JP2690686B2 - 印刷紙用コーティング組成物のための顔料 - Google Patents

印刷紙用コーティング組成物のための顔料

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JP2690686B2
JP2690686B2 JP6093501A JP9350194A JP2690686B2 JP 2690686 B2 JP2690686 B2 JP 2690686B2 JP 6093501 A JP6093501 A JP 6093501A JP 9350194 A JP9350194 A JP 9350194A JP 2690686 B2 JP2690686 B2 JP 2690686B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、オフセットまたは輪転
グラビア製版法による印刷に特に適したコーティング紙
を作製するためのコーティング組成物に使用される、改
良されたカオリン粘土顔料に関する。本明細書中の
「紙」とは、コーティング組成物を受け付ける表面を有
するあらゆる繊維状物のウェブを記載するのに用いら
れ、そして板のような物質も包含する。
【０００２】
【従来の技術】印刷に使用するコーティング紙は、数多
くの異なるコーティング工程によって作製され得る。し
かしながら、コーティング紙が、高速で紙ウェブをコー
ティングすることで作製されることを要求される時は、
コーティング装置は、一般にウェブに関してひきずる方
向を向いたブレード、言い換えればブレードの上方側に
おいてウェブに正確な角度をなすようなブレードを含有
する。このブレードの目的は、ウェブの全幅において、
なめらかで水平な必要とされるコーティング重量のコー
ティングになるように、余分のコーティング組成物を除
く「ドクター」として機能することである。
【０００３】特に、一般的に使用される２つの型の紙コ
ーティング装置は、ロールアプリケーターコーターおよ
びショート−デュエルコーター(short-dwell)である。
ロールアプリケーターコーターでは、コーティングされ
ていない紙ウェブが、２つのロール間のニップを通り抜
ける。ロールの１つが、コーティング組成物槽に部分的
に浸っているため、コーティング組成物はウェブの片面
に転写される。次いで、ウェブは通り抜け、コーティン
グ面は、好ましくは弾性材料でできたスリーブで覆われ
たバッキングロールの周りで外側を向き、そしてバッキ
ングロールで支持されたウェブに対して、所望のコーテ
ィング重量になるような圧力でトレーリングブレードが
バイアスされる。このトレーリングブレードは、一般に
ロールアプリケーターの下流に、約２００ｍｍから約１
０００ｍｍの距離で配置されている。現在、増加中の使
用装置は、ショート−デュエル型のコーティング装置か
らなっている。このタイプのコーティング装置では、コ
ーティング組成物は、ウェブに関してひきずる方向を向
いたブレードで形成される内壁とウェブで形成される別
の内壁とからなる数センチメートル幅のチャンバーから
弱い正圧下で送り出される。このタイプのコーティング
装置により、コーティング組成物の紙への付与とトレー
リングブレードによる余分なコーティングの除去との間
の時間が非常に短くなる。
【０００４】紙コーティング産業界では、コーティング
機械をどんどんより速い速度で運転する傾向にある。最
初のトレーリングブレードコーターが１９５５年に導入
されたとき、ウェブの最高速度は約６００ｍ／分であっ
た。今日、市販用コーティング機械は、１５００ｍ／分
のウェブ速度で稼働し得、試験的コーティング機械は、
２０００ｍ／分以上である。
【０００５】コーティング機械がより速いウェブ速度で
操作されてきたので、コーティング組成物の「ブリーデ
ィング」として知られる問題、言い換えれば、「石筍」
形成の問題が明らかになってきた。この問題は、石筍を
思わせるような形を有するコーティング組成物の堆積物
が、ブレードエッジで積み重ねられることにおいて現れ
る。これらの堆積物は、ウェブ上に過剰のコーティング
組成物の局所的堆積を引き起こし、筋または点を形成す
る傾向がある。このような筋または点は、コーティング
が所望よりも厚くなる、またはコーティングが所望より
も薄くなる局在域であり、あるいは共にない場合は「ス
クラッチ」として表される。コーティングにおけるこれ
らのきずは見苦しいばかりでなく、筋または点が増す場
合、ブレード下流のコーティング装置部分、例えばスー
パーカレンダーロールに損害を起こし得る。
【０００６】石筍形成を説明するべく提唱された一つの
理論は、ある環境下ではブレードにおいてコーティング
組成物のフィルム分裂が起こることを示唆する。正常に
