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TWI509031B - 礦物組成物，特別是用於紙填料及紙或塑膠塗料 - Google Patents

礦物組成物，特別是用於紙填料及紙或塑膠塗料 Download PDF

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Publication number
TWI509031B
TWI509031B TW100146377A TW100146377A TWI509031B TW I509031 B TWI509031 B TW I509031B TW 100146377 A TW100146377 A TW 100146377A TW 100146377 A TW100146377 A TW 100146377A TW I509031 B TWI509031 B TW I509031B
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TW100146377A
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TW201229145A (en
Inventor
Patrick Arthur Charles Gane
Olav Bergset
George Saunders
Xueping Qiu
Dan Varney
Original Assignee
Omya Int Ag
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Filing date
Publication date
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Publication of TW201229145A publication Critical patent/TW201229145A/zh
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Description

礦物組成物，特別是用於紙填料及紙或塑膠塗料
本發明係關於具有高吸附能力之礦物組成物。詳言之，本發明係關於具有高吸附能力之印刷紙填料及塗料。
礦物填料大規模地用於紙製造中。其功能主要由增加紙之不透明性及增加亮度位準組成。相對便宜之礦物填料包括瓷土、天然碳酸鈣(諸如，重質碳酸鈣(ground calcium carbonate))、沈澱碳酸鈣、滑石及硫酸鈣。除了光學屬性以外，礦物填料亦影響重量、體積、孔隙率、機械屬性(尤其是破裂強度)、表面光滑度及印刷特性。
美國專利5 292 365揭示可同等地用作紙填料及塗料顏料之單一產物，其具有：
a)菱面體或圓形粒子形狀；
b)介於1.1與1.4之間的陡度因數(在50%質量下以微米為單位之粒子直徑/在20%質量下以微米為單位之粒子直徑(d 50 /d 20 ))；
c)8至19之比率R(小於1微米之粒子的體積質量%/小於0.2微米之粒子的體積質量%)；及
d)介於0.4微米與1.5微米之間的平均粒子直徑。所發明產物之平均粒子直徑為以微米為單位之粒子直徑，其係在Y軸上粒子之50%質量之值下而自X軸導出。
頂切(top cut)介於4微米與7微米之間。術語「頂切」指代產物之最粗糙粒子的尺寸(以微米為單位)。舉例而言，10微米之頂切意謂粒子之100%小於10微米。本發明之發明人將歸因於100%線變化高達至少±0.5%(誤差槓)的事實而藉由d98 定義頂切。
WO2009009553揭示用於塗料之沈澱碳酸鈣組成物，其展現改良型不透明性、薄片光澤、印刷光澤及亮度。沈澱碳酸鈣組成物之特徵為結晶文石含量相對於該組成物總重量大於或等於約30重量%。此外，小於或等於約10重量%之粒子的粒徑小於或等於約0.25微米。小於或等於約4重量%之粒子的粒徑大於或等於約2.0微米，且其粒徑分佈陡度因數((d 30 /d 70 )*100)大於或等於約50。
美國專利申請案2006292305揭示一種組成物，其具有：第一顏料組分，其包含粒徑分佈(psd)陡度因數((d 30 /d 70 )*100)在約30至約45之範圍內的微粒重質碳酸鈣(GCC)；及第二顏料組分，其包含psd陡度因數在約55至約75之範圍內且d 50 不大於0.5的微粒沈澱碳酸鈣(PCC)。
加拿大專利1150908揭示比率R(小於1微米之粒子的%/小於0.2微米之粒子的%)大於3.5之碳酸鈣組成物。
EP 1 452 489 A1揭示用於賦予搖變性之材料，該材料包含經表面處理之碳酸鈣。已藉由用脂肪酸、樹脂酸(諸如，松脂酸、脫氫松脂酸及二氫松脂酸)、矽烷偶合劑(諸如，乙烯基矽烷、胺基矽烷及巰基矽烷)、樹脂(諸如，聚乙烯、聚丙烯及胺基甲酸酯樹脂)及聚合分散劑來處理碳酸鈣而製備經表面處理之碳酸鈣。
儘管先前技術已幾乎僅集中於粒徑，但本發明之發明人已發現，礦物組成物之平均孔隙直徑對於最佳吸附最重要。
令人驚奇地，本發明之發明人已發現，在施加(例如，塗佈於不同支撐物上)期間較大粒子相對於較小粒子之隔離可導致最終塗料之不同孔隙結構。因此，不能僅藉由粒徑分佈控制孔隙結構。
此外，藉由表面尺寸排阻及高孔隙體積塗料幫助在紙表面上大墨水/染料分子之隔離，從而允許墨水溶劑傳遞至原紙中，同時使墨水分子保留於表面上。此情形暗示需要多孔塗料調配物。因此，本發明之一個目標係介紹具有經小心控制之孔隙尺寸分佈及毛細管作用之礦物組成物。
本發明之另一目標係介紹藉由添加具有經小心控制之孔隙尺寸分佈及毛細管作用之礦物組成物作為紙填料而進行的墨水溶劑至紙本體中之此最佳吸收。
因此，本發明之一個態樣係提供一種包含礦物粒子之礦物組成物，該等礦物粒子在呈密集壓實床形式(densely compacted bed form)時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑(volume defined median pore diameter)，且具有0.1至0.3 cm3 /g之總侵入比空隙體積(intruded total specific void volume)。
本發明之另一態樣係提供一種用於塗料組成物之礦物漿料(mineral slurry)，該漿料包含礦物粒子，該等礦物粒子在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，且具有0.1至0.3 cm3 /g之總侵入比空隙體積。
本發明之又一態樣係提供一種包含礦物組成物之塗料組成物，該礦物組成物包含礦物粒子，該等礦物粒子在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，且具有0.1至0.3 cm3 /g之總侵入比空隙體積。
本發明之再一態樣係提供一種用於紙調配物之填料，該填料包含礦物組成物，該礦物組成物包含礦物粒子，該等礦物粒子在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，且具有0.1至0.3 cm3 /g之總侵入比空隙體積。
