(57)【要約】板状粒子および沈降炭酸カルシウムの安定な水性分散液、その製造方法、ならびに、該分散液の使用。この水性分散液は、５０〜９５重量部の板状粒子と、５〜５０重量部の平均直径３０〜６０ｎｍの沈降炭酸カルシウム粒子とを含む。この水性分散液は、乾燥物含有量が３０重量％超であり、ブルックフィールド粘度（１００ｒｐｍ）が２００〜５０００ｃＰである。また、この水分散液は、ガスバリア性および鉱油バリア性が改善されたバリアコーティングを基材上に形成するのに適している。【選択図】図４
2018521200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状粒子および沈降炭酸カルシウムの安定な水性分散液であって、
−  ５０〜９５重量部の板状粒子と、
−  ５〜５０重量部の平均直径３０〜６０ｎｍの沈降炭酸カルシウム粒子とを含み、
乾燥物含有量は３０重量％超であり、ブルックフィールド粘度（１００ｒｐｍ）は２００〜５０００ｃＰである、水性分散液。
【請求項２】
６０〜８５重量部、特に７０〜８０重量部の板状粒子と、１５〜４０重量部、特に１８〜２８重量部の沈降炭酸カルシウム粒子とを含む、請求項１に記載の分散液。
【請求項３】
板状粒子は、タルク、カオリン、ベントナイト、および、それらの組み合わせの群から選択される、請求項１または２に記載の分散液。
【請求項４】
５０〜９５重量部の板状粒子を、水相中、５〜５０重量部の平均粒径３０〜６０μｍの沈降炭酸カルシウム粒子と共に高せん断力のゾーンで分散させることにより得られる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の分散液。
【請求項５】
板状粒子を、高せん断力のゾーンで、平均直径３０〜６０ｎｍの沈降炭酸カルシウム粒子の水性分散液中に分散させることにより得られる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の分散液。
【請求項６】
５０〜９５重量部の板状粒子を、水相中、５〜５０重量部の平均サイズが約２〜４０μｍ、特に約２．５〜３０μｍ、好ましくは約４〜１５μｍである沈降炭酸カルシウム顆粒であって、水性分散液中でせん断力に供したときに平均直径３０〜６０ｎｍの一次粒子を遊離させることができる沈降炭酸カルシウム顆粒と共に分散させることにより得られる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の分散液。
【請求項７】
高せん断力のゾーンは、１つのインパクトミキサーまたはインパクトミキサーのカスケードによって形成される、請求項４〜６のいずれか一項に記載の分散液。
【請求項８】
板状粒子は、水相中、１〜１００００ｓ−１の範囲、典型的には１０〜１０００ｓ−１の間のせん断速度の分散ゾーンで、沈降炭酸カルシウム粒子と共に分散される、請求項４〜７のいずれか一項に記載の分散液。
【請求項９】
沈降炭酸カルシウム粒子は、板状分子を、特に、板状粒子が互いから少なくとも部分的に分離されるように分散させる、請求項１〜８のいずれか一項に記載の分散液。
【請求項１０】
乾燥物換算で１〜７５重量％、例えば１５〜６５重量％、特に２０〜６０重量％の水溶性または水分散性バインダーを更に含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の分散液。
【請求項１１】
バインダーは、スチレンアクリレート、アクリレートまたは酢酸ビニルアクリレートラテックス、またはそれらの混合物などのポリマーラテックス；デンプン、タンパク質、カルボキシメチルセルロースまたは他のセルロース誘導体などの天然ポリマーの水溶性誘導体；ポリビニルアルコールなどの合成ポリマー；または、これらの２種以上の混合物から選択される、請求項１０に記載の分散液。
【請求項１２】
バインダーは、板状粒子および沈降炭酸カルシウム粒子によって形成された水性分散液に添加され、特に、バインダーは、３０〜７０重量％、特に約４０〜６０重量％の乾燥物含有量を有する水性組成物の形態で水性分散液に添加される、請求項１０または１１に記載の分散液。
【請求項１３】
