(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
３０〜４５の範囲の粒径分布（ｐｓｄ）急勾配因子を有する粒子状粉砕炭酸カルシウム（ＧＣＣ）を含む第１顔料成分；及び
５５〜７５の範囲のｐｓｄ急勾配因子及び０．５μｍ以下のｄ50を有する粒子状沈殿炭酸カルシウム（ＰＣＣ）を含む第２顔料成分
を含む組成物。
【請求項２】
第１及び第２成分粒子が、粒子状顔料中において、５：９５〜９５：５の範囲の第１：第２成分の質量比で存在する請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
第１及び第２成分粒子が、粒子状顔料中において、１０：９０〜９０：１０の範囲の第１：第２成分の質量比で存在する請求項１に記載の組成物。
【請求項４】
第１及び第２成分粒子が、粒子状顔料中において、３０：７０〜７０：３０の範囲の第１：第２成分の質量比で存在する請求項１に記載の組成物。
【請求項５】
更に、カオリンクレーを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項６】
前記カオリンクレーが、第１及び第２炭酸カルシウム顔料と共に、１０：９０〜９０：１０未満の炭酸カルシウム：カオリンクレーの質量比で存在する請求項５に記載の組成物。
【請求項７】
前記カオリンクレーが、第１及び第２炭酸カルシウム顔料と共に、７０：３０の炭酸カルシウム：カオリンクレーの質量比で存在する請求項５に記載の組成物。
【請求項８】
前記カオリンクレーが、０．５μｍ以上のｄ50を有する、請求項５に記載の組成物。
【請求項９】
前記カオリンクレーが、０．５μｍ未満のｄ50を有する、請求項５に記載の組成物。
【請求項１０】
前記カオリンクレーが、０．５μｍ〜１．５μｍの範囲のｄ50を有する、請求項５に記載の組成物。
【請求項１１】
前記カオリンクレーが、０．１μｍ〜０．５μｍの範囲のｄ50を有する、請求項５に記載の組成物。
【請求項１２】
前記カオリンクレーが、２５より大きい形状因子を有する、請求項５に記載の組成物。
【請求項１３】
前記カオリンクレーが、３０より大きい形状因子を有する、請求項５に記載の組成物。
【請求項１４】
前記カオリンクレーが、４５より大きい形状因子を有する、請求項５に記載の組成物。
【請求項１５】
前記カオリンクレーが、２５未満の形状因子を有する、請求項５に記載の組成物。
【請求項１６】
前記カオリンクレーが、５〜２０の形状因子を有する、請求項５に記載の組成物。
【請求項１７】
前記カオリンクレーが、２５未満の形状因子と、０．５μｍ未満のｄ50とを有する、請求項５に記載の組成物。
【請求項１８】
前記カオリンクレーが、２０より大きい急勾配を有する、請求項５に記載の組成物。
【請求項１９】
前記カオリンクレーが、２５〜４５の急勾配を有する、請求項５に記載の組成物。
【請求項２０】
乾燥粒子状混合物として存在する、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２１】
前記粒子の液体媒体中のサスペンションとして存在する、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２２】
紙及び他の支持体上において使用される、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２３】
第２顔料成分が、０．５μｍ未満のｄ50を有するＰＣＣを含む請求項１〜２２のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２４】
第２顔料成分が、０．４５μｍ未満のｄ50を有するＰＣＣを含む請求項１〜２２のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２５】
第２顔料成分が、０．４０μｍ未満のｄ50を有するＰＣＣを含む請求項１〜２２のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２６】
第２顔料成分が、０．３５μｍ未満のｄ50を有するＰＣＣを含む請求項１〜２２のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２７】
第２顔料成分が、０．２〜０．５μｍのｄ50を有するＰＣＣを含む請求項１〜２２のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２８】
第２顔料成分が、０．３〜０．５μｍのｄ50を有するＰＣＣを含む請求項１〜２２のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項２９】
第２顔料成分が、０．４μｍのｄ50を有するＰＣＣを含む請求項１〜２２のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項３０】
組成物が、本質的に、第１顔料成分及び第２顔料成分からなり；第１顔料成分が、本質的に、ＧＣＣからなり、及び第２顔料成分が、本質的に、ＰＣＣからなる請求項１〜２９のいずれか１項に記載の組成物。
【請求項３１】
粒子状顔料組成物及びバインダーの水性サスペンションを含むコーティング組成物であって、粒子状顔料組成物が：
３０〜４５の範囲のｐｓｄ急勾配因子を有する粒子状ＧＣＣを含む第１顔料成分；及び
５５〜７５の範囲のｐｓｄ急勾配因子及び０．５μｍ以下のｄ50を有する粒子状ＰＣＣを含む第２顔料成分
を含むコーティング組成物。
【請求項３２】
顔料組成物が、請求項２２に記載の組成物である請求項３１に記載のコーティング組成物。
【請求項３３】
バインダーが、乾燥質量ベースで、組成物の固形分の４〜３０％を構成する請求項３１又は３２に記載のコーティング組成物。
【請求項３４】
バインダーが、加工デンプンを含む請求項３１〜３３のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
【請求項３５】
バインダーが、未加工デンプンを含む請求項３１〜３３のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
【請求項３６】
バインダーが、デンプン以外の成分を含む請求項３４又は３５に記載のコーティング組成物。
【請求項３７】
更に、１以上の架橋剤；１以上の水保持助剤；１以上の粘度改良剤及び／又は増粘剤；１以上の潤滑剤／カレンダ加工助剤；１以上の分散剤；１以上の泡止め剤／消泡剤；１以上の乾燥又は湿潤ピック改良添加剤；１以上の乾燥又は湿潤摩擦改良及び／又は耐摩耗性添加剤；１以上の光沢−インク提供添加剤；１以上の蛍光増白剤（ＯＢＡ）及び／又は蛍光性白色化剤（ＦＷＡ）；１以上の染料；１以上の殺生剤／損傷制御剤；１以上のレベリング及びイブニング助剤；１以上の耐グリース及び耐オイル添加剤；１以上の耐水添加剤；１以上の追加の顔料；又はそれらの任意の組み合わせを含む請求項３１〜３６のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
【請求項３８】
更に、１０質量％未満の他の成分を含む請求項３１〜３７のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
【請求項３９】
第２顔料成分が、０．５μｍ未満のｄ50を有するＰＣＣを含む請求項３１〜３８のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
【請求項４０】