本發明之又一態樣係提供一種包含塗料組成物之紙，該塗料組成物包含礦物組成物，該礦物組成物包含礦物粒子，該等礦物粒子在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，且具有0.1至0.3 cm3 /g之總侵入比空隙體積。
本發明之另一態樣係提供一種包含填料之紙，該填料包含礦物組成物，該礦物組成物包含礦物粒子，該等礦物粒子在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，且具有0.1至0.3 cm3 /g之總侵入比空隙體積。
本發明之一個態樣係關於一種用於由饋料生產礦物粒子細粒部分(mineral particle fine fraction)之方法，該礦物粒子細粒部分在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，且具有0.1至0.3 cm3 /g之總侵入比空隙體積，該方法包含：
-將該饋料提供至銑床(milling machine)，從而生產第一經銑削饋料；
-將該第一經銑削饋料饋入至盤式堆疊離心機(disc stack centrifuge)，從而生產兩種礦物粒子部分，一者為該礦物粒子細粒部分且第二者為礦物粒子粗粒部分；
-將該礦物粒子粗粒部分之部分或全部饋入至銑床及/或盤式堆疊離心機，及/或取出該礦物粒子粗粒部分之部分或全部。
本發明之另一態樣係關於一種用於生產礦物粒子細粒部分之方法，該礦物粒子細粒部分在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，且具有0.1至0.3 cm3 /g之總侵入比空隙體積，該方法包含：
-將饋料提供至一或多個乾式及/或濕式研磨機(grinding machine)，從而在一或多個研磨步驟中生產該礦物粒子細粒部分。
下文將更詳細地描述本發明。
已製造抵制墨水散播且因此促進良好可印刷性之屬性的平版紙及噴墨紙。然而，當前可獲得之多用途辦公用紙常常係與令人不滿意之噴墨、捲筒紙凹版印刷或平版印刷品質相關聯。
因此，需要經塗佈多用途紙且尤其需要適於噴墨、捲筒紙凹版印刷或平版應用之紙，其給出改良型印刷品質而不會對應地增加生產成本。
已知的是，在吸附劑與被吸附物(分別為紙表面與染料分子)之間的電荷差通常用以促進染料吸附。若在塗料調配物中存在礦物粒子，則礦物粒子朝向墨水染料之固有吸附屬性可提供確保給定光學密度所必要之陽離子添加劑之數量減少的另一替代例。儘管先前技術已幾乎僅集中於粒徑，但本發明之發明人已發現，礦物組成物之平均孔隙直徑對於最佳吸附最重要。
藉由表面尺寸排阻及高孔隙體積塗料幫助在紙表面上大墨水/染料分子之隔離，從而允許墨水溶劑傳遞至原紙中，同時使墨水分子保留於表面上。此情形暗示需要多孔塗料調配物。因此，本發明之一個目標係介紹具有經小心控制之孔隙尺寸分佈及毛細管作用之礦物組成物。
在本發明之內容背景中，術語「毛細管作用」應被理解為墨水溶劑在藉由礦物粒子形成之孔隙中自發地流動的現象。
作為用以描述包含礦物粒子之礦物組成物的代表性測試系統，在濕式製錠機裝置(Gane等人(2000年)，Ridgway等人(2004年))中，藉由將恆定壓力(15巴)施加至懸浮液/漿料直至藉由通過0.025 μm精細過濾器隔膜之過濾而釋放水，由礦物粒子之水漿料形成密集壓實床。此方法生產直徑為約4 cm且厚度為1.5 cm-至2.0 cm之錠劑，其可劃分且塑造成適於後續分析之樣品組態。自裝置移除錠劑且在烘箱中在60℃下乾燥達24小時。代表性測試系統通常被接受且揭示於以下各者中：(1)Ridgway,C. J.,Gane P. A. C,Schoelkopf,J.(2004):「Modified Calcium Carbonate Coatings With Rapid Absorption and Extensive Liquid Uptake Capacity」,Colloids and Surfaces A,236(1-3),91；(2)Gane,P.A.C.,Kettle,J.P.,Matthews,G. P.及Ridgway CJ.(1996):「Void Space Structure of Compressible Polymer Spheres and Consolidated Calcium Carbonate Paper-Coating Formulations」,Industrial & Engineering Chemistry Research Journal 35(5),1753-1764；(3)Gane,P.A.C.,J. Schoelkopf,D.C. Spielmann,G.P. Matthews,CJ. Ridgway,Tappi J. 83(2000) 77。
各錠劑之份額的特徵為使用Micromeritics Autopore IV汞孔隙計的孔隙率、總侵入比空隙體積及孔隙尺寸分佈之汞壓孔率測定法(mercury porosimetry)。汞壓孔率測定法實驗需要抽空多孔樣品以移除經截留氣體，此後使樣品環繞有汞。藉由樣品置換之汞的量允許計算樣品之總體積Vbulk 。接著將壓力施加至汞，使得其通過連接至外部表面之孔隙而侵入至樣品中。
汞之最大施加壓力為414 MPa，等效於0.004 μm之拉普拉斯喉徑(Laplace throat diameter)。針對汞及穿透計效應，且亦針對樣品壓縮，使用Pore-Comp來校正資料。藉由取累積侵入曲線之一階導數，揭露基於等效拉普拉斯直徑之孔隙尺寸分佈(不可避免地包括孔隙屏蔽)。自汞侵入曲線計算體積界限中值孔隙直徑，且自孔隙尺寸分佈曲線計算FWHM。在本發明之內容背景中，術語「總侵入比空隙體積」應被理解為藉由以上程序(汞壓孔率測定法)量測之空隙體積。
在本發明之內容背景中，術語「礦物組成物」將指代包含呈單粒子之形式(亦即，呈非顆粒形式)之礦物粒子的組成物。術語「礦物」指代通常為結晶(諸如，碳酸鈣)之元素或化合物。
在本發明之內容背景中，術語「孔隙」應被理解為描述在礦物粒子之間所發現的空間，亦即，藉由礦物粒子形成且允許傳遞或吸收流體之空間。孔隙可藉由其中值孔隙直徑界限。
本發明之另一目標係介紹藉由添加具有經小心控制之孔隙尺寸分佈及毛細管作用之礦物組成物作為紙填料而進行的墨水溶劑至紙本體中之此最佳吸收。
在本發明之內容背景中，術語「體積界限中值孔隙直徑」將指代如下孔隙尺寸：在低於該孔隙尺寸的情況下，比孔隙體積之50%比此楊氏-拉普拉斯等式(Young-Laplace equation)界限等效毛細管直徑細小，其中楊氏-拉普拉斯等式應用於汞侵入壓孔率測定法資料(以上程序)。
又，在本發明之內容背景中，術語「總侵入比空隙體積」應被理解為描述每單位質量之礦物粒子所量測的孔隙體積(在礦物粒子之間所發現的孔隙體積)。
