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造纸用填料的选用及市场发展趋势预测
http://www.bzys001.com2018-02-12 15:38:26中国包装网

相关数据显示,2017年全年国内造纸生产总量约11110万吨,同比增长2.3%。在发达国家纸和纸板的需求持续萎缩的情况下,中国成为全球及纸板需求增长的主要动力。预计从2015年到2020年,全球纸和纸板增长量的65%将来自于中国。与此同时,中国纸浆的需求量将保持2.5%的增速增长。

随着造纸用木材资源的日益匮乏和人们绿色环保观念的提升,能够减少纸浆纤维用量和降低成本的造纸用填料越来越受到人们的重视。此外,填料在造纸中还有以下作用:

提高纸张的白度。

提高纸张的不透明度。

提高纸张的平滑度。

提高纸张的柔软性。

提高纸张的印刷性能。

降低纸张的变形程度,即提高纸张的平整性和形稳性。

减少树脂障碍。

满足某些纸张的特殊要求。

目前,造纸常用的四大填料分别为滑石粉、高岭土、碳酸钙(PCC/GCC)和钛白粉。

如何合理地选用造纸填料?

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须要加入填料。填料的种类多、性能也各不相同,因此不同纸张品种和要求,就必须选择不同的填料或填料的组合以获得最佳的效果。

滑石粉

(1)滑石粉具有质地细腻、白度高、覆盖性好、平滑度和光泽度高、磨损低等特点,且价格便宜,一般文化用纸、印刷用纸均采用滑石粉作填料。

(2)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,均采用滑石粉做填料。

(3)滑石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%,因而涂布纸生产中尽量不用(少用)滑石粉作颜料。

碳酸钙

(1)碳酸钙有重钙和轻钙之分,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。此外,碳酸钙对紫外线的吸收少,更抗纸张老化,因此,对于一些需要长期保存(馆藏)的纸张也采用碳酸钙作填料。

(2)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。采用酸性施胶的纸张,则不能使用碳酸钙作填料。

(3)碳酸钙可大量用作涂布纸用的色颜料。重质碳酸钙的价格便宜,涂料流动性好,且其印刷性能等比轻钙好,因此涂布的白色多用重钙。

高岭土

(1)由于高岭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。有时在纸张的生产过程中为了提高纸张的不透明度与改善纸张的印刷性能,在加入的填料中也要配用部分煅烧高岭土。

(2)高岭土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,一般与滑石粉一起使用。

(3)高岭土可作为涂布的白色颜料。片状含量越高的高岭土,其涂布性能(涂料流动性)越好,涂好的纸张其光泽度、平滑度越好。

钛白粉

钛白粉具有高的折射率和白度(97%——99%),并且其遮盖力在颜料(填料)中居首位,在生产高档薄页纸或高档涂布纸时均可采用,但其价格昂贵,因此用量较少。

常用纸张填料品种和加入量

造纸用填料的发展趋势

世界造纸行业从20世纪80年代初便开始成功转向碱性和中性造纸工艺,这为重钙产品提供了一个巨大的应用市场。过去最常用的造纸填料高岭土逐渐被碳酸钙所替代。从消费品种比例来看,高岭土的主导地位(超过50%)正受到碳酸钙用量不断增长的挑战。

注:不同地区所选用的主导品种不同,北美造纸工业以高岭土为主,欧洲以碳酸钙为主,亚洲以滑石粉为主。

世界范围内造纸填料的含量在逐年提高,并且随着中碱性造纸工艺的发展,碳酸钙已经成为最主要的造纸填料。2010年造纸用填料消费结构中碳酸钙占比73%。

2001年以前,中国造纸用填料以滑石粉为主。2001年滑石粉仍是消费最大的造纸填料(41.34%)。随着碳酸钙的强势崛起,2002年,我国造纸用碳酸钙消费量首次超过滑石粉。随后的十余年间,碳酸钙尤其是重钙在造纸行业的消费量增长惊人,年均增速超25%。2012年,重钙在造纸行业的市场占有率已高达51%。近几年,碳酸钙的年增长率明显下降,碳酸钙在造纸领域进入缓慢增长期。

数据显示,碳酸钙的增长主要以重钙为主。近几年来,碳酸钙的年增长率明显下降,碳酸钙在造纸领域进入缓慢增长期。但是随着我国碳酸钙产业的快速发展以及超纯超细技术的进步,亚微米至纳米的碳酸钙需求和消费量增长快速。可以预见,未来碳酸钙仍将占据造纸填料的主导地位,并且随着工业及技术的进步,除碳酸钙、滑石粉、高岭土之外的高档填料如钛白粉等在造纸行业的应用将越来越多。

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