Kaulino milteliai yra gamtoje pasitaikantis ne metalo mineralas, kurio pagrindą sudaro kaulinitas, pasižymintis minkšta struktūra, smulkiais plokščiais dalelių gabaliukais ir sinergine fizikinėmis-cheminėmis savybėmis, kurios kartu atskleidžia įvairias pramonės naudą. Plokščia struktūra – su plonomis, plokščiomis formomis – leidžia dalelėms formulėse persidengti ir tvirtai užsifiksuoti, sukuriant tankią tinklo struktūrą, kuri padidina galutinių produktų stabilumą, mechaninį stiprumą ir barjerines savybes. Ši unikali dalelių forma taip pat prisideda prie puikių suspensijos savybių, kurios yra esminė savybė skystose formulėse. Pagrindinės savybės apima būdingą baltumą, kuris nekeičia galutinių produktų spalvos – tai labai svarbu šviesioms arba permatomoms medžiagoms, tokioms kaip permatomi hermetikai ar šviesūs polimerai – puikią plastinę savybę, kuri palengvina hermetikų ir klijų pusiau kietos formos formavimą (leidžiant jiems pritapti prie netaisyklingų paviršių), stabilų cheminį inertumą, kuris atsparus reakcijoms su dažniausiai naudojamomis pramonės medžiagomis, tokiomis kaip dervos, tirpikliai ir plastifikatoriai, bei stiprią suspensijos gebą, kuri užtikrina vienodą išsisklaidymą skystose sistemose, neleisdama nusėdimo ar sluoksniavimosi ilgalaikės saugos metu. Šios savybės daro jį pagrindiniu specializuotų pramoninių formulacijų komponentu, nes jis lengvai integruojamas be pagrindinių funkcijų ar bazinių medžiagų cheminių savybių keitimo. Skirtingai nei mineralai, ribojami siaurų taikymo sričių, kaulino milteliai gali būti pritaikomi tiksliniam skalavimui, kaitinimui ar paviršiaus modifikavimui, kad atitiktų skirtingų sektorių tikslus – ar tai būtų baltumo didinimas elektronikos pakuotėje ar termoinertiškumo stiprinimas ugniai atspariose medžiagose – leidžiant jiems sklandžiai integruotis į įvairias gamybos grandines, veikiant kaip tylusis stiprintuvas, kuris pagerina produkto našumą, nesutraukdamas bazinių sistemų.
Apdorojimo technikos pritaikomos, kad būtų išnaudotos tam tikros kaulino miltelių funkcijos skirtingose srityse, sujungiant gamtines savybes su tiksliomis pramonės reikmėmis. Plaustymas yra pagrindinis žingsnis tiems taikymams, kuriems reikalinga didelė grynumo laipsnio ir nuoseklaus baltumo: pirmiausia žaliava sutrinama į mažus fragmentus, tada sumaišoma su vandeniu, kad susidarytų smulki zolinė masė. Ši zolinė masė perpumpuojama per gravitacinių atskyrimo bakus arba centrifugines atskiriamąsias sistemas, siekiant pašalinti sunkesnes priemaišas, stambius grūdelius bei organines teršiančias medžiagas – tokias kaip augalų likučiai ar dirvožemio dalelės – kurios gali pakenkti našumui. Gauta apdorota zolinė masė tada išdžiovinama į miltelius, turinčius padidėjusį grynumą ir baltumą, idealų formulėms, reikalaujančioms vienodo spalvumo, pvz., elektronikos pakuotėms ar šviesiems klijams. Kalkinimas yra esminis aukštos temperatūros taikymams: dalelės krosnyse kaitinamos griežtai kontroliuojamomis sąlygomis – tiksliai reguliuojant kaitinimo ir aušinimo greitį – siekiant pašalinti užstrigusį drėgmę ir organines medžiagas. Šis procesas sukelia subtilius pokyčius kristalinėje struktūroje, paverčiant kauliną į metakauliną, kuris pasižymi žymiai padidėjusiu kietumu, šilumine stabilumu ir nepermatomumu. Šie apdoroti kaulino milteliai puikiai tinka atsparioms šilumai medžiagoms ir polimeriniams produktams, veikiamiems aukštų temperatūrų, nes jie atlaiko deformaciją ir netemsta ekstremaliomis temperatūromis. Paviršiaus modifikavimas yra svarbus suderinamumui su organiniais matricais: dalelės dengiamos jungiamosiomis medžiagomis, tokiomis kaip silano ar titano dariniai, specializuotuose maišytuvuose, sukuriant ploną sluoksnį, kuris gerina sukibimą su dervomis ir polimerinėmis medžiagomis. Ši modifikacija prevencijuoja dalelių aglomeraciją (dažnai pasitaikančią mineralinių pripildytojų problema) ir maksimaliai padidina stiprinančius efektus kompozitinėse medžiagose, užtikrinant tolygią dalelių sklaidą. Kiekvienas apdorojimo etapas tiksliai derinamas pagal taikymo sritį – nuo dalelių dydžio pasiskirstymo iki paviršiaus apdorojimo tipo – užtikrinant, kad kaulino milteliai kiekvienam taikymui demonstruotų optimalų našumą.
