الحشوات المعدنية تلعب الحشوات المعدنية دورًا محوريًا في عملية صناعة الورق، حيث تُحسّن جودة المنتجات الورقية وفعاليتها من حيث التكلفة واستدامتها البيئية. ومن خلال دمج المعادن غير المعدنية مثل كربونات الكالسيوم وطين الكاولين والتلك، يُمكن للمصنعين تحسين سطوع الورق وتعتيمه وقابليته للطباعة. ولا تقتصر فوائد هذه الحشوات على خفض تكلفة الإنتاج فحسب، بل تُسهم أيضًا في نعومة الورق ومتانته. ومع تزايد الطلب على الورق عالي الأداء، ازدادت أهمية استخدام الحشوات المعدنية في دفع عجلة الابتكار وتلبية معايير الصناعة.
تصنيف الحشوات المعدنية
الكاولين
الكاولين ناعم وبياضه عالي. في صناعة الورق، يُستخدم الكاولين كمادة مالئة نظرًا لصعوبة تفاعله مع المواد المضافة الأخرى في اللب. فهو يملأ الفراغات بين ألياف الخشب في الورق، مما يسمح له بالبقاء بينها. بالإضافة إلى ذلك، يتميز الكاولين بصغر حجم جزيئاته وسهولة انسيابه، مما يضمن كثافة الورق ونعومته. بفضل تكلفته المنخفضة وبياضه العالي وخصائصه العملية، يُستخدم الكاولين على نطاق واسع كمادة مالئة. فهو سهل المعالجة والتشتيت. يزيد استخدام الكاولين من كثافة الورق، مما يقلل من تغلغل الطلاء. يُستخدم الكاولين بشكل شائع في الورق فائق الصقل.
بودرة التلك
يتميز التلك ببياضٍ عالٍ وكثافة عالية ومعامل انكسار عالٍ. وهو مستقر كيميائيًا ومناسب لصناعة الورق الحمضي. كما يمكن استخدامه في صناعة الورق المتعادل عند مزجه مع كربونات الكالسيوم (CaCO3). يتميز التلك بمعامل احتكاك منخفض، مما يقلل من تآكل آلات الورق ويطيل عمرها الافتراضي. كما يُحسّن جودة لفات الورق. يساعد تركيبه الطبقي على تثبيت التلك في الورق، مما يُحسّن العتامة والنعومة وقابلية الطباعة. يُستخدم التلك في الطباعة بالحفر الدوراني، والطباعة الفليكسوغرافية، وورق الطلاء المتخصص.
كربونات الكالسيوم المطحونة (GCC)
الميزة الرئيسية لاستخدام GCC هي تكلفته المنخفضة، ودرجة سطوعه العالية، ونسبة الرماد العالية فيه. كما أنه سهل التلوين والتحجيم، وغير ذلك الكثير. يُحسّن GCC عتامة الورق ولمعانه وامتصاص الحبر. يُستخدم GCC بشكل شائع في صناعة الورق المحايد والقلوي. ومع تحول صناعة الورق من العمليات الحمضية إلى العمليات المحايد والقلوية، يتزايد الطلب على GCC. يُعدّ تصنيع الورق القلوي أقل ضررًا بآلات الورق وأكثر فائدةً لحماية البيئة والحفاظ على المياه.
كربونات الكالسيوم المترسبة (PCC)
يُنتج PCC بالطرق الكيميائية. يختلف تركيبه عن GCC. يُحسّن استخدام PCC لمعان الورق وشفافيته، ويقلل من استخدام الألياف الخام، ويقلل من تآكل آلات الورق وتكاليفها. كما يُحسّن PCC بياض الورق وقابليته للطباعة وعمره الافتراضي. كما يُمكن تصميمه لإنتاج ورق بخصائص مُحددة.
ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2)
يُعرف ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO2) ببياضه العالي ومعامل انكساره وعتامته. وهو صبغة عالية الأداء، تُحسّن نعومة الورق وتجانسه وامتصاصه للزيت. كما يُحسّن ثاني أكسيد التيتانيوم عتامته ولمعانه وخصائصه الفيزيائية ونعومته. ويُستخدم ثاني أكسيد التيتانيوم الروتيل بشكل شائع في حشوات صناعة الورق.