本發明包含如下發現：當基材(諸如，紙)經塗佈有包括包含礦物粒子之礦物組成物的塗料組成物時，可獲得改良型屬性，該等礦物粒子在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，且具有0.1至0.3 cm3 /g之總侵入比空隙體積。
在本發明之內容背景中，術語「基材」應被理解為表面適於印刷或塗漆之任何材料，諸如，紙、紙板、塑膠、織物、木材、金屬、混凝土或軟膏。
在本發明之內容背景中，術語「塑膠」係關於天然或合成聚合物材料。非限制性實例為聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙稀、聚酯(諸如，聚丙烯酸酯)、其均聚物或共聚物或混合物。塑膠可視情況藉由礦物填料、有機顏料、無機顏料或其混合物填充。
在本發明之內容背景中，術語「織物」係關於由天然或人工纖維之網狀物組成的可撓性材料。
因此，本發明之一個態樣係提供一種包含礦物粒子之礦物組成物，該等礦物粒子在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，且具有0.1至0.3 cm3 /g之總侵入比空隙體積。
在本發明之一個具體實例中，體積界限中值孔隙直徑係在0.01微米至0.039微米之範圍內，且總侵入比空隙體積係在0.10 cm3 /g至0.28 cm3 /g之範圍內；諸如，體積界限中值孔隙直徑係在0.015微米至0.035微米之範圍內，且總侵入比空隙體積係在0.15 cm3 /g至0.27 cm3 /g之範圍內，例如，體積界限中值孔隙直徑係在0.017微米至0.033微米之範圍內，且總侵入比空隙體積係在0.20 cm3 /g至0.25 cm3 /g範圍內，諸如，體積界限中值孔隙直徑係在0.019微米至0.030微米之範圍內，且總侵入比空隙體積係在0.21 cm3 /g至0.24 cm3 /g之範圍內。
在本發明之另一具體實例中，體積界限中值孔隙直徑係在0.013微米至0.038微米之範圍內(例如，在0.018微米至0.036微米之範圍內)，諸如，在0.021微米至0.034微米之範圍內(例如，在0.023微米至0.028微米之範圍內)。
在本發明之再一具體實例中，總侵入比空隙體積係在0.10 cm3 /g至0.29 cm3 /g之範圍內(例如，在0.11 cm3 /g至0.28 cm3 /g之範圍內)，諸如，在0.12 cm3 /g至0.27 cm3 /g之範圍內(例如，在0.13 cm3 /g至0.26 cm3 /g之範圍內)，諸如，在0.14 cm3 /g至0.26 cm3 /g之範圍內(例如，在0.15 cm3 /g至0.25 cm3 /g之範圍內)，諸如，在0.16 cm3 /g至0.25 cm3 /g之範圍內(例如，在0.17 cm3 /g至0.24 cm3 /g之範圍內)，諸如，在0.18 cm3 /g至0.23 cm3 /g之範圍內(例如，在0.19 cm3 /g至0.22 cm3 /g之範圍內)，諸如，在0.20 cm3 /g至0.21 cm3 /g之範圍內。
如本文所使用，術語「單峰式孔隙尺寸分佈(monomodal pore size distribution)」指代在孔隙尺寸分佈曲線(強度係在縱座標或Y軸上，且孔隙尺寸係在橫座標或X軸上)上具有單一明顯可辨別最大值之孔隙集合。雙峰式孔隙尺寸分佈指代在孔隙尺寸分佈曲線上具有兩個明顯可辨別最大值之孔隙集合。因此，一般化定義為n 峰式孔隙尺寸分佈指代在孔隙尺寸分佈曲線上具有n 個明顯可辨別最大值之孔隙集合，其中n 為整數。本發明之發明人已發現，當利用n 峰式孔隙尺寸分佈(其中n 2(高於或等於2))時，可經由多黏性墨水溶劑混合物之礦物組成物而獲得吸收速度之較好控制。
術語「體積界限孔隙尺寸多分散性」應被理解為描述在礦物粒子之間待發現之孔隙尺寸直徑分佈廣度的特性。本發明之發明人已發現，當體積界限孔隙尺寸多分散性(表達為最大高度全寬(FWMH))係在0.01微米至0.03微米之範圍內時，可經由礦物組成物而獲得吸收速度之較好控制。
半高全寬(FWHM)表達為藉由因變數等於其最大值之一半時的自變數之兩個極值之間的差給出的函數之範圍。技術術語「半高全寬」或「FWHM」用以近似大多數孔隙之直徑分佈，亦即，孔隙尺寸之多分散性。本發明之發明人已發現，當孔隙相比於較寬尺寸分佈具有均一尺寸時，可獲得孔隙/毛細管中之墨水溶劑的較好速度控制。
在本發明之一個具體實例中，礦物粒子在呈密集壓實床形式時所具有之單峰式孔隙直徑分佈及體積界限孔隙尺寸多分散性(表達為最大高度全寬(FWMH))小於或等於0.035微米，諸如，在0.005微米至0.033微米之範圍內(例如，0.030微米)，諸如，0.01微米至0.028微米(例如，0.025微米)，諸如，0.015微米至0.021微米(例如，0.020微米)，諸如，0.016微米至0.019微米。
在本發明之一個具體實例中，礦物粒子在呈密集壓實床形式時具有雙峰式或多峰式孔隙直徑分佈。
在本發明之另一具體實例中，礦物粒子在呈密集壓實床形式時具有單峰式孔隙直徑分佈。
在本發明之再一具體實例中，礦物粒子包含碳酸鈣，尤其係選自天然碳酸鈣或沈澱碳酸鈣或其混合物。較佳地，礦物粒子包含碳酸鈣，諸如，PCC(沈澱碳酸鈣)、改質碳酸鈣(如特別是在WO 00/39222、WO 2004/083316、WO 2005/121257中)或GCC(重質碳酸鈣)及其組合。
在本發明之內容背景中，術語「礦物漿料」將指代礦物組成物於液體(較佳地為水)中之粒子懸浮液。較佳地，礦物相對於液體具有較高比重(以g/ml表達)。
本發明之另一態樣係提供一種用於塗料組成物之礦物漿料，該漿料包含礦物粒子，該等礦物粒子在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，且具有0.1至0.3 cm3 /g之總侵入比空隙體積。
本發明之又一態樣係提供一種包含礦物組成物之塗料組成物，該礦物組成物包含礦物粒子，該等礦物粒子在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，且具有0.1至0.3 cm3 /g之總侵入比空隙體積。
本發明之再一態樣係提供一種用於紙調配物之填料，該填料包含礦物組成物，該礦物組成物包含礦物粒子，該等礦物粒子在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，且具有0.1至0.3 cm3 /g之總侵入比空隙體積。
本發明之又一態樣係提供一種包含塗料組成物之紙，該塗料組成物包含礦物組成物，該礦物組成物包含礦物粒子，該等礦物粒子在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，且具有0.1至0.3 cm3 /g之總侵入比空隙體積。
本發明之另一態樣係提供一種包含填料之紙，該填料包含礦物組成物，該礦物組成物包含礦物粒子，該等礦物粒子在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，且具有0.1至0.3 cm3 /g之總侵入比空隙體積。