Klijų ir sandariklių pramonė priklauso nuo kaulino miltelių kaip funkcinių pripildymo medžiagų, kurios padeda išspręsti pagrindines formulavimo problemas, tiesiogiai veikiančias taikymo patogumą ir ilgalaikį našumą. Jie tiksliai sureguliuoja klampumą iki optimalaus lygio – padidindami skysčio klijų klampumą tiek, kad būtų užkirstas kelias pernelyg dideliam tekėjimui (varvėjimui) vertikaliai taikant sienoms, luboms ar vertikaliems skydams, tuo pačiu išlaikant sklandumą tiksliai sujungiant mažus ar netaisyklingos formos komponentus, tokius kaip elektronikos dalys, dekoratyvinės apdailos ar jautrios mašinų dalys. Mažas dalelių dydis (dažnai mikronų diapazone) ir stipri pakabinimo gebėjimas veikia sinergiškai, išlaikydami vientisą tekstūrą ilgalaikėje saugojimo trukmėje – ar tai būtų bakuose, kibiruose ar vamzdeliuose – išvengiant nuosėdų, kurios galėtų sukelti gumulus, nevienodą sukibimo stiprumą ar nevienodą taikymą. Kaulino milteliai padidina sukibimo stiprumą dviem mechanizmais: jų smulkios dalelės įsiskverbia į mažiausias poras ir tarpus pagrinduose – nepriklausomai nuo to, ar tai yra poringas medis, lygi metalo paviršius ar neporingas plastikas – sudarydamos mechaninius užraktus, tuo pat metu jų paviršius (ypač jei modifikuotas) su pagrindo paviršiumi sudaro silpnas chemines jungtis, sukuriant tvirtus ryšius, atsparius atplėšimui, šlyčiai bei aplinkos erozijai dėl drėgmės, drėgnumo ar įprastų chemikalų. Statybos sandarikliuose – naudojamuose tarpeliams aplink langus, duris ar temperatūriniams siūliams užsandarinti – kaulinas padidina lankstumą ir oro sąlygų atsparumą, leisdamas sandarikliams temptis ir trauktis sezoninėms temperatūros kaitoms (nuo šaltų žiemų iki karštų vasarų) ir konstrukciniams judesiams (pvz., pastato nusėdimui ar nedidelėms seizminėms apraiškoms), nesutrūkinėjant ir neprarandant sukibimo. Šis lankstumas sukuria patikimą barjerą, apsaugantį pastatus nuo vandens patekimo (kuris gali sukelti pelėsių augimą ar konstrukcinius pažeidimus), oro nutekėjimo (kuris padidina energijos sąnaudas) ir dulkių patekimo, išlaikant vidaus komfortą ir konstrukcinį vientisumą metų metais.
