JPH07501100A - 紙コーティングカオリン顔料、それらの製造及び使用 - 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】 紙コーテイングカオリン顔料、それらの製造及び使用本発明は、殊に軽量印刷紙 をコーティングするために有用な新規な機械的に離層されたカオリン粘土顔料に 関する。特に、本発明は、その他のカオリン顔料によっては所有されない望まし い特性の特異な組み合わせを有する離層されたカオリンコーティング顔料に関す る。

カオリン粘土顔料はカオリン粗製物から得られる。粗製物は、カオリン粒子、特 大物（小砂）及び細かなそして粗い粒径の不純物を含む。幾つかの不純物（例え ば、細かな鉄の又はチタンを含む不純物）は、粘土に望ましくない色を賦与する 。その他の不純物は、カオリンのレオロジーに望ましくない影響を有する。

カオリン粗製物のカオリン部分は、粒子がある範囲のサイズ及び形にわたって存 在するという意味で“多分散”である。かくして、カオリン粗製物は、単一サイ ズの粒子、例えば、それらのすべてが２マイクロメートルである粒子を含まない であろう。典型的には、小砂を取られたカオリン粗製物は、サイズがサブミクロ ン又はコロイド状がら２ｏマイクロメートル又はより大きな粒子に至る範囲の粒 子を含むであろう。

異なる鉱石からの、又は更に同じ鉱床中の異なるゾーンからのカオリンは、不純 物の含量、粒径分布、及びカオリン粒子の形態において幅広く変わる可能性があ る。一般に、約２マイクロメートルより細がいカオリン粒子は、個々の血小板（ ｐ　ｌ　ａ　ｔ　ｅ　ｌ　ｅ　ｔ　ｓ）がら成り、そして約２マイクロメートル より大きな粒子はより細がな粒子の堆積又は小冊子（ｂｏｏｋ　］　ｅｔｓ）か ら成る。カオリンの粒径は、沈降速度を粒径分布に転換し、そしてカオリン粒子 に関して球形の粒子形を仮定するストークスの法則を使用する沈降によって普通 は測定される。それ故、粒径を指示するための慣用の術語“当量球状径（ｅ、ｓ 、ｄ、　）”の使用。

カオリン粘度顔料は、紙製品をコートしそして充填するために広く使用され、そ してそれらはまたペンキ及びプラスチック中の機能的充填剤として使用される。

このような顔料は多数のグレードで入手でき、それらの選択はユーザーによって 価格及び性能によって決定される。単に、紙を充填するために比較的粗いカオリ ンを使用しそして紙をコートするためにより細かなグレードのカオリンを用いる ことが従来の実際であった。紙においては、より粗いカオリン充填剤はバルブ伸 展剤として主に機能した。紙をコートするために使用される時には、より細かな カオリン顔料力坏透明度を改善し、そして印刷品質及び美的外観を改善する滑ら かでインクを受け入れる表面及び光沢を提供した。

多くのカオリン粗製物の粗い粒径留分中に存在するカオリン堆積の機械的離層は 改善された不透明性並びに紙コーテイングにおける増大した滑らかさをカオリン 顔料に与えることは、工業的鉱物産業において長ら（認識されてきた。例えばＵ 、Ｓ、３，１７１，７１８、Ｇｕｎｎらを参照せよ。

機械的離層の間に、大きなカオリン粒子は、主に基底の襞間に沿って粘土結晶を 分けることによって、より高いアスペクト比を有するより小さな粒子に分解され る。機械的に離層された並びに未離層カオリン粒子の粒径分布が比較的狭いこと は、改善された印刷性と共に紙に改善された不透明さ及び滑らかさを与える顔料 を結果としてもたらすこともまた認識されてきた。このような顔料は、ロートグ ラビア印刷のための軽量のコートされた紙の製造において使用される時に殊に有 利であるとして開示されている（ＣＢ　２，０５８，７３４参照）。離層された 顔料の特徴は、化学的な木材を含まない基礎原料よりも典型的には実質的により 低いコートされていないシートの輝度及びより粗い表面のものである、紙基礎原 料を含む砕木のコーティングにおいて特に有益である。

しかしながら、粘度−水スラリー中のそして紙コーテイングカラー調合物中の離 層された顔料は、未離層顔料よりも実質的に乏しい高いせん断流勧学的特徴（よ り高い粘度）を有してきた。コーティングカラー調合物中の優れた流動は、紙コ ーテイング装置がより高い速度で動くこと（これは現存のコーティング装置の生 産性を直接に増す）を可能にするか又はより高い固体でのコーティングカラーの 調合を可能にしくかくして乾燥時間を減らしそしてそれ故乾燥装置の効率を増す ）。かくして、従来の離層された顔料の使用に関しては、製紙業者は、紙不透明 性（品質）と製造の効率（生産性）との間の取引をバランスさせねばならない。

コーティングカラー粘度は、容量束縛に直面する紙コーターに関するキーの事項 である。僅かに２〜３％より高い顔料固体で匹敵するスラリーに等価の粘度を有 する粘土−水スラリーは、顕著な商業的重要さの改善を代表する。

一般的に、製紙業者は、２Ｏｒｐｍでブルックフィールド粘度計によって測定し た時に、１０００ｃｐ未満、好ましくは５００ｃｐ未満の低いせん断粘度を有す る６７〜７０％固体で粘土−水スラリーを形成することができる粘土コーティン グ顔料を使用することをめる。これらのスラリーのための高いせん断粘度は、そ れらが“Ａ”ボブを使用して５０Ｑｒｐｍ、好ましくは８００ｒｐｍの１６Ｘ１ ０’ダインＣｍ　テハーキュレス終点粘度を有するスラリーよりも粘性ではない ようでなければならない。当業者は、バーキュレス粘度計を使用しそして１ｌ１ ００ｒｐ以上の終点を測定する時には、粘度は１ｌ１００ｒｐでのダイン−Ｃｍ の単位で報告されることを知っている。短縮された術語“ダイン”を使用するこ とが慣用的である。与えられた固体レベルでは“２ダイン”粘土は“９ダイン粘 土”スラリーよりも粘性が少ない。

機械的離層によって製造されたカオリン顔料は、ジョーシア及びサウスカロライ ナに位置する設備を有する種々の製造業者によって地域の白亜紀のそして第三組 のカオリン堆積を原材料ソースとして使用して、現在商業的に作られそして離層 された顔料としてマーケラティングされている。しかしながら、商業的に入手で きる離層されたカオリン顔料はどれも、幾つかの未離層顔料の高い不透明性及び 低い粘度特徴の特異な望ましい組み合わせを持たない。

発明の要約 製紙業者に生産性の増大を与える、狭い粒径分布を有しそして高及び低せん断粘 度を有する離層されたカオリン顔料の不透明性、滑らかさ及び印刷性の利点を有 するカオリン顔料を、我々が開発しそして本発明が提供する。本発明によるカオ リン顔料は、軽量砕本紙の高速コーティングのために殊に有用であり得る。

我々はまた、粗製物の離層に際して、組み合わせられた特性のこのような改善を 有するカオリン顔料を結果としてもたらすカオリン粗製物のための特徴を確認し た。我々はまた、通常は離層された顔料に伴わない望ましい低い粘度と通常は粗 い粒径の離層されたカオリン顔料に伴う不透明性の望ましい光学的特性の両方、 そして時々はまた通常は離層された顔料に伴わない光沢の望ましい光学的特性を 有する離層されたカオリン顔料を供給することができる、例えばＧｅｏｒｇｉａ 、ＵＳＡ、ＰａｒａのＲｉｏ　Ｃａｐｉｍ地域、ブラジル及びＭａｎａｕｓ、Ａ ｍａｚｏｎａｓ、ブラジルから入手できる特定のカオリン粗製物を同定した。

本発明は、離層されたカオリン粒子を含有して成りそして特性又は特徴の以下の 特色のある組み合わせ： 朋（Ｓｅｄｉｇｒａｐｈによって測定して述べられた当価球径ｅ。

ｓ、ｄ、よりも細かな重量％） 少なくとも９５％が１０マイクロメートルより細かい、３７％以下が０．５マイ クロメートルより細かい、１２％以下が０．２マイクロメートルより細かい、中 央粒径：少なくとも０．７０マイクロメートル、２．０ミクロンより細かい％１ ０．５ミクロンより細かい％の比〉２．０、表面箪 １２．５ｍ２／ｇｍ以下（吸着物質としてＮ２を使用するＢＥＴ法）、粘度 ２Ｏｒｐｍ（９２スピンドル）及び６７〜６８％固体で測定したブルックフィー ルド粘度：　１７５ｃｐ以下、そして、最も好ましくは、２Ｑｒｐｍ　（＃２ス ピンドル）でそして１０１００ｒｐ＃２スピンドル）で７２％固体で測定したブ ルックフィールド粘度：３００ｃｐ以下、 １１０ｌ１００ｒｐボブ）及び６７〜６８％固体で測定したパーキュレス粘度二 ダイン終点、 不透明度及び光沢（黒いガラスによって測定して）４５７ｎｍでの散乱係数：≧ １００．０ｍ２／Ｋｇ５７７ｎｍでの散乱係数二≧８０．０ｍ２／Ｋｇ光沢：好 ましくは少なくとも７５％ を有するカオリン顔料を提供する。

