CN1592770A - 超扁平型粘土及其在纸涂料和填料中的应用,其制法和光亮度改进的纸产品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含水高岭土产品，例如，当用于纸产品的生产时，它具有改进的光学性能。本发明包括一种改进的纸用隔离涂料和一种制造涂料纸的方法。本发明还包括一种改进生产填料纸和涂料纸产品的方法。本发明使用一种包含高岭土的组合物，该高岭土具有的形状因子至少约为70∶1，例如至少约为80∶1或至少约为100∶1。

Description

超扁平型粘土及其在纸涂料和填料中 的应用，其制法和光亮度改进的纸产品
相关申请
根据35U.S.C.§119(e)，本非临时申请要求于2001年9月7日提交的U.S.临时申请号60/318207的优先权权益，该临时申请的标题为“超扁平型粘土在纸用涂料和填料中的应用，以及在有着改进光亮度的纸产品”，其公开内容在此整体引入作为参考。
发明领域
本发明涉及一种含水高岭土，当将其用作填料或涂料时，能改善光学性能。另外，本发明涉及显示出改进性能例如改进光亮度的纸用涂料和带涂料的纸产品。再者，本发明还涉及制备含水高岭土产品的方法。
发明背景
颗粒状高岭土产品有着多种用途，包括用作油漆，塑料，聚合物，造纸和纸用涂料的颜料，填料，和补充剂。高岭土粘土，也称为瓷土，或含水高岭土，主要是由无机高岭石，含水硅酸铝，以及少量的各种杂质构成。
颗粒状高岭土通常存在于三种形态中：含水高岭土，煅烧型高岭土，化学聚结型高岭土。含水高岭土基本上是无机高岭石，它采自自然资源并已经预选。煅烧型高岭土由含水高岭土在例如大于500℃的高温下经加工制得。化学聚结型高岭土是颗粒聚集体，它具有类似于含水高岭土经化学品处理制得的煅烧型高岭土的显微结构。与含水高岭土相比，在某些应用组合物中，煅烧型高岭土和化学聚结型高岭土显示出许多好处。可是，有益的煅烧高岭土和化学聚结高岭土并不是没有缺点。煅烧型高岭土和化学聚结型高岭土的制造成本显著地高于含水高岭土的成本。煅烧型高岭土和化学聚结型高岭土虽还有改善纸的某些性能的作用，但同时对其它性能例如强度有不利的影响。
高岭土已在油漆，塑料和纸用涂料组合物中被用作补充剂或颜料。高岭土颜料使上述组合物具有所希望的物理和光学性能。用作消光剂(或去光泽)剂，它们有助于使添加了它们的基质表面平滑。用作不透明剂，它们能产生光亮度，白色度，光泽和其它希望的光学特性。用作补充剂，它们允许局部替换二氧化钛和其它更昂贵的颜料，而又使白色度和光亮度损失降至最小。
适用于纸板材料的纸用涂料可作许多用途，包括但不限于增加纸板材料的光泽，平滑度，不透明度和/或光亮度。涂料还可用来掩盖表面的不平度或用其它方法改善验收印刷品的表面质量。纸用涂料通常由颜料物质以及亲水粘合剂和其它非必须配料形成的流体含水悬浮体制得。
涂料借助于一台包括一个短延时涂敷头的涂敷机按常规进行涂敷，这涂敷机是这样一种装置，即其中有一个涂料组合物的系留池，在稍微提高的压力作用下使其与活动的纸卷筒相接触，在借助于从动刮板去除多余涂料组合物之前，保持足够的接触时间以便对纸面进行涂敷。
本发明的另外的优点部分地将在随后的叙述中作陈述，而部分地将不用叙述是显而易见的，或可通过本发明的实而意识到。本发明的目的和优点将通过特别是在所附的权利要求书中所指出的这些单元和组合得到实现和获得。
应当指出，对本发明的以上概述和下面的详述二者都只是示范性的和说明性的，并不是限制本发明的。
文中采用的并构成本说明书一部分的附图，用来阐明本发明的一些实施方案，并和叙述一起共同起到解释本发明的原理的作用。
附图简述
图1是阐明实施例1的精制粗组分高岭土方法的流程图；
图2是阐明实施例2的精制粗组分高岭土方法的流程图；
图3是阐明实施例3的精制粗组分高岭土方法的流程图；
图4是利用粗组分高岭土制造隔离涂层颜料方法的流程图；
图5是阐明本发明的二种纸用涂料的光亮度(y-轴)和TiO2含量(x-轴)之关系的示意图；
图6是阐明美国不同地域的粘土的光泽(y-轴)与不透明度(x-轴)关系的示意图；
图7是阐明发明产品高岭土3和发明产品高岭土4与二种现有技术制造的高岭土之比较用的d50(y-轴)与形状因子(x-轴)的关系的曲线图；
图8是阐明实施例10的精制粗组分高岭土方法的流程图。
发明概述
通常，用于涂料和填料中的高岭土选用具有窄的粒径分布和高的结晶度的高岭土，据信这就能提供一组受欢迎的物理和光学特性，例如最大光散射。通常，已认识到粗的高岭土粘土显示出差的光散射。本发明不同于现有技术就在于虽然提供的涂料或填料中包含可能是相当粗的高岭土，但它仍然显示出高的光散射。举例来说，作为未漂白的牛皮纸中的填料，本发明的高岭土表明具有类似于煅烧型粘土的光散射，而对与煅烧型粘土相关的强度却没有不利的影响。比起现有的组合物来，本发明的组合物作了进一步改进，从而使它有可能保持纸板光亮度，同时又进一步减少存在于纸用涂料组合物中昂贵的TiO2的用量。
此处公开的纸用涂料组合物包含至少一种具有的形状因子至少约为70∶1的高岭土，TiO2，粘结剂和非必须的分散剂，而其中纸用涂料组合物具有的高岭土与TiO2之比小于约85∶15重量份。
此处进一步公开了一种制造带涂料的纸的方法，该方法包括利用含有粘结剂和至少一种具有的形状因子至少约为70∶1的高岭土的纸用涂料组合物涂敷纤维基质。
此处又进一步公开了一种制造带填料的纸的方法，该方法包括将具有形状因子至少约为70∶1的高岭土加到上述纸中。
此处还公开了一种涂料纸(以下简称带涂料的纸)，这种纸包含纤维基质和纸用涂料组合物，而这种组合物则具有形状因子至少约为70∶1的高岭土。
最后，此处公开一种改进纸的隔离特性的方法，该方法包括利用含有形状因子至少约为70∶1的高岭土的涂料组合物涂敷纤维基质。
本发明的一个方面是要提供一种组合物，这种组合物含有形状因子至少约为70∶1的高岭土。在其它的一些实施方案中，高岭土具有的形状因子可能是至少约为80∶1，至少约为90∶1，或至少约为100∶1。
本发明的另一个方面是要提供一种涂料组合物，该组合物包含具有形状因子至少约为70∶1的高岭土，粘结剂，和非必须的分散剂。
本发明的又一个方面是要提供一种填料，这种填料包含具有形状因子至少约为70∶1的高岭土。
本发明的再一方面是要提供一种制造涂料纸的方法，该方法包括利用含有裁体和具有形状因子至少约为70∶1的高岭土的纸用涂料组合物涂敷纤维基质。
本发明的再一个方面是要提供一种制造填料纸(以下简称带填料的纸)的方法，该方法包括提供纤维基质，和将具有形状因子至少约为70∶1的高岭土添加到该基质中。
本发明的再一方面是要提供一种涂料纸，这种纸包括纤维基质和涂在该基质上的包含具有形状因子至少约为70∶1的高岭土的涂料。
本发明的再一方面是要提供一种改进纸的隔离性能的方法，该方法包括利用包含具有形状因子至少约为70∶1的高岭土的涂料组合物涂敷纤维。
本发明的再一方面是要提供一种精制高岭土的方法，该方法包括提供高岭土浆料，碾碎研磨高岭土浆料，采用离心分离法从浆料中提取粗粒径组分，碾碎研磨粗粒径组分，从而形成具有形状因子至少约为70∶1的高岭土产品。
本发明的再一方面是要提供一种用于油漆的包含高岭土的补充剂，其制备方法包括提供高岭土浆料，这种浆料包含纯天然的高岭土或是纯天然的和从离心机引出的粗粒径组分的混合物，碾碎研磨该高岭土浆料，用离心分离法从该浆料中提取粗粒径组分，碾碎研磨粗粒径组分，从而形成具有形状因子约为70∶1的高岭土产品。
本发明的再一方面是要提供一种浆料，该浆料包含具有形状因子大于70∶1的高岭土和稳定剂。
发明详述
本发明的一个方面是要提供一种组合物，这种组合物被用来生产涂料或填料基质。本发明的另一方面是要提供按照本发明制造的涂料或填料产品。本发明的组合物和产品均采用具有高形状因子的高岭土，以便制备出显示改进了光亮度的涂料纸或填料纸。文中所采用的“形状因子”是一组各种不同尺寸和形状的颗粒利用电导率法和U.S.5128606中所述仪器测得的平均颗粒直径与颗粒厚度之比的平均值(以重量平均值为基准)之量度，U.S.5128606在此整体引入作为参考。在U.S.5128606所述的测量方法中，试验时，当颗粒的充分分散的含水悬浮体流过细长管时便引导出电导率。在(a)沿管子纵轴相互隔离的一对电极之间和(b)在管子横向宽度二边相互隔离的一对电极之间测量出电导率，利用这二个电导率测量值之间的差值便能确定在试验中的颗粒状物质的形状因子。“超扁平型”系指具有形状因子大于约40∶1的含水高岭土粘土。在本发明的一个实施方案中，高岭土粘土具有大于约70∶1的形状因子；例如大于约80∶1，或大于约90∶1。按照本发明的另一方面，这形状因子是大于约100∶1，例如110∶1和以上。在另一实施方案中，高岭土粘土具有的形状因子等于和大于约120∶1，和形状因子等于和大于约140∶1。已经发现本发明的这些实施方案的粘土在纸用涂料和填料中有惊人地高的光散射。
高的形状因子可以通过研磨采得的高岭石粘土直至达到所要求的形状因子的方法来实现。任何本技术领域内公认的研磨方法都可供本发明使用，包括但不限于例如利用砂或陶瓷介质的湿研磨法。按照本发明一种实施方案，高岭土的制备可以采用轻度粉碎例如研磨或碾磨粗高岭土的方法，从而使其产生适当的层离。这种粉碎作用可采用珠状或粒状陶瓷颗粒或塑料例如尼龙颗粒，研磨或碾磨设备来实施。需要恰当的研磨能量将是显而易见的，本领域内的技术人员很容易地便能计算出来。为了获得所希望的高形状因子，可能需要很大的能量，但是根据它的自然扁平度选用的天然高岭土将其研磨成高形状因子，研磨所需能量典型地处在用来制造具有较小形状因子的标准层离高岭土颜料所需能量范围内。
天然高岭土或经研磨或碾磨获得的高形状因子产品可以采用众所周知的通常称为预选的程序，对其精炼以去除杂质和改善物理性能。高岭土可以采用熟知的粒径分级程序，筛分和/或离心分离的方法加以处理，以便获得具有要求粒径分布和d50值(下面将作论述)的颗粒。按照本发明的一种实施方案，采得的粘土在使其经受研磨之前首先要适当地进行除砂，以便达到要求的形状因子。
“平均粒径”的定义是一个圆的直径，它具有与颗粒的最大切面相同的面积。在本应用中涉及的平均粒径d50值和其它颗粒尺度特性采用众所周知的方法，即依靠处在完全分散状态下的颗粒状物质在含水介质中的沉积作用，利用由马克路密里铁克斯(Micromeritics)公司供应的桑迪拉夫(Sedigraph)5100装置来测定。这一类装置提供测量结果和一条表示这样一些颗粒的重量累计百分率曲线，这些颗粒具有的粒径小于给定的esd值，此esd在本领域内称为“等效球体直径”。平均粒径d50值是根据这样的颗粒esd来确定的，即在这颗粒esd之处有50重量％的颗粒，它们具有小于上述d50值的esd。
