專利名稱：尤其用在噴墨印刷用紙涂料中的沉淀碳酸鈣顏料的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及 -一種用于提供可用于噴墨印刷用途的PCC的方法， -其為如下類型的方法，根據(jù)該方法，首先通過將生石灰(CaO)與水在攪拌反應器或攪拌槽中混合來制備氫氧化鈣淤漿(“消化”)。然后篩分該氫氧化鈣淤漿，例如在100微米篩子上，從而去除任何殘留雜質(zhì)和/或非反應性的未燒石灰。然后將篩過的淤漿引向配有攪拌器的不銹鋼反應器；調(diào)節(jié)溫度，通常至10至70℃，隨后將淤漿引向碳化反應器或槽，在此使含二氧化碳的氣體鼓泡經(jīng)過淤漿。在電導率和pH值適當時，通常在電導率達到最小值且pH值降至低于8時，該淤漿離開碳化槽。在篩子上，例如在45微米篩子上去除粗粒，從而使該淤漿只含本發(fā)明的超細PCC附聚物， -其特征在于方法步驟的實施包括與PCC的生產(chǎn)有關(guān)的一系列第一步驟，其中 A1在如上所述的PCC生產(chǎn)法中，以在沉淀過程中每千克氫氧化鈣在標準溫度和壓力下每分鐘為低于30升的碳化氣體流速來進行碳化步驟。
本發(fā)明還涉及如上所述的方法，其中 A2在A1或A2下如上所述的PCC生產(chǎn)法中，通過硫酸鎂和第II和/或第III族金屬硫酸鹽的組合，最優(yōu)選地在酸存在下處理在所述殘留雜質(zhì)和/或非反應性的未燒石灰的所述分離之后離開所述不銹鋼反應器的氫氧化鈣淤漿，所述酸最優(yōu)選為硫酸，直至獲得濃度為5至25％固含量，優(yōu)選15至20％固含量的穩(wěn)定多孔附聚物/聚集體(“前體”)。
本發(fā)明還涉及如上所述的方法，其中 A3在A1、A2或A3下如上所述的PCC生產(chǎn)法中，首先通過將生石灰與水在攪拌反應器或攪拌槽中以1∶3至1∶20，優(yōu)選1∶5至1∶12，最優(yōu)選1∶7至1∶10的CaO∶水重量比混合(“消化”)來制備氫氧化鈣淤漿。
本發(fā)明還涉及如上所述的方法，其特征在于 A4在A1下如上所述的PCC生產(chǎn)法中，在將淤漿引向碳化反應器或槽中之前，將溫度優(yōu)選調(diào)節(jié)至15至50℃，最優(yōu)選15至30℃。
這些步驟圖示在附

圖1中。在所述圖中，參考標號具有下列含義 I水 II生石灰 III反應器，例如攪拌反應器或槽 IV篩子，例如100微米篩子 V殘留雜質(zhì)和/或非反應性的未燒石灰 VI氫氧化鈣淤漿 VII反應器，例如碳化反應器或槽 VIII硫酸鎂溶液 IX第II和/或第III族金屬硫酸鹽 X酸，例如硫酸 XI含二氧化碳的氣體 XII篩子，例如45微米篩子 XIII粗粒 XIV本發(fā)明PCC(多孔附聚的形式)淤漿 在步驟A之后，在沒有分散劑或在陽離子型分散劑存在下，在不明顯破壞聚集體/附聚物的足夠溫和或輕柔的條件下，將在步驟A的過程中生產(chǎn)的PCC增濃，直至達到15至50重量％，優(yōu)選20至30重量％，最優(yōu)選23至26重量％固含量的濃度?？刂铺砑拥娜魏侮栯x子型分散劑的量以便剛好涂布前體的PCC附聚物/聚集體，這個量相當于在淤漿粘度升高之前添加的量。
如果該增濃產(chǎn)生濾餅，例如在使用加壓過濾器或離心器或通過真空過濾進行增濃之后，則濃縮的材料任選地用水洗滌并進行再分散，直至最終材料基本上由與步驟A中獲得的那些相同或非常相似的穩(wěn)定多孔附聚物/聚集體構(gòu)成為止。
該增濃可以在熱蒸發(fā)步驟中進行，其中最終材料基本上保持在步驟A中獲得的穩(wěn)定多孔附聚物/聚集體的形式。
部分或所有前體的增濃可以導致干產(chǎn)物，在這種情況下，將該干產(chǎn)物再分散，直至最終材料基本上由與步驟A中獲得的那些相同或非常相似的穩(wěn)定多孔附聚物/聚集體構(gòu)成。
圖2代表了在離心機中的脫水過程，其中 I來自步驟A的PCC淤漿 II脫水離心機 III濾出液 IV濾餅 V分散裝置 VI陽離子型分散助劑的溶液的任選添加 VII增濃的PCC淤漿 圖3代表了在離心機中的另選脫水過程，其中 I來自步驟A的PCC淤漿 II脫水離心機 III濾出液 IV濾餅 V分散裝置 VI陽離子型分散助劑的溶液的任選添加 VII增濃的PCC淤漿 圖4代表了在真空下的熱增濃步驟，其中 I來自步驟A的PCC淤漿 II熱蒸發(fā)器 III增濃的PCC淤漿 圖5代表了在加熱板上的熱增濃，其中 I來自步驟A的PCC淤漿 II加熱板 III陽離子型分散助劑的溶液的任選添加 IV增濃的PCC淤漿 下面是單獨或組合的在步驟A中的任選和/或優(yōu)選特征。
碳化氣體流速優(yōu)選選擇為在沉淀過程中每千克氫氧化鈣在標準溫度和壓力下每分鐘為1至30，優(yōu)選10至20，最優(yōu)選大約19.7升。所述碳化氣體是CO2或CO2與一種或多種其它氣體如空氣和/或氮氣的混合物。
氫氧化鈣的淤漿最優(yōu)選地用硫酸鎂和硫酸鋁的組合或硫酸鎂和硫酸鋅的組合進行處理。
根據(jù)次優(yōu)選的選項，可以在硫酸鎂和硫酸鋁的組合中添加硫酸鋅，或可以在硫酸鎂和硫酸鋅的組合中添加硫酸鋁。
硫酸鎂的添加最優(yōu)選在碳化之前進行。在次優(yōu)選的選項中，可以在添加其它硫酸鹽之前或在該添加過程中添加硫酸鎂。在第二次優(yōu)選的選項中，可以在碳化過程中與硫酸鋁和/或硫酸鋅一起添加硫酸鎂。作為本發(fā)明的最不優(yōu)選的選項，可以在碳化過程中或就在碳化開始時添加硫酸鎂。
硫酸鋁和/或硫酸鋅的添加最優(yōu)選在碳化期間進行。
該酸(即硫酸，最優(yōu)選為10重量％硫酸溶液的形式)的添加優(yōu)選在碳化開始時進行。但是，最優(yōu)選地，硫酸的添加與硫酸鋁或硫酸鋅的添加同時進行。
不受任何理論的限制，申請人相信，在本發(fā)明中，如下所述硫酸的存在對于獲得適當?shù)慕Y(jié)果是必須的。
在所有上述選項中，除了硫酸鋁和/或硫酸鋅外，或作為硫酸鋁和/或硫酸鋅的替代物，可以添加第II和/或III族的硫酸鹽。
碳化槽的溫度據(jù)觀察升至40至80℃，優(yōu)選升至50至60℃，最優(yōu)選升至56至57℃。