本発明のその他の面は、有機バインダーと共に本発明の顔料を含む水性紙コーテ ィング組成物、及び本発明のカオリン顔料によってコートされた紙ウェブから成 る。

本発明は、更に、以下の特徴： （１）粒径（Ｓｅｄｉｇｒａｐｈによって測定したｅ、ｓ、ｄ、　）（ａ）２ミ クロン未満の％：４０〜６５％、０．２ミクロン未満の％：≦１２％、好ましく は≦５％ （ｂ）２ミクロン未満の％：０．５ミクロン未満の％の比〉るＢＥＴ法）、 （３）構造秩序 （ａ）Ｈｉｎｃｋｌｅｙ指数：≧領　９０、高度の全体としての構造秩序を示す 、 （ｂ）Ｃ軸結晶干渉性−（００１）ピークの全幅手最大値測定−ＦＷＨＶ　（０ ０１）≦０．２６、厚い十分に形成された干渉性微結晶−結晶構造の基礎的な回 折単位を示す（Ｐｌａｎｃｏｎら、１９８８）（４）カチオン交換容量−非分散 −３２５メツシユ粗製物の上のｐＨ４，０でのＮａ＋吸着によって測定して：≦ ０，０５ミクロ当量／ｍ”を有する小砂を取られた一３２５メツシュ（即ち−０ ，０４４ｍｍ）カオリン粗製物を離層することを有して成る含水カオリン顔料を 作る方法を提供する。

本発明による離層されたカオリン顔料は、Ｒｉｏ　Ｃａｐｉｍ及びＭａｎａｕｓ 粗製物から製造されたが、これらの粗製物並びにＧｅｏｒｇｉａ及びその他の任 意の場所からの適切な粗製物もまた本発明による方法において使用することがで きる。本発明の方法におけるバルク供給物として使用される上の特徴のカオリン 粗製物は、全体としての粗製物又は分別された粗製物又は全体としての若しくは 分別された粗製物若しくは両方の混合物で良い。主な割合の小冊子（ｂｏｏｋ　 ｌ　ｅ　ｔ　ｓ）が基底の（００１）襞間に沿って別々の血小板（ｐ　１　ａ　 ｔ　ｅ　ｌ　ｅ　ｔ　ｓ）中に機械的に誘導されたせん断力によって分けられて しまった時に、しかし血小板の望ましくない顕著な摩滅の開始に先立って離層を 終了することは本発明の特徴である。離層を終了する点は、一般的に、特別な粒 径制御点での粒径分布における変化の速度対離層機中の滞留時間を計算し、そし て変化の速度がゼロに近づ（時に、及び／又は非常に細かな粒子（例えば０．３ ミクロン未満）のパーセントにおける増加が認められる時に離層を中止すること によって決定される。前記粒径制御点は、例えば、本発明による顔料の定義にお いて上で使用されたちの１又はもつと又はすべて（１０，０，５及び０．２マイ クロメートル）、又は類似の範囲からの粒径で良い。

以下のチャートは、基準に合致しそして本発明の生成物を作るであろう粗製物並 びに基準に合致する又は本発明の生成物を作るのに失敗する粗製物を含む、７つ の粗いカオリン粗製物の物理的特徴を要約する。

粗製物１．４．５．６及び７は、中央Ｇｅｏｒｇｉａ、ＵＳＡ中の種々のカオリ ン堆積から採取されたカオリンであり、そして粗製物２及び３はブラジルのアマ シン地域からのカオリン粗製物である。粗製物１．２及び３は、本発明による方 法における使用のために必要とされる物理的特徴の基準のすべてを満足する。本 発明の生成物は粗製物２及び３がら作られた。

このチャートにおいては、粘度の特徴は、３００ｃｐｓのブルックフィールド値 を有する最適分散で達成される最大固体を表す流動度によって近似される（ａｒ ｅ　ｐｒｏｘｉｅｄ）。報告されたすべての値は、全体の粗製物に関して測定さ れる構造秩序特徴を例外として、小砂を取られた一３２５メツシュ粗製物に関す る。

粗製物　１　２　３　４　５　６−７ 流動度（固体３００ｃｐｒで）　７７．９　７６．６　７３．６　６８．７　６ ７．４　６２．５　６４．ＩＪ陣（ＢＥＴ、　Ｎ＊） ＳＡ（鵬”／ｇ）　９．３　８．５　１０．８　１１．９　１６．４　１４．６ 　１３．２４陸！ ５μｍ（より細かい％）　？３．３　７６．０　？２．０　？５，５　７６．９ 　７８．９　６０．９２μｍ　（、にり細カイ％）　５４．２　５５．０　５１ ．０　５４．２　５６．９　６１．２　４３．２１μｍ（より細かい％）　３９ ．５　４０．４　３２．０　４２．４　４３．６　４８．５　３１．８．０．５ μｍ（より細かい％）　１６．６　２３．３　１０．５　２５．３　２８．１　 ３１．７　２０．７０２μｍ（より細かい％）　１．４　１０．３　０．０　６ ．３　Ｂ、４　１１．１　？、０比％−２μｍ　３．２６　２．３６　４．３６ 　２．１４　２．０　１．９　２．ＩＨｉｎｃｋｌｅｙ指数　１．０７　１．０ ６　１．０５　．６２　．６８　．５５ＦＷＨＭ”ＯＯｌｏ　、２５　．２５　 ．２２　．２９　．２５　．３０カチオン交換容量（ミクロ当量／ｍす ｐＨ４，０３，０６，３０１，００，０９Ｇｅｏｒｇｆａ製造業者からの典型的 な先行の商業的な離層された顔料は以下の特徴を有するであろう： 粒径分布（ｅ、ｓ、ｄ、より細かい重量％）７９％が２マイクロメートルより細 がい、６３％が１マイクロメートルより細かい、４３％が０．　５マイクロメ− １・ルより細がい、１６％が０．２マイクロメートルより細がい、２．０マイク ロメートルより細かい％１０．５マイクロメートルより細かい％の比＜２．０ 中央粒径：Ｏ，６Ｓマイクロメートル未満ブルックフィールド：２Ｑｒｐｍで６ ８％固体で２７５ｃｐ、２Ｏｒｐｍで６８〜６９％固体で＞３００ｃｐバ一キユ レス終点＝６８％固体で６００ｒｐｍ黒いガラス； ４５７ｎｍでの散乱係数：　１００ｍ２／Ｋｇ５７７　ｎｍでの散乱係数＋７５ ｍ２／Ｋｇ光沢＝６８％ 離層された顔料として市販されている幾つかの商業的に入手できるカオリン顔料 は、上に示されているよりも良い粘度を示すであろう。これらの顔料は、６８％ 固体でダイン終点高せん断粘度を有するであろう。

しかしながら、これらの特定の顔料は、より高い表面積並びに０．５マイクロメ ートル及び０．２マイクロメートル制御点よりも細かいカオリン粒子のより高い 重量％によって測定して、本発明の生成物及び上の典型的な離層された顔料より も細かいであろう。細かなカオリン粒子の存在は離層されたカオリン顔料の高せ ん断粘度を改善するけれども、微細物の存在は、同時に、本発明の生成物に関す るそれらの値未満の“良好な“粘度顔料の黒いガラスの散乱係数における減少に よって定量化されるように、顔料の散乱効率及び不透明性を減らす。例えば、“ 最善の”粘度のテストされた商業的に入手できる離層された顔料は以下の特徴を 有していた： ９８％が５．０マイクロメートルより細がい、８１％が２．０マイクロメートル より細かい、６７％が１．０マイクロメートルより細かい、５０％が０．５マイ クロメートルより細かい、２１％が０．２マイクロメートルより細かい、中央粒 径　０．５０マイクロメートル、比＝２．０マイクロメートルより細かい％１０ ．５マイクロメートルより細かい％＝１．６ １１００ｒｐｍ（Ａボブ）及び６８％固体で測定したバーキュレス粘度：１５． ９ダイン ２Ｑｒｐｍ（＃２スピンドル）及び６８％固体で測定したブルックフィールド粘 度：　２９０ｃｐ 黒いガラス： ４５７ｎｍでの散乱係数＋６７ｍ２／ｋｇ５７７ｎｍでの散乱係数：４３ｍ２／ ｋｇ光沢ニア１％ 離層された顔料として市販されているこの商業的に入手できる顔料の良好な高せ ん断粘度特性は、有利であるとして認識されるであろうけれども、比較的低い黒 いガラスの散乱係数は、製紙業者によって特に軽量紙における紙及び印刷品質に おける低下として認識されるであろう。

