許文凱

石碳環(huán)保紙的優(yōu)缺點分析

隨著納米高新技術在造紙領域的廣泛應用，石碳環(huán)保紙在具有特殊性能、集成紙張和塑料的特有性能的基礎上，同時符合綠色環(huán)保的要求，順應了“新材料”、“新能源”、“環(huán)?！?、“節(jié)能”這一人類的發(fā)展趨勢和主題，具有強勁旺盛的生命力。綜合其優(yōu)缺點，可以概括為四大優(yōu)勢、三大缺點和兩點改進，具體分析如下：

1.四大優(yōu)勢

①物理性能優(yōu)勢

石頭紙既可以具有與傳統(tǒng)紙相同的白度和不透明度，又具有優(yōu)于傳統(tǒng)紙的多項性能：防水（將少量清水滴于紙張表面，10秒鐘后發(fā)現(xiàn)紙張表面輕微潮濕，但并未滲透至纖維內(nèi)部使紙張浸水變軟；若用紙巾輕輕擦拭則會立即變干，如自然風干需1分鐘左右即可完全干燥用于正常書寫）、防潮、防蛀、耐化學腐蝕、耐油、機械性能好、抗張強度好、耐撕裂（雙手三次反復拉伸后紙張邊緣和內(nèi)部都未出現(xiàn)裂痕，只出現(xiàn)輕微的褶皺，即鋸齒狀，無論是在褶皺處的外側和內(nèi)側，當用書寫工具書寫時，都不會影響書寫效果，出現(xiàn)斷墨的現(xiàn)象）、展平性好（紙張裁切后，具有很規(guī)則和統(tǒng)一的邊緣特性，且用訂書器打穿紙張時，與普通紙一樣可以較輕易地被穿透）、表面平滑度好（在直射和斜射照明條件下，用高倍顯微鏡都可以看到一些微小的黑色顆粒和一些細微的凹陷，可以觀察到表面上一些不規(guī)則的的微小氣孔、孔洞、凹陷和突起等，這可能是由于在生產(chǎn)過程或存儲使用過程中形成的）等多種特點。

②環(huán)保安全優(yōu)勢

A.從原材料看石頭紙環(huán)保特性

不使用傳統(tǒng)的紙漿，按需求使用少量高分子材料，從材料源頭控制環(huán)保，生產(chǎn)1噸石頭紙環(huán)保新材料制品，節(jié)約石油資源2.3噸，減少砍伐森林1.8公頃。從傳統(tǒng)包裝物原材料角度統(tǒng)計，國際已勘探石油資源將在30年內(nèi)使用完畢；國際每年使用紙漿造紙消耗量為3.2億噸，合計每年13億棵樹齡20年以上的樹木被砍伐。

B.從生產(chǎn)過程看石頭紙環(huán)保特性

石頭造紙的過程是無機物（碳酸鈣粉末）處理的干法系統(tǒng)，與傳統(tǒng)造紙工藝的濕法系統(tǒng)不能相提并論。作為一個新型的環(huán)保新材料，石頭紙在生產(chǎn)過程中，無論從開采環(huán)節(jié)、生產(chǎn)過程環(huán)節(jié)一直到成品產(chǎn)生的最后工序，無須使用木漿與水，不添加強堿、強酸、漂白劑及眾多有機氯化物等藥劑，只需樹脂、石粉、電力，因此可以做到不僅不排廢、不砍伐、不排污、不漂白，而且極大縮短了生產(chǎn)加工流程，節(jié)約了成本，減少了對環(huán)境污染。據(jù)統(tǒng)計，1磅石頭紙代替1磅傳統(tǒng)紙，可以節(jié)省20棵樹，可以減少167磅的水污染，真正實現(xiàn)綠色環(huán)保生產(chǎn)。

C.從回收再利用角度看石頭紙環(huán)保特性

傳統(tǒng)塑料袋，100年后還是一個白色污染的袋子，而石頭紙可以很好地實現(xiàn)回收再利用。即使丟棄后，在太陽光下曝曬3～6個月后即被風化、脆化，埋在地下一年可以降解，降解為石頭粉末回歸大自然，即便進焚化爐焚燒時也只有無毒樹脂可以燃燒，細微的石粉又能夠促進樹脂與空氣的接觸，加速完全燃燒，故無毒性氣體排出的同時又減少了二氧化碳氣體的排放量。

D.從自身角度看石頭紙環(huán)保特性

石頭紙表面是無機物，樹脂也是無毒性的，對接觸的物品沒有不良影響；同時，石頭紙不吸水，霉菌也難以附著于紙面，故具有較好的安全抗菌性。

③印刷質量特性

A.石頭紙對于彩色噴墨打印具有較好的印刷質量特性，彩色噴墨打印的石頭相紙不含木纖維，而是由納米級石粉涂布到基材上制成，微小的顆粒使得紙張表面具有無數(shù)個孔洞，因此獲得更好的吸墨性能，且不會被侵蝕；將石頭紙用于平版印刷，通過對印刷特性中的滿版濃度、TVI、反差、灰色平衡、色域進行測量后顯示同樣具有較好的質量特性。但需要提及的是，這種類型的紙張不適于激光打印機，因為其不具有耐熱性，抵擋不住融合輥的熱量，如果用激光打印機打印石頭紙，則發(fā)現(xiàn)紙張被褶皺的跟手風琴一樣，故對于激光打印，其不是適宜的理想承印材料。

