥ（商標）ＡＦ−１３５３であってもよい。更に別の特定の非限定的な例として、低密度有機顔料１６は、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ社から市販の、約１．５μｍの平均直径を有する低密度有機顔料であるＲＯＰＡＱＵＥ（商標）ＴＨ−２０００ＡＦであってもよい。
【００２３】
低密度有機顔料１６は、顔料配合物１４の空隙率を有益に増加させるために十分な量で、顔料配合物１４に存在してもよい。一表現では、低密度有機顔料１６は、少なくとも１０体積パーセントの濃度で顔料配合物１４に存在してもよい。別の表現では、低密度有機顔料１６は、少なくとも１５体積パーセントの濃度で顔料配合物１４に存在してもよい。別の表現では、低密度有機顔料１６は、少なくとも２０体積パーセントの濃度で顔料配合物１４に存在してもよい。別の表現では、低密度有機顔料１６は、少なくとも２５体積パーセントの濃度で顔料配合物１４に存在してもよい。別の表現では、低密度有機顔料１６は、約１０体積パーセント〜約８０体積パーセントの範囲の濃度で顔料配合物１４に存在してもよい。別の表現では、低密度有機顔料１６は、約１５体積パーセント〜約６５体積パーセントの範囲の濃度で顔料配合物１４に存在してもよい。別の表現では、低密度有機顔料１６は、約２０体積パーセント〜約６０体積パーセントの範囲の濃度で顔料配合物１４に存在してもよい。更に別の表現では、低密度有機顔料１６は、約２５体積パーセント〜約５０体積パーセントの範囲の濃度で顔料配合物１４に存在してもよい。
【００２４】
顔料配合物１４は、低密度有機顔料１６に加え、改質無機顔料１８、及び場合に応じて、１種又は複数の他の顔料２０を更に含んでもよい。改質無機顔料１８は、改質クレイ２２、改質炭酸カルシウム２４、又は改質クレイ２２と改質炭酸カルシウム２４の種々の組合せを含んでもよい。場合に応じた他の顔料２０は、無機顔料（例えば、非改質無機顔料）であってもよい。
【００２５】
開示される塗料組成物１０の顔料配合物１４の改質無機顔料１８は、加工された、又は別様の（例えば、天然に生じる）、微粒子（例えば、１μｍ未満の粒径を有する粒子）の量が比較的少ない粒径分布を有する無機顔料である。つまり、改質無機顔料１８は、１μｍ以下の粒径を有する粒子の量が制御された無機顔料である。
【００２６】
本明細書で使用される場合、クレイ顔料は、クレイ顔料の最大３０パーセントの粒子が１μｍ未満の粒径を有する場合に「改質クレイ２２」であるとみなされる。一表現では、改質クレイ２２の最大２５パーセントの粒子が１μｍ未満の粒径を有する。別の表現では、改質クレイ２２の最大２０パーセントの粒子が１μｍ未満の粒径を有する。別の表現では、改質クレイ２２の最大１８パーセントの粒子が１μｍ未満の粒径を有する。更に別の表現では、改質クレイ２２の最大１５パーセントの粒子が１μｍ未満の粒径を有する。
【００２７】
種々のクレイ顔料が改質クレイ２２として使用されてもよく、又は改質クレイ２２を生成するために加工されてもよい。一つの一般的な非限定的な例として、改質クレイ２２は、層状剥離カオリンクレイ等のカオリンクレイであってもよい。一つの特定の非限定的な例として、改質クレイ２２は、Ｇｅｏｒｇｉａ、ＭａｃｏｎのＫａＭｉｎ  ＬＬＣ社から市販のＨＹＤＲＡＰＲＩＮＴ（登録商標）カオリンクレイから微粒子を除去することにより得ることができる。
【００２８】
