造纸填料留着的改善及加填纸的施胶障碍控制

沈静

宋湛谦

钱学仁

(1．东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室，哈尔滨 1500402．中国林业科

学研究院林产化学工业研究所；国家林业局林产化学工程重点开放性实验室，南京

210042)

摘要：造纸填料可显著改善纸品的性能，具有重要的应用价值。然而，随其用量的增加，
往往可产生一系列问题，其中填料留着及加填纸的施胶障碍问题值得给予关注。本文从国内
外的相关研究进展出发，对填料留着的改善及加填纸的施胶障碍控制进行了评述，指出了相
关研究的重要意义。
关键词：填料留着施胶障碍造纸加填纸

造纸填料通常为无机填料，主要包括滑石粉、二氧化钛、碳酸钙及高岭土等，其应用

可显著改善纸品的不透明度、白度、光泽度、平滑度、孔隙度、尺寸稳定性、油墨吸收性、
印刷适应性及书写适应性等，并可显著降低造纸成本，具有十分重要的应用价值。然而，随
着填料用量的增加，造纸填料的应用可产生一系列问题，其中填料留着及加填纸的施胶障碍
问题值得给予关注。
造纸填料的粒子尺寸远远小于纸浆纤维，往往不能有效地借助于机械截留作用而实现其
自身的留着，当将其直接引入至纸料体系中时，其在纸幅中的留着性能具有一定局限性。此
外，随着填料用量的增加，填料留着率往往有所下降，使造纸白水体系中的细小组分含量显
著增加，由此在一定程度上增加了实际应用的困难性，也使加填量具有一定局限性(通常在
15％～20％以下)。因此，造纸填料留着的改善具有十分重要的意义。
施胶剂可分为浆内施胶剂和表面施胶剂两大类，可赋予纸品抵抗液体渗透的性能，在造
纸工业中具有重要的用途。对于浆内施胶剂而言，我国纸品总量中的 70％左右需要进行浆
内施胶

[1]

，因此浆内施胶剂具有十分广阔的应用前景。然而，造纸填料的应用对浆内施胶剂

的施胶效率往往可产生负面影响

[2]

，使达到特定施胶效果所需的施胶剂用量及施胶成本增

加，由此产生了施胶障碍，这主要是因为，造纸填料的比表面积远远大于纸浆纤维，可对浆
内施胶剂产生优先吸附，使大量的胶料粒子吸附至填料粒子表面。随着填料用量的增加，施
胶障碍现象将尤为突出，纸品往往难以获得符合应用标准的施胶度，且施胶剂用量也难以控
制，由此也使加填量往往局限于一定范围内，增加了实际应用的困难性和复杂性。因此，加
填纸的施胶障碍控制也具有十分重要的意义。本文即对国际上所出现的造纸填料留着的改善
及加填纸的施胶障碍控制的各种主要技术进行评述，以期为相关研究与开发提供参考。
1 填料留着的改善
对于填料留着的改善而言，国际上已出现了大量报道，已出现的相关技术主要包括造纸
助留剂的应用

[3-7]

、纤维／填料复合技术

[8-12]

、纤维改性与处理技术

[13-14]

、纤维的外表面细纤

维化处理技术

[15]

及填料改性与处理技术

[16-19]

。

1．1 造纸助留剂的应用

助留剂在造纸湿部的应用是目前国际上用于改善填料留着的最为重要的途径，在工业生

产中已得到了十分广泛的应用，其他相关技术的报道较少。硫酸铝是最早使用的助留剂，聚
丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵、聚酰胺多胺-环氧氯丙烷、阳离子淀粉、
阳离子瓜儿胶及壳聚糖衍生物等助剂单独使用在一定条件下可有效地改善填料留着，阳离子
／阴离子聚合物、聚氧化乙烯／辅助剂、阳离子聚丙烯酰胺／膨润土、阳离子淀粉／二氧化
硅、阳离子淀粉／氢氧化铝、阴离子聚丙烯酰胺／阳离子氢氧化铝镁、阳离子淀粉／聚合硅
酸硫酸铝及有机微聚物助留体系等也具有较高的应用价值

[3]

。近年来，国际上关于助留剂的