针棒状涂布轻钙对涂布纸印刷性的影响

1、针棒状涂布轻钙对涂布纸印刷性的影响许孝立 摘要：介绍碳酸钙产品的发展及生产工艺,主要论述了一种生产工艺控制合成PCC的粒子晶型、物理性能，赋予合成轻钙优异涂布性能，改善涂布纸张的油墨吸收性、光泽度、遮盖、印刷光泽度等物理指标。关键词：光泽度 白度 APS 油墨吸收性 印刷光泽度 遮盖率 光泽均匀度一 前言：碳酸钙主要以白垩.文石.方解石三种形态存在，其中以方解石最为普遍，性能最为稳定，被广泛的应用于碳酸钙的生产制备中。人们通常根据制备工艺的不同，将碳酸钙产品分为研磨碳酸钙(GCC)和沉淀碳酸钙(PCC),GCC的生产工艺主要有干法和湿法两种，其中用于涂布中多以湿法研磨为主，而PCC则是经过化学

2、反应，消化，碳化制成，由于传统制备的PCC品级较低，在实际使用中分散黏度高，粒子形态偏差不均一，粒度分布宽，流动性差,难分散等被限制其广泛应用或在涂布工艺中仅仅是个辅助角色，但技术的发展给PCC注入新的活力。以往PCC工艺控制过程中，由反应生成粒径-2um含量90%以上是很困难的,也有些厂家试着研磨PCC,通常粒径都能达到，但研磨的PCC已破坏了反应后生成PCC的粒子晶体形态，其使用性能也远远达不到预期效果。现第三代合成PCC已具有较低的黏度，较窄的粒径分布，较好的流动性及良好的晶形,改变了以往PCC使用中的若干缺陷。未来合成PCC的发展和运用，将会改变人们对PCC的看法。为PCC在涂布广泛使

3、用中谱写新的篇章。二、针棒状轻钙合成PCC的制备是通过石灰石在窑内煅烧，生成生石灰（CaO）,同时释放出二氧化碳气体，在熟化生石灰形成石灰乳Ca(OH)2以后经碳酸法制备而成，过程如下：石灰石煅烧：CaCO3+能量CaO+CO2消化 CaO+H2OCa(OH)2消石灰碳酸法 Ca(OH)2+CO2CaCO3+H2O+能量其中消化过程可筛分出石灰石沉积物中的杂质，而碳酸化是沉淀法的核心，CO2与Ca(OH)2反应中可以控制PCC的粒子规格（APS）的分布及粒子晶型。涂布对APS要求非常严格，因为涂布颜料中的APS决定了成纸的平滑度、光泽度、油墨吸收性、印刷光泽度等物理性能，因此控制PCC的APS

4、十分重要。第三代合成PCC充分利用新技术，在碳化过程中添加0.5%晶型控制剂A，严格控制PCC的APS及粒径形态，制造适合涂布的高效PCC。二.实验1.针棒状涂布轻钙针棒状涂布轻钙基本质量指标：外观：白色均匀浆液粒径：92级白度：92（ISOBrightness）粘度：300Cps(2#60rpm)固含量：70%±1粒子形状：针状2.试验条件使用工厂:北方某公司纸机:3800mm四叠网造纸机车速:370米/分产品:240g/ 250g/ 300g/涂布白板纸涂布方式：两次软刮刀涂布量：面：1012g/ 底：12-14g/压光机加压：30kn/m添加部位:在面涂中加入，针棒状涂布轻钙添

5、加量为20份，替代12份瓷土8份煅烧土，配制后的涂料基本指标如下：固含量：65-67% 粘度：1000-1200cps PH:8.59.5三.结果与讨论1. 针棒状涂布轻钙的物理特性:优质的涂布级轻钙的粒子形状为针叶棒状(如图1)，粒径分布狭窄，粒径0.2um 控制在1015%，粒径1um大于82%，平均粒径D50在0.4um(如图2)，因为APS较低，其PCC具有较高的比表面积（SSA）,所以具有好的遮盖性，优异的光学性能，良好的油墨吸收性。另PCC拥有较低的-b值,能有效改善成纸色相。图一 粒子形状图二 粒径分布图2PCC 进口瓷土 传统PCC 煅烧高岭土的物性比较针棒状涂布轻钙进口瓷土

6、传统轻钙煅烧高岭土95级重钙白 度%92-9486-8791-9392-9392-93粒径2 um92969683-8595粒径0.2 um10-152520-2525-3025-30平 均 粒 径um0.41.2 5 左右 0.7 晶 形针棒状六角片状相 对 密 度2.62.72.72.72.7比表面积（BET）/·g-114151113P H 9.6116.57.59118-10 吸油值/ml·（100g）物性上分析：针棒状涂布轻钙具有高白度，粒径分布窄的优势（在小于1微米内小于0.2微米的颗粒越少光泽度越高，对胶乳的需求量越低）高的油墨吸收性

7、能改善印刷适性，另PCC的粒子形状为针状晶体，使之具有良好的纤维覆盖能力，赋予涂层良好的松厚度，对涂层的贡献较大。3.用轻钙替代部分瓷土及煅烧土，涂料的主要指标变化不大，在涂布过程中未有不良反应，但涂布后成纸外观细腻，色调丰满。光泽度在其他工艺条件保持不变的情况下,白度提高1.5%，光泽度提高11%，印刷光泽度提高7%(见表1),从而有效的改善了成纸色相及印刷性能。加轻钙成纸与未加的物理指标比较：表1白度%平滑度S光泽度%吸油性%印刷光泽度%粗糙度um加轻钙8431505526970.82未加轻钙8281504423900. 944.添加轻钙与未加轻钙纸张印刷效果的电显比较如下：（印刷条件：北方某大型印刷厂 七色凹版印刷机 150米/分 250g/白板纸）圈中部位为显微照片拍摄部位无PCC无PCC传统轻钙针棒状涂布轻钙从以上比较可看出，使用轻钙后的纸张油墨吸收性能得到进一步改善，印刷网点更清晰均一。漏印网点更少。使用PCC后的纸张具有良好的松厚效应和纤维覆盖率，使之更有利于印刷，有利于油墨更快凝固，减少印刷纸张背面印刷粘脏现象，可降低油墨用量，并具有低起泡倾向，同时也提高了成纸光泽均匀性, 涂布纸的光泽均匀性比光泽的平均水平更为重要，（光泽不均匀称为斑点，目前印刷过程墨斑