用于紙和層壓紙板的顏料的制作方法
【專利摘要】顏料混合物，包含：（a）顏料顆粒，（b）分散在所述顏料顆粒表面上的膠體間隔體顆粒，和（c）載體顆粒，其中具有膠體間隔體顆粒的所述顏料顆粒分散在所述載體顆粒的表面上。在二氧化鈦的表面上具有膠體二氧化硅間隔體顆粒的二氧化鈦顏料顆粒、附著于硅藻土載體顆粒表面上的所述二氧化鈦和膠體二氧化硅的顏料混合物，提供了顏料的改進(jìn)的光學(xué)效率和在紙纖維基質(zhì)上改進(jìn)的保持。
【專利說明】用于紙和層壓紙板的顏料
[0001]相關(guān)申請(qǐng)交叉引用
[0002]適用。
[0003]關(guān)于聯(lián)邦政府資助的研究或開發(fā)的聲明
[0004]不適用。
[0005]背景
[0006]1.發(fā)明領(lǐng)域
[0007]本文中公開的和要求保護(hù)的發(fā)明概念通常涉及用于層壓紙板的顏料組合物且，更通常地，但不限于，涉及附著在載體顆粒上的微粒顏料，其中膠體間隔體顆粒存在于所述顏料顆粒的表面上，和涉及表面處理微粒顏料、膠體顆粒和載體顆粒以產(chǎn)生具有顏料組合物的所述載體顆粒的方法。
[0008]2.發(fā)明背景
[0009]微粒無(wú)機(jī)顏料在包括涂料工業(yè)、塑料工業(yè)和造紙工業(yè)在內(nèi)的許多工業(yè)中用作遮光劑和著色劑。特別地，將二氧化鈦顏料，通常以精細(xì)分開的粉末的形式，添加到有顏料的層壓紙板或裝飾紙中來(lái)賦予期望的不透明度水平。
[0010]層壓紙板在本領(lǐng)域中是熟知的且適合于許多用途，比如臺(tái)面、墻面、地板面等。所述層壓紙板通過用樹脂浸透紙和按壓堆疊在彼此頂部的所述浸透的紙來(lái)生產(chǎn)。樹脂和層壓紙板的類型是由層壓材料的最終用途規(guī)定的。裝飾性的層壓紙板可以通過使用裝飾紙層作為上層來(lái)制作。所述裝飾紙的基底與一般類型的紙的不同之處在于使用的紙漿非常的白/明亮，且所述裝飾紙有高比例的顏料和填料來(lái)實(shí)現(xiàn)期望的高不透明度。
[0011]當(dāng)使用現(xiàn)有的商業(yè)化產(chǎn)品制造有顏料的層壓紙板或裝飾紙時(shí)，制造商有兩個(gè)成問題的事情。首先，顯著量的所述顏料不保留在紙纖維網(wǎng)格內(nèi)，需要額外的處理步驟來(lái)回收所述顏料。第二，所述顏料顆粒變得極其絮凝，因此需要高的水平以賦予所述紙以期望的不透明度水平。
[0012]由于絮凝或稱作擁擠效應(yīng)的影響，顏料的光散射、穩(wěn)定性、亮度和不透明度在高的顏料濃度時(shí)會(huì)受到限制。在紙制品中，保持所述顏料顆粒隔開最佳距離的方法是通過添加間隔體顆粒。盡管已經(jīng)有一些關(guān)于間隔體顆粒的恰當(dāng)大小和形狀的研究，仍需要用于制造在層壓紙板中具有最小絮凝和改進(jìn)的不透明度的間隔的二氧化鈦顏料的改進(jìn)的組合物和方法。
[0013]改進(jìn)的保留技術(shù)通常集中于對(duì)所述紙纖維/顏料配料使用添加劑。還需要用于制造當(dāng)用于層壓紙板中時(shí)提供改進(jìn)的保留的間隔的二氧化鈦顏料的組合物和方法。
[0014]發(fā)明概述
[0015]提供了顏料混合物，其包含:Ca)顏料顆粒，(b)分散在所述顏料顆粒表面上的膠體間隔體顆粒，和(c )載體顆粒，其中具有所述膠體間隔體顆粒的所述顏料顆粒分散在所述載體顆粒的表面上。當(dāng)用于層壓紙板時(shí)，所述顏料混合物提供了改進(jìn)的光學(xué)效率和改進(jìn)的保留。
