TWI510565B - 在酸性pH環境中的高固體水性礦物及/或塡料顏料懸浮物 - Google Patents
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Description
本發明關於在酸性pH環境中的高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液、關於一種製備此類高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液的方法、關於高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液在造紙、紙張塗層、塑膠、農業及/或塗料應用之用途以及作為紙張中的填料,以及關於包含高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液的塗層色彩調配物。
實務上,水性製備物,以及特別是不溶於水的固體的懸浮液,例如包含碳酸鈣之材料被廣泛地用於紙張、塗料、橡膠以及塑膠業作為塗層、填料、延展劑以及造紙的顏料以及乳膠以及塗料。例如,懸浮液,亦稱為碳酸鈣、滑石或高嶺土的漿料被大量用於紙業作為填料及/或作為經塗佈紙張的製備物的組分。典型的不溶於水的固體的水性製備物的特徵為其包含水、不溶於水的分散的固體化合物以及視需要進一步的為懸浮液或漿料形式的添加劑。
在此方面的一個問題在於在某些條件下調整此類水性懸浮液的合宜機械性質仍為一項挑戰的事實。因為碳酸鈣懸浮液的運輸應該在經濟上是可行的,懸浮液中的水量或者懸浮液的體積應該儘可能的小。然
而,特別是,例如一般在冬天時期會達到的在低溫下,由於懸浮液凍結造成運輸及進一步處理困難,此類高固體水性懸浮液的機械性質顯著變差。除此之外,包括包含碳酸鈣之材料的高固體水性懸浮液傾向於在酸性條件下例如在酸性添加劑存在下不穩定,其一般可為此類水性懸浮液的一部分,因此造成機械性質隨著時間而變差。
在此方面,已經建議多項用於改良包含碳酸鈣之材料的水性懸浮液的機械性質的方案。例如,WO 96/32448敘述一種加工具有低濃度碳酸鹽(1至30%固體物質)的碳酸鈣分散液(為業界習知的"漿料")的方法,其係使用為10,000至500,000的低分子量陽離子凝集劑的polyDIMDAC(二甲基二烯丙基銨均聚物),以期得到塊狀。此專利使用PCC以及研磨天然碳酸鈣二者,稱為"G(N)CC"或研磨天然碳酸鈣、或其混合物。此方法係主要為小粒子於較大粒子上的絮凝作用、凝聚作用之一以及與纖維之間交互作用之性質原則上係專門得自於粒子的粗粒度。當重量減少時,則紙張的物理性質會受到不欲產生的影響。
WO 96/32449廣泛地提供相同的資訊。目標的獲得細微以及超細微粒子選擇性凝聚作用,其使用呈現與填料總電荷相反電荷的凝聚劑。
US 4,367,207敘述一種在陰離子有機膦酸鹽電解質存在下處理CaCO3
的方法,但是目標僅為得到細微分散碳酸鹽的懸浮液。
EP 0 406 662敘述一種製備合成碳酸鹽的方法,其中預混物係由為文石形式的CaCO3
與石灰的混合;對此漿料加入"磷酸衍生物"例如磷酸或其鹽類或各種磷酸鹽類,以及最後導入CO2
以期進行傳統的碳酸化。此專利的目的係特定地得到具有大粒徑以及特別結晶形式(acicular)的PCC,以
前以產業製造是不可能的。
磷酸被用於EP 0 406 662中,經由未經證實的"磷酸鈣"以特定地製造文石形式,其提供用於所需結晶形式的新核種。所得碳酸鹽產物可用於造紙,讓更大量礦物質被併入紙張,產生不可燃的內部紙張。並未提及例如紙張的不透明度、光澤或體積等性質。再者,唯一的應用係關於碳酸鹽/樹脂化合物。
亦知悉對包含碳酸鹽的材料賦予特殊性質的方法。
吾人將提及其中在得到耐酸性質時,當使用碳酸鹽作為製造酸性紙方法中的填料,其係一些傳統造紙程序。因此,US 5,043,017敘述一種碳酸鈣以及特別為PCC的穩定方法,其係藉由鈣螯合劑例如六偏磷酸鈣與可為弱酸(磷酸、檸檬酸、硼酸、乙酸等)的鹼金屬鹽的聯結(associated)鹼之作用而完成。
US 4,219,590敘述一種藉由使用"完全乾的酸酐氣體"處理以改良乾碳酸鈣的方法。本文中,表面處理之改良係藉由脂肪酸或酸樹脂或類似產物而進行。該方法藉由蒸發磷酸、氫氯酸、硝酸、癸酸或丙烯酸或氯化鋁或氟化鋁、或富馬酸等之蒸氣而處理碳酸鹽。目標為將碳酸鹽粒子分離成細微粒子。
US 5,230,734亦為習知,其使用CO2
製備Ca-Mg碳酸鹽。WO 97/08247敘述亦用於紙張的碳酸鹽調配物,其係藉由弱酸方法獲得。碳酸鹽經由弱酸和弱鹼的混合物處理,其分別為磷酸以及有機酸的衍生物。WO 97/14847亦敘述耐酸的碳酸鹽供紙張使用,其係經二種弱酸的混合物處理以期使碳酸鹽的表面"去活化"。
WO 98/20079亦敘述一種使碳酸鹽(特別為PCC)耐酸的方法,係藉由添加矽酸鈣以及弱酸或明礬。US 5,164,006使用藉由CO2
處理,為了獲得耐酸媒介的性質。然而,有必要添加產品例如氯化鋅,不符合環保標準。
如上所述,水性懸浮液一般包含水、不溶於水的分散固體化合物以及視需要的進一步在此類製備物中的添加劑。在此方面,應進一步注意,此類包含分散碳酸鈣的水性懸浮液與氯化鈣的組合可能在例如製造此類懸浮液、製造塗層色彩組合物、其儲存以及後續用途造成嚴重問題。如果此類包含碳酸鈣的水性懸浮液與氯化鈣或單價、二價或三價陽離子的其他鹽類接觸,在水性懸浮液中形成附聚與絮凝粒子,可能導致不欲的效應例如機械性質嚴重變差及/或酸敏感材料部分溶解於組合物中。
隨著水性組合物中碳酸鈣及/或氯化鈣含量增加,特別顯著的是具有高固體含量的包含碳酸鈣的水性組合物(亦即,以組合物總重量為基礎,具有固體含量大於50重量-%的組合物),此問題更形惡化。
因此,對提供比現有高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液更好性能以及有效維持懸浮液在低溫及/或在酸性環境中的機械性質的替代高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液有持續的需求。
據上所述,本發明目的為提供具有高固體含量的水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液。本發明進一步目的為提供高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液,其中在pH酸性環境中減少或防止懸浮液中附聚與絮凝粒子的形成,且因此維持此類懸浮液足夠的機械性質。本發明另一個
目的為提供高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液,其在pH酸性環境下呈穩定,亦即維持足夠的機械性質達至少24小時的期間。更進一步目的為提供高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液,其在約-5℃以及甚至更低溫度下具有足夠的機械性質,亦即該懸浮液在此類條件下不會凍結。又進一步目的為提供高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液,其不會以無法接受的方式影響懸浮液的其他物理性質,例如光學性質。另一項目的是提供高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液,其在儲存溫度介於-5℃至+23℃之下在碳酸鈣粒子存在下具有酸性pH達至少24小時的期間,較佳達至少1週的期間,以及最佳達至少1個月期間。
前述及其他目的藉由在酸性pH環境中的高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液而解決,其包含:a)至少一種包含碳酸鈣的材料,其包括包含碳酸鈣的粒子,以及b)至少一種強酸的至少一種鹽,其中形成至少一種強酸的至少一種鹽的至少一種強酸係選自由在+23℃具有小於或等於0的pKa
值的酸所組成之群組,其中高固體水性懸浮液具有i)以高固體水性懸浮液總重量為基礎,至少50重量-%的固體含量,ii)在溫度-5℃及100rpm的布氏(Brookfield)黏度為□1 000mPas,iii)在+23℃的pH<6,以及iv)在-5℃及+23℃的導電性介於10與100mS/cm之間。
發明人驚訝地發現前述本發明的高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液導致懸浮液,其中在pH酸性環境中減少或防止懸浮液形
成附聚以及絮凝粒子,且因此維持此類懸浮液足夠機械性質,此外,提供在pH酸性環境中達至少24小時期間的穩定性。更觀察到,高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液在碳酸鈣粒子存在下、在介於-5℃至+23℃間的儲存溫度下、具有酸性pH達至少24小時。此外,發明人發現高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液在約-5℃以及甚至更低溫度下不會凍結且不會以無法接受方式影響懸浮液其他性質,例如光學性質。特別的,藉由使用具有固體含量至少50重量-%(以高固體水性懸浮液總重量為基礎)之高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液中的至少一種包含碳酸鈣的材料與至少一種強酸的至少一種鹽的組合而達成。因此,本發明高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液能夠提供酸性環境中為穩定的高固體水性懸浮液。
應理解,基於本發明的目的,以下用語具意義如后:基於本發明的目的,"懸浮液"或"漿料"用語包含不溶固體以及水,以及視需要的進一步添加劑,且通常包含大量的固體,以及,因此更黏稠且可能比其所形成的液體具有更高的密度。
"pH酸性環境"用語在本發明的意義指的是高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液在+23℃具有pH<6。
"包含碳酸鈣的材料"用語在本發明的意義指的是包括"包含碳酸鈣的粒子"、至少一種"梳狀聚合物"以及視需要的至少一種強酸的至少一種鹽的材料。據上所述,"包含碳酸鈣的材料"相應於高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液中的固體材料的總乾重。
"包含碳酸鈣的粒子"用語指的是,以包含碳酸鈣的粒子的總
乾重為基礎,包含至少50重量-%碳酸鈣的材料。
本發明意義中,"梳狀聚合物"用語指的是梳子形狀的聚合物,其係由主鏈(亦稱為骨架),其接附著自由酸或其鹽的形式(亦即為羧酸鹽離子形式)的碳酸基及/或其他酸基,以及視需要經烴鏈末端封端的包含聚環氧烷的側鏈所形成。聚環氧烷側鏈可經由酯鍵、醯胺鍵或醚鍵鍵結至主鏈。除了碳酸基以及聚環氧烷側鏈以外,進一步官能基或非官能基例如正電荷官能基例如胺、醯胺及/或季銨基可鍵結至主鏈。
本發明中"酸"用語係根據Brnsted-Lowry定義加以界定。換言之,酸被定義為作為質子供應者的物質。此意謂著,例如"HSO4 -
"用語亦為酸的範例。
基於本發明的目的,"黏度"用語指的是布氏黏度。根據本發明,布氏黏度係使用RVT型號BrookfieldTM
黏度計在+23℃與-5℃溫度、在100rpm轉速(每分鐘轉數)與使用合適1至5號針測量。記錄的黏度值為經儀器在量測後1分鐘檢測的值。在量測布氏黏度之前,使用Pendraulik實驗室溶解機(0.25-2.5Kw)攪拌懸浮液5分鐘,使用合適的齒碟攪拌機可以機械方式調整至8400rpm。
根據本發明,"導電性"將意謂包含水性碳酸鹽的材料懸浮液的導電性係根據下文的實施例部分中所定義的量測方法加以量測。導電性係以mS/cm表示且可在-5℃與+23℃量測。
根據本發明另一個態樣,提供一種製備高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液,其包含以下步驟a)提供包含至少一種包含碳酸鈣的材料的水性懸浮液,其中包含碳酸