第２顔料成分が、０．４５μｍ未満のｄ50を有するＰＣＣを含む請求項３１〜３８のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
【請求項４１】
第２顔料成分が、０．４０μｍ未満のｄ50を有するＰＣＣを含む請求項３１〜３８のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
【請求項４２】
第２顔料成分が、０．３５μｍ未満のｄ50を有するＰＣＣを含む請求項３１〜３８のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
【請求項４３】
第２顔料成分が、０．２〜０．５μｍのｄ50を有するＰＣＣを含む請求項３１〜３８のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
【請求項４４】
第２顔料成分が、０．３〜０．５μｍのｄ50を有するＰＣＣを含む請求項３１〜３８のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
【請求項４５】
第２顔料成分が、０．４μｍのｄ50を有するＰＣＣを含む請求項３１〜３８のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
【請求項４６】
コーティング組成物が、本質的に、粒子状顔料及びバインダーの水性サスペンションからなり、粒子状顔料が、本質的に、第１顔料成分及び第２顔料成分の混合物からなり、第１顔料成分が、本質的に、粒子状ＧＣＣからなり、及び第２顔料成分が、本質的に、粒子状ＰＣＣからなる請求項３１〜４５のいずれか１項に記載のコーティング組成物。
【請求項４７】
請求項３１〜４６のいずれか１項に記載のコーティング組成物を製造する方法であって、少なくとも前記粒子状顔料、及び前記バインダーを、固形成分のサスペンションの製造のための水性液体媒体中に混合することを含む方法。
【請求項４８】
コーティングされた製品を製造する方法であって、該製品に対して、請求項３１〜４６のいずれか１項に記載の組成物を施して、該製品をコーティングし、及び該製品をカレンダ加工して、それらの上にコーティングを形成することを含む方法。
【請求項４９】
前記製品が、紙、板、カード又は板紙の形態にある請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
請求項３１〜４６のいずれか１項に記載の組成物の乾燥残留物を含むコーティングでコーティングされた製品。
【請求項５１】
前記製品が、紙、板、カード又は板紙の形態にある請求項５０に記載の製品。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の分野
本発明は、紙コーティング顔料に関する。例えば、本発明は、粒子状炭酸カルシウムを含む紙コーティング組成物、該組成物を製造する方法、紙コーティングにおける該組成物の使用、及び該組成物を用いて製造されるコーティングされた紙に関する。用語“紙”は、板、カード、板紙などを含む全ての形態の紙を意味すると理解すべきである。
【０００２】
発明の背景
コーティングされた紙は、包装、台紙、冊子、雑誌、カタログ及びちらしを含む幅広い製品に使用される。そのようなコーティングされた紙は、光度、不透明性及びシート光沢及び印刷性能を含む特性範囲を提供することが必要とされる。
紙コーティング組成物は、一般には、バインダー及び他の任意成分と一緒に粒子状顔料材料の流体水性サスペンションを形成することにより製造される。コーティングは、好都合には、短ドェル時間コーティングヘッドを含むコーティング機械により施すことができ、それは、その中において、捕獲ポンド(captive pond)のコーティング組成物が、わずかに上昇された圧力下で、移動紙ウェブ(moving paper web)と、０．０００４〜０．０１秒間接触するデバイスである。しかしながら、他のタイプのコーティング装置もまた、コーティングされた紙を製造するために使用することができる。コーティングされた紙は、表面光沢及び滑らかさのいくつかの基準を満たすことが必要とされる。例えば、紙は、一般には、少なくとも約３２で約７０までの光沢値、いくつかのケースにおいては、約９０ＴＡＰＰＩ単位、及び約０．５〜約１．６μｍの範囲のパーカープリントサーフ値(Parker Print Surf value)を有することが必要とされる。
【０００３】
粒子状炭酸カルシウムを、単独で、又は他の顔料材料、例えば加工粒子状カオリンクレーと共にのいずれかで、紙コーティング組成物中における粒子状顔料として使用することが知られている。
粒子状炭酸カルシウムは、天然源から得ることができ又は合成的に製造することができる。製造される炭酸カルシウムは、一般には、水溶液の沈殿により得られる。沈殿炭酸カルシウム（ＰＣＣ）は、３つの異なる主な結晶形態で得られる：熱力学的に不安定であるバテライト(vaterite)形態、最も安定であり及び最も豊富な天然結晶形態である方解石形態、及び通常の周囲条件の温度及び圧力下で準安定であるが、高温で方解石に転化する霰石形態。
霰石形態は、典型的には、約１０：１の典型的な長さ：直径の比を有する、長い、細い針状物（針状形）として結晶化するが、方解石形態は、いくつかの異なる形で存在し、そのうちの最も共通してみられるものは：その中において、結晶が凝集していてもしていなくてもよい菱面体晶形；及びその中において、結晶が、約４：１の典型的な長さ：直径の比を有する２重の２ポイント化ピラミッドのようであり、それは、一般に凝集している偏三角面体(scalenodedral)形。これらの全ての形態の炭酸カルシウムは、工程条件の適切な変更により水性石灰含有媒体の炭酸化により製造することができる。
炭酸カルシウムは、粉砕して、粒子状の粉砕炭酸カルシウム（ＧＣＣ）を得ることができ、これは、当該技術分野においてよく知られる方法による。
紙コーティングにおいて使用するためのＰＣＣ及びＧＣＣの、及び異なるＧＣＣのブレンドが、当該技術分野において知られている。
【０００４】
例えば、米国特許第5,879,442号明細書には、紙コーティング顔料として使用するための炭酸カルシウムの水性スラリーが記載されており、そのスラリーは、７０〜８５質量％の、２０：８０〜８０：２０、有利には５１：４９〜７０：３０の質量比でのＰＣＣ粒子及びＧＣＣ粒子の組み合わせを含み、その開示内容は参考文献として本願明細書に組み込まれる。この特許による炭酸カルシウム粒子は、０．２〜２．０μｍ、好ましくは０．３〜１．５μｍの中位径を有する。この特許文献には、しかしながら、炭酸カルシウム粒子の粒子サイズ分布が記載されていない。
同様に、ＰＣＴ特許出願第WO-A-01/53893には、バインダー及び非板状顔料を含むイメージ感受性コーティングを有する印刷紙が記載されており、その開示内容は参考文献として本願明細書に組み込まれる。（１００部から出て）１５部のＧＣＣ、７５〜７９部のＰＣＣ及び６〜１０部の中空球形プラスチック顔料を含む非板状顔料の例（実施例Ａ〜Ｄ）が記載されている。この特許出願には、光沢のあるコーティングされた印刷シートのために、好ましくは約９０〜９５％の炭酸カルシウム粒子が、２μｍ未満の同等球径（ｅｓｄ）を有すること、及び光沢のないコーティングされた印刷シートのために、好ましくは６５％の粒子が２μｍ未満のｅｓｄを有することが記載されている。その特許出願は、また、比較的狭い粒子サイズ分布を示す炭酸カルシウム顔料を記載しているが、これが何に関連しているのかを記載していない。更に、粒子サイズ分布の詳細は記載されていない。
