碳酸鈣在卷煙紙中的應(yīng)用

丁雪帆

碳酸鈣是生產(chǎn)卷煙紙的主要填料之一，一般占用漿量的50%左右。碳酸鈣加入煙紙中，不僅起到一般的加填作用，如降低生產(chǎn)成本，提高紙的不透明度和白度及改善手感，更主要的是為了改善透氣度，調(diào)節(jié)其燃燒速度和燃燒均勻性，使其與煙草的燃燒相適應(yīng)。碳酸鈣的質(zhì)量影響卷煙紙的各種技術(shù)指標(biāo)，控制好碳酸鈣的質(zhì)量是提高卷煙紙質(zhì)量的重要途徑之一。下面僅就碳酸鈣對煙紙的幾項(xiàng)重要指標(biāo)的影響及我公司近幾年對碳酸鈣的使用情況做一下闡述與介紹。

1.碳酸鈣對透氣度的影響

透氣度是卷煙紙的一項(xiàng)重要指標(biāo)。在其它條件（煙絲、濾嘴棒等）相同條件下，煙紙的透氣度越高，煙支的焦油量越低，焦油量低，煙支對人體的損害就小。而卷煙紙透氣度的獲得是由其孔隙度決定，紙的孔隙度是通過纖維間的良好組織結(jié)構(gòu)和填料的良好覆蓋而產(chǎn)生的自然孔隙，而不是“針眼”。特別是高透氣度卷煙紙的生產(chǎn)，要求成紙勻度好，白度高，手感柔軟，滿足煙支的外觀要求；透氣度的均勻性好，變異系數(shù)小。要滿足上述要求，我們對碳酸鈣的選擇方面（目前使用的是沉淀碳酸鈣，即輕質(zhì)碳酸鈣）著重強(qiáng)調(diào)：（1）碳酸鈣粒子之間、粒子與纖維之間的良好交結(jié)和孔隙的存在。（2）有較高的折射覆蓋率。（3）分布均勻。通過幾年的應(yīng)用試驗(yàn)、生產(chǎn)實(shí)踐，我們總結(jié)出：在碳酸鈣結(jié)晶形狀的選擇方面，選擇紡錘體結(jié)晶為主的碳酸鈣，用于卷煙紙的生產(chǎn)。它能滿足煙紙的透氣度、不透明度、白度的要求，柱狀體的也可以，但又一個明顯的缺點(diǎn)，當(dāng)其粒子尺寸稍有變化，會帶來透氣度大幅度變化，對于透氣度的穩(wěn)定極為不利。在粒子尺寸的選擇方面：通常情況下，碳酸鈣的粒徑大，比表面積小，在紙層中形成的自然孔隙大，有利于提高透氣度。粒子直徑若太小，比表面積大，覆蓋能力強(qiáng)，成紙不透明度高，而且容易阻塞自然孔隙。要生產(chǎn)高透明度的卷煙紙，并且保證透氣度的穩(wěn)定，對碳酸鈣的尺寸選擇十分重要。我們當(dāng)前用于卷煙紙生產(chǎn)的沉淀碳酸鈣，粒子分布基本上能滿足生產(chǎn)透氣度為40-60cu卷煙紙，紙幅勻度、不透明度和透氣度的穩(wěn)定性均良好。但如果透氣度要達(dá)到70-90cu，那么常用的沉淀碳酸鈣就有一些缺點(diǎn)呈現(xiàn)出來。比如：紙幅勻度下降，“針眼”量增加，透氣度的波動明顯增加。

2.碳酸鈣對不透明度的影響

現(xiàn)在生產(chǎn)卷煙紙的廠家大部分是全木漿生產(chǎn)，針葉木打漿度要求85oSR左右，闊葉木60oSR左右，屬于粘狀打漿，因此成紙不透明度低。為了保證卷煙紙的質(zhì)量，使煙支不漏煙絲，所用填料碳酸鈣必須是顆粒均勻，沉降體積穩(wěn)定，對光的折射率較木材纖維高。這樣才能提高煙紙的不透明度，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.碳酸鈣碳酸鈣對煙紙燃燒性能的影響

在成紙中的含量與分布，直接影響卷煙紙的燃燒性能。國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定卷煙紙灰份A2級不小于15%，即碳酸鈣含量不小于26.7%。這一規(guī)定能保證煙紙的燃燒?；曳葸^高，紙張物理強(qiáng)度降低，達(dá)不到卷煙的要求。所以我們在控制含量不太高的情況下，應(yīng)要求優(yōu)質(zhì)碳酸鈣能均勻地吸附在纖維上，同時(shí)具有良好的分?jǐn)?shù)性，才能保證燃燒性能，透氣度、拉力均勻穩(wěn)定，達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

綜上所述，碳酸鈣在卷煙紙中的作用不可忽視。碳酸鈣的進(jìn)廠驗(yàn)收要求應(yīng)非常嚴(yán)格。我們廠驗(yàn)收輕質(zhì)碳酸鈣，質(zhì)量要求有：白度、沉體、沉降度、游離堿含量、粒度、塵埃。其中沉體與沉降度是其主要物理指標(biāo)，也是通常波動較大的兩項(xiàng)指標(biāo)。這兩項(xiàng)指標(biāo)從宏觀現(xiàn)象間接地反映了碳酸鈣的微觀粒子的大小與分布，直接影響到對煙紙的應(yīng)用效果。如|沉降度偏小，沉降體積將偏大，表明粒經(jīng)小，最終反映在卷煙紙中，透氣度低。反之，成紙透氣度太大，而且還影響強(qiáng)度等。因此，在規(guī)定沉降體積不小于2.8ml/g的情況下，也不能太大，一般波動范圍在3.4-2，8ml/g之間；沉降度在不大于45%的情況下，也不能太小，一般在38-45%之間。其它指標(biāo)較穩(wěn)定，一般都在合格范圍內(nèi)。

由于生產(chǎn)碳酸鈣廠家、生產(chǎn)煙紙廠對驗(yàn)收碳酸鈣的檢測方法不盡相同，特別是沉降體積、沉降度還沒有完全統(tǒng)一起來，現(xiàn)就我廠測試方法做一介紹：

3.1沉降體積的測定

a：儀器：100毫升帶磨口塞量筒。

b：測定步驟：稱取碳酸鈣試樣10克（準(zhǔn)確至0.1克），放入盛有50毫升水的帶有磨口塞的量筒中，待試樣完全浸透后，加水至100毫升刻度處，上下震蕩3分鐘（每分鐘震蕩100-120次）。置于室溫?zé)o震蕩的地方3小時(shí)，記錄沉淀物所占的容積，以毫升/克表示。

沉體（ml/g）=沉降物毫升數(shù)/10克。

3.2沉降度的測定

a：儀器：250毫升帶磨口塞量筒。

b：測試步驟：稱取試樣8克（準(zhǔn)確至0.1克），置于帶塞的250毫升量筒中（量筒口徑規(guī)格必須固定），加25OC的水至刻度，然后劇烈搖動2分鐘后立即放桌上靜止，同時(shí)按上跑表，5分鐘時(shí)記下下降毫升數(shù)，如此反復(fù)四次，取其平均值。

沉降度（%）=下降毫升數(shù)/2500×100

注：兩次測定誤差不得超過0.5%。