図２は、ＨＹＤＲＡＰＲＩＮＴ（登録商標）カオリンクレイから微粒子を除去することによって得た改質クレイ２２（図１）と比較した、標準的なＨＹＤＲＡＰＲＩＮＴ（登録商標）カオリンクレイの粒径分布を示すグラフである。これらの測定は、Ｇｅｏｒｇｉａ、ＮｏｒｃｒｏｓｓのＭｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社から市販のＳＥＤＩＧＲＡＰＨ（登録商標）５１２０粒径分析器を使用して行った。図２のデータは、所与の粒径未満の累積質量パーセントとして表す。曲線がｘ軸の１μｍと交わる点を特定すると、標準的なＨＹＤＲＡＰＲＩＮＴ（登録商標）カオリンクレイは１μｍ未満の粒子を約７０パーセント有する一方で、改質クレイ２２は１μｍ未満の粒子を約８パーセントしか有さないことが分かる。更に、ＨＹＤＲＡＰＲＩＮＴ（登録商標）カオリンクレイは２μｍ未満の粒子を約８３パーセント有する一方で、改質クレイ２２は２μｍ未満の粒子を約３２パーセント有する。
【００２９】
開示される塗料組成物１０の顔料配合物１４に（又は顔料配合物１４として）使用するのに好適な改質クレイ２２はまた、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年１月１１日に出願された米国特許出願第６２／６１６，０９４号に開示される。
【００３０】
本明細書で使用される場合、炭酸カルシウム顔料は、炭酸カルシウム顔料の粒子が約３μｍ〜約８μｍの中央粒径を有する場合、及び炭酸カルシウム顔料の粒子の最大１５パーセントが１μｍ未満の粒径を有する場合、「改質炭酸カルシウム２４」であるとみなされる。一表現では、改質炭酸カルシウム２４の粒子の最大１３パーセントが１μｍ未満の粒径を有する。別の表現では、改質炭酸カルシウム２４の粒子の最大１２パーセントが１μｍ未満の粒径を有する。別の表現では、改質炭酸カルシウム２４の粒子の最大１０パーセントが１μｍ未満の粒径を有する。更に別の表現では、改質炭酸カルシウム２４の粒子の最大８パーセントが１μｍ未満の粒径を有する。
【００３１】
種々の炭酸カルシウム顔料が改質炭酸カルシウム２４として使用されてもよく、又は改質炭酸カルシウム顔料２４を生成するために加工されてもよい。一つの一般的な非限定的な例として、改質炭酸カルシウム２４は、重質炭酸カルシウムであってもよい。別の一般的な非限定的な例として、改質炭酸カルシウム２４は、粗重質炭酸カルシウムであってもよい。一つの特定の非限定的な例として、改質炭酸カルシウム２４は、スイス、ＯｆｔｒｉｎｇｅｎのＯｍｙａ  ＡＧ社から市販の、ＨＹＤＲＯＣＡＲＢ（登録商標）６０重質炭酸カルシウムから、微粒子を除去することによって得ることができる。
【００３２】
図３は、ＨＹＤＲＯＣＡＲＢ（登録商標）６０重質炭酸カルシウムから微粒子を除去することによって得た改質炭酸カルシウム２４（図１）と比較した、標準的なＨＹＤＲＯＣＡＲＢ（登録商標）６０重質炭酸カルシウムの粒径分布を示すグラフである。これらの測定は、Ｇｅｏｒｇｉａ、ＮｏｒｃｒｏｓｓのＭｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社から市販のＳＥＤＩＧＲＡＰＨ（登録商標）５１２０粒径分析器を使用して行った。図３のデータは、所与の粒径未満の累積質量パーセントとして表す。曲線がｘ軸の１μｍと交わる点を特定すると、標準的なＨＹＤＲＯＣＡＲＢ（登録商標）６０重質炭酸カルシウムは１μｍ未満の粒子を約３９パーセント有する一方で、改質炭酸カルシウム２４は１μｍ未満の粒子を約５パーセントしか有さないことが分かる。更に、ＨＹＤＲＯＣＡＲＢ（登録商標）６０重質炭酸カルシウムは２μｍ未満の粒子を約６４パーセント有する一方で、改質炭酸カルシウム２４は２μｍ未満の粒子を約３２パーセント有する。
【００３３】