當離開碳化槽的材料的布魯克菲爾德粘度足夠低，即在100rpm下低于100mPas時，在45微米網(wǎng)篩上進行殘留雜質(zhì)和/或非反應性的未燒石灰的去除。
最終淤漿產(chǎn)品基本上由穩(wěn)定多孔附聚物/聚集體構(gòu)成。
下面是單獨或結(jié)合的在步驟B中的任選和/或優(yōu)選特征。
“解附聚/解聚集”是指通過本發(fā)明特定方法在步驟A結(jié)束時獲得的附聚物/聚集體被碎裂，碎裂產(chǎn)物是與USP‘086中獲得的相同種類(除了所含或所沉積的金屬鹽外)的超細PCC。
“溫和或輕柔的條件”是指將附聚物/聚集體的解附聚/解聚集保持至最小，從而不“明顯破壞”所述附聚物/聚集體。更確切地說，這意味著，最優(yōu)選地，在增濃步驟的過程中，如根據(jù)下述方法測量的，小于2微米的粒子的比例的增加被限制為小于30％，優(yōu)選小于20％，最優(yōu)選小于10％，和/或平均聚集體直徑的降低被限制為小于20％，優(yōu)選小于15％，最優(yōu)選小于10％。
增濃之前和之后的SEM圖像基本相同，這意味著現(xiàn)有附聚物/聚集體(在步驟A中獲得“前體”)在增濃過程中沒有明顯改變。
增濃步驟可以以固/液懸浮液的任何熱或機械分離技術(shù)的形式進行，只要步驟A中獲得的聚集體/附聚物(“前體”)足夠穩(wěn)定且不會被所述技術(shù)“明顯破壞”。
在增濃過程中，可以以常規(guī)比例添加普通陽離子型分散劑，以便在不會過度提高淤漿粘度的情況下提高淤漿固含量。控制添加的任何陽離子型分散劑的量，以便剛好涂布前體的PCC附聚物/聚集體，這個量相當于在淤漿粘度升高之前添加的量。例如，在含有本發(fā)明顏料的淤漿中添加相對于干燥碳酸鈣大約3至15％w/w的20％陽離子共聚物溶液，例如[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]三甲基氯化銨和[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]三甲基氯化銨的陽離子共聚物，相當于干燥碳酸鈣上大約0.6至3重量％的干燥陽離子型分散劑。
最優(yōu)選地，用陽離子型分散劑或不用分散劑的增濃通過真空過濾或通過熱增濃或通過離心機或通過加壓過濾器來進行。
附聚物/聚集體的一定程度的破壞被預期。這類顏料聚集體/附聚物常常通過相對較弱的Van der Waals或靜電吸引力結(jié)合在一起，該力弱于在與商業(yè)增濃相關(guān)的設備(即在離心機、快速旋轉(zhuǎn)沉降器或高壓過濾壓機)中產(chǎn)生的離心和/或剪切力。在完全實現(xiàn)所需增濃程度的同時沒有觀察到明顯的聚集體/附聚物破壞的結(jié)果因此完全是非顯而易見的。
本發(fā)明包括單獨在步驟A結(jié)束時生產(chǎn)的穩(wěn)定多孔PCC聚集體/附聚物(“前體”)，以及通過上述方法在步驟A結(jié)合步驟B結(jié)束時獲得的最終穩(wěn)定多孔PCC聚集體/附聚物，所述PCC表現(xiàn)出相當新穎的性質(zhì)，這進而使其在噴墨用途中特別有價值。
在步驟A結(jié)束時獲得的穩(wěn)定多孔PCC聚集體/附聚物以及在增濃步驟B之后獲得的那些可以以下列選擇為特征30至100平方米/克，優(yōu)選50至80平方米/克的比表面積，和/或1至5微米的平均聚集體直徑，以及2微米的平均直徑，和/或小于20％，優(yōu)選小于15％的小于2微米細粒的比例，和/或20至50納米的初級針狀粒子尺寸，以及1∶2至1∶10的長徑比，和/或在步驟A結(jié)束時5至25重量％，優(yōu)選15至20重量％的固含量，和在步驟B結(jié)束時15至50％，優(yōu)選20至30％固含量，特別是23至26％固含量。
最終淤漿濃度可以部分或完全地通過在步驟B過程中添加一種或多種附加顏料或顏料淤漿來獲得。
本發(fā)明包括新型顏料，其特征在于它們包括本文所述的穩(wěn)定多孔PCC聚集體/附聚物，以及新型顏料或PCC淤漿，其特征在于它們包括如本文所述的穩(wěn)定多孔PCC聚集體/附聚物。
本發(fā)明還包括新型顏料和PCC淤漿，其特征在于它們的固體濃度在步驟A結(jié)束時為5至25重量％，優(yōu)選15至20重量％固體，并在步驟B結(jié)束時為15至50重量％，優(yōu)選20至30％，特別是23至26％固體。
根據(jù)優(yōu)選實施方案，以本領域技術(shù)人員已知的方式在涂料配制劑中摻入具有高表面積和結(jié)合的陽離子的功能顏料或顏料淤漿，從而在滲色或洇紙沒有提高的情況下提高印刷時的光密度這是本發(fā)明的主要成就之一。
本發(fā)明因此還包括用于造紙工業(yè)的新型涂料配制劑，其特征在于它們包含本文所述的新型PCC聚集體/附聚物、新型顏料和/或新型淤漿。
本發(fā)明還包括如本文所述的涂料配制劑，其特征在于其所含的PCC淤漿表現(xiàn)出下列性質(zhì)15至50重量％，優(yōu)選20至30重量％，特別是23至26％的固含量，和/或高表面積PCC，即表現(xiàn)出30至100平方米/克，優(yōu)選50至80平方米/克的比表面積。
本發(fā)明還包括根據(jù)涉及噴墨用紙涂布的權(quán)利要求19或20任一項的涂料配制劑的應用，即用于“多用途”噴墨用紙或?qū)I(yè)高質(zhì)量紙的涂布。
總之，最優(yōu)選的(根據(jù)其迄今的最佳模式)發(fā)明取決于PCC沉淀過程中降低的碳化氣體流速的選擇、在PCC合成過程中在PCC晶格中引入的陽離子的特定組合、用分散劑增濃至15至50重量％，優(yōu)選20至30重量％，特別是大約23至26重量％的高固含量涂料淤漿的使用(特別用在要在Varibar、氣刀或刮刀式離線涂布機上涂布的紙用涂料中)、在步驟A結(jié)束時和在步驟B結(jié)束時30至100平方米/克，優(yōu)選50至80平方米/克的高表面積PCC的使用、附聚/聚集形成多孔PCC附聚物的小直徑PCC初級晶體的使用。
由于表面積隨粒度分布而變化，因此必須相應地調(diào)整這種分布。