鈣的材料在pH 9具有介於+2與-2C/g的電荷密度,b)提供i)至少一種強酸,其係選自由在+23℃具有小於或等於0的pKa值的酸所組成之群組、及/或ii)至少一種強酸的至少一種鹽,其中形成至少一種強酸的至少一種鹽的至少一種強酸係選自由在+23℃具有小於或等於0的pKa值的酸所組成之群組,c)將步驟b)至少一種強酸及/或至少一種強酸的至少一種鹽加入步驟a)包含至少一種包含碳酸鈣的材料的水性懸浮液,d)視需要在步驟c)之前及/或期間及/或之後研磨步驟a)包含至少一種包含碳酸鈣的材料的水性懸浮液,其中步驟c)及/或d)之後的高固體水性懸浮液具有i)至少50重量-%的固體含量,以高固體水性懸浮液的總重量為基礎,ii)在溫度-5℃及100rpm的布氏黏度為□1 000mPas,iii)在+23℃的pH為<6,以及iv)在-5℃及+23℃的導電性介於10與100mS/cm之間。
較佳者,該方法進一步包含步驟e),其提供至少一種中度強酸,其係選自由在+23℃具有的pKa值介於0與2.5間的酸所組成之群組,較佳者,至少一種中度強酸係選自H2
SO3
、HSO4 -
、H3
PO4
、草酸及其混合物、及/或至少一種弱酸,其係選自由在+23℃具有的pKa值介於>2.5至6間的酸所組成之群組,較佳者,至少一種弱酸係選自檸檬酸及/或酒石酸。亦較佳者,該方法進一步包含步驟f),其係在步驟c)期間及/或之後及/或在視需要
步驟d)期間及/或之後使步驟a)包含至少一種包含碳酸鈣的材料的水性懸浮液與步驟e)至少一種中度強酸及/或至少一種弱酸接觸。進一步較佳者,步驟c)及/或步驟d)及/或步驟f)係在介於-5℃與+99℃之間、較佳介於+20℃與+85℃之間與最佳介於+20℃與+50℃之間以及最佳介於+50℃與+85℃之間的溫度進行。亦較佳者,該方法進一步包含使所得高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液濃縮的步驟g)。亦較佳者,該方法進一步包含使所得高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液乾燥。
根據本發明進一步態樣,提供藉由使高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液乾燥可得到的包含碳酸鈣的材料。根據本發明又另一個態樣,提供高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液及/或包含碳酸鈣的材料在造紙、紙張塗層、塑膠、農業及/或塗料應用的用途。根據本發明又另一個態樣,提供高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液及/或包含碳酸鈣的材料作為紙張填料的用途。較佳者,高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液及/或包含碳酸鈣的材料係作為數位印刷、較佳噴墨印刷、或輪轉式凹版印刷及/或平版印刷、最佳用於噴墨印刷中的黑色墨印刷之支撐物。
根據本發明進一步態樣,提供塗層色彩調配物包含高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液及/或包含碳酸鈣的材料以及天然及/或合成黏合劑,黏合劑較佳係由苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-丙烯酸酯、聚乙烯乙酸酯、聚乙烯醇、澱粉或其混合物組成、以及最佳黏合劑包含或係由聚乙烯醇所組成。
本發明方法的有利具體實例係定義於相應的申請專利範圍附屬項中。
根據本發明一個具體實例,至少一種包含碳酸鈣的材料的包含碳酸鈣的粒子係選自天然碳酸鈣、沉澱碳酸鈣或其混合物。
根據本發明另一個具體實例,至少一種包含碳酸鈣的材料的包含碳酸鈣的粒子具有重量中等粒徑d 50
自0.1至50μm、較佳自0.25至50μm、更佳自0.3至5μm、以及最佳自0.4至3μm。
根據本發明又另一個具體實例,至少一種包含碳酸鈣的材料的包含碳酸鈣的粒子具有的比表面積為自0.1m2
/g至200m2
/g、較佳自0.1m2
/g至50m2
/g以及更佳自0.1m2
/g至20m2
/g,其係使用氮與BET方法量測。
根據本發明一個具體實例,高固體水性懸浮液包含至少一種包含碳酸鈣的材料,以高固體水性懸浮液總重量為基礎,其量為至少50重量-%、較佳自50至82重量-%、更佳自55至82重量-%、又更佳自60至78重量-%以及最佳自65至78重量-%。
根據本發明另一個具體實例,至少一種包含碳酸鈣的材料包含至少一種梳狀聚合物,至少一種包含碳酸鈣的材料的包含碳酸鈣的粒子的表面較佳經至少一種梳狀聚合物塗佈。
根據本發明又另一個具體實例,至少一種包含碳酸鈣的材料包含至少一種梳狀聚合物,梳狀聚合物具有的固有黏度為5至99毫升/克範圍、較佳為10至80毫升/克範圍以及最佳為10至50毫升/克範圍。
根據本發明一個具體實例,至少一種強酸的至少一種鹽包含
二價及/或三價陽離子、二價陽離子較佳選自由鈣、鎂、鍶以及其混合物組成之群組及/或三價陽離子較佳為鋁。
根據本發明另一個具體實例,形成至少一種強酸的至少一種鹽的至少一種強酸係選自由氫氯酸、硝酸及其混合物組成之群組。
根據本發明又另一個具體實例,高固體水性懸浮液包含至少一種梳狀聚合物,其量,以懸浮液中包含碳酸鈣的材料的總乾重為基礎,為自0.01至5重量-%、較佳自0.05至4重量-%、更佳自0.1至3重量-%、又更佳自0.2至2重量-%、以及最佳自0.25至1.5重量-%或自0.5至1.25重量-%。
根據本發明一個具體實例,高固體水性懸浮液具有的固體含量,以高固體水性懸浮液總重量為基礎,為自50至82重量-%、較佳自55至82重量-%、更佳自60至78重量-%以及最佳自65至78重量-%。
根據本發明另一個具體實例,高固體水性懸浮液在100rpm下具有的布氏黏度在-5℃溫度為自25至1 000mPas、較佳在-5℃自25至700mPas、更佳在-5℃自25至500mPas以及在-5℃最佳自50至300mPas。
根據本發明又另一個具體實例,高固體水性懸浮液在+23℃的pH介於4與<6間、在+23℃較佳的pH介於4.5與<6間以及在+23℃較佳的pH介於5與<6間。
根據本發明一個具體實例,高固體水性懸浮液的導電性在-5℃與+23℃量測為介於20mS/cm與100mS/cm間,以及在-5℃與+23℃量測較佳介於30mS/cm與100mS/cm間。
根據本發明另一個具體實例,高固體水性懸浮液進一步包含
至少一種包含碳酸鈣的材料與至少一種中度強酸的至少一種反應產物或產物,及/或至少一種包含碳酸鈣的材料與至少一種弱酸的至少一種反應產物或產物。較佳者,形成至少一種包含碳酸鈣的材料的至少一種反應產物或產物的至少一種中度強酸係選自由在+23℃具有的pKa值介於O與2.5間的酸所組成之群組,較佳者,至少一種中度強酸係選自H2
SO3
、HSO4 -
、H3
PO4
、草酸以及其混合物。應留意的是,HSO4 -
可以鹼金屬或鹼土金屬鹽形式添加、以及較佳以Na、Li、K、Mg、以及Ca鹽的形式添加。進一步較佳者,形成至少一種包含碳酸鈣的材料的至少一種反應產物或產物的至少一種弱酸係選自由在+23℃具有的pKa值介於>2.5與6間的酸所組成之群組,較佳者,至少一種弱酸係選自檸檬酸、酒石酸以及其混合物。
根據本發明又另一個具體實例,形成至少一種包含碳酸鈣的材料的至少一種反應產物或產物的至少一種中度強酸及/或形成至少一種包含碳酸鈣的材料的至少一種反應產物或產物的至少一種弱酸以及形成至少一種強酸的至少一種鹽的至少一種強酸的莫耳總重量量(由所產生H3
O+
離子表示)相對於CaCO3
莫耳總重量量為介於0.01與1.9之間。
根據本發明一個具體實例,高固體水性懸浮液進一步包含氫氧化鋁及/或氫氧化鎂。
根據本發明另一個具體實例,高固體水性懸浮液在pH5具有正電荷密度,在pH 5較佳至少+0.1C/g,在pH 5更佳至少+0.5C/g,在pH 5又更佳至少+1C/g以及在pH 5最佳至少+1.5C/g。
下文中,進一步詳述本發明,以及特別為高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液的前述組分。
在用語”包含comprising)”用於本發明說明及申請專利範圍中的情況下,其不排除具有主要或次要功能重要性的其他非特定要素。出於本發明之目的,術語”由...組成(consisting of)”被視為用語”包含(comprising of)”之一個較佳具體實例。若在下文中一個群組被定義為至少包含一定數目個具體實例,則此情況亦可理解為揭示較佳僅由此等具體實例組成的群組。
凡是使用"包括"或"具有"用語,此等用語的意義等同於如以上所定義的"包含"。
在提及單數名詞時使用不定冠詞或定冠詞的情況下,例如”一(a、an)”或”該(the)”,除非另外特別陳述,否則此情況包括多個該名詞。
本發明的一個特定要求為在酸性pH環境中的高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液包含至少一種包含碳酸鈣的材料。特別的,至少一種包含碳酸鈣的材料包含碳酸鈣的粒子。
根據本發明一個具體實例,包含碳酸鈣的粒子係至少一種包含碳酸鈣的材料的一部分,其係選自天然碳酸鈣、沉澱碳酸鈣或其混合物。
本發明"研磨碳酸鈣"(GCC)的意義為得自於天然來源,例如石灰、大理石、方解石或白堊,並且經濕式及/或乾式處理例如研磨、篩選及/或分離,例如藉旋風分離器或分級機的碳酸鈣。
研磨碳酸鈣(GCC)特徵可為例如一或多種大理石、石灰石、白堊、及/或白雲石。根據本發明一個具體實例,GCC係得自於乾研磨。根據本發明另一個具體實例,GCC係得自於濕式研磨以及後續乾燥。
一般而言,研磨步驟可使用任何習知研磨裝置,例如在使得粉碎主要由用第二物體衝擊而產生的條件下,亦即在以下一或多者中進行:球磨機、棒磨機、振動磨機、輥碎機、離心衝擊磨機、立式珠磨機、磨碎機、針磨機、錘磨機、粉磨機、撕碎機、去結塊機、刀割機或熟習此項技術者已知的其他此類設備。如果包含碳酸鈣粒子包含濕式研磨包含碳酸鈣粒子,研磨步驟可在使得發生自體研磨的條件下及/或藉由水平球磨及/或熟習此項技術者已知的其他此類方法來進行。由此獲得之濕式加工研磨包含碳酸鈣粒子可藉由熟知方法,例如藉由絮結、過濾或強制蒸發隨後進行乾燥來洗滌並脫水。後續乾燥步驟可以單一步驟(諸如噴霧乾燥)進行或以至少兩個步驟進行。此種包含碳酸鈣粒子進行選礦步驟(諸如浮選、漂白或磁性分離步驟)以移除雜質亦為常見的。
”沉澱碳酸鈣”(PCC)在本發明之意義為合成材料,其一般藉由二氧化碳與石灰在水性環境中反應之後沉澱或藉由鈣及碳酸鹽離子來源沉澱於水中而獲得。
沉澱碳酸鈣(PCC)特徵可為例如一或多種霰石狀、紅土狀及/或方解石礦物形式。霰石通常為針狀形式,然而方解石屬於六方結晶系統。方解石可形成偏三角面體(scalenohedral)、稜柱狀、球狀以及菱形六面體形式。PCC可以不同方式製備,例如藉由與二氧化碳進行沉澱,石灰鹼法(lime soda process),或索耳末(Solvay)方法,其中PCC為製備氨的副產物。所得PCC漿料可以機械式除水以及乾燥。
較佳者,包含碳酸鈣的粒子包含研磨碳酸鈣(GCC)。例如,包含碳酸鈣的粒子包含一種研磨碳酸鈣(GCC)。或者,包含碳酸鈣的粒子包
含二或多種選自不同來源的研磨碳酸鈣的混合物的研磨碳酸鈣(GCC)。例如,包含碳酸鈣的粒子包含一種選自白雲石的研磨碳酸鈣(GCC)以及一種選自大理石的研磨碳酸鈣(GCC)。
本發明一個較佳具體實例,包含碳酸鈣的粒子包含研磨碳酸鈣與沉澱碳酸鈣的混合物。
除了碳酸鈣以外,包含碳酸鈣的粒子可包含進一步金屬氧化物例如二氧化鈦及/或三氧化二鋁、金屬氫氧化物例如三氫氧化二鋁及/或氫氧化鎂、金屬鹽例如硫酸鹽、矽酸鹽例如滑石及/或高嶺土黏土及/或雲母、碳酸鹽例如碳酸鎂及/或石膏、稠緞白以及其混合物。
根據本發明一個具體實例,至少一種包含碳酸鈣的材料的一部分之包含碳酸鈣的粒子中碳酸鈣之量,以包含碳酸鈣的粒子總乾重為基礎,為至少50重量-%、例如至少60重量-%、較佳介於50與100重量-%之間、更佳介於60與99重量-%之間以及最佳介於70與98重量-%之間。
根據本發明一個具體實例,至少一種包含碳酸鈣的材料中包含碳酸鈣的粒子之量,以包含碳酸鈣的材料的總乾重為基礎,為至少50重量-%、較佳至少75重量-%、更佳至少80重量-%、以及最佳至少88重量-%或至少99.9重量-%。例如,至少一種包含碳酸鈣的材料中的包含碳酸鈣的粒子之量,以包含碳酸鈣的材料的總乾重為基礎,為介於85重量-%與99.9重量-%之間。
額外的或可替代的,高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液包含至少一種包含碳酸鈣的材料,其量,以高固體水性懸浮液總重量
