淺議石頭紙的特點及應用

         石頭紙是社會上的一個通俗叫法或者是一種商業名稱，其實質上是一種高填充的改性塑料材料加工制成的薄膜產品。石頭紙并不是傳統意義上的植物纖維（木漿）紙，也不是薄膜塑膠（合成）紙，而是利用高分子界面化學原理和高分子改性等特點,將石灰石等礦物質研磨成超細粉末(細度為800~1250目，摻用量高達75%），加上高分子樹脂（如聚乙烯、聚丙烯，占25%左右)和其他少量助劑（如石蠟、硬脂酸、鋁酸酯偶聯劑等）混煉、擠出、造料、吹塑制膜或壓延成型、涂布、必要的二次涂飾等工序制成的一種新型“紙品”。

        石頭紙早在上世紀80年代就已開始出現在社會生活中，其理論基礎和生產工藝思路早已成型，并不是21世紀的新創舉、新發明。當時的臺塑大王旗下的南亞公司就具有每年5萬噸的生產能力，產品有“撕不爛”的名片、飯票等。但當時碳酸鈣的填充量僅為50%左右，雖然性能和外觀都不錯，但無論從價格上還是使用效果上都無法與纖維紙競爭，因此一直沒有得到大的發展。

        在節能減排和發展低碳經濟的大背景下，隨著碳酸鈣填充比例達到75%以上，石頭紙生產技術日趨成熟。特別是在2010年兩會上推出使用，引起了社會各界的廣泛關注，成為了眾多媒體報道的熱門話題，但隨著幾家石頭紙制造企業經營不善及倒閉，石頭紙的聲勢在近幾年弱了下來，但究其石頭紙的特性而言，其發展前景究竟如何？接下來分別從石頭紙的特性、適用范圍、節能減排、可持續發展等方面，探討了石頭紙的發展前景。

1. 石頭紙的優異特性

        1.1 有良好的物理性能：石頭紙既具有與傳統紙張相同的白度和不透明度，又具有傳統紙張所不具備的多項性能，如防水、防潮、防蛀、耐化學腐蝕、高的印刷清晰度、 良好的機械性能、展平性能、表面平滑度和可降解性等多種特點。

        1.2 具有良好的安全性能：石頭紙的主體為碳酸鈣等無機物，樹脂和各種助劑也是無毒性的，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，而且其廢紙的處理也很安全，不會造成土壤污染。

         1.3 良好的印刷和書寫性能：石頭紙可用一般的普通油墨印刷，也可采用柔版、凹版、膠版和絲網等其它印刷方式印刷，還可用鉛筆、圓珠筆直接書寫。以目前應用最多的彩色噴墨打印石頭紙相紙為例，與傳統同類產品相比具有以下優異特性：

• 該相紙是由超細碳酸鈣粉涂布到樹脂基材上而制成，這些超微顆粒使紙張表面具有無數個小孔利于牢牢地吸墨、避免存在暈墨現象。

• 由于石頭紙紙面無纖維平整光滑，所以噴墨打印后清晰度高。

• 該相紙表面碳酸鈣不會與墨發生化學反應，避免了偏色、脫色現象的發生。

• 傳統彩色噴墨打印紙容易在表面暈墨，墨層甚至會滲到背面，石頭紙則無此弊端。在同等清晰度的要求下，石頭紙中碳酸鈣微粒和樹脂分子與植物纖維相比幾乎不會滲透油墨，因而會節省一半左右的墨量，大大地降低了打印成本。

• 石頭紙不會被空氣氧化，不會變色泛黃，更適合于珍貴照片的保存。

• 石頭紙相紙與傳統彩色噴墨打印相紙相比，其售價僅為后者的1/3左右，將顯著降低相紙用戶的成本。

        1.4 良好的適用范圍。通過多種新技術的應用，石頭紙產品具有普通紙所不具備的諸多新特性：如強度大、防霧、防油、防蟲、伸長率長、耐潮濕、耐腐蝕、耐撕、耐折等，因此比普通紙張具有更廣的用途。其制成的各種包裝袋、飼料袋、水泥袋、服裝袋、雨衣、臺布、墻紙、特種紙制品等，具有價格低、承重高、防水、防塵、防蛀等多重特性，兼具多種包裝物的綜合優勢。因此，其適用范圍從理論上說，石頭紙似乎可以替代大部分傳統紙，包括文化用紙、工業用紙、包裝用紙、資訊用紙及特殊用紙等五大類。如用于印刷漂亮的掛歷、張貼畫、書籍的封面、插圖、美術圖書、畫冊、兒童書籍、各種精美裝潢的包裝、紙質手提包、標貼、商標等；以及用于精美印刷的高級海報、地圖、筆記本、產品說明書、教科書、雜志等。此外，還有水下作業用紙、野外作業用紙、井下作業用紙、軍事野戰用紙等特殊用紙。

