CN1301218A - 用于喷墨印刷的涂层颜料 - Google Patents

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Abstract

一种包括含水粘土、苛性碱浸出了的煅烧粘土以及多孔矿物的涂层颜料组合物,当用多色墨水印刷时可提供具有极好的颜色强度和颜色清晰度特性平衡的涂层。除了提供其他的优点例如与常规二氧化硅涂料相比改进了流变学、所需涂层重量较少以及较高的涂料固含量以外,本发明的颜料还提供了常规二氧化硅基涂料的价廉替换物。

Description

用于喷墨印刷的涂层颜料
本发明涉及新型的粘土基颜料。更具体而言，本发明涉及用于喷墨印刷用纸的涂料中的改性高岭土颜料。
众所周知，在将墨水施加到印刷表面上后，纸(或任何其它印刷表面)的表面特性对于如何接收墨水并使其显现可起很大的作用。因此，可以根据待施加墨水的表面是未涂覆的或涂覆了的来预计不同的印刷外观。在未涂覆的纸上印刷导致低质量的印刷，而在涂覆了的纸上印刷，尽管根据纸用涂料组合物的性质不同印刷质量有所变化但却可产生高质量的印刷。
在彩色喷墨印刷中需要控制的两个更重要的特性是当将墨水施加到纸上时它的渗透深度和洇纸或渗色。渗透太深导致颜色强度低。渗色导致印刷清晰度差。在多色喷墨印刷的现有技术中尚不知已被确定、且如下文所公开的另一标准是在一定的程度上控制各种喷墨的颜色(即青色、品红色、黄色和黑色)的接触角，即当将各种墨水施加在涂覆了的纸上时基本上具有相同的接触角。当各种墨水的接触角基本上相同时，墨水颜色的显现更加均匀，即不会出现一种颜色比另一种颜色更黯淡或更鲜明。
现有技术的纸用涂料组合物的常用组分是二氧化硅。虽然二氧化硅作为亲水性颜料是一种有效的纸用涂料组分，但它稍比粘土基颜料昂贵，且具有严格的流变学限制例如在涂料固含量和布鲁克菲尔德粘度方面。
因此，在本领域中需要有一些既不牺牲印刷质量且能满意地改进流变性质的廉价颜料。
美国专利4,446,174是涉及喷墨记录的方法，且确定了满意的彩色喷墨印刷所需的衬底或涂层的性质。该专利的要点是将Rf值(水性墨水中染料的迁移距离与溶剂的迁移距离之比)保持小于0.59可生产出具有高墨水吸收和图像密度的高质量图像。
美国专利4,792,487叙述了含有高溶胀蒙脱石粘土和二氧化硅的喷墨记录纸用的涂料。
然而，这些参考文献并未公开或提出本发明人要求保护的各组分的组合物。
本发明人现已发现一种高岭土基的颜料，该颜料比二氧化硅便宜，且除了下文所述的一些其它优点外还提供了突出的颜色强度和分辨率。
本发明涉及有关用于纸张涂料、特别是用于提供多色喷墨用纸的涂料的粘土基颜料组合物和涂装方法。
本发明的一个实施方案涉及涂层颜料组合物，该组合物包括：
(a)含水粘土；
(b)苛性碱浸出了的煅烧粘土；和
(c)孔径至多为100埃，且BET表面积为200-1000平方米/克的多孔矿物；其中(a)、(b)和(c)的相对含量应使涂料中所含的颜料组合物在所述涂层接收一种以上的有色墨水时能产生基本上相同的墨水接触角。
本发明组合物的优点包括改进了的流变学和较高的涂料固含量。这就使高速造纸机和涂布机可以生产出以前不能生产的喷墨涂布级的纸。本发明所述的材料在价格上还比二氧化硅颜料有大幅度的降低。另一个未料到的结果是，该颜料比常规的二氧化硅涂料要求较少的涂层重量和粘合剂。而且，不需要分散剂即可制成合意的涂料。
图1是与常规的二氧化硅颜料相比，本发明在涂料的固体百分含量和布鲁克菲尔德粘度方面的优点的图示说明。
本发明的组合物和方法涉及新型和改进了的涂层颜料。根据以下定义和附随的论述将使本发明更显而易见。