添付する請求の範囲中で述べられている特徴を有する本発明の生成物は、すべて が例えばＲｉｏ　Ｃａｐｉｍ河流域、Ｐａｒａ州、ブラジルからのカオリン粗製 物又は粗製物の部分を機械的に離層するステップを含む種々の技術によって作ら れてきた。Ｒｉｏ　Ｃａｐｉｍカオリンは、粗いそして細かい砂、粘土及びシル トを含む広汎な沈積性生成物内に含まれている。表面近くの粘度を有するメンバ ーは、高原頂上における侵食から保存されてきた。これらの粘度メンバーは、表 面下の種々に表面のラテライト、砂、及び処理のために適切ではない脱色された カオリンを産出する高い輝度のカオリン層位でもって、層位学的に平坦に横たわ っているように見える。この廃物質の下に、典型的には、本発明の生成物のため の受け入れられるソース物質である高い輝度、低い砂含量のカオリンの層位が存 在する。Ｒｉｏ　Ｃａｐｉｍカオリン地域の北方において、Ｉｇａｒａｐｅ　Ｃ １ｐｏｔｅｕａの近くにおいて、粗製物は、典型的には以下の累積粒径分布を有 する一３２５メツシュ（Ｕ、Ｓ、篩）部分を有する、粗いものとして述べること ができる：以下より細かい重量％　範　囲　王−抱２．０マイクロメートル　７ ２−３９％　５８％１．０マイクロメートル　５５−２５％　４０％０．５マイ クロメートル　３４−８％　２０％０．２マイクロメートル　１３−１％　６％ 更に南の、Ｉｇａｒａｐｅ　Ｃｕｐｉｊｏの近くにおいては、粗製物カオリンの −３２５メツシユ留分は、典型的には一層細かく、平均で７５％が２マイクロメ ートルより細かくそして６０％が１マイクロメートルより細かい。

当業者は、機械的に離層されたカオリンの薄い血小板の粒径を測定するための沈 降の使用は、薄（平らな板のサイズを本当には反映しない値を結果としてもたら すことを知っている。本発明の実施において使用される小砂を除かれた一３２５ メツシュ粗製物の顕微鏡写真（ＳＥＭ）の検査は、数としては、別々のカオリン 粒子の殆どは１〜２マイクロメートルの面径及び領　５マイクロメートル未満の 端厚さを有する結晶から成ることを示す。当業者はこのサイズ及び結晶形の粒子 を血小板と呼ぶ。

典型的には適切な粗製物中の血小板は、少な（とも１つの十分に形成された真っ すぐな端を有するであろうし、そして時折の結晶はにせの六方晶系の結晶晶癖に おける６つの十分に形成された端を有するであろう。

カオリン粒子母集団の粗さは、当業者によって本（ｂｏｏｋｓ）及び大きな板と 呼ばれるカオリン結晶によって賦与される。本はカオリナイト層の積み重ねであ る。十分に形成された結晶においては、６０度の角度で真っすぐな端を有するカ オリナイトの完全で規則的で基底の襞間が容易に明らかである。典型的には、本 発明の実施において使用される粗製物中の本は、サイズが１５マイクロメートル Ｘ１５マイクロメートルの程度のおおよそエフアント（ｅｑｕａｎｔ）として述 べることができる。

時折、本は虫状晶癖を展開し、ここで基底の襞間に垂直な寸法は、長さが４０マ イクロメートルの上方で、しばしば結晶の一端で曲がっているであろう。もう− っの結晶晶癖は板として知られていて、ここで面の径は１０〜１５マイクロメー トルでありそして厚さく基底の襞間に垂直な方向）は０．５マイクロメートルの 程度である。板は典型的には本よりも十分には形成されていない端を有するであ ろう。

Ｒｉｏ　Ｃａｐｉｍにおいては、地域の“より粗い”北方部分からの小砂を取ら れたカオリン粗製物は、“より細かい”南方地域におけるよりも血小板に対する 本及び板のより大きな割合を有するように見える。

典型的には、粗製物を最初に押し砕きそして次に、好ましくは粘土分散剤、例え ば、ソーダ灰及びナトリウムシリケートの混合物、又は縮合リン酸塩、例えば、 ピロリン酸四ナトリウム若しくはポリアクリル酸ナトリウムを含む水中で撹拌し て懸濁させる。一般的には、撹拌して懸濁された粘土の固体は、３０％〜６５％ の範囲、通常は約４０重量％である。次に撹拌して懸濁された粘土を既知の手段 例えば篩の使用又は重力沈降によって小砂を取ってサイズ超過物（小砂）を除去 する。２００又は３２５メッシ、Ｕ、　Ｓ、標準（０，０７４及び１０４４　ｍ ｍ）篩がこの目的のために適切である。

本発明の実施態様においては、カオリンの小砂を取られたスリップ（Ｓｌｉｐ） を次に１以上の粗いそして細かいサイズ留分に分離するが、例えば、より細かい 留分は７０〜９０重量％が２マイクロメートルより細かい。連続的な遠心分離例 えばノズルボウル又はスクロールを備えたものを使用することができ、又は分別 のために重力沈降を用いることができる。遠心分離機を運転して、粒子の約９０ 重量％が２マイクロメートルより細かい細かなサイズ留分及び約２５重量％が２ マイクロメートルより細かい粗い留分を除去しそして次に単離することによって 、例示の実施例において使用された粗製物に関して優れた結果を得た。微細物を 分離するための遠心分離の後で残る粗いサイズの留分は、遠心分離の間に分離さ れた微細物の一部及び／又は小砂を取られた供給物の一部と一緒に必要に応じて 離層機供給物として用いられる。第一分類ステップにおいて細かな留分を分離す る時には、離層機供給物の粒子の母集団は、分類に先立つカオリンスリップ中の カオリン粒子の母集団において生じるよりも高い割合の大きなカオリンの本及び 板を含む。微細物及び／又は供給物は、主に機械的に離層された生成物の粒径分 布を制御するために離層された供給物中に含まれる。実施例２を参照せよ。

本発明のもう一つの実施態様においては、小砂を取られたスリップに粒径分類を 介在させることなく離層を施す。この操作は“全留分離層”と呼ばれる。実施例 １及び実施例３を参照せよ。

離層が本質的に完了しそして５ミクロンより細かな血小板の摩滅が起こり始める 時に、離層を終結することが本発明においては好ましい。望ましくない摩滅の開 始は、特別なｅ、ｓ、ｄ、（例えば、５．０及び２゜０マイクロメートル）より も細かな粒径留分における増加を測定することによって制御することができる。

離層の期間及び強度は、粗製物のソース、離層様供給物中の粗いそして細かい粒 子留分のブレンド、及び生成物の望ましい粒径分布に依存して変わる。

粘土を離層する方法はバッチ操作で細かな微粉砕媒体を使用して実施することも できるが、有利には連続的なやり方で実施する。微粉砕媒体の非限定的な例は、 小さなセラミックポール、粗い砂、プラスチックシリンダー、ビーズ、又はナイ ロン、スチレン−ジビニルベンゼンコポリマー、ポリエチレン若しくはその他の プラスチックのベレットである。

媒体は、水中の粘土の懸濁に作用する。

最も好ましくは、微粉砕媒体は一２０＋５０メツシュ（ＵＳ篩）のスチレンジビ ニルベンゼンコポリマービーズである。一般的には粘土スラリーに対するビーズ の容量は２０〜７０％の間で、最も好ましくは３５％と５０％の間で変わる。本 方法への粘土供給物は、典型的には２０％〜５０％固体で制御しなければならな い。しかしながら、最適の処理条件はしばしば３５〜４５％固体で達成される。

本方法のために使用される適切な容器は、縦の邪魔板を含みそして典型的には１ ．０より大きいそして最適には１．５〜２．０の高さ対径の比を有する。このよ うな容器は、縦のシャフトに取り付けられた多段の撹拌機要素を含む撹拌システ ムを備えている。撹拌機の数及び間隔は、個々の血小板を積み重ねられた配列に 保持するファン　デル　ワールス力を克服するために必要とされる、必要な合わ せられたせん断及び衝撃及び摩擦エネルギー人力を賦与するために、特定のプロ セス条件のために最適化されなければならない。離層のために必要とされるエネ ルギー人力は、粗製物、プロセス条件、及び装置の間の差によって変わるであろ うが、典型的には離層機に仕込まれた１トンの粘土あたり１０〜５０馬力一時間 を必要とするであろう。