本発明は、改良された特性が、紙を、選択された粒子状ＰＣＣ及び選択された粒子状ＧＣＣのブレンド又は選択された粒子状ＧＣＣ群のブレンドを含む顔料を含む紙コーティング組成物でコーティングした際に得られるとの知見に基づく。選択された粒子状ＰＣＣ及びＧＣＣのブレンドを用いることにより、コーティング中の顔料がブレンドの個々の成分のいずれか１つである紙と比較した際に、紙の不透明性、光度及び印刷光沢に対する相乗的な改善が得られる。
【０００５】
発明の概要
本発明により、これらの及び他の利点が、本発明の第１態様において、コーティングを紙及び他の支持体に施す際に使用するためのコーティング組成物を提供することにより達成される。この態様によるコーティング組成物は、バインダーと共に粒子状顔料の水性サスペンションを含み、その中において、粒子状顔料は、約３０〜約４５のｐｓｄ急勾配因子(steepness factor)を有する粒子状ＧＣＣを含む又はそれからなる第１顔料成分；及び約５５〜約７５のｐｓｄ急勾配因子を有する粒子状ＰＣＣを含む又はそれからなる第２顔料成分の混合物を含む。あるいはまた、顔料は、約４０〜約５５のｐｓｄ急勾配因子を有する粒子状ＧＣＣを含む。
急勾配因子は、ｄ30同等球径(equivalent spherical diameter)（その時点で３０質量％の粒子がファイナー(finer)である）のｄ70同等球径（その時点で７０質量％の粒子がファイナーである）に対する比が１００倍されたものとして定義される。
本願明細書において使用するパラメータｅｓｄは、よく知られる手段において、Micromeritics Instruments Corporation, Norcross, Georgia, USAにより供給されるようなSedigraph 5100マシン（本願明細書において“Micromeritics Sedigraph 5100 unit”と称する）を用いて水性媒体中において十分に分散される状態で粒子状材料の沈殿により測定される。そのようなマシンにより、所定のｅｓｄ値未満のｅｓｄを有する粒子の質量の累積率のプロット及び測定が得られる。
【０００６】
ＰＣＣは、霰石粒子形、菱面体晶粒子形又はそれらの任意の混合物を含む基地の粒子形を含んでいてもよい。
本発明において使用される第１（ＧＣＣ）成分のｐｓｄ急勾配は、一般には、中位の周囲又は商業的に入手可能なＧＣＣの急勾配の範囲の下端に向かう。本発明において使用される第２（ＰＣＣ又はＧＣＣ）成分のｐｓｄ急勾配は、一般には、商業的に入手可能なＰＣＣ及びＧＣＣの急勾配の範囲の上端に向かう。本発明により、従って、低−中(low-to-medium)及び高い急勾配因子の粒子状炭酸カルシウムのブレンドが提供される。
第１及び第２成分は、適切には、粒子状顔料中において、約５：９５〜約９５：５のＰＣＣ：ＧＣＣ、例えば、約１０：９０〜約９０：１０、より好ましくは約２０：８０〜約８０：２０の第１：第２、例えば約３０：７０〜約７０：３０の第１：第２の範囲の質量比で存在する。
驚くべきことに、本発明のカーボネートを用いるコーティング組成物の光学的特性は、一般に、単に急勾配なＧＣＣ（約４５より高い急勾配因子）又は急勾配ＰＣＣ（約５５より高い急勾配因子）を用いるコーティング組成物のものに匹敵する。コーティング組成物は、場合により、更なる成分を、以下により詳細に記載するように含んでいてもよい。任意の追加の粒子状顔料成分は、適切な粒子状カオリンクレーを含んでいてもよい。
本発明は、また、本発明のコーティング組成物を製造する方法；コーティング組成物を製造する際に使用するための顔料ブレンド；コーティング組成物でコーティングされた紙を製造する方法；及びコーティング組成物でコーティングされた紙に関する。
【０００７】
発明の詳細な記載
粒子状顔料−第１（ＧＣＣ）成分
ＧＣＣは、天然又は沈殿炭酸カルシウムから、当該技術分野においてよく知られる粉砕方法により製造される。
本発明のブレンドにおいて第１成分として使用されるＧＣＣのｐｓｄは、少なくとも約８０質量％の炭酸カルシウム粒子が２μｍ未満の同等球径を有し、少なくとも５０質量％の粒子が１μｍ未満の同等球径を有し、少なくとも約２５質量％の粒子が０．５μｍ未満の同等球径を有し、及び約２５質量％未満の粒子が０．２５μｍ未満の同等球径を有する適切なものである。例えば、少なくとも９０質量％の粒子が、適切に、２μｍ未満の同等球径を有していてもよく、少なくとも約７０質量％の粒子が、１μｍ未満の同等球径を有していてもよく、少なくとも３０質量％の粒子が、０．５μｍの同等球径を有していてもよく、及び約２５質量％未満（例えば１５〜２２質量％）の粒子が０．２５μｍ未満の同等球径を有していてもよい。粉砕後の粒子状炭酸カルシウムの平均同等粒径（ｄ50値）は、適切には、約０．４〜約１．２μｍの範囲、例えば約０．４〜約１．０μｍの範囲内にあってもよい。
本発明のブレンドにおいて第１成分として使用されるＧＣＣのｐｓｄ急勾配因子は、好ましくは、約３５〜約４５の範囲内、例えば約３７〜約４５の範囲内である。
【０００８】
ある実施態様においては、本発明のブレンドにおける第１成分として使用されるＧＣＣは、約９３より高い光度（ＧＥ）を有する。
商業的に入手可能であり又は容易に製造される材料の例としては以下のものが挙げられる：
ＧＣＣ“Ａ”。典型的なｐｓｄは、以下のものである：９１質量％が２μｍ未満；６５質量％が１μｍ未満；３８質量％が０．５μｍ未満；及び２０質量％が０．２５μｍ未満。ＧＣＣは、９６．０のＧＥ光度、及び０．７０μｍのｄ50、及び３５の急勾配因子を示す。そのような材料は、lmerysから入手可能なCarbital 90（商品名）である。
ＧＣＣ“Ｂ”。典型的なｐｓｄは、以下のものである：９６質量％が２μｍ未満；７５質量％が１μｍ未満；３９質量％が０．５μｍ未満；及び１７質量％が０．２５μｍ未満。ＧＣＣは、９４．４のＧＥ光度、０．６２μｍのｄ50、及び４４の急勾配因子を示す。
ＧＣＣ“Ｃ”。典型的なｐｓｄは、以下のものである：９４質量％が２μｍ未満；６９質量％が１μｍ未満；３５質量％が０．５μｍ未満；及び１６質量％が０．２５μｍ未満。ＧＣＣは、９６．７のＧＥ光度、０．６９μｍのｄ50、４３の急勾配因子を示す。
ＧＣＣ“Ｈ”。典型的なｐｓｄは、以下のものである：９８質量％が２μｍ未満；８７質量％が１μｍ未満；５４質量％が０．５μｍ未満；及び２３質量％が０．２５μｍ未満。ＧＣＣは、９５．４のＩＳＯ光度、０．４４μｍのｄ50、４３の急勾配因子を示す。
ＧＣＣ“Ｉ”。典型的なｐｓｄは、以下のものである：９７質量％が２μｍ未満；７６質量％が１μｍ未満；４７質量％が０．５μｍ未満；及び２８質量％が０．２５μｍ未満。ＧＣＣは、９３．５のＩＳＯ光度、０．５０μｍのｄ50、３６の急勾配因子を示す。そのような材料は、lmerysから入手可能なCarbital 95である。
【０００９】
粒子状顔料−第２（ＰＣＣ又はＧＣＣ）成分
ＰＣＣ成分
本発明のブレンドの第２成分において使用されるＰＣＣは、容易に商業的に入手可能な“ｓｔｅｅｐ”ＰＣＣの１つであってもよく、又は当該技術分野においてよく知られる方法により製造することができる。
ＰＣＣを製造する方法は、一般には、（ｉ）石灰及び二酸化炭素、（ｉｉ）石灰及びソーダ又は（ｉｉｉ）ソルベー法を用いる沈殿を含む。霰石の又は菱面体ＰＣＣを製造する好ましい方法は、第１の方法を用い、及び水性石灰含有媒体を炭酸化して、ＰＣＣの水性サスペンションを製造する工程を含む。好ましい結晶形態を達成するために必要とされる沈殿工程条件は、当該技術分野における当業者によく知られている。