開示される塗料組成物１０の顔料配合物１４に（又は顔料配合物１４として）使用するのに好適な改質炭酸カルシウム２４はまた、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、２０１４年１２月２３日にＢｕｓｈｈｏｕｓｅらに発行された、米国特許第８，９１６，６３６号に開示される。
【００３４】
開示される塗料組成物１０の顔料配合物１４は、特に従来の無機顔料、及び従来の無機顔料と有機顔料の配合物の空隙率と比較して、比較的高い空隙率を有する。一表現では、顔料配合物１４は、少なくとも４０パーセントの空隙率を有する。別の表現では、顔料配合物１４は、少なくとも４５パーセントの空隙率を有する。別の表現では、顔料配合物１４は、少なくとも５０パーセントの空隙率を有する。別の表現では、顔料配合物１４は、少なくとも５５パーセントの空隙率を有する。更に別の表現では、顔料配合物１４は、少なくとも６０パーセントの空隙率を有する。
【００３５】
いずれの特定の理論に制限されることなく、板紙基材に塗料組成物１０が塗布されると、得られる板紙構造物は、顔料配合物１４の空隙率が比較的高いことに起因して、改善された平滑度及び表面被覆率を示すと本明細書で考えられる。有意には、そのような改善された平滑度は、高価な高アスペクト比クレイを使用せずに達成可能である。
【００３６】
図４を参照すると、概して１００と表記する開示される板紙構造物の一実施形態は、板紙基材１０２と、下塗り１０４と、上塗り１０６とを含んでもよい。本開示の範囲から逸脱することなく、追加の塗料層が、下塗り１０４と上塗り１０６の間に場合に応じて含まれてもよい。板紙基材１０２は、第一の主面１０８及び第二の主面１１０を含んでもよい。下塗り１０４は、第一の主面１０８（Ｃ１Ｓ）のみに塗布されてもよく、又は第一の主面１０８と第二の主面１１０（Ｃ２Ｓ）の両方に塗布されてもよい。上塗り１０６は、下塗り１０４の上に塗布され、最外塗料面１１２を提示してもよい。
【００３７】
板紙構造物１００の板紙基材１０２は、開示される下塗り１４で塗工され得る任意の繊維材料のウェブであってもよい。板紙基材１０２は漂白されても漂白されなくてもよく、紙であっても、紙より厚く剛性が高くてもよい。例えば、板紙基材１０２は、３０００ｆｔ２当たり約８５ポンド以上の非塗工坪量を有してもよい。適切な板紙基材１０２の例として、中芯、ライナーボード、固体漂白硫酸塩（ＳＢＳ）及び無菌液体包装用板紙が挙げられる。
【００３８】
板紙構造物１００の下塗り１０４は、板紙基材１０２の第一の主面１０８に、開示される塗料組成物１０（図１）を塗布することによって形成されてもよい。
【００３９】
一つの特定の実装形態では、下塗り１０４は、板紙基材１０２の第一の主面１０８全体を塗工する必要なく、第一の主面１０８のくぼみ及び隙間を埋め、それにより第一の主面１０８に不連続フィルムを形成するのに十分な量で、板紙基材１０２の第一の主面１０８に塗布されてもよい。例えば、下塗り１０４は、ブレードコーターを使用して、ブレードコーターが第一の主面１０８のくぼみ及び隙間に下塗り１０４を押し込みながら、第一の主面１０８から下塗り１０４を除去するように塗布されてもよい。詳細には、下塗り１０４は、スパックリングと同様の態様で塗布されてもよく、この態様では、下塗り１０４の実質的にすべてが、板紙基材１０２の第一の主面１０８上ではなく、板紙基材１０２の第一の主面１０８のくぼみ及び隙間に存在する。
【００４０】
