ES2229494T3 - Igmento de carbonato de calci aragonitico precipitado para recubrimiento de papeles de impresion por rotograbado. - Google Patents
Igmento de carbonato de calci aragonitico precipitado para recubrimiento de papeles de impresion por rotograbado.Info
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Abstract
La invención se refiere a un papel revestido con un pigmento de revestimiento para impresión por rotograbado y a un procedimiento para preparar el papel. Además, la invención se refiere a un procedimiento para la preparación de un pigmento de carbonato de calcio aragonítico para revestir papel que es útil en la impresión por rotograbado. La invención también se refiere a partículas de carbonato de calcio precipitadas que tienen una relación dimensional de entre 3:1 y 15:1, preferiblemente entre 4:1 y 7:1 y una distribución multimodal del tamaño de las partículas, que es preferiblemente bimodal o trimodal. Preferiblemente, el carbonato de calcio aragonítico precipitado está presente en una cantidad de entre un 20 y un 100% del peso. Típicamente, el carbonato de calcio aragonítico precipitado tiene un área superficial específica de entre 4 m{sup,2}/g y 15 m{sup,2}/g, preferiblemente entre 5 m{sup,2}/g y 7 m{sup,2}/g. Los pigmentos de carbonato de calcio precipitado de la invención también pueden utilizarse con dióxido de titanio, talco, arcilla calcinada, blanco satén, pigmentos plásticos, trihidrato de aluminio, mica o mezclas de los mismos. Otros aditivos útiles incluyen un amalgamador de látex sintético, tal como un amalgamador de estireno/butadieno o acrílico, un coenlazador de almidón, un insolubilizante de almidón, tal como una resina de melamina/formaldehído y un lubricante de estearato de calcio.
Description
Pigmento de carbonato de calcio aragonítico
precipitado para el recubrimiento de papeles de impresión por
rotograbado.
La presente invención se dirige a un pigmento de
carbonato de calcio precipitado que se ha encontrado que es útil
para la producción de papel de recubrimiento de alta calidad
diseñado para uso en la impresión por rotograbación. El carbonato
de calcio precipitado es de forma preferible de naturaleza
aragonítica, y presenta una elevada relación longitud (a) anchura
(o relación de aspecto) y una distribución por tamaños de partícula
multimodal. Cuando se usa en formulaciones para recubrimiento en
solitario o en combinación con arcilla, talco o combinaciones
arcilla/talco, el carbonato de la invención proporciona mejoras en
el rendimiento de puntos ausentes cuando se compara con los
carbonatos de calidad para recubrimiento típicos, y resulta
particularmente ventajoso para la producción de papeles ligeros
recubiertos (LWC) para rotograbación.
Hasta la fecha, se han usado extensamente tres
procedimientos para la aplicación comercial de tinta de impresión
al papel, es decir, offset, tipografía (y flexografía), e impresión
tipo grabado. En la impresión por offset, la placa de impresión
tiene áreas hidrófilas o "amantes del agua", o de no impresión,
y áreas hidrófobas o "repulsión por el agua", de impresión, y
es "plana", es decir, las áreas hidrófilas y hidrófobas de la
placa están todas en el mismo plano, de forma que la placa no tiene
relieve. Durante la impresión, la placa de impresión no entra en
contacto directo con el papel que se va a imprimir, sino que en su
lugar transfiera la imagen entintada a un cliché de goma, que a
continuación aplica la imagen al papel. Por tanto, el proceso es
indirecto, o procedimiento de offset, y, de aquí, el nombre de
impresión por offset. La placa de impresión por offset se humedece
inicialmente con una solución fuente base acuosa que se adsorbe de
manera preferente en la porción hidrófila de la placa, y se rechaza
en la porción hidrófoba. La placa se pone en contacto a
continuación con un rodillo de goma impregnado con tinta de
impresión, que se rechaza por las regiones hidrófilas de la placa y
se acepta por las regiones hidrófobas.
Una ventaja significativa de la impresión por
offset es la capacidad de imprimir de manera adecuada sobre papel
relativamente rugoso, debido al uso del cliché de impresión de
caucho, que es compresible, y, de esta forma, permite el contacto
íntimo entre la tinta de impresión y la superficie del papel. Entre
los pigmentos usados habitualmente para el recubrimiento de papel
que se usa en la impresión por offset se incluyen carbonato de
calcio y arcilla.
La tipografía y flexografía son procedimientos de
impresión en relieve, en el que la que la porción de la imagen
entintada en la placa asciende en comparación con la porción de la
placa no entintada de los alrededores. La tipografía es, de manera
típica, un procedimiento de impresión directa en el que la placa
entra en contacto directo con el papel. El elevado coste de los
tipos necesarios para producir la placa de impresión tipográfica es
una limitación importante de este procedimiento.
La impresión por grabado es un procedimiento en
hueco, en el que el área de imagen contiene celdas rebajadas que se
graban al aguafuerte en una placa de impresión metálica para
contener la el tinta de impresión. La tinta se aplica a la placa,
rellenando las celdas, en las que la cantidad de tinta que contiene
cada celda se determina por la profundidad de la celda. Después, la
el tinta se aplica a la placa de grabado, la placa se rasca con una
cuchilla limpiadora que elimina la tinta de las áreas sin imagen,
lisas y planas. En la manera más común de realizar la impresión por
grabado, se imprime un rodillo o bobina continua de papel, de aquí
el nombre de rotograbación. A pesar de que el coste de preparar una
placa o cilindro grabado de impresión es mucho más elevado que el de
preparar una placa para impresión por offset, una tirada de
rotograbación es de manera típica muy larga, lo que disminuye el
coste de producir la placa de impresión para el grabado.
Puesto que la rotograbación es un procedimiento
de impresión directa, se obtienen los mejores resultados cuando el
papel drena tinta fácilmente desde las celdas rebajadas sin una
presión excesiva entre el papel y la placa de impresión. Por tanto,
para obtener una impresión por rotograbación aceptable, se necesita
papel con adecuadas propiedades de adsorción de tinta y buena
lisura. Se necesita un papel liso y compresible para proporcionar
un buen contacto entre la superficie del papel y la celda, de forma
que cada celda de grabado en la placa de impresión drene de forma
correcta. Cuando el contacto entre la superficie del papel y la
celda es malo, la celda no drena correctamente, dando como
resultado un problema que se denomina "puntos perdidos". Por
tanto, la necesidad de un papel muy liso es la limitación principal
de la impresión por rotograbación.
Una buena lisura se consigue de manera típica en
el papel para impresión por rotograbación mediante lo que se conoce
en la técnica como el "recubrimiento de la fibra". En las
formulaciones para rotograbación norteamericanas, el recubrimiento
de la fibra se obtiene por lo general mediante el uso de arcillas
largas y planas, tales como arcilla deslaminada, para formar una
estructura que enlace las fibras en el papel. En Europa, se usa
habitualmente talco como pigmento efectivo para el enlazado. El
recubrimiento de la fibra puede mejorarse también con el uso de
pigmentos estructurantes, tales como arcilla calcinada, que mejora
el lomo del recubrimiento, y puede también mejorar la
compresibilidad.