例えば、主には、霰石結晶形態の沈殿は、水性石灰含有媒体を生石灰と水とを６０℃を越えない温度で混合して製造する際に生じる。混合工程は、一般には、サスペンションの温度上昇が８０℃以下であるような条件下でサスペンション１リットルあたり０．５〜３．０モルの水酸化カルシウムを含む水性サスペンションが得られるように行う。得られる消石灰のサスペンションは、次いで、３０〜５０℃の範囲の温度まで冷却される。炭酸化工程を、次いで、サスペンションについて行う。例えば、その後の炭酸化は、二酸化炭素含有ガスを冷却されたサスペンション中に０．０２モル以下の二酸化炭素が、１分間あたり、水酸化カルシウム１モルあたりに供給されて、サスペンション中に炭酸カルシウムが沈殿する速度で通すことを包含していてもよい。炭酸化工程の間、サスペンションの温度は、ｐＨが７．０〜７．５の範囲内の値に降下するまで３０〜５０℃の範囲に維持する。
【００１０】
水性サスペンションの形態の沈殿物生成物は、一般には、５００ｍＰａ．ｓ以下の粘度（１００ｒｐｍの主軸速度を用いてＢ型粘度計により測定される）を有し、ある実施態様については、有利には、ポンプ可能な及び流動性のスラリーである。
最初に形成される沈殿生成物を含有する水性サスペンションは、例えば従来の分離方法を用いて、沈殿生成固形物から水性ホスト媒体(aqueous host medium)を部分的に又は完全に分離するように処理することができる。その方法は、ろ過、沈殿、遠心分離及び蒸発を含む。例えば、フィルタープレスを用いるろ過を使用してもよい。分離された水性媒体（例えば水）は、場合により、それ自体知られているかもしれない１以上の化学的、生化学的又は機械的方法による更なる精製又は浄化を伴って、再使用のためにリサイクルすることができる。例えばリサイクルされる水は、紙製造ストックを希釈するために又はペーパーミルにおける機械装置を洗浄するためのシャワーとして使用するために利用することができる。分離される固形物は、サンプルについての測定による品質制御のために評価することができ、及び次いで、貯蔵タンクに運搬することができ、及び次いで、例えば本発明において、使用者の用途の必要性に応じて供給される。固形物含有サスペンションは、ユーザープラントでの使用のために再希釈することができる。
【００１１】
ＰＣＣ生成物を含有する水性サスペンションについて、例えばペーパーミルにおいて使用するために、使用者の使用のために供給する前に脱水する必要はない。水性サスペンション又はスラリーは、貯蔵タンクに運搬することができ又は実質的な脱水なしにユーザープラントへ直接運搬することができる。
ＰＣＣは、典型的には、ｄ50が、約１μｍ未満、例えば、約０．８μｍ未満、及び適切には少なくとも約０．２μｍ、例えば約０．２５〜約０．７μｍである。好ましくは、ＰＣＣは、０．５μｍ以下のｄ50を有し、及び好ましくは、ＰＣＣは、０．３〜０．５μｍのｄ50を有する。より好ましくは、ＰＣＣのｄ50は、０．５μｍ未満、例えば０．４５μｍ未満、又は０．４０μｍ未満又は０．３５μｍ未満である。最も好ましくは、ＰＣＣは、約０．４μｍのｄ50を有する。
本発明の顔料製品のＰＣＣ成分は、好ましくは、粒子の少なくとも約９０質量％（例えば少なくとも約９５質量％）が２μｍ未満のｅｓｄを有するような粒子サイズ分布を有する。
本発明において使用されるＰＣＣは、主に霰石である場合には、十分に分散された状態で、粒子のＰ質量％がＸμｍ未満のサイズを有するような粒子サイズ分布を有していてもよく、式中、Ｘは、それぞれ、２μｍ、１μｍ、０．５μｍ及び０．２５μｍである：
0004789469.tif 000002
【００１２】
本発明において使用されるＰＣＣは、以下のような粒子サイズ分布を有していてもよい：
0004789469.tif 000003
あるいはまた、本発明において使用されるＰＣＣは、主に菱面体晶である場合には、十分に分散された状態で、粒子のＰ質量％がＸμｍ未満のサイズを有するような粒子サイズ分布を有していてもよく、式中、Ｘは、それぞれ、２μｍ、１μｍ、０．５μｍ及び０．２５μｍである：
0004789469.tif 000004
【００１３】
本発明の組成物中において使用されるＰＣＣは、以下のような粒子サイズ分布を有していてもよい（Ｘ及びＰは上記で定義したもの）：
0004789469.tif 000005
そのような菱面体晶ＰＣＣの平均同等粒径は、約０．４〜約０．７μｍであってもよい。
本発明の組成物中において使用されるＰＣＣは、少なくとも９０、例えば少なくとも９２のＧＥパウダー光度(GE powder brightness)を有していてもよい。
実際に達成される結晶ＰＣＣ形態は、選択形態の１００％である見込みがない。１つの結晶形態について、主要なものであるときでさえ、他の形態と混合されることが極めて通常である。典型的には、５０質量％を越える、例えば６０質量％を越える粒子が選択形態を有することが期待され、ある実施態様では、少なくとも約８０質量％である。そのような混合形態は、一般には、適切な製品特性を提供するであろう。表現“主に”は、粒子形又は結晶形態に関して使用される際、例えば、“主に霰石の”と記載されるＰＣＣが、また、５０質量％までの１以上の他の粒子形又は結晶形態、例えば菱面体晶を含み得るように理解されるべきである。
【００１４】
霰石及び菱面体晶の結晶形の混合物が本発明に従って必要とされる場合、これは、従来の混合技術により製造することができる。
商業的に入手可能な材料の例としては以下のものが挙げられる：
ＰＣＣ“Ｄ”。これは、主に菱面体晶結晶形を含む。典型的な粒子サイズ分布は以下のとおりである：９９質量％が２μｍ未満；９４質量％が１μｍ未満；３８質量％が０．５μｍ未満；及び３質量％が０．２５μｍ未満。このＰＣＣ材料は、９８．７のＧＥ光度、０．５５μｍのｄ50、及び７０の急勾配因子を示す。そのような材料は、lmerysから入手可能なOptiCalPrint（商品名）である。
ＰＣＣ“Ｅ”。これは、主に霰石結晶形を含む。典型的な粒子サイズ分布は以下のとおりである：９９質量％が２μｍ未満；９８質量％が１μｍ未満；７６質量％が０．５μｍ未満；及び２７質量％が０．２５μｍ未満。このＰＣＣ材料は、９６．１のＧＥ光度、０．３６μｍのｄ50、及び５７の急勾配因子を示す。そのような材料は、lmerysから入手可能なOptiCalGloss（商品名）である。
ＰＣＣ“Ｊ”。これは、主に菱面体晶結晶形を含む。典型的な粒子サイズ分布は以下のとおりである：９９質量％が２μｍ未満；９７質量％が１μｍ未満；６８質量％が０．５μｍ未満；及び１７質量％が０．２５μｍ未満。このＰＣＣ材料は、９７．１のＩＳＯ光度、０．４μｍのｄ50、及び６０の急勾配因子を示す。そのような材料は、lmerysから入手可能なOpti-Print400（商品名）である。
平均同等粒子サイズｄ50は、上記Sedigraph装置を用いて測定される、粒子ｅｓｄの値であり、そこでは、ｄ50値未満の同等球径を有する粒子５０質量％が存在する。
【００１５】
ＧＣＣ成分
本発明のブレンドの第２成分において使用されるＧＣＣは、容易に商業的に入手可能な“ｓｔｅｅｐ”ＧＣＣの１つであってもよく、又は当該技術分野においてよく知られる方法により製造することができる。
商業的に入手可能な又は容易に製造できる材料の例としては以下のものが挙げられる：
ＧＣＣ“Ｆ”。典型的なｐｓｄは以下のものである：９６質量％が２μｍ未満；７４質量％が１μｍ未満；３４質量％が０．５μｍ未満；及び１２質量％が０．２５μｍ未満。このＧＣＣ材料は、９７．０のＧＥ光度、０．６７μｍのｄ50、及び５０の急勾配因子。そのような材料は、lmerysから入手可能なCarbopaque（商品名）である。
