智橋?qū)ёx：紙張是由纖維構(gòu)成的，但是對某些紙張來說，只由纖維構(gòu)成卻難于達(dá)到紙張的使用目的，為此對于文化用紙、印刷用紙、裝飾原紙、白紙板、卷煙紙等來說，必須在紙漿中加入部分填料，才能達(dá)到紙張的使用要求。

加填的主要作用

1) 提高紙張的白度，因為填料的白度比紙漿高； 

2) 提高紙張的不透明度；

3) 提高紙張的平滑度； 

4) 提高紙張的柔軟性； 

5) 提高張的印刷性能；

6) 降低紙張的變形程度，即提高紙張的平整性和形穩(wěn)性；

7) 減少樹脂障礙；

8) 滿足某些紙張的特殊要求； 2 填料的種類及其性質(zhì)

我國用于造紙的填料種類主要有滑石粉、瓷土、碳酸鈣（PCC/GCC）、鈦白粉和氧化鐵黃顏料等。

1、滑石粉

滑石粉在自然界中，是以水合硅酸鹽的形態(tài)存在的非金屬礦物質(zhì)，在我國貯量大，資源豐富易于開采加工，且價格低廉?；凼怯捕茸钚〉牡V物之一，純凈滑石（3MgO·4SiO2·H2O）的理論含量為MgO：31.9%，SiO2：63.34%，H2O：4.76%，滑石粉具有質(zhì)地細(xì)膩、平滑、白度高、覆蓋力強(qiáng)、磨耗低等特點(diǎn)。

造紙廠所使用的為工業(yè)用滑石粉，是以直閃石和透閃石為基礎(chǔ)的與純凈滑石粉不同。各造紙廠目前使用滑石粉均為ZZ-特級，其Fe2O3含量最好低于0.1%，因為含量高要影響紙張白度；其CaCO含量最好低于1.5%，這樣可以減少系統(tǒng)中泡沫的影響，提高紙張的質(zhì)量，減少斷頭，提高紙機(jī)的抄造率和成品率。

2、瓷土（高嶺土）

瓷土用作紙張?zhí)盍系氖褂貌欢?，有的廠家在滑石粉中拼入部分瓷土，這可能是由于瓷土的粘度關(guān)系，瓷土多用作紙張涂布顏料之用。國內(nèi)瓷土產(chǎn)地較多，礦產(chǎn)化學(xué)成份、雜質(zhì)含量，因產(chǎn)地而已。瓷土是一種多礦產(chǎn)化學(xué)組成的含水硅酸鹽混合體，其成份可表示為Al2O3·2SiO2·2H2O，為非金屬礦。

在一般情況下，瓷土的化學(xué)組份的理論百分比為：Al2O3：39.5%，SiO2：46.54%，H2O：13.95%，瓷土具有很強(qiáng)的可塑性和高的耐火性、良好的絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性。比重2.60、折光系數(shù)為1.55。瓷土以片狀晶形為主，片狀物含量越多越好，片狀物配制涂料流動性好，經(jīng)壓光后，其片狀平面與紙張平面平行排列，從而得到較高的光澤度。造紙用瓷土（高嶺土），其顆粒比用于涂料用瓷土（高嶺土）的顆粒大。

3、煅燒瓷土（煅燒高嶺土）

有時在紙張的生產(chǎn)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瓷土。由于瓷土經(jīng)過高溫煅燒，除去了其中的結(jié)晶水，使瓷土顆粒內(nèi)部空隙增大了比表面積，煅燒瓷土具有較大的比表面積和多孔疏松的結(jié)構(gòu)，提高了紙張的遮蓋能力，也有利于印刷油墨的吸收，有效地改善了紙張的印刷效果；煅燒瓷土對光的散射能力強(qiáng),有效地提高了紙張的不透明度；煅燒高嶺土的光散射系數(shù)與TiO2接近。