このとき、当業者であれば、下塗り１０４がブレードコーターにおいて使用される場合、移動する板紙基材１０２とコーターのブレードとの間の間隔を最小限にすると、板紙基材１０２の第一の主面１０８に下塗り１０４を実質的に堆積させることなく、第一の主面１０８のくぼみ及び隙間を容易に埋めることができる（すなわち、板紙基材１０２の第一の主面１０８に不連続フィルムを形成できる）ことを認識するであろう。言い換えると、コーターのブレードが板紙基材１０２の第一の主面１０８のくぼみ及び隙間に下塗り１０４を押し込みながら、板紙基材１０２の第一の主面１０８から余分な下塗り１０４を除去するように、コーターのブレードを、移動する板紙基材１０２の第一の主面１０８の十分近くに配置してもよい。
【００４１】
上塗り１０６は任意の適切な上塗りであってもよい。例えば、上塗り１０６は、炭酸カルシウム、クレイ及び種々の他の成分を含むことができ、下塗り１０４の上にスラリーとして塗布されてもよい。上塗りは当業者に周知であり、本開示の範囲から逸脱することなく、任意の従来的又は非従来的な上塗り組成物を使用することができる。
【００４２】
開示される板紙構造物１００の最外塗料面１１２は、比較的平滑であってもよい。一実現例では、開示される板紙構造物１００の最外塗料面１１２は、最大約５マイクロメートルのパーカープリントサーフ（ＰＰＳ  １０Ｓ）平滑度を有してもよい。別の実現例では、開示される板紙構造物１００の最外塗料面１１２は、最大約４マイクロメートルのパーカープリントサーフ（ＰＰＳ  １０Ｓ）平滑度を有してもよい。別の実現例では、開示される板紙構造物１００の最外塗料面１１２は、最大約３マイクロメートルのパーカープリントサーフ（ＰＰＳ  １０Ｓ）平滑度を有してもよい。別の実現例では、開示される板紙構造物１００の最外塗料面１１２は、最大約２マイクロメートルのパーカープリントサーフ（ＰＰＳ  １０Ｓ）平滑度を有してもよい。
【００４３】
図５を参照すると、概して２００と表記する、開示される板紙構造物の別の実施形態は、板紙基材２０２と、板紙基材２０２に塗布されたシングル塗工層２０４とを含んでもよい。板紙基材２０２は、第一の主面２０６及び第二の主面２０８を含んでもよい。シングル塗工層２０４は、図５に示されるように第一の主面２０６（Ｃ１Ｓ）のみに塗布されてもよく、第一の主面２０６と第二の主面２０８（Ｃ２Ｓ）の両方に塗布されてもよい（図示せず）。したがって、シングル塗工層２０４は、板紙基材２０２（例えば、板紙基材２０２の第一の主面２０６）と直接接触しながら、板紙構造物２００の最外塗料面２１０を形成してもよい。
【００４４】
板紙構造物２００の板紙基材２０２は、シングル塗工層２０４で塗工され得る任意の繊維材料のウェブであってもよい。板紙基材２０２は漂白されても漂白されなくてもよく、紙であっても、紙より厚く剛性が高くてもよい。例えば、板紙基材２０２は、３０００ｆｔ２当たり約８５ポンド以上の非塗工坪量を有してもよい。適切な板紙基材２０２の例として、中芯、ライナーボード、固体漂白硫酸塩（ＳＢＳ）及び無菌液体包装用板紙が挙げられる。
【００４５】
板紙構造物２００のシングル塗工層２０４は、板紙基材２０２の第一の主面２０６に、開示される塗料組成物１０（図１）を塗布することによって形成されてもよい。
【００４６】
開示される板紙構造物２００の最外塗料面２１０は比較的平滑であってもよく、これはシングル塗工層を使用して達成するのが困難なことであった。一実現例では、開示される板紙構造物２００の最外塗料面２１０は、最大約５マイクロメートルのパーカープリントサーフ（ＰＰＳ  １０Ｓ）平滑度を有してもよい。別の実現例では、開示される板紙構造物２００の最外塗料面２１０は、最大約４マイクロメートルのパーカープリントサーフ（ＰＰＳ  １０Ｓ）平滑度を有してもよい。別の実現例では、開示される板紙構造物２００の最外塗料面２１０は、最大約３マイクロメートルのパーカープリントサーフ（ＰＰＳ  １０Ｓ）平滑度を有してもよい。別の実現例では、開示される板紙構造物２００の最外塗料面２１０は、最大約２マイクロメートルのパーカープリントサーフ（ＰＰＳ  １０Ｓ）平滑度を有してもよい。