本文中所用的词语“基本上相同的墨水接触角”意思是限定各种墨水的接触角在合意的偏差之内，以提供所需的或理想的色密度和颜色清晰度的印刷特性。通常，当接触角在所测接触角平均数的±10、更优选±5、最优选±3度之内时可得到理想的印刷结果。
除非另有说明，本文中所用的所有百分数均以重量计。
含水粘土
本文中所用的术语“含水粘土”意思是描述一种未经可能改变该粘土基本晶体结构的温度下煅烧的粘土。在高岭土的情况下，经受450℃以下的温度处理，不会改变高岭土的晶体结构。
含水粘土在本领域中是众所周知的，一般是由已经选矿例如泡沫浮选、磁选、机械层离、研磨、或类似的代替方法处理过的天然粘土生产的。实用的含水粘土一般约80％以上具有比2微米更细的粒度。
优选的含水粘土来源于高岭石。高岭石是具有组成大致为Al2(OH)4Si2O5的碱式硅酸铝。
众所周知，含水粘土粒度分布曲线的形状对颜料的最终应用例如在涂料中的应用有影响。已发现具有下列粒度分布特性的粘土可提供极好的流变学：中值粒度为0.55微米且粒度分布为粒子的约88+/-2％具有小于约2微米的等效球径，并且不大于约25％(重量)、优选不大于约20％(重量)具有小于0.3微米的等效球径。如果超细粒子即0.3微米和更细的粒子的量太多，则该颜料的流变学可能使其用途受到限制，即使有也有限。
为了得到含水粘土所需的粒度分布，通常需要对天然粘土进行一次或多次粒度分离。这种工艺过程通常包括除砂石、接着再进行差示重力沉降或离心沉降，以回收所需粒度的级分例如90％(重量)比2微米更细且不含过量超细颗粒的级分。这种级分的超细粒子的含量和中值(重量)粒度随该天然粘土的粒度分布而变化。为了成功地进行这些操作，必须使该粘土在水中呈离散粒子而不是絮凝物的形式存在，这样，可使这些粒子能精确地分离成不同的粒度范围。因此采用抗絮凝剂(分散剂)处理粘土粒子，该抗絮凝剂可将负电荷赋予所有这些粒子且当它们悬浮于水中时使其互相排斥。用于这一阶段的这种粘土分散剂通常称为“初级”分散剂。用于使以前加工过的粘土悬浮体抗絮凝的分散剂(例如添加到滤饼的分散剂)称为“次级”分散剂或抗絮凝剂。实施本发明时用于初级分散的适宜分散剂是常规的且包括例如焦磷酸盐的缩聚磷酸盐的水溶性盐，如焦磷酸四钠(TSPP)、水溶性的聚硅酸盐例如硅酸钠、或水溶性的有机聚合分散剂例如具有分子量为约500至约10,000的聚丙烯酸盐或聚甲基丙烯酸盐。分散剂的用量，按干粘土的重量计一般为约0.025-0.2％(重量)。通常，采用抗絮凝了的、固含量约为20-40％(重量)的水性悬浮体进行粒度分离。也可以采用另外的固含量进行这种分离。该粘土粒子的中值粒度采用Micromeretics,Inc.提供的SEDIGRAPH粒度分析仪按常规的沉降技术测定，应为0.4-0.7微米等效球径(e.s.d.)、优选为0.5-0.6微米。约80％至95％(重量)的这些粒子应比2微米e.s.d.更细。0.3微米e.s.d.以下的细粒子含量应低于35％(重量)、优选低于25％(重量)、且最优选20％(重量)或以下。应该理解的是，0.3微米或更细粘土粒子的粒度测量重现性有限。因此，当使用SEDIGRAPH分析仪，由另一位操作者测定或使用不同的一台SEDIGRAPH分析仪时，重量百分数的值可能是+/-5％。最优选的是，中值粒度为0.6+/-0.05微米e.s.d.,而这些粒子的85-90％(重量)比2微米e.s.d.更细，且少于约20％(重量)或更少的比0.30微米e.s.d.更细。为了提供具有所需粒度分布的粘土进料，将一些粘土级分与一些天然粘土掺合可能是有利或必须的。
