磷酸铝、多磷酸铝和偏磷酸铝颗粒在纸张涂层应用中的用途制造技术

本发明专利技术提供用于纸张的涂布组合物，其包括磷酸铝、偏磷酸铝、正磷酸铝和/或多磷酸铝颜料。本发明专利技术还记载了制造和应用该组合物的方法，以及利用该涂布组合物制造纸张的方法。

【技术实现步骤摘要】
磷酸铝、多磷酸铝和偏磷酸铝颗粒在纸张涂层应用中的用途本申请是申请日为2010年2月10日，申请号为201080012630.0，名称为“磷酸铝、多磷酸铝和偏磷酸铝颗粒在纸张涂层应用中的用途”的中国专利技术专利申请的分案申请。本申请要求于2009年2月10日提交的美国专利申请第61/151,427号的优先权，其在此通过全文引用并入本专利技术。专利
本专利技术提供经涂布的纸，包括经高膨松涂布的纸，包括在原纸的至少一侧的涂布组合物，其中该涂布组合物包括磷酸铝、偏磷酸铝、正磷酸铝和/或多磷酸铝颗粒。也记载了制造和应用该经涂布的纸和涂布组合物的方法。专利技术背景经涂布的纸用于广泛的产品，包括包装、板加工印刷纸、小册子、杂志、目录和传单。这种经涂布的纸要求具有一定的特性，包括亮度、不透明度和薄片光泽度，以及印刷性能。经涂布的纸和涂布组合物的实例描述在美国专利Nos7,425,246；7,407,700；7,160,419；7,435,483和7,201,826中，所有他们的整体内容并入作为参考。涂布组合物通常通过与结合剂和其他可选成分一起形成颜料物质颗粒的流体水混悬液而制备。涂布可以通过各种涂布装置方便地应用于制备经涂布的纸。用于涂布组合物的颜料包括二氧化钛、沸石及其他。不过，二氧化钛已知是制造成本昂贵的颜料。持续的需要具有改进特性的经涂布的纸和经济有效的涂布组合物。专利技术概述本专利技术提供经涂布的纸，其在原纸的至少一侧包括涂布组合物，其中该涂布组合物包括磷酸铝、偏磷酸铝、正磷酸铝和/或多磷酸铝颗粒。在某些实施方式中，磷酸铝组合物可用于涂刷纸张以生产一种相对于现有未涂布或经涂布的纸具有改进特性的经涂布的纸。在某些实施方式中，本专利技术提供更膨松的经涂布的纸。一方面提供制备高膨松的经涂布的纸的方法，与常规制备的相同重量的经涂布的纸相比，涂层构成总厚度的低比例和原纸构成总厚度的高比例。该方法包括使用供给高百分比(即超过50％，和优选地在55至75％的范围内，目标在60至65％)的机械纸浆，或本领域已知的其他相似的纸浆的步骤，应用该供给于配备了例如缝形成机的二股线造纸机器，用含有磷酸铝颜料的涂料涂布纸，在一个实施方式中，以每100份涂层颜料4或更多份，或者7或更多份的浓度涂布，以及以低于常规超压光负载压光该经涂布的纸。在一个实施方式中，本专利技术提供轻质级经涂布的纸，例如超轻质经涂布的纸。在某些实施例中，该涂布组合物进一步包括溶剂、一种或多种添加剂和可选择的一种或多种另外的颜料，例如碳酸钙，包括重质碳酸钙(GCC)、沉淀碳酸钙(PCC)、煅烧高岭土、含水的高岭土、千层状瓷土、高岭土、滑石、云母、白云石、二氧化硅、硅酸盐、沸石、石膏、缎光白、钛白、二氧化钛、硫酸钙、重晶石粉或酸酸钡、氢氧化铝、塑料颜料，及其组合。合适的添加剂，例如，可选自结合剂、润滑剂、分散剂、平整剂、消泡剂、润湿剂、光学增亮剂、抗微生物剂、交联剂、水份保留助剂、粘度调节剂或增稠剂，及其组合。在某些实施方式中，溶剂是水。通常，存在于本专利技术所述的涂布组合物中的磷酸铝、偏磷酸铝、正磷酸铝和/或多磷酸铝颜料的数量可以根据在最终经涂布的纸产品中所期望的特性有很大变化。在某些实施方式中，本专利技术提供的磷酸铝、偏磷酸铝、正磷酸铝和/或多磷酸铝颜料以大于涂布组合物中固体总重的大约1％、3％、5％、7％、10％、12％、15％、20％、25％、30％、40％或50％的量用于组合物中。在某些实施方式中，本专利技术所述的涂布组合物是含水组合物。本专利技术提供的经涂布的纸适合于各种印刷应用，包括Giclee印刷彩色复印、静电印刷、丝网印刷、凹版印刷、染料升华、柔性版印刷、喷墨印刷、摄影、胶版印刷，包括轮转胶版印刷、电子照相印刷、用于热转移记录的影像录制纸、喷墨记录，和其他应用。一方面，本专利技术提供包括磷酸铝组合物的喷墨纸和数码印刷纸。另一方面，本专利技术提供涂布的挂面纸板，用于直接交付柔性版印刷，以防止污染并改进图像逼真度，其包括磷酸铝组合物。在某些实施方式中，磷酸铝组合物在本应用中与包括本领域已知的其他颜料的组合物结合使用。另一方面，本专利技术提供一种超轻质涂布的出版纸。再一方面，本专利技术提供包括磷酸铝组合物的凹版印刷纸。本专利技术提供的经涂布的纸具有改进的特性，包括改进的光泽度、平滑度、不透明度和/或亮度。在某些实施方式中，在75°通过TAPPI测试法T480om-92测量，本专利技术提供的经涂布的纸具有的涂布光泽度等于或大于20％。在某些实施方式中，使用用于Parker印刷表面的TAPPI测试法：T555om-99测量，本专利技术提供的经涂布的纸具有低于5.0、4.0、3.0、2.0或1.0的平滑度。在某些实施方式中，使用TAPPI测试法T425om-91测量，该经涂布的纸具有大于80％的不透明度。在某些实施方式中，使用TAPPI测试法T452om92测量，该经涂布的纸具有亮度大于大约70％、73％、75％、77％、80％、85％或90％的GE亮度。一方面，用于本专利技术提供的经涂布的纸的磷酸铝组合物与二氧化硅和/或其他特定颜料相比具有改进的流变学。在某些实施方式中，磷酸铝组合物提高涂布机流动性和/或改进干燥中的能量消耗。在其他实施方式中，磷酸铝组合物是水浆液形式，与现有组合物相比具有更高的固体百分比和良好的剪切变稀流变学。因而，由于与具有更低的干燥成本和减少的印刷污点的现有组合物相比具有更高的固体涂层百分比，本专利技术提供的磷酸铝组合物导致更快的机上干燥速率。在某些实施方式中，磷酸铝组合物具有增强的机上涂布运行能力，因此与现有组合物相比具有增强的生产率。在其他实施方式中，磷酸铝组合物具有低艾勒内尔(Einlehner)磨损，其导致减少的工艺设备磨损，和通过夹钳条没有金属标记留在纸上。在一个实施方式中，本专利技术的磷酸铝组合物包括比现有组合物更高的固体成分。在另一个实施方式中，本专利技术提供的磷酸铝组合物具有较低的堆积密度。在另一个实施方式中，与现有组合物相比，本专利技术提供的磷酸铝组合物涂布的纸张基本上无尘，对四种颜色青色、洋红色、黄色、黑色(CMYK)喷墨印刷具有改进的光学/反射密度，具有窄的粒径分布几乎没有细粉，和/或在抄纸机试验中具有改进的第一通过保留时间。在另一个实施方式中，本专利技术提供的磷酸铝组合物可能由于内孔隙体积产生较轻的涂层重量。在某些实施方式中，本专利技术提供的磷酸铝组合物具有改进的墨印刷密度，改进的在印刷纸中的吸墨性和/或改进的不透明度。在一个实施方式中，本专利技术提供的磷酸铝组合物在应用期间具有较少的浸泡和减少打磨原纸，产生更光滑的经涂布的纸。在另一个实施方式中，本专利技术提供的磷酸铝组合物允许更高的工作速度和更高的生产率。在另一个实施方式中，本专利技术提供的磷酸铝组合物具有在高速造纸机上涂布的能力，而不是仅仅在低速的机下涂布线，其减少废物和成本。在一个实施方式中，本专利技术提供的磷酸铝组合物可在新闻纸中作为填充剂以防止印透，和在特殊技术纸例如防变色、气体过滤、过滤纸和吸附纸中作为填充剂。在另一个实施方式中，本专利技术提供的磷酸铝组合物在结合浮选清洗系统中用作微粒助留剂、脱墨助剂，或在回收挂面纸板中用作摩擦系数(COF)控制助剂。附图的简要说明图1提供包括磷酸铝颜料和二氧化钛颜料的涂布组合物在100RPM的低剪切粘度比较。图2提供包括磷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种涂布组合物，其中该涂布组合物包括无定形磷酸铝或多磷酸铝颜料和添加剂。