為基礎,為至少50重量-%、較佳自50至82重量-%、更佳自55至82重量-%、又更佳自60至78重量-%以及最佳自65至78重量-%。
根據本發明一個具體實例,至少一種包含碳酸鈣的材料的包含碳酸鈣的粒子具有重量中等粒徑d 50
自0.1至50μm、較佳自0.25至50μm、更佳自0.3至5μm、以及最佳自0.4至3μm,如Sedigraph 5120所量測者。
例如,至少一種包含碳酸鈣的材料的包含碳酸鈣的粒子具有重量中等粒徑d 50
自0.4至0.3μm或自0.4至20μm,如Sedigraph 5120所量測者。
本案全文中,碳酸鈣材料的"粒徑"係由其粒徑分佈來描述。d x
值表示與粒子之x wt%具有小於d x
之直徑相關的直徑。此意謂d 20
值為粒徑中所有粒子之20wt%小於該粒徑者,且d 75
值為粒徑中所有粒子之75wt%小於該粒徑者。因此d 50
值為重量中值粒徑,亦即,所有粒子之50wt%大於或小於此粒徑。除非另外指明,否則基於本發明之目的,粒徑表示為重量中值粒徑d 50
。為量測具有d 50
值介於0.4與2μm之間粒子的重量中值粒徑d 50
值,可使用公司Micromeritics,USA之Sedigraph 5120裝置。為了藉由Sedigraph量測尺寸分佈與重量中值直徑,使用去離子水先將樣本預稀釋至正確濃度而不用進一步添加劑,例如通常添加的分散劑如聚磷酸鹽或聚丙烯酸鹽。
額外的或可替代的,具有粒徑小於2μm的至少一種包含碳酸鈣的材料的包含碳酸鈣的粒子的部分,以至少一種包含碳酸鈣的粒子總重量為基礎,大於60重量-%、較佳大於70重量-%、更佳大於80重量-%、又更佳大於85重量-%以及最佳約90重量-%,如Sedigraph 5120所量測者。
例如,具有粒徑小於0.2μm的包含碳酸鈣的粒子的部分,
以至少一種包含碳酸鈣的粒子總重量為基礎,大於5重量-%、較佳大於7.5重量-%、更佳大於10重量-%、又更佳大於12.5重量-%以及最佳約16重量-%,如Sedigraph 5120所量測者。
根據本發明一個具體實例,至少一種包含碳酸鈣的材料的包含碳酸鈣的粒子具有比表面積為自0.1m2
/g至200m2
/g、較佳自0.1m2
/g至50m2
/g以及更佳自0.1m2
/g至20m2
/g,其係使用氮與BET方法量測。
例如,包含碳酸鈣的粒子為大理石,其具有比表面積為自0.1m2
/g至200m2
/g、較佳自0.1m2
/g至50m2
/g以及更佳自0.1m2
/g至20m2
/g,其係使用氮與BET方法量測,以及具有重量中等粒徑d 50
為自0.1至50μm、自0.25至50μm、或自0.3至5μm、較佳自0.4至3μm,如Sedigraph 5120所量測者。
本發明另一項要求為用於製備高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液包含碳酸鈣的材料在pH 9具有電荷密度為介於+2與-2C/g之間。
本發明一個具體實例中,用於製備高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液的至少一種包含碳酸鈣的材料在pH 9具有的電荷密度為介於-0.01與-2C/g之間、較佳在pH 9介於-0.1與-1C/g之間、更佳在pH 9介於-0.2與-0.8C/g之間與最佳在pH9介於-0.3與-0.7C/g之間。
較佳者,至少一種包含碳酸鈣的材料包含至少一種梳狀聚合物、亦即至少一種包含碳酸鈣的材料包含至少一種梳狀聚合物。
至少一種梳狀聚合物較佳為梳狀聚合物,其係由主鏈(亦稱為骨架)以及接附在主鏈的至少一種側鏈。
在不受任何理論束縛的情況下,咸信至少一種梳狀聚合物被吸附至包含碳酸鈣的粒子的弱正電荷粒子,因為其主鏈(亦稱為聚合物骨架)為負電荷。此外,被吸附的至少一種梳狀聚合物的側鏈造成介於粒子之間的立體及/或滲透排斥力,可導致高固體水性懸浮液中至少一部分的粒子的立體及/或滲透穩定化。
據上所述,至少一種包含碳酸鈣的材料的包含碳酸鈣的粒子的表面較佳至少部分經至少一種梳狀聚合物塗佈。
"至少一個"或"至少一種"梳狀聚合物的表示方法意謂著一或多種梳狀聚合物可為高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液中的至少一種包含碳酸鈣的材料的一部分。
根據本發明一個較佳具體實例,至少一種包含碳酸鈣的材料為高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液的一部分,其包含一種梳狀聚合物。根據本發明另一個具體實例,至少一種包含碳酸鈣的材料為高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液的一部分,其包含至少二種梳狀聚合物的混合物。
據上所述,亦應理解,高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液僅包含一種梳狀聚合物。根據本發明另一個具體實例,高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液包含至少二種梳狀聚合物的混合物。
較佳者,本發明至少一種梳狀聚合物為至少一種陰離子電荷梳狀聚合物、亦即本發明至少一種梳狀聚合物為至少一種陰離子電荷梳狀聚合物。
用於本發明的"陰離子電荷"用語應理解為梳狀聚合物具有
總或淨電荷為負,亦即正與負電荷的總數為負。換言之,聚合物必須具有過量的陰離子電荷官能基或殘基。此意謂為本發明至少一種包含碳酸鈣的材料一部分的至少一種陰離子電荷梳狀聚合物可包含正與負電荷官能基或殘基二者,亦即陽離子與陰離子官能基或殘基,只要總或淨電荷為負,亦即梳狀聚合物為陰離子。例如,為至少一種包含碳酸鈣的材料一部分的至少一種陰離子電荷梳狀聚合物可僅包含陰離子電荷官能基或殘基或可包含陰離子與陽離子電荷官能基或殘基,使得至少一種梳狀聚合物的總或淨電荷為負。
本發明一個具體實例,至少一種梳狀聚合物為至少一種陰離子電荷梳狀聚合物在pH9具有比電荷-10至-250C/g、較佳在pH 9自-10C/g至-200C/g以及最佳在pH 9自-10C/g至-150C/g。
例如,至少一種梳狀聚合物為至少一種陰離子電荷梳狀聚合物,其在pH 9具有比電荷自-20C/g至-100C/g、較佳在pH 9自-30C/g至-100C/g以及最佳在pH 9自-30C/g至-70C/g。
根據本發明一個具體實例,至少一種包含碳酸鈣的材料包含至少一種梳狀聚合物,其具有的固有黏度為5至99毫升/克之範圍、較佳為10至80毫升/克之範圍以及最佳為10至50毫升/克之範圍。
額外的或可替代的,較佳者,至少一種梳狀聚合物在pH 9具有比電荷-10至-250C/g以及固有黏度為5至99毫升/克之範圍。較佳者,至少一種梳狀聚合物在pH 9具有比電荷自-10C/g至-200C/g,以及固有黏度為10至80毫升/克之範圍。又更佳者,至少一種陰離電荷梳狀聚合物在pH 9具有比電荷自-10C/g至-150C/g以及固有黏度為10至50毫升/克之範圍。
例如,較佳者,至少一種梳狀聚合物在pH9具有的比電荷為自-20C/g至-100C/g以及具有固有黏度為10至50毫升/克之範圍或在pH 9比電荷自-30C/g至-100C/g以及具有固有黏度為0至50毫升/克之範圍。本發明一個具體實例,至少一種梳狀聚合物在pH9具有的比電荷自-30C/g至-70C/g以及具有固有黏度為10至50毫升/克之範圍。
適合本發明的梳狀聚合物記載於例如US 2009/0199741 A1、US 6,387,176 B1、EP 1136508 A1、EP 1138697 A1、EP 1189955 A1、US 6,946,510 B1、US 7,514,488 B1以及EP 0736553 A1。此等文獻揭示製備梳狀聚合物的方法以及其在以礦物為基礎之黏合劑例如水泥之用途。合適的梳狀聚合物記載於可在網址www.sika.ch取得的產物手冊"SIKA ViscoCrete®
,selbstverdickender Beton SCC"。
為本發明高固體水性懸浮液一部分的至少一種包含碳酸鈣的材料的梳狀聚合物的實例為MELFLUX®
or MelPers®
系列的聚合物,例如BASF(Trostberg,Germany)的MelPers®
2450、CoAtex、LLC(Chester,SC)的ETHACRYL®
M分散劑或Kao Specialties Americas,LLC,(High Point,NC)的MIGHTYEG®
分散劑。
一般而言,至少一種梳狀聚合物的平均分子量MW
變化範圍廣泛且典型為介於10 000與100 000克/莫耳間之範圍,較佳介於20 000與75 000克/莫耳間之範圍以及最佳介於25 000與50 000克/莫耳間之範圍。
本發明一個較佳具體實例,高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液包含至少一種梳狀聚合物,其量,以懸浮液中包含碳酸鈣的材料的總乾重量為基礎,為自0.01至5重量-%、較佳自0.05至4重量-%、更
佳自0.1至3重量-%、又更佳自0.2至2重量-%、以及最佳自0.25至1.5重量-%或自0.5至1.25重量-%之範圍。例如,高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液包含至少一種梳狀聚合物,其量,以懸浮液中包含碳酸鈣的材料的總乾重量為基礎,為自0.6至1.1重量-%或自0.7至1重量-%。
額外的或可替代的,至少一種包含碳酸鈣的材料包含至少一種梳狀聚合物,其量,以懸浮液中包含碳酸鈣的材料的總乾重量為基礎,為自0.01至5重量-%、較佳自0.05至4重量-%、更佳自0.1至3重量-%、又更佳自0.2至2重量-%、以及最佳自0.25至1.5重量-%或自0.5至1.25重量-%之範圍。例如,至少一種包含碳酸鈣的材料包含至少一種梳狀聚合物,其量,以懸浮液中包含碳酸鈣的材料的總乾重量為基礎,為自0.6至1.1重量-%或自0.7至1重量-%。
本發明高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液另一項要求為懸浮液包含至少一種強酸的至少一種鹽。
特別的,應留意形成少一種強酸的至少一種鹽的至少一種強酸係選自由在23℃具有pKa
值小於或等於0的酸所組成之群組。
至少一種強酸的"至少一種"鹽的表示方式意謂著至少一種強酸的一或多種鹽可存在於高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液中。
根據本發明一個較佳具體實例,僅有至少一種強酸的一種鹽存在於包含至少一種包含碳酸鈣的材料的高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液。根據本發明另一個具體實例,至少一種強酸的至少二種鹽的混合物存在於包含至少一種包含碳酸鈣的材料的高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液。
此外,"至少一種"強酸的至少一種鹽的表示方式意謂一或多種強酸的鹽可存在於高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液。
根據本發明一個較佳具體實例,僅有一種強酸的至少一種鹽存在於包含至少一種包含碳酸鈣的材料的高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液。根據本發明另一個具體實例,至少二種強酸的混合物的至少一種鹽存在於包含碳酸鈣的材料的高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液。
關於至少一種強酸的至少一種鹽的陽離子部分,應留意任何二價及/或三價陽離子適合作為至少一種強酸的至少一種鹽的陽離子部分。特別的,任何二價及/或三價陽離子適合作為至少一種強酸的至少一種鹽的陽離子部分,其提供形成至少一種強酸的至少一種鹽的至少一種強酸的水溶性鹽。
本發明"二價陽離子"用語的意義指的是具有二價的陽離子,例如具有二價的金屬陽離子。
本發明"三價陽離子"用語的意義指的是具有三價的陽離子,例如具有三價的金屬陽離子。
例如,至少一種強酸的至少一種鹽包含二價陽離子係選自由鈣、鎂、鍶以及其混合物組成之群組。額外的或可替代的,至少一種強酸的至少一種鹽包含為三價陽離子的鋁。
