JPH05508827A - 分級され離層したカオリン生成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 したカ第１ン 主型９背量 本発明は、粗カオリンクレーを分級しかつ離層しこれによりそのコロイド含有量 を減少させることにより生成される高不透明性を示す分級されかつ離層されたカ オリン組成物に間する。更に本発明は生成物を高性能の紙被覆顔料として機能さ せることのできる改良された不透明化効率及び光沢性を有する選鉱されたカオリ ン生成物、及び粗カオリンクレーを制御しながら分級し離層しあるいは処理する ことによりその中のコロイド粒子のがなりの部分を除去して選鉱されたカオリン 生成物を製造する方法に関する。

製紙工業において、二酸化チタン、炭酸カルシウム、滑石、合成燐酸塩、及びベ ントナイトやカオリンのようなりレーのような種々の幅広い顔料が紙被覆材及び ／又は充填材として好適に使用されることが周知である。天然に存在する含水燐 酸アルミニウムであるカオリンは、離層型又は非離層型のいずれでも使用できる 他に、最も広く利用さねへ幅広い粒径及び輝度が使用できる。含水カオリンは白 色で、細かい粒径を有し、化学的に比較的不活性で、理想的な低コストの紙充填 材及び被覆顔料を提供する。焼成（無水）カオリンも紙充填材及び紙被覆材とし て利用でき紙により大きい不透明性を与えることができるが、それはより磨耗作 用があるという重大な欠点を有している。

従来技術のカオリン紙充填材及び被覆材は、典型的には連続的な遠心分離で分別 して粒径の大き過ぎる物質を除去し次いで鉄系の着色勧賞をリーチングにより除 去することから成る選鉱プロセスにより典型的に製造される。前記リーチングプ ロセスではカオリンは硫酸でｐＨ３，０まで酸性化され鉄を溶解させる。次いで ヒドロ亜硫酸ナトリウムを加えて前記鉄をより安定な第一鉄の形態に還元し脱水 プロセスの間に除去する０次いで一般に約３０重量％の凝集したクレーを回転減 圧フィルタ上での脱水等により濾過して固体レベルを約６０重量％にする０次い でそれを約７０重量％の固体スラリとして固体化する場合には、このフィルタケ ーキを追加の乾燥クレーと乾燥又は再分散させる。更に高い輝度の生成物っまり ９ｏを越す輝度指数を有する生成物を製造するには、浮遊選鉱や磁気分離を通し てカオリンクレーを更に処理することにより前記カオリンクレーから不純物を除 去することができる１表面剥離生成物を製造するには、当初の遠心分離からの粗 い部分を１　サンドグラインダ中で砕きカオリン中に通常見られるプレート片の スタ、りを剪断し、これにより２ミクロン未満の等価球状直径を有する個々の粒 子を製造する。

カオリンクレー顔料は紙被覆材又は紙充填材として製紙で好適に使用されるため にある種の流動学的及び光学的特性を有しなければならないことは従来技術で良 好に認識されている。カオリンクレー顔料は、典型的に約５０から約７０重量％ のクレー固体含有量を有するが、依然として効果的で経済的な吸入及び排出、他 の充填材又は被覆材成分との混合と紙への通用を許容するために十分低い粘度を 示す高固体懸濁物として利用されなければならない、更にカオリン顔料がある種 の光学的性質つまり高輝度、高光沢度及び高不透明性を示すことが最も重要であ る。

カオリン顔料の光学的性質に対する粒径分布の影響は従来技術で長く認識されて きた０例えば共同で譲渡された米国特許２，９９２，９３６号でローランドは、 次の粒径分布（等価球状直径、ｅ、ｓ、ｄ、として）を有するカオリンクレー生 成物は紙被覆用クレーとして使用されたときに改良された輝度、光沢度及び不透 明性を示すことを一貫して開示している。

