颜料组合物的制作方法

文档序号:3737612阅读:184来源:国知局

专利名称::颜料组合物的制作方法颜料组合物本发明涉及颜料组合物和其制备方法,其用途,涂布纸或纸板的方法以及涂布的纸或纸板。喷墨打印机的M导致了对适合于该用途的纸的需求。尤其是,亟需制备简单但仍能进行高质量喷墨打印的纸。已经公开了采用各种类型的涂料来制备适合于喷墨打印的纸。这些涂料的实例开在美国专利申请公开2002/0039639、2002/0164464、2003/0099816、2003/0224129、2004/0255820和2005/0106317中、美国专利4554181、5551975、6472013和6797347中以及WO03/011981、WO01/53107、WO01/45956、EP947349、EP1120281、EP1106373和EP1580019中。其它的实例包括美国专利6416626、5352503和6110601,它们公开了包含二氧化硅、聚乙二醇和诸如淀粉或聚乙烯醇的有机粘合剂的组合物。WO2006/049545、WO2006/049546和WO2006/049547中7^开了基于二氧化硅或硅酸盐的新一代涂料组合物。WO2006/049545公开了包含与填充剂粒子联合的胶态二氧化硅或硅铝酸盐的M組合物。WO2006/049546公开了包含与水溶性铝盐或阳离子型聚合物联合的二氧化硅或珪铝酸盐的^H"组合物。WO2006/049547公开了包含与水溶性铝盐或阳离子型聚合物联合的胶态二氧化硅或硅铝酸盐的涂料组合物,其可在没有任何有机涂料粘合剂的情况下l吏用。本发明的目的是提供适合于涂布用于喷墨打印的纸或纸板的颜料组合物,并且其容易地以高干物质含量制备。本发明的另一目的是提供一种涂料制剂,其容易地施涂于纸或纸^L^面,使其适合于喷墨打印。本发明的另一目的是提供容易制备的适合于喷墨打印的纸或纸板。已发现这些目的可通过本发明的颜料组合物实现。因此,本发明的一方面涉及一种舍水颜料组合物,优选为水*体的形式,包含聚亚烷基二醇和无机颜料粒子,该无机颜料粒子包含胶态二氧化硅或硅酸盐基粒子或其聚集体,其中聚亚烷基二醇构成组合物中有机材料总量的50至100wt%,优选60至100wt。/。或70至100wt%,并且组合物中胶态二氧化硅或硅酸盐基粒子或其聚集体与有机材料的重量比为1:3至30:1,优选1:1至20:1或1.5:1至10:1。已经发现聚亚烷基二醇的存在使得高浓度无机颜料粒子成为可能,使得可在单一涂布操作中在纸或纸板上施涂大量的颜料粒子。此外,可通过以不包含或仅包含少量的其它有机材料(尤其是有机涂料粘合剂)的颜料组合物涂布纸或纸板,获得优异的结果。因此,优选该颜料组合物基本上不含有机涂料粘合剂,或基于颜料粒子的总量包含少于20wt%、优选少于10wt%、最优选少于3wt。/。或少于1wt。/。的有机涂料粘合剂。这类有机涂料粘合剂的实例包括聚乙烯醇、任选改性的淀粉、树胶、蛋白质粘合剂(例如酪蛋白和大豆蛋白粘合剂)、胶乳(例如基于苯乙烯丁二烯、丙烯酸酯、醋酸乙烯酯、乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物、苯乙烯丙烯酸酯等)及其混合物。用在本文时,术语聚亚烷基二醇指氧化烯的聚合物,优选基本上不含其它共聚单体。优选的聚亚烷基二醇基本上不含取代基。聚亚烷基二醇在组合物中的量优选为约1至约50wt%,最优选约3至约25wt。/。。有用的聚亚烷基二醇包括聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇及其混合物,其中聚乙二醇是尤其优选的。聚亚烷基二醇的平均分子量Mw优选为约IOOO至约100000,最优选约5000至约75000。