尤其用在喷墨印刷用纸涂料中的沉淀碳酸钙颜料的生产方法以及沉淀碳酸钙的制作方法

文档序号:3779296阅读:227来源:国知局

专利名称::尤其用在喷墨印刷用纸涂料中的沉淀碳酸钙颜料的生产方法以及沉淀碳酸钙的制作方法
技术领域
:本发明涉及沉淀碳酸钙类(PCC)的新型矿物颜料。更具体地,本发明涉及新颖独创的PCC颜料,其能够用在纸涂料配制剂中以制造涂布的"多用途"纸,特别是用于喷墨用途,该纸的印刷质量与高分辨商业纸相同或相当相似,同时保持降低的生产成本。多用途纸通常用作各种印刷类型用的纸,包括用作黑白复印纸、激光印刷纸和传真纸。本发明另外涉及淤浆形式的所述pcc类新型矿物颜料的生产,其固含量适于在低成本涂纸机如MeteredSizePress(MSP)上进行喷墨用纸涂布。
背景技术
:技术问题目前对获得改进的印刷质量而不相应增加生产成本的涂布的多用途纸,特别是适合喷墨用途的纸存在需求。目前可获得的多用途办公用纸通常与不令人满意的喷墨印刷质量联系在一起。实现印刷质量提高的主要障碍之一是提高施加到纸表面上的油墨的光密度,特别是在施加全色谦染料油墨之后。喷墨打印机通过在纸表面上施加一系列墨点来形成图像。喷墨印刷中所用的染料油墨通常是阴离子型的并存在于低固含量配制剂中,这自然非常易流动。只有在油墨溶剂渗入纸中时油墨染料留在纸表面上才能获得良好的印刷质量,从而在施加点处留下均匀的圆点。已知的是,吸附剂与被吸附物(分别是纸表面和染料分子)之间的电荷差通常被用于促进染料吸附。因此,提高光密度的一种解决方案在于增加纸表面附近的阳离子位点的数目。如果涂布纸表面,则可以通过在涂料配制剂中添加阳离子型添加剂来提高该表面附近存在的阳离子数目。但是,为获得给定光密度而添加阳离子型添加剂显著增加了最终纸成本。提高纸表面附近的薄层中保留的阳离子型添加剂的比例(以涂层不吸墨性(holdout)表征)是提高光密度的笫二种解决方案。通过使用较窄的涂料粒度分布可以实现较高的涂层不吸墨性,这在技术上是困难且昂贵的解决方案。如果涂料配制剂中存在PCC,则PCC粒子对油墨染料的固有吸附性质可以提供用以降低确保给定光密度所必需的阳离子型添加剂的量的另一种替代方案。对于相同量的这种颜料,降低初级PCC粒子尺寸增加了可与油墨染料相互作用并结合的带正电的颜料表面积。这促进了油墨施加位置附近的PCC粒子上的油墨染料的吸附,导致光密度提高。表面尺寸排阻和高孔体积涂料也有助于纸表面上的大染料分子的离析,从而能够使溶剂进入原纸中,同时将染料分子保持在表面上。这意味着需要多孔涂料配制剂;因此一种理论解决方案是在涂料配制剂中引入具有仔细受控的孔尺寸分布和毛细作用的聚集体/附聚物,例如可能聚集的颜料。但是,如本领域技术人员已知的那样,这种理论解决方案相当难以具体设计;在具体相关的领域中,USP5,750,086(下面将进行讨论)以及许多其它专利生产细碎的PCC,而不是多孔产品或聚集体/附聚物。提高印刷质量的第二个挑战是降低在油墨施加到纸表面上之后观察到的渗色现象。由于油墨染料潜在的结合到纸表面上并在其上干燥,一种颜色的油墨染料渗到另一相邻颜色中,这部分归因于油墨溶剂延迟吸收到原纸中,其使油墨染料与该表面接触以迅速结合。渗色因此使印刷图像扭曲并表现得较不清晰。类似地,洇纸(feathering)也造成模糊的图像并在沉积的油墨沿纸的紋理扩散时发生。至于油墨渗出,其通过迅速的油墨干燥进行纠正,当使用多孔介质时染料吸收优于吸附。如上文所述,需要与吸收到颜料孔隙的空隙容积内相对地平衡和控制油墨吸附到颜料表面上,这是因为高吸收造成降低的渗色和洇纸,但伴随着光密度的降低,而高吸附产生改进的光密度,同时增加渗色和洇纸。获得高印刷质量的第三个挑战是降低最终纸产品中的印刷不均匀性。印刷不均勻性是涂料配制剂的油墨结合成分(阳离子型添加剂或涂布颜料)不均匀渗入原纸的结果。具有低固含量的涂料配制剂提高了溶剂在两种现象过程中将油墨结合成分带离纸表面的风险在纸涂布之后配制剂溶剂进入原纸时,和随后在干燥时溶剂向纸表面移动的过程中。可以使用具有高固含量的淤浆限制这种表面不均匀性,其限制了进入和离开原纸的溶剂的量。但是,这种高固含量与一些上述的目的或理论解决方案相容。当涂料配制剂包括颜料时,高固含量颜料淤浆的使用是合意的,剂已知为低固含量溶液形式。如果涂料淤浆的固含量没有被最大化,则添加粘合剂和其它添加剂时的稀释将会太大。上述限制意味着需要将染料固定在均匀分布在纸表面上的位置上。涂料配制剂具有高固含量是明显重要的,但是如本领域中已知的那样,含聚集体的淤浆的增浓(upconcentration)通常造成大量的孔体积的损失。因此,上述问题的理论解决方案被认为不能解决指定问题,且所罗列的反而表明它们必须被精密权衡,且必须找到极困难的(如果不是不可能的)折衷方案;这是本发明的目的之一,且本发明的贡献是最终找到全面的解决方案。本领域技术人员的第二考虑因素是使用成本有效的解决方案实现这种平衡。任何本领域技术人员会理解到,这种必要条件始终是使技术解决方案的确定高度复杂化的因素,尤其是在所考虑的范畴内。已知的多用途喷墨用纸以表面施胶(sized)或略孩t着色的品质为特征,并通常在成本有效的在线涂布机(MSP或FilmPress)上表面施胶或涂布,这能够实现高涂布速度并涂布比其离线相对物低的涂层重量。专业级喷墨用纸以比多用途纸优异的高分辨印刷质量为特征。这类纸通常用包含专门的高质量粘合剂和添加剂的配制剂经由更昂贵的涂布技术,使用例如Varibar、气刀、幕帘或刮刀式离线涂布机以高涂层重量进行涂布。由于原材料成本、生产速率、涂层重量和组成以及涂布机类型的原因,已知的多用途喷墨用纸的成本比高分辨无光喷墨用纸的成本低大约6至20倍。因此,本领域技术人员认识到使用低成本涂布方案获得高质量纸涂层的益处。如上所述,相对于目前的喷墨用专业颜料,降低涂料配制剂的阳离子型添加剂的需求对于节省成本也是合意的。此外,减少所需的粘合剂量是有意义的,因为这种组分是涂料组合物的昂贵部分,其在纸表面上的存在降低了可与油墨相互作用的有效面积。一种选择是使用表现出适当小的孔隙的聚集体/附聚物,在这种情况下只需要添加足以吸附到聚集体/附聚物表面上的粘合剂,因为该粘合剂不能到达孔隙内暴露的初级粒子的表面。但是,如上所述,这种提议只是理论性的。至于纸涂布法,可以通过促进涂布之后更迅速的纸干燥步骤来实现成本降低。更迅速的干燥转化成更高的造纸机速度和提高的生产率,因为湿涂料材料沉积在造纸机上的风险降低。通过使用最大固含量的涂料配制剂有可能实现更迅速的干燥。高固含量涂料配制剂还降低了与将所述涂料配制剂从颜料生产商处运输到造纸厂(相应地,涂布设施)相关的成本。本领域技术人员的最后考虑因素是确保涂布机上相同或改进的运行性能(无故障生产的纸张数)。已知的是,涂布机如MSP或FilmPress在使用提高的涂料淤浆固含量同时保持低(500至1500mPAs)淤浆粘度时表现出改进的运行性能。如本领域技术人员会认识到的那样,这些是待解决的其它技术问题。本领域技术人员还认识到,许多所述问题需要相沖突或不相容的解决方案,这在没有适当平衡时产生严重的问题;这是本发明所解决的难题。如上所述,总的技术问题和技术挑战是开发出经过结构化以用在纸涂布法中的新型PCC颜料类型,以生产"技术上说"是涂布的多用途纸(特别用于喷墨用途)的纸,但是其印刷性能与相同级别的其它涂布纸相比获得改进,同时保持低生产成本。最后但并非最不重要地,该解决方案当然必须适于尽可能多(如果不是全部的话)类型的打印机,这增加了另一待解决的复杂情况。任何本领域技术人员会认识到对这种新型技术的商业需要、其所代表的最主要技术挑战,以及其会带来的明显的技术、商业和财政进步。现有技术目前市场上用在多用途喷墨用纸涂料中的可选颜料包括专业PCC喷墨颜料,例如EP0815174的那些,或昂贵的气相法或沉淀二氧化硅。