５ミクロン未満のｅ、ｓ、ｄ、が９９〜１００重量％４ミクロン未満のｅ、ｓ、 ｄ、が９８〜１００重量％１．７ミクロン未満のｅ−ｓ、ｄ、が８８〜１００重 量％１．５ミクロン未満のｅ、ｓ、ｄ、が８５〜９７重量％１．０ミクロン未満 のｅ、ｓ、ｄ、が７０〜８４重量％０．５ミクロン未満のｅ、ｓ、ｄ、が２５〜 ３７重量％０．３ミクロン未満のｅ、ｓ、ｄ、が１０〜１５重量％ローランドは 更に、第１にカオリンクレースラリの粗い物質を除去し、次いでこの粗い物質が 除去された２１重量％の固体含有量のカオリンクレースラリを１分間４００ｃｃ で６３００回転／分のシャープレス遠心分離機を通し、次いでず−ハーフローし た流出物を同し速度及び回転数で再遠心分離することにより前記制御された粒径 を育するカオリン生成物が製造されることを開示している。最後のオーバーフロ ーした流出物は粗い物質が除去されたクレースラリの細がいエンドを取り去る力 、トを示し、粗い物質が除去されたクレースラリの２２重量％に達する。この２ ２％の細かいカントを除去した後に残る粗い物質が除去されたクレースラリ、つ まり２回の遠心分離ステップからのアンダーフローを合わせたものを０．１５％ のへキサメタ燐酸ナトリウムと約２０％の固体に再スラリ化し１インチのス１ル 、ブ深さを通して重力により沈降させる。前記粗い物質が除去されたクレースラ リの約４８％に達する沈降した粗いクレーは無視して当初の粗い物質が除去され たカオリンクレースラリを中間生成物として残し、これに更に漂白、濾過及び乾 燥の処理を施して商業的な被覆クレー生成物を生成する。

１９８３年のＴＡＰＰＩの被覆会議で提示された「改良された紙被覆のために化 学的に誘導されたカオリンフロック構造」と題する報文中で、Ｗ、　Ｈ，パンデ ィらは、ジョーシア・カオリン・カンパニー・インコーホレーテッドにより製造 されかつ商品名アストラーライトで市場に出されている化学的に修正されたカオ リンを含んで成り１０８９として参照される嵩高い紙被覆顔料を開示した。最適 の機能性を有する構造は、約８０から９３重量％のカオリン粒子が２ミクロンｅ 、ｓ、ｄ、未満である粒径分布を有する粗カオリンを化学的に処理してそのサブ ミクロンの部分を選択的に凝集させこれによりこれらの細がい物質をより大きい カオリンのプレート片の表面上に凝結させかつコロイド粒子の大きな部分を効果 的に不活性化することにより誘導されると言われている。９２重量％の粒子が２ ミクロン未満である粗顔料から誘導されるこのような化学的に修正されたカオリ ン被覆顔料はパンディらにより次のような粒子分布を有していると提示されてい る。

５ミクロン未満のｅ、ｓ、ｄ、が９９重量％３ミクロン未満のｅ、ｓ、ｄ、が９ ７重景％２ミクロン未満のｅ、ｓ、ｄ、が９０．５重量％１ミクロン未満のｅ、 ｓ、ｄ、が６５．５重量％０．５ミクロン未満のｅ、ｓ、ｄ、が３１．５重量％ ０．３ミクロン未満のｅ、ｓ、ｄ、が１２．５重量％０、１７ミクロン未満のｅ 、ｓ、ｄ、が５．５重量％このような化学的に凝集されたカオリン被覆顔料は、 例えば米国特許４．０７５．０３０号、４．０７６、５４８号又は４，０７８， ９４１号に開示されているように、例えばクエン酸とともにあるいはなしに、そ して必要に応じてサイズが１５０メツシュ未満の細かい雲母の存在下で、エチレ ンジアミンやヘキサメチレンジアミンである多官能性アミン、長い炭素鎖のアミ ンのような低分子量有機凝集剤（１，０００，０００未満）を添加して粗カオリ ンクレーを選択的に凝集することにより製造することができる。

制御された少量のカチオン性高分子電解質型凝集荊例えば４級アンモニウムポリ マー塩又はジアリールアンモニウムポリマー塩と凝集した含水カオリンクレーの 粒子から実質的に成る紙充填材又は被覆材として好適に使用できる不透明化顔料 組成物が米国特許４，７３８，７２６号に開示されている。凝集の前に３５重量 ％未満が０．３ミクロンより細かいつまりコロイド状である粒径分布を有するよ うに粗カオリンクレーは選択される。

更に本発明の譲受人であるジョーシア・カオリン・カンパニー・インコーホレー テッドの前記アストラーライト被覆組成物は、アストラーバック：典型的には２ ミクロン未満のｅ、ｓ、ｄ、の粒子を約８０重量％しか含まない比較的粗い焼成 カオリンクレー。

