TWI454606B - 紙張塗覆組成物，經塗覆之紙張，以及方法 - Google Patents

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Description

紙張塗覆組成物，經塗覆之紙張，以及方法
本案請求美國臨時專利申請案第60/936,155號，申請日2007年6月18日之優先權，該案全文內容以引用方式併入此處。
發明領域
本揭示係有關紙塗覆組成物、經塗覆之紙及用於形成經塗覆之紙之方法。
 發明背景
印刷於紙張上的文字及/或影像的外觀受到紙張上的塗覆層的存在所影響。塗覆層可含有黏土、顏料及黏結劑之混合物。當墨水施用至未經塗覆之紙時，墨水被紙張吸收。當墨水施用至經塗覆之紙時，墨水係位在塗覆層上方。此種屬性允許印刷於經塗覆之紙上之墨水保有俐落的邊緣。結果，經塗覆之紙比較未經塗覆之紙通常產生更鮮明更明亮的影像且有更佳的反射性。
於經塗覆之紙之製造中，塗覆層首先係施用於原紙上，然後經塗覆之原紙於砑光操作中變成更紮實來讓紙更適合用於印刷。砑光以多種方式影響經塗覆之紙之表面以及整張紙的結構。例如，砑光減少紙張之粗度。經塗覆之紙張粗度特別係取決於砑光期間之纖維網絡之變形。粗度降低經常伴隨有光澤度增高。紙張光澤度屬於表面相關紙張性質，主要係取決於砑光期間之塗覆層結構的變形。
砑光也影響原紙之結構及特性。舉例言之，砑光可能導致原紙不透明度的喪失、挺度的降低、及原紙強度的減低。當經塗覆之紙經過苛刻砑光時特別為真。
塗覆層於砑光過程中可被光整至高光澤度、光澤、黯淡或毛面(無光澤)光整度。此等光整度類別之其它些微變化亦屬可能。經塗覆之紙藉其亮度及光澤度程度也分成多個等級。等級包括高級經塗覆之紙(經塗覆之紙之亮度最高及最高級品質)、經塗覆#1、經塗覆#2、經塗覆#3、經塗覆#4、經塗覆#5、經塗覆之板紙、經塗覆之雷射紙、經塗覆之C1S(經塗覆之1側)、經塗覆之回函卡、及經塗覆之SCA(超級砑光A型)。
技藝界仍然持續希望改良製造不同等級的經塗覆之紙及用來製造經塗覆之紙之塗覆組成物。
 發明概要
本揭示文提供紙塗覆組成物、經塗覆之紙及/或紙板及使用該等紙塗覆組成物形成經塗覆之紙及/或紙板之方法。如此處討論，相較於習知紙塗覆組成物中所使用之中空聚合物塗料之含量，本發明之紙塗覆組成物之實施例含有高含量中空聚合顏料。該等紙塗覆組成物可提供具有寬廣多種期望之特徵(例如高光澤度、良好平滑度、改良的挺度)同時減少下方原紙之壓縮(永久變形)之經塗覆之紙及/或紙板。結果，本揭示文之實施例可提供以本揭示文所達成之光澤度及平滑度所無法達成之具有改良之挺度及體積 因素值之經塗覆之紙及/或紙板。
如此處使用，「紙及/或紙板」係指纖維混合之原紙，至少部分包括植物性纖維及/或木纖維諸如纖維素、半纖維素、木質素及/或合成纖維。如一般了解，其它組分可含括於紙及/或紙板之原紙組成物。如此處使用，紙及/或紙板之厚度、強度及/或重量有別，但二者皆意圖由此處所提供之紙塗覆組成物之實施例改性來形成經塗覆之紙及/或紙板。為求閱讀上的改良，「紙及/或紙板」一詞於此處係以「紙」一詞替代，但須了解除非由使用本術語之內文中有清晰相反指示，否則「紙」一詞涵蓋紙及/或紙板二者。
本揭示文之實施例包括經塗覆之紙，其具有原紙及由本揭示文之紙塗覆組成物所形成之塗覆層。本揭示文之紙塗覆組成物施用於原紙之第一主面及/或第二主面中之至少一者上方。由本揭示文之紙塗覆組成物所形成之塗覆層可用作為底塗覆層、頂塗覆層及/或介於經塗覆之紙之底塗覆層與頂塗覆層間之一層或多層中間塗覆層。
用於各個實施例，紙塗覆組成物包括黏結劑以及相對於該塗覆組成物中所使用之其它顏料(例如無機顏料)高濃度之中空聚合顏料。於該紙塗覆組成物中所使用之高度中空聚合顏料相對於每100重量份總顏料係於約25份至約65份中空聚合顏料之範圍。如此處使用，「份」一詞係指乾基準之份數，如技藝界所已知份數係以100份顏料為基準。
用於本揭示文之目的，「乾」一詞表示實質上不存在有液體，「乾基準」一詞係指無水材料重量。例如，顏料之固 體含量係以乾重為基準，表示為大致上去除全部揮發性材料後之剩餘材料之重量。
用於多個實施例，高濃度中空聚合顏料可具有多種形式。例如，中空聚合顏料可為分開的個別顏料粒子。於另一個實施例中，高含量中空聚合顏料可形成為多個分開中空聚合顏料群簇。如此處使用，「群簇」係指由多個中空聚合顏料所形成之結構，其中兩個或多個中空聚合顏料接合在一起。用於多個實施例，藉流體動力學層析術測定，中空聚合顏料具有大於約1微米之體積中間直徑。此外，於若干實施例中，紙塗覆組成物包括藉流體動力學層析術測定，差值至少為25%之體積中間直徑之兩種中空聚合顏料。
其塗覆層係由該紙塗覆組成物所形成之原紙可經砑光來提供塗覆層之平滑度低於1.65 PPS－H5(帕克印刷遨遊(Parker PrintSurf)5)。於多個實施例中，具有此種平滑度之經塗覆之紙可實質上並未施熱至砑光裝置而操作之砑光機之熱輥製造。
如此處使用，「實質上未加熱至砑光裝置」一詞表示實質上並未施熱至砑光裝置超過於砑光過程中所產之熱及/或添加至砑光裝置來維持恆定操作溫度之熱之一種操作溫度。如此，於若干實施例中，「實質上未加熱至砑光裝置」依據砑光過程而定可為約20℃至約65℃。出乎意外地，於此砑光操作溫度可達成低於1.65 PPS－H5之平滑度，同時維持緊壓(亦即永久變形)(若有)經塗覆之紙之原紙。
除了此處討論之平滑渡之外，經塗覆之紙也具有高光 澤度。如此處使用，「高光澤度」表示於75度反射角測定之TAPPI光澤度值為65或更高。
本揭示文之實施例包括一種經塗覆之紙或紙板，具有一原紙，該原紙具有一第一主面及與該第一主面相對之一第二主面；由一種塗覆調配物所形成之於該第一主面及第二主面中之至少一者上方之一塗覆層，該調配物具有：一黏結劑；以及每100重量份總顏料，由約25份至約65份中空聚合顏料，100份顏料之差額為其它顏料；及塗覆層之光澤度低於1.65 PPS－H5。經塗覆之紙或紙板之實施例包括具有挺度因數至少約0.5格利(Gurley)/((PPS－S10)(g/m2 ))之經塗覆之紙或紙板，挺度因數係由複合物挺度除以塗覆層平滑度與原紙基重之乘積。經塗覆之紙或紙板之實施例包括具有體積因數至少約為1毫米/(克/平方米)之經塗覆之紙或紙板。經塗覆之紙或紙板之實施例包括此處中空聚合顏料之含量相對於每100重量份總顏料係於約30份至約50份之範圍之經塗覆之紙或紙板。經塗覆之紙或紙板之實施例包括此處相對於塗覆層之未經變形之中空聚合顏料，至少50%中空聚合顏料經變形之經塗覆之紙或紙板。於多個實施例中，經塗覆之紙或紙板之原紙具有相對於接受塗覆之前之原紙的原先厚度，維持實質上未改變之厚度。於額外實施例中，經塗覆之紙或紙板之原紙之厚度相對於接受塗覆前之原紙之原先厚度，改變不超過約10%。經塗覆之紙或紙板之實施例包括此處塗覆層之中空聚合顏料形成多個分開中空聚合顏料之群簇之經塗覆之紙或紙板，各個群簇具有 藉流體動力學層析術測得之體積中間直徑大於約1微米。經塗覆之紙或紙板之實施例包括進一步包括一基底塗層於該原紙與該塗覆層間之經塗覆之紙或紙板。
本揭示之實施例包括一種製造經塗覆之紙或紙板之方法，包括使用塗覆組成物塗覆原紙之至少一側，其中該塗覆組成物包括：一黏結劑；以及每100重量份總顏料，由約25份至約65份中空聚合顏料，100份顏料之差額為其它顏料；以及砑光於該原紙上之該塗覆組成物而製造於該原紙上之塗覆層之平滑度低於1.65 PPS－H5。該方法之實施例包括塗覆該原紙來於該原紙上製造一塗覆層厚度，以及將該原紙上之該塗覆組成物通過砑光裝置，包括壓縮來塗覆組成物來縮小塗覆層厚度達至少20%。提供壓縮塗覆組成物之該方法之實施例包括壓縮該塗覆組成物遍及該塗覆層厚度。該方法之實施例提供原紙具有於原紙上加工該塗覆組成物前之原先厚度，此處將該原紙上之塗覆組成物通過該砑光裝置包括將該原紙之原先厚度壓縮不超過相對於原先厚度大於約10%之程度。該方法之實施例提供原紙具有於加工原紙上塗覆組成物前之原先厚度，其中原紙上之塗覆組成物通過該砑光裝置包括維持該原紙之原先厚度。提供加工於原紙上之該塗覆組成物之方法之實施例包括變形至少50%中空聚合顏料。使用該塗覆組成物對該原紙之至少一側提供塗覆層之方法之實施例包括以約0.5至約20克/平方米之塗覆層重量施用單層塗覆組成物。提供砑光原紙上之塗覆組成物之方法之實施例可製造至少約0.5格利 /((PPS－S10)(克/平方米))之挺度因數。提供砑光原紙上之塗覆組成物之方法之實施例可產生至少約1毫米/(克/平方米)之體積因數。