本发明的颗粒型高岭土的d50值范围可以是例如约0.2μm～约10μm。
以前，据信粗颗粒高岭土生产的颜料产品光散射差。本发明使用超扁平型粘土明显地使所使用的较低级的产品具有可比较的或较好的光散射。按照本发明的一种实施方案，高岭土的粒径分布可以是这样的，即约有20％或以上的颗粒具有2微米或更小的esd。一种本发明的合适的产品可能具有的粒经分布为约50％～约85％的颗粒具有2微米或更小的esd。
本发明的颗粒型高岭土的粒径分布(psd)的陡度，常常称为psd的狭窄度，指的是psd曲线的斜度。因此，在某些情况中，本发明的高岭土的psd可能是陡的，而在另一些情况中它可能是宽阔的。psd的陡度和宽阔度是预测产品性能的一个指南，并可由本领域的技术人员根据所要求的最终性能加以选择。文中所采用的陡度是按照100乘d30与d70之比值测定，其中d30是这样的颗粒esd值，即有30％的颗粒的esd小于此颗粒esd，而d70则是这样的颗粒esd值，即有70％的颗粒的esd小于此颗粒esd，这些值则取自上述psd测量曲线。
本发明的另一方面是要提供一种通过碾碎研磨粗粒径高岭土组分形成具有形状因子值至少约70的高岭土产品，高岭土主要地由高岭石晶体组成，这些晶体成形为六角形薄片，或成形为所谓“一堆堆”的片晶小册子。使这书堆状高岭石经受研磨作用便能很容易地将包含多于1个片晶的书堆或书分离或层离成较小的书或单个片晶。这层离作用使天然高岭石晶体沿垂直于其“c-轴”的(001)结晶面分裂或裂开。许多标准高岭土产品是通过碾碎研磨分散浆料制成，这种分散浆料是纯天然之高岭土和从离心机引出的粗粒径组分的经搅拌—除砂—光亮度预选的混合物。但是这些标准层离产品可能并不显出充分的分层，因为它们可能包括含有许多高岭石片晶小册子。
因此，本发明的这一方面是要提供一种能制造具有形状因子至少约为70∶1或更高的高岭土的方法。这方法包括：(a)提供一种高岭土浆料，在一种实施方案中的这种浆料包含纯天然高岭土或是纯天然的和从离心机引出的粗粒径高岭土的混合物；(b)碾碎研磨这高岭土浆料；(c)用离心分离方法从浆料中提取出粗粒径组分；(d)碾碎研磨粗粒径组分。非必须地，在步骤(b)之前可以插进一项离心分离步骤，以去除特细的颗粒，以便提高碾碎研磨的效果。
在一种实施方案中，这高岭土产品采用碾碎研磨天然粘土浆料的方法制得。在一种实施方案中，这天然物可包含或者是纯天然的或者是纯天然的和从离心机引出的粗粒经组分的混合物。这粘土浆料可以是一种分散的—除砂的—光亮度预选的粘土浆料。
在一种实施方案中，高岭土浆料可由天然高岭土矿物制得，这种高岭土矿物通常是粘性的沉积型高岭土，这种高岭土含有云母，混合型—层叠式粘土矿物，蒙脱石和蛭石或含水云母。一种典型的天然高岭土粘土进一步包含含量为0.10重量％～3.0重量％的氧化钾和含量为0.03重量％～0.5重量％的氧化镁。这类天然矿物可能具有的形状因子等于或大于15，或者等于或大于25。这种天然高岭土可能具有的粒径分布为75重量％小于2u。
为了形成高岭土浆料，要将水加到干燥的天然高岭土中，以便形成含水悬浮体，例如一种含有按干重量计为30％～70％高岭土的悬浮体。可以加进化学品以便分散粘土颗粒。然后在进一步加工或通过管道输送到加工设备之前可对高岭土浆料进行除砂，以去除砂粒级颗粒。
在天然高岭土浆料包含纯天然的和从离心机取得的粗粒径组分的混合物的情况下，这粗粒径组分具有的形状因子可大于20，例如形状因子大于25。在另一种实施方案中，粗粒径组分具有的形状因子可以大于35。
碾碎研磨步骤可利用颗粒状研磨介质来完成，研磨的时间要长到足以在浆料或悬浮体中消耗相当大的能量以便使高岭土颗粒具有的形状因子范围约为35～约60或更高。在另一个实施方案中，碾碎研磨天然高岭土浆料导致高岭土具有的形状因子值至少约为60。
在高岭土粘土的悬浮体中消耗的能量值可能范围约为20KWh～约100KWh，例如按干重量计每吨高岭土消耗的能量现为约25～约75KWh。碾碎研磨机装备有一个搅拌器，该搅拌器能够以一定的速度旋转，这样在研磨过程中便能在研磨机内的悬浮体中形成旋涡。
颗粒状研磨介质可能具有2或更大的比重。在一种实施方案中，研磨介质包含石英砂晶粒，或类似的介质。这种晶粒可能具有小于2mm的直径。在另一个实施方案中，这晶粒具有大于0.25mm但小于2mm的直径。在又一个实施方案中，这研磨介质包含细粒的(20～40#)卡包里(Carbolite)介质。
在碾碎研磨天然高岭土浆料之前，可使浆料经受预选和/或除砂处理。在一种实施方案中，天然高岭土浆料包含经分散——除砂——光亮度预选的粘土浆料。除砂是这样一种方法，使高岭土粘土浆料通过一系列阻尼箱和筛子来去除给定尺度的粗砂粒颗粒。例如这筛子可能是适合于提取大于45μm的颗粒的+325号(美国标准)的筛子。
在碾碎研磨天然浆料之后，使这浆料通过作为一项分级步骤的离心机，例如无孔转鼓沉降式离心机，这粘土在此被分级成这样的粒径分布，以致80重量％～95重量％的颗粒具有小于2μm的esd。在一种实施方案中，85重量％～92重量％的颗粒具有小于2μm的esd。在另外的又一实施方案中，20％～40％的颗粒具有小于0.25μm的esd。在另外的再一个实施方案中，25％～35％的颗粒具有小于0.25μm的esd。在另外的再一个实施方案中，精细组分中的颗粒重量占离心机进料量的5％～30％。
在提取碾碎研磨产品的粗粒径组分之后，即提取通过离心机的“b-组分”之后，这粗组分可用水进行稀释，以形成浆料，可使这浆料再经受另外一次碾碎研磨步骤，以便生产出具有形状因子至少为70的最终高岭土产品。另一方面，本产品可以进一步预选，以便通过常规处理技术例如浮选，选择性絮凝，和漂白获得要求的光亮度或流变学。以前，在某些情况下，粗组分被抛弃，因为这种高岭土组分往往被认为作为涂料应用太粗了。所以，本实施方案的一个优点就是能利用粗组分生产出有用的高岭土产品，而以前这粗组分在某些情况下是不希望有的工业副产品。
在一种实施方案中，粗粒径组分包含的高岭土具有的形状因子至少约为20，例如至少约为25或至少约为30，和在某些情况下高达约50～约60。
最终的高岭土颗粒可能具有的平均粒径(d50由沉降图获得)范围从约0.1μm～约2.0μm，例如d50范围从约0.25μm～约1μm。
在另一个实施方案中，使粗颗粒组分高岭土浆料在碾碎研磨方法之前经受预选步骤和/或除砂步骤。在另一个实施方案中，使粗颗粒组分高岭土浆料经受预选和除砂二种方法。
在一个实施方案中，本发明可便利地降低成书堆状态存在的高岭土晶体的总数。本发明的高岭土产品与标准高岭土相比在轻质和超轻质涂料纸应用方面具有良好的涂敷层，因为存在于超扁平型高岭土中的数量较高的单个片状晶体提供了比较薄和均匀的片状厚度。在一种实施方案中，本发明提供一种涂有超扁平型高岭土的纸，正如文中所述。
本发明的另一方面是要提供一种用于油漆的补充剂，这种补充剂包含具有d50范围约为0.25μm～约2.0μm的粗粒径高岭土。在一种实施方案中，高岭土补充剂具有的形状因子大于90。补充剂可通过碾碎研磨粗粒径高岭土组分的方法制备，正如上面所述。
在有些应用场合，可能要求使用具有光泽低和不透明度高相均衡的补充剂。因此，在一种实施方案中，补充剂是粗粒型，具有的d50范围为0.25μm～2.0μm，例如，d50范围为0.5μm～1.5μm。举例来说，d50可以近似为1.3μm。在其它的应用场合，可能不要求控制光泽，所以高岭土可以包含具有d50范围为0.25μm～1μm的较细的颗粒。作为例子，d50可以近似为0.6μm。
另外的实施方案提供一种含有补充剂的油漆，这种补充剂则包含具有d50范围为0.25μm～2.0μm的粗粒径高岭土。在一个实施方案中，高岭土补充剂具有的形状因子至少为70∶1，或文中所述的任何其它值。在另一种实施方案中，高岭土补充剂具有的形状因子至少为100∶1。
本发明的另一方面是要提供一种用于油漆的包含高岭土的补充剂，该补充剂采用如下方法制备，这方法包含提供高岭土浆料，该浆料包含纯天然高岭土或者是纯天然的和从离心机引出的粗粒径组分的混合物，碾碎研磨高岭土浆料，用离心分离方法从浆料中提取粗粒径组分，并碾碎研磨粗粒径组分，从而生产出具有形状因子至少约为70∶1的或文中所述任何形状因子值的高岭土产品。
本发明的另一个方面涉及超扁平型粘土作为填料的应用，举例来说，纸或纸板产品，例如特别光洁的刊物纸用填料产品。在一种实施方案中，纸或纸板产品填充以形状因子值至少约为70的高岭土。
本发明的另一个方面是要提供一种制造无光泽纸用涂料的方法，该方法包括：(a)碾碎研磨天然高岭土浆料，这种天然高岭土浆料含有从离心机引出的粗组分的混合物，而粗组分已除砂至80％的颗粒粒径比5μm还细；(b)用离心分离法从浆料中提取粗粒径组分；和(c)碾碎研磨粗粒径组分，从而生产出具有的形状因子至少为70∶1的高岭土。
本发明的另一方面是要提供一种生产颜料产品的方法，该方法包括：
(a)使未加工或部分地加工的高岭土粘土与水相混合，形成含水悬浮体；
(b)利用颗粒状研磨介质，采用使高岭土粘土的平均形状因子增加至少10，优选至少20的方法，碾碎研磨按步骤(a)制得的悬浮体；
(c)从颗粒状研磨介质中分离出磨碎的高岭土粘土悬浮体；和
(d)去除从步骤(c)中析出的磨碎的高岭土粘土悬浮体中的水分，从其中萃取高岭土颜料。
在本发明的第二方面方法的步骤(a)中，制备的悬浮体中高岭土粘土可占20％～70％，通常为20％～45％。这种高岭土粘土可包含沉积型高岭土粘土，例如产自美国佐治亚州的沉积型高岭土粘土。这种未加工的高岭土粘土可能具有这样的psd，就是不多于约40重量％的那些颗粒具有的esd大于10μm，和不大于50重量％的那些颗粒例如约20重量％～40重量％的那些颗粒具有的esd小于2μm。按步骤(a)制备的高岭土粘土的形状因子可能小于15，例如约5～约10。因此，可使形状因子增加至少30的差值，在某些情况下至少40，例如从形状因子值小于15至形状因子值大于55。
在制备经步骤(a)处理的高岭土粘土的含水悬浮体时，用于高岭土粘土的分散剂可以添加也可不添加到高岭土粘土中。
步骤(a)中采用的高岭土粘土可以是例如利用离心机对标准块状沉积型高岭土粘土，例如具有形状因子5～10的高岭土粘土，进行分级处理获得的粗颗粒组分。这粗颗粒组分可能有不多于50重量％的颗粒具有的esd小于2μm，和不多于10重量％的颗粒具有的esd小于0.25μm。