アルドホワイト　ＴＥ：典型的には２ミクロン未満のｅ、ｓ、ｄ、の粒子を約４ ２１量％しか含まない比較的粗い焼成カオリンクレー。

アルドホワイト　ＴＥ：典型的には２ミクロン未満のｅ、ｓ、ｄ、の粒子を約４ ２！量％しか含まない比較的粗い焼成カオリンクレー。

アストラープライド：典型的には２ミクロン未満のｅ、ｓ、ｄ、の粒子を約９２ 重量％含み０．３ミクロン未満のｅ、ｓ、　ｄ、の粒子を約３５％から４０重量 ％含む高輝度（８９〜９Ｉ）の比較的細かい未焼成カオリンクレー。

アストラーコート９０：典型的には２ミクロン未満のｅ、ｓ、ｄ、の粒子を約８ ６重量％含む高輝度（８９〜９１）で中程度のサイズの未焼成カオリンクレー。

アストラーシーンＸＧ：非常に細かい粒子サイズの未焼成の離層カオリンクレア ストラープレート：細かい粒子サイズの未焼成の離層カオリンクレー。

アストラーグレーズ：典型的には２ミクロン未満のｅ、ｓ、ｄ、の粒子を約９６ 重量％含み０゜３ミクロン未満のｅ、ｓ、ｄ、の粒子を約４５％から５０重量％ 含む非常に細かい粒子サイズの未焼成のカオリンクレー。

更にＮＩＩＬｌ、患２及び！！１３の被覆用クレーが商業的な紙被覆用として広 く使用されている。随１被覆クレーは典型的には２ミクロン未満の粒子を約９２ １量％含みかつ０．３ミクロン未満の粒子を約３５％から４０重量％含む比較的 細かい未焼成カオリンを含んで成っている。阻２被覆クレーは典型的には２ミク ロン未満の粒子を約８２重量％含みかつ０．３ミクロン未満の粒子を約３０％か ら３５重量％含む比較的粗い未焼成カオリンを含んで成っている。Ｎａ３被覆ク レーは典型的には２ミクロン未満の粒子を約７３重量％含みかつ０．３ミクロン 未満の粒子を約２５％から３０重量％含むかなり粗い未焼成カオリンを含んで成 っている。

兄所Ω概要 比較的狭い粒子サイズ分布と低コロイド粒子含有量を有する高不透明性の分級さ れ離層されたカオリンクレー生成物が水性懸濁物中で粗カオリンクレーを分級し 離層することにより生成する０分級され離層されたカオリンクレーを硫酸アルミ ニウム及びヘキサメチレンジアミンで表面処理することが最も都合の良いことで ある。処理されていてもいなくても、本発明の分級されカリ離層されたカオリン クレーは紙被覆組成物中で卓越した性能を示し、かつ少なくとも一部に本発明の 分級され離層されたカオリンクレーを含む組成物で被覆されたペーパーシートは 改良された印刷光沢、シート光沢、及びオフセット及びグラビアの両用途におけ る印刷性を示す。

好１旦ハ思携凹説朋 本発明の嵩高いカオリンクレーの砥液覆材としての高性能、及び対象とする嵩高 いカオリンクレー生成物の製造するための本発明の方法は、本発明の例示であっ て限定しないものとして認識されるべきである以下の実施例を参照することによ り最も良く理解されるであろう。

各実施例において、以後粗カオリンクレー組成物と呼ばれる出発カオリンクレー 組成物は前述のジョーシア・、カオリン・カンパニー・インコーホレーテッドに より砥液覆材であるアストラーライトとして市場に出されている商業的に入手で きるカオリンクレー組成物である。このクレー組成物は８９から９１の範囲の高 輝度と９２重量％が２ミクロン未満である粒子サイズ分布により特徴付けられる 。しかし他のカオリンクレー組成物も本発明を実施する際の出発物質として好適 でありかつ本発明の適用範囲は特定の粒子サイズ分布のカオリンに限定されない と理解すべきである。

更に、各実施例で使用される粗カオリンクレー組成物は分散剤であるヘキサメタ リン酸ナトリウムとともに水中で混練し水性スラリを生成した０分級の前に最適 の分散レベルつまり生成するスラリの最小粘度のポイントを得るために必要な分 散剤の量を分散剤としてヘキサメタリン酸ナトリウムを使用して決定した。最適 レベルに対して０．０５％過剰のへキサメタリン酸ナトリウムをスラリに加えて 引き続（分級操作における良好な分散を確保した。しかしこれらに限定されない ソーダ灰やポリアクリル酸ナトリウムのような他の分散剤や、ヘキサメタリン酸 ナトリウムと等価の他の分散剤も本発明の実施に使用できるものと理解されるべ きである。