較佳者,至少一種強酸的至少一種鹽的陽離子部分係衍生自至少一種包含碳酸鈣的材料。因此應理解,至少一種強酸的至少一種鹽包含至少鈣作為至少一種強酸的至少一種鹽的陽離子部分。
本發明一個較佳具體實例,至少一種強酸的至少一種鹽僅包含鈣作為至少一種強酸的至少一種鹽的陽離子部分。本發明另一個具體實例,至少一種強酸的至少一種鹽包含鈣與鎂及/或鋁作為至少一種強酸的至少一種鹽的陽離子部分。
此外,只要該至少一種強酸係選自由在+23℃具有小於或等於0的pKa值的酸所組成,關於形成至少一種強酸的至少一種鹽的至少一種強酸並沒有特定限制。
較佳者,形成至少一種強酸的至少一種鹽的任何強酸為合適者,其與至少一種包含碳酸鈣的材料提供形成至少一種強酸的至少一種鹽的至少一種強酸的水溶性鹽,換言之,占至少一種鹽的至少一種強酸總量至少大部分,較佳至少75重量-%、更佳至少90重量-%以及最佳至少96重量-%溶於高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液的水相內。
"溶解"或"水溶性"用語在本發明的意義指的是其中未觀察到系統中有至少一種強酸的至少一種鹽的分離固體粒子在溶劑中。
根據本發明一個具體實例,形成至少一種強酸的至少一種鹽的至少一種強酸係選自由氫氯酸、硝酸以及其混合物組成之群組。
例如,形成至少一種強酸的至少一種鹽的至少一種強酸係氫氯酸。
高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液中至少一種強酸的至少一種鹽之量變化範圍廣泛。然而,高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液包含至少一種強酸的至少一種鹽之量,高固體水性懸浮液總重量為基礎,為自1至20重量-%、較佳自至15重量-%、更佳自3至12.5重量
-%以及最佳自4至10重量-%。
視需要的,高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液進一步包含另外的添加劑。
例如,高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液進一步包含至少一種包含碳酸鈣的材料與至少一種中度強酸的至少一種反應產物或產物。
"至少一種"反應產物或產物的表示方式意謂一或多種反應產物或產物可存在於高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液中。
根據本發明一個具體實例,僅有一種至少一種包含碳酸鈣的材料與至少一種中度強酸的反應產物存在於高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液。根據本發明另一個具體實例,至少一種包含碳酸鈣的材料與至少一種中度強酸的至少二種反應產物的混合物存在於高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液。
特別的,較佳者,與至少一種包含碳酸鈣的材料形成至少一種反應產物或產物的至少一種中度強酸係選自在+23℃具有pKa
值介於0與2.5之間的酸。
本發明一個具體實例,與至少一種包含碳酸鈣的材料形成至少一種反應產物或產物的至少一種中度強酸係選自其中形成二價及/或三價陽離子鹽的中度強酸。較佳者,與至少一種包含碳酸鈣的材料形成至少一種反應產物或產物的至少一種中度強酸係選自其中形成二價及/或三價陽離子鹽的中度強酸,其幾乎不溶於水,換言之,溶解度小於0.01%重量在+23℃的pKa
值介於0與2.5之間的酸。
例如,與至少一種包含碳酸鈣的材料形成至少一種反應產物或產物的至少一種中度強酸係選自其中形成二價及/或三價陽離子鹽的中度強酸,例如鈣及/或鎂及/或鋁鹽。
本發明一個具體實例,與至少一種包含碳酸鈣的材料形成至少一種反應產物或產物的至少一種中度強酸係選自H2
SO3
、HSO4 -
、H3
PO4
、草酸以及其混合物。例如,與至少一種包含碳酸鈣的材料形成至少一種反應產物或產物的至少一種中度強酸係選自HSO4 -
及/或H3
PO4
。
例如,高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液進一步包含至少一種包含碳酸鈣的材料與至少一種弱酸的至少一種反應產物或產物。
"至少一種"反應產物或產物表示方式意謂一或多種反應產物或產物可存在於高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液。
根據本發明一個具體實例,僅有一種至少一種包含碳酸鈣的材料與至少一種弱酸的反應產物存在於高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液。根據本發明另一個具體實例,至少一種包含碳酸鈣的材料與至少一種弱酸的至少二種反應產物的混合物存在於高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液。
特別的,較佳者,與至少一種包含碳酸鈣的材料形成至少一種反應產物或產物的至少一種弱酸係選自在+23℃具有pKa
值介於>2.5與6之間的酸。
本發明一個具體實例,與至少一種包含碳酸鈣之材料形成至少一種反應產物或產物的至少一種弱酸係選自形成單價及/或二價/或三價
陽離子鹽的弱酸。較佳者,與至少一種包含碳酸鈣之材料形成至少一種反應產物或產物的至少一種弱酸係選自形成二價及/或三價陽離子鹽的弱酸,其可溶於水,換言之,溶解度大於0.01%重量在+23℃的pKa
值介於0與2.5之間的酸。
例如,與至少一種包含碳酸鈣之材料形成至少一種反應產物或產物的至少一種弱酸係選自其中形成二價及/或三價陽離子鹽的弱酸,例如鈣及/或鎂及/或鋁鹽。
本發明一個具體實例,與至少一種包含碳酸鈣之材料形成至少一種反應產物或產物的至少一種弱酸係選自檸檬酸、酒石酸以及其混合物。例如,與至少一種包含碳酸鈣之材料形成至少一種反應產物或產物的至少一種弱酸係選自檸檬酸或酒石酸。
根據本發明一個具體實例,形成至少一種包含碳酸鈣的材料的至少一種反應產物或產物的至少一種中度強酸及/或形成至少一種包含碳酸鈣的材料的至少一種反應產物或產物的至少一種弱酸以及形成至少一種強酸的至少一種鹽的至少一種強酸的莫耳總重量(由所產生H3
O+
離子表示)相對於CaCO3
莫耳總重量量為介於0.01與1.9之間。
例如,形成至少一種包含碳酸鈣的材料的至少一種反應產物或產物的至少一種中度強酸及/或形成至少一種包含碳酸鈣的材料的至少一種反應產物或產物的至少一種弱酸以及形成至少一種強酸的至少一種鹽的至少一種強酸的莫耳總重量量(由所產生H3
O+
離子表示)相對於CaCO3
莫耳總重量量為介於0.05與1之間以及最佳介於0.5與1之間。
關於高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液中至少一種
包含碳酸鈣的材料與至少一種中度強酸及/或與至少一種弱酸的至少一種反應產物或產物之量,應留意該量變化範圍廣泛。然而,高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液包含至少一種包含碳酸鈣的材料與至少一種中度強酸及/或與至少一種弱酸的至少一種反應產物或產物之量,以高固體水性懸浮液總重量為基礎,為自1至20重量-%、較佳自2至15重量-%、更佳自3至12.5重量-%以及最佳自4至10重量-%。
額外的或可替代的,高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液可進一步包含氫氧化鋁及/或氫氧化鎂。
本發明一個具體實例,高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液包含氫氧化鋁及/或氫氧化鎂,其量,以高固體水性懸浮液總重量為基礎,為自0.1至20重量-%、較佳自0.1至15重量-%、更佳自1至12.5重量-%以及最佳自1至10重量-%之範圍。
根據本發明在酸性pH環境中的高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液包含如以上所定義的至少一種包含碳酸鈣的材料如以上所定義的至少一種強酸的至少一種鹽。高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液的固體含量,以高固體水性懸浮液總重量為基礎,為至少50重量-%。
根據本發明一個較佳具體實例,高固體水性懸浮液,以高固體水性懸浮液總重量為基礎,具有的固體含量為自50至82重量-%、較佳自55至82重量-%、更佳自60至78重量-%以及最佳自65至78重量-%。
本發明高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液在-5℃或甚至更低溫度不會凍結,且因此其特徵為在如此低溫度下相較於先前技術中所述懸浮液具有有利的布氏黏度。因此,應理解高固體水性礦物及/或
填料及/或顏料懸浮液在-5℃溫度下在100rpm的布氏黏度□1 000mPas。
根據本發明,布氏黏度係經過攪拌5分鐘之後藉使用RVT型號BrookfieldTM
黏度計在約-5℃與約+23℃溫度、以及轉速為100rpm(每分鐘轉數)配合合適1至5號轉針所量測者。記載的黏度值為藉由儀器在量測1分鐘後之檢測值。
根據本發明一個較佳具體實例,高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液在100rpm之下,在-5℃具有布氏黏度自25至1 000mPas,在-5℃較佳自25至700mPas,在-5℃更佳自25至500mPas以及在-5℃最佳自50至300mPas。
本發明一個較佳具體實例,高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液在-5℃與100rpm量測的布氏黏度等於高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液在+23℃與100rpm量測的布氏黏度。
基於本案目的,如果在-5℃與+23℃及在100rpm量測相同時間,布氏黏度相差不超過100mPas、較佳不超過75mPas以及最佳不超過50mPas,則布氏黏度被視為相等。
例如,高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液在100rpm以及在-5℃與+23℃下,布氏黏度為□1 000mPas、在-5℃與+23℃下較佳在自25至1000mPas、在-5℃與+23℃下更佳自25至700mPas、在-5℃與+23℃下又更佳自25至500mPas以及在-5℃與+23℃下最佳自50至300mPas。
本發明進一步要求為,高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液在+23℃的pH<6。較佳者,高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸
浮液在+23℃的pH<6,其係在在高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液製備後24小時量測。
根據本發明一個較佳具體實例,高固體水性懸浮液在+23℃的pH介於4與<6之間、較佳在+23℃的pH介於4.5與<6之間以及較佳在+23℃的pH介於5與<6之間。較佳者,高固體水性懸浮液在+23℃的pH介於4與<6之間、較佳在+23℃的pH介於4.5與<6之間以及較佳在+23℃的pH介於5與<6之間,其係在在高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液製備後24小時量測。
高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液特別特徵為在-5℃與+23℃有低導電性。較佳者,高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液在-5℃與+23℃的導電性為介於10與100mS/cm之間。
根據本發明一個較佳具體實例,高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液的導電性在-5℃與+23℃量測為介於20mS/cm與100mS/cm之間以及在-5℃與+23℃量測較佳介於30mS/cm與100mS/cm。