无机颜料粒子包含胶态二氧化硅或硅酸盐基粒子,优选为合成的和无定形的。已发现相对大量的胶态二氧化硅或硅酸盐基粒子与聚亚烷基二醇的组合为涂布的纸提供良好打印性能。颜料粒子,至少那些胶态二氧化硅或硅酸盐基粒子或其聚集体的颜料粒子,优选具有约0.005pm至约25|am,更优选约0.007pm至约15最优选约0.01pm至约10pm的平均直径。这些粒子优选具有约30m2/g至约600m2/g,更优选约30至约450m2/g,最优选约40m2/g至约400m2/g或约50m2/g至约300m2/g的表面积。組合物中颜料粒子的净表面电荷优选为正的,这样M体被认为主要是阳离子型的。用在本文时,术语直径指当量球体直径。在一个实施方案中,胶态粒子包含二氧化硅基粒子,优选为含水硅溶胶的形式。在另一实施方案中,胶态粒子包含珪酸盐基粒子,例如硅铝酸盐或硼硅酸盐(borosilicate),优选为含水溶胶的形式。胶态硼硅酸盐粒子和它们的制备方法的实例包括例如WO99/16708中描述的那些。也可以使用不同种类的胶态二氧化硅基粒子和硅酸盐基粒子的混合物或它们的聚集体。优选地,该组合物包含胶态(任选聚集的)二氧化硅或硅酸盐基初级粒子的含水溶胶作为胶态二氧化硅或硅酸盐基粒子或其聚集体的来源。初级粒子的表面积优选为约30m2/g至约600m2/g,更优选约30至约450m2/g,最优选约40m2/g至约400m2/g或约50m2/g至约300m2/g。初级粒子的含水溶胶的干物质含量优选为约0.5wt。/。至约70wt%,最优选约1wt。/。至约60wt%。胶态二氧化硅或硅酸盐基初级粒子优选从碱金属硅酸盐的水溶液形成,其中碱金属离子通过离子交换方法去除,或者碱金属硅酸盐溶液的pH已通过添加酸减小。基于离子交换的方法遵循R.K.Iler,"TheChemistryofSilica"1979,第333-334页中描述的基本原则,产生包含二氧化珪或硅酸盐基粒子的带负电或正电的胶态粒子的含水溶胶。基于减小碱金属硅酸盐pH的方法遵循美国专利5176891、5648055、5853616、5482693、6060523和6274112中描述的基本原则。所迷溶胶可以包含核心或表面可被改性或可未被改性的胶态二氧化硅初级粒子,例如以金属氧化物或其它金属盐改性,例如铝、钛、铬、锆、硼或任何其它适合金属的氧化物或其它盐。7适合的胶态二氧化硅或硅酸盐基初级粒子的含水溶胶可例如以商标LudoxTM、SnowtexTM、Bindzil⑧、NyacolTM、VinnsilTM或FennosilTM购得。与通过*例如沉淀二氧化硅、皿型二氧化硅或热解法二氧化硅的粉末形成的溶胶不同,通过离子交换或减小pHM金属硅酸盐制备的溶胶中的胶态粒子从未干燥至粉末,例如对于例如沉淀二氧化硅或凝胶类型二氧化硅的情况。已发现通过离子交换或减小pHM金属硅酸盐制备的溶胶,尤其是具有较小表面积的那些,使得颜料粒子对纸或纸板的粘附如此好以至于可以不使用有机涂料粘合剂。在组合物中颜料粒子包含胶态初级粒子的聚集体的情况下,这些初级粒子的平均颗粒直径优选为约5nm至约125nm,最优选约7nm至约100nm。胶态初级粒子优选为上文所述的含水溶胶形式。可采用任何适合的方法进行溶胶中初级粒子的聚集,以形成多孔聚集体的^ft体,例如R.K.Iler,"TheChemistryofSilica"1979,第364-407页中描述的那些方法。聚集程度可通过测量粘度并使用Einstein和Mooney方程(参见,例如R.K.Iler,"TheChemistryofSilica"1979,第360-364页)来监测。该聚集可作为单独的步骤进行,或者在还包含其它颜料粒子的混合物中进行。