除了其作为涂料材料的显著成本外,二氧化硅还已知通常仅限于低固含量涂料配制剂,其使用显著降低了涂布线速度,进而增加了总涂布成本。本领域技术人员因此受启发寻求可用于更高固含量配制剂的更低成本的涂料替代方案。根据涉及涂布PCC的EP0815174,在PCC淤浆中以相当于PCC重量的0.4至0.85重量%的量添加有机膦酸盐化合物,例如含胺的磷酸或乙醇胺双-(亚甲基膦酸)。然后将所述淤浆经过足够的时间加热老化(在超过75t:下1至10小时,或在80至85。C下2至5小时)以产生超过60平方米/克的比表面积。明矾或其它无机含铝化合物可以在PCC合成过程中共沉淀。在该专利的实施例1中,刚好在二氧化碳引入之前进行十八水合疏酸铝的添加。任选地,也可以引入最多10重量%的水合硫酸铝。PCC的热老化和/或研磨被认为对于实现油墨与PCC的适当程度的结合是关键的。相反,如下文中可以看出,本发明中不需要昂贵耗时的热老化和研磨;实际上,在本发明中,热老化甚至造成PCC表面积的不能容许的损失。此外,实施例中所公开的淤浆的固含量是低的,接近20%。EP1246729作为上述专利的改进而提出,且这个专利的产品据说表现出60至65平方米/克,优选80至90平方米/克,通常不超过95至100平方米/克的表面积。该表面积据说如上所述通过在有机膦酸盐化合物存在下的热老化获得。PCC粒子据说为单个地球形,其直径为大约0.02至0.03微米。在低固含量(25%)淤浆中获得表现出窄粒度的这种高比表面积PCC。EP1246729中的所谓创新来自主要比例的具有超过60平方米/克表面积的细碎PCC和次要比例的凝胶型二氧化硅以及粘合剂的组合。所得组合物可以进行刮刀涂布,或次优选地,使用气刀和Meyer棒进行涂布。所要求的昂贵二氧化硅和低固含量淤浆的存在构成了主要缺陷。USP5,750,086描述了生产胶态碳酸钓(PCC)超细粒子的方法,其中在氢氧化钙的3至14重量%水悬浮液中添加硫酸镁,然后单独或与疏酸一起引入硫酸锌以进行碳化。在实施例中,引入的金属盐溶液或硫酸具有10重量°/。的浓度。该方法据说产生平均直径为0.Ol微米或更小,平均长度为0.05微米或更小,且BET比表面积为70平方米/克或更大的胶态碳酸钙的链结构化超细粒子。所得超细粒子据说"表现出较低的聚集亲和力,,。实际上,该申请人主要针对需要非聚集填料的应用,例如塑料应用,其中最终产品的分散性是重要的。相反,本发明以用于喷墨用纸应用的聚集产品为目标。但是,USP5,750,086实施例中所示的每千克氢氧化钙每分钟为120升的比气体流速相当明显地高于从下文可以看出的本发明的工艺条件。实际上,根据本发明发现,且与现有技术和常识的教导相反,通过将比气体流速降至沉淀过程中每千克氢氧化钧每分钟为低于大约30或低于大约20升,则不是获得USP5,750,086中所述的离散颜料,聚集体。曰…、、,、'"'如上所述,尽管可以将可能经由附聚法获得的具有适当孔尺寸分布的多孔PCC的潜在意义理论化,但这在上述令人惊讶的创新之前仍然是理论性的。还必须指出,在现有技术或常识中没有指出改变PCC制备法中的许多参数之一可以产生多孔附聚物。甚至更未指出那些附聚物是稳定的。更未指出要改变的参数正好是所述流速。在对气体流速进行上述决定性改变的情况下再现USP5,750,086的方法,且所得产品性质显示在表2,实施例1中。在表2中可以看出,通过根据本发明改变USP5,750,086的教导而获得的产品相当令人惊讶地不是USP5,750,086中所述的离散颜料,而是粗附聚物。但是,实施例1中制成的淤浆的问题是在所考虑的工业的一些应用中有用但不适合在MSP之类的涂布机上的多用途纸涂布的低固含量。这构成如下文中可以看出的待解决的另一问题。这种令人惊讶的结果是本发明的关键出发点之一。另外的现有技术日本专利2004-299302描述了以"油墨接受层"为特征的喷墨记录形式,所述层包含碳酸钙作为主要颜料,其导致改进的洇纸和渗色。没有专门指出所用的所述碳酸钙的性质或结构。相反,该文献着重于分散剂的使用和所述分散剂的阳离子电荷密度。EP0761782、日本专利10-265725和日本专利2004-197055各自描述了改进的用于喷墨印刷的油墨,即用于改进印刷时的光密度、渗色和/或洇纸。这些专利都没有专门指出制备纸张时要用的涂布颜料。US2003/0227531Al公开了将钾、镁或铝之类的多价金属盐涂布到原纸的一个表面上以改进洇纸和渗色的纸涂布。
发明内容只有通过将在碳化步骤中使用决定性地降低的气体流速来制备多孔稳定PCC附聚物的特定方法与用以生产适于喷墨用紙涂布用途的高固含量PCC淤浆的所选增浓步骤相结合,才能充分实现本发明的目的。在此简要回顾,在现有技术中通常经由下列步骤获得PCC:首先通过消化制备大约13%固含量的氢氧化钙淤浆;将氧化钙(也称作烧石灰或生石灰)与水在搅拌反应器或搅拌槽中混合。然后篩分所述氢氧化4丐淤浆,例如在IOO微米筛子上,从而去除任何残留杂质和/或非反应性的未烧石灰,然后传送到配有搅拌器的不锈钢反应器中。调节温度,通常至大约20X:,随后将淤浆传送到碳化反应器或槽中,在此鼓入二氧化碳,任选地与空气一起鼓入,从而沉淀PCC。在从pH值的适当降低和/或电导率看来适当的时候,PCC淤浆离开碳化槽。上述内容是本领域技术人员已知的,且下列专利通过引用而被结合到本文中EP0768344、WO98/52870(PCT/US98/09019)和WO99/51691(PCT/US99/07233)。一般而言,本发明在于一系列第一步骤(步骤A):该步骤导致产生基本上包含多孔稳定的PCC粒子附聚物/聚集体的低固含量PCC淤浆,可能随后在不损失所述附聚物/聚集体的情况下将所述淤浆增浓(步骤B)。本发明的步骤A涉及用于制备低固含量淤浆形式的多孔稳定的PCC附聚物/聚集体的方法,和如此获得的PCC产品,该产品是新型工业产品。本发明因此包括经由碳化途径生产PCC淤浆的新方法,其特征在于以降至沉淀过程中每千克氬氧化钙每分钟为低于30升的碳化气体流速来进行碳化步骤(步骤A)。本发明还包括经由碳化途径生产PCC淤浆的新方法,其特征还在于在上一段落中所述的pcc的生产在与一种或多种第n或ni族金属硫酸盐组合的硫酸镁存在下进行,所述金属硫酸盐特别是铝基和/或锌基的,优选是铝基或锌基的。这些步骤基于USP5,750,086中所述的那些步骤,但是碳化气体流速如上所述低得多。令人惊讶的结果在于,所得颜料不是非附聚的超细粒状离散产品,而是粗的(l至5微米范围)多孔且稳定的附聚物/聚集体。所得附聚物/聚集体令人惊讶地如此稳定以致它们在随后的"增浓"步骤中基本保持附聚/聚集形式,且令人惊讶地,最终制成的PCC附聚物/聚集体在掺入喷墨用纸涂料时产生与相同级别的其它市售纸的印刷质量相比改进的印刷性能。在最优选的实施方案中,本发明的步骤A另外以使用硫酸镁和硫酸铝或硫酸镁和硫酸锌的创造性组合为特征。在次优选的实施方案中,本发明的方法使用硫酸镁和硫酸锌的组合,在其中添加硫酸铝,或使用硫酸镁和硫酸铝的组合,在其中添加硫酸锌。此外,一种次优选的实施方案包括使用硫酸镁和一种或多种第II和/或III族金属的硫酸盐。本发明另外涉及PCC生产方法(步骤A)与随后在分散剂存在下的特定增浓(脱水/再分散)步骤(步骤B)的组合。对于这种喷墨用途,使用PCC生产(步骤A)与增浓过程(步骤B)的组合是完全创新性的。相当令人惊讶地是,最终产物是平均直径在微米范围内(即在1至5微米之间)的稳定附聚物/聚集体形式的PCC,其形成PCC颜料,当用在标准涂料配制剂中时,该PCC颜料以降低的成本产生优异的印刷质量。本发明还包括在步骤A结束时或在步骤A和B结束时获得的作为新型工业产品的新PCC颜料本身,该PCC颜料为在微米范围内(即在1至5微米之间)的稳定附聚物/聚集体的形式。这完全不同于商业技术和在先专利。