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造紙用填料的選用及市場發展趨勢預測
來源:中國粉體網 橙子 2018-02-27 16:56  點擊:
  
中國粉體網訊  相關數據顯示,2017年全年國內造紙生產總量約11110萬噸,同比增長2.3%。在發達國家紙和紙板的需求持續萎縮的情況下,中國成為全球及紙板需求增長的主要動力。預計從2015年到2020年,全球紙和紙板增長量的65%將來自于中國。與此同時,中國紙漿的需求量將保持2.5%的增速增長。
 
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隨著造紙用木材資源的日益匱乏和人們綠色環保觀念的提升,能夠減少紙漿纖維用量和降低成本的造紙用填料越來越受到人們的重視。此外,填料在造紙中還有以下作用:
 
·         提高紙張的白度。
·         提高紙張的不透明度。
·         提高紙張的平滑度。
·         提高紙張的柔軟性。
·         提高紙張的印刷性能。
·         降低紙張的變形程度,即提高紙張的平整性和形穩性。
·         減少樹脂障礙。
·         滿足某些紙張的特殊要求。
 
目前,造紙常用的四大填料分別為滑石粉、高嶺土、碳酸鈣(PCC/GCC)和鈦白粉。
 
如何合理地選用造紙填料?
 
造紙是一個復雜的工藝過程,不同的紙張品種有不同的質量要求,為達到紙張的某種要求就必須要加入填料。填料的種類多、性能也各不相同,因此不同紙張品種和要求,就必須選擇不同的填料或填料的組合以獲得最佳的效果。
 
滑石粉
 
(1)滑石粉具有質地細膩、白度高、覆蓋性好、平滑度和光澤度高、磨損低等特點,且價格便宜,一般文化用紙、印刷用紙均采用滑石粉作填料。
 
(2)由于滑石粉的化學穩定性好,所以采用分散松香作為施膠的酸性施膠,均采用滑石粉做填料。
 
(3)滑石粉作為涂布的白色顏料,對涂布的白度有不利的影響。據研究,其用量每增加10%,白度值即降低1.0%,因而涂布紙生產中盡量不用(少用)滑石粉作顏料。
 
碳酸鈣  
 
(1)碳酸鈣有重鈣和輕鈣之分,對于薄頁紙,如煙紙、印刷型 水松原紙等,由于要求有高的不透明度,均采用碳酸鈣作填料。此外,碳酸鈣對紫外線的吸收少,更抗紙張老化,因此,對于一些需要長期保存(館藏)的紙張也采用碳酸鈣作填料。 
 
(2)碳酸鈣折光率高達1.65,可明顯提高紙張白度和不透明度,在PH值7.5~8.5范圍內,碳酸鈣的穩定性好,所以采用中(堿)性施膠的紙張均采用碳酸鈣作為填料。采用酸性施膠的紙張,則不能使用碳酸鈣作填料。
 
(3)碳酸鈣可大量用作涂布紙用的色顏料。重質碳酸鈣的價格便宜,涂料流動性好,且其印刷性能等比輕鈣好,因此涂布的白色多用重鈣。
 
高嶺土
 
(1)由于高嶺土良好的化學穩定性,以及其片結構,能提高紙張的平滑度和光澤度,為此可以作為各種紙張的填料。有時在紙張的生產過程中為了提高紙張的不透明度與改善紙張的印刷性能,在加入的填料中也要配用部分煅燒高嶺土。
 
(2)高嶺土只適用作酸性施膠紙的填料,但由于其粘度比較高,因此加入量較少,一般與滑石粉一起使用。
 
(3)高嶺土可作為涂布的白色顏料。片狀含量越高的高嶺土,其涂布性能(涂料流動性)越好,涂好的紙張其光澤度、平滑度越好。
 
鈦白粉  
 
鈦白粉具有高的折射率和白度(97%~99%),并且其遮蓋力在顏料(填料)中居首位,在生產高檔薄頁紙或高檔涂布紙時均可采用,但其價格昂貴,因此用量較少。
 
常用紙張填料品種和加入量
 
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造紙用填料的發展趨勢
 
世界造紙行業從20世紀80年代初便開始成功轉向堿性和中性造紙工藝,這為重鈣產品提供了一個巨大的應用市場。過去最常用的造紙填料高嶺土逐漸被碳酸鈣所替代。從消費品種比例來看,高嶺土的主導地位(超過50%)正受到碳酸鈣用量不斷增長的挑戰。
 
 
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注:不同地區所選用的主導品種不同,北美造紙工業以高嶺土為主,歐洲以碳酸鈣為主,亞洲以滑石粉為主。
 
世界范圍內造紙填料的含量在逐年提高,并且隨著中堿性造紙工藝的發展,碳酸鈣已經成為最主要的造紙填料。2010年造紙用填料消費結構中碳酸鈣占比73%。
 
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2001年以前,中國造紙用填料以滑石粉為主。2001年滑石粉仍是消費最大的造紙填料(41.34%)。隨著碳酸鈣的強勢崛起,2002年,我國造紙用碳酸鈣消費量首次超過滑石粉。隨后的十余年間,碳酸鈣尤其是重鈣在造紙行業的消費量增長驚人,年均增速超25%。2012年,重鈣在造紙行業的市場占有率已高達51%。近幾年,碳酸鈣的年增長率明顯下降,碳酸鈣在造紙領域進入緩慢增長期。
 
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數據顯示,碳酸鈣的增長主要以重鈣為主。近幾年來,碳酸鈣的年增長率明顯下降,碳酸鈣在造紙領域進入緩慢增長期。但是隨著我國碳酸鈣產業的快速發展以及超純超細技術的進步,亞微米至納米的碳酸鈣需求和消費量增長快速。可以預見,未來碳酸鈣仍將占據造紙填料的主導地位,并且隨著工業及技術的進步,除碳酸鈣、滑石粉、高嶺土之外的高檔填料如鈦白粉等在造紙行業的應用將越來越多。


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