加填料的主要作用
1) 提高紙張的白度，因?yàn)樘盍系陌锥缺燃垵{高；
2) 提高紙張的不透明度；
3) 提高紙張的平滑度；
4) 提高紙張的柔軟性；
5) 提高張的印刷性能；
6) 降低紙張的變形程度，即提高紙張的平整性和形穩(wěn)性；
7) 減少樹脂障礙；
8) 滿足某些紙張的特殊要求；
填料的種類及其性質(zhì)
我國用于造紙的填料種類主要有滑石粉、瓷土、碳酸鈣（PCC/GCC）、鈦白粉和氧化鐵黃顏料等。
1、滑石粉
滑石是一種層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物，滑石的功能特性主要來自其結(jié)構(gòu)特征：親油疏水性和片狀結(jié)構(gòu)?；幕瘜W(xué)穩(wěn)定性、低硬度、潤滑性、層片狀結(jié)構(gòu)、親油性、疏水性等結(jié)構(gòu)特征決定了它是一種不可多得的功能性造紙礦物材料。在我國，滑石粉產(chǎn)量的50% 以上用于造紙業(yè)。主要用于造紙?zhí)盍?，少量用于造紙樹脂（黏性物）控制劑和涂料顏料?；苁辜垙埞饣?，加重、增?qiáng)對(duì)印刷油墨和顏料的吸附能力。
不同類型滑石的特性不同，適用于不同的造紙產(chǎn)品。低檔滑石及其復(fù)配加工產(chǎn)品，將主要用于普通造紙?zhí)盍希恢袡n滑石主要用于高質(zhì)量要求的功能性造紙?zhí)盍虾偷淄客苛?；高品質(zhì)滑石主要用于更能體現(xiàn)其功能特性的黏性物控制劑產(chǎn)品和涂料級(jí)產(chǎn)品。而且經(jīng)超細(xì)加工后，滑石粉具有良好的吸附性和覆蓋性。目前，可應(yīng)用于造紙行業(yè)中的新型滑石產(chǎn)品主要有陽離子改性滑石、固體石蠟及AKD 改性滑石、黑滑石、鎂鋁水滑石等。
2、瓷土（高嶺土）
高嶺土在造紙工業(yè)中主要應(yīng)用于造紙?zhí)盍虾捅砻嫱坎嫉念伭希涮匦詫?duì)造紙生產(chǎn)可操作性及成紙質(zhì)量有很大影響。根據(jù)加工方法和產(chǎn)品特性的不同，造紙涂料用高嶺土分為水選高嶺土和煅燒高嶺土。其中，煅燒高嶺土是具有高白度、多孔隙及一定吸附性的造紙用功能材料，根據(jù)燒成溫度的不同可分為不完全煅燒高嶺土（600-800℃）和完全煅燒高嶺土（950-1050℃）。前者多用于造紙?zhí)盍?，后者多用于造紙涂布材料。其功能性主要來自于高嶺巖（土）焙燒脫水和脫有機(jī)質(zhì)過程，焙燒后結(jié)構(gòu)的多孔性可改善紙張的松厚度、不透明度、吸收油墨性等。
高嶺土是目前造紙行業(yè)中消耗量較大的白色非金屬礦物材料之一，全世界精制高嶺土的75% 以上用于造紙。
3、硅灰石
硅灰石不同于傳統(tǒng)的填料，它加填于紙張中并不是簡單的填充，而是憑借其高長徑比與植物纖維交織在一起，構(gòu)成“植物纖維- 礦物纖維”網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而部分替代植物短纖維。硅灰石用于造紙，同時(shí)具有提高紙張不透明度、降低生產(chǎn)成本、改善勻度、提高印刷適性等優(yōu)勢(shì)。
纖維狀硅灰石具有很多傳統(tǒng)填料無法取代的特殊性能，適合于替代傳統(tǒng)填料應(yīng)用于文化用紙以及一些特種紙、高檔紙。而通過化學(xué)改性技術(shù)降低產(chǎn)品磨耗度，提高纖維的柔軟性，以及如何在保持纖維長度前提下使纖維束得以充分解離的加工技術(shù)是當(dāng)前硅灰石加工的重要研究領(lǐng)域。
4、碳酸鈣
碳酸鈣有輕質(zhì)（PCC）和重質(zhì)（GCC）（研磨）之分，一般用于生產(chǎn)紙張的碳酸鈣為輕質(zhì)碳酸鈣（也稱沉淀碳酸鈣），作涂布用顏料碳酸鈣用GCC。
輕質(zhì)碳酸鈣：用作造紙的輕質(zhì)碳酸鈣，主要是以石灰石為原料，經(jīng)過石灰窯煅燒、消化。特定條件下，碳化反應(yīng)而成。
輕質(zhì)碳酸鈣的優(yōu)點(diǎn)：
由于我國造紙行業(yè)長期以來采用酸性施膠方法，為此無法采用碳酸鈣作為造成紙?zhí)盍希ň頍熂堄捎诓皇┠z，長期以來采用碳酸鈣作填料）。
