低碳环保包装产业的助推器

石碳环保纸的优缺点分析

随着纳米高新技术在造纸领域的广泛应用，石碳环保纸在具有特殊性能、集成纸张和塑料的特有性能的基础上，同时符合绿色环保的要求，顺应了“新材料”、“新能源”、“环保”、“节能”这一人类的发展趋势和主题，具有强劲旺盛的生命力。综合其优缺点，可以概括为四大优势、三大缺点和两点改进，具体分析如下：

1.四大优势

①物理性能优势

石头纸既可以具有与传统纸相同的白度和不透明度，又具有优于传统纸的多项性能：防水（将少量清水滴于纸张表面，10秒钟后发现纸张表面轻微潮湿，但并未渗透至纤维内部使纸张浸水变软；若用纸巾轻轻擦拭则会立即变干，如自然风干需1分钟左右即可完全干燥用于正常书写）、防潮、防蛀、耐化学腐蚀、耐油、机械性能好、抗张强度好、耐撕裂（双手三次反复拉伸后纸张边缘和内部都未出现裂痕，只出现轻微的褶皱，即锯齿状，无论是在褶皱处的外侧和内侧，当用书写工具书写时，都不会影响书写效果，出现断墨的现象）、展平性好（纸张裁切后，具有很规则和统一的边缘特性，且用订书器打穿纸张时，与普通纸一样可以较轻易地被穿透）、表面平滑度好（在直射和斜射照明条件下，用高倍显微镜都可以看到一些微小的黑色颗粒和一些细微的凹陷，可以观察到表面上一些不规则的的微小气孔、孔洞、凹陷和突起等，这可能是由于在生产过程或存储使用过程中形成的）等多种特点。

②环保安全优势

A.从原材料看石头纸环保特性

不使用传统的纸浆，按需求使用少量高分子材料，从材料源头控制环保，生产1吨石头纸环保新材料制品，节约石油资源2.3吨，减少砍伐森林1.8公顷。从传统包装物原材料角度统计，国际已勘探石油资源将在30年内使用完毕；国际每年使用纸浆造纸消耗量为3.2亿吨，合计每年13亿棵树龄20年以上的树木被砍伐。

B.从生产过程看石头纸环保特性

石头造纸的过程是无机物（碳酸钙粉末）处理的干法系统，与传统造纸工艺的湿法系统不能相提并论。作为一个新型的环保新材料，石头纸在生产过程中，无论从开采环节、生产过程环节一直到成品产生的最后工序，无须使用木浆与水，不添加强碱、强酸、漂白剂及众多有机氯化物等药剂，只需树脂、石粉、电力，因此可以做到不仅不排废、不砍伐、不排污、不漂白，而且极大缩短了生产加工流程，节约了成本，减少了对环境污染。据统计，1磅石头纸代替1磅传统纸，可以节省20棵树，可以减少167磅的水污染，真正实现绿色环保生产。

C.从回收再利用角度看石头纸环保特性

传统塑料袋，100年后还是一个白色污染的袋子，而石头纸可以很好地实现回收再利用。即使丢弃后，在太阳光下曝晒3～6个月后即被风化、脆化，埋在地下一年可以降解，降解为石头粉末回归大自然，即便进焚化炉焚烧时也只有无毒树脂可以燃烧，细微的石粉又能够促进树脂与空气的接触，加速完全燃烧，故无毒性气体排出的同时又减少了二氧化碳气体的排放量。

D.从自身角度看石头纸环保特性

石头纸表面是无机物，树脂也是无毒性的，对接触的物品没有不良影响；同时，石头纸不吸水，霉菌也难以附着于纸面，故具有较好的安全抗菌性。

③印刷质量特性

A.石头纸对于彩色喷墨打印具有较好的印刷质量特性，彩色喷墨打印的石头相纸不含木纤维，而是由纳米级石粉涂布到基材上制成，微小的颗粒使得纸张表面具有无数个孔洞，因此获得更好的吸墨性能，且不会被侵蚀；将石头纸用于平版印刷，通过对印刷特性中的满版浓度、TVI、反差、灰色平衡、色域进行测量后显示同样具有较好的质量特性。但需要提及的是，这种类型的纸张不适于激光打印机，因为其不具有耐热性，抵挡不住融合辊的热量，如果用激光打印机打印石头纸，则发现纸张被褶皱的跟手风琴一样，故对于激光打印，其不是适宜的理想承印材料。