在本發明之另一具體實例中，礦物組成物之調配物係選自由塗料組成物、填料、表面填充物及礦物漿料組成之群組，該礦物組成物包含礦物粒子，該等礦物粒子在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，且具有0.1至0.3 cm3 /g之總侵入比空隙體積。
本發明之另一態樣係關於一種包含礦物組成物之基材，該礦物組成物包含礦物粒子，該等礦物粒子在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，且具有0.1至0.3 cm3 /g之總侵入比空隙體積。
在本發明之一個具體實例中，基材包含該礦物組成物之一或多種調配物，該調配物係選自由塗料組成物、填料、表面填充物及礦物漿料或其混合物組成之群組。
在本發明之另一具體實例中，基材係選自由紙、紙板、塑膠、織物、木材、金屬、混凝土或軟膏組成之群組。
本發明之一個態樣係關於一種包含礦物粒子之礦物組成物之用途，該等礦物粒子在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，且具有0.1至0.3 cm3 /g之總侵入比空隙體積，該礦物組成物用於紙、紙板、塑膠、織物、木材、金屬、混凝土或軟膏中。
本發明之另一態樣係關於一種包含礦物粒子之礦物組成物之用途，該等礦物粒子在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，且具有0.1至0.3 cm3 /g之總侵入比空隙體積，該礦物組成物用於比如紙製造、紙塗佈、噴墨紙面塗佈、平版印刷之紙應用中。
本發明之又一態樣係關於一種包含礦物粒子之礦物組成物之用途，該等礦物粒子在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，且具有0.1至0.3 cm3 /g之總侵入比空隙體積，該礦物組成物用於織物及紙板應用中。
在本發明之另一具體實例中，基材包含根據本發明之礦物粒子組成物之一或多種摻合物。
本發明之一個態樣係關於一種用於由饋料生產礦物粒子細粒部分之方法，該礦物粒子細粒部分在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，且具有0.1至0.3 cm3 /g之總侵入比空隙體積，該方法包含：
-將該饋料提供至銑床，從而生產第一經銑削饋料；
-將該第一經銑削饋料饋入至盤式堆疊離心機，從而生產兩種礦物粒子部分，一者為該礦物粒子細粒部分且第二者為礦物粒子粗粒部分；
-將該礦物粒子粗粒部分之部分或全部饋入至銑床及/或盤式堆疊離心機，及/或取出該礦物粒子粗粒部分之部分或全部。
在本發明之一個具體實例中，該礦物粒子粗粒部分在呈密集壓實床形式時具有不為0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，且具有不為0.1至0.3 cm3 /g之總侵入比空隙體積。
在本發明之另一具體實例中，該礦物粒子粗粒部分相比於該礦物粒子細粒部分具有較低比表面積(m2 /g)，諸如，在比該礦物粒子細粒部分低0.1至100倍的範圍內(例如低2倍)，諸如，在比該礦物粒子細粒部分低5-95倍的範圍內(例如低10倍)，諸如，在比該礦物粒子細粒部分低15-85倍的範圍內(例如低20倍)，諸如，在比該礦物粒子細粒部分低25-75倍的範圍內(例如低30倍)，諸如，在比該礦物粒子細粒部分低35-65倍的範圍內(例如低50倍)。
在本發明之再一具體實例中，該饋料之饋入固體範圍小於99重量%之該饋料，諸如，在5重量%之該饋料至90重量%之該饋料的範圍內(例如，10重量%之該饋料)，較佳地在15重量%之該饋料至85重量%之該饋料的範圍內(例如，19重量%之該饋料)，諸如，在20重量%之該饋料至80重量%之該饋料的範圍內(例如，25重量%之該饋料)，更佳地在30重量%之該饋料至75重量%之該饋料的範圍內(例如，35重量%之該饋料)，諸如，在40重量%之該饋料至70重量%之該饋料的範圍內(例如，45重量%之該饋料)，較佳地在50重量%之該饋料至65重量%之該饋料的範圍內(例如，55重量%之該饋料)。
本發明之特定具體實例的特徵在於用於生產礦物粒子細粒部分之該方法，該礦物粒子細粒部分在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，且具有0.1至0.3 cm3 /g之總侵入比空隙體積，該方法包含以下步驟：
-將該饋料提供至銑床，從而生產第一經銑削饋料；
-將該第一經銑削饋料饋入至盤式堆疊離心機，從而生產兩種礦物粒子部分，一者為該礦物粒子細粒部分且第二者為礦物粒子粗粒部分；其中該第一經銑削饋料之固體含量係在20重量%至80重量%之範圍內，較佳地在30重量%至75重量%之範圍內，更佳地在38重量%至70重量%之範圍內。
在某些具體實例中，可重複將該礦物粒子粗粒部分饋入至該盤式堆疊離心機中之步驟，直至不可能或不適宜使更多礦物粒子細粒部分與該礦物粒子粗粒部分分離。該礦物粒子粗粒部分至該盤式堆疊離心機之重複饋入的該礦物細粒部分可與較早礦物細粒部分相同、比較早礦物細粒部分更粗糙，或比較早礦物細粒部分更精細。不同礦物粒子細粒部分可分離地予以使用，或以不同礦物粒子細粒部分之摻合物予以使用。
本發明之另一態樣係關於一種用於生產礦物粒子細粒部分之方法，該礦物粒子細粒部分在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，且具有0.1至0.3 cm3 /g之總侵入比空隙體積，該方法包含：
-將饋料提供至一或多個乾式及/或濕式研磨機，從而在一或多個研磨步驟中生產該礦物粒子細粒部分。
在本發明之一個具體實例中，該製程以連續方式作用。
圖3中展示用於生產本發明之礦物粒子之方法的實例，其中將饋料(1)饋入至銑床(6)，從而生產第一經銑削饋料(3)。接著將第一經銑削饋料(3)饋入至盤式堆疊離心機(7)，從而生產礦物粒子細粒部分(4)及礦物粒子粗粒部分(2)。可將礦物粒子粗粒部分(2)分離為粗粒部分產物(5)，或回饋至銑床(6)。
在本發明之一個具體實例中，礦物粒子細粒部分在呈密集壓實床形式時具有單峰式孔隙直徑分佈。在本發明之另一具體實例中，礦物粒子細粒部分在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.03微米之範圍內的體積界限孔隙尺寸多分散性(表達為最大高度全寬(FWMH))。
在本發明之再一具體實例中，礦物粒子細粒部分在呈密集壓實床形式時具有雙峰式或多峰式孔隙直徑分佈。
應注意，在本發明之一個態樣之內容背景中所描述的具體實例及特徵亦適用於本發明之其他態樣。
本申請案中所引證之所有專利及非專利參考文獻的全文係以引用的方式併入本文中。
現將在以下非限制性實施例中進一步詳細地描述本發明。
實施例
實施例之一般資訊：
所有粒徑及中值直徑係使用Malvern Mastersizer 2000S(Malvern Instruments Ltd.,Enigma Business Park,Grovewood Road,Malvern,Worcestershire,UK. WR14 1XZ)而使用以下參數予以量測：