由于酸性施膠的缺點(diǎn)，以及對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，同時(shí)由于中性施膠劑的研究開發(fā)，目前世界范圍內(nèi)造紙施膠工藝逐漸由酸性施膠向微酸性、中（堿）性施膠發(fā)展，這就使碳酸鈣作為造紙?zhí)盍系玫綉?yīng)用與發(fā)展。
采用作為造紙?zhí)盍系膬?yōu)點(diǎn)是：
1）可使紙張具有更高的白度；
2）可使紙張具有更高的不透明度；
3）良好的覆蓋性；
4）高的松厚度；
5）良好的印刷適應(yīng)性及油墨吸收性；
6）優(yōu)良的透氣性；
7）良好的助燃性；
輕質(zhì)碳酸鈣是卷煙紙的優(yōu)良填料，但在輕質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)過程中，由于不同的工藝技條件，則使碳酸鈣的晶形結(jié)構(gòu)，顆粒大小，以及分布情況均不同，對(duì)卷煙紙的強(qiáng)度、透氣度有明顯的影響。
在比較長的一段時(shí)間內(nèi)，我們對(duì)此不夠重視，隨著市場經(jīng)濟(jì)的深入發(fā)展，以及外國高檔卷煙紙（高強(qiáng)度、高透氣度）對(duì)中國市場的沖擊，使各生產(chǎn)高檔卷煙紙的企業(yè)對(duì)生產(chǎn)高檔卷煙紙用的輕質(zhì)碳酸鈣的質(zhì)量要求有一個(gè)共識(shí)，目前已注意到用于高檔卷煙紙的輕質(zhì)碳酸鈣的生產(chǎn)工藝，并進(jìn)行研寫開發(fā)，這是一個(gè)可喜的進(jìn)步。
不久的將來，我國將能生產(chǎn)出適用于高檔卷煙紙的輕質(zhì)碳酸鈣。
在以上質(zhì)量指標(biāo)中，主要是沉降體積和含鐵量，同時(shí)對(duì)游離堿的含量有嚴(yán)格要求，一般要求游離堿（以CaO計(jì)）含量，要小于0.1%。
重質(zhì)碳酸鈣：重質(zhì)碳酸鈣一般不作為造紙?zhí)盍嫌?，只作為涂布顏料之用。由于重質(zhì)碳酸鈣采作研磨方法進(jìn)行生產(chǎn)的所以它的形狀不規(guī)則，呈棱柱體、片狀、菱形、偏三角面體積等，印刷時(shí)其對(duì)油墨的吸收性比PCC要好其粘度比PCC低。
生產(chǎn)研磨（重質(zhì)）碳酸鈣的企業(yè)比較多，他們產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)也不統(tǒng)一。一般重質(zhì)碳酸鈣有下面幾種規(guī)格：
1）Pd-40：干法粉碎制得，白度達(dá)98%左右，2μm含量占40%以上，15μm為零；
2）Pd-60：濕法研磨而成，白度達(dá)94%以上，2μm含量占55%~56%，粒度分布比較窄；
3）Pd-90：濕法研磨而成，2μm含量占88%~92%，白度較Pd-60好一些，粒徑分布比較窄，有較好的分散性。
5、二氧化鈦
商品名為鈦白粉，由鈦鐵礦（FeO.TiO2）經(jīng)加工精制而成，對(duì)光的折射率高達(dá)2.55~2.70，白度高，對(duì)紙張的覆蓋性能在所有填料中居首位，但其價(jià)格昂貴。
二氧化鈦有金紅石和銳鈦礦型，他們的化學(xué)性能有所不同，前者水溶性差，所以造紙工業(yè)（特別是薄頁紙）均以后者用作填料。
6、氧化鐵顏料
用作某些特殊紙張加填用的氧化鐵顏料是無機(jī)顏料的一種，目前應(yīng)用還不廣泛，它是鐵系顏料的一部分，一般只使用氧化鐵紅、氧化鐵黃、氧化鐵黑的氧化鐵棕四種。
氧化鐵顏色料的共同的特點(diǎn)是不溶于水，與紙漿纖維無親和力，而是依靠明礬的作用，固著在纖維上，而取得著色，同時(shí)起到加填作用。氧化鐵顏料耐光性強(qiáng)，遮蓋性好。
氧化鐵顏料在高檔裝飾原紙（或水松原紙）中起到填料作用，還可部分代替價(jià)格昂貴的鈦白粉，同時(shí)它又起到染色作用，可取代價(jià)高而且污染嚴(yán)重的有機(jī)染料。
7、膨潤土
