許文凱

石碳環(huán)保紙的優(yōu)缺點(diǎn)分析

隨著納米高新技術(shù)在造紙領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，石碳環(huán)保紙?jiān)诰哂刑厥庑阅?、集成紙張和塑料的特有性能的基礎(chǔ)上，同時(shí)符合綠色環(huán)保的要求，順應(yīng)了“新材料”、“新能源”、“環(huán)保”、“節(jié)能”這一人類的發(fā)展趨勢(shì)和主題，具有強(qiáng)勁旺盛的生命力。綜合其優(yōu)缺點(diǎn)，可以概括為四大優(yōu)勢(shì)、三大缺點(diǎn)和兩點(diǎn)改進(jìn)，具體分析如下：

1.四大優(yōu)勢(shì)

①物理性能優(yōu)勢(shì)

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(xiàng)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(huì)立即變干，如自然風(fēng)干需1分鐘左右即可完全干燥用于正常書(shū)寫(xiě)）、防潮、防蛀、耐化學(xué)腐蝕、耐油、機(jī)械性能好、抗張強(qiáng)度好、耐撕裂（雙手三次反復(fù)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(wú)論是在褶皺處的外側(cè)和內(nèi)側(cè)，當(dāng)用書(shū)寫(xiě)工具書(shū)寫(xiě)時(shí)，都不會(huì)影響書(shū)寫(xiě)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(shū)器打穿紙張時(shí)，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(xì)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(guò)程或存儲(chǔ)使用過(guò)程中形成的）等多種特點(diǎn)。

②環(huán)保安全優(yōu)勢(shì)

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(jì)，國(guó)際已勘探石油資源將在30年內(nèi)使用完畢；國(guó)際每年使用紙漿造紙消耗量為3.2億噸，合計(jì)每年13億棵樹(shù)齡20年以上的樹(shù)木被砍伐。

B.從生產(chǎn)過(guò)程看石頭紙環(huán)保特性

石頭造紙的過(guò)程是無(wú)機(jī)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(gè)新型的環(huán)保新材料，石頭紙?jiān)谏a(chǎn)過(guò)程中，無(wú)論從開(kāi)采環(huán)節(jié)、生產(chǎn)過(guò)程環(huán)節(jié)一直到成品產(chǎn)生的最后工序，無(wú)須使用木漿與水，不添加強(qiáng)堿、強(qiáng)酸、漂白劑及眾多有機(jī)氯化物等藥劑，只需樹(shù)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(duì)環(huán)境污染。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1磅石頭紙代替1磅傳統(tǒng)紙，可以節(jié)省20棵樹(shù)，可以減少167磅的水污染，真正實(shí)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(gè)白色污染的袋子，而石頭紙可以很好地實(shí)現(xiàn)回收再利用。即使丟棄后，在太陽(yáng)光下曝曬3～6個(gè)月后即被風(fēng)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(jìn)焚化爐焚燒時(shí)也只有無(wú)毒樹(shù)脂可以燃燒，細(xì)微的石粉又能夠促進(jìn)樹(shù)脂與空氣的接觸，加速完全燃燒，故無(wú)毒性氣體排出的同時(shí)又減少了二氧化碳?xì)怏w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(wú)機(jī)物，樹(shù)脂也是無(wú)毒性的，對(duì)接觸的物品沒(méi)有不良影響；同時(shí)，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(zhì)量特性

A.石頭紙對(duì)于彩色噴墨打印具有較好的印刷質(zhì)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(jí)石粉涂布到基材上制成，微小的顆粒使得紙張表面具有無(wú)數(shù)個(gè)孔洞，因此獲得更好的吸墨性能，且不會(huì)被侵蝕；將石頭紙用于平版印刷，通過(guò)對(duì)印刷特性中的滿版濃度、TVI、反差、灰色平衡、色域進(jìn)行測(cè)量后顯示同樣具有較好的質(zhì)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(jī)，因?yàn)槠洳痪哂心蜔嵝?，抵擋不住融合輥的熱量，如果用激光打印機(jī)打印石頭紙，則發(fā)現(xiàn)紙張被褶皺的跟手風(fēng)琴一樣，故對(duì)于激光打印，其不是適宜的理想承印材料。

