JP2016501320A - Decorative paper containing self-dispersing pigments - Google Patents

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Abstract

本開示は、自己分散型顔料を含む装飾紙を提供し、自己分散型顔料は少なくとも約8、より典型的には約8〜約10の等電点を有し、シリカ処理物と最外処理物とを有する無機粒子、すなわち顔料を含み、最外処理物は、順番に、(a)アルミニウム化合物又は塩基性アルミン酸塩を加水分解し、含水アルミナの面を堆積する工程と、(b)2官能性化合物を添加する工程であって、2官能性化合物は、2官能性化合物を顔料の表面に連結させるアンカー基、及び、一級、二級、又は三級アミンを含む塩基性アミン基、を含む、2官能性化合物を添加する工程と、により調製される。典型的には、無機粒子は二酸化チタンTiO2である。自己分散型顔料を含むこれらの装飾紙は、紙積層体を作るのに有用である。The present disclosure provides a decorative paper comprising a self-dispersing pigment, the self-dispersing pigment having an isoelectric point of at least about 8, more typically from about 8 to about 10, And (a) hydrolyzing the aluminum compound or the basic aluminate and depositing the surface of the hydrous alumina in order, and (b) A step of adding a bifunctional compound, the bifunctional compound comprising an anchor group for linking the bifunctional compound to the surface of the pigment, and a basic amine group comprising a primary, secondary or tertiary amine; And a step of adding a bifunctional compound comprising: Typically, the inorganic particles are titanium dioxide TiO2. These decorative papers containing self-dispersing pigments are useful for making paper laminates.

Description

本開示は、自己分散型無機粒子、特に二酸化チタン顔料に関し、また、それらを装飾紙に用いること、及びそのような紙から作られる紙積層体に関する。   The present disclosure relates to self-dispersing inorganic particles, particularly titanium dioxide pigments, and to their use in decorative paper and to paper laminates made from such paper.

紙積層体は、テーブル及び机の天板、カウンターの天板、壁のパネル、床の表面材等を含む、さまざまな用途に好適であることが、当該分野において一般に周知である。紙積層体には上記のような多岐にわたる用途があるが、その理由は、それらは極めて丈夫にすることができ、木材、石材、大理石、及びタイルを含む多岐にわたる建材に(外見及び手触りの両方で)似せることもでき、且つ画像及び色を持たせて装飾することができるからである。   It is generally well known in the art that paper laminates are suitable for a variety of applications including table and desk tops, counter tops, wall panels, floor surface materials and the like. Paper laminates have a wide variety of uses as described above because they can be extremely durable and can be used in a wide variety of building materials (both appearance and feel) including wood, stone, marble, and tiles. This is because it can be similar and can be decorated with images and colors.

典型的には、紙積層体は装飾紙から紙にさまざまな種類の樹脂を浸透させること、1種類又は2種類以上の積層紙を数層集めること、及び樹脂を硬化させた状態に変えつつ当該紙を集めてできるアセンブリを一体のコア構造体に固めること、によって作られる。用いられる樹脂及び積層紙のタイプ、並びに最終的にできるアセンブリの組成は、積層体を最終的に何に用いるのかによって概ね決まってくる。   Typically, a paper laminate is made by infiltrating various types of resin from decorative paper into paper, collecting several layers of one or more types of laminated paper, and changing the resin to a cured state. It is made by gathering paper into an integral core structure. The type of resin and laminate paper used, and the composition of the final assembly, will be largely determined by what the laminate is ultimately used for.

装飾用紙積層体は、装飾された紙の層を、一体のコア構造体の外から見える部分の紙の層として用いることにより作ることができる。コア構造体の残りの部分は通常、さまざまな支持用の紙の層を含み、1つ又はそれより多くの、非常に不透明な中間層を、装飾用の層と支持用の層との間に含み得る。それにより支持用の層の外観が、装飾用の層の外観に悪影響を及ぼさないようになっている。   The decorative paper laminate can be made by using the decorated paper layer as the portion of the paper layer visible from the outside of the integral core structure. The remaining portion of the core structure typically includes various supporting paper layers with one or more highly opaque intermediate layers between the decorative layer and the supporting layer. May be included. Thereby, the appearance of the supporting layer does not adversely affect the appearance of the decorative layer.

紙積層体は、低圧及び高圧の積層プロセス両方により製造され得る。   Paper laminates can be manufactured by both low pressure and high pressure lamination processes.

装飾紙は通常、紙の輝きと不透明さとを増すために、二酸化チタンのような充填剤を含む。通常、これらの充填剤は、ウェットエンドに追加されることによって、繊維質の紙のウェブに取り込まれている。   Decorative paper usually includes a filler such as titanium dioxide to increase the brightness and opacity of the paper. Typically, these fillers are incorporated into the fibrous paper web by being added to the wet end.

装飾紙を作製するプロセスにおいてしばしば見られるのは、顔料が、紙基材の形成には有害となるような形で、湿潤強度向上樹脂及び/又は紙繊維のような完成紙料の構成要素と相互作用するという状況である。このような不利な相互作用は、紙の(湿潤状態での又は乾燥状態での)引張強度における損失、又は完成したシートにおけるまだらな外観、又は良好ではない不透明度という形で顕在化し得る。それゆえ、製紙完成紙料の構成要素との相性が改善された、自己分散型顔料が必要とされている。   Often seen in the process of making decorative paper, pigments are in a form that is detrimental to the formation of a paper substrate, and components of the furnish such as wet strength resins and / or paper fibers. It is a situation where they interact. Such adverse interactions can be manifested in the form of loss in the tensile strength of paper (in wet or dry state), or a mottled appearance in the finished sheet, or poor opacity. Therefore, there is a need for self-dispersing pigments that have improved compatibility with papermaking furnish components.

第1の態様において、本開示は、自己分散型顔料を含む装飾紙を提供し、当該自己分散型顔料は少なくとも約8、より典型的には約8〜約10の等電点を有し、シリカ処理物と最外処理物とを有する無機粒子、より典型的には二酸化チタン(TiO2)顔料を含み、最外処理物は、順番に:
(a)アルミニウム化合物又は塩基性アルミン酸塩を加水分解し、含水アルミナの面を堆積する工程と、
(b)2官能性化合物を添加する工程であって、2官能性化合物は、
i.2官能性化合物を顔料の表面に連結させるアンカー基、及び
ii.一級、二級、又は三級アミンを含む塩基性アミン基、を含む、2官能性化合物を添加する工程と、により調製される。
In a first aspect, the present disclosure provides a decorative paper comprising a self-dispersing pigment, the self-dispersing pigment having an isoelectric point of at least about 8, more typically from about 8 to about 10, Inorganic particles having a silica treated product and an outermost treated product, more typically a titanium dioxide (TiO 2 ) pigment, the outer treated product in order:
(A) hydrolyzing an aluminum compound or basic aluminate and depositing a surface of hydrous alumina;
(B) a step of adding a bifunctional compound, wherein the bifunctional compound is:
i. An anchor group linking the bifunctional compound to the surface of the pigment, and ii. Adding a bifunctional compound comprising a basic amine group comprising a primary, secondary, or tertiary amine.

第1の態様において、本開示は、自己分散型顔料を提供し、当該自己分散型顔料においては、アンカー基は、アセテート又はその塩を含むカルボン酸官能基;マロネート、スクシネート、グルタレート、アジペート、又はそれらの塩を含むジカルボン酸基;リン酸塩、ホスホン酸塩、硫酸塩、又はスルホン酸塩を含むオキソアニオン官能基;又は置換1,3−ジケトン若しくは置換3−ケトアミドを含む。   In a first aspect, the present disclosure provides a self-dispersing pigment, wherein the anchor group is a carboxylic acid functional group comprising acetate or a salt thereof; malonate, succinate, glutarate, adipate, or Dicarboxylic acid groups including their salts; oxoanion functional groups including phosphates, phosphonates, sulfates, or sulfonates; or substituted 1,3-diketones or substituted 3-ketoamides.

第1の態様において、本開示は、自己分散型顔料を提供し、当該自己分散型顔料においては、塩基性アミン基は、アンミンであり;N−メチル、エチル、プロピル、ブチル、シクロペンチル、又はシクロヘキシルアミンであり;又はN,N−ジメチル、ジエチル、ジプロピル、ジブチル、ジシクロペンチル、ジシクロヘキシルアミン、又はN,N−メチルエチル等のような混合ジアルキルアミンであり、より典型的には用いられるアミン基は、アンミン(−NH2)、N−メチルアミン、又はN,N−ジメチルアミンを含む。 In a first aspect, the present disclosure provides a self-dispersing pigment, wherein the basic amine group is ammine; N-methyl, ethyl, propyl, butyl, cyclopentyl, or cyclohexyl Amines; or mixed dialkylamines such as N, N-dimethyl, diethyl, dipropyl, dibutyl, dicyclopentyl, dicyclohexylamine, or N, N-methylethyl, and more typically used amine groups are , Ammine (—NH 2 ), N-methylamine, or N, N-dimethylamine.

第1の態様において、本開示は、自己分散型顔料を提供し、当該自己分散型顔料は、アンカー基を塩基性アミン基に化学的に結合する連結基を更に含み、当該連結基は以下のものを含む:
(a)炭素原子数が1〜8、より典型的には1〜4のアルキル鎖;
(b)ポリ(オキシエチレン)、ポリ(オキシプロピレン)、又はそれらの混合物を含むポリエーテルアミン、それにより、連結基の重量平均分子量が約220〜約2000となり;例えば、Jeffamine(登録商標)D、ED、及びEDRシリーズ;又は、
(c)アンカー基との間の結合位置の、炭素原子、酸素原子、窒素原子、リン原子、又は硫黄原子。
In a first aspect, the present disclosure provides a self-dispersing pigment, the self-dispersing pigment further comprising a linking group that chemically bonds an anchor group to a basic amine group, the linking group comprising: Including:
(A) an alkyl chain having 1 to 8 carbon atoms, more typically 1 to 4 carbon atoms;
(B) polyetheramines comprising poly (oxyethylene), poly (oxypropylene), or mixtures thereof, whereby the weight average molecular weight of the linking group is from about 220 to about 2000; for example, Jeffamine® D , ED and EDR series; or
(C) A carbon atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a phosphorus atom, or a sulfur atom at the bonding position between the anchor group.

第1の態様において、本開示は、自己分散型顔料を提供し、2官能性化合物は、β−アラニン、γ−アミノ酪酸、及びε−アミノカプロン酸のような、α−オメガアミノ酸を含み;リシン、アルゲニン、アスパラギン酸、又はそれらの塩のようなα−アミノ酸を含む。   In a first aspect, the present disclosure provides a self-dispersing pigment, wherein the bifunctional compound comprises an α-omega amino acid, such as β-alanine, γ-aminobutyric acid, and ε-aminocaproic acid; , Α-amino acids such as arginine, aspartic acid, or salts thereof.

第1の態様において、本開示は、自己分散型顔料を提供し、2官能性化合物は:
(i)以下の構造を持つアミノマロネート誘導体であって:
In a first aspect, the present disclosure provides a self-dispersing pigment, wherein the bifunctional compound is:
(I) an aminomalonate derivative having the following structure:

Figure 2016501320
式中、Xは、上述のように、アンカー基を塩基性アミン基に化学的に結合する連結基であり、
R’及びR”はそれぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アルキル−アリル、アルケニル、シクロアルケニル、アルケン、アルキレン、アリーレン、アルキルアリーレン、アリルアルキレン又はシクロアルキレンから選択され;
1及びR2は、それぞれ独立して水素、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルケン、アルキレン、又はシクロアルキレンから選択され;且つ
n=0〜50である、アミノマロネート誘導体;
(ii)以下の構造を有するアミノスクシネート誘導体であって:
Figure 2016501320
In the formula, as described above, X is a linking group that chemically bonds an anchor group to a basic amine group,
R ′ and R ″ are each independently selected from hydrogen, alkyl, cycloalkyl, alkyl-allyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkene, alkylene, arylene, alkylarylene, allylalkylene or cycloalkylene;
R 1 and R 2 are each independently selected from hydrogen, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkene, alkylene, or cycloalkylene; and an aminomalonate derivative where n = 0-50;
(Ii) an aminosuccinate derivative having the following structure:

Figure 2016501320
式中、Xは、上述のように、アンカー基を塩基性アミン基に化学的に結合する連結基であり、
R’及びR”はそれぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アルキル−アリル、アルケニル、シクロアルケニル、アルケン、アルキレン、アリーレン、アルキルアリーレン、アリルアルキレン又はシクロアルキレンから選択され;
1及びR2は、それぞれ独立して水素、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルケン、アルキレン、又はシクロアルキレンから選択され;且つ
n=0〜50である、アミノスクシネート誘導体;
(iii)以下の構造を有する2,4−ペンタンジオン誘導体であって:
Figure 2016501320
In the formula, as described above, X is a linking group that chemically bonds an anchor group to a basic amine group,
R ′ and R ″ are each independently selected from hydrogen, alkyl, cycloalkyl, alkyl-allyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkene, alkylene, arylene, alkylarylene, allylalkylene or cycloalkylene;
R 1 and R 2 are each independently selected from hydrogen, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkene, alkylene, or cycloalkylene; and an amino succinate derivative, wherein n = 0-50;
(Iii) a 2,4-pentanedione derivative having the following structure:

Figure 2016501320
式中、Xは、上述のように、アンカー基を塩基性アミン基に化学的に結合する連結基であり、
1及びR2は、それぞれ独立して水素、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルケン、アルキレン、及びシクロアルキレンから選択され;且つ
n=0〜50である、2,4−ペンタンジオン誘導体;又は
(iv)以下の構造を有する3−ケトブタンアミド誘導体であって:
Figure 2016501320
In the formula, as described above, X is a linking group that chemically bonds an anchor group to a basic amine group,
2,4-pentanedione derivatives wherein R 1 and R 2 are each independently selected from hydrogen, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkene, alkylene, and cycloalkylene; and n = 0-50 Or (iv) a 3-ketobutanamide derivative having the following structure:

Figure 2016501320
式中、Xは、アンカー基を塩基性アミン基に化学的に結合する連結基であり、且つ
1及びR2は、それぞれ独立して水素、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルケン、アルキレン、及びシクロアルキレンから選択される、3−ケトブタンアミド誘導体、を含む。
Figure 2016501320
Wherein X is a linking group that chemically bonds the anchor group to the basic amine group, and R 1 and R 2 are each independently hydrogen, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkene, 3-ketobutanamide derivatives selected from alkylene and cycloalkylene.

