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重钙、轻钙在造纸行业的应用差异

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发表时间:2023-09-17 08:30

重质碳酸钙作为填料主要用于除卷烟纸、过滤纸和特种低定量信息用纸以外的印刷纸、书写纸、办公用纸和广告用纸中。轻质碳酸钙原则上可应用于所有纸张中,目前主要作为高档纸填料使用。例如:卷烟纸、办公室信息用纸(如传真纸、仪器记录纸、喷墨打印纸)、低定量新闻纸、低定量涂布纸等。重质碳酸钙和轻质碳酸钙作为造纸填料各有优势,选用何种碳酸钙应根据实际纸张生产工艺要求而定。


重质碳酸钙具有比轻质碳酸钙更好的流动性并节约涂料中胶料的用量,适用于高固含量的造纸涂料及要求越来越多的高配比中使用。由于轻质碳酸钙制造成本较高,流变性相对较差,因此在涂布颜料中应用还不能与重钙相抗衡。


不过改性轻质钙或更细小的纳米钙在造纸行业的功能化应用已经被广泛认可,能使纸张获得特定的性能与降低成本,其对纸张质量的影响主要有以下几个方面:


1、挺度


纸张的挺度是纸张厚度和弹性模量的函数。填料对挺度的影响应将填料对松厚度和抗张强度的影响综合起来考虑。


当加填料量小时,填料的加入基本不影响纸张的挺度,当加填料量再增加时,挺度则随填料量增加而显著减小。


2、紧度(松厚度)


纸张纤维的密度为1克 / 立方厘米,而填料密度大多在2.5 ~3.0克 / 立方厘米,因此填料的加入将会改变纸张的松厚度。


3、纸张强度


纤维间的结合是纸张强度的基础,填料的加入减少了纤维间的结合,所以加入大量填料会使纸张强度显著下降。


其中抗张强度、耐折度和耐破度下降较大,撕裂度下降较小,使用填料的用量有一定限制。同时某些造纸助剂的应用可以使这种强度下降现象明显减轻。


4、有利于不透明度的提高


没有加填料的纸张是由纤维和空气组成。空气存在于纤维间的孔隙中,由于纤维与空气的折射率不同,因此当光束照射到纸张表面时,即有部分光在纤维与空气界面上发生散射,赋予纸张一定(较低)的不透明度,反映在印刷中,主要表现为极易透印。


在纸张中加入折射率大于纤维素的轻钙后,增加了纸张内部光散射界面的数量,即存在纤维与空气间、填料与纤维间以及填料与空气间三类不同的界面,在这三种界面中,填料与空气折射率的差值较大。


因此光线在填料与空气界面上得到最大散射,使纸张的不透明度增加。


5、对印刷纸张性能的影响


印刷用纸加入碳酸钙可改进纸张的印刷适性,如增加纸张的白度、平滑度、不透明度、挺度。改善纸张对油墨的亲合力、柔软度和稳定性,从而有助于印刷品质量的提高。


当然纸张中加入填料量太高也带来一些不良的影响,主要表现为纸张强度的降低和施胶效果的下降,在印刷中易发生掉粉、掉毛现象,填料粒子传递到印版和橡皮布上会产生糊版等现象;由于填料有摩擦作用,还会磨损印版,但用轻钙 加填则可以使印版磨损降低到最低程度。


6、对纸张特殊性能产生影响


对纳米碳酸钙的研究表明,在造纸过程中加入纳米碳酸钙填料后,纸张具有以下特性:可以减缓纸张的老化,使纸张得以保存更长的时间;使纸张能够吸收一定的紫外线;使纸张既不容易发黄又不容易发脆,并且具有良好的隔离性能等 。


纳米碳酸钙用作造纸涂布颜料,有利于改善涂布纸的光泽度、白度和涂层的色相;可以保证白色颜料颜色的纯正;有利于提高纸张的不透明度、光泽及印刷光泽度等光学性质;能够改变涂料制备液的流变性能;实现涂料加工纸的功能化,如绝缘、导电、抗菌性能等。纳米碳酸钙作为造纸填料,一般用在特殊纸制品的制作方面,如尿不湿、卫生巾、彩喷打印纸、纸巾及透气膜等。


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