Los carbonatos se han usado raramente en los
papeles de rotograbación debido a diferentes razones, entre las que
se incluyen gran cantidad de puntos perdidos, incremento en la
rugosidad y bajo brillo. Además, la mayor parte de papeles para
rotograbación LWC se siguen fabricando mediante un proceso de
fabricación de papel con ácidos, y el carbonato, cuando se usa como
relleno, se descompondrá en el medio ácido usado en el
procedimiento ácido de fabricación de papel. Como resultado, el
proceso de fabricación de papel en medio ácido tolera únicamente
pequeñas cantidades de carbonato sin que experimente graves
problemas de procesamiento. Por tanto, incluso aunque el carbonato
de calcio puede usarse como un pigmento para recubrimiento, donde
la exposición a condiciones ácidas está limitada, la enseñanza de
la técnica anterior por lo general ha sido que los carbonatos no
deberían usarse papeles para rotograbación.
La Solicitud de Patente británica GB 2139606
describe un pigmento de carbonato de calcio para recubrimiento que
contiene 50 a 70 por ciento en peso de partículas menores de 1
\mum, menos del 10 por ciento de las partículas menores de 0,2
\mum, y un área superficial específica BET inferior a 10
m^{2}/g para uso como pigmento de alto contenido en sólidos para
recubrimiento en papeles para grabado. Las partículas preferidas se
muelen y tienen una forma consistente con el carbonato de calcio
molido.
Sin embargo, la Patente de los Estados Unidos nº
5.120.365 muestra que el pigmento de carbonato de calcio descrito
en el Documento DE-OS P 33 16 949.7, el documento
prioritario de la Solicitud de Patente británica GB 2139606, no ha
establecido por sí mismo en la práctica para uso en la impresión por
rotograbación debido a que el número de puntos perdidos es
demasiado elevado, y el brillo del papel es demasiado bajo. La
Patente de los Estados Unidos nº 5.120.365 también enseña que las
arcillas típicas para recubrimiento en rotograbación, tales como
caolín y "Superclay", un caolín inglés, son muy buenos a
efectos de impresión, pero tienen un comportamiento reológico malo,
mayores necesidades de ligantes, pueden únicamente trabajarse en
aplicaciones con bajo contenido en sólidos, y proporcionan poco
brillo.
La Patente de los Estados Unidos nº 5120365
describe una mezcla de pigmentos que contiene 40 a 80 por ciento en
peso de carbonato de calcio y/o dolomita y 20 a 60 por ciento en
peso de talco, una mezcla talco-caolín, o una mezcla
talco-mica, en la que 50 a 80 por ciento en peso
del talco en la mezcla talco-caolín o en la mezcla
talco-mica tienen una distribución por tamaños de
partícula de 98 a 100 por ciento inferior a 20 \mum, 25 a 70 por
ciento inferior a 2 \mum, 12 a 40 por ciento inferior a 1 \mum,
y 0,1 a 12 por ciento inferior a 0,2 \mum, y una distribución por
tamaños de partícula del carbonato de calcio o dolomita de 95 a 100
por ciento inferior a 10 \mum, 60 a 98 por ciento inferior a 2
\mum, 15 a 80 por ciento inferior a 1 \mum, y 0,1 a 20 por
ciento inferior a 0,2 \mum, en donde el tamaño de la partícula
corresponde a un diámetro esférico. El recubrimiento de la fibra se
proporciona incrementando el nivel de aplicación de sólidos en el
recubrimiento que contiene carbonato. La mejora en la lisura es un
efecto bien conocido de una mayor aplicación
\hbox{de
sólidos.}
El Documento GB 2139606 y la Patente de los
Estados Unidos nº 5.120.365 también citan dos publicaciones que
aconsejan fuertemente el uso del carbonato de calcio como pigmento
para recubrimiento para uso en papeles para rotograbación:
1) Dr. Ken Beazley, How Developments in
Coating Pigments Affect Paper Printability, ECC International,
un periódico interno, 1981, páginas 1 y 2, establece que el
carbonato de calcio molido es un pigmento para recubrimiento peor
que la arcilla de caolín arcilla en papeles para rotograbación, y
determina que el carbonato de calcio proporciona mala aptitud para
la impresión.
2) Possibilities y Limitations de High Solids
Colors, 1979 TAPPI Coating Conference Proceedings, página 39,
establece que la calidad de impresión es peor cuando se usa
carbonato de calcio molido que cuando se usa caolín con la misma o
mayor concentración de sólidos.
La Patente de los Estados Unidos nº 5478388
muestra en un primer aspecto un pigmento para recubrimiento de
papel, que comprende (a) entre 10 por ciento y 100 por ciento en
peso de un primer pigmento para recubrimiento de papel que tiene
una distribución por tamaños de partícula tal que al menos 75 por
ciento en peso de las partículas tienen un diámetro esférico
equivalente inferior a 2 \mum, y al menos un 60 por ciento tienen
un diámetro esférico equivalente inferior a 1 \mum, en el que la
relación de aspecto promedio de la partícula de la fracción que
tiene un diámetro esférico equivalente predominantemente inferior a
1 \mum es 25:1 o mayor, de forma preferible, 40:1 o mayor, y (b)
hasta un 90 por ciento en peso de un segundo pigmento para
recubrimiento.
En un segundo aspecto, la patente de los Estados
Unidos nº 5.478.388 enseña un pigmento para recubrimiento de papel
que tiene una distribución por tamaños de partícula de tal forma
que al menos el 45 por ciento en peso de las partículas tienen un
diámetro esférico equivalente inferior a 2 \mum, y una
distribución de las relaciones de aspecto de la partícula tal que
si el pigmento se somete a una separación por tamaño de partícula
para dividir el pigmento en un primer fracción que consiste de
partículas que tiene un diámetro esférico equivalente
predominantemente mayor que 1 \mum y una segunda fracción que
tiene un diámetro esférico equivalente predominantemente inferior a
1 \mum, la relación de aspecto promedio de cada fracción es mayor
que 25:1.
En un tercer aspecto, la Patente de los Estados
Unidos nº 5.478.388 enseña un procedimiento para mejorar la
retención de agua y/o mejorar la ejecutabilidad a elevada velocidad
de una composición para recubrimiento de papel, que comprende la
etapa de incrementar de manera sustancial la relación de aspecto
promedio de la fracción de tamaño del pigmento para recubrimiento
de papel menor de 1 \mum.
El Documento
EP-A-768344 se refiere al uso de un
carbonato de calcio precipitado aragonítico para recubrimiento de
papel.
Sigue existiendo necesidad de pigmentos de
carbonato de calcio de calidad mejorada para el recubrimiento de
papel de impresión para rotograbación.
La presente invención se refiere al papel
recubierto con un pigmento para recubrimiento que comprende
partículas de carbonato de calcio precipitado aragonítico (PCC) que
tienen una relación de aspecto de entre aproximadamente 3:1 a
aproximadamente 15:1; de forma preferible entre aproximadamente 4:1
a aproximadamente 7:1, y a distribución por tamaños de partícula
multimodal, que es de forma preferible bimodal o trimodal. De forma
preferible, el carbonato de calcio precipitado aragonítico está
presente en una cantidad entre aproximadamente 20 a aproximadamente
100 por ciento en peso. El papel recubierto de particularmente útil
para la impresión por rotograbación.