本揭示文之實施例包括一種經塗覆之紙或紙板，包括一原紙，該原紙具有一第一主面及與該第一主面相對之一第二主面；由一種塗覆調配物所形成之於該第一主面及第二主面中之至少一者上方之一塗覆層，該調配物具有：一黏結劑；以及每100重量份總顏料，由約25份至約65份中空聚合顏料，100份顏料之差額為其它顏料；及塗覆層之平滑度低於1.2 PPS－H10。經塗覆之紙或紙板之實施例包括此處相對於每100重量份總顏料，中空聚合顏料之含量係於約30份至約50份之範圍之經塗覆之紙或紙板。經塗覆之紙或紙板之實施例包括此處相對於塗覆層之未經變形之中空聚合顏料，至少50%中空聚合顏料經變形之經塗覆之紙或紙板。經塗覆之紙或紙板之實施例包括此處經塗覆之紙或紙板之原紙具有相對於接受塗覆前之該原紙之原先厚度，維持實質上不變的厚度之經塗覆之紙或紙板。經塗覆之紙或紙板之實施例包括此處經塗覆之紙或紙板之原紙具有相對於接受塗覆前之該原紙之原先厚度，改變不超過10%之厚度之經塗覆之紙或紙板。
本揭示文之實施例包括一種紙塗覆組成物，其包括一黏結劑；具有藉流體動力學層析術測得具有第一預定值之體積中間直徑之第一中空聚合顏料；及具有藉流體動力學層析術測得具有第二預定值之體積中間直徑之第二中空聚 合顏料，該第二預定值係比該第一預定值小至少25%。紙塗覆組成物之實施例包括相對於每100重量份總中空聚合顏料，約9份至約30份第二中空聚合顏料。紙塗覆組成物之實施例包括此處第二中空聚合顏料之體積中間直徑係比第一中空聚合顏料之體積中間直徑小至少50%之紙塗覆組成物。紙塗覆組成物之實施例包括此處第一中空聚合顏料及第二中空聚合顏料之體積中間直徑係於由約300奈米至約1,100奈米之範圍之紙塗覆組成物。紙塗覆組成物之實施例包括此處第一中空聚合顏料及第二中空聚合顏料相對於每100重量份紙塗覆組成物之顏料，提供由約20份至約30份之紙塗覆組成物。紙塗覆組成物之實施例包括此處第一中空聚合顏料及第二中空聚合顏料可達成一連串接續之中空聚合顏料其延伸貫穿使用該塗覆組成物所形成之塗覆層厚度之紙塗覆組成物。紙塗覆組成物之實施例包括此處第一中空聚合顏料具有約40至約60%之空隙容積之紙塗覆組成物。紙塗覆組成物之實施例包括具有由該紙塗覆組成物所形成之塗覆層之紙或紙板。
本揭示文之實施例包括一種經塗覆之紙或紙板，包括一原紙，該原紙具有一第一主面及與該第一主面相對之一第二主面；由一種塗覆調配物所形成之於該第一主面及第二主面中之至少一者上方之一塗覆層，該調配物具有：一黏結劑；具有藉流體動力學層析術測得具有第一預定值之體積中間直徑之第一中空聚合顏料；及具有藉流體動力學層析術測得具有第二預定值之體積中間直徑之第二中空聚 合顏料，該第二預定值係比該第一預定值小至少25%。經塗覆之紙或紙板之實施例包括經塗覆之紙或紙板於該第一及第二主面中之至少一面上方之塗覆層相對於100重量份該紙塗覆組成物之總固體，包括少於約30份第一中空聚合顏料及第二中空聚合顏料。經塗覆之紙或紙板之實施例包括此處於該第一主面及第二主面中之至少一面上之塗覆層具有低於約1.65 PPS－H5之平滑度之經塗覆之紙或紙板。經塗覆之紙或紙板之實施例包括此處相對於每100重量份總中空顏料，塗層含有約15份至約30份第二中空聚合顏料之經塗覆之紙或紙板。經塗覆之紙或紙板之實施例包括此處相對於該塗覆層之未經變形之中空聚合顏料，至少50%總中空顏料經變形之經塗覆之紙或紙板。經塗覆之紙或紙板之實施例包括相對於接受塗覆前之原紙之原先厚度，經塗覆之紙或紙板之原紙具有維持實質上不變之厚度之經塗覆之紙或紙板。經塗覆之紙或紙板之實施例包括相對於接受塗覆前之原紙之原先厚度，經塗覆之紙或紙板之原紙具有改變不超過約10%之厚度之經塗覆之紙或紙板。
本揭示文之實施例包括一種形成紙塗覆組成物之方法，包括選擇具有第一尺寸量之個別粒子之第一中空聚合顏料；基於該第一中空聚合顏料之第一尺寸量，選擇具有第二尺寸量之個別粒子之第二中空聚合顏料；摻混該第一中空聚合顏料與第二中空聚合顏料以及摻混黏結劑與該第一中空聚合顏料及第二中空聚合顏料。於多個實施例中，選擇第二中空聚合顏料包括選擇具有第二尺寸量係比該第 一中空聚合顏料之第一尺寸量至少小25%之個別粒子之第二中空聚合顏料。於額外實施例中，選擇第二中空聚合顏料包括選擇具有第二尺寸量係比該第一中空聚合顏料之第一尺寸量至少小50%之個別粒子之第二中空聚合顏料。於多個實施例中，摻混第一中空聚合顏料及第二中空聚合顏料包括以相對於每100重量份紙塗覆組成物之總中空聚合顏料，以約15份至約30份摻混該第二中空聚合顏料。形成該紙塗覆組成物之方法之實施例包括基於該第二中空聚合顏料之選擇而調整使用該紙塗覆組成物所形成之塗覆層之特性，此處該塗覆層之特性係選自於平滑度、光澤度、不透明度、孔隙度及其組合所組成之組群。於多個實施例中，摻混該第一中空聚合顏料及第二中空聚合顏料提供相對於每100重量份該紙塗覆組成物之顏料低於約30份。形成該紙塗覆組成物之方法之實施例包括測定於該塗覆組成物中第一中空聚合顏料相對於第二中空聚合顏料之比，該比值允許粒子之填充可達成一串連續之中空粒子而延伸貫穿該塗覆層厚度。於多個實施例中，選擇第一中空聚合顏料可達成使用該紙塗覆組成物所形成之塗覆層之預定平滑度及光澤度；以及選擇第二中空聚合顏料可修改以該紙塗覆組成物所形成之塗覆層之不透明度，同時維持塗覆層之平滑度及光澤度。
如此處使用，「一」、「該」、「至少一個」以及「一個或多個」可互換使用。「包含」一詞及其各個變化術語當出現於說明部分及申請專利範圍時並非限制性意義。如此例 如，包含「一」黏結劑之反應物混合物可解譯為表示該黏結劑包括「一種或多種」黏結劑。
「及/或」一詞表示所列舉之元素中之一者、多於一者或全部。
此處以端點引述之數值範圍包括該範圍內之全部更小數值(例如1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。
前文本揭示之概要說明絕非意圖敘述本揭示之各個所揭示之實施例或每種實作。後文說明部分更特別舉例說明實施例。於全文說明書中之數個位置，提供貫穿各實例表之指南，該等實例係以多種不同組合使用。於各種情況下，所引用之表單僅為代表性族群而不可解譯為排它的表單。
圖式簡單說明
第1A－1D圖為於一經預塗覆之原紙上根據本發明之一個實施例之紙塗覆組成物之一塗覆層之掃描電子顯微鏡(SEM)影像。第1A及1B圖為經塗覆之紙於未經砑光狀態之影像(以不同放大倍率拍攝)。第1C及1D圖為經塗覆之紙於砑光狀態(140 kN/m於65.6℃)之影像(以不同放大倍率拍攝)。
 較佳實施例之詳細說明
本揭示文提供紙塗覆組成物、經塗覆之紙以及形成具有由該紙塗覆組成物所形成之塗覆層之經塗覆之紙之方法。如此處討論，相較於其它顏料(例如無機顏料)，使用高濃度中空聚合顏料允許紙塗覆組成物於砑光過程中相較於 原紙更偏好進行永久變形。
本揭示文之塗覆組成物可對經塗覆之紙提供寬廣多種期望的特徵(例如高光澤度、良好平滑度)，同時減少對下方原紙的壓縮(亦即永久變形)。因砑光過程中，原紙可能進行極少(若有)壓縮，原紙可保有其於砑光過程間之原先挺度及體積性質，同時提供可賦與65或以上之光澤度(於75度反射角之TAPPI光澤度值)及小於1.65 PPS－H5(帕克印刷遨遊5)之平滑度之塗覆層。此外，紙塗覆組成物產生極少或無砑光積聚，同時產生不易斑駁或擦光，也具有可接受之印刷強度及可接受之墨水固定效能之經塗覆之值。
此外，於低砑光溫度包括實質上未加熱至砑光裝置之方法，可達成經塗覆之紙之特徵(例如高光澤度、良好平滑度)。於如此低砑光溫度操作，也獲得極少或無砑光積聚，同時產生不易斑駁或擦光，也具有可接受之印刷強度及可接受之墨水固定效能之經塗覆之值。
根據本揭示文之多個實施例，塗覆組成物可含有黏結劑及相對於習知紙塗覆組成物所使用之中空聚合顏料含量，為高含量之中空聚合顏料。例如，高含量之中空聚合顏料可相對於每100重量份總顏料，於由約25份至約65份中空聚合顏料之範圍，100份顏料之差額為其它顏料。於額外實施例中，於該紙塗覆組成物所使用之中空聚合顏料量相對於每100重量份總顏料，可於約30份至約50份之範圍。於多個實施例中，於該紙塗覆組成物中所使用之中空聚合顏料量相對於每100重量份總顏料，可於約35份至約45份之範 圍。