高岭土粘土的psd可以采用将99～50重量份的高岭土粘土与1～50重量份，例如10～30重量份的细粒扁平型高岭土组分相混合的方法进行调整，例如这扁平型细粒高岭土具有的形状因子至少为15，例如15～40，而它们的小于2μm和0.25μm的颗粒的重量计百分率分别地至少为85重量％和至少为20重量％。扁平型细粒高岭土组分可以是取自或者原生矿层或者沉积矿层的高岭土。扁平型细粒高岭土组分可以在研磨步骤(b)之前或之后将其添加到高岭土中，或者添加到从粗粒组分中获取的高岭土中。所述添加作业可以与呈粉状，干状或呈含水悬浮体状的被混合的高岭土进行。
通过按所述方法通过混合制得的高岭土产品能改善高岭土的特性，例如制得的含水悬浮体的流变学和脱水特性，并且当高岭土被用于涂料组合物时能提供较好的流动性和颗粒的排列。
可以使高岭土粘土经受一次或多次众所周知的净化步骤以去除不希望的杂质，例如在步骤(a)和(b)之间，或在步骤(c)和(d)之间进行。举例来说，可以使高岭土粘土的含水悬浮体经受泡沫浮选处理作业以去除泡沫中含有的杂质钛。另一方面，或另外还可使悬浮体经过高强度磁力分离器以去除含有的杂质铁。
步骤(b)可以包括一种方法，该方法采用介质碾碎研磨法来处理悬浮体，在悬浮体中消耗的能量为每吨高岭土(按干重量计)约耗能40KWh～约250KWh。
步骤(b)的方法可以包括至少二道步骤，亦即第一步(b1)为其中的高岭土粘土发生层离和第二步(b2)为其中的高岭土粘土的片晶发生粉碎作用。
可以实行轻度粉碎步骤(b1)，例如借助于颗粒状研磨介质进行研磨以便粉碎存在于未加工的高岭土粘土中的复合型颗粒。这类复合型颗粒通常包含由一些单个六角形扁平状颗粒相连接成的堆或块，尤其是在高岭土粘土取自沉积矿层的场合。当利用例如步骤(b1)中的研磨方法使高岭土粘土经受较为轻度的粉碎作用时，许多复合型颗粒可能被粉碎，从而形成单个基本上为六角形的薄片，亦即分层，这种结果增加了高岭土粘土的平均形状因子。举例来说，这方法可以将高岭土粘土的形状因子从起始形状因子约为5～10增加到提高了的形状因子至少约为50～55。所谓“比较轻度的研磨”，指的是利用颗粒状研磨介质在碾碎研磨机中进行的研磨，借助于能足以在悬浮体中形成旋涡的速度旋转的叶轮对碾碎研磨机的内装物进行搅拌，例如以低于约10m.s-1的圆周速度旋转，而研磨过程中在悬浮体中所消耗的能量值小于约75KWh，例如按干重量计每吨高岭土粘土的耗能量小于约55KWh。这颗粒状研磨介质可以是比重较高的，例如2或以上，并可以，举例来说可以包含石英砂晶粒，这种晶粒具有的直径通常不大于约2mm和不小于约0.25mm。
形成步骤(b)的二个步骤中的第二步(b2)可包含在装有搅拌器的碾碎研磨机中进行的研磨，这搅拌器能以这样的速度旋转，以致在研磨过程中能在研磨机内的悬浮体中形成旋涡。颗粒状研磨介质的比重可以是2或以上，并可包含例如石英砂晶粒，此处的这种晶粒可具有不大于约2mm和不小于约0.25mm的直径。如果步骤(b1)中发生的较轻度的粉碎在步骤(b2)之前，那么步骤(b2)中在高岭土粘土悬浮体中消耗的能量值范围为每吨干高岭土粘土耗能约40KWh～约120KWh。如果省去较轻度的粉碎步骤(b1)，那么在步骤(b)中，在高岭土粘土悬浮体中消耗的能量值范围为每吨干高岭土粘土耗能约100KWh～约250KWh。
在步骤(c)中，采用本技术领域内熟知的任何方法将磨碎的高岭土粘土悬浮体与颗粒状研磨介质分离，这就是使悬浮体通过有适当孔径的筛子，例如具有标准孔径为0.1mm～约0.25mm的筛子。
在经步骤(c)或步骤(d)之后的高岭土粘土可对其作进一步处理，以改善其一种或以上的特性。举例来说，例如通过使用高速搅拌器，可将高能液体作业应用于呈浆料形态的产品，例如在步骤(d)之前或之后，和后来的，例如在涂料组合物的下道作业过程中，在含水介质中进行的再分散。
在步骤(d)中，对磨碎的高岭土悬浮体可以用本技术领域内众所周知的方法之一进行脱水，例如过滤，离心脱水，蒸发等等。在一种实施方案中，可通过压滤器进行脱水。例如，可利用压滤器来形成含水量约为15重量％～约35重量％的滤饼。这滤饼可以和用于高岭土粘土的分散剂相混合，并可将其转变成流体浆料，从而可以以这种形态对其进行运输和销售。另一方面，高岭土粘土可以采用加热干燥法，例如通过将高岭土粘土的流体浆料引入喷射干燥器中使其干燥并呈基本干燥状态进行运输。
扁平状细粒高岭土组合物可以与步骤(d)中按前面所述方法制得的产品相混合，如果在步骤(d)之前并没有添加过这一类组合物的话。
在一种实施方案中，颜料产品可能具有的用BET，N2法测定的比表面积至少为12m2g-1，优选15m2g-1-20m2g-1。
在一种实施方案中，按本发明的这方面的方法生产的颜料产品可用于纸用涂料。这涂料组合物能用来在纸和其它基质上形成光泽涂层，这组合物包含颗粒状颜料以及亲水粘合剂或粘结剂。
纸用涂料组合物的固体颗粒含量可以大于60重量％，例如固体颗粒含量至少为70％，或甚至尽可能地高，但仍然应是可以用来涂敷的适当的流体组合物。这组合物可以包含分散剂，例如以该颜料的干重量计可以包含直到2重量％的聚电解质，或可包含本技术领域内熟知的任何其它分散剂，例如文中所述的那些分散剂。本发明的第一方面的颜料产品可以用作纸用涂料组合物中的底色颜料，或可用于与一种或多种其它已知颜料相调配，举例来说，例如(市场上有卖的)高岭土，煅烧型高岭土，天然或沉淀型碳酸钙，二氧化钛，硫酸钙，白色颜料，滑石粉和所谓“塑性颜料”。在一种实施方案中，当使用颜料的混合物时，本发明的这方面的颜料产品在该混合物中的含量至少为该混合颜料干总重的80％。
组合物的粘结剂可包含一种从文中所述已知植物源获得的天然淀粉产生的粘合剂，虽然用淀粉作为粘结剂的配料并不是必需的。文中还陈述了可以和或不和淀粉一起使用的其它粘结剂。
在淀粉用作粘结剂的配料的情况下，淀粉可以是未改性的或未加工的淀粉，或者它可能是经一种或多种本技术领域内熟知的化学处理方法进行了改性的。这淀粉可以例如被氧化，将它的某些-CH2OH基转变成-COOH基。在某些情况下，这淀粉可能含有一小部分的酰，-COCH3，基团。另一方面，可以对淀粉进行化学处理，以便使它变成阳离子的或两性的，亦即同时带有阳离子和阴离子二种电荷。这淀粉还可通过用例如-OCH2CH2OH基，-OCH2CH3基，或者-OCH2CH2CH2OH基来置换某些-OH基的方法，将其转变成淀粉醚或羟烷基化淀粉。可以应用的再又一类化学处理淀粉就是所谓磷酸盐类淀粉。另一方面，未加工的淀粉可借助于稀酸或酶进行水解，从而生产出糊精类胶。
用于本发明的这方面的组合物中的淀粉粘结剂其含量按颜料的干重计为4重量％～25重量％。淀粉粘结剂可以和其它的一种或多种粘结剂一起使用，例如乳胶或聚乙酸乙烯酯或聚乙烯醇类的合成粘结剂。当淀粉粘结剂与别的粘结剂，例如与合成粘结剂一起使用时，淀粉粘结剂的含量范围可为2重量％～20重量％，合成粘结剂的含量范围可为2重量％～12重量％，二者均按干颜料的重量计。在一种实施方案中，至少50重量％的粘结剂混合物包含改性或未改性淀粉。
本发明的另一方面是要提供一种形成涂料纸的方法，这方法包括将高岭土组合物涂敷到纸面上，然后用砑光机砑光该纸，从而在其上形成光泽涂层。在一种实施方案中，在纸的二面均形成光泽涂层。
本发明的另一方面是要提供一种制造涂料纸的方法，该方法包括用含有填料的纸用涂料组合物涂敷纤维基质，而该填料则包含一种具有形状因子至少约为70∶1或文中所述任何形状因子值的高岭土。
本发明的另一方面是要提供一种涂料纸，这涂料纸包含纤维基质和在该基质上的涂料层，而该涂料则含有形状因子至少约为70∶1或文中所述任何形状因子值的高岭土。
本发明的另一方面是要提供一种制造填料纸的方法，该方法包含提供纤维基质和将具有形状因子至少约为70∶1或文中所述任何形状因子值的高岭土添加到该基质中。
用砑光机砑光是一种众所周知的方法，其中采用使涂料纸一次或多次在砑光机的轧辊或滚筒之间通过的方法从而改善了纸的平滑度和光泽并降低了体积。通常，使用涂有弹性物质的滚筒，从而产生高固体颗粒组合物的压制品。可以施加提高的温度。通过轧辊的次数可达5次或以上。
用这种方法涂敷和砑光之后的纸可能具有的总重为每单位面积30g.m-2～70g.m-2，例如49g.m-2～65g.m-2，或进一步为35g.m-2～48g.m-2。最后的涂层具有的重量为每单位面积3g.m-2～20g.m-2，例如5g.m-2～13g.m-2。这一类涂料可以涂敷在纸的二面。涂料纸可以是LWC或ULWC纸。纸的光泽可大于45TAPPL(纸浆与造纸工业技术协会)单位，和在1兆帕压力下，每张纸涂层的Parker Print Surf值可小于1μm。
涂料纸表面的光泽可借助于TAPP1标准480-65中制定的试验测定。测出从纸面以某一角度反射的光的强度并与标准已知光泽值相对照。入射光束和反射光束二者都与纸面法线成75角。所得结果以TAPP1光泽单位来表达。在一种实施方案中，颜料产品的光泽可大于50TAPP1光泽单位，在某些情况中大于55TAPP1光泽单位。
Parker Print Surf试验提供了纸表面平滑度的量度，和包含测出在压力作用下空气透过夹紧的涂料纸试件的速度，试件在已知标准作用力作用下，被夹紧在上夹板和下夹板之间，上夹板上装有排放压缩空气的排气管，下夹板的上表面覆盖着一块或者是柔软的或者是坚硬的参考支承材料，根据试验中的纸的性质确定。根据空气排出速度，可以计算出纸表面和参考材料之间的平均立方根间隙，用μm表示。间隙值较小表示试验中的纸的表面平滑度较高。
当涂料组合物中的粘结剂包含淀粉时能提供改进作用。但是，在使用其它熟知的非淀粉粘结剂的场合(在有或没有淀粉存在的情况下)也能获得改进。在每种情况下，粘合剂或粘结剂都可形成固体颗粒含量为4重量％～30重量％的组合物，例如8重量％～20重量％，举例来说，组合物中的固体颗粒含量为8重量％～15重量％。使用的量将取决于组合物和粘合剂的类型，粘合剂本身可以引入一种或多种配料。
本发明的颗粒状高岭土可以与其它颜料，填料和补充剂相混合，从而制得由混合物的各组分所形成的多种性能的混合料。添加的颜料，填料，或补充计物质可以包含一种或多种含水高岭土，煅烧型高岭土，聚结型高岭土，碳酸钙(磨碎的或沉淀的)滑石粉，石膏，或其它已知的白色颗粒矿物或颜料物质。