La presente invención se refiere también a un
procedimiento para preparar el papel recubierto, que comprende
preparar el pigmento PCC aragonítico y aplicar el pigmento a la
pasta de base del papel.
La modalidad de la distribución por tamaños de
partícula del PCC aragonítico es tal que entre aproximadamente 0
(cero) por ciento hasta el aproximadamente 25 por ciento de las
partículas tienen un diámetro esférico equivalente inferior a
aproximadamente 0,4 \mum, entre aproximadamente el 40 por ciento
hasta aproximadamente el 60 por ciento de las partículas tienen un
diámetro esférico equivalente a entre aproximadamente 0,4 \mum
hasta aproximadamente 1,0 \mum, entre aproximadamente el 10 por
ciento hasta aproximadamente el 35 por ciento de las partículas
tienen un diámetro esférico equivalente de entre aproximadamente 1
\mum hasta aproximadamente 3 \mum, y entre aproximadamente 0
(cero) por ciento hasta aproximadamente el 20 por ciento de las
partículas tienen un diámetro esférico equivalente entre
aproximadamente 3 \mum hasta aproximadamente 10 \mum. De forma
preferible, la modalidad es tal que entre aproximadamente el 5 por
ciento hasta aproximadamente el 15 por ciento de las partículas
tienen un diámetro esférico equivalente inferior a aproximadamente
0,4 \mum, entre aproximadamente el 45 por ciento hasta
aproximadamente el 55 por ciento de las partículas tienen un
diámetro esférico equivalente de entre aproximadamente 0,4 \mum
hasta aproximadamente 1,0 \mum, entre aproximadamente el 25 por
ciento hasta aproximadamente el 35 por ciento de las partículas
tienen un diámetro esférico equivalente de entre aproximadamente 1
\mum hasta aproximadamente 3 \mum, y entre aproximadamente el 5
por ciento hasta el 10 por ciento de las partículas tienen un
diámetro esférico equivalente entre aproximadamente 3 \mum hasta
aproximadamente 10 \mum. Otra modalidad preferible es una en que
entre aproximadamente el 15 por ciento hasta aproximadamente el 25
por ciento de las partículas tienen un diámetro esférico
equivalente inferior a aproximadamente 0,4 \mum, entre
aproximadamente el 55 por ciento hasta aproximadamente el 65 por
ciento de las partículas tienen un medio diámetro esférico
equivalente de entre aproximadamente 0,4 \mum hasta
aproximadamente 1 \mum. Entre aproximadamente el 10 por ciento
hasta aproximadamente el 20 por ciento de las partículas tienen un
diámetro esférico equivalente de entre aproximadamente 1 \mum
hasta aproximadamente 3 \mum, y entre aproximadamente 0 (cero)
por ciento hasta aproximadamente el 10 por ciento de las partículas
tienen un diámetro esférico equivalente de entre aproximadamente 3
\mum hasta aproximadamente
10 \mum.
10 \mum.
De manera típica, el carbonato de calcio
precipitado tiene un área superficial específica de entre
aproximadamente 4 m^{2}/g hasta aproximadamente 15 m^{2}/g, y
una distribución global por tamaños de partícula tal que
esencialmente todas las partículas, es decir, aproximadamente el 100
por ciento, tienen un diámetro esférico equivalente inferior a
aproximadamente 15 \mum, entre aproximadamente el 70 por ciento
hasta aproximadamente el 95 por ciento de las partículas tienen un
diámetro esférico equivalente inferior a aproximadamente 2 \mum,
entre aproximadamente el 50 por ciento hasta aproximadamente el 85
por ciento de las partículas tienen un diámetro esférico
equivalente inferior a aproximadamente 1 \mum, y menos del 35 por
ciento de las partículas tienen un diámetro esférico equivalente
inferior a aproximadamente 0,4 \mum. De forma preferible, el
carbonato de calcio precipitado tiene un área superficial
específica entre aproximadamente 5 m^{2}/g hasta aproximadamente
7 m^{2}/g, y una distribución global por tamaños de partícula tal
que esencialmente todas las partículas tienen un diámetro esférico
equivalente inferior a aproximadamente 8 \mum, entre
aproximadamente el 75 por ciento hasta el 85 por ciento de las
partículas tienen un diámetro esférico equivalente inferior a
aproximadamente 2 \mum, entre aproximadamente el 55 por ciento
hasta el 80 por ciento de las partículas tienen un diámetro
esférico equivalente inferior a aproximadamente 1 \mum, y menos de
aproximadamente el 15 por ciento de las partículas tienen un
diámetro esférico equivalente inferior a aproximadamente 0,4
\mum. Otro carbonato de calcio precipitado preferible es uno que
tiene un área superficial específica de entre aproximadamente 6
m^{2}/g hasta aproximadamente 8 \mum y una distribución global
por tamaños de partícula tal que esencialmente todas las partículas
tienen un medio diámetro esférico equivalente inferior a
aproximadamente 8 \mum, entre aproximadamente el 85 por ciento
hasta aproximadamente el 95 por ciento de las partículas tienen un
diámetro esférico equivalente inferior a aproximadamente 2 \mum,
entre aproximadamente el 75 por ciento hasta el 85 por ciento de
las partículas tienen un diámetro esférico equivalente inferior a
aproximadamente 1 \mum, y menos de aproximadamente el 25 por
ciento de las partículas tienen un diámetro esférico equivalente
inferior a aproximadamente 0,4 \mum.
Los pigmentos de carbonato de calcio precipitado
de la invención pueden usarse también junto con óxido de titanio,
talco, arcilla calcinada, blanco satén pigmentos para plástico,
trihidrato de aluminio, mica, o mezclas de las anteriores adecuadas
para lo mismo. Otros aditivos útiles incluyen entre aproximadamente
5 por ciento hasta aproximadamente el 10 por ciento en peso de un
ligante de látex sintético, tales como estireno/butadieno o un
ligante acrílico, entre aproximadamente el 2 por ciento hasta
aproximadamente el 5 por ciento de un co-ligante de
almidón, entre aproximadamente 0,1 por ciento hasta aproximadamente
1,5 por ciento de un espesante tal como carboximetil celulosa,
hidroximetil celulosa, o poliacrilatos, hasta aproximadamente un 0,5
por ciento en peso de un insolubilizante de almidón, tal como una
resina de melamina/formaldehído, y entre aproximadamente el 0,5 por
ciento hasta aproximadamente el 1,5 por ciento en peso de un
lubricante de estearato de calcio.
La Fig. 1 es una gráfica de masa de población
frente al diámetro que muestra la distribución multimodal del
tamaño de las partículas de un carbonato de calcio precipitado
aragonítico para uso en el pigmento para recubrimiento de la
invención.
A no ser que se especifique de otra forma, todas
las referencias, partes o porcentajes en el presente documento se
refieren a porcentaje en peso.
