隨著(zhù)現代電子傳媒對文化用紙沖擊的不斷增加，傳統文化用紙正面臨著(zhù)前所未有的壓力，輕涂紙作為文化用紙一種，也正面臨著(zhù)這種壓力的挑戰。在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，不斷降低生產(chǎn)成本是應對這種挑戰的重要措施之一。輕涂紙作為一種一次涂布且涂布量低的紙種，對顏料遮蓋性提出了較高要求，現有涂料配方中廣泛使用的就是具有較高遮蓋性的剝片高嶺土，這種剝片高嶺土主要從巴西進(jìn)口，價(jià)格相對較高，如果采用具有同等遮蓋能力且不需進(jìn)口的性?xún)r(jià)比更高的滑石粉替代剝片高嶺土，將在成本節省方面發(fā)揮積極作用。
1、實(shí)驗
?。?）實(shí)驗原料
巴西進(jìn)口剝片高嶺土、95級重質(zhì)碳酸鈣（GCC）、滑石粉T90、丁苯膠乳、保水劑CMC、分散劑、潤滑劑、抗水劑、消泡劑、涂布原紙。
?。?）實(shí)驗方法
顏料基本性能測定：按照標準GB/T 14563高嶺土及其試驗方法測定滑石粉和高嶺土的粒度、白度、最佳分散條件。
涂料制備和性能測定：按照表1的配方制備實(shí)驗室面涂涂料，涂料固含量為64.0%。
表1 實(shí)驗室面涂配方及用量
涂料低剪切黏度：采用黏度計測定，測定溫度為25℃，測定轉速為60r/min。
涂料高剪切黏度：采用旋轉流變儀測定，平板，剪切速率1-20000s-1。
實(shí)驗室紙張涂布：在實(shí)驗涂布機上涂布，采用刮刀涂布，通過(guò)調整刮刀角度獲得要求的涂布量，面涂涂布量為10g/m2。
實(shí)驗室紙張壓光：在25FC-200E實(shí)驗室超級壓光機上壓光，壓光溫度為70℃，轉速為30r/min。
按照標準GB/T 10335.2-2005涂布紙和紙板 輕量涂布紙 規定的方法測定輕涂紙的常規物理性能。
2、結果和討論
?。?）滑石粉的基本性能
對于造紙涂料用顏料而言，一般要求顏料具有亮度高、雜質(zhì)含量低以及易于分散等特征。表2給出了巴西高嶺土和滑石粉2種顏料的基本性能。
表2 顏料的基本性能
從表2可以看出，與巴西高嶺土相比，滑石粉T90的特點(diǎn)主要表現為亮度相對較高，同時(shí)分散劑用量偏高。此外2種顏料的平均粒徑基本相近，但滑石粉的2μm含量要明顯高于巴西高嶺土。
從顆粒結構來(lái)看，高嶺土呈層狀堆砌的片狀結構，而滑石分則是呈單一的片狀結構。2種顏料雖然在形態(tài)結構上存在差異，但均為片狀結構顏料，為獲得較好的涂布性能提供可能。
?。?）滑石粉替代巴西高嶺土對涂料性能的影響
按照表2所列的配方制備相應的涂料，涂料性能如表3所示。
表3 涂料的性能
從表3可知，在涂料固含量相近的條件下，隨著(zhù)涂料配方中滑石粉用量不斷增加、高嶺土用量不斷降低，涂料的低剪切勤度呈增加趨勢，但增加幅度有限。
圖1 涂料高剪切黏度
由圖1可知，當涂料配方中的高嶺土不斷被滑石粉替代時(shí)，隨著(zhù)剪切速率的不斷增加，涂料的高剪切黏度變化趨勢基本一致；但從局部高剪切速率范圍看，隨著(zhù)滑石粉替代高嶺土用量的不斷增加，涂料的高剪切黏度不斷降低。
圖2 涂料在剪切速率為10000s-1時(shí)的黏度
由圖2可知，當涂料的剪切速率都達到10000s-1時(shí)，含滑石粉配方的涂料黏度都要低于全高嶺土配方的。
總的來(lái)看，滑石粉替代輕涂紙涂料中的高嶺土時(shí)，隨著(zhù)替代量的不斷增加，雖然涂料的低剪切黏度有小幅度的增加，但涂料的高剪切黏度卻呈降低趨勢，表明采用滑石粉替代高嶺土不僅不會(huì )對涂料的涂布運轉性能產(chǎn)生不利影響，相反在同樣高剪切黏度的條件下，用滑石粉替代高嶺土后可以進(jìn)一步提高涂料的固含量獲得更好的涂布效果。
?。?）滑石粉替代高嶺土對輕量涂布紙性能的影響
采用刮棒進(jìn)行涂布，涂布量控制在9-10g/m2。
表4 涂布后紙板性能
由表4可知，用22.5份滑石粉完全替代原配方中的巴西高嶺土時(shí)，并不會(huì )對輕涂紙的成紙性能產(chǎn)生不利影響，無(wú)論是光學(xué)性能還是印刷表面性能都與巴西高嶺土配方保持相近的水平。
從實(shí)驗室評測結果來(lái)看，用滑石粉替代目前輕涂配方中的高嶺土不會(huì )對輕涂紙成紙的性能產(chǎn)生不利影響。由于滑石粉本身具有疏水親油的特點(diǎn)，不經(jīng)過(guò)改性處理很難在較高固含量下進(jìn)行分散（未改性滑石粉分散固含量一般在60%左右），為了克服這一缺陷，本實(shí)驗用的滑石粉在加工工程中進(jìn)行了適當的親水改性，使之可以在70%固含量下進(jìn)行順利分散，同時(shí)該改性過(guò)程使得本滑石粉具有了剪切稀化的特點(diǎn)，也就是分散好的顏料分散液在沒(méi)有攪拌條件下黏度會(huì )增大，但是經(jīng)過(guò)適當攪拌后又會(huì )顯著(zhù)降低，這一特點(diǎn)也可能是導致所配涂料的低剪切黏度要略高于高嶺土配方的原因。此外，從實(shí)驗室觀(guān)測結果看，雖然滑石粉與高嶺土相比就有剪切稀化的特點(diǎn)，但其沉降性能優(yōu)于高嶺土。
3、結論
?。?）與高嶺土相比，滑石粉顏料具有白度相對較高的特點(diǎn)。
?。?）滑石粉替代輕涂紙涂料中的高嶺土時(shí)，隨著(zhù)替代量的不斷增加，雖然涂料的低剪切黏度有小幅度的增加，但涂料的高剪切黏度卻呈降低趨勢。
?。?）滑石粉替代高嶺土后，以滑石粉T90替代配方中高嶺土后，無(wú)論是成紙的光學(xué)性能還是印刷表面性能都與原配方保持了相近的水平。
（摘自滑石粉在輕涂紙中的應用研究，作者蘇艷群）
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