【００４７】
開示される板紙構造物２００のシングル塗工層２０４は、比較的低い乾燥質量を有しつつ、依然として所望の平滑度をもたらすことができる。一表現では、シングル塗工層２０４は、最大約１０ｌｂ／３０００ｆｔ２の乾燥質量を有してもよい。別の表現では、シングル塗工層２０４は、最大約９ｌｂ／３０００ｆｔ２の乾燥質量を有してもよい。更に別の表現では、シングル塗工層２０４は、最大約８ｌｂ／３０００ｆｔ２の乾燥質量を有してもよい。
【実施例】
【００４８】
（実施例１）
低密度有機顔料を含有する種々の顔料配合物の空隙率を測定するための実験を行った。低密度有機顔料と無機顔料とで密度が異なるため、沈殿法以外の方法を使用する必要があった。顔料配合物層への鉱油の吸収を使用して方法を考案し、充填顔料内の空隙率を測定した。顔料配合物はすべて体積ベースで調合した。油が加わったときにフィルムがその完全性を維持する必要があったため、体積が制御されたラテックス結合剤を各配合物に添加した。
【００４９】
実験方法は以下の通りであった。種々の顔料配合物を含有する調合物を調製し、１０ミルギャップのＢｙｒｄバーを使用してＭｙｌａｒフィルムに塗布した。各フィルムを空気乾燥し、１６０°Ｆのオーブンに２０分間入れた。ダイカッターを使用し、Ｍｙｌａｒフィルムの塗工部分と非塗工部分の両方から、３インチ×６インチの面積を切り出した。これらの切片を秤量し、塗布された塗料の質量を決定した。次に、塗工された切片を鉱油に浸し、過剰量を拭き取った。油で浸した切片を秤量し、含浸した油の量を決定した。配合物、質量、成分の密度及び油の密度を使用して空隙率を計算した。配合物は結合剤を８パーセント含んでいたため（完全性を維持するため）、最終的な空隙率値を計算する際に結合剤の体積を考慮した。結果を表１に提供する。
【００５０】
【表１】
2021510392.tif 000003
【００５１】
図６は、改質クレイ又は改質炭酸カルシウムと配合されたときの、低密度有機顔料濃度の影響を示す。これにより、改質クレイ／改質炭酸カルシウムと低密度有機顔料との組合せは、超板状クレイを使用して達成される空隙率と同等であるか、又はそれを超える空隙率をもたらすことが示される。
【００５２】
（実施例２）
改質クレイ及び低密度有機顔料を含有する塗料組成物を調製し、シングル塗工層として固体漂白硫酸塩（ＳＢＳ）板紙基材に塗布した（ノギス：１１ｐｔ；坪量：１１４ｌｂ／３０００ｆｔ２）。塗料組成物を、パイロットコーターを用いてベントブレード方式を使用し、１０００ｆｐｍで板紙基材の１ｆｔ幅のウェブに塗布し、それにより一連の塗工質量を有する塗工された試料を得た。塗料組成物を表２に示す。
【００５３】
【表２】
2021510392.tif 000004
【００５４】
塗料組成物はすべて５０質量部のクレイを使用して調合した。改質クレイ（ＨＹＤＲＡＰＲＩＮＴ（登録商標）カオリンクレイの加工バージョン；図２を参照）の基準として、標準的な層状剥離クレイであるＨＹＤＲＡＰＲＩＮＴ（登録商標）カオリンクレイ、ＫａＭｉｎ  ＬＬＣ社製を使用した。粗重質炭酸カルシウム（「ＧＣＣ」）であるＯｍｙａ社製ＨＹＤＲＯＣＡＲＢ（登録商標）６０を、Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ社製ＲＯＰＡＱＵＥ（商標）１３５３とともに、低密度有機顔料として使用した。低密度有機顔料を、２５及び５０体積パーセントを表す濃度で改質クレイに添加した。調合物はすべて、結合剤としてスチレンアクリルラテックスであるＡＣＲＯＮＡＬ（登録商標）Ｓ５０４を２０部含んだ。