【技术特征摘要】
2009.02.10 US 61/151,4271.一种涂布组合物，其中该涂布组合物包括无定形磷酸铝或多磷酸铝颜料和添加剂。2.如权利要求1所述的涂布组合物，其中添加剂选自结合剂、润滑剂、分散剂、平整剂、消泡剂、润湿剂、光学增亮剂、抗微生物剂、交联剂、水份保留助剂、粘度调节剂、增稠剂及其组合。3.如权利要求1所述的涂布组合物，其中颜料的存在数量大于基于组合物中固体总重的大约1％、3％、5％、10％、12％、15％、20％、30％或50％，且颜料具有在1.95和2.50克每立方厘米之间的骨架密度且磷与铝的摩尔比为1。4.如权利要求1所述的涂布组合物，其中颜料包括每颗粒1至4个封闭孔隙。5.如权利要求1所述的涂布组合物，其中颜料的特征在于颗粒大小分布在大约0.1到大约5微米之间。6.涂布有权利要求1-5中任一项所述的涂布组合物的经涂布的纸，其中该经涂布的纸选自涂布的彩色复印纸、涂布的静电印刷...

【专利技术属性】
技术研发人员：费尔南多·伽伦贝克，查尔斯·P·克拉斯，
申请(专利权)人：鲍吉肥料公司，金边大学，
类型：发明
国别省市：巴西,BR