本发明的纸用涂料或纸用填料，除上面所述的高岭土之外，通常还包括用来生产纸用涂料和纸用填料的物质。具体而言，这组合物将包括粘结剂和颜料，典型地，TiO2。本发明的填料和涂料可非必须地包括其它添加剂，包括但不限于，分散剂，交联剂，水助留剂，粘度改进剂或增稠剂，润滑或砑光助剂，防沫剂/消泡剂，光泽—油墨保持剂，干或湿抗擦改进剂或抗磨剂，干或湿抗撕(Pick)改进剂，光学增光剂或荧光增白剂，染剂，杀菌灭藻剂，匀染或均染剂，抗油脂或抗油添加剂，抗水添加剂和/或不溶粘剂。
任何本技术领域公认的粘结剂均可用于本发明。典型的粘结剂包括，但不限于，取自从已知植物源获得的天然淀粉引出的粘合剂，举例来说，小麦，玉米，土豆或木薯淀粉；合成粘结剂，包括苯乙烯丁二稀，丙稀酸胶乳，醋酸乙烯酯胶乳，或苯乙烯丙稀酸；酪蛋白；聚乙烯醇；聚乙酸乙烯酯；或其混合物。
纸用涂料具有的粘结剂含量有很大的不同，这取决于和涂料纸产品一起应用的印刷类型。对于本领域的技术人员来说根据要求的最终产品很易于确定恰当的粘结剂含量。对粘结剂含量进行控制，以便使纸表面能吸收油墨而不会中断。纸用涂料的胶乳粘结剂含量范围通常为约3％～约30％。在本发明的一种实施方案中，粘结剂在纸用涂料中的含量约为3％～约10％。在本发明的另一个实施方案中，粘结剂在涂料中的含量约为10重量％～约30重量％。
本发明的另一方面是要提供一种利用具有文中所述特性的粗组分高岭土制造隔离涂料的方法。隔离涂料在赋予纸以抗湿，抗湿蒸气，抗油酯，抗油，抗气等方面是有用的。
当制造隔离涂料时，粘结剂在组成中的含量可能非常高，大约为40％～50％。粘结剂与可能的最无光泽的纸板相结合，能导致具有良好的隔离特性的涂层。
本发明的另一方面是要提供一种隔离涂料组合物，它包含一种浆料，这种浆料含有形状因子至少约为70∶1或文中所述任何形状因子值的高岭土。浆料中的固体颗粒含量范围约为45％～约70％。
本发明的另一方面是要提供一种改善纸的隔离性能的方法，该方法包括利用纸用涂料组合物涂敷纤维基质，该涂料组合物包含一种具有形状因子至少约为70∶1或文中所述任何形状因子值的高岭土。
本发明的另一方面是要提供一种填料，这填料包含一种具有形状因子至少约为70∶1或文中所述任何形状因子值的高岭土。
本发明的另一方面是要提供一种浆料，这浆料包含一种具有形状因子大于70∶1的高岭土和一种稳定剂。在一种实施方案中，高岭土可能具有的形状因子至少约为80∶1，或文中所述任何形状因子值。
已知本技术领域内的许多稳定剂可用于上述浆料。在一种实施方案中，稳定剂包含羧甲基纤维素。在另一个实施方案中，稳定剂可能包含蒙脱石粘土。在另外的又一实施方案中，稳定剂可能包含膨润土。在另外还有一实施方案中，稳定剂可能包含锂蒙脱石。
在一种实施方案中，稳定剂在浆料中的含量范围为每吨干高岭土约含4磅到每吨干高岭土约含10磅。
在一种实施方案中，浆料含有的固体颗粒含量大于约45％，例如固体颗粒含量范围约为50％～约60％。
分散剂可选自本技术领域内公认的任何可用于纸用涂料或纸用填料组合物的分散剂。合适的分散剂对于本领域内的技术人员来讲是显而易见的。分散剂可选自聚电解质类例如聚丙稀酸酯类和包含聚丙稀酸酯类的共聚合物类，，尤其是丙稀酸酯盐类(例如非必须地含有基团II金属盐的钠和铝)，六偏磷酸钠，非离子多元醇，多磷酸，缩聚磷酸钠，非离子表面活性剂，烷醇胺和通常用于起本功能的其它试剂。
本发明的高岭土可以用作本发明的纸用涂料和纸用填料中的底色颜料。另一方面，上面所述的超扁平型高岭土可以和另外的颜料相结合。用于本发明的组合物中的辅助颜料可选自本技术领域内公认的任何颜料。颜料可选自其它高岭土，煅烧型高岭土，天然或沉积碳酸钙，二氧化钛，硫酸钙，白色颜料，滑石粉，或其它塑性颜料。按照本发明的一种实施方案，颜料可能是TiO2。在本发明的标准组合物中，TiO2含量范围为0～30份，例如5～20份或10～20份。
如果交联剂用于供本发明使用的涂料或颜料组合物中，交联剂的含量通常多达5重量％。任何本技术领域内公认的交联剂均可使用。合适的交联剂包括但不限于乙二醛，三聚氰胺一甲醛树脂，碳酸铵锆和其混合物。
如果水助留剂用于供本发明使用的涂料或颜料组合物中，水助留剂含量通常多达2重量％。任何本技术领域内公认的水助留剂均可使用。合适的水助留剂包括但不限于羧甲基纤维素钠，羧乙基纤维素，PVA(聚乙酸乙烯酯)，淀粉，蛋白质，聚丙稀酸酯，树胶，海藻胶质，聚丙稀酰胺膨润土和其它用于这种用途的市场上买得到的销售产品。
如果粘度改进剂或增稠剂用于本发明的涂料或颜料组合物中，通常其含量多达2重量％。任何本技术领域内公认的增稠剂或粘度改进剂均可使用。合适的粘度改进剂或增稠剂包括但不限于聚丙稀酸酯，乳液共聚物，二氰基胺，三元醇，聚氧化乙烯醚，尿素，硫酸盐化蓖麻油，聚乙稀吡咯烷酮，蒙脱石，CMC(羧甲基纤维素)，HEC(羧基乙基纤维素)和其混合物。
如果润滑/砑光助剂用于本发明的涂料或填料组合物中，通常其含量多达2重量％。任何本技术领域内公认的润滑或砑光助剂均可使用。合适的润滑或砑光助剂包括但不限于硬脂酸钙，硬脂酸胺，硬脂酸锌，蜡乳剂，蜡，烷基稀酮二聚体，二醇，和其混合物。
如果防沫剂或消泡剂用于本发明的涂料或填料组合物中，通常其含量多达1重量％。任何本技术领域内公认的防沫剂或消泡剂均可使用。合适的防沫剂或消泡剂包括但不限于以下物质：表面活性剂，磷酸三丁酯，脂肪聚氧化乙烯酯加脂肪醇，脂肪酸皂，硅氧烷乳剂和包含各种组合物的其它硅氧烷，蜡，和矿物油中含的无机颗粒等以上物质之混合物，乳化烃和其它市场上有销售的用于本用途的化合物之混合物。
如果干或湿抗撕(Pick)改进剂用于本发明的涂料和填料组合物，通常其含量多达2重量％。任何本技术领域内公认的干或湿抗撕改进剂均可使用。合适的干或湿抗撕改进剂包括但不限于蜜胺树脂，聚乙烯乳剂，脲醛，三聚氰胺一甲醛，聚酰胺，硬酯酸钙，苯乙烯一顺丁稀二酸酐，和其混合物。
如果干或湿抗擦改进剂和抗磨剂用于本发明的涂料和填料组合物，通常其含量多达2重量％。本技术领域内公认的干或湿防磨改进和耐磨剂均可使用。合适的干或湿防磨改进和耐磨剂包括但不限于乙二醛基树脂，氧化聚乙烯，蜜胺树脂，脲醛，三聚氰胺一甲醛，聚乙烯蜡，硬酯酸钙和其混合物。
如果光泽——油墨——保持剂用于本发明的涂料和填料组合物，通常其含量多达2重量％。任何本技术领域内公认的光泽——油墨——保持剂均可使用。合适的光泽——油墨——保持剂包括但不限于氧化聚乙烯，聚乙烯乳剂，蜡，酪蛋白，瓜尔豆胶，CMC，HMC，硬酯酸钙，硬酯酸铝，藻酸钠和其混合物。
如果光学增光剂(OBA)和荧光增白剂(FWA)用于本发明的涂料和填料组合物，通常其含量多达1重量％。任何本技术领域内公认的光学增光剂(OBA)和荧光增白剂(FWA)均可使用。合适的光学增光剂(OBA)和荧光增白剂(FWA)包括但不限于芪衍生物。
如果染剂用于本发明的涂料和填料组合物，通常其含量多达0.5重量％。任何本技术领域内公认的染剂均可使用。
如果杀菌灭藻/防腐剂用于本发明的涂料和填料组合物，通常其含量多达1重量％。任何本技术领域内公认的杀菌灭藻/防腐剂均可使用。合适的杀菌灭藻/防腐剂包括但不限于偏硼酸盐，十二烷基磺酸钠，硫氰酸盐，有机硫，苯甲酸钠，和市场上销售的用作本用途的其它化合物，例如由卡尔根(Calgon)公司销售的杀菌灭藻聚合物系列产品。
如果匀染剂用于本发明的涂料和填料组合物，通常其含量多达2重量％。任何本技术领域内公认的匀染剂均可使用。合适的匀染剂包括但不限于非离子多元醇，聚乙烯乳剂，脂肪酸，酯和醇的衍生物，硬脂酸钙和市场上有销售的用作本用途的其它化合物。
如果抗油脂和抗油添加剂用于本发明的涂料和填料组合物，通常其含量多达2重量％。任何本技术领域内公认的耐润滑脂和耐油添加剂均可使用。合适的耐润滑脂和耐油添加剂包括但不限于氧化聚乙烯，胶乳，SMA(苯乙烯一顺丁稀二酸酐)聚酰胺，蜡，海藻胶质，蛋白质，CMC，HMC和其混合物。
如果抗水添加剂用于本发明的涂料和填料组合物，通常其含量多达2重量％。任何本技术领域内公认的耐水性添加剂均可使用。合适的耐水性添加剂包括但不限于氧化聚乙烯，铜树脂阴离子胶乳，聚氨基甲酸酯，SMA，乙二醛，蜜胺树脂，尿醛，三聚氰胺一甲醛，聚酰胺，乙二醛类，硬脂酸盐和市场上买得到的用作本用途的其它物质。
如果不溶粘剂用于本发明的涂料和填料组合物，通常其含量多达2重量％。任何本技术领域内公认的不溶粘剂均可使用。
被填充或被涂敷的基质可选自任何本技术领域内公认的纤维基质，用于本发明的基质包括木质和非木质基质二种。本发明的典型基质是纸。
本发明可用于生产所有品级的纸，从超轻质涂料纸到涂料或填料纸板。
轻质涂料纸，或LWC纸通常在纸的二面被涂敷到约5g.m-2～约13g.m-2的重量，而涂料纸每单位面积的总重通常在约49g.m-2～约65g.m-2范围内。
LWC纸通常用作印刷杂志，目录表和广告材料。涂料纸要求满足一些表面光泽和平滑度标准。举例来说，通常要求纸具有的光泽值至少约为32和直到约60TAPP1单位和Parker Print Surf值范围约为0.5～约1.6μm。
超轻质涂料纸，或ULWC纸，有时另称轻轻质涂料纸，或LLWC纸，这种纸用于目录表和用于刊载广告和通过邮件邮寄广告材料，以降低邮资。纸每一面上的涂料重量范围通常约为2g.m-2～约7g.m-2，而涂料纸每单位面积的总重范围通常约为25g.m-2～约48g.m-2。
涂料纸和其它纸板的制造方法被广泛宣传并是众所周知的。举例来说，可参阅1994年5月的纸浆和纸国际，P.18及以下。可以在纸板成形机上涂敷纸板，亦即“在机”涂敷，或者可以在涂敷机上涂敷纸板，亦即“离机涂敷”。任何本技术领域内公认的涂敷方法均可用来生产本发明的涂料纸板。按照一种实施方案，通过涂敷器将涂料涂敷到纸板上，而测量装置保证涂料组合物以恰当的量进行涂敷。当涂敷器涂敷的涂料组合物过量时，测量装置是涂层器的下游。另一方面，利用测量装置，例如薄膜压力计，可以给予涂敷器精确量的涂料组合物。在涂敷纸板时，纸板可由支承辊支承，或可仅靠承受的张力。
可以供本发明使用的已知涂敷器的实施例包括但不限于空气刮板式涂敷器，叶片式涂敷器，棒式涂敷器，杆式涂敷器，多头涂敷器，滚筒式涂敷器，滚筒/叶片涂敷器，箱式涂敷器，液力涂敷系统，可逆式滚筒涂敷器，抗压式涂敷器和幕帘式涂敷器。
本发明可用来生产供印刷用的涂料纸。任何本技术领域内公认的印刷方法均可和本发明的涂料纸一起使用。合适的印刷技术对于本领域的技术人员来说是显而易见的。本发明采用的印刷技术包括但不限于轮转凹板印刷术，胶版印刷术，或曲面印刷术。轮转凹板印刷术包括采用雕刻或蚀刻用圆筒作为图象载体。图象区被蚀刻或雕刻，在非图象区下面呈极小的凹孔形式。圆筒浸入油墨中，过量的油墨被叶片刮去。当基质接触印刷用圆筒时，油墨转移，形成图象。胶版印刷术是一种间接印刷术，其中首先将压力板上的油墨图象转移到橡皮覆盖层上，橡皮覆盖层本身又将油墨印到压力纸板上。
