沉淀碳酸钙在涂布中的应用

一、PCC与涂布用PCC的制造

碳酸钙是除了石英外地球表面最普遍的矿物。它以三种不同的矿物形式存在:方解石、霰石和 Vaterite。方解石是最普遍的自然形态;霰石和 Vaterite是亚稳定的并将不可逆地转换成方解石。由于碳酸钙可结晶成各种各样的形态，它是多功能的，并可用以改变含填料纸或涂布纸的物理和化学性能。在实践中，这是通过受控合成而生产出特种形态的沉淀碳酸钙(PCC)而实现的。

二、涂布用PCC的物理性能

纸张的高白度(蓝光反射率)极为重要，因为它在未印刷与已印刷处之间产生高度反差。碳酸钙以其白度高于高岭土和滑石颜料而著名。石灰石中的杂质通常是灰色甚至黑色的因而降低了白度，但如在PCC生产工艺中所述，这些杂质可从消石灰中有效地除去。而对研磨碳酸钙(GCC)，有些石灰石杂质可借浮选或借挑选矿石的方法加以除去。如果杂质是天然形成的，通过漂白可获得白度的额外提高。PCC或GCC的ISO白度是93％～96％，而高岭土和滑石则明显较低，约为84％～87％。

三、含PCC涂料的流动特性与运行性能

具有高形态比与窄粒子规格分布的PCC，比诸如具有近圆形和宽粒子规格分布的GCC，遇到更多的流变性挑战。这类挑战不仅包括泵送的可能性，还有在涂布设备中的流动特性。另一方面，与分层的片状高岭土比较，PCC更容易绕其轴而旋转，我们至少可以假设，针形的PCC粒子倾向于在剪切应力下沿长轴排列。这实际上可以看作是由于在相同固形物含量时，涂布用PCC比分层的高岭土有更低的黏度。

四、各种品级PCC在涂布上应用

在双层或三层涂布纸中，发现细小粒子规格的PCC是最佳选择。在这项用途中，细小粒子规格是指APS(平均粒子规格)为0.3-0.4um。此时不管原纸是不含机械木浆(只含化学木浆)还是含机械木浆(至少10％磨木浆)都无关紧要。如果用的是塑胶颜料，则它可被PCC取代，从而使得该涂料在经济上很有吸引力。如果不需要高光泽度，可用轻度压光即获得自然的高光泽度，这意味着与其他颜料相比较，有较高的松厚度、较高的挺度和较好的不透明度与白度。

预涂必须是较粗的涂布颜料。建议用APS为0.6-0.8um的PCC以便使预涂层的结构比较开放。这种开放性结构由于增加了起光散射作用的空隙而使不透明度有明显改进。但这种开放性结构，保水性可能是个问题，通过在涂料中加入若干分子链较长的CMC或增稠剂加以补偿也许是必要的。

我们知道，具有良好平滑度、低纸张光泽度、高印刷光泽度和足够的油墨固化性能的无光泽度纸是不容易制造的。使用具有较高APS和较窄粒子规格分布的PCC有可能获得这种组合性能。

五、含PCC涂布纸的性能

含PCC的涂布纸的优点是:高白度;低b-值;高光散射，即高不透明度;高松厚效应；良好的纤维覆盖率;可调节的油墨固化性能，即良好的印刷性能;低鼓泡倾向。

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