１０℃〜５０℃で３０日間放置したときに、５重量％未満、好ましくは１重量％未満の懸濁固体が沈降する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の分散液。
【請求項１４】
添加される増粘剤を含まないか、または実質的に含まない、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の分散液。
【請求項１５】
乾燥物含有量は４０〜６０重量％であり、ブルックフィールド粘度（１００ｒｐｍ）は３００〜２５００ｃＰ、特に５００〜２０００ｃＰである、求項１〜１４のいずれか一項に記載の分散液。
【請求項１６】
−  ５０〜９５重量部の板状粒子と、
−  ５〜５０重量部の平均直径３０〜６０ｎｍの沈降炭酸カルシウム粒子とを混合して、乾燥物含有量が３０重量％超であり、ブルックフィールド粘度（１００ｒｐｍ）が２００〜５０００ｃＰである水性分散液を提供する工程を含む、板状粒子および沈降炭酸カルシウムの安定な水性分散液の製造方法。
【請求項１７】
５０〜９５重量部の板状粒子を、水相中、５〜５０重量部の平均粒径３０〜６０μｍの沈降炭酸カルシウム粒子と共に高せん断力のゾーンで分散させる工程を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
板状粒子を、高せん断力のゾーンで、平均直径３０〜６０ｎｍの沈降炭酸カルシウム粒子の水性分散液中に分散させる工程を含む、請求項１６または１７に記載の方法。
【請求項１９】
５０〜９５重量部の板状粒子を、水相中、５〜５０重量部の平均サイズが約２〜４０μｍ、特に約２．５〜３０μｍ、好ましくは約４〜１５μｍである沈降炭酸カルシウム顆粒であって、水性分散液中でせん断力に供したときに平均直径３０〜６０ｎｍの一次粒子を遊離させることができる沈降炭酸カルシウム顆粒と共に分散させる工程を含む、請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
高せん断力のゾーンは、１つのインパクトミキサーまたはインパクトミキサーのカスケードによって形成される、請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
板状粒子を、水相中、１〜１００００ｓ−１の範囲、典型的には１０〜１０００ｓ−１の間のせん断速度の分散ゾーンで、沈降炭酸カルシウム粒子と共に分散する工程を含む、請求項１６〜２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
基材上に分散バリアコーティングを形成するための、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の水性分散液の使用。
【請求項２３】
基材は、繊維性基材、特に多孔質繊維基材、例えば、セルロース繊維またはリグノセルロース繊維を含む基材、またはそれらの組み合わせの群から選択される、請求項２２に記載の使用。
【請求項２４】
水性分散液は、基材上に、ガスバリア性、特に酸素バリア性が改善したバリアコーティングを得るために使用される、請求項２２または２３に記載の使用。
【請求項２５】
水性分散液は、基材上に鉱油バリア性が改善されたバリアコーティングを得るために使用される、請求項２２〜２４のいずれか一項に記載の使用。
【請求項２６】
水性懸濁液は、基材片面当たり１〜２５ｇ／ｍ２、特に５〜２０ｇ／ｍ２、例えば５〜１５ｇ／ｍ２で基材に付与される、請求項２２〜２５のいずれか一項に記載の使用。
【請求項２７】
水性分散液は、１層または複数の重なり合う層の形態で基材上に付与される、請求項２２〜２６のいずれか一項に記載の使用。
【請求項２８】
基材上に分散バリアコーティングを形成するための、コーティング粒子およびバインダーの水性組成物であって、
−  ５０〜９５重量部の板状粒子と、
−  ５〜５０重量部の平均粒径３０〜６０ｎｍの沈降炭酸カルシウム粒子とを含み、
乾燥物含有量は３０重量％超であり、ブルックフィールド粘度（１００ｒｐｍ）は２００〜５０００ｃＰ、特に３００〜２５００ｃＰであり、さらに、乾燥物換算で１〜７５重量％の水溶性バインダーを含む、水性組成物。
