喷墨记录纸制造技术

本发明专利技术公开了制备沉淀碳酸钙（ＰＣＣ）的方法和产品，以及加入了该沉淀碳酸钙的喷墨记录纸。将沉淀碳酸钙在两性和／或阴离子分散剂的存在下脱水和粉碎，由此制得高固含量的ＰＣＣ组合物。当用于涂料配方时，该ＰＣＣ具有增强喷墨纸适印性的表面形态和化学性。加入了本发明专利技术的ＰＣＣ的喷墨记录纸具有降低的油墨洇纸性和扩展性，以及改进的光密度，干燥时间，和耐水性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利
本专利技术涉及用于喷墨记录介质的磨碎的和/或粉碎的沉淀碳酸钙(PCC)颜料。另外，本专利技术涉及加入了该颜料以赋予增强的印刷质量的喷墨记录纸。本专利技术还涉及制备PCC的方法及其用于喷墨记录纸的应用。依据本专利技术的方法制得的PCC颗粒也用作纸张中的填料，用作用于涂料配方的颜料，用作用于油漆的颜料，用作聚合物中的抗冲改性剂，以及用于食品，营养品，化妆品和制药工业。专利技术背景热喷墨工艺通过加热小室中的小体积油墨用对准记录纸的喷嘴将稀释的水性油墨施加到纸张表面上。加热的小体积油墨快速达到其沸点，形成的蒸汽泡驱动纸张上的液体油墨微滴，其中微滴形成在片材上形成字符或图像的点阵中的单个点。该工序需要油墨固体含量低和具有低沸点组分，使得其能够快速地沸腾而不留下会妨害加热元件和阻塞喷嘴的残留物。因此，高达约96wt％的喷墨打印机油墨为水与低分子量二醇的混合物。虽然这种油墨加热时快速地沸腾，由此确保了快速印刷，并且不易阻塞，但是其导致施用的油墨非常容易流动和干燥缓慢。因此，只由当油墨颜料或染料保留在纸张外表面上或附近，且不会从将其施用到的位置上扩展或移动时，才可以获得良好的印刷质量。另外重要的是，快速干燥，由此防止颜料的拖尾。在并未装有加热元件的打印机中，油墨的水和二醇组分必须渗入纸张体中，用于适当地干燥表面上的颜料。如果当渗入纸张时显色相与液相带入纸张中时，或者如果颜料跨过纸张表面迁移时，获得的印刷品或图像质量将较差。另外，如果印刷表面变湿或者用荧光记号笔(highlighter)将其-->标记时，并非持久地固定在纸张上的干燥油墨颜料将玷污或流动。因此，为了获得优化特性，干燥油墨应当具有极佳的耐水和耐荧光记号笔牢度的性能。多用途办公纸通常提供不足的或差的喷墨印刷质量。当采用伴随的叠加油墨应用进行多色彩印刷时，尤其如此。在当印刷头移向右侧时以一种顺序并且当印刷头移向左侧时以颠倒顺序施加色彩的打印机中，复合了差的印刷质量。多用途办公纸经常使颜料渗入纸张中，导致降低的印刷图像光密度，和纸张反面上增强的透视性。高度上胶的多用途办公纸防止了液体渗透，导致更高的油墨光密度，但是也导致过量的洇纸性(导致“模糊”图象的油墨芯吸效应)和扩展性(印刷面积的生长或加宽)。一种改进喷墨印刷质量的方法是，将材料施加到纸张表面，使得油墨颜料粘合于表面，但是能使水/二醇液相进入纸张体中，这样加速了干燥。但是，油墨颜料通常为不饱和的或芳族有机化合物，并且如果表面材料与颜料相互作用过强时，可能破坏油墨的颜色。因此，必须获得防止油墨颜料渗透纸张，但是相互作用不会过强以至于影响颜料和导致颜色破坏的表面材料。其它方法已使用带正电荷的颜料，其中认为其应对喷墨染料具有较大相互作用性。但是，通常固体浓度低，为约10％-约20％，并且因此由于低固体含量而存在应用局限性，如降低的产率和/或较低的涂覆速度。本专利技术提供一种加入到用于喷墨印刷的涂料配方中时具有良好光密度和图像质量的，和由此改进印刷图像的整体质量的颜料。专利技术概述本专利技术提供了一种加入了沉淀碳酸钙(PCC)的喷墨记录纸。