本发明还包括作为新型工业产品的含有所述颜料的新型颜料淤浆,即在步骤A结束时获得的低固含量淤浆和在步骤A和B结束时获得的高固含量淤浆。本发明另外包括用于涂布喷墨用纸的含有所述颜料或颜料淤浆的新型涂料配制剂。本发明还包括用这类新型涂料配制剂涂布的涂布喷墨用纸。本发明涉及——种用于提供可用于喷墨印刷用途的PCC的方法,-其为如下类型的方法,根据该方法,首先通过将生石灰(CaO)与水在搅拌反应器或搅拌槽中混合来制备氢氧化钙淤浆("消化")。然后筛分该氢氧化钩淤浆,例如在IOO微米筛子上,从而去除任何残留杂质和/或非反应性的未烧石灰。然后将筛过的淤浆引向配有搅拌器的不锈钢反应器;调节温度,通常至10至70'C,随后将淤浆引向碳化反应器或槽,在此使含二氧化碳的气体鼓泡经过淤浆。在电导率和pH值适当时,通常在电导率达到最小值且pH值降至低于8时,该淤浆离开碳化槽。在筛子上,例如在45微米筛子上去除粗粒,从而使该淤浆只含本发明的超细PCC附聚物,-其特征在于方法步骤的实施包括与PCC的生产有关的一系列第一步骤,其中Al在如上所述的PCC生产法中,以在沉淀过程中每千克氢氧化钙在标准温度和压力下每分钟为低于大约30升的碳化气体流速来进行碳化步骤。本发明还涉及如上所述的方法,其特征在于A2在Al下如上所述的PCC生产法中,通过硫酸镁和第II和/或第III族金属疏酸盐的组合,最优选地在酸存在下处理在所述残留杂质和/或非反应性的未烧石灰的所述分离之后离开所述不锈钢反应器的氢氧化钙淤浆,所迷酸最优选为硫酸,直至获得浓度为5至25%固含量,优选15至20%固含量的稳定多孔附聚物/聚集体("前体")。本发明还涉及如上所述的方法,其特征在于A3在Al或A2下如上所述的PCC生产法中,首先通过将生石灰与水在搅拌反应器或搅拌槽中以l:3至1:20,优选1:5至1:12,最优选1:7至1:10的Ca0:水重量比混合("消化")来制备氢氧化钙淤浆。本发明还涉及如上所述的方法,其特征在于A4在A1、A2或A3下如上所述的PCC生产法中,在将淤浆引向碳化反应器或槽中之前,将温度优选调节至15至50'C,最优选15至30°C。这些步骤图示在附图1中。在所迷图中,参考标号具有下列含义I:水II:生石灰III:反应器,例如搅拌反应器或槽IV:篩子,例如100;敞米筛子V:残留杂质和/或非反应性的未烧石灰VI:氢氧化钙淤浆VII:反应器,例如碳化反应器或槽VIII:硫酸镁溶液IX:第II和/或第III族金属硫酸盐X:优选地,酸,例如石克酸XI:含二氧化碳的气体XII:篩子,例如45微米筛子XIII:粗粒XIV:本发明PCC(多孔附聚的形式)淤浆在步骤A之后,在阳离子型、阴离子型或组合分散剂存在下,在不明显破坏聚集体/附聚物的足够温和或轻柔的条件下,将在步骤A的过程中生产的PCC增浓,直至达到25至60重量%,优选35至50重量%,最优选39至40重量。/。固含量的浓度。控制添加的分散剂的量以便刚好涂布前体的PCC附聚物/聚集体,这个量相当于在淤浆粘度升高之前添加的量。如果该增浓产生滤饼,例如在使用加压过滤器或离心器或通过真空过滤进行增浓之后,则浓缩的材料任选地用水洗涤并进行再分散,直至最终材料基本上由与步骤A中获得的那些相同或非常相似的稳定多孔附聚物/聚集体构成为止。该增浓可以在热蒸发步骤中进行,其中最终材料基本上保持在步骤A中获得的稳定多孔附聚物/聚集体的形式。部分或所有前体的增浓可以导致干产物,在这种情况下,将该干产物再分散,直至最终材料基本上由与步骤A中获得的那些相同或非常相似的稳定多孔附聚物/聚集体构成。图2代表了在离心机中的脱水过程,其中I:来自步骤A的PCC淤浆II:脱水离心机III:滤出液IV:滤饼V:分散装置VI:分散助剂的溶液(例如聚丙烯酸的钠盐或柠檬酸钠/羧甲基纤维素混合物)VII:增浓的PCC淤浆图3代表了在离心机中的另选脱水过程,其中I:来自步骤A的PCC淤浆II:脱水离心机III:滤出、液IV:滤饼V:分散装置VI:分散助剂的溶液(例如聚丙烯酸的钠盐或柠檬酸钠/羧甲基纤维素混合物)VII:增浓的PCC淤浆图4代表了在真空下的热增浓步骤,其中I:来自步骤A的PCC淤浆II:热蒸发器III:增浓的PCC淤浆图5代表了在加热板上的热增浓,其中I:来自步骤A的PCC淤浆II:加热板III:分散助剂的溶液(例如阳离子型共聚物/羟乙基纤维素)IV:增浓的PCC淤浆下面是单独或组合的在步骤A中的任选和/或优选特征。碳化气体流速优选选择为在沉淀过程中每千克氬氧化钓在标准温度和压力下每分钟为1至30,优选10至20,最优选大约19.7升。所述碳化气体是0)2或C02与一种或多种其它气体如空气和/或氮气的混合物。氢氧化钓的淤浆最优选地用疏酸镁和硫酸铝的组合或硫酸镁和疏酸锌的组合进行处理。根据次优选的选项,可以在硫酸镁和疏酸铝的组合中添加硫酸锌,或可以在硫酸镁和硫酸锌的组合中添加硫酸铝。硫酸镁的添加最优选在碳化之前进行。在次优选的选项中,可以在添加其它石克酸盐之前或在该添加过程中添加石危酸镁。在第二次优选的选项中,可以在碳化过程中与硫酸铝和/或硫酸锌一起添加硫酸镁。作为本发明的最不优选的选项,可以在碳化过程中或就在碳化开始时添加;克酸镁。硫酸铝和/或硫酸锌的添加最优选在碳化期间进行。该酸(即石克酸,最优选为io重量y。石克酸溶液的形式)的添加优选在碳化开始时进行。但是,最优选地,疏酸的添加与疏酸铝或硫酸锌的添加同时进行。不受任何理论的限制,申请人相信,在本发明中,如下所述硫酸的存在对于获得适当的结果是必须的。在所有上述选项中,除了硫酸铝和/或硫酸锌外,或作为硫酸铝和/或硫酸锌的替代物,可以添加第II和/或III族的硫酸盐。碳化槽的温度据观察升至4Q至80°C,优选升至50至6(TC,最优选升至56至57°C。当离开碳化槽的材料的布鲁克菲尔德粘度足够低,即在100rpm下低于100mPas时,在45微米网筛上进行残留杂质和/或非反应性的未烧石灰的去除。最终淤浆产品基本上由稳定多孔附聚物/聚集体构成。下面是单独或结合的在步骤B中的任选和/或优选特征。"解附聚/解聚集"是指通过本发明特定方法在步骤A结束时获得的附聚物/聚集体被碎裂,碎裂产物是与USP'086中获得的相同种类(除了所含或所沉积的金属盐外)的超细PCC。"温和或轻柔的条件"是指将附聚物/聚集体的解附聚/解聚集保持至最小,从而不"明显破坏"所述附聚物/聚集体。更确切地说,这意味着,最优选地,在增浓步骤的过程中,如根据下述方法测量的,表面积的增加被限制为小于50%,优选小于25%,和/或小于2微米的粒子的比例的增加被限制为小于50%,优选小于25%,最优选小于10%,和/或平均聚集体直径的降低被限制为小于50%,优选小于20%,最优选小于15%。增浓之前和之后的SEM图像基本相同,这意味着现有附聚物/聚集体(在步骤A中获得"前体")在增浓过程中没有明显改变。增浓步骤可以以固/液悬浮液的任何热或机械分离技术的形式进行,只要步骤A中获得的聚集体/附聚物("前体")足够稳定且不会被所述技术"明显破坏"。在增浓过程中,以常规比例添加普通分散剂,以便在不会过度提高淤浆粘度的情况下提高淤浆固含量。所述分散剂可以是阳离子型、阴离子型或它们的组合。控制添加的分散剂的量以便刚好涂布前体的PCC附聚物/聚集体,这个量相当于在淤浆粘度升高之前添加的量。例如,在含有本发明颜料的淤浆中添加相对于干燥碳酸钙大约为5至9%w/w的40%聚丙烯酸钠盐溶液,相当于基于干燥碳酸钩为大约1.5至3.5重量y。的干燥聚丙烯酸。最优选地,该增浓在离心机中或加压过滤器中,或通过真空过滤或通过热增浓,在阳离子型、阴离子型或组合分散剂存在下进行。最终淤浆浓度为大约39至40重量%固含量。附聚物/聚集体的一定程度的破坏被预期。