       1.5 良好的節能減排和成本優勢

• 具有巨大的原料成本優勢。傳統造紙要消耗大量木材，而石頭紙是以地殼內最為豐富的礦產資源碳酸鈣為主要原料，而碳酸鈣主要來源于方解石、大理石、石灰石等礦石，而這些礦石在我國存儲極為豐富，價錢相當便宜，其超細粉體的成本不到木漿纖維成本的1/10；而來源于石油的樹脂高分子材料僅占約25%，在石油價格不是很高的時候（如原油價格低于每桶100美元 ），石頭紙的整體成本明顯低于植物纖維紙。 在不包括生產成本的前提下，木漿纖維紙張的原料成本比石頭高出約25%。

• 具有明顯的環保優勢與環境成本。石頭造紙整個生產過程無需用水，不需要添加大量的強酸、強堿、漂白粉及眾多的有機氯化物，比傳統造紙工藝省去了蒸煮、洗滌、漂白、干燥等幾個重要的污染環節。

• 具有明顯的節能優勢。石頭紙生產線生產場地僅為同噸位的纖維紙的1/5左右，噸產品能耗明顯低于木漿造紙或再生紙。

2. 石頭紙的缺點和不足

        2.1 原料的不可再生問題。所用主要原料是碳酸鈣，雖然自然界貯量巨大，但畢竟是不可再生資源。石頭紙另一種原料是25%左右的合成樹脂，而合成樹脂 來自石油，需要3t石油才能合成1t樹脂，石油更是貯量有限、不可再生的寶貴能源資源。而傳統造紙所用的植物纖維可以是作物秸稈、蘆葦和速生豐產林等，秸稈是作物廢料再利用，蘆葦是草本植物可以無窮無盡生長，而速生豐產林。如楊樹和桉樹等屬于經濟林，其種植、養護和砍伐已經逐步商業化和市場化，只要合理規劃形成種植、養護、砍伐、再種植的良性循環，基本不會對環境造成明顯影響。因此，從可持續發展的觀點看，石頭紙也不可能全部替代傳統紙。

        2.2 廢紙的回收利用問題。傳統植物纖維紙張是可以循環回收利用的，這種高填料的石頭紙回收利用的難度比普通塑料薄膜更大。通常采用燃燒方法，由于石頭紙的燃燒熱值低使其回收的價值也很低，燃燒處理過程中釋放毒性成分而影響大氣環境。如果這種廢棄的石頭紙混入傳統廢紙中，現有造紙廠的廢紙處理系統會將其視為不能離解的塑料薄膜而作為混雜物加以排除，對造紙廠來說，既造成經濟損失，也增加了處理這種廢物的困難。

        2.3 生產技術的局限性。生產技術方面，現在石頭紙產品的厚度很難達到較薄的程度，產品的定量、厚度偏差和穩定性均可能比植物纖維紙差；其可塑性和易變形性使之難以適應大寬幅和高速紙機的生產，因此，其大寬幅產品還是空白，還僅局限在Al、A2、A3、A4這些常規小幅面范圍內。

        2.4 用途方面的先天不足。從用途上看，石頭紙遇熱變形、不吸水等先天不足的特性決定了石頭紙是不可能用作無碳復寫紙、激光打印紙、熱敏傳真紙、格拉辛原紙、證券紙、曬圖原紙等特種紙，以及衛生紙、餐巾紙等多種生活用紙制品。石頭紙的平滑度和光澤度較差，質地較軟、易變形、挺度差，看起來更像塑料而不是"紙"。在陽光照射下石頭紙會粉化，需要避光保存，也無法長期保存，故檔案文件等資料不宜使用。

       2.5 石頭紙的比重較大問題。如用相同厚度的紙制作同類產品,石頭紙的重量比傳統纖維紙要大得多。當碳酸鈣填充量達75%時，密度已達1.4g/cm3以上，而植物纖維紙的密度僅為0.7g/cm3。如果印刷一本同樣的書，石頭紙的重量是纖維紙重量的二倍以上，這對讀者來說是不可思議的。

3. 結語 

        石頭紙既有應用方面優異的特性、節能減排方面巨大的優勢，也存在可持續發展方面明顯缺點與先天不足。不要奢望石頭紙在一夜之間能全面替代植物纖維紙，這一點石頭紙生產企業無需信心爆棚。而傳統紙企既要有遠慮，也要有近憂，殘酷競爭的局面在部分紙品領域已經開始形成，在生產原料方面要加強廢紙的回收利用，提高草類原料紙張的利用率，以努力降低纖維紙的生產成本。通過對石頭紙進行正確定位、揚長避短、發揮其獨特的防水、防霉和良好的力學性能等優勢。

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