連続的離層においては、粘土を連続的に離層する装置中に供給し、そしてこの装 置からの排出物を有利には粘土の留分と合わせ、比較的粗い粘土を装置に返し一 方所望の粒径の比較的細かい粘土だけを除去する。

比較的粗い粘土をその中で離層が行われている容器に返しながらの比較的細かい 粘土の選択的取り去りは、全体のプロセス収率を改善することができそして５マ イクロメートルより大きい面の径の板を所望の粒径属性に合わせるために砕くこ とができるという利点を有する。このやり方においては、連続された操作の間に 装置中に残る粘土は主に比較的粗い粘土粒子から成り、これらの粒子は離層を受 けていてそしてこれらの粒子は選択的取り出し及び分別及び比較的粗い粘土粒子 の戻しによって連続的に比較的細かい粘土粒子が無くなるようにされている。

粘土懸濁液のこの連続的な取り出しにおいては、比較的細かい粘土の分離及び比 較的粗い粘土の装置への戻しもまた有利には連続的であり、そして取り出された 粘土に遠心分離の分離を施して比較的粗い粘土を装置へ戻すことによって、又は 比較的細かい粘土留分を分離しそして比較的粗い粘土を装置に戻すであろう１以 上のサイクロン分離機の使用によって達成することができる。

次に離層された粘土のスリップを必要に応じて遠心分離して過剰サイズ、例えば ２マイクロメートルより大きな粒子をアンダーフローとして除去し、そして次に オーバーフロー生成物を高強度の磁気的分離機を通過させ、引き続いて漂白、濾 過及び乾燥して本発明の生成物を製造する。

過剰サイズを含む遠心分離されたアンダーフローを適切なレベルの離層された及 び／又は未離層粘土とブレンドして所望の粒径分布のブレンドを達成し、そして 更に慣用のやり方、例えば磁気的精製及び／又は漂白で処理して他の有益なカオ リン生成物を製造しても良い。

（離層に先立って）第一分類ステップにおいて比較的粗いカオリンから分離され た細かな粒径留分は、慣用の方式、例えば磁気的精製及び／又は漂白で処理して Ｎｏ、１又はＮｏ、２グレードのコーティング粘度を製造することができる。

述べられたように、まずスリップを分別することな（小砂をとられたスリップを 離層することは本発明の範囲内である。プラスチックビーズ以外の粉砕媒体と共 に、例えば砂、ジルコン若しくはガラスピーズによって、又は“スーパーストル ージョン（ｓｕｐｅｒｓｔｒｕｓｉｏｎ）”として知られている離層方法によっ て離層することもまた本発明の範囲内である。

本発明の離層されたカオリン顔料は、紙及び板紙をコートするために使用される コーティングカラー調合物における単一の顔料として有利に使用することができ る。しかしながら、本発明の顔料を他のカオリン及び非カオリン顔料とのブレン ドにおいて用いること、そしてこれらのブレンドを紙及び板紙をコートするため に使用することもまた本発明の範囲内である。このようなブレンドは、コーティ ングカラー調合物の製造に先立って製造しても又はコーティングカラー調合物の 製造と同時に製造しても良い。

離層された顔料は、砕木含有軽量紙をコートするための単一の顔料として使用さ れる時に特に有利である。コーティングのために適切な、典型的な砕木含有軽量 紙原料は、以下の特徴を有して良い：基礎重量：２４１ｂｓ／３３００ｆｔ２又 は３６　ｇ／ｍ”輝度：６７．５％ 不透明度ニア６％。

コーティングカラー調合物を製造する際には、コーティング顔料を慣用のやり方 で他の成分及びバインダー、並びにコーティング顔料を紙の原料表面に結合する 物質と混合する。コーティングカラー調合物は、同じ最終使用用途に関しても微 粉砕機ごとに変わり、そして一般に使用される異なる印刷方法によって必要とさ れる表面特徴を基にして異なるであろう。例えば： 典型的な軽量コートされた紙−コーティング調合物１００ｐｔｓ顔料　１００ｐ ｔｓ顔料 １０ｐｔｓ　Ｄｏｗ　６８５　４．８ｐｔｓ　ＡｃｒｏｎａｌＲ５４８５ｐｔｓ ＰＧ２８０　０．５ｐｔｓ　ＮｏｐｃｏｔｅＲＣ−１０４０、５ｐ　ｔ　ｓ　Ｎ ｏｐｃｏｔｅＲＣ−１０４０、５ｐ　ｔ　ｓ　５ｕｎｒｅｚ’７００Ｃ１００ｐ ｔｓ顔料　１００ｐｔｓ顔料 ８ｐｔｓ　ＰＧ２８０　７ｐｔｓ　ＰＧ２８０８ｐｔｓ　ＣＰ６４０　Ａ　４ｐ ｔｓ　ＣＰ６２０　ＡＯ，５ｐ　ｔ　ｓ　ＮｏｐｃｏｔｅＲＣ−１０４５ｐ　ｔ 　ｓ　ＮｏｐｃｏｔｅＲＣ−１０４０、５ｐ　ｔ　ｓ　５ｕｎｒｅｚＲ７００Ｃ ｐｔｓ＝ｐａｒｔｓ　（部） 本明細書及び請求の範囲中で使用されるすべての粒径は、５ＥＤＩＧＲＡＰＨ５ １００粒径分析計によって測定され、そして重量％基準で等価球形径（ｅ、ｓ、 ｄ、　）として報告される。

光散乱及び光沢は、６０％固体のカオリン粘土懸濁液を黒いガラス板の上に７． ０〜１４．０ｇ／ｍ”（乾いた粘土として表して）のコート重量でコートするこ とによって測定した。空気中で乾燥した後でのコーティングの反射率は、Ｅｌｒ ｅｐｈｏ反射計によって波長４５７ｎｍ及び５７７ｎｍで測定する。４５７ｎｍ の波長はＴＡＰＰＩ輝度測定において使用される波長に対応し、そして５７７ｎ ｍの波長は不透明度を測定するために使用されるそれに対応する。反射率の値は Ｋｕｂｅｌｋａ−Ｍ、ｕｎｋ式の使用によって光散乱値（ｍ”／Ｋｇ）に換算さ れる。光散乱の値は、粘土の不透明度潜在力の尺度である。より高い値は、光が 、通過するよりはむしろ、反射されそして散乱して戻されることを示す。

光散乱値が高ければ高いほど、粘土の不透明度潜在力はそれだけ高い。

黒いガラスの光沢値は、７５度（紙の面から１５度）での鏡の光沢の尺度であり 、そして表面品質及び光る外観（これは通常は高い品質と同一視される）の粒子 尺度として広（使用されている。多くの用途においては、高い光沢値が望ましい 。

高せん断（バーキュレス）及び低せん断（ブルックフィールド）粘度の測定のた めのスラリーを製造する際には、エンゲルハルト社の手順ＰＬ−１を使用した。

ブルックフィールド粘度は、＃１又は＃２スピンドルを使用して２ＯｒｐｍでＴ ＡＰＰＩ手順７６４８ｏｍ−８８を使用して測定した。幾つかの場合には、ブル ックフィールド粘度は＃３スピンドルを使用して１１００ｒｐで測定した。すべ てのスラリーは、エンゲルハルト社のＰＬ−３の手順に従って、最適量の分散剤 によって調合された。ＰＬ−１、ＰＬ−３及びバーキュレス粘度手順の説明はＵ 、Ｓ。

４．７３８，７２６中に現れる。

以下の実施例においては、Ｇ、Ｅ、輝度メーターを使用して慣用のやり方（ＴＡ ＰＰＩ標準Ｔ４５２ｍ−５８）で測定した顔料輝度を参照する。

以下の実施例１及び２においては、カオリン粘度粗製物は、Ｐａｒａ。

ブラジルのＲｉｏ　Ｃａｐｉｍ河の流域の北方部分の堆積から得られた。

実施例３においては、カオリン粗製物は、Ｍａｎａｕｓ、ＡｍａｚｏｎａＳ、ブ ラジルの約７５キロメートル真北の堆積から得られたバルクサ全留分が離層され た生成物 この実施例は、カオリンの小砂を取られたスリップにまずスリップを分別するこ となく機械的離層を施す（全留分離層）本発明の実施態様を例示する。この方法 において供給物として使用されたカオリンスリップは、上で述べたＣａｐｉｍの カオリンのサンプルであった。このスリップは、分散剤としてナトリウムポリア クリレート（Ｃ２１１ブランド）及びソーダ灰を含む水中にカオリン粗製物（ｐ Ｈ４，４）を撹拌して懸濁させ、８．２のｐＨを有するスラリーを結果としても たらすことによって製造した。このスリップを２段階で小砂を取ったが、第一の ものは、スリップを５分間静止させて留め（沈降）せしめることモして次に沈降 されなかった部分を２００メツシユ篩を通して通過させることを含んでいた。約 ３９％固体の小砂を取られたスリップは、約８６％の出発粗製物を含んでいた。