这类颜料聚集体/附聚物常常通过相对较弱的VanderWaals或静电吸引力结合在一起,该力弱于在与商业增浓相关的设备(即在离心机、快速旋转沉降器或高压过滤压机)中产生的离心和/或剪切力。在完全实现所需增浓程度的同时没有观察到明显的聚集体/附聚物破坏的结果因此完全是非显而易见的。本发明包括单独在步骤A结束时生产的稳定多孔PCC聚集体/附聚物("前体"),以及通过上述方法在步骤A结合步骤B结束时获得的最终稳定多孑LPCC聚集体/附聚物,所述PCC表现出相当新颖的性质,这进而使其在喷墨用途中特别有价值。在步骤A结束时获得的稳定多孔PCC聚集体/附聚物以及在增浓步骤B之后获得的那些可以以下列选择为特征30至100平方米/克,优选50至80平方米/克的比表面积,和/或1至5微米的平均聚集体直径,以及2微米的平均直径,和/或小于20%,优选小于15%的小于2微米细粒的比例,和/或20至50纳米的初级针状粒子尺寸,以及1:2至1:10的长径比,和/或在步骤A结束时5至25重量%,优选l5至20重量°/。的固含量,和在步骤B结束时25至60%,优选35至50%固含量,特别是39至40%固含量。最终淤浆浓度可以部分或完全地通过在步骤B过程中添加一种或多种附加颜料或颜料淤浆来获得。本发明包括新型颜料,其特征在于它们包括本文所述的稳定多孔PCC聚集体/附聚物,以及新型颜料或PCC淤浆,其特征在于它们包括如本文所述的稳定多孔PCC聚集体/附聚物。本发明还包括新型颜料和PCC淤浆,其特征在于它们的固体浓度在步骤A结束时为5至25重量%,优选15至20重量%固体,并在步骤B结束时为25至60重量%,优选35至50重量%,特别是39至40重量%固体。根据优选实施方案,以本领域技术人员已知的方式在涂料配制剂中掺入具有高表面积和结合的阳离子的功能颜料或颜料淤浆,从而在渗色或洇纸没有提高的情况下提高印刷时的光密度这是本发明的主要成就之一。本发明因此还包括用于造纸工业的新型涂料配制剂,其特征在于它们包含本文所述的新型PCC聚集体/附聚物、新型颜料和/或新型淤浆。本发明还包括如本文所述的涂料配制剂,其特征在于其所含的PCC淤浆表现出下列性质25至60重量%,优选35至50重量。/。,特别是大约39至40重量。/。的固含量,和/或高表面积PCC,即表现出30至100平方米/克,优选50至80平方米/克的比表面积。本发明还包括根据涉及喷墨用纸涂布的权利要求19或20任一项的涂料配制剂的应用,即用于"多用途"喷墨用纸或专业高质量纸的涂布。总之,该最优选的发明和迄今为止最佳的模式取决于PCC沉淀过程中决定性降低的碳化气体流速的选择、在PCC合成过程中在PCC晶格中引入的阳离子的特定组合、使用分散剂在合成之后增浓至25至60重量%,优选35至50重量%,特别是大约39至40重量%固含量的高固含量涂料淤浆的使用(特别是用在要在MSP或FilmPress上涂布的纸涂料中)、在步骤A结束时和/或在步骤B结束时,最优选在步骤B结束时30至100平方米/克,优选50至80平方米/克的高表面积PCC的使用、附聚/聚集形成多孔PCC附聚物的小直径PCC初级晶体的使用。由于表面积随粒度分布而变化,因此必须相应地调整这种分布。所得功能颜料表面化学确保了提高的油墨染料固定和提高的颜料表面积,这导致提高的光密度或对于相同光密度来说在涂料配制剂中较低的阳离子型添加剂需求。相对于商业替代物,没有观察到渗色和/或洇纸的提高甚至降低。在掺入纸涂料配制剂中并在涂布机如MSP上涂布时,用本发明的颜料获得高固含量淤浆的可能性导致更好的运行性能(MSP辊上较少的聚积)。高固含量导致较低的干燥能量需求和更简单更迅速的干燥;可以使用更高的造纸机速度而不会增加在干燥后区段在造纸机中的辊上的沉积物。本发明产生高固含量涂料淤浆,这意味着在干燥步骤过程中必须引入较少的能量,由此降低了成本。此外,创造性聚集体/附聚物的使用限制了所需的粘合剂的量,由此限制了成本。由于本发明有利于附聚物/聚集体,其应用将被限于无光喷墨用纸用途。本发明的附聚物/聚集体太粗而不能获得光滑饰面。具体实施方式通过下列描述和下列非限制性实施例,可以更好地理解本发明的各种方法。实施例新型喷墨颜料的制备例和用于相应产品的颜料数据根据本发明的步骤A制备实施例1、5和7。实施例2、3、4、6、8和9是实施例1、5和7之一根据本发明(步骤B)增浓后的增浓物。实施例1:本发明的方法,用硫酸镁和硫酸锌的步骤A:在搅拌反应器中将150千克生石灰添加到1300升自来水中。在石灰添加之前,将水温调节至40。C。将生石灰在连续搅拌下消化25分钟,然后在IOO微米筛子上筛分13.1%w/w固含量的所得氢氧化钙淤浆("石灰乳")。将碳酸钩沉淀导入具有气体分散装置、用于将二氧化碳/空气气流引入叶轮的不锈钢碳化管和用于监测悬浮液的pH值和电导率的探针的配有充气搅拌器的1000升挡板式圆筒形不锈钢反应器中。将上述消化步骤中获得的700升氢氧化钓悬浮液添加到碳化反应器中,并将反应混合物的温度调节至201C的所需起始温度。在碳化之前,在石灰乳中添加30千克10。/。w/w疏酸镁(MgS(X.7H20)水溶液。然后将搅拌器调节至1480rpm,并使26体积°/。二氧化碳在空气中的气体混合物以118NmVh(相当于每千克氢氧化钩在标准温度和压力下每分钟为19.7升)通过淤浆,由此将淤浆碳化。在碳化过程中,在整个碳化期间以连续方式在反应混合物中加入100千克10°/。w/w硫酸锌水溶液(ZnS04.7H20)和30千克10%w/w硫酸水溶液。在1小时55分钟反应时间后达到完全碳化,并表现为电导率降至最小并伴随着pH值降至低于8.0的恒定值。在碳化过程中,由于反应的放热性质,淤浆温度升至57。C的最终淤浆温度。然后使含水淤浆通过45微米筛子,由此去除残留杂质和/或非反应性的未烧石灰。上述碳化的产物是结合在一起形成稳定多孔球形聚集体的超细初级碳酸钙粒子的15.6w/w固含量的水悬浮液。作为聚集体的成分的单晶以根据SEM图像20至50纳米的粒径和1:2至1:10的长径比为特征。由这些单晶形成的多孔聚集体也根据SEM图像表现出1至5微米的直径,其中平均直径为2微米。在上述方法中获得的产物的颜料数据作为实施例1列在表2中。该表中实施例1的结果证实高的聚集体/附聚物表面积和适当的聚集体/附聚物尺寸,但是固含量对于随后的涂布用途而言不足。实际上,根据下文所述的一般涂布条件用低固含量配制剂进行涂布试验的结果证明,对于每单位纸表面积相同的固体添加量,用较低固含量配制剂涂布造成光密度降低(表l)。因此必须在聚集体没有明显损失或劣化的情况下增浓。表l:总淤浆固含量对100%黑色光密度的影响总淤浆固含量(重量w总淤浆固体中的金属疏酸盐(重量%)金属硫酸盐类型100°/。黑色光密度13.710ZnS04*7H202.4436.710ZnS04*7H202.72实施例2:本发明的方法,实施例1的产物的增浓(步骤B):将根据如实施例1所述的方法步骤A获得的2210克沉淀碳酸钓淤浆冷却至25。C,并在步骤B中使用加压过滤器脱水。获得大约43%w/w固舍量的滤饼。收集滤出液并用于滤饼的再分散。将如上所述在脱水步骤中获得的50克滤出液添加到配有叶轮的1升分散装置中并与作为分散剂的16克40%w/w聚丙烯酸钠盐溶液混合。在该混合物中,将在上述脱水步骤中获得的具有57%w/w残留含湿量的滤饼在连续混合下逐步添加到分散装置中。在每次添加滤饼和随后的均化之后,测定在100rpm下的淤浆布鲁克菲尔德粘度。当布鲁克菲尔德粘度达到大约1000mPas的指定最大限度时停止滤饼的添加。此时已经添加了680克滤饼。上述增浓方法的产物是结合在一起形成1至5微米稳定多孔球形聚集体的超细初级碳酸钙粒子的具有39.9%w/w固含量的水悬浮液。通过SEM图像测定产物的晶体结构。在上述方法中获得的产物的颜料数据作为实施例2列在表2中。