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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。
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。
1)滑石粉
由于滑石粉具有质地细腻、白度高、覆盖性好、磨损低特点,且滑石粉的平滑度和光泽度高,价格便宜,因此一般文化用纸、印刷用纸均采用滑石粉作填料;由于滑石粉的化学稳定性好,所以采用分散松香作为施胶的酸性施胶,均采用滑石粉。
滑石粉中的碳酸钙含量一般要求低于2.5%,最也低于1.5%%,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;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。
2)碳酸钙
在AKD等新型中(碱)性施胶剂的应用,在酸性造纸中难一应用的填料碳酸钙,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,为此对于一些需要进长期保存(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;
3)二氧化钛
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;
4)瓷土
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。
5)氧化铁颜料
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。
造纸是一个复杂的工艺过程,不同的纸张品种有不同的质量要求,为达到纸张的某种要求就必要加入填料;填料的种类较多,各具有不同的性能,不同纸张品种和工艺条件,就必须选择不同的填料或填料的组合,以期获得最佳的效果。