La presente invención se dirige a un papel
recubierto de alta calidad para impresión por rotograbación. El
carbonato de calcio es aragonítico, es decir, la forma ortorrómbica
del carbonato de calcio cristalino, y presenta una relación elevada
longitud (a) anchura, o relación de aspecto, entre aproximadamente
3:1 hasta aproximadamente 15:1, de forma preferible entre
aproximadamente 4:1 hasta aproximadamente 7:1, y una distribución
por tamaños de partícula multimodal. A pesar de que el carbonato de
calcio precipitado aragonítico que tiene una distribución por
tamaños de partícula es útil para el pigmento para recubrimientos
de la invención, la distribución por tamaños de partícula es de
forma preferible al menos bimodal o trimodal. Cuando se usa en
formulaciones de pigmentos en solitario o en combinación con
arcilla, talco o combinaciones de arcilla y talco, el pigmento de
carbonato de calcio precipitado de la invención proporciona mejoras
en el rendimiento de la pérdida de puntos, cuando se comparan con
los carbonatos de calidad recubrimiento típicos de la técnica
anterior, y es particularmente ventajoso para la producción de
papeles para rotograbación ligeros recubiertos (LWC).
La combinación única entre la forma de la
partícula de aragonítico y la distribución por tamaños de partícula
multimodal del pigmento de carbonato de calcio precipitado
aragonítico de la invención proporciona recubrimiento de la fibra y
la aptitud asociada para la impresión por rotograbación. A pesar de
que una distribución por tamaños de partícula estrecha puede
proporcionar un buen recubrimiento de la fibra, como se determina
mediante las medidas de lisura, una serie de ensayos han demostrado
de manera inexplicable que una distribución por tamaños de
partícula estrecha por sí solo no es suficiente para optimizar los
puntos ausentes. El pigmento de carbonato de calcio precipitado
aragonítico proporciona rendimiento de puntos ausentes debido a que
la única distribución multimodal de los pigmentos proporciona lomo
de recubrimiento, compresibilidad, y lisura, mientras que la
elevada relación de aspecto proporciona un enlazado de las fibras
que lleva a un incremento en nivelación y lisura. Estos factores se
combinan para dar como resultado un rendimiento de puntos ausentes
mejorado, cumpliendo o superando el rendimiento de formulaciones
para rotograbación basadas en arcilla y talco típicas
Además, el pigmento de carbonato de calcio
precipitado de la presente invención tiene otras ventajas evidentes
sobre la arcilla, talco, y carbonato de calcio típico precipitado
molido y no aragonítico en la formulación, aplicación, acabado,
propiedades físicas, y aptitud para la impresión de los pigmentos
para rotograbación
Durante la formulación, el pigmento de carbonato
de calcio precipitado aragonítico de la presente invención
proporciona una fabricación más sencilla, incluyendo la dispersión
con talco seco, una disminución en la viscosidad Brookfield y/o
Hercules, la producción de recubrimientos con mayor contenido en
sólidos y secado más eficiente. La aplicación del recubrimiento se
mejora como resultado de las menores viscosidades del
recubrimiento, lo que permite la aplicación de recubrimientos con
un contenido en sólidos más elevado. Los resultados mejorados de la
opacidad que resultan de dichos recubrimientos permiten la
eliminación de la arcilla calcinada de la formulación, mejorando de
esta manera la limpieza de las cuchillas.
Para el acabado, el pigmento de carbonato de
calcio precipitado de la presente invención proporciona una
opacidad mejorada, permitiendo la reducción o eliminación de
dióxido de titanio, TiO_{2}, en el recubrimiento. El dióxido de
titanio, un ingrediente habitual en formulaciones para
recubrimiento, es un pigmento particularmente difícil de adherir
debido a su pequeño tamaño. La mala adhesión del TiO_{2} con los
bajos niveles de ligante que se usan en las calidades para
rotograbación puede dar como resultado un "deslizamiento" del
TiO_{2} sobre la supercalandria. Además, con el pigmento de la
invención puede incrementarse la velocidad de la supercalandria o
bien puede reducirse la presión debido a que la capacidad de brillo
es superior a la del carbonato de calcio molido.
Entre las mejoras en las propiedades del papel se
incluyen una opacidad incrementada debido a la generación de un
recubrimiento con estructura abierta de forma que pueda dispersar
la luz de forma eficiente y aumentar el brillo debido tanto a un
brillo inherentemente más elevado del material y un incremento en
la dispersión de la luz. El rendimiento óptico mejorado permite la
reducción o eliminación de arcilla calcinada, TiO_{2} y/o
abrillantadores ópticos, dando como resultado una reducción en el
coste del recubrimiento.
Los papeles recubiertos con el pigmento de la
invención proporcionan rendimiento mejorado de puntos ausentes, la
capacidad de controlar el tamaño de poros en la estructura del
recubrimiento por elección del tamaño de partícula para un
rendimiento de impresión óptimo, aumento de la porosidad y, cuando
el pigmento de carbonato de calcio precipitado aragonítico de la
invención se combina con talco, la capacidad de controlar el
coeficiente de rozamiento de los papeles proporciona un uso más
completo del papel en las grandes bobinas de rotograbación.
Los resultados de recubrimiento mejorado se
obtienen con el pigmento de carbonato de calcio precipitado
aragonítico de la invención, ya sea sólo o en combinaciones con
arcilla y/o talco. El contenido del pigmento en carbonato de calcio
precipitado puede oscilar entre aproximadamente un 20 por ciento
hasta aproximadamente un 100 por ciento de la formulación para
recubrimiento. Otros pigmentos tales como TiO_{2}, arcilla
calcinada, blanco satén, pigmentos para plástico, trihidrato de
aluminio, mica u otros pigmentos inorgánicos típicos pueden usarse
en cantidades menores para impartir cualidades particulares al
papel recubierto, tales como brillo u opacidad.
La mezcla de pigmentos de la invención es
particularmente ventajosa para uso en papel de impresión de
rotograbación, y puede de manera adicional contener entre
aproximadamente un 5 por ciento hasta aproximadamente un 10 por
ciento en peso (base seca, basada en 100 partes de pigmento
inorgánico seco) de un ligante de látex sintético, de forma
preferible del tipo estireno/butadieno o acrílico, que puede
también contener almidón como co-ligante en el
intervalo de entre aproximadamente un 2 por ciento hasta
aproximadamente un 5 por ciento.
De manera típica, la mezcla de pigmentos contiene
de manera adicional entre aproximadamente un 0,5 por ciento hasta
aproximadamente un 1,5 por ciento de estearato de calcio como
lubricante. Las formulaciones que contienen almidón puede también
contener hasta aproximadamente un 0,5 por ciento de un
insolubilizante de almidón, tales como una resina de
melamina/formaldehído u otro insolubilizante típico. El
recubrimiento puede también contener agua de dilución en la
cantidad necesaria para llevar el contenido final de humedad de los
recubrimientos hasta un intervalo entre aproximadamente un 50 por
ciento hasta aproximadamente un 65 por ciento. El recubrimiento
puede también contener entre aproximadamente un 0,1 por ciento
hasta aproximadamente 1,5 por ciento de un espesante tal como
carboximetil celulosa, hidroxietil celulosa, o poliacrilatos.