在一个实施方案中,混合阴离子溶胶(包含带负电的胶态初级粒子)和阳离子溶胶(包含带正电的胶态初级粒子),导致从这两种溶胶形成初,子的多孔聚集体。在另一实施方案中,将盐,优选选自二价、多价或复合盐的盐添加至阴离子或阳离子溶胶中,也导致多孔聚集体的形成。盐的实例为氯化铝、聚氯化铝、聚珪酸硫酸铝、硫酸铝、碳酸锆、醋酸锆、碱金属硼酸盐及其混合物。在又一实施方案中,使用桥接物质来从初级粒子形成聚集体。适合的桥接物质的实例为合成的和天然的聚电解质,例如CMC(羧曱基纤维素)、PAM(聚丙烯,)、聚DADMAC(聚二烯丙基二甲基氯化铵)、聚烯丙基胺、聚胺、淀粉、瓜尔胶及其混合物。也可以采用包括以上聚集方法的一种、两种或所有三种的任何组合。每个多孔聚集体从至少三个初级粒子形成,这自然而然地提供至少一些孔。聚集体的平均颗粒直径优选为约0.03至约25|um,更优选约0.05至约10^im,最优选约0.1pm至约5^im。可理解的是,多孔聚集体的平均直径总是大于形成它们的初级粒子的平均直径。聚集体的表面积通常基本上与初级粒子的相同。无机颜料粒子还可以包含一种或多种其它无机材料的粒子,例如高呤石类、绿土类、滑石类(talcites)、碳酸钓矿物类、沉淀碳酸钾、沉淀二氧化硅、凝胶型二氧化硅、热解法二氧化硅及其混合物的粒子。优选地,该无机颜料粒子包含前文描述的胶态二氧化硅或硅酸盐基粒子与上述其它无机粒子的组合。胶态二氧化硅或硅酸盐基粒子的含量(优选在通过离子交换或减小pH^J^金属硅酸盐制备的溶胶中)优选为干颜料粒子总量的约10至100wt%,最优选约30至约100wt。/。或约50至约100wt%。沉淀二氧化硅指含水介质中的最基本二氧化硅粒子凝结为疏松聚集体、回收、洗涤并干燥时形成的二氧化硅。沉淀二氧化珪可例如以商标TixosiPM购得。凝胶型二氧化硅指从二氧化硅凝胶形成的粒子(通常被描述为胶态二氧化硅的连续粒子的连贯刚性三维网络)。凝胶型二氧化硅可例如以商标SylojetTM购得。热解法二氧化硅指通过火焰水解法制备的二氧化硅。热解法二氧化硅可例如以商标CabosiFM和AerosiFM购得。组合物中无机颜料粒子的总含量优选为约1wt。/。至约80wt%,最优选约5wt%至约70wt%,尤其是最优选约10wt。/。至约60wt。/。或者约20或甚至约25至约60wt%。颜料组合物优选包含水溶性铝盐,按基于颜料粒子的A1203wt。/。计,其优选以约0.1wt。/。至10wt。/o的量存在,最优选约0.2wt。/。至约5wt%。任何含铝盐都可以使用,这些盐的实例包括氯化铝、聚氯化铝、聚硅酸硫酸铝、硫酸铝及其混合物。铝可以部分地或全部地存在于胶态二氧化硅或硅酸盐基粒子以及任选其它颜料粒子的表面上或者存在于7jC相中。水溶性铝盐的总含量可以源于存在于用来制备颜料组合物的阳离子铝改性的硅溶胶中的铝盐。但是,颜料组合物也可以包含其它的铝盐。颜料组合物优选包含阳离子型有机聚合物,优选具有约2000至约1000000的平均分子量,最优选约2000至约500000或约4000至约200000的平均分子量Mw。电荷密度优选为约0.2meq/g至约12m叫/g,最优选约0.3meq/g至约11meq/g或约0.5meq/g至约10meq/g。基于干颜料粒子的量,阳离子型有机聚合物优选在颜料M体中以约0.1wt。/o至约20wt%、更优选约0.3wtV。至约15wt%、最优选约0.4wt。/。至约10wt。/。的量存在。适合的阳离子型有机聚合物的实例包括合成的和天然的聚电解质,例如PAM(聚丙烯酰胺)、聚DADMAC(聚二埽丙基二甲基氯化铵)、聚烯丙基胺、聚胺、多糖及其混合物,优选在分子量和电荷密度方面满足前述要求。