所得功能顏料表面化學確保了提高的油墨染料固定和提高的顏料表面積，這導致提高的光密度或?qū)τ谙嗤饷芏葋碚f在涂料配制劑中較低的陽離子型添加劑需求。相對于商業(yè)替代物，沒有觀察到滲色和/或洇紙的提高甚至降低。
在摻入紙涂料配制劑中并在原紙上涂布時，用本發(fā)明的顏料獲得高固含量淤漿的可能性導致更好的運行性能。高固含量導致較低的干燥能量需求和更簡單更迅速的干燥；可以使用更高的造紙機速度而不會增加在干燥后區(qū)段在造紙機中的輥上的沉積物。
本發(fā)明產(chǎn)生高固含量涂料淤漿，這意味著在干燥步驟過程中必須引入較少的能量，由此降低了成本。
此外，創(chuàng)造性聚集體/附聚物的使用限制了所需的粘合劑的量，由此限制了成本。
由于本發(fā)明有利于附聚物/聚集體，其應用將被限于無光噴墨用紙用途。本發(fā)明的附聚物/聚集體太粗而不能獲得光滑飾面。

具體實施例方式 通過下列描述和下列非限制性實施例，可以更好地理解本發(fā)明的各種方法。
實施例 新型噴墨顏料的制備例和用于相應產(chǎn)品的顏料數(shù)據(jù) 根據(jù)本發(fā)明的步驟A制備實施例1、5、7和10。實施例2、3、4、6、8、9、11和12是實施例1、5、7和10之一根據(jù)本發(fā)明(步驟B)增濃后的增濃物。
實施例1 本發(fā)明的方法，用硫酸鎂和硫酸鋅的步驟A 在攪拌反應器中將150千克生石灰添加到1300升自來水中。在石灰添加之前，將水溫調(diào)節(jié)至40℃。
將生石灰在連續(xù)攪拌下消化25分鐘，然后在100微米篩子上篩分13.1％w/w固含量的所得氫氧化鈣淤漿(“石灰乳”)。
將碳酸鈣沉淀導入具有氣體分散裝置、用于將二氧化碳/空氣氣流引入葉輪的不銹鋼碳化管和用于監(jiān)測懸浮液的pH值和電導率的探針的配有充氣攪拌器的1000升擋板式圓筒形不銹鋼反應器中。
將上述消化步驟中獲得的700升氫氧化鈣懸浮液添加到碳化反應器中，并將反應混合物的溫度調(diào)節(jié)至20℃的所需起始溫度。
在碳化之前，在石灰乳中添加30千克10％w/w硫酸鎂(MgSO4·7H2O)水溶液。
然后將攪拌器調(diào)節(jié)至1480rpm，并使26體積％二氧化碳在空氣中的氣體混合物以118Nm3/h(相當于每千克氫氧化鈣在標準溫度和壓力下每分鐘為19.7升)通過淤漿，由此將淤漿碳化。在碳化過程中，在整個碳化期間以連續(xù)方式在反應混合物中加入100千克10％w/w硫酸鋅水溶液(ZnSO4·7H2O)和30千克10％w/w硫酸水溶液。
在1小時55分鐘反應時間后達到完全碳化，并表現(xiàn)為電導率降至最小并伴隨著pH值降至低于8.0的恒定值。
在碳化過程中，由于反應的放熱性質(zhì)，淤漿溫度升至57℃的最終淤漿溫度。
然后使含水淤漿通過45微米篩子，由此去除殘留雜質(zhì)和/或非反應性的未燒石灰。
上述碳化的產(chǎn)物是結(jié)合在一起形成穩(wěn)定多孔球形聚集體的超細初級碳酸鈣粒子的15.6w/w固含量的水懸浮液。
作為聚集體的成分的單晶以根據(jù)SEM圖像20至50納米的粒徑和1∶2至1∶10的長徑比為特征。由這些單晶形成的多孔聚集體也根據(jù)SEM圖像表現(xiàn)出1至5微米的直徑，其中平均直徑為2微米。
在上述方法中獲得的產(chǎn)物的顏料數(shù)據(jù)作為實施例1列在表2中。
該表中實施例1的結(jié)果證實高的聚集體表面積和適當?shù)木奂w尺寸，但是固含量對于隨后的涂布用途而言不足。實際上，根據(jù)下文所述的一般涂布條件用低固含量配制劑進行涂布試驗的結(jié)果證明，對于每單位紙表面積相同的固體添加量，用較低固含量配制劑涂布造成光密度降低(表1)。
因此必須在聚集體沒有明顯損失或劣化的情況下增濃。
表1總淤漿固含量對100％黑色光密度的影響 實施例2 本發(fā)明的方法，實施例1的產(chǎn)物的增濃(步驟B) 將根據(jù)如實施例1所述的方法步驟A獲得的2210克沉淀碳酸鈣淤漿冷卻至25℃，并在步驟B中使用加壓過濾器脫水。
獲得大約43％w/w固含量的濾餅。
收集濾出液并用于濾餅的再分散。
將如上所述在脫水步驟中獲得的50克濾出液添加到配有葉輪的1升分散裝置中并在不使用任何分散劑的情況下再分散。
在該混合物中，將在上述脫水步驟中獲得的具有57％w/w殘留含濕量的濾餅在連續(xù)混合下逐步添加到分散裝置中。
在每次添加濾餅和隨后的均化之后，測定在100rpm下的淤漿布魯克菲爾德粘度。當布魯克菲爾德粘度達到大約1000mPas的指定最大限度時停止濾餅的添加。
此時已經(jīng)添加了97克濾餅。
上述增濃方法的產(chǎn)物是結(jié)合在一起形成1至5微米穩(wěn)定多孔球形聚集體的超細初級碳酸鈣粒子的具有28.4％w/w固含量的水懸浮液。
通過SEM圖像測定產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)。
在上述方法中獲得的產(chǎn)物的顏料數(shù)據(jù)作為實施例2列在表2中。
從這些數(shù)據(jù)中可以看出，所得顏料以高BET比表面積值為特征，其表明已經(jīng)獲得了與油墨相互作用并結(jié)合所需的高表面積以及適當?shù)木奂w尺寸(根據(jù)SEM 1至2微米)和黃化指數(shù)。
最終產(chǎn)物另外以對隨后的噴墨用紙涂布應用而言足夠的固含量為特征。
實施例3 本發(fā)明的方法，實施例1的產(chǎn)物的增濃(步驟B) 將根據(jù)實施例1所述的方法獲得的2210克沉淀碳酸鈣淤漿冷卻至25℃，并使用加壓過濾器脫水。收集濾出液并用于隨后的濾餅再分散。
將如上所述在脫水步驟中獲得的30克濾出液添加到配有葉輪的1升分散裝置中并在不使用任何分散劑的情況下再分散。
在該混合物中，將在上述脫水步驟中獲得的具有36.4％w/w殘留含濕量的濾餅在連續(xù)混合下逐步添加到分散裝置中。在每次添加濾餅和隨后的均化之后，測定在100rpm下的淤漿布魯克菲爾德粘度。當布魯克菲爾德粘度達到大約1000mPas的指定最大限度時停止濾餅的添加。
此時已經(jīng)添加了49克濾餅。
上述增濃方法的產(chǎn)物是結(jié)合在一起形成穩(wěn)定多孔球形聚集體的超細初級碳酸鈣粒子的具有22.5％w/w固含量的水懸浮液。
