Gefälltes Calciumcarbonat (PCC) ist ein vielseitiger Zusatzstoff in Beschichtungen und bietet aufgrund seiner kontrollierten Partikelgröße, Form und Reinheit mehrere funktionale Vorteile.
Herstellung von PCC und PCC für Beschichtungen
Calciumcarbonat ist neben Quarz das häufigste Mineral an der Erdoberfläche. Es existiert in drei verschiedenen Mineralformen: Calcit, Aragonit und Vacerat.
Kalzit ist die häufigste natürliche Form. Aragonit und Vacerat sind metastabil und wandeln sich dauerhaft in Kalzit um. Kalziumkarbonat kann in vielen Formen kristallisieren, was es vielseitig einsetzbar macht. Es trägt zur Veränderung der physikalischen und chemischen Eigenschaften von gefülltem oder beschichtetem Papier bei. Durch präzise Synthese stellen wir einzigartige Arten von gefälltem Kalziumkarbonat (PCC) her.
Physikalische Eigenschaften von PCC für Beschichtungen
Ein hoher Weißgrad oder eine hohe Blaulichtreflexion ist für Papier sehr wichtig. Er hilft, einen starken Kontrast zwischen bedruckten und unbedruckten Bereichen zu erzeugen. Calciumcarbonat ist für seinen höheren Weißgrad bekannt als Kaolin- und Talkpigmente. Verunreinigungen in Kalkstein sind oft grau oder schwarz. Sie senken den Weißgrad. Im PCC-Herstellungsprozess kann gelöschter Kalk diese Verunreinigungen jedoch wirksam entfernen. Bei gemahlenem Calciumcarbonat (GCC) können Sie einige Kalksteinverunreinigungen entfernen. Dies kann durch Flotation oder durch Auswahl des richtigen Erzes erfolgen. Wenn die Verunreinigungen natürlich vorkommen, kann durch Bleichen zusätzliche Weiße erreicht werden. Der ISO-Weißgrad von PCC oder GCC beträgt 93% bis 96%, während Kaolin und Talk deutlich niedriger sind, etwa 84% bis 87%.
Fließeigenschaften und Laufverhalten von PCC-haltigen Beschichtungen
PCC weist ein hohes Aspektverhältnis und eine enge Partikelgrößenverteilung auf. Dadurch ist es schwieriger zu verarbeiten als GCC, das eine runde Form und eine breite Partikelgrößenverteilung besitzt. Herausforderungen ergeben sich unter anderem durch geeignete Pumpmöglichkeiten und Fließeigenschaften in Beschichtungsanlagen. PCC kann sich leichter um seine Achse drehen als delaminiertes, flockiges Kaolin. Es ist anzunehmen, dass sich nadelförmige PCC-Partikel unter Scherspannung entlang ihrer Längsachse ausrichten. Dies zeigt, dass beschichtetes PCC bei gleichem Feststoffgehalt eine geringere Viskosität aufweist als delaminiertes Kaolin.
Anwendung verschiedener PCC-Qualitäten in Beschichtungen
Bei doppelt oder dreifach beschichtetem Papier ist PCC mit feiner Partikelgröße die beste Wahl. In dieser Anwendung bedeutet feine Partikelgröße APS (durchschnittliche Partikelgröße) von 0,3–0,4 µm. Die Art des Basispapiers spielt keine Rolle. Es kann holzfrei, nur aus Holzschliff oder aus Holzschliff sein. Holzschliff enthält mindestens 10% Holzschliff. Die Verwendung von Kunststoffpigmenten kann durch PCC ersetzt werden. Diese Änderung macht die Beschichtung viel kostengünstiger. Wenn Sie keinen Hochglanz benötigen, können Sie durch leichtes Kalandrieren einen natürlichen Hochglanz erzielen. Diese Methode bietet mehr Volumen und bessere Steifheit. Sie verbessert auch die Opazität und Weiße im Vergleich zu anderen Pigmenten.
Die Vorbeschichtung muss ein gröberes Beschichtungspigment sein. Es wird empfohlen, PCC mit APS von 0,6–0,8 µm zu verwenden, damit die Struktur der Vorbeschichtung relativ offen ist. Diese offene Struktur erhöht die Opazität erheblich. Dies geschieht durch die Vergrößerung von Hohlräumen, die Licht streuen. Diese offene Struktur kann zu Problemen mit der Wassereinlagerung führen. Um dies zu beheben, müssen Sie der Beschichtung möglicherweise etwas CMC mit längeren Molekülketten oder Verdickungsmittel hinzufügen.
Mattes Papier ist schwer herzustellen. Es muss eine gute Glätte, geringen Glanz, hohen Druckglanz und eine gute Tintenhärtung aufweisen. Diese Eigenschaftskombination erreichen Sie durch die Verwendung von PCC mit einem höheren APS und einem kleineren Partikelgrößenbereich.
Eigenschaften von PCC-beschichtetem Papier
Mit PCC beschichtetes Papier bietet mehrere Vorteile:
- Hoher Weißgrad
- Niedriger b-Wert
- Hohe Lichtstreuung, dadurch bessere Opazität
- Hoher Volumeneffekt
- Gute Faserabdeckung
- Einstellbare Tintenhärtung für hervorragende Druckeigenschaften
- Geringe Blasenbildungsneigung