在共同转让的美国专利5,535,890(‘890专利)中叙述了一种特别优选的含水粘土，兹将该专利公开的内容引入本文作为参考。精选过的含水粘土的特点是由所述处理典型的East Georgia天然粘土而产生的超细粒度分布。这些典型天然粘土的粒度，按等效球径(e.s.d.)计，由80％(重量)的比2微米更细至超过95％(重量)的比2微米更细的范围内变化。通常至少50％(重量)的比0.4微米更细。因此，当用于泡沫浮选工艺中时，这些粘土属于通常的泥化矿范围。
本发明中特别优选的精选含水粘土是按照‘890专利实施例1的操作步骤制得的。该精选粘土的粒度分布优选为90％的比2.0微米更细，而大约50-55％的粒子平均为0.2微米；更优选为98％的比2.0微米更细，而大约65-70％的粒子平均为0.2微米。
浸出了的煅烧粘土
在1998年5月1日提交的共同转让、共同未决的专利申请USSN——(律师卷号3644/4454)中，可查到浸出了的煅烧粘土的更详细描述，兹将该专利申请公开的内容引入本文作为参考并简要叙述如下。
本文中所用的术语“煅烧”意思是指将粘土加热至一定的温度和时间足以破坏该粘土晶体结构。在高岭石的情况下，温度高于450℃经过一段时间除去羟基，即可产生“充分煅烧了的”产品。在约1000℃的温度下，在约1小时内可将高岭石充分煅烧。不需要将该粘土加热至接近或超过1200℃，因为会形成很难研磨且更难浸出的富铝红柱石。同样，未充分煅烧的粘土也难以浸出。
充分煅烧了的适宜粘土的实例是Engelhard Corporation以商标名Ansilex93销售的产品。该煅烧产品在专利文献特别是美国专利3,586,523和5,624,488中有许多资料证明，兹将该专利公开的内容引入本文作为参考。
Ansilex93颜料的特点是92-95的较高GE亮度和约20毫克的较低艾勒内尔磨耗值(即低于其它煅烧高岭土型粘土颜料，但与可获得的非煅烧高岭土颜料相比则不低)。Ansilex93的其它物理特性是粒度分布为86-90％的粒度比2.0微米更细，大约50％的中值粒度为0.6-0.8微米。
在形成适用于本发明的苛性碱浸出了的煅烧粘土时，通过浸出从煅烧粘土中除去二氧化硅其程度不得超过40％(重量)。二氧化硅去除量大于40％(重量)时，浸出过的粘土其不透明度反而降低。
浸出时间取决于一些因素，这些因素包括：
(1)待除去的游离二氧化硅量；
(2)浸出前该粘土的孔隙率；
(3)所用浸出液的浓度和类型；
(4)浸出温度；和
(5)浸出液中粘土的固体重量百分数。
用15％NaOH溶液，按15％(重量)的用量添加到充分煅烧了的粘土(干基)中，在60℃下浸出1小时即足以从该煅烧粘土中浸出20％(重量)的二氧化硅。多孔矿物
用于本发明的多孔矿物的特征在于具有的孔径至多为100埃、优选小于40埃、最优选小于10埃，且BET表面积为200-1000平方米/克、优选为200-800平方米/克、最优选为400-800平方米/克。该多孔矿物最好是均匀多孔的。
天然存在或合成制造的这类矿物的实例包括沸石、多孔二氧化硅(包括煅制的、沉淀的、气凝胶的或水凝胶的)、氧化铝、碳酸钙、蒙脱石(例如膨润土或锂蒙脱石)、绿坡缕石、多水高岭土、蛭石、硅藻土、硅酸酐、滑石、硅酸铝、硅酸钙、硅酸镁、硫酸钡、硫酸钙、氧化锌和氧化锆盐。最优选的是沸石。
适宜的天然沸石包括丝光沸石、斜发沸石、镁碱沸石、环晶沸石、菱沸石、毛沸石和八面沸石。
适宜的合成沸石包括但不限于合成八面沸石结晶型，即沸石X和Y，以及沸石A、L、P、β、合成丝光沸石和镁碱沸石、ZSM-5以及MCM-22。孔隙较大的中孔性硅酸盐例如MCM-41和相关的物相，以及其它系列的分子筛例如磷铝酸盐和硅钛酸盐也是适宜的物相。特别优选的沸石是八面沸石系列的任一种。可以理解的是，这些沸石可以包括脱了金属的沸石，这类沸石被认为在中孔性范围(即20-500埃)包括相当大的孔隙体积。