如此處討論，比較不含高含量中空聚合顏料紙塗覆組成物塗覆之紙，使用本發明之紙塗覆組成物中之高含量中空聚合顏料可改良使用此種紙塗覆組成物塗覆之紙之平滑度。舉例言之，世界專利申請案WO99/63157核發給Amick之世界專利申請案(後文稱作為「WO99/63157」)說明於紙塗覆組成物使用高含量中空聚合顏料，但於WO99/63157所含括之實例中，經以含高含量中空聚合顏料之組成物塗覆之各紙張樣本顯示帕克印刷平滑度值大於對照組。特定言之，使用具有高含量中空聚合顏料之塗覆組成物所製備之WO99/63157所含括之樣本全部皆具有大於1.79 PP－H5之帕克印刷平滑度值，而對照組具有1 PP－H5之帕克印刷平滑度值。換言之，當高含量中空聚合顏料含括於該塗覆組成物時，經塗覆之紙之平滑度惡化。如熟諳技藝人士了解，平滑度值增高實際上為經塗覆之紙之平滑度降低。同理，先前技術了解於塗覆組成物含括高含量中空聚合顏料對所得經塗覆之紙之平滑度具有不良影響。但此項認知的先決條件在於塗覆組成物中之中空聚合顏料之含量係由低含量中空聚合顏料(例如相對於每100份總顏料約10份)遞增。當由此種遞增含量之中空聚合顏料之塗覆組成物測定經塗覆之紙之平滑度時，平滑度值顯示數值增加。由於平滑度值具有向上傾向，熟諳技藝人士將資料外推，得自塗覆組成物中之中空聚合顏料之含量增加時，平滑度將進一步增高。
但本揭示文之實施例顯示當中空聚合顏料含量達到高 含量中空聚合顏料時，平滑度值顯著降低，高含量中空聚合顏料於此處係定義為相對於每100重量份總顏料由約25份至約60份中空聚合顏料，該100份顏料之差額為其它顏料。於此種實施例中，當塗覆組成物含高含量中空聚合顏料時，由此製成之經塗覆之紙之平滑度值實際上改良。實際上，本揭示文之實施例提供具有平滑度優於對照組而低於1.65 PP－H5之經塗覆之紙。
多種中空聚合顏料適合用於本揭示文之塗覆組成物。舉例言之，適當中空聚合顏料包括但非限於經由酸核心法所製造者及/或酯核心法所製造者。
使用酸核心法所製造之中空聚合顏料之實例可參考核發給Kowalski之美國專利案第4,468,498號，該案全文以引用方式併入此處。使用酯核心法所製造之中空聚合顏料之實例可參考核發給Lee之美國專利案第5,157,084號及核發給Lee之美國專利案第5,521,253號，二案全文以引用方式併入此處。
適當中空聚合顏料可於一定範圍之粒徑及空隙容積獲得。平均粒徑典型係於由約0.35至約3.0微米之範圍。如此處使用，「平均粒徑」係指藉流體動力學層析術測得之體積中間直徑。
中空聚合顏料之空隙容積可於由約15%至約60%之範圍。較佳中空球塑膠顏料具有約0.8微米至1.2微米之平均粒徑及約40%至55%之空隙容積。適當中空聚合顏料包括HS 3000NA中空聚合顏料、HS 3020NA中空聚合顏料、 UCARHIDE 4001、及/或UCARHIDE 98，全部於市面上皆得自陶氏化學公司(The Dow Chemical Company)或羅帕克(Rhopaque)HP 1055、羅帕克Ultra E、及/或羅帕克OP－96得自羅門哈斯公司(Rohm & Haas Company)(賓州費城)。
中空聚合顏料之混合物也可用於塗覆組成物。此等塗覆組成物可視為多模型系統，此處「多模型」係指塗覆組成物包括藉流體動力學層析術測量具有至少兩種不同尺寸量例如體積中間直徑之中空聚合顏料。塗覆組成物可為雙模型，有兩種不同尺寸之中空聚合顏料。但有多於兩種不同尺寸之中空聚合顏料之塗覆組成物亦屬可能。
於本揭示文之實施例中，摻混兩種不同尺寸之中空聚合顏料，可製造具有加強塗覆性質包括平滑度、光澤度、不透明度、孔隙度及其組合之塗覆層。此外，使用不同尺寸之中空聚合顏料可用來加強特定性質，同時不會對其它塗覆性質造成不良影響。同理，不同尺寸中空聚合顏料可以不同比例組合，以不同塗覆層重量施用，及於不同壓力砑光來獲得可製造具有可供用於特定用途之特定性質之塗覆層之一種塗覆組成物。
於若干實施例中，紙塗覆組成物包括黏結劑，具有第一尺寸量之個別粒子之一第一中空聚合顏料及基於該第一中空聚合顏料之第一尺寸量，具有第二尺寸量之個別粒子之一第二中空聚合顏料。於多個實施例中，第二尺寸量係比該第一中空聚合顏料之第一尺寸量小至少25%。此外，於多個實施例中，第二尺寸量係比該第一中空聚合顏料之 第一尺寸量小至少50%。
於若干實施例中，該第一及第二中空聚合顏料之第一及第二尺寸量可為藉流體動力學層析術測得之體積中間直徑。如此，該第一中空聚合顏料具有第一預定值之體積中間直徑，及該第二中空聚合顏料具有比該第一中空聚合顏料之第一預定值小至少25%之第二預定值之體積中間直徑。於多個實施例中，該第二中空聚合顏料之體積中間直徑之第二預定值可比該第一中空聚合顏料之第一預定值小至少50%。此外，於若干實施例中，該第一及第二中空聚合顏料之體積中間直徑可於約300奈米至約1,100奈米之範圍。
於若干實施例中，並非經常性遵照摻混較大量之例如有較低光澤度及平滑度之第二中空聚合顏料將獲得具有兩個系統直接平均之性質之一種塗覆組成物。反而，於若干實施例中，性質並非以線性方式加強，甚至可能改良優於兩種系統。例如，含19重量百分比第二中空聚合顏料之系統之光澤度及平滑度值可能導致一種塗覆組成物，比較單獨含第一或第二中空聚合顏料之塗覆組成物所形成之塗覆值，前者可形成更光澤且更平滑之經塗覆之紙。
如此處討論，於若干實施例中，使用兩種不同尺寸之中空聚合顏料可用來將塗覆組成物調整為具有某些性質。例如，若期望製造具有平滑度或光澤於某個範圍之塗覆層，則於若干實施例中，可使用兩種不同尺寸之顏料來形成製造該塗覆層之塗覆組成物。
此外，使用不同加工條件例如較低砑光溫度及壓力，協助降低較高溫度及壓力可能對紙張挺度產生的效應之同時，使用兩種不同尺寸顏料可用來獲得塗覆層之某些性質。於目標係製造有相同性質之塗覆層同時降低成本之實施例中，使用摻和物可減少塗覆組成物中之中空聚合顏料之用量及/或降低塗覆層重量同時獲得同等塗覆性質且降低塗覆程序之成本。
此外，如熟諳技藝人士已知，中空聚合顏料之摻和物係取決於塗覆組成物中所含之無機顏料。如此，於若干實施例中，為了獲得具有期望性質之塗覆層，不同比例之中空聚合顏料之摻和物可與多種不同無機顏料摻混。
不欲受理論所限，使用兩種不同尺寸之中空聚合顏料，同時使用低砑光溫度及壓力，由於使用小型聚合顏料與大型聚合顏料相關的填充效率增高的結果，將導致塗覆性質的加強。如眾所周知，小型聚合顏料可能於大型聚合顏料周圍以及大型聚合顏料所形成之空間內部遷移，填補大型聚合顏料間之空間。於此種情況下，於該塗覆組成物中之第一中空聚合顏料對第二中空聚合顏料之比可經判定來允許聚合顏料的填充達成一串連續中空聚合顏料延伸貫穿塗覆層厚度。此種配置造成塗覆層更佳可壓縮/可癟陷，造成於砑光過程中紙張較少被永久變形，增加紙張的挺度。
舉例言之，於若干實施例中，相對於塗覆層之未經變形之中空聚合顏料，至少50%總中空顏料經變形。此外，經塗覆之紙之原紙具有厚度相對於接收塗覆前之該原紙之 原先厚度保持不變。於若干實施例中，經塗覆之紙之原紙具有相對於接受塗覆前之該原紙之原先厚度，改變不超過約10%之厚度。
於若干實施例中，紙塗覆組成物相對於每100重量份該塗覆組成物之總中空聚合顏料，包括約5份至約40份第二中空聚合顏料。於多個實施例中，紙塗覆組成物相對於每100重量份該塗覆組成物之總中空聚合顏料，包括約15份至約30份第二中空聚合顏料。此外，該第一及第二中空聚合顏料相對於每100重量份該紙塗覆組成物之顏料占少於約30份。此外，該第一及第二中空聚合顏料相對於每100重量份該紙塗覆組成物之顏料占由約20份至約30份。
於多個實施例中，高含量中空聚合顏料可具有多種形式。例如，中空聚合顏料可為分開的個別顏料粒子。於另一個實施例中，高含量中空聚合顏料可形成為有多個分開的中空聚合顏料接合在一起之一群簇。如此處使用，一「群簇」係指由多個分開的中空聚合顏料其中兩個或多個中空聚合顏料接合在一起所形成之結構。如此處使用，「接合在一起」係指兩個或多個分開中空聚合顏料化學鍵結而形成群簇。於一個實施例中，中空聚合顏料之群簇包括兩個或多個分開的中空聚合顏料。於另一個實施例中，群簇包括2個至20個已經接合在一起之中空聚合顏料。於又另一個實施例中，群簇有多種形狀，包括但非限於對稱形狀(例如球形)至非對稱形狀(例如錐形、葡萄群簇狀、樹莓狀、及/或棒狀)。不同形狀群簇之混合物也可用於本揭示文之塗覆組 成物。