Para preparar el carbonato de calcio precipitado
aragonítico de la invención, se prepara una lechada de cal
(Ca(OH)_{2}) o cal apagada añadiendo agua al óxido
de calcio (CaO) con agitación. De forma preferible, se añaden
aproximadamente diez partes de agua que tiene una temperatura de al
menos aproximadamente 40ºC (centígrados) a una parte de CaO hasta
producir una cal apagada que tiene un contenido en sólidos de
aproximadamente un 11 por ciento, basado en el peso de
Ca(OH)2 en la solución. La cal apagada se tamiza para
eliminar el sedimento, de manera típica con un tamiz que elimine
sedimento de aproximadamente malla +60, y se ajusta la temperatura
de la cal apagada hasta aproximadamente 50ºC. Se añade aragonito
seco, tal como Aragonite M60 de la Mississippi Lime Company,
localizada en St. Genevieve, Mo., y la cal apagada se agita durante
aproximadamente 15 minutos. De forma preferible, la cantidad de
aragonito añadida es equivalente a aproximadamente el cinco por
ciento de la cantidad total de carbonato de calcio precipitado que
se produce a partir de la cal apagada. Se añade a continuación
dióxido de carbono gaseoso con agitación vigorosa. El caudal de la
corriente de gas debe ser suficiente para convertir esencialmente
todo el Ca(OH)_{2} a CaCO_{3} en aproximadamente
tres horas, formando una lechada de carbonato de calcio precipitado
de aproximadamente un 14 por ciento de sólidos. La Carbonatación se
completa cuando el pH baja a 7, momento en el que se interrumpe la
corriente de dióxido de carbono (CO_{2}). De manera típica, se
necesitan entre aproximadamente 9 ft^{3} (3,17 m^{3}) y 10
ft^{3} (3,53 m^{3}) de CO_{2} por cada kilogramo de carbonato
de calcio precipitado producido. El producto puede a continuación
deshidratarse hasta una concentración de aproximadamente un 70 por
ciento de sólidos hasta producir una torta que puede tratarse con
un dispersante típico por ejemplo, poliacrilato de sodio, y
dispersarse en una unidad de dispersión tipo pinza.
Los datos de sedigrafía de una muestra del
carbonato de calcio aragonítico precipitado de la invención se
muestran gráficamente en la Fig. 1 en la que se representa el
porcentaje másico de partículas dentro de un intervalo de tamaños
determinado frente al diámetro esférico equivalente. La distribución
por tamaños de partícula multimodal se aprecia claramente en los
tres picos del gráfico, esencialmente distintos, que están
centrados a aproximadamente 0,6 \mum, aproximadamente 2 \mum, y
a aproximadamente 5 \mum con la mayoría de las partículas en el
intervalo de aproximadamente 0,6 \mum. La modalidad de la
distribución por tamaños de partícula del carbonato de calcio
precipitado medido hasta obtener los datos de la Fig. 1 es tal que
aproximadamente el 7,3 por ciento de las partículas tienen un
diámetro esférico equivalente inferior a aproximadamente 0,4
\mum, el 51,4 por ciento de las partículas tienen un diámetro
esférico equivalente a aproximadamente 0,4 \mum a aproximadamente
1,0 \mum, el 21,8 por ciento de las partículas tienen un diámetro
esférico equivalente entre aproximadamente 1 \mum hasta
aproximadamente 3 \mum, y el 18,5 por ciento de las partículas
tienen un diámetro esférico equivalente entre aproximadamente 3
\mum hasta aproximadamente 10 \mum. Por lo general, la
modalidad de la distribución por tamaños de partícula del carbonato
de calcio precipitado de la invención es tal que entre
aproximadamente 0 (cero) por ciento hasta aproximadamente el 25 por
ciento, de forma preferible entre aproximadamente el 5 por ciento
hasta aproximadamente el 15 por ciento de las partículas tienen un
diámetro esférico equivalente inferior a aproximadamente 0,4
\mum, entre aproximadamente el 40 por ciento hasta aproximadamente
el 60 por ciento, de forma preferible entre aproximadamente el 45
por ciento hasta aproximadamente el 55 por ciento, de las
partículas tienen un diámetro esférico equivalente entre
aproximadamente 0,4 \mum hasta aproximadamente 1,0 \mum, entre
aproximadamente el 15 por ciento hasta aproximadamente el 35 por
ciento, de forma preferible entre aproximadamente el 25 por ciento
hasta aproximadamente el 35 por ciento de las partículas tienen un
diámetro esférico equivalente entre aproximadamente 1 \mum hasta
aproximadamente 3 \mum, y entre aproximadamente 0 (cero) por
ciento hasta aproximadamente el 20 por ciento, de forma preferible
entre aproximadamente el 5 por ciento hasta el 10 por ciento de las
partículas tienen un diámetro esférico equivalente entre
aproximadamente 3 \mum hasta aproximadamente 10 \mum. Otra
modalidad preferida es una en la que entre aproximadamente el 15
por ciento hasta aproximadamente el 25 por ciento de las partículas
tienen un diámetro esférico equivalente inferior a aproximadamente
0,4 \mum, entre aproximadamente el 55 por ciento hasta
aproximadamente el 65 por ciento de las partículas tienen un medio
diámetro esférico equivalente de entre aproximadamente 0,4 \mum
hasta aproximadamente 1 \mum. Entre aproximadamente el 10 por
ciento hasta aproximadamente el 20 por ciento de las partículas
tienen un diámetro esférico equivalente entre aproximadamente 1
\mum hasta aproximadamente 3 \mum, y entre aproximadamente 0
(cero) por ciento hasta aproximadamente el 10 por ciento de las
partículas tienen un diámetro esférico equivalente entre
aproximadamente 3 \mum hasta aproximadamente 10 \mum.
La distribución global por tamaños de partícula
del carbonato de calcio precipitado aragonítico útil en el pigmento
de la invención, tal como se determina mediante la técnica de
sedimentación, es tal que esencialmente todas las partículas tienen
un diámetro esférico equivalente inferior a aproximadamente 15
\mum, entre aproximadamente el 70 por ciento hasta
aproximadamente el 95 por ciento de las partículas tienen un
diámetro esférico equivalente inferior a aproximadamente 2 \mum,
entre aproximadamente el 50 por ciento hasta aproximadamente el 85
por ciento de las partículas tienen un diámetro esférico
equivalente inferior a aproximadamente 1 \mum, y menos del 35 por
ciento de las partículas tienen un diámetro esférico equivalente
inferior a aproximadamente 0,4 \mum. De forma preferible, la
distribución global por tamaños de partícula del carbonato de
calcio aragonítico precipitado es tal que esencialmente todas las
partículas tienen un diámetro esférico equivalente inferior a
aproximadamente 8 \mum, entre aproximadamente el 75 por ciento
hasta el 85 por ciento de las partículas tienen un diámetro esférico
equivalente inferior a aproximadamente 2 \mum, entre
aproximadamente el 55 por ciento hasta el 80 por ciento de las
partículas tienen un diámetro esférico equivalente inferior a
aproximadamente 1 \mum, y menos de aproximadamente el 15 por
ciento de las partículas tienen un diámetro esférico equivalente
inferior a aproximadamente 0,4 \mum. Otro carbonato de calcio
precipitado preferible es uno que tenga un área superficial
específica de entre aproximadamente 6 m^{2}/g hasta
aproximadamente 8 m^{2}/g y una distribución global por tamaños
de partícula tal que esencialmente todas las partículas tienen un
diámetro esférico promedio equivalente inferior a aproximadamente 8
\mum, entre aproximadamente el 85 por ciento hasta
aproximadamente el 95 por ciento de las partículas tienen un
diámetro esférico equivalente inferior a aproximadamente 2 \mum,
entre aproximadamente el 75 por ciento hasta el 85 por ciento de
las partículas tienen un diámetro esférico equivalente inferior a
aproximadamente 1 \mum, y menos de aproximadamente el 25 por
ciento de las partículas tienen un diámetro esférico equivalente
inferior a aproximadamente
0,4 \mum.