[0016]在一個(gè)實(shí)施方案中，所述顏料混合物包含二氧化鈦顏料顆粒、膠體二氧化硅間隔體顆粒和平均初始粒徑范圍為從約2微米到約25微米(μ m)的硅藻土載體顆粒，其中所述膠體間隔體顆粒分散在所述顏料顆粒的表面上，所述顏料顆粒和間隔體顆粒具有氧化鋁頂涂層，且具有間隔體顆粒的所述頂涂覆的顏料分散在所述載體顆粒的表面上。
[0017]制造顏料混合物的方法，包括以下步驟。將TiO2顏料顆粒漿料與膠體間隔體顆粒以引起所述膠體間隔體顆粒以范圍為基于顏料顆粒重量的約0.1%到約20%的量分散在所述顏料顆粒表面上的方式混合。沉淀水合金屬氧化物，例如氧化鋁、二氧化硅、磷酸鹽和它們的混合物以在所述TiO2顏料顆粒和分散在其上的膠體間隔體顆粒的表面上形成頂涂層。以形成以下顏料混合物的方式將具有范圍為從約2微米到約25微米(μ m)的平均初始粒徑的載體顆粒添加到所述頂涂覆的TiO2顏料和膠體間隔體顆粒上，其中所述顏料混合物具有以基于顏料、間隔體顆粒和載體顆粒的總重量范圍為從約0.1%到約20%的量分散在所述載體顆粒表面上的所述顏料顆粒和膠體間隔體顆粒。
[0018]在另一個(gè)實(shí)施方案中，基于纖維素的產(chǎn)品包含纖維素纖維和包含顏料顆粒、膠體間隔體顆粒和載體顆粒的顏料混合物，其中所述膠體間隔體顆粒分散在所述顏料顆粒的表面上，且所述顏料顆粒分散在所述載體顆粒的表面上。所述載體顆粒一般具有范圍為從約2微米到約25微米(μ m)的平均初始粒徑。
[0019]在仍另一個(gè)實(shí)施方案中，基于纖維素的產(chǎn)品包含纖維素纖維和TiO2顏料顆粒、膠體二氧化硅間隔體顆粒和載體顆粒的顏料混合物。所述膠體二氧化硅間隔體顆粒分散在所述TiO2顏料顆粒的表面上，且所述TiO2顏料顆粒和膠體二氧化硅間隔體顆粒具有氧化鋁的頂涂層。具有間隔體顆粒的所述頂涂覆的TiO2顏料顆粒分散在具有范圍為從約2微米到約25微米(μ m)的平均初始粒徑的所述載體顆粒的表面上。
[0020]因此，利用:(I)本領(lǐng)域已知的技術(shù)；(2)上文提到的當(dāng)前要求保護(hù)的和公開的發(fā)明概念的大致說明；且(3)以下的發(fā)明概念的詳細(xì)描述，當(dāng)前要求保護(hù)的和公布的發(fā)明概念的優(yōu)點(diǎn)和新穎性對(duì)于本領(lǐng)域的普通的技術(shù)人員是顯而易見的。
[0021]附圖簡(jiǎn)述
[0022]圖1是在手抄紙和層壓紙板中的實(shí)施例1的樣品2的不透明度測(cè)量的圖示。
[0023]圖2是在手抄紙和層壓紙板中的實(shí)施例1的樣品3的不透明度測(cè)量的圖示。
[0024]圖3是在手抄紙和層壓紙板中的實(shí)施例1的樣品4的不透明度測(cè)量的圖示。
[0025]圖4是在手抄紙和層壓紙板中的實(shí)施例1的樣品5的不透明度測(cè)量的圖示。
[0026]圖5是對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)樣品和實(shí)施例2的樣品6 二者來(lái)說，每片加入的顏料的重量相對(duì)于片材的重量的圖示。
[0027]圖6是對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)樣品和實(shí)施例2的樣品6 二者來(lái)說，每單位片材面積添加的TiO2的重量相對(duì)于不透明度的圖示。
[0028]圖7是有膠體二氧化硅作為“間隔物”的二氧化鈦顏料的顯微照片的例子。
[0029]圖8是有硅藻土作為“載體”的二氧化鈦顏料的顯微照片的例子。