【請求項２９】
スチレンアクリレート、アクリレートまたは酢酸ビニルアクリレートラテックス、またはそれらの混合物などのポリマーラテックス；デンプン、タンパク質、カルボキシメチルセルロースまたは他のセルロース誘導体などの天然ポリマーの水溶性誘導体；ポリビニルアルコールなどの合成ポリマー；または、これらの２種以上の混合物から選択される水溶性または水分散性バインダーを含む、請求項２８に記載の水性組成物。
【請求項３０】
４０〜６０重量部のタルク、２０〜３０重量部の沈降炭酸カルシウム、および、乾燥物換算で１５〜６５重量％、特に２０〜６０重量％の水溶性バインダーを含み、
５００〜２０００ｃＰのブルックフィールド粘度（１００ｒｐｍ）を示す、請求項２８または２９に記載の水性組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は分散コーティングに関する。特に、本発明は基材上にバリア特性を得るのに適した分散コーティング組成物、ならびに、当該組成物の製造方法およびその使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリエチレン（ＰＥ）、ワックス、およびフルオロカーボンは、紙製品やボール紙製品において依然として一般的にバリア材料として使用されている。しかしながら、環境に優しいバリア・ソリューションが包装産業において環境面でより魅力的なものとなっている。特に、化石原料系のバリア材料を含まない製品に対する需要がある。現在の市場予測では、水系バリアコーティング（ｗａｔｅｒ  ｂａｓｅｄ  ｂａｒｒｉｅｒ  ｃｏａｔｉｎｇ；ＷＢＢＣ）製品は主にワックスおよびフルオロカーボンを減らして市場シェアを広げるが、ＷＢＢＣコーティングはＰＥプラスチック材料も代替するであろうと推定されている。ＷＢＢＣコーティング組成物は、典型的には、水性ポリマー分散液とタルクなどの板状鉱物とを含む（例えば、特許文献１を参照）。このような材料は入り組んだ粒子ネットワークをコーティング構造内に作ることができ、これらの粒子ネットワークが、基材表面上にバインダーフィルムを付与することにより主として得られているバリア特性を向上させている。
【０００３】
タルクと粉砕炭酸カルシウムとの様々な組み合わせが特許文献２および３に開示されている。
【０００４】
タルカム、あるいは略して「タルク」は水に分散しにくい物質である。さらに、タルクの板状物は動いて塊を形成するが、これは、添加タルクの大部分がバリア性に寄与しないことを意味する。図１は、粒子が高密度に充填された、基材上の典型的なタルクコーティングを示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００８／１４１７７１号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１１２３７７３０号明細書
【特許文献３】国際公開第２００８／０９６２７４号公報
【特許文献４】国際公開第２０１４／２０２８３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、当該技術分野に関する問題の少なくとも一部を解決し、かつ基材上に分散バリアコーティングを付与するのに適した新規な鉱物顔料組成物を提供することを目的とする。
【０００７】
本発明は、タルクを炭酸カルシウム粒子と共に分散させて、バインダーおよび任意で他の成分を配合可能な安定な分散液を形成し、基材上に分散コーティングを付与するのに使用可能なコーティング組成物を形成するという思想に基づく。
【０００８】
驚くべきことに、サイズ分布が狭くかつ平均粒子サイズがナノメートルの範囲である沈降炭酸カルシウム粒子の形態で炭酸カルシウム粒子を提供し、かつ、この粒子と板状粒子とを、水または水溶液中で、例えば約１：１０から最大１：１の重量比、特に１：５〜１：３の重量比で混合すると、水性媒体中にタルクを効率よく分散させることができることが見出された。
【０００９】