0,4 \mum.
De manera típica, la relación de aspecto de las
partículas de carbonato de calcio precipitado oscila entre
aproximadamente 3:1 hasta aproximadamente 15:1, de forma preferible
entre aproximadamente 4:1 hasta aproximadamente 7:1, y el área
superficial específica oscila entre aproximadamente 4 m^{2}/g
hasta aproximadamente 15 \mum, de forma preferible entre
aproximadamente 5 m^{2}/g hasta aproximadamente 7 m^{2}/g.
Los siguientes ejemplos no limitantes son
meramente ilustrativos de las formas de realización preferidas de
la presente invención, y no deben considerarse que limiten la
invención, el alcance de la cual se define mediante las
reivindicaciones adjuntas.
En los ejemplos siguientes, el carbonato de
calcio precipitado aragonítico de la invención se produce a partir
de una lechada de cal (Ca(OH)_{2}) (cal apagada)
que se prepara por adición de agua hasta óxido de calcio (CaO)
usando agitación mecánica. De forma preferible, se añaden
aproximadamente diez partes de agua que tiene una temperatura de al
menos 40ºC. (centígrados) a una parte de CaO hasta producir una cal
apagada que tiene un contenido en sólidos de aproximadamente 11 por
ciento basada en el peso del Ca(OH)_{2} en la
lechada. La cal apagada se tamiza para eliminar el sedimento, de
manera típica con un tamiz que elimina sedimento de aproximadamente
malla +60, y la temperatura de la cal apagada se ajusta hasta
aproximadamente 50ºC. Se añade a continuación aragonito seco tal
como Aragonito M60 procedente de la Mississippi Lime Company,
localizada en St. Genevieve, Mo., y la cal apagada se agita durante
aproximadamente 15 minutos. De forma preferible, la cantidad de
aragonito añadida es equivalente a aproximadamente el cinco por
ciento de la cantidad total de carbonato de calcio precipitado que
se producirá a partir de la cal apagada. Se introduce a
continuación dióxido de carbono (CO_{2}) gas en la cal apagada a
la vez que se agita vigorosamente la mezcla. El caudal de CO_{2}
debe ser suficiente para convertir esencialmente todo el
Ca(OH)_{2} a CaCO_{3} en aproximadamente tres
horas, formando una lechada de carbonato de calcio precipitado de
aproximadamente un 14 por ciento en sólidos. La Carbonatación se
completa cuando el pH cae hasta 7, y en este momento se interrumpe
la introducción de CO_{2}. De manera típica, se necesitan
aproximadamente entre 9 ft^{3} (3,17 m^{3}) y 10 ft^{3} (3,53
m^{3}) de CO_{2} por cada kilogramo de carbonato de calcio
precipitado producido. El producto a continuación se deshidrata
hasta una concentración de aproximadamente un 70 por ciento de
sólidos para producir una torta que pueda tratarse mediante un
dispersante típico, por ejemplo, por ejemplo, poliacrilato de
sodio, y a continuación se dispersa en una unidad de dispersión
tipo pinza o similar.
Se preparó una arcilla típica control que
contenía 90 partes de arcilla deslaminada y 10 partes de arcilla
calcinada usando un ligante que contenía 7 partes de látex de
estireno/butadieno, 3 partes de almidón hidroxietilado, y 1 parte
de lubricante de estearato de calcio. En las formulaciones
experimentales, se usaron 30 partes de un carbonato de calcio
precipitado para sustituir toda la arcilla calcinada y 20 partes de
arcilla deslaminada de una mezcla de pigmentos para recubrimiento
típica. Cada formulación de pigmento de carbonato de calcio
precipitado contenía el mismo ligante. PCC-1 se
diferencia de PCC-2 y PCC-3 en que
presenta una distribución por tamaños de partícula multimodal y una
relación de aspecto elevada que no se encuentra en
PCC-2 y PCC-3. PCC-2
y PCC-3 son carbonato de calcio precipitados, con
la forma de la partícula más en bloque, y una distribución por
tamaños de partículas más estrecha que el carbonato de calcio
aragonítico precipitado de la invención.
PCC-2 es un carbonato de calcio
aragonítico precipitado que tiene una distribución por tamaños
unimodal, una relación de aspecto entre aproximadamente 1:1 hasta
aproximadamente 2:1, y un tamaño promedio de partícula de
aproximadamente 0,4 \mum. PCC-3 es una calcita
precipitada con naturaleza en forma de bloques y que tiene una
distribución por tamaños de partícula unimodal y una relación de
aspecto entre aproximadamente 1:1 hasta aproximadamente 2:1. En
contraste, PCC-1 es un pigmento de carbonato de
calcio precipitado aragonítico de acuerdo con la invención que
tiene una distribución por tamaños de partícula trimodal similar a
la que se muestra en la Fig. 1 y una relación de aspecto entre
aproximadamente 4:1 hasta aproximadamente 7:1.
Los pigmentos de recubrimiento se formularon a
aproximadamente 60 por ciento de sólidos, y se ensayaron para
determinar el contenido porcentual en sólidos y las propiedades de
retención de agua según el procedimiento AA-GWR
(Kaltec Scientific, USA). Se obtuvieron los coeficientes de
dispersión creando una película de recubrimiento sobre un fondo de
vidrio negro liso e impermeable, y midiendo el peso del
recubrimiento y la reflectancia de la película a 580 nanómetros. Se
midieron las viscosidades con baja cizalladura en centipoises a 10,
20, 50 y 100 revoluciones por minuto (rpm) mediante un viscosímetro
Brookfield modelo RVT. Las medidas de viscosidad con alta
cizalladura se realizaron mediante un viscosímetro Hercules de
Kaltec Scientific, USA. Las viscosidades Hercules se realizaron
usando las siguientes condiciones: E bob, 400.000
dinas-cm/cm de constante de torsión,
0-4.400 rpm, temperatura ambiente. Los datos de las
formulaciones de recubrimiento se proporcionan en la Tabla 1.
Los recubrimientos de pigmento anteriormente
descritos se aplicaron a una base LWC que contenía 27 libras por
resma (40 g/m^{2}) de virutas de madera, a una velocidad de 2200
ft/min (700 m/min.) usando un Cylindrical Laboratory Coater
(CLC-6000). El peso de recubrimiento objetivo era de
4 libras por resma (6 g/m^{2}). La hojas recubiertas fueron
supercalandradas 2 veces a 1050 libras por pie lineal (705 kg/m) y
150ºF. (65,5ºC.) con el fin de proporcionar brillo a la hoja de
aproximadamente 55 puntos para la arcilla control.