は、コーティング組成物は、ブレードとウェブとの間の
隙間をせん断流中あるいは栓流下で通過する。言い換え
れば、組成物は、ウェブ速度に近い速度でブレードのエ
ッジから分離し、そしてずり落ちる。ある環境下で、急
勾配の速度勾配がウェブおよびブレード間に存在する結
果、ブレードエッジでの組成物のフィルムの速度は、０
に減少し得、そして結果としてフィルムの分裂、および
ブレード下流エッジ上にコーティング組成物の蓄積をも
たらす。
【０００７】もし過剰のコーティング組成物がブレード
の上流面に沿って比較的容易に流れるならば、ブレード
エッジでのコーティング組成物のフィルムの速度が０に
なる条件はなくなる。石筍形成が起こるような状態の始
まりは、コーティング組成物の固形分含有量および性
質、ウェブの速度、ブレードの角度および所望のコーテ
ィング重量に依存することが見出された。一般に、石筍
形成の始まりは、コーティング組成物の固形分含有量お
よび／またはウェブ速度を増加するか、またはブレード
角度を増加するに従って、より起こりやすくなる。これ
ら３つの全ての変化が、ブレードの上流の領域におけ
る、過剰なコーティング組成物のなめらかな流れを妨げ
ると考えられることが理解され得る。コーティング重量
は、動いている紙ウェブに対してブレードがバイアスさ
れる圧力を調整することで制御される。これは、内部に
液体が高圧で供給されている弾性材料のチューブをブレ
ードに接触して提供するか、またはチューブと同様の位
置に置かれた支点についてブレードを曲げることで好都
合に成し遂げられる。一般に、弾性チューブ中の流体の
圧力がより高く、またはブレードの曲りがより大きくな
ればなるほど、ブレードはより強くウェブにバイアスさ
れ、使用中のコーティング機械のブレードとウェブとの
間の隙間はより小さくなり、そしてコーティング重量は
より軽くなる。実際には、これらのパラメーターは、所
定のコーティング操作に特異的なパラメーターに依存し
て、かなり変動し得るが、ブレード圧については、弾性
チューブの場合、例えば１バールから２バールの間であ
るという単に比較的狭い範囲で存在することが見出され
ている。もし圧力が、例えば２バールといったある上限
を越えると、ブレードが非常に強くウェブに対してバイ
アスするので、軽量のウェブの破損および／またはブレ
ードの過度の摩損が起こる傾向がある。一方、もし圧力
が、例えば１バールといったある下限より低いと、一定
の均一なコーティング重量を維持することが困難となる
ことが一般に見出されている。比較的高いコーティング
重量（例えば８ｇ／ｍ2）を得るために、一般に固形分
含有量が高い組成物を用いることが必要であるが、これ
は石筍形成のリスクを増加させる傾向がある。石筍形成
を経験することなく、高ウェブ速度で、そして固形分含
有量の高いコーティング組成物を用いて高コーティング
重量を得ることは困難であることが一般に見出されてい
る。
【０００８】石筍形成が始まる状態に影響するさらなる
要因は、水がコーティング組成物から紙ウェブに移動す
る程度である。コーティング組成物がロールアプリケー
ターによって付与される時、圧力パルスが、コーティン
グ組成物およびウェブ上で作動するロールのニップに適
用される。圧力パルスの作用は、紙ウェブ上のコーティ
ング組成物から水の損失を生じさせることである。ウェ
ブ上の所定の小コーティング範囲が適用点からブレード
までを通過するのに要する時間は、ショート−デュエル
コーターの場合より長く、それゆえに水がコーティング
組成物からウェブに吸収される余地がより多くなる。結
果として、ウェブ上に残る組成物の固形分含有量がさら
に増加する。次いでトレーリングブレードで第二の圧力
パルスが同様にして適用され、したがって、一層の水の
損失が起こる。また、ロールアプリケーターコーティン
グ機械の多くの使用者は、増粘剤をコーティング組成物
に添加して、アプリケーターロールにより適切な量のコ
ーティング組成物を組成物槽からウェブへ確実に転写さ
せる。一般に増粘剤は、デンプンまたはナトリウムカル
ボキシメチルセルロースのような親水性ポリマーであ
る。これらの要因が、別々または共に石筍形成を発生さ
せるであろうことが見出された。
【０００９】ショート−デュエルコーターの場合には、
コーティング組成物から紙ウェブへ起こる水の吸収に対
して、より短い時間で行われ得るが、トレーリングブレ
ードでの圧力パルスは残存しており、そして水の損失に
重要な寄与をする。そして水の損失の起こる程度は、コ
ーティング組成物に含有される顔料の性質に特に依存す
ることが見出された。
【００１０】Philip M.McGenityによる論文「ブレード
コーターの高速運転性」（Paper Technology、１９９２