ここで使用される離層とは、水性クレースラリ中の天然に存在するカオリン集合 物に剪断力を加えこれによりカオリン積層物を薄いプレート片にすることを意味 する。ここで提示された各実施例では、離層は集合したカオリン粒子の水性スラ リにサンドグラインダー中で剪断作用を加えることにより行った。しかし該離層 は、本発明の精神及び範囲を逸脱することな（、これらに限定されることのない ボール又はペブルミル、押出機又はローター−ステイタ−コロイドミルのような 他のデバイス中で行うこともできる。ここで共同で譲渡されたアントリニー・ド ロックとトーマス・Ｆ・ワルシエの米国特許３，６１５．８０６号を参照し、こ の開示は参照することによりカオリンクレーの離層の完全な開示としてここに含 められる。

ここで使用される用語「分級」はカオリン懸濁物の細かいフラクションを分離し その一部を廃棄する操作を意味する。ここに提示された実施例では分級操作は遠 心分離機で行われた。「分級」されるべきカオリン懸濁物は遠心分離機に供給さ れ、そこで処理されて該懸濁物が粗いフラクションと細かいフラクションに分離 された０選択された容量パーセントの細かいフラクションが廃棄され、一方細か いフラクションの残りは更に処理するために粗いフラクションと混合される。

各実施例において、表示された分級のパーセントレベルは廃棄される細かいフラ クションの容量パーセントを意味する。例えば４０％レベルまでの分級とは、遠 心分離機からの細かいフラクションの４０％が廃棄され、遠心分離機からの細か いフラクションの残りの６０％が更に処理するために遠心分離機からの粗いフラ クションと混合されたことを意味する。

従来技術から判るように、酸性溶解する輝度を劣化させる不純物を除去するため のカオリンのリーチングは２．０から４．０のｐＨ範囲で行わなければならない 。

次の実施例では、リーチングの前にそこに適量の硫酸の１０％水溶液を混合する ことにより各カオリン懸濁物のｐＨを３．０に調節した０次いでクレー１トン当 たり４ボンドの割合でハイドロサルファイドを混合することによりカオリン懸濁 物のり−チングをＰＨ３，０で行った。リーチングの後に水酸化ナトリウム溶液 を混合することにより各懸濁物のｐＨレベルを５．０にｔＡ節した。次いでカオ リン懸濁物を濾過し洗浄してフィルターケーキを生成した。

次の実施例で使用された表面処理剤はへキサメチレンジアミンの５％水溶液であ り、６／ミヨウバン処理硫酸アルミニウムの３％水溶液であった。全ての場合に おいて表面処理に関する「処理レベル」とは、表面処理剤の乾燥クレーに対する 重量をベースとするパーセントを意味する０例えば０．５％の処理レベルとは、 乾燥クレー１トンに対して表面処理剤を１０ボンドの割合で水性クレースラリ中 に混合することを意味する。

硫酸アルミニウムが水性クレースラリ中に存在すると、水酸化アルミニウムの沈 澱が４を越えるｐＨで沈澱を始める。ここで提示される実施例では、水性クレー スラリのｐＨはカオリンの表面に水酸化ナトリウムを添加することにより調節さ れた。カオリン粒子上に水酸化アルミニウムを沈澱されるプロセスの完全な議論 のために、ジョーシア・カオリン・カンパニーのウニイン、Ｈ，パンディ及びハ イトン、Ｈ，マレイにより許可されかつクレー及びクレーミネラルズの２１巻、 ２９５〜３０２頁に刊行された「カオリナイトの表面の性質に対するアルミニウ ムの効果」と題する報文ぶんンフロ・ツク構造」と題する報文中を参照する。