多種將兩個或多個中空聚合顏料接合成為群簇之多種方法為可能。舉例言之，用於將兩個或多個中空聚合顏料接合在一起之方法包括使用鹽或使用陽離子性界面活性劑之控制式黏聚。接合兩個或多個聚合顏料之實例可參考核發給Tsavalas等人之EP公告案第E1784537 A0號，該案全文以引用方式併入此處。其它黏聚技術亦屬可能。
適當黏聚劑例如包括：陽離子性界面活性劑諸如氯化鯨蠟基吡啶鎓、第四銨鹽、及乙氧化第四銨鹽；帶正電荷或負電荷或兩親性電荷之聚合電解質諸如陽離子性澱粉、陽離子性聚丙烯醯胺、聚伸乙基亞胺(PEI)、聚丙烯醯胺－共聚－丙烯酸、聚(氯化二丙烯基二甲基銨)、(PDADMAC)等；中性水溶性聚合物諸如聚環氧乙烷(PEO)、及部分水解聚乙酸乙烯酯；及黏聚鹽諸如氯化鈣、氯化鋅、氯化鋁及硫酸銨。
中空聚合顏料黏著於其上之經過膠體穩定化之粒子也可為適當黏聚劑。此等黏聚劑之實例包括氯化鯨蠟基吡啶鎓及聚(氯化二丙烯基二甲基銨)。也可採用黏聚劑之混合物。黏聚劑之用量係足夠形成中空聚合顏料之黏聚，重量平均截面尺寸大於約1微米。黏聚劑用量較佳係足夠將該中空聚合顏料之至少約30重量百分比之固型物轉成群簇。於額外實施例中，黏聚劑係足夠將該中空聚合顏料之至少約50重量百分比(wt%)，至少約75 wt%及/或至少約90 wt%固型物轉成群簇。於多個實施例中，相對於每克中空聚合顏 料之固型物，採用由約0.01克至約1.0克黏聚劑。於額外實施例中，相對於每克中空聚合顏料之固型物，採用由約0.03克至約0.5克黏聚劑。
此外，已接合之中空聚合顏料之群簇可透過剪切處理形成，其中中空聚合顏料之漿液係通過噴嘴噴霧。美國專利案第6,013,594號，名稱「用於催化劑撐體之經噴乾的聚合物」全文以引用方式併入此處，該案提供一種使用剪切法製造已黏聚的膠乳粒子之辦法。
於多個實施例中，所得中空聚合顏料之群簇具有大於約1微米之重量平均截面尺寸。於一個實施例中，該中空聚合顏料之群簇具有約2微米至約15微米之重量平均截面尺寸。於多個實施例中，於紙塗覆組成物之中空聚合顏料之用量係於如此處提供之範圍。此外，紙塗覆組成物之實施例可包括至少約50%重量比呈群簇形式之中空聚合顏料。
於多個實施例中，用於紙塗覆組成物之黏結劑係選自於由合成乳膠、澱粉或其它天然黏結劑諸如蛋白質(例如大豆蛋白、酪蛋白、白蛋白)、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、羥甲基纖維素、聚乙烯醇類、聚丙烯酸鹽類、及其混合物所組成之組群。於一個實施例中，用於紙塗覆組成物之黏結劑為合成乳膠。特定言之，該合成乳膠可選自於由苯乙烯、丁二烯、丙烯腈、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯－丁二烯、苯乙烯－丁二烯－丙烯腈、苯乙烯－丙烯酸、苯乙烯－丁二烯－丙烯酸、乙酸乙烯酯及其混合物之聚合形式所組成之組群。可用於合成乳膠之製備之單體之額外實例包括乙 烯與乙酸乙烯酯之混合物及丙烯酸酯類及/或甲基丙烯酸酯類。
此外，本揭示文之黏結劑可經羧化。例如，此處提供之合成乳膠黏結劑可經羧化，亦即與羧酸共聚合。
用於多個實施例，紙塗覆組成物之黏結劑可為聚合物之水性分散液。如所了解，黏結劑之水性部分大部分係於經塗覆之紙之製造過程中蒸發，如本文討論。於一個實施例中，合成乳膠黏結劑為此種聚合物之水性分散液之實例。此外，合成乳膠可具有單模型或多模型例如雙模型粒徑分布。黏結劑混合物也可用於紙塗覆組成物。
於塗覆組成物中之黏結劑之平均粒徑通常由約450埃至約5000埃。具有相對小型粒徑之黏結劑之塗覆組成物典型具有改良之塗覆強度，原因在於小型粒子可提供每單位重量較大的表面積，其表面積可用來與其它塗覆組分結合。
寬廣多種市售黏結劑可購得。適當乳膠黏結劑之實例包括：CP 615NA、CP 638NA、DL 920、DL 966、婆斯達(PROSTAR)5401及CP 692NA，陶氏化學公司製造；津芙洛(GenFlo)557及津芙洛576，昂諾法溶液公司(Omnova Solutions Inc.)製造；及亞克諾(Acronal)S 504及亞克諾S 728，巴斯夫公司(BASF Corporation)製造。適當澱粉黏結劑包括潘佛(Penford)樹膠PG290(潘佛產品公司，愛荷華州喜達端琵)。
用於本揭示文之目的，黏結劑可選擇且用量可足夠確保黏結劑有足夠黏著性質及塗覆強度可供用於經塗覆之紙 之製造。於多個實施例中，紙塗覆組成物中之黏結劑數量須提供足夠塗覆強度來對抗摳挖。出乎意外地，紙塗覆組成物所需黏結劑百分比可低於紙塗覆組成物之約10%重量比。例如黏結劑之適當百分比包括占紙塗覆組成物約6%至約10%重量比之範圍。於一個實施例中，用於紙塗覆組成物之黏結劑百分比係占塗覆組成物約5%至約7%重量比。
如此處討論，紙塗覆組成物可包括該中空聚合顏料以外之額外顏料來達成100重量份之顏料總量。用於包括分開個別中空聚合顏料(亦即未群簇之中空聚合顏料)之紙塗覆組成物，額外顏料可為無機顏料。無機顏料之實例包括高嶺土、滑石、經煆燒之黏土、經結構化之黏土、經研磨之碳酸鈣、經沈澱之碳酸鈣、二氧化鈦、鋁三水合物、緞光白、二氧化矽、氧化鋅、硫酸鋇、及其混合物。以碳酸鈣為特佳的無機顏料。
於若干實施例中，添加至該組成物來達到100重量份總顏料之額外顏料可為無機顏料及/或實心聚合顏料。如此處使用，實心聚合顏料包括有不超過約5%空隙容積之聚合顏料。適當實心聚合顏料之實例包括但非限於塑膠顏料722、塑膠顏料730、或塑膠顏料756，得自陶氏化學公司。
此外，於多個實施例中，此處紙塗覆組成物包括分開的個別中空聚合顏料(亦即未經群簇之中空聚合顏料)，添加至該組成物來達成100重量份總顏料之額外顏料可實質上不含實心聚合顏料。
用於本揭示文之塗覆組成物之無機顏料之粒徑分布也 對使用該等塗覆組成物所形成之經塗覆之紙之光澤度產生影響。例如，當具有相對粗大粒徑分布之碳酸鈣顏料(例如海卓卡玻(HYDROCARB)60，安亞公司(Omya,Inc.)，美國維特蒙州普羅特)用於紙塗覆組成物時，比較使用既有相對細小粒徑分布之碳酸鈣顏料(例如海卓卡玻90，安亞公司，美國維特蒙州普羅特)，發現前者可提供經塗覆之紙較佳光澤度及平滑度數值。
於若干實施例中，粒子可具有粗大粒徑分布，此處粒子具有其中少於約65%無機顏料之直徑係小於約2微米(如製造商載明)之粒徑分布。例如，海卓卡玻60具有約1.4微米之中間粒子直徑(如製造商載明)。如眾所周知，具有65%以外(例如70%、75%、80%等)無機顏料之直徑係小於約2微米(如前文討論)之數值之粗大粒徑分布，比較具有相對細小粒徑分布之無機顏料，前者也可提供改良光澤度及平滑度。
包括碳酸鈣顏料之細小粒徑分布之塗覆組成物也可提供光澤度及平滑度之良好效果。
如此處使用，「細小粒徑分布」係指具有粒徑分布其中約90%無機顏料之直徑係小於約2微米之粒子(如製造商載明)。例如，海卓卡玻90具有約0.65微米之中間粒子直徑(如製造商載明)。
典型地，預期無機顏料之細小粒徑分布比較無機顏料之粗大粒徑分布，前者可提供具有較高光澤度及較佳平滑度之塗覆層。但當高含量中空聚合顏料用於本揭示文之塗覆組成物時，發現通常具有較低光澤的無機顏料之粗大粒 徑分布諸如海卓卡玻60現在比較使用習知高光澤度之無機顏料細小粒徑分布諸如海卓卡玻90，前者可獲得經塗覆之紙之較高光澤度，而塗覆組成物之其它因素及組分皆相同。
雖然不欲受理論所限，但使用無機顏料之粗大粒徑分布比較無機顏料之細小粒徑分布，前者顯然可提供較佳光澤度及平滑度，原因在於無機顏料之粗大粒徑分布允許中空聚合顏料之較佳填補。由於無機顏料之粗大粒徑分布具有每單位容積較少的粒子(給定粗大無機顏料及中空聚合顏料之某個體積比)，有更多空間讓中空聚合顏料於塗覆組成物中變成連續。然後如此導致中空聚合顏料於該紙塗覆組成物之填補與壓縮能力改良，如此處討論，於另一個實施例中，當如此處討論之中空聚合顏料群簇用於紙塗覆組成物時，組成物包括無機顏料及黏結劑二者，如此處討論。此外，具有中空聚合顏料群簇之紙塗覆組成物也包括呈分開個別顏料粒子之額外聚合顏料，而非中空聚合顏料群簇。此等分開個別聚合顏料粒子為實心聚合顏料及/或中空聚合顏料。適當中空聚合顏料之實例包括如此處討論者。適當實心聚合顏料之實例包括但非限於得自陶氏化學公司之塑膠顏料722、塑膠顏料730、或塑膠顏料756。