第1の態様において、本開示は、自己分散型顔料を提供し、Xは、n=0〜50である、メチレン、オキシエタン、又はオキシプロパン基であり;又はオキソエチレンモノマーとオキソプロピレンモノマーとを両方含む、ポリエーテルアミンのコポリマーである。   In a first aspect, the present disclosure provides a self-dispersing pigment, wherein X is a methylene, oxyethane, or oxypropane group, where n = 0-50; or an oxoethylene monomer and an oxopropylene monomer A polyetheramine copolymer containing both.

第1の態様において、本開示は、自己分散型顔料を含むスラリーを提供し、当該スラリーは顔料の固体を10%含み、当該顔料スラリーのpHは約7未満、より典型的には約5〜約7である。   In a first aspect, the present disclosure provides a slurry comprising a self-dispersing pigment, the slurry comprising 10% of pigment solids, and the pH of the pigment slurry is less than about 7, more typically about 5 to 5. About 7.

第1の態様において、本開示は、少なくとも15m2/gの表面積を有する自己分散型顔料を提供する。 In a first aspect, the present disclosure provides a self-dispersing pigment having a surface area of at least 15 m 2 / g.

「自己分散型顔料」が意味するのは、顔料のゼータ電位が、顔料粒子を分離した状態に維持する(すなわち、水相に分散されている)ための支配的力になっている場合に実現される特性を有する顔料のことである。この力は、弱く凝集している顔料粒子を、低せん断条件下で、水性の媒体に懸濁させた場合に、分離させるのに十分強力であり得る。ゼータ電位は、溶液のpHとイオン強度の関数として変化し、顔料粒子は、粒子を分離した懸濁した状態に維持するような反発力を提供するのに十分な帯電レベルを維持するのが理想である。   “Self-dispersing pigment” means when the zeta potential of the pigment is the dominant force to keep the pigment particles separate (ie dispersed in the aqueous phase) It is the pigment which has the property to be. This force can be strong enough to separate weakly agglomerated pigment particles when suspended in an aqueous medium under low shear conditions. The zeta potential varies as a function of the pH and ionic strength of the solution, and the pigment particles ideally maintain a sufficient charge level to provide a repulsive force that keeps the particles separate and suspended. It is.

本開示においては、「含む(comprising)」は、挙げられている特徴、完全体、工程、又は、構成要素が言及されているように存在していることを具体的に指すものであるが、1つ以上の特徴、完全体、工程、若しくは構成要素、又はそれらのグループの存在又は追加を排除するものではないとして解釈される。また、「含む(comprising)」という用語は、「本質的に〜よりなる(consisting essentially of)」及び「〜よりなる(consisting of)」という用語によって包含される例を含むことを意図している。同様に「本質的に〜よりなる(consisting essentially of)」という用語は、「〜よりなる(consisting of)」という用語によって包含される例を含むことを意図している。   In the present disclosure, “comprising” specifically refers to the presence of the recited feature, completeness, process, or component as referred to, It is to be construed as not excluding the presence or addition of one or more features, whole objects, steps, or components, or groups thereof. Also, the term “comprising” is intended to include examples encompassed by the terms “consisting essentially of” and “consisting of”. . Similarly, the term “consisting essentially of” is intended to include examples encompassed by the term “consisting of”.

本開示においては、ある量、濃度、又はその他の値又はパラメータが、範囲、典型的な範囲、又は典型的な上方値及び典型的な下方値のリストとして与えられた場合、これは、範囲が別々に開示されているといないとに関わらず、任意の範囲の上限値又は典型的な値と、任意の範囲の下限値又は典型的な値との任意のペアから形成されるすべての範囲を具体的に開示しているものと理解すべきである。本明細書において数値の範囲が引用されている場合、特に断らない限り、当該範囲はその範囲の両端を含み、且つ当該範囲内のすべての整数及び分数を含むものとする。ある範囲が定義された場合でも、特定の値に本開示の範囲が限定されないものとする。   In this disclosure, if an amount, concentration, or other value or parameter is given as a range, a typical range, or a list of typical upper and typical lower values, All ranges formed from any pair of upper limits or typical values of any range and lower limits or typical values of any range, whether or not separately disclosed It should be understood that it is specifically disclosed. Where a numerical range is cited herein, the range includes both ends of the range and all integers and fractions within the range, unless otherwise indicated. Even when a range is defined, the scope of the present disclosure is not limited to a specific value.

本開示においては、例えば使用される単数形「a」、「an」及び「the」は、その内容について特に明確な断りがない限り、複数の指示対象を包含するものとする。すなわち、例えば、「(無冠詞の)TiO2粒子」、「the(定冠詞のついた)TiO2粒子」又は「a(不定冠詞のついた)TiO2粒子」は、複数のTiO2粒子をも含む。 In the present disclosure, for example, the singular forms “a”, “an”, and “the” used include a plurality of instruction objects unless the content is clearly specified. That is, for example, “a (indefinite) TiO 2 particle”, “the (definite article) TiO 2 particle” or “a (indefinite article) TiO 2 particle” includes a plurality of TiO 2 particles. Including.

無機粒子:
無機粒子は典型的には、無機金属酸化物又は混合金属酸化物の顔料粒子であり、より典型的には、顔料又はナノ粒子であり得る二酸化チタン粒子であり、典型的には無機金属酸化物又は混合金属酸化物粒子であり、より典型的には二酸化チタン粒子である無機粒子は、装飾紙の完成紙料内で、その適合性を高めるものである。無機粒子という用語は、装飾紙組成物のような最終製品全体にわたって分散され、当該製品に色及び不透明さを付与する無機粒子状物質を意味する。無機粒子の例をいくつか挙げると、ZnO、TiO2、SrTiO3、BaSO4、PbCO3、BaTiO3、Ce23、Al23、CaCO3、及びZrO2が含まれるが、それらに限られない。
Inorganic particles:
The inorganic particles are typically inorganic metal oxide or mixed metal oxide pigment particles, more typically titanium dioxide particles, which can be pigments or nanoparticles, typically inorganic metal oxides. Alternatively, inorganic particles, which are mixed metal oxide particles, and more typically titanium dioxide particles, enhance their compatibility within the decorative paper furnish. The term inorganic particles refers to an inorganic particulate material that is dispersed throughout the final product, such as a decorative paper composition, to impart color and opacity to the product. Some examples of inorganic particles include ZnO, TiO 2 , SrTiO 3 , BaSO 4 , PbCO 3 , BaTiO 3 , Ce 2 O 3 , Al 2 O 3 , CaCO 3 , and ZrO 2. Not limited.

二酸化チタン顔料:
本開示において有用な二酸化チタン(TiO2)顔料は、ルチル形態又は鋭錐石結晶質形態であり得るが、ルチル形態が典型的である。それは通常、クロライドプロセス又はサルフェートプロセスにより作られる。クロライドプロセスにおいては、TiCl4が酸化され、TiO2粒子となる。サルフェートプロセスにおいては、硫酸と、チタンを含有する鉱石とが溶解され、そうして生成する溶液を一連の工程に通して、TiO2を得る。サルフェートプロセス及びクロライドプロセスの両方が、より詳しく「顔料ハンドブック(The Pigment Handbook)」第1巻、第2版、John Wiley & Sons、NY(1988)に説明されており、その関連する教示については、本明細書に参照により、あたかも完全に記述されているかのように取り込まれる。
Titanium dioxide pigment:
Titanium dioxide (TiO 2 ) pigments useful in the present disclosure can be in the rutile form or the pyrite crystalline form, but the rutile form is typical. It is usually made by a chloride process or a sulfate process. In the chloride process, TiCl 4 is oxidized into TiO 2 particles. In the sulfate process, sulfuric acid and ore containing titanium are dissolved and the resulting solution is passed through a series of steps to obtain TiO 2 . Both the sulfate process and the chloride process are described in more detail in The Pigment Handbook Volume 1, 2nd Edition, John Wiley & Sons, NY (1988), for related teachings. This application is hereby incorporated by reference as if fully set forth.

「顔料」という用語により、二酸化チタン粒子が約1ミクロン未満の平均サイズであるということを意味する。典型的には、粒子は、その平均サイズが約0.020〜約0.95ミクロンであり、より典型的には約0.050〜約0.75ミクロンであり、最も典型的には約0.075〜約0.50ミクロンである。また典型的なものは、その比重が約3.5〜約6g/ccの範囲にある顔料である。   By the term “pigment” it is meant that the titanium dioxide particles are of an average size of less than about 1 micron. Typically, the particles have an average size of about 0.020 to about 0.95 microns, more typically about 0.050 to about 0.75 microns, most typically about 0. 0.075 to about 0.50 microns. Also typical are pigments having a specific gravity in the range of about 3.5 to about 6 g / cc.

未処理の二酸化チタン顔料に、表面処理を施してもよい。「表面処理」により意味するのは、二酸化チタン顔料粒子が本明細書に説明される化合物と接触されられて、当該化合物が二酸化チタン粒子の表面に吸着されるか、又は少なくとも1種類の化合物と二酸化チタン粒子との反応生成物が吸着された種として当該表面に存在しているか、当該表面に化学的に結合していることである。化合物、その反応生成物、又はそれらの組み合わせは、顔料の表面に、単一の層、又は連続的な2つの層又は不連続的な2つの層の処理物、特にコーティングとして存在し得る。   Surface treatment may be applied to the untreated titanium dioxide pigment. By “surface treatment” is meant that the titanium dioxide pigment particles are contacted with a compound described herein and the compound is adsorbed on the surface of the titanium dioxide particles, or at least one compound and The reaction product with the titanium dioxide particles exists on the surface as an adsorbed species or is chemically bonded to the surface. The compound, its reaction product, or a combination thereof may be present on the surface of the pigment as a single layer, or as a continuous two-layer or discontinuous two-layer treatment, particularly a coating.

例えば、二酸化チタン粒子、典型的には、顔料粒子は、1種類又は2種類以上の表面処理物を有し得る。二酸化チタン顔料の表面にシリカ処理物が存在している。最外処理物は、以下の手順を順番に実行することで得ることが可能である:
(a)含水アルミナの面を堆積するように、アルミニウム化合物又は塩基性アルミン酸塩を加水分解する;
(b)以下の基を含む2官能性化合物を添加する:
(i)2官能性化合物を顔料表面に連結させるアンカー基、及び
(ii)一級、二級、又は三級アミンを含む塩基性アミン基。
For example, titanium dioxide particles, typically pigment particles, can have one or more surface treatments. A silica-treated product is present on the surface of the titanium dioxide pigment. The outermost treatment can be obtained by performing the following procedures in sequence:
(A) hydrolyzing an aluminum compound or basic aluminate so as to deposit a surface of hydrous alumina;
(B) Add a bifunctional compound containing the following groups:
(I) an anchor group for linking the bifunctional compound to the pigment surface; and (ii) a basic amine group comprising a primary, secondary, or tertiary amine.

シリカ処理物:
無機粒子、特に二酸化チタン粒子は、少なくとも1種類のシリカ処理物を含み得る。このシリカ処理物は、処理済の二酸化チタン粒子の総重量を基準にして、約0.1重量%〜約20重量%、典型的には約1.5重量%〜約11重量%、より典型的には約2重量%〜約7重量%の量で存在し得る。上記処理物は、当業者に知られている方法によってつけることができる。シリカ処理物をTiO2粒子に添加する典型的な方法は、米国特許第5,993,533号に開示されているものと同様のウェット処理によるものである。シリカ処理物をTiO2粒子に添加する代替的な方法には、米国特許第5,992,120号に記載のように、発熱性シリカを発熱性二酸化チタン粒子上に堆積させることによるもの、又は米国特許第5,562,764号及び米国特許第7,029,648号に記載のような、塩化ケイ素を四塩化チタンとともに共酸化することによるものがあり、これらの開示内容は、本開示に、言及によって取り込まれている。他の熱分解法による堆積金属酸化物処理には、ドープされたアルミニウム合金を用いることが含まれ、その後酸化され、気相状態で顔料粒子表面上に堆積される揮発性金属塩化物を生成させる。金属塩化物の種を共酸化させると、対応する金属酸化物が得られる。すなわち、例えばシリコン−アルミニウム合金を用いると、その結果としてシリカの堆積が生じる。国際特許出願公開第2011/059938A1号は、この処理の手続きをより詳しく説明しており、本開示に参照により取り込まれるものとする。
Silica-treated product:
Inorganic particles, particularly titanium dioxide particles, may contain at least one silica-treated product. The silica treatment is about 0.1 wt% to about 20 wt%, typically about 1.5 wt% to about 11 wt%, more typically based on the total weight of the treated titanium dioxide particles. Specifically, it may be present in an amount of about 2% to about 7% by weight. The treated product can be applied by a method known to those skilled in the art. A typical method of adding the silica treatment to the TiO 2 particles is by a wet treatment similar to that disclosed in US Pat. No. 5,993,533. An alternative method of adding the silica treatment to the TiO 2 particles is by depositing exothermic silica on the exothermic titanium dioxide particles, as described in US Pat. No. 5,992,120, or Some are by co-oxidizing silicon chloride with titanium tetrachloride, as described in US Pat. No. 5,562,764 and US Pat. No. 7,029,648, the disclosures of which are incorporated herein by reference. Has been incorporated by reference. Other pyrolytic deposition metal oxide treatments include using doped aluminum alloys that are then oxidized to produce volatile metal chlorides that are deposited on the pigment particle surface in the gas phase. . Co-oxidation of the metal chloride species yields the corresponding metal oxide. That is, for example, the use of a silicon-aluminum alloy results in silica deposition. International Patent Application Publication No. 2011 / 059938A1 describes this processing procedure in more detail and is incorporated by reference into the present disclosure.