大施例上 粗カオリンクレー組成物を水中でヘキサメタリン酸ナトリウムと混練し上述した 水性カオリン懸濁物を形成した。この懸濁物は次いで湿潤グラインダー中で離層 を受けさせた。次いで該離層懸濁物を、コネチカット州スタンフォードのドール −オリバー・インコーホレーテッドで製造された内部リサイクルを装着したディ スクノズル型遠心分離機中で遠心分離することにより４０゜５％の分級レベルま で分級した。遠心分離機から回収された分級され離層された生成物は２．０ミク ロン未満が９１重量％で０．３ミクロン未満が８重量％である粒子サイズ分布を 有し、つまりコロイド粒子であった。従って粒子サイズ分布は狭く、そのカオリ ン粒子の８３重量％が０．３ミクロンと２ミクロンの間に位置した０分級され離 層されたカオリン懸濁物を次いで水溶液中で硫酸アルミニウムで乾燥クレーの０ ．７重量％の処理レベルで処理し、かつ水溶液中でヘキサメチレンジアミンで乾 燥クレーの０．０８重量％の処理レベルで処理した。前述の通りリーチング、濾 過、洗浄及び再分散の後に、生成物であるカオリンを、市販の被覆クレーブレン ドと比較したオフセット及びグラビアの両プロセスでの評価のために、被覆クレ ーブレンド配合物中に組み入れた。

市販の被覆クレーブレンド（ブレンドＡ）は、３重量部のアストラープレート（ 登録商標）被覆クレー及び１重量部のプレミア（登録商標）被覆クレーの混合物 から成っていた。アストラープレート被覆クレーは、ニューシャーシー州ユニオ ンのジョーシア・カオリン・カンパニー・インコーホレーテッドにより製造され た未分級の離層された力Ｊ”リンクレーであり、プレミアはそのカオリン粒子の 約９２重量％が２ミクロン未満の等価球状直径である未分級の離層されていない カオリンクレーを含んで成るニューシャーシー州ユニオンのジョーシア・カオリ ン・カンパニー・インコーホレーテッドにより製造された驚１被覆クレーである 。

被覆ブレンドＢは、９重量部のブレンドＡと、そのカオリン粒子の約８０重量％ のみが２ミクロン未満の等価球状直径であるニューシャーシー州ユニオンのジａ 　−シア・カオリン・カンパニー・インコーホレーテッドにより製造された比較 的粗い焼成されたカオリンクレーである１重量部のアストラーバノク（登録商標 ）を含んで成っていた。被覆ブレンドＣは、４重量部の実施例Ｉの生成物カオリ ンと６重量部のブレンドＢの市販被覆クレーを含んで成っていた。

被覆クレーとしてのオバーセン！・の生成物カオリンの効果を評価するために、 クレーブレンドＡ、Ｂ及びＣをそれぞれ、被覆クレーブレンド１００重量部当た り、１１重量部の澱粉バインダー、６重量部のＳＢＲラテックスバインダー、０ ．８重量部のステアリン酸カルシウム及び０．３３重量部の不溶化剤を含んで成 るオフセット被覆配合物に組入わへ更に被覆りＩノーブレンド１００重量部当た り、６重量部の澱粉バインダー、２．４重量部のＳＢＲラテックスバインダー、 ０．８重量部のステアリン酸カルシウム及び０．０５重量部のガムを含んで成る グラビア被覆配合物に組入れた。該被覆配合物を被覆量５．０ボンド／３３００ 平方フイートで軽量基体に塗布して被覆されたシートを調製し、輝度、シート光 沢、不透明性及び印刷光沢を標準法を使用して測定した。

表Ｉから明らかなように、実施例Ｉの離層され分級されかつ処理されたカオリン 生成物を６０重量％含む被覆クレーブレンＦＣはオフセット被覆配合物中の市販 被覆り１／−ブレンドＡ及びＢと比較して優秀な不透明性を示した。、更に４０ 重量％の実施例■の離層され分級されかつ処理されたカオリン生成物と６０重量 ％の市販の被覆クレー（ブレンドＡ）を含んで成るクレーブレンドＣもオフセッ ト及びグラビアの再被覆配合物中でシート光沢及び印刷光沢において市販のブレ ンドＡ及びＢより優れた性能を有していた。

実施例ｌΔ ニューシャーシー州フォートリーのアルファーラバル・インコーホレーテッドに より製造された内部リサイクルを装着したディスク−ノズル型遠心分離機を使用 して分級操作を行いかつ分級レベルを３５％としたこと以外は実施例■と同じよ うに粗カオリンクレー組成物を処理した。この実施例Ｉ［Ａの離層され分級され かつ処理されたカオリン生成物を、それぞれ１００部のクレーにつき、１０重量 部のダウ６２０ラテ、クスバインダー、９重量部のペンフォード・ガム２９０澱 粉バインダー、１．５重量部のノプコＣ−１０４及び０．１重量部のコロイド２ １１を含んで成るオフセット配合物中に組み入れた。