ＧＣＣ“Ｇ”典型的なｐｓｄは以下のものである：９５質量％が２μｍ未満；７４質量％が１μｍ未満；３５質量％が０．５μｍ未満；及び１２質量％が０．２５μｍ未満。ＧＥ光度が９６．３であり、ｄ50が０．６５μｍであり及び急勾配因子が４９である。
【００１６】
粒子状顔料−任意のカオリン成分
本発明において使用される粒子状顔料の加工カオリンクレー成分は、一般には、容易に商業的に入手可能な紙コーティング組成物における使用に適する粒子状クレーである。そのようなクレーは、当該技術分野においてよく知られる方法により容易に製造される。
本発明の組成物中において使用されるカオリンクレー成分は、適切には、高い光度、例えば、少なくとも８５、例えば少なくとも９０のＧＥパウダー光度を有するカオリンであってもよい。
高い形状係数の特定のカオリンクレーは、低い形状係数のカオリン製品より一層“プレーティ(platey)”であると考えられる。本願明細書において使用される“形状係数”は、GB-A-2240398/US-A-5128606/EP-A-0529078に記載される装置及び導電率法を用いて及びこれらの特許明細書において誘導される方程式を用いて測定されるような、変動サイズ及び形状の粒子の集団について粒子厚さに対する平均粒径の比の平均値（平均質量ベース）の測定である。“平均粒径”は、粒子の最大面と同一の面積の円の直径として定義される。EP-A-0528078に記載される測定方法において、試験下の粒子の十分に分散された水性サスペンションの導電率が、細長いチューブを通して流れるようにされる。導電率の測定は、（ａ）チューブの縦軸に沿ったもう一方から分離された電極のペア及び（ｂ）チューブの横軸幅を横切るもう一方から分離された電極のペアの間において、及び試験下の粒子状材料の形状因子が測定される２つの導電率測定間の差を用いて行われる。
【００１７】
上述したように、本発明において使用される粒子状カオリンクレーの形状因子は、２５より大きいか、それに等しいか又はそれ未満であってもよく、又は４５より大きいか又はそれに等しく、コーティング組成物の第１成分の性質に依存する。形状因子が約２５より大きい場合、それは、有利には、約３０より大きく、より有利には約３５より大きい。形状因子が約２５未満である場合には、それは、ある実施態様においては、約５〜約２０であるのが好ましいかもしれない。
本発明において使用される粒子状カオリンクレーについてのｄ50の値は、０．５μｍ未満であっても、それに等しくても又はそれより大きくてもよい。粒子状カオリンクレーについてのｄ50が約０．５μｍより大きいか又はそれに等しい場合、それは、適切には、約０．５〜約１．５μｍの範囲内にあってもよい。粒子状カオリンについてのｄ50が、約０．５μｍ未満か又はそれに等しい場合、それは、適切には、約０．１〜約０．５μｍの範囲内にあってもよい。
使用されるカオリンクレーが約２５未満の形状因子を有する場合、クレーは、有利には、約０．５μｍ未満、例えば約０．１〜約０．３μｍの範囲内のｄ50を有する。
本発明において使用される粒子状カオリンクレーの急勾配は、約２０未満か、それに等しいか又はそれより大きくてもよい。粒子状カオリンクレーの急勾配が約２０より高い場合、それは、適切には、約２５〜約４５の間、例えば約３５〜約４５の間、典型的には約４０未満であってもよい。
存在する場合、カオリンクレーは、炭酸カルシウム顔料と共に、少なくとも約１０：９０、一般に約５０：５０より高く及び約９０：１０未満、例えば約７０：３０の炭酸カルシウム：カオリンの質量比において存在していてもよい。
本発明において使用される加工カオリンクレーは、未加工の天然カオリンクレー材料から、当該技術分野における当業者によく知られる１以上の他の加工により、例えば既知の精製又は選鉱工程により製造することができる。
【００１８】
バインダー
本発明による組成物のバインダーは、当該技術分野においてよく知られるバインダーから選択することができる。バインダーは、組成物の固形分の４〜３０質量％、例えば８〜２０質量％、特には８〜１５質量％であってもよい。使用される量は、組成物及びバインダーのタイプに依存し、それは、それ自体１以上の成分を導入し得る。
適切なバインダーの例としては以下のものが挙げられる：
デンプン。レベルは、典型的には、約４〜約２０質量％の範囲にある。デンプンは、適切には、天然デンプン、例えば既知の植物源、例えば小麦、トウモロコシ、ポテト又はタピオカから得られる天然デンプンから誘導することができる。デンプンがバインダー成分として使用される場合、デンプンは、未処理及び／又は処理形態で使用することができる。適切な未処理デンプンの例は、真珠デンプンである。デンプンが処理形態のバインダー成分として使用される場合、デンプンは、適切には、当該技術分野において知られる１以上の化学処理により処理されていてもよい。デンプンは、例えば、その−ＣＨ2ＯＨ基のいくらかを−ＣＯＯＨ基に転化するように酸化されてもよい。いくつかのケースにおいては、デンプンは、小割合のアセチル、−ＣＯＣＨ3基を有していてもよい。あるいはまた、デンプンは、化学的に処理されて、カチオン性又は両性、即ち、カチオン及びアニオン電荷の双方を有するようにされてもよい。デンプンは、また、いくつかの−ＯＨ基を、例えば−ＣＨ2ＣＨ2ＯＨ基、−ＯＣＨ2ＣＨ3基又は−ＯＣＨ2ＣＨ2ＣＨ2ＯＨ基で置換することにより、デンプンエーテル、又はヒドロキシアルキル化デンプンに転化されてもよい。使用することができる他のクラスの化学的に処理されたデンプンは、デンプンホスフェートとして知られるものである。あるいはまた、生のデンプンを、希酸又は酵素手段により加水分解して、デキストリンタイプのガムを生成してもよい。本発明による組成物中に使用されるデンプンバインダーの量は、顔料の乾燥質量をベースとして約４〜約２５質量％であってもよい。デンプンバインダーは、１種又は２種以上の他のバインダー、例えばラテックス又はポリビニルアセテート又はポリビニルアルコールタイプの合成バインダーと共に使用してもよい。デンプンバインダーが、他のバインダー、例えば合成バインダーと共に使用される場合、デンプンバインダーの量は、好ましくは、約２〜約２０質量％であり、及び合成バインダーの量は、約２〜約１２質量％であり、双方とも、乾燥顔料の質量をベースとする。ある実施態様においては、少なくとも５０質量％のバインダー混合物が処理又は未処理デンプンを含む。
ラテックス。レベルは、典型的には、約４〜約２０質量％の範囲内である。ラテックスは、例えば、スチレンブタジエンゴムラテックス、アクリル酸ポリマーラテックス、ポリビニルアセテートラテックス、又はスチレンアクリル酸コポリマーラテックスを含んでいてもよい。
他のバインダー。レベルは、典型的には、再び、約４〜約２０質量％の範囲内である。他のバインダーの例としては、タンパク質性接着剤、例えばカゼイン又は大豆タンパク；ポリビニルアルコールが挙げられる。
上記バインダー又はバインダータイプのいずれかを、単独で又は互いに及び／又は他のバインダーと必要であれば組み合せて使用することができる。
【００１９】
組成物の任意付加的成分
本発明のコーティング組成物は、１以上の任意付加的成分を、必要であれば含んでいてもよい。そのような付加的成分は、存在する場合、適切には、紙コーティング組成物についての既知添加剤から選択される。既知のクラスの任意添加剤の例としては以下のものがある：
１以上の架橋剤。そのような架橋剤は、約５質量％までの量で使用することができ；及び、例えば、グリオキサール、メラミンホルムアルデヒド樹脂、アンモニウムジルコニウムカーボネートを含んでいてもよい。