阳离子型聚合物可以部分地或全部地存在于胶态二氧化硅或硅酸盐基粒子以及任选其它颜料粒子的表面上或者存在于水相中。尤其优选的组合物包含如上所述的水溶性铝盐和/或如上所述的阳离子型聚合物。颜料组合物还可以包含其它的常用于纸涂布的添加剂,例如稳定剂、流变改性剂、荧光增白剂、润滑剂、不溶粘料、染料、施胶剂、粘合剂等,以及来自原材料的各种杂质。基于干物质含量,其它添加剂和可能的杂质的总量优选为0至约50wt%,更优选0至约30wt%。颜料组合物的总干物质含量优选为约2至约80wt%,最优选约10至约75wt。/o或约20或甚至30至约75wt%。上述颜料组合物优选至少一星期、最优选至少一月是贮存稳定的。该组合物可以直接用来涂布紙或纸板,或者用作制M有其它组分的涂料组合物的中间产物。已发现包含任选聚集的二氧化硅或硅酸盐基初级粒子的颜料粒子的组合物,其中任选聚集的二氧化硅或硅酸盐基初级粒子具有低表面积,优选450mVg以下,并且如前文所述通过离子交换或减小pH^^金属硅酸盐制备本发明还涉及制备上述颜料组合物的方法,包括将聚亚烷基二醇与包含无机颜料粒子的含水组合物混合,该无机颜料粒子包含胶态二氧化硅或硅酸盐基粒子,其中所述聚亚烷基二醇与含水组合物以获得这样的组合物的量混合其中聚亚烷基二醇构成组合物中有机材料总量的50至100wt%,优选60至100wt。/o或70至100wtVo,并且组合物中胶态二氧化硅或硅酸盐基粒子与有机材料的重量比为1:3至30:1,优选1:1至20:1或1.5:1至10:1。聚亚烷基二醇优选为基本上纯的形式,并优选添加至无机颜料粒子的水分1t体中,例如通过将固体粉末溶解到水M体中而进行,但也可以事先稀释或溶解到例如水中。包含水溶性铝盐和/或阳离子型有机聚合物的组合物优选通过将这些组分与胶态二氧化硅或硅酸盐基粒子的水a体混合,然后添加聚亚烷基二醇而获得,其中水*体例如为溶胶,水^t体任选地还包含本文所述的其它颜料粒子。胶态二氧化硅或硅酸盐粒子、水溶性铝盐和阳离子型聚合物优选以避免大量凝胶化或沉淀的方式混合。例如,可以混合铝盐和阳离子型聚合物形成其水溶液,然后可优选在搅拌下向其中加入胶体和任选其它颜料粒子的水^ft体,以确保在得到的^L体中的粒子总带净正电荷。在之前提到的WO2006/049546和WO2006/049547中也描述了多种适合于混合胶态二氧化硅或硅酸盐基粒子以及任选的其它颜料粒子与铝盐和阳离子型聚合物的方式。关于组分的适合和优选量以及种类,参考以上对颜料组合物的说明。本发明的一方面涉及可通过上述方法制备的含7jC颜料组合物。本发明还涉及上述颜料组合物涂布纸或纸板的用途。本发明还涉及制备涂布的纸或纸板的方法,包括将上述颜料组合物作为^f"施涂至纸幅或纸板幅的至少一面。所述涂料优选以足以产生基于纸或纸板幅每涂布面约0.4g/m2至约40g/m2、更优选约0.5g/m2至约40g/m2、最优选约1g/m2至约25g/m2的来ii自颜料组合物的无机颜料粒子的量使用。大多数情况下,紙或纸板的每涂布面施涂的涂料的干物质量优选为约0.7g/n^至约50g/m2,最优选约1.0g/m2至约30g/m2。该涂料优选施涂至紙或纸板的未涂面上,但是也可施涂在之前以相同或不同涂料组合物施涂的涂层上。优选不在本文所述涂料形成的涂层上施涂任何进一步的其它种类的涂料。行。任何一种情况下都可使用任何类型的涂布方法。涂布方法的实例包括刮涂、气刀刮涂、辊涂、幕涂、喷涂、施胶压榨涂布(例如薄膜压榨涂布)和流延涂布。在定量薄膜压榨涂布情况下,可使用各种辊和辊压,例如从约0.5至约8巴或从约1至约5巴施涂涂料后,干燥纸,在联机涂布的情况下,其优选在机器的干燥部完成。可采用任何干燥手段,例如红外辐射、热空气、加热滚筒,或其任意组合。然后紙可经历任何类型的常规处理,例如-牙光等。