回収されたカオリンの粒径は５４％が２マイクロメートルより細かかった。輝度 は８１．３％であった。ＴｉＯ２及びＦｅｚＯ３はそれぞれ１．０８％及び０． ７１％であった。

離層は、公称１０”　ＩＤで１５”高さのステンレススチール容器から成るパイ ロットプラント離層模擬実験装置中で実施した。容器の内部には、容器の長さ方 向に延びる約１／２”幅の３枚の垂直な邪魔板がある。

撹拌システムは、ターパン整列で取り付けられた３つのセラミックコーンを利用 するが、ここで２以上のコーンは垂直なシャフトに取り付けることができる。容 器のための動力は、可変速度制御を有する３／４ＨＰのドリルプレスによって与 えられる。この容器においては、１バツチあたり約２．５ガロンの粘土スリップ が、最適な結果を達成するためにスチレンジビニルベンゼンコポリマーの必要な ビーズ容量比を利用して離層される。この実施例においては、ビーズ容量は５０ ％であり、そして離層機中のスリップの滞留時間は５５分であった。ビーズサイ ズは一２０＋５０メツシュ（ＵＳ篩）であり、そして形は球形であった。

離層された生成物の粒径は約７０％が２マイクロメート・ルより細かかった。輝 度は８１．９％であった。ＴｉＯ２及びＦｅ２Ｏ３分析はそれぞれ１．０８及び ０．７２％であったが、これはカオリンが離層の間に輝かされなかったことを示 す。離層様排出物の固体は１９．２％であった。

１つの場合には、離層様排出物を、次に、以下に述べる輝度増大装置に仕込み、 カオリン粒子の７０％が２マイクロメートルより細かい仕上げされた生成物Ａを 結果としてもたらした。もう一つの場合には、離層様排出物を、スリップを生成 物Ｂ、８０％が２マイクロメートルより細かい細かな留分（７７，３％収率及び １９．２％固体）、並びに粗い廃棄物留分に分けた５ｈａｒｐｌｅｓ遠心分離機 に仕込んだ。

生成物Ａ及びＢの両方に関して、離層されたカオリンは、次に、着色した常磁性 不純物を除去しそしてそれによって輝度を改善するために種々の生産速度を使用 して慣用の高強度磁気分離機に仕込んだ。磁気処理の前には、供給物カオリンの 輝度は８２．３％であった。ＴｉＯ２及びＦｅ２Ｏ，はそれぞれ１．１３及び０ ．７０％であった。パイロットプラントの高強度磁気分離機は、約１００の４３ ０ステンレススチールのパッドを含むド　ＩＤｘ２０”高さのキャニスタ−を備 えている。空間速度の計算は、商業的スケールのＨＩＭＳ装置のための等価な処 理条件を模擬するために利用される。典型的には、商業的スケールの装置は、８ ４又は１２０インチ径ｘ２０インチ高さのマトリックスのキャニスタ−を有する 。プラントのスケールアップにおける重要な考慮は、変化する容量の下でのプロ セスの遂行である。かくして、将来のスケールアップ要件を模擬するために、空 間速度は、８４”ＨＩＭＳ装置を利用して１時間あたり２０〜４０トンの製造容 量を模擬するために典型的に変えられる。１時間あたり２０〜４０トンの生産速 度で、８７．７〜８８．４％の範囲の輝度を有する生成物が製造された。当業者 は、磁気分離処理の結果としての輝度における５〜６点の増加は異常に高かった ことを認めるであろう。典型的なＧｅｏｒｇｉａのカオリンは、慣用の高強度分 離機中での処理によって僅かに１〜３点の輝度の増加を経験するに過ぎない。

すべての磁気的に精製された生成物の輝度は、磁気的に精製されたカオリンのス リップを６＃／Ｔ硫酸アルミニウム（４，７ｐＨ）によって綿状に固まらせるこ と、慣用の次亜硫酸ナトリウム漂白薬剤による処理、並びにそれに続（濾過及び 粘度測定によって更に顕著に増加された。種々の磁石生産速度及び漂白レベルで の実験に関する輝度の結果を、８０％が２マイクロメートルより細かい生成物に 関して表の形で以下に報告する。（７０％が２マイクロメートルより細かい生成 物も同様に応答した）。

離層された品位を上げたカオリン生成物の輝度０　８２．３　８８．４　８７． ８　８７．８７　８４．２　８９．６　８９．４　８８．８１０　８５．０　８ ９．６　８９．４　８９．１１３　８４．７　８９．６　８９．５　８９．２こ の実施例の２つの生成物Ａ及びＢの特徴：粒　径　Ａ　８ １０マイクロメートルより細かい％　９８　１００５マイクロメートルより細か い％　９２　９８２マイクロメートルより細かい％　７２　８０１マイクロメー トルより細かい％　５２　６００．５マイクロメートルより細かい％　２８　３ ２０．２マイクロメートルより細かい％　７６中央粒径　、９４　．７７ 比＝２，０より細かい％＝　２．５７　２．５００．５より細かい％ 衣皿畢　ｍ”／ｇ　１０．６　１１．５粘　度　Ａ　Ｂ 固体％　６７．０　６７．０ ブルツクフイールド＄２　２Ｏｒｐｍで　９７ｃｐ　７６ｃｐブルツクフイール ド＃２１１００ｒｐで　７７ｃｐ　７１ｃｐバーキユレス　１ｌ１００ｒｐで　 ５ダイン　５．２ダイン実施例Ｉ−全体が離層された生成物の続き本発明の生成 物、Ａ及びＢ１そしてそれぞれＧｅｏｒｇｉ　ａ、ＵＳＡ及びＣｏｒｎｗａｌｌ 、英国のカオリン粗製物から作られた２つの商業的に入手できる高アスペクト比 の離層されたカオリン生成物Ｃ及びＤを、以下の調合でロートグラビア紙のため にヨーロッパにおいて通常使用されるバインダーと慣用のやり方で混合した：コ ーティング調合 顔料　１００ Ａｃｒｏｎａ＋　５４８　４．８ Ｎｏｐｃｏｔｅ　Ｃ−１０４０，５ 通常はコーティングカラーと呼ばれるこれらの混合物を、慣用のやり方で粘度に 関してテストした： 生成物　ＡＢＣＤ 固体（％）　５９．４　５９．２　５９．２　５５．６ｐＨ９，５９，６９，５ ９，８ ブルツクフイールド（ｃｐｓ） ２Ｏｒｐｍ　２０７０　２１４０　３５１０　７２２０１０Ｏｒｐｍ　６７２　 ６７８　１０６４　２１７６スピンドル　Ｂ４　Ｂ４　Ｂ４　＃５ ４４００１ｒ、Ｅ、Ｐ、　”Ｅ”　２０．４　２２．４　２５．０　１９．６商 業的に入手できる生成物りは、本発明の生成物Ａ及びＢ並びに商業的に入手でき る生成物Ｃよりも、それが３．５％低い固体でのこの調合物において測定可能で ある時に実質的により悪い流動を有することに注目せよ。同じ固体レベルでは、 本発明の生成物Ａ及びＢは、商業的に入手できる生成物Ｃよりも優れた粘度を有 する。

次に、このコーティングカラーを、ロートグラビア印刷用途のために適切なヨー ロッパのベースシートに塗布した。生成するコートされたシート及び印刷特性を 測定した： 輝度（％）　７４．０　７４．２　７３．６　７３．６不透明度（％）　８６． ３　８６．５　８５．８　８５．５光沢（％）　４９　５４　４８　４３ ヘリオテスト（■ｅｌｉｏ　ｔｅｓｔ）２５ｋｇ／ｆで　２２　２５　１９　１ ８３０ｋｇ／ｆで　４８　６７　５２　４２ＰＰＳ　１．１９　１．１０　１． ２８　１．２７５．５１ｂ／３３００ｆｔ２で示された特性カレンダー条件：２ ０００ｐｓｉｇ及び１４０°Ｆで１ニップ望ましいコートされたシートの光学的 特性及び印刷性のこれらの測定の各々において、本発明の生成物Ａ及びＢは、商 業的に入手できる生成物Ｃ及びＤと等しいか又はより優れている。

