(57)【要約】  炭酸カルシウム等の少なくとも1種の無機粒状物質を含む組成物、バリア塗工組成物におけるまたは紙塗工組成物における、該組成物の使用、該組成物の製造方法、紙塗工組成物の製造方法、および塗工製品の製造方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも1種の無機粒状物質を含有する組成物であって、該組成物中の該無機粒状物質が、約29pphバインダ未満のCPVCポイントを有することを特徴とする、組成物。
【請求項２】
前記組成物中の前記無機粒状物質が、
(a) 約1.1μmに等しいかまたはそれ未満、例えば約1.0μmに等しいかまたはそれ未満、または例えば約0.01μm〜約1.1μmの範囲の平均細孔径；および/または
(b) 約60未満かまたはそれに等しい、例えば約50未満かまたはそれに等しい、例えば約30未満かまたはそれに等しい、例えば約25未満かまたはそれに等しい急峻度ファクター；および/または
(c) 約0.4cm3g-1に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.15cm3g-1に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.14cm3g-1に等しいかまたはそれ未満の塗膜細孔容積；および/または
(d) 約20に等しいかまたはそれ未満、例えば約10に等しいかまたはそれ未満、例えば約5に等しいかまたはそれ未満の形状ファクター；および/または
(e) 約0.1μm〜約3.0μm、例えば約0.1μm〜約2.0μm、例えば約0.2μm〜約1.5μm、例えば約0.2μm〜約1.0μm、例えば約0.2μm〜約0.8μmの範囲のd50、
を有する、請求項1に記載の組成物。
【請求項３】
前記少なくとも1種の無機粒状物質が、炭酸カルシウムである、請求項1または2に記載の組成物。
【請求項４】
前記組成物が、第一の粒度分布を有する第一の無機粒状物質成分と、第二の粒度分布を有する第二の無機粒状物質成分と、任意で第三の粒度分布を有する第三の無機粒状物質成分を含む、請求項1〜3の何れか1項に記載の組成物。
【請求項５】
前記組成物中の全無機粒状物質に係る急峻度ファクターが、最小の急峻度ファクターを有する無機粒状物質成分の急峻度ファクターに等しいかまたはそれよりも低い、請求項4に記載の組成物。
【請求項６】
前記第一および/または第二および/または第三の無機粒状物質成分が、炭酸カルシウムである、請求項4または5に記載の組成物。
【請求項７】
前記第一および/または第二の無機粒状物質成分の急峻度ファクターが、
(a) 約15に等しいかまたはそれより大きく、例えば約25に等しいかまたはそれより大きく、例えば約30に等しいかまたはそれより大きく；および/または
(b) 約80に等しいかまたはそれ未満、例えば約60に等しいかまたはそれ未満、例えば約40に等しいかまたはそれ未満、
である、請求項4〜6の何れか1項に記載の組成物。
【請求項８】
前記第一および/または第二および/または第三の無機粒状物質成分に係るd50が、約0.1μm〜約3.0μmの範囲にある、請求項4〜7の何れか1項に記載の組成物。
【請求項９】
前記第一および/または第二および/または第三の無機粒状物質成分が、約20に等しいかまたはそれ未満、例えば約10に等しいかまたはそれ未満、例えば約5に等しいかまたはそれ未満の形状ファクターを有する、請求項4〜8の何れか1項に記載の組成物。
【請求項１０】
前記第三の無機粒状物質成分の急峻度ファクターが、約15に等しいかまたはそれより大きく、例えば約25に等しいかまたはそれより大きく、例えば約30に等しいかまたはそれより大きく、および/または該第三の無機粒状物質成分の急峻度ファクターが、約80に等しいかまたはそれ未満、例えば約60に等しいかまたはそれ未満、例えば約40に等しいかまたはそれ未満である、請求項4〜9の何れか1項に記載の組成物。
【請求項１１】
前記第一の無機粒状物質成分が、約50質量％〜約90質量％の範囲の量で前記組成物中に存在し、および/または、前記第二の無機粒状物質成分が、約10質量％〜約50質量％の範囲の量で該組成物中に存在し、および/または、前記任意の第三の無機粒状物質成分が、約5質量％〜約30質量％の範囲の量で該組成物中に存在する、請求項4〜10の何れか1項に記載の組成物。
【請求項１２】
請求項1〜11の何れか1項に記載の組成物の製造方法であって、該方法が、
第一の粒度分布を有する第一の無機粒状物質成分と、第二の粒度分布を有する第二の無機粒状物質成分とを混合する工程、および任意で第三の粒度分布を有する第三の無機粒状物質成分と、該第一および/または第二の炭酸カルシウム成分とを混合する工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
バリア塗工組成物におけるおよび/または紙塗工組成物における、請求項1〜11の何れか1項に記載の組成物の使用。
【請求項１４】
バインダおよび請求項1〜11の何れか1項に記載の組成物を含む、バリア塗工組成物または紙塗工組成物。
【請求項１５】
請求項1〜11の何れか1項に記載の組成物または請求項14に記載のバリア塗工組成物または紙塗工組成物で塗工された製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に、少なくとも1種の無機粒状物質、例えば炭酸カルシウムを含む組成物に関する。更に、本発明は、これら組成物の、バリア塗工組成物および紙塗工組成物における使用にも関連する。それ故に、本発明は、また少なくとも1種の無機粒状物質を含むバリア塗工組成物および紙塗工組成物、および該組成物で塗工処理された製品にも係る。加えて、本発明は、少なくとも1種の無機粒状物質を含む組成物の製造方法、紙塗工組成物の製造方法、および塗工製品の製造方法にも関連する。
【背景技術】
【０００２】
1種または2種以上の無機粒状物質を含む組成物は、数多くの用途において広く利用されている。例えば、無機粒状物質は、塗工組成物、塗料、プラスチックおよびシーラントにおけるフィラーとして使用し得る。例えば、無機粒状物質は、塗工組成物、例えばバリア塗工組成物において使用でき、該組成物は、ガス、蒸気または液体等の選択された基材(substrate)の透過を防止または減じる。同様に、無機粒状物質は、例えば紙塗工組成物において使用し得る。
上記バリア塗工組成物または紙塗工組成物における上記無機粒状物質の存在は、色彩、不透明度、白色度、光沢、レオロジーまたは硬さ等の、該組成物の特性に影響を及ぼす可能性がある。あるいはまたは付随的に、これら組成物における無機粒状物質の使用は、該組成物のバリア性(該組成物が、ガス、蒸気または液体等の選択された基材の透過を防止または減じる能力)に影響を及ぼす可能性がある。
一般に、バリア塗工組成物および紙塗工組成物は、所望のバリア性を該組成物に与えるために、1種または2種以上のバインダ、例えばラテックス等の存在を必要とする。コストおよび/または環境上の理由のために、該バリア塗工組成物または紙塗工組成物において使用されるバインダの量を減じることが、一般的には望ましい。バリア塗工または紙塗工組成物に対する、無機粒状物質を含む組成物の添加は、該組成物において必要とされるバインダの量を減じることを可能とする。
従って、バリア塗工組成物および/または紙塗工組成物において使用するのに適した、無機粒状物質を含む、別のおよび/または改善された組成物を提供することが望ましい。例えば、バリア塗工および/または紙塗工組成物において必要とされるバインダの量を減じるために使用し得る、無機粒状物質を含有する組成物を提供することが望ましいかもしれない。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の第一の局面に従えば、少なくとも1種の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)を含む組成物が提供され、そこで該組成物中の該無機粒状物質は、約29pphバインダ(29 pph binder)未満のCPVCポイント(CPVC point)を有する。
本発明の第二の局面に従えば、少なくとも1種の無機粒状物質を含む組成物(例えば、本発明の上記第一の局面に係る組成物)の製造方法が提供され、該方法は、第一の粒度分布を持つ第一の無機粒状物質成分(例えば、炭酸カルシウム)と、第二の粒度分布を持つ第二の無機粒状物質成分(例えば、炭酸カルシウム)とを混ぜ合せる工程を含む。本発明の該第二の局面に係る特定の態様において、該方法は、更に第三の粒度分布を持つ第三の無機粒状物質成分(例えば、炭酸カルシウム)と、該第一および/または第二の無機粒状物質成分とを混ぜ合せる工程をも含む。本発明の該第二の局面に係る特定の態様において、該方法は、更に第三の粒度分布を持つ第三の無機粒状物質成分(例えば、炭酸カルシウム)および第四の粒度分布を持つ第四の無機粒状物質成分(例えば、炭酸カルシウム)と、該第一および/または第二の無機粒状物質成分とを混ぜ合せる工程をも含む。特定の態様において、第五の粒度分布を持つ第五の無機粒状物質成分(例えば、炭酸カルシウム)を、該第一および/または第二および/または随意の第三および/または随意の第四の無機粒状物質成分と混ぜ合せることができる。
【０００４】
本発明の第三の局面に従えば、本発明の上記第二の局面に係る方法によって得ることのできるまたは得られる少なくとも1種の無機粒状物質を含む組成物が提供される。
本発明の第四の局面に従えば、本発明の任意の局面または態様に係る組成物の、バリア塗工組成物における使用が提供される。
本発明の第五の局面に従えば、バインダおよび本発明の任意の局面または態様に係る組成物を含む、バリア塗工組成物が提供される。
本発明の第六の局面に従えば、本発明の任意の局面または態様に係る組成物の、紙塗工組成物における使用が提供される。
本発明の第七の局面に従えば、バインダおよび本発明の任意の局面または態様に係る組成物を含む、紙塗工組成物が提供される。
本発明の第八の局面に従えば、本発明の任意の局面または態様に係る組成物で塗工処理された製品が提供される。
本発明の第九の局面に従えば、バリア塗工組成物または紙塗工組成物の製造方法が提供され、該方法は、本発明の任意の局面または態様に係る組成物とバインダとを混ぜ合せる工程を含む。
本発明の第十の局面に従えば、塗工製品(coated product)の製造方法が提供され、該方法は、塗工処理すべき製品を準備する工程、および該製品を、本発明の任意の局面または態様に係る組成物(例えば、バリア塗工組成物または紙塗工組成物)で塗工処理する工程を含む。
【０００５】
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記組成物における上記無機粒状物質は、約28pphバインダに等しいかまたはそれ未満のCPVCポイントを持つ。特定の態様において、該組成物中の該無機粒状物質は、約25pphバインダに等しいかまたはそれ未満のCPVCポイントを持つ。特定の態様において、該組成物中の該無機粒状物質は、約23pphバインダに等しいかまたはそれ未満のCPVCポイントを持つ。特定の態様において、該CPVCポイントを測定するのに使用されるバインダは、ラテックスである。特定の態様において、該CPVCポイントを測定するのに使用される該バインダは、スチレンブタジエンゴム(SBR)ラテックスである。
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記組成物中の上記無機粒状物質は、約1.1μmに等しいかまたはそれ未満の平均細孔径を持つ。特定の態様において、該組成物中の該無機粒状物質は、約1.0μmに等しいかまたはそれ未満の平均細孔径を持つ。特定の態様において、該組成物中の該無機粒状物質は、約0.01μm〜約1.1μmの範囲の平均細孔径を持つ。
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記組成物中の上記無機粒状物質は、約0.4cm3g-1に等しいかまたはそれ未満の塗膜細孔容積(coating pore volume)を持つ。特定の態様において、該組成物中の該無機粒状物質は、約0.15cm3g-1に等しいかまたはそれ未満の塗膜細孔容積を持つ。特定の態様において、該組成物中の該無機粒状物質は、約0.14cm3g-1に等しいかまたはそれ未満の塗膜細孔容積を持つ。
【０００６】
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記組成物中の上記無機粒状物質は、約60に等しいかまたはそれ未満の急峻度ファクターを持つ。特定の態様において、該組成物中の該無機粒状物質は、約30に等しいかまたはそれ未満の急峻度ファクターを持つ。特定の態様において、該組成物は、約25に等しいかまたはそれ未満の急峻度ファクターを持つ。
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記の少なくとも1種の無機粒状物質は、約20に等しいかまたはそれ未満の形状ファクターを持つ。特定の態様において、該少なくとも1種の無機粒状物質は、約10に等しいかまたはそれ未満の形状ファクターを持つ。本発明の任意の局面に係る特定の態様において、該少なくとも1種の無機粒状物質は、約5に等しいかまたはそれ未満の形状ファクターを持つ。
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記少なくとも1種の無機粒状物質は炭酸カルシウムである。
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記組成物中の上記無機粒状物質は、約0.1μm〜約3.0μmの範囲のd50を持つ。特定の態様において、該組成物は、約0.2μm〜約2.0μmの範囲のd50を持つ。特定の態様において、該組成物は、約0.2μm〜約1.5μmの範囲のd50を持つ。特定の態様において、該組成物中の該無機粒状物質は、約0.2μm〜約1.0μmの範囲のd50を持つ。特定の態様において、該組成物中の該無機粒状物質は、約0.2μm〜約0.8μmの範囲のd50を持つ。
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記組成物は、約9cm〜約12cmの範囲の塗膜着色長さ(coating stain length)を持つ。特定の態様において、該組成物は、約9cm〜約10cmの範囲の塗膜着色長さを持つ。
【０００７】
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記組成物は、第一の粒度分布を持つ第一の無機粒状物質成分および第二の粒度分布を持つ第二の無機粒状物質成分を含む。
本発明の更なる局面に従えば、第一の粒度分布を持つ第一の無機粒状物質成分および第二の粒度分布を持つ第二の無機粒状物質成分を含有する組成物が提供される。
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記第一の無機粒状物質成分は、炭酸カルシウムである。本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記第二の無機粒状物質成分は、炭酸カルシウムである。本発明の任意の局面に係る特定の態様において、該第一および第二の無機粒状物質成分両者は、炭酸カルシウムである。
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記組成物中の上記無機粒状物質全体の急峻度ファクターは、最小の急峻度ファクターを持つ該無機粒状物質成分に係る急峻度ファクターに等しいかまたはそれよりも小さい。