[0030]圖9是對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)樣品和本發(fā)明實(shí)施方案的工廠試用物來(lái)說，每單位片材面積添加的TiO2的重量相對(duì)于不透明度的圖示。
[0031]圖10是對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)樣品和本發(fā)明實(shí)施方案的工廠試用物來(lái)說，每片加入的顏料的重量相對(duì)于顏料保留百分比的圖示。
[0032]發(fā)明詳述[0033]在詳細(xì)地解釋目前公開的和要求保護(hù)的發(fā)明概念的至少一個(gè)實(shí)施方案之前，可以理解目前公開的和要求保護(hù)的發(fā)明概念不將其應(yīng)用限制于在列于接下來(lái)的描述中所闡述或在附圖中所說明的構(gòu)造、實(shí)驗(yàn)、典型數(shù)據(jù)和/或組分的安排的細(xì)節(jié)中。目前公開的和要求保護(hù)的發(fā)明概念能夠有其他的實(shí)施方案或者以不同的方法實(shí)踐或?qū)崿F(xiàn)。同樣，可以理解本文中使用的表達(dá)方法和術(shù)語(yǔ)是出于描述的目的且不應(yīng)該被認(rèn)為是限制性的。
[0034]需要能夠提供在紙纖維晶格中增加的保留性以及在紙中改進(jìn)的光學(xué)效率的新的微粒顏料涂層技術(shù)，但是要成本有效。如上所述，研究了許多方法用于制備這樣的顏料組合物，但是它們一般代表在層壓紙板中的成本效益、花費(fèi)、性能特點(diǎn)間的折中方案。出人意外地，發(fā)現(xiàn)了具有附著到較大的載體顆粒上間隔的顏料顆粒的顏料混合物，可以協(xié)同地提供在紙中的改進(jìn)的保留性和改進(jìn)的光學(xué)性質(zhì)。用顏料顆粒、膠體間隔體顆粒和載體顆粒的混合物得到這樣的顏料混合物，其中所述膠體間隔體顆粒分散在所述顏料顆粒的表面上，且得到的間隔的顏料顆粒分散在所述載體顆粒的表面上。
[0035]商業(yè)化嘗試的以前的間隔技術(shù)通常集中于在纖維/紙張配料中使用添加劑。US專利號(hào)5650002公開了用較小的無(wú)機(jī)顆粒涂布微粒顏料表面，導(dǎo)致在高顏料體積濃度下改進(jìn)的散射效率。然而，沒有已知的將顏料顆粒涂布到較大的“載體顆?！鄙弦愿玫匕阉鲱伭项w粒嵌入到紙纖維基材中的嘗試，且當(dāng)然沒有將所述間隔體顆粒表面涂布技術(shù)與載體顆粒表面涂布技術(shù)結(jié)合以提供在光學(xué)性能和纖維保留性上提供協(xié)同改進(jìn)的嘗試。
[0036]用于形成本公開的所述顏料顆粒的合適的基本微粒的例子包括，但不限于，二氧化鈦、硫化鋅、氧化鋅、氧化鐵、氧化鉛、氧化鋁、二氧化硅、氧化鋯和氧化鉻。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述基本微粒包含二氧化鈦，例如通過四氯化鈦的氣相氧化且通常簡(jiǎn)稱為“氯化工藝”制造的金紅石型。此外，可以使用銳鈦礦形式二氧化鈦和/或硫酸鹽法二氧化鈦。
[0037]對(duì)于微粒無(wú)機(jī)顏料，平均顆粒尺寸范圍在約0.1微米到約0.5微米。為了用在通常的顏料應(yīng)用上，二氧化鈦通常具有范圍為從約0.15 μ m到約0.35 μ m的平均初始顆粒尺寸(后文中稱為“顏料的顆粒尺寸范圍”)。經(jīng)常，顏料二氧化鈦具有范圍為約0.2μπι到約