通過SEM圖像測定產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)。
在上述方法中獲得的產(chǎn)物的顏料數(shù)據(jù)作為實施例3列在表2中。
該結(jié)果得出與實施例2中相同的評述。
實施例4 本發(fā)明的方法，PCC生產(chǎn)(步驟A，選擇硫酸鎂和硫酸鋅)和增濃(步驟B) 在攪拌反應器中將150千克生石灰添加到1300升自來水中。在石灰添加之前，將水溫調(diào)節(jié)至40℃。
將生石灰在連續(xù)攪拌下消化25分鐘，然后在100微米篩子上篩分12.8％w/w固含量的所得氫氧化鈣淤漿(“石灰乳”)。
將碳酸鈣沉淀導入具有氣體分散裝置、用于將二氧化碳/空氣氣流引入葉輪的不銹鋼碳化管和用于監(jiān)測懸浮液的pH值和電導率的探針的配有充氣攪拌器的1000升擋板式圓筒形不銹鋼反應器中。
將上述消化步驟中獲得的700升氫氧化鈣懸浮液添加到碳化反應器中，并將反應混合物的溫度調(diào)節(jié)至20℃的所需起始溫度。
在碳化開始之前，在石灰乳中添加30千克10％w/w硫酸鎂(MgSO4·7H2O)水溶液。
然后將攪拌器調(diào)節(jié)至1480rpm，并使26體積％二氧化碳在空氣中的氣體混合物以118Nm3/h(相當于每千克氫氧化鈣在標準溫度和壓力下每分鐘為19.7升)通過淤漿，由此將淤漿碳化。
在碳化過程中，在整個碳化期間在反應混合物中連續(xù)加入100千克10％w/w硫酸鋅水溶液(ZnSO4·7H2O)和30千克10％w/w硫酸水溶液。
在1小時50分鐘反應時間后達到完全碳化，并表現(xiàn)為電導率降至最小并伴隨著pH值降至低于8.0的恒定值。
在碳化過程中，由于放熱反應過程中生成的熱量，淤漿溫度升高以產(chǎn)生58℃的最終淤漿溫度。
增濃步驟 然后在以350升/小時的速率加入脫水離心機(以4440rpm運行)中之前，在45微米篩子上篩分淤漿。在所得濾餅中不添加分散劑。收集該濾餅，然后在混合裝置中再分散，并作為顏料的含水淤漿回收增濃產(chǎn)物。
上述碳化和增濃步驟的產(chǎn)物是結(jié)合在一起形成穩(wěn)定多孔球形聚集體的超細初級碳酸鈣粒子的19.5％w/w固含量的水懸浮液。作為聚集體的成分的單晶具有直徑20至50納米且長徑比1∶2至1∶10的針狀粒子形狀。由這些單晶形成的多孔聚集體表現(xiàn)出1至5微米的直徑，其中平均直徑為2微米。
通過SEM圖像測定產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)。
上述方法中獲得的產(chǎn)物的顏料數(shù)據(jù)作為實施例4列在表2中。
該結(jié)果得出與實施例2和3相同的評述。
實施例5 本發(fā)明的方法，步驟A，選擇硫酸鎂和硫酸鋁 在攪拌反應器中將115千克生石灰添加到1000升自來水中。在石灰添加之前，將水溫調(diào)節(jié)至40℃。
將生石灰在連續(xù)攪拌下消化25分鐘，然后在100微米篩子上篩分12.7％w/w固含量的所得氫氧化鈣淤漿(“石灰乳”)。
將碳酸鈣沉淀物導入具有氣體分散裝置、用于將二氧化碳/空氣氣流引入葉輪的不銹鋼碳化管和用于監(jiān)測懸浮液的pH值和電導率的探針的配有充氣攪拌器的1000升擋板式圓筒形不銹鋼反應器中。
將上述消化步驟中獲得的700升氫氧化鈣懸浮液添加到碳化反應器中，并將反應混合物的溫度調(diào)節(jié)至20℃的所需起始溫度。
在碳化開始之前，在石灰乳中添加30千克10％w/w硫酸鎂水溶液(MgSO4·7H2O)。
然后將攪拌器調(diào)節(jié)至1480rpm，并使26體積％二氧化碳在空氣中的氣體混合物以118Nm3/h(相當于每千克氫氧化鈣在標準溫度和壓力下每分鐘為19.7升)通過淤漿，由此將淤漿碳化。
在碳化過程中，在整個碳化期間在反應混合物中連續(xù)加入100千克10％w/w硫酸鋁水溶液(Al2(SO4)3·18H2O)和30千克10％w/w硫酸水溶液。
在1小時48分鐘反應時間后達到完全碳化，并表現(xiàn)為電導率降至最小并伴隨著pH值降至低于8.0的恒定值。
在碳化過程中，由于放熱反應過程中生成的熱量，淤漿溫度升高以產(chǎn)生61℃的最終淤漿溫度。
然后在45微米篩子上篩分淤漿，并作為顏料的含水淤漿回收該產(chǎn)物。
上述碳化步驟的產(chǎn)物是結(jié)合在一起形成穩(wěn)定多孔球形聚集體的超細初級碳酸鈣粒子的14.3％w/w固含量的水懸浮液。
作為聚集體的成分的單晶以直徑20至50納米且長徑比1∶2至1∶10的針狀粒子形狀為特征。
由這些單晶形成的多孔聚集體表現(xiàn)出1至5微米的直徑，其中平均直徑為2微米。
通過SEM圖像測定產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)。
上述方法中獲得的產(chǎn)物的顏料數(shù)據(jù)作為實施例5列在表2中。
實施例6 本發(fā)明的方法，實施例5的產(chǎn)物的增濃(步驟B) 在添加到熱蒸發(fā)器中之前，在45微米篩子上篩分根據(jù)實施例5中所述的方法獲得的10升沉淀碳酸鈣淤漿。該蒸發(fā)器由配有攪拌器和用120℃熱合成油作為加熱介質(zhì)操作的雙罩加熱裝置的圓筒形不銹鋼容器構(gòu)成。
在蒸發(fā)之前，在沉淀碳酸鈣淤漿中添加194克[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]三甲基氯化銨和[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]三甲基氯化銨的陽離子共聚物的20％溶液，以及10.8克羥乙基纖維素(HEC，TyloseH6000YP2，來自ClariantTM的抗沉降劑)，并混入。
通過在所述實驗室蒸發(fā)器中在大氣壓下在90至95℃的淤漿溫度下蒸發(fā)，實現(xiàn)熱增濃。
當布魯克菲爾德粘度達到大約1000mPas的指定最大限度時，停止蒸發(fā)。
上述增濃方法的產(chǎn)物是結(jié)合在一起形成穩(wěn)定多孔球形聚集體的超細初級碳酸鈣粒子的23.8％w/w固含量的水懸浮液。