通常，合成沸石是以钠型制得的，即借助钠阳离子密切接近各个铝四面体以平衡其电荷。许多主要类型的沸石已有报道。这些沸石类型在其晶体结构以及组成方面都各不相同。根据其晶体结构，这些沸石具有不同的孔径。应该将这些均匀地存在于该结构中的沸石孔与可能存在于某些粒子中的其它非沸石的大孔区别开。近似孔径的实例包括菱沸石(3.8埃)、沸石A(4.1埃)、ZSM-5(5.1-5.6埃)和沸石Y(7.4埃)。
这些沸石的组成可以随与硅相对被铝所占据的四面体位置数而变化。通常以SiO2/Al2O3比表示该组成。例如，沸石X和Y都是八面沸石矿物的合成同型物，但具有如下所示的不同组成：
沸石X    SiO2/Al2O3=2.0-3.0
沸石Y    SiO2/Al2O3=3.0-6.0
其它沸石，例如ZSM-5，具有更高的SiO2/Al2O3比。
优选的沸石是具有八面沸石结构的合成Y型沸石。可以采用通过任何方法合成的Y型沸石而没有任何限制。用于本发明的沸石Y的典型性质如下：
SiO2/Al2O34.5-5.5
Na2O含量     12-14％(以无挥发物的为基准)
BET表面积     400-800平方米/克
粒度          1-10微米
XRD图形       典型的八面沸石型结构。本发明的组合物
我们已发现，通过对存在于纸用涂料中的组合物内的含水粘土、苛性碱浸出了的煅烧粘土和多孔矿物的相对含量进行调节，以获得喷墨打印机的各种墨水与涂覆了的纸表面上基本相同的接触角，从而达到色密度和颜色清晰度的极好平衡。
如上所定义，基本相同的接触角是指接触角平均数的偏差不大于±10、优选不大于±5、最优选不大于±3度的接触角，该接触角是对施加在含有本发明独创组合物的涂层纸表面上的多色墨水测得的。接触角的偏差太大会产生密度的损失或过分渗色。另外，还需要将接触角的值控制在60°-110°、优选70°-100°、最优选70°-90°。接触角小于70°往往会产生较差的图像密度。接触角大于100°趋向于产生较大的洇色。上述意图是使各种墨水都具有相似的接触角响应值以获得极好的印刷密度和清晰度。如果这四种墨水的任一种或组合物对该涂层的响应超出这些范围，则性能将受到影响。使用响应值大于100°的墨水时趋向于产生渗色，或者小于70°时趋向于产生较差的色密度。
其它添加剂可以与本发明的组合物一起使用以提供涂料组合物。这类添加剂包括粘结剂(粘合剂)、表面活性剂(分散剂)和粘度稳定剂。
合乎需要的是，适宜的粘合剂具有吸附染料的能力。优选的这种吸附染料的粘合剂是具有离解基团的聚电解质，该离解基团能与所用染料的离解基团结合。可以采用碱性染料和阴离子或两性聚电解质的组合，以及直接染料或酸性染料和阳离子或两性聚电解质的组合。
这类吸附染料的粘合剂的适宜实例包括聚丙烯酸钠、苯乙烯-马来酸酐共聚物的钠盐、甲基乙烯基醚-马来酸酐共聚物、乙烯-马来酸酐共聚物、聚苯乙烯磺酸盐、羧甲基纤维素、硫酸纤维素、羧基改性聚乙烯醇、藻酸钠、阿拉伯树胶、具有阴离子离解基团的丙烯酸酯共聚物乳胶、聚乙烯基苄基三甲基氯化铵。聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚甲基丙烯酰氧乙基-β-羟乙基二甲基氯化铵、聚甲基丙烯酸二甲氨基乙基酯的盐酸盐、聚乙烯亚胺、聚酰胺-聚胺树脂、阳离子淀粉、乙基化淀粉、明胶、酪蛋白、大豆蛋白、丙烯酸-甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物、和具有阳离子离解基团的丙烯酸酯共聚物的乳胶。