0.35 μ m的顆粒尺寸。當(dāng)所述基本微粒的形狀是大致球形時(shí)，顆粒尺寸測(cè)量代表了顆粒直徑。當(dāng)所述微粒無(wú)機(jī)固體形狀是針狀的或者非球形時(shí)，則這些測(cè)量代表了最長(zhǎng)維度的測(cè)量。
[0038]所述基本微粒通常包括表面處理。當(dāng)使用二氧化鈦基本微粒時(shí)，所述基本微粒通常用表面處理材料例如磷酸鋁、氧化鋁、二氧化硅、氧化鋯、有機(jī)硅烷、有機(jī)硅氧烷等處理。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述顏料顆粒包含在所述二氧化鈦基本顆粒的表面上的磷酸鋁內(nèi)層。
[0039]分散在所述顏料顆粒表面上的膠體間隔體顆粒可包含許多包括但不限于氧化物、水合氧化物、硅酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽等的物質(zhì)。優(yōu)選地，所述膠體間隔體顆粒組合物不應(yīng)該干預(yù)或有害地影響所述顏料或紙制品的性能。在某些實(shí)施方案中，所述膠體間隔體顆粒包含二氧化硅、氧化鈦或氧化鋯或它們的組合物。例如，合適的膠體二氧化硅間隔體顆?？勺鳛?Tlxosil? 160SL 從 Rhodia Chimie 商購(gòu)得到的。
[0040]所述間隔體顆粒能以寬的范圍存在于所述微粒顏料上且很大程度上取決于顆粒尺寸。所述膠體間隔體顆粒應(yīng)該比所述顏料顆粒小且能有范圍在從約5納米到約60納米(nm)的平均顆粒尺寸。間隔體顆粒理想地均勻分布在所述顏料顆粒的表面上。膠體間隔體顆粒的存在量能廣泛變化。在一些實(shí)施方案中，所述膠體間隔體顆粒以基于顏料顆粒重量約0.5%到約20%的量存在于所述顏料混合物中。在另一個(gè)實(shí)施方案中，膠體二氧化硅間隔體顆粒以基于顏料顆粒重量約1%到約10%的量存在于所述顏料混合物中。具有分散在所述顏料顆粒表面上的膠體間隔體顆粒的所述顏料顆粒在本文中和在附加的權(quán)利要求中有時(shí)被稱作“間隔的顏料顆?！薄?br> [0041]所述膠體間隔體顆粒被靜電吸附到所述顏料顆粒表面上。然而，所述膠體間隔體顆?？赏ㄟ^利用在所述顏料顆粒上的水合氧化物頂涂層進(jìn)一步結(jié)合到所述顏料的表面，其中所述間隔體顆粒被嵌入到頂涂層中。可以在所述間隔體顆粒的嵌入前施加所述頂涂層?；蛘撸鲰斖繉涌梢允┘拥剿鲩g隔顏料顆粒上，基本上將所述顏料顆粒和直接分散在所述顏料顆粒表面上的所述膠體間隔體顆粒都覆蓋了。在另一個(gè)實(shí)施方案中，在分散在所述載體顆粒上的所述間隔的顏料顆粒上施加所述頂涂層，從而，覆蓋所述顏料顆粒、嵌入的膠體間隔體顆粒和所述載體顆粒表面的大部分。
[0042]合適的水合金屬氧化物頂涂層的例子包括:氧化鋁、二氧化硅和磷酸鹽。氧化鋁頂涂對(duì)于用于紙中的顏料混合物是特別有利的，因?yàn)樗峁┝诉m合與基于纖維素的紙纖維相互作用的表面電荷。將金屬氧化物沉積到例如二氧化鈦的顏料顆粒上的方法對(duì)于本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員是眾所周知的且適合沉積所述頂涂層。
[0043]所產(chǎn)生的“間隔的”顏料顆粒被吸引和分散在載體顆粒的表面上。適合的載體顆粒的例子包括但不限于:硅藻土、高嶺土、滑石、云母、碳酸鈣、瓷土和苯乙烯/丙烯酸共聚物珠粒。載體顆粒的存在量能廣泛變化，在很大程度上取決于它們的尺寸和形狀。在一些實(shí)施方案中，所述載體顆粒以基于固體顏料混合物總重量約0.1%到約20%的量存在于所述顏料混合物中。在一個(gè)實(shí)施方案中，所述載體顆粒是硅藻土且以基于固體顏料混合物總重量從約1%到約15%的量存在于所述顏料混合物中。合適的硅藻土可例如從位于英國(guó)康沃爾郡的 Imerys Performance Minerals 商購(gòu)得到。