الدولوميت
يتميز الدولوميت ببنية بلورية مشابهة للكالسيت. وهو غير مكلف، ويتميز بعتامة جيدة، ويُستخدم أحيانًا كبديل لـ GCC في حشو الورق. بعد الطحن الرطب، يُمكنه تحسين أداء الورق وخفض التكاليف من خلال تحسين استخدام الموارد.
أبيض كربون أسود
في السنوات الأخيرة، أصبح أسود الكربون الأبيض صبغةً رئيسيةً في ورق الطباعة النافثة للحبر في الصين. يتميز الكربون الأبيض النانومتري أو ما دون النانومتري، المُصنّع بطريقة الطور الغازي، بنقاءٍ أعلى، ومساحة سطحٍ نوعية، وخصائص امتصاصٍ أعلى. مع انتشار تقنيات التصوير الرقمي، ازداد استهلاك الكربون الأبيض عالي الجودة في ورق الطباعة النافثة للحبر بشكلٍ سريع.
البنتونيت
أدى تنقية البنتونيت وتعديله وتبييضه إلى توسيع نطاق استخدامه في صناعة الورق. وقد أحرزت الأبحاث الحديثة تقدمًا ملحوظًا في تطبيقاته كمواد مساعدة للاحتفاظ، ومواد مساعدة للترشيح، وأصباغ طلاء، وعوامل تحديد حجم الأسطح، وعوامل تحكم في لزوجة الورق ومعالجة المياه. وقد شهد استخدام البنتونيت في صناعة الورق نموًا سريعًا، وخاصةً في مواد المساعدة للاحتفاظ الدقيق والترشيح، وللاستخدام في ورق النسخ الخالي من الكربون (الطين الأبيض الحمضي أو النشط). وتتمتع تقنية استخدامه بخبرة واسعة.
الزيوليت
الأنواع الرئيسية للزيوليت المستخدمة في صناعة الورق هي الكلينوبتيلوليت، والموردينيت، والأنالسيما، والفيلبيسايت. بفضل مساميته العالية، وقدرته على الامتزاز، وقدرته على التبادل الأيوني، وخصائصه المضادة للبكتيريا، يُستخدم الزيوليت في حشوات صناعة الورق، ومواد الطلاء المتخصصة، وعوامل معالجة المياه. في ورق الطباعة، يُضفي الزيوليت عتامة وتغطية عالية. يجعل استقرار الزيوليت الكيميائي مناسبًا لصناعة الورق في البيئات الحمضية والقلوية على حد سواء، إلا أن ارتفاع معدل تآكله يحد من استخدامه في آلات الورق عالية السرعة.
الولاستونيت
الولاستونيت معدن ليفي ذو خصائص فريدة. بعد المعالجة، يمكن أن تصل نسبة العرض إلى الارتفاع إلى 15-60. يتميز الولاستونيت المعدل بمرونة وجاذبية أكبر للماء، مما يُحسّن تقاربه مع الألياف النباتية ومتانة الورق. عند نفس متانة الورق، يمكن زيادة كمية الولاستونيت المعدل المضافة بمقدار 0.3 إلى 1.0 مرة مقارنةً بالتلك وكربونات الكالسيوم الثقيلة (GCC) من نفس درجة النعومة، مما يُقلل بشكل كبير من استهلاك اللب. يُعد الولاستونيت المعدل مناسبًا لصناعة الورق في البيئات الحمضية والقلوية. ومع ذلك، نظرًا لصلابته العالية وقدرته العالية على مقاومة التآكل، يخضع استخدامه في آلات الورق عالية السرعة لبعض القيود.
جبس
تتغلب ألياف الجبس على عيوب الألياف المعدنية الأخرى، كقصر طولها وهشاشتها وقلة ثباتها وصلابتها العالية. وهي تلبي متطلبات آلات الورق عالية السرعة. للجبس استخدامات واسعة في طباعة وكتابة الورق وطلاء الورق. يُحسّن الجبس المُعدّل ثبات الورق ومتانته وصلابته وعتامه عند استخدامه مقارنةً بالتلك أو كربونات الكالسيوم. وعند استخدامه في أصباغ الطلاء، يُعزز الجبس المُعدّل صلابة الورق وبياضه وقابليته للطباعة.