膨潤土是含有少量堿和堿土金屬的含水鋁硅酸鹽礦物。其比表面積大、高分散和觸變性等多重性質(zhì)使它以多種用途應(yīng)用于造紙工業(yè)都能表現(xiàn)出相當(dāng)多的優(yōu)越性。如用作造紙?zhí)盍鲜褂脮r(shí)，具有較高的白度和純度，并且使用較大的添加量也不會(huì)降低紙張強(qiáng)度、撕裂度；用作造紙涂料時(shí)，可以提高涂料的保水性、懸浮性和流變性能。經(jīng)分離、提純和改性后，膨潤土的各種性能大大提高，可制成鈉基膨潤土、顆粒膨潤土、有機(jī)膨潤土等深加工產(chǎn)品。改性后的膨潤土具有較好的吸附性和分散性能，并且相對(duì)滑石粉而言，具有較高的留著率，對(duì)成紙強(qiáng)度的影響也較小。
8、硅藻土
國內(nèi)造紙業(yè)主要利用硅藻土大孔隙度、強(qiáng)吸附、小容重、隔熱、吸音、化學(xué)穩(wěn)定、無毒等工藝特性生產(chǎn)液體飲料、制糖、釀酒業(yè)用過濾紙和紙板，也用于建筑裝飾紙板、蓄電池隔板、高吸水生活用紙、阻燃紙、寵物墊紙、廢水凈化劑、助凝劑等；經(jīng)有機(jī)改性后還可用于微助留助濾劑等。硅藻土原礦雜質(zhì)較多，為提高其功能性能，通常要對(duì)硅藻土進(jìn)行改性處理。
合理地選用填料
1）滑石粉
由于滑石粉具有質(zhì)地細(xì)膩、白度高、覆蓋性好、磨損低特點(diǎn)，且滑石粉的平滑度和光澤度高，價(jià)格便宜，因此一般文化用紙、印刷用紙均采用滑石粉作填料；由于滑石粉的化學(xué)穩(wěn)定性好，所以采用分散松香作為施膠的酸性施膠，均采用滑石粉。
滑石粉中的碳酸鈣含量一般要求低于2.5%，最也低于1.5%%，因?yàn)檩^高的碳酸鈣含量對(duì)施膠和染色均不利，對(duì)于裝飾原紙來說，高的碳酸鈣含量對(duì)后續(xù)加工工序有不利的影響；粉作為涂布的白色顏料，對(duì)涂布的白度有不利的影響。
據(jù)研究，其用量每增加10%，白度值即降低1.0%，其原因是滑石粉略疏水性為此在涂料體系中分散性欠佳，細(xì)小的滑石顆粒易于捕集空氣，因而形成小氣泡，出現(xiàn)聚現(xiàn)象時(shí)，使涂層不均勻，因而涂布紙生產(chǎn)中盡量不用（少用）滑石粉作顏料。
2）碳酸鈣
在AKD等新型中（堿）性施膠劑的應(yīng)用，在酸性造紙中難一應(yīng)用的填料碳酸鈣，則有了用武之地，碳酸鈣折光率高達(dá)1.65，可明顯提高紙張白度和不透明度。
在pH值7.5~8.5范圍內(nèi)，碳酸鈣的穩(wěn)定性好，所以采用中（堿）性施膠的紙張均采用碳酸鈣作為填料；對(duì)于薄頁紙，如煙紙、印刷型 水松原紙等，由于要求有高的不透明度，均采用碳酸鈣作填料，對(duì)于一些印刷性能要求高的紙，也可以采用碳酸鈣作填料。
由于碳酸鈣紫外線吸收少對(duì)提高紙張老化有利，為此對(duì)于一些需要進(jìn)長期保存（館藏）的紙張，采用碳酸鈣作填料；采用酸性施膠的紙張，不能使用碳酸鈣作填料；碳酸鈣可大量用作涂布紙用的色顏料，研磨碳酸鈣由于其價(jià)格便宜，制涂料流動(dòng)性好，且其印刷性能等到比PCC好，為此涂布的白色多用研磨碳酸鈣；
3）二氧化鈦
由于其高的折射率，白度高（97%~99%），遮蓋力在顏料（填料）中居首位，為此在生產(chǎn)高檔薄頁紙或高檔涂布紙時(shí)均采用，但由于其價(jià)格昂貴，為此用量較少；
4）瓷土
由于瓷土良好的化學(xué)穩(wěn)定性，以及其片結(jié)構(gòu)，能提高紙張的平滑度和光澤度，為此可以作為各種紙張的填料，它只適用作酸性施膠紙的填料，但由于其粘度比較高，因此加入量較少，比如可與滑石粉一起使用；它可作為涂布的白色顏料，片狀含越高的瓷土，其涂布性能（涂料流動(dòng)性）越好，涂好的紙張（紙板）其光澤度、平滑度越好。
5）氧化鐵顏料
適用于生產(chǎn)薄頁紙，如高檔裝飾原紙和水松原紙等，這是其高覆蓋率所體現(xiàn)出來的特點(diǎn)。
造紙是一個(gè)復(fù)雜的工藝過程，不同的紙張品種有不同的質(zhì)量要求，為達(dá)到紙張的某種要求就必要加入填料；填料的種類較多，各具有不同的性能，不同紙張品種和工藝條件，就必須選擇不同的填料或填料的組合，以期獲得最佳的效果。