该PCC通过首先将氧化钙与水混合以制得氢氧化钙浆料来制备。将柠檬酸与该氢氧化钙浆料混合并对该浆料碳酸化，由此制得PCC浆料。随后使PCC浆料脱水制得高固含量的PCC组合物。将该高固含量的PCC组合物用两性和/或阴离子分散剂处理，并随后粉碎该PCC组合-->物。任选地，可以在将分散剂加入高固含量的PCC组合物之前，同时，或之后加入柠檬酸。专利技术详述已制得了提供全色喷墨印刷质量的喷墨记录介质。沉淀碳酸钙(PCC)粒径，表面积，表面化学性，和聚集度的选择能使每个喷墨印刷特征独自得到调节和优化。制得了本专利技术的用于喷墨记录介质的PCC颜料，其中将氧化钙与水混合以制得氢氧化钙浆料。将氢氧化钙浆料与柠檬酸混合，其中柠檬酸可以以溶液或固体形式来供应。将二氧化碳引入氢氧化钙浆料中，直到氢氧化物浆料充分转化为沉淀碳酸钙(PCC)。使获得的PCC过筛和脱水，制得高固含量的PCC组合物。将两性和/或阴离子分散剂加入高固含量的PCC组合物中并且将其粉碎，由此制得用于喷墨涂料配方的磨碎的PCC颜料。PCC制备将氧化钙与水混合制得氢氧化钙浆料。调节氢氧化钙浆料温度为约10℃-约30℃。将柠檬酸以约0.25wt％-约1.5wt％制得的碳酸钙的浓度混入氢氧化钙浆料中。将二氧化碳加入氢氧化钙浆料中，直到氢氧化钙浆料充分转化为沉淀碳酸钙(PCC)浆料。转化可以进行约30分钟-约90分钟。将磷酸以约0.1wt％PCC-约0.8wt％PCC的浓度加入PCC浆料中，由此保持PCC产品的表面积。将PCC浆料过筛并脱水，由此制得约25wt％-约65wt％PCC固体的高固含量的PCC组合物。在研磨和/或粉碎之前，将高固含量的PCC组合物与两性和/或阴离子分散剂混合，混合比为活性分散剂相对于PCC为约1.0wt％-活性分散剂相对于PCC为约5.0wt％。为了获得期望的应用粘度，分散剂含量可以向上升高，活性分散剂相对于PCC为约8.0wt％-活性分散剂相对于PCC为约10.0wt％。另外，可以将各种本领域公知的表面活性剂(包括但并不限于2-氨基-2-甲基-1-丙醇，辛基苯酚聚乙氧基化物，和/或聚乙烯醇)加入脱水的高固含量的PCC组合物中，由此促进分散过程和获得期望的流变学。-->依据本专利技术制得的PCC浆料具有的比表面积为约40平方米每克(m2/g)-约70m2/g，和固体浓度为约10wt％-约15wt％PCC。随后将该PCC浆料过筛，脱水并在分散剂的存在下粉碎，由此获得高固含量的PCC组合物，该组合物具有本专利技术的高质量，低成本喷墨记录介质的特征。可以任选地在加入分散剂之前，同时，或之后加入表面活性剂。可以采用本领域公知的技术来进行脱水，所述技术包括但并不限于离心，压滤机如板框压力机，Larox压力机，Andritz压力机，带式压力机，管式压力机，真空，和/或其它公知的脱水技术。可以采用本领域公知的技术在湿法或干法研磨工艺中进行PCC的粉碎，该技术包括但并不限于常规球磨机，喷磨机，微磨机，Cowles型分散混合器，Kady磨，碰撞型磨机，砂和/或介质磨机。可以通过将浓缩的PCC浆料引入含有尺寸为约0.7mm-约0.9mm的玻璃介质的介质磨机中来进行粉碎。介质磨机装有机械搅拌，并且获得的PCC浆料的固体百分含量基于PCC与水的总重为约25-约65％。当对本专利技术的PCC进行介质研磨时，比表面积为约40平方米每克(m2/g)-约70m2/g。采用适当的轴杆以100转每分钟(rpm)的速度对本专利技术的PCC进行研磨，直到目标布氏粘度为约200厘泊(cps)-约2000cps。