ある具体的な実施形態においては、シリカ処理した二酸化チタン粒子と水とを含むスラリーが以下の工程を含むプロセスにより調製される。当該工程には、二酸化チタン粒子を水に混ぜたスラリーを提供することを含むが、当該スラリーには、その総重量に基づいて、典型的には25重量%〜約35重量%、より典型的には約30%の量のTiO2が存在している。次に、上記スラリーを摂氏約30〜約40度、より典型的には摂氏33〜37度に加熱し、pHを約3.5〜約7.5、より典型的には約5.0〜約6.5になるように調整する。ケイ酸ナトリウム又はケイ酸カリウムのような可溶性ケイ酸塩が次に上記スラリーに加えられるが、pHが約3.5と約7.5との間に、より典型的には約5.0〜約6.5の間に維持される。次に、少なくとも約5分間、典型的には少なくとも約10分間、しかし30分間を超えない時間撹拌して、シリカが二酸化チタン粒子上に析出するのを容易にする。SiO2/Na2Oの重量の割合が、約1.6〜約3.75であり、且つ固形物の重量の32〜54%に変化する、市販の水溶性ケイ酸ナトリウムが、更に希釈してあるものであれ希釈していないものであれ、最も実用的である。多孔質シリカを二酸化チタン粒子につけるために、可溶性ケイ酸塩の有効な部分を加えている間、上記スラリーは典型的には酸性であるべきである。使用される酸は、HCl、H2SO4、HNO3又はH3PO4のような任意の酸でよいが、シリカを析出させるのに十分に高い解離定数を有し、且つ、スラリーの酸性条件を維持するのに十分な量で用いられる。加水分解して酸を形成する、TiOSO4又はTiCl4のような化合物を用いてもよい。まずすべての酸を加えてしまう代わりに、スラリーの酸性度が約7.5より低いpH値に典型的には維持される限りにおいて、可溶性ケイ酸塩と酸とを同時に加えてもよい。酸を加えた後、スラリーは摂氏50度を超えない温度に少なくとも30分間維持してから、更なる添加に移行するべきである。 In one specific embodiment, a slurry comprising silica-treated titanium dioxide particles and water is prepared by a process that includes the following steps. The process includes providing a slurry of titanium dioxide particles mixed in water, but the slurry is typically 25 wt% to about 35 wt%, more typically based on its total weight. Is present in an amount of about 30% TiO 2 . The slurry is then heated to about 30 to about 40 degrees Celsius, more typically 33 to 37 degrees Celsius, and the pH is about 3.5 to about 7.5, more typically about 5.0 to Adjust to about 6.5. A soluble silicate such as sodium silicate or potassium silicate is then added to the slurry, but the pH is between about 3.5 and about 7.5, more typically about 5.0 to Maintained between about 6.5. Next, stirring is performed for at least about 5 minutes, typically at least about 10 minutes, but no more than 30 minutes to facilitate precipitation of the silica onto the titanium dioxide particles. Commercially available water-soluble sodium silicate, in which the weight ratio of SiO 2 / Na 2 O is about 1.6 to about 3.75 and varies from 32 to 54% of the weight of the solids, is further diluted. The most practical, whether or not diluted. The slurry should typically be acidic while adding an effective portion of soluble silicate to attach porous silica to the titanium dioxide particles. The acid used may be any acid such as HCl, H 2 SO 4 , HNO 3 or H 3 PO 4 , but has a dissociation constant high enough to precipitate silica and the acidity of the slurry Used in an amount sufficient to maintain the conditions. Compounds such as TiOSO 4 or TiCl 4 that hydrolyze to form acids may be used. Instead of adding all the acid first, soluble silicate and acid may be added simultaneously as long as the acidity of the slurry is typically maintained at a pH value below about 7.5. After the acid is added, the slurry should be maintained at a temperature not exceeding 50 degrees Celsius for at least 30 minutes before proceeding to further additions.

処理物は、二酸化チタン粒子、特に二酸化チタンコア粒子の総重量に基づいて約3〜約14重量%、より典型的には約5〜約12.0重量%、更により典型的には10.5重量%のシリカに対応する。   The treated product is about 3 to about 14% by weight, more typically about 5 to about 12.0% by weight, and even more typically 10.5%, based on the total weight of the titanium dioxide particles, particularly the titanium dioxide core particles. Corresponds to weight percent silica.

最外処理物:
アルミニウム化合物又は塩基性アルミン酸塩は結果として含水アルミナ処理物を、二酸化チタン粒子の表面、典型的には最外表面上に、処理済二酸化チタン粒子の総重量に基づいて少なくとも約3%、より典型的には約4.5〜約7%のアルミナを生じさせる。いくつかの好適なアルミニウム化合物及び塩基性アルミン酸塩には、硫酸アルミニウム水和物、塩化アルミニウム水和物、又は硝酸アルミニウム水和物、及びアルミン酸アルカリが含まれるが、より典型的には、アルミン酸ナトリウム又はアルミン酸カリウムが挙げられる。
Outer treatment:
The aluminum compound or basic aluminate results in a hydrous alumina treatment at least about 3% based on the total weight of the treated titanium dioxide particles, on the surface of the titanium dioxide particles, typically the outermost surface. Typically, about 4.5 to about 7% alumina is produced. Some suitable aluminum compounds and basic aluminates include aluminum sulfate hydrate, aluminum chloride hydrate or aluminum nitrate hydrate, and alkali aluminate, but more typically Sodium aluminate or potassium aluminate can be mentioned.

2官能性化合物は、2官能性化合物を、顔料の表面、典型的には最外表面に連結させるアンカー基と、一級、二級、又は三級アミンを含む塩基性アミン基とを含む。アンカー基は、アセテート又はその塩を含むカルボン酸官能基;マロネート、スクシネート、グルタレート、アジペート又はそれらの塩を含むジカルボン酸基;リン酸塩、ホスホン酸塩、硫酸塩、又はスルホン酸塩を含むオキソアニオン官能基、又はC3置換2,4−ペンタンジオン又は置換又は3−ケトブタンアミド誘導体のようなジケトンを含む。2官能性化合物は、処理済顔料の重量に基づいて、10重量%未満の量、より典型的には約0.4%〜約3%の量で存在する。   Bifunctional compounds include anchor groups that link the bifunctional compound to the surface of the pigment, typically the outermost surface, and basic amine groups including primary, secondary, or tertiary amines. Anchor groups include carboxylic acid functional groups including acetate or salts thereof; dicarboxylic acid groups including malonate, succinate, glutarate, adipate or salts thereof; oxo including phosphate, phosphonate, sulfate, or sulfonate Includes diketones such as anionic functional groups, or C3-substituted 2,4-pentanediones or substituted or 3-ketobutanamide derivatives. The bifunctional compound is present in an amount of less than 10% by weight, more typically from about 0.4% to about 3%, based on the weight of the treated pigment.

塩基性アミン基上の置換基は、水素、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルケン、アルキレン、又はシクロアルキレン、より典型的にはメチル、エチル、又はプロピルを含む短鎖アルキル、及び更により典型的にはアンミンよりなる群から選択される。   Substituents on basic amine groups are hydrogen, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkene, alkylene, or cycloalkylene, more typically short chain alkyls including methyl, ethyl, or propyl, and even more Typically selected from the group consisting of ammine.

2官能性化合物は、β−アラニン、γ−アミノ酪酸、及びε−アミノカプロン酸のようなα−オメガアミノ酸と、リシン、アルゲニン、アスパラギン酸、又はそれらの塩のようなα−アミノ酸とを含み得る。   Bifunctional compounds may include α-omega amino acids such as β-alanine, γ-aminobutyric acid, and ε-aminocaproic acid and α-amino acids such as lysine, arginine, aspartic acid, or salts thereof. .

代替的には、2官能性化合物は、以下の構造のアミノマロネート誘導体を含む:   Alternatively, the bifunctional compound comprises an aminomalonate derivative of the following structure:

Figure 2016501320
式中、Xは、アンカー基を塩基性アミン基に化学的に結合する連結基であり、
R’及びR”はそれぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アルキル−アリル、アルケニル、シクロアルケニル、アルケン、アルキレン、アリーレン、アルキルアリーレン、アリルアルキレン、又はシクロアルキレンから選択され、より典型的には、水素、炭素原子数が1〜8のアルキル、炭素原子数が6〜8のアリルから選択され、また、更により典型的には、R’及びR”は水素、メチル、又はエチルから選択される、
1及びR2はそれぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルケン、アルキレン、又はシクロアルキレン、より典型的にはメチル、エチル、又はプロピルを含む短鎖アルキル、及び更により典型的にはアンミンよりなる群から選択され、
n=0〜50である。
Figure 2016501320
In the formula, X is a linking group that chemically bonds an anchor group to a basic amine group,
R ′ and R ″ are each independently selected from hydrogen, alkyl, cycloalkyl, alkyl-allyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkene, alkylene, arylene, alkylarylene, allylalkylene, or cycloalkylene, more typically Is selected from hydrogen, alkyl having 1 to 8 carbon atoms, allyl having 6 to 8 carbon atoms, and even more typically, R ′ and R ″ are selected from hydrogen, methyl, or ethyl To be
R 1 and R 2 are each independently hydrogen, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkene, alkylene, or cycloalkylene, more typically short chain alkyls including methyl, ethyl, or propyl, and further Typically selected from the group consisting of ammine,
n = 0 to 50.

典型的には、Xがメチレンの場合には、n=1〜8であり、より典型的には、n=1〜4である。Xがオキシメチレン又はオキシプロピレンの場合には、nは、2.5〜50の範囲にあり、より典型的には、6〜18の範囲にある。アミノマロネート誘導体のいくつかの例には、2−(2−アミノエチル)マロン酸のメチルエステル及びエチルエステル、より典型的には、2−(2−アミノエチル)ジメチルマロネートのメチルエステル及びエチルエステルが含まれる。   Typically, when X is methylene, n = 1-8, and more typically n = 1-4. When X is oxymethylene or oxypropylene, n is in the range of 2.5-50, more typically in the range of 6-18. Some examples of aminomalonate derivatives include methyl and ethyl esters of 2- (2-aminoethyl) malonic acid, more typically methyl esters of 2- (2-aminoethyl) dimethylmalonate and Ethyl ester is included.

2官能性化合物は代わりに、以下の構造のアミノスクシネート誘導体を含んでいてよい:   The bifunctional compound may alternatively comprise an aminosuccinate derivative of the following structure:

Figure 2016501320
式中、Xは、アンカー基を塩基性アミン基に化学的に結合する連結基であり、
R’及びR”はそれぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アルキル−アリル、アルケニル、シクロアルケニル、アルケン、アルキレン、アリーレン、アルキルアリーレン、アリルアルキレン、又はシクロアルキレンから選択され、より典型的には、水素、炭素原子数が1〜8のアルキル、炭素原子数が6〜8のアリルから選択され、また、更により典型的には、R’及びR”は水素、メチル、又はエチルである、
1及びR2はそれぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルケン、アルキレン、又はシクロアルキレン、より典型的にはメチル、エチル、又はプロピルを含む短鎖アルキル、及び更により典型的にはアンミンよりなる群から選択され、
及び
n=0〜50である。
Figure 2016501320
In the formula, X is a linking group that chemically bonds an anchor group to a basic amine group,
R ′ and R ″ are each independently selected from hydrogen, alkyl, cycloalkyl, alkyl-allyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkene, alkylene, arylene, alkylarylene, allylalkylene, or cycloalkylene, more typically Is selected from hydrogen, alkyl having 1 to 8 carbon atoms, allyl having 6 to 8 carbon atoms, and even more typically, R ′ and R ″ are hydrogen, methyl or ethyl ,
R 1 and R 2 are each independently hydrogen, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkene, alkylene, or cycloalkylene, more typically short chain alkyls including methyl, ethyl, or propyl, and further Typically selected from the group consisting of ammine,
And n = 0 to 50.

典型的には、Xがメチレンの場合には、n=1〜8であり、より典型的には、n=1〜4である。Xがオキシメチレン又はオキシプロピレンの場合には、nは、2.5〜50の範囲にあり、より典型的には、6〜18の範囲にある。アミノスクシネート誘導体のいくつかの例には、N−置換アスパラギン酸、より典型的には、N−(2−アミノエチル)アスパラギン酸のメチルエステル及びエチルエステルが含まれる。   Typically, when X is methylene, n = 1-8, and more typically n = 1-4. When X is oxymethylene or oxypropylene, n is in the range of 2.5-50, more typically in the range of 6-18. Some examples of amino succinate derivatives include N-substituted aspartic acid, more typically methyl and ethyl esters of N- (2-aminoethyl) aspartic acid.

2官能性化合物は代わりに、以下の構造のアセトアセテート誘導体を含んでいてよい:   The bifunctional compound may alternatively comprise an acetoacetate derivative of the following structure:

Figure 2016501320
式中、Xは、アンカー基を塩基性アミン基に化学的に結合する連結基であり、
1及びR2はそれぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルケン、アルキレン、又はシクロアルキレン、より典型的にはメチル、エチル、又はプロピルを含む短鎖アルキル、及び更により典型的にはアンミンよりなる群から選択され、
及び
n=0〜50である。
Figure 2016501320
In the formula, X is a linking group that chemically bonds an anchor group to a basic amine group,
R 1 and R 2 are each independently hydrogen, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkene, alkylene, or cycloalkylene, more typically short chain alkyls including methyl, ethyl, or propyl, and further Typically selected from the group consisting of ammine,
And n = 0 to 50.

典型的には、Xがメチレンの場合には、n=1〜8であり、より典型的には、n=1〜4である。Xがオキシメチレン又はオキシプロピレンの場合には、nは、2.5〜50の範囲にあり、より典型的には、6〜18の範囲にある。アセトアセテート誘導体の一例は、3−(2−アミノエチル)−2,4−ペンタンジオンである。   Typically, when X is methylene, n = 1-8, and more typically n = 1-4. When X is oxymethylene or oxypropylene, n is in the range of 2.5-50, more typically in the range of 6-18. An example of an acetoacetate derivative is 3- (2-aminoethyl) -2,4-pentanedione.

2官能性化合物は代わりに、以下の構造の3−ケトアミド(アミドアセテート)誘導体を含んでいてよい:   The bifunctional compound may alternatively comprise a 3-ketoamide (amide acetate) derivative of the following structure:

Figure 2016501320
式中、Xは、アンカー基を塩基性アミン基に化学的に結合する連結基であり、
1及びR2はそれぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルケン、アルキレン、又はシクロアルキレン、より典型的にはメチル、エチル、又はプロピルを含む短鎖アルキル、及び更により典型的にはアンミンよりなる群から選択され、
及び
n=0〜50である。
Figure 2016501320
In the formula, X is a linking group that chemically bonds an anchor group to a basic amine group,
R 1 and R 2 are each independently hydrogen, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkene, alkylene, or cycloalkylene, more typically short chain alkyls including methyl, ethyl, or propyl, and further Typically selected from the group consisting of ammine,
And n = 0 to 50.