１以上の水保持助剤。そのような水保持助剤は、約２質量％までの量で使用することができ、及び例えば、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、ＰＶＯＨ（ポリビニルアルコール）、デンプン、タンパク質、ポリアクリレート、ガム、アルギネート、ポリアクリルアミドベントナイト及びそのような用途のために販売されている商業的に入手可能な製品を含む。
１以上の粘度改良剤及び／又は増粘剤。そのような粘度改良剤及び／又は増粘剤は、約２質量％までの量で使用することができ、及び例えば、アクリル酸関連増粘剤、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、硫酸塩化ヒマシ油、ポリビニルピロリドン、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース、例えばカルボキシメチルセルロースナトリウム）、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（ヒドロキシセルロース）及び他のものを含む。
【００２０】
１以上の潤滑剤／カレンダー加工助剤。そのような潤滑剤／カレンダー加工助剤は、約２質量％までの量で使用することができ、及び例えば、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、ワックスエマルション、ワックス、アルキルケテンダイマー、グリコールを含む。
１以上の分散剤。そのような分散剤は、約２質量％までの量で使用することができ、及び例えば、多価電解質、例えばポリアクリレート及びポリアクリレート種、特にはポリアクリレート塩（例えば場合により第ＩＩ族金属塩を有するナトリウム及びアルミニウム）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、濃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及びこの機能のために通常使用される他の試薬を含む。
１以上の泡止め剤／消泡剤。そのような泡止め剤／消泡剤は、約１質量％までの量で使用することができ、及び例えば界面活性剤のブレンド、トリブチルホスフェート、脂肪ポリオキシエチレンエステル＋脂肪アルコール、脂肪酸石鹸、シリコンエマルジョン及び他のシリコン含有組成物、ワックス及び鉱油中の無機粒状物、乳化された炭化水素のブレンド及びこの機能を発揮させるために商業的に販売されている他の化合物を含む。
【００２１】
１以上の乾燥又は湿潤ピック(pick)改良添加剤。そのような添加剤は、約２質量％までの量で使用することができ、及び例えば、メラミン樹脂、ポリエチレンエマルジョン、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、スチレンマレイン酸無水物及び他のものを含む。
１以上の乾燥又は湿潤摩擦改良及び／又は摩耗抵抗添加剤。そのような添加剤は、２質量％までの量で使用することができ、及び例えば、グリオキサールベースの樹脂、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、ポリエチレンワックス、ステアリン酸カルシウム及び他のものを含む。
１以上の光沢インク提供添加剤。そのような添加剤は、約２質量％までの量で使用することができ、及び例えば、酸化ポリエチレン、ポリエチレンエマルジョン、ワックス、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及び他のものを含む。
１以上の蛍光増白剤（ＯＢＡ）及び／又は蛍光性白色化剤（ＦＷＡ）。そのような薬剤は、約１質量％までの量で使用することができ、及び例えばスチルベン誘導体を含む。
１以上の染料で、それは、約０．５質量％までの量で使用することができる。
１以上の殺生剤／損傷制御剤。そのような薬剤は、約１質量％までの量で使用することができ、及び例えば、メタボレート、ドデシルベネンスルホン酸ナトリウム、チオシアネート、有機硫黄、ナトリウムベンゾネート及びこの機能のために商業的に販売されている他の化合物、例えばNalcoにより販売されている殺生剤ポリマー。
【００２２】
１以上のレベリング(levelling)及びイブニング(evening)助剤。そのような助剤は、約２質量％までの量で使用することができ、及び例えば、非イオン性ポリオール、ポリエチレンエマルジョン、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、ステアリン酸カルシウム及びこの機能のために商業的に販売されている他の化合物を含む。
１以上の耐グリース及び耐オイル添加剤。そのような添加剤は、約２質量％までの量で使用することができ、及び例えば、酸化ポリエチレン、ラテックス、ＳＭＡ（スチレンマレイン酸無水物）、ポリアミド、ワックス、アルギネート、タンパク質、ＣＭＣ、ＨＭＣを含む。
１以上の耐水添加剤。そのような添加剤は、約２質量％までの量で使用することができ、及び例えば、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、ステアレート及びこの機能のために商業的に入手可能な他の材料を含む。
１以上の追加の顔料。本発明において使用される顔料、即ち、炭酸カルシウム及びカオリンクレー系は、紙コーティング組成物中において単独の顔料として使用することができ、又はそれは、１以上の他の既知の顔料、例えば焼成カオリン、二酸化チタン、リン酸カルシウム、サテンホワイト、タルク、及びいわゆる“プラスチック顔料”と共に使用することができる。顔料の混合物を使用する場合、炭酸カルシウム及びカオリンクレー系は、一般に、組成物中において、混合物顔料の全乾燥質量の少なくとも約８０質量％の量で存在する。
上記添加剤及び添加剤タイプのいずれかは、単独で又は互いに及び／又は他の添加剤との組み合わせで、必要であれば使用することができる。
上記添加剤の全てについて、記載の質量割合は、組成物中に存在する顔料の乾燥質量（１００％）をベースとする。添加剤が少量で存在する場合には、少量は、顔料の乾燥質量をベースとして約０．０１質量％であってもよい。
【００２３】
コーティング組成物
本発明のコーティング組成物は、上述したように、バインダー、及び場合により１以上の更なる添加剤成分と共に、粒子状顔料の水性サスペンションを含む。
本発明によるコーティング組成物は、有利には、粒子状顔料、バインダー及び場合いより上記添加剤タイプのリストから選択される１以上の更なる添加剤、及び約１０質量％未満の他の成分の水性サスペンションを含み、及び好ましくは本質的にそれらからなる。
本発明による紙コーティング組成物の固形分含量は、約５０質量％より高く、及びある実施態様では少なくとも約６０質量％であり、及び可能な限り高いがコーティング中に使用され得る適切な流体組成物を提供するものである。
組成物の製造
本発明の他の態様においては、本発明のコーティング組成物を製造する方法が提供され、その方法は、粒子状顔料及びバインダーを水性液体媒体中において混合して、それらの中に固形成分のサスペンションを製造することを含む。コーティング組成物は、適切には、従来の混合技術により、当該技術分野における当業者によく知られているであろうように製造することができる。
顔料混合物が最初に製造されるが、これは、所望顔料の各々の水性サスペンションを混合して、顔料の混合物を導入する水性サスペンションを形成することによる。そのような水性サスペンションは、分散される水性サスペンションであってもよく、その混合物を形成するために使用される顔料の個々の水性サスペンションは、各々、分散剤を導入していてもよい。個々の水性サスペンション中に顔料を分散させるために使用される分散剤は、一緒に混合され、及びそのようなサスペンションの濃度は同一であっても異なっていてもよい。