上で述べたような生成物Ａ、Ｂ、Ｃ１Ｄのサンプルを、ヨーロッパのＬＷＣ調合 において典型的に使用されるバインダーと混合した：コーティング調合 顔料　１１０ ０Ｄｏ　６８５　１０ ＰＧ　２８０　５ Ｎｏｐｃｏｔｅ　Ｃ−１０４０，５ Ｓｕｎｒｅｚ　７００ＣＯ，５ 次に４つのコーティングカラーの粘度測定を慣用のやり方で行い、以下の結果を 得た： 固体（％）　５８．１　５８．１　５８．０　５８．３ｐＨ８，５８，５８，５ ８，５ ブルツクフイールド（ｃ　ｐ　ｓ） ２Ｏｒｐｍ　８４０　９４０　１４９０　２１００１００ｒｐＩ１１３２０　３ ３０　５３４　７６０スピンドル　Ｂ４　Ｂ４　Ｂ４　＃４ ４４００　Ｌ　Ｅ、　Ｐ、“Ｅ”　１５．０　１５．２　２４．８　２６．０コ 一テイングカラー調合物Ａ、ＢＳＣ，Ｄを、軽量コートされたオフセット用途の ために適切なヨーロッパのベースシートに塗布した。コートされたシート及び印 刷特性を慣用のやり方で測定し、以下の結果を得た： ヨーロッパのＬＷＣオフセット 輝度（％）　７１．４　７１．７　７０．９　７０．９不透明度（％）　８１． ６　８１．６　８０．７　８０．６光沢（％）　５５　５９　５６　４９ 印刷光沢（％）　７９　８１　７９　７９（Ｐｉｃｋ）　（ｖｖｐ） Ｋ　＆　Ｎ（％）　２１　２２　２０　１８ＰＰＳ　１．１３　１．０６　１． ０８　１．．１６示された特性は５．５１ｂ／３３００ｆｔ”においてであるカ レンダー条件：４ニツプ、２０００ｐｓ　ｉｇ、１４０°Ｆかくして、ヨーロッ パのＬＷＣオフセット用途においては、本発明の生成物Ａ及びＢは、商業的に入 手できる生成物Ｃ及びＤよりも良いコーティングカラー高及び低せん断粘度を示 し、そして等しいないし少し優れた光学的及び印刷性特徴を有する。

実施例２ 粗製物の粗い粒径留分からの離層された生成物この実施例は、粗製物の粗い粒径 留分からの本発明の機械的に離層された粘土生成物及び副生成物Ｎ０１１グレー ド生成物の製造を例示する。

粗製物を４０％固体で水中で撹拌して懸濁させると、結果として４゜４のｐＨを もたらした。後続の処理を容易にするために、スラリーを、ソーダ灰（１トンあ たり２ポンド）及びＮＲブランドのケイ酸ナトリウム溶液（１トンあたり４ボン ド）を添加することによって分散させると、結果として８．４のｐＨをもたらし た。

分散されたスラリーを、それを５分間定置せしめそして次に沈殿されなかった部 分を２００メツシユの篩（Ｕ、　Ｓ、標準）を通過させて小砂を除去することに よって小砂を取った。−２００メツシユ（小砂を取られた）スリップ中のカオリ ンのサイズは、５４重量％が２マイクロメートルよりも細かかった。輝度は８２ ．６％であった。化学分析は０．９０重量％のＴｉＯ２及び０．５８％のＦｅ２ Ｏ３であった。

次に３２．７％固体での小砂を取られたスリップを、５ｈａｒｐｌｅＳ遠心分離 機中で細かな留分（２０，６％固体で９３％が２マイクロメートルより細かい） と粗い留分（２２％が２マイクロメートルより細かい）に分けた。

粗い遠心分離上層流留分（２２％が２マイクロメートルより細かい）に、微細物 （９３％が２マイクロメートルより細かい）の一部及び小砂を取られた供給物（ ５４％が２マイクロメートルより細かい）の一部を添加して、約５１％が−２マ イクロメートルの所望の粒径を有する離層様仕込み物を製造した。離層機に仕込 まれた粘土のブレンドは、８２゜８％の輝度を有し、そして０．９０％のＴｉＯ ２及び０．６３％のＦｅ２Ｏ３と分析された。

次に、４２．６％固体で分散された粘土の生成したブレンドに、前の実施例中で 述べられたパイロットプラント離層機模擬機中で一２０＋５０メツシュの球形の スチレン−ジビニルベンゼンコポリマービーズを使用して１−１／２時間のバッ チ操作で機械的離層を施した。ビーズ容量は離層の間３５％であった。離層され た生成物の粒径分布は６２重量％が２マイクロメートルより細かかった。ＴｉＯ ２及びＦｅ２Ｏ３含量は０゜８６％及び領　６４％であった。輝度は８３，５％ であった。

明確にピンクの外観を有する離層機から排出されたスラリーを、次に、５ｈａｒ ｐｌｅｓ遠心分離機中で分離して、Ｎｏ、２コ一テイング粘土粒径明細（８１％ が２マイクロメートルより細かい）及び８４．１％の輝度を有する離層され分別 された生成物を回収した。ＴｉＯ２は１．２４％であった。Ｆｅ２Ｏ３は０．６ １％であった。次に、離層された生成物を、４３０ステンレススチールウールマ トリツクスを有する高強度磁気分離機中で精製した。磁気分離の結果として、明 確にピンクの色は消えた。

機械的離層され磁気的に精製された粘土の部分を、次に、種々の量の次亜硫酸ナ トリウムによって漂白した。最適の漂白剤の量は１トンあたり１２ポンドであり 、９０．２％の輝度を有する漂白され離層された生成物が結果として得られた。

ＴｉＯ２含量は０．７８％であった。Ｆｅ２Ｏ３は０，５６％であった。

初期の５ｈａｒｐｌｅｓ分別（離層に先立つ）からの未離層粘土の９３％が２マ イクロメートルより細かい留分をまた、磁気的に精製し、漂白しそして噴霧乾燥 してＮｏ、ｌコーティング粘土を回収した。

上で述べた手順で作られた離層された生成物は以下の特徴を有していた： 粒径二 １０．０マイクロメートルより細かい％　〉９９５．０マイクロメートルより細 かい％　９９２．０マイクロメートルより細かい％　８１１．０マイクロメート ルより細かい％　５６０．５マイクロメートルより細かい％　２６０．２マイク ロメートルより細かい％　３中央粒径二１８８マイクロメートル 比：２．０マイクロメートルより細かい％１０．５マイクロメートルより細かい ％＝３．１ ６８．５％固体で。

ブルックフィールド　２Ｏｒｐｍで：８０ｃｐ１００ｒｐｍで＋　７０ｃｐ バーキュレス　１ｌ１００ｒｐで＝６．４ダイン−終点７１．７％固体でニ ブルックフィールド　２Ｏｒｐｍで：１７０Ｃｐ１００ｒｐｍで：　１３２ＣＩ ） バーキュレス　１６ダインで２４５ｒｐｍ黒いガラス ４５７ｎｍでの散乱係数：　１１３ｍ”／Ｋｇ５７７ｎｍでの散乱係数：　８１ ｍ２／Ｋｇ光沢　８２．５％ 粗い遠心分離機工層流留分（約２０％が２マイクロメートルより細かい）及び小 砂を取られた供給物の一部（約５５％が２マイクロメートルより細かい）から成 る離層機への供給物を利用して約３５％が−２マイクロメートルの所望の粒径の 離層様仕込み物を製造することは、本発明の範囲内である。分散された粘土の生 成したブレンドに、次に、上で述べた条件下でそしてやり方で機械的離層を施す 。離層機排出物は約６０％が２マイクロメートルより細かい粒径分布を有する。

次に、スラリー排出物を５ｈａｒｐｌｅｓ遠心分離機に仕込み、約８０％が２マ イクロメートルより細かい粒径を有する離層され分別された生成物流れを回収し 、次にこれを上で述べたようにして精製する。離層され分別された生成物の特徴 は、本発明の生成物の明細に合致する。本発明のこの実施態様は上で述べた特定 の粒径変動に限定されない。

粗製物の粗い粒径留分からの離層された生成物上で述べた手順からの離層された 生成物を、以下に述べる調合物におけるバインダー及びその他の成分と混合して 紙コーテイングカラーを作り、これをコーティングカラー粘度に関してテストし そして次に慣用のやり方で適切な商業的に入手できるヨーロッパのそしてアメリ カの軽量紙原料に塗布した。