PSD(粒徑分佈)樣品量測程序
先決條件：
‧儀器：Malvern Mastersizer 2000S，其具有HydroS取樣單元。
‧將第II型ASTM水用作稀釋水。
‧已清潔Malvern Mastersizer且其無來自帶陽離子電荷之材料的污染。
‧已適當地設置及對準儀器。
‧由有經驗且受過訓練之操作人員操作儀器。
‧在量測之前，已測試及驗證關於待量測之類似材料的樣品檢驗標準。
‧使待量測之樣品完全地均質化。
‧儀器量測選項設定至以下各者：
○粒子折射率：1.570
○粒子折射率藍光：1.570
○分散劑名稱：水
○分析模型：通用，不規則
○吸收：0.005
○吸收藍光：0.005
○分散劑折射率：1.330
○敏感度：正常
○尺寸範圍：0.020-至2000.000
○結果頻帶之數目：66
○結果模擬：未致能
○結果單位：微米
○背景及背景藍光量測時間：15秒
○測試時間：15秒
1.1.儀器預備
1.1.1.使Malvern運作3個清潔循環。
1.1.2.當清潔循環完成時，在附件模組中，點擊「排空(Empty)」按鈕且允許Hydro S排泄。
1.1.3.當排泄Hydro S時，藉由點擊「排泄閥(Drain Valve)」按鈕來關閉排泄閥。
1.1.4.將第II型ASTM水緩慢地添加至hydro S中，直至緊接於「液體感測(Liquid Sensed)」之盒子變綠。
1.1.5.使泵速度逐漸升高至3010 rpm。在量測期間維持此速度。
1.1.6.繼續使空隙填充有第II型ASTM水。
1.1.7.在按壓開始之前，將少量(約1 ml)約35重量濃度%之聚丙烯酸鈉/鈣分散劑(分子量(Mw)為5500且多分散性為2.7)添加至Hydro S樣品單元中。
1.1.8.在添加待量測之樣品之前允許分散劑循環達至少1分鐘。
1.2.樣品量測
1.1.在樣品量測之前或期間不使用音波處理。
1.2.當儀器準備好用於量測時，使用3 ml注射器來添加樣品，直至獲得13至25(較佳地為20)之朦朧度(Obscuration)。
1.3.當添加樣品時，小心不要濺落樣品或不要做任何可能會引入氣泡的事情。
1.4.開始分析。
1.5.在結果可疑的狀況下，執行儀器檢驗標準以確保儀器適當地運作。
在實施例5中，亦將Sedigraph 5100用於以重量%給出之結果。
以m2 /g為單位之BET比表面積係根據標準ISO 4652法(1994年)予以量測。
根據用由具有參考PSS-PAA 18 K、PSS-PAA 8K、PSS-PAA 5K、PSS-PAA 4K及PSS-PAA 3K之Polymer Standard Service供應之一系列5種聚丙烯酸鈉標準所校準的水性凝膠滲透層析(Gel Permeation Chromatography,GPC)方法，以100 mol%鈉鹽形式在pH 8下量測不同聚合物之所有重量、分子量(Mw)、數目分子量(Mn)及對應多分散性。
代表先前技術之實施例
實施例1
藉由鎚碎機乾式破碎且進一步乾式研磨及空氣渦錐分類來自Villach(Austria)地區的大理石，特徵是d 50 為3.0 μm、d 98 為12.5 μm及比表面積為2.3 m2 /g。使用2.5 cm之Silpex珠粒之球磨機中的乾式研磨製程包括使用以無水碳酸鈣計1000 ppm的以三乙醇胺為基礎之乾式研磨助劑。小於2 μm之部分為30.3體積%，且小於1 μm之部分為5.6體積%。
實施例2
將d50 為45 μm之自發濕式研磨Vermont大理石濕式研磨至2.2 μm之d 50 。在體積為1500公升且呈連續模式之直立式球磨機中，在含78重量%固體之自來水中，使用1 mm至1.5 mm之矽酸鋯珠粒且使用0.63 wt%之聚丙烯酸鈉/鈣分散劑(分子量(Mw)為5500且多分散性為2.7)進行濕式研磨。其意謂：以無水碳酸鈣計，總共0.70重量%之聚丙烯酸鈉/鈣。最終產物進一步具有13.0 μm之d 98 及6.0 m2 /g之比表面積。小於2 μm之部分為46.3體積%，且小於1 μm之部分為22.6體積%。
實施例3
使用與實施例2相同之銑削條件將實施例2之產物進一步濕式研磨至0.31 μm之d 50 。在體積為1500公升且呈連續模式之直立式球磨機中，在含72重量%固體之自來水中，使用1 mm至1.5 mm之矽酸鋯珠粒且使用0.42 wt%之聚丙烯酸鈉/鈣分散劑(分子量(Mw)為5500且多分散性為2.7)進行濕式研磨。最終產物進一步具有3.4 μm之d 98 及10.5 m2 /g之比表面積。小於2 μm之部分為87.7體積%，且小於1 μm之部分為60.3體積%。
代表本發明之實施例
實施例4
在Westfalia「Teller-Dsen Separator」中，在38重量%固體之饋入固體下，在用自來水進行稀釋之後處理實施例2之細粉狀大理石，以達到0.25 μm之d98 、0.20 μm之d90 及0.125 μm之d50 。如Erich Mller之Mechanische Trennverfahren(Band 2,Otto Salle Verlag,Frankfurth,1983,part 4.3 Zentrifugen in Tellerseparatoren，第65頁，特別是第78頁，Abb. 4.31)所描述，執行該程序。
實施例5
在Westfalia「Teller-Dsen Separator」中，在60.9重量%固體之饋入固體下，在用自來水進行稀釋之後處理實施例2之細粉狀大理石，以達到0.225 μm之d98 及0.123 μm之d50 。如Erich Mller之Mechanische Trennverfahren(Band 2,Otto Salle Verlag,Frankfurth,1983,part 4.3 Zentrifugen in Tellerseparatoren，第65頁，特別是第78頁，Abb. 4.31)所描述，執行該程序。
實施例6
在Westfalia「Teller-Dsen Separator」中，在68.6重量%固體之饋入固體下，在用自來水進行稀釋之後處理實施例2之細粉狀大理石，以達到0.295 μm之d98 及0.122 μm之d50 。如Erich Mller之Mechanische Trennverfahren(Band 2,Otto Salle Verlag,Frankfurth,1983,part 4.3 Zentrifugen in Tellerseparatoren，第65頁，特別是第78頁，Abb. 4.31)所描述，執行該程序。
實施例7
使用0.25重量%之聚丙烯酸鈉/鈣分散劑(分子量(Mw)為5500且多分散性為2.7)將實施例1之產物在自來水中製成75重量%固體，且使用與實施例2相同之銑削條件進一步濕式研磨至0.12 μm之d 50 。在體積為1500公升且呈連續模式之直立式球磨機中，在含45重量%固體之自來水中，使用小於0.315 mm之(Cermill)矽酸鋯珠粒且使用1.4 wt%之聚丙烯酸鈉/鈣分散劑(分子量(Mw)為5500且多分散性為2.7)進行濕式研磨。最終產物進一步具有0.57 μm之d98 及35.8 m2 /g之比表面積。小於0.5 μm之部分為97.5體積%，且小於0.1 μm之部分為37.5體積%。最終產物進一步具有0.90 μm之d 90 。