上記組成物が第一の粒度分布を持つ第一の無機粒状物質成分および第二の粒度分布を持つ第二の無機粒状物質成分を含む、本発明の任意の局面に係る特定の態様において、該第一の無機粒状物質成分は、約15に等しいかまたはこれを超える急峻度ファクターを持つ。特定の態様において、該第一の無機粒状物質成分は、約25に等しいかまたはこれを超える急峻度ファクターを持つ。特定の態様において、該第一の無機粒状物質成分は、約30に等しいかまたはこれを超える急峻度ファクターを持つ。特定の態様において、該第一の無機粒状物質成分は、約80に等しいかまたはそれに満たない急峻度ファクターを持つ。特定の態様において、該第一の無機粒状物質成分は、約60に等しいかまたはそれ未満の急峻度ファクターを持つ。特定の態様において、該第一の無機粒状物質成分は、約40に等しいかまたはそれ未満の急峻度ファクターを持つ。
【０００８】
上記組成物が、第一の粒度分布を持つ第一の無機粒状物質成分および第二の粒度分布を持つ第二の無機粒状物質成分を含む、本発明の任意の局面に係る特定の態様において、該第二の無機粒状物質成分は、約15に等しいかまたはこれを超える急峻度ファクターを持つ。特定の態様において、該第二の無機粒状物質成分は、約25に等しいかまたはこれを超える急峻度ファクターを持つ。特定の態様において、該第二の無機粒状物質成分は、約30に等しいかまたはこれを超える急峻度ファクターを持つ。特定の態様において、該第二の無機粒状物質成分は、約80に等しいかまたはそれ未満の急峻度ファクターを持つ。特定の態様において、該第二の無機粒状物質成分は、約60に等しいかまたはそれ未満の急峻度ファクターを持つ。特定の態様において、該第二の無機粒状物質成分は、約40に等しいかまたはそれ未満の急峻度ファクターを持つ。
上記組成物が、第一の粒度分布を持つ第一の無機粒状物質成分および第二の粒度分布を持つ第二の無機粒状物質成分を含む、本発明の任意の局面に係る特定の態様において、該第一の無機粒状物質成分は、約0.1μm〜約3.0μmの範囲のd50を持つ。特定の態様において、該第一の無機粒状物質成分は、約0.3μm〜約2.0μmの範囲のd50を持つ。特定の態様において、該第一の無機粒状物質成分は、約0.3μm〜約1.5μmの範囲のd50を持つ。
上記組成物が、第一の粒度分布を持つ第一の無機粒状物質成分および第二の粒度分布を持つ第二の無機粒状物質成分を含む、本発明の任意の局面に係る特定の態様において、該第二の無機粒状物質成分は、約0.1μm〜約3.0μmの範囲のd50を持つ。特定の態様において、該第二の無機粒状物質は、約0.1μm〜約2.0μmの範囲のd50を持つ。特定の態様において、該第二の無機粒状物質は、約0.1μm〜約1.0μmの範囲のd50を持つ。特定の態様において、該第二の無機粒状物質は、約0.1μm〜約0.5μmの範囲のd50を持つ。
【０００９】
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記組成物は、更に第三の粒度分布を持つ第三の無機粒状物質成分を含む。特定の態様において、該第三の無機粒状物質成分は、約15に等しいかまたはこれを超える急峻度ファクターを持つ。特定の態様において、該第三の無機粒状物質成分は、約25に等しいかまたはこれを超える急峻度ファクターを持つ。特定の態様において、該第三の無機粒状物質成分は、約30に等しいかまたはこれを超える急峻度ファクターを持つ。特定の態様において、該第三の無機粒状物質成分は、約80に等しいかまたはそれ未満の急峻度ファクターを持つ。特定の態様において、該第三の無機粒状物質成分は、約60に等しいかまたはそれ未満の急峻度ファクターを持つ。特定の態様において、該第三の無機粒状物質成分は、約40に等しいかまたはそれ未満の急峻度ファクターを持つ。
上記組成物が、第一の粒度分布を持つ第一の無機粒状物質成分、第二の粒度分布を持つ第二の無機粒状物質成分および第三の粒度分布を持つ第三の無機粒状物質成分を含む、本発明の任意の局面に係る特定の態様において、該第三の炭酸カルシウム成分は、約0.1μm〜約3.0μmの範囲のd50を持つ。特定の態様において、該第三の無機粒状物質成分は、約0.1μm〜約2.5μmの範囲のd50を持つ。特定の態様において、該第三の無機粒状物質成分は、約0.1μm〜約2.0μmの範囲のd50を持つ。特定の態様において、該第三の無機粒状物質成分は、約0.1μm〜約1.5μmの範囲のd50を持つ。
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、該第一および/または第二および/または第三の無機粒状物質成分(1または複数)各々は、夫々約20に等しいかまたはそれ未満の形状ファクターを持つ。特定の態様において、該第一および/または第二および/または第三の無機粒状物質成分(1または複数)各々は、夫々約10に等しいかまたはそれ未満の形状ファクターを持つ。特定の態様において、該第一および/または第二および/または第三の無機粒状物質成分(1または複数)各々は、夫々約5に等しいかまたはそれ未満の形状ファクターを持つ。
【００１０】
上記組成物が、第一の粒度分布を持つ第一の無機粒状物質成分、第二の粒度分布を持つ第二の無機粒状物質成分および随意に第三の粒度分布を持つ第三の無機粒状物質成分を含む、本発明の任意の局面に係る特定の態様において、該第一の無機粒状物質成分は、該組成物中に、約50質量％〜約90質量％の範囲の量で存在する。特定の態様において、該第一の無機粒状物質成分は、該組成物中に、約55質量％〜約85質量％の範囲の量で存在する。特定の態様において、該第一の無機粒状物質成分は、該組成物中に、約60質量％〜約80質量％の範囲の量で存在する。
上記組成物が、第一の粒度分布を持つ第一の無機粒状物質成分、第二の粒度分布を持つ第二の無機粒状物質成分および随意に第三の粒度分布を持つ第三の無機粒状物質成分を含む、本発明の任意の局面に係る特定の態様において、該第二の無機粒状物質成分は、該組成物中に、約10質量％〜約50質量％の範囲の量で存在する。特定の態様において、該第二の無機粒状物質成分は、該組成物中に、約15質量％〜約45質量％の範囲の量で存在する。特定の態様において、該第二の無機粒状物質成分は、該組成物中に、約20質量％〜約40質量％の範囲の量にて存在する。
上記組成物が、第一の粒度分布を持つ第一の無機粒状物質成分、第二の粒度分布を持つ第二の無機粒状物質成分および第三の粒度分布を持つ第三の無機粒状物質成分を含む、本発明の任意の局面に係る特定の態様において、該第三の無機粒状物質成分は、該組成物中に、約5質量％〜約30質量％の範囲の量にて存在する。特定の態様において、該第三の無機粒状物質成分は、該組成物中に、約10質量％〜約30質量％の範囲の量にて存在する。特定の態様において、該第三の無機粒状物質成分は、該組成物中に、約15質量％〜約30質量％の範囲の量にて存在する。特定の態様において、該第三の無機粒状物質成分は、該組成物中に、約5質量％〜約15質量％の範囲の量にて存在する。
【００１１】
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記組成物は、更に第四の無機粒状物質成分をも含む。本発明の任意の局面に係る特定の態様において、該組成物は、更に第五の無機粒状物質成分をも含む。本発明の任意の局面に係る特定の態様において、該組成物は、更に第六の粒状物質成分をも含む。
本発明の上記第五および/または第七の局面に係る特定の態様において、上記バリア組成物および/または紙塗工組成物は、約50pphに等しいかまたはそれ未満のバインダを含有する。特定の態様において、該バリアおよび/または紙塗工組成物は、約40pphに等しいかまたはそれ未満のバインダを含む。特定の態様において、該バリアおよび/または紙塗工組成物は、約35pphに等しいかまたはそれ未満のバインダを含む。特定の態様において、該バインダはラテックスである。特定の態様において、該バインダはポリビニルアルコールである。
本発明の上記第八または第十の局面に係る特定の態様において、上記製品は紙、板紙(board)、カード、またはペーパーボード(paper board)の形状にある。
本発明に係る述べられた上記局面の特定の一つまたは二つ以上との関連で与えられた詳細、例および選択は、本発明に係る全局面に等しく当てはまる。ここに記載された態様、例および選択の、そのあらゆる可能な変形における、任意の組合せが、ここにおいて特に指定しない限り、または文脈に基づいて明らかな矛盾がない限り、本発明に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図1は、様々な剪断速度における、炭酸カルシウムを含む組成物の粘度を示す図である。
【図２】図2は、異なるレベルのバインダと共に炭酸カルシウムを含有する組成物の、着色長さを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の特定の態様において、無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)を含む少なくとも一つの別の組成物が提供され、該組成物は、バリア塗工組成物または紙塗工組成物において使用するのに適している。
意外にも、特定の態様において、本発明の上記組成物が、無機粒状物質を含有する別の組成物と比較して、改善されたバリア特性を明らかに示すことが分かった。理論に拘泥するつもりはないが、本発明の組成物が、無機粒状物質を含む別の組成物と比較して、充填率の高いレベルを示すものと考えられ、これが該組成物のバリア特性に寄与している可能性がある。
それ故に、本発明の特定の態様においては、無機粒状物質を含む組成物が提供され、これは、無機粒状物質を含む別の組成物に比して、このものが、バリア塗工および/または紙塗工組成物において使用すべきバインダの量を減じ得るという点で有利である。
【００１４】
炭酸カルシウムを含む組成物
ここでは、無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)を含む、該粒状物質から本質的になる、または該粒状物質からなっている組成物が提供される。
特定の局面において、上記組成物中の上記無機粒状物質は、29pphバインダ(例えば、SBRラテックス等のラテックス)未満のCPVCポイントを持つ。
特定の局面において、上記の組成物は、第一の粒度分布を持つ第一の無機粒状物質成分と、第二の粒度分布を持つ第二の無機粒状物質成分とを混ぜ合せる工程を含む方法によって得られ、または得ることができる。随意に、該組成物は、更に第三の粒度分布を持つ第三の無機粒状物質成分と、該第一および/または第二の無機粒状物質成分とを混ぜ合せることによって得られ、または得ることができる。随意に、該組成物は、更に第四の、随意に第五の、随意に第六の無機粒状物質成分と、該第一および/または第二および/または第三の無機粒状物質成分とを混ぜ合せることにより得られまたは得ることができる。
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記組成物は水性懸濁液である。特定の態様において、該水性懸濁液の固形分含量は、該組成物の約15％〜約80質量％である。例えば、該組成物の固形分含量は、該組成物の約50％〜約80質量％、例えば約60％〜約79質量％、例えば約65％〜約78質量％であり得る。
本発明の任意の局面に係るその他の態様において、上記組成物は、乾燥鉱物ブレンドである。
【００１５】
特定の態様において、上記組成物は、当初は水性懸濁液の形状であり得、また次に該水性懸濁液を処理し、その水分の少なくとも一部または実質上全てを除去して、部分的に乾燥された、または本質的に完全に乾燥された製品を形成することも可能である。例えば、該水性懸濁液における水分の少なくとも約10体積％を、該水性懸濁液から除去することができ、例えば少なくとも約20体積％、または少なくとも約30体積％、または少なくとも約40体積％、または少なくとも約50体積％、または少なくとも約60体積％、または少なくとも約70体積％、または少なくとも約80体積％、または少なくとも約90体積％、または少なくとも約100体積％の、該水性懸濁液中の水分を除去することができる。例えば、加圧を伴うまたは伴わない重力または真空-支援排水技術、または蒸発技術、または濾過技術、またはこれら技術の組合せを含む、任意の適切な技術を、該水性懸濁液から水分を除去するために利用し得る。該部分的に乾燥されたまたは本質的に完全に乾燥された製品は、無機粒状物質および乾燥に先立って該水性懸濁液に添加されていてもよい任意の他の随意の添加剤を含むであろう。該部分的に乾燥されたまたは本質的に完全に乾燥された製品は、販売のために保存しまたは包装することができる。該部分的に乾燥されたまたは本質的に完全に乾燥された製品は、ここで説明されるように、随意に再度水和させ、またバリア塗工組成物または紙塗工組成物に組入れることができる。
【００１６】
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記組成物の固形分含量は無機粒状物質、例えば炭酸カルシウムから本質的になり、またはこれからなっている。他の態様において、該組成物の固形分含量は、無機粒状物質、例えば炭酸カルシウムを含む。特定の態様において、該組成物は、更にその他の固体、例えば他の無機粒状物質をも含むことができる。例えば、該組成物は、更に製紙組成物におけるフィラーとして用いるのに適した、1種または2種以上の他の無機粒状物質をも含むことができる。
特定の態様において、例えば上記無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)が、天然産の源から得られる場合、幾分かの鉱物質不純物が、その粉砕物質を汚染しているかもしれない。例えば、天然産の炭酸カルシウムは、他の鉱物との結合状態で存在する。しかし、一般的に該無機粒状物質は、該組成物中の無機粒状物質の全乾燥質量を基準として、約5質量％未満、例えば約3質量％未満、例えば約2質量％未満の他の鉱物質不純物を含む可能性がある。例えば、該無機粒状物質は、該組成物中の無機粒状物質の全乾燥質量を基準として、約1質量％未満の他の鉱物質不純物を含んでいる可能性がある。
【００１７】
無機粒状物質
水性懸濁液に供給することのできる任意の無機粒状物質は、本発明に係る特定の態様において使用し得る。適切な無機粒状物質は、以下に列挙するものの1種または2種以上から選択し得る：アルカリ土類金属炭酸塩(例えば、ドロマイト、即ちCaMg(CO3)2)、金属硫酸塩(例えば、石膏)、金属シリケート、金属酸化物(例えば、酸化鉄、クロミア、三酸化アンチモンまたはシリカ)、金属水酸化物、ウォラストナイト、ボーキサイト、タルク(例えば、フレンチチョーク)、マイカ、酸化亜鉛(例えば、亜鉛華(zinc white)またはチャイニーズホワイト(Chinese white))、シリカ、二酸化チタン(例えば、アナターゼまたはルチル)、硫化亜鉛、炭酸カルシウム(例えば、白亜、沈降炭酸カルシウム(PCC)、重質炭酸カルシウム(GCC)または表面-改質炭酸カルシウム)、硫酸バリウム(例えば、バライト、沈降硫酸バリウムまたはプロセスホワイト(process white))、アルミナ白(例えば、アルミナ三水和物、軽質アルミナ水和物(light alumina hydrate)、レーキホワイト(lake white)またはトランスペアレントホワイト(transparent white))、クレー(例えば、カオリン、焼成カオリン、チャイナクレーまたはベントナイト)、およびこれらの組合せ。該無機粒状物質は、これらの列挙された物質の内の任意の1種または2種以上から選択することができる。該少なくとも1種の無機粒状物質は、該列挙された物質の任意の組合せからなるブレンドを含むことができる。以降において、本発明の態様は、炭酸カルシウムに関連して論じられる傾向があるかもしれない。しかし、本発明は、このような態様に限定されるものと解釈されるべきではない。
【００１８】
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記炭酸カルシウムは、例えば重質炭酸カルシウム(GCC)または沈降炭酸カルシウム(PCC)である。該炭酸カルシウムは、例えば天然に産する鉱物源、例えば石灰石、チョーク、大理石およびトラバーチンから、例えば粉砕により得ることができる。該PCCも粉砕することができる。2種またはそれ以上の炭酸カルシウムの組合せを使用することができる。例えば、重質炭酸カルシウムと沈降炭酸カルシウムとの組み合わせを使用することができる。該2種またはそれ以上の炭酸カルシウムの組合せは、同時-粉砕によって製造し得る。