当采用除粘合剂以外的组分吸附染料时，可使用离解基团极少或没有离解基团的粘合剂。因此，在这种情况下，可采用淀粉、聚乙烯醇、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟乙基化淀粉、聚丙烯酰胺，聚乙烯吡咯烷酮、苯乙烯-丁二烯共聚物胶乳、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯共聚物胶乳、和丙烯酸酯共聚物乳胶。或者，可将吸附染料的粘合剂与没有吸附染料能力的粘合剂组合。
优选约20-40份、更优选约25-35份粘结剂(以100份颜料为基准)与本发明的组合物(颜料)一起使用。
通过将能与墨水中的直接染料或酸性染料反应形成色淀的水溶性钡盐(例如氯化钡)、钙盐、锰盐或铝盐(例如氯化铝)混合在颜料中，或者将能与墨水中的碱性染料反应形成色淀的磷钨钼酸、磷钨酸、磷钼酸、单宁酸、吐酒石和脂族酸混合在颜料中，可以使该颜料层具有吸附染料的特性。色淀的形成还具有提供增进有色图像的耐光性和防水性的效果。
可以用一种溶液涂覆颜料层，该溶液还可含润湿剂或表面活性剂例如甘油、聚乙二醇或吡咯烷酮(使颜料层易于被水性墨水润湿)、染料或颜料(用以调色例如上蓝)、荧光染料、UV吸收剂、颜料分散剂、消泡剂、润滑剂例如硬脂酸钙、防霉剂、和使粘合剂防水的试剂例如蜜胺树脂、尿素树脂、聚酰胺-环氧氯丙烷树脂、甲醛水溶液、乙二醛、环氧化合物、或锆化合物。
适宜的分散剂包括缩聚磷酸盐的水溶性盐，例如焦磷酸盐如焦磷酸四钠(TSPP)、聚硅酸的水溶性盐例如硅酸钠、或水溶性的有机聚合分散剂例如分子量为约500至约10,000的聚丙烯酸盐或聚甲基丙烯酸盐。
通常，该分散剂的用量为每100份颜料约5份分散剂。
其它任选的添加剂包括粘度稳定剂(例如COLLOID 230，可从Rhone-Poulenc,Marietta,Ga.买到)、氢氧化铵(例如AmmoniumHydroxide 26，可从任一主要化学品供应商买到)、(抗微生物剂)防腐剂(诸如NALCO 7649，可从Nalco Chemical,Naperville,IL买到)、浆料消泡剂(例如Dow“B”Emulsion，可从Dow Corning of Midland,Michigan买到)。
如果上述组分显示出趋向于附聚而不能形成均匀的颜料涂覆溶液，则可在采用含有颜料和粘合剂的溶液涂覆在载体上之前，先将由这些组分另外配制的不含颜料和粘合剂的溶液涂覆在该载体上。
可用作颜料涂层的适宜载体材料的实例是纸、布、塑料薄膜、金属板、木板和玻璃板。透明或半透明的载体不仅能使有色图像通过反射光而且可通过透射光观察到。在本发明中用作载体的纸主要由木浆制得，该木浆可混以合成纤维、合成纸浆、或无机纤维。这种纸中可以混有：(1)胶粘剂例如松香、烷基酮二聚物或烯基琥珀酸；(2)填料例如二氧化硅、粘土、滑石或碳酸钙；(3)纸强度改进剂例如聚丙烯酰胺或淀粉；(4)固定剂例如硫酸铝或阳离子聚电解质；(5)湿强度改进剂例如蜜胺树脂、尿素树脂、或聚酰胺-聚胺-环氧氯丙烷树脂；(6)染料，包括荧光染料。可以采用施胶机涂覆例如淀粉、聚乙烯醇或明胶的水溶性粘合剂涂层。
可以采用造纸工业中常用型的涂覆设备例如造纸机、施胶机或各种类型和构造的机上和机外涂布机将本发明的涂料混合物涂覆在原纸片上。其它适宜的涂布机的实例包括气刀涂布机、刮刀涂布机、刮棒涂布机、辊式涂布机、凹版式涂布机、幕帘式涂布机以及计量施胶机。在通用的涂覆颜料纸的情况下，在将颜料涂覆溶液涂覆和干燥后，可在砑光机、超级压光机或光泽压光机上使涂层表面光滑。对于不同类型的涂布机需要调节最终的固体浓度和流变学特性。更具体而言，可以采用苯胺涂布机涂覆涂料混合物，该涂布机包括网纹传墨辊和导纸辊以便将涂料涂覆在纸的表面上，它可以装配有对向导纸辊的承压辊。然后可将涂覆了的纸片在任何适当的干燥系统例如气垫干燥器中干燥。
