كربونات الكالسيوم المترسبة (PCC) عبارة عن مادة مضافة متعددة الاستخدامات في الطلاءات، وتوفر العديد من الفوائد الوظيفية بسبب حجم الجسيمات وشكلها ونقائها المتحكم فيه.
إنتاج PCC و PCC للطلاء
يُعد كربونات الكالسيوم أكثر المعادن شيوعاً على سطح الأرض، إلى جانب الكوارتز. وهو موجود في ثلاثة أشكال معدنية مختلفة: الكالسيت، والأراغونيت، والفاسيرات.
الكالسيت هو الشكل الطبيعي الأكثر شيوعًا. أما الأراغونيت والفاسيرات فهما غير مستقرين، ويتحولان إلى كالسيت بشكل دائم. يمكن لكربونات الكالسيوم أن تتبلور بأشكال عديدة، مما يجعلها متعددة الاستخدامات. فهي تساعد في تغيير الخصائص الفيزيائية والكيميائية للورق المملوء أو المطلي. نقوم بإنتاج أنواع فريدة من كربونات الكالسيوم المترسبة (PCC) من خلال عملية تصنيع دقيقة.
الخصائص الفيزيائية لـ PCC للطلاء
إن البياض العالي، أو انعكاس الضوء الأزرق، مهم جدًا للورق. فهو يساعد في خلق تباين قوي بين المناطق المطبوعة وغير المطبوعة. يُعرف كربونات الكالسيوم ببياضه الأعلى من أصباغ الكاولين والتلك. غالبًا ما تكون الشوائب في الحجر الجيري رمادية أو سوداء. إنها تقلل من البياض. ومع ذلك، في عملية إنتاج PCC، يمكن للجير المطفأ إزالة هذه الشوائب بشكل فعال. بالنسبة لكربونات الكالسيوم المطحونة (GCC)، يمكنك إزالة بعض شوائب الحجر الجيري. يمكن القيام بذلك عن طريق التعويم أو عن طريق اختيار الخام المناسب. إذا كانت الشوائب تحدث بشكل طبيعي، فيمكن الحصول على بياض إضافي عن طريق التبييض. بياض ISO لـ PCC أو GCC هو 93% إلى 96%، في حين أن الكاولين والتلك أقل بكثير، حوالي 84% إلى 87%.
خصائص التدفق والأداء التشغيلي للطلاءات المحتوية على PCC
يتميز كربونات الكالسيوم المترسبة (PCC) بنسبة أبعاد عالية وحجم جسيمات ضيق، مما يجعل التعامل معه أصعب من كربونات الكالسيوم المترسبة (GCC) ذات الشكل الكروي وتوزيع حجم الجسيمات الواسع. تشمل التحديات خيارات الضخ وخصائص التدفق في آلات الطلاء. يمكن لكربونات الكالسيوم المترسبة الدوران حول محورها بسهولة أكبر من الكاولين المتقشر. يمكننا افتراض أن جسيمات كربونات الكالسيوم المترسبة ذات الشكل الإبري تصطف على طول محورها الطولي عند تعرضها لإجهاد القص. يُظهر هذا أن كربونات الكالسيوم المترسبة المستخدمة في الطلاء تتميز بلزوجة أقل من الكاولين المتقشر عندما يكون لكليهما نفس المحتوى من المواد الصلبة.
استخدام درجات مختلفة من PCC في الطلاء
في الأوراق المطلية مرتين أو ثلاث مرات، وجد أن PCC بحجم جزيئات دقيق هو الخيار الأفضل. في هذا التطبيق، يعني حجم الجزيئات الدقيق APS (متوسط حجم الجسيمات) 0.3-0.4 ميكرومتر. لا يهم نوع الورق الأساسي. يمكن أن يكون خاليًا من الخشب الميكانيكي، مصنوعًا فقط من لب الخشب الكيميائي، أو خشب ميكانيكي. يحتوي الخشب الميكانيكي على لب الخشب الأرضي 10% على الأقل. يمكن استبدال استخدام الصبغة البلاستيكية بـ PCC. يجعل هذا التغيير الطلاء أكثر فعالية من حيث التكلفة. إذا لم تكن بحاجة إلى لمسة نهائية عالية اللمعان، فيمكنك الحصول على لمعان طبيعي عالي مع الصقل الخفيف. توفر هذه الطريقة المزيد من الحجم وصلابة أفضل. كما تعمل على تحسين العتامة والبياض مقارنة بالأصباغ الأخرى.
يجب أن تكون الطبقة الأولية عبارة عن صبغة طلاء أكثر خشونة. يوصى باستخدام PCC مع APS من 0.6-0.8um بحيث تكون بنية الطبقة الأولية مفتوحة نسبيًا. تعمل هذه البنية المفتوحة على تعزيز التعتيم بشكل كبير. وهي تفعل ذلك عن طريق زيادة الفراغات التي تبعثر الضوء. يمكن أن تسبب هذه البنية المفتوحة مشاكل احتباس الماء. لإصلاح ذلك، قد تحتاج إلى إضافة بعض CMC بسلاسل جزيئية أطول أو مواد مكثفة إلى الطلاء.
إن تصنيع الورق غير اللامع أمر صعب. فهو يحتاج إلى نعومة جيدة، ولمعان منخفض، ولمعان طباعة عالي، وتصلب مناسب للحبر. يمكنك الحصول على هذه التركيبة من الخصائص باستخدام ورق PCC مع APS أعلى ونطاق أصغر لحجم الجسيمات.
خصائص الورق المطلي بـ PCC
يوفر الورق المطلي باستخدام PCC العديد من الفوائد:
- بياض عالي
- قيمة ب منخفضة
- تشتت الضوء العالي، مما يعني تعتيمًا أفضل
- تأثير الحجم الكبير
- تغطية جيدة للألياف
- معالجة الحبر القابلة للتعديل، مما يؤدي إلى خصائص طباعة رائعة
- ميل منخفض للفقاعات