[0044]本文描述的所述顏料混合物令人驚訝地提供了改進(jìn)的光學(xué)效率和在纖維基體中改進(jìn)的保留性。改進(jìn)的光學(xué)效率意味著可以使用更少的顏料來(lái)實(shí)現(xiàn)相同水平的光學(xué)性質(zhì)例如不透明度。不限于確切的工作機(jī)理，可以相信兩種主要的機(jī)制在起作用。首先，沿著微粒顏料表面分散的小的顆粒起到間隔所述二氧化鈦顆粒的作用。這降低了絮凝的影響且改進(jìn)了在紙纖維基體中的顏料的光散射效率。所述顏料顆粒可以靜電吸附到較大的(通常為
2μ m至25 μ m)顆粒上，例如硅藻土顆粒，其作為所述顏料顆粒的載體以在生產(chǎn)時(shí)更有效地保持在所述紙纖維基體中。這意味著(所述顏料在所述紙內(nèi)的)第一程保留得到了改進(jìn)。
[0045]在一個(gè)實(shí)施方案中，制造如上描述的顏料混合物的方法利用二氧化鈦顏料顆粒的含水漿料。所述二氧化鈦可以是直接從例如所述氯化法或硫化法的生產(chǎn)工藝得到的未處理過的二氧化鈦。可替代地，所述二氧化鈦可以用表面處理材料例如磷酸鋁、氧化鋁或二氧化硅處理。二氧化鈦顏料顆粒用例如磷酸鋁的材料表面處理的方法是被本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的。
[0046]間隔微粒可以通過靈活的和易于納入到生產(chǎn)過程的方法添加到所述二氧化鈦漿料中。例如，在微粒二氧化鈦顏料生產(chǎn)的過程中有許多可以加入所述膠體間隔體顆粒、水合金屬氧化物頂涂層和載體顆粒的位置，且本文描述的添加點(diǎn)不意味著是窮盡性的。添加所述顆粒和頂涂層的最佳的點(diǎn)會(huì)部分地取決于它被納入的方法。
[0047]在最簡(jiǎn)單的方法中，所述膠體間隔體顆?？梢宰鳛闈{料通過噴霧或者將所述漿料倒入到所述二氧化鈦已經(jīng)存在的系統(tǒng)中的方式添加。為了最大限度地使膠體間隔體顆粒分布均勻，優(yōu)選地，混合設(shè)備可以用于混合或者攪拌所述間隔體顆粒和所述二氧化鈦。可以使用目前所知的或者將被本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員知道的這樣的混合設(shè)備。
[0048]將水合金屬氧化物頂涂層沉淀在所述顏料顆粒和膠體間隔體顆粒的表面上，能以與當(dāng)將它施加到?jīng)]有所述膠體材料的顏料顆粒時(shí)大約相同的方式完成。將水合金屬氧化物沉淀到二氧化鈦上的方法是本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員熟知的。優(yōu)選地，所述金屬氧化物是通過濕處理的方式添加。
[0049]添加所述載體顆粒的方法也可與添加其他的表面材料的方法類似且能易于引入到生產(chǎn)過程中，例如二氧化鈦生產(chǎn)過程。所述載體顆粒可以添加到所述頂涂覆的二氧化鈦和間隔體顆粒已經(jīng)存在的系統(tǒng)中。隨著所述間隔體顆粒的添加，混合設(shè)備可以用于混合或攪拌得到的顏料混合物?？梢允褂脭嚢璨?，攪拌機(jī)或目前所知的或者將被本領(lǐng)域的的那些技術(shù)人員知道的其他合適的混合設(shè)備。