年４月、１４〜１８ページ）では、ブレードコーティン
グ機械中で、水がコーティング組成物から紙ウェブに吸
収される程度における紙コーティング顔料中の粒子のサ
イズおよび形状の効果が議論されている。
【００１１】粒子形状の影響は、P.A.C.Gane，P.M.McGe
nityおよびP.Wattersの論文「高速でのコーティング染
料の運転性に影響する因子」（TAPPI Journal、７５
巻、５号、１９９２年５月、６１〜７３ページ）中でさ
らに例示される。
【００１２】
【発明の要旨】本発明では、次の（ａ）および（ｂ）を
含有する紙コーティング顔料が提供される： （ａ）１０重量％から１００重量％の、少なくとも７５
重量％の粒子が２μｍまたはより小さい相当球直径を、
そして少なくとも６０重量％の粒子が１μｍまたはより
小さい相当球直径を有するような粒子サイズ分布を有す
る１μｍまたはより小さい相当球直径を主に有するサイ
ズフラクションの平均粒子縦横比が、２５あるいはそれ
以上である、第一の紙コーティング顔料；および （ｂ）上限が９０重量％の第二の紙コーティング顔料。
【００１３】本発明では、次の特性を包含する紙コーテ
ィング顔料もまた提供される：少なくとも４５重量％の
粒子が２μｍまたはより小さい相当球直径を有するよう
な粒子サイズ分布；および顔料を、１μｍより大きい相
当球直径を有する粒子から主になる第一フラクション
と、１μｍまたはより小さい相当球直径を有する粒子か
ら主になる第二フラクションとに分けられるような粒子
サイズ分離にかける場合、該第一フラクションの平均縦
横比は２５またはより大きく、そして該第二フラクショ
ンの平均縦横比は２５またはより大きいような、粒子縦
横比分布。
【００１４】さらに、本発明では、本発明の紙コーティ
ング顔料および接着剤を含有する紙コーティング組成物
およびその使用が提供される。
【００１５】さらに、本発明では、紙コーティング方法
において、紙コーティング組成物の水分保持を高めるた
め、および／または高速運転性を改良するための方法が
提供される。この方法は、紙コーティング顔料の１μｍ
またはより小さいサイズフラクションの平均縦横比を実
質的に増加させる工程を包含する。
【００１６】本発明の顔料を紙コーティング組成物中で
用いることにより、過度に高いまたは低いブレード圧で
操作する必要がなく、そして石筍形成が生じることな
く、比較的速いウェブ速度で比較的高いコーティング重
量を、そして比較的高い固形分濃度を得ることが可能で
あることが見出される。
【００１７】
【発明の構成】本発明の第一の局面に従って、次の
（ａ）および（ｂ）を含有する紙コーティング顔料が提
供される。
【００１８】（ａ）１０重量％から１００重量％の、少
なくとも７５重量％の粒子が２μｍまたはより小さい相
当球直径を、そして少なくとも６０重量％の粒子が１μ
ｍまたはより小さい相当球直径を有するような粒子サイ
ズ分布を有し、１μｍまたはより小さい相当球直径を主
に有するサイズフラクションの平均粒子縦横比が、２５
あるいはそれ以上である、第一の紙コーティング顔料；
および （ｂ）上限が９０重量％の第二の紙コーティング顔料。
【００１９】好ましくは、１μｍまたはより小さい相当
球直径を主に有する第一の紙コーティング顔料のサイズ
フラクションの平均粒子縦横比が、３０またはそれ以
上、さらに好ましくは、４０またはそれ以上である。
【００２０】好ましくは、全顔料の少なくとも２０重量
％が、さらに好ましくは、全顔料の４０重量％が、第一
の紙コーティング顔料である。
【００２１】第一の紙コーティング顔料（顔料の混合物
であり得る）は、好都合にはカオリン粘土である。しか
し、もし上記の縦横比条件を満たすならば、タルク、粉
砕天然炭酸カルシウム、沈降炭酸カルシウム、天然硫酸
カルシウム（例えば石膏）、または合成硫酸カルシウム
のような他の無機物質もまた用いられ得る。第二の紙コ
ーティング顔料（顔料の混合物であり得る）としては、
タルク、粉砕天然炭酸カルシウム、沈降炭酸カルシウ
ム、天然硫酸カルシウム（例えば石膏）、または合成硫
酸カルシウムのような紙コーティングの使用に適した顔
料であれば、いずれもが用いられ得る。
【００２２】上記タイプの第一の紙コーティング顔料を
紙コーティング組成物に使用すると、紙コーティング組
成物の水分保持を高めること（運転時間に伴ったコーテ
ィング組成物中の固形分濃度の増加が少ないことで明示
される）、および、広い範囲のウェブ速度にわたって比
較的高いコーティング重量（例えば少なくとも７ｇ／ｍ
2）を得ることができることが見出される。このために
過度に高いまたは低いブレード圧で操作する必要はな
く、そしてこのとき石筍形成は生じない。
【００２３】本発明の第一の局面の好ましい実施態様に