上記炭酸カルシウムを、随意に表面改質することが可能である。例えば、該炭酸カルシウムは、塗工処理することができる。その塗膜は、シランまたはその任意の塩、例えば有機シランからなり、これから本質的になり、あるいはこれを含むことができる。上記アルカリ土類金属炭酸塩は、脂肪酸またはその塩で塗工処理することができる。例えば、該アルカリ土類金属炭酸塩は、ステアリン酸塩で塗工処理することができる。その塗工処理レベルは、該塗布された粒状鉱物質添加剤の全質量を基準として約0.1〜約10質量％、例えば約0.1〜約3質量％の間、例えば約0.5または0.6または0.7または0.8と約2.0質量％との間、例えば約1.5質量％であり得る。ここで使用される用語「塗膜(coating)」とは、広義に理解されるべきであり、また例えば均一な塗膜または粒子の全表面領域を覆う塗膜に限定されるものではない。該表面の別々の領域が塗膜で改質されている粒子は、本発明に係る特定の態様の範囲内で、塗工処理されているものとして理解されるであろう。
【００１９】
典型的に、重質炭酸カルシウム(GCC)はチョーク、大理石または石灰石等の鉱物源を粉砕することにより得られ、これは、所望の粉末度を持つ製品を得るために、粒度分別段階を伴っていてもよい。この粒状固体物質は自己的に、即ち該固体物質自体の粒子間での、あるいはまた粉砕すべき該炭酸カルシウムとは異なる物質の粒子を含む粒状粉砕媒体の存在下で、磨砕することにより粉砕することができる。
炭酸カルシウムの湿式粉砕は、該炭酸カルシウムの水性懸濁液の形成を含み、次いで該懸濁液を、随意に適切な分散助剤の存在下で粉砕し得る。炭酸カルシウムの該湿式粉砕に関するこれ以上の情報については、例えばEP-A-614948を参照することができる(その内容を、全体として、言及することにより組入れる)。
PCCは、本発明の特定の態様における粒状炭酸カルシウムの源として使用でき、また当技術において利用し得る公知法の何れかによって製造し得る。タッピモノグラフシリーズNo. 30(TAPPI Monograph Series No. 30),「ペーパー塗工ピグメンツ(Paper Coating Pigments)」, pp.34-35は、沈降炭酸カルシウムを製造するための、3つの主要な商業的方法を記載しており、この沈降炭酸カルシウムは、製紙工業において使用するための製品を製造する際に使用するのに適しているばかりでなく、同様に本発明に係る特定の態様との関連で使用することも可能である。3種全ての方法においては、先ず石灰石を焼成して、生石灰を製造し、また次に該生石灰を水中で消和して、水酸化カルシウムまたは石灰乳をもたらす。その第一の方法において、該石灰乳は、二酸化炭素ガスで直接炭酸塩化される。この方法は、副生物が全く形成されず、またその炭酸カルシウム製品の特性および純度を制御することが比較的容易であるという利点を有している。その第二の方法において、該石灰乳は、ソーダ灰と接触させられて、複分解により、炭酸カルシウムの沈殿および水酸化ナトリウムの溶液を生成する。この水酸化ナトリウムは、この方法が商業的に魅力あるものである場合には、該炭酸カルシウムから実質上完全に分離されるべきである。上記第三の主要な商業的方法においては、該石灰乳を先ず塩化アンモニウムと接触させて、塩化カルシウム溶液およびアンモニアガスを得る。次いで、該塩化カルシウム溶液を、ソーダ灰と接触させて、複分解に基いて、沈降炭酸カルシウムおよび塩化ナトリウム溶液を生成する。
【００２０】
PCCを製造するための上記方法は、極めて純粋な炭酸カルシウム結晶および水をもたらす。該結晶は、使用される特定の反応工程に依存して、様々な異なる形状および大きさで製造され得る。PCC結晶の3種の主な形状は、アラゴナイト、ロンボヘドロン型およびスカルノヘドロン型であり、これら全ては、その混合物を含めて、本発明に係る特定の態様において使用するのに適している。
上記組成物中の上記無機粒状物質は、約20に等しいかまたはそれ未満の形状ファクターを持つことができる。例えば、該組成物中の該無機粒状物質は、約15に等しいかまたはそれ未満、例えば約12に等しいかまたはそれ未満、例えば約10に等しいかまたはそれ未満、例えば約7に等しいかまたはそれ未満、例えば約5に等しいかまたはそれ未満、例えば約2に等しいかまたはそれ未満の形状ファクターを持つことができる。
ここにおいて使用される如き「形状ファクター(shape factor)」とは、変動する大きさおよび形状を持つ一群の粒子に関する、粒子径対粒子の厚みの比に係る一尺度である。特に述べない限り、形状ファクターは、米国特許第5,576,617号において記載されている電気伝導率測定法、装置、および方程式を用いて測定される。該特許を、言及することによりここに組入れる。更に、形状ファクターを決定するための技術が、該’617特許において記載されているので、テスト下にある配向された粒子の水性懸濁液からなる組成物に係る電気伝導率は、該組成物が特定の容器を通して流動している際に測定される。該電気伝導率の測定値は、該容器の一方向に沿って、および該第一の方向に直行する該容器のもう一つの方向に沿って採取される。これら2つの伝導度の測定値間の差を用いて、テスト下にある該粒状物質の形状ファクターが決定される。
【００２１】
更なる添加剤
上記組成物は、更なる添加剤を含むことができる。特に、該組成物が水性懸濁液の形状にある場合、該組成物は、更なる添加剤を含むことができる。例えば、更に該組成物は、1種またはそれ以上の分散助剤、1種またはそれ以上の殺生物剤、1種またはそれ以上の懸濁助剤、1種またはそれ以上の増粘剤、1種またはそれ以上のバインダ、1種またはそれ以上の沈降防止剤、1種またはそれ以上の塩または1種またはそれ以上のその他の添加剤から選択される更なる添加剤を含むことができる。
例えば、上記1種またはそれ以上の分散助剤は、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、フマル酸、無水マレイン酸、イソクロトン酸、アコニチン酸(シスまたはトランス)、メサコン酸、シナピン酸、ウンデシレン酸、アンゲリカ酸、カネル酸、ヒドロキシアクリル酸、アクロレイン、アクリルアミド、アクリロニトリル、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ビニルピロリドン、ビニルカプロラクタム、エチレン、プロピレン、イソブチレン、ジイソブチレン、酢酸ビニル、スチレン、α-メチルスチレン、メチルビニルケトン、アクリル酸およびメタクリル酸のエステルおよびこれらの混合物からなる群から選択されるモノマーおよび/またはコモノマーから製造することができる。該分散助剤は、例えばポリアクリル酸および/またはポリメタクリル酸であり得る。
【００２２】
例えば、上記1種またはそれ以上の殺生物剤は、銀をベースとする殺生物剤、アルデヒド-放出型殺生物剤、アルデヒドをベースとする殺生物剤、フェノール系殺生物剤、イソチアゾリン殺生物剤、またはこれらの任意の混合物から選択することができる。該殺生物剤は、以下に挙げるもの：ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、グリオキサール、スクシンアルデヒド、グルタルアルデヒド、2-プロペナール、フタルジアルデヒド(phthalic dialdehyde)およびこれらの混合物の内の1または2以上から選択でき、また特定の態様においては、ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒド、ベンジルアルコールモノ(ポリ)-ヘミホルマール、エチレングリコールヘミホルマール(EGHF)、[1,2-エタンジイルビス(オキシ)]-ビス-メタノール、テトラヒドロ-1,3,4,6-テトラキス(ヒドロキシメチル)イミダゾ-[4,5-d]イミダゾール-2,5-(1H,3H)-ジオン(同様に、通例はテトラメチロールアセチレンジウレア(TetraMethylolAcetyleneDiurea) TMADと呼ばれている)、オルトフェニルフェノール(OPP)、2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン(MIT)、5-クロロ-2-メチル-2H-イソチアゾリン-3-オン(CIT)、1,2-ベンズイソチアゾリン-3-オン(BIT)、またはこれらの混合物である。
例えば、上記増粘剤は、ポリウレタン、アクリルポリマー、ラテックス、スチレン、ブタジエン、ポリビニルアルコール、セルロース、セルロース由来の巨大分子、糖類および有機シリコーンから選択することができる。
例えば、上記バインダは、ここにおいて記載された、例えばポリ酢酸ビニル、エチレンアセテート(ethylene acetate)またはそのコポリマーを含む、任意のバインダから選択することができる。
【００２３】
塗膜細孔容積
塗膜細孔容積は、ある物質中の粒子間の空隙の全量(即ち、固形物によって占有されていない容積)および該粒子が多孔質である場合の粒子内の容積に係る尺度である。特に明記されていない限り、上記組成物中の上記無機粒状物質に係る塗膜細孔容積は、先ず100pphの該無機粒状物質および5pphのバインダ(例えば、SBRラテックス等の紙塗工用ラテックス)を含むテスト組成物を調製し、およびそのサンプルをポリマー基材上に塗布する(例えば、該テスト組成物を該プラスチック上にドローダウンする(draw down)ための標準的な塗布機を用いる)ことにより測定される。該テスト組成物のサンプル約0.5gを、サーモエレクトロン(サーモフィッシャー)マーキュリーポロシメータモデルパスカル(Thermoelectron (ThermoFisher) Mercury Porosimeter model Pascal) 140、240における、組立てられたガラス製の膨張計(測定容器)内に配置する。これは、その後にほぼ真空(0.02kPa)まで下げられ、水銀(Mercury)で満たされ、190MPaという最終的な圧力が達成されるまで、大気圧およびそれを超えるまで徐々に再度加圧される。ルーカス-ウォッシュバーン(Lucas-washburn)方程式に基くソフトウエアを用いて、該サンプルへの水銀の侵入対圧力を、細孔径対細孔容積分布に変換し得る。また、ソフトウエアは、上述の細孔径範囲に渡る、細孔容積(そのグラフ下部の面積)およびピーク細孔径を導くのに使用される。
【００２４】
上記組成物内の上記無機粒状物質は、例えば約0.4cm3g-1に等しいかまたはそれ未満の塗膜細孔容積を持つことができる。例えば、該組成物中の該無機粒状物質は、約0.35cm3g-1に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.3cm3g-1に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.25cm3g-1に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.2cm3g-1に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.15cm3g-1に等しいかまたはそれ未満の塗膜細孔容積を持つことができる。該組成物中の該無機粒状物質は、例えば約0.14cm3g-1に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.13cm3g-1に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.12cm3g-1に等しいかまたはそれ未満の塗膜細孔容積を持つことができる。該組成物中の該無機粒状物質は、例えば約0.01cm3g-1に等しいかまたはこれを超える塗膜細孔容積を持つことができる。例えば、該組成物中の該無機粒状物質は約0.05cm3g-1に等しいかまたはこれを超え、例えば約0.1cm3g-1に等しいかまたはこれを超える塗膜細孔容積を持つことができる。例えば、該組成物中の該無機粒状物質は、約0.01cm3g-1〜約0.4cm3g-1、例えば約0.01cm3g-1〜約0.15cm3g-1、例えば約0.1cm3g-1〜約0.14cm3g-1の範囲の塗膜細孔容積を持つことができる。
【００２５】
細孔径
特に述べない限り、上記組成物中の上記無機粒状物質に係る平均細孔径は、塗膜細孔容積の測定に関連して上に記載されたような、サーモエレクトロン(サーモフィッシャー)マーキュリーポロシメータモデルパスカル140、240を使用して測定される。該組成物中の該無機粒状物質は、例えば約1.1μmに等しいかまたはそれ未満の平均細孔径を持つことができる。例えば、該組成物中の該無機粒状物質は約1.0μmに等しいかまたはそれ未満、例えば約0.9μmに等しいかまたはそれ未満、例えば約0.8μmに等しいかまたはそれ未満の平均細孔径を持つことができる。該組成物中の該無機粒状物質は、例えば約0.01μmに等しいかまたはこれを超え、例えば約0.05μmに等しいかまたはこれを超え、例えば約0.1μmに等しいかまたはこれを超える平均細孔径を持つことができる。例えば、該組成物中の該無機粒状物質は、約0.01μm〜約1.1μm、例えば約0.05μm〜約1.0μm、例えば約0.1μm〜約0.9μmの範囲の平均細孔径を持つことができる。
粒度分布
特に述べない限り、上記急峻度ファクターは、100を乗じた、d30等価球径(この値において、その粒子の30質量％がより微細なものである)対d70等価球径(この値において、該粒子の70質量％がより微細なものである)の比として定義される。
【００２６】
上記パラメータの等価球径(esd)は、周知の方法で、ここにおいては「マイクロメリティックスセディグラフ(Micromeritics Sedigraph) 5100装置」と呼ばれる、米国、ジョージア州、ノルクロス(Norcross, Georgia, USA)のマイクロメリティックスインスツルメンツ社(Micromeritics Instruments Corporation)(Tel：+17706623620; ウエブサイト(web-site)：www.micromeritics.com)によって供給されているような、セディグラフ(Sedigraph) 5100試験機を用いて、水性媒体中に完全に分散された状態にある、該粒状物質の沈降により測定される。このような試験機は、当技術において「等価球径(equivalent spherical diameter)」(e.s.d)と呼ばれる大きさで、与えられたe.s.d値よりも小さな寸法を持つ粒子の累積質量百分率の測定値およびプロットを与える。
上記組成物中の上記無機粒状物質に係る急峻度ファクターは、約60に等しいかまたはそれ未満であり得る。該組成物中の該無機粒状物質に係る急峻度ファクターは、例えば約55に等しいかまたはそれ未満、例えば約50に等しいかまたはそれ未満、例えば約45に等しいかまたはそれ未満、例えば約40に等しいかまたはそれ未満、例えば約35に等しいかまたはそれ未満、例えば約30に等しいかまたはそれ未満であり得る。例えば、該組成物中の該無機粒状物質の急峻度ファクターは、約28に等しいかまたはそれ未満、例えば約27に等しいかまたはそれ未満、例えば約26に等しいかまたはそれ未満であり得る。該組成物中の該無機粒状物質の急峻度ファクターは、例えば約25に等しいかまたはそれ未満であり得る。例えば、該組成物中の該無機粒状物質の急峻度ファクターは、約24に等しいかまたはそれ未満、例えば約23に等しいかまたはそれ未満、例えば約22に等しいかまたはそれ未満、例えば約21に等しいかまたはそれ未満であり得る。
【００２７】
上記組成物中の上記無機粒状物質に係る急峻度ファクターは、約10〜約60の範囲であり得る。例えば、該組成物中の該無機粒状物質の急峻度ファクターは、約10〜約50、例えば約10〜約30、例えば約10〜約28、例えば約10〜約25、例えば約10〜約23の範囲であり得る。該組成物中の該無機粒状物質に係る急峻度ファクターは、例えば約20〜約30、または約25〜約35、例えば約20〜約25、または約25〜約30の範囲であり得る。
