沉淀碳酸鈣( PCC)在造紙工業中已經得到了很好的應用,它在全球的造紙填料市場中,用量已經占據了35%以上。大量實踐證明, PCC能夠降低造紙生產成本,提高紙張質量。在造紙用填料中,它的年應用增長率超過了其他礦物填料。

    PCC作為紙張涂布顏料,也得到了廣泛的應用。PCC用于涂布的優點已經得到確認,并且在過去的幾年里,它的相對增長量已經超過涂料用礦物平均增長量,并且這種增長將一直持續下去。隨著新型、專用設備的使用,涂布用PCC在市場上已經隨處可見。

    PCC是一種非常有效的涂布顏料,因為它可以在不增加紙張生產成本的情況下提高紙張質量,或在維持紙張質量的情況下降低紙張的生產成本。PCC還是一種通用的顏料,這是由它的物理性質所決定的。因此, PCC能夠適應于各種不同紙種的需要。



    1 PCC具有的優勢

    造紙行業的兼并和激烈的競爭,迫使涂布紙生產商緊緊盯著他們的生產工藝和產品。他們面臨的不僅僅是競爭者的直接挑戰,而且還必須面對信息和廣告業自由選擇所需要產品的現實。

    造紙商被迫調整供應的產品,降低生產成本,并提高紙張質量,如亮度、白度和印刷性能等,這些都為PCC涂布顏料的發展打開了通道。

    2 成本效益

    PCC用于涂布紙生產,能夠全面降低噸紙的生產成本,且不會降低涂布紙的質量或印刷質量。應用方法是將PCC和其他顏料混合在一起。例如,通過將PCC 和傳統的寬粒徑分布的研磨碳酸鈣(GCC)混合,代替特殊的GCC,以降低生產成本。

    當在顏料配方中使用PCC時,可以通過優化膠粘劑用量和減少光學增白劑的用量來降低生產成本。由于PCC降低了壓光和干燥要求,因此,通過提高紙機效率也能進一步降低生產成本。

    紙張的生產成本也可以通過提高產量而降低。產量概念是基于人們對生產比標準紙張定量低、性能好的紙張的需求;通過產量概念,造紙商能夠使其顧客節省資金, 從中獲取利潤。使用PCC作為涂料顏料,能夠降低紙張定量而保持其性能不變,從而提高產量。例如,用含有PCC的涂料進行預涂,能夠提高纖維覆蓋率和改善紙的光學性質。因此,造紙廠可以從紙張松厚度產生的一些性質和成本方面考慮,自由選擇原紙的纖維原料。用PCC顏料和其他顏料配制面涂涂料對紙張進行涂布,可以提高紙張的光澤度和平滑度,降低壓光負荷,從而保護紙張的松厚度。當然,原紙也可以用PCC作為填料,改善紙張的挺度和松厚度。

    3 質量效益

    用PCC能夠提高紙張的亮度和白度,這是由于PCC的窄粒徑分布( PSD)和結構。PCC還對紙的不透明度、光澤度和光的散射有良好的作用。PCC可以通過提高抗水性和纖維覆蓋率來改善紙的印刷表面質量; PCC能夠提高紙的平滑度、光澤度和均勻性;另外, PCC還能形成較好的涂層結構,使印刷油墨的流動達到最佳化。因此, PCC對紙產品的最終影響獲得廣告商和廣大讀者的青睞。

    4 不含磨木漿的涂布

    實踐經驗表明,用含有PCC的涂料進行涂布也能賦予紙張應有的性質,并且能降低成本或在紙張成本不變的情況下提高紙張質量。以下是歐洲某造紙廠的例子。

    第一個實例是不含磨木漿的多次涂布。為了達到節約成本而不降低質量的目的,將OPACARB A40型PCC涂布顏料60 g和40 g瓷土混合,代替片狀顏料和寬粒徑分布的GCC進行光澤涂布,紙張的白度、光澤和不透明度都沒有變化,生產成本每年節約500 000歐元(650 000美元/ a) 。

    該廠的第二個實例是在不降低成本的條件下增加紙的白度,也是通過上述方法得到的,但是瓷土的用量由40 g降到20 g, 結果紙張的白度提高了115%,而光澤度和不透明度沒有任何損失。

     在另一個生產多次涂布不含磨木漿紙的工廠也采用該工藝方法,該廠是從光澤度和平滑度方面節約成本的。光澤度是通過如下步驟實現的: OPACARBA40型PCC和寬粒徑GCC各50 g混合,代替粒徑分布不合理的GCC,紙張的白度、光澤度和不透明度沒有變化,但膠粘劑的用量減少了。對平滑度來說,也是用OPACARB A40型PCC和傳統的寬粒徑GCC混合,代替粒徑分布不合理的GCC,紙張的白度、光澤度和不透明度檢測都沒有變化,但印刷光澤度增加了。這種方法使該廠節約200萬歐元/ a。

    5 含機械漿紙的涂布

    采用機械漿紙涂布的生產廠家也使用PCC來降低生產成本,同樣涂布紙的質量不會受到影響。他們用的方法是將質量比為40 ∶40 ∶20 的OPACARBA40型PCC、寬粒徑GCC、瓷土代替質量比為50 ∶20 ∶30的粒徑分布不均勻的GCC、寬粒徑GCC、瓷土,結果紙張的白度、光澤度和不透明度均沒有變化,但可以降低增白劑(OBA)的用量,這樣就每年可節約500 000歐元。  

    該廠對這種方法進行了改進,通過降低精細瓷土的用量提高了紙張的白度,而光澤度和不透明度沒有變化。

    另一個工廠生產轉輪凹版印刷紙,在使用PCC后,發現最終產品的質量有很大的改善。生產廠提高碳酸鈣用量的同時也降低了印刷斑點,印刷廠在使用這種涂布紙時,發現紙的白度很好,且不易變形。