おいて、紙コーティング顔料は全体として次の特性を有
する：少なくとも４５重量％の粒子が２μｍまたはより
小さい相当球直径を有するような粒子サイズ分布；およ
び顔料を、１μｍより大きい相当球直径を有する粒子か
ら主になる第一フラクションと、１μｍまたはより小さ
い相当球直径を有する粒子から主になる第二フラクショ
ンとに分けられるような粒子サイズ分離にかける場合、
該第一フラクションの平均縦横比は２５またはより大き
く、そして該第二フラクションの平均縦横比は２５また
はより大きいような、粒子縦横比分布。
【００２４】本発明の第一の局面の別の好ましい実施態
様では、紙コーティング顔料は次の特性を有する：少な
くとも４５重量％の粒子が２μｍまたはより小さい相当
球直径を有するような、粒子サイズ分布；およびそれぞ
れ次の顔料のサイズフラクションであり： ０．５μｍ以下 ０．５μｍより大きく１．０μｍまで １．０μｍより大きく２．０μｍまで ２．０μｍより大きく５．０μｍまで ５．０μｍより大きく１０．０μｍまで １０．０μｍより大きい そして、それはまたいくぶんかの割合の顔料粒子を含有
しており、２５またはそれ以上の平均縦横比を有する、
粒子縦横比分布。
【００２５】本発明の第一の局面のさらに好ましい実施
態様では、紙コーティング顔料は次の特性を有する：少
なくとも４５重量％の粒子が２μｍまたはより小さい相
当球直径を有するような、粒子サイズ分布；およびいく
ぶんかの割合の顔料粒子を含有している顔料のいずれの
サイズフラクションもが、２５またはそれ以上の平均縦
横比を有するような、粒子縦横比分布。
【００２６】本発明の第二の局面に従って、次の特性を
包含する紙コーティング顔料が提供される：少なくとも
４５重量％の粒子が２μｍまたはより小さい相当球直径
を有るような粒子サイズ分布；および顔料を、１μｍよ
り大きい相当球直径を有する粒子から主になる第一フラ
クションと、１μｍまたはより小さい相当球直径を有す
る粒子から主になる第二フラクションとに分けられるよ
うな粒子サイズ分離にかける場合、該第一フラクション
の平均縦横比は２５またはより大きく、そして該第二フ
ラクションの平均縦横比は２５またはより大きいよう
な、粒子縦横比分布。
【００２７】本発明の第二の局面の好ましい実施態様で
は、紙コーティング顔料は次の特性を有する：少なくと
も４５重量％の粒子が２μｍまたはより小さい相当球直
径を有するような、粒子サイズ分布；およびそれぞれ次
の顔料サイズフラクションであり： ０．５μｍ以下 ０．５μｍより大きく１．０μｍまで １．０μｍより大きく２．０μｍまで ２．０μｍより大きく５．０μｍまで ５．０μｍより大きく１０．０μｍまで １０．０μｍより大きい そして、それはまたいくぶんかの割合の顔料粒子を含有
しており、２５またはそれ以上の平均縦横比を有する、
粒子縦横比分布。
【００２８】本発明の第二の局面の別の好ましい実施態
様では、紙コーティング顔料は次の特性を有する：少な
くとも４５重量％の粒子が２μｍまたはより小さい相当
球直径を有するような、粒子サイズ分布；およびいくぶ
んかの割合の顔料粒子を含有している顔料のいずれのサ
イズフラクションもが、２５またはそれ以上の平均縦横
比を有するような、粒子縦横比分布。
【００２９】「サイズフラクション」とは、そのフラク
ション中の粒子の相当球直径が、主に各々の上限および
下限によって定義された範囲内にある、顔料のフラクシ
ョンを意味する。例えば、「０．５μｍ以下のサイズフ
ラクション」では、０．５μｍ以下の相当球直径を有す
る粒子が主に含有されている。同様に、「１μｍから２
μｍまでのサイズフラクション」では、１μｍから２μ
ｍまでの範囲内の相当球直径を有する粒子が主に含有さ
れている。
【００３０】理解されているように、紙コーティング顔
料の分野において、粒子の１００％が特定のサイズ範囲
内であるようなフラクション（通常、沈降技術によって
なされる）を分離することは、実質的に不可能であり得
る。しかし、有効な技術によって、粒子の大多数が所望
の範囲内になるようなフラクションを分離させることが
可能である。従って、本明細書中では、そのフラクショ
ン中の粒子の相当球直径が、「主に」特定のサイズの範
囲内にある「フラクション」を指す。この文脈での「主
に」とは、フラクション中の粒子の少なくとも９０％
が、それぞれの範囲内にあることを意味する。
【００３１】上述のように、顔料の「サイズフラクショ
ン」は、顔料粒子をいくぶんかの割合で含有する。紙コ
ーティング顔料の分野において、理論的観点から、分離
され得るフラクションが、（量的に）徐々に小さくなる
に従って、含有される粒子の量は徐々に少なくなる。ほ
とんど粒子を含有しないような非常に小さな顔料フラク
ションは、バルク顔料から調製した紙コーティング組成