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記組成物中の上記無機粒状物質は、約0.1μm〜約3.0μmの範囲のd50を持つ。特定の態様において、該組成物中の該無機粒状物質は、約0.1μm〜約2.5μm、例えば約0.1μm〜約2.0μmの範囲のd50を持つ。特定の態様において、該組成物中の該無機粒状物質は、約0.2μm〜約1.5μm、例えば約0.2μm〜約1.0μm、例えば約0.2μm〜約0.8μm、例えば約0.2μm〜約0.6μmの範囲のd50を持つ。
着色長さ(Stain Length)
特に述べない限り、着色長さは、オランダ標準規格NEN(Dutch standard NEN) 1836により測定される。塗膜着色長さおよび着色長さは、紙の上に塗工組成物を塗り付けた後のインクの着色の長さを示す。より短い着色長さは、該塗膜がより吸収力があり、または粗いことを示す。
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記組成物は、約9cm〜約12cmの範囲の着色長さを持つ塗膜を与えるように適合させる。特定の態様において、該組成物は、約9cm〜約11cm、例えば約9cm〜約10cmの範囲の着色長さを与える。
【００２８】
CPVCポイント(CPVC Point)
臨界顔料容積濃度(CPVC)ポイントは、該顔料を完全に包囲し、かつその粒子間の全空隙を満たすのに十分なバインダが存在する点である。より低いCPVCポイントは、より少量のバインダが、該塗膜を十分に結合するのに必要とされることを示している。特に述べられていない限り、上記組成物のCPVCポイントは、無機粒状物質およびバインダを含有するテスト組成物の薄膜(約15gsm、湿潤)を、黒色の不浸透性基材上にドローダウンすることにより測定される。スペーサーリングをその表面上に設置して、湿潤塗膜の色彩が該計測器に転写されるのを防止し、また該塗膜を、反射率計の真下に設置する。その反射率を、時間の関数として、該膜が乾燥されるまで測定する。該膜が乾燥するにつれて、該塗膜中の粒子は一層接近することになり、またより低効率で光を反射し、その反射率は低下する。該テスト組成物が十分に結合している(顔料が完全に包囲され、かつ全ての空隙が満たされている)場合には、該膜が乾燥された際に、平坦な状態に至るであろう。該テスト組成物が十分に結合されていない場合には、乾燥中の空気の組入れが、その反射率の再度の増加をもたらすであろう。このテストを、異なる量(質量基準)のバインダを含む(質量基準で100pphの無機粒状物質に対して)テスト組成物について、完全に結合しているテスト組成物が見つかるまで繰り返す。こうして。該CPVCポイントは、二者択一的にCPWC(臨界顔料質量濃度)ポイントとも呼ぶことができる。
【００２９】
上記組成物中の上記無機粒状物質は、約29pphバインダ(該バインダは、質量基準（質量基準で100pphの顔料に対して質量基準で29pphのバインダにて添加される)に等しいかまたはそれ未満のCPVCポイントを持つことができる。例えば、該組成物中の該無機粒状物質は、約28pphバインダに等しいかまたはそれ未満、例えば約27pphバインダに等しいかまたはそれ未満、例えば約26pphバインダに等しいかまたはそれ未満のCPVCポイントを持つことができる。該組成物中の該無機粒状物質は、例えば約25pphバインダに等しいかまたはそれ未満、約24pphバインダに等しいかまたはそれ未満、約23pphバインダに等しいかまたはそれ未満、または約22pphバインダに等しいかまたはそれ未満、例えば約21pphバインダに等しいかまたはそれ未満のCPVCポイントを持つことができる。
上記組成物中の上記無機粒状物質は、約5pph〜約29pphバインダ、例えば約5pph〜約28pphバインダの範囲のCPVCポイントを持つことができる。該組成物中の該無機粒状物質は、例えば約5pphバインダ〜約25pphバインダの範囲のCPVCポイントを持つことができる。該組成物中の該無機粒状物質は、約10pph〜約25pphバインダ、例えば約10pph〜約23pphバインダ、例えば約20pph〜約25pphバインダの範囲のCPVCポイントを持つことができる。
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記CPVCポイントを測定するのに使用される上記バインダは、SBRラテックス等のラテックスである。あるいはまた、CPVCポイントを測定するのに使用される該バインダは、バリア塗工組成物および紙塗工組成物に関連する節において、以下に列挙されるバインダの任意の1種であり得る。
【００３０】
OVTR
特に明記されない限り、上記組成物のOVTRは、原紙を、7〜10gsmという塗布量にて、60pphの上記鉱物組成物と、残部のポリビニルアルコールラテックスとを含む塗工組成物で塗工処理することにより測定される。該原紙は、12gsmまでのプレコート組成物で予備的塗工処理することができる。該プレコート組成物は、少なくとも60％の2μmよりも小さな粒子を含む炭酸カルシウムおよび15pph未満のラテックスを含むことができる。該塗工紙製品は、先ず径62.5mmを持つ円形体に裁断される。該塗工紙サンプルは、テストに先立って一夜に渡りヒュームフード(fume cupboard)内で放置される。約8mLのn-ヘプタンまたはデカンを、密閉可能なビーカーの底部に配置する。次いで、該ビーカーを、該塗工紙サンプルで、その塗工処理された側を内側にして覆い、かつその端部を密閉する。次いで、該ビーカーを正確に少数4桁まで秤量し、またこれを時間ゼロにおけるものとする。該密閉されたビーカーをヒュームフード内に放置し、また1または2時間毎に再度秤量する。その揮発性物質が該フード(board)を通して逃散するにつれて、これは減量(1日当たりのgsm)をもたらす。このテストは、21℃および50％相対湿度にて行われる。より低いOVTRは、より低いオイル蒸気透過率を示し、またより良好なバリア性が得られることを示す。
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記組成物は、約70gsm/日未満のOVTRを持つ。特定の態様において、該組成物は、約65gsm/日未満、例えば約60gsm/日未満、例えば約55gsm/日未満、例えば約50gsm/日未満のOVTRを持つ。
【００３１】
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記組成物は、n-ヘプタンを使用して測定した場合に、約10gsm/日〜約70gsm/日の範囲のOVTRを持つ。特定の態様において、該組成物は、n-ヘプタンを使用して測定した場合に、約10gsm/日〜約65gsm/日、例えば約10gsm/日〜約60gsm/日、例えば約10gsm/日〜約55gsm/日、例えば約10gsm/日〜約50gsm/日の範囲のOVTRを持つ。特定の態様において、該組成物は、n-ヘプタンを用いて測定した場合に、約15gsm/日〜約70gsm/日、例えば約15gsm/日〜約65gsm/日、例えば約15gsm/日〜約60gsm/日、例えば約15gsm/日〜約55gsm/日、例えば約15gsm/日〜約50gsm/日の範囲のOVTRを持つ。特定の態様において、該組成物は、n-ヘプタンを用いて測定した場合に、約20gsm/日〜約70gsm/日、例えば約20gsm/日〜約65gsm/日、例えば約20gsm/日〜約60gsm/日、例えば約20gsm/日〜約55gsm/日、例えば約20gsm/日〜約50gsm/日の範囲のOVTRを持つ。
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記組成物は、デカンを用いて測定した場合に、約0.5gsm/日〜約70gsm/日の範囲のOVTRを持つ。例えば、該組成物は、デカンを用いて測定した場合に、約0.5gsm/日〜約50gsm/日または約0.5gsm/日〜約40gsm/日または約1gsm/日〜約30gsm/日または約1gsm/日〜約20gsm/日または約1gsm/日〜約10gsm/日または約1gsm/日〜約8gsm/日または約1gsm/日〜約6gsm/日または約1gsm/日〜約5gsm/日または約1gsm/日〜約4gsm/日または約1gsm/日〜約3gsm/日の範囲のOVTRを持つことができる。
【００３２】
MVTR
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記組成物は約50gsm/日未満というMVTRを持つ。特定の態様において、該組成物は約45gsm/日未満、例えば約40gsm/日未満、例えば約35gsm/日未満、例えば約30gsm/日未満というMVTRを持つ。
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記組成物は約1gsm/日〜約50gsm/日の範囲のMVTRを持つ。特定の態様において、該組成物は約5gsm/日〜約45gsm/日、例えば約10gsm/日〜約40gsm/日、例えば約15gsm/日〜約35gsm/日、例えば約20gsm/日〜約30gsm/日の範囲のMVTRを持つ。
特に述べない限り、上記組成物のMVTRは、OVTRに対応する方法で測定される。そのビーカーは、n-ヘプタンまたはデカンの代わりにシリカゲルを含み、またその未塗工の側面が内側を向く。該ビーカーの質量を、小数位の4桁まで測定し、時間ゼロにおけるものとする。このテストは、21℃および50％相対湿度にて、定期的な測定を伴って、特定の日数に渡り行われる。より小さな質量の増加は、より低い水分の透過率、またそれ故に水分に対するより良好なバリアに相当する。
ガーレー(Gurley)の通気度
特定の態様において、上記組成物は、約100,000秒に等しいかまたはこれを超えるガーレーの通気度を持つ。例えば、該組成物は、約200,000秒までのガーレー通気度を持つことができる。
特に明記しない限り、ガーレーの通気度は、ISO 5636-5、タッピ(TAPPI) 460 om-11に記載されている方法を利用して測定された。秒というその単位は、100mLの空気が通過する時間に相当し、そこで大きな数値は、低い透過度を示す。使用される原紙塗工組成物および塗布量等は、OVTRに関連して上記した通りであり得る。
【００３３】
キットテスト(Kit Test)
特定の態様において、上記組成物は、約10に等しいかまたはこれを超えるキットテスト値を持つ。例えば、該組成物は、約11に等しいかまたはこれを超えまたは約12に等しいかまたはこれを超えまたは約13に等しいかまたはこれを超えまたは約14に等しいかまたはこれを超えまたは約15に等しいかまたはこれを超えるキットテスト値を持つことができる。例えば、該組成物は、約16までのキットテスト値を持つことができる。
特に明示しない限り、キットテスト値は、タッピ(TAPPI) 559 pm-96において略述されており、しかも16試薬ブレンドまでに拡張されたテスト法を利用して測定される。そのキットテスト溶液は、全て変動するレベルのヒマシ油、トルエンおよびn-ヘプタンのブレンドである。1番と番号付けされた該キットテスト溶液は、最も大量のヒマシ油を含み、また16番は最も大量のヘプタンを含む。中間の番号が付されたキットテスト溶液、例えば8番を、塗工紙の表面にピペットで滴下し、次いで15秒後に拭き取る。次いで、そのテスト領域を、該表面内への浸透の痕跡について検査する。あらゆる浸透は不合格と称され、また該テストは、如何なる浸透もない、即ち合格となるまで、次に低位の番号が付された溶液を用いて繰返される。逆に、最初のテストが、浸透を全く生じない場合には、次に高位のキットテスト溶液を、不合格となるまでテストされる。不合格を生じない最高位数のキットテスト溶液が、そのキットテスト値として援用される。使用される該原紙塗工組成物および塗布量等は、OVTRに関連して上述されたようなものであり得る。
【００３４】
エンテックテスト(Emtec Test)
特定の態様において、上記組成物は、約50秒に等しいかまたはこれを超えるエンテックテスト値を持つ。例えば、該組成物は、約55秒に等しいかまたはこれを超え、または約60秒に等しいかまたはこれを超え、または約65秒に等しいかまたはこれを超え、または約70秒に等しいかまたはこれを超えるエンテックテスト値を持つことができる。例えば、該組成物は、約100秒まで、または約90秒まで、または約75秒まで、または約80秒までのエンテックテスト値を持つことができる。
特に明記しない限り、エンテックテスト値は、エンテックペネトレーションダイナミックスアナライザー(Emtec Penetration Dynamics Analyzer) PDA C 02を使用して測定される。これは、基材が液体(例えば、水)に浸漬された際の、時間の経過に伴う該基材を介する超音波の、初期の100％強度からの減衰量を測定する。0％という強度が、該サンプルを所定位置に保持している単なるテープを用いてテストを実施する際のベースラインとして設定される。この減衰量は、該基材に至る該液体の吸収量に比例する。該試験機は、1MHz(厚紙について)または2MHz(紙について)の何れかに設定することができ、また「一般的な(General)」測定モードで運転された。ということで、該強度は、特定の時間、または設定された強度に至るまでの時間後に、見積もることができる。使用される該原紙塗工組成物および塗布量等は、OVTRについて上に記載されたようなものであり得る。
【００３５】
無機粒状物質成分
本発明の任意の局面に係る特定の態様において、上記組成物は、第一の粒度分布を持つ第一の無機粒状物質成分および第二の粒度分布を持つ第二の無機粒状物質成分を含む。特定の態様において、該組成物は、更に第三の粒度分布を持つ第三の無機粒状物質成分をも含む。特定の態様において、該組成物は、更に第四の粒度分布を持つ第四の無機粒状物質成分をも含む。特定の態様において、該組成物は、更に第五の粒度分布を持つ第五の無機粒状物質成分をも含む。特定の態様において、該組成物は、更に第六の粒度分布を持つ第六の無機粒状物質成分をも含む。
各無機粒状物質成分は、例えば上述の無機粒状物質の何れかであり得る。その第一の無機粒状物質成分は、例えば炭酸カルシウムであり得る。その第二の無機粒状物質成分は、例えば炭酸カルシウムであり得る。その第三の無機粒状物質成分は、例えば炭酸カルシウムであり得る。その第四の無機粒状物質成分は、例えば炭酸カルシウムであり得る。その第五の無機粒状物質成分は、例えば炭酸カルシウムであり得る。その第六の無機粒状物質成分は、例えば炭酸カルシウムであり得る。該第一および第二の無機粒状物質成分は、例えば両者共に炭酸カルシウムであり得る。該第一、第二、第三、第四、第五および第六の無機粒状物質成分は(存在する場合)、例えば全て炭酸カルシウムであり得る。
【００３６】
上記炭酸カルシウムは、例えば重質炭酸カルシウム(GCC)または沈降炭酸カルシウム(PCC)であり得る。該炭酸カルシウムは、例えば天然に産する鉱物源、例えば石灰石、チョーク、大理石および石灰華から、例えば粉砕によって得ることができる。また、該PCCも粉砕することができる。2種または3種以上の炭酸カルシウムの組合せを使用することができる。例えば、重質炭酸カルシウムと沈降炭酸カルシウムとの組合せを使用することができる。2種または3種以上の組合せは、同時粉砕により製造し得る。
上記組成物中の全無機粒状物質に係る急峻度ファクターは、例えば最小の急峻度ファクターを持つ該無機粒状物質成分の急峻度ファクターに等しいかまたはそれよりも低くてもよい。該組成物中の該無機粒状物質に係る急峻度ファクターは、上述の如きものであり得る。
上記第一の無機粒状物質成分の急峻度ファクターは、約15に等しいかまたはこれを超えることができる。例えば、該第一の無機粒状物質成分に係る急峻度ファクターは、約20に等しいかまたはこれを超え、例えば約25に等しいかまたはこれを超え、例えば約27に等しいかまたはこれを超え、例えば約30に等しいかまたはこれを超え、例えば約32に等しいかまたはこれを超え、例えば約35に等しいかまたはこれを超えることができる。