本发明的涂层重量优选为约4至约12、更优选为约4至约6克/平方米。
                             实施例制备实施例
采用下列组分来实施本发明：
含水粘土—市场上可买到的含水粘土，该粘土具有90％的粒度分布小于0.5微米，且约65-70％的中值粒度分布为0.2微米。
浸出了的煅烧粘土—该组分是将市场上可买到的、以商标名Ansilex93出售的煅烧粘土配成固含量为30％的浆料，在15％充分煅烧了的粘土重量(干基)的15％苛性碱溶液中加热至60℃，并在60℃下保持1小时所制得的。
多孔矿物—该组分是具有八面沸石结构(通过XRD分析)的合成Y型沸石，该沸石具有下列特性：
SiO2/Al2O3比：4.5-5.5
Na2O含量：      12-14％(以无挥发物的为基准)
BET表面积：       400-800平方米/克
粒度：            1-10微米发明的组合物—采用上述组分，将20克沸石Y加到100克苛性碱浸出了的煅烧粘土中。然后加酸将pH调节至10.5-11.0。将该组合物过滤以除去盐。将20克含水粘土浆料(50％固体)添加到已过滤的组合物中，混合，然后喷雾干燥。将喷雾干燥了的产物研磨成约为1-3微米的微粒。说明性实施例
将上述组分和组合物分别制成四(4)种涂料组合物以实施本发明。涂料是在标准的makedown系统中制备的。即是说，将颜料制浆，并按每100份颜料添加40份粘结剂。所用的粘结剂是70％(重量)聚乙烯醇和30％(重量)乙基化淀粉(Penford Gum 280可从Penick & Ford,Cedar Rapids,Iowa买到)的组合物。将每种涂料按4-5克/平方米的涂层重量，涂覆在50#证券纸的原纸(可从Wausau/Otis买到)上。接触角是通过在1998年5月1日提交的共同转让、共同未决的专利申请USSN——(律师卷号4445)所述的方法测定的，兹将该专利申请公开的内容引入本文作为参考并简要叙述如下。
该方法包括测量所用的每种墨水与每种涂覆了的纸之间的接触角。从涂覆了的纸上切割长1英寸宽1英寸的试样。然后将每个试样放在夹紧装置中使该试样悬挂在测试液之上。测试液由来自ClariantCorporation的纸用染料溶液组成。Brilliant Blue GNS液体是青色的，Red A-4G New Liquid是品红色的，Cartasol Yellow 3GF液体是黄色的，而Ink Black RAS纯液体075是黑色的。通过将100微升的各种单独色料(染料)分别用足够量的去离子水稀释以达到总测试液体积为40毫升，将所有这些色料制成测试液。这些测试液所产生的表面张力为：
墨水    表面张力(达因/厘米)
青色          56.8
品红色        61.6
黄色          60.8
黑色          63.7
将夹住的样品悬挂在动态接触角分析仪(Cahn DCA 315)的挂环上。将装有测试液体的烧杯放置在直接位于该试样之下的仪器台面上。用手工操作将烧杯升高直到测试液与试样密切接近为止。运行该仪器的程序将液体升高(每单位时间一段距离)以便浸没该试样，随后，将该试样从液体中取出。在浸没和从液体中取出试样的过程中通过仪器测定力的变化。在特定距离上力的变化表明试样对特定液体的亲和力或排斥力。然后，该程序测定从液体中收回试样时的力。所有的测定值都通过程序计算以给出各种色料相对于涂覆了的测试样品的接触角结果。