【００５５】
塗工された板試料の手すきシートをスーパーカレンダー処理した。塗工質量及びカレンダー処理後のＰＰＳ平滑度データを表３に記録する。
【００５６】
【表３】
2021510392.tif 000005
【００５７】
図７は、塗工質量の関数としてグラフ化されたＰＰＳ平滑度データを示す。結果は、２５〜５０体積部の低密度有機顔料を添加すると、粗さが約２０〜３０パーセント低減し、標準的な層状剥離クレイと比べて３５〜４５パーセント減少したことを示す。３．０μｍ未満のＰＰＳ平滑度が達成されたことにより、市販のダブル塗工製品と同様の特性を示す、許容される印刷表面を有するシートが、シングル塗工で製造され得ることが示される。
【００５８】
（実施例３）
別の実験では、実施例２の塗料組成物を下塗りとして使用し、同じ条件で同じ板紙基材に塗布した。次に、これらの下塗り板紙ロールに、すべてに共通の上塗り調合物を使用して、一連の塗工質量で上塗りした。上塗り調合物を表４に示す。
【００５９】
【表４】
2021510392.tif 000006
【００６０】
標準的な技術を使用して、下塗りのみの試料と上塗り試料の両方についてパーカープリントサーフ平滑度を測定した。結果を表５Ａ及び表５Ｂに記録する。
【００６１】
【表５Ａ】
2021510392.tif 000007
【００６２】
【表５Ｂ】
2021510392.tif 000008
【００６３】
図８における下塗りのみの結果は、低密度有機顔料の添加によって粗さが１５〜２５パーセント減少したことを示す。上塗り後データを使用して、６ｌｂ／３０００ｆｔ２の共通塗工質量に対して回帰推定した上塗り後平滑度を得た。図９は、下塗り質量の関数としての、これらの回帰推定した上塗り後平滑度値を示す。グラフは、低密度有機顔料の添加によって粗さが１０〜２５パーセント低減したこと、及び標準的な層状剥離クレイと比べて３５〜４５パーセント低減したことを示す。
【００６４】
（実施例４）
改質炭酸カルシウム及び低密度有機顔料を含有する塗料組成物を調製し、シングル塗工層として固体漂白硫酸塩（ＳＢＳ）板紙基材に塗布した（ノギス：  １１ｐｔ；坪量：  １１４ｌｂ／３０００ｆｔ２）。塗料組成物を、パイロットコーターを用いてベントブレード方式を使用し、１０００ｆｐｍで板紙基材の１ｆｔ幅のウェブに塗布し、それにより一連の塗工質量を有する塗工された試料を得た。塗料組成物を表６に示す。
【００６５】
【表６】
2021510392.tif 000009
【００６６】
塗料組成物はすべて、炭酸塩のみ、又は炭酸塩と低密度有機顔料の組合せを使用して調合した。改質炭酸カルシウム（ＨＹＤＲＯＣＡＲＢ（登録商標）６０炭酸カルシウムの加工バージョン；図３を参照）の基準として、標準的な粗重質炭酸カルシウムであるＨＹＤＲＯＣＡＲＢ（登録商標）６０、Ｏｍｙａ社製を使用した。Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ社製ＲＯＰＡＱＵＥ（商標）１３５３を低密度有機顔料として使用した。低密度有機顔料を、２５及び５０体積パーセントを表す濃度で改質炭酸カルシウムに添加した。調合物はすべて、結合剤としてスチレンアクリルラテックスであるＡＣＲＯＮＡＬ（登録商標）Ｓ５０４を２０部含んだ。
【００６７】