可使用不同的砑光压力以得到期望的表面平滑度,例如从约20kN/m或更低直至约700kN/m或更高,或从约50或从约100至约600kN/m。用在本文时,术语涂布指其中颜料净皮施涂至纸或纸M面的任何方法,因此不仅包括常规涂布,还包括其它方法,例如着色。待涂布的紙和纸板可从任何种类的纸浆制得,例如化学纸浆,如硫酸盐浆、亚硫酸盐浆和有机溶剂浆(organosolvepulps),机械纸浆如热发机械浆(TMP)、化学热磨机喊浆(CTMP)、精磨浆或磨木浆,可从基于原始或回收纤维的硬木和软木漂白或未漂白纸浆制得,或者从它们的任意组合制得。来自任何其它类型纸浆的紙和纸板也可根据本发明涂布。纸和纸板在内部可不同程度地施胶或不施胶,并且可以含有常用填充物,例如各种类型的粘土、碳酸钓、滑石等。克重可以在宽范围内变化,例如约40至约800g/m2或更大,或者约70至约300g/m2。关于颜料组合物的进一步的细节和实施方案,可参考以上对颜料组合物的说明。最后,本发明还涉及可通过上述方法获得的涂布的纸或纸板以及在至少一面上具有包含聚亚烷基二醇和无机颜料粒子的涂层的涂布的纸或纸板,所述无机颜料粒子包含胶态二氧化硅或硅酸盐基粒子或其聚集体,其中聚亚烷基二醇构成涂料中有机材料总量的约50至100%,优选60至100wt。/。或70至100wt%,并且組合物中胶态二氧化珪或硅酸盐J^:子或其聚集体与有机材料的重量比为1:3至30:1,优选1:1至20:1或1.5:1至10:1。这种纸或紙板优选包含基本上透明的或基本上不透明的层,该层包含来自所述涂料组合物的无机颜料粒子,该颜料粒子优选形成纳米结构。涂料的干物质量优选约0.5g/m2至约50g/m、最优选约1.0g/m2至约30g/m2。纸或纸板每涂布面的来自上述颜料组合物的无机颜料粒子的量优选为约0.7g/m2至约40g/m2,最优选约1g/m2至约25g/m2。优选在该层上未施涂有其它种类的涂料。已发现本发明的紙或紙板尤其适合于喷墨打印,产生低线模糊度和斑紋以及高色彩打印密度,但是也可有利地用于其它类型的打印方法,例如调色打印、柔性版印刷、凸版印刷、凹版印刷、胶板印刷和丝网印刷。表面^B^度ParkerPrintSurf(PPS)可以例如为约0.5至约10jtm,或约1至约5pm。尤其有利的是,这种良好性能可在仅仅施涂少量涂料而无需在纸或纸板上施涂多种不同的涂层的简单方式中得到。此外,所述颜料組合物的主要组分可从容易获得的原材料制备。在以下的实施例中对本发明进一步说明。除非另有说明,所有的份和百分比都指重量份和重量百分比。表述为phh的含量指在份lt/每百份干颜料粒子。实施例l:从来自EkaChemicals的硅溶胶Bindzi條80/50(阴离子硅溶胶,表面积约80mVg)与来自ImerysMineral的涂料高呤土粘土SPSTM的混合物制备干物质含量43.9%的颜料^5:体。分^1体中硅溶胶与粘土的干重比例为75/25。为了使颜料粒子阳离子化,将8.3pph的聚氯化铝(LocronTML,来自Clariant)和5.0pph的平均分子量Mw为4000的聚DADMAC(PolyquatTM40U05NV的40。/。聚合物溶液,来自Katpol)与颜料混合物混合在一起。所得到的分散体以下称为A。在没有添加任何有机粘合剂如淀粉、聚乙烯醇或胶乳情况下,制备了两种基于这种颜料组合物的涂料制剂。B.将颜料^t体A(见上文)稀释至3豸wtV。干物质含量。C将颜料^t体A用水稀释,然后添加31pph的来自Merck的平均分子量Mw为20000的聚乙二醇(PEG),以得到35wt。/o的干物质含量。PEG为100%粉末的形式,直接溶解到颜料^体中。