小於0.5 μm之部分為96重量%，且小於0.2 μm之部分為71重量%，其皆係使用Sedigraph 5100(Micromeritics)而藉由Sedimentation予以量測。
實施例8
在Westfalia「Teller-Dsen Separator」中，在38重量%固體之饋入固體下處理實施例3之細粉狀大理石，以達到0.25 μm之d98 、0.2 μm之d90 及0.12 μm之d50 。如Erich Mller 之Mechanische Trennverfahren(Band 2,Otto Salle Verlag,Frankfurth,1983,part 4.3 Zentrifugen in Tellerseparatoren，第65頁，特別是第78頁，Abb. 4.31)所描述，執行該程序。小於0.5 μm之部分大於99.5體積%。
實施例9
d50 為45 μm且最初酸不溶性矽酸鹽及二氧化矽部分為6.5重量%之50噸自發乾式研磨Canadian大理石(源自Perth地區)進行泡沫浮選製程，以藉由使用以全部粗大理石計500 ppm之動物脂肪咪唑啉作為矽酸鹽收集劑將酸不溶性部分減少至大於1重量%，在72重量%固體下，在存在3.0 wt%之聚丙烯酸鈉/鎂分散劑(Mw為5500，多分散性為2.7)的情況下，在批次模式中，以與實施例2相同之種類之立式球磨機進行濕式研磨以達到如下精細度：99重量%之粒子的直徑小於1 μm，88重量%之粒子的直徑小於0.5 μm，69重量%之粒子的直徑小於0.2 μm，且28重量%之粒子的直徑小於0.1 μm。量測到比表面積為28.2 m2 /g(BET)，d90 為0.58 μm，且d50 為0.12 μm。
結果：
形成密集壓實床(壓實錠劑)
作為用以描述包含礦物粒子之礦物組成物的代表性測試系統，在濕式製錠機裝置中，藉由將恆定壓力(15巴)施加至懸浮液/漿料直至藉由通過0.025 μm精細過濾器隔膜之過濾而釋放水，由礦物粒子之水漿料形成密集壓實床。此方法生產直徑約4 cm且厚度為1.5 cm至2.0 cm之錠劑，其可劃分且塑造成適於後續分析之樣品組態。自裝置移除錠劑且在烘箱中在60℃下乾燥達24小時。
各錠劑之份額的特徵為使用Micromeritics Autopore IV汞孔隙計的孔隙率、總侵入比空隙體積及孔隙尺寸分佈之汞壓孔率測定法。汞之最大施加壓力為414 MPa，等效於0.004 μm之拉普拉斯喉徑。針對汞及穿透計效應，且亦針對樣品壓縮，使用Pore-Comp來校正資料。藉由取累積侵入曲線之一階導數，揭露基於等效拉普拉斯直徑之孔隙尺寸分佈(不可避免地包括孔隙屏蔽)。自汞侵入曲線計算體積界限中值孔隙直徑，且自孔隙尺寸分佈曲線(圖1及圖2)計算FWHM。
表1：來自實施例1至9之經收集資料。
實施例10
來自實施例4之產物用於多孔預塗料上之噴墨紙面塗佈中之用途(高品質噴墨應用)
紙預塗佈
所使用之紙塗佈機：Erichsen K 303、Multicoater及用於儀器之對應棒體，其皆購自company Ericrson(D-58675 Hemen,Germany)。
使用第3號棒體以10 g/m2 之以下調配物來預塗佈噴墨原紙(112 g/m2 ,Schoeller,Osnabruck,Germany)：
86.5 wt.% Omyajet B6606-FL 31%(改質碳酸鈣)(Omya AG,Switzerland)
4.5 wt.% PVA BF-05**
4.5 wt.% C-Film 05978(Cargill SA,Geneva)(陽離子澱粉)
4.5 wt.% Certrex(Mobil)(PolyDADMAG)
塗料顏色固體為大約30 wt.%。
塗料在110℃下乾燥達10分鐘。所有wt.%皆係以乾重計算。
在此預塗料之頂部上，使用第1至3號棒體來施加先前技術產物或本發明產物。
製備面塗料
使塗料顏色在類似黏合劑量下進行且稀釋至大約25重量%至30重量%以達到良好流變屬性及類似塗佈重量。煙霧狀二氧化矽*看似略微難以在30重量%固體下施加於紙上。
表2：先前技術及本發明之面塗料調配物
*煙霧狀二氧化矽(Evonic)，
** 98 mol%之水解聚乙烯醇(低黏度，ChangChun Groupe,South Korea)。
結果
光學印刷密度
OD總和(/)***
表3：用Canon所印刷之光學密度，
***光學密度SpectroIinoTM (分光光度計，Handhel系統)，
GretagMacbethTM (OD總和=青色、洋紅色及黃色之總和)
OD總和(/)***
表4：用HP所印刷之光學密度，
***光學密度SpectrolinoTM (分光光度計，Handhel系統)，
GretagMacbethTM (OD總和=青色、洋紅色及黃色之總和)
光澤
未壓延Tappi 75°(%)ISO Norm 8254-1
表5：未壓延紙光澤
本發明之結果明顯地展示實施例4之本發明產物相對於用作參考顏料之煙霧狀二氧化矽的效能。
該等結果指示印刷密度相對於煙霧狀二氧化矽得以改良。此外，藉由使用PVOH黏合劑來施加根據本發明之碳酸鈣產物而無流變學問題。
根據本發明之碳酸鹽產物之光澤發展比商用煙霧狀二氧化矽參考好兩倍以上。
實施例11
來自實施例3及8之產物用於平版印刷中之用途
所使用之紙塗佈機：Erichsen K 303(Multicoater,D-58675 Hemen,Germany)。
使用第2號棒體以大約10 g/m2 且使用第5號棒體以大約45 g/m2 之以下調配物來塗佈合成紙(YUPO Synteape，聚丙烯，62 g/m2 ，80 μm(halbmatt,weiss))Fischer Papier(9015 St. Galien,Switzerland)：
86.5 wt.%之產物(來自實施例3或8)
13.5 wt.%之苯乙烯-丙烯酸酯黏合劑(S 360 D,BASF)
塗料顏色固體為大約60 wt.%。
塗料在110℃下乾燥達30分鐘。所有wt.%皆係以乾重計算。以m2 /g為單位之所得塗佈重量如下：
結果為3次量測之平均值。
已使用墨水表面相互作用測試器(ISIT)來量測四種塗料之黏著力發展(Tack Force Development)以比較及評估其黏著力行為。
藉由特殊附件件(SeGan Ltd.)量測墨水對紙之黏著力，該附件件由螺線管、盤簧、測力計及接觸盤組成。藉由作用於螺線管上之電磁力將接觸盤按壓成相抵於樣品壓板上之印跡。此作用將拉伸力施加於經安裝成平行於螺線管之盤簧上。可藉由電子控制來改變接觸時間及壓力，以最佳化在接觸盤與印跡之間的黏接力。在電磁力終止時，藉由延伸之盤簧的應變力而自印跡撤回接觸盤，該應變力足夠強以達成該盤與墨水膜之分離。固定於接觸盤與盤簧之間的應變計產生負載相依信號，該信號被記錄為經量測黏著力。自動地重複該序列達預定義數目次循環，該數目經選擇以跨越所研究黏著力之區域。隨著時間而記錄達成各個別分離所需要之拉力的積聚，且可經由經特定設計之軟體進行分析。將各測試點處之最大拉力位準標繪為經量測黏著力發展隨著時間而變。