本发明将通过以下实施例得到进一步阐明，这些实施例规定为纯粹是本发明的典型实施例。
实施例
实施例1
本实施例阐明一种精制高岭土的方法，以生产出高形状因子的高岭土，亦即，形状因子大于或等于70，或者用作干高岭土或者用作高岭土浆料，通过加入额外的水和羧甲基纤维素(一种增稠剂)能稳定上述浆料。“稳定浆料”指的是，在长时间内，高岭土不会明显地从溶液中沉淀出来。可以预期添加额外的水已能形成较小的稳定浆料。通过加入CMC(羧甲基纤维素)增稠剂，在降低浆料固体颗粒的同时，形成了稳定浆料。实施稳定的方法如下：
1，用水将该产品与少量的分散剂例如35/65Mill Chem进行再搅拌，这35/65Mill Chem是无水碳酸钠和聚丙稀酸酯的混合物，
2，加入大约8磅/吨的CMC以增稠和使稳定。
3，加入杀菌灭藻剂以防止与CMC发生细菌性交互影响。
图1是制造高形状因子的高岭土的方法的生产流程简图。将佐治亚产天然粗高岭土用水进行搅拌，除砂，并经受磁力分离处理。在用砂进行了首次碾碎研磨步骤之后，产品被分级，将粗组分和细组分分离。粗组分经受第二次碾碎研磨步骤，接着进行浸出和过滤。干高岭土可通过在喷射干燥器中干燥的办法制得，反之可制得高岭土浆料，例如进一步包含CMC，杀菌灭藻剂和分散剂的浆料。
  方法所制得的产品   从首次碾碎研磨后提取的粗组分   从第二次碾碎研磨后提取的粗组分   浸出处理之后**   喷射干燥处理之后
  ％固体颗粒
  比重   1.26
  吨   8.9   4.56
  pH   7.3
  光亮度   86
  L   94.27
  a   -0.2
  b   2.6
  TiO2   0.612
  Fe2O3   0.44
  布氏粘度(Brookfield)*   180
  赫氏粘度(Hercules)*   450
  派纳西   74.7   99.8   99.9   93
  PSD＜2m   39.3   56.9   56.5   56.0
  ＜1m   23.1   36.1   36.6
  ＜.5m   12.9   20.5   20.0
  ＜.25m   6.8   10.0   11.0
  回收率   100％   99.0％   98.0％   99.0％
*(60％固体颗粒)
**2磅/吨连二硫酸钠。
实施例2
图2是用于制备高形状因子高岭土方法的生产流程图，将佐治亚天然高岭土用水进行搅拌和除砂步骤，随后进行磁力分离和首次碾碎研磨步骤。然后产品被分级，使粗组分经受第二次碾碎研磨步骤，接着再次进行分级，以获取一种70％颗粒具有的esd小于2μm的产品。接着对产品进行浸出和过滤处理，随后形成或者是干高岭土产品或者是浆料。
  方法产品   从首次碾碎研磨后提取的粗组分   从第二次碾碎研磨后提取的粗组分   浸出处理之后**   喷射干燥处理之后
  ％固体颗粒   33.6％   25.5％   52.1％   1.2％
  比重   1.262   1.184
  吨   8.9   3.58
  光亮度   87.2   87.44
  L   95.17
  a   -0.18
  b   2.77
  TiO2   0.613
  Fe2O3   0.419
  布氏粘度*   160
  赫氏粘度*   480
  派纳西   74.7   97.4   87.4
  PSD＜2m   39.3   69.7   69.1
  ＜1m   23.1   48.0
  ＜.5m   12.9   28.4
  ＜.25m   6.8   15.0
  回收率   100％   57.3％   98.0％   99.0％
*(60％固体颗粒)
**2磅/吨连二硫酸钠。
实施例3
本实施例提供对佐治亚天然高岭土用水进行搅拌和除砂的另一种方法，如生产流程图3所示。在选择性絮凝后，使高岭土经受磁力分离处理。从粒径分级离心分离机获取的粗组分，在首次碾碎研磨步骤之前，，将其添加到高岭土中。在粒径分级之后，使粗组分经受第二次碾碎研磨步骤，随后进行浸出和过滤处理，从而生产出高形状因子的产品。
  方法产品   研磨机进料   研磨机产品   粗组分   浸出之后**   喷射干燥   伯德杂质分离器
  ％固体颗粒   32.7   32.1   29.6   43.9   96.2   54.1
  光亮度   84.56   85.83   85.98   87.67   87.21   82.36
  L   94.6   95.02   95.08   95.5   95.25   92.64
  a   -0.2   -0.18   -0.13   -0.22   -0.19   -0.27
  b   4.19   3.83   3.8   3.11   3.11   3.11
  TiO2   0.613   0.635   0.652   0.639   0.63   0.666
  Fe2O3   0.394   0.406   0.43   0.385   0.375   0.382
  布氏粘度*   1360
  赫氏粘度*   50rpm
  派纳西   51.6   87.1   87.1   85.8   87.1   57.8
  PSD＜2m   48   66.3   70.9   69.3   69.7   35.8
  ＜1m   27.2   44.2   49.2   46.9   47.4   20.4
  ＜.5m   13.6   24.3   28.3   26.3   26   10.1
  ＜.25m   4.8   7.8   10.6   10   11.6   2.7
  回收率   99％   88.1％   98％   99％   11.9％
*(60％固体颗粒)
**5磅/吨连二硫酸钠
实施例4
图4是阐明利用按实施例1的方法制备的粗组分高岭土制造隔离涂层颜料的方法的生产流程图，其中隔离涂料包含具有形状因子至少约90∶1的高岭土。5加仑的超扁平型粗组分高岭土可按照本发明前面所述实施方案之一获得。浆料被调整到固体颗粒含量为35％。加入1磅/吨C-211，如果有必要可以加入更多的。使这一批料经受砂研磨，以便将使具有粒径小于2μm的颗粒的百分率增加24％～26％。使用3600mL砂和1800mL的粘土滑泥。在最终的浆料中，至少55％的固体颗粒具有小于2μm的粒径
浆料在325筛孔号筛子上过筛并利用硫酸将其絮凝到pH＝3。在经过滤之后，用水将滤饼与SAPA(一种35％的聚丙稀酸钠和65％的无水碳酸钠的混合物)再次进行搅拌至pH＝6.5。有些重经搅拌的滤饼被喷射干燥并将其重新加到滑泥中，以便制造出一种具有固体颗粒含量为58％～60％的浆料，但这浆料可以非必须固体颗粒低至50％或甚至45％。下表提供了最终产品的粒径分布和形状因子值。
  光亮度GE     85.79
  pH     7.2
  325m滤渣     0.0071
  PSD％＜10μm     97.2
  PSD％＜5μm     86.5
  PSD％＜2μm     56.0
  PSD％＜1μm     35.4
  PSD％＜.5μm     18
  PSD％＜.25μm     9.7
  PSD％＜.1μm     4
  布氏粘度，使用#2测量杆时     79
  赫氏粘度rpm@18，达因     400
  粘度：固体颗粒％     59.2
  派纳西(形状因子)     92
高岭土试样A--C被用作润滑脂和油的隔离特性试验。试样A和B是已知高岭土产品，而试样C是按照实施例1的方法制备的高岭土产品。隔离涂料利用这些高岭土产品按本实施例所述制得。
    试样A—对照产品     试样B—对照产品     试样C—发明产品
  PSD％＜2μm     82.4     89.9     56.0
  派纳西—形状因子     35     58.9     92
利用圆筒式实验室涂敷器将隔离涂料涂敷到60g/m2的无纤维基纸板上。这涂料包含高岭土，碳酸钙，胶乳，硬脂酸钙，和粘度改进剂。在上表中可以找得高岭土的物理特性。隔离涂料在同一纸试样上进行了二次涂敷。涂料纸试样在实验室用砑光机上进行精磨。
根据TAPP1程序T559pm-96应用3M成套器具试验法和根据TAPP1程序T509cm-85抗油和抗油脂性(OGR)对砑光纸试样进行评价。应用这些试验方法时，应用3M成套器具，较高的值是良好的，当作抗油和抗油脂性试验时，较低的值是良好的。
3M成套器具试验被发展来确定含氟化学处理纸的效率。该试验包括使这纸浸于一系列的溶液中，这溶液含有蓖麻子油，庚烷，和甲苯。在这成套器具试验中有12份不同含量的溶液。当成套器具含量增加时，溶剂的比例较大。
OGR试验包括使涂料纸试样浸于合适的油或含有化合物的油中长达设定的时间。对渗透过涂料纸试样并被吸收在底层吸油纸上的油的量进行量化测定。从OGR获得的试验值表示被油覆盖的吸油纸的百分率。所以要优选较低的值。OGR值3和更小表示是十分令人满意的产品。
  3M成套器具(涂料)       OGR
试样编号     平整的     皱的   平整的   皱的
试样A     ＞12     ＜3   9   17
试样B     ＞12     ＜3   11   21
试样C     ＞12     ＜3   3   5
从上表可知，本发明的试样与现有技术的高岭土相比具有较强的隔离特性。可以认为上述结果是由于本发明的高岭土具有高的形状因子和大的板横断面造成的。
实施例5
实施例5阐明了应用本发明的高岭土组合物作为纸用涂料的组分。纸用涂料的组成由在100份颜料基础上加上14份道(Dow)692胶乳粘结剂，4份普鲁科特(Procote)蛋白质粘结剂，1.1份迪斯贝克斯(Dispex)聚丙稀酸酯分散剂，按下表中所指出的值加入的TiO2和高岭土构成。
涂料   A   B   C   D   E   F   G
颜料
现有技术的高岭土   70   --   --   --   --   --   --
发明产品高岭土1   --   70   85   100   --   --   --
发明产品高岭土2   --   --   --   --   70   85   100
TiO2   30   30   15   --   30   15   --
