造紙除了用纖維，還需要用什么？

     紙張是由纖維構成的，但是對某些紙張來說，只由纖維構成卻難于達到紙張的使用目的，為此對于文化用紙、印刷用紙、裝飾原紙、白紙板、卷煙紙等來說，必須在紙漿中加入部分填料，才能達到紙張的使用要求。

 

加填的主要作用

1) 提高紙張的白度，因為填料的白度比紙漿高； 

2) 提高紙張的不透明度；

3) 提高紙張的平滑度； 

4) 提高紙張的柔軟性； 

5) 提高張的印刷性能；

6) 降低紙張的變形程度，即提高紙張的平整性和形穩性；

7) 減少樹脂障礙；

8) 滿足某些紙張的特殊要求； 2 填料的種類及其性質

 

我國用于造紙的填料種類主要有滑石粉、高嶺土、碳酸鈣（PCC/GCC）、鈦白粉和氧化鐵黃顏料等。

 

1、滑石粉

滑石粉在自然界中，是以水合硅酸鹽的形態存在的非金屬礦物質，在我國貯量大，資源豐富易于開采加工，且價格低廉。滑石粉是硬度小的礦物之一，純凈滑石（3MgO·4SiO2·H2O）的理論含量為MgO：31.9%，SiO2：63.34%，H2O：4.76%，滑石粉具有質地細膩、平滑、白度高、覆蓋力強、磨耗低等特點。

 

造紙廠所使用的為工業用滑石粉，是以直閃石和透閃石為基礎的與純凈滑石粉不同。各造紙廠目前使用滑石粉均為ZZ-特級，其Fe2O3含量一般低于0.1%，因為含量高要影響紙張白度；其CaCO含量一般低于1.5%，這樣可以減少系統中泡沫的影響，提高紙張的質量，減少斷頭，提高紙機的抄造率和成品率。

 

2、高嶺土

高嶺土用作紙張填料的使用不多，有的廠家在滑石粉中拼入部分高嶺土，這可能是由于高嶺土的粘度關系，高嶺土多用作紙張涂布顏料之用。國內高嶺土產地較多，礦產化學成份、雜質含量，因產地而已。高嶺土是一種多礦產化學組成的含水硅酸鹽混合體，其成份可表示為Al2O3·2SiO2·2H2O，為非金屬礦。

 

高嶺土具有很強的可塑性和高的耐火性、良好的絕緣性和化學穩定性。高嶺土以片狀晶形為主，片狀物含量越多越好，片狀物配制涂料流動性好，經壓光后，其片狀平面與紙張平面平行排列，從而得到較高的光澤度。造紙用高嶺土，其顆粒比用于涂料用高嶺土的顆粒大。

 

3、煅燒高嶺土

有時在紙張的生產過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。由于高嶺土經過高溫煅燒，除去了其中的結晶水，使高嶺土顆粒內部空隙增大了比表面積，煅燒高嶺土具有較大的比表面積和多孔疏松的結構，提高了紙張的遮蓋能力，也有利于印刷油墨的吸收，有效地改善了紙張的印刷效果；煅燒高嶺土對光的散射能力強,有效地提高了紙張的不透明度；煅燒高嶺土的光散射系數與TiO2接近。

 

煅燒高嶺土用作造紙填料，其優點為：

1）提高紙張白度；

2）提高紙張不透明度，增加紙張的覆蓋能力；

3）減少印刷過程的透印現象

4）提高紙張的印刷性能；

5）比其它填料，減少對紙張抗張強度的影響；

 

4、碳酸鈣（CaCO3）

碳酸鈣有輕質（PCC）和重質（GCC）（研磨）之分，一般用于生產紙張的碳酸鈣為輕質CaCO3（也稱沉淀碳酸鈣），作涂布用顏料碳酸鈣用GCC。

 

輕質碳酸鈣：用作造紙的輕質碳酸鈣，主要是以石灰石為原料，經過石灰窯煅燒、消化。特定條件下，碳化反應而成。

 

