JPH07138899A - 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Info
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- JPH07138899A JPH07138899A JP6093501A JP9350194A JPH07138899A JP H07138899 A JPH07138899 A JP H07138899A JP 6093501 A JP6093501 A JP 6093501A JP 9350194 A JP9350194 A JP 9350194A JP H07138899 A JPH07138899 A JP H07138899A
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- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
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- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- D21H21/50—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by form
- D21H21/52—Additives of definite length or shape
Abstract
(57)【要約】
【構成】 (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
分布を有しており、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、を含有する紙コーティング顔料。 【効果】 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が得られる。
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
分布を有しており、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、を含有する紙コーティング顔料。 【効果】 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が得られる。
Description
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
%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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
Claims (16)
- 【請求項1】 紙コーティング顔料であって、以下の顔
料: (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
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、
を含有する、紙コーティング顔料。 - 【請求項2】 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1に記載の紙コーティング顔料。 - 【請求項3】 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1に記載の紙コーティング顔料。 - 【請求項4】 全顔料の少なくとも20重量%が、前記
第一の紙コーティング顔料である、請求項1、2、また
は3に記載の紙コーティング顔料。 - 【請求項5】 全顔料の少なくとも40重量%が、前記
第一の紙コーティング顔料である、請求項1、2、また
は3に記載の紙コーティング顔料。 - 【請求項6】 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1、2、3、4、または5
に記載の紙コーティング顔料。 - 【請求項7】 前記紙コーティング顔料が全体として少
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、を有する、請求項1か
ら6のいずれかに記載の紙コーティング顔料。 - 【請求項8】 前記紙コーティング顔料が全体として次
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、を有する、請求項1から6のいずれか
に記載の紙コーティング顔料。 - 【請求項9】 前記紙コーティング顔料が全体として次
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、を有
する、請求項1から6のいずれかに記載の紙コーティン
グ顔料。 - 【請求項10】 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
び顔料が、主に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、主に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
た場合、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、を包含
する、紙コーティング顔料。 - 【請求項11】 前記紙コーティング顔料が次の特性:
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、を有する、請求項10に記載の紙コー
ティング顔料。 - 【請求項12】 前記紙コーティング顔料が次の特性:
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、を有する、請
求項10に記載の紙コーティング顔料。 - 【請求項13】 紙コーティング顔料の水性懸濁液およ
び接着剤を含有する紙コーティング組成物であって、 該紙コーティング顔料が請求項1から12のいずれかに
記載の紙コーティング顔料である、紙コーティング組成
物。 - 【請求項14】 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13に記
載の紙コーティング組成物の使用。 - 【請求項15】 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13に記載の紙コーティング組成物の
使用。 - 【請求項16】 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
方法であって、 該方法は、該紙コーティング組成物中の紙コーティング
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、方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB9309150A GB2277743B (en) | 1993-05-04 | 1993-05-04 | A pigement for a coating composition for printing paper |
GB9309150.2 | 1993-05-04 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07138899A true JPH07138899A (ja) | 1995-05-30 |
JP2690686B2 JP2690686B2 (ja) | 1997-12-10 |
Family
ID=10734893
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6093501A Expired - Lifetime JP2690686B2 (ja) | 1993-05-04 | 1994-05-02 | 印刷紙用コーティング組成物のための顔料 |
Country Status (13)
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US (1) | US5478388A (ja) |
EP (1) | EP0624686B1 (ja) |
JP (1) | JP2690686B2 (ja) |
CN (1) | CN1098756A (ja) |
AT (1) | ATE189721T1 (ja) |
AU (1) | AU670681B2 (ja) |
BR (1) | BR9401855A (ja) |
DE (1) | DE69422940T2 (ja) |
DK (1) | DK0624686T3 (ja) |
ES (1) | ES2145099T3 (ja) |
FI (1) | FI942031A (ja) |
GB (1) | GB2277743B (ja) |
NO (1) | NO302247B1 (ja) |
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FI104502B (fi) | 1997-09-16 | 2000-02-15 | Metsae Serla Oyj | Menetelmä paperirainan valmistamiseksi |
FI105840B (fi) * | 1997-09-16 | 2000-10-13 | Metsae Serla Oyj | Menetelmä materiaalirainan päällystämiseksi |
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