上記第一の無機粒状物質成分の急峻度ファクターは、約80に等しいかまたはそれ未満であり得る。例えば、該第一の無機粒状物質成分の急峻度ファクターは約70に等しいかまたはそれ未満、例えば約60に等しいかまたはそれ未満、例えば約50に等しいかまたはそれ未満、例えば約45に等しいかまたはそれ未満、例えば約40に等しいかまたはそれ未満、例えば約35に等しいかまたはそれ未満であり得る。
【００３７】
上記第二の無機粒状物質成分の急峻度ファクターは、約15に等しいかまたはこれを超えることができる。例えば、該第二の無機粒状物質成分の急峻度ファクターは、約20に等しいかまたはこれを超え、例えば約25に等しいかまたはこれを超え、例えば約27に等しいかまたはこれを超え、例えば約30に等しいかまたはこれを超え、例えば約32に等しいかまたはこれを超え、例えば約35に等しいかまたはこれを超えることができる。
上記第二の無機粒状物質成分の急峻度ファクターは、約80に等しいかまたはそれ未満であり得る。例えば、該第二の無機粒状物質成分の急峻度ファクターは約70に等しいかまたはそれ未満、例えば約60に等しいかまたはそれ未満、例えば約50に等しいかまたはそれ未満、例えば約45に等しいかまたはそれ未満、例えば約40に等しいかまたはそれ未満、例えば約35に等しいかまたはそれ未満であり得る。
上記第三の無機粒状物質成分の急峻度ファクターは、約15に等しいかまたはこれを超えることができる。例えば、該第三の無機粒状物質成分の急峻度ファクターは、約20に等しいかまたはこれを超え、例えば約25に等しいかまたはこれを超え、例えば約27に等しいかまたはこれを超え、例えば約30に等しいかまたはこれを超え、例えば約32に等しいかまたはこれを超え、例えば約35に等しいかまたはこれを超えることができる。
上記第三の無機粒状物質成分の急峻度ファクターは、約80に等しいかまたはそれ未満であり得る。例えば、該第三の無機粒状物質成分の急峻度ファクターは、約70に等しいかまたはそれ未満、例えば約60に等しいかまたはそれ未満、例えば約50に等しいかまたはそれ未満、例えば約45に等しいかまたはそれ未満、例えば約40に等しいかまたはそれ未満、例えば約35に等しいかまたはそれ未満であり得る。
【００３８】
上記第四、第五および第六の無機粒状物質成分(存在する場合)の急峻度ファクターは、例えば約80に等しいかまたはそれ未満であり得る。例えば、該第四、第五および第六の無機粒状物質成分(存在する場合)の急峻度ファクターは、約70に等しいかまたはそれ未満、例えば約60に等しいかまたはそれ未満、例えば約50に等しいかまたはそれ未満、例えば約45に等しいかまたはそれ未満、例えば約40に等しいかまたはそれ未満、例えば約35に等しいかまたはそれ未満であり得る。
上記第四、第五および第六の無機粒状物質成分(存在する場合)の急峻度ファクターは、約15に等しいかまたはこれを超えることができる。例えば、該第四、第五および第六の無機粒状物質成分の急峻度ファクターは、約20に等しいかまたはこれを超え、例えば約25に等しいかまたはこれを超え、例えば約27に等しいかまたはこれを超え、例えば約30に等しいかまたはこれを超え、例えば約32に等しいかまたはこれを超え、例えば約35に等しいかまたはこれを超えることができる。
上記第一の無機粒状物質成分のd50は、約0.1μm〜約3.0μmに及ぶものであり得る。例えば、該第一の無機粒状物質成分のd50は、約0.1μm〜約2.5μm、例えば約0.1μm〜約2.0μmに及ぶものであり得る。例えば、該第一の無機粒状物質成分のd50は、約0.3μm〜約1.5μmに及ぶものであり得る。該第一の無機粒状物質成分のd50は、例えば約0.3μm〜約1.2μm、例えば約0.3μm〜約1.0μm、例えば約0.3μm〜約0.8μmに及ぶものであり得る。該第一の無機粒状物質成分のd50は、約0.5μm〜約1.5μm、例えば約0.8μm〜約1.5μm、例えば約1.0μm〜約1.5μmに及ぶものであり得る。
【００３９】
上記第二の無機粒状物質成分のd50は約0.1μm〜約3.0μmの範囲であり得る。例えば、該第二の無機粒状物質成分のd50は、約0.1μm〜約2.5μm、例えば約0.1μm〜約2.0μmの範囲であり得る。例えば、該第二の無機粒状物質成分のd50は約0.1μm〜約0.8μm、例えば約0.1μm〜約0.5μmの範囲であり得る。該第二の無機粒状物質成分のd50は、例えば約0.2μm〜約0.5μm、例えば約0.2μm〜約0.4μmの範囲であり得る。該第二の無機粒状物質成分のd50は、約0.3μm〜約0.5μmの範囲であり得る。
上記第三の無機粒状物質成分のd50は、例えば約0.1μm〜約3.0μm、例えば約0.1μm〜約2.5μmの範囲であり得る。例えば、該第三の無機粒状物質成分のd50は、約0.1μm〜約2.0μm、例えば約0.1μm〜約1.5μmの範囲であり得る。例えば、該第三の無機粒状物質成分のd50は、約0.1μm〜約1.0μm、例えば約0.1μm〜約0.8μm、例えば約0.1μm〜約0.5μm、例えば約0.3μm〜約0.5μmの範囲であり得る。例えば、該第三の無機粒状物質成分のd50は、約0.3μm〜約1.5μm、例えば約0.5μm〜約1.5μm、例えば約0.5μm〜約1.0μmの範囲であり得る。
上記第四、第五および第六の無機粒状物質成分(存在する場合)のd50は、例えば約0.1μm〜約3.0μm、例えば約0.1μm〜約2.5μm、例えば約0.1μm〜約2.0μm、例えば約0.1μm〜約1.5μmの範囲であり得る。該第四、第五および第六の無機粒状物質成分(存在する場合)のd50は、約0.1μm〜約1.0μm、例えば約0.1μm〜約0.8μm、例えば約0.1μm〜約0.5μm、例えば約0.3μm〜約0.5μmの範囲であり得る。例えば、該第四、第五および第六の無機粒状物質成分(存在する場合)のd50は、約0.3μm〜約1.5μm、例えば約0.5μm〜約1.5μm、例えば約0.5μm〜約1.0μmの範囲であり得る。
【００４０】
上記第一の無機粒状物質成分のd50は、上記第二の無機粒状物質成分のd50とは異なっていてもよい。存在する場合の、上記第三、第四、第五および/または第六の無機粒状物質成分に係るd50は、各々個別的に他の(第一、第二、第三、第四、第五および/または第六)無機粒状物質成分に係るd50とは異なっていてもよい。
上記第一および/または第二および/または第三および/または第四および/または第五および/または第六の無機粒状物質成分(存在する場合)は、各々個別的に約20に等しいかまたはそれ未満の形状ファクターを持つことができる。例えば、該第一および/または第二および/または第三および/または第四および/または第五および/または第六の無機粒状物質成分(存在する場合)は、各々個別的に約17に等しいかまたはそれ未満、例えば約15に等しいかまたはそれ未満、例えば約12に等しいかまたはそれ未満、例えば約10に等しいかまたはそれ未満、例えば約7に等しいかまたはそれ未満、例えば約5に等しいかまたはそれ未満、例えば約2に等しいかまたはそれ未満の形状ファクターを持つことができる。
上記第一の無機粒状物質成分は、上記組成物中に、約50質量％〜約90質量％の範囲の量で存在し得る。例えば、該第一の無機粒状物質成分は、該組成物中に、約55質量％〜約85質量％、例えば約50質量％〜約80質量％、例えば約50質量％〜約75質量％、例えば約50質量％〜約70質量％、例えば約50質量％〜約65質量％の範囲の量で存在し得る。該第一の無機粒状物質成分は、例えば該組成物中に、約60質量％〜約90質量％、例えば約60質量％〜約85質量％、例えば約60質量％〜約80質量％の範囲の量で存在し得る。
【００４１】
例えば、上記第二の無機粒状物質成分は、上記組成物中に、約10質量％〜約50質量％の範囲の量で存在し得る。該第二の無機粒状物質成分は、該組成物中に、約15質量％〜約45質量％、例えば約20質量％〜約50質量％、例えば約25質量％〜約50質量％、例えば約30質量％〜約50質量％、例えば約35質量％〜約50質量％の範囲の量で存在し得る。例えば、該第二の無機粒状物質成分は、該組成物中に、約10質量％〜約40質量％、例えば約15質量％〜約40質量％、例えば約20質量％〜約40質量％の範囲の量で存在し得る。
例えば、上記第三の無機粒状物質成分は、上記組成物中に、約5質量％〜約30質量％の範囲の量で存在し得る。例えば、該第三の無機粒状物質成分は約10質量％〜約30質量％、例えば約15質量％〜約30質量％、例えば約20質量％〜約30質量％という範囲の量で存在し得る。例えば、該第三の無機粒状物質成分は、該組成物中に、約5質量％〜約25質量％、例えば約5質量％〜約20質量％、例えば約5質量％〜約15質量％という範囲の量で存在し得る。
例えば、上記第四、第五および第六の無機粒状物質成分(存在する場合)は、上記組成物中に、各々個別的に約5質量％〜約30質量％の範囲の量で存在し得る。例えば、該第四、第五および第六の無機粒状物質成分(存在する場合)は、該組成物中に、約10質量％〜約30質量％、例えば約15質量％〜約30質量％、例えば約20質量％〜約30質量％の範囲の量で存在し得る。例えば、該第四、第五および第六の無機粒状物質成分(存在する場合)は、該組成物中に、各々個別的に約5質量％〜約25質量％、例えば約5質量％〜約20質量％、例えば約5質量％〜約15質量％の範囲の量で存在し得る。
【００４２】
例えば、上記組成物が第一および第二の無機粒状物質成分からなる、特定の態様において、その少量成分(最少の量で存在する成分)は、例えば少なくとも約10質量％の量で存在し得る。例えば、該組成物が第一および第二の無機粒状物質成分からなっている場合、その少量成分は、少なくとも約15質量％の量で存在し得る。例えば、該組成物が第一および第二の無機粒状物質成分からなる場合、その少量成分は、少なくとも約20質量％の量で存在し得る。
例えば、上記組成物が第一、第二および第三の無機粒状物質成分からなっている、特定の態様において、その少量成分(最少の量で存在する成分)は、例えば少なくとも約5質量％の量で存在し得る。例えば、該組成物が第一、第二および第三の無機粒状物質成分からなる場合、その少量成分は、少なくとも約10質量％の量で存在し得る。例えば、該組成物が第一、第二および第三の無機粒状物質成分からなる場合、その少量成分は、少なくとも約15質量％の量で存在し得る。例えば、該組成物が第一、第二および第三の無機粒状物質成分からなる場合、その少量成分は、少なくとも約20質量％の量で存在し得る。
例えば、上記組成物が第一、第二、第三および第四の無機粒状物質成分からなっている特定の態様において、その少量成分(最少の量で存在する成分)は、例えば少なくとも約5質量％の量で存在し得る。例えば、該組成物が第一、第二、第三および第四の無機粒状物質成分からなっている場合、その少量成分は、少なくとも約10質量％の量で存在し得る。例えば、該組成物が第一、第二、第三および第四の無機粒状物質成分からなる場合、その少量成分は、少なくとも約15質量％の量で存在し得る。例えば、該組成物が第一、第二、第三および第四の無機粒状物質成分からなる場合、その少量成分は、少なくとも約20質量％の量で存在し得る。
【００４３】
上記組成物中に存在する各無機粒状物質成分の質量％は、乾燥基準で、該物質中のその特定の無機粒状物質成分に係る質量百分率(percentage mass)である。
例えば、上記組成物は、約70質量％〜約90質量％の範囲の量の、約0.3μm〜約0.5μmの範囲のd50を持つ第一の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分および約10質量％〜約30質量％の範囲の量の、約0.1μm〜約0.4μmの範囲のd50を持つ第二の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分を含むことができる。
例えば、上記組成物は、約70質量％〜約90質量％の範囲の量の、約0.3μm〜約0.5μmの範囲のd50および約30〜約40の範囲の急峻度ファクターを持つ第一の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分、および約10質量％〜約30質量％の範囲の量の、約0.1μm〜約0.4μmの範囲のd50および約30〜約40の範囲の急峻度ファクターを持つ第二の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分を含むことができる。
例えば、上記組成物は、約70質量％〜約90質量％の範囲の量の、約1.0μm〜約1.5μmの範囲のd50を持つ第一の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分、および約10質量％〜約30質量％の範囲の量の、約0.1μm〜約0.5μmの範囲のd50を持つ第二の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分を含むことができる。
例えば、上記組成物は、約70質量％〜約90質量％の範囲の量の、約1.0μm〜約1.5μmの範囲のd50および約25〜約35の範囲の急峻度ファクターを持つ第一の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分、および約10質量％〜約30質量％の範囲の量の、約0.1μm〜約0.5μmの範囲のd50および約30〜約40の範囲の急峻度ファクターを持つ第二の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分を含むことができる。
【００４４】
例えば、上記組成物は、約60質量％〜約80質量％の範囲の量の、約1.0μm〜約1.5μmの範囲のd50を持つ第一の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分、約10質量％〜約30質量％の範囲の量の、約0.1μm〜約0.4μmの範囲のd50を持つ第二の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分および約5質量％〜約30質量％の範囲の量の、約0.4μm〜約0.8μmの範囲のd50を持つ第三の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分を含むことができる。
例えば、上記組成物は、約60質量％〜約80質量％の範囲の量の、約1.0μm〜約1.5μmの範囲のd50および約25〜約35の範囲の急峻度ファクターを持つ第一の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分、約10質量％〜約30質量％の範囲の量の、約0.1μm〜約0.4μmの範囲のd50および約30〜約40の範囲の急峻度ファクターを持つ第二の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分および約5質量％〜約30質量％の範囲の量の、約0.4μm〜約0.8μmの範囲のd50および約30〜約40の範囲の急峻度ファクターを持つ第三の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分を含むことができる。
例えば、上記組成物は、約30質量％〜約50質量％の範囲の量の、約1.0μm〜約1.5μmの範囲のd50を持つ第一の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分、約20質量％〜約40質量％の範囲の量の、約0.8μm〜約1.2μmの範囲のd50を持つ第二の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分、および約20質量％〜約40質量％の範囲の量の、約0.1μm〜約0.5μmの範囲のd50を持つ第三の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分を含むことができる。
【００４５】