柠檬酸本专利技术的柠檬酸可以是任何公知的柠檬酸。与氢氧化钙浆料混合的柠檬酸用量，基于制得的PCC重量，为约0.25wt％-约1.5wt％。柠檬酸可以使用溶液和/或固体形式。两性分散剂本专利技术的两性分散剂可以选自丙烯酸与二烯丙基二甲基氯化铵(DMDAAC)的共聚物的钠盐。也可以为丙烯酸与二甲基氨基乙基丙烯酸酯的甲基氯化季铵(DMAEA：季铵)的共聚物的钠盐。也可以为丙烯酸(AA)和DMDAAC：季铵共聚物。适用于本专利技术的两性分散剂的平均分子量范围为约2000-约本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备用于喷墨记录纸的沉淀碳酸钙的方法，包括：ａ）将氧化钙与水混合以制得氢氧化钙浆料；ｂ）将柠檬酸与该氢氧化钙浆料混合；ｃ）将二氧化碳引入氢氧化钙浆料中以制得沉淀碳酸钙浆料；ｄ）将磷酸混入沉淀碳酸钙浆料中； ｅ）使沉淀碳酸钙浆料过筛和脱水；和ｆ）在两性和／或阴离子分散剂的存在下粉碎该沉淀碳酸钙以制得沉淀碳酸钙（ＰＣＣ）产品，该产品固体浓度为约２５ｗｔ％－约６５ｗｔ％，粘度为约２００厘泊－约２０００厘泊，和ＢＥＴ比表面积为约４０平 方米每克（ｍ↑［２］／ｇ）－约７０ｍ↑［２］／ｇ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2004-6-14 10/867,5351.一种制备用于喷墨记录纸的沉淀碳酸钙的方法，包括：a)将氧化钙与水混合以制得氢氧化钙浆料；b)将柠檬酸与该氢氧化钙浆料混合；c)将二氧化碳引入氢氧化钙浆料中以制得沉淀碳酸钙浆料；d)将磷酸混入沉淀碳酸钙浆料中；e)使沉淀碳酸钙浆料过筛和脱水；和f)在两性和/或阴离子分散剂的存在下粉碎该沉淀碳酸钙以制得沉淀碳酸钙(PCC)产品，该产品固体浓度为约25wt％-约65wt％，粘度为约200厘泊-约2000厘泊，和BET比表面积为约40平方米每克(m2/g)-约70m2/g。2.根据权利要求1的制备用于喷墨记录纸的沉淀碳酸钙的方法，其中加入氢氧化钙浆料中的柠檬酸的用量为PCC的约0.25wt％-约1.5wt％。3.根据权利要求1的制备用于喷墨记录纸的沉淀碳酸钙的方法，其中加入沉淀碳酸钙浆料中的磷酸的用量为PCC的约0.1wt％-约0.8wt％。4.根据权利要求1的制备用于喷墨记录纸的沉淀碳酸钙的方法，其中分散剂的分子量范围为约2000-约10000。5.根据权利要求1的制备用于喷墨记录纸的沉淀碳酸钙的方法，其中分散剂的分子量范围为约2000-约6000。6.根据权利要求1的制备用于喷墨记录纸的沉淀碳酸钙的方法，其中在两性分散剂的存在下粉碎PCC。7.根据权利要求6的制备用于喷墨记录纸的沉淀碳酸钙的方法，其中该两性分散剂选自丙烯酸与二烯丙基二甲基氯化铵(DMDAAC)的共聚物的钠盐，丙烯酸与二甲基氨基乙基丙烯酸酯的甲基氯化季铵(DMAEA：季铵)的共聚物的钠盐，丙烯酸(AA)和DMDAAC：季铵共聚物。8.根据权利要求1的制备用于喷墨记录纸的沉淀碳酸钙的方法，其中在阴离子分散剂的存在下粉碎PCC。9.根据权利要求8的制备用于喷墨记录纸的沉淀碳酸钙的方法，其中该阴离子分散剂选自聚丙烯酸钠，丙烯酸与马来酸的共聚物，和羧甲基纤维素。10.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：A苏珀卡，KJ罗斯，
申请(专利权)人：密执安特种矿石公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]