比較の目的で、ニューシャーシー州ユニオンのジョーシア・カオリン・カンパニ ー・インコーホレーテッドにより製造された市販の被覆クレーであるアストラー プレート（登録商標）、アストラーブライト（登録商標）及びアストラーコート （登録商標）を使用して被覆配合物を調製した。各被覆配合物を被覆量７．２ポ ンド／３３００平方フイートで３１．３ボンド／３３００平方フイートの基体に 塗布してテストンートを調製した。被覆されたシートを１４０℃及び２００ｐｌ ｉの圧力で３ニツプの間隔で圧延した。ｌＩ度、不透明性、シート光沢及び印刷 光沢を測定した。

（以下余白） 表−ｍ−１ 市販の未分級の離層された被覆クレー（アストラープレート）、又は比較的細か い未離層で未分級の市販被覆クレー（アストラーブライト）又は比較的粗い未離 層で未分級の市販被覆クレー（アストラーコート）と比較した場合の、本発明の 離層され分級されかつ処理されたカオリン生成物を組み入れたオフセット配合物 で被覆されたシートの優れた不透明性、輝度及びシート光沢が表Ｉ［Ａから容易 に明確になる。更に実施例■のカオリン生成物を組み入れたオフセフ）配合物で 被覆されたシートの印刷光沢も未離層の市販被覆クレーのいずれかを組み入れた オフセット配合物で被覆したシートのそれより優れていた。

裏施倒工旦 ニューシャーシー州フォートリーのアルファーラバル・インコーホレーテッドに より製造された内部リサイクルを装着したディスク−ノズル型遠心分離機を使用 して分級操作を行いかつ分級レベルを３５％としたこと以外は実施例Ｉと同じよ うに粗カオリンクレー組成物を処理した。この実施例Ｉ［Ｂの離層され分級され かつ処理されたカオリン生成物を、それぞれ１００部のクレーにつき、５．５重 量部のペンフォード・ガム２９０Ｒ粉バインダー、４重量部のダウ６２０ラテツ クスバインダー、１．２重量部のＣ−１０４及び０．１重量部のコロイド２１１ を含んで成るグラビア配合物中に組み入れた。比較の目的で、ニューシャーシー 州ユニオンのジョーシア・カオリン・カンパニー・インコーホレーテッドにより 製造された市販の被覆クレーであるアストラープレート、アストラーブライト及 びアストラーコートを使用して被覆配合物を調製した。各被覆配合物を被覆量７ ．２ボンド／３３００平方フイートで３１．３ポンド／３３００平方フイートの 基体に塗布してテストンートを調製した。被覆されたシートを１４０°Ｃ及び２ ００ｐｌ＋の圧力で３ニツプの間隔で圧延した。

ＴＡＰＰＩテスト法を使用して輝度、不透明性、シート光沢及び印刷光沢を測定 した。更にダイアモンド・インターナシ町ナル・プリンタビリティ・テスターを 利用してミスドツトの決定によりグラビア印刷性を評価した。

表工 市販の未分級の離層された被覆クレー（アストラープレート）、又は比較的細か い未離層で未分級の市販被覆クレー（アストラーブライト）又は比較的粗い未離 層で未分級の市販被覆クレー（アストラーコート）と比較した場合の、本発明の 離層され分級されかつ処理されたカオリン生成物を組み入れたグラビア配合物で 被覆されたシートの優れた不透明性及び輝度が表ｆｆＢから容易に明確になる。

更に実施例ＩＩＢの生成物カオリンと連係するグラビアプロセスでの優れた印刷 性が、任意の市販被覆クレーと比較したときにミスしたドツトの数がかなり減少 することばにより明瞭に証明される。

実施例１ 更に紙被覆配合物中での本発明のプロセスされ離層されカリ処理されたカオリン 生成物の効果を調べるために、実施例Ｈの生成物カオリンを既存の市販被覆クレ ーと関連させて使用して種々のクレーブレンドを形成し、次いでこれらを、クレ ーブレンド１００重量部当たり、１８！量部のダウ６２０ラテツクス、１重量部 のニプコＣ−１０４及び１重量部のＣＭＣ７Ｌを含んで成る被覆配合物を形成す るためのクレー成分として使用した。これら全てのラテックスバインダー被覆配 合物を被覆量的５．７ボンド／３３００平方フイートで４６ボンド／３３００平 方フイートの基体に塗布してテストンートを調製した。被覆されたシートを１４ ０°Ｃ及び２００ｐｌｉの圧力で３ニツプの間隔で圧延した。標準法を使用して 輝度、不透明性、シート光沢及び印刷光沢を測定した。