このようにして得られた組成物を、水と、また任意でそれ自体公知である分散媒と共に組み合わせて、紙およびボール紙などの基材の分散コーティングに適したコーティング組成物を提供することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
より具体的には、本発明の水性分散液は、主として、請求項１の特徴部分に記載されている事項により特徴付けられる。
【００１１】
本発明の方法は、請求項１６の特徴部分に記載されている事項により特徴付けられる。
【００１２】
上記使用は、請求項２２〜２７に記載されている事項により特徴付けられ、また本発明のコーティング組成物は、請求項２８の特徴部分に記載されている事項により特徴付けられる。
【００１３】
本発明により多くの利点が得られる。したがって、安定な分散液が容易に得られ、その貯蔵寿命は、１ヶ月を、典型的には２ヶ月を超えるものである。
【００１４】
さらに、上記コーティング組成物は固形分（乾燥物）含有量が高く、コーティング後の水の除去を容易にすることができる。
【００１５】
平均直径がナノメートル範囲である沈降炭酸カルシウム（ＰＣＣ）粒子は、分散液中で増粘剤として効率よく作用し優れたコーティング特性をもたらすことが見出された。従来の増粘剤は量を低減したり、あるいは完全になくすこともできる。このような増粘剤は分散コーティングのバリア特性を損なうことが知られている。
【００１６】
本発明の分散コーティングはガスバリア性および鉱油バリア性が改善しており、特に食品を収容および包装するための材料の製造に適している。
【００１７】
以下、実施形態を例示し、かつ添付の図面を参照して、本発明の技術をより詳細に検討する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】タルク粒子の充填を示す参考用のタルク分散液の走査型顕微鏡写真（以下「ＳＥＭ」ともいう）を示す図である。
【図２】タルク粒子の充填を示す参考用のタルク分散液の走査型顕微鏡写真を示す図である。
【図３】タルク粒子の充填を示す参考用のタルク分散液の走査型顕微鏡写真を示す図である。
【図４】本技術の実施形態に係る分散液の対応するＳＥＭを示す図である。
【図５】本技術の実施形態に係る分散液の対応するＳＥＭを示す図である。
【図６】本技術の実施形態に係る分散液の対応するＳＥＭを示す図である。
【図７】本発明で使用される１つの純粋なナノＰＣＣ生成物のＳＥＭを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
上述したとおり、一実施形態では、本発明の技術は、板状粒子および沈降炭酸カルシウムの安定な水性分散液を提供することを含む。この分散液は、典型的には、
−  ５０〜９５重量部の板状粒子と、
−  ５〜５０重量部の平均直径３０〜６０ｎｍの沈降炭酸カルシウム粒子とを含む。
【００２０】
本発明の分散液に関連して使用する用語「安定」とは、分散液を１０℃〜５０℃で３０日間放置したときに、典型的には５重量％未満、好ましくは１重量％未満の懸濁固体が沈降することを示す。
【００２１】
一実施形態では、上記分散液は、分散液の３０重量％超、特に４０〜６０重量％の乾燥物含有量を有する。粘度（１００ｒｐｍにおけるブルックフィールド粘度）は、典型的には２００〜５０００ｃＰ、好適には３００〜２５００ｃＰ、例えば４００〜２５００ｃＰ、特に約５００〜２０００ｃＰ、例えば約１０００〜２０００ｃＰである。
【００２２】
一実施形態では、上記分散液は、６０〜８５重量部、特に７０〜８０重量部の板状粒子と、１５〜４０重量部、特に１８〜２８重量部の沈降炭酸カルシウム粒子とを含む。
【００２３】
上記板状粒子は、タルク、カオリン、ベントナイト、および、それらの組み合わせの群から選択することができるが、タルク、および、タルクと他の粒子の混合物が特に好ましい。
【００２４】
使用するタルクは、典型的には５０μｍ未満の粒子サイズ（セディグラフ粒子サイズ）を有する。一実施形態では、タルクの中央粒径（ｄ５０）は約１〜１０μｍである。２μｍよりも小さい粒子の割合は、例えば、約１０〜６０重量％である。
【００２５】