通過SEM圖像測定產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)。
在上述方法中獲得的產(chǎn)物的顏料數(shù)據(jù)作為實施例6列在表2中。
實施例7 本發(fā)明的方法，步驟A(選擇硫酸鎂和硫酸鋅) 在攪拌反應器中將115千克生石灰添加到1000升自來水中。在石灰添加之前，將水溫調(diào)節(jié)至40℃。
將生石灰在連續(xù)攪拌下消化25分鐘，然后在100微米篩子上篩分12.5％w/w固含量的所得氫氧化鈣淤漿(“石灰乳”)。
將碳酸鈣沉淀物導入具有氣體分散裝置、用于將二氧化碳/空氣氣流引入葉輪的不銹鋼碳化管和用于監(jiān)測懸浮液的pH值和電導率的探針的配有充氣攪拌器的1000升擋板式圓筒形不銹鋼反應器中。
將上述消化步驟中獲得的700升氫氧化鈣懸浮液添加到碳化反應器中，并將反應混合物的溫度調(diào)節(jié)至20℃的所需起始溫度。
在碳化開始之前，在石灰乳中添加30千克10％w/w硫酸鎂水溶液(MgSO4·7H2O)。
然后將攪拌器調(diào)節(jié)至1480rpm，并使26體積％二氧化碳在空氣中的氣體混合物以118Nm3/h(相當于每千克氫氧化鈣在標準溫度和壓力下每分鐘為19.7升)通過淤漿，由此將淤漿碳化。
在碳化過程中，在整個碳化期間在反應混合物中連續(xù)加入100千克10％w/w硫酸鋅水溶液(ZnSO4·7H2O)和30千克10％w/w硫酸水溶液。
在1小時43分鐘反應時間后達到完全碳化，并表現(xiàn)為電導率降至最小并伴隨著pH值降至低于8.0的恒定值。
在碳化過程中，由于放熱反應過程中生成的熱量，淤漿溫度升高以產(chǎn)生62℃的最終淤漿溫度。
然后在45微米篩子上篩分淤漿，并作為顏料的含水淤漿回收該產(chǎn)物。
上述碳化步驟的產(chǎn)物是結(jié)合在一起形成穩(wěn)定多孔球形聚集體的超細初級碳酸鈣粒子的具有13.7％w/w固含量的水懸浮液。
作為聚集體的成分的單晶以直徑20至50納米且長徑比1∶2至1∶10的針狀粒子形狀為特征。
由這些單晶形成的多孔聚集體表現(xiàn)出1至5微米的直徑，其中平均直徑為2微米。
通過SEM圖像測定產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)。
上述方法中獲得的產(chǎn)物的顏料數(shù)據(jù)作為實施例7列在表2中。
這些結(jié)果得出與實施例1相同的評述。
實施例8 本發(fā)明的方法，實施例7的產(chǎn)物的增濃(步驟B) 在添加到熱蒸發(fā)器中之前，在45微米篩子上篩分根據(jù)實施例7中所述的方法獲得的10升沉淀碳酸鈣淤漿。該蒸發(fā)器由配有攪拌器和用120℃熱合成油作為加熱介質(zhì)操作的雙罩加熱裝置的圓筒形不銹鋼容器構(gòu)成。
通過在所述實驗室蒸發(fā)器中在大氣壓下在90至95℃的淤漿溫度下蒸發(fā)，在沒有分散劑的情況下實現(xiàn)熱增濃。
當布魯克菲爾德粘度達到大約1000mPas的指定最大限度時，停止蒸發(fā)。
上述增濃方法的產(chǎn)物是結(jié)合在一起形成穩(wěn)定多孔球形聚集體的超細初級碳酸鈣粒子的具有27.1％w/w固含量的水懸浮液。
通過SEM圖像測定產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)。
在上述方法中獲得的產(chǎn)物的顏料數(shù)據(jù)作為實施例8列在表2中。
實施例9 本發(fā)明的方法，PCC生產(chǎn)(步驟A，選擇硫酸鎂和硫酸鋅)和增濃(步驟B) 在攪拌反應器中將115千克生石灰添加到1000升自來水中。在石灰添加之前，將水溫調(diào)節(jié)至40℃。
將生石灰在連續(xù)攪拌下消化25分鐘，然后在100微米篩子上篩分13.5％w/w固含量的所得氫氧化鈣淤漿(“石灰乳”)。
將碳酸鈣沉淀導入具有氣體分散裝置、用于將二氧化碳/空氣氣流引入葉輪的不銹鋼碳化管和用于監(jiān)測懸浮液的pH值和電導率的探針的配有充氣攪拌器的1000升擋板式圓筒形不銹鋼反應器中。
將上述消化步驟中獲得的700升氫氧化鈣懸浮液添加到碳化反應器中，并將反應混合物的溫度調(diào)節(jié)至20℃的所需起始溫度。
在碳化開始之前，在石灰乳中添加30千克10％w/w硫酸鎂(MgSO4·7H2O)水溶液。
然后將攪拌器調(diào)節(jié)至1480rpm，并使26體積％二氧化碳在空氣中的氣體混合物以118Nm3/h(相當于每千克氫氧化鈣在標準溫度和壓力下每分鐘為19.7升)通過淤漿，由此將淤漿碳化。在碳化過程中，在整個碳化期間在反應混合物中連續(xù)加入100千克10％w/w硫酸鋅水溶液(ZnSO4·7H2O)和30千克10％w/w硫酸水溶液。
在1小時44分鐘反應時間后達到完全碳化，并表現(xiàn)為電導率降至最小并伴隨著pH值降至低于8.0的恒定值。
在碳化過程中，由于放熱反應過程中生成的熱量，淤漿溫度升高以產(chǎn)生56℃的最終淤漿溫度。
然后在45微米篩子上篩分淤漿。
增濃步驟 然后將篩過的淤漿以400升/小時的速率加入以4440rpm運行的脫水離心機中。在脫水離心機排出的增濃濾餅中不添加分散劑。
然后將該混合物在混合裝置中再分散，并作為顏料的含水淤漿回收增濃產(chǎn)物。
上述碳化和增濃步驟的產(chǎn)物是結(jié)合在一起形成穩(wěn)定多孔球形聚集體的超細初級碳酸鈣粒子的具有24.9％w/w固含量的水懸浮液。作為聚集體的成分的單晶具有直徑20至50納米且長徑比1∶2至1∶10的針狀粒子形狀。由這些單晶形成的多孔聚集體表現(xiàn)出1至5微米的直徑，其中平均直徑為2微米。
通過SEM圖像測定產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)。
上述方法中獲得的產(chǎn)物的顏料數(shù)據(jù)作為實施例9列在表2中。
實施例10 本發(fā)明的方法，PCC生產(chǎn)(步驟A，選擇硫酸鎂和硫酸鋁) 在攪拌反應器中將150千克生石灰添加到1300升自來水中。在石灰添加之前，將水溫調(diào)節(jié)至40℃。
