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造纸填料对于纸张有什么作用

发表时间: 2022-08-31 09:55:39

作者: 广州市黄埔天泰化轻有限公司

来源: 天泰粉体

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纸张是由纤维构成的,但是对某些纸张来说,只由纤维构成却难于达到纸张的使用目的,为此对于文化用纸、印刷用纸、装饰原纸、白纸板、卷烟纸等来说,必须在纸浆中加入部分填料,才能达到纸张的使用要求。

纸张是由纤维构成的,但是对某些纸张来说,只由纤维构成却难于达到纸张的使用目的,为此对于文化用纸、印刷用纸、装饰原纸、白纸板、卷烟纸等来说,必须在纸浆中加入部分填料,才能达到纸张的使用要求。


加填料的主要作用:

1) 提高纸张的白度,因为填料的白度比纸浆高;

2) 提高纸张的不透明度;

3) 提高纸张的平滑度;

4) 提高纸张的柔软性;

5) 提高纸张的印刷性能;

6) 降低纸张的变形程度,即提高纸张的平整性和形稳性;

7) 减少树脂障碍;

8) 满足某些纸张的特殊要求。


填料的种类及其性质:

我国用于造纸的填料种类主要有滑石粉、瓷土、碳酸钙(PCC/GCC)、钛白粉和氧化铁黄颜料等。


一、滑石粉

在我国,滑石粉产量的50% 以上用于造纸业。主要用于造纸填料,少量用于造纸树脂(黏性物)控制剂和涂料颜料。滑石能使纸张光滑,加重、增强对印刷油墨和颜料的吸附能力。

不同类型滑石的特性不同,适用于不同的造纸产品。低档滑石及其复配加工产品,将主要用于普通造纸填料;中档滑石主要用于高质量要求的功能性造纸填料和底涂涂料;高品质滑石主要用于更能体现其功能特性的黏性物控制剂产品和涂料级产品。而且经超细加工后,滑石粉具有良好的吸附性和覆盖性。目前,可应用于造纸行业中的新型滑石产品主要有阳离子改性滑石、固体石蜡及AKD 改性滑石、黑滑石、镁铝水滑石等。

适用规格

滑石粉中的碳酸钙含量一般要求低于2.5%,因为较高的碳酸钙含量对施胶和染色均不利,对于装饰原纸来说,高的碳酸钙含量对后续加工工序有不利的影响;滑石粉作为涂布的白色颜料,对涂布的白度有不利的影响。

据研究,其用量每增加10%,白度值即降低1.0%,其原因是滑石粉略疏水性为此在涂料体系中分散性欠佳,细小的滑石颗粒易于捕集空气,因而形成小气泡,出现聚现象时,使涂层不均匀,因而涂布纸生产中尽量不用(少用)滑石粉作颜料。

二、瓷土(高岭土)

高岭土在造纸工业中主要应用于造纸填料和表面涂布的颜料,其特性对造纸生产可操作性及成纸质量有很大影响。根据加工方法和产品特性的不同,造纸涂料用高岭土分为水洗高岭土和煅烧高岭土。其中,煅烧高岭土是具有高白度、多孔隙及一定吸附性的造纸用功能材料,根据烧成温度的不同可分为不完全煅烧高岭土(600-800℃)和完全煅烧高岭土(950-1050℃)。前者多用于造纸填料,后者多用于造纸涂布材料。其功能性主要来自于高岭岩(土)焙烧脱水和脱有机质过程,焙烧后结构的多孔性可改善纸张的松厚度、不透明度、吸收油墨性等。

高岭土是目前造纸行业中消耗量较大的白色非金属矿物材料之一,全世界精制高岭土的75% 以上用于造纸。

适用规格

由于瓷土良好的化学稳定性,以及其片结构,能提高纸张的平滑度和光泽度,为此可以作为各种纸张的填料,它只适用作酸性施胶纸的填料,但由于其粘度比较高,因此加入量较少,比如可与滑石粉一起使用;它可作为涂布的白色颜料,片状含越高的瓷土,其涂布性能(涂料流动性)越好,涂好的纸张(纸板)其光泽度、平滑度越好。

三、硅灰石

硅灰石不同于传统的填料,它加填于纸张中并不是简单的填充,而是凭借其高长径比与植物纤维交织在一起,构成“植物纤维- 矿物纤维”网状结构,从而部分替代植物短纤维。硅灰石用于造纸,同时具有提高纸张不透明度、降低生产成本、改善匀度、提高印刷适应性等优势。

纤维状硅灰石具有很多传统填料无法取代的特殊性能,适合于替代传统填料应用于文化用纸以及一些特种纸、高档纸。而通过化学改性技术降低产品磨耗度,提高纤维的柔软性,以及如何在保持纤维长度前提下使纤维束得以充分解离的加工技术是当前硅灰石加工的重要研究领域。