B.表面无纤维，平滑度高，不存在晕墨和难以干燥现象，所以喷墨打印后清晰度高，印在其上的图像更加清晰和洁净，可达到2880dpi的记录精度效果；而传统纸则由于晕墨，引起透印。使用石头纸输出打印，记录精度可以调整为720dpi，而获得传统纸1440dpi的清晰效果。这意味着，同等清晰度要求下，石头纸会节省大量的油墨。

C.石头纸所用原料是无机物，与墨不发生化学反应，无偏色、脱色现象；与空气中的酸碱成分也不发生反应，不会变色泛黄，更适合于珍贵照片和文件的保存，恰恰解决了传统相纸有保存期限的要求。

④成本优势

作为石头纸原料的碳酸钙，来源丰富，成本是木浆纤维的1/4，价格比用传统工艺制成的纸张便宜近2/3。同时石头成分代替部分塑料，降低了聚乙烯和聚丙烯等石化产品的产量投入，减少了塑料的降解投入等。按照每吨石头纸产品可替代1.7立方米木材计算，年产500万吨石头纸每年可节约864万立方米木材，相当于减少砍伐1016平方千米的森林。按照传统工艺每吨纸耗水216吨计算，年产500万吨石头纸项目达产后，每年可节约水资源10.8亿立方米，减排废水6.5亿吨，节电18.9亿度。而且在未来国际原油及木浆使用成本持续高速上升的趋势下，石头纸环保新材料产品的成本优势差异将呈现持续扩大的趋势。

2.三大缺点

虽然石头纸的优点显著，但不可回避的存在着一些缺点需要正视，可以简单归结为“尘埃准杀手”、“寿命跛脚鸭”、“尺寸规格小儿科”，具体分析如下：

1.石头造纸生产过程中的防尘（尘埃飘浮）问题，对制造生产过程提出了严峻的挑战，虽已突破了碳酸钙高填充量、产品成膜技术、无机粉体纸吸墨性、印刷性和超高强度等多个技术难关，但当研磨大量石头，并使石粉达到纳米的粒度（相当于头发丝的千分之一）时，如果系统管道和输送泵一旦失灵或泄漏，对周围环境、操作者的危害，则是不可小视的，所以称“尘埃准杀手”一点也不过分。

2.石头纸的安全性具有两重性。一方面石头纸使用后被抛弃于室外，在阳光的照射下可以自动脆化并破碎成蛋壳状，回归大自然。另一方面又使其耐久性大打折扣，石头纸的寿命一般约为20～30年，比传统纸的保存时间短，所以称为其“寿命跛脚鸭”。

3.因目前石头纸的加工幅面太小，主要是A1、A2、A3、A4这些常规的小尺寸，大幅面的产品还是空白，故产品规格很不齐全，属“小儿科”。所以，要提高应用，必须对规格尺寸有所改进，这就带来了一系列的工业设计放大和加强设备选型等诸多问题。

3.两点改进

1.环保石头纸的机械强度小于传统涂布纸，造成印刷表面不平整，在提高纸张的机械强度上是研发改良重点。

2.环保石头纸的专用油墨有待开发研究，通过涂布改性技术可以大大提高其印刷适应。

如今，关于石头纸的观点存在着些许分歧，石头造纸究竟是喧嚣的环保神话，还是好比水变油，是迟早要定论的新兴产业。首先，多元化的发展趋势引领了时代的发展，对于造纸业也不例外，纸张来源的多样化是造纸科技发展的必然要求和必要趋势。再者，石头造纸虽较为成熟，但是在个别技术上仍有尚待改善、发展之处，其产率和效率以及印刷质量特性与传统湿法造纸相比，仍需改进，使用过程中的瑕疵及相关非适应因素仍需考虑和研究。谁也无法断言石头造纸能够全面取代传统造纸，但是替代一部分或一小部分纸的市场是有可能的。在相当长的时间之内，造纸业内仍以生产传统纸为主体，合成纸、石头纸仅是一个补充。后者可部分替代不透明的PVC、PP、PE、PET塑料薄膜，降低成本的同时保护了环境，顺应了低碳环保的大的趋势，广泛应用各种包装袋、购物袋、手提袋及其餐盒、杯、盘等一次性用品等包装行业。要替代印刷用纸，还有待技术上的成熟、完善和发展。故石头纸是一种发展中的材料，其应先瞄准特种用纸这一目标，而不应用来完全替代现有的纤维纸张和塑料，而应和纤维纸张、塑料共同发展、优势互补，在各自优势领域发挥应有的作用，实现共赢。