因此,本發(fā)明提供了一種新的組合物,其含有粒徑為10~100nm,尤其是15~40nm,更具體地為30nm的沉淀碳酸鈣(PCC)顆粒和至少一種粘合劑。具有10~100nm,尤其是15~40nm,更具體地30nm粒徑的沉淀碳酸鈣(PCC)顆粒在在本文中稱為納米沉淀碳酸鈣(NPCC)。
在更特別的情況下,包含于本發(fā)明組合物中的NPCC顆粒的粒徑被認(rèn)為基本上為30nm左右,特別是基本為30nm。術(shù)語“基本上”的意思是,大部分的NPCC顆粒具有30nm左右的粒徑(參見圖2)。
本發(fā)明組合物能夠用作涂料和/或填料組合物。具體而言,組合物是紙張涂層組合物。
包含于組合物中的粘合劑可以是任何用于填充或涂層組合物的常用粘合劑。具體而言,本領(lǐng)域已知的作為紙張涂層組合物的任何粘合劑都能使用。例如,可以使用公開于US4,544,609中的粘合劑,此處引入作為參考。
例如,粘合劑選自下列構(gòu)成的組:淀粉;氧化淀粉;酶轉(zhuǎn)化淀粉;陽離子改性氧化淀粉;兩性淀粉;合成聚合物膠乳;具有羥基、羧基或酰胺基的淀粉;蛋白質(zhì);及其混合物。特別地,該粘合劑是淀粉。例如,氧化淀粉,諸如陽離子改性氧化淀粉或帶電荷、其中陽離子電荷更多的兩性淀粉。
這種氧化淀粉是由過氧化氫方法和酶方法制備的。氧化淀粉也可以由木薯塊根、玉米和小麥制得。任何其他適用于本發(fā)明目的的淀粉也落入此處使用的粘合劑范圍中。也可以使用的另一種類型的淀粉就是所謂的噴墨淀粉,其基本上是兩性淀粉,偏向陽離子一邊,即具有更高水平陽離子基團(tuán)(陽離子基團(tuán)含量超過陰離子基團(tuán)含量)的氧化淀粉。幾種類型的淀粉實例,包括適用于本發(fā)明目的的氧化淀粉,可以從GPC(GrainProcessing?Corporation-http://www.sinonmc.com/corporatee/index.htm.)獲得。另外的可能的淀粉是所謂的“陽離子濕端淀粉”。例如,噴墨淀粉和陽離子濕端淀粉可以從Cerestar公司(http://www.cerestar.com)購買到。然而,其他的低電荷、低粘度陽離子淀粉也可以使用。
合成聚合物膠乳可以是聚苯乙烯-丙烯酸酯、聚苯乙烯-丁二烯、聚醋酸乙烯酯-丙烯酸酯、聚丙烯酸烷基酯的均聚物或共聚物,或及其混合物。
本發(fā)明的組合物可以通過采用本領(lǐng)域已知的任何合適的方法將NPCC顆粒和至少一種粘合劑混合而制備。例如,把NPCC分散于粘合劑溶液,例如,煮好的粘合劑溶液(象煮好的淀粉溶液,即淀粉分子充分水合并均勻分散于整個漿液中)。在這種方法中,固體含量(即NPCC顆粒的含量)不超過約50%。具體而言,在以傳統(tǒng)方式進(jìn)行典型壓榨機(jī)施膠壓榨操作中可操作的粘度下,固體含量為10~50%,更特別地為約30%。
混合物NPCC/粘合劑的重量比應(yīng)該朝著粘合劑方向更占優(yōu)勢。具體而言,對于每份NPCC,應(yīng)該使用1.5~2.0份的粘合劑。例如,NPCC顆粒/粘合劑的比為1/1.5。然而,對于技術(shù)人員很明顯的任何合適的NPCC/粘合劑比都可以使用。這也要視組合物的具體用途而定。
該組合物可以進(jìn)一步包括無機(jī)分散劑和/或有機(jī)分散劑。使用分散劑的理由是幫助NPCC均勻分散于整個顏料-粘合劑體系。無機(jī)分散劑可以是焦聚磷酸鹽。有機(jī)分散劑可以是低分子量(>7000MW)聚丙烯酸酯。然而,本領(lǐng)域所熟知的適用于本組合物目的的任何其他無機(jī)和/或有機(jī)的分散劑都可以使用。
該組合物可以另外包括至少一種增稠劑和/或一種粘度調(diào)節(jié)劑。粘度調(diào)節(jié)劑可以是聚丙烯酸酯或任何交聯(lián)聚醇。聚丙烯酸酯可以是交聯(lián)聚丙烯酸酯。然而,本領(lǐng)域熟知的并適用于本發(fā)明目的任何其他的增稠劑和/或粘度調(diào)節(jié)劑都可以使用。也可以加入增稠劑和/或粘度調(diào)節(jié)劑,以調(diào)節(jié)組合物的粘度。例如,把組合物粘度調(diào)節(jié)到低于1000cps(用Brookfield粘度計測定)。
本發(fā)明組合物基本上是微粒形式。具體而言,NPCC顆粒具有立體形狀。本發(fā)明組合物并不是大塊形式,像大塊形式的PPT二氧化硅那樣。
本發(fā)明組合物也可以含有染料。
關(guān)于將本發(fā)明組合物作為涂層組合物的用途,將涂層組合物施加于非可溶性載體上,例如,纖維素基載體。纖維素基載體可以是紙,如打印紙、噴墨打印紙或照片打印紙或其他來自于諸如糖渣(bygass)(由蔗糖廢物制得)、棉花或合成纖維原材料的打印紙的基體。
本發(fā)明涂層組合物可以僅涂覆于載體的一個面(頂面或背面),或兩個面都涂覆。例如,布紋紙通常是可雙面打印的。