以下是对四种涂覆了的样品测得的接触角。接触角结果(±偏差)1
组合物 黑色 黄色 青色 品红色 平均
含水粘土 91.12(+2.61) 94.12(+5.61) 88.31(-0.2) 80.47(-8.04) 88.51
浸出了的煅烧粘土 50.38(+6.13) 30.77(-13.48) 33.60(-10.65) 62.24(+17.99) 44.25
沸石Y 99.46(-3.34) 95.68(-7.12) 103.96(-11.16) 112.10(+9.3) 102.8
本发明的组合物 88.13(+2.27) 84.51(-1.35) 82.85(-3.01) 87.96(+2.1) 85.86
偏差1=测定的接触角-平均
观察接触角结果可以看出，采用含有本发明组合物涂覆了的纸可以得到最小的接触角偏差。下面将说明这些结果如何与涉及色密度和色清晰度的惠普台式喷墨打印机测试图形分析的关系。色密度和色清晰度等级的描述
DOS基惠普台式喷墨打印机Dietzgen测试图形产生一些可供分析色密度和色清晰度的区域。
采用带有偏振滤光片的COSAR 200密度计测定色密度。对每种颜色从通过打印机产生的大约1“×1”的颜色块取五个读数。这些读数取自颜色块的四个角落和中心，然后将其平均并作记录。
对于色清晰度，单色块(solid color block)用于所有的原色和复合色。按照“良好”、“微弱”和“中等”测定等级。每个差别涉及在水平和垂直方向上颜色区边缘的清晰度、非打印线条的清晰度(在颜色区内)。然而，测试图形另有一些区域来测定黑色的清晰度。它具有一些区域供作色调的比较。1/4、1/2和全色调的黑色区域也可表明清晰度。色调差别越大清晰度越好。
最后，优质清晰度的图形区域是在水平和垂直方向上从一个节点展现八条线。它们在1.70英寸的距离上彼此隔开大约1度。因此，越接近焦点可辨认各线条，清晰度越好。上述各区域形成一些等级并给出总的清晰度等级。
兹将如上概述的对各种涂覆了的测试纸测得的相应色密度和颜色清晰度列于下表：
                            色密度结果
组合物 黑色 黄色 青色 品红色
含水粘土 1.58  1.24  1.92  1.69
浸出了的煅烧粘土 1.90  0.97  1.76  1.49
沸石Y 1.93  1.16  1.91  1.70
本发明的组合物 1.65  1.26  2.48  1.94
                                       色清晰度结果
组合物 黑色 黄色 青色 品红色
含水粘土 中等 良好 良好 微弱
浸出了的煅烧粘土 很差 良好 良好 良好
沸石Y 良好 良好 微弱 微弱
本发明的组合物 良好 良好 良好 良好
观察上述色密度结果可以看出采用含有本发明的组合物(颜料)涂覆了的纸除了黑色之外可以获得所有颜色的最高色密度。此外，与其它涂覆了的纸的结果比较，本发明还提供了最好的色清晰度结果。
完成了另一个实例以比较本发明的组合物与常规的、二氧化硅基的喷墨纸用涂层颜料(Opticil-3186，可从Huber Corporation买到)的流变学性能。就能够制得的每种颜料的固体百分含量和布鲁克菲尔德粘度(用#2心轴在100rpm下以及如图1所示的各种颜料相应的固含量％情况下测定)而言，本发明的组合物与二氧化硅的比较流变学性能描绘在图1中。