La aptitud para la impresión por rotograbación
del papel recubierto se evaluó usando un procedimiento Heliotest de
puntos ausentes con una impresora de ensayo IGT. El ensayo
normalizado de las hojas recubiertas incluyó brillo del papel,
brillo de la impresión y opacidad. Los resultados de estos ensayos
se resumen en la Tabla 2.
Los resultados del Ejemplo 1 demuestran que el
pigmento de carbonato de calcio precipitado aragonítico de la
invención proporciona excelentes propiedades reológicas en el
recubrimiento de color. Los ensayos de las hojas recubiertas
indican que las propiedades ópticas tales como brillo, opacidad y
brillo de la hoja, obtenidas con el pigmento de carbonato de calcio
precipitados son equivalentes a los que se obtienen con arcilla.
Sin embargo, de manera adicional, el pigmento de la invención
proporciona lisura y aptitud para la impresión por rotograbación
mejoradas cuando se comparan con tanto la arcilla control y como el
carbonato de calcio precipitado no aragonítico. Como beneficio
adicional, el uso del carbonato de calcio precipitado aragonítico en
el recubrimiento permite la eliminación de 10 partes de arcilla
calcinada, un ahorro de coste significativo.
Se comparó de nuevo el rendimiento de
PCC-1 frente a una arcilla control similar a la
empleada en el Ejemplo 1. En este caso, el control y las
formulaciones experimentales contenían 5 partes de TiO_{2} para
mejora de la opacidad y brillo.
En cada formulación experimental se usaron 30
partes del pigmento de carbonato de calcio precipitado, y se
eliminó la arcilla calcinada. Se usaron los pigmentos de carbonato
de calcio precipitado que en sistemas que contenían de manera
típica arcilla, y se usaron también en sistemas que contenían talco
calidad recubrimiento que se habían desarrollado para la producción
de papel de impresión por rotograbación. Las formulaciones de
pigmentos se proporcionan en la Tabla 3.
Las arcillas deslaminada y calcinada se
recibieron en forma de polvo seco. Para preparar las formulaciones
de pigmentos, la arcilla deslaminada se dispersó al 70 por ciento
de sólidos, y la arcilla calcinada se dispersó al 50 por ciento de
sólidos usando un mezclador convencional de pinzas (tipo Cowles) El
talco calidad recubrimiento se dispersó en un mezclador Cowles
añadiendo directamente el talco sobre la lechada de carbonato de
calcio precipitado en relación 1:1 con un nivel de sólidos
comprendido entre 70 al 77 por ciento, usando un 2 por ciento de un
tensioactivo no iónico EO/PO y un 0,2 por ciento de un dispersante
de poliacrilato de sodio.
El ligante usado fue 7 partes de látex de
estireno/butadieno y 3 partes de almidón hidroxietilado. Se usó un
espesador de hidroxietil celulosa en un nivel de 0,1 partes para el
ajuste de la viscosidad. Los recubrimientos se prepararon con el
mayor nivel posible de sólidos, y a continuación se diluyeron hasta
aproximadamente ajustarse a la viscosidad Hercules del control. Los
datos de la formulación de recubrimiento data para los pigmentos
ensayados se muestran en la Tabla 4.
Tras la preparación, los recubrimientos se
aplicaron a una base LWC que contenía 27 libras por resma (40
g/m^{2}) de virutas de madera, a una velocidad de 2200 ft/min
(700 m/min) usando un Cylindrical Laboratory Coater
(CLC-6000). El peso de recubrimiento objetivo era
de 4 libras por resma (6 g/m^{2}). La hojas recubiertas fueron
supercalandradas 2 veces a 1050 libras por pie lineal (705 kg/m) y
150ºF. (65,5ºC.) con el fin de proporcionar brillo a la hoja de
aproximadamente 55 puntos para la arcilla control.
La aptitud para la impresión por rotograbación
del papel recubierto se evaluó usando un procedimiento Heliotest de
puntos ausentes con una impresora de ensayo IGT. El ensayo
normalizado de las hojas recubiertas incluyó brillo del papel,
brillo de la impresión y opacidad. Los resultados de estos ensayos
se resumen en la Tabla 5.
Como en el Ejemplo 1, estos datos demuestran que
la aptitud mejorada para la impresión por rotograbación que se
proporciona mediante el pigmento para recubrimiento de la
invención, y también demuestran que el pigmento para recubrimiento
de carbonato de calcio precipitado aragonítico puede también usarse
en combinación con talco y TiO_{2} para producir hojas con un
rendimiento superior en aptitud para la impresión por
rotograbación.
Se comparó el rendimiento de una formulación de
que contenía PCC-1 en combinación con talco o
recubrimiento arcilla con el del PCC-3 con arcilla y
el del carbonato de calcio molido (GCC) con arcilla. GCC es una
calcita molida natural que tiene una distribución por tamaños
amplia y unimodal, y una relación de aspecto entre aproximadamente
1:1 hasta aproximadamente 2:1. La arcilla usada en cada formulación
de fue una arcilla deslaminada DB Plate, y el talco fue Finntalc
C-10, un talco calidad recubrimiento comercialmente
disponible procedente de Finlandia. La deslaminada arcilla y el
talco se recibieron cada uno en forma de lechada, con un contenido
en sólidos aproximado del 70 por ciento para la arcilla deslaminada
y aproximadamente el 65 por ciento de sólidos para el talco. Las
formulaciones de pigmentos para el Ejemplo 3 se muestran en la
Tabla 6.
Los recubrimientos se prepararon con un contenido
en sólidos aproximado del 61,5 por ciento, e incluía un ligante que
contenía 6 partes de látex de estireno/butadieno. Los datos de la
formulación de recubrimiento se muestran en la Tabla 7.
Los recubrimientos se aplicaron a una base LWC
que contenía 27 libras por resma (40 g/m^{2}) de viruta de madera
a una velocidad de 4000 ft/min (1200 m/min) en un recubridor
piloto. Se aplicó un peso de recubrimiento de aproximadamente 6,8
libras por resma (10 g/m^{2}) sobre el lado del alambre, y se
prepararon muestras de papel con un recubrimiento en el lado del
fieltro que tenía un peso recubrimiento de 5,4, 6,8, y 8,1 libras
por resma (8, 10, y 12 g/m^{2}). Se evaluó la aptitud para la
impresión por rotograbación de los papeles recubiertos usando un
procedimiento Heliotest de puntos ausentes con una impresora de
ensayo IGT. El ensayo normalizado de las hojas recubiertas incluyó
brillo del papel, brillo de la impresión y opacidad. Los datos
obtenidos de las propiedades de las hojas recubiertas se dibujaron
gráficamente, y los datos se interpolaron para un peso de
recubrimiento de 6,8 libras por resma para el mejor ajuste de los
puntos. Los resultados se muestran en la Tabla 8.