表１ であるアストラープレートを実施例■の分級され離層されかつ処理されたカオリ ン生成物で置換しても不透明性、輝度、シート光沢及び印刷光沢に大きな改良は 生じなかった０本発明の生成物カオリンをを単独で又はＮ１１ｌ又はＮｎ２の被 覆クレーとのブレンドとして含む被覆配合物は、不透明性及び光沢性能において 焼成りレーを組み入れたブレンドを含む被覆配合物より優れていた。

実施例■ 本発明の生成物カオリン被覆クレーが紙被覆運転性に逆の影響つまり線が入った リスキップすることなしに被覆配合物が塗布できるスピードの減少を存しながっ たことを証明するために、３種類の軽量被覆配合物を形成し、線が入ったりスキ ンブすることなしに被覆配合物をこのコーターで塗布できる最大スピードを決定 することにより、円筒状の実験室コーターに対する「運転性」をテストした。

各場合において、被覆配合物は５６重量％の固体量で配合され、それぞれ被覆量 ４．５及び６ボンド／３３００平方フイートで２８ポンド／３３００平方フイー トの被覆されていない基体に塗布した。使用した軽量被覆配合物は各場合とも、 クレーｌｏｏ部当たり、１１重量％のスタイコＭ澱粉バインダー、６重量％のジ エンフロ５ｏ９２ラテツクスバインダー、０．８重量％のフローコステアリン酸 カルシウム及び０．３重量％のサンレッズ７２０を含んで成っていた。被覆配合 物は次のクレーブレンドのそれぞれを使用して調製した（重量部）。

Ａ、　６７．５部の未分級で離層された被覆クレー（アストラープレート）２２ ．５部の胤１被覆クレー（プレミア）１０．０部の焼成被覆クレー（アストラー パノク）Ｂ、　４８．８部の未分級で離層された被覆クレー（アストラープレー ト）１６．２部のＮ［ＬＬ被覆クレー（プレミア）３５部の実施例■の生成物 ０．４５部の未分級で離層された被覆クレー（アストラープレート）１５部のＮ ［１１被覆クレー（プレミア）４０部の実施例■の生成物 実験室コーターの運転性テストは、それぞれが本発明の未分級で離層され処理さ れた生成物を組み入れた再被覆配合物Ｂ及びＣが、市販の従来技術の被覆クレー のみから成るクレーブレンドを組み入れた被覆配合物Ａ用に２２００フィート／ 分のみの最大速度と比較した場合に、被覆欠陥に遭遇することなく　２４００フ ィート／分の被覆速度で塗布することができたことを示した。

上述のテスト結果から明らかなように、本発明の分級され離層されかつ処理され たカオリン生成物は紙被覆用の多くの従来技術のカオリンクレーに対して優れた 性能を有する。実際に本発明の離層され分級されたカオリン生成物は処理されな くても、典型的な市販の被覆クレーブレンドと同様に機能する６表■に例示した ように、内部リサイクルなしに遠心分［１１での遠心分離により３０％、３５％ 又は４０％の分級レベルで粗カオリンを分級し離層することにより生成するカオ リンは硫酸アルミニウムやヘキサメチレンジアミンで処理しなくても、実施例■ の市販の被覆クレーブレンドＡを組み入れた典型的な市販の軽量被覆配合物と比 較して優れた印刷性及び光沢特性を示す軽量の被覆配合物を生成した。

似下余白） 表旦 硫酸アルミニウム及びヘキサメチレンジアミンによる表面処理は本発明の分級さ れ離層されたカオリン生成物の被覆特性を更に向上させるが、本発明により生成 した未処理の分級され離層された生成物は、従来の市販の被覆クレーに近い不透 明性を有しながら卓越した印刷特性を示す低コスト被覆クレーを提供する。比較 的細かい粗カオリンクレーを分級し離層することにより、より狭い粒子サイズ分 布を有するカオリン生成物が生成し、この生成物は更に硫酸アルミニウム及びヘ キサメチレンジアミンで処理されていてもいなくても被覆配合物中で高不透明性 と優れた印刷特性を示す。