典型的には、Xがメチレンの場合には、n=1〜8であり、より典型的には、n=1〜4である。Xがオキシメチレン又はオキシプロピレンの場合には、nは、2.5〜50の範囲にあり、より典型的には、6〜18の範囲にある。アミドアセテート誘導体のいくつかの例には、エチレンジアミン及びジエチレントリアミンアミド、より典型的には、N−(2−アミノエチル)−3−オキソブタンアミドが含まれる。   Typically, when X is methylene, n = 1-8, and more typically n = 1-4. When X is oxymethylene or oxypropylene, n is in the range of 2.5-50, more typically in the range of 6-18. Some examples of amide acetate derivatives include ethylenediamine and diethylenetriamineamide, more typically N- (2-aminoethyl) -3-oxobutanamide.

顔料の等電点を上昇させる傾向は、顔料の表面に付与されるアミン官能性の量に比例するので、100gの処理済顔料に添加された2官能性化合物のモル量を、追加されたNのミリモル%として表現することは適切である。例えば、顔料の等電点を効果的に上昇させるために用いられる2官能性化合物の量は、2ミリモル%〜10ミリモル%の範囲であり、より典型的には4ミリモル%〜8ミリモル%の範囲である。それゆえ、好適な、低分子量の2官能性化合物のβ−アラニンに対しては、5ミリモル%の適用量は、0.45重量%に換算される。対照的に、高分子量の例では、5ミリモル%のアミン当量を実現するためには、3−ケトブタンアミドのJeffamine ED−2003(分子量は2000以下)付加物は、10.4重量%が必要となる。   The tendency to increase the isoelectric point of the pigment is proportional to the amount of amine functionality imparted to the surface of the pigment, so the molar amount of the bifunctional compound added to 100 g of the treated pigment is added to the added N It is appropriate to express it as millimole percent of For example, the amount of bifunctional compound used to effectively increase the isoelectric point of the pigment ranges from 2 to 10 mmol%, more typically from 4 to 8 mmol%. It is a range. Therefore, for the preferred low molecular weight bifunctional compound β-alanine, an applied amount of 5 mmol% translates to 0.45 wt%. In contrast, in the high molecular weight example, a 3-ketobutanamide Jeffamine ED-2003 (molecular weight less than 2000) adduct requires 10.4 wt% to achieve an amine equivalent of 5 mmol%. .

2官能性化合物は、アンカー基を塩基性アミン基に化学的に結合させる連結基を更に含むが、当該連結基は、以下のものを含む:
(a)炭素原子数が1〜8、より典型的には1〜4のアルキル基;
(b)ポリ(オキシエチレン)若しくはポリ(オキシプロピレン)、又はそれらの混合物を含み、それにより連結基の重量平均分子量が約220〜約2000となるようなポリエーテルアミン;又は
(c)アンカー基の連結位置にある、炭素原子、酸素原子、窒素原子、リン原子、又はイオウ原子。(b)のいくつかの例には、Jeffamine(登録商標)D、ED、及びEDRシリーズが含まれる。
The bifunctional compound further includes a linking group that chemically bonds the anchor group to the basic amine group, which includes the following:
(A) an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, more typically 1 to 4 carbon atoms;
(B) a polyetheramine comprising poly (oxyethylene) or poly (oxypropylene), or mixtures thereof, whereby the weight average molecular weight of the linking group is from about 220 to about 2000; or (c) an anchor group A carbon atom, an oxygen atom, a nitrogen atom, a phosphorus atom, or a sulfur atom at the connecting position of Some examples of (b) include the Jeffamine® D, ED, and EDR series.

1つの具体的な実施形態においては、自己分散型顔料を調製するために用いられる2官能性化合物において、Xは、n=0〜50であるメチレン基、オキシエタン基、又はオキシプロパン基を含むか;又はオキソエチレンモノマー及びオキソプロピレンモノマーの両方を含むポリエーテルアミンのコポリマー、を含む。   In one specific embodiment, in the bifunctional compound used to prepare the self-dispersing pigment, does X contain a methylene group, oxyethane group, or oxypropane group where n = 0-50? Or polyetheramine copolymers comprising both oxoethylene and oxopropylene monomers.

自己分散型顔料を用いて作製されたスラリーにおいては、顔料の固体が少なくとも約10%、より典型的には35%含まれ、顔料スラリーのpHは、約7未満、より典型的には約5〜約7である。自己分散型顔料は、その表面積が、少なくとも15m2/gであり、より典型的には、25〜35m2/gである。 In slurries made with self-dispersing pigments, the pigment solids contain at least about 10%, more typically 35%, and the pH of the pigment slurry is less than about 7, more typically about 5%. ~ 7. Self-dispersible pigment, the surface area is at least 15 m 2 / g, more typically 25~35m 2 / g.

代替的には、処理済の無機粒子、特に二酸化チタン粒子は、少なくとも更に1種類の酸化処理物(例えば、アルミナ、ジルコニア又はセリア)、アルミノケイ酸塩、又はアルミノリン酸塩を含み得る。この代替的処理物は、処理済の二酸化チタン粒子の総重量を基準にして、約0.1重量%〜約20重量%、典型的には約0.5重量%〜約5重量%、より典型的には約0.5重量%〜約1.5重量%の量で存在し得る。上記処理物は、当業者に知られている方法によってつけることができる。   Alternatively, the treated inorganic particles, in particular titanium dioxide particles, may comprise at least one further oxidized product (eg alumina, zirconia or ceria), aluminosilicate, or aluminophosphate. This alternative treatment is about 0.1 wt.% To about 20 wt.%, Typically about 0.5 wt.% To about 5 wt.%, Based on the total weight of the treated titanium dioxide particles. Typically, it may be present in an amount of about 0.5% to about 1.5% by weight. The treated product can be applied by a method known to those skilled in the art.

典型的には、提供される酸化処理物は、少なくとも2層になっていてよく、第1の層は、処理済の二酸化チタン粒子の総重量を基準にして、少なくとも約3.0%、より典型的には約5.5〜約6%のアルミナと、処理済の二酸化チタン粒子の総重量を基準にして、少なくとも約1%、より典型的には約1.5%〜約3.0%の五酸化リン、P25を含む。ある具体的な実施形態においては、二酸化チタン顔料上の酸化物の第2の層は、処理済の二酸化チタン粒子の総重量を基準にして、少なくとも約1.5%、より典型的には約6%〜約14%、更により典型的には約9.5%〜約12%のシリカを含む。 Typically, the provided oxidation treatment may be in at least two layers, the first layer being at least about 3.0%, and more based on the total weight of the treated titanium dioxide particles. Typically about 5.5 to about 6% alumina and at least about 1%, more typically about 1.5% to about 3.0, based on the total weight of the treated titanium dioxide particles. % Phosphorus pentoxide, P 2 O 5 . In certain specific embodiments, the second layer of oxide on the titanium dioxide pigment is at least about 1.5%, more typically about, based on the total weight of the treated titanium dioxide particles. It contains 6% to about 14%, even more typically about 9.5% to about 12% silica.

表面処理前の二酸化チタン顔料は、米国特許第4461810号、同第4737194号、及び国際特許出願公開第2004/061013号(これらの開示内容は、本開示に参照により組み込まれる)にあるような、1種類又は2種類以上の金属酸化物及び/又はリン酸塩化表面処理物を帯びていてよい。これらのコーティングは、当業者には知られている技法を用いて適用され得る。   Titanium dioxide pigments prior to surface treatment are as in US Pat. Nos. 4,461,810, 4,737,194, and International Patent Application Publication No. 2004/061013, the disclosures of which are incorporated by reference into this disclosure, One type or two or more types of metal oxide and / or a phosphatized surface treatment product may be carried. These coatings can be applied using techniques known to those skilled in the art.

典型的なのは、リン酸塩化金属酸化物でコーティングされた二酸化チタン顔料であり、例えばリン酸塩化アルミナ及びリン酸塩化アルミナ/セリア酸化物でコーティングされた二酸化チタン顔料である。   Typical are titanium dioxide pigments coated with phosphatized metal oxides, for example titanium dioxide pigments coated with phosphatized alumina and phosphatized alumina / ceria oxide.

二酸化チタン顔料の好適な市販の例に含まれるものとしては、アルミナコーティングされた二酸化チタン顔料では例えば、R700及びR706(E.I.duPont de Nemours and Company、デラウェア州Wilmingtonより入手可能)、アルミナ/リン酸塩でコーティングされた二酸化チタン顔料では例えば、R796+(E.I.duPont de Nemours and Company、デラウェア州Wilmingtonより入手可能)、及びアルミナ/リン酸塩/セリアでコーティングされた二酸化チタン顔料では例えば、R794(E.I.duPont de Nemours and Company、デラウェア州Wilmingtonより入手可能)がある。   Included in suitable commercial examples of titanium dioxide pigments are alumina-coated titanium dioxide pigments such as R700 and R706 (available from EI du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Del.), Alumina / For example, R796 + (available from EI du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Del.), And titanium dioxide pigments coated with alumina / phosphate / ceria R794 (available from EI duPont de Nemours and Company, Wilmington, Del.).

処理済二酸化チタン粒子を調製するためのプロセス
自己分散型顔料を調製するためのプロセスは、以下の工程を含む:
(a)シリカで処理された無機粒子、特にTiO2顔料粒子を用意する工程;
(b)酸性アルミニウム塩を有し、以下のi、iiを含む2官能性化合物を加え、水溶液を形成する工程:
i 2官能性化合物を顔料の表面に連結させるアンカー基、及び
ii 一級、二級、又は三級アミンを含む塩基性アミン基;
(c)工程(b)で得られた混合物に塩基を加え、pHを約4〜約9に上昇させ、混濁した溶液を形成する工程;及び
(d)工程(c)で得られた混合物を、シリカで処理された無機粒子、特にシリカで処理されたTiO2顔料粒子のスラリーに加え、それにより含水アルミナ及び2官能性化合物が、最外表面処理物を含むようになる工程。シリカ処理済TiO2粒子は、数種類の異なる技法を用いてTiO2粒子を処理して、シリカ処理物をその上に形成することによって調製され得る。例えば、ウェット処理、発熱性酸化物を発熱性二酸化チタン粒子上に堆積することにより、米国特許第5,992,120号に記載の方法により、又は米国特許第5,562,764号及び米国特許第7,029,648号に記載のように、金属の四塩化物を四塩化チタンとともに共酸化することにより、調製され得る。なお、これらの特許文献の内容は、本開示に参照により組み込まれる。他の熱分解法による堆積金属酸化物処理には、ドープされたアルミニウム合金を用いることが含まれ、その後酸化され、気相状態で顔料粒子表面上に堆積される揮発性金属塩化物を生成させる。金属塩化物の種を共酸化させると、対応する金属酸化物が得られる。
Process for preparing treated titanium dioxide particles The process for preparing a self-dispersing pigment comprises the following steps:
(A) preparing inorganic particles treated with silica, particularly TiO 2 pigment particles;
(B) A step of adding an aqueous aluminum salt and adding the following bifunctional compound containing i and ii to form an aqueous solution:
an anchor group linking the bifunctional compound to the surface of the pigment, and ii a basic amine group comprising a primary, secondary, or tertiary amine;
(C) adding a base to the mixture obtained in step (b) and raising the pH to about 4 to about 9 to form a turbid solution; and (d) the mixture obtained in step (c). Adding to the slurry of inorganic particles treated with silica, in particular TiO 2 pigment particles treated with silica, so that the hydrous alumina and the bifunctional compound contain the outermost surface treated product. Silica treated TiO 2 particles can be prepared by treating the TiO 2 particles using several different techniques to form a silica treated product thereon. For example, wet processing, depositing exothermic oxide on exothermic titanium dioxide particles, by the method described in US Pat. No. 5,992,120, or US Pat. No. 5,562,764 and US Pat. It can be prepared by co-oxidizing metal tetrachloride with titanium tetrachloride as described in US 7,029,648. The contents of these patent documents are incorporated into the present disclosure by reference. Other pyrolytic deposition metal oxide treatments include using doped aluminum alloys that are then oxidized to produce volatile metal chlorides that are deposited on the pigment particle surface in the gas phase. . Co-oxidation of the metal chloride species yields the corresponding metal oxide.

最外処理物の形成においては、酸性アルミニウム塩は、硫酸アルミニウム水和物、又は硝酸アルミニウム水和物、より典型的には塩化アルミニウム水和物を含み、且つ塩基は、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、又はより典型的には、水酸化アンモニウムを含む。顔料の所望の等電点を与えるように選ばれた量の2官能性化合物をはじめ、それに伴う量の酸性アルミニウム塩は、2官能性化合物とAlとのモル比が3未満、より典型的には約1〜約2.5になるように選ばれる。このように、より加水分解し、更に堆積しやすい混合物が、顔料の表面を増加させるために用いられる。ここでより好ましくないものは、アセチルアセトンのアニオンのような二座配位子のアルミニウム錯体である(すなわち、2,4−ペンタンジオン)。そのような錯体は、配位化学の文献により周知のものであり、トリ(アセチルアセトナート)アルミニウム錯体は、その安定性(沸点は摂氏314度)及び非極性で知られているが、水に対して不溶性を有する。   In the formation of the outermost treatment, the acidic aluminum salt includes aluminum sulfate hydrate or aluminum nitrate hydrate, more typically aluminum chloride hydrate, and the base is sodium hydroxide, sodium carbonate. Or more typically comprises ammonium hydroxide. Starting with the amount of bifunctional compound chosen to give the desired isoelectric point of the pigment, the accompanying amount of acidic aluminum salt has a molar ratio of bifunctional compound to Al of less than 3, more typically Is selected to be about 1 to about 2.5. Thus, a mixture that is more hydrolyzed and more likely to deposit is used to increase the surface of the pigment. Less preferred here are aluminum complexes of bidentate ligands such as the anion of acetylacetone (ie 2,4-pentanedione). Such complexes are well known from coordination chemistry literature, and tri (acetylacetonato) aluminum complexes are known for their stability (boiling point is 314 degrees Celsius) and nonpolar, but in water It is insoluble.

