沈降炭酸カルシウム (PCC) はコーティングにおける多用途の添加剤であり、粒子サイズ、形状、純度が制御されているため、さまざまな機能上の利点があります。
PCCおよびコーティング用PCCの製造
炭酸カルシウムは、石英に次いで地球表面で最も一般的な鉱物である。炭酸カルシウムは、方解石、アラゴナイト、空孔石という3つの異なる鉱物形態で存在する。.
方解石は最も一般的な天然の形態です。アラゴナイトとバセレートは準安定状態であり、最終的には方解石に変化します。炭酸カルシウムは様々な形態で結晶化するため、汎用性が高く、充填紙やコーティング紙の物理的・化学的性質を変化させるのに役立ちます。当社では、精密な合成により、独自の沈降炭酸カルシウム（PCC）を製造しています。.
コーティング用PCCの物理的特性
紙にとって、高い白色度、つまり青色光の反射率は非常に重要です。これにより、印刷された部分と印刷されていない部分の間に強いコントラストが生まれます。炭酸カルシウムは、カオリンやタルク顔料よりも白色度が高いことで知られています。石灰岩の不純物は灰色または黒色であることが多く、白色度を低下させます。ただし、PCC 製造プロセスでは、消石灰によってこれらの不純物を効果的に除去できます。重質炭酸カルシウム (GCC) の場合、石灰岩の不純物の一部を除去できます。これは、浮選法または適切な鉱石を選択することで行うことができます。不純物が天然に存在する場合は、漂白によって白色度を高めることができます。PCC または GCC の ISO 白色度は 93% ～ 96% ですが、カオリンおよびタルクは大幅に低く、約 84% ～ 87% です。
PCC含有コーティングの流動特性と走行性能
PCCはアスペクト比が高く、粒径分布が狭い。そのため、丸い形状で粒径分布が広いGCCよりも取り扱いが難しい。課題としては、ポンプの選択肢やコーティング機の流動特性などが挙げられる。PCCは、剥離した薄片状カオリンよりも軸を中心に回転しやすい。針状のPCC粒子は、せん断応力下では長軸に沿って整列すると考えられる。このことから、PCCコーティングは、固形分含有量が同じ場合、剥離したカオリンよりも粘度が低いことがわかる。.
コーティングにおけるさまざまなグレードのPCCの応用
二重または三重にコーティングされた紙では、微粒子サイズの PCC が最適な選択であることがわかっています。この用途では、微粒子サイズとは、APS (平均粒子サイズ) が 0.3 ～ 0.4um のことを意味します。ベース紙の種類は重要ではありません。化学木材パルプのみで作られた機械上質紙、または機械木材にすることができます。機械木材には、少なくとも 10% の砕木パルプが含まれています。プラスチック顔料の使用を PCC に置き換えることができます。この変更により、コーティングのコスト効率が大幅に向上します。高光沢仕上げが必要ない場合は、軽いカレンダー加工で自然な高光沢を得ることができます。この方法は、かさばりと剛性が向上します。また、他の顔料と比較して不透明度と白さが向上します。
プレコートは、より粗いコーティング顔料でなければなりません。プレコートの構造が比較的オープンになるように、0.6～0.8um の APS を含む PCC を使用することをお勧めします。このオープン構造により、不透明度が大幅に向上します。これは、光を散乱させる空隙を増やすことによって実現されます。このオープン構造により、保水性の問題が発生する可能性があります。これを修正するには、コーティングに、より長い分子鎖を持つ CMC または増粘剤を追加する必要があるかもしれません。
マット紙は製造が困難です。良好な滑らかさ、低光沢、高印刷光沢、適切なインク硬化が必要です。この特性の組み合わせは、APS が高く粒子サイズ範囲が狭い PCC を使用することで実現できます。
PCCコート紙の特性
PCC コーティング紙には、次のような利点があります。
- 高い白色度
- 低いb値
- 高い光散乱、つまり優れた不透明度
- 高い嵩効果
- 優れた繊維カバー
- 調整可能なインク硬化により優れた印刷特性を実現
- 泡立ちが少ない