迪斯贝克斯   0.1   0.1   0.1   0.1   0.1   0.1   0.1
道692   14   14   14   14   14   14   14
普鲁科特   4   4   4   4   4   4   4
pH   8.5   8.5   8.5   8.5   8.5   8.5   8.5
布氏粘度，测量杆(Spindle)#2
cps@10 rmp   156   96   128   244   60   100   384
cps@20 rmp   108   68   102   156   48   74   244
Cps@50 rmp   74   60   72   102   49   63   152
Cps@100 rmp 72 63 70 96 53 70 154
高岭土特性示于下表中：
    现有技术的高岭土     发明产品高岭土1     发明产品高岭土2
    光亮度     90     91     92
    2微米     91     85.6     66.7
    0.5微米     35     34.4     18.1
    形状因子     15     107     141
    表面面积     15     15.9     11.3
    陡度     45     37     33
利用线绕园棒将这些组成引到基本原料上。涂敷在纤维基质上的涂料重量达到15克/米2(gsm)。涂层经空气自然干燥，光亮度和光泽利用TAPPI标准方法测定。所得结果列于下表中
  涂料   A   B   C   D   E   F   G
  颜料含量   15.3   15.1   15.2   15.2   15.4   15.4   15.3
  光亮度ISO
  平均值   65.8   69.4   64.8   54.9   68.7   66.2   57.8
  标准偏差   1.15   1.16   1.06   0.86   0.55   0.72   1.46
  标准误差   0.36   0.37   0.34   0.27   0.17   0.23   0.46
  N   10   10   10   10   10   10   10
  纸板光泽(75)
  平均值   13.0   9.4   10.9   11.2   9.5   9.1   10.1
  标准偏差   1.05   0.89   0.49   0.64   1.23   0.92   1.34
  标准误差   0.27   0.23   0.13   0.17   0.32   0.24   0.35
  N   15   15   15   15   15   15   15
本发明的试样在可接受的TiO2含量下显示出改进的光亮度，在较低的TiO2含量下显示出可比较的光亮度。参阅图5，该图绘出了上面所述的光亮度结果与TiO2含量的关系。本发明的有涂层的纸具有高的光亮度，显著地高于没有涂敷的纸的光亮度。
因此，本发明的高岭土组合物在要求高的不透明度，光亮度或散射的场合中是有效的，例如在褐色纸板涂敷应用中并可起到降低其中所要求的TiO2的数量的作用。再者，虽然本实施例阐明了应用本发明的高岭土用作纸用涂料，但这组合物也能用来涂敷需要高的光亮度或不透明度的其它的基质。
实施例6
为了试验应用本发明的高岭土用作填料，手抄纸用未漂白的天然的未经精制的牛皮纸制备。虽然本实施例与用作纸用填料有关，可以预料，本发明的高岭土也能作为高的不透明度的填料用于塑料和类似的材料。
手抄纸利用TAPPI纸板模在pH为4.5的条件下制成。纸板是利用未漂白的硬木牛皮纸在改良型长网造纸机上制成。这些状态在下表中论及。
  pH   6.75
  打浆度(CSF)(加拿大标准打浆度)   470
  在打浆之后的打浆度(CSF)   380
  伯德(Britt)细粒
  ％纤维   80.3
  ％细粒   18.9
  ％灰分   0.8
  光亮度   22.7
  导电率   1750
  莫特克(Mutek)PCD(纸上色层分布)   -340
  总的固体颗粒溶解度   2327ppm
  无机溶解度   1880ppm
手抄纸在空气中自然干燥，并对无填料的纸板，利用市场上买得到的现有技术的颜料ASTRAPLATE(可从伊梅雷斯(Imerys)公司购得)制得的纸板，以及利用上述实施例5中的发明产品高岭土2确定的组合物制成的二组试样，对它们的一系列性能进行了测定。Astraplate和发明产品2试样包括每吨2磅的助留剂，这助留剂可以是本技术领域中的一般技术人员随手可买得的任一种助留剂。
试样   1   2   3   4   5
说明 无填料 无填料   现有技术Astraplat   发明产品高岭土2   发明产品高岭土2
％灰分(450)   0.7   0.7   5.9   12.3   23.9
％灰分(900)   2.1   0.6   4.6   12.2   21.4
GSM   53.9   51.4   52.4   51.5   52.3
纸板的光亮度   19.9   20.1   22.8   29.4   38.5
不透明度   88.4   88.2   90.3   94.2   96.2
F8纸板的光散射   179   220   236   307   524
  F8吸收性   271.5   318.8   295.9   246.4   246.7
  F10纸板的光散射   208   213   241   341   481
  F10吸收性   176.1   168.7   168.3   157.6   132.7
  颜料的光散射   --   --   807   1073   1557
  格利(Gurley)孔隙率   13.22   11.23   13.97   20.25   22.25
  撕裂因子   45.4   44.6   40.2   28.6   17.2
  舍非尔德(Sheffield)平滑度   293   277   276   261   252
实施例7
填料纸采用被打浆到400加拿大标准打浆度(CSF)的漂白的硬木软木混合物，助留剂和实施例5的发明产品高岭土2制成。使pH保持为5.0。制成手抄纸并使其作空气自然干燥。测出一系列的性能。
  试样   1   2   3   4
  说明   无填料   发明产品高岭土2   发明产品高岭土2   发明产品高岭土2
  以托姆斯(Toms)表示的助留剂   1   1   1   1
  调浆箱(Headbox)中的灰分％(450)   --   7.62   21.12   28.13
  在(450)状态下的助留％   --   85   58.2   74.1
  手抄纸中的灰分％(450)   --   6.48   12.29   20.84
  克/米2(GSM)   58.6   59.2   57.5   57.4
  纸板的光亮度   83.8   85.3   85.9   86.7
  不透明度   73.9   79.5   83.1   87.2
    纸板的光散射   351   457   541   695
    吸收性   4.9   5.8   6.3   7.1
    纸板的厚度   3.839   3.851   3.788   3.736
    体积   1.66   1.65   1.67   1.65
    颜料的光散射   --   1987   1897   2002
    格利孔隙率   7.9   10.2   9.3   14.2
  舍非尔德平滑度   271293   251   244   206
正如从上表中所见，本发明的颜料的光散射(1900～2000cm2/g)，能很好地与利用煅烧型粘土所达到的光散射2500和标准填料粘土所达到的光散射1100相匹敌。
实施例8
在本实施例中，使一系列的粗组分，亦即“b-组分”粘土经受碾碎研磨，以确定哪些粘土会形成高形状因子补充剂而又保持粒径不变。对所得物质的性能进行评定以确定哪些物质在高PVC油漆组成中提供高的不透明度和低的光泽。
利用细粒(20～40磅)钙铅碳硅石研磨介质对四种物质进行了钙铅碳硅石介质研磨实验：(1)发明产品高岭土3(见0栏)，它具有粗粒，扁平特征；(2)来自伯德离心机的发明产品高岭土4，它具有粗粒，扁平特征(见0栏)；(3)佐治亚州产粘土(DBK110 Contour 100，伊梅雷斯(Imerys)公司)，一种Dry Branch产粘土；和(4)细粒径粘土(K20，伊梅雷斯(Imerys)公司)，一种早已被加工成细粒径的Kaopaque 20产品。磨碎的粘土的物理特性示于下表：
发明产品高岭土3 发明产品高岭土4
能量KWh/t 0 50  100   150  0  50  100  1560
颜色
ISO光亮度 81.5 84.7  85.7  86.5  74.7  75.7  75.4  75.7
黄色 6.9 5.8  5.6  4.8  8.3  8.7  9.1  8.9
L* 94.8 95.8  96.1  96.2  92.2  92.8  92.8  92.9
a* 0.24 -0.05  0.03  -0.13  0.77  0.62  4  0.54
b* 4.54 3.88  3.64  3.22  5.57  5.89  6.12  6.01
沉降图
＜10μm 92.5 98.9  98.7  99.5  87.6  99.2  98.7  99
＜8μm 86.9 97.8  98.6  98.8  72.6  98.5  98.3  98.4
＜5μm 86.6 91.5  96.7  97.1  64.5  96.3  96.3  96.5
＜2μm 27.5 62.9  79.1  83.1  28.3  76.7  81  83.7
＜1μm 18 41.8  59.6  64.8  19  53.3  62.6  67
＜0.75μm 14.9 33.8  50.8  57.3  16.3  44.8  55.4  59.5
＜0.50μm 11.1 23.3  35.4  43  13.1  32.3  42.3  45.6