Ugniai atsparių medžiagų sektorius vertina kaulino miltelius dėl jų išskirtinės terminės stabilumo ir aukšto lydymosi taško, kurie daro juos nepakeičiamu komponentu šilumai atsparioms formulėms, sukurtoms dirbti ekstremaliomis pramoninėmis sąlygomis. Jie sumaišomi su aliumina, magnija ir kitomis šilumai atspariomis mineralinėmis medžiagomis tiksliais santykiais, kad būtų sudarytos specializuotos mišinių rūšys ugniai atspariems plytų tipams, liejamoms ugniai atsparioms medžiagoms (pilamos ugniai atsparios medžiagos, kurios sustangrėja vietoje) ir krosnių apdailai – visos tai būtinos aukštos temperatūros pramoninės įrangos sudedamosios dalys. Šios formulės išlaiko struktūrinį vientisumą esant ekstremaliai aukštai temperatūrai (dažnai viršijančia tūkstančius laipsnių, kas būdinga metalų lydimui, stiklo gamybai ir keramikos deginimui), sudarydamos apsauginius barjerus, kurie apsaugo krosnis, reaktorius ir krosnis nuo tiesioginės šiluminės žalos, cheminės korozijos (išlydytų metalų ar agresyvių dujų) bei mechaninio susidėvėjimo. Kaulino miltelių atsparumas termokrūviams yra išskirtinis bruožas, kuris juos išskiria iš daugelio kitų pripildymo medžiagų: jie neleidžia įtrūkimų ar atšokimų dėl staigių temperatūros svyravimų – tokiais atvejais, kaip kai šaltos žaliavos įdedamos į karštas krosnis arba kai įranga greitai aušta po ilgo aukštos temperatūros veikimo, – kas yra įprasti scenarijai plieno gamyboje, stiklo ir cemento gamybos procesuose. Jo smulkūs dalelių dydžiai užpildo mažiausias tarpas tarp stambesnių ugniai atsparių medžiagų, sukuriant tankią, homogeninę struktūrą, kuri pagerina galutinių produktų tankį ir mechaninį stiprumą. Tai ne tik pailgina ugniai atsparių apdailos tarnavimo laiką (sumažinant brangių pakaitų dažnumą), bet ir sumažina techninės priežiūros prastovas bei eksploatacijos išlaidas pramoninėms įmonėms, užtikrinant nuolatinę gamybą.
Plastikų ir polimerų pramonė naudoja kaulino miltelius kaip ekonomiškai naudingą stiprinimo priedą, kuris pagerina medžiagų savybes, nesumažindamas apdirbamumo – svarbus gamintojams pusiausvyros taškas. Pridėjus prie polipropileno, polietileno, polivinilo chlorido ir kitų įprastų polimerų, kaulinas padidina standumą, būtiną konstrukciniams taikymams (pvz., plastikinėms sijoms, automobilių rėmams ar statybinėms kabėms), gerina šilumos atsparumą, kad atitiktų aukštos temperatūros aplinkas (pvz., automobilių variklių skyriuje esančias dalis, veikiamas variklio šilumos, ar pramonines plastiko dalis, naudojamas šalia įrangos), taip pat padidina matmeninę stabilumą, neleidžiantį išsipūsti ar susitraukti po formavimo – tai ypač svarbu tiksliesiems komponentams, tokiems kaip elektronikos prietaisų korpusai, kuriuose reikalingi siauri toleransai. Paviršiui modifikuoti kaulino milteliai – apdoroti jungiamosiomis medžiagomis – vienodai paskirstomi polimerinėje matricoje, vengiant sukibimo ir sudarant tvirtas chemines jungtis tarp mineralinių dalelių ir polimerinių grandinių. Šios jungtys padidina temptinį stiprumą (atsparumą tempimui ar plyšimui) ir smūgio atsparumą (gebėjimą išlaikyti smūgius, kritimus ar mechaninę apkrovą), darant plastikus tvirtesnius sunkiomis sąlygomis. Tai leidžia gaminti lengvesnius, ilgaamžiškesnius plastikinius gaminius – pvz., automobilių salonų skydelius (kuriems reikia atsparumo dėvėjimuisi ir temperatūros pokyčiams), mobiliųjų telefonų korpusus (reikalaujančius standumo ir smūgio atsparumo) bei statybinius vamzdžių jungtukus (kurie turi atlaikyti slėgį ir aplinkos poveikį), kurie atlaiko kasdienį dėvėjimąsi. Svarbu tai, kad išlieka polimerų gebėjimas būti ekstruduojamiems, liejamiems į formas ar pučiamiems standartinėmis apdorojimo sąlygomis, užtikrinant, kad gamintojai galėtų naudoti esamą įrangą be brangių pakeitimų ar procesų koregavimų.
