（中國粉體技術(shù)網(wǎng)/班建偉）造紙中加入填料可以提高紙張的不透明度和亮度，改進(jìn)紙張的平滑度和均勻狀態(tài)，增加紙張的柔軟性，降低紙張的吸濕性和變形程度，同時(shí)還有利于降低生產(chǎn)成本。鈦白粉有高的折光率和散射系數，是很好的造紙填料，但由于其價(jià)格昂貴，一般只用于高檔薄頁(yè)印刷紙， 以提高紙張的不透明度；而碳酸鈣由于其價(jià)格低廉，且同樣能提高紙張的不透明度、增加紙張的吸油墨性能，作為造紙填料具有一定的成本優(yōu)勢。研究2種類(lèi)型的碳酸鈣作為造紙填料的使用效果。
1 碳酸鈣的分類(lèi)
作為造紙填料用碳酸鈣按其生產(chǎn)方式的不同，可分為重質(zhì)碳酸鈣和輕質(zhì)碳酸鈣2類(lèi)。
1. 1 重質(zhì)碳酸鈣
重質(zhì)碳酸鈣即研磨碳酸鈣(GCC)。重質(zhì)碳酸鈣是研磨石灰石制得的天然碳酸鈣，從干法研磨發(fā)展到濕法研磨，研磨技術(shù)的突破及在研磨工藝中有關(guān)助劑的應用，使得GCC 粒徑可以達到小于1.5μm 在90% 以上，平均粒徑小于2μm，從而使品質(zhì)大幅度提高，很大程度上擴大了其在造紙領(lǐng)域的應用。
1. 2 輕質(zhì)碳酸鈣
輕質(zhì)碳酸鈣即沉淀碳酸鈣( PCC)。輕質(zhì)碳酸鈣是將二氧化碳通入石灰水，或用碳酸鈉溶液與石灰水作用產(chǎn)生沉淀制得的；它主要是根據下游產(chǎn)品不同的需要、通過(guò)改變反應的速度、溫度、濃度、攪拌速率及使用適量的化學(xué)添加劑, 有目的地控制反應進(jìn)程， 使產(chǎn)品的粒徑大小、粒度分布、微觀(guān)形態(tài)達到特定的要求，以提高填料的適應性，同時(shí)要求產(chǎn)品質(zhì)量穩定。
2 實(shí)驗
2. 1 原料
進(jìn)口漂白化學(xué)針葉木漿；進(jìn)口漂白化學(xué)闊葉木漿；自產(chǎn)木片漿；填料級商品輕鈣1；填料級商品輕鈣2；填料級重鈣；
2. 2 填料的主要技術(shù)參數
實(shí)驗用填料的主要技術(shù)參數見(jiàn)表1。
 從表1的技術(shù)參數可以看出，3種填料的白度、pH相當，填料級商品輕鈣1的325目篩余物與酸不溶物含量稍高，填料級重鈣的酸不溶物含量稍高。
2.3 填料的晶形結構
實(shí)驗填料的徑形結構見(jiàn)圖1、2的電鏡照片。
從圖1, 2的電鏡照片看出輕質(zhì)碳酸鈣粒子大小形狀幾乎是一致的紡錘形絮聚結構，而重質(zhì)碳酸鈣呈不規則立方體狀結構，均勻性較差，顆粒大小相差明顯。
2. 4 方法
化學(xué)針葉木漿、化學(xué)闊葉木漿按30/30質(zhì)量比混合，用PFI磨打漿至打漿度為30 SR 左右，濕重6.0g左右，漿濃為10%，打漿壓力為3.33 N /mm2，再與自產(chǎn)木片漿(占質(zhì)量的40% )混合，備用。AKD用量為0.25%， 陽(yáng)離子淀粉用量為0.8%，硫酸鋁用量為0.25%，PAM 用量為600*10- 6，微粒子用量為2 000 *10- 6，在上述輔料用量不變的條件下，更換不同填料及配比，漿、填料的質(zhì)量比依次為85/15、80/20、70/30；抄片定量60g/m2， pH= 7.5。風(fēng)干后的手抄片在恒溫、恒濕中放置24h后，分別測定白度、不透明度、吸水值、灰分等各項強度指標。
3 結果與討論
3. 1 試驗測試結果
漿、填料的質(zhì)量比分別為85/15、80/20、70/30時(shí)的測試結果見(jiàn)表2。
3. 2 實(shí)驗數據分析
由上述實(shí)驗數據可以得出以下分析：(1) 在光學(xué)性能方面，填料級輕鈣與填料級重鈣所抄紙樣白度相差不大，主要是由于所用填料級重鈣的白度較高；但在不透明度方面，輕鈣所抄紙樣的不透明度較高，主要是由于輕鈣比重鈣的光散射系數高，加入輕鈣后可以提高紙頁(yè)的不透明度；
(2) 在物理性能方面： 用填料級輕鈣所抄紙樣其松厚度明顯高于填料級重鈣；吸水值均低于填料級重鈣，這是因為填料級輕鈣的平均粒徑較填料級重鈣大，相應地具有更小的比表面積， 對AKD施膠劑的吸附作用比重鈣強，因而減少了AKD用量，并且隨著(zhù)填料的流失，降低了吸水值；填料級輕鈣2所抄紙樣的抗張指數、裂斷長(cháng)、撕裂指數、耐破指數均高于填料級輕鈣1和填料級重鈣，其余指標基本相當;
(3) 由灰分指標看，在相同填料用量時(shí)，填料級輕鈣比填料級重鈣的灰分高，主要是由于填料級重鈣的粒徑很小，在紙頁(yè)脫水成形時(shí)，纖維對細小顆粒截留差；而填料級輕鈣的粒徑較大，對紙張纖維有很好的架橋作用，故在灰分保留方面填料級輕鈣優(yōu)于填料級重鈣；
(4) 此外，由于重質(zhì)碳酸鈣粒徑小、且大多呈立方體狀結構，相對輕質(zhì)碳酸鈣來(lái)說(shuō)，對其成形的磨損和對壓榨毛毯的粘污要比輕質(zhì)碳酸鈣嚴重，所以輕質(zhì)碳酸鈣填料在生產(chǎn)中有更好的運行性。
4 結論
(1) 與重質(zhì)碳酸鈣相比，加填輕質(zhì)碳酸鈣，紙張具有更高的松厚度，在紙張灰分達到19. 6% 時(shí), 松厚度比重質(zhì)碳酸鈣高15% 。
(2) 使用輕質(zhì)碳酸鈣加填時(shí)，在提高紙張不透明度、灰分以及降低吸水值方面比重質(zhì)碳酸鈣具有優(yōu)勢。
(3) 綜合來(lái)看，由于輕質(zhì)碳酸鈣的灰分保留較高、且具有更好的生產(chǎn)運行性，可以在一定程度上降低生產(chǎn)成本。
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