＜0.25μm 5.8 10.1  13.7  17.2  7  15.1  17.3  18.7
＜0.10μm 1.9 4.7  3.1  5.3  1.7  5.7  4.1  5.2
d50 2.94 1.22  0.77  0.64  3.01  0.86  0.67  0.6
陡度 32 30  32  31  27  30  29  31
S.F 28.8 89  96  98.8  18.7  101  103  98.3
S.A 7.49  13.22  9.52  13.48
*陡度根据d30/d70*100求得。陡度增加表示PSD较窄。
S.F.＝形状因子
S.A.＝表面面积
  佐治亚产粘土  细粒径粘土
能量KWh/t   0  50  100  150  0  50  100  150
颜色
ISO光亮度   81.6  84.2  84.5  85  84.4  85.8  85.8  86.3
黄色   7.9  6.7  6.5  6.1  6.4  5.6  5.7  5.3
L*   95.1  95.8  95.9  96  95.8  96.1  96.1  96.2
a*   0.16  0.02  0  -0.03  0.08  0.02  0.02 -0.03
b*   5.21  4.39  4.27  4  4.17  3.67  3.7  3.48
沉降图
＜10μm   90.4  98.5  99.6  99.2  99.6  99.9  99.8  99.3
＜8μm   86.9  98.3  99  98.8  99.2  99.9  99.9  99.4
＜5μm   78.8  97.1  98  99  95.5  99.2  99  99.3
＜2μm   55.6  84.4  87.8  93.4  79.7  91.4  92  95.2
＜1μm   42.1  65.5  69  81.2  63.9  78.5  79.5  86.1
＜0.75μm   36.1  54.9  58.7  72.8  57  72.1  72.1  80.4
＜0.50μm   27.4  39.7  43.1  56.3  45.7  59  58.4  68.2
＜0.25μm   13.4  20.54  21.3  25.7  25  32.8  31.8  39.2
  ＜0.10μm   5.7   9   7.4   8.8   10.4   12.6   12.8   15.9
  d50   1.4   0.65   0.59   0.44   0.6   0.4   0.41   0.32
  陡度   19   31   33   38   25   31   32   35
  S.F   7.3   37.5   37.5   42   29.9   45.7   44.3   43.5
*陡度根据d30/d70*100求得。陡度增加表示PSD较窄。
S.F.＝形状因子
.S.A.＝表面面积
其它性能
流变学
在所有情况下，钙铅碳硅石介质研磨对流变学有小的但明显的影响。当研磨能量输入增加时，布氏和罗氏(Rotothinner)二种粘度都有增加，而高的切变(圆锥和平板)粘度不变。
抗擦和抗污斑性
正如所预料的，抗擦和抗污斑性随不透明度的增加而变差。
颜色
磨碎的发明产品高岭土3具有良好的色彩，胜于现有的细粒径粘土产品。通过对磨碎粘土漂白，还有进一步改进的可能。
结论
经轻度的钙铅碳硅石介质研磨的发明产品高岭土3能提供含有高形状因子的粗粒粘土的产品，从而产生出光泽和显著改进的不透明度相结合的结果。这些结果反映了小批量物质的性能。磨碎得更甚的发明产品高岭土3可能具有高形状因子的细粒粘土，从而产生大的不透明度改进，但以增加光泽为代价。这一类产品可以替代组成中的煅烧型粘土，此处高抗擦性被认为是不重要的。
不透明度和光泽
图6表示在高级PVC组成中磨碎粘土的不透明度和光泽。这粘土是经细粒钙铅碳硅石介质研磨制成。研磨能量由图上每个点的大小表明。图上标明了提供作比较的某些标准粘土(苏普里米(Supreme)和格洛马克思(Glomax)LL*，它们全都是伊梅雷斯(Imerys)公司的粘土产品)。
发明产品高岭土3
50kwh/t磨碎的发明产品高岭土3的次品产生了明显的不透明度高和光泽低相结合的结果。
100kwh/t磨碎的发明产品高岭土3在产生高光泽的同时不透明度也高。
其它原料
发明产品高岭土4具有差的色彩，其不透明度相当大的部分是由于被吸收而不是光散射。它们还被研磨成比发明产品高岭土3更细的粒径，从而导致有较高的光泽。
通过用钙铅碳硅石介质研磨细粒径粘土原料的方法使不透明度增加1.5单位是能达到的。采用磨碎的佐治亚产粘土能得到类似的不透明度。对于这些物质，任何不透明度的增加总是伴随着光泽的增加，这是由于粒径下降引起的。
美国产的各种粘土的化学和矿物学分析列于下表。
用于实施例8的化学和矿物学分析。
  发明产品高岭土3 发明产品高岭土4   佐治亚产粘土   细粒径粘土
    XRF(x射线荧光检查法)分析
    SiO2   45.08 44.93   46.51   46.49
    Al2O3   39.54 38.91   37.79   37.91
    Fe2O3   0.29 0.61   0.33   0.44
    TiO2   0.89 1.42   1.24   1.05
    CaO   0.05 0.01   0.05   0.05
    MgO   ＜.01 0.02   0.04   0.05
    K2O   0.23 0.56   0.04   0.05
    .Na2O   0.14 0.21   0.09   0.09
    L.O.I(杂质限度   13.79 13.33   13.91   13.88
    XRD(x射线衍射检查法)分析
    高岭土   98 94   99   98
    云母   2   6   1   2
    石英   ＜0.5   ＜0.5   0   0
    长石   0   0   0   0
图7是d50与形状因子的关系曲线图。对于这四种原料的每一种，用钙铅碳硅石介质研磨会导致粘土的形状因子增加，平均粒径下降。从图7可见，发明产品高岭土3和发明产品高岭土4产生最大的形状因子。发明产品高岭土4具有颜色欠佳的缺点和ISO光亮度为75.7。
实施例9
应用普通的高PVC油漆组成对实施例8的磨碎产品进行了一系列的油漆试验，作为示例列于下表：
                     简化的无光泽油漆的组成
    重量％     重量/磅/美国加仑
蒂白尔(Tipure)R706TiO2     9.0     1.11
补充剂     10.0     1.23
二甘醇-乙醚120     30.0     3.70
迪斯贝克斯N40     0.35     0.04
卡尔康(Calgon)S     0.05     0.01
氨0.880     0.15     0.02
纳托沙(Natrosol)250MBR     0.3     0.04
诺科(Nopeo)NXZ     0.3     0.04
普鲁克尔(Proxel)GXL     0.1     0.01
丙二醇     2.0     0.25
得克萨诺(Texanol)     1.4     0.17
阿克罗南(Acronal)290D胶乳     13.0     1.60
普里马(Primal)TT935     0.8     0.10
水     32.55     4.02
总计＝     100.00
％PVC     74.09
比重g/cm3     1.479
固体颗粒重量％     56.25
固体颗粒vol％     34.35
不透明度，光泽，抗污斑性，BS擦损量和抗泥裂性它们的值表明在下表。
作为补充剂的经钙铅碳硅石介质研磨的美国产粘土的组成
油漆编号 154   159   160   161   162   163
补充剂 Supreme   G.F.C.**   G.F.C.   G.F.C.   I.K.4*   I.K.4
功/KWh/t --   50   100   150   50   100
布氏粘度，泊
@1r.p.m. 2960   1250   1340   1580   1160   1270
@10r.p.m. 430   202   214   239   182   213
@100r.p.m. 65.4   42.2   42.5   44.7   40   43.8
罗氏粘度，泊 12.1   9.7   9.9   10   10.4   10.6
圆锥和平板，泊 1.4   1.2   1.2   1.2   1.3   1.3
不透明度@20m2/l 90.3   90.1   90.2   90.8   92.7   93.0
S，mm-1 78.2   76.1   76.6   80.3   90.1   92.0
K，mm-1 0.3   0.4   0.4   0.4   0.7   0.7
光泽@60° 3   3.3   3.3   3.2   2.9   2.9
光泽@85° 3.4   3.3   3.7   3.7   3.7   3.9
L* 96.39   96.22   96.25   96.28   95.39   95.34
a* -0.68   -0.39   -0.38   -0.4   0.03   0.05
  b*   2.21   3.38   3.37   3.24   3.78   4
  抗污斑性，％   83.4   80.6   79.2   80.0   72.9   73.4
  BS摩擦损失量，mg cm-1   5.80   6.24   6.26   6.34   8.14   8.17
  抗泥裂性，μm   1500   1350   1350   1500   1500   1400
*1.K.4＝发明产品高岭土4
**G.F.C＝佐治亚产粘土
BS摩擦损失量，100次循环，7天
油漆编号 164  165  155  156  157  158
补充剂 I.K.3  I.K.3  F.P.S.C.*  F.P.S.C.  F.P.S.C.  F.P.S.C.