采用来自芬兰DTPaperScience的连续实验室涂布机,该涂布机以10m/min的速度作为槽式施胶机(pondsizepress)运行,将两种涂料制剂施涂在原纸的一面。该原纸为弱施胶(lowsized)的高档纸,宽度30cm,基重为85g/m2。经it^胶机后,纸it^红外干燥器,然后是空气干燥器。在20。C下在50%RH中处理涂布纸,测定涂布重量。将该紙裁成A4大小的纸页,在三个不同的喷墨打印机上打印测试EpsonStylosC86、HF^deskjet5850和CanonTMip4000。采用带有7种颜色組合-青色、品红、黄色、绿色、红色、蓝色和黑色的打印图片来评价打印结果。采用分光光度计(Technidyne的ColorTouch2)测量打印颜色和未打印纸并计算色域体积(colourgamutvolume).采用CEI1^3*1)*色空间中的十二面体来近似色域体积,对颜色的测量给出十二面体的顶点(参见"i^f/^a汰5^#"",)^flf,'"M/cAfle/,.Zi股m似"m^ewo"汰eco/o"fGa附"f/"狄g/V/wftVig/Vw柳-Fw/M/fl附e"to/s(^伊才法中悉誠时Jt妖祭迷-^t^理入PrF-"/wW#"袭,2"7半5^")。结果显示在下表中,其中可看出涂料制剂c给出最好的总体色域。制剂涂布重量,色域体积色域体积色域体积g/m2EpsonHPCanon原纸0171528172037150500B5,3201131205269178024C5,620273121774318442014实施例2:在配备有槽式施胶机的工业型长网造纸机上进行试验,该造紙机通常生产高基重高档纸。在试验中,以约200m/min的造纸机速度从100%硬木牛皮浆和作为填充剂的沉淀碳酸钾制备200g/i^原纸,将该原纸两面用除了干物质含量为34wt。/。外与实施例1制剂C相同的制剂在施胶机中在线表面处理。然后紙进入干燥筒,最后在其巻起之前稍稍在线砑光。没有遇到运转性能问题。将制得的纸调节、打印并按实施例l评价,结果显示在下表中<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>*两面平均值可注意到,含有硅溶胶和PEG的:^H"制剂在该现实的工业型测试中产生非常好的打印结果和对原纸的明显改善。还可注意到,所述涂料制剂在施胶机中产生高涂料涂附量(高涂布重量),意味着可使用简单的施涂器如料池施胶机制备"涂布类"紙,这通常只有使用更复杂的施涂器如刮涂机才是可能的。实施例3:在该测试中,制备了五种不同的涂料制剂,以对每种制剂产生最大干物质含量,(出于运转性能原因,这意味着以Brookfield粘度计测量制剂的粘度应该在100-1000cP之间(第4号转子,50rpm))。D.通过在磁力搅拌下向176g的实施例1颜料分"R体A中加入24g干PEG(与实施例1相同)来制备制剂,产生的最终制剂具有50.6wt。/。的干物质含量、860cP的粘度,以l基于干颜料粒子含有34pphPEG。E.在磁力搅拌下,将8.2g干PEG(与实施例1相同)直接溶解到119g实施例1颜料^t体A中,然后加入82g的10wt。/。聚乙烯醇(PVOH)水溶液。通过将PVOH粉末(ErcoFM26-88,来自Ercol,一类通常在喷墨打印纸的制备中用作粘合剂的产品)在2小时内溶解到90。C热水中来制备该PVOH溶液。可能得到的最大PVOH浓度为10wt%。最终制剂的干物质含量变为32.8wt%,粘度244cP,PEG含量17pph,且PVOH含量17pph。F.在磁力搅拌下,将164g10wt。/。的PVOH溶液(与E相同)緩慢添加至119g实施例1颜料^t体A中。最终制剂的干物质含量变为24.3wt%,粘度516cP,且PVOH含量34pph。