沉淀碳酸鈣在涂布中的應(yīng)用

一、PCC與涂布用PCC的制造

碳酸鈣是除了石英外地球表面最普遍的礦物。它以三種不同的礦物形式存在:方解石、霰石和 Vaterite。方解石是最普遍的自然形態(tài);霰石和 Vaterite是亞穩(wěn)定的并將不可逆地轉(zhuǎn)換成方解石。由于碳酸鈣可結(jié)晶成各種各樣的形態(tài)，它是多功能的，并可用以改變含填料紙或涂布紙的物理和化學(xué)性能。在實(shí)踐中，這是通過受控合成而生產(chǎn)出特種形態(tài)的沉淀碳酸鈣(PCC)而實(shí)現(xiàn)的。

二、涂布用PCC的物理性能

紙張的高白度(藍(lán)光反射率)極為重要，因?yàn)樗谖从∷⑴c已印刷處之間產(chǎn)生高度反差。碳酸鈣以其白度高于高嶺土和滑石顏料而著名。石灰石中的雜質(zhì)通常是灰色甚至黑色的因而降低了白度，但如在PCC生產(chǎn)工藝中所述，這些雜質(zhì)可從消石灰中有效地除去。而對(duì)研磨碳酸鈣(GCC)，有些石灰石雜質(zhì)可借浮選或借挑選礦石的方法加以除去。如果雜質(zhì)是天然形成的，通過漂白可獲得白度的額外提高。PCC或GCC的ISO白度是93％～96％，而高嶺土和滑石則明顯較低，約為84％～87％。

三、含PCC涂料的流動(dòng)特性與運(yùn)行性能

具有高形態(tài)比與窄粒子規(guī)格分布的PCC，比諸如具有近圓形和寬粒子規(guī)格分布的GCC，遇到更多的流變性挑戰(zhàn)。這類挑戰(zhàn)不僅包括泵送的可能性，還有在涂布設(shè)備中的流動(dòng)特性。另一方面，與分層的片狀高嶺土比較，PCC更容易繞其軸而旋轉(zhuǎn)，我們至少可以假設(shè)，針形的PCC粒子傾向于在剪切應(yīng)力下沿長(zhǎng)軸排列。這實(shí)際上可以看作是由于在相同固形物含量時(shí)，涂布用PCC比分層的高嶺土有更低的黏度。

四、各種品級(jí)PCC在涂布上應(yīng)用

在雙層或三層涂布紙中，發(fā)現(xiàn)細(xì)小粒子規(guī)格的PCC是最佳選擇。在這項(xiàng)用途中，細(xì)小粒子規(guī)格是指APS(平均粒子規(guī)格)為0.3-0.4um。此時(shí)不管原紙是不含機(jī)械木漿(只含化學(xué)木漿)還是含機(jī)械木漿(至少10％磨木漿)都無關(guān)緊要。如果用的是塑膠顏料，則它可被PCC取代，從而使得該涂料在經(jīng)濟(jì)上很有吸引力。如果不需要高光澤度，可用輕度壓光即獲得自然的高光澤度，這意味著與其他顏料相比較，有較高的松厚度、較高的挺度和較好的不透明度與白度。

預(yù)涂必須是較粗的涂布顏料。建議用APS為0.6-0.8um的PCC以便使預(yù)涂層的結(jié)構(gòu)比較開放。這種開放性結(jié)構(gòu)由于增加了起光散射作用的空隙而使不透明度有明顯改進(jìn)。但這種開放性結(jié)構(gòu)，保水性可能是個(gè)問題，通過在涂料中加入若干分子鏈較長(zhǎng)的CMC或增稠劑加以補(bǔ)償也許是必要的。

我們知道，具有良好平滑度、低紙張光澤度、高印刷光澤度和足夠的油墨固化性能的無光澤度紙是不容易制造的。使用具有較高APS和較窄粒子規(guī)格分布的PCC有可能獲得這種組合性能。

五、含PCC涂布紙的性能

含PCC的涂布紙的優(yōu)點(diǎn)是:高白度;低b-值;高光散射，即高不透明度;高松厚效應(yīng)；良好的纖維覆蓋率;可調(diào)節(jié)的油墨固化性能，即良好的印刷性能;低鼓泡傾向。

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