好適な分散液は、５０〜９５重量部の板状粒子、例えばタルクを、水相中、５〜５０重量部の平均粒径３０〜６０μｍの沈降炭酸カルシウム粒子と共に高せん断力のゾーンで分散させることにより得ることができる。
【００２６】
好ましい一実施形態では、上記水相は、水中の平均直径３０〜６０ｎｍの沈降炭酸カルシウム粒子の水性のスラリーまたは分散液を含む。
【００２７】
本発明において、ＰＣＣ粒子は３０〜６０ｎｍの「直径」を有することにより特徴付けられる。これは、全粒子の少なくともかなりの部分が球状粒子についての当該定義を概ね満たすと考えられるが、全粒子が球状であることを肯定的に示すものではない。広義に、用語「直径」は、粒子が示された範囲の平均サイズを有することを示す。最小直径は典型的には２０ｎｍである。
【００２８】
適切なＰＣＣ粒子は、例えば特許文献４に開示されているように製造することができ、その内容を参照により本明細書に援用する。ＰＣＣ粒子の粒子サイズはセディグラフ粒子サイズとして与えられる。また、粒子サイズは、例えば、純粋なナノＰＣＣ生成物のＳＥＭ画像から確認することができ、また評価および決定することができる。これに関して、本生成物の粒子を示す図７のＳＥＭを参照されたい。当該ＳＥＭから粒子サイズを容易に評価することができる。
【００２９】
一実施形態では、上記製造方法は、沈降反応器内で水酸化カルシウムを炭酸化するために、すなわち、沈降反応器内で沈降炭酸カルシウムを生成するために、沈降反応器内部に存在する二酸化炭素含有ガスに水酸化カルシウムを微細な液滴および／または粒子として連続的に供給する工程を含む。
【００３０】
水酸化カルシウムまたは他の適切なＣａ＋＋イオン源を反応性鉱物物質として使用することができ、そこから二酸化炭素を用いて炭酸カルシウムが形成される。典型的には、水酸化カルシウムは、水酸化カルシウムスラッジ、すなわち石灰乳などの水に分散させた水酸化カルシウムとして沈降反応器に供給されるが、水酸化カルシウム溶液として供給することもできる。当該材料は、反応器内に配置されるか反応器に連結される崩壊・噴霧装置を介して、有利に反応器内に供給される。
【００３１】
上記方法では、いわゆるインパクトミキサー型の崩壊・噴霧装置を用いることができる。この種のミキサーでは、水酸化カルシウムのスラッジまたは溶液から非常に微細な液滴および／または粒子が形成される。
【００３２】
水酸化カルシウムのスラッジの他に、沈降を発生させ、かつ純粋にまたはほぼ純粋に二酸化炭素である二酸化炭素含有ガス、燃焼ガス、または、ＣＯ２を含有する他の適切なガスが沈降反応器に連続的に供給される。
【００３３】
所望の小粒子を製造するためには、６５℃未満の低反応温度、典型的には１０〜６５℃、より典型的には３０〜６５℃、最も典型的には４０℃未満の温度で沈降を発生させることが有利である。
【００３４】
ＰＣＣ粒子の水分散液は、当該分散液の全質量の約５〜５０重量％、特に約２８〜４２重量％の乾燥物含有量を有する。
【００３５】
本プロセスの出発材料として平均サイズ約３０〜６０ｎｍのＰＣＣ粒子の水性分散液を提供することに加えて、平均サイズ３０〜６０ｎｍの範囲内の一次ＰＣＣ粒子で形成される、典型的にはサイズ２〜４μｍのＰＣＣ凝集物を含む水性分散液を提供することもできる。このような凝集体、当該凝集体を含有する水性分散液は特許文献４に開示されている。
【００３６】
したがって、一実施形態では、水性相中のタルクおよびＰＣＣ粒子の分散液は、５０〜９５重量部の板状粒子を、５〜５０重量部の平均サイズが約２〜４０μｍ、特に約２．５〜３０μｍ、好ましくは約４〜１５μｍである沈降炭酸カルシウム顆粒であって、平均直径３０〜６０ｎｍの一次粒子を遊離させることができる沈降炭酸カルシウム顆粒と共に分散させることにより得られる。
【００３７】
一実施形態では、タルクまたは類似の板状粒子を、高せん断力のゾーンで、平均直径３０〜６０ｎｍの沈降炭酸カルシウム粒子（またはこのような一次粒子によって形成される凝集物）の水性分散液中に分散させる。
【００３８】
本発明の文脈において、高せん断力のゾーンでは、せん断速度は、典型的には１〜１００００ｓ−１の範囲、典型的には１０〜１０００ｓ−１の範囲である。
【００３９】