使用された調合は以下の通りである： コーティングカラー調合 顔料　１００　顔料　１００　顔料　°１００ＰＧ２８０　８　ＰＧ２８０　７ 　Ｒｅ５ｙｎ６８３３　５ＣＰ６４０Ａ　８　ＣＰ６２０Ａ　４　ＦｉｎｎＦｉ ｘ５　１．５Ｓｕｎｒｅｚ　７００Ｃ０，５ Ｎｏｐｃｏｔｅ　Ｃ−１０４０，５Ｎｏｐｃｏｔｅ　Ｃ−１０４０゜５　Ｎｏｐ ｃｏｔｅ　Ｃ−１０４０，５テストされた顔料は以下を含んでいた：顔料Ａ〜こ の実施例中で述べられたような本発明の生成物顔料Ｃ−ＧｅｏｒｇｉａＳＵＳＡ のカオリンから作られた商業的に入手できる機械的に離層された顔料 顔料Ｄ　−Ｃｏｒｎｗａｌ　１．英国において採掘されたカオリンから作られた 商業的に入手できる自然に離層された顔料アメリカのＬＷＣロートグラビア コーティングカラー粘度及びコートされたシート特性は以下のように測定された ： 生成物Ａ　生成物Ｃ 固体（％）　５７．１　５７．０ ｐｉ−ｉ　８　８ ブルツクフイールド（ｃ　ｐ） ２Ｏｒｐｍ　２６４０　２８００ １００ｒｐｍ　９００　９７８ ４４００　Ｈ，Ｅ、Ｐ、　”Ｅ”　１８．２　２３．６コートされたシート特性 （アメリカのＬＷＣロートグラビア） 生成物Ａ　生成物Ｃ 光沢（％）５５　４９ 輝度（％）　７４．２　７３．４ 不透明度（％）　８５．２　８４．６ ヘリオテスト（關）　８４　６９ 示された特性は５．５１ｂ／３３００ｆｔ２においてであるカレンダー条件：３ ニツプ、２０００ｐｓｉｇ、１４０’　ＦヨーロッパのＬＷＣロートグラビア 同様に、生成物Ａ１生成物Ｃ１生成物りに関するコーティングカラー粘度及びコ ートされたシート特性をヨーロッパのＬＷＣロートグラビア調合物においてテス トして以下の結果を得た：カラー特性 （ヨーロッパのＬＷＣロートグラビア）Ａ　ＣＤ 固体（％）　５７．１　５７．０　５７．２ｐＨ（ＮａＯＨ）　８　８　８ ブルツクフイールド（ｃｐｓ） ２Ｏｒｐｍ　１．０５０　１，６８０　１３．１５０１００ｒｐｍ　３５２　５ ３６　４，２８０４４００　Ｈ，Ｅ、Ｐ、“Ｅ”　１６．０　２２．８　３５． ６コートされたシート特性 （ヨーロッパのＬＷＣロートグラビア）Ａ　ＣＤ 光沢（％）　５３　４６　４３ 輝度（％）　７４．８　７３．８　７４．２不透明度（％）　８５．６　８４． ５　８４．５へロチスト（ＨｅｌｌｏｔｅｓｔＸｍｍ）　５１　４０　５２示さ れた特性は５．５１ｂ／３３００ｆｔ２においてであるカレンダー条件：２ニツ プ、１６００ｐｓ　ｉｇ、１４０’　Ｆ上のケースの各々において、本発明の生 成物Ａは、商業的に離層された顔料Ｃ及びＤと比較して等しいないし優れたない し顕著に優れた光学的そして印刷性特徴を与え、そして本発明の生成物は、同じ コーティングカラー調合物において同じ固体レベルで商業的に入手できる顔料よ りも顕著に低い高及び低粘度を有していた。

本発明の離層された生成物の新規で予期されない粘度特徴を定量化する代わりの 手段は、本発明の生成物が商業的に入手できる顔料と等しい粘度測定値を報告す るであろうコーティングカラー固体レベルを決定することである。この決定は、 典型的なカラーコーティング固体レベル５７％で商業的に入手できる生成物Ｃの ブルックフィールド及びバーキュレス粘度を測定することによって為された。

本発明の生成物、生成物Ａを、５７％固体よりも顕著に高い固体レベルで顔料バ インダーシステム中で混合し、そして粘度測定を行った。次に、固体レベルを、 脱イオン水の添加によって１％づつだけ減らして、各々の新しいより低い固体レ ベルで再び粘度測定を行った。この方法を繰り返して、粘度に対するコーティン グカラー固体に関して、そして最初は生成物Ｃの粘度測定値よりも高い生成物Ａ の粘度測定値が、固体含量の希釈によって、生成物Ｃの粘度測定値よりも低くな るまである範囲のデータを確立する。

このやり方でそしてこの実施例の顔料によって、本発明の生成物Ａは、アメリカ のＬＷＣオフセット調合物中に分散することができ、そして２％高いカラー固体 レベルで商業的に入手できる生成物Ｃと等しいブルックフィールド粘度値そして ３％高いコーティングカラー固体で等しいバーキュレス粘度値を達成することが 決定された。これらの差は有意でありそして製紙業者に実質的な商業的利点を与 えることができる。

（Ｍａｎａｕｓ、Ａｍａｚｏｎａｓ、ブラジルのカオリン粗製物）この実施例に おいては、生成物Ａのために実施例１中で上で述べた処理ステップを、ブラジル のＡｍａｚｏｎａｓ州のＭａｎａｕｓの市の約７５キロメートル北に位置するカ オリンの砂の堆積からの粗製物のために用いた。

スリップを、カオリン粗製物をＣａｌｇｏｎＲ分散剤を含む水中で撹拌懸濁させ 、結果として７．１のｐＨを有するスラリーをもたらすことによって製造した。

このスラリーを２段階で小砂を取ったが、第一段階はスリップを約５分間静止し て留めせしめそして次に沈降しなかった部分を２００メツシユ篩（Ｕ、Ｓ、標準 ）を通過させることを含む。約４１％固体の小砂を取られたスリップは、出発粗 製物の約４３％を含む。

回収されたカオリンの粒径は５７％が２マイクロメートルより細か力）った。輝 度は８２．６％であった。Ｆｅ２Ｏ＠及びＴｉｅ、はそれぞれ０゜６９％及び０ ．８１％であった。

離層を上で述べたようなパイロットプラント離層模擬機中で実施した。

ビーズ容量は５０％であり、そして滞留時間は４５分であった。離層機の排出物 を磁気分離機に仕込み、そして次に綿状に固まらせそして６＃／トンに−ｂｒｉ ｔｅＲ次亜硫酸ナトリウム溶液によって漂白し、次に濾過し、リンスしそして慣 用の手順を使用して乾燥した。

この実施例の離層された顔料生成物は以下の特徴を有していた：粒径分布（ｅ、 ｓ、ｄ、より細かい重量％）９９％が１０マイクロメートルより細かい９３％が ５．０マイクロメートルより細かい、７１％が２．０マイクロメートルより細か い、４９％が１．０マイクロメートルより細かい、２７％が０．５マイクロメー トルより細かい、３％が０．　２マイクロメートルより細かい中央粒径：１．０ ２マイクロメートル 比：２．０マイクロメートルより細かい％／領　５マイクロメートルより細かい ％＝２．６ 戎面携：　９．２ｍ”／ｇ 監庶、７０．３％固体で測定して ブルックフィールド　２Ｏｒｐｍで：　１１００ｃｐ１００ｒｐ　で二　８０ｃ ｐ バーキュレス　１ｌ１００ｒｐで＝７．７ダイン黒いガラス ４５７０ｍでの散乱係数：１０８ｍ”／Ｋｇ５７７ｎｍでの散乱係数：　８２ｍ ２／Ｋｇ光沢：測定しなかった 実施例４−粗製物の粗い留分からの新規な全留分離層されたそして離層された生 成物の処理反復実験 この実施例においては、実施例１及び実施例２におＬｌて使用された粗製物を、 一部、実施例１及び実施例２においてもつと十分に述べられたやり方で再び処理 して、本発明の生成物を作った。

全留分離層 この場合には、以下に報告される物理的特徴を有するカオリンの小砂を取られた スリップに、まずスリップを分別することなく機械的離層を施す。以下に述べる ような物理的特徴を有する離層様排出物をＳｈａ　ｒｐｉｅｓ遠心分離機に仕込 み、この遠心分離機は左ルソブを生成物Ａと、以下でもっと詳細に述べる、７５ ％が２マイクロメートルより細め１１１）細かな留分と、粗い拒絶留分とに分け た。次に生成物スリ・ツブに、実施例１中で述べたような輝度増進を施すことが できる。

