중탄산칼슘, 뛰어난 성능으로 인해 플라스틱 산업에서 선호되는 필러입니다. 중탄산칼슘 플라스틱용 중탄산칼슘은 균일한 입자 크기와 우수한 분산성을 보장하기 위해 특수 가공을 거칩니다. 플라스틱 필름, 프로파일, 파이프, 직물, 인조 가죽 생산에 널리 사용됩니다. 생산 비용을 효과적으로 절감하고 이산화티타늄과 같은 고가의 백색 안료를 대체하여 백색도를 향상시킵니다. 동시에 플라스틱용 중탄산칼슘은 물리적 특성을 향상시켜 표면 광택과 평활성을 향상시킵니다. 또한 경도와 강성을 높여 플라스틱 제품의 전반적인 품질을 향상시켜 시장 수요를 충족합니다. 그렇다면 플라스틱 산업에서 중탄산칼슘에 대한 구체적인 요구 사항은 무엇이며, 이러한 요구 사항이 필요한 이유는 무엇일까요?
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중질 탄산칼슘의 백색도는 주로 충전 플라스틱 제품의 색상과 외관에 영향을 미치지만, 기계적 및 가공적 특성에는 영향을 미치지 않습니다. 백색도가 높을수록 충전 플라스틱의 색상에 미치는 영향이 줄어듭니다. 동일한 성능 조건에서 백색도가 높을수록 경쟁 우위가 더 커집니다.
플라스틱용 중질 탄산칼슘의 경우 백색도가 높을수록 좋습니다. 일반 플라스틱 용도의 경우 백색도 요건은 92% 이상이며, 고급 플라스틱 필러 마스터배치의 경우 백색도 요건은 95% 이상입니다.
불순물 함량
불순물 함량은 채워진 플라스틱 제품의 색상과 외관에 영향을 미칠 뿐만 아니라 재료의 기계적, 가공적 특성에도 영향을 미칩니다.
플라스틱용 중질 탄산칼슘의 경우, 불순물 함량이 낮을수록 좋고, 탄산칼슘 함량이 높을수록 좋습니다. 플라스틱에 영향을 미치는 주요 불순물은 Fe2O3, MgO, SiO2입니다.
높은 Fe2O3 함량은 중탄산칼슘 분말의 색상에 영향을 미쳐 황변을 유발할 수 있으며, 특히 표면 처리 과정에서 스테아르산과 같은 산성 물질과 결합할 경우 더욱 그렇습니다. 고온에서는 이러한 황변이 더 쉽게 발생하며, 철 이온은 소성 노화를 가속화할 수 있습니다.
중탄산칼슘 분말의 MgO 함량이 높으면 회색을 띨 수 있습니다. 예를 들어, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 플라스틱에 돌로마이트 중탄산칼슘을 첨가하면 돌로마이트가 주로 탄산칼슘과 탄산마그네슘으로 구성되어 있기 때문에 전체 충전재가 회색으로 보일 수 있습니다.
SiO2는 PVC에 약한 가교 또는 열 분해를 유발하여 열 안정성을 저하시킬 수 있습니다. 또한, 중탄산칼슘 분말의 높은 실리카 함량은 입자 경도를 증가시켜 플라스틱 가공 기계의 심각한 마모를 유발합니다. 예를 들어, 실리카가 풍부한 중탄산칼슘으로 제조된 필러 마스터배치는 폴리프로필렌 테이프 생산에 사용될 경우 절단날의 과도한 마모를 유발할 수 있습니다.
입자 크기 및 분포
입자 크기와 분포는 중질 탄산칼슘 품질을 나타내는 핵심 지표입니다. 이는 주로 기계적 특성에 영향을 미칩니다. 이론적으로 입자 크기가 미세할수록 충전된 플라스틱 제품의 강도가 높아집니다. 그러나 실제로는 항상 그런 것은 아닙니다. 입자 크기가 감소할수록 비표면적이 증가하고 표면 에너지가 높아집니다. 1차 입자는 쉽게 응집되어 수지에 첨가되는 클러스터를 형성합니다. 이로 인해 분산 불량과 불안정한 계면이 발생하여 제품 성능이 저하됩니다.