[0050]一種可能的混合設(shè)備是超微粉碎機(jī)。所述間隔體顆?；蛘咚鲚d體顆粒中的一種可以計(jì)量加入到超微粉碎機(jī)或者噴射粉碎機(jī)中與所述二氧化鈦粉末一起粉碎?？諝饣蛘哒羝⒎刍夹g(shù)可以在從室溫到高達(dá)250°C或更高的溫度下使用。
[0051]在傳統(tǒng)的生產(chǎn)過程中，通過進(jìn)一步的例子的方式，所述膠體間隔體顆粒和/或載體顆?？煞謩e添加到噴霧干燥器進(jìn)料或再漿化的濾餅中、添加到高強(qiáng)度的制粉設(shè)備中、先于或與微粉化一起添加到超微粉碎機(jī)進(jìn)料中。如果利用砂磨機(jī)來(lái)調(diào)整顆粒尺寸，所述膠體間隔體顆粒和/或水合金屬氧化物可以添加到，例如砂磨機(jī)排放物中。經(jīng)過干燥，所述膠體間隔體顆粒和/或水合金屬氧化物可以在所述TiO2顆粒的表面上形成頂涂覆的膠體顆粒涂層。在一些實(shí)施方案中，期望在任何的過濾和洗滌階段后，但是在任何干燥階段之前，添加所述膠體間隔體顆粒和/或水合金屬氧化物。在這樣的情況下，期望伴隨著攪拌將所述膠體間隔體顆粒和/或水合金屬氧化物添加到流體化的、洗過的濾餅中以確保均勻混合。
[0052]如果將所述載體顆粒添加到例如噴霧干燥器產(chǎn)物或者超微粉碎機(jī)進(jìn)料或產(chǎn)物的干燥的二氧化鈦中，應(yīng)該特別注意以確保所述載體顆粒與所述二氧化鈦粉末的均勻混合。這可例如通過使用V-殼攪拌器或者通過使用其他合適的攪拌設(shè)備來(lái)完成。載體顆?？梢耘cTiO2分階段混合，例如，到兩個(gè)或三個(gè)工藝點(diǎn)。
[0053]為了形成紙張，將上面描述的顏料混合物與纖維素纖維例如精制木漿以水性分散物的形式混合。所述紙漿分散物然后用于通過本領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的方法來(lái)形成紙。通過對(duì)比用傳統(tǒng)的顏料制成的紙和用含有載體顆粒的顏料混合物制成的紙的灰含量的測(cè)量，可以看出所述載體顆粒提供了顯著更高的顏料保留性。因此，實(shí)現(xiàn)了較高的顏料第一程保留性。所述“第一程保留性”指的是造紙?jiān)现械亩趸伇Ａ粼诩垙堉械姆謹(jǐn)?shù)。
[0054]層壓紙板可以通過本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的傳統(tǒng)的方法制造?；旧?，用樹脂浸潤(rùn)紙例如牛皮紙并用高等級(jí)打印紙或者裝飾紙覆蓋在頂部。
[0055]已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，驚人地和意外地，本文中公開的發(fā)明的顏料混合物在紙產(chǎn)品中具有改進(jìn)的光學(xué)效率。進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，本文中公開的發(fā)明的顏料混合物在它們被納入的纖維基體中提供了顯著更大的保留性。
[0056]為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，給出下面的例子。然而，可以理解這些例子是僅用于說明的目的且不得被解釋為限制本發(fā)明的范圍。
[0057]實(shí)施例1[0058]顏料混合物根據(jù)現(xiàn)有的裝飾紙級(jí)別的二氧化鈦、Tiona? RCL-722處方制造。對(duì)于所有的樣品，磷酸鋁內(nèi)層首先沉淀在氯化法二氧化鈦基底上。在這點(diǎn)上，樣品中的一個(gè)具有10%的膠體二氧化硅添加水平。另一個(gè)樣品具有15%的硅藻土添加水平。進(jìn)一步的氧化鋁層沉淀到所有的樣品上。