本發明一個較佳具體實例,高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液在-5℃的導電性等於高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液在+23℃的導電性。
基於本案目的,如果在-5℃與+23℃量測相同時間,導電性相差不超過30mS/cm、較佳不超過20mS/cm以及最佳不超過15mS/cm,導電性被視為相等。
本發明一個具體實例,高固體水性懸浮液在酸性pH環境中(較佳在pH 5)具有正電荷密度。例如,高固體水性懸浮液在pH 5具有正電
荷密度為至少+0.1C/g、在pH 5較佳至少+0.5C/g、在pH5更佳至少+1C/g以及在pH5最佳至少+1.5C/g。
應理解高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液可經乾燥以得到包含碳酸鈣的材料。高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液的乾燥可藉由任何為此技藝人士所習知的傳統方式完成,例如以熱方式,例如藉由噴乾劑或微波爐或烘箱、或以機械方式,例如以過濾、或減少水含量。
如果高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液經乾燥,所得包含碳酸鈣的材料的水含量,以包含碳酸鈣的材料的總乾重量為基礎,係較佳低於5重量-%、更佳低於4重量-%、又更佳低於3重量-%以及最佳低於2重量-%。例如,所得包含碳酸鈣的材料的水含量,以包含碳酸鈣的材料的總乾重量為基礎,係低於1重量-%或低於0.5重量-%。
有鑑於高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液的有利性質,特別是特殊機械性質,其係由在-5℃溫度與100rpm的布氏黏度□1 000mPas且在酸性pH環境的穩定,本發明高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液適合應用範圍廣泛。
有鑑於如以上所定義的高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液的十分優良關於機械性質與光學性質的結果,本發明進一步態樣為藉由乾燥該高固體水性懸浮液所得該高固體水性懸浮液及/或包含碳酸鈣的材料在造紙、紙張塗層、塑膠、農業及/或塗料應用的用途。本發明一個具體實例,藉由乾燥該高固體水性懸浮液所得高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液及/或包含碳酸鈣的材料係作為數位印刷、較佳噴墨印刷、或輪轉式凹版印刷及/或平版印刷、最佳用於噴墨印刷中的黑色墨印刷之支撐物。
根據本發明進一步態樣,藉由乾燥該高固體水性懸浮液所得高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液及/或包含碳酸鈣的材料可作為紙張填料。
根據本發明另一個態樣,提供乾燥該高固體水性懸浮液所得包含高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液及/或包含碳酸鈣的材料的塗層色彩調配物。
較佳者,塗層色彩調配物包含如以上所定義的高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液及/或乾燥如以上所定義的該高固體水性懸浮液所得包含碳酸鈣的材料以及天然及/或合成黏合劑。
根據本發明一個較佳具體實例,天然及/或合成黏合劑由苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-丙烯酸酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、澱粉或其混合物組成。較佳者,天然及/或合成黏合劑包含或由聚乙烯醇組成。
如果天然及/或合成黏合劑包含至少二種天然及/或合成黏合劑的混合物、一種黏合劑較佳為聚乙烯醇或聚乙酸乙烯酯以及進一步黏合劑為澱粉及/或羧甲基纖維素。
關於天然及/或合成黏合劑在包含高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液及/或乾燥該高固體水性懸浮液所得包含碳酸鈣的材料之塗層色彩調配物中之量,應留意只要達到充足的黏合容量,該量變化範圍廣泛。然而,較佳者,塗層色彩調配物包含天然及/或合成黏合劑,其量,以塗層色彩調配物總乾重量為基礎,為介於2.5與20重量-%之間以及較佳介於5與17重量-%之間。
特別的,應留意如果如以上所定義的至少一種包含碳酸鈣之
材料與氯化鈣接觸時,無法得到高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液的上述優點性質。據上所述,高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液係較佳可得自於用於製備以下所述高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液。
根據本發明另一個態樣,提供一種製備包含水性碳酸鈣的組合物,包含以下步驟a)提供包含至少一種包含碳酸鈣的材料的水性懸浮液,其中包含碳酸鈣的材料在pH 9具有介於+2與-2C/g的電荷密度,b)提供i)至少一種強酸,其係選自由在+23℃具有小於或等於0的pKa值的酸所組成、及/或ii)至少一種強酸的至少一種鹽,其中形成至少一種強酸的至少一種鹽的至少一種強酸係選自由在+23℃具有小於或等於0的pKa值的酸所組成之群組,c)將步驟b)至少一種強酸及/或至少一種強酸的至少一種鹽加入步驟a)包含至少一種包含碳酸鈣的材料的水性懸浮液,d)視需要在步驟c)之前及/或期間及/或之後研磨步驟a)包含至少一種包含碳酸鈣的材料的水性懸浮液,其中步驟c)及/或d)之後的高固體水性懸浮液具有i)至少50重量-%的固體含量,以高固體水性懸浮液的總重量為基礎,ii)在溫度-5℃及100rpm的布氏黏度為□1 000mPas,iii)在+23℃的pH為<6,以及
iv)在-5℃及+23℃的導電性介於10與100mS/cm之間。
本發明一個較佳具體實例,該方法進一步包含步驟e),其提供至少一種選自在+23℃具有pKa
值介於0與2.5之間的中度強酸組成之群組,較佳至少一種係選自H2
SO3
、HSO4 -
、H3
PO4
、草酸及其混合物的中度強酸,及/或至少一種選自由在+23℃具有pKa
值介於>2.5至6.0酸的弱酸,較佳者,至少一種弱酸係選自檸檬酸及/或酒石酸。
如果本發明包含提供至少一種中度強酸及/或至少一種弱酸的步驟e),該方法較佳進一步包含步驟f),該步驟f)係使步驟a)包含至少一種包含碳酸鈣的材料的水性懸浮液與至少一種中度強酸及/或至少一種弱酸在步驟c)期間及/或之後、及/或在視需要的步驟d)期間及/或之後接觸。
步驟c)將至少一種強酸及/或至少一種強酸的至少一種鹽添加入包含包含碳酸鈣的材料的水性懸浮液以及步驟f)視需要接觸包含包含碳酸鈣的材料的水性懸浮液可藉由為此技藝人士習知的任何傳統方式完成。較佳者,該添加及/或接觸係在混合及/或均質化及/或粒子分離條件下進行。此技藝人士習知將會根據其方法設備修改此等混合及/或均質化及/或粒子分離條件例如混合速度、分離、以及溫度。
例如,混合與均質化可由如上所述的ploughshare混合機進行。
本發明方法的一項特定要求為,首先提供包含包含碳酸鈣的材料的水性懸浮液,使得至少一種強酸及/或至少一種強酸的至少一種鹽被加入包含含有碳酸鈣的材料的水性懸浮液。據上所述,應理解進行方法步驟c),因為至少一種強酸及/或至少一種強酸的至少一種鹽被劑量加入包含
含有碳酸鈣的材料的水性懸浮液。
根據本發明一個具體實例,步驟a)包含包含碳酸鈣的材料的水性懸浮液在視需要的方法步驟d)中被研磨。如果為步驟a)水性懸浮液一部分的包含碳酸鈣的材料包含研磨碳酸鈣粒子,步驟a)的水性懸浮液較佳在視需要的方法步驟d)中濕式研磨。
本發明一個具體實例中,步驟a)水性懸浮液包含包含碳酸鈣的材料(包含研磨碳酸鈣粒子),其係得自於研磨(較佳濕式研磨)方法步驟d)中的包含碳酸鈣的材料,且方法步驟c)以及視需要的方法步驟f)係在研磨(較佳濕式研磨)方法步驟d)中的包含碳酸鈣的材料之前及/或期間及/或之後獨立地進行。較佳者,方法步驟c)以及視需要的方法步驟f)係在研磨(較佳濕式研磨)方法步驟d)中的包含碳酸鈣之材料的水性懸浮液之後進行。
方法步驟c)及/或步驟d)及/或步驟f)可在介於-5℃與+99℃之間、較佳介於+20℃與+85℃之間以及最佳介於+20℃與+50℃之間以及最佳介於+50℃與+85℃之間的溫度進行。
根據本發明一個具體實例,方法步驟c)及/或步驟d)及/或步驟f)可進行至少1秒、較佳至少1分鐘、例如至少15分鐘、30分鐘、1小時、2小時、4小時、6小時、8小時、或10小時。
較佳者,根據方法步驟c)將步驟b)至少一種強酸及/或至少一種強酸的至少一種鹽加入步驟a)包含至少一種包含碳酸鈣的材料的水性懸浮液係在視需要的方法步驟d)之後進行。據上所述,方法步驟c)係在視需要的方法步驟d)之後進行。
如果進行視需要的方法步驟f),較佳者,步驟a)包含包含碳
酸鈣之材料的水性懸浮液與步驟e)至少一種中度強酸及/或至少一種弱酸的接觸係在根據方法步驟c)將步驟b)至少一種強酸及/或至少一種強酸的至少一種鹽添加至步驟a)包含至少一種包含碳酸鈣的材料的水性懸浮液之後進行者。據上所述,視需要的方法步驟f)係在方法步驟c)之後進行。
根據本發明一個具體實例,步驟a)包含包含碳酸鈣之材料的水性懸浮液與為此技藝人士所習知的進一步添加劑接觸。例如,步驟a)包含包含碳酸鈣之材料的水性懸浮液進一步與較佳為乾燥產物或懸浮液形式的氫氧化鋁及/或氫氧化鎂接觸。
較佳者,步驟a)包含包含碳酸鈣之材料的水性懸浮液與至少一種進一步添加劑接觸係在步驟c)之前及/或期間及/或之後及/或在視需要的步驟d)之前及/或期間及/或之後及/或在視需要的步驟f)之前及/或期間及/或之後進行。較佳者,步驟a)水性懸浮液包含包含碳酸鈣之材料與至少一種進一步添加劑接觸係在步驟c)之後及/或視需要的步驟d)之後及/或視需要的步驟f)之後進行。
如上所述根據本發明方法所得高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液可用根據方法步驟g)為此技藝習知的任何方法濃縮,其適合用於減少所得高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液的水含量。高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液可在方法步驟g)中濃縮,例如,以熱或機械方式以減少水含量。例如,高固體水性懸浮液可被濃縮,使得所得水性懸浮液中的固體含量,以所得高固體水性懸浮液總重量為基礎,為至少60重量-%、較佳65重量-%、更佳70重量-%以及最佳75重量-%。
如上所述根據本發明方法所得高固體水性礦物及/或填料及/
或顏料懸浮液可用任何為此技藝人士所習知的合適方法加以乾燥,使得可得到包含碳酸鈣的材料。高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液可被乾燥,例如以熱方式,例如藉由噴乾劑或微波爐或烘箱、或以機械方式,例如以過濾乾燥。
本發明高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液可與水混合而得到經稀釋的本發明高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液的水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液。
本發明之範疇及關注將基於以下圖式及實施例來更好地理解,該等實施例意欲說明本發明之某些具體實例且為非限制性的。
1. 量測方法
pH量測
pH係在+23℃下使用Mettler Toledo Seven Easy pH計以及Mettler Toledo InLab®