至於包括中空聚合顏料群簇之紙塗覆組成物，中空聚合顏料群簇相對於每100份顏料可占至少約25份至約65份；相對於每100份顏料，無機顏料可占約35份至約75份；相對於每100份顏料，黏結劑可占約6份至約25份；及相對於每100份顏料，額外聚合顏料可占約0份至約25份，全部 皆係以100重量份總顏料為基準。於額外實施例中，用於紙塗覆組成物之中空聚合顏料群簇相對於每100份顏料可占約30份至約50份；相對於每100份顏料，無機顏料可占約55份至約65份；相對於每100份顏料，黏結劑可占約6份至約25份；及相對於每100份顏料，額外聚合顏料可占約0份至約25份，全部皆係以100重量份總顏料為基準。
若有所需，習知添加劑也可摻混於紙塗覆組成物實施例俾修改其性質。此等添加劑之實例包括習知增稠劑、分散劑、染料及/或著色劑、保藏劑、殺生物劑、消泡劑、光學增亮劑、濕強度劑、潤滑劑、保水劑、交聯劑、界面活性劑及pH控制劑及其混合物。於該紙塗覆組成物中使用其它添加劑亦屬可能。熟諳技藝人士了解如何選擇適當額外添加劑來達成期望的終產物屬性。
如技藝界已知，依據期望之結果而定，紙塗覆組成物之流變學可有寬廣變化。紙塗覆組成物之固型物含量較佳為至少約25%至約65%，於一個實施例中，係由約30%至約50%。
於本揭示文之實施例中，紙塗覆組成物係於砑光程序之前施用於原紙之第一主面及/或第二主面中之至少一面上。原紙可為纖維之乾混合，纖維至少部分包括植物纖維及/或木纖維，諸如纖維素、半纖維素、木質素及/或合成纖維。如所了解，其它組分也可含括於紙及/或紙板之基本組成物。
紙塗覆組成物可使用多種不同塗覆技術施用至原紙。 此等技術之實例包括桿塗、槽面桿塗、簾塗、剛硬刀塗、施用器輥塗、噴泉塗覆、噴塗、短期浸塗、開槽壓模塗覆、彎刀塗、斜刀塗、氣刀塗、棒塗、凹版塗覆、上漿壓印(習知式或計量式)、噴霧施用技術、濕堆疊、及/或於砑光程序中施用。其它塗覆技術亦屬可能。
於一個實施例中，使用桿塗及/或剛硬刀塗技術，將一層或多層紙塗覆組成物施用於原紙之至少一面上。於一個實施例中，每一面之總乾塗覆層重量為約0.5至約20克/平方米，及於額外實施例中，為約4至約10克/平方米。於一個實施例中，塗覆層可施用至原紙之兩面上來確保於印刷張頁紙之兩面上之印刷影像具有可相媲美的品質。於一個實施例中，紙塗覆組成物可施用於原紙層單層。
然後乾燥紙塗覆組成物之各層。紙塗覆組成物之乾燥可藉對流、傳導、輻射、及/或其組合達成。
此外，經塗覆之紙也包括於該原紙與本揭示文之塗覆層間之一基底塗覆層。如此處使用，「基底塗覆層」係指可鋪於本揭示文之紙塗覆組成物下方且包括黏結劑之經添加顏料或未經添加顏料之基底塗覆層。當該基底塗覆層經添加顏料時，該顏料可選自於由高嶺土、滑石、經煆燒之黏土、經結構化之黏土、經研磨之碳酸鈣、經沈澱之碳酸鈣、二氧化鈦、鋁三水合物、緞光白、中空聚合顏料、實心聚合顏料、二氧化矽、氧化鋅、硫酸鋇、及其混合物所組成之組群。基底塗覆層之顏料組分可具有單分散或多分散粒徑分布。
於紙塗覆組成物施用前，基底塗覆層施用於原紙。基底塗覆層係以如此處所述之紙塗覆組成物之類似方式施用，且可施用一層或多層。
然後原紙與其紙塗覆組成物之塗覆層可經砑光。如此處使用，「經砑光」表示寬廣範圍之不同操作，其中使用多根輥來通過一個或多個軋面加工該經塗覆之紙。此等於機器上或非於機器上砑光程序之實例包括但非限於單軋面砑光、熱/軟砑光、多軋面砑光、延伸軋面砑光及超砑光程序。砑光機之輥可由多種不同材料製成。例如輥可由金屬(例如鋼)製成，輥具有聚合覆蓋層及/或棉覆蓋層，此處不同輥各自具有不同直徑及任選的覆蓋層。
如一般了解，砑光程序對經塗覆之紙之性質的影響係取決於輥表面溫度、前進速度、輥之彈性及輥間之線性負載等。於一個實施例中，砑光處理之線性負載範圍可於約35至約525千牛頓/米(kN/m)之範圍，及操作輥溫度可於由約20℃至約300℃之範圍。於額外實施例中，操作輥溫度可由約90℃至約150℃(亦即未添加熱量予砑光程序之輥)。
於多個實施例中，於原紙上之該層紙塗覆組成物之砑光可提供小於1.65 PPS－H5(帕克印刷遨遊5)之塗覆層之平滑度。此外，經塗覆之紙進一步顯示於75度反射角測定之TAPPI光澤度值為65或以上。於多個實施例中，具有此種平滑度及高光澤度之經塗覆之紙可使用砑光機之熱輥產生，而於砑光程序中實質上並未添加熱量。出乎意外地，於此砑光操作溫度達成此種平滑度及光澤度，同時經塗覆之紙 之原紙極少緊壓(亦即永久變形)(若有)。
於多個實施例中，由於本揭示文之紙塗覆組成物相較於原紙具有可壓縮性質，因此對經塗覆之紙達成高光澤度、良好平滑度、改良挺度及蓬鬆之組合。高含量或高份數之中空聚合顏料允許紙塗覆組成物比較該紙塗覆組成物塗覆於其上之該原紙，前者為高度可壓縮。
雖然不欲受理論所限，但相信紙塗覆組成物之高度可壓縮本質的至少一項理由為中空聚合顏料之壓縮大為不受相對大量硬質無法壓縮的顏料(例如碳酸鈣)所限。因此，於砑光過程中，紙塗覆組成物可被永久變形同時極少變更原紙之原先厚度(Z方向)(亦即極少或無壓縮)。如此處使用，「Z方向」一詞係指接受測量之該經塗覆之紙部分之厚度尺寸(亦即三維中之最小維度)(例如原紙之厚度)。
如此允許砑光程序之壓縮力永久變形由該塗覆組成物所形成之塗覆層，同時允許來自於原紙的塑性回應(例如彈性反應，此處出現壓縮而緊壓與變形並非永久性)。如此，於砑光過程中，由紙塗覆組成物所形成之塗覆層可進行永久變形，而砑光過程中原紙進行極少(若有)緊壓(亦即永久變形)。結果，大致上可保有原紙之強度性質，同時仍然達成來自於砑光過程之期望紙張表面性質(例如光澤度及平滑度)。
由於由該紙塗覆組成物所形成之塗覆層比較原紙為如此高度可壓縮故，用於達成期望之經塗覆之紙之特性(例如平滑度、挺度因數、體積因數、光澤度等)中，砑光程序之 操作條件(例如軋面壓力、砑光操作溫度、砑光機類別、砑光速度、輥硬度)有較大彈性。此外，可達成此等期望之經塗覆之紙張特徵，同時製造不容易斑駁或被擦光且顯示可接受的印刷強度及可接受之墨水固定效能之一種經塗覆之紙。
發現經塗覆之紙通過砑光程序，將由該紙塗覆組成物所形成之塗覆層壓縮而相對於原先塗覆層厚度，縮小原紙上之塗層厚度達至少20%。出乎意外地，塗覆層厚度的縮小於該塗覆組成物之Z方向為均勻。換言之，此種壓縮程度(亦即至少20%)出現於塗覆組成物之Z方向而與Z方向之任何位置無關。此種均勻壓縮之一項理由係由於塗覆組成物之中空聚合顏料已變形，而與該中空聚合顏料於該塗覆層結構中之含量或位置無關。
此外，發現於砑光過程中，於減少塗覆層厚度至少20%時，至少50%之中空聚合顏料變形。換言之，於砑光過程中相對於砑光過程前未經變形狀態，至少50%中空聚合顏料已變形。由於貫穿塗覆層厚度為均勻壓縮，如此貫穿塗覆層之Z方向均勻(例如均勻分布)出現中空聚合顏料之至少50%變形。如此處使用，「變形」係指因砑光處理而變更中空聚合顏料之原先形狀(亦即於砑光前之形狀)。
如此處使用，於原紙上由該紙塗覆組成物所形成之塗覆層之壓縮可達成，同時極少變更原紙之原先厚度(Z方向)(亦即極少或無緊壓)。例如，砑光處理改變如此處討論之塗覆層厚度，同時該經塗覆之紙之原紙厚度變化相較於接受 塗覆前之原先厚度之變化不超過約10%。也可能砑光過程如此處討論於改變塗覆層厚度之同時，相對於原紙接受塗覆前之原先厚度，留下經塗覆之紙之原紙厚度實質上不變(亦即維持原紙之原先厚度)。
第1A－1D圖提供掃描電子顯微鏡(SEM)影像，顯示由本揭示文之紙塗覆組成物所形成之塗覆層之均勻壓縮性。塗層及原紙之厚度係使用IMAGEJ軟體而得自SEM圖像。第1A及1B圖顯示於未經砑光狀態，於經預先塗覆之原紙上由根據本揭示文之一個實施例之紙塗覆組成物所形成之塗覆層之影像(以不同放大倍率拍攝)。如此處所示，紙塗覆組成物100係塗覆於原紙104上。
使用貝洛以特(Beloit)惠勒(Wheeler)型號753實驗室砑光機，使用砑光壓力140 kN/m及溫度66℃將張頁紙通過3個軋面進行砑光時，遍及經砑光之紙塗覆組成物之厚度，該塗覆組成物之中空聚合顏料已經被均勻變形。如第1C及1D圖之影像所示(以不同倍率拍攝)，紙塗覆組成物之厚度相較於原先塗覆層厚度已經縮小達至少20%，於砑光過程中，變形的中空聚合顏料至少為50%。此外，原紙104之原先厚度(Z方向)極少緊壓或無緊壓。
由塗覆組成物所形成之已經砑光之塗覆層部分顯示環繞無機顏料區域(影像中不規則形狀白色部分)，此處中空聚合顏料比紙塗覆組成物之其它區域之變形較少。最可能原因係由於硬質無機顏料屏蔽中空聚合顏料免於砑光處理之壓縮力。
