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1、颜料和填料的应用前景1 工程颜料及填料在造纸中的应用现状 工程颜料( E n g i n e e r e d p i g me n t ) 用于造纸的加 填和涂布过程中可以优化其产品质量和降低生产成 本。热处理高岭土作为填料和涂布应用中二氧化钛 的替代剂已有几十年的历史， 但他们对减少印刷中 油墨的透印现象具有局限性。 研磨碳酸钙和沉淀碳酸钙的研发扩大了其在加 填和涂布中的应用。二元添加点的采用部分加 入高浓浆料， 部分加入低浓浆料不仅有利于获 得更好的留着， 而且有助于在高档纸浆料中采用更 高比例的沉淀碳酸钙。近来开发的碳酸钙的一种晶 体文石，有利于增加压光涂布纸板和涂布纸的光泽度。这使造纸
2、商实现了在非强压光条件下就可达到光泽度的目标，从而获得更好的松厚度和不透明度。 由于工程扁平状高岭土和碳酸钙的协同作用， 最大的印刷光泽度及油墨沉积值得到更精确的控制。特制的高岭土产品使造纸商减少或避免采用更大的涂布量和更高的碳酸盐比率。工程和传统颜料的涂料配方越来越注重于孔隙结构及涂料控制油墨留着、点匀度及印刷光泽度的能力。由于生产商追求高光泽度，细小粒子的工程颜料越来越被广泛接受。同时，由于造纸商更注重于更高的填料比例并取代纤维，以减少成本和改善印刷，工程颜料在加填中应用的进展变得迟缓；然而， 不透明度仍然是其非常重要的性能指标， 工程颜料在低定量纸应用中获得更高的光散射。 2 木浆纤维价
3、格走向对颜料和填料应用的影响 与浆料相比，颜料和填料的价格较低，这是造纸商愿意采用其加填的原因。近几十年来，造纸商试图实现加填最大化。中性造纸的优势就是允许大比例地增加填料用量，尤其是碳酸钙， 同时也可以改善成纸的白度。 通常，纸板制造商不愿采用填料是由于其对强度和松厚度有不良影响。白色面层挂面纸板领域是一个特例。由于零售业发展趋向，瓦楞纸印刷品的市场增加，需从白色斑纹纸向白色面层挂面纸板转化。纸机的开发，例如高强压榨，便于生产高性能挂面纸板。白色面层挂面纸板制造商发现，在白色面层的浆料中加入一定量的碳酸钙填料，仍可满足强度要求。由于白色颜料在覆盖黑褐色原纸方面较硫酸盐纸浆更有效， 能够有效减
4、少面层挂面定量 进而降低成本。该领域的下一步发展可能是涂布挂面纸板。目前，仅有几套小型机外涂布机生产涂布挂面纸板。但北美的大型造纸商并没有追随其欧洲、亚洲等竞争对手的做法。该领域的标准是一种芬兰进口产品。一些规划表明，可能在中国安装涂布挂面纸板生产装置。 随着纸浆价格的上涨，生产成本的压力不断增加，但纸浆价格走向不会影响颜料和填料的应用，对颜料和填料的应用影响最大的是森林方面的原因。 由于可用纤维总量削减，意味着可赋予纸页较高松厚度的颜料将更受用户青睐。采用工程颜料的涂布结构将有助于这一趋势的发展。 粗糙、扁平型填料高岭土在保持纸页不透明度和强度性能的前提下取代纤维的兴趣与需求正在增加。此外，
5、涂布纸的涂料量不断增加，进而在保持同一最终定量和不影响成纸性能的条件下降低纸的成本。随着纤维价格的不断上涨，造纸商试图在纸中引入成本较低的填料作为纤维替代物以降低生产成本。 木浆纤维价格的上涨和木浆纤维可用量的减少将继续为填料应用的优化创造机遇。通过工厂浆料组成和成本估算，增加低于纤维价格的填料用量将为工厂带来效益，降低成本是造纸厂发展的强大推动力。下述几种趋势是纸页的灰分含量越来越高的原因：(1)较高涂料量和较高的填料比例；(2)与传统的沉淀碳酸钙相比，采用研磨碳酸钙可以在较高的灰分含量下，加快干燥速度，并伴有较少的强度损失；(3)湿部混用研磨碳酸钙和沉淀碳酸钙正在快速发展，在保持松厚度和光
6、学性能、不损失纸页强度的情况下增加了纤维取代率；(4)在未涂布高档纸生产的伴有淀粉施胶压榨中采用研磨碳酸钙，即施胶压榨加填( 这也是取代纤维领域中的最大成就) ， 研磨碳酸钙添加量达到2.5的纤维取代率， 所生产纸页的透气度增加，在较高灰分含量下具有同等的强度，挺度增加，较好的匀度(通过改善灰分分布)及较低的能耗费用(通过减少干燥部的蒸气消耗)；该应用着重于传统加填研磨碳酸钙，因为沉淀碳酸钙和高岭土易于形成粉尘；(5)关于减少木材使用的有关法规导致在新闻纸和电话薄纸中的加填的新应用。 3 颜料和填料对开发纸张新产品的作用 新型颜料可能是生产更经济的涂布喷墨印刷纸和数字印刷纸的关键。顶级喷墨纸涂
7、布有二氧化硅颜料，生产费用不仅非常昂贵，也不能实现高固含量涂布。这使涂布喷墨纸不能实现大生产。为寻求二氧化硅颜料的替代颜料，虽进行了大量的努力，但仅 取得了边缘性的商业应用， 其中包括特种热处理沉淀碳酸钙、混合工程高岭土和复合沸泡石。某高岭土生产商不久前生产了一种工程高岭土，其有望具有良好性能； 另外有一种改性沸泡石的产品， 其良好的性能可能会满足市场需要， 现正处于商业化的进 程中。 颜料和填料绝大部分被用于提高印刷纸蓝白色调。该生产的一个成功例子是开发了低磨损、高白度的煅烧高岭土。感光纸生产商能够以竞争性价格供应高品质纸张产品，受益于低磨损性，并使加工染料的成本更低。如果说过去的10年中，
8、绝大部分纸种的品质得到改善，目前对于纸张生产商，降低生 产成本在很大程度上比改善产品特性更重要。 近来，填料改性主要注重于在维持纸页物理和光学性能的同时，降低纸的生产成本。一些机械浆纸的质量改善与全化浆纸形成竞争，并且这种替代将变得越来越普遍。以真正纸种差异为优点情形， 现更着重于努力在机械浆纸中引入碳酸钙，以获得更好的光学性能，并应用特种涂布颜料，改善涂布纸印刷性，显著增加白度、光泽度及其他性能。对于未涂布高级纸产品，趋向于控制生产成本。 新型改性碳酸钙的应用带来纸张涂布和加填技术的巨大进步。改性碳酸钙颜料的高表面积和特有形态在开发高白度和光泽sc填料颜料，高松厚度填料及涂布颜料，低成本、高性能喷墨颜料，高覆盖率预涂颜料及在超低定量纸中减少印刷透印现象等的应用过程中获得充分证明。此外，重质碳酸钙作为高白度轮转凸版涂布颜料的开发越来越受到青睐。另外，为了更新纸种，满足高端涂布纸和包装纸新的性能需求，开发了工程超细高岭土。碳酸钙及超细片层颜料的复合技术在显著提高印刷质量的同时，增加了涂料的光散射、白度和不透明度。
