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【技术】造纸行业常用的7类碳酸钙及功能特点

日期：2023-08-02 15:58:14 来源：网络整理作者：本站编辑评论：0

　　造纸行业是碳酸钙的最大市场之一，作为重要的造纸填料和涂布颜料，碳酸钙来源丰富，价格便宜；颗粒细，白度高，能显著提高纸张不透明度；吸油墨速度快，能增加纸的吸墨性；能使纸张比较柔软、紧密，光泽度高；对纸张的物理强度影响较小。

目前，造纸行业常用的碳酸钙种类主要有重质碳酸钙、轻质碳酸钙、纳米碳酸钙、混合碳酸钙、改性碳酸钙、碳酸钙晶须、浆状碳酸钙等。

1、重质碳酸钙

重质碳酸钙作为纸张填料，加入量较高，对纸张强度和施胶效果影响较小，拥有较好的纸张抄造性能。缺点是纸张的白度、不透明度稍差，需要加分散剂。

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。

2、轻质碳酸钙

轻质碳酸钙作为纸张填料，可使纸张不透明度高，对纸机磨损低，且不需要加入分散剂。缺点是比表面积大，有损施胶效果；保水性强，不利于纸机车速提高。

3、纳米碳酸钙

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。

4、混合碳酸钙

混合碳酸钙（HCC）是先用离子聚合物将研磨碳酸钙和氧化钙的混合物制备成先凝聚体，再用二氧化碳对先凝聚体进行处理，在GCC之间形成新的碳酸钙，最终形成碳酸钙产品。后混合碳酸钙制备过程与HCC制备过程大致相同，只是先凝聚体仅由研磨碳酸钙形成，研磨碳酸钙先凝聚体制备完成后，加入与HCC工艺等量的氧化钙，再注入二氧化碳。在GCC先凝聚体的外侧形成新的碳酸钙，最终形成的碳酸钙产品即为后混合碳酸钙（PostHCC或pHCC）。

当HCC用作印刷纸张填料时，纸张具有高亮度、良好的表面平滑度、高体积、高刚度和高抗拉强度等特点。当对含有HCC的纸张施加更高的湿压压力时，与含GCC的纸张相比，可以获得更高的干度，从而显著降低干燥能量，降低温室气体，并节省造纸厂的生产成本。HCC在水中湍流条件下，比预凝GCC（pGCC）更稳定。由于HCC可以使纸张具有高体积、高刚度、高抗拉强度而不失去平滑度，HCC有望应用于开发高加填印刷纸张。

5、改性碳酸钙

对碳酸钙进行表面改性，可以赋予碳酸钙以优良的物理化学性能。例如，采用碱沉淀法将壳聚糖用于沉淀碳酸钙（PCC）的有机覆膜改性，经改性后，加填浆料的滤水性能略有改善，溶解性也有所变化，加填纸的抗张指数得到显著提高。

氟化氢（HF）、六偏磷酸钠、H₃PO₄、CaCl₂、BaCl₂、Na₂SO₄、Na₂SiO₃、稀H₂SO₄及Al₂（SO₄）₃、铝酸钠等无机物可用于碳酸钙的溶解抑制改性。

用二氧化钛对碳酸钙进行包覆，可以减少昂贵的二氧化钛填料的用量，改善光学性能。

6、碳酸钙晶须

碳酸钙晶须属文石型碳酸钙晶型结构，拥有弹性模量高、耐热、耐磨和隔热等良好的性能，并且具有晶须材料的长径比大、纤维短、直径小（微米级）和强度高等特性。

相比纳米碳酸钙，碳酸钙晶须发生团聚的可能性较小，可以更有效地发挥增韧和增强的作用。碳酸钙晶须具有特殊的柱状方向性，白度和填充性高，用于造纸填料时，在原纸表面平行而紧密地排列。因此，与使用粒状碳酸钙相比，其能使纸张具有更优良的质量指标。

7、浆状碳酸钙

目前，国内外大型造纸碳酸钙生产企业多采用湿法研磨制备重质碳酸钙，并通过管道直接将碳酸钙浆料泵送至造纸厂使用，如欧米亚钙业（北海）有限公司投资的年产5万绝干吨微米级碳酸钙浆料项目，就是全球纸业巨头芬兰斯道拉恩索公司广西林纸一体化项目的配套项目。

实践证明，使用浆状碳酸钙比固体钙有着更强大的优势。一方面是浆状钙没有经过干燥工序，即没有经过机械摩擦和碰撞，充分保留了自然形成的晶型，形态和大小更趋于一致。另一方面是浆状钙没有经过机械摩擦和碰撞，晶体碎屑较少，晶型端部保留了原始的钝尖状态，几乎没有损坏。价格便宜，浆状钙的填料留着率比使用粉钙提高近3%，降低了原料成本。卷烟纸企业一般选择当地浆状钙供货商，运输方式采取槽车或管道方式，十分方便。

重质碳酸钙、轻质碳酸钙、纳米碳酸钙、混合碳酸钙、活性碳酸钙、碳酸钙晶须等作为造纸填料各有优势，因此，选用何种碳酸钙，应根据实际纸张生产工艺要求而定。

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