从这些数据中可以看出,所得颜料以高BET比表面积值为特征,其表明已经获得了与油墨相互作用并结合所需的高表面积以及适当的聚集体/附聚物尺寸(根据SEM1至2微米)和黄化指数。最终产物另外以对随后的喷墨用纸涂布应用而言足够的固含量为特征。实施例3:本发明的方法,实施例1的产物的增浓(步骤B):将根据实施例l所述的方法获得的2210克沉淀碳酸钩淤浆冷却至25°C,并使用加压过滤器脱水。收集滤出液并用于随后的滤饼再分散。将如上所述在脱水步骤中获得的30克滤出液添加到配有叶轮的1升分散装置中并与作为分散剂的6.4克35%w/w柠檬酸钠溶液和100克6%w/w羧甲基纤维素(CMC)钠盐溶液混合。在该混合物中,将在上述脱水步骤中获得的具有57%w/w残留含湿量的滤饼在连续混合下逐步添加到分散装置中。在每次添加滤饼和随后的均化之后,测定在IOOrpm下的淤浆布鲁克菲尔德粘度。当布鲁克菲尔德粘度达到大约1000mPas的指定最大限度时停止滤饼的添加。此时已经添加了590克滤饼。上述增浓方法的产物是结合在一起形成稳定多孔球形聚集体的超细初级碳酸钙粒子的具有36.1%w/w固含量的水悬浮液。通过SEM图^f象测定产物的晶体结构。在上述方法中获得的产物的颜料数据作为实施例3列在表2中。该结果得出与实施例2中相同的评述。实施例4:本发明的方法,PCC生产(步骤A,选择硫酸镁和硫酸锌)和增浓(步骤B)在搅拌反应器中将150千克生石灰添加到1300升自来水中。在石灰添加之前,将水温调节至40。C。将生石灰在连续搅拌下消化25分钟,然后在100微米筛子上筛分12.8%w/w固含量的所得氢氧化钙淤浆("石灰乳")。将碳酸钙沉淀导入具有气体分散装置、用于将二氧化碳/空气气流引入叶轮的不锈钢碳化管和用于监测悬浮液的pH值和电导率的探针的配有充气搅拌器的1000升挡板式圆筒形不锈钢反应器中。将上述消化步骤中获得的700升氢氧化钧悬浮液添加到碳化反应器中,并将反应混合物的温度调节至2(TC的所需起始温度。在碳化开始之前,在石灰乳中添加30千克10%w/w硫酸镁(MgSO,7H20)水溶液。然后将搅拌器调节至1480rpm,并使26体积%二氧化碳在空气中的气体混合物以118NmVh(相当于每千克氢氧化钙在标准温度和压力下每分钟为19.7升)通过淤浆,由此将淤浆碳化。在碳化过程中,在整个碳化期间在反应混合物中连续加入100千克10%w/w硫酸锌水溶液(ZnS04.7H20)和30千克10%w/w硫酸水溶液。在1小时50分钟反应时间后达到完全碳化,并表现为电导率降至最小并伴随着pH值降至低于8.0的恒定值。在碳化过程中,由于放热反应过程中生成的热量,淤浆温度升高以产生58。C的最终淤浆温度。增浓步骤然后在以350升/小时加入脱水离心机(以4440rpm运行)中之前,在45微米筛子上篩分淤浆。在脱水离心机排出的增浓滤饼中,以连续方式添加作为分散助剂的4.75%w/w的40%w/w聚丙烯酸钠盐溶液。然后将该混合物在混合装置中再分散,并作为颜料的含水淤浆回收增浓产物。上述碳化和增浓步骤的产物是结合在一起形成稳定多孔球形聚集体的超细初级碳酸钓粒子的39%w/w固含量的水悬浮液。作为聚集体的成分的单晶具有直径20至50纳米且长径比1:2至1:10的针状粒子形状。由这些单晶形成的多孔聚集体表现出1至5微米的直径,其中平均直径为2微米。通过SEM图像测定产物的晶体结构。上述方法中获得的产物的颜料数据作为实施例4列在表2中。该结果得出与实施例2和3相同的评述。实施例5:本发明的方法,步骤A,选择硫酸镁和硫酸铝在搅拌反应器中将115千克生石灰添加到1000升自来水中。在石灰添加之前,将水温调节至40r。将生石灰在连续搅拌下消化25分钟,然后在100微米筛子上篩分12.7%w/w固含量的所得氢氧化钙淤浆("石灰乳")。将碳酸钙沉淀物导入具有气体分散装置、用于将二氧化碳/空气气流引入叶轮的不锈钢碳化管和用于监测悬浮液的pH值和电导率的探针的配有充气搅拌器的IOOO升挡板式圆筒形不锈钢反应器中。将上述消化步骤中获得的700升氢氧化钙悬浮液添加到碳化反应器中,并将反应混合物的温度调节至2(TC的所需起始温度。在碳化开始之前,在石灰乳中添加30千克10。/。w/w硫酸镁水溶液(MgS04,7H20)。然后将搅拌器调节至1480rpm,并使26体积%二氧化碳在空气中的气体混合物以118NmVh(相当于每千克氢氧化钙在标准温度和压力下每分钟为19.7升)通过淤浆,由此将淤浆碳化。在碳化过程中,在整个碳化期间在反应混合物中连续加入100千克10°/。w/w硫酸铝水溶液(A12(S04)3.18H20)和30千克10%w/w硫酸水溶液。在1小时48分钟反应时间后达到完全碳化,并表现为电导率降至最小并伴随着pH值降至低于8.0的恒定值。在碳化过程中,由于放热反应过程中生成的热量,淤浆温度升高以产生6rc的最终淤浆温度。然后在45微米筛子上筛分淤浆,并作为颜料的含水淤浆回收该产物。上述碳化步骤的产物是结合在一起形成稳定多孔球形聚集体的超细初级碳酸钓粒子的14.3%w/w固含量的水悬浮液。作为聚集体的成分的单晶以直径20至50纳米且长径比1:2至1:10的针状粒子形状为特征。由这些单晶形成的多孔聚集体表现出1至5微米的直径,其中平均直径为2微米。通过SEM图像测定产物的晶体结构。上述方法中获得的产物的颜料数据作为实施例5列在表2中。实施例6:本发明的方法,实施例5的产物的增浓(步骤B):在添加到热蒸发器中之前,在45微米篩子上筛分根据实施例5中所述的方法获得的10升沉淀碳酸钙淤浆。该蒸发器由配有搅拌器和用12(TC热合成油作为加热介质操作的双罩加热装置的圆筒形不锈钢容器构成。在蒸发之前,在沉淀碳酸钙淤浆中添加8.5%w/w的40%w/w聚丙烯酸钠盐溶液作为分散助剂,并混入。通过在所述实验室蒸发器中在大气压下在90至95。C的淤浆温度下蒸发,实现热增浓。当布鲁克菲尔德粘度达到大约1000mPas的指定最大限度时,停止蒸发。上述增浓方法的产物是结合在一起形成稳定多孔球形聚集体的超细初级碳酸钩粒子的35.5%w/w固含量的水悬浮液。通过SEM图像测定产物的晶体结构。在上述方法中获得的产物的颜料数据作为实施例6列在表2中。实施例7:本发明的方法,步骤A(选择硫酸镁和硫酸锌)在搅拌反应器中将115千克生石灰添加到IOOO升自来水中。在石灰添加之前,将水温调节至40。C。将生石灰在连续搅拌下消化25分钟,然后在100微米筛子上篩分12.5%w/w固含量的所得氩氧化钓淤浆("石灰乳")。将碳酸钙沉淀物导入具有气体分散装置、用于将二氧化碳/空气气流引入叶轮的不锈钢碳化管和用于监测悬浮液的pH值和电导率的探针的配有充气搅拌器的IOOO升挡板式圆筒形不锈钢反应器中。将上述消化步骤中获得的700升氢氧化钩悬浮液添加到碳化反应器中,并将反应混合物的温度调节至20X:的所需起始温度。在碳化开始之前,在石灰乳中添加30千克10。/。w/w硫酸镁水溶液(MgS04.7H20)。然后将搅拌器调节至1480rpm,并使26体积%二氧化碳在空气中的气体混合物以118NmVh(相当于每千克氢氧化钙在标准温度和压力下每分钟为19.7升)通过淤浆,由此将淤浆碳化。在碳化过程中,在整个碳化期间在反应混合物中连续加入100千克10%w/w石克酸锌水溶液(ZnS04.7H20)和30千克10%w/w石充酸7jc溶液。在1小时43分钟反应时间后达到完全碳化,并表现为电导率降至最小并伴随着pH值降至低于8.0的恒定值。在碳化过程中,由于放热反应过程中生成的热量,淤浆温度升高以产生62匸的最终淤浆温度。然后在45微米篩子上篩分淤浆,并作为颜料的含水淤浆回收该产物o上述碳化步骤的产物是结合在一起形成稳定多孔球形聚集体的超细初级碳酸钩粒子的具有13,7%w/w固含量的水悬浮液。作为聚集体的成分的单晶以直径20至50納米且长径比1:2至1:10的针状粒子形状为特征。