第一章 碳酸钙在造纸工业中的应用

随着世界范围的酸性造纸向中性和碱性造纸的变革，对碳酸钙在造纸工

业中的应用带来了生机。

碳酸钙作为造纸填料具有如下优点:①白度高;②松厚性;③耐久性;④透气

性;⑤可作为二氧化钛的补充剂;⑥磨蚀性低;⑦增进柔软性;⑧提高油墨吸收性
能;⑨对紫外线吸收性低;⑩能控制燃烧性。其次在碱性抄纸时，碳酸钙作为一
种碱性填料，它具有pH值缓冲作用，使湿部的pH值自然地稳定在7. 5~8. 0，
这正是碱性施胶剂施胶的最佳pH值。

而碳酸钙用量的剧增主要有两方面原因:一是由于碱性造纸的发展使碳酸

钙填料在造纸湿部的大量应用成为可能，另一个原因是20世纪70年代起细磨
碳酸钙和超细碳酸钙的发展，使天然碳酸钙粒子细度能使纸张涂层光泽度等
于或超过沉淀碳酸钙，致使细磨碳酸钙在涂布纸上的使用量急剧增加研磨碳
酸钙与高岭土相比最大的优势是成本低;其二是对涂布胶粘剂需要量少，可节
约胶粘剂费用;其三是研磨碳酸钙有良好的流变性，涂料可以做到高固含量，
有利于节省造纸机烘干能耗。造纸工业中所用的碳酸钙根据加工工艺的不同分
为:重质碳酸钙和轻质碳酸钙。
1. 重质碳酸钙

重质碳酸钙即研磨碳酸钙(GCC)。重质碳酸钙是研磨石灰石制得的天然碳

酸钙，从干法研磨发展到湿法研磨，研磨技术的突破及在研磨工艺中有关助
剂的应用，使得GCC粒径可以达到小于1. 5μm在90%以上，平均粒径小于
2μm，从而使品质大幅度提高，很大程度上扩大了在造纸领域的应用。

然而随着碳酸钙填料负荷的增加，纸张的强度、松厚度和挺度通常将降低。

填料隔断纤维与纤维之间的结合，造成损纸现象，限制了填料的添加量。因此，
重质碳酸钙在添加前需进行必要的改性处理工作。

王永忠，裴继诚，石淑兰研究了重质碳酸钙的表面改性及在造纸中的应

 

用

[1]

。采用淀粉与改性剂复合改性的方法，淀粉用量为重质碳酸钙重量的

50%，改性剂硬脂酸用量为重质碳酸钙重量的20%，糊化温度为65℃，糊化时
间为120min，保温时间10min。所得的改性重质碳酸钙添加到纸张中，对纸张
的物理性能有大幅度地提高，能显著增加纸张纤维与纤维、纤维与填料的结合
强度。在碳酸钙用量为30% ~40%时，改性碳酸钙比未改性碳酸钙对纸张的抗
张强度、撕裂强度、耐折强度有显著提高;纸张的光学性能也有所改变，改性填
料纸张的白度与不透明度比未改性填料的纸张白度要低;颗粒的粒径发生了很
大的变化，表面积从12 576. 54cm2/g降为4 203. 79cm2/g。
2．轻质碳酸钙

轻质碳酸钙即沉淀碳酸钙(PCC)。轻质碳酸钙是将二氧化碳通入石灰水或

用碳酸钠溶液与石灰水作用产生沉淀制得的。它主要根据下游产品不同的需要，
通过改变反应的速度、温度、浓度、搅拌速率及使用适量的化学添加剂，有目的
地控制反应进程，使产品的粒径大小、粒度分布、微观形态达到特定的要求，
以提高填料的适应性，同时要求产品质量稳定

[2]

。

轻质碳酸钙具有粒度细、白度高、价格低等特点，非常适合做造纸填料。但

由于填料与纤维无结合力，使其在纤维中的留着率低。即使使用助留剂让其与
纤维结合形成不能通过网的絮凝物，填料仍和纤维没有结合力。因此，轻质碳