카올린은 비금속 광물로, 주로 카올리나이트 계열 점토 광물로 구성된 점토 및 점토암의 일종입니다. 희고 섬세한 외관 때문에 백운토라고도 불리며, 장시성 징더전의 가오링촌 이름을 따서 명명되었습니다.

순수한 카올린은 흰색이며, 섬세하고 부드러운 질감을 지니고 있으며, 가소성 및 내화성 등의 우수한 물리적, 화학적 특성을 가지고 있습니다. 주요 광물 성분은 카올리나이트, 할로이사이트, 수산화운모, 일라이트, 몬트모릴로나이트이며, 석영과 장석 등의 광물도 포함합니다. 카올린은 제지, 도자기, 내화물 등 다양한 분야에 사용되며, 그 외에도 코팅제, 고무 충전제, 에나멜 유약, 백색 시멘트 원료 등으로 사용됩니다. 소량으로는 플라스틱, 페인트, 안료, 연삭 휠, 연필, 생활용품, 비누, 살충제, 의약품, 섬유, 석유, 화학, 건축 자재, 국방 등 다양한 산업 분야에 사용됩니다.

공정 특성
접힘 백색도 밝기

카올린의 기술적 성능을 결정하는 주요 매개변수 중 하나는 백색도이며, 고순도 카올린은 흰색을 띕니다. 카올린의 백색도는 천연 백색도와 소성 백색도로 나뉩니다. 세라믹 원료의 경우 소성 후 백색도가 더욱 중요하며, 소성 백색도가 높을수록 품질이 우수합니다. 세라믹 공정에서는 천연 백색도의 경우 105℃ 건조를, 소성 백색도의 경우 1300℃ 소성을 기준으로 등급을 매깁니다. 백색도는 백색도계를 사용하여 측정할 수 있습니다. 백색도계는 3800~7000Å 파장(즉, 1옹스트롬 = 0.1나노미터)에서 빛의 반사율을 측정하는 장치입니다. 백색도 측정기에서는 테스트 샘플의 반사율을 표준 샘플(예: BaSO4, MgO 등)의 반사율과 비교하여 백색도 값을 산출합니다(예: 백색도 90은 표준 샘플 반사율의 90%에 해당).

밝기는 백색도와 유사한 공정 속성으로, 4570Å 파장의 빛 조사에 따른 백색도에 해당합니다.

카올린의 색상은 주로 함유된 금속 산화물이나 유기물과 관련이 있습니다. 일반적으로 Fe₂O₃를 함유하면 장미빛 붉은색과 갈색을 띤 노란색을 띠고, Fe²⁺를 함유하면 연한 파란색과 연한 녹색을 띠며, MnO₂를 함유하면 연한 갈색을 띕니다. 유기물을 함유하면 연한 노란색, 회색, 파란색, 검은색 등 다양한 색을 나타냅니다. 이러한 불순물은 카올린의 본래 백색도를 저하시킵니다. 특히 철과 티타늄 광물은 소성 후 백색도에 영향을 미쳐 도자기 표면에 색 반점이나 용융 흔적을 유발할 수 있습니다.

접힘 입자 크기 분포
입자 크기 분포는 주어진 연속적인 입자 크기 범위(밀리미터 또는 마이크로미터 메쉬로 표시) 내에 있는 천연 카올린 입자의 비율을 백분율로 나타낸 것입니다. 카올린의 입자 크기 분포 특성은 광석의 선택성과 가공 적용에 매우 중요합니다. 입자 크기는 가소성, 점성, 이온 교환 용량, 성형성, 건조성 및 소성성에 상당한 영향을 미칩니다. 카올린 광석은 기술 가공이 필요하며, 요구되는 미세도로 가공이 용이한지 여부는 광석 품질을 평가하는 기준 중 하나가 되었습니다. 각 산업 분야는 용도에 따라 카올린의 입자 크기와 미세도에 대한 특정 요구 사항을 가지고 있습니다. 예를 들어, 미국에서는 코팅재로 사용되는 카올린의 경우 입자 크기가 2μm 미만이어야 하며, 그 함량이 90~95%를 차지해야 합니다. 제지용 충전재의 경우 입자 크기가 2μm 미만인 카올린이 78~80%를 차지해야 합니다.

접이식 제본
점착성은 카올린이 비가소성 원료와 결합하여 가소성 점토 덩어리를 형성하고 일정 수준의 건조 강도를 갖는 능력을 말합니다. 결합력 측정은 표준 석영 모래(입자 크기 0.25~0.15mm가 70%, 0.15~0.09mm가 30%인 질량 조성)를 카올린에 첨가하여 수행합니다. 가소성 점토 덩어리를 유지할 수 있는 최대 모래 함량과 건조 후 굴곡 강도를 기준으로 판단하며, 모래 첨가량이 많을수록 카올린의 결합력이 강해집니다. 일반적으로 가소성이 강한 카올린은 결합력도 강합니다.

접이식 접착제
점도는 유체의 내부 마찰로 인해 상대적인 흐름을 방해하는 유체의 특성을 나타냅니다. 점도의 크기(단위 면적당 내부 마찰에 작용하는 값)는 Pa·s 단위로 표시됩니다. 점도 측정은 일반적으로 회전식 점도계를 사용하여 수행되며, 이 점도계는 고형분 함량이 70%인 카올린 머드의 회전 속도를 측정합니다. 점도는 생산 공정에서 매우 중요한 요소입니다. 세라믹 산업뿐만 아니라 제지 산업에서도 중요한 영향을 미칩니다. 해외 자료에 따르면, 카올린을 코팅재로 사용할 경우 저속 코팅에서는 약 0.5 Pa·s, 고속 코팅에서는 1.5 Pa·s 미만의 점도가 요구됩니다.

요변성은 겔처럼 굳어져 더 이상 흐르지 않는 슬러리가 응력을 받으면 다시 유동하게 되고, 정지 상태에서는 점차 원래의 점도로 돌아가는 특성을 말합니다. 요변성의 크기는 점도 계수로 나타내며, 유출 점도계와 모세관 점도계를 이용하여 측정합니다.

점성과 요변성은 머드의 광물 조성, 입자 크기 및 양이온 종류와 관련이 있습니다. 일반적으로 몬트모릴로나이트 함량이 높고, 입자가 미세하며, 주요 교환성 양이온으로 나트륨을 함유하는 머드는 점성과 증점 계수가 높습니다. 따라서 제조 과정에서는 점성도가 높은 점토를 첨가하거나 입자 크기를 미세하게 하는 등의 방법을 통해 점성과 요변성을 개선하고, 반대로 희석된 전해질과 수분 함량을 증가시키는 등의 방법을 통해 점성과 요변성을 낮추는 것이 일반적입니다.