紙コーティング組成物は、顔料成分を含有する水性分散サスペンションをバインダー及び他の任意の付加的成分と共に、当該技術分野における当業者によくしられる方法において一緒に混合することにより製造することができる。
【００２４】
顔料ブレンド
本発明の第３の態様によれば、本発明のコーティング組成物を製造する際に使用するための顔料組成物が提供され、顔料組成物は、約３０〜約４５のｐｓｄ急勾配因子を有する粒子状ＧＣＣを含む第１顔料成分；及び約５５〜約７５の範囲のｐｓｄ急勾配因子を有する粒子状ＰＣＣ又は約４０〜約５５の範囲のｐｓｄ急勾配因子を有する粒子状ＧＣＣを含む第２顔料成分の混合物を含む。
顔料組成物は、上記成分からなる又はそれらを含む乾燥粒子状混合物として、又は液体、適切には水性媒体中における粒子のサスペンションとして提供することができる。
紙コーティング処理
本発明の別の態様によれば、コーティング組成物の使用方法が提供され、その方法は、組成物を施して、製品、例えば、紙のシートをコーティングすること、及び紙をカレンダー加工して、コーティング、例えば光沢コーティングをその上に形成することを含む。コーティングは、紙の両面に形成することができる。
カレンダー加工は、よく知られる処理であり、その中において、紙の滑らかさ及び光沢が改善され、バルクが、コーティングされた紙シートをカレンダーニップ又はローラーの間に１回又は２回以上通すことにより低減される。通常、エラストマーコーティングされたロールを使用して、高固体組成物の圧縮を提供する。上昇温度を施してもよい。１回又は２回以上（例えば約１２回まで、又はときにはそれより多く）のニップスを介する通過を施してもよい。
【００２５】
紙及び他のシート材料をコーティングする方法、及びその方法を行うための装置は、幅広く文献に記載され及びよく知られている。そのような既知の方法及び装置は、有利には、本発明によるコーティングされた紙を製造するために使用することができる。例えば、Pulp and Paper International, May 1994, page 18 et seq.に記載されたそのような方法の概要がある。シートは、シート形成マシン、即ち“オン−マシン”又は“オフ−マシン”でコーター又はコーティングマシン上においてコーティングすることができる。高固体組成物の使用がコーティング方法において望ましく、なぜなら、それにより、その後に水が蒸発するのが少ないからである。しかしながら、当該技術分野においてよく知られているように、固体レベルは、高粘度及びレベリング問題が生じるほど高いものでないべきである。
本発明によるコーティング方法は、好ましくは、（ｉ）コーティング組成物をコーティングされる材料に施すためのアプリケーション；及び（ｉｉ）正確なレベルのコーティング組成物を施すことを確実なものとするための計量装置を含む装置を用いて行われる。過剰なコーティング組成物がアプリケータに施される際、計量装置は、その下流にある。あるいはまた、コーティング組成物の正確な量を、計量装置により、例えばフィルムプレスとしてアプリケータに施すことができる。コーティングの適用及び計量のポイントで、紙ウェブ支持体は、バッキングロールから、例えば１又は２のアプリケーターを介して、不在(nothing)、（即ち全く緊張(just tension)）に及ぶ。過剰量が最終的に除去される前にコーティングが紙と接触するときはドウェル時間であり、これは、短く、長く又は変動可能である。
【００２６】
コーティングは、通常、コーティングヘッドによりコーティングステーションで付加される。所望の品質に従って、紙グレードは、コーティングされていない、単一コーティングされた、二重コーティングされた及び三重コーティングされたものである。１つより多くのコーティングを提供する際、最初のコーティング（プレコート）は、割安な配合を有していてもよく、及び場合によりコーティング組成物中における顔料が少なくてもよい。二重コーティング、即ち紙の各側におけるコーティングを施すコーターは、各ヘッドによりコーティングされるサイド数に依存して、２又は４つのコーティングヘッドを有するであろう。大抵のコーティングヘッドは、一度に片側のみをコーティングするが、いくつかのロールコーター（例えばフィルムプレス、ゲートロール、サイズプレス）は、１度の通過で両側をコーティングする。
使用することができる既知のコーターの例としては、エアナイフコーター、ブレードコーター、ロッドコーター、バーコーター、マルチヘッドコーター、ロールコーター、ロール／ブレードコーター、キャストコーター、ラボラトリコーター、グラビアコーター、キスコーター、リキッドアプリケーションシステム、リバースロールコーター、カーテンコーター、スプレーコーター及びエクストルージョンコーターが挙げられるが、これらに制限される訳ではない。
本願明細書において記載されるコーティング組成物の全ての例において、水を固体に添加して、組成物を所望の対象コーティング質量までシートにコーティングする際に組成物が１〜１．５バールの圧力（例えばブレード圧力）でコーティングされることを可能にするのに適するレオロジーを有するように好ましい固体濃度を提供する。
【００２７】
コーティングされた紙製品
本発明の更なる態様によれば、本発明の紙コーティング組成物の乾燥残留物であるコーティングでコーティングされた紙（板を含む）が提供される。
コーティング及びカレンダー加工後の紙は、典型的には、単位面積あたりの全質量（つぼ量）が、３０〜２５０ｇ．ｍ-2、特には４９〜６５ｇ．ｍ-2又は３５〜４８ｇ．ｍ-2又は６５〜１０５ｇ．ｍ-2又は１００〜２５０ｇ．ｍ-2であってもよい。最終コーティングは、適切には、単位面積あたりの質量（コーティング質量）が、２〜２５ｇ．ｍ-2、特には５〜１５ｇ．ｍ-2である。そのようなコーティングは、紙の両側に施されてもよい。従って、コーティングされた紙は、ＷＣ、ＬＷＣ、ＵＬＷＣ、コーティングされたウッドフリー又は板であってもよい。一般に、本発明のコーティング組成物の利点は、従来のコーティング質量の全てにみられる。しかしながら、いくつかのケースにおいては、利点の異なる組み合わせが異なるコーティング質量でみられ得る。
試験方法
シート光沢（７５°）
コーティングされた紙表面のシート光沢は、TAPPI Standard No 480 ts-65の試験手段により測定することができる。紙の表面からある角度で反射する光の強度が測定され、既知の光沢値の基準と比較される。入射ビーム及び反射光は、双方とも、紙表面のノーマル(normal)に対して７５°の角度である。結果は、TAPPI光沢単位で表される。本発明のコーティングされた紙の光沢は、５０TAPPI単位より高く、及び更には６０TAPPI単位より高くてもよい。
【００２８】
不透明度
本願明細書において使用される不透明度は、コーティングされた支持体の入射光の反射率の測定値である。標準TAPPI試験法T425が使用される。
光度
コーティングされた紙のＩＳＯ光度は、No. 8フィルターをフィットするElrepho Datacolour 2000(商品名) brightness meter（457nm波長）の手段により測定した。本願明細書に記載されるようなGE光度は、TAPPI規格T452において定義されており及び当該技術分野における当業者によく知られる方法に従って457nmの波長の光に対する反射率を意味する。コーティングされた紙のＩＳＯ光度（＋ＵＶ）は、ISO 2469/2470規格に従ってD65イルミネーションを有するElrepho Datacolour 3000（商品名）brightness meterの手段により測定した。