除了砑光過程所產生之平滑度及高光澤度之外，經塗覆之紙也顯示至少約0.5格利/((PPS－S10)(克/平方米)之挺度因數。進一步，發現本揭示文之經塗覆之紙之挺度比較對照組改良至少25%。如此處使用，挺度因數係與紙張挺度有關，係由經塗覆之紙之複合挺度值除以塗覆層平滑度與原紙基重之乘積求出。如此處使用，複合挺度值係根據下式，由經塗覆之紙之機器方向挺度及交叉機器方向挺度測定：
如此處使用，機器方向為於張頁紙或紙張料片之平面中與造紙機進料流方向相對應之方向。纖維定向於機器方向。交叉機器方向為於張頁紙或紙張料片之平面中與該機器方向成直角之方向。
經塗覆之紙也具有體積因數至少約為1毫米/(克/平方米)，可表示為總重之函數如下：
如此處使用，「體積因數」為砑光強度參數之指標，討論於美國專利案6,254,725，該案全文以引用方式併入此處。於多個實施例中，基重可以每平方米紙張之克數表示。
本揭示文之經塗覆之紙可用於多項印刷用途。此等印刷用途包括但非限於高品質產品，諸如雜誌、廣告傳單、產品型錄、書籍、及包裝，經常以多彩(例如4色)印刷法印 刷，此處低粗度及均勻表面結構對印刷結果相當重要。此外，本揭示文之經塗覆之紙不僅允許改良印刷表面，同時比較其於砑光前的條件也維持其挺度。如此，本揭示文之經塗覆之紙同時可維持良好印刷表面，同時維持原紙挺度，兩項特性至今為止於技藝界現況仍然互相矛盾。
本揭示文之實施例係藉下列實例舉例說明。須了解特定實例、材料、數量、及程序根據如此處陳述之本發明之範圍及精髓須廣義解譯。
實例
下列實例係供舉例說明但非限制本揭示之範圍。除非另行指示，否則全部份數及百分比皆為以重量計。除非另行規定，否則所使用之全部儀器及化學品皆為市面上可購得。
測試方法
體積中間直徑 中空聚合顏料之體積中間直徑係藉流體動力學層析術測定。使用流體動力學層析術測定體積中間直徑之方法示於「整合式高速電腦化流體動力學層析之發展與應用」，膠體與介面科學期刊，第89期，第I版，1982年9月94－106頁，Gerald R.McGowan及Martin A.Langhorst。
截面紙之SEM影像 由試樣紙張切割紙張方形試驗件。該方形邊長約15.9毫米，切割區域遠離可能有塗覆瑕疵區，諸如順著紙張之未經塗覆之邊緣。方形安裝於S形史初爾(Struers)多頭夾 (Mlticlip)上(冷安裝物件小冊；項目40300027)，一個夾子中可固定至多5個試驗件。
試驗件暴露於鋨蒸氣隔夜玷染。試驗件(安裝於夾子內)連同約0.5克四氧化鋨晶體置於一升氣密室容器內。蒸氣中之鋨與材料中所存在之殘餘雙鍵諸如丁二烯反應，結果產生有效玷染，可用來識別實驗中之此等區域對原子量敏感，諸如電子顯微術。
經過玷染之試驗件及夾子置於3.175厘米史初爾伊波逢(Epoform)安裝杯內，真空埋設於環氧樹脂內部，然後讓其硬化約24小時。一旦已經硬化，該安裝座於史初爾羅妥波(Rotopol)－V及布勒(Buehler)維波麥(Vibromat)2拋光機上使用一系列連續變細小之磨粒進行晶相學拋光。
以拋光表面塗覆以約30埃導電塗覆層(碳或鉻)，隨後於FEI諾法(Nova)奈米SEM 600掃描電子顯微鏡(SEM)成像。影像係使用反相散射檢測器收集，此處影像之反差係基於原子數，故有高原子數的材料散射電子大於低原子數的材料。如此允許區別無機填充劑(黏土、碳酸鹽)與有機物或與經過鋨玷染區域區分。電子束係以10 keV加速電位以3奈米點大小操作。依據被成像之主題而定，影像係以各種解析度收集，儲存為TIFF影像(加標籤影像檔案格式)供進一步後續處理。
影像係使用ImageJ軟體處理，美國國家衛生院寫出的公用領域程式。經由決定相對明亮塗覆層之臨界值，將超過臨界值之像素轉「黑」，其餘像素轉成白而分離塗覆層供 分析。決定臨界值之誤差使用影像編輯工具手動校正，讓塗覆層之二進制表示忠於真實塗覆層之影像。
乾摳挖 摳挖定義為於印刷期間塗覆層、薄膜或纖維從原紙表面掀起。當印刷輪接觸欲沈積墨水之紙樣時，隨後當施加墨水之印刷輪從紙面離開時對紙張施加負力。經塗覆之紙的乾摳挖強度係於印刷測試機中以加速速率印刷經塗覆紙條之方法。印刷輪之加速速度及墨水之沾黏評級經調整來判定於特定印刷條件下經塗覆之紙試樣之強度。若印刷輪速度與墨水沾黏之組合夠大，則所得負力形成摳挖，可能出現：印刷輪表面及經塗覆之紙試樣表面的白區、經塗覆之紙試樣表面之起泡及有結構區、經塗覆之紙試樣之離層(表面層移除)或原子試樣之撕離(完全強度斷裂)。
然後經由測定初印刷墨水位置與經塗覆之紙試樣之初摳挖位置間距來評估塗覆強度，係使用特定沾黏等級之墨水以特定印刷速度測試。經塗覆之紙試樣之乾摳挖係使用IGT印刷能力測試器型號AIC2－5使用15微米維斯法可(Westvaco)輪，維斯法可施用器桿及IGT沾黏評級黑印刷墨水測定。
維度 紙張厚度或偶爾稱作為「維度」為紙張之基本性質，經常於紙張製造及銷售時載明。如此處使用，「維度」係指於規定條件下紙或紙板之二主面間之垂直距離(亦即厚度)。美國厚度之慣用單位稱作為「點」，為一吋的千分之 一。但維度也可以毫米(mm)定義。
TMI型號49－70測維計(測試機器公司(Testing Machines,Inc.)，紐約州龍康可瑪)用於測量實例區段所提供之紙試樣厚度。儀器包含重實心框支載整個單元且罩住厚度測量轉換器及相關聯電路。儀器符合TAPPI T411之規格。根據TAPPI T411取厚度讀數。
光澤度 紙張光澤係使用泰克尼定(Technidyne)光澤計型號T480A於75度入射角測定。經塗覆之紙試樣上多個位置產生跨各個經塗覆之紙試樣之一直線各5個位置(亦即遠左、中左、中央、中右、遠右)各2次測量值之複合讀數，測定光澤度。光澤度值係以10個讀數之平均值報告。
塗覆層重量測定 於經塗覆之紙試樣已經於熱空氣烘箱內於130－140℃乾燥10分鐘後，從未經塗覆之紙試樣中扣除經塗覆之紙試樣之質量來測定塗覆層重量。對原紙及各次塗覆回合使用100平方厘米切割壓模而從12張頁紙上切下試樣。塗覆層重量係以12個試樣之平均值報告。
挺度 挺度係根據格利挺度測試器4171號之指示使用格利挺度測試器測定。各次測試共重複6次。
平滑度 使用如TAPPI測試法T－555所述之印刷表面裝置進行全部平滑度測試。於每個經塗覆之紙試樣共10張或更多張 上，經塗覆之紙於50%±2.0% RH及23℃±1.0℃調理24小時後且於相同氣氛下測試，使用0.5千克負載及1.0千克負載進行測試。報告之平滑度數值為10次測量值之平均。
調配物 下列材料用於塗覆層調配物：碳酸酯(A)：具有60%粒徑<2微米於水之乾碳酸鈣(海卓卡玻60得自美國維特蒙州普羅特安亞公司)。
碳酸酯(B)：具有90%粒徑<2微米於水之乾碳酸鈣(海卓卡玻90得自美國維特蒙州普羅特安亞公司)。
中空聚合顏料(A)：得自美國密西根州密德蘭陶氏化學公司之HS 3020，26%固型物於水。
中空聚合顏料(B)：得自美國密西根州密德蘭陶氏化學公司之優卡海(UCARHIDE)4001，30.5%固型物於水。
中空聚合顏料(C)：得自美國密西根州密德蘭陶氏化學公司之優卡海98，37%固型物於水。
乳膠(A)：羧基化丁二烯乳膠(CP 615NA得自美國密西根州密德蘭陶氏化學公司)，50%固型物於水。
乳膠(B)：羧基化丁二烯乳膠(CP 692NA得自美國密西根州密德蘭陶氏化學公司)，50%固型物於水。
乳膠(C)：羧基化丁二烯乳膠(CP 638NA得自美國密西根州密德蘭陶氏化學公司)，50%固型物於水。
乳膠(D)：羧基化丁二烯乳膠(PB 6840得自美國密西根州密德蘭陶氏化學公司)，49%固型物於水。
乳膠(E)：羧基化丁二烯乳膠(RAP 800NA得自美國密西 根州密德蘭陶氏化學公司)，50%固型物於水。
乳膠(F)：羧基化丁二烯乳膠(XU31398得自美國密西根州密德蘭陶氏化學公司)。
黏土(A)：美國1號高嶺土(海卓凡(Hydrofine)得自美國喬治亞州麥肯J.M.休伯公司(J.M.Huber Company))。
黏土(B)：具有90%粒徑小於2微米之美國1號乾高嶺土於水(海卓凡90得自美國喬治亞州麥肯J.M.休伯公司)。
填土(C)：乾已煆燒的黏土(安希雷士(Ansilex)93得自恩格哈公司(Engelhard Company)，美國喬治亞州桑德維爾)。