Kompozitinių medžiagų pramonė naudoja kaulino miltelius, kad subalansuotų našumą ir sąnaudas – tai nuolatinis iššūkis gaminant aukštos kokybės, rinkai konkurencingas kompozitines medžiagas. Pluoštu stiprinamuose kompozituose (pvz., stiklo pluošto, anglies pluošto ar aramidinio pluošto kompozituose) jis veikia kaip funkcionalus pripildytuvas, kuris pagerina pagrindines mechanines savybes – standumą, temptinę stiprumą, nusidėvėjimo atsparumą ir matmeninę stabilumą – tuo pačiu sumažindamas galutinių produktų svorį. Šis svorio mažinimas yra labai svarbus taikymo srityse, tokiose kaip vartojimo prekės (kur svarbi nešiojamumas), pramoniniai mašinų dalys (kur lengvesnis svoris padeda pagerinti energijos naudojimo efektyvumą) ar automobilių komponentai (kur sumažintas svoris padidina kuro ekonomiškumą). Kaulino milteliai pakeičia brangių sintetinių pluoštų (pvz., brangaus gaminti anglies pluošto) dalį kompozitinių mišinių formulėse, ženkliai sumažindami gamybos sąnaudas, nesumažindami konstrukcinio vientisumo ar našumo. Jo plokščios dalelės perdirbimo metu išsidėsto lygiagrečiai kompozitinei matricai ir pluoštams, sukuriant sluoksniuotą struktūrą, kuri pagerina apkrovą nešančias savybes, tolygiai paskirstydama įtampą per visą medžiagą ir užkirsdama kelią vietiniams pažeidimams (pvz., pluošto lūžiams ar matricos įtrūkimams). Dėl to kompozitai tampa tinkami plačiam taikymui, įskaitant pramoninius perdavimo mechanizmų komponentus (kuriems reikalingas nusidėvėjimo atsparumas), sporto inventorių (pvz., dviračių rėmus ar teniso raketus, kuriems būtinas stiprumas ir mažas svoris) bei statybinius armatūros elementus (pvz., kompozitinę armatūrą, kuri pakeičia plieną korozijai linkusiose aplinkose). Jo suderinamumas su įvairiais dervomis (epoksidinėmis, poliesterinėmis, vinilo esterinėmis ir poliuretaninėmis) užtikrina sklandų integravimą į skirtingus kompozitinius mišinius, prisitaikant prie įvairių pramonių poreikių – nuo aukšto stiprumo aviacijos komponentų (išskyrus pačią aviacijos pramonę) iki ilgaamžių vartojimo prekių.
Elektronikos pakuotės aksesuarų sektorius naudojasi kaolino miltelių unikaliu deriniu, kurį sudaro elektros izoliacijos savybės, cheminė stabilumas ir apdorojimo galimybė – šios savybės yra būtinos jautrių elektroninių komponentų apsaugai. Jie naudojami hermetizavimo medžiagose (pvz., epoksidiniuose hermetikams, silikoniniuose dervose ar užpilduose), kad būtų pagerinta elektros izoliacija, sukuriant patikimą apsauginį barjerą, kuris apsaugo jautrius elektroninius komponentus (pvz., mikroschemas, spausdintines jungiamąsias plokšteles, jutiklius ar kondensatorius) nuo trumpųjų jungimų, elektromagnetinės trukdžių (EMI/RFI) ir statinio išlydžio – visų veiksnių, kurie gali pažeisti komponentus arba sumažinti jų veikimą. Kaolino milteliai pagerina hermetizavimo medžiagų klampumą ir tekštumą: jie padidina medžiagų klampumą tik tiek, kad būtų išvengta nutekėjimo taikymo metu, kartu išlaikant pakankamai žemą klampumą, kad medžiaga galėtų prasiskverbti į mažiausias angas, plyšius ir adatines skylutes elektroniniuose komponentuose gamybos metu (liejimo ar dozavimo būdu), užtikrinant visišką, vientisą dengimą ir apsaugą. Jo termalinis stabilumas padeda sklaidyti šilumą, kurią generuoja elektroniniai įrenginiai veikdami – veikia kaip pasyvus šilumos atviras, nutraukdamas šilumą nuo komponentų – neleidžiant perkaitimui, kuris gali pabloginti našumą, sutrumpinti tarnavimo laiką ar sukelti ankstyvą gedimą. Štai čia yra itin svarbus cheminis inertumas: jis užtikrina suderinamumą su kitomis pakuotės medžiagomis (pvz., plastikais, metalais ar keramika, naudojama prietaisų korpusuose) ir išvengia nenorimų reakcijų (pvz., dujų išsiskyrimo ar cheminio skilimo), kurios galėtų išskirti kenksmingas medžiagas, užteršti komponentus arba pabloginti bendrą pakuotės našumą. Dėl to jis yra vertingas pakuotėje vartojamos elektronikos (mobiliuosius telefonus, nešiojamuosius kompiuterius, televizorius), pramoninėse valdymo sistemose (programuojamuose loginiuose valdikliuose, jutikliuose) ir automobilių elektronikoje (variklio valdymo blokuose, informacijos ir pramogų sistemose) – visose srityse, kur patikimumas ir ilgaamžiškumas yra labai svarbūs.