將生石灰在連續(xù)攪拌下消化25分鐘，然后在100微米篩子上篩分12.9％w/w固含量的所得氫氧化鈣淤漿(“石灰乳”)。
將碳酸鈣沉淀導入具有氣體分散裝置、用于將二氧化碳/空氣氣流引入葉輪的不銹鋼碳化管和用于監(jiān)測懸浮液的pH值和電導率的探針的配有充氣攪拌器的1000升擋板式圓筒形不銹鋼反應器中。
將上述消化步驟中獲得的700升氫氧化鈣懸浮液添加到碳化反應器中，并將反應混合物的溫度調(diào)節(jié)至20℃的所需起始溫度。
在碳化開始之前，在石灰乳中添加30千克10％w/w MgSO4·7H2O水溶液。
然后將攪拌器調(diào)節(jié)至1480rpm，并使26體積％二氧化碳在空氣中的氣體混合物以100Nm3/h通過淤漿，由此將淤漿碳化。在碳化過程中，在整個碳化期間在反應混合物中連續(xù)加入100千克10％w/wAl2(SO4)3·18H2O溶液和30千克10％w/w硫酸水溶液。
在1小時46分鐘反應時間后達到完全碳化，并表現(xiàn)為pH值降至低于8.0的恒定值。
在碳化過程中，由于放熱反應過程中生成的熱量，淤漿溫度升高以產(chǎn)生56℃的最終淤漿溫度。然后在45微米篩子上篩分沉淀碳酸鈣，并將篩過的產(chǎn)物作為顏料的含水淤漿回收。
上述碳化步驟的產(chǎn)物是結(jié)合在一起形成穩(wěn)定多孔球形聚集體的超細初級碳酸鈣粒子的具有13.8％w/w固含量的水懸浮液。作為聚集體的成分的單晶具有直徑20至50納米且長徑比1∶2至1∶10的針狀粒子形狀。由這些單晶形成的多孔聚集體表現(xiàn)出1至5微米的直徑，其中平均直徑為2微米。
通過SEM圖像測定產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)。
上述方法中獲得的產(chǎn)物的顏料數(shù)據(jù)作為實施例10列在表3中。
實施例11 本發(fā)明的方法，PCC生產(chǎn)(步驟A，選擇硫酸鎂和硫酸鋁)和增濃(步驟B) 在45微米篩子上篩分根據(jù)實施例10中所述的方法獲得的500升沉淀碳酸鈣淤漿，并將篩過的產(chǎn)物添加到熱蒸發(fā)器中。
通過在-700至-800毫巴真空下在50至80℃的產(chǎn)物溫度下蒸發(fā)，在沒有分散劑的情況下實現(xiàn)熱增濃。
當布魯克菲爾德粘度達到大約1000mPas的指定最大限度時，停止蒸發(fā)。
上述增濃方法的產(chǎn)物是結(jié)合在一起形成穩(wěn)定多孔球形聚集體的超細初級碳酸鈣粒子的28.1％w/w固含量的水懸浮液。
通過SEM圖像測定產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)。
在上述方法中獲得的產(chǎn)物的顏料數(shù)據(jù)作為實施例11列在表3中。
實施例12 本發(fā)明的方法，PCC生產(chǎn)(步驟A，選擇硫酸鎂和硫酸鋁)和增濃(步驟B) 將根據(jù)實施例10中所述的方法獲得的1000克沉淀碳酸鈣淤漿添加到2升不銹鋼容器中。在1000克顏料淤漿中，在連續(xù)攪拌下添加并混合19克20％w/w陽離子型分散劑溶液和1克羥乙基纖維素(HEC)。
然后將該混合物置于加熱板上以經(jīng)由蒸發(fā)進行熱增濃。
當布魯克菲爾德粘度達到大約1000mPas的指定最大限度時，停止蒸發(fā)。
上述增濃方法的產(chǎn)物是結(jié)合在一起形成穩(wěn)定多孔球形聚集體的超細初級碳酸鈣粒子的具有21.3％w/w固含量的水懸浮液。
通過SEM圖像測定產(chǎn)物的晶體結(jié)構(gòu)。
在上述方法中獲得的產(chǎn)物的顏料數(shù)據(jù)作為實施例12列在表3中。
在表2和3中，使用Tristar 3000分析器測量比表面積(SSA)，使用Helos Sympatec測量粒度分布(PSD)，使用Datacolor Elrepho3000 Jerics測量亮度，使用Mettler Toledo HB43 Halogen blance測量固含量，并使用布魯克菲爾德DVII粘度計測量粘度，所有這些都根據(jù)生產(chǎn)商的推薦進行。
表2本發(fā)明的顏料和含顏料的淤漿的特性 表3本發(fā)明的顏料和含顏料的淤漿的特性 涂布試驗 在紙涂布淤漿中引入所選的本發(fā)明的上述產(chǎn)品并涂到紙上。
基于實施例3、9、11和12淤漿的在具有帶槽棒的K-涂布機上進行的涂布試驗 涂料配制劑 制備四種紙涂布淤漿，各自使用根據(jù)本發(fā)明制成的四種PCC淤漿之一，以及用于Varibar涂布的標準添加劑。這些添加劑(Mowiol26-88、Printofix、Cartafix VXT01和Cartabond TS1)獲自Clariant。
表4涂料配制劑組成(按份數(shù)計) 表5原紙?zhí)匦裕坎加贊{1-4 表6具有帶槽棒的K-涂布機的涂布機條件 用涂布淤漿1至4涂布原紙分別產(chǎn)生下列涂布試驗1至4的結(jié)果。噴墨印刷試驗 在上述三種不同噴墨打印機，即Epson Stylus Photo 950、HPDeskjet 5550和Canon i950上進行印刷試驗。設計印刷試驗卡片以評估光密度，以及洇紙和滲色程度。
HP Bright White紙作為多用途噴墨用紙出售。Zweckform 2585和Epson S041061紙被認為代表了高質(zhì)量無光噴墨用紙，其提供比標準多用途噴墨用紙更高的印刷質(zhì)量。
使用Gretag D 186光密度計根據(jù)生產(chǎn)商所述的標準程序測量光密度。對于相同量的施加的油墨，光密度越高，涂層就越好地將染料保持在紙表面上。
用涂布淤漿1至4涂布的紙 使用來自Quality Engineering Association，Inc.的PersonalIAS(圖象分析系統(tǒng))儀器，根據(jù)生產(chǎn)商給出的標準程序測量滲色和洇紙。測得的值越低，滲色和洇紙越好。