G.通过在水中煮淀粉颗粒(Cerestar的<:*膜07M2)制备典型的施胶机淀粉的20wt。/。水溶液。20wt。/。为可获得的最大浓度。将119g实施例1颜料M体A与82.2g淀粉溶液混合,产生的最终制剂具有34.1wt。/。的干物质含量和大于1000cP的粘度。H.将60g干粉凝胶型二氧化硅(SylojetTMP612,来自GraceDavison)絲在150.7g水中,产生高粘度錄体。将20.4g(34pph)的PEG(与实施例1相同)和3g(5pph)聚DADMAC(与实施例1相同)直接溶解到颜料^t体中,产生的最终制剂具有34.9wt。/。的干物质含量和300cP的粘度。以实施例1中的连续实验室涂布机(相同原纸、施涂器、速度等)施涂这五种制剂。按实施例1中所述对已表面处理的纸进行处理、打印和评价。结果显示在下表中<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>可以看出,含有二氧化硅和PEG的制剂D使得在单一涂布操作中施涂大量的颜料粒子称为可能,并且也产生最高色域。当PEG部分地(E)或全部地(F和G)被水溶性粘合剂PVOH或淀粉替代时,色域显著减小。在沉淀二氧化硅和PEG—起使用的H测试中,颜料与纸的结合极弱,表明这类颜料需要添加粘合剂。实施例4:在这些测试种使用两种硅溶胶,分别来自EkaChemicalsAB,Bindzi隨40/220(阴离子珪溶胶,具有40wt。/。的干重浓度和220m2/g的表面积)和BindzilCAT220(BindzilCAT220为阳离子硅溶胶,具有35wt,。的干重浓度和220m2/g的表面积)。I.用25g水稀释175gBindzil40/220以达到35wt。/。的干物质含量。J.用54.9g水稀释175gBindzil40/220。将16,1g来自Merck的100%PEG(Mw35000)干粉溶解到该硅溶胶中,得到干物质含量为35wt。/。并含有23pphPEG的制剂。K.用10.2g水稀释200gBindzilCAT220。将14.7gPEG(与J相同)溶解到该溶胶中,得到干物质含量为38wt。/。并含有23pphPEG的制剂。将这三种制剂按实施例1所述施涂至原纸并测试。结果显示在下表中<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>可以看出硅溶胶和PEG的组合产生最好的总体打印结果。权利要求1.一种含水颜料组合物,其包含聚亚烷基二醇和无机颜料粒子,该无机颜料粒子包含胶态二氧化硅或硅酸盐基粒子或其聚集体,其中聚亚烷基二醇构成所述组合物中有机材料总量的50至100wt%,且所述组合物中胶态二氧化硅或硅酸盐基粒子或其聚集体与有机材料的重量比为1∶3至30∶1。2.如权利要求l所述的颜料组合物,其中聚亚烷基二醇在所述组合物中的量为约1至约50wt%。3.如权利要求l-2中任一项所述的颜料组合物,其中所述聚亚烷基二醇为聚乙二醇。4.如权利要求l-3中任一项所述的颜料组合物,其中所述聚亚烷基二醇具有约1000至约100000的平均分子量Mw。5.如权利要求l-4中任一项所述的颜料组合物,其中所述组合物包含胶态、任选聚集的二氧化硅或硅酸盐基初级粒子的含水溶胶作为颜料粒子的来源。6.如权利要求5所述的颜料组合物,其中所述溶胶中的胶态初M^立子M金属硅酸盐的水溶液形成,其中碱金属离子已通过离子交换方法去除或者所M金属硅酸盐溶液的pH已通过添加酸减小。7.如权利要求l-6中任一项所迷的颜料组合物,其中所述胶态粒子包含二氧化硅JJ^立子'8.如权利要求l-6中任一项所述的颜料组合物,其中所述胶态粒子包含珪酸盐基粒子。9.