煅燒高嶺土用作造紙?zhí)盍?，其?yōu)點(diǎn)為：

1）提高紙張白度；

2）提高紙張不透明度，增加紙張的覆蓋能力；

3）減少印刷過程的透印現(xiàn)象

4）提高紙張的印刷性能；

5）比其它填料，減少對紙張抗張強(qiáng)度的影響；

4、碳酸鈣（CaCO3）

碳酸鈣有輕質(zhì)（PCC）和重質(zhì)（GCC）（研磨）之分，一般用于生產(chǎn)紙張的碳酸鈣為輕質(zhì)CaCO3（也稱沉淀碳酸鈣），作涂布用顏料碳酸鈣用GCC。

輕質(zhì)碳酸鈣：用作造紙的輕質(zhì)碳酸鈣，主要是以石灰石為原料，經(jīng)過石灰窯煅燒、消化。特定條件下，碳化反應(yīng)而成。

輕質(zhì)碳酸鈣的優(yōu)點(diǎn)：

由于我國造紙行業(yè)長期以來采用酸性施膠方法，為此無法采用碳酸鈣作為造成紙?zhí)盍希ň頍熂堄捎诓皇┠z，長期以來采用碳酸鈣作填料），由于酸性施膠的缺點(diǎn)，以及對環(huán)境保護(hù)的重視，同時由于中性施膠劑的研究開發(fā)，目前世界范圍內(nèi)造紙施膠工藝逐漸由酸性施膠向微酸性、中（堿）性施膠發(fā)展，這就使碳酸鈣作為造紙?zhí)盍系玫綉?yīng)用與發(fā)展，采用作為造紙?zhí)盍系膬?yōu)點(diǎn)是：

1）可使紙張具有更高的白度；

2）可使紙張具有更高的不透明度；

3）良好的覆蓋性；

4）高的松厚度；

5）良好的印刷適應(yīng)性及油墨吸收性；

6）優(yōu)良的透氣性；

7）良好的助燃性；

輕質(zhì)碳酸鈣是卷煙紙的優(yōu)良填料，但在輕質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)過程中，由于不同的工藝技條件，則使碳酸鈣的晶形結(jié)構(gòu)，顆粒大小，以及分布情況均不同，對卷煙紙的強(qiáng)度、透氣度有明顯的影響，在較長的一段時間內(nèi)，對此不夠重視，隨著市場經(jīng)濟(jì)的深入發(fā)展，以及外國高檔卷煙紙（高強(qiáng)度、高透氣度）對中國市場的沖擊，使各生產(chǎn)高檔卷煙紙的企業(yè)對生產(chǎn)高檔卷煙紙用的輕質(zhì)碳酸鈣的質(zhì)量要求有一個共識，目前已注意到用于高檔卷煙紙的輕質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)工藝，并進(jìn)行研寫開發(fā)，這是一個可喜的進(jìn)步。不久的將來，我國將能生產(chǎn)出適用于高檔卷煙紙的輕質(zhì)碳酸鈣。

在以上質(zhì)量指標(biāo)中，主要是沉降體積和含鐵量，同時對游離堿的含量有嚴(yán)格要求，一般要求游離堿（以CaO計）含量，要小于0.1%。

重質(zhì)碳酸鈣：重質(zhì)碳酸鈣一般不作為造紙?zhí)盍嫌?，只作為涂布顏料之用?/p>

由于重質(zhì)碳酸鈣采作研磨方法進(jìn)行生產(chǎn)的所以它的形狀不規(guī)則，呈棱柱體、片狀、菱形、偏三角面體積等，印刷時其對油墨的吸收性比PCC要好其粘度比PCC低。生產(chǎn)研磨（重質(zhì)）碳酸鈣的企業(yè)比較多，他們產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)也不統(tǒng)一。

一般重質(zhì)碳酸鈣有下面幾種規(guī)格：

1）Pd-40：干法粉碎制得，白度達(dá)98%左右，2μm含量占40%以上，15μm為零；

2）Pd-60：濕法研磨而成，白度達(dá)94%以上，2μm含量占55%~56%，粒度分布比較窄；

3）Pd-90：濕法研磨而成，2μm含量占88%~92%，白度較Pd-60好一些，粒徑分布比較窄，有較好的分散性。

5、二氧化鈦

商品名為鈦白粉，由鈦鐵礦（FeO.TiO2）經(jīng)加工精制而成，對光的折射率高達(dá)2.55~2.70，白度高，對紙張的覆蓋性能在所有填料中居首位，但其價格昂貴。二氧化鈦有金紅石和銳鈦礦型，他們的化學(xué)性能有所不同，前者水溶性差，所以造紙工業(yè)（特別是薄頁紙）均以后者用作填料。