따라서 플라스틱용 중질 탄산칼슘은 가능한 가장 미세한 입자가 아닌 적절한 미세도가 필요합니다. 일반적으로 중질 탄산칼슘 분말에 사용되는 입자 크기는 일반적으로 400~1250메시입니다. 시중에서 판매되는 중질 탄산칼슘 분말 중 약 65%는 400~800메시 범위의 분말을 사용하고, 약 30%는 800~1250메시 범위의 분말을 사용하며, 1250메시보다 미세한 분말은 약 5~10%를 차지합니다.
충전 플라스틱의 경우, 동일한 충전제 함량 조건에서 충전제의 입자 크기가 미세할수록 충전 플라스틱의 기계적 물성이 우수합니다. 그러나 이는 중질 탄산칼슘 입자가 플라스틱 매트릭스에 고르게 분산된 경우에만 해당합니다. 입자 크기 및 분포 지표는 D97과 D100 값뿐만 아니라 2μm 함량, 평균 입자 크기(D50), 그리고 비표면적도 포함합니다. 이러한 지표는 중질 탄산칼슘 분말의 분산 품질과 흡유량을 간접적으로 반영합니다.
입자 형태 및 결정 형태
중질 탄산칼슘의 입자 형태는 플라스틱의 충진 및 개질에 상당한 영향을 미칩니다. 예를 들어, 섬유질 또는 판상 구조는 PVC 복합재의 기계적 강도를 향상시키지만 성형 및 가공 성능에는 악영향을 미칩니다. 반대로, 구형 충진제는 성형 및 가공 성능을 향상시키지만 재료의 기계적 강도를 저하시킵니다.
결정 구조의 영향이 업계에서 주목을 받기 시작했습니다. 일반적으로 플라스틱 업계에서는 천연 석회암 기반 중탄산칼슘의 미세한 정방형, 반정방형, 등입상 또는 블록형 구조가 더 선호됩니다.
오일 흡수 값
플라스틱에 사용되는 중질 탄산칼슘의 경우, 일반적으로 흡유량은 가능한 한 낮아야 합니다. 흡유량이 높으면 가소제가 필러에 흡수되어 가소 효과를 잃게 됩니다. 원하는 유연성을 얻으려면 가소제가 추가로 필요하며, 이는 생산 비용을 증가시킵니다.
표면 개질 분말의 흡유량을 감소시키는 중요한 방법입니다. 표면 개질 후, 탄산칼슘의 응집 입자가 감소하고 분산성이 향상되며 입자 간 공극이 감소합니다. 또한, 탄산칼슘 표면을 덮는 개질 분자는 입자 내부 공극을 더욱 감소시킵니다. 이러한 표면 개질은 탄산칼슘의 표면 특성을 변화시켜 표면 극성을 감소시키고 입자 간 마찰을 줄이며 윤활성을 향상시킵니다. 결과적으로 입자가 더욱 조밀하게 충진되어 겉보기 밀도가 증가하고 흡유량이 감소합니다.
물과 저분자량 물질
습기와 저분자 물질은 모든 플라스틱 제품에 있어 주요 문제입니다. 습기와 저분자 물질은 제품 표면 결함과 주름을 유발합니다. 심한 경우, 제품 내부에 벌집 구조를 형성하거나 운송 중 재료 간 브리징(bridging) 현상을 유발합니다. 이는 기계적 특성뿐만 아니라 제품의 외관에도 영향을 미칩니다.
결론
중질탄산칼슘 제품의 백색도, 불순물 함량 및 결정 구조는 주로 광석 품위에 영향을 받습니다. 입자 모양, 크기 및 분포는 원료, 가공 장비, 기술 및 관리 수준과 밀접한 관련이 있습니다.
따라서 중질 칼슘 생산 기업은 먼저 플라스틱 산업의 요건을 고려하여 광석을 선정해야 합니다. 그런 다음, 가공 장비와 기술이 미세 가공 요건을 충족하는지 확인해야 합니다. 이러한 접근 방식을 통해 중질 칼슘 제품은 각 플라스틱 산업에서 가치와 가격 경쟁력을 확보하고 제품 부가가치를 높일 수 있습니다.
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