参阅图1可以看出，Inventive Composition(描述为实验的)能够具有比二氧化硅颜料高约65％的固含量(实验的固含量为33％对二氧化硅的20％)。同样，与二氧化硅的(≈450厘泊)相比，实验组合物具有优良的布鲁克菲尔德粘度(≈330厘泊)，或换言之，二氧化硅具有比实验的布鲁克菲尔德粘度高约36％。很明显，与常规的二氧化硅颜料相比，本发明的组合物特点是具有优良的流变学性能。
本发明的原理、优选的实施方案以及操作方式已经在前面的说明书中作了叙述。然而，在此受到保护的本发明决不限于所公开的具体内容，因为它们是说明性的而不是限制性的。在不脱离本发明精神的情况下本领域的技术人员可能作出各种变化和改变。

Claims (19)

1．一种涂层颜料组合物，该组合物包括由以下物质构成的混合物：
(a)含水粘土；
(b)苛性碱浸出了的煅烧粘土；和
(c)具有孔径至多为100埃且BET表面积为200-1000平方米/克的多孔矿物；
其中(a)、(b)和(c)的相对含量应使涂料中所含的颜料组合物在所述涂层接收一种以上的有色墨水时能产生基本上相同的墨水接触角。
2．权利要求1的组合物，其中每种有色墨水的接触角与测得的接触角平均数彼此在±10度之内。
3．权利要求2的组合物，其中各接触角的值为60-110度。
4．权利要求3的组合物，其中各接触角的值为70-100度。
5．权利要求4的组合物，其中各接触角的值为70-90度。
6．权利要求1的组合物，其中该含水粘土具有90.0％的粒度分布比0.5微米更细。
7．权利要求6的组合物，其中该含水粘土具有98％的粒度分布比0.5微米更细。
8．权利要求1的组合物，其中苛性碱浸出了的煅烧粘土是由一种煅烧粘土得到的，该苛性碱浸出了的煅烧粘土的二氧化硅浸出程度不大于该煅烧粘土中二氧化硅的约40％重量。
9．权利要求8的组合物，其中该二氧化硅浸出程度不大于约20％。
10．权利要求1的组合物，其中该矿物选自沸石、多孔二氧化硅(包括煅制的、沉淀的、气凝胶的或水凝胶的)、氧化铝、碳酸钙、蒙脱石(例如膨润土或锂蒙脱石)、绿坡缕石、多水高岭土、蛭石、硅藻土、硅酸酐、滑石、硅酸铝、硅酸钙、硅酸镁、硫酸钡、硫酸钙、氧化锌和氧化锆盐。
11．权利要求10的组合物，其中该矿物是合成沸石。
12．权利要求11的组合物，其中该沸石是β、Y、Y或L型。
13．权利要求12的组合物，其中该沸石是Y型。
14．权利要求13的组合物，其中该沸石是钠型、Y型沸石。
15．权利要求6的组合物，其中苛性碱浸出了的煅烧粘土是由一种煅烧粘土得到的，该苛性碱浸出了的煅烧粘土的二氧化硅浸出程度不大于该煅烧粘土中二氧化硅的25％重量，且该沸石是合成的Y型沸石。
16．权利要求7的组合物，其中苛性碱浸出了的煅烧粘土是由一种煅烧粘土得到的，该苛性碱浸出了的煅烧粘土的二氧化硅浸出程度不大于该煅烧粘土中二氧化硅的约20％重量，且该沸石是合成的、钠型Y型沸石。
17．一种涂层颜料组合物，该组合物包括由以下物质构成的混合物：
(a)15-20％重量的含水粘土；
(b)60-70％重量的苛性碱浸出了的煅烧粘土；和
(c)15-20％重量的沸石。
18．权利要求15的组合物，其中苛性碱浸出了的煅烧粘土是由一种煅烧粘土得到的，该苛性碱浸出了的煅烧粘土的二氧化硅浸出程度不大于该煅烧粘土中二氧化硅的约25％重量，且该沸石是合成的Y型沸石。
19．权利要求16的组合物，其中苛性碱浸出了的煅烧粘土是由一种煅烧粘土得到的，该苛性碱浸出了的煅烧粘土的二氧化硅浸出程度不大于该煅烧粘土中二氧化硅的约20％重量，且该沸石是钠型合成Y型沸石。
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