由这些单晶形成的多孔聚集体表现出1至5微米的直径,其中平均直径为2微米。通过SEM图像测定产物的晶体结构。上述方法中获得的产物的颜料数据作为实施例7列在表2中。这些结果得出与实施例l相同的评述。实施例8:本发明的方法,实施例7的产物的增浓(步骤B)在添加到热蒸发器中之前,在45微米筛子上筛分根据实施例7中所述的方法获得的10升沉淀碳酸钓淤浆。该蒸发器由配有搅拌器和用120'C热合成油作为加热介质操作的双罩加热装置的圆筒形不锈钢容器构成。在蒸发之前,在沉淀碳酸钙淤浆中添加8.5%w/w的40%w/w聚丙烯酸钠盐溶液作为分散助剂,并混入。通过在所述实验室蒸发器中在大气压下在90至95'C的淤浆温度下蒸发,实现热增浓。当布鲁克菲尔德粘度达到大约1000mPas的指定最大限度时,停止蒸发。上述增浓方法的产物是结合在一起形成稳定多孔球形聚集体的超细初级碳酸钓粒子的具有36.7%w/w固含量的水悬浮液。通过SEM图像测定产物的晶体结构。在上述方法中获得的产物的颜料数据作为实施例8列在表2中。实施例9:本发明的方法,PCC生产(步骤A,选择硫酸镁和硫酸锌)和增浓(步骤B)在搅拌反应器中将115千克生石灰添加到IOOO升自来水中。在石灰添加之前,将水温调节至40。C。将生石灰在连续搅拌下消化25分钟,然后在IOO微米篩子上篩分13.5%w/w固含量的所得氩氧化钓淤浆("石灰乳")。将碳酸钙沉淀导入具有气体分散装置、用于将二氧化碳/空气气流引入叶轮的不锈钢碳化管和用于监测悬浮液的pH值和电导率的探针的配有充气搅拌器的iooo升挡板式圆筒形不锈钢反应器中。将上述消化步骤中获得的700升氢氧化钩悬浮液添加到碳化反应器中,并将反应混合物的温度调节至20。C的所需起始温度。在碳化开始之前,在石灰乳中添加30千克10%w/w硫酸镁(MgS04.7H20)水溶液。然后将搅拌器调节至1480rpm,并使26体积%二氧化碳在空气中的气体混合物以118Nm3/h(相当于每千克氢氧化钙在标准温度和压力下每分钟为19.7升)通过淤浆,由此将淤浆碳化。在碳化过程中,在整个碳化期间在反应混合物中连续加入100千克10%w/w硫酸锌水溶液(ZnS04.7H20)和30千克10%w/w石充酸水溶液。在1小时44分钟反应时间后达到完全碳化,并表现为电导率降至最小并伴随着pH值降至低于8.0的恒定值。在碳化过程中,由于放热反应过程中生成的热量,淤浆温度升高以产生56。C的最终淤浆温度。然后在45微米筛子上篩分淤浆。增浓步骤然后将篩过的淤浆以400升/小时的速率加入以4440rpm运4亍的脱水离心机中。在脱水离心机排出的增浓滤饼中,以连续方式添加作为分散助剂的6%w/w的40%w/w聚丙烯酸钠盐溶液。然后将该混合物在混合装置中再分散,并作为颜料的含水淤浆回收增浓产物。上述碳化和增浓步骤的产物是结合在一起形成稳定多孔球形聚集体的超细初级碳酸钓粒子的具有39.9%w/w固含量的水悬浮液。作为聚集体的成分的单晶具有直径20至50纳米且长径比1:2至1:10的针状粒子形状。由这些单晶形成的多孔聚集体表现出1至5微米的直径,其中平均直径为2微米。通过SEM图像测定产物的晶体结构。上述方法中获得的产物的颜料数据作为实施例9列在表2中。在表2中,使用Tristar3000分析器测量比表面积(SSA),使用HelosSympatec测量粒度分布(PSD),使用DatacolorElrepho3000Jerics测量亮度,使用MettlerToledoHB43Halogenbalance测量固含量,并使用布鲁克菲尔德DVII粘度计测量粘度,所有这些都根据生产商的推荐进行。表2:本发明的颜料和含颜料的淤浆的特性(所有都用阴离子型、阳离子型或组合分散剂增浓)<table>tableseeoriginaldocumentpage35</column></row><table>涂布试验在纸涂布淤浆中引入所选的本发明的上述产品并涂到纸上。基于实施例4、6和8的淤浆的涂布试验制备三种纸涂布淤浆,各自使用根据本发明制成的三种PCC淤浆之一,以及标准添加剂。EmoxTSC是来自Emsland-StaerkeGmbH的氧化土豆淀粉,BasoplastPR8172是来自BASF的粘合剂,CatiofastCS是来自BASF的Poly-Dadmac阳离子型添加剂,Lupamin6005是来自BASF的聚乙烯基曱酰胺。表3:涂料配制剂的组成(按份数计)<table>tableseeoriginaldocumentpage36</column></row><table>制备另外两种纸涂布淤浆,各自使用根据本发明制成的两种PCC淤浆之一,以及另外选择的标准添加剂(来自Clariant的Mowiol26-88、PrintofixCartafixVXT01和CartabondTS1)。表4:涂料配制剂的组成(按份数计)<table>tableseeoriginaldocumentpage37</column></row><table>然后使用JagenbergMSP在表6所列的条件下,将涂布淤浆1同时涂布在表5中所述的原纸的两面上。表5:使用涂布淤浆1涂布的原纸的特性<table>tableseeoriginaldocumentpage37</column></row><table>表6:使用涂布淤浆1在JagenbergMSP上的涂布才几条件<table>tableseeoriginaldocumentpage37</column></row><table>压延NIPS数1压延速度200tn/min压延压力65kN/m压延温度使用K-涂布机在表8所列的条件下,将涂布淤浆2、3、4和5涂布在表7所述的原纸的一面上。表7:使用涂布淤浆2、3、4和5涂布的原纸的特性克数89.2g/m2填料含量(otro)12.9%拉伸长度5.26km表面接触角OS(lcj)109.3表面接触角OS(10口)106.4黄化指数0S-18.3%表8:对于涂布淤浆2、3、4和5,在具有带槽棒的K-涂布机上的涂布机条件涂料施加重量8g/ra2涂料含湿量5%涂布过程中的涂料色温23。C纸张干燥条件在80'C下在实验室炉中干燥4分钟喷墨印刷试验使用在三种不同喷墨打印机,即EpsonStylusPhoto950、HPDeskjet5550和Canoni950上的印刷试验,与市场喷墨用纸相对地比较用本发明的颜料涂布的纸的喷墨适印性。设计印刷试验卡片以评估光密度,以及洇纸和渗色程度。HPBrightWhite和EpsonS041214纸作为多用途喷墨用纸出售。Zweckform2585和EpsonS041061纸祐j人为代表了高质量无光喷墨用纸,其提供比标准多用途喷墨用纸更高的印刷质量。使用GretagD186光密度计根据生产商所述的标准程序测量光密度。对于相同量的施加的油墨,光密度越高,涂层就越好地将染料保持在纸表面上。用涂布淤浆1涂布的纸使用涂布淤浆1在上述原纸上进行下列涂布试验(涂布试验l),其基于实施例4的PCC淤浆。使用来自ONLYSolutionGmbH的PapEye仪器根据生产商给出的标准程序测量在第一类型的印刷试验卡片上的渗色和洇纸。测得的值越低,渗色和洇纸越好。表9:与市售纸相比,用本发明的涂布颜料涂布的紙的光密度和渗色/洇纸结果打印机类型光密度Gretag-MacbethD186Epsonstylusphoto950黑100%黑80°/青色(c),100%品红(m)100%黄色(y),100%绿色,ciooy。