[0059]然后按照正常的二氧化鈦顏料生產(chǎn)將樣品過濾和水洗脫鹽。在這點(diǎn)上，樣品中的一個(gè)具有10%的膠體二氧化娃添加水平。另一個(gè)樣品具有15%的娃藻土添加水平。膠體二氧化硅可例如從Rhodia商購(gòu)得到。硅藻土可例如作為目前描述的試驗(yàn)所使用的Diafil?而商購(gòu)得到。然后將樣品脫水，在110°c下在烘箱中干燥過夜且空氣微粉化。
[0060]概括地說，五個(gè)樣品按如下方式制備。樣品I是由沒有添加膠體二氧化硅且沒有添加硅藻土的用于裝飾紙的的顏料組成的標(biāo)準(zhǔn)樣品或者對(duì)比樣品。對(duì)于樣品2，在處理的中間添加15%的娃藻土。對(duì)于樣品3,在處理的末尾添加15%的娃藻土。對(duì)于樣品4,在處理的中間添加10%的膠體二氧化硅。對(duì)于樣品5，在處理的末尾添加10%的膠體二氧化硅。
[0061]將樣品制成手抄紙(一式三份)并將這些樣品制成層壓材料。紙和層壓材料進(jìn)行不透明度測(cè)試。通過對(duì)所述一式三份的樣品中的每一份對(duì)數(shù)據(jù)取平均值且將它與一式三份對(duì)照物的平均值進(jìn)行對(duì)比，來(lái)進(jìn)行分析。所述光學(xué)效率通過測(cè)定每個(gè)樣品需要多少顏料來(lái)匹配當(dāng)使用對(duì)照物時(shí)給定的不透明度的方式來(lái)計(jì)算。對(duì)于樣品在效率上10%的改進(jìn)意味著減少10%的樣品顏料能用于實(shí)現(xiàn)與對(duì)照物相同的不透明度水平。
[0062]所有結(jié)果的總結(jié)在下面的表1中給出。紙張的不透明度的繪圖分析在圖1-4中示出?？梢钥闯?，當(dāng)膠體二氧化硅在處理的中間加入時(shí)和當(dāng)硅藻土在末尾添加時(shí)可以得到最好的結(jié)果。
[0063]表1光學(xué)效率的測(cè)試結(jié)果
【權(quán)利要求】
1.一種顏料混合物，其包含:Ca)顏料顆粒，(b)分散在所述顏料顆粒表面上的膠體間隔體顆粒，和(c )載體顆粒，其中具有所述膠體間隔體顆粒的所述顏料顆粒間隔分散在所述載體顆粒的表面上。
2.權(quán)利要求1的顏料混合物，其中所述顏料顆粒包含選自由二氧化鈦、硫化鋅、氧化鋅、氧化鐵、氧化鉛、氧化鋁、氧化鋯、氧化鉻和它們的混合物組成的組的基本粒子。
3.權(quán)利要求2的顏料混合物，其中所述基本粒子包含二氧化鈦。
4.權(quán)利要求3的顏料混合物，其中所述基本粒子二氧化鈦具有范圍為從約0.15微米到約0.5微米(μ m)的平均初始粒徑。
5.權(quán)利要求3的顏料混合物，其中所述顏料顆粒在所述基本粒子的表面包含處理材料的內(nèi)層，所述處理材料選自由磷酸鋁、氧化鋁、二氧化硅、氧化鋯、有機(jī)硅烷、有機(jī)硅氧烷和它們的混合物組成的組。
6.權(quán)利要求3的顏料混合物，其中所述顏料顆粒在所述基本粒子的表面包含磷酸鋁的內(nèi)層。
7.權(quán)利要求1的顏料混合物，其中所述間隔體顆粒包含膠體二氧化硅。
8.權(quán)利要求1的顏料混合物，其中所述間隔體顆粒具有范圍為從約5納米到約60納米(nm)的平均初始顆粒直徑。
9.權(quán)利要求1的顏料混合物，其中基于顏料顆粒的重量，所述間隔體顆粒以范圍從約0.1%到約20%的量存在。
10.權(quán)利要求1的顏料混合物，還包含在所述顏料顆粒和膠體間隔體顆粒上的水合金屬氧化物頂涂層。