物の特性に、大きな影響を及ぼさない傾向にある。バル
ク顔料粒子の１０重量％以上を含有するサイズフラクシ
ョン、および好ましくは、バルク顔料粒子の５重量％以
上を含有するサイズフラクションが、粒子縦横比の分布
を決定するときには考慮されるべきであると考えられて
いる。言い換えれば、本発明の第１局面の顔料の粒子縦
横比の分布は、好ましくは、顔料粒子を少なくとも１０
％含有するような顔料のいずれのサイズフラクションも
が、２５あるいはそれ以上の平均縦横比を有するような
分布であり、そしてより好ましくは、顔料粒子を少なく
とも５％含有する顔料のいずれのサイズフラクションも
が、２５あるいはそれ以上の平均縦横比を有するような
分布である。
【００３２】上記の顔料は、相当球直径が１μｍ以上で
も以下であっても、 高い平均縦横比を有し、そして好
ましくは全体のサイズ範囲にわたって高い平均縦横比を
有しており、これが紙コーティング組成物中で用いられ
るとき、過度に高いまたは低いブレード圧で操作する必
要がなく、そして石筍形成が生じることなく、比較的速
いウェブ速度（例えば、少なくとも１０００ｍ／分、好
ましくは、少なくとも１４００ｍ／分）で比較的高いコ
ーティング重量（例えば、少なくとも７ｇ／ｍ2）を、
そして比較的高い固形分濃度を得ることが可能であるこ
とが見出される。そのような高速紙コーティング方法で
は、紙コーティング顔料の高い固形分の水性懸濁液を含
有する紙コーティング組成物は、ウェブの表面にブレー
ドにより、周知の様式で、付与され得る。
【００３３】本発明の別の局面に従って、本発明の第一
および第二の局面の水性懸濁液、および接着剤を含有す
る紙コーティング組成物が提供される。
【００３４】本発明のさらなる局面に従って、紙コーテ
ィング方法において、組成物の水分保持を高めることを
目的とする、本発明の紙コーティング組成物の使用が提
供される。
【００３５】本発明のより一層の局面に従って、紙コー
ティング組成物が、設定速度でウェブに関して動くブレ
ード圧により付与される紙コーティング方法において、
高速運転性を改良することを目的とする、本発明の紙コ
ーティング組成物の使用が提供される。
【００３６】本発明の紙コーティング組成物は、より風
変りなコーティング方法のいくつかでは、１０重量％程
度（あるいはそれ以下）の顔料を含有し得る。しかし、
ほとんどの一般的に用いられるコーティング方法では、
この組成物は、４０〜７０重量％の範囲の顔料を含有す
る。当然、その正確な値は、用いる顔料、使用するコー
ティング方法、コーティング機械を通じてのウェブの速
度および当業者に知られる他の要素に依存する。
【００３７】紙コーティング組成物において用いられる
接着剤は、通常ラテックスの一種であり、あるいはそれ
をかなりの割合で含有している。そして好ましくは、例
えば、スチレン-ブタジエンラテックス、あるいはいず
れもの割合のラテックスの２つの型の混合物のような非
増粘剤（あるいは非アルカリ膨潤剤）の１種である。使
用するラテックスの量は、通常、無機材料全１００重量
部のうちの４〜１８重量部の範囲内である。
【００３８】本発明の紙コーティング組成物を構成する
上で、ラテックスおよび顔料は、最初に分散懸濁液とし
て調製される。各々の分散剤は、顔料の分散がラテック
ス存在下で依然、安定のままであるようなものが選ばれ
得る。顔料の分散剤は、好都合には、数平均分子量が１
０，０００以下、そして好ましくは１，０００から５，
０００の範囲内である、ポリ（アクリル酸）あるいはポ
リ（メタクリル酸）の水溶性の塩であり得る。用いられ
る分散剤の量は、乾燥顔料の重量を基準として、０．０
５重量％〜５．０重量％の範囲である。好ましくは、そ
の量は乾燥顔料の重量を基準として、０．２重量％〜
０．５重量％である。
【００３９】本発明のより一層の局面に従って、紙コー
ティング方法において、紙コーティング組成物の水分保
持を高めるため、および／または高速運転性を改良する
ための方法が提供される。この方法は、紙コーティング
顔料の１μｍまたはより小さいサイズフラクションの平
均縦横比を実質的に増加させる工程を包含する。
【００４０】本発明のこの局面において、紙コーティン
グ顔料の１μｍまたはより小さいサイズフラクションの
平均縦横比は、ある割合（好ましくは、少なくとも１０
重量％）の以下のような紙コーティング顔料を顔料中に
に混合することにより、増加し得る。この紙コーティン
グ顔料は、少なくとも７５重量％の粒子が、２μｍまた
はより小さい相当球直径を有し、そして６０重量％が、
１μｍまたはより小さい相当球直径を有するような粒子
サイズ分布を有する。そして１μｍまたはより小さい相
当球直径を主に有するサイズフラクションの平均粒子縦