TiO2 ：二氧化鈦－金紅石(Ti－純RPS凡提吉漿液(Vantage Slurry)(68－71%固型物)得自達拉瓦州威明頓，杜邦公司(DuPont Company))。
澱粉：乙基化玉米澱粉(潘佛樹膠PG290，得自愛荷華州喜達端琵潘佛產品公司)。
前述成分循序以表1至5列舉之數量混合獲得用來塗覆原紙紙張之塗覆調配物。於各成分混合後藉添加NaOH溶液(10 wt%)將塗覆調配物之pH調整至8.5。視需要加水來調整調配物之固型物含量，塗覆調配物於使用前通過100微米聚醯胺過濾器過濾。
原紙 由纖維含或不含填充劑及其它讓所得產物適合規定之最終用途之添加劑所組成之紙可用作為本揭示文之實施例之原紙或紙板。原紙典型係根據用來製造紙張之紙漿類型 及基重分類。實例中係使用下列材料做原紙：原紙A：38磅輕質未經塗覆等級原紙，得自沙琵精細紙業公司(SAPPI Fine Papers)，密西根州牧克岡。
原紙B：80磅文字用原紙得自亞普騰塗覆公司(Appleton Coated)，威斯康辛州肯班拉克。
原紙C：100磅文字用原紙得自亞普騰塗覆公司，威斯康辛州肯班拉克。
原紙D：100磅文字用原紙得自亞普騰塗覆公司，威斯康辛州肯班拉克。
原紙E：SBS 14 pt紙板，得自波特拉契公司(Potlatch Corporation)，愛達荷州盧威斯頓。
原紙F：史妥拉安索(StoraEnso)38磅輕質經塗覆等級之原紙，得自紐沛吉公司(NewPage Corporation)，俄亥俄州邁阿密斯堡。
塗覆程序 實驗室規模塗覆機(「實驗室塗覆機(Lab Coater)」，安茲技術公司(Enz Technick,AG)製造)用來將塗覆調配物施用至紙張上。全部試樣皆使用附有彎刀總成之刀片計量施用而塗覆至期望的塗覆層重量。塗覆層透過IR乾燥器與空氣漂浮乾燥器之組合乾燥以免結塊。另外，塗覆調配物使用先驅規模塗覆機(「先驅塗覆機(Pilot Coater)」)施用至紙張上。先驅塗覆機為貝洛以特－短駐留頭或貝洛以特－預先計量上漿壓機，有一根桿用來計量塗覆重量。塗覆層透過IR乾燥器與空氣漂浮乾燥器之組合乾燥。
砑光 經塗覆之紙試樣使用貝洛以特輪型號753實驗室砑光機(「實驗砑光機」)砑光。經塗覆面朝向鋼，各張頁紙通過二輥輪間。砑光壓力及溫度係根據表1－5列舉之條件設定。各張頁紙共通過3個軋面砑光。經過先驅塗覆機準備妥當之試樣根據表1－5列舉之條件於維爾米特(VALMET)－超砑光機上砑光。
實例1
對照1與試樣1比較本揭示文之塗覆組成物之一個實施例與習知用於輕質經塗覆之紙之調配物。如表1所示，試樣1具有塗覆重量4.7克/平方米，而對照組具有塗覆重量8.6克/平方米。但即使試樣1之塗覆重量之約略為一半，以試樣1之塗覆組成物塗覆之紙比較對照組提供更高的挺度。此外，於較低砑光壓力，試樣1之塗覆組成物之實施例比較對照組1提供更佳摳挖強度、更高光澤度及改良之平滑度。
對照2及試樣2比較於相同砑光溫度下，本揭示文之塗覆組成物之一個實施例與對照調配物。當砑光條件為橫定 時，由試樣2塗覆組成物所製成之紙張獲得優於對照2之改良光澤度及平滑度。
對照3及試樣4比較習知塗覆調配物與本揭示文之塗覆組成物之一個實施例用於未經塗覆之紙之施用上。試樣4顯示同時獲得高光澤度及平滑度且維持經塗覆之紙之高挺度值之能力。
試樣5及6顯示使用含碳酸酯A之調配物塗覆之紙張之出乎意外的結果，比較使用含碳酸酯B之調配物塗覆之紙張獲得更佳光澤度、平滑度及摳挖強度。
實例2
表5顯示使用一定範圍之調配物塗覆且於一定範圍之條件下砑光之紙張之結果。用於原紙(E)，使用先驅塗覆機及超砑光機；而對原紙(A)使用實驗室塗覆機及實驗室砑光機來準備經塗覆之紙試樣。
由表5可知，當含有每100重量份總顏料大於25份中空聚合顏料之調配物用於製造經塗覆之紙試樣時，挺度因數改良。此外，比較對照塗覆層，製備之各試樣具有改良平滑度。
實例3
表6顯示以一定範圍之調配物尺寸中空聚合顏料含量增加經塗覆之紙之平滑度數值。調配物係使用實驗室塗覆機及實驗室砑光機於每線性吋200磅(PLI)及150℉(65.55℃)塗覆於原紙B上。
由表6可知，當組成物中之中空聚合顏料含量增高時，以包括中空聚合顏料之塗覆組成物塗覆之紙張之平滑度數值顯然顯示增加趨勢或較非平滑。但一旦以組成物總重為基準，中空聚合顏料之含量增加超過35份重量比時，平滑度數值降低。換言之，以組成物之總重為基準，一旦中空聚合顏料之含量增加超過35份重量比，以該塗覆組成物所塗覆之紙張具有較佳平滑度。
實例4
實例4比較試樣12－15中含有兩種不同尺寸之中空聚合顏料粒子之塗覆組成物與標示為對照5之輕質經塗覆之紙所使用的習知調配物。此項研究涉及摻混不同濃度之第二小型聚合顏料與第一大型聚合顏料。本例中各試樣經製備且於三種不同砑光壓力測試。因此，對照5具有於200 PLI、600 PLI、及1000 PLI之砑光壓力之性質(例如光澤度)之測量值。進一步，包括兩種不同尺寸中空聚合顏料粒子之塗覆組成物分成多組，此處大型聚合粒子對小型聚合粒子之比分別為25/75、50/50、及75/25。然後各試樣於三種不同壓力砑光。表7顯示試樣之配方及測試條件。表8顯示各試樣所得之張頁紙光澤度及平滑度數值。
如表8所示，添加兩種不同尺寸中空聚合粒子至塗覆組成物可加強塗覆層之期望性質。例如，可降低粗度同時提高光澤度。但，當第二小尺寸中空聚合顏料粒子以遞增數 量添加時，添加兩種不同尺寸中空聚合粒子至塗覆組成物無法獲得性質之線性增減。舉例言之，於砑光壓力600時，粗度由100/0組成物之0.56改變成50/50組成物之0.63，最終改變成75/25組成物之0.60。
實例5
於實例5中，試樣16及17比較使用兩種中空聚合顏料系統之塗覆組成物(相對於每100份總顏料，主要中空聚合顏料為33.75份，次要中空聚合顏料為11.25份)，此處主要中空聚合顏料與次要中空聚合顏料間並無粒徑差異。塗覆係使用實驗室塗覆機進行，而砑光係使用實驗室砑光機進行。表9顯示試樣之組成及製備以及最終經塗覆之紙試樣之平滑度及光澤度結果。
由表9可知，主要中空聚合顏料組分分別為中空聚合顏料(A)及(C)之粒徑，可達成具有15點較低光澤度之相等平滑度之出乎意外的結果。此外，使用相同配方及砑光條件可達成此項結果。
100‧‧‧紙塗覆組成物
104‧‧‧原紙
第1A－1D圖為於一經預塗覆之原紙上根據本發明之一個實施例之紙塗覆組成物之一塗覆層之掃描電子顯微鏡(SEM)影像。第1A及1B圖為經塗覆之紙於未經砑光狀態之影像(以不同放大倍率拍攝)。第1C及1D圖為經塗覆之紙於砑光狀態(140 kN/m於65.6℃)之影像(以不同放大倍率拍攝)。
100‧‧‧紙塗覆組成物
104‧‧‧原紙

Claims (46)

  1. 一種經塗覆之紙或紙板，包含：一原紙其具有一第一主面及與該第一主面相對之一第二主面；於該第一主面及第二主面上方由一塗覆調配物所形成之一塗覆層，該塗覆調配物具有：一黏結劑；及相對於每100重量份總顏料，自25份至65份之一中空聚合顏料，而該100份顏料之差額為其它顏料；以及該塗覆層之平滑度低於1.65PPS-H5。
  2. 如申請專利範圍第1項之經塗覆之紙或紙板，其中由一複合挺度除以該塗覆層之平滑度與該原紙之基重之乘積計算，該經塗覆之紙或紙板具有至少0.5格利(Gurley)/((PPS-S10)(克/平方米))之挺度因數。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之經塗覆之紙或紙板，其中相對於該塗覆層之未變形的中空聚合顏料，至少50%中空聚合顏料已變形。
  4. 如申請專利範圍第3項之經塗覆之紙或紙板，其中相對於該原紙於接受該塗覆前之原先厚度，該經塗覆之紙或紙板之原紙具有實質上維持不變之厚度。
  5. 如申請專利範圍第3項之經塗覆之紙或紙板，其中相對於該原紙於接受該塗覆前之原先厚度，該經塗覆之紙或紙板之原紙具有改變不超過10%之厚度。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之經塗覆之紙或紙板，其 中該塗覆層之中空聚合顏料形成多個分開中空聚合顏料之群簇，該等群簇各自具有藉流體動力學層析術測得之體積中間直徑大於1微米。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之經塗覆之紙或紙板，進一步包括於該原紙與該塗覆層間之一基底塗覆層。