例えば、上記組成物は、約30質量％〜約50質量％の範囲の量の、約1.0μm〜約1.5μmの範囲のd50および約25〜約35の範囲の急峻度ファクターを持つ第一の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分、約20質量％〜約40質量％の範囲の量の、約0.8μm〜約1.2μmの範囲のd50および約25〜約35の範囲の急峻度ファクターを持つ第二の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分、および約20質量％〜約40質量％の範囲の量の、約0.1μm〜約0.5μmの範囲のd50および約30〜約40の範囲の急峻度ファクターを持つ第三の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分を含むことができる。
例えば、上記組成物は、約20質量％〜約40質量％の範囲の量の、約1.0μm〜約1.5μmの範囲のd50を持つ第一の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分、約10質量％〜約30質量％の範囲の量の、約0.8μm〜約1.2μmの範囲のd50を持つ第二の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分、約10質量％〜約30質量％の範囲の量の、約0.3μm〜約0.7μmの範囲のd50を持つ第三の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分、および約20質量％〜約40質量％の範囲の量の、約0.1μm〜約0.5μmの範囲のd50を持つ第四の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分を含むことができる。
例えば、上記組成物は、約20質量％〜約40質量％の範囲の量の、約1.0μm〜約1.5μmの範囲のd50および約25〜約35の範囲の急峻度ファクターを持つ第一の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分、約10質量％〜約30質量％の範囲の量の、約0.8μm〜約1.2μmの範囲のd50および約25〜約35の範囲の急峻度ファクターを持つ第二の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分、および約10質量％〜約30質量％の範囲の量の、約0.3μm〜約0.7μmの範囲のd50および約30〜約40の範囲の急峻度ファクターを持つ第三の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分、および約20質量％〜約40質量％の範囲の量の、約0.1μm〜約0.5μmの範囲のd50および約30〜約40の範囲の急峻度ファクターを持つ第四の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分を含むことができる。
【００４６】
例えば、上記組成物は、約30質量％〜約50質量％の範囲の量の、約1.70μm〜約2.30μmの範囲のd50を持つ第一の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分、約20質量％〜約40質量％の範囲の量の、約0.8μm〜約1.2μmの範囲のd50を持つ第二の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分、および約20質量％〜約40質量％の範囲の量の、約0.1μm〜約0.5μmの範囲のd50を持つ第三の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分を含むことができる。
例えば、上記組成物は、約30質量％〜約50質量％の範囲の量の、約1.70μm〜約2.30μmの範囲のd50および約25〜約35の範囲の急峻度ファクターを持つ第一の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分、約20質量％〜約40質量％の範囲の量の、約0.8μm〜約1.2μmの範囲のd50および約25〜約35の範囲の急峻度ファクターを持つ第二の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分、および約20質量％〜約40質量％の範囲の量の、約0.1μm〜約0.5μmの範囲のd50および約30〜約40の範囲の急峻度ファクターを持つ第三の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分を含むことができる。
【００４７】
無機粒状物質を含む組成物の製造方法
ここにおいては、無機粒状物質を含む組成物の製造方法が提供され、該方法は、第一の粒度分布を持つ第一の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分と、第二の粒度分布を持つ第二の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分とを混ぜ合せる工程、および随意に更に第三の粒度分布を持つ第三の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分と、該第一および/または第二の無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分とを混ぜ合せる工程を含む。
ここに与えられる上記方法は、ここに開示された任意の組成物を製造するためのものである。ここに開示される該組成物は、本発明に係る第一および第三の局面ばかりでなく、ここに開示される任意の態様をも含み、該態様のあらゆる可能な変形におけるこれら態様の任意の組合せをも包含する。
炭酸カルシウム等の無機粒状物質を含む組成物、例えば水性懸濁液または乾燥鉱物ブレンドは、当業者には公知の任意の方法で製造することができる。
各無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分は、水性懸濁液の形状で与えることができ、また該水性懸濁液を相互にブレンドして、最終的な組成物を形成することができる。
【００４８】
各無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分は、水および任意の付随的な随意の添加剤、例えば分散剤、増粘剤、殺生物剤および沈降防止剤と共に、攪拌された媒体ミルに添加することができる。その内容物を、予め決められた長さの期間に渡り高速で攪拌して、特定の粒度分布を得ることができる。この得られた鉱物懸濁液を、篩を使用して該媒体から分離することができる。次いで、この水性懸濁液を処理して、その水の少なくとも一部または実質上全てを除去して、部分的に乾燥されたまたは根本的に完全に乾燥された製品を形成することができる。任意の適切な技術を利用して、該水性懸濁液から水を除去することができ、該任意の適切な技術は、例えば加圧を伴うまたは伴わない重力または真空-支援排水技術、あるいは蒸発技術、あるいは濾過技術、またはこれら技術の組み合わせを含む。
あるいはまた、各無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)成分は、乾燥鉱物の形状で与えることもでき、また該乾燥鉱物は、当技術において公知の混合技術を利用してブレンドすることができる。
【００４９】
無機粒状物質を含有する組成物の使用
ここでは、塗工組成物(例えばバリア塗工組成物または、例えば紙塗工組成物)、プラスチック、塗料およびシーラントの任意の1種または2種以上における、ここにおいて開示された組成物の何れかの使用を提供する。ここにおいて開示された組成物の何れかの、これら用途の一つまたはそれ以上における使用は、例えばその組成物において必要とされるバインダおよび/またはプラスチックの量を減じることを可能とする。このことは、例えばここに開示された組成物中の粒子の密集充填された特性によるものであり得る。
ここでは、バリア塗工組成物における、ここに開示された任意の組成物の使用を提供する。特に、ここでは、紙塗工組成物における、ここにおいて開示された組成物の何れかの使用を提供する。更に、ここにおいて開示された組成物の何れかを含むバリア塗工組成物および/または紙塗工組成物が、ここにおいて提供される。該バリア塗工組成物または紙塗工組成物で塗工処理された製品も、同様にここにおいて提供される。
上記バリア塗工組成物(barrier coating composition)という用語は、例えば紙塗工組成物および任意の基材上に塗布されて、塗膜ホールドアウト(coating holdout)(即ち、該塗膜成分は該基材内に吸収されない)を与える、組成物を含むことを意図する。
特定の態様において、ここに開示される上記バリア塗工組成物および紙塗工組成物は、バインダと無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)を含有する組成物とを含む。特定の態様において、該バリア塗工組成物および紙塗工組成物は、ここにおいて開示されたような無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)を含有する組成物を含む。
【００５０】
ここにおいて開示された無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)を含む上記組成物は、本発明の任意の局面を含み、該局面は、ここにおいて開示された態様の何れかおよびこれら態様のあらゆる可能な変形におけるその任意の組合せを含む。
上記バリア塗工組成物または紙塗工組成物は、例えば少なくとも約20質量％の無機粒状物質を含むことができる。例えば、該バリア塗工組成物または紙塗工組成物は、少なくとも約30質量％の無機粒状物質、例えば少なくとも約40質量％の無機粒状物質、例えば少なくとも約50質量％の無機粒状物質を含むことができる。該バリア塗工組成物または紙塗工組成物は、例えば約80質量％までの無機粒状物質、例えば約70質量％までの無機粒状物質を含むことができる。
上記バリア塗工組成物または紙塗工組成物は、例えば少なくとも約20質量％のバインダを含むことができる。例えば、該バリア塗工組成物または紙塗工組成物は、少なくとも約30質量％のバインダ、例えば少なくとも約40質量％のバインダ、例えば少なくとも約50質量％のバインダを含むことができる。該バリア塗工組成物または紙塗工組成物は、例えば約80質量％までのバインダ、例えば約70質量％までのバインダを含むことができる。
上記バリア塗工組成物および/または紙塗工組成物の固形分含量は、該塗工組成物の約15質量％〜約80質量％、例えば約60質量％〜約79質量％、例えば約65質量％〜約87質量％であり得る。該バリア塗工組成物および/または紙塗工組成物の固形分含量は、できる限り高く、かつ依然として塗膜において使用可能な適切に流動性の組成物を与えるものであり得る。その基材への適用後、該塗工組成物は乾燥することができ、かくして該基材を覆う乾燥塗工組成物を形成する。
【００５１】
適切なバインダの例はデンプン、ラテックスおよびタンパク質系の接着剤を含む。
デンプンは適切には天然デンプン、例えば公知の植物源、例えば小麦、トウモロコシ、馬鈴薯またはタピオカから得られる天然デンプンを由来とするものであり得る。デンプンがバインダ成分として使用される場合、該デンプンは、未変性および/または変性された形状で使用し得る。適切な未変性デンプンの一例は、コーンスターチ(Pearl starch)である。デンプンが、変性された形状において、バインダ成分として使用される場合、該デンプンは、適切には当技術において公知の1または2以上の化学的処理によって変性することができる。該デンプンを、例えば酸化して、その-CH2OH基の幾つかを-COOH基に転化することができる。幾つかの場合において、該デンプンは、低い割合でアセチル基：-COCH3を持つことができる。あるいは、該澱粉を化学的に処理して、カチオン性としまたは両性、即ちカチオンおよびアニオン電荷両者を持つものとすることができる。同様に、該デンプンは、幾つかの-OH基を、例えば-OCH2CH2OH基、-OCH2CH3基、または-OCH2CH2CH2OH基で置換えることによりデンプンエーテルに、あるいはヒドロキシアルキル化デンプンに転化することもできる。使用可能な更なる一群の化学的に処理されたデンプンは、リン酸デンプンとして知られているものである。あるいは、上記原料デンプンを、希薄な酸または酵素によって加水分解して、そのデキストリン型のガムを生成することもできる。
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、アクリルポリマーラテックス、ポリ酢酸ビニルラテックス、エチレンアセテートラテックス、ポリビニルアルコールラテックス、エチレンアクリル酸ラテックス、スチレンアクリル酸コポリマーラテックスまたはこれらのコポリマーを含むことができる。例えば、ラテックスは、エチレンアクリル酸コポリマーを含むことができる。
【００５２】
タンパク質系接着剤は、例えばカゼインまたは大豆タンパクを含むことができる。
上記バインダおよびバインダ種のいずれも、単独でまたは必要ならば相互のおよび/またはその他のバインダとの混合物の状態で使用し得る。
ここに開示された上記バリア塗工組成物および紙塗工組成物は、適切には1種または2種以上の更なる添加剤を含むことができ、該添加剤は、例えば1種またはそれ以上の架橋剤、1種またはそれ以上の保水助剤、1種またはそれ以上の粘度調整剤、1種またはそれ以上の増粘剤、1種またはそれ以上の減摩/圧延助剤(lubricity/calendaring aids)、1種またはそれ以上の分散剤、1種またはそれ以上の消泡/脱泡剤、1種またはそれ以上のドライまたはウエットピック改善用添加剤、1種またはそれ以上の乾燥または湿潤摩擦改善性および/または摩耗抵抗性添加剤、1種またはそれ以上のグロスインクホールドアウト添加剤、1種またはそれ以上の蛍光増白剤(optical brightening agent)(OBA)および/または蛍光増白剤(fluorescent whitening agent)(FWA)、1種またはそれ以上の染料、1種またはそれ以上の殺生物剤/腐敗抑制剤、1種またはそれ以上のレベリングおよび均等化助剤、1種またはそれ以上の耐脂性および耐油性添加剤、1種またはそれ以上の耐水性添加剤、1種またはそれ以上の追加の顔料、およびこれらの任意の組合せから選択される。
架橋剤は、約5質量％までの量で使用でき、また例えばグリオキサール、メラミンホルムアルデヒド樹脂、炭酸ジルコニウムアンモニウムを含むことができる。
保水助剤は、約2質量％までの量で使用され、また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、アルギン酸塩、ポリアクリルアミドベントナイト、およびこのような用途のために市販されているその他の市場で入手可能な製品を含むことができる。
【００５３】
粘度調整剤および/または増粘剤は、約2質量％までの量で使用でき、また例えばアクリル系会合性増粘剤、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、硫酸ヒマシ油(sulfate castor oil)、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(ヒドロキシエチルセルロース)およびその他を含むことができる。
減摩/圧延助剤は約2質量％までの量で使用でき、また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、グリコールを含むことができる。
分散剤は、約2質量％までの量で使用でき、また例えば高分子電解質、例えばポリアクリレートおよびポリアクリレート種を含むコポリマー、特にポリアクリレート塩(例えば、ナトリウムおよびアルミニウム、随意に第11族金属との塩)、ヘキサメタリン酸ナトリウム、ノニオン性ポリオール、ポリリン酸、縮合リン酸ナトリウム、ノニオン性界面活性剤、アルカノールアミンおよびこの機能のために普通に使用されているその他の試薬を含むことができる。
【００５４】