横比が、２５またはそれ以上である。混合される量は、
全体の顔料のうち１μｍまたはより小さいサイズフラク
ションの平均縦横比を、少なくとも２５にまで増加させ
るような量であり得る。
【００４１】本出願の目的において、粒子の縦横比は、
粒子の最も小さい面積（通常は厚さ）に対する、粒子の
最も大きい面と同様の領域を有する円の直径の比として
定義される。粒子状物質の平均縦横比の測定は、好都合
には、「Techniques for Electron Microscopy」（Desm
ond H. Kay編、Blackwell Scientific PublicationsLim
ited、Oxford、１９６８、１３６〜１４４頁）に記載さ
れているシャドウイング技術を用いた電子顕微鏡を使用
することで達成され得る。
【００４２】
【実施例】本発明を、以下に示す実施例を参照すること
によって記載する。
【００４３】（実施例１）オフセット印刷に適したコー
ティング紙を調製するのに適したタイプの３つの紙コー
ティング組成物を、以下に従って調製した。
【００４４】１００重量部の顔料 １１重量部のスチレン-ブタジエンラテックス接着剤 ｐＨ８．５とするための水酸化ナトリウム 初期固形分濃度を６５重量％とするための水。
【００４５】３つの異なった顔料Ａ、ＢおよびＣを用い
た：顔料Ａは、紙コーティング顔料として用いるのに適
した、従来のカオリン粘土製品とした。その製品の粒子
サイズ分布は、８０重量％が２μｍまたはより小さい相
当球直径を有する粒子からなり、および６５重量％が１
μｍまたはより小さい相当球直径を有する粒子からなる
ような分布であった。１μｍより大きい相当球直径を有
する粒子からなる第一フラクションの粒子の平均縦横比
は、２０であり、そして１μｍまたはより小さい相当球
直径を有する粒子から主になる第二フラクションの粒子
の平均縦横比は、４０であった。
【００４６】顔料Ｂは、８０重量％が２μｍまたはより
小さい相当球直径を有する粒子からなり、および６５重
量％が１μｍまたはより小さい相当球直径を有する粒子
からなるような粒子サイズ分布を有する、従来のカオリ
ン粘土製品とした。１μｍよりも大きい相当球直径を有
する粒子からなる第一フラクションの粒子の平均縦横比
は、４５であり、そして１μｍまたはよりも小さい相当
球直径を有する粒子から主になる第二フラクションの粒
子の平均縦横比は、１５であった。
【００４７】顔料Ｃは、本発明の顔料であり、そしてこ
れは以下のような構成であった。すなわち、９５重量％
が２μｍまたはより小さい相当球直径を有する粒子から
なり、および８０重量％が１μｍまたはより小さい相当
球直径を有する粒子からなるような粒子サイズ分布を有
するカオリン粘土４０重量％と、８０重量％が２μｍま
たはより小さい相当球直径を有する粒子からなり、およ
び６５重量％が１μｍまたはより小さい相当球直径を有
する粒子からなるような粒子サイズ分布を有するカオリ
ン粘土６０重量％とからなる。混合顔料の粒子は、１μ
ｍより大きい相当球直径を有する粒子からなる第一フラ
クションの粒子の平均縦横比が４０であり、そして１μ
ｍまたはより小さい相当球直径を有する粒子から主にな
る第二フラクションの粒子の平均縦横比が３５であるよ
うな縦横比分布を有した。
【００４８】各々の組成物を、ブレード角度４５°およ
び紙速度１４００ｍ／分でショート−デュエルコーティ
ングヘッドに適した英国特許明細書第2224673号に記載
された型の実験用コーティング機により、重量４０ｇ／
ｍ2のオフセット印刷原紙にコーティングした。
【００４９】コーティング紙のサンプルを、ある範囲の
異なるコーティング重量を与えるため、固定ブレード圧
に対して一連に希釈した各々のコーティング組成物を用
いて調製した。そして各々の組成物に対して、ブレード
の下流エッジでの組成物のいかなる蓄積も起こらず、そ
して筋あるいはスクラッチのようなコーティングの傷が
現れることのない、得られ得る最も高いコーティング重
量を記録した。この観測を組成物の「運転性」の測定と
みなし得る。
【００５０】コーティング紙の各々のサンプルについ
て、シートの光沢、オフセット印刷の光沢およびシート
の白色度のテストも行い、そしてこれらの特性の各々の
値を３つの組成物の各々のコーティング重量に対し、グ
ラフ化して表した。次いで８ｇ／ｍ2のコーティング重
量に対応する特性の値を補間より見出した。
【００５１】シートの光沢の測定は、紙に通常の７５°
の入射および測定角度で、Hunterlab D16光沢計を用い
て、TAPPI Standard No. T480ts-65に従って行った。
【００５２】白色度の測定は、４５７ｎｍ波長の光を与
えるフィルターに合わせたElrepho白色度計を用いてI.