Expert Pro pH電極量測。儀器的三點校正(根據segment方法)首先使用販售的在+20℃具有pH值4、7以及10的緩衝溶液(來自Aldrich)進行。記載的pH值為經儀器檢測的終點值(終點為當量測訊號與最後6秒的平均值差小於0.1mV)。
布氏黏度
布氏黏度係在+23℃以及-5℃的溫度下、在轉速100rpm(每分鐘轉數)下以合適的1至5號轉針使用RVT型號BrookfieldTM
黏度計加以量測。記載的黏度值為量測1分鐘後儀器的量測值。量測布氏黏度之前,懸浮液被攪拌5分鐘,其係使用Pendraulik實驗室溶解器(0.25-2.5kW),可
經機械方式以合適的齒碟攪拌器調整至8400rpm。
導電性量測
懸浮液導電性在-5℃與+23℃之下使用Mettler Toledo Seven Multi instrumentation配備相應Mettler Toledo導電性膨脹單元以及Mettler Toledo InLab®
730導電性探針進行量測,接著在1500rpm下使用Pendraulik齒碟攪拌器攪拌此懸浮液。
儀器首先使用販售的導電性校正溶液(來自Mettler Toledo)在相關導電性範圍進行。溫度對導電性的影響係藉由線性校正模式自動校正。
記載的量測的導電性係在+23℃的參考溫度。記載的導電性值為由儀器檢測的終點值(終點為當量測的導電性與最後6秒的平均數差小於0.4%)。
微粒材料的粒子尺寸分佈(直徑<X的粒子質量%)與重量中值顆粒直徑(d 50
)
微粒材料的重量中值顆粒直徑與顆粒直徑質量分佈係經由沉降方法測定,亦即在重力場中分析沉降行為。使用SedigraphTM
5120進行量測。
該方法以及儀器係為此技藝人士所習知的且常用於量測填料與顏料的顆粒尺寸。使用去離子水(但不使用進一步添加劑)將樣本預先稀釋至正確濃度,例如通常加入分散劑如聚磷酸酯或聚丙烯酸酯,以及使用高速攪拌器以及超音波。
在懸浮液中的材料重量固體(重量%)
重量固體係決定於將固體材料重量除以水性懸浮液總重
量。重量固體含量係在+160℃使用濕度分析儀MJ 33,Mettler Toledo測定。
比表面積(BET)量測
礦物填料的比表面積(m2
/g)係使用BET方法加以量測,其係為此技藝人士所習知者(ISO 9277:1995)。然後,礦物填料的總表面積(m2
)係得自於比表面積與礦物填料重量(g)的乘積。方法與儀器為此技藝人士所習知的且常被用於量測填料與顏料的比表面積。
比電荷(C/g)
達到零電荷值必須的陽離子聚合物需求係使用Mettler DL 77滴定器以及Mütec PCD-02檢測器藉由陽離子滴定方法量測。陽離子試劑為N/200(0.005N)甲基乙二醇殼聚糖(殼聚糖)以及陰離子試劑為N/400(0.0025N)K-聚乙烯基-硫酸鹽(KPVS),二者皆由WAKO Chemicals GmbH販售。
如果有需要,在量測之前使用NaOH(0.1M)將樣本調整至pH 8.0 +/- 0.1。
因為試驗顯示第一次滴定並不正確,首先在檢測器中製備10毫升水,接著添加0.5毫升KPVS。之後,用殼聚糖滴定直到返回其當量點不久。接著,開始進行測量。在滴定至獲致可再現值期間使用介於0.5以及2.0毫升的0.005莫耳試劑。
為了避免沉澱,在攪拌下藉由經稱重的注射器取樣品。藉由蒸餾水將注射器內容物沖洗至樣品容器。之後,使檢測器填入蒸餾水到下緣且小必***活塞。之後,將陽離子滴定溶液置於滴定儀(memotitrator)之上且將滴定管固定於檢測器,確保不與檢測器或液體接觸。在每一次滴定之
後,在滴定曲線的協助之下驗證滴定的發展。
電化電荷的計算:
其中K=+1 000
V
:殼聚糖消耗[毫升]
c
:殼聚糖濃度[莫耳/升]
t
:殼聚糖效價因子
E
:秤重量[克]
F
:質量分率固體[克/克]
z
:價數(當量數)
所得μVal/g電荷值在乘上法拉第常數後轉換成C/g,如下所示:[C/g]=[μVal/g].0.096485
光學密度
光學密度係基材上彩色層厚度之尺寸。光學密度值係基於光學量測計算,因此可能發生量測與密度儀之間的些微差異。計算係根據DIN Norm 16536-2進行。
2. 實施例
A.包含包含碳酸鈣的材料的懸浮液
如實施例部分所用關於包含包含碳酸鈣的材料的懸浮液的詳細內容如下所述:懸浮液1
產自義大利的天然碳酸鈣(大理石)係得自於首先將10至300mm碳酸鈣岩石自發性乾式研磨至相當於d 50
值介於42至48μm的精細度,且接著在1.4-升垂直磨碎機(Dynomill)中使此乾式研磨產物在水中(重量固體含量約75重量-%,以漿料總重量為基礎)於+30至+35℃進行濕式研磨,直到達到90重量-%粒子具有直徑<2μm,16重量-%粒子具有直徑<0.2μm以及d 50
值0.9μm,其係使用具有比電荷-49C/g(在pH5.9量測)及-69C/g(在pH8量測)以及固有黏度30.3毫升/克的0.82重量-%梳狀聚合物的乾式CaCO3
(MelPers®
2450,德國BASF販售)。包含碳酸鈣的材料在懸浮液中在pH 9的電荷密度為-0.3C/g。比表面積(BET)經測定為10.9m2
/g。
懸浮液2
產自義大利的天然碳酸鈣(大理石)係得自於首先將10至300mm碳酸鈣岩石自發性乾式研磨至相當於d 50
值介於42至48μm的精細度,且接著在1.4-升垂直磨碎機(Dynomill)中使此乾式研磨產物在水中(重量固體含量約75重量-%,以漿料總重量為基礎)於+30至+35℃進行濕式研磨,直到達到90重量-%粒子具有直徑<2μm,12重量-%粒子具有直徑<0.2μm以及d 50
值0.9μm,其係使用具有比電荷-92C/g(在pH8量測)以及固有黏度12.5毫升/克的1.44重量-%梳狀聚合物的乾式CaCO3
(MelPers®
2450,德國BASF販售)。包含碳酸鈣的材料在懸浮液中在pH 9的電荷密度為-0.75C/g。比表面積(BET)經測定為10.5m2
/g。
懸浮液3
產自義大利的天然碳酸鈣(大理石)係得自於首先將10至300mm碳酸鈣岩石自發性乾式研磨至相當於d 50
值介於42至48μm的精細度,
且接著在1.4-升垂直磨碎機(Dynomill)中使此乾式研磨產物在水中(重量固體含量約76重量-%,以漿料總重量為基礎)於+30至+35℃進行濕式研磨,直到達到92重量-%粒子具有直徑<2μm,18重量-%粒子具有直徑<0.2μm以及d 50
值0.75μm,其係使用具有比電荷-49C/g(在pH5.9量測)及-69C/g(在pH8量測)以及固有黏度30.3毫升/克的1.1重量-%梳狀聚合物的乾式CaCO3
(MelPers®
2450,德國BASF販售)。懸浮液的導電性經量測為510μS/cm,而懸浮液pH在+23℃為7.9。包含碳酸鈣的材料在懸浮液中在pH 9的電荷密度為-0.4C/g。比表面積(BET)經測定為11.9m2
/g。
實施例1(比較實施例)
此實施例示先前技術且關於加工包含包含碳酸鈣的材料併用包含氫氯酸鈣鹽的溶液。特別的,將包含碳酸鈣的材料加入包含氫氯酸鈣鹽的溶液。
將30克CaCl2
(Fluka)溶於70毫升蒸餾水中。所得溶液在+23℃具有pH 8.6。在攪拌下將30克CaCO3
(Fluka)分散入該溶液中,而形成CaCO3
在CaCl2
溶液中的懸浮液。所得懸浮液在+23℃具有pH8.6。在攪拌下對此懸浮液加入0.4克Melpers 4343(德國BASF販售)(其係50重量-%溶液(BASF)形式,以溶液總重量為基礎,相應於0.66重量-%在懸浮液中的CaCO3
)。1小時之後,所得懸浮液在+23℃具有pH8.6。
從關於所量測pH的詳細內容所理解,未觀察到在+23℃的pH降至低於6。
實施例2(比較實施例)
此實施例示先前技術且關於加工包含包含碳酸鈣的材料併
用包含氫氯酸鈣鹽的溶液。特別的,將包含碳酸鈣的材料加入包含氫氯酸鈣鹽的溶液。
在+50℃溫度下,將20克CaCl2
(Fluka)溶於含有2.1克Melpers 4343(德國BASF販售),為50重量-%溶液(BASF)形式,以溶液總重量為基礎)的60毫升蒸餾水。所得溶液在+23℃具有pH7.7。在約35℃及在攪拌下將100克CaCO2
(Fluka)分散於此溶液中,而形成CaCO3
在CaCl2
溶液中的懸浮液。1小時之後,所得懸浮液在+23℃具有pH7.3。
從關於所量測pH的詳細內容所理解,未觀察到在+23℃的pH降至低於6。
實施例3(本發明實施例)
此實施例示本發明且關於加工包含具有高乾物質之包含碳酸鈣的材料併用氫氯酸作為強酸的懸浮液。特別的,將氫氯酸加入包含碳酸鈣的材料。
將598克75重量-%懸浮液1置於經攪拌的1升玻璃瓶中且在攪拌下經加熱至+70℃。對此懸浮液滴加為10重量-%溶液的氫氯酸。目標為在45分鐘內加入164克氫氯酸溶液。所得水性懸浮液,以懸浮液總重量為基礎,具有固體含量59.1重量-%。
關於經量測的布氏黏度(在-5℃與+23℃以及在100rpm下量測),在+23℃的pH以及導電性的詳細內容可自表1取得。
從表1可以理解,本發明包含包含碳酸鈣的材料的高固體水性懸浮液相較於實施例1與2先前技藝的懸浮液顯示pH無法預期降至低於6,特徵為在-5℃的低黏度以及在pH酸性環境中超過24小時具有優良穩定性。
實施例4(本發明實施例)
此實施例示本發明且關於加工包含具有高乾物質之包含碳酸鈣的材料併用氫氯酸作為強酸的懸浮液。特別的,將氫氯酸加入包含碳酸鈣的材料。
將610克75.9重量-%懸浮液3置於經攪拌的1升玻璃瓶中且在攪拌下經加熱至+75℃。
對此懸浮液滴加為10重量-%溶液形式的氫氯酸。目標為在45分鐘內加入164克氫氯酸溶液。所得水性懸浮液,以懸浮液(懸浮液4)總重量為基礎,具有固體含量59.3重量-%。
關於經量測的布氏黏度(在-5℃與+23℃以及在100rpm下量測),在+23℃的pH以及導電性的詳細內容可自表2取得。
從表1可以理解,本發明包含包含碳酸鈣的材料的高固體水性懸浮液相較於實施例1與2先前技藝的懸浮液顯示pH無法預期降至低於6,特徵為在-5℃的低黏度以及在pH酸性環境中超過24小時具有優良穩定性。
實施例5(本發明實施例)
此實施例示本發明且關於加工包含具有高乾物質之包含碳酸鈣的材料併用氫氯酸作為強酸的懸浮液。特別的,將氫氯酸加入包含碳酸鈣的材料。
將598克75重量-%懸浮液1置於經攪拌的1升玻璃瓶中且在攪拌下經加熱至+80℃。對此懸浮液滴加為37重量-%溶液的氫氯酸。目標為在45分鐘內加入12.7克氫氯酸溶液。所得水性懸浮液,以懸浮液總重量為基礎,具有固體含量67.4重量-%。
關於經量測的布氏黏度(在-5℃與+23℃以及在100rpm下量測),在+23℃的pH以及導電性的詳細內容可自表3取得。
從表3可以理解,本發明包含包含碳酸鈣的材料的高固體水性懸浮液相較於實施例1與2先前技藝的懸浮液顯示pH無法預期降至低於6,特徵為在-5℃的低黏度以及在pH酸性環境中超過24小時具有優良穩定性。
實施例6(本發明實施例)
此實施例示本發明且關於加工包含具有高乾物質之包含碳酸鈣的材料併用硝酸作為強酸的懸浮液。特別的,將硝酸加入包含碳酸鈣的材料。
將598克75重量-%懸浮液1置於經攪拌的1升玻璃瓶中且在攪拌下經加熱至+60℃。對此懸浮液滴加為65重量-%溶液的硝酸。目標為在45分鐘內加入46.8克硝酸溶液。所得水性懸浮液,以懸浮液總重量為基礎,具有固體含量74.4重量-%。
關於經量測的布氏黏度(在-5℃與+23℃以及在100rpm下量測),在+23℃的pH以及導電性的詳細內容可自表4取得。
從表4可以理解,本發明包含包含碳酸鈣的材料的高固體水性懸浮液相較於實施例1與2先前技藝的懸浮液顯示pH無法預期降至低於6,特徵為在-5℃的低黏度以及在pH酸性環境中超過24小時具有優良穩定性。
實施例7(本發明實施例)
此實施例示本發明且關於加工包含具有高乾物質之包含碳酸鈣的材料併用氫氯酸作為強酸的懸浮液。特別的,將氫氯酸加入包含碳酸鈣的材料。
將1064克75重量-%懸浮液1置於經攪拌的1升玻璃瓶中且進行攪拌。在100rpm與+23℃之下量測的懸浮液布氏黏度為60mPas。在20℃對此懸浮液滴加為32重量-%溶液的氫氯酸。目標為在45分鐘內加入182.5克氫氯酸溶液。所得水性懸浮液,以懸浮液總重量為基礎,具有固體
含量68.2重量-%。
在100rpm與+23℃之下量測的懸浮液布氏黏度為60mPas,懸浮液製備1小時之後在+23℃量測的pH為4.45。懸浮液製備1小時之後,懸浮液在+80℃儲存6小時且冷卻回+23℃。
關於經量測的布氏黏度(在-5℃與+23℃以及在100rpm下量測),在+23℃的pH以及導電性的詳細內容可自表5取得。