四、碳酸钙

碳酸钙具有价格低廉,能提高纸张的不透明度、增加纸张的吸油墨性能等众多优点,是造纸工业的重要传统填料之一。

碳酸钙或改性碳酸钙填料在一定条件下可赋予纸品特殊的功能性,如磁性、光催化性、阻燃性、抗菌性、导电性、高松厚性等。

碳酸钙作为造纸填料的优点是:

1)可使纸张具有更高的白度;

2)可使纸张具有更高的不透明度;

3)良好的覆盖性;

4)高的松厚度;

5)良好的印刷适应性及油墨吸收性;

6)优良的透气性;

7)良好的助燃性;

适用规格

在AKD等新型中(碱)性施胶剂的应用,在酸性造纸中难以应用的填料碳酸钙,则有了用武之地,碳酸钙折光率高达1.65,可明显提高纸张白度和不透明度。

在pH值7.5~8.5范围内,碳酸钙的稳定性好,所以采用中(碱)性施胶的纸张均采用碳酸钙作为填料;对于薄页纸,如烟纸、印刷型 水松原纸等,由于要求有高的不透明度,均采用碳酸钙作填料,对于一些印刷性能要求高的纸,也可以采用碳酸钙作填料。

由于碳酸钙紫外线吸收少对提高纸张老化有利,为此对于一些需要长期保存(馆藏)的纸张,采用碳酸钙作填料;采用酸性施胶的纸张,不能使用碳酸钙作填料;碳酸钙可大量用作涂布纸用的色颜料,研磨碳酸钙由于其价格便宜,制涂料流动性好,且其印刷性能等到比PCC好,为此涂布的白色多用研磨碳酸钙。

五、钛白粉

由钛铁矿(FeO.TiO2)经加工精制而成,对光的折射率高达2.55~2.70,白度高,对纸张的覆盖性能在所有填料中居首位,但其价格昂贵。

二氧化钛有金红石和锐钛矿型,他们的化学性能有所不同,前者水溶性差,所以造纸工业(特别是薄页纸)均以后者用作填料。

适用规格

由于其高的折射率,白度高(97%~99%),遮盖力在颜料(填料)中居首位,为此在生产高档薄页纸或高档涂布纸时均采用,但由于其价格昂贵,为此用量较少。

六、膨润土

膨润土是含有少量碱和碱土金属的含水铝硅酸盐矿物。其比表面积大、高分散和触变性等多重性质使它以多种用途应用于造纸工业都能表现出相当多的优越性。如用作造纸填料使用时,具有较高的白度和纯度,并且使用较大的添加量也不会降低纸张强度、撕裂度;用作造纸涂料时,可以提高涂料的保水性、悬浮性和流变性能。经分离、提纯和改性后,膨润土的各种性能大大提高,可制成钠基膨润土、颗粒膨润土、有机膨润土等深加工产品。改性后的膨润土具有较好的吸附性和分散性能,并且相对滑石粉而言,具有较高的留着率,对成纸强度的影响也较小。

七、硅藻土

国内造纸业主要利用硅藻土大孔隙度、强吸附、小容重、隔热、吸音、化学稳定、无毒等工艺特性生产液体饮料、制糖、酿酒业用过滤纸和纸板,也用于建筑装饰纸板、蓄电池隔板、高吸水生活用纸、阻燃纸、宠物垫纸、废水净化剂、助凝剂等;经有机改性后还可用于微助留助滤剂等。硅藻土原矿杂质较多,为提高其功能性能,通常要对硅藻土进行改性处理。

八、氧化铁颜料

用作某些特殊纸张加填用的氧化铁颜料是无机颜料的一种,目前应用还不广泛,它是铁系颜料的一部分,一般只使用氧化铁红、氧化铁黄、氧化铁黑的氧化铁棕四种。

氧化铁颜色料的共同的特点是不溶于水,与纸浆纤维无亲和力,而是依靠明矾的作用,固着在纤维上,而取得着色,同时起到加填作用。氧化铁颜料耐光性强,遮盖性好。

氧化铁颜料在高档装饰原纸(或水松原纸)中起到填料作用,还可部分代替价格昂贵的钛白粉,同时它又起到染色作用,可取代价高而且污染严重的有机染料。

适用规格

适用于生产薄页纸,如高档装饰原纸和水松原纸等,这是其高覆盖率所体现出来的特点。

造纸填料对于纸张有什么作用
纸张是由纤维构成的,但是对某些纸张来说,只由纤维构成却难于达到纸张的使用目的,为此对于文化用纸、印刷用纸、装饰原纸、白纸板、卷烟纸等来说,必须在纸浆中加入部分填料,才能达到纸张的使用要求。
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