S.O. Standard No. 2470に従って行った。
【００５３】印刷光沢の測定は、色の固形ブロックを与
えるために、IGTプリントテスターで約１ｇ／ｍ2のマゼ
ンタインクにより、コーティング紙サンプルの小片を印
刷することで行った。印刷した範囲の光沢を、紙に通常
の７５°の入射および測定角度で、Hunterlab D16光沢
計を用いて、TAPPI Standard No. T480ts-65に従って
行った。
【００５４】結果を、以下の表１に示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】これらの結果は、本発明の顔料である顔料
Ｃにより、シートの光沢および印刷光沢の両方に優れ、
そして相当白色度を有するコーティング紙が調製され得
ることを示す。それは２つの従来の顔料を含有する組成
物を用いて調製したコーティング紙から得られた結果と
比較して優れている。さらに、顔料Ｃを含有するコーテ
ィング組成物は、１４００ｍ／分の紙速度および１．２
バールのブレード圧で、より高いコーティング重量で付
与され得、このため、従来の顔料を含有する２つの組成
物で示したものよりも優れた「運転性」を示す。
【００５７】（実施例２）さらに４つの紙コーティング
組成物を、以下に従って、様々な顔料混合物から調製し
た： １００部の顔料混合物； １１部のスチレンブタジエンオフセットラテックス、粒
子サイズ０．１８５ミクロン； ０．５部のＣＭＣ（置換度０．７、分子量３４００
０）； 高固形分含有量に対する水。
【００５８】使用したベース顔料は、次のようなもので
あった：顔料Ｘ−８０重量％が２μｍまたはより小さい
粒子であって、６５重量％が１μｍまたはより小さく、
そして１μｍ以下のフラクションにおける平均縦横比が
４０である、カオリン粘土。顔料Ｙ−９０重量％が２μ
ｍまたはより小さい粒子であって、６５重量％が１μｍ
またはより小さい（そしてサイズ範囲を通じて平均縦横
比が５である）、粉砕炭酸カルシウム。顔料Ｚ−９３
（重量）％が２μｍまたはより小さい粒子であって、７
５（重量）％が１μｍまたはより小さく、そして１μｍ
以下のフラクションにおける平均縦横比が１５である、
カオリン粘土。
【００５９】次の４つの顔料混合物を調製した： ２０％顔料Ｙ：８０％顔料Ｚ ４０％顔料Ｙ：６０％顔料Ｚ １５％顔料Ｙ：８５％顔料Ｘ ３０％顔料Ｙ：７０％顔料Ｘ。
【００６０】運転性実験は、６、８、および１０ｇ／ｍ
2のコーティング重量を目標として、ショート-デュエル
コーターを用い、１２００ｍ／分の速度で試験規模の紙
コーティング機で行った。市販のＬＷＣオフセットベー
スには、重さが４０ｇ／ｍ2のものを用いており、そし
て用いた紙コーティング組成物は、上記のような４つの
顔料混合物に基づいた。
【００６１】ブレードコーター運転性(blade coater ru
nnability)の測定方法としては、「ブレードコーターの
高速運転性」、Paper Tecnology, １９９２年４月に記
載された方法を用いた。この方法では、コーターは一定
の速度（例えば、１２００ｍ／分）で稼動し、そして３
つのコーティング重量を、目的の範囲にわたって選択す
る。コーティング染料を、高い固形分含有量を有するよ
うに導入し、そしてブレード圧を、必要とされる各々の
３つのコーティング重量に達するように変更する。各々
のコーティング重量／ブレード圧について、ブレードお
よびコーティング表面の状態を示した（にじむあるいは
にじまない、石筍形成およびコーティング堆積）。次い
でコーティング染料を、染料固形分が各々の希釈で約
０．５〜１重量％にまで減少するような工程で希釈す
る。各々の希釈の後、それぞれ所望のコーティング重量
が得られるのに必要なブレード圧をブレードの状態とし
て示した。この過程は、染料固形分がとても少ないため
に、ブレード圧が、３つのコーティング重量全てにとっ
て過度に低く（ちょうどコーティング重量の輪郭コント
ロール(profile control)が不十分に）なるまで続け
る。
【００６２】このため、こうした実験から、染料固形分
の範囲（「運転性ウィンドウ」(runnability window)）
は、所定のコーティング重量で優れたコーティングが獲
得され得る範囲内で定義され得る。そして範囲あるいは
「運転性ウィンドウ」の上限は、ブレードにじみ、石筍
形成およびコーティング堆積が明らかになるような固体
により定義される。範囲の下限は、ブレード圧が大変低
いために、優れたコーティング重量の輪郭コントロール
が得られないような固体により定義される。
【００６３】このように「優れた運転性」は、固形分の
範囲あるいは「運転性ウィンドウ」が大きい状態を言
う。「不十分な運転性」は、「運転性ウィンドウ」が小
さい、あるいは存在しない状態を言う。この後者のケー
スは、ブレードにじみ（ならびに石筍形成およびコーテ
ィング堆積）の除去のときに起こり、そして、所定のコ
ーティング重量に対して、ブレード圧がとても低いため
に、不十分なコーティング重量輪郭コントロールしか得
られないような点にまで固形分が減少することを必要と
する。
【００６４】使用した様々な顔料混合物より得られた運
転性ウィンドウ（固形分重量％で示した）を、以下の表