從表5可以理解,本發明包含包含碳酸鈣的材料的高固體水性懸浮液相較於實施例1與2先前技藝的懸浮液顯示pH無法預期降至低於6,特徵為在-5℃的低黏度以及在pH酸性環境中超過24小時具有優良穩定性。
實施例8(本發明實施例)
此實施例示本發明且關於加工包含具有高乾物質之包含碳酸鈣的材料併用硝酸作為強酸以及強酸鹽的懸浮液。特別的,將硝酸加入包含碳酸鈣的材料。
將598克75重量-%懸浮液1置於經攪拌的1升玻璃瓶中且
在攪拌下經加熱至+70℃。對此懸浮液滴加為65重量-%溶液的硝酸。目標為在45分鐘內加入46.8克硝酸溶液。將所得水性懸浮液冷卻至+20℃,以及攪拌下將23.4克氯化鋰加入懸浮液。所得水性懸浮液,以懸浮液總重量為基礎,具有固體含量75.9重量-%。
關於經量測的布氏黏度(在-5℃與+23℃以及在100rpm下量測),在+23℃的pH以及導電性的詳細內容可自表6取得。
從表5可以理解,本發明包含包含碳酸鈣的材料的高固體水性懸浮液相較於實施例1與2先前技藝的懸浮液顯示pH無法預期降至低於6,特徵為在-5℃的低黏度以及在pH酸性環境中超過24小時具有優良穩定性。
實施例9(本發明實施例)
此實施例示本發明且關於加工包含具有高乾物質之包含碳酸鈣的材料併用氫氯酸作為強酸以及中等強酸的懸浮液。特別的,將氫氯酸加入包含碳酸鈣的材料。
將得自於實施例4的717克59.3重量-%懸浮液4置入500
毫升玻璃瓶。在+23℃下於20分鐘內對此懸浮液緩慢加入85重量-%磷酸溶液。所得水性懸浮液,以懸浮液(懸浮液5)總重量為基礎,具有59.0量-%固體含量。
關於經量測的布氏黏度(在-5℃與+23℃以及在100rpm下量測),在+23℃的pH以及導電性的詳細內容可自表7取得。
從表7可以理解,本發明包含包含碳酸鈣的材料與作為添加劑的中度強酸的高固體水性懸浮液相較於實施例1與2先前技藝的懸浮液顯示pH無法預期降至低於6,特徵為在-5℃的低黏度以及在pH酸性環境中超過24小時具有優良穩定性。
實施例10(本發明實施例)
此實施例例示本發明且關於得自於實施例9的懸浮液5作為噴墨應用中的塗層色彩。
聚乙烯醇溶液(1)係製備於在攪拌20分鐘下將3克PVA BP 05 A(供應商為長春石化有限公司、台灣台北松江路301號7樓10477)溶於在+90℃的15克去離子水。
實施例9所得100克水性懸浮液5在攪拌下與18克PVA溶液(1)混合。所得塗層色彩,以塗層色彩總重量為基礎,具有固體含量為55重量-%。
將所得塗層色彩以不同塗佈重量範圍(使用不同桿;0號桿得到塗佈重量10.1g/m2
、1號桿得到塗佈重量12.1g/m2
)藉由使用實驗室塗佈機Typ型號624(來自德國Ericksen、58675 Hemer)施用於80g/m2
辦公室紙張"Centro Pro" hochweiss,holzfrei,matt(Art.No 105570,Inapa、Switzerland販售)。使紙張在+80℃乾燥10分鐘且在印刷之前於+23℃、50%相對空氣濕度處理24小時。
塗層測試是在+23℃與50%相對空氣濕度下、藉由使用HP彩色噴墨印表機(HP Deskjet 1000、產物編號CH340B、型號No J110a)用於黑白與彩色(HP Ink Cartridge 301 "black" CH561E以及"tri-color" CH562E)於4 x 4平方公分與0至3號桿進行。
測試樣本(亦即塗佈本發明塗層色彩)的光學密度與未經塗佈的空白紙張(為80g/m2
辦公室紙張"Centro Pro" hochweiss,holzfrei,matt(Art.No 105570,Inapa,Switzerland販售)。關於量測的光學密度的詳細內容可自表8取得。
***光學密度SpectrolinoTM
,光譜儀,Handheld system
從表8可以理解,具有包含本發明高固體水性懸浮液的塗層色彩的粗紙張塗層相較於先前技藝的非塗佈空白紙張顯示改良的色彩密度。
實施例11(本發明實施例)
此實施例示本發明且關於加工包含具有高乾物質之包含碳酸鈣的材料併用氫氯酸作為強酸以及氫氧化鋁。特別的,將氫氯酸加入包含碳酸鈣的材料。
在攪拌下將70克Al(OH)3
分散於30克自來水中而形成懸浮液A。此外,加入2克梳狀聚合物,其具有的比電荷在pH 5.9量測為-49C/g以及在pH 8量測為-69C/g且具有固有黏度30.3毫升/克(MelPers®
2450,德國BASF販售)。製備之後1小時,懸浮液在+23℃的pH為8.4,製備之後1小時與24小時,在100rpm與+23℃量測的布氏黏度<1 000mPas。
在攪拌10分鐘之下將14克AlCl3
x 6H2
O(Fluka,Switzerland Order No.06232)加入懸浮液A而形成懸浮液B。所得水性懸浮液,以懸浮液B總重量為基礎,具有固體含量70.1重量-%。
關於經量測的布氏黏度(在-5℃與+23℃以及在100rpm下量測),在+23℃的pH以及導電性的詳細內容可自表9取得。
將得自於實施例9的100克59重量-%懸浮液5置入200毫升玻璃瓶中。在攪拌下於+23℃以60分鐘期間對此水性懸浮液組緩慢加入100克懸浮液B。所得水性懸浮液,以懸浮液總重量為基礎,具有固體含量62.9重量-%。
關於經量測的布氏黏度(在-5℃與+23℃以及在100rpm下量測),在+23℃的pH以及導電性的詳細內容可自表10取得。
從表10可以理解,本發明包含包含碳酸鈣的材料與作為添加劑的氫氧化鋁的高固體水性懸浮液相較於實施例1與2先前技藝的懸浮液顯示pH無法預期降至低於6,特徵為在-5℃的低黏度以及在pH酸性環境中超過24小時具有優良穩定性。
實施例12(本發明實施例)
此實施例例示本發明且關於加工具有高乾燥物質之包含包含碳酸鈣的材料的懸浮液與氫氯酸的鈣鹽。特別的,氫氯酸的鈣鹽被加入包含碳酸鈣的材料。
+23℃將315克76重量-%的懸浮液3(在+23℃具有pH 7.9)置入經攪拌的250毫升的玻璃瓶。在攪拌5分鐘內,對此懸浮液加入31.7克CaCl2
x 2H2
O。目標為加入總量23.9克氫氯酸的鈣鹽。所得水性懸浮液,以懸浮液總重量為基礎,具有固體含量75.5量-%。
關於經量測的布氏黏度(在-5℃與+23℃以及在100rpm下量測)、在+23℃的pH以及導電性的詳細內容可自表11取得。
從表11可以理解,本發明包含包含碳酸鈣的材料的高固體水性懸浮液相較於實施例1與2先前技藝的懸浮液顯示pH無法預期降至低於6,特徵為在-5℃的低黏度以及在pH酸性環境中超過24小時具有優良穩定性。
基於比較理由,在攪拌下將31.7克CaCl2
x 2H2
O溶於75克水中。目標是具有約與以上實施例所述懸浮液水相中約略相同濃度的氫氯酸的鈣鹽。關於在+23℃量測的pH以及在+23℃量測的導電性的詳細內容可自表12獲得。
從表11對表12提出的詳細內容,可以理解,合併具有pH8.4的碳酸鈣鹼性懸浮液與具有pH約9.4的氫氯酸鈣鹽的鹼性溶液(簡述於表
12),包含包含碳酸鈣的材料的本發明高固體水性懸浮液在+23℃完全出乎意外地具有pH遠低於6的穩定酸性。
實施例13(本發明實施例)
此實施例例示本發明且關於加工包含具有高乾燥物質之包含碳酸鈣的材料併用硝酸的鈣鹽的懸浮液。特別的,硝酸的鈣鹽被加入包含碳酸鈣的材料。
將500克76重量-%懸浮液3置入經攪拌1 000毫升玻璃瓶+23℃。在攪拌5分鐘對此懸浮液加入54克Ca(NO3
)2
x 4H2
O。目標為加入總量為37.5克硝酸的鈣鹽。所得水性懸浮液,以懸浮液總重量為基礎,具有固體含量75.3重量-%。
關於經量測的布氏黏度(在-5℃與+23℃以及在100rpm下量測),在+23℃的pH以及導電性的詳細內容可自表13取得。
從表13可以理解,本發明包含包含碳酸鈣的材料的高固體水性懸浮液相較於實施例1與2先前技藝的懸浮液顯示pH無法預期降至低於6,特徵為在-5℃的低黏度以及在pH酸性環境中超過24小時具有優良穩定性。
實施例14(本發明實施例)
此實施例例示本發明且關於加工包含包含碳酸鈣併用包含氫氯酸鈣鹽的溶液的懸浮液。特別的,氫氯酸的鈣鹽被加入包含碳酸鈣的材料。
在攪拌下將70克CaCO3
(Fluka)分散於70毫升蒸餾水以形成CaCO3
的懸浮液。對此懸浮液加入1.5克為50重量-%溶液(BASF)形式(以溶液總重量為基礎)之Melpers 4343(德國BASF販售)。所得懸浮液在+23℃具有pH7.5。在攪拌下對此懸浮液劑量加入3克CaCl2
(Fluka)以形成包含CaCl2
的CaCO3
懸浮液。接著,進一步在攪拌下劑量對懸浮液加入4克CaCl2
(Fluka)以形成包含CaCl2
的CaCO3
懸浮液。
關於在+23℃經量測的pH的詳細內容可自表14取得。
自經量測的pH的詳細內容可理解,觀察到在+23℃的pH無法預期降至低於6。
Claims (73)
- 一種在酸性pH環境中的高固體水性懸浮液,其包含:a)至少一種包含碳酸鈣的材料,其包括包含碳酸鈣的粒子,以及b)至少一種強酸的至少一種鹽,其中形成至少一種強酸的至少一種鹽的至少一種強酸係選自由在+23℃具有小於或等於0的pKa 值的酸所組成之群組,其中高固體水性懸浮液具有i)以高固體水性懸浮液總重量為基礎,至少50重量-%的固體含量,ii)在溫度-5℃及100rpm的布氏(Brookfield)黏度為1 000mPas,iii)在+23℃的pH<6,以及iv)在-5℃及+23℃的導電性介於10與100mS/cm之間。
- 如申請專利範圍第1項的高固體水性懸浮液,其係高固體水性礦物及/或填料及/或顏料懸浮液。
- 如申請專利範圍第1項的高固體水性懸浮液,其中至少一種包含碳酸鈣的材料的包含碳酸鈣的粒子係選自天然碳酸鈣、沉澱碳酸鈣或其混合物。
- 如申請專利範圍第1或2項的高固體水性懸浮液,其中至少一種包含碳酸鈣的材料的包含碳酸鈣的粒子具有重量中等粒徑d 50 自0.1至50μm。
- 如申請專利範圍第4項的高固體水性懸浮液,其中至少一種包含碳酸鈣的材料的包含碳酸鈣的粒子具有重量中等粒徑d 50 自0.25至50μm。
- 如申請專利範圍第4項的高固體水性懸浮液,其中至少一種包含碳酸鈣的材料的包含碳酸鈣的粒子具有重量中等粒徑d 50 自0.3至5μm。
- 如申請專利範圍第4項的高固體水性懸浮液,其中至少一種包含碳酸鈣的材料的包含碳酸鈣的粒子具有重量中等粒徑d 50 自0.4至3μm。
- 如申請專利範圍第1或2項的高固體水性懸浮液,其中至少一種包含碳酸鈣的材料的包含碳酸鈣的粒子具有的比表面積為自0.1m2 /g至200m2 /g,其係使用氮與BET方法量測。
- 如申請專利範圍第8項的高固體水性懸浮液,其中至少一種包含碳酸鈣的材料的包含碳酸鈣的粒子具有的比表面積為自0.1m2 /g至50m2 /g,其係使用氮與BET方法量測。
- 如申請專利範圍第8項的高固體水性懸浮液,其中至少一種包含碳酸鈣的材料的包含碳酸鈣的粒子具有的比表面積為自0.1m2 /g至20m2 /g,其係使用氮與BET方法量測。
- 如申請專利範圍第1或2項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液包含至少一種包含碳酸鈣的材料,以高固體水性懸浮液總重量為基礎,其量為至少50重量-%。
- 如申請專利範圍第11項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液包含至少一種包含碳酸鈣的材料,以高固體水性懸浮液總重量為基礎,其量為自50至82重量-%。
- 如申請專利範圍第11項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液包含至少一種包含碳酸鈣的材料,以高固體水性懸浮液總重量為基礎,其量為自55至82重量-%。
- 如申請專利範圍第11項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液包含至少一種包含碳酸鈣的材料,以高固體水性懸浮液總重量為基礎, 其量為自60至78重量-%。
- 如申請專利範圍第11項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液包含至少一種包含碳酸鈣的材料,以高固體水性懸浮液總重量為基礎,其量為自65至78重量-%。
- 如申請專利範圍第1或2項的高固體水性懸浮液,其中至少一種包含碳酸鈣的材料包含至少一種梳狀聚合物。
- 如申請專利範圍第16項的高固體水性懸浮液,其中至少一種包含碳酸鈣的材料的包含碳酸鈣的粒子的表面經至少一種梳狀聚合物塗佈。