蓝色,ml00%clOO%红色,yl00%ml00%渗色洇纸Zweckform25852.282.041.731.471.231.371.751.39300.4448.56EpsonS0410612.292.021.581.421.111.311.701.36304.52460.76HPBrightWhite1.921.711.311.261.081.151.431.16348,71539.46EpsonS0412141.581.390.971.020.890.891.110.93350.40532.80涂布试验11.991.781.201.321.121.151.461.27348.53519.42上表表明,用本发明的产品获得的光密度优于相当的多用途市售纸,并接近优异喷墨用纸的质量。用本发明的产品获得的渗色等于或差于其它同等的市售纸。用本发明的产品获得的洇纸差于其它市售纸。改进的光密度、渗色和洇纸证实纸涂层与竟争性的市售产品相比改进的吸收/吸附性能的平衡。此外,颜料结构不会不利地影响运行性能;由于观察到在MSP上较少的干燥积聚,因此实际上改进了运行性能。表10:与市售纸相比,用本发明的涂布颜料涂布的纸的光密度和渗色/洇纸结果<table>tableseeoriginaldocumentpage40</column></row><table>本发明的光密度结果优于相当的市售纸并在一些情况下优于更高质量的印刷纸。还观察到与相当的和一种更高质量的纸相比降低的渗色和类似的洇纸程度。颜料结构仍然不会不利地影响运行性能;由于在薄膜压机(filmpress)上几乎没有观察到干燥积聚,因此改进了运行性能。表ll:与市售纸相比,用本发明的涂布颜料涂布的纸的光密度和渗色/洇纸结果<table>tableseeoriginaldocumentpage40</column></row><table>本发明的光密度结果大致优于其它相当的市售纸的结果,并接近优质纸给出的值。观察到与相当的市售纸相比降低的渗色和类似的洇纸程度。用涂布淤浆2和3涂布的纸使用各自热增浓的铝和锌基PCC淤浆进行下列涂布试验。用涂布淤浆2和3涂布原纸分别产生下列涂布试验2和3结果。使用第二类试验卡片评测光密度、渗色和洇纸。使用来自QualityEngineeringAssociationInc.的PersonalIAS(图象分析系统)仪器,根据生产商给出的标准程序测量渗色和洇紙。测得的值越低,渗色和洇纸越好。表12:与市售纸相比,用本发明的涂布颜料涂布的纸的光密度和渗色/洇纸结果<table>tableseeoriginaldocumentpage41</column></row><table>上表表明用本发明的产品获得的光密度优于相当的市售纸,且有时甚至超过更高质量的纸。用本发明的产品获得的渗色比其它相当的市售纸差。用本发明的产品获得的洇纸低于其它相当的市售纸。纸亮度与市售纸相似。表13:与市售纸相比,用本发明的涂布颜料涂布的纸的光密度和渗色/洇纸结果打印机类型光密度Gretag-MacbethD186HPDeskjet5550黑100%黑80%青色(c),100%品红(m)100%黄色(y),100%绿色,cioo%yl00%蓝色,ml00%ciooy。红色,ml00%渗色泪纸Zweckform25852.081.160.981.001.461.201.841.38237.7263.94EpsonS0"0611.921.090.970.971.471.181.731.47193.6966.95HPBrightWhite2.351.241.021.011.391.171.591.33237.7272.59涂布试验22.751.321.041.041.441.331.881.34204.0169.55涂布试验32.641.391.101.141.491.311.921.40208.5672.59上表表明用本发明的产品获得的光密度不仅明显优于相当的市售纸,而且有时也优于更高质量的纸。用本发明的产品获得的渗色等于或差于其它相当的市售纸。用本发明的产品获得的洇纸低于或类似于其它相当的市售纸。纸亮度与市售纸相似。表14:与市售纸相比,用本发明的涂布颜料涂布的纸的光密度和渗色/洇纸结果打印机类型光密度Gretag-MacbethD186Ca謹i950黑100%黑80%青色(c),100%品红(m)100%黄色(y)'100%绿色,cl00%yl00%蓝色,ml00%cioo%红色,yl00%ml00%渗色洇纸Zweckform25852.071.202.301.741.711.582.311.85198.6359.64EpsonS0410612.061.172.061.801.661.421.821.68204.463.72HPBrightWhite1.721.031.731.581.491.261.581.46245.3290.74涂布试验22.061.171.912.001.751.561.941.89225.4272.14涂布试验32.101.201.932.031.771.601.981.91230.4678.07上表表明用本发明的产品获得的光密度优于相当的市售纸,且有时甚至超过更高质量的纸。用本发明的产品获得的渗色等于或差于其它相当的市售纸。用本发明的产品获得的洇纸低于其它相当的市售紙。纸亮度与市售纸相似。用涂布淤浆4和5涂布的纸使用热增浓的实施例6和8的铝和锌基PCC淤浆进行下列涂布试验。用涂布淤浆4和5涂布原纸分别产生下列涂布试验4和5结果。使用来自QualityEngineeringAssociationInc.的PersonalIAS(图象分析系统)仪器,根据生产商给出的标准程序测量渗色和洇紙。测得的值越低,渗色和洇纸越好。表15:与市售纸相比,用本发明的涂布颜料涂布的纸的光密度和渗色/洇纸结果<table>tableseeoriginaldocumentpage43</column></row><table>上表表明用本发明的产品获得的光密度优于相当的多用途市售纸,并接近优异喷墨用纸的质量。用本发明的产品获得的渗色等于或差于其它相当的市售纸。用本发明的产品获得的洇纸比其它市售纸差。改进的光密度、渗色和洇纸证实与竟争性的市售产品相比改进的吸收/吸附性能的平衡。表16:与市售纸相比,用本发明的涂布颜料涂布的纸的光密度和渗色/洇纸结果<table>tableseeoriginaldocumentpage44</column></row><table>本发明的光密度结果优于相当的市售纸以及更高质量的喷墨用纸。还观察到与相当的纸相比降低的渗色和提高的洇纸。表17:与市售纸相比,用本发明的涂布颜料涂布的纸的光密度和渗色/洇纸结果<table>tableseeoriginaldocumentpage44</column></row><table>本发明的光密度结果始终优于其它相当的市售纸,并接近优质纸得出的值。观察到与相当的纸相比降低的渗色和类似的洇纸程度。本发明还包括上述描述的技术同等物,以及本领域技术人员在阅读本申请时容易想到的选项。权利要求1.一种用于提供可用于喷墨印刷用途的PCC的方法,-其为如下类型的方法,根据该方法,首先通过将生石灰(CaO)与水在搅拌反应器或搅拌槽中混合来制备氢氧化钙淤浆(“消化”),然后筛分该氢氧化钙淤浆,例如在100微米筛子上,从而去除任何残留杂质和/或非反应性的未烧石灰,然后将筛过的淤浆引向配有搅拌器的不锈钢反应器;调节温度,通常至10至70℃,随后将淤浆引向碳化反应器或槽,在此使含二氧化碳的气体鼓泡经过淤浆,在电导率和pH值适当时,通常在电导率达到最小值且pH值降至低于8时,该淤浆离开碳化槽,在筛子上,例如在45微米筛子上去除粗粒,从而使该淤浆只含本发明的超细PCC附聚物,-其特征在于方法步骤的实施包括如下步骤A第一步骤,PCC的生产A1-以在沉淀过程中每千克氢氧化钙在标准温度和压力下每分钟为低于30升的碳化气体流速来进行碳化步骤。2.根据权利要求1的方法,其特征在于A2-通过硫酸镁和第II和/或第III族金属疏酸盐的组合来处理在所述残留杂质和/或非反应性的未烧石灰的所述分离之后离开所述不锈钢反应器的氢氧化钾淤浆,-最优选地在酸的存在下进行,-所述酸最优选地为疏酸,-直至获得浓度为5至25%固含量,优选15至20%固含量的稳定多孔附聚物/聚集体("前体")。