消泡剤/脱泡剤は、約1質量％までの量で使用でき、また例えば界面活性剤のブレンド、リン酸トリブチル、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、シリコーンエマルションおよびその他のシリコーン含有組成物、鉱油中のワックスおよび無機微粒子状物質、乳化された炭化水素のブレンドおよびこの機能を果たすべく市場で販売されているその他の化合物を含むことができる。
ドライまたはウエットピック改善用添加剤は、約2質量％までの量で使用でき、また例えばメラミン樹脂、ポリエチレンエマルション、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、スチレン無水マレイン酸およびその他を含むことができる。
乾燥または湿潤摩擦改善性および/または摩耗抵抗性添加剤は、約2質量％までの量で使用でき、また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およびその他を含むことができる。
グロスインクホールドアウト添加剤は、約2質量％までの量で使用でき、また例えば酸化ポリエチレン、ポリエチレンエマルション、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およびその他を含むことができる。
蛍光増白剤(OBA)および/または蛍光増白剤(FWA)は、約1質量％までの量で使用でき、また例えばスチルベン誘導体を含むことができる。
【００５５】
殺生物剤/腐敗抑制剤は、約1質量％までの量で使用でき、また例えば銀をベースとする化合物、メタホウ酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、チオシアン酸塩、有機硫黄、安息香酸ナトリウムおよびこの機能のために市場で市販されている他の化合物、例えばナルコ(Nalco)により販売されている特定の範囲の殺生物性ポリマーを包含する、ここにおいて記載された殺生物剤を含むことができる。
レベリングおよび均等化助剤は、約2質量％までの量で使用でき、また例えばノニオン性ポリオール、ポリエチレンエマルション、脂肪酸、エステルおよびアルコール誘導体、アルコール/エチレンオキサイド、ナトリウムCMC、HEC、アルギン酸塩、ステアリン酸カルシウムおよびこの機能のために市販されている他の化合物を含むことができる。
耐脂性および耐油性添加剤は、約2質量％までの量で使用でき、また例えば酸化ポリエチレン、ラテックス、SMA(スチレン無水マレイン酸)、ポリアミド、ワックス、アルギン酸塩、タンパク質、CMC、HMCを含むことができる。
耐水性添加剤は、約2質量％までの量で使用でき、また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、ステアリン酸塩およびこの機能のために市場で入手し得る他の物質を含むことができる。
上記添加剤全てに関連して、引合いに出された上記質量百分率は、上記組成物中に存在する顔料の乾燥質量(100％)を基準とするものである。該添加剤が最少量で存在する場合に、その最少量は、顔料の乾燥質量基準で約0.01質量％であり得る。
【００５６】
ここにおいて開示された上記バリア塗工組成物または紙塗工組成物は、例えば別の無機粒状物質(例えば、別の炭酸カルシウム)を含むバリア塗工組成物または紙塗工組成物に比して、改善された紙むけ強度(pick strength)を持つことができる。例えば、ここに開示される該バリア塗工組成物または紙塗工組成物は、より強力なドライピックを持つ紙を製造するために使用し得る。ここにおいて開示された該バリア塗工および紙塗工組成物を用いて製造されたバリア塗膜または紙塗膜は、例えば別の無機粒状物質(例えば、別の炭酸カルシウム)を含むバリア塗膜または紙塗膜よりも強力であり得る。例えば、ここにおいて開示された該バリア塗工および紙塗工組成物を用いて製造された該バリア塗膜または紙塗膜は、別の無機粒状物質(例えば、別の炭酸カルシウム)を含むバリア塗膜または紙塗膜よりも分解し難いものであり得る。ここに開示された該バリア塗工組成物および紙塗工組成物は、別の無機粒状物質(例えば、別の炭酸カルシウム)を含むバリア塗工または紙塗工組成物を用いて製造された基材(例えば、紙)よりも一層白い、基材(例えば、紙)を製造するのに使用し得る。理論に拘泥するつもりはないが、これらの有利な特性(およびここにおいて開示されたあらゆる他の有利な特性)は、例えば無機粒状物質の粒子に係る高められた充填率によるものであり得る。
ここに開示された無機粒状物質を含む上記組成物は、バリア塗工組成物に組込むことができ、該組成物は、順に塗工製品の製造のために使用し得る。ここに開示された該バリア塗工組成物を用いて作製される塗工製品は、被覆プラスチック、例えば被覆プラスチックフィルム、例えばポリエチレン、ポリプロピレン等、あるいは被覆金属、例えば被覆金属ホイル、例えばアルミニウムホイルを含むことができる。該基材は、着色し、処理(例えば、ワニス塗布または積層)し、またはその両者に付すことができる。
【００５７】
特に、ここにおいて開示される上記バリア塗工組成物および紙塗工組成物は、塗工紙製品を製造するのに使用し得る。特定の態様において、該製品の塗膜は、無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)を含む組成物の乾燥残留物を含む。
本発明との関連で使用されるような紙製品という用語は、板紙(board)、例えば白ボールおよび段ボール原紙、厚紙(cardboard)、ペーパーボード(paperboard)、塗工板紙等を含む、紙のあらゆる形態を意味するものと理解すべきである。多数の型の、塗工または未塗工の紙があり、これらはここに開示される組成物を用いて製造することができ、食品包装、食品以外の腐敗し易い商品、例えば医薬品および医薬組成物、書籍、雑誌、新聞等、および事務用紙に適した紙を含む。該紙は、必要に応じてカレンダー掛けまたはスーパーカレンダー掛けすることができ、例えばグラビアまたはオフセット印刷のための、スーパーカレンダー掛けされた雑誌用の紙は、本発明の方法に従って製造し得る。軽量被覆(LWC)、中量被覆(MWC)またはマシン仕上げ着色化(pigmentisation)(MFP)に適した紙も、同様に本発明の方法に従って製造することができる。上記紙塗工組成物は、例えばラベル用紙を製造するのに使用し得る。該紙塗工組成物は、例えばシリコーン剥離紙を製造するのに使用し得る。
特定の態様において、上記紙基材は、対向する第一および第二の表面を持つ。上記バリア塗工組成物は、その第一表面、第二表面またはその両者上に塗布し得る。例えば、該第一表面は、該紙製品が三次元の製品に形成されている場合、該紙製品の内側に面している表面であり得、またその対向する第二表面は、該紙製品の外側に面しているものであり得る。該第一および/または第二表面は、他の中間的塗膜または層を、各表面と該バリア塗膜との間に持つことができる。
特定の態様において、ここにおいて開示される上記バリア塗工組成物および紙塗工組成物は、低い有孔率が要求される特殊紙、例えばシリコーンホールドアウトおよびラベル用紙において使用される。
特定の態様において、ここで開示される上記バリア塗工組成物および紙塗工組成物は、最高レベルの白色度および/または光沢および/または不透明度を必要としない紙製品を製造するために使用される。例えば、特定の態様において、ここで開示される該バリア塗工組成物および紙塗工組成物は、ラベル用紙を製造するために使用される。
【００５８】
紙塗工組成物の製造方法
ここでは、紙塗工組成物の製造方法が提供され、該方法は、無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)とバインダとを混ぜ合せる工程を含む。
ほどなく開示される方法に従って製造し得る上記組成物は、本発明の第一および第三の局面ばかりでなく、ここに開示された態様の何れかをも含み、該態様は、その可能なあらゆる変形におけるこれら態様の任意の組合せを含む。
特定の態様において、上記方法は、上記無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)と上記バインダとを、水性液状媒体内で併合、例えば混合し、そこに該固体成分からなる懸濁液を調製する工程を含む。例えば、該方法は、水性液状媒体中で該無機粒状物質を併合し、例えば混合して、ここに開示されるような、無機粒状物質を含む組成物を調製する工程、および更には上記バインダと該無機粒状物質の懸濁液とを併合する、例えば混合する工程をも含むことができる。例えば、該方法は、水性液状媒体中の該無機粒状物質と、水性液状媒体中のバインダとを混ぜ合せる工程を含むことができる。例えば、該無機粒状物質を含む初期組成物は、上述の如く調製することができる。
上記バリア塗工組成物および/または紙塗工組成物は、適切には、当業者には周知であろう如き、従来の混合技術により調製することができる。
【００５９】
塗工製品の製造方法
ここにおいては、塗工製品の製造方法が提供され、該方法は、塗工処理すべき製品を準備する工程および該製品を、無機粒状物質(例えば、炭酸カルシウム)を含む組成物で塗布する工程を含む。
ここにおいて開示される組成物は、本発明の任意の局面を包含し、該局面は、ここに開示された態様の何れかおよびこれら態様のあらゆる可能な変形におけるその任意の組合せを含む。
特定の態様において、上記被覆すべき製品は、紙製品であり、これは上述の如き紙のあらゆる形状を意味するものと理解すべきである。
典型的な製紙工程においては、繊維質パルプを、当技術において周知の任意の適切な化学的または機械的処理またはその組合せによって調製する。例えば、該繊維質パルプは、粉砕機容器またはホモジナイザー内で形成し得る。該粉砕機容器またはホモジナイザーの水性環境は、パルプの形成を促進する可能性がある。粉砕は、適切には従来の方法で行うことができる。該粉砕は、例えば粒状粉砕媒体の存在下でのアトリッション粉砕(attrition grinding)工程であり得、あるいは自生粉砕工程(例えば、粉砕媒体の不在下での粉砕工程)であり得る。粉砕媒体によって、該繊維質基材と共に同時に粉砕される媒体を意味する。該繊維質パルプは任意の適切な源、例えば木材、草(例えば、サトウキビ、竹)または布屑(例えば、織物廃棄物、綿、大麻または亜麻)由来のものであり得る。該繊維質基材は、リサイクルパルプを含むことができる。該パルプを、当業者には周知の方法に従って漂白することができ、また本発明において使用するのに適したこれら方法は、容易に明らかになるであろう。該漂白されたセルロースパルプを、予め決められた繊度(当技術においては、cm3単位で、カナダ規格の繊度(Canadian standard freeness: CSF)として報告)まで叩解し、精砕し、あるいは両者に付すことができる。次いで、適切な紙料を、該漂白されおよび叩解されたパルプから調製することができる。
上記繊維質パルプは、1種またはそれ以上の無機フィラー、1種またはそれ以上の歩留まり助剤(例えば、ノニオン性、カチオン性またはアニオン性歩留まり助剤または微粒子状歩留まり助剤)、1種またはそれ以上のサイズ剤(例えば、長鎖アルキルケテンダイマー、ワックスエマルションまたは琥珀酸誘導体)、1種またはそれ以上の乾燥および/または湿潤強さ助剤(例えば、デンプンまたはエピクロルヒドリンコポリマー)および/または1種またはそれ以上の染料等の更なる添加剤をも含むことができる。
【００６０】
上記塗工法は、当業者には周知の標準的な技術を利用して実施することができる。該塗工法は、同様に上記塗工製品をカレンダリングまたはスーパーカレンダリングする工程を含むことができる。
紙またはその他のシート状物質を塗工処理する方法、および該方法を実施する装置は、広く公開されておりまた周知である。このような公知の方法および装置は、塗工紙を作製するために都合良く使用し得る。例えば、パルプ＆ペーパーインターナショナル(Pulp and Paper International), 1994年5月, pp.18およびそれ以降において公開された、このような方法に係る論評がある。シートは、シート形成装置上で、即ち「オン-マシン」または「オフ-マシン」で、コータまたは塗工機上で塗布することができる。高固形分組成物の使用は、これが、その後に蒸発すべき少量の水を残すことから、該塗工法において望ましい。しかし、当技術において周知の如く、その固形分レベルは、高粘度および均展性の問題を持ち込む程に高くてはならない。該塗工法は、(i) 塗工すべき該物質に該塗工組成物を適用するためのアプリケーション(application)および(ii) 正確なレベルの塗工組成物が適用されることを保証するための計量デバイスを含む装置を使用して実施することができる。過剰量の塗工組成物が、該アプリケータに適用される場合、該計量デバイスは、その下流側にある。あるいはまた、該正確な量の塗工組成物を、例えばフィルムプレス(film press)としての該計量デバイスによって、該アプリケータに適用し得る。塗膜適用および計量時点において、その紙ウエブ基材は、バッキングロールから、例えば1つまたは2つのアプリケータを経由して、何もない所(即ち、単なる張力のみ)にまで及ぶ。該過剰量が最終的に除去される前の、該塗膜が該紙と接触状態にある時間は滞留時間であり、またこれは短くても、長くてもまたは可変であってもよい。該塗膜は、塗工ステーションにおいてコータヘッドによって付加し得る。所望の特性に従って、紙のグレードは未塗工、1回塗り、二回塗りおよび更には三回塗りである。2層以上の塗膜を与える場合、最初の塗膜(プレコート)は、該塗工組成物内に、より安価な処方物および随意により粗い顔料を含むことができる。該紙の各側面に塗膜を適用しているコータは、各側面に適用される塗膜層の層数に依存して、2つまたは4つのコータヘッドを持つであろう。殆どのコータヘッドは、一度に一側面のみを塗工するが、幾つかのロールコータ(例えば、フィルムプレス、ゲートロールおよびサイズプレス)は、ワンパスで両側面を塗工する。
【００６１】
使用し得る公知のコータの例は、限定無しに、エアナイフコータ、ブレードコータ、ロッドコータ、バーコータ、マルチヘッドコータ、ロールコータ、ロールまたはブレードコータ、キャストコータ、実験室用コータ、グラビアコータ、キスコータ、液体適用システム、リバースロールコータ、カーテンコータ、スプレーコータおよび押出コータを含む。
水を、上記バリア塗工組成物または紙塗工組成物を含有する固形分に添加することができ、その目的は、好ましくは、該組成物が所定の目標塗布量にまでシート上に塗工される場合に、該組成物を約0.1〜約0.15MPa(1〜1.5bar)の間の圧力(即ち、ブレード圧)で塗工可能とするのに適したレオロジーを、該組成物が持つような固形分濃度をもたらすことにある。
一態様において、上記バリア塗膜は、上記紙製品上に印刷、例えば該紙製品の繊維質基材の表面上に印刷される。該印刷は、オフセット印刷、フレキソグラフィック印刷またはグラビア印刷から選択される技術を利用することができ、それにより該バリア塗工組成物または紙塗工組成物を、要求される領域に適用することを可能とする。
【００６２】
オフセット印刷は、当業者には十分に理解されているであろうように、広く利用されている印刷技術である。上記バリア塗工組成物または紙塗工組成物は、プレートからゴムブランケットに、次いで上記基材(例えば、紙基材)の表面に転写(または「オフセット」)される。該基材は、給紙式または巻取り式であり得る。該巻取り法は、ヒートセットまたはコールドセットであり得る。フレキソグラフィック印刷は、当業者には十分に理解されているであろうように、広く利用されている印刷技術である。この技術を用いた場合、該バリア塗工組成物または紙塗工組成物は、該バリア塗工組成物を含むタンク内に部分的に浸されている第一のロールから転写される。次に、該バリア塗工組成物または紙塗工組成物は、アニロックスロール(またはメータリングロール)に転写され、該ロールのテクスチャーは、特定の量の該バリア塗工組成物または紙塗工組成物を保持している。何となれば、該ロールが、何千もの小さなウェルまたはカップで覆われており、これらが、該バリア塗工組成物を均等にかつ迅速に均一な厚さで、該バリア塗工組成物をその版面に対して計量供給することを可能とするからである。該基材は、最終的には該版面と圧胴との間に挟まれて、該バリア塗工膜または紙塗膜を転写する。次いで、該塗布された基材は、乾燥機を通して送られ、該乾燥機は、該塗膜の乾燥を可能とする。有利なことに、フレキソグラフィック印刷は、該バリア塗工組成物または紙塗工組成物が、一連の薄層(例えば、全塗工量約5gsmの一連のファイバー(fiver)層)の状態での適用可能とし、これは、バリア塗工組成物の全乾燥質量を基準として、約60質量％を超える、例えば約65質量％を超える無機微粒子状物質を含むバリア塗工組成物に関する良好なバリア性(液状および/または蒸気状の鉱油の透過に対する)を維持するのに十分なホールドアウトを有する。グラビア印刷は、当業者には十分に理解されているであろうように、広く利用されている印刷技術の一つである。