- 如申請專利範圍第1或2項的高固體水性懸浮液,其中至少一種包含碳酸鈣的材料包含至少一種梳狀聚合物,梳狀聚合物具有的固有黏度為5至99毫升/克範圍。
- 如申請專利範圍第18項的高固體水性懸浮液,其中至少一種包含碳酸鈣的材料包含至少一種梳狀聚合物,梳狀聚合物具有的固有黏度為10至80毫升/克範圍。
- 如申請專利範圍第18項的高固體水性懸浮液,其中至少一種包含碳酸鈣的材料包含至少一種梳狀聚合物,梳狀聚合物具有的固有黏度為10至50毫升/克範圍。
- 如申請專利範圍第1或2項的高固體水性懸浮液,其中至少一種強酸的至少一種鹽包含二價及/或三價陽離子。
- 如申請專利範圍第21項的高固體水性懸浮液,其中二價陽離子選自由鈣、鎂、鍶以及其混合物組成之群組及/或三價陽離子為鋁。
- 如申請專利範圍第1或2項的高固體水性懸浮液,其中形成至少一 種強酸的至少一種鹽的至少一種強酸係選自由氫氯酸、硝酸及其混合物組成之群組。
- 如申請專利範圍第1或2項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液包含至少一種梳狀聚合物,其量,以懸浮液中包含碳酸鈣的材料的總乾重為基礎,為自0.01至5重量-%。
- 如申請專利範圍第24項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液包含至少一種梳狀聚合物,其量,以懸浮液中包含碳酸鈣的材料的總乾重為基礎,為自0.05至4重量-%。
- 如申請專利範圍第24項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液包含至少一種梳狀聚合物,其量,以懸浮液中包含碳酸鈣的材料的總乾重為基礎,為自0.1至3重量-%。
- 如申請專利範圍第24項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液包含至少一種梳狀聚合物,其量,以懸浮液中包含碳酸鈣的材料的總乾重為基礎,為自0.2至2重量-%。
- 如申請專利範圍第24項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液包含至少一種梳狀聚合物,其量,以懸浮液中包含碳酸鈣的材料的總乾重為基礎,為自0.25至1.5重量-%。
- 如申請專利範圍第24項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液包含至少一種梳狀聚合物,其量,以懸浮液中包含碳酸鈣的材料的總乾重為基礎,為自0.5至1.25重量-%。
- 如申請專利範圍第1或2項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液具有的固體含量,以高固體水性懸浮液總重量為基礎,為自50至82 重量-%。
- 如申請專利範圍第30項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液具有的固體含量,以高固體水性懸浮液總重量為基礎,為自55至82重量-%。
- 如申請專利範圍第30項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液具有的固體含量,以高固體水性懸浮液總重量為基礎,為自60至78重量-%。
- 如申請專利範圍第30項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液具有的固體含量,以高固體水性懸浮液總重量為基礎,為自65至78重量-%。
- 如申請專利範圍第1或2項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液在100rpm下具有的布氏黏度在-5℃溫度為自25至1 000mPas。
- 如申請專利範圍第34項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液在100rpm下具有的布氏黏度在-5℃溫度為自25至700mPas。
- 如申請專利範圍第34項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液在100rpm下具有的布氏黏度在-5℃溫度為自25至500mPas。
- 如申請專利範圍第34項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液在100rpm下具有的布氏黏度在-5℃溫度為自50至300mPas。
- 如申請專利範圍第1或2項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液在+23℃的pH介於4與<6間。
- 如申請專利範圍第38項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液在+23℃的pH介於4.5與<6間。
- 如申請專利範圍第38項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液在+23℃的pH介於5與<6間。
- 如申請專利範圍第1或2項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液的導電性在-5℃與+23℃量測為介於20mS/cm與100mS/cm間。
- 如申請專利範圍第41項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液的導電性在-5℃與+23℃量測為介於30mS/cm與100mS/cm間。
- 如申請專利範圍第1或2項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液進一步包含至少一種包含碳酸鈣的材料與至少一種中度強酸的至少一種反應產物或產物,及/或至少一種包含碳酸鈣的材料與至少一種弱酸的至少一種反應產物或產物。
- 如申請專利範圍第43項的高固體水性懸浮液,其中形成至少一種包含碳酸鈣的材料的至少一種反應產物或產物的至少一種中度強酸係選自由在+23℃具有的pKa值介於0與2.5間的酸所組成之群組,及/或形成至少一種包含碳酸鈣的材料的至少一種反應產物或產物的至少一種弱酸係選自由在+23℃具有的pKa值介於>2.5與6間的酸所組成之群組。
- 如申請專利範圍第44項的高固體水性懸浮液,其中至少一種中度強酸係選自H2 SO3 、HSO4 - 、H3 PO4 、草酸以及其混合物。
- 如申請專利範圍第44項的高固體水性懸浮液,其中至少一種弱酸係選自檸檬酸、酒石酸以及其混合物。
- 如申請專利範圍第1或2項的高固體水性懸浮液,其中形成至少一種包含碳酸鈣的材料的至少一種反應產物或產物的至少一種中度強酸及/或形成至少一種包含碳酸鈣的材料的至少一種反應產物或產物的至少一種弱 酸以及形成至少一種強酸的至少一種鹽的至少一種強酸的莫耳總重量量(由所產生H3 O+ 離子表示)相對於CaCO3 莫耳總重量量為介於0.01與1.9之間。
- 如申請專利範圍第1或2項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液進一步包含氫氧化鋁及/或氫氧化鎂。
- 如申請專利範圍第1或2項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液在pH 5具有正電荷密度。
- 如申請專利範圍第49項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液在pH 5具有正電荷密度為至少+0.1C/g。
- 如申請專利範圍第49項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液在pH 5具有正電荷密度為至少+0.5C/g。
- 如申請專利範圍第49項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液在pH 5具有正電荷密度為至少+1C/g。
- 如申請專利範圍第49項的高固體水性懸浮液,其中高固體水性懸浮液在pH 5具有正電荷密度為至少+1.5C/g。
- 一種製備如申請專利範圍第1至53項中任一項所定義的高固體水性懸浮液的方法,其包含以下步驟a)提供包含至少一種包含碳酸鈣的材料的水性懸浮液,其中包含碳酸鈣的材料在pH9具有介於+2與-2C/g的電荷密度,b)提供i)至少一種選自由在+23℃具有小於或等於0的pKa值的酸所組成之群組的強酸,及/或ii)至少一種強酸的至少一種鹽,其中形成至少一種強酸的至少 一種鹽的至少一種強酸係選自由在+23℃具有小於或等於0的pKa值的酸所組成之群組,c)將步驟b)至少一種強酸及/或至少一種強酸的至少一種鹽加入步驟a)包含至少一種包含碳酸鈣的材料的水性懸浮液,d)視需要在步驟c)之前及/或期間及/或之後研磨步驟a)包含至少一種包含碳酸鈣的材料的水性懸浮液,其中步驟c)及/或d)之後的高固體水性懸浮液具有i)至少50重量-%的固體含量,以高固體水性懸浮液的總重量為基礎,ii)在溫度-5℃及100rpm的布氏黏度為1000mPas,iii)在+23℃的pH為<6,以及iv)在-5℃及+23℃的導電性介於10與100mS/cm之間。
- 如申請專利範圍第54項的方法,其中該方法進一步包含步驟e),步驟e)提供至少一種中度強酸,其係選自由在+23℃具有的pKa值介於0與2.5間的酸所組成之群組,及/或至少一種弱酸係選自由在+23℃具有的pKa值介於>2.5至6間的酸所組成之群組。
- 如申請專利範圍第55項的方法,其中該至少一種中度強酸係選自H2 SO3 、HSO4 - 、H3 PO4 、草酸及其混合物。
- 如申請專利範圍第55項的方法,其中該至少一種弱酸係選自檸檬酸及/或酒石酸。
- 如申請專利範圍第55項的方法,其中該方法進一步包含在步驟c)期間及/或之後及/或在視需要步驟d)期間及/或之後使步驟a)包含至少一種包含碳酸鈣的材料的水性懸浮液與步驟e)至少一種中度強酸及/或至少一種 弱酸接觸的步驟f)。
- 如申請專利範圍第54至58項中任一項的方法,其中步驟c)及/或步驟d)及/或步驟f)係在介於-5℃與+99℃之間的溫度進行。
- 如申請專利範圍第59項的方法,其中步驟c)及/或步驟d)及/或步驟f)係在介於+20℃與+85℃之間的溫度進行。
- 如申請專利範圍第59項的方法,其中步驟c)及/或步驟d)及/或步驟f)係在介於+20℃與+50℃之間之間的溫度進行。
- 如申請專利範圍第59項的方法,其中步驟c)及/或步驟d)及/或步驟f)係在介於+50℃與+85℃之間的溫度進行。
- 如申請專利範圍第54至58項中任一項的方法,其中該方法進一步包含使所得高固體水性懸浮液濃縮的步驟g)。
- 如申請專利範圍第54至58項中任一項的方法,其中該方法進一步包含使所得高固體水性懸浮液乾燥。
- 一種包含碳酸鈣的材料,其可得自於乾燥如申請專利範圍第1至53項中任一項的高固體水性懸浮液。
- 一種如申請專利範圍第1至53項中任一項的高固體水性懸浮液及/或如申請專利範圍第26項的包含碳酸鈣的材料在造紙、紙張塗層、塑膠、農業及/或塗料應用的用途。
- 一種如申請專利範圍第1至53項中任一項的高固體水性懸浮液及/或如申請專利範圍第65項的包含碳酸鈣的材料在作為紙張填料的用途。
- 如申請專利範圍第66項的用途,其中高固體水性懸浮液及/或包含碳酸鈣的材料係作為數位印刷之支撐物。
- 如申請專利範圍第68項的用途,其中高固體水性懸浮液及/或包含碳酸鈣的材料係作為噴墨印刷、或輪轉式凹版印刷及/或平版印刷之支撐物。
- 如申請專利範圍第68項的用途,其中高固體水性懸浮液及/或包含碳酸鈣的材料係作為噴墨印刷中的黑色墨印刷之支撐物。
- 一種塗層色彩調配物,其包含如申請專利範圍第1至53項中任一項的高固體水性懸浮液及/或如申請專利範圍第65項的包含碳酸鈣的材料以及天然及/或合成黏合劑。
- 如申請專利範圍第71項的塗層色彩調配物,其中該黏合劑由苯乙烯-丁二烯、苯乙烯-丙烯酸酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、澱粉或其混合物組成。
- 如申請專利範圍第71項的塗層色彩調配物,其中該黏合劑包含或由聚乙烯醇組成。
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