  8. 如申請專利範圍第1或2項之經塗覆之紙或紙板，其中該經塗覆之紙或紙板具有至少1毫米/(克/平方米)之體積因數。
  9. 如申請專利範圍第1或2項之經塗覆之紙或紙板，其中相對於每100重量份總顏料，該中空聚合顏料之含量係於30份至50份之範圍。
  10. 一種製造一經塗覆之紙或紙板之方法，包含：以一塗覆組成物塗覆一原紙之至少一面，其中該塗覆組成物包括：一黏結劑；及相對於每100重量份總顏料，自25份至65份之一中空聚合顏料，而該100份顏料之差額為其它顏料；以及砑光於該原紙上之該塗覆組成物而獲得於該原紙上之該塗覆層之平滑度低於1.65PPS-H5。
  11. 如申請專利範圍第10項之方法，其中塗覆該原紙獲得於該原紙上之一塗覆層厚度，以及將於該原紙上之該塗覆組成物通過砑光裝置包括壓縮該塗覆組成物而縮小該塗覆層厚度達至少20%。
  12. 如申請專利範圍第11項之方法，其中壓縮該塗覆 組成物包括遍及該塗覆層厚度均勻地壓縮該塗覆組成物。
  13. 如申請專利範圍第11或12項之方法，其中該原紙具有於該原紙上加工處理該塗覆組成物前之一原先厚度，其中將該原紙上之該塗覆組成物通過該砑光裝置包括相對於該原先厚度，壓縮該原紙之該原先厚度不超過10%。
  14. 如申請專利範圍第11或12項之方法，其中該原紙具有於該原紙上加工處理該塗覆組成物前之一原先厚度，其中將該原紙上之該塗覆組成物通過該砑光裝置包括維持該原紙之原先厚度。
  15. 如申請專利範圍第10至12項中任一項之方法，其中加工處理於該原紙上之該塗覆組成物包括變形至少50%該中空聚合顏料。
  16. 如申請專利範圍第10至12項中任一項之方法，其中以該塗覆組成物塗覆該原紙之至少一面包括以每平方米0.5克至20克之塗覆重量施用該塗覆組成物之一單層。
  17. 如申請專利範圍第10至12項中任一項之方法，其中砑光於該原紙上之該塗覆組成物獲得至少0.5格利/((PPS-S10)(克/平方米))之挺度因數。
  18. 如申請專利範圍第10至12項中任一項之方法，其中砑光於該原紙上之該塗覆組成物獲得至少1毫米/(克/平方米)之體積因數。
  19. 一種紙塗覆組成物，包含：一黏結劑；具有藉流體動力學層析術測得體積中間直徑為第一預 定數值之一第一中空聚合顏料；以及具有藉流體動力學層析術測得體積中間直徑為第二預定數值之一第二中空聚合顏料，該第二預定值係比該第一預定值至少小25%。
  20. 如申請專利範圍第19項之紙塗覆組成物，其中相對於每100重量份該紙塗覆組成物之顏料，該第一中空聚合顏料及該第二中空聚合顏料提供自20份至30份。
  21. 如申請專利範圍第20項之紙塗覆組成物，其中該第一中空聚合顏料及該第二中空聚合顏料可提供一系列接續中空聚合顏料，其係延伸貫穿使用該塗覆組成物所形成之一塗覆層厚度。
  22. 如申請專利範圍第19至21項中任一項之紙塗覆組成物，其中相對於每100重量份總中空聚合顏料，該紙塗覆組成物包括9份至30份該第二中空聚合顏料。
  23. 如申請專利範圍第19至21項中任一項之紙塗覆組成物，其中該第二中空聚合顏料之體積中間直徑係比該第一中空聚合顏料之體積中間直徑至少小50%。
  24. 如申請專利範圍第19至21項中任一項之紙塗覆組成物，其中該第一中空聚合顏料及該第二中空聚合顏料之體積中間直徑係於由300奈米至1,100奈米之範圍。
  25. 如申請專利範圍第19至21項中任一項之紙塗覆組成物，其中該第一中空聚合顏料具有空隙容積40%至60%。
  26. 一種紙或紙板，具有由如前述申請專利範圍第19 至25項中任一項之紙塗覆組成物所形成之一塗覆層。
  27. 一種經塗覆之紙或紙板，包含：一原紙，其具有一第一主面及與該第一主面相對之一第二主面；由一塗覆調配物所形成之於該第一主面及第二主面中之至少一面上之一塗覆層，該塗覆調配物具有：一黏結劑；具有藉流體動力學層析術測得體積中間直徑為第一預定數值之一第一中空聚合顏料；以及具有藉流體動力學層析術測得體積中間直徑為第二預定數值之一第二中空聚合顏料，該第二預定值係比該第一預定值至少小25%。
  28. 如申請專利範圍第27項之經塗覆之紙或紙板，其中相對於每100重量份之該紙塗覆組成物之總固形物，於該第一主面及第二主面中之至少一面上之該塗覆層包括少於30份該第一中空聚合顏料及該第二中空聚合顏料。
  29. 如申請專利範圍第27或28項之經塗覆之紙或紙板，其中相對於每100重量份總中空顏料，該塗覆層含有15份至30份之該第二中空聚合顏料。
  30. 如申請專利範圍第29項之經塗覆之紙或紙板，其中相對於該塗覆層之未變形的中空聚合顏料，至少50%總中空顏料經變形。
  31. 如申請專利範圍第27或28項之經塗覆之紙或紙板，其中相對於接受該塗覆層前之該原紙之原先厚度，該 經塗覆之紙或紙板之原紙具有實質上維持不變之厚度。
  32. 如申請專利範圍第27或28項之經塗覆之紙或紙板，其中相對於接受該塗覆層前之該原紙之原先厚度，該經塗覆之紙或紙板之原紙具有改變不超過10%之厚度。
  33. 如申請專利範圍第27或28項之經塗覆之紙或紙板，其中於該第一主面及第二主面中之至少一面上之該塗覆層具有低於1.65PPS-H5之平滑度。
  34. 一種形成一紙塗覆組成物之方法，包含：選擇具有一第一尺寸量之個別粒子之一第一中空聚合顏料；基於該第一中空聚合顏料之該第一尺寸量，選擇具有一第二尺寸量之個別粒子之一第二中空聚合顏料；摻混該第一中空聚合顏料與該第二中空聚合顏料；以及摻混一黏結劑與該第一中空聚合顏料及該第二中空聚合顏料。
  35. 如申請專利範圍第34項之方法，其中選擇一第二中空聚合顏料包括選擇具有個別粒子帶有第二尺寸量其係比該第一中空聚合顏料之該第一尺寸量至少小25%之第二中空聚合顏料。
  36. 如申請專利範圍第34項之方法，其中選擇一第二中空聚合顏料包括選擇具有個別粒子帶有第二尺寸量其係比該第一中空聚合顏料之該第一尺寸量至少小50%之第二中空聚合顏料。
  37. 如申請專利範圍第34至36項中任一項之方法，其中摻混該第一中空聚合顏料及該第二中空聚合顏料包括相對於每100重量份該紙塗覆組成物之總中空聚合顏料，以15份至30份摻混該第二中空聚合顏料。
  38. 如申請專利範圍第34至36項中任一項之方法，包括基於該第二中空聚合顏料之選擇，調整以該紙塗覆組成物所形成之一塗覆層特性，此處該塗覆層特性係選自於由平滑度、光澤度、不透明度、孔隙度及其組合所組成之組群。
  39. 如申請專利範圍第34至36項中任一項之方法，其中摻混該第一中空聚合顏料及該第二中空聚合顏料相對於每100重量份該紙塗覆組成物之顏料提供少於30份。
  40. 如申請專利範圍第34至36項中任一項之方法，包括測定該塗覆組成物中之第一中空聚合顏料對該第二中空聚合顏料之比，該比值允許該等粒子之填充可達成延伸貫穿該塗覆層厚度之一連串接續中空粒子。
  41. 如申請專利範圍第34至36項中任一項之方法，其中選擇一第一中空聚合顏料達成以該紙塗覆組成物所形成之一塗覆層之預定平滑度及光澤度；以及選擇一第二中空聚合顏料修改以該紙塗覆組成物所形成之該塗覆層之不透明度，同時維持該塗覆層之平滑度及光澤度。
  42. 一種經塗覆之紙或紙板，包含：一原紙，其具有一第一主面及與該第一主面相對之一 第二主面；由一塗覆調配物所形成之於該第一主面及第二主面中之至少一面上之一塗覆層，該塗覆調配物具有：一黏結劑；及相對於每100重量份總顏料自25份至65份中空聚合顏料，該100份顏料之差額為其它顏料；以及該塗覆層之平滑度低於1.2PPS-H10。
  43. 如申請專利範圍第42項之經塗覆之紙或紙板，其中相對於每100重量份總顏料，該中空聚合顏料之數量係於30份至50份之範圍。
  44. 如申請專利範圍第42或43項之經塗覆之紙或紙板，其中相對於該塗覆層之未變形的中空聚合顏料，至少50%總中空顏料經變形。
  45. 如申請專利範圍第42或43項之經塗覆之紙或紙板，其中相對於接受該塗覆層前之該原紙之原先厚度，該經塗覆之紙或紙板之原紙具有改變不超過10%之厚度。
  46. 如申請專利範圍第42或43項之經塗覆之紙或紙板，其中相對於接受該塗覆層前之該原紙之原先厚度，該經塗覆之紙或紙板之原紙具有實質上維持不變之厚度。
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