二酸化チタン粒子は、上記の、先に組み込まれた参照文献に例示されたような、当業者に周知の任意の数の方法で表面処理を施されることができる。例えば、当該処理は、インジェクタ処理、ミクロナイザ−への添加、又は単に二酸化チタンのスラリーと混合することによって施され得る。   The titanium dioxide particles can be surface treated in any number of ways well known to those skilled in the art, as exemplified in the above incorporated references. For example, the treatment can be applied by injector treatment, addition to a micronizer, or simply by mixing with a slurry of titanium dioxide.

表面を改質された二酸化チタンは、分散液の総重量に基づいて約10重量%未満の濃度で、典型的には約3〜約5重量%の濃度で、当該分野において既知の好適な技法を用いて水中に分散されることができる。好適な分散の技法の一例は、音波処理である。本開示の表面を改質された二酸化チタンは、カチオン性である。本開示の表面を改質された二酸化チタンの、ゼータ電位の値がゼロの時のpH値によって決定される等電点は、8より大きく、典型的には9より大きく、更により典型的には約9〜約10の範囲にある。等電点は、下記の実施例に記載のゼータ電位測定法を用いて決定することができる。堆積した2官能性化合物の量により、等電点を、少なくとも8.0、より典型的には8.0〜9.0に制御できるが、それは、工場での加工工程及び装飾紙生産の間に、粒子状組成物が分散、及び/又は軟凝集するのを容易にするという点で有利となり得る。等電点が高いということは、その顔料粒子が、装飾紙の完成紙料に導入される際の条件下で、当該顔料がカチオン電荷を帯びることを意味する。カチオン性顔料の表面は、pH 7未満で十分な電荷を帯びているが、陰イオンに帯電した紙繊維と相互に作用しがちである一方で、カチオン性の湿潤強度向上樹脂を吸着しづらくなっている。   Surface-modified titanium dioxide is a suitable technique known in the art at a concentration of less than about 10% by weight, typically about 3 to about 5% by weight, based on the total weight of the dispersion. Can be dispersed in water. An example of a suitable dispersion technique is sonication. The surface modified titanium dioxide of the present disclosure is cationic. The isoelectric point of the surface modified titanium dioxide of the present disclosure, determined by the pH value when the zeta potential value is zero, is greater than 8, typically greater than 9, even more typically. Is in the range of about 9 to about 10. The isoelectric point can be determined using the zeta potential measurement method described in the examples below. Depending on the amount of bifunctional compound deposited, the isoelectric point can be controlled to at least 8.0, more typically 8.0-9.0, which is important during factory processing and decorative paper production. In addition, it may be advantageous in that it facilitates the dispersion and / or soft aggregation of the particulate composition. A high isoelectric point means that the pigment particles are cationically charged under the conditions when the pigment particles are introduced into the furnish of the decorative paper. The surface of the cationic pigment is sufficiently charged at a pH of less than 7, but tends to interact with the anion-charged paper fiber, while being difficult to adsorb the cationic wet strength resin. ing.

典型的には、粒子対粒子の表面処理物は、実質的に均質である。これが意味するのは、それぞれのコア粒子の表面には、ある量のアルミナ又はアルミノリン酸塩が連結しているが、アルミナ及びリン酸塩のレベルにおける粒子間での違いが非常に低くなっており、すべての粒子が水、有機溶剤、又は分散剤の分子と同じように相互作用する(すなわちすべての粒子がその化学的環境と共通のあり方、共通の程度で相互作用する)ようになっているということである。典型的には、処理済二酸化チタン粒子は水中に完全に分散しており、10分未満で、より典型的には約5分未満でスラリーを形成する。「完全に分散した」が意味するのは、分散液が、個々の粒子又は粒子形成段階の間に作り出された粒子の小グループ(硬質骨材)からなり、すべての軟質骨材は、個別の粒子に還元されているということである。   Typically, the particle-to-particle surface treatment is substantially homogeneous. This means that a certain amount of alumina or aluminophosphate is linked to the surface of each core particle, but the difference between the particles at the alumina and phosphate levels is very low. , All particles interact in the same way as water, organic solvent, or dispersant molecules (ie all particles interact with the chemical environment in a common way, to a common degree) That's what it means. Typically, the treated titanium dioxide particles are completely dispersed in water and form a slurry in less than 10 minutes, more typically less than about 5 minutes. "Completely dispersed" means that the dispersion consists of individual particles or a small group of particles (hard aggregate) created during the particle formation stage, and all soft aggregates are individually It is reduced to particles.

このプロセスによる処理の後、既知の手続きによって顔料が回収されるが、当該手続きは、スラリーの中和及び、必要に応じて、濾過、洗浄、乾燥、及び、しばしば、微粒子化のような乾燥粉砕工程を含む。しかしながら、乾燥は必ずしも必要ではない。生成物のスラリーは、水が液相である紙の分散液を用意するのに、直接用いることができるからである。   After treatment by this process, the pigment is recovered by known procedures, which include neutralization of the slurry and, optionally, filtration, washing, drying, and often dry milling such as micronization. Process. However, drying is not always necessary. This is because the product slurry can be used directly to prepare a paper dispersion in which water is the liquid phase.

用途
処理済二酸化チタン粒子は、紙積層体に用いられ得る。本開示の紙積層体は、床材、家具類、カウンターの天板、人工木材の表面材、及び人工石材の表面に有用である。
Applications Treated titanium dioxide particles can be used in paper laminates. The paper laminate of the present disclosure is useful for flooring, furniture, counter tops, artificial wood surface materials, and artificial stone surfaces.

装飾紙
装飾紙は、上述のようにして調製された処理済二酸化チタン及び他の充填剤などの充填剤を包含してよい。他の充填剤のいくつかの例には、滑石、酸化亜鉛、カオリン、炭酸カルシウム、及びそれらの混合物が含まれる。
Decorative Paper The decorative paper may include fillers such as treated titanium dioxide and other fillers prepared as described above. Some examples of other fillers include talc, zinc oxide, kaolin, calcium carbonate, and mixtures thereof.

装飾紙の充填剤成分は、装飾紙の総重量に基づいて、約10重量%〜約65重量%、特に30重量%〜45重量%である。装飾紙のベース部の坪量は、30g/m2〜約300g/m2、特に90g/m2〜110g/m2の範囲であり得る。坪量は、その特定の用途の関数として選択される。 The filler component of the decorative paper is about 10% to about 65% by weight, especially 30% to 45% by weight, based on the total weight of the decorative paper. The basis weight of the base portion of the decorative paper, 30g / m 2 ~ about 300 g / m 2, may range especially 90g / m 2 ~110g / m 2 . The basis weight is selected as a function of that particular application.

紙のシートを形成するためには、二酸化チタンの懸濁液がパルプと混合され得る。例えば、ユ−カリパルプのような製材パルプが水性の分散液に混ぜられる。パルプ分散液のpHは、典型的には約6〜約8、より典型的には約7〜約7.5である。このようなパルプ分散液は、従来の技法により紙を形成するために用いることが可能である。   To form a sheet of paper, a suspension of titanium dioxide can be mixed with the pulp. For example, sawn pulp such as eucalyptus pulp is mixed into an aqueous dispersion. The pH of the pulp dispersion is typically from about 6 to about 8, more typically from about 7 to about 7.5. Such pulp dispersion can be used to form paper by conventional techniques.

針葉樹の木材パルプ(長繊維のパルプ)又はユ−カリのような堅木材のパルプ(短繊維のパルプ)、及びそれらの混合物が、装飾紙ベース部を製造するのにパルプとして有用である。また、綿の繊維又はこれらのすべてのタイプのパルプの混合物を用いることも可能である。針葉樹の木材及び堅木材のパルプの混合物で、それらの割合が、約10:90〜約90:10、及び特に約30:70〜約70:30のものが、有用であり得る。パルプの叩解度は、ショッパーリーグラー型試験機によれば、20度〜約60度SRである。   Coniferous wood pulp (long fiber pulp) or hardwood pulp such as eucalyptus (short fiber pulp), and mixtures thereof are useful as pulp to produce the decorative paper base. It is also possible to use cotton fibers or a mixture of all these types of pulp. Mixtures of coniferous wood and hardwood pulp with a ratio of about 10:90 to about 90:10, and particularly about 30:70 to about 70:30 may be useful. The pulp beating degree is 20 degrees to about 60 degrees SR according to the Shopper Leaguer type testing machine.

装飾紙はまた、カチオン性ポリマーを含有していてもよいが、そのようなカチオン性ポリマーはエピクロロヒドリン、及び三級アミン、又は四級アンモニウム化合物を含み得るが、そのような四級アンモニウム化合物は例えば、クロロヒドロキシプロピルトリメチル塩化アンモニウム又はグリシジルトリメチル塩化アンモニウムである。最も典型的には、上記カチオン性ポリマーは、四級アンモニウム化合物である。ポリアミド/ポリアミンエピクロロヒドリン樹脂、他のポリアミン誘導体、又はポリアミド誘導体、カチオン性ポリアクリレート、変性メラミンホルムアルデヒド樹脂、又はカチオン化デンプンを含む、例えば湿潤強度向上剤のようなカチオン性ポリマーもまた有用であり、分散液を形成するために添加することができる。他の樹脂に含まれるのは、例えば、ジアリルフタレート、エポキシド樹脂、尿素ホルムアルデヒド樹脂、尿素−アクリル酸エステルコポリエステル、メラミンホルムアルデヒド樹脂、メラミンフェノールホルムアルデヒド樹脂、フェノールホルムアルデヒド樹脂、ポリ(メタ)アクリレート及び/又は不飽和ポリエステル樹脂である。上記カチオン性ポリマーは、乾燥ポリマー重量の、紙に用いられているパルプ繊維の総乾燥重量に対する割合で、約0.5〜約1.5%の量で存在する。   The decorative paper may also contain a cationic polymer, but such cationic polymers may contain epichlorohydrin and tertiary amines or quaternary ammonium compounds, but such quaternary ammoniums. The compound is for example chlorohydroxypropyltrimethylammonium chloride or glycidyltrimethylammonium chloride. Most typically, the cationic polymer is a quaternary ammonium compound. Cationic polymers such as wet strength agents are also useful, including polyamide / polyamine epichlorohydrin resins, other polyamine derivatives, or polyamide derivatives, cationic polyacrylates, modified melamine formaldehyde resins, or cationized starch. Yes, can be added to form a dispersion. Other resins include, for example, diallyl phthalate, epoxide resin, urea formaldehyde resin, urea-acrylic ester copolyester, melamine formaldehyde resin, melamine phenol formaldehyde resin, phenol formaldehyde resin, poly (meth) acrylate and / or Unsaturated polyester resin. The cationic polymer is present in an amount of about 0.5 to about 1.5% by weight of the dry polymer relative to the total dry weight of pulp fibers used in the paper.

定着補助剤、湿潤強度向上剤、定着剤、サイジング剤(内部及び表面)、固定化剤、及び有機及び無機着色顔料、染料、光学的増白剤、及び分散剤のようなその他の物質もまた分散液を形成するのに有用であり、紙の望ましい最終的特性を実現するために、必要に応じて添加してよい。定着補助剤は、二酸化チタン及び他の微細な構成要素が製紙プロセス中に失われるのを最小化するために添加される。それにより追加的なコストが必要となるが、それは、湿潤強度向上剤のような他の添加剤を用いる場合も同様である。   Fixing aids, wet strength improvers, fixing agents, sizing agents (internal and surface), fixing agents, and other materials such as organic and inorganic color pigments, dyes, optical brighteners, and dispersants are also Useful to form dispersions and may be added as needed to achieve the desired final properties of the paper. Fixing aids are added to minimize the loss of titanium dioxide and other fine components during the papermaking process. This necessitates additional costs, as is the case with other additives such as wet strength improvers.

紙積層体に用いられる紙の例が、米国特許第6599592号(その開示内容は、あらゆる目的で、参照により、あたかも完全に記載されたかのように、本開示に組み込まれる)と、米国特許第5679219号、同第6706372号、及び米国特許第6783631号を含むが、ただしそれらに限られない、上記の組み込まれた参照文献とに見出され得る。   Examples of paper used in paper laminates are US Pat. No. 6,599,592, the disclosure of which is incorporated by reference for all purposes as if fully set forth in the present disclosure, and US Pat. No. 5,679,219. No. 6,706,372, and US Pat. No. 6,783,631 can be found in the above incorporated references including, but not limited to:

上に示したように、紙は典型的には、多くの構成要素を含むが、それらには例えば、さまざまな顔料、定着剤、及び湿潤強度向上剤が含まれる。顔料は例えば、最終製品の紙に、不透明さ及び白さのような所望の特性を付与し、広く用いられている顔料は二酸化チタンである。   As indicated above, paper typically contains many components, including, for example, various pigments, fixing agents, and wet strength improvers. Pigments, for example, impart desired properties such as opacity and whiteness to the final product paper, and a widely used pigment is titanium dioxide.

処理済二酸化チタン粒子は、任意の従来の方法で装飾紙を調製するために用いることができるが、少なくとも一部分の、典型的には、このような製紙に典型的に用いられるすべての二酸化チタン顔料は、処理済二酸化チタン顔料により置換される。   The treated titanium dioxide particles can be used to prepare decorative paper in any conventional manner, but at least a portion of all the titanium dioxide pigments typically used in such papermaking. Is replaced by a treated titanium dioxide pigment.

上に示したように、本開示による装飾紙は不透明で、セルロースパルプ系シートは二酸化チタン顔料成分を、約45重量%以下、より典型的には約10重量%〜約45重量%、及び更により典型的には約25重量%〜約42重量%の量で含有するが、当該二酸化チタン顔料成分は、すべての又はいくらかの、本開示による処理済二酸化チタン粒子を含む。1つの典型的な実施形態においては、処理済二酸化チタン顔料成分は、(二酸化チタン顔料成分の重量に基づいて)少なくとも約25重量%、及びより典型的には、少なくとも約40重量%の本開示の処理済二酸化チタン顔料を含む。他の典型的な実施形態においては、二酸化チタン顔料成分は、本質的に、本開示の処理済二酸化チタン顔料よりなる。更に他の典型的な実施形態においては、二酸化チタン顔料成分は、本開示の処理済二酸化チタン顔料のみを実質的に含む。   As indicated above, the decorative paper according to the present disclosure is opaque and the cellulosic pulp-based sheet comprises no more than about 45 wt.%, More typically about 10 wt.% To about 45 wt. More typically from about 25% to about 42% by weight, the titanium dioxide pigment component comprises all or some of the treated titanium dioxide particles according to the present disclosure. In one exemplary embodiment, the treated titanium dioxide pigment component is at least about 25% by weight (based on the weight of the titanium dioxide pigment component), and more typically at least about 40% by weight of the present disclosure. Of treated titanium dioxide pigment. In other exemplary embodiments, the titanium dioxide pigment component consists essentially of the treated titanium dioxide pigment of the present disclosure. In yet another exemplary embodiment, the titanium dioxide pigment component substantially comprises only the treated titanium dioxide pigment of the present disclosure.