結果(圖4)明顯地展示使用實施例8之本發明產物的塗料之黏著力在僅40秒內縮減至低於1 N。在彼時段之後，印刷不再黏稠，而實施例3之先前技術產物的塗料甚至在150秒之後亦未消退且仍黏稠。
實施例12
來自實施例7之產物用於再循環板面塗佈中之用途。
調配三種塗料顏色以比較將標準調配物之二氧化鈦替換為根據本發明之實施例7之碳酸鈣的部分替換。
第1號塗料顏色調配物：標準塗料顏色調配物
72.0 wt% Hydrafin Clay，來自Kamin LLC
8.0 wt% Calcined Clay Ansilex 93，來自Engelhard
20.0 wt% Rutile TiO2
16 wt%乳膠P308，來自Rohm & Haas
5 wt%蛋白質黏合劑Procote 200，來自Protein Technologies International
0.7 wt%交聯劑ACZ 5800M，來自Akzo Nobel/Eka Chemicals
0.15 wt%聚丙烯酸酯分散劑Colloids 211，來自Kemira Chemicals公司
塗料顏色固體為大約43 wt%。
根據本發明之第2號塗料顏色調配物：
72.0 wt% Hydrafin Clay，來自Kamin LLC
8.0 wt% Calcined Clay Ansilex 93，來自Engelhard
18.0 wt% Rutile TiO2
2.0 wt%碳酸鈣，根據實施例7
16 wt%乳膠P308，來自Rohm & Haas
5 wt%蛋白質黏合劑Procote 200，來自Protein Technologies International
0.7 wt%交聯劑ACZ 5800M，來自Akzo Nobel/Eka Chemicals
0.15 wt%聚丙烯酸酯分散劑Colloids 211，來自Kemira Chemicals公司
塗料顏色固體為大約43 wt%。
根據本發明之第3號塗料顏色調配物：
72.0 wt% Hydrafin Clay，來自Kamin LLC
8.0 wt% Calcined Clay Ansilex 93，來自Engelhard
16.0 wt% Rutile TiO2
4.0 wt%碳酸鈣，根據實施例7
16 wt%乳膠P308，來自Rohm & Haas
5 wt%蛋白質黏合劑Procote 200，來自Protein Technologies International
0.7 wt%交聯劑ACZ 5800M，來自Akzo Nobel/Eka Chemicals
0.15 wt%聚丙烯酸酯分散劑Colloids 211，來自Kemira Chemicals公司
塗料顏色固體為大約43 wt%。
根據本發明之第4號塗料顏色調配物：
70.2 wt% Hydrafin Clay，來自Kamin LLC
7.8 wt% Calcined Clay Ansilex 93，來自Engelhard
16.0 wt% Rutile TiO2
8.0 wt%碳酸鈣，根據實施例7
16 wt%乳膠P308，來自Rohm & Haas
5 wt%蛋白質黏合劑Procote 200，來自Protein Technologies International
0.7 wt%交聯劑ACZ 5800M，來自Akzo Nobel/Eka Chemicals
0.15 wt%聚丙烯酸酯分散劑Colloids 211，來自Kemira Chemicals公司
塗料顏色固體為大約43 wt%。
根據本發明之第5號塗料顏色調配物：
72.0 wt% Hydrafin Clay，來自Kamin LLC
8.0 wt% Calcined Clay Ansilex 93，來自Engelhard
14.0 wt% Rutile TiO2
6.0 wt%碳酸鈣，根據實施例7
16 wt%乳膠P308，來自Rohm & Haas
5 wt%蛋白質黏合劑Procote 200，來自Protein Technologies International
0.7 wt%交聯劑ACZ 5800M，來自Akzo Nobel/Eka Chemicals
0.15 wt%聚丙烯酸酯分散劑Colloids 211，來自Kemira Chemicals公司
塗料顏色固體為大約43 wt%。
根據本發明之第6號塗料顏色調配物：
72.0 wt% Hydrafin Clay，來自Kamin LLC
8.0 wt% Calcined Clay Ansilex 93，來自Engelhard
12.0 wt% Rutile TiO2
8.0 wt%碳酸鈣，根據實施例7
16 wt%乳膠P308，來自Rohm & Haas
5 wt%蛋白質黏合劑Procote 200，來自Protein Technologies International
0.7 wt%交聯劑ACZ 5800M，來自Akzo Nobel/Eka Chemicals
0.15 wt%聚丙烯酸酯分散劑Colloids 211，來自Kemira Chemicals公司
塗料顏色固體為大約43 wt%。
(所有wt%皆係以總礦物材料之乾重計算)。
藉由使用RK Printcoat Instruments K Control Coater Model K202，在以下程序的情況下，藉由在紙板薄片上以表6中所列出之量施加乾燥塗佈重量之各調配物來執行再循環紙板之三次面塗佈：
1.1應在TAPPI標準條件(50%±2%相對濕度及23℃±1℃或73.4℉±1.8℉)下調節樣品達最少24小時。1.2遵照用於設置儀器之指令以用於測試且按照指令來校準儀器。1.3置放經調節樣品薄片(其中板之加工方向平行於儀器頂部上之樣品開口之上的亮度計之面)、在樣品上置放1 kg重物，且按壓PRINT鍵以供單次讀取，或若需要平均值，則起始AVERAGE常式且遵照儀器提示。1.4可藉由以手動方式根據方向來程式設計儀器而存取下文所列出之所有測試。
1.5對十(10)份樣品求平均值且記錄平均值±標準偏差。
亮度結果
當將經塗佈樣品置放於來自Leneta公司之Leneta FiberBoard(Form N2C-2 B# 3701 Unsealed Opacity Charts(194×260 mm)或7-5/8×10-1/4吋)的黑色側之上時，根據以下方法來測定亮度：
下引：
1.將Leneta Board置放於下引塗佈機上，從而用金屬夾鉗(更像夾板)來壓緊Leneta Board
2.將適當尺寸之Meyer棒體置放於擺臂之下且置放於Leneta Board頂部上
3.使用10 cc或10 cc以上注射器在棒體前方施加塗料珠粒
4.開啟塗佈機且輕按開關，從而使棒體「下引」Leneta Board之長度
5.調整速度及棒體尺寸以達成所要塗佈重量及膜均一性(可採取若干反覆)
6.擱置Meyer棒體以供清潔且著手乾燥經新塗佈之Leneta Board
