中國粉體網訊 2025年4月10日，由中國粉體網主辦的“2025第四屆全國碳酸鈣產業(yè)高值化發(fā)展交流大會暨第三屆功能母粒材料及應用高峰論壇”在安徽池州成功召開!在本次大會期間，中國粉體網記者邀請了南京林業(yè)大學金永燦教授做客“對話”欄目，為大家詳細講解碳酸鈣在造紙過程中的應用價值、產品選擇、技術發(fā)展趨勢。
南京林業(yè)大學金永燦教授
以下為金永燦教授整理的采訪內容。
粉體網：金教授，碳酸鈣作為造紙?zhí)盍虾驮旒堫伭�，產品指標、性能有什么顯著差異?
金教授：碳酸鈣在造紙?zhí)盍虾屯坎碱伭现袘脧V泛，但兩者在質量要求、紙性調控及添加位點等有明顯差異。
碳酸鈣作為填料側重“填充”功能，在造紙的紙料制備階段加入并與纖維混合，主要目的是改善紙張的基礎性能，如提高紙張不透明度、松厚度和印刷適性，同時降低紙張的生產成本。過量添加會降低紙張強度（如抗張強度、耐破度）。
碳酸鈣作為顏料側重“表面修飾”功能，在涂布工序中涂敷于紙張表面（單面或雙面），以改善光澤度、油墨吸收性、表面強度和印刷效果。與填料碳酸鈣比較，顏料碳酸鈣對細度、純度及分散性等有更高的要求。
實際應用中，兩者可能結合使用（如填料GCC+涂布PCC），以平衡成本與性能。
粉體網：金教授，重鈣、輕鈣、納米鈣，乃至高嶺土都能用于造紙，應該如何選擇呢?不同鈣粉的應用優(yōu)勢是什么?
金教授：重鈣、輕鈣、納米鈣和高嶺土等填料各有特色。重鈣通常用研磨法制備，粒徑較大，具有成本低、工藝適應性好等優(yōu)勢，但其白度較和吸油值低，并對紙張強度有不利影響；輕鈣常用沉淀法制備，粒徑細，具有白度高、吸油值較高、填充均勻等優(yōu)勢，但其成本較高，并且需更高的施膠量；納米鈣又稱超微細碳酸鈣，粒徑超細，比表面積大，其晶體結構和表面電子分布發(fā)生變化，具有普通碳酸鈣所不具備的尺寸效應、表面效應和宏觀量子效應，有利于改善紙張機械性能、印刷適性等，但其價格昂貴，分散工藝復雜，成本高；高嶺土是具有層狀結構的硅酸鋁鹽，粒徑中等，白度較高，吸油值適中，印刷適性好、光澤度高，但高嶺土資源分布不均，雜質含量差異較大。
在造紙生產中需綜合考慮紙張類型、性能需求、成本效益及生產工藝等因素進行選擇和使用。普通紙種，如文化紙、新聞紙、生活紙等，需兼顧成本與基本性能，一般以重鈣為主；箱板紙、瓦楞紙等包裝紙，一般選用重鈣或輕鈣，以低成本提升挺度、不透明度等性能；對涂布紙，優(yōu)先選用高嶺土制備涂料，其片狀結構可提升紙張平滑度、油墨吸收性和印刷光澤，若需更高白度，可搭配使用輕鈣；納米鈣可優(yōu)化紙張孔隙結構和強度，可用于在高附加值特種紙，如無碳復寫紙、高端濾紙、醫(yī)用紙、電池隔膜紙等的生產，但其應用往往受到成本的限制。
粉體網：金教授，造紙用的鈣粉，是否也區(qū)分低、中、高等不同的檔次?目前改性、不同形貌鈣粉，應用現(xiàn)狀如何？
金教授：對造紙企業(yè)而言，主要根據價格和性能區(qū)分碳酸鈣的檔次。當然，性能好的碳酸鈣，通常價格也比較高。
傳統(tǒng)造紙用碳酸鈣根據形貌不同主要分為重鈣（GCC）和輕鈣（PCC）。關于GCC和PCC的優(yōu)缺點和應用場景，我在報告中已有詳細說明，這里就不贅述了。從造紙應用的角度出發(fā)，我個人比較看好的是改性碳酸鈣和納米碳酸鈣（NCC）。從本質上講，NCC也是一種超細化的改性碳酸鈣。與常規(guī)碳酸鈣比較，改性碳酸鈣在表面電荷、親疏水性、比表面積、孔隙率、表面官能團一個或多個方面具有特殊的性能，因而可以更高效地調控紙張性能，賦予其許多傳統(tǒng)纖維基紙張無法具備的功能。目前造紙工業(yè)正在從傳統(tǒng)的紙張生產向功能材料轉型，利用包括改性碳酸鈣在內的造紙?zhí)砑觿�，開發(fā)具有特殊功能的紙基材料是未來造紙工業(yè)發(fā)展的重要方向之一。
粉體網：金教授，哪些種類的紙制品用碳酸鈣比較多?造紙?zhí)盍吓c顏料的用量或者比例大概是多少?