紙積層体
本開示による紙積層体は、多くの先に組み込んだ参照文献に記載されているように、当業者には周知の、任意の従来のプロセスによって作製することができる。
Paper Laminates Paper laminates according to the present disclosure can be made by any conventional process well known to those skilled in the art, as described in many previously incorporated references.

典型的には、紙積層体を作製するプロセスは、未加工の材料から始まるが、それらは、フェノール樹脂及びメラミン樹脂のような含浸用樹脂と、茶色の紙(例えば、クラフト紙)、及び高級印刷用紙(本開示による積層紙)である。   Typically, the process of making paper laminates begins with raw materials, which are impregnating resins such as phenolic and melamine resins, brown paper (eg, kraft paper), and premium Printing paper (laminated paper according to the present disclosure).

茶色の紙は、含浸用樹脂の担体として機能し、最終的な積層体の強度を補い、厚みを増やす。高級紙は、装飾用シートである。例えば、全面色のもの、パターンが印刷されたもの、又は木目生地が印刷されたものなどである。   The brown paper functions as a carrier for the impregnating resin, supplements the strength of the final laminate and increases the thickness. High-grade paper is a decorative sheet. For example, it may be a full color, a pattern printed, or a wood grain printed.

工業規模のプロセスにおいては、紙のロールが典型的には、樹脂処理機の「ウェットエンド」にあるスピンドルに装填され、樹脂が含浸される。高級な(装飾用)表面の紙は、紙の表面の(装飾的)見た目に影響しないように、メラミン樹脂のような透明な樹脂により処理される。茶色の紙にとって見た目は重要ではないので、フェノール樹脂のような色のついた樹脂で処理されてもよい。   In industrial scale processes, a roll of paper is typically loaded onto a spindle at the “wet end” of a resin processor and impregnated with resin. High-quality (decorative) surface paper is treated with a transparent resin such as melamine resin so as not to affect the (decorative) appearance of the paper surface. Since the appearance is not important for brown paper, it may be treated with a colored resin such as a phenolic resin.

紙に樹脂を含浸させるためには、2つの方法が一般に用いられている。普通の(そして最も速く最も効率的な)方法は、「リバースロールコーティング」と呼ばれている。このプロセスにおいては、紙は2つの大きなローラ間に引き出され、一方のローラが、紙の一方の側に薄く樹脂のコーティングを施す。紙が乾燥用炉に向けて運ばれる間、この薄いコーティングは、紙に浸透するための時間を与えられる。ほぼすべての茶色の紙は、リバースロールプロセスにより処理されるが、それは同プロセスがより効率的であり、完全なコーティングをより少ない樹脂で、無駄をより少なくして施すことが可能であるからである。   Two methods are commonly used to impregnate paper with resin. The usual (and fastest and most efficient) method is called “reverse roll coating”. In this process, the paper is drawn between two large rollers, with one roller applying a thin resin coating on one side of the paper. This thin coating is given time to penetrate the paper while it is transported towards the drying oven. Almost all brown paper is processed by a reverse roll process, because the process is more efficient and can be applied to a complete coating with less resin and less waste. is there.

他の方法は、「浸漬および絞り出し」プロセスであり、紙が樹脂のバットに引き出され、次にローラを通して余分な樹脂を搾り取るものである。表面用(装飾用)紙は普通、浸漬および絞り出しプロセスにより樹脂を含浸させられるが、それは、同プロセスは速度が遅いものの、含浸用樹脂をより分厚くコーティングすることが可能であり、最終的な積層物の表面特性、例えば、耐久性、防汚性、及び耐熱性を改善し得るからである。   Another method is the “dipping and squeezing” process, where the paper is drawn into a resin vat and then squeezed out of excess resin through a roller. Surface (decorative) paper is usually impregnated with resin by a dipping and squeezing process, which allows the impregnating resin to be coated thicker and the final lamination, although the process is slower This is because the surface characteristics of the object, such as durability, antifouling property, and heat resistance can be improved.

樹脂を含浸させた後、紙(連続するシートとしての)は、乾燥(処理)用炉を、「ドライエンド」へと通されて、そこで複数のシートに切断される。   After impregnating the resin, the paper (as a continuous sheet) is passed through a drying (processing) oven to a “dry end” where it is cut into a plurality of sheets.

樹脂が含浸された紙は、その厚みが一貫しているべきであり、そうすれば最終的積層体に凹凸が生じるのを回避できる。   The paper impregnated with the resin should have a consistent thickness so that irregularities in the final laminate can be avoided.

積層体の構成要素を集めたアセンブリにおいては、上面は一般に、表面用紙であるが、それは最終的な積層体がどのように見えるかは、主としてこの表面用紙によって決まるからである。しかし、固化すると実質的に透明になる最上層の「表面」シートが、装飾用シートの上に置かれてもよい。それは例えば、最終的な積層体の見た目に深さを加えるためであり、同積層体の耐摩耗性を高めるためである。   In an assembly that collects the components of the laminate, the top surface is typically a face sheet, since the appearance of the final laminate is primarily determined by the face sheet. However, an uppermost “surface” sheet that becomes substantially transparent when solidified may be placed over the decorative sheet. This is for example to add depth to the appearance of the final laminate and to increase the wear resistance of the laminate.

表面用の紙が明るい色合いの単色である積層体において、上質で白色の紙を追加的に1枚、印刷された表面シートの下に配置してもよい。そうすることで、琥珀色のフェノール充填剤シートが、明るい表面の色に干渉するのを防ぐことができる。   In a laminate in which the surface paper is a single color with a light color, an additional sheet of high-quality white paper may be placed under the printed surface sheet. By doing so, the amber phenolic filler sheet can be prevented from interfering with the color of the bright surface.

積層体表面の手触りは、肌理を設けた紙及び/又は材料を積み重ねたビルドアップとともにプレス機に挿入されるプレートにより決定される。典型的には、鋼のプレートが用いられるが、よく研磨されたプレートでは光沢のある仕上げになり、凹凸にエッチングされたプレートでは、マット状の仕上げになる。   The touch of the surface of the laminate is determined by a plate that is inserted into the press with a build-up of textured paper and / or materials. Typically, a steel plate is used, with a well polished plate having a glossy finish, and a plate etched into irregularities has a matte finish.

最終的なビルドアップはプレス機に送られ、それぞれのビルドアップ(一対の積層体)は、上記の鋼板により、次のビルドアップから分離される。プレス機では、水槌ポンプ等により、圧力がビルドアップにかけられる。低圧及び高圧法が、紙積層体を作製するために用いられる。典型的には、少なくとも5MPa(800psi)、時には10.34MPa(1500psi)もの圧力がかけられる一方、過熱した水又は蒸気をプレス機に内蔵のジャケット部を介して通すことにより、摂氏121度(華氏250度)より高い温度まで上げられる。ビルドアップはこれらの温度及び圧力条件の下に、一定の時間(典型的には約1時間)保持されるが、この時間は、樹脂が含浸された紙の中の樹脂が再液化し、流動し、固化し、紙の積み重なったスタックを結合して、最終的な装飾用積層体の単一のシートにするのに必要な時間である。   The final buildup is sent to a press machine, and each buildup (a pair of laminates) is separated from the next buildup by the steel plate. In the press machine, pressure is applied to build up by a water tank pump or the like. Low pressure and high pressure methods are used to make the paper laminate. Typically, pressures of at least 5 MPa (800 psi), and sometimes as much as 10.34 MPa (1500 psi), are applied, while superheated water or steam is passed through a built-in jacket in the press to 121 degrees Celsius (Fahrenheit). 250 degrees). Build-up is maintained under these temperature and pressure conditions for a period of time (typically about 1 hour) during which time the resin in the paper impregnated with resin re-liquefies and flows. This is the time required to solidify and combine the stacked stacks of paper into a single sheet of final decorative laminate.

プレス機から積層体を取り出すと、積層体のシートは分離されて、最終製品の望ましいサイズにまでトリミングされる。典型的には積層体の裏側も、(例えば、サンディングすることによって)粗面にされ、合板、硬質繊維板、パーティクルボード、複合材等のような、1つ又はそれ以上の基材に接合するために良好な接着面を提供する。当業者が認識するであろうように、基材と接着剤の必要と選択は、積層体の所望の最終的な用途に依存する。   When the laminate is removed from the press, the laminate sheets are separated and trimmed to the desired size of the final product. Typically, the back side of the laminate is also roughened (eg, by sanding) and bonded to one or more substrates, such as plywood, hard fiberboard, particleboard, composite, etc. In order to provide a good adhesive surface. As those skilled in the art will appreciate, the need and choice of substrate and adhesive will depend on the desired end use of the laminate.

後続の実施例、すなわち例示的且つ典型的な本開示の実施形態の説明は、本開示の範囲を制限することを意図しない。さまざまな修正、代替的構造、及び等価物が、付属の請求項の真の精神と範囲から逸脱することなく、採用され得る。   The following examples, i.e. exemplary and exemplary descriptions of embodiments of the present disclosure, are not intended to limit the scope of the present disclosure. Various modifications, alternative constructions, and equivalents may be employed without departing from the true spirit and scope of the appended claims.

ZetaProbe(Colloidal Dynamics社)を用いた等電点の特徴づけ:
顔料の固形分4%のスラリーを分析カップ内に入れた。動電音響(ESA)プローブ及びpHプローブを、撹拌した顔料懸濁液に沈めた。次に、撹拌した懸濁液の滴定を、2規定度のKOHを塩基の滴定液として、2規定度のHNO3を酸の滴定液として実行した。酸の入っているレグをpH 4に下がるまで滴定し、塩基の入っているレグをpH 9に上がるまで滴定するために、機械パラメータを選定した。O’Brienら*が説明している動電音響技術を用いて測定された粒子の動的流動性のスペクトルからゼータ電位が判定された。顔料の等電点は、典型的にはpH/ゼータ電位曲線に沿ってゼータ電位がゼロに等しくなるところを補間して決定される。
Characterization of isoelectric points using ZetaProbe (Colloidal Dynamics):
A 4% solids slurry of pigment was placed in an analytical cup. Electrokinetic acoustic (ESA) and pH probes were submerged in the stirred pigment suspension. Next, titration of the stirred suspension was performed using 2N KOH as the base titrant and 2N HNO 3 as the acid titrant. Mechanical parameters were selected to titrate the acid containing leg to pH 4 and titrate the base containing leg to pH 9. The zeta potential was determined from the dynamic fluidity spectrum of the particles measured using the electrokinetic acoustic technique described by O'Brien et al. * . The isoelectric point of the pigment is typically determined by interpolating along the pH / zeta potential curve where the zeta potential is equal to zero.

*O’Brien R.W.,Cannon D.W.,Rowlands W.N.J.Colloid Interface Sci.173,406〜418(1995)。
O’Brien R.W.,Jones A.,Rowlands W.N.Colloids and Surfaces A 218,89〜101(2003)。
* O'Brien R. W. , Cannon D. W. , Rowlands W. N. J. et al. Colloid Interface Sci. 173, 406-418 (1995).
O'Brien R.M. W. Jones A. , Rowlands W. N. Colloids and Surfaces A 218, 89-101 (2003).

(実施例1):
アルミナでコーティングされた二酸化チタン顔料(DuPont R−796)の30%(w/w)のスラリー200gを、ジャケット付き250mLビーカに入れて、摂氏55度に加熱する。表面処理の間中、オーバーヘッドスターラーに取り付けたプロペラブレードを使って、スラリーを撹拌する。このスラリーの摂氏55度でのpH測定値は、5.5とする。28.7%のSiO2含有量(顔料の重量に基づいて約7%のSiO2)を有する、14.6gのナトリウムケイ酸塩ゾルを20ccの注射器に入れる。当該ゾルを、添加完了に必要な時間が20分以内になるように、0.7mL/minの速さで加える。ケイ酸塩を添加している間中、同時に20%のHCl溶液を加えることで、pHを5.0〜5.5の範囲に維持する。ケイ酸塩の添加が完了した後、この混合物はそのpHとその温度に30分間保持する。18.8gの43%ナトリウムアルミン酸塩ゾル(24%のAl23含有量であり、顔料の重量に基づいて約7%のAl23)を、20ccの注射器に入れる。当該ゾルを、添加が10分以内に起こるような速度で添加する。pHは10まで上がるのを可能とされ、同時に20%のHCl溶液を添加し始めることで、pH 10を維持する。この期間の後で、0.68g(7mmol%)の3−(2−アミノエチル)−2,4−ペンタンジオンが撹拌されているスラリーに添加される。pHが10に調整され、その状態で30分間保持する。この時間の後で、20%のHClを更に添加することにより、pHは5.5に低下させられ、pH 5.5に30分間保持される。スラリーを、ワットマン#2濾紙を装着したブフナー漏斗に通して真空濾過する。これにより生成するケークを、4×100mLの脱イオン水で洗浄し、ペトリ皿の上に移し、摂氏110度で16時間、乾燥する。乾燥したケークを、乳鉢と乳棒を用いて細かく砕く。本顔料の固形分10%のスラリーは、pH 6.5となることが期待される。本顔料の固形分4%のスラリーは、等電点(ZetaProbe)が8.9となることが期待される。比較例として、開始時点のR−796顔料は単独では、等電点が6.9であった。
(Example 1):
200 g of a 30% (w / w) slurry of titanium dioxide pigment coated with alumina (DuPont R-796) is placed in a jacketed 250 mL beaker and heated to 55 degrees Celsius. During the surface treatment, the slurry is agitated using a propeller blade attached to an overhead stirrer. The measured pH value of this slurry at 55 degrees Celsius is 5.5. 14.6 g of sodium silicate sol with a 28.7% SiO 2 content (about 7% SiO 2 based on the weight of the pigment) is placed in a 20 cc syringe. The sol is added at a rate of 0.7 mL / min so that the time required to complete the addition is within 20 minutes. During the addition of the silicate, the pH is maintained in the range of 5.0-5.5 by simultaneously adding 20% HCl solution. After the silicate addition is complete, the mixture is held at its pH and temperature for 30 minutes. 18.8 g of 43% sodium aluminate sol (24% Al 2 O 3 content, approximately 7% Al 2 O 3 based on pigment weight) is placed in a 20 cc syringe. The sol is added at a rate such that the addition occurs within 10 minutes. The pH is allowed to rise to 10, while maintaining pH 10 by starting to add 20% HCl solution. After this period, 0.68 g (7 mmol%) of 3- (2-aminoethyl) -2,4-pentanedione is added to the stirred slurry. The pH is adjusted to 10 and held in that state for 30 minutes. After this time, the pH is lowered to 5.5 by further addition of 20% HCl and held at pH 5.5 for 30 minutes. The slurry is vacuum filtered through a Buchner funnel fitted with Whatman # 2 filter paper. The resulting cake is washed with 4 × 100 mL deionized water, transferred onto a Petri dish and dried at 110 degrees Celsius for 16 hours. Crush the dried cake with a mortar and pestle. A slurry with a solid content of 10% of this pigment is expected to have a pH of 6.5. The slurry having a solid content of 4% is expected to have an isoelectric point (ZetaProbe) of 8.9. As a comparative example, the R-796 pigment at the start point alone had an isoelectric point of 6.9.

