[发明专利]生产GCC和PCC型超细共研磨碳酸钙材料的经济方法，所获得的产品及其用途

说明书

本发明的目的在于提供获得包含GCC(重质碳酸钙)和PCC(沉淀碳酸钙)的碳酸钙材料的方法。所述材料适用于许多领域，例如适用于造纸工业。

本发明的另一目的在于提供获得包含GCC和PCC的碳酸钙材料的方法，该碳酸钙材料中细度小于1μm的微粒的分数大于80％、优选大于85％、更优选大于90％、甚至更优选大于95％，以及其BET比表面积小于25m²/g。

当细度小于1μm的微粒的分数大于95％时，所述BET比表面积优选小于25m²/g。当细度小于1μm的微粒的分数大于90％、大于85％、大于80％时，所述BET比表面积分别优选小于20m²/g、小于18m²/g、小于15m²/g。这样的材料导致涂布这类材料的纸具有优良的性能，尤其是在光泽方面。

本发明的另一目的在于提供获得具有上述粒度特征的包含GCC和PCC的碳酸钙材料的方法，其中GCC和PCC可能与至少另一种矿物材料共研磨。

本发明的另一目的涉及通过该方法获得的共研磨碳酸钙材料(即：含有共研磨的GCC和PCC的水性矿浆和含有共研磨的GCC和PCC的干产品)。

本发明的另一目的涉及这样的产品在使用矿物材料的任何部门中的用途以及特别在造纸、涂料以及塑料工业中的用途。

许多类型的矿物用于造纸工业的纸涂料配方。粘土由于其相对于其它矿物颜料成本较低，因而传统上用于该用途。

碳酸钙(CaCO₃)既可用作涂布颜料又可用作填充颜料，且众所周知其改善最终产品的某些光学性能，例如光泽、不透明度或亮度。碳酸钙可有两种类型：重质或天然碳酸钙，被称为GCC；以及合成或沉淀碳酸钙，被称为PCC。

重质碳酸钙是从诸如石灰石、大理石或白垩等自然资源获得并经过诸如研磨等处理加工的碳酸钙。沉淀碳酸钙是合成材料，通常通过二氧化碳和石灰在水性环境中反应后沉淀获得。该PCC可以是菱面体的和/或偏三角面体的和/或文石质的(aragonitic)。根据本领域所属技术人员的需要，可以例如使用硬脂酸对该GCC或PCC进行另外地表面处理。

自GCC和PCC均存在于纸涂料配方中的情况受到关注以来，许多年来，需要为本领域技术人员提供包含GCC和PCC的矿浆以更精确地调节被涂布的纸的最终性质。涉及天然碳酸钙和沉淀碳酸钙在造纸工业中的使用的出版物包括，例如“PCC or GCC，factors determiningcalcium carbonate choice in alkaline conversion(PCC或GCC，确定碱性转化中碳酸钙选择的因素)”(1995年11月第28届纸浆和纸年会(Pulpand Paper Annual Meeting)后出版)和“GCC vs.PCC as the primary fillerfor uncoated and coated wood-free paper(作为未涂布和涂布的不含磨木浆的纸张的主要填料的GCC和PCC的比较)”(Tappi Journal 2000，83(5)，pp 76)：这些出版物涉及用于造纸工业的PCC/GCC混合物的性质。在“Chalk：a calcium carbonate for the high-filled sheet(白垩：用于高填充板的碳酸钙)”(TAPPI Proceedings，April 5-8 1992，PapermakersConference，Book 2，Opryland Hotel，Nashville TN，TAPPI Press，pp.515-520)中，作者提出与PCC相关的缺陷可以通过与诸如GCC的其它填料协同使用这种矿物而克服。最后，在“Coating structure with calciumcarbonate pigments and its influence on paper and print gloss(碳酸钙颜料的涂布结构及其对纸和印刷光泽的影响)”(Pulp & Paper Canada，2004，105(9)，pp.43-46)中研究了包括GCC和PCC在内的不同颜料混合物对包括光泽和印刷光泽在内的纸性质的影响。由于这些出版物证明需要获得用于造纸工业的GCC和PCC的混合物，因此申请人强调这些出版物似乎属于本发明的技术背景。然而，这些出版物均未教导或揭示GCC和PCC的共研磨，以及进一步获得给定细度分数的共研磨GCC和PCC的可能性，而这是本发明的目的之一。