塗工された板試料の手すき紙をスーパーカレンダー処理した。塗工質量及びカレンダー処理後のＰＰＳ平滑度データを表７に記録する。
【００６８】
【表７】
2021510392.tif 000010
【００６９】
図１０は、塗工質量の関数としてグラフ化されたＰＰＳ平滑度データを示す。結果は、２５〜５０体積部の低密度有機顔料を添加すると、粗さが約１０〜３０パーセント低減し、標準的な粗炭酸カルシウムと比べて１５〜３５パーセント減少したことを示す。３．０μｍ未満のＰＰＳ平滑度が達成されたことにより、市販のダブル塗工製品と同様の特性を示す、許容される印刷表面を有するシートが、シングル塗工で製造され得ることが示される。
【００７０】
（実施例５）
別の実験では、実施例４の塗料組成物を下塗りとして使用し、同じ条件で同じ板紙基材に塗布した。次に、これらの下塗り板紙ロールに、すべてに共通の上塗り調合物を使用して、一連の塗工質量で上塗りした。上塗り調合物を表４に示す。
【００７１】
標準的な技術を使用して、下塗りのみの試料と上塗り試料の両方についてパーカープリントサーフ平滑度を測定した。結果を表８Ａ及び表８Ｂに記録する。
【００７２】
【表８Ａ】
2021510392.tif 000011
【００７３】
【表８Ｂ】
2021510392.tif 000012
【００７４】
図１１における下塗りのみの結果は、低密度有機顔料の添加によって粗さが１０〜２５パーセント減少し、標準的な粗炭酸カルシウムと比べて３０〜４０パーセント減少したことを示す。上塗り後データを使用して、６ｌｂ／３０００ｆｔ２の共通塗工質量に対して回帰推定した上塗り後平滑度を得た。図１２は、下塗り質量の関数としての、これらの回帰推定した上塗り後平滑度値を示す。グラフは、低密度有機顔料の添加によって粗さが１０〜３０パーセント低減したこと、及び標準的な粗炭酸カルシウムと比べて３５〜５０パーセント低減したことを示す。
【００７５】
開示される塗料組成物及び関連する板紙構造物の種々の実施形態を示し記載したが、当業者には本明細書を読むことで修正形態が想到され得る。本出願はそのような修正形態を含み、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００７６】
１０  塗料組成物
１２  結合剤
１４  顔料配合物
１６  低密度有機顔料
１８  改質無機顔料
２０  無機顔料
２２  改質クレイ
２４  改質炭酸カルシウム
１００  板紙構造物
１０２  板紙基材
１０４  下塗り
１０６  上塗り
１０８  第一の主面
１１０  第二の主面
１１２  最外塗料面
２００  板紙構造物
２０２  板紙基材
２０４  シングル塗工層
２０６  第一の主面
２０８  第二の主面
２１０  最外塗料面
【図１】
2021510392.tif 000013
【図２】
2021510392.tif 000014
【図３】
2021510392.tif 000015
【図４】
2021510392.tif 000016
【図５】
2021510392.tif 000017
【図６】
2021510392.tif 000018
【図７】
2021510392.tif 000019
【図８】
2021510392.tif 000020
【図９】
2021510392.tif 000021
【図１０】
2021510392.tif 000022
【図１１】
2021510392.tif 000023
【図１２】
2021510392.tif 000024
【国際調査報告】
2021510392.tif 000025
2021510392.tif 000026