如权利要求8所述的颜料组合物,其中所述硅酸盐基粒子包含珪铝酸盐或硼硅酸盐。10.如权利要求l-9中任一项所述的颜料组合物,其中所述胶态二氧化硅或硅酸盐14立子或其聚集体具有约30至约450m2/g的表面积。11.如权利要求I-IO中任一项所述的颜料组合物,其中所述胶态二氧化硅或硅酸盐基粒子具有约0.005pm至约25的平均直径。12.如权利要求l-ll中任一项所述的颜料组合物,其中所述颜料粒子包含高岭石类、绿土类、滑石类、碳酸钓矿物类、沉淀碳酸4丐及其混合物中的至少一种的j^立子。13.如权利要求1-12中任一项所述的颜料组合物,还包含至少一种水溶性铝盐。14.如权利要求13所述的颜料组合物,其中所述至少一种水溶性铝盐为氯化铝、聚氯化铝、聚硅酸疏酸铝、硫酸铝及其混合物中的至少一种。15.如权利要求1-14中任一项所述的颜料组合物,还包含至少一种阳离子型聚合物。16.如权利要求15所述的颜料组合物,其中所述阳离子型聚合物具有约2000至约1000000的分子量Mw和约0.2至约12meq/g的电荷密度。17.如权利要求15或16所述的颜料组合物,其中所述至少一种阳离子型聚合物为PAM(聚丙烯酰胺类)、聚DADMAC(聚二烯丙基二甲基氯化铵)、聚烯丙基胺类、聚胺类、多糖类及其混合物中的至少一种。18.—种制备根据权利要求1-17中任一项的颜料组合物的方法,包括将聚亚烷基二醇与包含无机颜料粒子的含水组合物混合,所述无机颜料粒子包含胶态二氧化硅或硅酸盐基粒子或其聚集体,其中所述聚亚烷基二醇与含水組合物以获得这样的组合物的量混合其中聚亚烷基二醇构成所述组合物中有机材料总量的约50至100wt%,并且所述组合物中胶态二氧化硅或硅酸盐基粒子或其聚集体与有机材料的重量比为1:3至30:1。19.如权利要求18所述的方法,包括将胶态二氧化硅或硅酸盐基粒子的水M体与水溶性铝盐和水溶性阳离子型聚合物混合,然后添加聚亚烷基二醇。20.如权利要求18或19所述的方法,其中所述胶态二氧化硅或硅酸盐^i^立子或其聚集体具有约30至约450m2/g的表面积。21.可通过根据权利要求18-20中任一项的方法获得的含水颜料组合物。22.根据权利要求1-17中任一项的组合物在涂布纸或纸板中的用途。23.—种制备涂布的纸或纸板的方法,包括将根据权利要求1-17中任一项的组合物施涂在纸幅或纸板幅的至少一面的步骤。24.如权利要求23所述的方法,其中涂料以足以产生基于所述纸或纸板每涂布面约0.4g/n^至约40g/m2的来自所述颜料组合物的无机颜料粒子的量施涂。25.在至少一面具有涂层的涂布的纸或纸板,所述涂层包含聚亚烷基二醇和无机颜料粒子,该无机颜料粒子包含胶态二氧化硅或硅酸盐基粒子或其聚集体,其中聚亚烷基二醇构成所述涂层中有机材料总量的50至100%,且所述涂层中胶态二氧化硅或硅酸盐基粒子或其聚集体与有机材料的重量比为1:3至30:1。26.可通过根据权利要求23或24的方法获得的纸或纸板。全文摘要本发明涉及一种包含聚亚烷基二醇和包含有胶态二氧化硅或硅酸盐基粒子或其聚集体的无机颜料粒子的含水颜料组合物,其中聚亚烷基二醇构成该组合物中有机材料总量的50至100wt%,该组合物中胶态二氧化硅或硅酸盐基粒子或其聚集体与有机材料的重量比为1∶3至30∶1。本发明还涉及其制备方法,其用途,涂布纸或纸板的方法以及涂布纸或涂布纸板。文档编号C09D17/00GK101631837SQ200880006168公开日2010年1月20日申请日期2008年1月25日优先权日2007年2月26日发明者E·林德格伦,K·R·安德森,O·埃里克松,Y·维尔德罗克申请人:阿克佐诺贝尔股份有限公司
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