本発明の生成する分級され離層された生成物は、市販の被覆クレーに対して、そ のより狭い粒子サイズ分布により特徴付けられる。相当する細かい粗カオリンを 分級してかなりの量のコロイド状物質をそこから除去することにより、生成物力 オゾンは粗カオリンとほぼ同じレベルの粗い物質、つまり２ミクロンｅ、ｓ。

ｄ、より大きい粒子を有することになるが、より細かい粒子特にコロイド状物質 つまりサブ０．３ミクロンｅ、ｓ、ｄ、の粒子のレベルは減少する。都合の良い ことに分級され離層された本発明の生成物は、その中の粒子の少なくとも７０重 量％が０．３ミクロンより太きく２．０ミクロン等価球状直径より小さいような 粒子サイズ分布を示す。

！−−約 高不透明性を示す分級され離層されたカオリン組成物が粗カオリンクレーを分級 し離層してコロイド含有量を減少させることにより生成する。該分級され離層さ れたカオリン組成物はへキサメチレンジアミン及び硫酸アルミニウムで処理し級 され離層されたカオリン組成物は単独で又は既知の被覆クレーとのブレンドで紙 被覆配合物として優れた機能を有し、それにより被覆された祇シートの不透明性 、印刷光沢、シート光沢及び印刷性を改良する。

国際調査報告

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. １．粗カオリンをを離層し分級することにより該粗カオリンクレーからコロイド 状の粒子含有物のかなりの部分を除去して生成する比較的狭い粒子サイズ分布を 有しかつ粗カオリンクレーと比較して改良された不透明性及び光沢性を有する未 焼成カオリンクレー粒子の分級され離層された水中懸濁物を含んで成るカオリン 生成物。
2. ２．そのカオリン粒子の少なくとも７０％が、少なくとも０．３ミクロンで２ミ クロン未満の等価球状直径を有している粒子サイズ分布を有する請求項１に記載 のカオリン生成物。
3. ３．ａ．乾燥クレーの約４０％から約５５重量％の離層されているが分級されて いない未焼成カオリンクレー、 ｂ．乾燥クレーの約１０％から約２０重量％のＮｏ．１カオリン被覆クレー、及 び、 ｃ．乾燥クレーの約３０％から約５０重量％の前記分級及び離層された未焼成カ オリンクレー、 から実質的に成るブレンドを含んで成る請求項２に記載の被覆組成物。
4. ４．ａ．乾燥クレーの約２０重量％のＮｏ．１カオリン被覆クレー、Ｎｏ．２カ オリン被覆クレー及びそれらの混合物、 ｂ．乾燥クレーの約８０重量％の前記分級及び離層された未焼成カオリンクレー 、 から実質的に成るブレンドを含んで成る請求項２に記載の被覆組成物。
5. ５．ａ．粗カオリンクレーを分級し離層して該粗カオリンクレーからコロイド状 粒子含有物のかなりの部分を除去することにより生成する比較的狭い粒子サイズ 分布を有する分級され離層された未焼成カオリンクレー、及びｂ．離層されてい るが未分級の未焼成カオリンクレー、Ｎｏ．１カオリン被覆クレー、Ｎ０．２カ オリン被覆クレー及びこれらの混合物から成る群から選択される少なくとも１種 のカオリンクレー、 のブレンドを含んで成る紙シートを被覆するために好適な被覆組成物。
6. ６．離層及び分級の後に前記分級及び離層された未焼成カオリンクレーを硫酸ア ルミニウム及びヘキサメチレンジアミンで表面処理する請求項５に記載の被覆組 成物。
7. ７．前記分級及び離層された未焼成カオリンクレーが、前記ブレンド中に少なく とも約３０重量％のカオリンクレーを含んで成っている請求項５に記載の被覆組 成物。
8. ８．ａ．乾燥クレーの約４０％から約５５重量％の離層されているが分級されて いない未焼成カオリンクレー、 ｂ．乾燥クレーの約１０％から約２０重量％のＮｏ．１カオリン被覆クレー、及 び、 ｃ．乾燥クレーの約３０％から約５０重量％の前記分級され離層されかつ処理さ れた未焼成カオリンクレー、
9. ９．ａ．乾燥クレーの約２０重量％のＮｏ．１カオリン被覆クレー、Ｎｏ．２カ オリン被覆クレー及びそれらの混合物、 ｂ．乾燥クレーの約８０重量％の前記分級され離層されかつ処理された未焼成カ オリンクレー、 から実質的に成るブレンドを含んで成る請求項６に記載の被覆組成物。