Kalsiumsulfaatin soveltuvuus kaksoispäällystettyihin hienopapereihin

Abstract

Päällystetyn paperin vaatimukset laadun ja kustannustehokkuuden suhteen nousevat jatkuvasti. Kaksoispäällystys on yksi tapa vastata näihin vaatimuksiin. Kaksoispäällystystä on käytettävä, jos päällystemäärä on niin korkea, ettei pastaa voida applikoida paperille yhdellä kertaa.Esipäällysteen tehtävänä on luoda mahdollisimman hyvä pohja pintapäällysteelle.Päällystyspasta koostuu suurimmaksi osaksi pigmenteistä. Pigmentit ovat tyypillisesti mineraaleja, mutta myös synteettisiä pigmenttejä käytetään. Yleisimmät päällystyspigmentit ovat kaoliini ja kalsiumkarbonaatti. Toiseksi suurin pastan komponenttiryhmä on sideaineet. Lisäksi pastassa on useita muita lisäaineita, joilla on erilaisia tehtäviä kuten esimerkiksi säätää pastan viskositeettia tai pH:ta. Työn tavoitteena oli selvittää pigmenttien, etenkin kalsiumsulfaatin, vaikutusta kaksoispäällystetyn hienopaperin ominaisuuksiin. Työssä selvitettiin myös, minkälaisia kaksoispäällysteen ominaisuuksia saavutetaan eri päällysteyhdistelmillä. Erityisesti kiinnitettiin huomiota päällysteyhdistelmien kalanteroitavuuteen ja painettavuuteen. Kymmeneen esipastaan ja kolmeen pintapastaan valittiin kahdeksan kalsiumsulfaattilaatua, jauhettu ja saostettu kalsiumkarbonaatti sekä kaoliini. Kalsiumsulfaateista viisi oli valmistettu jauhamalla dihydraatti sivutuotekalsiumsulfaatista, kaksi oli kiteytetty sauvamaiseen ja levymäiseen muotoon dihydraatti sivutuotekalsiumsulfaatista ja yksi oli valmistettu jauhamalla luonnon anhydriitti kalsiumsulfaatista. Pohjapaperiksi valittiin 56 g/m2:n hienopaperi. Esipäällysteiden päällystemäärätavoite oli 10 g/m2. Esipäällystetyt paperit pintapäällystettiin yhdellä pintapastalla kolmeen eri päällystemäärään. Yhdelle esipäällystetylIe koepisteelle pintapäällystys suoritettiin kaikilla kolmella pintapastoilla kolmeen eri päällystemäärään. Arkit kalanteroitiin vakioparametreillä. Pigmenteistä määritettiin partikkelikokojakaumat ja optiset ominaisuudet. Lisäksi pigmentin muoto määritettiin pyyhkäisyelektronimikroskoopilla. Pastoista mitattiin viskositeetti ja vesiretentio. Pastojen lämpötila, pH ja kuiva-ainepitoisuudet pyrittiin vakioimaan. Papereista määritettiin paksuus, bulkki, ilmanläpäisevyys, kiilto, karheus, painatus- ja optiset ominaisuudet. Kalanteroiduista kaksoispäällystetyistä papereista määritettiin myös huokoskokojakaumat ja pintalujuudet.