功/KWh/t 50  100  0  50  100  150
布氏粘度，泊
@1r.p.m. 1220  1370  1190  1470  1520  1730
@10r.p.m. 189  210  209  249  246  277
@100r.p.m. 42  43.5  44.6  45.8  46  50.5
罗氏粘度，泊 10.2  10.3  10  10.4  10.4  10.6
圆锥&平板，泊 1.2  1.3  1.3  1.3  1.2  1.3
不透明度@20m2/l 90.9  92.0  89.3  90.8  90.6  90.9
S，mm-1 81.9  89.6  71.7  80.0  79.0  81.1
K，mm-1 0.3  0.3  0.4  0.4  0.4  0.4
  光泽@60°   3.3   3.3   3.2   3   3.3   3.1
  光泽@80°   2.9   3.8   2.8   3.6   3.5   3.5
  L*   96.71   96.86   96.19   96.32   96.32   96.4
  a*   -0.43   -0.44   -0.41   -0.42   -0.42   -0.37
  b*   2.62   2.48   3.25   3.03   3.05   2.96
  抗污斑性，％   73.3   72.3   82.5   80.1   81.9   82.5
  BS摩擦损失量，mg cm-1   7.19   7.96   5.66   6.67   6.58   7.02
  抗泥裂性，μm   1350   1500   1350   1050   1500   1150
1.K.3＝发明产品高岭土3
*F.P.S.C.＝细粒径粘土
在所有情况下，利用钙铅碳硅石介质进行研磨对流变学有小的但明显的影响。当研磨能量增加时，布氏和罗氏二种粘度也增加，而高的切变(圆锥和平板)粘度则不变。
当光亮度增加时，抗擦和抗污斑性变差。
发明产品高岭土3有上佳的色彩，比起现有细粒径粘土产品要更好些。
实施例10
图8是一种用来将二种粗组分结合，随后进行浸出和过滤，并加入稳定剂，从而制造出一种稳定的高固体颗粒的浆料的方法的生产流程简图，其中的稳定剂例如羧甲基纤维素或一种蒙脱石粘土(亦即，膨润土，锂蒙脱石，蒙脱石，等)。为了举例说明这方法，将实施例9的发明产品用水与65/35SAPA(苏打灰分/聚丙稀酸钠)分散剂进行搅拌使pH达6.5，提取二份容量大小为手提式桶(tote size)的试样(～250～300加仑)。这二桶产品试样各自用杀菌灭藻剂(1磅/公吨干的普鲁克尔(Proxel)进行处理，然后再用8磅/公吨干的羧甲基纤维素PE-30EX进行处理。试样1中的固体颗粒的最终含量是52％和试样2中的固体颗粒的最终含量是49.6％。利用2号测量杆在20rpm下测量试样1和2的初始赫氏粘度和分别测得为30cps和18cps。在4400rpm，pH7.2下测得的试样1的初始赫氏粘度为8.5达因，在pH7.0下测得的试样2的初始赫氏粘度为5.0达因。
其次，测量浆料稳定持续时间并将结果示于下表中。将每份1品脱的试样放在一边，让其澄清一段要求的时间，在此之后，利用“T”杆在1/2rpm下测量每一份试样的顶部和底部的布氏粘度。如果浆料不稳定，可以预计，所测粘度在整个时间内上升到最大值约400,000。
试样测量位置  0天  14天  21天  28天
试样1—顶部  6,800  16,000  15,200  14,000
试样1—底部  6,800  18,000  22,400  21,200
试样2—顶部  6,000  14,400  14,400  14,000
试样2—底部  6,000  14,800  16,400  17,600
在28天的试验周期束时，每份1品脱的试样都将经受倾倒试验，让其倾倒并使其倒出需时1分钟。可以看到在此时间内大约93.4％的试样1和94.9％的试样2从容器中倒出，这说明了试样的连续流动性。对每个整桶(～250～300加仑)试样1和试样2进行的类似试验结果获得分别为99.7％和99.2％的灌注率。正如倾倒试验结果和上表可见，CMC稳定浆料基本上是稳定的，从利用CMC的方法制得的制品导致浆料中固体颗粒有效下降这一事实看，这种稳定是意想白不到的。通常这种方法应该对于具有以下固体颗粒含量的浆料来说是有效的，例如含量范围大于约45％，在约45％～约60％之间或甚至含量范围为约50～约60％。
除非另有所指，在说明书和权利要求书中所使用的所有表示配料用量的数字，反应条件，等等均被理解为在一切情况下都用术语“大约”来修正。因此，除非指出有相反的意思，在说明书和附后的权利要求书中提及的数值参数均是近似值，它们可以改变，取决于探索利用本发明获取所要求的性能。
根据本说明书所考虑的，本发明的其它实施方案对于本技术领域的那些技术人员来说将是显而易见的。根据文中说明书所考虑的和本发明公开的实践，本发明的其它实施方案对于本技术领域的那些技术人员来说将是显而易见的。意图是将说明书和实施例认为只是示范性的，而本发明的真正的精神实质由下面的权利要求书表明。

Claims (64)

1.一种包含形状因子至少为约70∶1的高岭土的组合物。
2.权利要求1的组合物，其中高岭土具有的形状因子至少约为80∶1。
3.权利要求1的组合物，其中高岭土具有的形状因子至少约为90∶1。
4.权利要求1的组合物，其中高岭土具有的形状因子至少约为100∶1。
5.一种涂料组合物，它包含：
具有形状因子至少约为70∶1的高岭土；
粘结剂；和
非必须的分散剂。
6.权利要求5的组合物，它进一步包含一种添加的颜料。
7.权利要求6的组合物，其中添加的颜料是TiO2。
8.权利要求7的组合物，其中所述组合物具有的高岭土与TiO2之比小于约85∶15重量份。
9.一种包含形状因子至少约为70∶1的高岭土的填料。
10.权利要求9的填料，其中高岭土具有的形状因子至少约为80∶1。
11.权利要求9的填料，其中高岭土具有的形状因子至少约为90∶1。
12.权利要求9的填料，其中高岭土具有的形状因子至少约为100∶1。
13.一种制造带涂料的纸的方法，该方法包括：
将包含一种填料的纸用涂料组合物涂敷纤维基质，这种填料包含具有形状因子至少约为70∶1的高岭土。
14.权利要求13的方法，其中高岭土具有的形状因子至少约为80∶1。
15.权利要求13的方法，其中高岭土具有的形状因子至少约为90∶1。
16.权利要求13的方法，其中高岭土具有的形状因子至少约为100∶1。
17.一种制造带填料的纸的方法，该方法包括：
提供纤维基质；
将具有形状因子至少约为70∶1的高岭土添加到所述基质中。
18.权利要求17的方法，它进一步包含添加一种助留剂。
19.权利要求17的方法，其中高岭土具有的形状因子至少约为80∶1。
20.权利要求17的方法，其中高岭土具有的形状因子至少约为90∶1。
21.权利要求17的方法，其中高岭土具有的形状因子至少约为100∶1。
22.一种带涂料的纸，它包括：
纤维基质；和
涂在所述基质上的包括具有形状因子至少约为70∶1的高岭土的涂料。
23.权利要求22的方法，其中高岭土具有的形状因子至少约为80∶1。
24.权利要求22的方法，其中高岭土具有的形状因子至少约为90∶1。
25.权利要求22的方法，其中高岭土具有的形状因子至少约为100∶1。
26.一种改进纸的隔离性能的方法，该方法包括：
利用包括具有形状因子至少约为70∶1的高岭土的涂料组合物涂敷纤维基质。
27.权利要求26的组合物，其中所述涂料进一步包括一种粘结剂。
28.权利要求27的方法，其中所述粘结剂是胶乳粘结剂。
29.权利要求27的方法，其中所述粘结剂的用量范围约为40重量％～约50重量％。
30.权利要求26的方法，其中高岭土具有的形状因子至少约为80∶1。
31.权利要求26的方法，其中高岭土具有的形状因子至少约为90∶1。
32.权利要求26的方法，其中高岭土具有的形状因子至少约为100∶1。
33.一种精制高岭土的方法，该方法包括：
提供高岭土浆料；
碾碎研磨高岭土浆料；
采用离心分离法从浆料中提取粗粒径组分；和
碾碎研磨粗粒径组分，从而形成具有形状因子至少约为70∶1的高岭土产品。
34.权利要求33的方法，其中高岭土浆料包含纯天然的高岭土或是纯天然的和从离心机引出的粗粒径组分的混合物。
35.权利要求33的方法，其中高岭土产品具有的形状因子范围约为70∶1～约140∶1。
36.权利要求33的方法，其中高岭土产品具有的形状因子范围约为80∶1～约100∶1。
37.权利要求33的方法，其中高岭土浆料在碾碎研磨之前进行了预选。
38.权利要求33的方法，其中高岭土浆料在碾碎研磨之前进行了除砂。
39.权利要求33的方法，其中高岭土浆料包括用水搅拌—除砂—光亮度预选的浆料。
40.权利要求33的方法，其中提取的粗粒径组分包含的高岭土颗粒中80～95重量％的颗粒具有的等效球体直径，esd小于2μm。
41.权利要求33的方法，其中经碾碎研磨粗粒径组分而获得的高岭土产品包含的颗粒具有的esd范围为0.2μm～1.7μm.。
42.权利要求33的方法，其中经碾碎研磨粗粒径组分而获得的高岭土产品包含的颗粒具有的形状因子值范围为80∶1～110∶1.。
43.权利要求33的方法，其中高岭土产品具有的形状因子至少约为80∶1。
44.权利要求33的方法，其中高岭土产品具有的形状因子至少约为90∶1。
45.权利要求33的方法，其中高岭土产品具有的形状因子至少约为100∶1。
46.一种用于油漆的包含高岭土的补充剂，该补充剂采用如下方法制备，这方法包括：
提供高岭土浆料，该浆料包含纯天然高岭土或者是纯天然的和从离心机引出的粗粒径组分的混合物；
碾碎研磨高岭土浆料；
用离心分离方法从浆料中提取粗粒径组分；和
碾碎研磨粗粒径组分，从而生产出具有形状因子至少约为70∶1的高岭土产品。
47.权利要求46的补充剂，其中高岭土产品具有的d50范围为0.1μm～～2.0μm。
48.权利要求46的补充剂，其中高岭土产品具有的d50范围为0.5μm～1.5μm。
49.权利要求46的补充剂，其中高岭土产品具有的形状因子范围约为80∶1～约100∶1
50.权利要求46的补充剂，其中高岭土产品具有的形状因子至少约为80∶1
51.权利要求46的补充剂，其中高岭土产品具有的形状因子至少约为90∶1
52.权利要求46的补充剂，其中高岭土产品具有的形状因子至少约为100∶1
53.一种隔离涂料组合物，它包含一种浆料，这种浆料含有形状因子至少约为70∶1的高岭土，浆料中的固体颗粒含量范围约为45％～约70％。
54.权利要求53的隔离涂料组合物，其中高岭土具有的形状因子至少约为80∶1
55.权利要求53的隔离涂料组合物，其中高岭土具有的形状因子至少约为90∶1
56.权利要求53的隔离涂料组合物，其中高岭土具有的形状因子至少约为100∶1
57.一种浆料，这浆料包含一种具有形状因子大于70∶1的高岭土和一种稳定剂。
58.权利要求57的浆料，其中所述稳定剂包括羧甲基纤维素。
59.权利要求57的浆料，其中所述稳定剂包含一种蒙脱石粘土。
60.权利要求57的浆料，其中所述稳定剂包括膨润土。
61.权利要求57的浆料，其中所述稳定剂包括锂蒙脱石。
62.权利要求57的浆料，其中所述稳定剂在浆料中的含量范围为每吨干高岭土约含4磅到每吨干高岭土约含10磅。
63.权利要求57的浆料，其中所述浆料含有的固体颗粒含量大于约45％。
64.权利要求57的浆料，其中所述浆料含有的固体颗粒含量范围约为50％～约60％。
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