11.權(quán)利要求10的顏料混合物，其中所述水合金屬氧化物頂涂層包含氧化鋁。
12.權(quán)利要求1的顏料混合物，其中所述載體顆粒具有范圍為從約2微米到約25微米(μ m)的平均初始粒徑。
13.權(quán)利要求1的顏料混合物，其中所述載體顆粒選自由硅藻土、高嶺土、滑石、云母、碳酸鈣、瓷土、苯乙烯/丙烯酸類共聚物珠粒及其它們的混合物組成的組。
14.權(quán)利要求1的顏料混合物，其中所述載體顆粒包含硅藻土。
15.權(quán)利要求14的顏料混合物，還包含在所述顏料顆粒、膠體間隔體顆粒和載體顆粒表面上的水合金屬氧化物頂涂層。
16.包含二氧化鈦顏料顆粒，膠體二氧化硅間隔體顆粒和硅藻土載體顆粒的顏料混合物，其具有范圍為從約2微米到約25微米(μ m)的平均初始粒徑，其中所述膠體間隔體顆粒分散在所述顏料顆粒的表面上，所述顏料和間隔體顆粒具有氧化鋁頂涂層，且具有間隔體顆粒的所述頂涂覆的顏料分散在所述載體顆粒的表面上。
17.制造顏料混合物的方法，包括以下步驟: (a)將TiO2顏料顆粒漿料與膠體間隔體顆粒以引起所述膠體間隔體顆粒范圍為基于顏料顆粒重量的約0.1%到約20%的量分散在所述顏料顆粒表面上的方式混合； (b)沉淀選自由氧化鋁，二氧化硅，磷酸鹽和它們的混合物組成的組的水合金屬氧化物以在來(lái)自步驟(a)的所述TiO2顏料顆粒和膠體間隔體顆粒的表面上形成頂涂層；和 (c)將具有范圍為從約2微米到約25微米(μm)的平均初始粒徑的載體顆粒與來(lái)自步驟(b)的所述頂涂覆的TiO2顏料和膠體間隔體顆粒以形成以下顏料混合物的方式混合，其中所述顏料混合物具有以基于顏料、間隔體顆粒和載體顆粒的總重量范圍為從約0.1%到約20%的量分散在所述載體顆粒表面上的所述顏料和膠體間隔體顆粒。
18.權(quán)利要求17的方法，其中所述膠體間隔體顆粒包含膠體二氧化硅且所述載體顆粒包含具有范圍為從約2微米到約25微米(μ m)的平均初始粒徑的硅藻土。
19.基于纖維素的產(chǎn)品，其包含纖維素纖維和包含顏料顆粒、膠體間隔體顆粒和載體顆粒的顏料混合物，其中所述膠體間隔體顆粒分散在所述顏料顆粒的表面上，且所述顏料顆粒分散在具有范圍為從約2微米到約25微米(μ m)的平均初始粒徑的所述載體顆粒的表面上。
20.基于纖維素的產(chǎn)品，其包含纖維素纖維和包含1102顏料顆粒、膠體二氧化硅間隔體顆粒和載體顆粒的顏料混合物，其中所述膠體二氧化硅間隔體顆粒分散在所述TiO2顏料顆粒的表面上，所述TiO2顏料和膠體二氧化硅間隔體顆粒具有氧化鋁的頂涂層，且具有間隔體顆粒的所述頂涂覆的間隔TiO2顏料顆粒分散在具有范圍為從約2微米到約25微米(μ m)的平均初始粒徑的所述載體顆粒的表面上。
21.權(quán)利要求20的基于纖維素的產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)品是裝飾紙且所述顏料混合物分散在所述裝飾紙中。
22.權(quán)利要求20的基于纖維素的產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)品是具有多個(gè)層的層壓紙板，且其中所述顏料混合物分散在所述層壓紙板的至少一層中。
【文檔編號(hào)】C09C1/00GK103842588SQ201280045966
【公開日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月9日
【發(fā)明者】N·伯尼斯通, R·伯尼斯通 申請(qǐng)人:水晶美國(guó)股份公司