(実施例2):
アルミナでコーティングされた二酸化チタン顔料(DuPont R−796)の30%(w/w)のスラリー200gを、ジャケット付き250mLビーカに入れて、摂氏55度に加熱する。オーバーヘッドスターラーに取り付けたプロペラブレードを使って、スラリーを撹拌する。28.7%のSiO2含有量(顔料の重量に基づいて約7%のSiO2)を有する、14.6gのナトリウムケイ酸塩ゾルを20ccの注射器に入れる。当該ゾルを、添加完了が20分以内になるような速さで加える。ケイ酸塩を添加している間中、同時に20%のHCl溶液を加えることで、pHを5.0〜5.5の範囲に維持する。ケイ酸塩の添加が完了した後、この混合物はそのpHとその温度に30分間保持する。18.8gの43%ナトリウムアルミン酸塩ゾル(24%のAl23含有量であり、顔料の重量に基づいて約7%のAl23)を、20ccの注射器に入れる。当該ゾルを、添加が10分以内に起こるような速度で添加する。pHは10まで上がるのを可能とされ、同時に20%のHCl溶液を添加し始めることで、pH 10を維持する。アルミン酸塩の添加が完了した後で、3.4g(5mmol%)のJeffamine(登録商標)ED−900に3−オキソブタンアミドを付加したものが、撹拌されたスラリーに添加される。pHが10になるように調整され、30分間維持される。この時間の後で、20%のHClを更に添加することにより、pHは5.5に低下させられ、pH 5.5に30分間保持される。実施例1に説明したように、スラリーを濾過し、洗浄し、乾燥し、細かく砕く。本顔料の固形分10%のスラリーは、pH 6.5となることが期待される。本顔料の固形分4%のスラリーは、等電点(ZetaProbe)が8.9となることが期待される。
(Example 2):
200 g of a 30% (w / w) slurry of titanium dioxide pigment coated with alumina (DuPont R-796) is placed in a jacketed 250 mL beaker and heated to 55 degrees Celsius. The slurry is agitated using a propeller blade attached to an overhead stirrer. 14.6 g of sodium silicate sol with a 28.7% SiO 2 content (about 7% SiO 2 based on the weight of the pigment) is placed in a 20 cc syringe. The sol is added at such a rate that the addition is complete within 20 minutes. During the addition of the silicate, the pH is maintained in the range of 5.0-5.5 by simultaneously adding 20% HCl solution. After the silicate addition is complete, the mixture is held at its pH and temperature for 30 minutes. 18.8 g of 43% sodium aluminate sol (24% Al 2 O 3 content, approximately 7% Al 2 O 3 based on pigment weight) is placed in a 20 cc syringe. The sol is added at a rate such that the addition occurs within 10 minutes. The pH is allowed to rise to 10, while maintaining pH 10 by starting to add 20% HCl solution. After the addition of the aluminate is complete, 3.4 g (5 mmol%) of Jeffamine® ED-900 plus 3-oxobutanamide is added to the stirred slurry. The pH is adjusted to 10 and maintained for 30 minutes. After this time, the pH is lowered to 5.5 by further addition of 20% HCl and held at pH 5.5 for 30 minutes. As described in Example 1, the slurry is filtered, washed, dried and comminuted. A slurry with a solid content of 10% of this pigment is expected to have a pH of 6.5. The slurry having a solid content of 4% is expected to have an isoelectric point (ZetaProbe) of 8.9.

(実施例3):
3330gの、固形分30%(w/w)のR−796スラリー(すなわち、約1Kgの乾燥顔料を生成するのに十分な量)が、5Lのステンレス鋼製のペール缶に入れ、摂氏55度にホットプレート上で加熱する。オーバーヘッドスターラーに取り付けたプロペラブレードを使って、スラリーをずっと撹拌する。242gの、28.7%のSiO2含有量(顔料の重量に基づいて約7%のSiO2)を有するナトリウムケイ酸塩ゾルを、ペール缶上にセットした滴下漏斗に入れる。当該シリカゾルを、添加完了に必要な時間が20分以内になるような速さで加える。ケイ酸塩を添加している間中、同時に20%のHCl溶液を加えることで、pHを5.0〜5.5の範囲に維持する。ケイ酸塩の添加が完了した後、この混合物はそのpHとその温度に30分間保持する。次に、310gの、43%ナトリウムアルミン酸塩ゾル(顔料の重量に基づいて約7%のAl23)が同様にして添加される。添加速度は、漏斗の中の内容物が20分以内に添加されるようにするように制御される。pHは10まで上がるのを可能とされ、同時に20%のHCl溶液を添加し始めることで、pH 10を維持する。アルミン酸塩の添加が完了した後で、8.2g(5mmol%)のN−(2−アミノエチル)−3−オキソブタンアミドを、撹拌されたスラリーに添加する。pHが10になるように調整され、30分間維持される。この時間の後で、20%のHClを更に添加することにより、pHは5.5に低下させられ、30分間保持される。スラリーを、ワットマン#2濾紙を装着した大きなブフナー漏斗に通して真空濾過する。その結果得られたケークを、濾過液の導電性が、0.2mS/cm未満に低下するまで、脱イオン水で洗浄する。湿潤状態のケークを、アルミニウム製のパンに移し、摂氏110度で16時間乾燥する。乾燥したケークを細かく砕き、325メッシュスクリーンを通してふるいにかける。蒸気ジェットミルによって、この材料の最終的な粉砕を実行する。本顔料の固形分10%のスラリーは、pH 6.5となることが期待される。本顔料の固形分4%のスラリーは、等電点(ZetaProbe)が8.9となることが期待される。
(Example 3):
3330 g of a 30% solids (w / w) R-796 slurry (ie, sufficient to produce about 1 Kg of dry pigment) was placed in a 5 L stainless steel pail, 55 degrees Celsius Heat on a hot plate. Stir the slurry all the time using a propeller blade attached to an overhead stirrer. 242 g of sodium silicate sol with 28.7% SiO 2 content (about 7% SiO 2 based on pigment weight) is placed in a dropping funnel set on a pail can. The silica sol is added at such a rate that the time required to complete the addition is within 20 minutes. During the addition of the silicate, the pH is maintained in the range of 5.0-5.5 by simultaneously adding 20% HCl solution. After the silicate addition is complete, the mixture is held at its pH and temperature for 30 minutes. Next, 310 g of 43% sodium aluminate sol (about 7% Al 2 O 3 based on the weight of the pigment) is added in the same manner. The addition rate is controlled so that the contents in the funnel are added within 20 minutes. The pH is allowed to rise to 10, while maintaining pH 10 by starting to add 20% HCl solution. After the addition of the aluminate is complete, 8.2 g (5 mmol%) of N- (2-aminoethyl) -3-oxobutanamide is added to the stirred slurry. The pH is adjusted to 10 and maintained for 30 minutes. After this time, the pH is lowered to 5.5 by further addition of 20% HCl and held for 30 minutes. The slurry is vacuum filtered through a large Buchner funnel fitted with Whatman # 2 filter paper. The resulting cake is washed with deionized water until the conductivity of the filtrate drops below 0.2 mS / cm. The wet cake is transferred to an aluminum pan and dried at 110 degrees Celsius for 16 hours. The dried cake is crushed and sieved through a 325 mesh screen. The final grinding of this material is carried out by means of a steam jet mill. A slurry with a solid content of 10% of this pigment is expected to have a pH of 6.5. The slurry having a solid content of 4% is expected to have an isoelectric point (ZetaProbe) of 8.9.

(実施例4):
40%の乾燥固形物の、シリカ含有カチオン化自己分散型顔料のスラリーが、コウルズブレードを装着した高速分散機で連続的に撹拌しつつ、200gの顔料を300gの脱イオン水に添加して作成される。1規定度の塩酸溶液が、pH 5になるまで、静かに撹拌しながら添加される。次に、顔料を、5000rpmで10分間にわたり分散させる。速度を1000rpmに落として、pHをチェックし、pH 5.0(±0.2単位)に少なくとも1分間、1規定度のHClを添加し続けることによって維持する。次に、0.625%のユ−カリパルプを含む薄いパルプ原料と、Kymene(登録商標)617のような市販のポリアミド/ポリアミン湿潤強度向上樹脂(WSR,乾燥パルプに基づいて0.75%の乾燥樹脂重量)を、ブレンドする。薄いパルプ原料のpH測定値は5.9である。6.4gの40% TiO2スラリーを、300gの薄いパルプ原料に、撹拌しながら添加することにより完成紙料がアセンブルされる。0.1規定度のNaOHを用いて、pHが7.0〜7.2になるように上方に調整する。市販の手漉き紙形成機(PTI社製Rapid−Kothen)に加える前に、0.12gのコロイドシリカのアリコートを、歩留まり向上剤として撹拌しながら添加する。このプロセスにより生産された手漉き紙は、40%の灰分を包含し、坪量が101gsmであった。これは、70%の、TiO2初回通過残存率に対応する。
(Example 4):
A slurry of 40% dry solid, silica-containing cationized self-dispersing pigment was added to 300 g of deionized water while stirring continuously with a high speed disperser equipped with a Cowles blade. Created. A 1 N hydrochloric acid solution is added with gentle agitation until pH 5 is reached. The pigment is then dispersed for 10 minutes at 5000 rpm. Reduce speed to 1000 rpm, check pH and maintain by continuing to add 1 normal HCl to pH 5.0 (± 0.2 units) for at least 1 minute. Next, a thin pulp stock containing 0.625% eucalyptus pulp and a commercially available polyamide / polyamine wet strength resin such as Kymene® 617 (WSR, 0.75% dry based on dry pulp) The resin weight) is blended. The pH measurement of the thin pulp material is 5.9. The furnish is assembled by adding 6.4 g of 40% TiO 2 slurry to 300 g of thin pulp stock with stirring. Using 0.1 normal NaOH, the pH is adjusted upwards to 7.0-7.2. An aliquot of 0.12 g colloidal silica is added with stirring as a yield improver before being added to a commercial handmade paper forming machine (Rapid-Kothen from PTI). The handmade paper produced by this process contained 40% ash and had a basis weight of 101 gsm. This corresponds to a TiO 2 first pass survival rate of 70%.

比較例1:
固形分35%(w/w)の、DuPont社のR−796+顔料のスラリーを脱イオン水に入れたものを、10%の水酸化ナトリウム溶液で処理して、pHを9〜9.5にする。高速分散機にコウルズブレードを装着し、5000rpmで10分間運転して、当該スラリーを分散させる。pHをチェックし、pHが9.2(±0.2単位)となるように、少なくとも1分間、10%の水酸化ナトリウムを添加し続けて、維持する。4.3gのスラリーを、0.625%のユ−カリパルプと、Kymene(登録商標)617 WSR(乾燥パルプに基づいて0.75%の乾燥樹脂重量)とを含む薄いパルプ原料300g)に、撹拌しながら加えた。更に別の等しい量のWSRを加え、1分間撹拌して、すぐに、この紙形成用混合物を、市販の手漉き紙形成機(PTI社製Rapid−Kothen)に移す。この機械は自動的に、シートを形成して、シートを脱水する。形成されたシートを、機械から取り出して、減圧下、摂氏93度で10分間乾燥する。坪量、及びシート中のTiO2の割合が、次に判定される。上記のレシピは、薄いパルプ原料に加えるTiO2分散液の量を変更して灰分の割合を調整し、顔料の残留率を補正する。このようにして、坪量が95〜100gsmで、40%の灰分を有する手漉き紙シートが作成可能である。
Comparative Example 1:
A slurry of DuPont's R-796 + pigment in 35% (w / w) solids in deionized water is treated with 10% sodium hydroxide solution to a pH of 9-9.5. To do. A Cowl's blade is attached to a high-speed disperser, and the slurry is dispersed by operating at 5000 rpm for 10 minutes. Check the pH and keep adding 10% sodium hydroxide for at least 1 minute to maintain a pH of 9.2 (± 0.2 units). 4.3 g of slurry is stirred into a thin pulp stock (300 g) containing 0.625% eucalyptus pulp and Kymene® 617 WSR (0.75% dry resin weight based on dry pulp) Added while. Add another equal amount of WSR, stir for 1 minute, and immediately transfer this paper forming mixture to a commercial handmade paper forming machine (Rapid-Kothen from PTI). The machine automatically forms a sheet and dehydrates the sheet. The formed sheet is removed from the machine and dried at 93 degrees Celsius for 10 minutes under reduced pressure. The basis weight and the proportion of TiO 2 in the sheet are then determined. In the above recipe, the amount of TiO 2 dispersion added to the thin pulp raw material is changed to adjust the proportion of ash and correct the residual rate of the pigment. In this way, a handmade paper sheet having a basis weight of 95 to 100 gsm and 40% ash can be produced.