3.根据权利要求1或2的方法,其特征在于A3-首先通过将生石灰与水在搅拌反应器或搅拌槽中以1:3至1:20,优选1:5至1:12,最优选1:7至1:10的Ca0:水重量比混合来制备所述氢氧化钾淤浆("消化")。4.根据权利要求1至3任一项的方法,其特征在于A4-在将淤浆引向碳化反应器或槽中之前,将温度优选调节至15至5G。C,最优选15至30°C。5.根据权利要求1至4任一项的方法,其特征在于步骤A之后进行下面的步骤,步骤B:B该"前体"的增浓上述"步骤A"之后的脱水/再分散步骤-在不明显破坏聚集体/附聚物的足够温和或轻柔的条件下,将在步骤A的过程中生产的PCC增浓,-用阳离子型、阴离子型或组合分散剂进行,-并且控制添加的分散剂的量以便刚好涂布前体的PCC附聚物/聚集体,这个量相当于在淤浆粘度升高之前添加的量,-直至达到25至60重量%,优选35至50重量%,最优选39至40重量%固含量的浓度。6.根据权利要求1至5任一项的方法,其特征在于在步骤A中,应用下列参数中的至少之一-碳化气体流速优选选择为在沉淀过程中每千克氢氧化钙在标准温度和压力下每分钟为1至30,优选10至20,最优选大约19.7升,-所述碳化气体是C02或0)2与一种或多种其它气体如空气和/或氮气的混合物,-氢氧化钙的淤浆最优选地用硫酸镁和硫酸铝的组合进行处理,一或用硫酸镁和硫酸锌的组合进行处理。7.根据权利要求1至6任一项的方法,其特征在于在步骤A中,应用下列参数中的至少之一-可以在硫酸镁和硫酸铝的组合中添加石充酸锌,-可以在硫酸镁和硫酸锌的组合中添加石克酸铝,-硫酸镁的添加最优选在碳化之前进行,-在次优选的选项中,可以在添加其它硫酸盐之前或在该添加过程中添加硫酸镁,-在次优选的选项中,可以在碳化过程中与硫酸铝和/或硫酸锌一起添加硫酸镁,-可以在碳化过程中或在碳化开始时添加硫酸镁,-硫酸铝和/或硫酸锌的添加在碳化过程中进行,-酸,即硫酸,最优选为10重量%&304溶液形式,其添加在碳化开始时进行,_最优选地,H2S04的添加与石克酸铝或石克酸锌的添加同时进行,-在所有上述选项中,除了硫酸铝和/或硫酸锌外,或作为硫酸铝和/或硫酸锌的替代物,可以添加第II和/或III族的硫酸盐,-碳化槽的温度据观察升至40至8Q'C,优选升至50至6Q。C,最优选升至56至57t:,-当离开碳化槽的材料的布鲁克菲尔德粘度足够低,即在100rpm下低于100mPas时,在45微米网筛上进行残留杂质和/或非反应性的未烧石灰的去除,-最终淤浆产品基本上由稳定多孔附聚物/聚集体构成。8.根据权利要求1至7任一项的方法,其特征在于在步骤B中,-"温和或轻柔的条件"是指将附聚物/聚集体的解附聚/解聚集保持至最小,从而不"明显破坏"所述附聚物/聚集体,也就是说,在增浓步骤的过程中-表面积的增加被限制为小于50%,优选小于25%,和/或-小于2微米的粒子的比例的增加被限制为小于50%,优选小于25%,最优选小于10%,和/或-平均聚集体直径的降低被限制为小于50%,优选小于20%,最优选小于15%,其4吏用HelosSympatec装置测量,-"解附聚/解聚集"是指通过本发明特定方法在步骤A结束时获得的附聚物/聚集体被碎裂,-该增浓步骤可以以固/液悬浮液的任何热或机械分离技术的形式来进行,只要步骤A中获得的聚集体/附聚物("前体,,)足够稳定且不会被所述技术"明显破坏"。9.根据权利要求5至8任一项的方法,其特征在于-该增浓在离心机、或加压过滤器,或通过真空过滤或通过热增浓,在阳离子型、阴离子型或组合分散剂存在下进行,-并且其特征在于最终淤浆浓度为大约39至40重量%固含量。10.根据权利要求5至9任一项的方法,其特征在于-该增浓产生滤饼,例如通过在加压过滤器中或在离心机中或通过真空过滤增浓,并且,在这种情况下一浓缩的材料任选地用水洗涤,-进行再分散,-直至最终材料基本上由与权利要求1至4的步骤A中获得的那些相同或非常相似的稳定多孔附聚物/聚集体构成为止,-该增浓可以在热蒸发步骤中进行,其中最终材料基本上保持为在权利要求1至4的步骤A中获得的稳定多孔附聚物/聚集体的形式。11.根据权利要求5至9任一项的方法,其特征在于-部分或所有前体的增浓产生干产物,并且,在这种情况下-进行再分散,-直至最终材料基本上由与权利要求1至4的步骤A中获得的那些相同或非常相似的稳定多孔附聚物/聚集体构成为止。12.根据权利要求5至11任一项的方法,其特征在于在含有在权利要求1至4任一项中(步骤A)获得的颜料的淤浆中添加相对于干燥碳酸铜大约5至9%w/w的40%聚丙烯酸钠盐溶液(相当于基于千燥碳酸钙的大约1.5至3.5重量%的干燥聚丙烯酸)作为分散剂。13.根据权利要求5至12任一项的方法,其特征在于最终淤浆浓度部分或完全地通过在步骤B过程中添加一种或多种附加颜料或颜料淤浆来获得。14.稳定多孔PCC聚集体/附聚物,其特征在于它们已根据权利要求1至13任一项获得。15.稳定多孔PCC聚集体/附聚物,其特征在于它们以下列性质为特征-30至100平方米/克,优选50至80平方米/克的比表面积,和/或-1至5微米的平均聚集体直径,其中平均直径为2微米,和/或-小于20%,优选小于15%的小于2微米的细粒的比例(在HelosSympatec上观'J量),和/或-20至50纳米的针状粒子的初级粒子尺寸,其长径比为1:2至1:10,和/或-在步骤A结束时5至25重量%,优选15至20重量%的固含量,和在步骤B结束时25至60、优选35至50%的固含量,特别是39至40%的固含量。16.新型颜料,其特征在于它们包含根据权利要求14或15的稳定多孔PCC聚集体/附聚物。17.新型颜料或PCC淤浆,其特征在于它们包含根据权利要求14或15的稳定多孔PCC聚集体/附聚物。18.根据权利要求17的新型颜料或PCC淤浆,其特征在于它们的固体浓度按重量计为-在步骤A结束时的"前体"形式时,5至25%,优选15至20%固含量,-在最终增浓的PCC形式(步骤B)时,25至60%,优选35至50%,特别是39至40%固含量。19.用于造纸工业的涂料配制剂,其特征在于它们包含根据权利要求16至18任一项的新型PCC聚集体/附聚物、新型颜料和/或新型淤浆。20.根据权利要求19的涂料配制剂,其特征在于其所含的PCC淤浆以下列性质为特征-25至60重量%,优选35至50重量%,特别是39至40重量%的固含量,和/或-高比表面积PCC,其比表面积为30至100平方米/克,优选50至8G平方米/克。21.根据权利要求19或20任一项的涂料配制剂用于喷墨用纸的涂布的用途。22.根据权利要求19或20任一项的涂料配制剂用于"多用途"喷墨用纸或专业高质量纸的涂布的用途。23.喷墨用纸,即"多用途"喷墨用纸或专业高质量纸,其特征在于其至少通过根据权利要求19或20的涂料组合物进行涂布。全文摘要本发明涉及新颖独创的PCC颜料,其能够用在纸涂料配制剂中以生产涂布的“多用途”纸,特别是用于喷墨用途,该纸的印刷质量与高分辨商业纸相同或相当相似,同时保持降低的纸生产及生产成本。所述颜料如下获得使用降低流速的CO<sub>2</sub>/空气进行碳化法,这产生具有非常特定的结构和独特性质的PCC多孔附聚物,然后进行增浓步骤,其产生基本相同但具有更高的适当固含量的附聚物。文档编号C09C1/02GK101218308SQ200680012755公开日2008年7月9日申请日期2006年3月29日优先权日2005年4月11日发明者M·克斯贝格尔,M·波尔申请人:Omya发展股份公司
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