含水分散体形式的颜料组合物制造技术

本发明专利技术涉及含水分散体或浆料形式的颜料组合物，它包括：ａ）通过在含水溶胶内使二氧化硅、硅铝酸盐或其混合物的胶态初级颗粒聚集而形成的多孔聚集体，所述多孔聚集体的平均直径为约０．０３－约２５微米，和ｂ）其中至少一维方向的平均尺寸大于多孔聚集体的平均直径的增量剂颗粒，其中多孔聚集体与增量剂颗粒的重量比为约０．０１∶１到约３∶１。本发明专利技术进一步涉及其生产方法，用于涂布纸张或纸板的组合物，及其生产方法，和涂布纸张或纸板的方法和通过该方法获得的纸张或纸板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及颜料组合物及其生产方法，用于涂布纸张或者纸板的组合物及其生产方法，和涂布纸张或者纸板的方法和通过该方法获得的纸张或者纸板。喷墨打印机的开发导致需求适合于该目的的纸张。特别地，需要生产简单但仍能高质量喷墨打印的纸张。已经公开了使用各种涂料生产适合于喷墨打印的纸张。美国专利申请公布2002/0039639公开了将水溶性金属盐掺入到含有颜料和常规粘合剂的油墨接收层内。美国专利4554181公开了一种记录表面，它包括水溶性多价金属和阳离子聚合物的结合物。美国专利申请公布2004/0255820公开了用水溶性多价金属盐表面处理过的颜料。美国专利申请公布2005/0106317公开了制备喷墨记录材料的方法，该方法包括下述步骤形成至少一层含平均次级粒度(secondaryparticle size)为小于或等于500纳米的二氧化硅颗粒的多孔层，和涂布涂料溶液，用以制备含有无机颗粒的层，以便在多孔层上涂布的无机颗粒的固体含量为小于或等于0.33g/m2。美国专利6797347公开了一种喷墨纸张，它包括原纸和在其上的涂层，其中所述涂层含有用荷正电的络合物改性的无机颜料与粘合剂。荷正电的络合物含有多价金属离子和有机配体。美国专利申请公布2003/0099816公开了一种喷墨记录材料，它包括基底和透明的油墨接受层，所述油墨接受层包括粘合剂和通过分散无定形二氧化硅颗粒，并施加强的机械应力以分割颗粒而形成的多种颗粒。涉及涂布纸张的公开内容的其它实例是WO03/011981、WO01/53107、WO01/45956、EP947349、EP1120281和US5551975。本专利技术的目的是提供一种适合于涂布纸张或者纸板以供喷墨打印并能简单生产的颜料组合物。本专利技术的另一目的是提供一种涂料配方，它简单地施加在纸张或者纸板的表面上，使之适合于喷墨打印。本专利技术再一目的是提供生产简单适合于喷墨打印的纸张或者纸板，其。因此，本专利技术的一个方面涉及含水分散体形式的颜料组合物，它包括a)通过在含水溶胶内使二氧化硅、硅铝酸盐或其混合物的胶态初级颗粒聚集而形成的多孔聚集体，所述多孔聚集体的平均直径为约0.03微米-约25微米，b)其中至少一维方向的平均尺寸大于多孔聚集体的平均直径的增量剂颗粒，其中多孔聚集体与增量剂颗粒的重量比为约0.01∶1到约3∶1，优选约0.01∶1到约2∶1，最优选约0.05∶1到约1.5∶1。胶态初级颗粒的平均颗粒直径优选为约2纳米-约75纳米，最优选约3纳米-约50纳米。初级颗粒的表面积优选为约35m2/g-约1400m2/g，最优选约50m2/g-约1000m2/g。在一个实施方案中，表面积为最多约600m2/g，优选最多约450m2/g，最优选最多约300m2/g。初级颗粒的含水溶胶中干物质含量优选为约0.5wt％-约60wt％，最优选约1wt％-约50wt％。此处所使用的术语直径是指相当的球体直径。优选由碱金属硅酸盐的水溶液形成二氧化硅或者硅铝酸盐的胶态初级颗粒，其中通过离子交换方法，或者其中通过添加酸降低碱金属硅酸盐溶液的pH来除去碱金属离子。基于离子交换的方法将遵循在R.K.Iler，“The Chemistry of Silica”1979，第333-334页所述的基本原理并导致包括二氧化硅或者硅铝酸盐的荷正电或者荷负电的胶态颗粒的含水溶胶。基于碱金属硅酸盐pH下降的方法将遵循在例如美国专利5176891、5648055、5853616、5482693、6060523和6274112中所述的基本原理。尤其优选的溶胶包括二氧化硅的胶态初级颗粒，它可以用例如金属氧化物，例如铝、钛、铬、锆、硼或者任何其它合适的金属的氧化物表面改性或者可以不表面改性处理。