一実施形態では、高せん断力のゾーンは、１つのインパクトミキサーまたはインパクトミキサーのカスケードによって形成される。
【００４０】
上記実施形態のいずれかにより、ナノサイズのＰＣＣ粒子を有する水性雰囲気中にタルクを分散させると安定な分散液が得られる。この分散液では、沈降炭酸カルシウム粒子は、板状分子を、特に板状粒子が互いから少なくとも部分的に分離されるように、分散させる。
【００４１】
驚くべきことに、その１つまたは幾つかの側面においてＰＣＣ粒子によって他のタルク粒子から「離間」された分散タルク粒子は、基材上に層として堆積されると効率的なバリアを形成することができることが見出された。典型的には、このような層の厚さは０．１〜１００μｍ、特に約１〜１０μｍの範囲にある。
【００４２】
適切なコーティング組成物を製造するために、タルクおよびＰＣＣの分散液は水溶性または水分散性バインダーと混合される。
【００４３】
一実施形態では、上記分散液には、水溶性または水分散性バインダーが乾燥物換算で１〜７５重量％、例えば１５〜６５重量％、特に２０〜６０重量％の量で添加・混合される。
【００４４】
一実施形態では、上記バインダーは、スチレンアクリレート、アクリレートまたは酢酸ビニルアクリレートラテックス、またはそれらの混合物などのポリマーラテックス；デンプン、タンパク質、カルボキシメチルセルロースまたは他のセルロース誘導体などの天然ポリマーの水溶性誘導体；ポリビニルアルコールなどの合成ポリマー；または、前記バインダーの２種以上の混合物から選択される。
【００４５】
典型的には、上記バインダーは、３０〜７０重量％、特に約４０〜６０重量％の乾燥物含有量を有する水性組成物の形態で水性分散液に添加される。
【００４６】
得られた乾燥物含有量４０〜６０重量％の分散液は、例えば、一般的に２００〜５０００ｃＰ、例えば３００〜２５００ｃＰ、特に４００〜２０００ｃＰ、例えば４００〜２０００ｃＰ、例えば１０００〜２０００ｃＰのブルックフィールド粘度（１００ｒｐｍ）を有する。
【００４７】
一実施形態では、上記分散液は、添加される増粘剤を含まないか、または実質的に含まない。バリア特性を損し得る従来の増粘剤を添加せずにＰＣＣ成分が適切な粘度を得るのに役立つことは特に有利である。
【００４８】
以上に基づくと、好ましい一実施形態は、基材上の分散バリアコーティングの形成に適する、コーティング粒子およびバインダーの水性組成物であって、
−  ５０〜９５重量部の板状粒子と、
−  ５〜５０重量部の平均粒径３０〜６０ｎｍの沈降炭酸カルシウム粒子とを含み、
乾燥物含有量は３０重量％超であり、ブルックフィールド粘度（１００ｒｐｍ）は３００〜２５００ｃＰであり、さらに、乾燥物換算で１〜７５重量％の水溶性バインダーを含む、水性組成物を含む。
【００４９】
上記コーティング組成物の一実施形態は、４０〜６０重量部のタルク、２０〜３０重量部の沈降炭酸カルシウム、および、乾燥物換算で１５〜６５重量％、特に２０〜６０重量％の水溶性バインダーを含む。この組成物は、１０００〜２０００ｃＰのブルックフィールド粘度（１００ｒｐｍ）を示す。
【００５０】
上述のとおり、本発明の水性分散液は基材上に分散バリアコーティングを形成するために使用することができる。特に、コーティング対象の基材は、繊維性基材、特に多孔質繊維基材、例えば、セルロース繊維またはリグノセルロース繊維を含む基材、またはそれらの組み合わせの群から選択される。紙およびボール紙シートや、ウェブおよびブランクは特に適切な基材の例である。
【００５１】
一実施形態では、上記水性懸濁液は、基材片面当たり１〜２５ｇ／ｍ２、特に５〜２０ｇ／ｍ２、例えば５〜１５ｇ／ｍ２で付与される。
【００５２】
上記水性分散液は、１層または複数の重なり合う層の形態で基材上に付与することができる。
【００５３】
以下の非限定的な実施例は、実施形態を説明する。
【００５４】
実施例１
特許文献４に記載されているように得られたナノサイズのＰＣＣ粒子の水性スラリーにタルクを分散させることにより水性懸濁液を製造した。使用したタルクの中央粒径（ｄ５０）は３．０μｍであり、粒子の３４重量％は２μｍより小さかった。
【００５５】