Claims (23)

自己分散型顔料を含む装飾紙であって、前記自己分散型顔料は少なくとも約8、より典型的には約8〜約10の等電点を有し、シリカ処理物と最外処理物とを有する無機粒子を含み、前記最外処理物は、順番に、
(a)アルミニウム化合物又は塩基性アルミン酸塩を加水分解し、含水アルミナの面を堆積する工程と、及び
(b)2官能性化合物を添加する工程であって、前記2官能性化合物は、
i.前記2官能性化合物を前記顔料の表面に連結させるアンカー基、及び
ii.一級、二級、又は三級アミンを含む塩基性アミン基、を含む、2官能性化合物を添加する工程と、により調製される、装飾紙。
A decorative paper comprising a self-dispersing pigment, wherein the self-dispersing pigment has an isoelectric point of at least about 8, more typically from about 8 to about 10, Including the inorganic particles, the outermost processed material in order,
(A) a step of hydrolyzing an aluminum compound or a basic aluminate and depositing a surface of hydrous alumina; and (b) a step of adding a bifunctional compound, wherein the bifunctional compound is:
i. An anchor group linking the bifunctional compound to the surface of the pigment, and ii. A decorative paper prepared by adding a bifunctional compound comprising a basic amine group comprising a primary, secondary, or tertiary amine.
不透明なセルロースパルプ系シートを更に含む、請求項1に記載の装飾紙。   The decorative paper according to claim 1, further comprising an opaque cellulose pulp-based sheet. 含浸用樹脂を更に含む、請求項1に記載の装飾紙。   The decorative paper according to claim 1, further comprising an impregnating resin. 前記含浸用樹脂はフェノール樹脂又はメラミン樹脂である、請求項3に記載の装飾紙。   The decorative paper according to claim 3, wherein the impregnating resin is a phenol resin or a melamine resin. 前記無機粒子は、ZnO、TiO2、SrTiO3、BaSO4、PbCO3、BaTiO3、Ce23、Al23、CaCO3、又はZrO2である、請求項1に記載の装飾紙。 The inorganic particles, ZnO, TiO 2, SrTiO 3 , BaSO 4, PbCO 3, BaTiO 3, Ce 2 O 3, Al 2 O 3, CaCO 3, or ZrO 2, the decorative paper according to claim 1. 前記無機粒子は、表面積が少なくとも10m2/gであり、好ましくは、15m2/gより大きい、自己分散型TiO2顔料である、請求項5に記載の装飾紙。 The inorganic particles have a surface area of at least 10 m 2 / g, preferably, greater than 15 m 2 / g, a self-dispersion TiO 2 pigment, decorative paper according to claim 5. 前記アンカー基は、カルボン酸官能基、ジカルボン酸基、オキソアニオン官能基、1,3−ジケトン、3−ケトアミド、1,3−ジケトンの誘導体、又は3−ケトアミドの誘導体である、請求項6に記載の装飾紙。   The anchor group is a carboxylic acid functional group, a dicarboxylic acid group, an oxoanion functional group, a 1,3-diketone, a 3-ketoamide, a 1,3-diketone derivative, or a 3-ketoamide derivative. Decorative paper as described. 前記カルボン酸官能基は、アセテート、又はその塩を含み、且つ前記ジカルボン酸基は、マロネート、スクシネート、グルタレート、アジペート、又はそれらの塩を含む、請求項7に記載の装飾紙。   The decorative paper according to claim 7, wherein the carboxylic acid functional group includes acetate or a salt thereof, and the dicarboxylic acid group includes malonate, succinate, glutarate, adipate, or a salt thereof. 前記ジケトンは、2,4−ペンタンジオン、3−(2−アミノエチル)−2,4−ペンタンジオン、又は、C−3で、アンミン若しくはアミン含有官能基、又はそれらの塩により置換した2,4−ペンタンジオンの誘導体である、請求項6に記載の装飾紙。   The diketone is 2,4-pentanedione, 3- (2-aminoethyl) -2,4-pentanedione, or C-3 substituted with an ammine- or amine-containing functional group or a salt thereof. The decorative paper according to claim 6, which is a derivative of 4-pentanedione. 前記オキソアニオン官能基は、置換リン酸塩、ホスホン酸塩、硫酸塩、又はスルホン酸塩を含む、請求項7に記載の装飾紙。   The decorative paper of claim 7, wherein the oxoanion functional group comprises a substituted phosphate, phosphonate, sulfate, or sulfonate. 前記塩基性アミンは、アンミン;炭素原子数が1〜8のN−アルキルアミン;炭素原子数が3〜6のN−シクロアルキルアミン;炭素原子数が2〜16のN,N−ジアルキルアミン;炭素原子数が6〜12のN,N−ジシクロアルキルアミン;又はアルキル及びシクロアルキル置換基の混合物を含む、請求項3に記載の自己分散型顔料。   The basic amine is ammine; N-alkylamine having 1 to 8 carbon atoms; N-cycloalkylamine having 3 to 6 carbon atoms; N, N-dialkylamine having 2 to 16 carbon atoms; A self-dispersing pigment according to claim 3, comprising an N, N-dicycloalkylamine having 6 to 12 carbon atoms; or a mixture of alkyl and cycloalkyl substituents. 前記2官能性化合物は、前記アンカー基を前記塩基性アミン基に化学的に結合する連結基Xnを更に含み、前記連結基は、炭素原子数が1〜8のアルキル鎖と、ポリ(オキシエチレン)若しくはポリ(オキシプロピレン)、又はそれらの混合物を含むポリエーテルアミンとを含み、それにより前記連結基の重量平均分子量が約220〜約2000となり、炭素原子、酸素原子、窒素原子、リン原子、又は硫黄原子が、前記連結基と前記アンカー基との間の結合位置を構成する、請求項6に記載の装飾紙。 The bifunctional compound further includes a linking group Xn that chemically bonds the anchor group to the basic amine group, and the linking group includes an alkyl chain having 1 to 8 carbon atoms, poly (oxy) Ethylene) or poly (oxypropylene), or a polyetheramine containing a mixture thereof, whereby the linking group has a weight average molecular weight of about 220 to about 2000, and includes carbon atoms, oxygen atoms, nitrogen atoms, phosphorus atoms Or the decorative paper of Claim 6 in which a sulfur atom comprises the coupling | bonding position between the said coupling group and the said anchor group. 前記2官能性化合物は、
(i)以下の構造を持つアミノマロネート誘導体と:
Figure 2016501320
式中Xは、前記アンカー基を前記塩基性アミン基に化学的に結合する連結基であり;
R’及びR”はそれぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アルキル−アリル、アルケニル、シクロアルケニル、アルケン、アルキレン、アリーレン、アルキルアリーレン、アリルアルキレン又はシクロアルキレンから選択され;
1及びR2は、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルケン、アルキレン、又はシクロアルキレンから選択され;
n=0〜50であり;
(ii)以下の構造を有するアミノスクシネート誘導体と:
Figure 2016501320
式中、Xは、アンカー基を塩基性アミン基に化学的に結合する連結基であり;
R’及びR”はそれぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アルキル−アリル、アルケニル、シクロアルケニル、アルケン、アルキレン、アリーレン、アルキルアリーレン、アリルアルキレン又はシクロアルキレンから選択され;
1及びR2は、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルケン、アルキレン、又はシクロアルキレンから選択され;
n=0〜50であり;
(iii)以下の構造を有する2,4−ペンタンジオン誘導体と:
Figure 2016501320
式中、Xは、アンカー基を塩基性アミン基に化学的に結合する連結基であり、
1及びR2は、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルケン、アルキレン、及びシクロアルキレンから選択され;
n=0〜50であり;又は
(iv)以下の構造を有する3−ケトブタンアミド誘導体
Figure 2016501320
式中、Xは、アンカー基を塩基性アミン基に化学的に結合する連結基であり、
1及びR2は、それぞれ独立して、水素、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルケン、アルキレン、及びシクロアルキレンから選択され;
n=0〜50である、請求項6に記載の装飾紙。
The bifunctional compound is
(I) an aminomalonate derivative having the following structure:
Figure 2016501320
Wherein X is a linking group that chemically bonds the anchor group to the basic amine group;
R ′ and R ″ are each independently selected from hydrogen, alkyl, cycloalkyl, alkyl-allyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkene, alkylene, arylene, alkylarylene, allylalkylene or cycloalkylene;
R 1 and R 2 are each independently selected from hydrogen, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkene, alkylene, or cycloalkylene;
n = 0 to 50;
(Ii) an aminosuccinate derivative having the following structure:
Figure 2016501320
Wherein X is a linking group that chemically bonds the anchor group to the basic amine group;
R ′ and R ″ are each independently selected from hydrogen, alkyl, cycloalkyl, alkyl-allyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkene, alkylene, arylene, alkylarylene, allylalkylene or cycloalkylene;
R 1 and R 2 are each independently selected from hydrogen, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkene, alkylene, or cycloalkylene;
n = 0 to 50;
(Iii) a 2,4-pentanedione derivative having the following structure:
Figure 2016501320
In the formula, X is a linking group that chemically bonds an anchor group to a basic amine group,
R 1 and R 2 are each independently selected from hydrogen, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkene, alkylene, and cycloalkylene;
n = 0 to 50; or (iv) a 3-ketobutanamide derivative having the following structure:
Figure 2016501320
In the formula, X is a linking group that chemically bonds an anchor group to a basic amine group,
R 1 and R 2 are each independently selected from hydrogen, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkene, alkylene, and cycloalkylene;
The decorative paper according to claim 6, wherein n = 0 to 50.
前記連結基「X」は:
炭素原子数が1〜8のアルキル鎖;(b)ポリ(オキシエチレン)又はポリ(オキシプロピレン)、又はそれらの混合物を含み、それにより、連結基の重量平均分子量は約220〜約2000となる、ポリエーテル鎖;又は
(c)オキソエチレンモノマーとオキソプロピレンモノマーとの両方を含むポリエーテルアミンのコポリマーを含む、請求項13に記載の装飾紙。
The linking group “X” is:
An alkyl chain having 1 to 8 carbon atoms; including (b) poly (oxyethylene) or poly (oxypropylene), or mixtures thereof, whereby the weight average molecular weight of the linking group is from about 220 to about 2000 14. A decorative paper according to claim 13, comprising a polyetheramine copolymer comprising: (c) both an oxoethylene monomer and an oxopropylene monomer.
R’及びR”は、水素、メチル、又はエチルであり、且つR1及びR2は、水素、メチル、エチル、又はプロピルである、請求項13に記載の装飾紙。 14. The decorative paper according to claim 13, wherein R ′ and R ″ are hydrogen, methyl, or ethyl, and R 1 and R 2 are hydrogen, methyl, ethyl, or propyl. 前記アミノマロネート誘導体は、2−(2−アミノエチル)マロン酸のメチルエステル、又は2−(2−アミノエチル)マロン酸のエチルエステルである、請求項13に記載の装飾紙。   The decorative paper according to claim 13, wherein the aminomalonate derivative is a methyl ester of 2- (2-aminoethyl) malonic acid or an ethyl ester of 2- (2-aminoethyl) malonic acid. 前記アミノスクシネート誘導体は、N−置換アスパラギン酸のメチルエステル、又はN−置換アスパラギン酸のエチルエステルである、請求項13に記載の装飾紙。   The decorative paper according to claim 13, wherein the aminosuccinate derivative is a methyl ester of N-substituted aspartic acid or an ethyl ester of N-substituted aspartic acid. 前記3−ケトブタンアミド(アミドアセテート)誘導体は、エチレンジアミンアミド、又はジエチレントリアミンアミドである、請求項13に記載の装飾紙。   The decorative paper according to claim 13, wherein the 3-ketobutanamide (amide acetate) derivative is ethylenediamineamide or diethylenetriamineamide. 前記アルミニウム化合物は、塩化アルミニウム、硫酸アルミニウム、若しくは硝酸アルミニウム、又はそれらの混合物を含む塩から作られ、又は、塩基性アルミン酸塩は、アルミン酸ナトリウム又はアルミン酸カリウムを含むソースから作られる、請求項6に記載の装飾紙。   The aluminum compound is made from a salt comprising aluminum chloride, aluminum sulfate, or aluminum nitrate, or mixtures thereof, or the basic aluminate is made from a source comprising sodium aluminate or potassium aluminate. Item 7. A decorative paper according to item 6. 前記自己分散型TiO2顔料は、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、酸化ジルコニウム、酸化セリウム、アルミノケイ酸塩、又はアルミノリン酸塩を含む、少なくとも1つの酸化処理物を更に含む、請求項6に記載の装飾紙。 The decorative paper according to claim 6, wherein the self-dispersing TiO 2 pigment further includes at least one oxidation-treated product including aluminum oxide, silicon dioxide, zirconium oxide, cerium oxide, aluminosilicate, or aluminophosphate. . ウェット処理プロセスを用いて;発熱性二酸化チタン粒子上への発熱性シリカの堆積を用いて;四塩化ケイ素の四塩化チタンでの共酸化により;又はドープされたアルミニウム合金を用いる熱分解法による堆積金属酸化物処理(その後酸化され、顔料粒子上に堆積される揮発性金属塩化物を生成させる処理)により、前記シリカ処理物が形成される、請求項3に記載の装飾紙。   Using a wet treatment process; using pyrogenic silica deposition on pyrogenic titanium dioxide particles; by co-oxidation of silicon tetrachloride with titanium tetrachloride; or by pyrolysis using doped aluminum alloys 4. The decorative paper of claim 3, wherein the treated silica is formed by a metal oxide treatment (a treatment that is subsequently oxidized to produce volatile metal chlorides deposited on the pigment particles). 前記ウェット処理は、ナトリウムケイ酸塩又はカリウムケイ酸塩のような可溶性ケイ酸塩を用いる、請求項21に記載の装飾紙。   The decorative paper according to claim 21, wherein the wet treatment uses a soluble silicate such as sodium silicate or potassium silicate. 前記自己分散型二酸化チタン顔料は、処理済顔料の総重量に基づいて、少なくとも約4%のAl23及び少なくとも約1.5%のP25を含む第1の酸化物層と、少なくとも約3%のSiO2、より好ましくは約5%〜7%のSiO2を含む第2の層と、処理済の顔料の総重量に基づいて、少なくとも約3%のAl23及び少なくとも約5mmol%の前記2官能性化合物を含む最外層と、を含む、請求項6に記載の装飾紙。 The self-dispersing titanium dioxide pigment comprises a first oxide layer comprising at least about 4% Al 2 O 3 and at least about 1.5% P 2 O 5 based on the total weight of the treated pigment; a second layer of at least about 3% of SiO 2, more preferably about 5% to 7% of SiO 2, based on the total weight of pigment processed, at least about 3% of Al 2 O 3 and at least The decorative paper according to claim 6, comprising an outermost layer comprising about 5 mmol% of the bifunctional compound.
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