Los resultados demuestran que el pigmento de
recubrimiento de carbonato de calcio precipitado aragonítico de la
invención tiene aptitud para la impresión y lisura superiores
cuando se comparan con un pigmento de carbonato de calcio
molido.
Claims (16)
1. Un papel de recubrimiento para impresión por
rotograbación que comprende un 100% en peso de partículas de
carbonato de calcio precipitado aragonítico con una relación de
aspecto de entre 3:1 hasta 15:1 y una distribución por tamaños de
partícula multimodal de manera tal que entre el 0 (cero) por ciento
hasta el 25 por ciento de las partículas tienen un diámetro esférico
equivalente inferior a 0,4 \mum, entre el 40 por ciento y el 60
por ciento de las partículas tienen un diámetro esférico equivalente
entre 0,4 \mum y 1,0 \mum, entre el 10 por ciento hasta el 35
por ciento de las partículas tienen un diámetro esférico equivalente
entre 1 \mum hasta 3 \mum, y entre 0 (cero) por ciento hasta el
20 por ciento de las partículas tienen un diámetro esférico
equivalente de entre 3 \mum hasta 10 \mum.
2. El papel de acuerdo con la reivindicación 1 en
el que el pigmento de carbonato de calcio precipitado aragonítico
tiene una modalidad tal que entre aproximadamente 5 por ciento al 15
por ciento de las partículas tienen un diámetro esférico equivalente
inferior a 0,4 \mum, entre el 45 por ciento hasta el 55 por ciento
de las partículas tienen un diámetro esférico equivalente entre 0,4
\mum hasta 1,0 \mum, entre el 25 por ciento hasta el 35 por
ciento de las partículas tienen un diámetro esférico equivalente
entre 1 \mum hasta 3 \mum, y entre el 5 por ciento hasta el 10
por ciento de las partículas tienen un diámetro esférico equivalente
entre 3 \mum hasta 10 \mum.
3. El papel de acuerdo con la reivindicación 1,
en el que el pigmento de carbonato de calcio precipitado aragonítico
tiene una modalidad tal que entre el 15 por ciento hasta el 25 por
ciento de las partículas tienen un diámetro esférico equivalente
inferior a aproximadamente 0,4 \mum, entre el 55 por ciento hasta
el 65 por ciento de las partículas tienen un diámetro esférico
equivalente entre 0,4 \mum hasta 1,0 \mum, entre el 10 por
ciento hasta el 20 por ciento de las partículas tienen un diámetro
esférico equivalente entre 1,0 \mum hasta 3,0 \mum, y entre el 0
(cero) por ciento hasta el 10 por ciento de las partículas tienen un
diámetro esférico equivalente entre 3 \mum hasta 10 \mum.
4. El papel de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el carbonato de calcio aragonítico
tiene una relación de aspecto entre 4:1 hasta 7:1.
5. El papel de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores en el que carbonato de calcio
precipitado aragonítico tienen un área superficial específica de
entre 4 m^{2}/g hasta 15 m^{2}/g, y distribución global por
tamaños de partícula inferior a 15 \mum, entre el 70 por ciento
hasta el 95 por ciento de las partículas tienen un diámetro esférico
equivalente inferior a aproximadamente 2 \mum, entre el 50 por
ciento hasta el 85 por ciento de las partículas tienen un diámetro
esférico equivalente inferior a 1 \mum, y menos del 35 por ciento
de las partículas tienen un diámetro esférico equivalente inferior a
0,4 \mum.
6. El papel de acuerdo con la reivindicación 5,
en el que el carbonato de calcio precipitado aragonítico tiene un
área superficial específica entre 5 m^{2}/g hasta 7 m^{2}/g, y
distribución global por tamaños de partícula inferior a 8 \mum,
entre el 75 por ciento hasta el 85 por ciento de las partículas
tienen un diámetro esférico equivalente inferior a 2 \mum, entre
el 55 por ciento hasta el 80 por ciento de las partículas tienen un
diámetro esférico equivalente inferior a 1 \mum, y menos del 15
por ciento de las partículas tienen un diámetro esférico equivalente
inferior a 0,4 \mum.
7. El papel de acuerdo con la reivindicación 5,
en el que el carbonato de calcio precipitado aragonítico tiene un
área superficial específica entre 6 m^{2}/g hasta 8 m^{2}/g, y
una distribución global por tamaños de partícula tal que
esencialmente todas las partículas tienen un diámetro esférico
equivalente inferior a aproximadamente 8 \mum, entre el 85 por
ciento hasta el 95 por ciento de las partículas tienen un diámetro
esférico equivalente inferior a 2 \mum, entre el 75 por ciento
hasta el 85 por ciento de las partículas tienen un diámetro esférico
equivalente inferior a 1 \mum, y menos del 25 por ciento tienen un
diámetro esférico equivalente inferior a aproximadamente 0,4
\mum.
8. El papel de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores que comprende además dióxido de titanio,
talco, arcilla calcinada, blanco satén, pigmentos de plástico,
trihidrato de aluminio, mica, o mezclas de los mismos.
9. El papel de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores que comprende además entre el 5 por
ciento hasta el 10 por ciento en peso de un ligante de látex
sintético.
10. El papel de acuerdo con la reivindicación 9
en el que el ligante de látex sintético es un ligante de
estireno/butadieno o acrílico.
11. El papel de acuerdo con la reivindicación 9 o
la reivindicación 10 que comprende además entre el 2 por ciento
hasta el 5 por ciento de un co-ligante de
almidón.
12. El papel de acuerdo con la reivindicación 1,
que comprende además hasta el 0,5 por ciento en peso de un
insolubilizante de almidón.
13. El papel de acuerdo con la reivindicación 12,
en el que el insolubilizante de almidón es una resina de
melamina/formaldehído.
14. El papel de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones anteriores que además comprende entre el 0,5 por
ciento hasta el 1,5 por ciento en peso de un lubricante de estearato
de calcio.
15. Un procedimiento para preparar papel para
rotograbación que comprende preparar el pigmento que se especifica
en cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 7 y aplicar un
recubrimiento del pigmento sobre una pasta de papel.
16. El uso de un pigmento para recubrir papel
para impresión por rotograbación que comprende entre 20 y 100% en
peso de partículas de carbonato de calcio precipitado aragonítico
con una relación de aspecto de entre aproximadamente 3:1 hasta
aproximadamente 15:1 y una distribución por tamaños de partícula
multimodal de manera tal que entre 0 (cero) por ciento hasta el 25
por ciento de las partículas tienen un diámetro esférico equivalente
inferior a 0,4 \mum, entre el 40 por ciento y el 60 por ciento de
las partículas tienen un diámetro esférico equivalente entre 0,4
\mum y 1,0 \mum, entre el 10 por ciento hasta el 35 por ciento
de las partículas tienen un diámetro esférico equivalente entre 1
\mum hasta 3 \mum, y entre 0 (cero) por ciento hasta el 20 por
ciento de las partículas tienen un diámetro esférico equivalente de
entre 3 \mum hasta 10 \mum.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US08/857,549 US5861209A (en) | 1997-05-16 | 1997-05-16 | Aragonitic precipitated calcium carbonate pigment for coating rotogravure printing papers |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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