このように、ＡＴＲＥＸミキサー（高せん断力のゾーンを得ることができるインパクトミキサー）を用いて、タルク７５重量部をナノサイズのＰＣＣ粒子２５重量部の水性スラリーに分散させた。
【００５６】
得られた分散液の乾燥物含有量は約５０％であった。分散液は非常に粘性であった。また、室温（２５℃）で３０日超放置後しても固形物の沈降は認められなかった。
【００５７】
適切なコーティング組成物を製造するために、合成スチレンアクリレートラテックスからなるバインダーを固形分約５０重量部の量でＰＣＣ分散液に添加した。添加したラテックスの乾燥物含有量は５０重量％であった。バインダーは従来のブレードミキサー中で混合することによって添加した。また、このようにして得られた組成物に殺生物剤などの従来の分散助剤を配合した。コーティング組成物の乾燥物含有量は約５０％であった。
【００５８】
ＰＣＣ分散液と同様、上記コーティング組成物は安定であり、室温で３０日超放置しても組成物から固形物は沈降しなかった。
【００５９】
比較のため、タルク分散液も参考として提供した。
【００６０】
ＳＥＭ分析を行った。結果を添付のＳＥＭ写真に示す。
【００６１】
ＳＥＭ電子写真から明らかなとおり、参考のタルク粒子は密に充填している。これに対して本試験ではタルク粒子同士は分離され、互いに離れて遠くに位置している。表面写真中、ナノサイズＰＣＣはかすんだ材料として認められる。
【００６２】
タルク粒子の充填程度について同様の差異が断面で認められる。この試験は、ナノサイズＰＣＣがバインダーと混合された表面構造中で認められることを示す。
【００６３】
コーティング組成物は以下のコーティング実験に利用した。
【００６４】
実施例２
３種類のパイロットコーティング試験を実施した。試験のうちの２つはプレコートＬＷＣ原紙に対して行い、１つはプレコート板紙に対して行った。
【００６５】
得られたＷＢＢＣ紙・板紙から、ＫＩＴ、酸素、水蒸気、グリース、およびオイルのバリアについてバリア分析を行った。
【００６６】
以下の表１〜３は、試験デザイン、得られたコーティングペーストの品質および測定バリア値を示す。
【００６７】
【表１】
2018521200.tif 000003
【００６８】
【表２】
2018521200.tif 000004
【００６９】
【表３】
2018521200.tif 000005
【００７０】
表に示された結果から明らかなように、従来の板状鉱物とナノサイズＣａＣＯ３系顔料との新規混合物を用いた水系バリアコーティングは、従来の板状鉱物を含むＷＢＢＣと比較して、酸素および水蒸気のバリアを改善し、またＫＩＴ、グリースおよびオイルのバリアを維持した。
【００７１】
また、パイロットコーターの運転性は、純粋な従来の板状鉱物を含むＷＢＢＣと比較して、新規な顔料混合物でより良好であることがわかった。
【００７２】
いかなる特定の理論にも拘束されることを望まないが、新規な顔料混合物でバリア性が改善した理由の１つは、より閉じられたコーティング表面構造と、入り組んだ顔料粒子ネットワークによるものであると思われる。これは添付のＳＥＭ画像からわかる。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
本発明のコーティング分散液は、任意の基材上に、ガスバリア性、特に酸素バリア性が改善されたバリアコーティングを得るために使用することができる。この水性分散液はまた、基材上に鉱油バリア性が改善されたバリアコーティングを得るために使用することができる。
【００７４】
食品パッケージおよび食品包装は、特に興味深い用途である。
【図１】
2018521200.tif 000006
【図２】
2018521200.tif 000007
【図３】
2018521200.tif 000008
【図４】
2018521200.tif 000009
【図５】
2018521200.tif 000010
【図６】
2018521200.tif 000011
【図７】
2018521200.tif 000012
【国際調査報告】
2018521200.tif 000013
2018521200.tif 000014
2018521200.tif 000015