金教授：造紙生產中使用碳酸鈣主要有以下幾方面的作用。一是改善紙張的光學性能和印刷適性，如復印紙、涂布原紙、書刊印刷紙、超壓紙等在生產中通常使用碳酸鈣作為填料；二是賦予紙張某些特殊性能，如為改善透氣性能，卷煙紙生產中往往需要添加大量的碳酸鈣；三是節(jié)省纖維原料降低生產成本。
由于碳酸鈣等大部分填料的價格顯著低于造紙纖維，對于紙企而言，只要添加碳酸鈣對紙張性能無特別不利的影響，往往想方設法地增加填料使用量，例如傳統(tǒng)生活用紙生產是不加填料的，而現(xiàn)在許多生活用紙生產都在使用碳酸鈣。特別是目前國內造紙工業(yè)面臨產能過剩、外貿萎縮、內需不足等壓力，紙企迫切需要通過技術創(chuàng)新提高碳酸鈣等填料的使用量，實現(xiàn)降本增效。
碳酸鈣也可作為顏料用于造紙涂布。通常碳酸鈣的比例可隨著涂布量增大而增加，如重涂紙中GCC的占比一般為40%～80%，特別是底涂，比例可以更高。
造紙工業(yè)中碳酸鈣主要作為造紙?zhí)盍虾屯坎碱伭�，其中填料的用量更大，顏料占比較低，但目前沒有一個明確的比例。
粉體網：金教授，您能否從產品、技術、市場等方面，大體展望下一造紙用顏填料的發(fā)展趨勢?
金教授：我個人認為，鈣粉生產企業(yè)需要做好以下兩方面的工作，以適應和滿足造紙企業(yè)對填料和顏料的需求。首先是改善填料質量，滿足造紙企業(yè)的多層次需求；其次是創(chuàng)新填料功能，賦予填料“填充”和“覆蓋”以外更多的“新”“特”功能，滿足造紙企業(yè)的多元化需求。
參加這次會議的企業(yè)大多從事是鈣粉生產或設備制造，相信大家都希望增加碳酸鈣的使用量。其實包括造紙工業(yè)在內的碳酸鈣下游產業(yè)，也希望增加鈣粉的用量，以降低生產成本，提升經濟效益，同時有利于“碳中和”。應該說鈣粉的上下游產業(yè)鏈具有共同的追求，目標一致。我非常強烈地希望造紙行業(yè)與碳酸鈣行業(yè)攜手，強化與相關高校院所的合作，建立“產學研用”協(xié)同創(chuàng)新體系，深度融合科技創(chuàng)新與產業(yè)創(chuàng)新，實現(xiàn)“填料開發(fā)-造紙應用-效益提升”的良性循環(huán)。如果我們不斷推出更好用、更精細、更經濟的碳酸鈣顏填料產品，服務造紙等下游產業(yè)，我對行業(yè)的發(fā)展充滿信心。
(中國粉體網編輯整理/昧光)
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