B.表面無纖維，平滑度高，不存在暈墨和難以干燥現(xiàn)象，所以噴墨打印后清晰度高，印在其上的圖像更加清晰和潔凈，可達到2880dpi的記錄精度效果；而傳統(tǒng)紙則由于暈墨，引起透印。使用石頭紙輸出打印，記錄精度可以調整為720dpi，而獲得傳統(tǒng)紙1440dpi的清晰效果。這意味著，同等清晰度要求下，石頭紙會節(jié)省大量的油墨。

C.石頭紙所用原料是無機物，與墨不發(fā)生化學反應，無偏色、脫色現(xiàn)象；與空氣中的酸堿成分也不發(fā)生反應，不會變色泛黃，更適合于珍貴照片和文件的保存，恰恰解決了傳統(tǒng)相紙有保存期限的要求。

④成本優(yōu)勢

作為石頭紙原料的碳酸鈣，來源豐富，成本是木漿纖維的1/4，價格比用傳統(tǒng)工藝制成的紙張便宜近2/3。同時石頭成分代替部分塑料，降低了聚乙烯和聚丙烯等石化產(chǎn)品的產(chǎn)量投入，減少了塑料的降解投入等。按照每噸石頭紙產(chǎn)品可替代1.7立方米木材計算，年產(chǎn)500萬噸石頭紙每年可節(jié)約864萬立方米木材，相當于減少砍伐1016平方千米的森林。按照傳統(tǒng)工藝每噸紙耗水216噸計算，年產(chǎn)500萬噸石頭紙項目達產(chǎn)后，每年可節(jié)約水資源10.8億立方米，減排廢水6.5億噸，節(jié)電18.9億度。而且在未來國際原油及木漿使用成本持續(xù)高速上升的趨勢下，石頭紙環(huán)保新材料產(chǎn)品的成本優(yōu)勢差異將呈現(xiàn)持續(xù)擴大的趨勢。

2.三大缺點

雖然石頭紙的優(yōu)點顯著，但不可回避的存在著一些缺點需要正視，可以簡單歸結為“塵埃準殺手”、“壽命跛腳鴨”、“尺寸規(guī)格小兒科”，具體分析如下：

1.石頭造紙生產(chǎn)過程中的防塵（塵埃飄?。﹩栴}，對制造生產(chǎn)過程提出了嚴峻的挑戰(zhàn)，雖已突破了碳酸鈣高填充量、產(chǎn)品成膜技術、無機粉體紙吸墨性、印刷性和超高強度等多個技術難關，但當研磨大量石頭，并使石粉達到納米的粒度（相當于頭發(fā)絲的千分之一）時，如果系統(tǒng)管道和輸送泵一旦失靈或泄漏，對周圍環(huán)境、操作者的危害，則是不可小視的，所以稱“塵埃準殺手”一點也不過分。

2.石頭紙的安全性具有兩重性。一方面石頭紙使用后被拋棄于室外，在陽光的照射下可以自動脆化并破碎成蛋殼狀，回歸大自然。另一方面又使其耐久性大打折扣，石頭紙的壽命一般約為20～30年，比傳統(tǒng)紙的保存時間短，所以稱為其“壽命跛腳鴨”。

3.因目前石頭紙的加工幅面太小，主要是A1、A2、A3、A4這些常規(guī)的小尺寸，大幅面的產(chǎn)品還是空白，故產(chǎn)品規(guī)格很不齊全，屬“小兒科”。所以，要提高應用，必須對規(guī)格尺寸有所改進，這就帶來了一系列的工業(yè)設計放大和加強設備選型等諸多問題。

3.兩點改進

1.環(huán)保石頭紙的機械強度小于傳統(tǒng)涂布紙，造成印刷表面不平整，在提高紙張的機械強度上是研發(fā)改良重點。

2.環(huán)保石頭紙的專用油墨有待開發(fā)研究，通過涂布改性技術可以大大提高其印刷適應。

如今，關于石頭紙的觀點存在著些許分歧，石頭造紙究竟是喧囂的環(huán)保神話，還是好比水變油，是遲早要定論的新興產(chǎn)業(yè)。首先，多元化的發(fā)展趨勢引領了時代的發(fā)展，對于造紙業(yè)也不例外，紙張來源的多樣化是造紙科技發(fā)展的必然要求和必要趨勢。再者，石頭造紙雖較為成熟，但是在個別技術上仍有尚待改善、發(fā)展之處，其產(chǎn)率和效率以及印刷質量特性與傳統(tǒng)濕法造紙相比，仍需改進，使用過程中的瑕疵及相關非適應因素仍需考慮和研究。誰也無法斷言石頭造紙能夠全面取代傳統(tǒng)造紙，但是替代一部分或一小部分紙的市場是有可能的。在相當長的時間之內(nèi)，造紙業(yè)內(nèi)仍以生產(chǎn)傳統(tǒng)紙為主體，合成紙、石頭紙僅是一個補充。后者可部分替代不透明的PVC、PP、PE、PET塑料薄膜，降低成本的同時保護了環(huán)境，順應了低碳環(huán)保的大的趨勢，廣泛應用各種包裝袋、購物袋、手提袋及其餐盒、杯、盤等一次性用品等包裝行業(yè)。要替代印刷用紙，還有待技術上的成熟、完善和發(fā)展。故石頭紙是一種發(fā)展中的材料，其應先瞄準特種用紙這一目標，而不應用來完全替代現(xiàn)有的纖維紙張和塑料，而應和纖維紙張、塑料共同發(fā)展、優(yōu)勢互補，在各自優(yōu)勢領域發(fā)揮應有的作用，實現(xiàn)共贏。endprint