輕質碳酸鈣的優點：

由于我國造紙行業長期以來采用酸性施膠方法，為此無法采用碳酸鈣作為造成紙填料（卷煙紙由于不施膠，長期以來采用碳酸鈣作填料），由于酸性施膠的缺點，以及對環境保護的重視，同時由于中性施膠劑的研究開發，目前世界范圍內造紙施膠工藝逐漸由酸性施膠向微酸性、中（堿）性施膠發展，這就使碳酸鈣作為造紙填料得到應用與發展，采用作為造紙填料的優點是：

1）可使紙張具有更高的白度；

2）可使紙張具有更高的不透明度；

3）良好的覆蓋性；

4）高的松厚度；

5）良好的印刷適應性及油墨吸收性；

6）優良的透氣性；

7）良好的助燃性；

 

輕質碳酸鈣是卷煙紙的優良填料，但在輕質碳酸鈣的生產過程中，由于不同的工藝技條件，則使碳酸鈣的晶形結構，顆粒大小，以及分布情況均不同，對卷煙紙的強度、透氣度有明顯的影響，在較長的一段時間內，對此不夠重視，隨著市場經濟的深入發展，以及外國高 檔卷煙紙（高強度、高透氣度）對中國市場的沖擊，使各生產高 檔卷煙紙的企業對生產高 檔卷煙紙用的輕質碳酸鈣的質量要求有一個共識，目前已注意到用于高 檔卷煙紙的輕質碳酸鈣的生產工藝，并進行研寫開發，這是一個可喜的進步。不久的將來，我國將能生產出適用于高 檔卷煙紙的輕質碳酸鈣。

 

在以上質量指標中，主要是沉降體積和含鐵量，同時對游離堿的含量有嚴格要求，一般要求游離堿（以CaO計）含量，要小于0.1%。

 

重質碳酸鈣：重質碳酸鈣一般不作為造紙填料用，只作為涂布顏料之用。

 

由于重質碳酸鈣采作研磨方法進行生產的所以它的形狀不規則，呈棱柱體、片狀、菱形、偏三角面體積等，印刷時其對油墨的吸收性比PCC要好其粘度比PCC低。生產研磨（重質）碳酸鈣的企業比較多，他們產品質量指標也不統一。

 

一般重質碳酸鈣有下面幾種規格：

1）Pd-40：干法粉碎制得，白度達98%左右，2μm含量占40%以上，15μm為零；

2）Pd-60：濕法研磨而成，白度達94%以上，2μm含量占55%~56%，粒度分布比較窄；

3）Pd-90：濕法研磨而成，2μm含量占88%~92%，白度較Pd-60好一些，粒徑分布比較窄，有較好的分散性。

 

5、鈦白粉

鈦白粉由鈦鐵礦（FeO.TiO2）經加工精制而成，對光的折射率高達2.55~2.70，白度高，對紙張的覆蓋性能在所 有填料中居首位，但其價格昂貴。二氧化鈦有金紅石和銳鈦礦型，他們的化學性能有所不同，前者水溶性差，所以造紙工業（特別是薄頁紙）均以后者用作填料。

 

6、氧化鐵顏料

用作某些特殊紙張加填用的氧化鐵顏料是無機顏料的一種，目前應用還不廣，它是鐵系顏料的一部分，一般只使用氧化鐵紅、氧化鐵黃、氧化鐵黑的氧化鐵棕四種。氧化鐵顏色料的共同的特點是不溶于水，與紙漿纖維無親和力，而是依靠明礬的作用，固著在纖維上，而取得著色，同時起到加填作用。氧化鐵顏料耐光性強，遮蓋性好。氧化鐵顏料在高 檔裝飾原紙（或水松原紙）中起到填料作用，還可部分代替價格昂貴的鈦白粉，同時它又起到染色作用，可取代價高而且污染嚴重的有機染料。

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