纳米技术在造纸业的应用

一、纳米粉体在纸张制造中的作用
在印刷领域中，与油墨涂料一样，纳米粉体材料在纸张上的应用也已呈现出良好的效果。
我们知道，纸张是印刷和包装中最常用的材料，其品质的优劣是印刷品质量的最佳体现。
由于传统纸张所用的树木、竹、麻等纤维物的纤维较粗，而涂料(如碳酸钙等)、充填物(如高
岭土等)的颗粒较大，还有一些胶等配料的性能不好等原因，使传统的纸张存在着一些缺
陷，如普通纸具有怕水、怕潮等缺点，胶版印刷纸和静电复印纸虽然有防水、防潮等功能，
但书写不方便，还有一些特殊的性能无法实现等，从而影响了印刷品的品质。近年随着纳
米材料学的迅速发展，纳米技术在造纸工业的应用领域愈来愈广，新成果不断涌现。和制
浆造纸中有关的是纳米化学和纳米材料学，它可能会对造纸工业的发展造成新的飞跃，
使印刷品的品质将再次提高。
根据目前的技术水准和纸张的实际应用，木纤维只能加工到微米(100-1000nm)的水准，
由于木材的细胞直径相对较粗，通过木材纳米技术可以改变木材的细胞结构和控制细胞
的生长，就可能改变木材的特性。对于绝大多数木材来说，当纤维加工到微米级后，木材
细胞的胞管已经全部破开，胞管内的粘性液体可以容易地流出。机械制浆后就可以不必再
用化学方法提取胞管内的有害液体和分离纤维，而若将木材加工到纳米级，木材原来的
细胞结构将被破坏，纤维组织结构发生变化，纤维素、半纤维素和木素可在加工过程中用
机械方法分离，这样就可以大大提高制浆率和降低制浆造纸工业对环境的污染。
此外，在科技高速发展的今天，人们对纸张性能、品质等将有更高的要求，除了常规的印
刷、书写纸张外，对于具有特殊功能纸张的需求也不断增多。而纳米材料作为特种纸张制
造的一种特殊助剂，正愈来愈引起人们的重视。目前，在造纸行业中，纳米材料主要用于
抗水、抗菌、抗静电、抗老化以及加香、阻燃、变色等功能性用纸的开发，而且已有一些产品
面市。将纳米复合材料应用于包装印刷领域，将彻底改变包装印刷领域的面貌，为包装印
刷开辟一条新的道路。
虽然纳米材料及纳米复合材料在造纸领域有着良好的性能和广泛的用途，但是目前纳米
材料的研发还不太成熟和完善，它还有一些问题需要进一步的研究和解决，如破碎、团聚、
分散技术等还不够理想，有待于进一步提高，对于纳米制品的性能检测，产品标准还有
待进一步完善。但可以预言，随着纳米粒子生产成本的降低，功能性纳米粒子品种的增多，
纳米技术将在印刷领域和造纸工业中发挥更大的作用，给印刷和相关行业带来无限的生
机和活力。
二、目前已生产应用的纳米纸
1.纳米石科纸
大家知道草浆、木浆、竹浆、麻纤维等是最基本和常见的造纸原料，但是随着纳米高新技术
在造纸领域的应用，如今已开发出利用石头造纸的新技术，这种用石头造成的纸就叫做
纳米石科纸，它首先由台湾龙盟科技企业梁石辉先生于 2001 年初研发成功并于年底开始
生产的，如今这种纳米纸已有多家开始生产。
石科纸是将纳米级碳酸钙涂布到基材上制成的。鉴于纳米的特性，任何物质在达到纳米级
时都是可涂布的。由于石头富含碳酸成分，所以在实际运用中成为首选材料。石科纸的造
纸工艺与传统造纸工艺有严格的区别，它要求更接近于塑料制作工艺，生产设备也更类
似于制造塑料的设备，而且其工艺流程也不像传统造纸那么复杂。两者间一个重要区别是，
石科纸的制作不是用浆去抄纸，因此客观存在的整个工艺过程不用一滴水。相对于传统纸