乾燥
1.在使用空氣加熱槍(Veritemp Heat Gun Model VT-750C Master Appliance公司)的情況下，「吹」乾Leneta Board，同時使Leneta Board在下引塗佈機上仍處於適當位置
2.乾燥直至塗料自濕潤外觀變為無光澤乾燥外觀
3.開啟毛氈烘筒乾燥機(Felt Roll Drum Dryer Adiron dack Machine公司)。
4.接著，在使用毛氈烘筒乾燥機的情況下，將Leneta Board之經塗佈側置放成相抵於烘筒(吹乾之目的係避免此塗料在烘筒上之任何黏附)
5.隨著毛氈烘筒乾燥機轉動，允許Leneta Board傳遞至鉗口中(在烘筒與毛氈之間)且纏繞至另一側，Leneta Board在該另一側處傳出。
6.將經乾燥之Leneta Board置放至用以亮度測試或塗佈重量測定之側
以下表6中給出結果。
表6：用Technidyne公司之Brightimeter Micro S-5 Model S-5/BOC Serial # 452266所量測的亮度R457 TAPPI。
本發明之結果明顯地展示根據本發明之產物的效能。
該等結果指示藉由將二氧化鈦之部分替換為根據本發明之碳酸鈣而改良經塗佈之再循環板的亮度。此外，可施加根據本發明之碳酸鈣產物而無流變學問題。
1．．．饋料
2．．．礦物粒子粗粒部分
3．．．第一經銑削饋料
4．．．礦物粒子細粒部分
5．．．粗粒部分產物
6．．．銑床
7．．．盤式堆疊離心機
圖1展示樣品1至7之汞侵入曲線；
圖2展示樣品1至7之孔隙尺寸分佈曲線；及
圖3展示用於生產本發明之礦物粒子之製程的實例；及
圖4展示基於實施例3及6之產物塗料的黏著力發展曲線(Tack Force Development curves)。
1．．．饋料
2．．．礦物粒子粗粒部分
3．．．第一經銑削饋料
4．．．礦物粒子細粒部分
5．．．粗粒部分產物
6．．．銑床
7．．．盤式堆疊離心機

Claims (16)

  1. 一種包含含有碳酸鈣之礦物粒子之礦物組成物，該等礦物粒子在呈密集壓實床形式(densely compacted bed form)時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑(volume defined median pore diameter)，具有0.1至0.3cm3 /g之總侵入比空隙體積(intruded total specific void volume)，具有單峰式孔隙直徑分佈，且具有在0.01微米至0.03微米之範圍內的以最大高度全寬(FWMH)表達之體積界限孔隙尺寸多分散性。
  2. 如申請專利範圍第1項之礦物組成物，該碳酸鈣係選自天然碳酸鈣或沈澱碳酸鈣或其混合物。
  3. 如申請專利範圍第1項之礦物組成物，其中該礦物組成物之調配物係選自由塗料組成物、填料、表面填充物及礦物漿料組成之群組。
  4. 一種包含礦物組成物之基材，該礦物組成物包含含有碳酸鈣之礦物粒子，該等礦物粒子在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，具有0.1至0.3cm3 /g之總侵入比空隙體積，具有單峰式孔隙直徑分佈，且具有在0.01微米至0.03微米之範圍內的以最大高度全寬(FWMH)表達之體積界限孔隙尺寸多分散性。
  5. 如申請專利範圍第4項之基材，其包含該礦物組成物之一或多種調配物，該調配物係選自由塗料組成物、填料、表面填充物及礦物漿料或其混合物組成之群組。
  6. 如申請專利範圍第4或5項之基材，該基材係選自由紙、紙板、塑膠、織物、木材、金屬、混凝土或軟膏組成之群組。
  7. 一種用於由饋料生產含有碳酸鈣之礦物粒子細粒部分之方法，該礦物粒子細粒部分在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，具有0.1cm3 /g至0.3cm3 /g之總侵入比空隙體積，具有單峰式孔隙直徑分佈，且具有在0.01微米至0.03微米之範圍內的以最大高度全寬(FWMH)表達之體積界限孔隙尺寸多分散性，該方法包含：將該饋料提供至銑床(milling machine)，從而生產第一經銑削饋料；將該第一經銑削饋料饋入至盤式堆疊離心機，生產兩種礦物粒子部分，一者為該礦物粒子細粒部分且第二者為礦物粒子粗粒部分；將該礦物粒子粗粒部分之部分或全部饋入至銑床及/或盤式堆疊離心機，及/或取出該礦物粒子粗粒部分之部分或全部。
  8. 一種用於生產如申請專利範圍第7項之含有碳酸鈣之礦物粒子細粒部分之方法，該礦物粒子細粒部分在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，具有0.1至0.3cm3 /g之總侵入比空隙體積，具有單峰式孔隙直徑分佈，且具有在0.01微米至0.03微米之範圍內的以最大高度全寬(FWMH) 表達之體積界限孔隙尺寸多分散性，該方法包含：將該饋料提供至銑床，從而生產第一經銑削饋料；將該第一經銑削饋料饋入至盤式堆疊離心機，生產兩種礦物粒子部分，一者為該礦物粒子細粒部分且第二者為礦物粒子粗粒部分，其中該第一經銑削饋料之固體含量係在20重量%至80重量%之範圍內。
  9. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該第一經銑削饋料之固體含量係在30重量%至75重量%之範圍內。
  10. 如申請專利範圍第8項之方法，其中該第一經銑削饋料之固體含量係在38重量%至70重量%之範圍內。
  11. 一種生產含有碳酸鈣之礦物粒子細粒部分之方法，該礦物粒子細粒部分在呈密集壓實床形式時具有0.01微米至0.04微米之體積界限中值孔隙直徑，且具有0.1至0.3cm3 /g之總侵入比空隙體積，具有單峰式孔隙直徑分佈，且具有在0.01微米至0.03微米之範圍內的以最大高度全寬(FWMH)表達之體積界限孔隙尺寸多分散性，該方法包含：將饋料提供至一或多個乾式及/或濕式研磨機，在一或多個研磨步驟中生產該礦物粒子細粒部分。
  12. 如申請專利範圍第7項至第11項中任一項之方法，該製程以連續方式作用。
  13. 一種如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之礦物組成物之用途，係用於紙應用中。
  14. 如申請專利範圍第13項之用途，係用於紙製造、紙塗佈、噴墨紙面塗佈(ink jet paper top-coating)、平版印刷中。
  15. 一種如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之礦物組成物之用途，係用於織物及紙板應用中。
  16. 一種如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之礦物組成物之用途，係用於木材、金屬、混凝土及軟膏中。
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