表7與市售紙相比，用本發(fā)明的涂布顏料涂布的紙的光密度和滲色/洇紙結(jié)果 上表表明，用本發(fā)明的產(chǎn)品獲得的光密度接近優(yōu)質(zhì)噴墨用紙的質(zhì)量。用本發(fā)明的產(chǎn)品獲得的滲色等于或低于其它同等的市售紙。用本發(fā)明的產(chǎn)品獲得的洇紙低于其它市售紙。
改進的光密度、滲色和洇紙證實與競爭性的市售產(chǎn)品相比改進的吸收/吸附性能的平衡。
表8與市售紙相比，用本發(fā)明的涂布顏料涂布的紙的光密度和滲色/洇紙結(jié)果 本發(fā)明的光密度結(jié)果優(yōu)于相當?shù)氖惺奂?。還觀察到與相當?shù)募埾啾冉档偷臐B色和提高的洇紙。
表9與市售紙相比，用本發(fā)明的涂布顏料涂布的紙的光密度和滲色/洇紙結(jié)果 本發(fā)明的光密度結(jié)果接近由優(yōu)質(zhì)紙得出的值。觀察到與相當?shù)氖惺奂埾啾冉档偷臐B色和類似的洇紙程度。
本發(fā)明還包括上述描述的技術(shù)同等物，以及本領域技術(shù)人員在閱讀本申請時容易想到的選項。
權(quán)利要求
1.一種用于提供可用于噴墨印刷用途的PCC的方法，
-其為如下類型的方法，根據(jù)該方法，首先通過將生石灰(CaO)與水在攪拌反應器或攪拌槽中混合來制備氫氧化鈣淤漿(“消化”)，然后篩分該氫氧化鈣淤漿，例如在100微米篩子上，從而去除任何殘留雜質(zhì)和/或非反應性的未燒石灰，然后將篩過的淤漿引向配有攪拌器的不銹鋼反應器；調(diào)節(jié)溫度，通常至10至70℃，隨后將淤漿引向碳化反應器或槽，在此使含二氧化碳的氣體鼓泡經(jīng)過淤漿，在電導率和pH值適當時，通常在電導率達到最小值且pH值降至低于8時，該淤漿離開碳化槽，在篩子上，例如在45微米篩子上去除粗粒，從而使該淤漿只含本發(fā)明的超細PCC附聚物，
-其特征在于方法步驟的實施包括如下步驟
A第一步驟，PCC的生產(chǎn)
A1
-以在沉淀過程中每千克氫氧化鈣在標準溫度和壓力下每分鐘為低于30升的碳化氣體流速來進行碳化步驟。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于
A2
-通過硫酸鎂和第II和/或第III族金屬硫酸鹽的組合來處理在所述殘留雜質(zhì)和/或非反應性的未燒石灰的所述分離之后離開所述不銹鋼反應器的氫氧化鈣淤漿，
-最優(yōu)選地在酸的存在下進行，
-所述酸最優(yōu)選地為硫酸，
-直至獲得濃度為5至25％固含量，優(yōu)選15至20％固含量的穩(wěn)定多孔附聚物/聚集體(“前體”)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于
A3
-首先通過將生石灰與水在攪拌反應器或攪拌槽中以1∶3至1∶20，優(yōu)選1∶5至1∶12，最優(yōu)選1∶7至1∶10的CaO∶水重量比混合來制備氫氧化鈣淤漿(“消化”)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項的方法，其特征在于
A4
-在將淤漿引向碳化反應器或槽中之前，將溫度優(yōu)選調(diào)節(jié)至15至50℃，最優(yōu)選15至30℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項的方法，其特征在于步驟A之后進行下面的步驟，步驟B
B 該“前體”的增濃上述“步驟A”之后的脫水/再分散步驟
-在不明顯破壞聚集體/附聚物的足夠溫和或輕柔的條件下，將在步驟A的過程中生產(chǎn)的PCC增濃，
-所述增濃在不使用分散助劑或用陽離子型分散助劑的情況下進行，
-并且控制添加的任何陽離子型分散劑的量以便剛好涂布前體的PCC附聚物/聚集體，這個量相當于在淤漿粘度升高之前添加的量，
-直至達到15至50重量％，優(yōu)選20至30重量％，最優(yōu)選23至26重量％固含量的濃度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項的方法，其特征在于在步驟A中，應用下列參數(shù)中的至少之一
-碳化氣體流速優(yōu)選選擇為在沉淀過程中每千克氫氧化鈣在標準溫度和壓力下每分鐘為1至30，優(yōu)選10至20，最優(yōu)選大約19.7升，
-所述碳化氣體是CO2或CO2與一種或多種其它氣體如空氣和/或氮氣的混合物，
-氫氧化鈣的淤漿最優(yōu)選地用硫酸鎂和硫酸鋁的組合進行處理，
-或用硫酸鎂和硫酸鋅的組合進行處理。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6任一項的方法，其特征在于在步驟A中，應用下列參數(shù)中的至少之一
-可以在硫酸鎂和硫酸鋁的組合中添加硫酸鋅，
-可以在硫酸鎂和硫酸鋅的組合中添加硫酸鋁，
-硫酸鎂的添加最優(yōu)選在碳化之前進行，
-在次優(yōu)選的選項中，可以在添加其它硫酸鹽之前或在該添加過程中添加硫酸鎂，
-在次優(yōu)選的選項中，可以在碳化過程中與硫酸鋁和/或硫酸鋅一起添加硫酸鎂，
-可以在碳化過程中或在碳化開始時添加硫酸鎂，
-硫酸鋁和/或硫酸鋅的添加在碳化過程中進行，
-酸，即硫酸，最優(yōu)選為10重量％H2SO4溶液形式，其添加在碳化開始時進行，
-最優(yōu)選地，H2SO4的添加與硫酸鋁或硫酸鋅的添加同時進行，
-在所有上述選項中，除了硫酸鋁和/或硫酸鋅外，或作為硫酸鋁和/或硫酸鋅的替代物，可以添加第II和/或III族的硫酸鹽，
-碳化槽的溫度據(jù)觀察升至40至80℃，優(yōu)選升至50至60℃，最優(yōu)選升至56至57℃，
-當離開碳化槽的材料的布魯克菲爾德粘度足夠低，即在100rpm下低于100mPas時，在4 5微米網(wǎng)篩上進行殘留雜質(zhì)和/或非反應性的未燒石灰的去除，
-最終淤漿產(chǎn)品基本上由穩(wěn)定多孔附聚物/聚集體構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項的方法，其特征在于在步驟B中，
-“溫和或輕柔的條件”是指將附聚物/聚集體的解附聚/解聚集保持至最小，從而不“明顯破壞”所述附聚物/聚集體，也就是說，在增濃步驟的過程中