6、氧化鐵顏料

用作某些特殊紙張加填用的氧化鐵顏料是無機(jī)顏料的一種，目前應(yīng)用還不廣泛，它是鐵系顏料的一部分，一般只使用氧化鐵紅、氧化鐵黃、氧化鐵黑的氧化鐵棕四種。氧化鐵顏色料的共同的特點(diǎn)是不溶于水，與紙漿纖維無親和力，而是依靠明礬的作用，固著在纖維上，而取得著色，同時起到加填作用。氧化鐵顏料耐光性強(qiáng)，遮蓋性好。氧化鐵顏料在高檔裝飾原紙（或水松原紙）中起到填料作用，還可部分代替價格昂貴的鈦白粉，同時它又起到染色作用，可取代價高而且污染嚴(yán)重的有機(jī)染料。

如何合理地選用填料 

1）滑石粉

由于滑石粉具有質(zhì)地細(xì)膩、白度高、覆蓋性好、磨損低特點(diǎn)，且滑石粉的平滑度和光澤度高，價格便宜，因此一般文化用紙、印刷用紙均采用滑石粉作填料；由于滑石粉的化學(xué)穩(wěn)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；滑石粉中的碳酸鈣含量一般要求低于2.5%，最也低于1.5%%，因為較高的碳酸鈣含量對施膠和染色均不利，對于裝飾原紙來說，高的碳酸鈣含量對后續(xù)加工工序有不利的影響；粉作為涂布的白色顏料，對涂布的白度有不利的影響。

據(jù)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為此在涂料體系中分散性欠佳，細(xì)小的滑石顆粒易于捕集空氣，困而形成小氣泡，出現(xiàn)聚現(xiàn)象時，使涂層不均勻，因而涂布紙生產(chǎn)中盡量不用（少用）滑石粉作顏料。

2）碳酸鈣

在AKD等新型中（堿）性施膠劑的應(yīng)用，在酸性造紙中難一應(yīng)用的填料碳酸鈣，則有了用武之地，碳酸鈣折光率高達(dá)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(nèi)，碳酸鈣的穩(wěn)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；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，對于一些印刷性能要求高的紙，也可以采用碳酸鈣作填料；由于碳酸鈣紫外線吸收少對提高紙張老化有利，為此對于一些需要進(jìn)長期保存（館藏）的紙張，采用碳酸鈣作填料；采用酸性施膠的紙張，不能使用碳酸鈣作填料；碳酸鈣可大量用作涂布紙用的色顏料，研磨碳酸鈣由于其價格便宜，制涂料流動性好，且其印刷性能等到比PCC好，為此涂布的白色多用研磨碳酸鈣；

3）二氧化鈦

由于其高的折射率，白度高（97%~99%），遮蓋力在顏料（填料）中居首位，為此在生產(chǎn)高檔薄頁紙或高檔涂布紙時均采用，但由于其價格昂貴，為此用量較少； 

4）瓷土

由于瓷土良好的化學(xué)穩(wěn)定性，以及其片結(jié)構(gòu)，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，它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，比如可與滑石粉一起使用；它可作為涂布的白色顏料，片狀含越高的瓷土，其涂布性能（涂料流動性）越好，涂好的紙張（紙板）其光澤度、平滑度越好。

5）氧化鐵顏料

適用于生產(chǎn)薄頁紙，如高檔裝飾原紙和水松原紙等，這是其高覆蓋率所體現(xiàn)出來的特點(diǎn)。

造紙是一個復(fù)雜的工藝過程，不同的紙張品種有不同的質(zhì)量要求職，為達(dá)到紙張的某種要求就必要加入填料；填料的種類較多，各具有不同的性能，不同紙張品種和工藝條件，就必須選擇不同的填料或填料的組合，以期獲得最佳的效果。

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