B.表面無(wú)纖維，平滑度高，不存在暈?zāi)碗y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(dá)到2880dpi的記錄精度效果；而傳統(tǒng)紙則由于暈?zāi)?，引起透印。使用石頭紙輸出打印，記錄精度可以調(diào)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(huì)節(jié)省大量的油墨。

C.石頭紙所用原料是無(wú)機(jī)物，與墨不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，無(wú)偏色、脫色現(xiàn)象；與空氣中的酸堿成分也不發(fā)生反應(yīng)，不會(huì)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(shì)

作為石頭紙?jiān)系奶妓徕}，來(lái)源豐富，成本是木漿纖維的1/4，價(jià)格比用傳統(tǒng)工藝制成的紙張便宜近2/3。同時(shí)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(jì)算，年產(chǎn)500萬(wàn)噸石頭紙每年可節(jié)約864萬(wàn)立方米木材，相當(dāng)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(jì)算，年產(chǎn)500萬(wàn)噸石頭紙項(xiàng)目達(dá)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(lái)國(guó)際原油及木漿使用成本持續(xù)高速上升的趨勢(shì)下，石頭紙環(huán)保新材料產(chǎn)品的成本優(yōu)勢(shì)差異將呈現(xiàn)持續(xù)擴(kuò)大的趨勢(shì)。

2.三大缺點(diǎn)

雖然石頭紙的優(yōu)點(diǎn)顯著，但不可回避的存在著一些缺點(diǎn)需要正視，可以簡(jiǎn)單歸結(jié)為“塵埃準(zhǔn)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(guò)程中的防塵（塵埃飄?。﹩?wèn)題，對(duì)制造生產(chǎn)過(guò)程提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，雖已突破了碳酸鈣高填充量、產(chǎn)品成膜技術(shù)、無(wú)機(jī)粉體紙吸墨性、印刷性和超高強(qiáng)度等多個(gè)技術(shù)難關(guān)，但當(dāng)研磨大量石頭，并使石粉達(dá)到納米的粒度（相當(dāng)于頭發(fā)絲的千分之一）時(shí)，如果系統(tǒng)管道和輸送泵一旦失靈或泄漏，對(duì)周圍環(huán)境、操作者的危害，則是不可小視的，所以稱“塵埃準(zhǔn)殺手”一點(diǎn)也不過(guò)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(yáng)光的照射下可以自動(dòng)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(shí)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(yīng)用，必須對(duì)規(guī)格尺寸有所改進(jìn)，這就帶來(lái)了一系列的工業(yè)設(shè)計(jì)放大和加強(qiáng)設(shè)備選型等諸多問(wèn)題。

3.兩點(diǎn)改進(jìn)

1.環(huán)保石頭紙的機(jī)械強(qiáng)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(jī)械強(qiáng)度上是研發(fā)改良重點(diǎn)。

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

如今，關(guān)于石頭紙的觀點(diǎn)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(shì)引領(lǐng)了時(shí)代的發(fā)展，對(duì)于造紙業(yè)也不例外，紙張來(lái)源的多樣化是造紙科技發(fā)展的必然要求和必要趨勢(shì)。再者，石頭造紙雖較為成熟，但是在個(gè)別技術(shù)上仍有尚待改善、發(fā)展之處，其產(chǎn)率和效率以及印刷質(zhì)量特性與傳統(tǒng)濕法造紙相比，仍需改進(jìn)，使用過(guò)程中的瑕疵及相關(guān)非適應(yīng)因素仍需考慮和研究。誰(shuí)也無(wú)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(chǎng)是有可能的。在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)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(gè)補(bǔ)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(shí)保護(hù)了環(huán)境，順應(yīng)了低碳環(huán)保的大的趨勢(shì)，廣泛應(yīng)用各種包裝袋、購(gòu)物袋、手提袋及其餐盒、杯、盤(pán)等一次性用品等包裝行業(yè)。要替代印刷用紙，還有待技術(shù)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(yīng)先瞄準(zhǔn)特種用紙這一目標(biāo)，而不應(yīng)用來(lái)完全替代現(xiàn)有的纖維紙張和塑料，而應(yīng)和纖維紙張、塑料共同發(fā)展、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，在各自優(yōu)勢(shì)領(lǐng)域發(fā)揮應(yīng)有的作用，實(shí)現(xiàn)共贏。endprint