全留分が離層された 小砂を取られた粗製物 ５ミクロンより細い％　７６．４　９１．１　９５．３２ミクロンより細い％　 ５５．０　６７．６　７４．５１ミクロンより細い％　４０．４　４７．４　５ ３．２．５ミクロンより細い％　２３．３　２５．１　２Ｂ、８．３ミクロンよ り細い％　１０．３　９．２　１１．４．２ミクロンより細い％　４．８　３． ６　４．４青面ｆｊ１ｍ”／ｇ　７．８　７．９　８．９ブルツクフイールド　 ２０ＲｐＨで　９０　ｃｐｓ　１３８　ｃｐｓ　２０５　ｃｐｓブ）Ｌｔ−）タ フイールド　１１００ＲＰで　１２２　ｃｐｓ　１６８　ｃｐｓ　１７４　ｃｐ ｓ６８％固体 プＡ／−／り７　イー／ｌ／　Ｆ　２０ＲＰＩＩで　４０　ｃｐｓ　５９　ｃｐ ｓ　６４　ｃｐｓブルックフィールド　１００ＲＰＩＩで　７１　ｃｐｓ　７８ 　ｃｐｓ　７６　ｃｐｓハーキニレス　ｌｌ００ＲＰ１１で　１．９ダイン　２ ，３ダイン　２．０ダインバーキユレス　４４００ＲＰ菫で　１２ダイン　２８ ．３ダイン　２６．８ダイン粗製物の粗い留分からの離層された生成物この実施 例においては、以下に述べるような物理的特徴を有する小砂を取られたカオリン 粗製物スリップを、実施例２中で述べられたような遠心分離によって、以下に述 べるような粒径分布を有する細かな留分及び粗い留分に分離する。第一ステップ において回収された細かな留分の一部を、次に、粗い留分と混合して、離層機へ の仕込みのためのカオリンスリップを作る。細かな留分の残る部分は、更に、所 望の場合には、慣用のやり方で処理して細かな留分Ｎ０１１グレード生成物にす ることができる。以下に述べるような物理的特徴を有する離層様仕込み物質を、 実施例２中で述べたように離層機に仕込む。以下に述べるような物理的特徴を有 する離層様排出物を、次に、遠心分離機に仕込み、スリップを以下に述べるよう な離層された生成物と粗い拒絶留分とに分ける。次に、分別され離層された生成 物スリップに、実施例２中で述べたような輝度増進を施すことができる。

フロントページの続き （７２）発明者　ランパート、ジョーダン・ケイアメリカ合衆国ニュージャーシ イ用０８８４０ミドルセックス・メトウチェン・ヒッコリーストリート３１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．以下の特徴： （１）粒径（Ｓｅｄｉｇｒａｐｈによって測定したｅ．ｓ．ｄ．）（ａ）少なく しとも９５％が１０マイクロメートルより細かい、３７％以下が０．５マイクロ メートルより細かい、１２％以下が０．２マイクロメートルより細かい、（ｂ） 中央粒径：少なくとも０．７０マイクロメートル、（ｃ）２マイクロメートルよ り細かい％：０．５マイクロメートルより細かい％の比＞２．０、 （２）表面積：１２．５ｍ２／ｇｍ以下（吸着物質としてＮ２を使用するＢＥＴ 法）、 （３）粘度 （ａ）２０ｒｐｍ及び６７〜６８％固体で測定したブルックフィールド粘度：１ ７５ｃｐ以下 （ｂ）１１００ｒｐｍ及び６７〜６８％固体で測定したハーキュレス粘度：ダイ ン終点、 （４）黒いガラス散乱 ４５６ｎｍでの散乱係数：≧１００ｍ２／Ｋｇ５７７ｎｍでの散乱係数：≧８０ ｍ２／Ｋｇを有する離層された含水カオリン粒子を含有して成る紙コーティング 顔料。 ２．少なくとも７５％の光沢（黒いガラス）を有する請求の範囲１記載の顔料。 ３．２０ｒｐｍでそして７２％固体で１００ｒｐｍで測定して３００ｃｐ以下の ブルックフィールド粘度を有する請求の範囲１又は２記載の顔料。 ４．請求の範囲１又は２又は３記載の顔料を含む水性スラリー。 ５．請求の範囲１又は２又は３記載の顔料及び有機バインダーを含む水性紙コー ティング組成物。 ６．請求の範囲１又は２又は３記載の顔料によってコートされた紙ウェブ。 ７．（Ａ）以下の特徴： （１）粒径（Ｓｅｄｉｇｒａｐｈによって測定したｅ．ｓ．ｄ．）（ａ）２ミク ロン未満の％：４０〜６５％、０．２ミクロン未満：≦１２％、 （ｂ）２ミクロン未満の％：０．５ミクロン未満の％の比＞２．１、 （２）表面積：１２．０ｍ２／ｇｍ以下（吸着物質としてＮ２を使用するＢＥＴ 法）、 （３）構造秩序 （ａ）Ｈｉｎｃｋｌｅｙ指数：＞０．９０、（ｂ）Ｃ軸結晶干渉性−（００１） ピークの全幅半最大値測定−ＦＷＨＭ（００１）≦０．２６、（４）カチオン交 換容量−非分散−３２５メッシュ粗製物の上のｐＨ４．０でのＮａ＋吸看によっ て測定して：≦０．０５ミクロ当量／ｍ２を有する小砂を取られた−３２５メッ シュカオリン粗製物を供給すること、及び （Ｂ）以下の特徴： （１）粒径（Ｓｅｄｉｇｒａｐｈによって測定したｅ．ｓ．ｄ．）（ａ）少なく とも９５％が１０マイクロメートルより細かい、３７％以下が０．５マイクロメ ートルより細かい、１２％以下が０．２マイクロメートルより細かい、（ｂ）中 央粒径：少なくとも０．７０マイクロメートル、（ｃ）２マイクロメートルより 細かい％：０．５マイクロメートルより細かい％の比＞２．０、 （２）表面積：１２．５ｍ２／ｇｍ以下（吸着物質としてＮ２を使用するＢＥＴ 法）、 （３）構造秩序 （ａ）Ｈｉｎｃｋｌｅｙ指数：＞０．９０、（ｂ）Ｃ軸結晶干渉性−（００１） ピークの全幅半最大値測定−ＦＷＨＭ（００１）≦０．２６、（４）カチオン交 換容量−非分散−３２５メッシュ粗製物の上のｐＨ４．０でのＮａ＋吸着によっ て測定して：≦０．０５ミクロ当量／ｍ２を有する離層された生成物が生成され るまで粗製物に離層を施すこと、（Ｂ）粗製物に離層を施しそして、主な割合の 元の小冊子粒子が基底の（００１）劈開に沿って別々の血小板中に分かれてしま った時にしかし血小板の顕著な摩滅が起きる前に離層を終了することを有して成 る含水カオリン顔料を作る方法。 ８．（ａ）所定の粒径制御点での粒径分布における変化の速度がゼロに近づくか 、そして／又は（ｂ）非常に細かな粒子（０．３ミクロン未満）のパーセントの 増加が認められる時に、離層を終了する、請求の範囲７記載の方法。 ９．（Ａ）以下の特徴： （１）粒径（Ｓｅｄｉｇｒａｐｈによって測定したｅ．ｓ．ｄ．）（ａ）２ミク ロン未満の％：４０〜６５％、０．２ミクロン未満の％：≦１２％、 （ｂ）２ミクロン未満の％：０．５ミクロン未満の％の比＞２．１、 （２）表面積：１２．０ｍ２／ｇｍ以下（吸着物質としてＮ２を使用するＢＥＴ 法）、 （３）構造秩序 （ａ）Ｈｉｎｃｋｌｅｙ指数：＞０．９０、（ｂ）Ｃ軸結晶干渉性−（００１） ピークの全幅半最大値測定−ＦＷＨＭ（００１）≦０．２６、（４）カチオン交 換容量−非分散−３２５メッシュ粗製物の上のｐＨ４．０でのＮａ＋吸着によっ て測定して：≦０．０５ミクロ当量／ｍ２を有する小砂を取られた−３２５メッ シュカオリン粗製物を供給すること、及び （Ｂ）以下の特徴： （１）粒径（Ｓｅｄｉｇｒａｐｈによって測定したｅ．ｓ．ｄ．）（ａ）少なく とも９５％が１０マイクロメートルより細かい、３７％以下が０．５マイクロメ ートルより細かい、１２％以下が０．２マイクロメートルより細かい、（ｂ）中 央粒径：少なくとも０．７０マイクロメートル、（ｃ）２マイクロメートルより 細かい％：０．５マイクロメートルより細かい％の比＞２．０、 （２）表面積：１２．５ｍ２／ｇｍ以下（吸着物質としてＮ２を使用するＢＥＴ 法）、 （３）粘度 （ａ）２０ｒｐｍ及び６７〜６８％固体で測定したブルックフィールド粘度：１ ７５ｃｐ以下 （ｂ）１１００ｒｐｍ及び６７〜６８％固体で測定したハーキュレス粘度：ダイ ン終点、 （４）黒いガラス散乱 ４５６ｎｍでの散乱係数：≧１００ｍ２／Ｋｇ５７７ｎｍでの散乱係数：≧８０ ｍ２／Ｋｇを有する離層された生成物が生成されるまで粗製物に離層を施すこと 、を有して成る含水カオリン顔料を作るための方法。 １０．０．２ミクロン未満の粒子のカオリン粗製物中の含量が５％以下である、 請求の範囲７、８又は９記載の方法。