中國(guó)粉體網(wǎng)訊 相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,2017年全年國(guó)內(nèi)造紙生產(chǎn)總量約11110萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)2.3%。在發(fā)達(dá)國(guó)家紙和紙板的需求持續(xù)萎縮的情況下,中國(guó)成為全球及紙板需求增長(zhǎng)的主要?jiǎng)恿。預(yù)計(jì)從2015年到2020年,全球紙和紙板增長(zhǎng)量的65%將來(lái)自于中國(guó)。與此同時(shí),中國(guó)紙漿的需求量將保持2.5%的增速增長(zhǎng)。
隨著造紙用木材資源的日益匱乏和人們綠色環(huán)保觀念的提升,能夠減少紙漿纖維用量和降低成本的造紙用填料越來(lái)越受到人們的重視。此外,填料在造紙中還有以下作用:
提高紙張的白度。
提高紙張的不透明度。
提高紙張的平滑度。
提高紙張的柔軟性。
提高紙張的印刷性能。
降低紙張的變形程度,即提高紙張的平整性和形穩(wěn)性。
減少樹(shù)脂障礙。
滿足某些紙張的特殊要求。
目前,造紙常用的四大填料分別為滑石粉、高嶺土、碳酸鈣(PCC/GCC)和鈦白粉。
如何合理地選用造紙?zhí)盍希?/strong>
造紙是一個(gè)復(fù)雜的工藝過(guò)程,不同的紙張品種有不同的質(zhì)量要求,為達(dá)到紙張的某種要求就必須要加入填料。填料的種類多、性能也各不相同,因此不同紙張品種和要求,就必須選擇不同的填料或填料的組合以獲得最佳的效果。
滑石粉
(1)滑石粉具有質(zhì)地細(xì)膩、白度高、覆蓋性好、平滑度和光澤度高、磨損低等特點(diǎn),且價(jià)格便宜,一般文化用紙、印刷用紙均采用滑石粉作填料。
(2)由于滑石粉的化學(xué)穩(wěn)定性好,所以采用分散松香作為施膠的酸性施膠,均采用滑石粉做填料。
(3)滑石粉作為涂布的白色顏料,對(duì)涂布的白度有不利的影響。據(jù)研究,其用量每增加10%,白度值即降低1.0%,因而涂布紙生產(chǎn)中盡量不用(少用)滑石粉作顏料。
碳酸鈣
(1)碳酸鈣有重鈣和輕鈣之分,對(duì)于薄頁(yè)紙,如煙紙、印刷型 水松原紙等,由于要求有高的不透明度,均采用碳酸鈣作填料。此外,碳酸鈣對(duì)紫外線的吸收少,更抗紙張老化,因此,對(duì)于一些需要長(zhǎng)期保存(館藏)的紙張也采用碳酸鈣作填料。
(2)碳酸鈣折光率高達(dá)1.65,可明顯提高紙張白度和不透明度,在PH值7.5~8.5范圍內(nèi),碳酸鈣的穩(wěn)定性好,所以采用中(堿)性施膠的紙張均采用碳酸鈣作為填料。采用酸性施膠的紙張,則不能使用碳酸鈣作填料。
(3)碳酸鈣可大量用作涂布紙用的色顏料。重質(zhì)碳酸鈣的價(jià)格便宜,涂料流動(dòng)性好,且其印刷性能等比輕鈣好,因此涂布的白色多用重鈣。
高嶺土
(1)由于高嶺土良好的化學(xué)穩(wěn)定性,以及其片結(jié)構(gòu),能提高紙張的平滑度和光澤度,為此可以作為各種紙張的填料。有時(shí)在紙張的生產(chǎn)過(guò)程中為了提高紙張的不透明度與改善紙張的印刷性能,在加入的填料中也要配用部分煅燒高嶺土。
(2)高嶺土只適用作酸性施膠紙的填料,但由于其粘度比較高,因此加入量較少,一般與滑石粉一起使用。
(3)高嶺土可作為涂布的白色顏料。片狀含量越高的高嶺土,其涂布性能(涂料流動(dòng)性)越好,涂好的紙張其光澤度、平滑度越好。
鈦白粉
鈦白粉具有高的折射率和白度(97%~99%),并且其遮蓋力在顏料(填料)中居首位,在生產(chǎn)高檔薄頁(yè)紙或高檔涂布紙時(shí)均可采用,但其價(jià)格昂貴,因此用量較少。
常用紙張?zhí)盍掀贩N和加入量
造紙用填料的發(fā)展趨勢(shì)
世界造紙行業(yè)從20世紀(jì)80年代初便開(kāi)始成功轉(zhuǎn)向堿性和中性造紙工藝,這為重鈣產(chǎn)品提供了一個(gè)巨大的應(yīng)用市場(chǎng)。過(guò)去最常用的造紙?zhí)盍细邘X土逐漸被碳酸鈣所替代。從消費(fèi)品種比例來(lái)看,高嶺土的主導(dǎo)地位(超過(guò)50%)正受到碳酸鈣用量不斷增長(zhǎng)的挑戰(zhàn)。
注:不同地區(qū)所選用的主導(dǎo)品種不同,北美造紙工業(yè)以高嶺土為主,歐洲以碳酸鈣為主,亞洲以滑石粉為主。
世界范圍內(nèi)造紙?zhí)盍系暮吭谥鹉晏岣,并且隨著中堿性造紙工藝的發(fā)展,碳酸鈣已經(jīng)成為最主要的造紙?zhí)盍稀?010年造紙用填料消費(fèi)結(jié)構(gòu)中碳酸鈣占比73%。
2001年以前,中國(guó)造紙用填料以滑石粉為主。2001年滑石粉仍是消費(fèi)最大的造紙?zhí)盍希?1.34%)。隨著碳酸鈣的強(qiáng)勢(shì)崛起,2002年,我國(guó)造紙用碳酸鈣消費(fèi)量首次超過(guò)滑石粉。隨后的十余年間,碳酸鈣尤其是重鈣在造紙行業(yè)的消費(fèi)量增長(zhǎng)驚人,年均增速超25%。2012年,重鈣在造紙行業(yè)的市場(chǎng)占有率已高達(dá)51%。近幾年,碳酸鈣的年增長(zhǎng)率明顯下降,碳酸鈣在造紙領(lǐng)域進(jìn)入緩慢增長(zhǎng)期。
數(shù)據(jù)顯示,碳酸鈣的增長(zhǎng)主要以重鈣為主。近幾年來(lái),碳酸鈣的年增長(zhǎng)率明顯下降,碳酸鈣在造紙領(lǐng)域進(jìn)入緩慢增長(zhǎng)期。但是隨著我國(guó)碳酸鈣產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展以及超純超細(xì)技術(shù)的進(jìn)步,亞微米至納米的碳酸鈣需求和消費(fèi)量增長(zhǎng)快速?梢灶A(yù)見(jiàn),未來(lái)碳酸鈣仍將占據(jù)造紙?zhí)盍系闹鲗?dǎo)地位,并且隨著工業(yè)及技術(shù)的進(jìn)步,除碳酸鈣、滑石粉、高嶺土之外的高檔填料如鈦白粉等在造紙行業(yè)的應(yīng)用將越來(lái)越多。