プリント光沢（７５°）
コーティングされた紙表面のプリント光沢を、以下の規格TAPPI試験により測定する。紙表面からの角度で反射する光の強度を測定し及び標準的な既知のプリント光沢値と比較する。入射ビーム及び反射光は、双方とも、紙表面のノーマル(normal)に対して７５°の角度である。結果は、TAPPI光沢単位で表される。
デルタプリント光沢
デルタプリント光沢（又は“スナップ”）は、プリント光沢からシート光沢を減じたものとして定義され、及びプリントが紙より突出する程度の測定値である。
多孔性
当該技術分野においてよく知られる手段に従って、Gurley試験法を使用した。Gurley多孔性試験は、紙が空気透過性である程度を、シートを１００ｃｍ3の空気が通過するのに必要な時間を測定することにより測定する。Gurley試験値が高ければ高いほど、シートの多孔性は低くなる。
紙の粗さ
紙の粗さは、Tappi T555標準に従って、Parker Print Surf (PPS) Instrumentを用いて測定した。
【００２９】
実施例
本発明の実施態様を、以下の説明的な実施例を参照して記載するが、これらに制限される訳ではない。
実施例１
この実施例においては、本発明のコーティング組成物及び炭酸カルシウム顔料ブレンドの特性を、ブレンド及び組成物を制御する比較において測定した。
使用したカーボネートは以下のものとした：
１．１００％ＧＣＣ“Ａ”（純粋な低急勾配比較）；
２．１００％ＧＣＣ“Ｂ”（純粋な中急勾配比較）；
３．１００％ＧＣＣ“Ｃ”（純粋な中急勾配比較）；
４．１００％ＰＣＣ“Ｄ”（純粋な高急勾配比較）；
５．１００％ＰＣＣ“Ｅ”（純粋な高急勾配比較）；
６．１００％ＧＣＣ“Ｆ”（純粋な高急勾配比較）；
７．１００％ＧＣＣ“Ｇ”（純粋な高急勾配比較）；
８．２０：８０ＰＣＣ“Ｄ”：ＧＣＣ“Ｂ”；
９．４０：６０ＰＣＣ“Ｄ”：ＧＣＣ“Ｂ”；
10．６０：４０ＰＣＣ“Ｄ”：ＧＣＣ“Ｂ”；
11．２５：７５ＰＣＣ“Ｄ”：ＧＣＣ“Ａ”；
12．５０：５０ＰＣＣ“Ｄ”：ＧＣＣ“Ａ”；
13．７５：２５ＰＣＣ“Ｄ”：ＧＣＣ“Ａ”；
14．２５：７５ＧＣＣ“Ｆ”：ＧＣＣ“Ｂ”；
15．２５：７５ＧＣＣ“Ｆ”：ＧＣＣ“Ｂ”；及び
16．７５：２５ＧＣＣ“Ｆ”：ＧＣＣ“Ｂ”。
【００３０】
炭酸カルシウムブレンド８〜１６を最初にＧＥ光度、ｐｓｄ、急勾配及びｄ50について試験した。結果を以下の表１に示す。
表１
0004789469.tif 000006
【００３１】
水性コーティング組成物を、約６４％の固形分でカーボネート１〜１６から製造し、固形分は以下のとおりである：
１００部の全顔料（７０部の炭酸カルシウム：３０部の商業的に入手可能な従来のカオリンコーティング顔料ファインＮｏ．１）、
１４ｐｐｈのバインダー、
１ｐｐｈの増粘剤。
組成物の固形分レベル及びブルックフィールド粘度を測定し（１０、２０、５０及び１００ｒｐｍでのブルックフィールド粘度）及び以下の表２に示す。
表２
0004789469.tif 000007
【００３２】
コーティングを、その後、約５０ｇ／ｍ2ベースペーパーに、５０°羽根角にセットされた３−インチポンドヘッドを有するHeli-coater（商品名）2000を用いて施した。マシンスピードは８００ｍ／分とした。増粘剤を調節することにより調整されたブルックフィールド粘度を有する一定の固形分で全てのカラーをコーティングした（平均で、約０．０５ｐｐｈの量が必要とされた）。カレンダー加工条件は以下のとおりであった：
装置：Beloit Supercalender(クロムプレートされたスチールロール／コットンロール)
カレンダー圧力：１．７ＭＰａ（２５０ｐｓｉ）
Ｎｉｐｓ：３ｎｉｐｓ
温度：６０℃。
９〜１５ｇｍ-2のコーティング質量を得て及び特性をこの範囲内の通常コーティング質量に挿入した。
【００３３】
実施例２
この実施例においては、本発明のコーティング組成物及び炭酸カルシウム顔料ブレンドの特性を、ブレンド及び組成物を制御する比較において測定した。
使用したカーボネートは以下のとおりである：
17．１００％ＧＣＣ“Ｈ”（純粋な中急勾配比較）；
18．１００％ＰＣＣ“Ｊ”（純粋な高急勾配比較）；
19．３０：７０ＰＣＣ“Ｊ”：ＧＣＣ“Ｉ”；
20．５０：５０ＰＣＣ“Ｊ”：ＧＣＣ“Ｉ”；
21．７０：３０ＰＣＣ“Ｊ”：ＧＣＣ“Ｉ”。
炭酸カルシウムブレンド１９〜２１は最初にＩＳＯ光度、ｐｓｄ、急勾配及びｄ50について試験した。結果を以下の表３に示す。
表３
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【００３４】
水性コーティング組成物を、カーボネート１７〜２１から、約６２％の固形分で製造し（表４参照）、固形部分は以下のとおりである：
１００部の全顔料（７０部の炭酸カルシウム：３０部の商業的に入手可能な従来のカオリンコーティング顔料ファインＮｏ．１）、
１１．５ｐｐｈのラテックスバインダー、
０．８ｐｐｈの増粘剤、
１．０ｐｐｈのポリビニルアルコール、
１．０ｐｐｈの蛍光増白剤、
１．０ｐｐｈの潤滑剤。
組成物の固形分レベル及びブルックフィールド粘度を測定し（１００ｒｐｍでのブルックフィールド粘度）及び以下の表４に示す。
表４
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【００３５】
コーティングを、その後、約５７ｇ／ｍ2ベースペーパーに、４５°羽根角にセットされた３−インチポンドヘッドを有するHeli-coater(商品名)2000を用いて施した。マシンスピードは、１０００ｍ／分とした。最大ランナブルソリッド(runnable solid)で全てのカラーをコーティングした。カレンダー加工条件は以下のとおりであった：
装置：Perkins Supercalender、
カレンダー圧力：４．０ＭＰａ（５８０ｐｓｉ）、
Ｎｉｐｓ：６ｎｉｐｓ、
温度：３５℃。
６〜１２ｇｍ-2のコーティング質量を得て及び特性をこの範囲内の通常コーティング質量に挿入した。
９ｇｍ-2のコーティングについて得られた紙及びプリント結果を表５に示す。
表５
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【００３６】
図面の簡単な記載
紙コーティングの不透明度、シート光度及びデルタプリント光沢特性を測定し及び結果を添付図面に示し、その中において、
図１は、順にランクされたコーティングされたシート１〜１６の不透明度を示し、
図２は、順にランクされたコーティングされたシート１〜１６の光度を示し、
図３は、順にランクされたコーティングされたシート１〜１６のデルタ光沢を示す。
図面の詳細な記載
図面に示されるように、非急勾配又は中急勾配ＧＣＣのいずれかに比較的少量の急勾配ＧＣＣ又はＰＣＣを添加することにより、十分に急勾配の成分のみを使用した場合に達成されるものより同等に近い(near-equivalent)、同等の又はより良い性能を有するカーボネートブレンドが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】順にランクされたコーティングされたシート１〜１６の不透明度を示す。
【図２】順にランクされたコーティングされたシート１〜１６の光度を示す。
【図３】順にランクされたコーティングされたシート１〜１６のデルタ光沢を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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