合适的二氧化硅或者硅铝酸盐的胶态初级颗粒的含水溶胶以商品名LudoxTM、SnowtexTM、BindzilTM、NyacolTM、VinnsilTM或者FennosilTM商购。已发现，若允许二氧化硅或者硅铝酸盐干燥形成粉末，则通过分散这种粉末形成的溶胶具有不同于其中胶态颗粒从未干燥成粉末情况下的溶胶的性能，当通过离子交换或者pH下降由碱金属硅酸盐制备溶胶时就是这一情况。可采用任何合适的方法，例如在R.K.Iler，“The Chemistry ofSilica”1979，第364-407页中所述的那些方法，进行在溶胶内初级颗粒聚集形成多孔聚集体的分散体。可通过测量粘度并采用Einsteinand Mooney方程式追踪聚集度(参见，例如R.K.Iler，“The Chemistryof Silica”1979，第360-364页)。可作为独立的步骤或者在还包括增量剂颗粒的混合物内进行聚集。在一个实施方案中，混合阴离子溶胶(它包括荷负电的胶态初级颗粒)和阳离子溶胶(它包括荷正电的胶态初级颗粒)，从而导致由这两种溶胶形成初级颗粒的多孔聚集体。在另一实施方案中，优选选自二价、多价或者络合物盐中的盐加入到阴离子或阳离子溶胶中，也导致形成多孔聚集体。盐的实例是氯化铝、聚氯化铝、聚硫酸硅铝酸盐(poly aluminium silicatesulfate)、硫酸铝、碳酸锆、乙酸锆、碱金属硼酸盐及其混合物。在再一实施方案中，使用桥连物质，由初级颗粒形成聚集体。合适的桥连物质的实例是合成和天然聚电解质，例如CMC(羧甲基纤维素)、PAM(聚丙烯酰胺)、聚DADMAC(聚二烯丙基二甲基氯化铵)、聚烯丙基胺、多胺、淀粉、瓜耳胶及其混合物。也可使用包括一种、两种或者所有三种上述聚集方法的任何结合。由固有地得到至少一些孔隙的至少三种初级颗粒形成每一多孔聚集体。聚集体的平均粒径优选为约0.05-约10微米，最优选约0.1微米-约1.5微米。要理解，多孔聚集体的平均直径总是大于它们由其形成的初级颗粒的平均直径。增量剂颗粒可以具有各种几何形状，例如基本上薄片形状、棒状或者球形，其中至少一维方向的平均尺寸比平均直径或者多孔聚集体大，优选大约1.3-约500倍，最优选大约1.3-约200倍。增量剂颗粒优选是无机材料，例如天然或者合成矿物。有用的材料的实例是高岭土、绿土、滑块石、碳酸钙矿物、沉淀二氧化硅、凝胶类型的二氧化硅、热解法二氧化硅、沉淀碳酸钙及其混合物。优选多孔聚集体和增量剂颗粒具有相反的净电荷。因此，若多孔聚集体具有正的净电荷，则优选使用具有负的净电荷的增量剂颗粒，和反之亦然。优选至少一些多孔聚集体，例如约1-约100wt％，优选约5-约100wt％，最优选约30-约100wt％附着在增量剂颗粒上。全部颜料组合物的平均粒度优选为约0.5微米-约50微米，最优选约1微米-约25微米。整个组合物的比表面积优选为约35m2/g-约1000m2/g，最优选约50m2/g-约700m2/g。在一个实施方案中，比表面积为最多约600m2/g，优选最多约450m2/g，最优选最多约400m2/g。在组合物内多孔聚集体和增量剂颗粒的总含量优选约1wt％-约60wt％，最优选约5wt％-约50wt％，尤其最优选约10wt％-约50wt％。组合物可进一步包括其它添加剂，例如稳定剂或者来自原材料的残留杂质或者来自聚集的物质，例如盐和桥连剂。与聚集方法无关，组合物可包括至少一种水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含水分散体形式的颜料组合物，包括：ａ）通过在含水溶胶内使二氧化硅、硅铝酸盐或其混合物的胶态初级颗粒聚集而形成的多孔聚集体，所述多孔聚集体的平均直径为约０．０３－约２５微米，和ｂ）其中至少一维方向的平均尺寸大于多孔聚集体的平均直径的增量剂颗粒，其中多孔聚集体与增量剂颗粒的重量比为约０．０１∶１到约３∶１。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：KR安德松，J卡伦，E林德格林，
申请(专利权)人：阿克佐诺贝尔公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]