-小于2微米的粒子的比例的增加被限制為小于30％，優(yōu)選小于20％，最優(yōu)選小于10％，和/或
-平均聚集體直徑的降低被限制為小于20％，優(yōu)選小于15％，最優(yōu)選小于10％，其使用Helos裝置測量，
-“解附聚/解聚集”是指通過本發(fā)明特定方法在步驟A結(jié)束時獲得的附聚物/聚集體被碎裂，
-該增濃步驟可以以固/液懸浮液的任何熱或機械分離技術(shù)的形式來進行，只要步驟A中獲得的聚集體/附聚物(“前體”)足夠穩(wěn)定且不會被所述技術(shù)“明顯破壞”。
9.根據(jù)權(quán)利要求5至8任一項的方法，其特征在于
-該增濃在離心機、或加壓過濾器，或通過真空過濾或通過熱增濃，在沒有分散劑或在陽離子型分散劑存在下進行，
-并且其特征在于最終淤漿濃度為大約23至26重量％固含量。
10.根據(jù)權(quán)利要求5至9任一項的方法，其特征在于
-該增濃產(chǎn)生濾餅，例如通過在加壓過濾器中或在離心機中或通過真空過濾增濃，并且，在這種情況下
-濃縮的材料任選地用水洗滌，
-進行再分散，
-直至最終材料基本上由與權(quán)利要求1至4的步驟A中獲得的那些相同或非常相似的穩(wěn)定多孔附聚物/聚集體構(gòu)成為止，
-該增濃可以在熱蒸發(fā)步驟中進行，其中最終材料基本上保持為在權(quán)利要求1至4的步驟A中獲得的穩(wěn)定多孔附聚物/聚集體的形式。
11.根據(jù)權(quán)利要求5至9任一項的方法，其特征在于
-部分或所有前體的增濃產(chǎn)生干產(chǎn)物，并且，在這種情況下
-進行再分散，
-直至最終材料基本上由與權(quán)利要求1至4的步驟A中獲得的那些相同或非常相似的穩(wěn)定多孔附聚物/聚集體構(gòu)成為止。
12.根據(jù)權(quán)利要求5至11任一項的方法，其特征在于在含有在權(quán)利要求1至4任一項中(步驟A)獲得的顏料的淤漿中添加相對于干燥碳酸鈣大約5至9％w/w的陽離子型分散劑，例如[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]三甲基氯化銨和[3-(甲基丙烯酰氨基)丙基]三甲基氯化銨的陽離子共聚物，連同HEC。
13.根據(jù)權(quán)利要求5至12任一項的方法，其特征在于最終淤漿濃度部分或完全地通過在步驟B過程中添加一種或多種附加顏料或顏料淤漿來獲得。
14.穩(wěn)定多孔PCC聚集體/附聚物，其特征在于它們已根據(jù)權(quán)利要求1至13任一項獲得。
15.穩(wěn)定多孔PCC聚集體/附聚物，其特征在于它們以下列性質(zhì)為特征
-30至100平方米/克，優(yōu)選50至80平方米/克的比表面積，和/鼓
-1至5微米的平均聚集體直徑，其中平均直徑為2微米，和/或
-小于20％，優(yōu)選小于15％的小于2微米的細粒的比例(在HelosSympatec上測量)，和/或
-20至50納米的針狀粒子的初級粒子尺寸，其長徑比為1∶2至1∶10，和/或
-在步驟A結(jié)束時5至25重量％，優(yōu)選15至20重量％的固含量，和在步驟B結(jié)束時15至50％，優(yōu)選20至30％，特別是23至26％的固含量。
16.新型顏料，其特征在于它們包含根據(jù)權(quán)利要求14或15的穩(wěn)定多孔PCC聚集體/附聚物。
17.新型顏料或PCC淤漿，其特征在于它們包含根據(jù)權(quán)利要求14或15的穩(wěn)定多孔PCC聚集體/附聚物。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的新型顏料或PCC淤漿，其特征在于它們的固體濃度按重量計為
-在步驟A結(jié)束時的“前體”形式時，5至25％，優(yōu)選15至20％固含量，
-在最終增濃的PCC形式(步驟B)時，15至50％，優(yōu)選20至30％，特別是23至26％固含量。
19.用于造紙工業(yè)的涂料配制劑，其特征在于它們包含根據(jù)權(quán)利要求16至18任一項的新型PCC聚集體/附聚物、新型顏料和/或新型淤漿。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的涂料配制劑，其特征在于其所含的PCC淤漿以下列性質(zhì)為特征
-15至50重量％，優(yōu)選20至30重量％，特別是大約23至26重量％的固含量，和/或
-高比表面積PCC，其比表面積為30至100平方米/克，優(yōu)選50至80平方米/克。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20任一項的涂料配制劑用于噴墨用紙，即用于專業(yè)或高質(zhì)量噴墨用紙的涂布的用途。
22.根據(jù)權(quán)利要求19或20任一項的涂料配制劑用于無光噴墨用紙的涂布的用途。
23.噴墨用紙，即專業(yè)或高質(zhì)量噴墨用紙，即無光噴墨用紙，其特征在于其利用至少一種根據(jù)權(quán)利要求19或20的涂料組合物進行涂布。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有降低的生產(chǎn)成本的新穎獨創(chuàng)的PCC顏料，其能夠用在紙涂料配制劑中以生產(chǎn)涂布的高質(zhì)量無光紙，特別是用于噴墨用途。本發(fā)明還涉及該顏料的制備方法，其在PCC碳化步驟中使用降低流速的含二氧化碳的氣體，其產(chǎn)生表現(xiàn)出獨特性質(zhì)和結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定多孔PCC附聚物，該步驟之后是增濃步驟以提高固含量。
文檔編號C01F11/18GK101160262SQ200680012756
公開日2008年4月9日 申請日期2006年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月11日
發(fā)明者M·克斯貝格爾, M·波爾 申請人:Omya發(fā)展股份公司