الفيرميكوليت
يتمدد الفيرميكوليت ليشكل مادة رقيقة منخفضة الكثافة ذات خصائص كيميائية مستقرة. يتميز بخصائص عازلة للحرارة والصوت والنار والبرودة، بالإضافة إلى قدرته على امتصاص الماء ومضادة للبكتيريا والامتصاص وقابلية التبادل الأيوني. يُستخدم الفيرميكوليت في مختلف أنواع الورق الصناعي الوظيفي، بما في ذلك ورق تغليف الأعمال الفنية والحرفية، وورق أغلفة الكتب، والورق المزخرف، وورق الشتلات الزراعية، وورق تغليف المواد الغذائية، والورق العسكري، وغيرها.
سيبيوليت
يتميز السيبيوليت بقدرة امتصاص عالية، ومقاومة عالية لدرجات الحرارة العالية (1500-1700 درجة مئوية)، وتشتت جيد، ومقاومة للتآكل، ومقاومة للإشعاع، وخصائص عزل. يُستخدم في صناعة الورق في ورق ترشيح السوائل، وورق إزالة الروائح، وورق ترشيح السجائر، وورق مستحضرات التجميل، وورق الفوط الصحية، وورق الحفاضات، والورق الطبي، وورق العزل الحراري، وورق الألعاب النارية، والورق المقاوم للهب، وورق الختم الصناعي، وغيرها.
التراب الدياتومي
يُستخدم تراب الدياتومي على نطاق واسع في صناعة الورق لترشيح السوائل، وترشيح السكر والنبيذ، وكذلك في إنتاج ورق وكرتون الترشيح لصناعة المشروبات. كما يُستخدم في ورق البناء، وفواصل البطاريات، والورق المنزلي عالي الامتصاص للماء، والورق المقاوم للهب، ومفارش الحيوانات الأليفة، وأجهزة تنقية مياه الصرف الصحي، وغيرها من المنتجات.
هالويسيت
الهالوسيت في مرحلة التطوير الصناعي. يتميز بانخفاض قابليته للتآكل، مما يجعله مناسبًا لآلات الورق عالية السرعة، كما يوفر تكاليف إنتاج منخفضة. ويمكنه تحسين متانة الورق (30-60%) وعتامته من خلال تعديله باستخدام PVA أو APM أو منتجات قائمة على النشا. كما يوفر الهالوسيت نعومةً ونعومةً أفضل للورق مقارنةً بحشوات الأموليت.
تريموليت
التريموليت مادة ليفية شبه شفافة. مساهمته في خصائص الورق تُشبه مساهمة الولاستونيت والهالوزيت. يُوفر خصائص تقنية خاصة للاستخدام في عمليات البثق، والطلاءات المصهورة بالحرارة، وراتنجات صفائح الورق والبلاستيك.
مايفانستون
تظهر الأبحاث ذات الصلة أن حجر المايفان له تأثير مضاد للبكتيريا معين ويستخدم في صنع ورق النعال للرعاية الصحية والأدوية وورق تغليف المواد الغذائية والفيلم البلاستيكي.
أكسيد الألومنيوم المكلسن عالي الحرارة، مسحوق السيليكا الدقيق، العقيق، الموليت
تُستخدم هذه المساحيق عالية الصلابة بشكل رئيسي في حشوات الورق المقاومة للتآكل وتلميع طلاءات الورق الكاشطة الصناعية. وقد ازداد استهلاك الأرضيات المركبة، وديكورات الأثاث، وورق البناء في السنوات الأخيرة. ولا تزال الأبحاث جارية حول تقنيات تصنيع المساحيق غير العضوية عالية الصلابة وتطويرها كمواد حشو لصناعة الورق.
مسحوق ملحمي
بفضل معدات الطحن المتطورة وخبرتها التي تمتد لأكثر من 20 عامًا، تلعب شركة EPIC POWDER دورًا محوريًا في تحسين استخدام الحشوات المعدنية في صناعة الورق. تتيح مطاحن الكرات عالية الأداء، ومطاحن النفث، ومعدات تعديل الأسطح معالجةً دقيقةً وضبطًا دقيقًا لمواد مثل الكاولين، وGCC، وPCC، وثاني أكسيد التيتانيوم. من خلال تقديم حلول مُصممة خصيصًا للتحكم في حجم الجسيمات، والتشتت، وتعديل الأسطح، تُسهم EPIC POWDER في تحسين جودة وكفاءة واستدامة عمليات صناعة الورق. بفضل تقنيتنا المتطورة، نضمن أن تلبي هذه الحشوات المعدنية الأساسية المتطلبات المتطورة باستمرار لصناعة الورق، مما يُعزز أداء المنتج مع خفض التكاليف.