２に示す。
【００６５】
【表２】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フィリップ マーティン マクジェニテ ィー イギリス国 コーンウォール ピーエル 25 ３ユーダブリュー，エスティー． オーステル，ボスコッパ，ロスリン ク ローズ 71 (56)参考文献 特開 昭56−159395（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−62296（ＪＰ，Ａ) 特公 平１−22399（ＪＰ，Ｂ２) 特公 昭46−43244（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 紙コーティング顔料であって、以下の特
    性：少なくとも４５重量％の粒子が、２μｍまたはより小さ
    い相当球直径を有するような粒子サイズ分布；および 該顔料が、１μｍより大きい相当球直径を有する粒子か
    ら主になる第一フラクションと、１μｍまたはより小さ
    い相当球直径を有する粒子から主になる第二フラクショ
    ンとに分けられるような粒子サイズ分離にかけられる場
    合、該第一フラクションの平均縦横比が２５またはより
    大きく、そして該第二フラクションの平均縦横比が２５
    またはより大きい、粒子縦横比分布； を有する 、紙コーティング顔料。
  2. 【請求項２】 さらにいくぶんかの割合の前記顔料の粒
    子を含有する該顔料のそれぞれ以下のサイズフラクショ
    ン： ０．５μｍ以下 ０．５μｍより大きく１．０μｍまで １．０μｍより大きく２．０μｍまで ２．０μｍより大きく５．０μｍまで ５．０μｍより大きく１０．０μｍまで １０．０μｍより大きい が２５またはそれ以上の平均縦横比を有するような粒子
    縦横比分布を有する 、請求項１に記載の紙コーティング
    顔料。
  3. 【請求項３】 以下の特性： 少なくとも４５重量％の粒子が２μｍまたはより小さい
    相当球直径を有するような粒子サイズ分布；および いくぶんかの割合の前記顔料の粒子を含有している該顔
    料のいずれのサイズフラクションもが２５またはそれ以
    上の平均縦横比を有するような粒子縦横比分布； を有する 、請求項１に記載の紙コーティング顔料。
  4. 【請求項４】 前記顔料が、以下の少なくとも２つの顔
    料の混合物： （ａ）少なくとも１０重量％の、少なくとも７５重量％
    の粒子が２μｍまたは より小さい相当球直径を有し、か
    つ少なくとも６０重量％の粒子が１μｍまたはより小さ
    い相当球直径を有するような粒子サイズ分布を有し、１
    μｍまたはより小さい相当球直径を主に有するサイズフ
    ラクションの平均粒子縦横比が２５またはそれ以上であ
    る、第一の紙コーティング顔料；および （ｂ）上限が９０重量％の第二の紙コーティング顔料； を含有する、請求項１ に記載の紙コーティング顔料。
  5. 【請求項５】 前記１μｍまたはより小さい相当球直径
    を主に有する第一の紙コーティング顔料のサイズフラク
    ションの平均粒子縦横比が、３０またはそれ以上であ
    る、請求項４に記載の紙コーティング顔料。
  6. 【請求項６】 前記１μｍまたはより小さい相当球直径
    を主に有する第一の紙コーティング顔料のサイズフラク
    ションの平均粒子縦横比が、４０またはそれ以上であ
    る、請求項４に記載の紙コーティング顔料。
  7. 【請求項７】 前記第一の紙コーティング顔料が、全顔
    料の少なくとも２０重量％を構成する、請求項４、５、
    または６に記載の紙コーティング顔料。
  8. 【請求項８】 前記第一の紙コーティング顔料が、全顔
    料の少なくとも４０重量％を構成する、請求項４、５、
    または６に記載の紙コーティング顔料。
  9. 【請求項９】 前記第一の紙コーティング顔料が、カオ
    リン粘土を含有する、請求項４から８のいずれかに記載
    の紙コーティング顔料。
  10. 【請求項１０】 前記第二の紙コーティング顔料が、カ
    オリン粘土を含有する、請求項４から９のいずれかに記
    載の紙コーティング顔料。
  11. 【請求項１１】 請求項１から１０のいずれかに記載の
    紙コーティング顔料の水性懸濁液と接着剤とを含有す
    る、紙コーティング組成物。
  12. 【請求項１２】 紙コーティング方法において、組成物
    の水分保持を高めることを目的とする請求項１１に記載
    の紙コーティング組成物の使用。
  13. 【請求項１３】 紙コーティング組成物が、設定速度で
    紙ウェブに関して動くブレードにより付与される紙コー
    ティング方法において、高速運転性を改良することを目
    的とする、請求項１１に記載の紙コーティング組成物の
    使用。
  14. 【請求項１４】 請求項１１に記載の紙コーティング組
    成物が紙の表面にコーティングされる、紙コーティング
    方法。
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