上記塗膜の全塗布量は、約1〜約30gsmであり得る。例えば、約1〜約20gsm、例えば約1〜約15gsm、例えば約2〜約10gsm、例えば約3〜約10gsm、例えば約4〜約10gsm、例えば約4〜約8gsm、または例えば約5〜約8gsm。
【００６３】
これから本発明の特定の態様を、限定するものではないほんの一例として、以下の図面および実施例を参照しつつ説明する。
【実施例】
【００６４】
実施例1
以下の表1に示された炭酸カルシウムを、以下の例において使用した：
【００６５】
【表１】
2018528139.tif 000002
【００６６】
炭酸カルシウム組成物は、個々の炭酸カルシウムサンプルを相互に混ぜ合せることにより製造した。
組成物Aにおける炭酸カルシウムは、80質量％のサンプル2および20質量％のサンプル1からなる。組成物Bにおける炭酸カルシウムは、20質量％のサンプル1および70質量％のサンプル2および10質量％のサンプル3からなる。組成物Cにおける炭酸カルシウムは、80質量％のサンプル6および20質量％のサンプル1からなる。
組成物DおよびEは、夫々100％のサンプル4および100％のサンプル5である、炭酸カルシウムを含有する比較用の組成物である。
【００６７】
【表２】
2018528139.tif 000003
【００６８】
様々な剪断速度における、組成物A〜Eを含有するサンプルの粘度を、ACAVオートメーテッドウルトラハイシェアビスコメータ(ACAV Automated Ultra High Shear Viscometer)を使用して測定した。該塗工組成物は、ピストンにより微細なスリット(具体的に、ここでは0.108mm)を通して強制的に押出される。該ピストンの圧力を高め、かつ該スリットを介するその後の流量を分析することにより(および固形分含量、pH、密度およびB100粘度に関する入力を使用して)、ソフトウエアにより、剪断速度の特定の範囲に渡る粘度が与えられる。これらの結果を図1に示す。
最低の固形分含量において実施しているにも拘らず、組成物Dは、最高の粘度およびズリ増粘挙動を示す。組成物Eは、65％固形分において僅かにズリ増粘を生じ、一方で組成物Eと同様なd50を持つ組成物Aは、僅かに剪断減粘性である。同様に、組成物BおよびCも僅かに剪断減粘性である。このことは、その低い剪断粘度を高め、かつその塗工工程中に水分を保持するために、より少量の増粘剤が、該塗工剤において必要とされるであろうことを意味する。
組成物A〜Eおよび異なる量のラテックスバインダを含むサンプルに関する着色長さを、上記詳細な説明において上述したようにして測定した。その結果を図2に示す。
実施例2
以下の表3に示される炭酸カルシウムを、以下の例において使用した：
【００６９】
【表３】
2018528139.tif 000004
【００７０】
炭酸カルシウム組成物を、個々の炭酸カルシウムサンプルを相互に混ぜ合せることにより製造した。
組成物AAにおける炭酸カルシウムは、40質量％のサンプル1a、30質量％のサンプル2aおよび30質量％のサンプル3aからなる。組成物BBにおける炭酸カルシウムは、30質量％のサンプル1a、20質量％のサンプル2a、30質量％のサンプル3aおよび20質量％のサンプル4aからなる。組成物CCにおける炭酸カルシウムは、40質量％のサンプル5a、30質量％のサンプル2aおよび30質量％のサンプル3aからなる。
組成物DDは、100質量％のサンプル2aである、炭酸カルシウムを含有する比較用組成物である。
組成物AA〜DDに係る塗膜細孔容積、細孔径およびCPVCポイントを、上記の詳細な説明において上述した如く測定した。その結果は、表3に示されている。該CPVCポイントは、スチレンブタジエンゴム(SBR)ラテックスバインダを用いて測定された。
【００７１】
【表４】
2018528139.tif 000005
【００７２】
実施例3
以下の表5に示された炭酸カルシウムを、以下の例において使用した。
【００７３】
【表５】
2018528139.tif 000006
【００７４】
炭酸カルシウム組成物を、個々の炭酸カルシウムサンプルを相互に混ぜ合せることにより製造した。
組成物AAAにおける炭酸カルシウムは、40質量％のサンプル3b、30質量％のサンプル1bおよび30質量％のサンプル2bからなる。
組成物BBBは、100質量％のサンプル4bである、炭酸カルシウムを含有する比較用組成物である。
25pphのポリビニルアルコールバインダ(5-88)と共に100pphの組成物AAA、または35pphのポリビニルアルコール(5-88)と共に100pphの組成物BBBを含有するバリア塗工組成物を製造した。プレコートを施した上質原紙(100gsmベース)を、これらのバリア塗工組成物を用いて、10gsmという塗布量にて塗布した。
上記の塗布された原紙に係るOVTR(デカンを使用)、MVTR、ガーリー(Gurley)透気率、キット(KIT)テスト値およびエムテック(Emtec)値を、上記詳細な説明において上述したように測定した。この実施例における該MVTRおよびOVTR両者は、21℃および50％湿度にて実施された。
これらの結果を表6に示す。組成物AAAを含む上記バリア組成物が、組成物BBBを含む上記バリア組成物と等しく良好なOVTR、キット(KIT)、ガーリー透気率を与え、また組成物BBBを含む該バリア組成物と比較して改善されている、エムテック(Emtec)透水性を与えることが分かった。
【００７５】
【表６】
2018528139.tif 000007
【００７６】
以下の番号付けされたパラグラフは、本発明の特定の態様を明確にするものである。
1. 少なくとも1種の無機粒状物質を含む組成物であり、そこで該組成物中の該無機粒状物質は、約29pphバインダ未満のCPVCポイントを持つ。
2. 上記組成物中の上記無機粒状物質が、約28pphバインダに等しいかまたはそれ未満、例えば約25pphバインダに等しいかまたはそれ未満、例えば約23pphバインダに等しいかまたはそれ未満のCPVCポイントを持つ、パラグラフ1記載の組成物。
3. 上記組成物中の上記無機粒状物質が、約1.1μmに等しいかまたはそれ未満、例えば約1.0μmに等しいかまたはそれ未満、または例えば約0.01μm〜約1.1μmの範囲の平均細孔径を持つ、パラグラフ1または2記載の組成物。
4. 上記組成物中の上記無機粒状物質に係る急峻度ファクターが、約60に等しいかまたはそれ未満、例えば約50に等しいかまたはそれ未満、例えば約30に等しいかまたはそれ未満、例えば約25に等しいかまたはそれ未満である、パラグラフ1〜3の何れか一つに記載の組成物。
5. 上記組成物中の上記無機粒状物質が、約0.4cm3g-1に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.15cm3g-1に等しいかまたはそれ未満、例えば約0.14cm3g-1に等しいかまたはそれ未満の塗膜細孔容積を持つ、パラグラフ1〜4の何れか一つに記載の組成物。
6. 上記組成物中の上記無機粒状物質が、約20に等しいかまたはそれ未満、例えば約10に等しいかまたはそれ未満、例えば約5に等しいかまたはそれ未満の形状ファクターを持つ、パラグラフ1〜5の何れか一つに記載の組成物。
7. 上記少なくとも1種の無機粒状物質が、炭酸カルシウムである、パラグラフ1〜6の何れか一つに記載の組成物。
8. 上記組成物中の上記無機粒状物質が、約0.1μm〜約3.0μm、例えば約0.1μm〜約2.0μm、例えば約0.2μm〜約1.5μm、例えば約0.2μm〜約1.0μm、例えば約0.2μm〜約0.8μmの範囲のd50を持つ、パラグラフ1〜7の何れか一つに記載の組成物。
【００７７】
9. 上記組成物が、約9cm〜約12cm、例えば約9cm〜約10cmの範囲の塗膜着色長さを持つ、パラグラフ1〜8に何れか一つに記載の組成物。
10. 上記無機粒状物質の上記CPVCポイントを測定するために使用される上記バインダが、ラテックス、例えばスチレンブタジエンゴム(SBR)ラテックスである、パラグラフ1〜9の何れか一つに記載の組成物。
11. 上記組成物が、第一の粒度分布を持つ第一の無機粒状物質成分および第二の粒度分布を持つ第二の無機粒状物質成分を含む、パラグラフ1〜10の何れか一つに記載の組成物。
12. 上記組成物中の上記全無機粒状物質に係る急峻度ファクターが、最小の急峻度ファクターを持つ該無機粒状物質成分の急峻度ファクターに等しいかまたはそれよりも低い、パラグラフ11記載の組成物。
13. 上記第一の無機粒状物質成分が炭酸カルシウムである、パラグラフ11または12記載の組成物。
14. 上記第二の無機粒状物質成分が炭酸カルシウムである、パラグラフ11〜13の何れか一つに記載の組成物。
15. 上記第一の無機粒状物質成分の急峻度ファクターが約15に等しいかまたはこれを超え、例えば約25に等しいかまたはこれを超え、例えば約30に等しいかまたはこれを超える、パラグラフ11〜14の何れか一つに記載の組成物。
16. 上記第一の無機粒状物質成分の急峻度ファクターが約80に等しいかまたはそれ未満、例えば約60に等しいかまたはそれ未満、例えば約40に等しいかまたはそれ未満である、パラグラフ11〜15の何れか一つに記載の組成物。
17. 上記第二の無機粒状物質成分の急峻度ファクターが約15に等しいかまたはこれを超え、例えば約25に等しいかまたはこれを超え、例えば約30に等しいかまたはこれを超える、パラグラフ11〜16の何れか一つに記載の組成物。
【００７８】
18. 上記第二の無機粒状物質成分の急峻度ファクターが約80に等しいかまたはそれ未満、例えば約60に等しいかまたはそれ未満、例えば約40に等しいかまたはそれ未満である、パラグラフ11〜17の何れか一つに記載の組成物。
19. 上記第一の無機粒状物質成分のd50が約0.1μm〜約3.0μm、例えば約0.1μm〜約2.0μm、例えば約0.3μm〜約1.5μmの範囲にある、パラグラフ11〜18の何れか一つに記載の組成物。
20. 上記第二の無機粒状物質成分のd50が約0.1μm〜約3.0μm、例えば約0.1μm〜約1.0μm、例えば約0.1μm〜約0.5μmの範囲にある、パラグラフ11〜19の何れか一つに記載の組成物。
21. 上記第一および/または第二の無機粒状物質成分(1または複数)が、約20に等しいかまたはそれ未満、例えば約10に等しいかまたはそれ未満、例えば約5に等しいかまたはそれ未満の形状ファクターを持つ、パラグラフ11〜20の何れか一つに記載の組成物。
22. 上記組成物が、更に第三の粒度分布を持つ第三の無機粒状物質成分をも含む、パラグラフ11〜21の何れか一つに記載の組成物。
23. 上記第三の無機粒状物質成分が炭酸カルシウムである、パラグラフ22記載の組成物。
24. 上記第三の無機粒状物質成分の急峻度ファクターが約15に等しいかまたはこれを超え、例えば約25に等しいかまたはこれを超え、例えば約30に等しいかまたはこれを超える、パラグラフ22またはパラグラフ23記載の組成物。
25. 上記第三の無機粒状物質成分の急峻度ファクターが、約80に等しいかまたはそれ未満、例えば約60に等しいかまたはそれ未満、例えば約40に等しいかまたはそれ未満である、パラグラフ22〜24の何れか一つに記載の組成物。
26. 上記第三の無機粒状物質成分のd50が約0.1μm〜約3.0μm、例えば約0.1μm〜約2.0μm、例えば約0.3μm〜約1.5μmの範囲にある、パラグラフ22〜25の何れか一つに記載の組成物。
27. 上記第三の無機粒状物質成分が、約20に等しいかまたはそれ未満、例えば約10に等しいかまたはそれ未満、例えば約5に等しいかまたはそれ未満の形状ファクターを持つ、パラグラフ22〜26の何れか一つに記載の組成物。
【００７９】
28. 上記第一の無機粒状物質成分が、上記組成物中に、約50質量％〜約90質量％、例えば約55質量％〜約85質量％、例えば約60質量％〜約80質量％の範囲の量で存在する、パラグラフ11〜27の何れか一つに記載の組成物。
29. 上記第二の無機粒状物質成分が、上記組成物中に、約10質量％〜約50質量％、例えば約15質量％〜約45質量％、例えば約20質量％〜約40質量％の範囲の量で存在する、パラグラフ11〜28の何れか一つに記載の組成物。
30. 上記第三の無機粒状物質成分が、上記組成物中に、約5質量％〜約30質量％、例えば約15質量％〜約25質量％、例えば約5質量％〜約15質量％の範囲の量で存在する、パラグラフ22〜29の何れか一つに記載の組成物。
31. パラグラフ1〜30の何れか一つに記載の組成物を製造する方法であって、該方法は、
第一の粒度分布を持つ第一の無機粒状物質成分と、第二の粒度分布を持つ第二の無機粒状物質成分とを混ぜ合せる工程、および随意に第三の粒度分布を持つ第三の無機粒状物質成分と、該第一および/または第二の炭酸カルシウム成分とを混ぜ合せる工程を含む。
32. パラグラフ31記載の方法により得られる、または得ることのできる、少なくとも1種の無機粒状物質を含む組成物。
33. パラグラフ1〜30の何れか一つに記載の組成物またはパラグラフ32記載の組成物の、バリア塗工組成物における使用。
34. バインダおよびパラグラフ1〜30の何れか一つに記載の組成物またはパラグラフ32記載の組成物を含む、バリア塗工組成物。
35. パラグラフ1〜30の何れか一つに記載の組成物またはパラグラフ32記載の組成物の、紙塗工組成物における使用。
【００８０】
36. バインダおよびパラグラフ1〜30の何れか一つに記載の組成物またはパラグラフ32記載の組成物を含む、紙塗工組成物。
37. 約50pphに等しいかまたはそれ未満のバインダ、例えば約40pphに等しいかまたはそれ未満のバインダ、例えば約35pphに等しいかまたはそれ未満のバインダを含む、パラグラフ34記載のバリア塗工組成物またはパラグラフ36記載の紙塗工組成物。
38. 上記バインダが、ラテックス、例えばスチレンブタジエンゴム(SBR)ラテックスである、パラグラフ34または37記載のバリア塗工組成物またはパラグラフ36またはパラグラフ37記載の紙塗工組成物。
39. パラグラフ1〜30の何れか一つに記載の組成物、パラグラフ32記載の組成物、パラグラフ34、37または38記載のバリア塗工組成物、またはパラグラフ36〜38の何れか一つに記載の紙塗工組成物で塗布された製品。
40. 上記製品が紙、板紙、カード、またはペーパーボードである、パラグラフ39記載の製品。
41. パラグラフ1〜30の何れか一つに記載の組成物またはパラグラフ32記載の組成物と、バインダとを混ぜ合せる工程を含む、紙塗工組成物の製造方法。
42. 塗工製品の製造方法であって、該方法は、以下の工程を含む：
塗工すべき製品を準備する工程；および
パラグラフ1〜30の何れか一つに記載の組成物、パラグラフ32記載の組成物、パラグラフ34、37〜38記載のバリア塗工組成物、またはパラグラフ36〜38の何れか一つに記載の紙塗工組成物で、該紙製品を塗工処理する工程。
43. 上記製品が紙、板紙、カード、またはペーパーボードである、パラグラフ42記載の方法。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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