碳酸钙作为造纸工业中用量最大、应用最广泛的无机填料之一，凭借来源丰富、成本低廉、白度高、理化性质稳定等核心优势，在纸张生产中发挥着填充、施胶、涂布等多重功能。其不仅能降低纸浆用量、控制生产成本，还可优化纸张的白度、不透明度、平滑度、印刷适性及物理强度，适配文化纸、包装纸、生活用纸等多元纸种需求。随着造纸工业向绿色化、轻量化、高品质方向转型，碳酸钙的改性技术与精准应用工艺不断升级，进一步拓展了其在高端纸品中的应用价值。

一、造纸用碳酸钙的类型及核心特性

造纸工业中常用的碳酸钙主要分为重质碳酸钙（重钙）与轻质碳酸钙（轻钙）两类，二者因制备工艺、理化性质差异，在纸品中的适配场景与应用效果各不相同，需根据纸种需求针对性选型。

1. 重质碳酸钙（重钙）

重钙由天然方解石、大理石等矿石经破碎、研磨、分级制成，具备粒径可控、白度高（≥95%）、吸油值低、化学稳定性好等特点，且生产成本显著低于轻钙，是造纸行业应用最广泛的填料。其颗粒形态多为不规则块状或菱形，在纸张中可发挥良好的填充效应，提升纸张平滑度与不透明度，同时因吸油值低，可减少施胶剂、油墨的用量，优化印刷适性。重钙适配于文化纸、包装纸、瓦楞原纸等多数纸种，填充量可根据纸种要求调整，一般为纸浆质量的10%~30%。

2. 轻质碳酸钙（轻钙）

轻钙通过化学合成法制备（石灰石煅烧生成氧化钙，再经碳化反应生成碳酸钙），颗粒呈球形或纺锤形，比表面积大、流动性好、补强性能优于重钙。其在纸张中不仅能发挥填充作用，还可增强纸张的抗张强度、撕裂强度与耐折度，同时提升纸张的细腻度与光泽度，适用于高档文化纸、铜版纸、涂布纸等对物理性能与外观品质要求较高的纸种。轻钙的缺点是生产成本较高、吸油值大，填充量过高易导致纸张吸墨性异常，通常控制在纸浆质量的5%~20%。

二、碳酸钙在造纸中的核心应用场景及功能

碳酸钙在造纸生产中贯穿填料、施胶、涂布三大核心环节，不同应用场景对应不同功能需求，共同助力优化纸品质量、降低生产能耗。

1. 填料应用

作为填料添加于纸浆中，是碳酸钙在造纸中的最主要应用形式。其核心作用一是降低纸浆用量，减少木材资源消耗与生产成本，尤其重钙的高性价比优势可显著提升企业经济效益；二是优化纸张光学性能，高白度的碳酸钙可提升纸张白度与不透明度，减少纸张透印现象，适配印刷用纸需求；三是改善纸张物理性能，轻钙及改性碳酸钙可增强纸张强度，重钙可提升纸张平滑度与挺度，优化后续印刷、折叠等加工性能。

需注意的是，填料用量需精准控制，过量添加会导致纸张强度下降、掉粉掉毛等问题，需结合纸种特性（如文化纸注重白度与印刷性，包装纸注重强度与挺度）平衡填充量与性能。

2. 施胶应用

碳酸钙可作为施胶辅料参与纸张施胶过程，尤其在中性施胶工艺中应用广泛。中性施胶相较于酸性施胶，具备环保、节能、延长设备使用寿命等优势，而碳酸钙的弱碱性可调节施胶体系pH值，为施胶剂（如AKD、ASA）的反应提供适宜环境，提升施胶效果。同时，碳酸钙可与施胶剂协同作用，在纸张纤维表面形成致密薄膜，增强纸张耐水性，减少水分渗透，同时提升纸张表面强度与抗摩擦性能，避免印刷过程中出现糊版、掉毛等问题。

3. 涂布应用

在涂布纸生产中，碳酸钙是核心涂布颜料之一，主要用于纸张表面涂布层的制备，适配铜版纸、轻涂纸等高端纸品需求。其作用：

1.提升纸张表面平滑度与光泽度，使纸张表面均匀细腻，适配高精度印刷；

2.增强涂布层的遮盖力与附着力，避免印刷时出现透底现象，同时提升涂布层与纸张纤维的结合强度，减少涂布层脱落；

3.优化涂布浆体流动性，碳酸钙的颗粒特性可调节涂布浆体的粘度与触变性，确保涂布过程均匀稳定，提升生产效率。

涂布用碳酸钙需选用高白度、粒径均匀、分散性好的产品，通常为超细重钙或轻钙，部分高端纸品会采用经过表面改性的碳酸钙，进一步提升涂布层性能。

三、碳酸钙在造纸中的表面改性技术及意义

未经改性的碳酸钙存在表面亲水、易团聚、与纸浆纤维相容性差等问题，尤其在中性施胶、高端涂布等场景中，易导致纸张强度不足、涂布层不均等问题。因此，需通过表面改性优化其性能，提升与纸浆、施胶剂、涂布树脂的相容性。

1. 主流改性技术及工艺

造纸用碳酸钙改性以表面包覆改性为主，常用改性剂包括脂肪酸（如硬脂酸）、偶联剂（硅烷偶联剂、铝酸酯偶联剂）、表面活性剂等，改性设备多采用高速混合机、超细研磨机等，确保改性剂均匀包覆于碳酸钙颗粒表面。

硬脂酸改性是最常用的低成本工艺，硬脂酸的羧基与碳酸钙表面羟基发生反应，形成疏水包覆层，降低碳酸钙亲水性，减少团聚，提升与纸浆纤维的相容性；硅烷偶联剂改性适用于高端纸品，偶联剂两端分别与碳酸钙表面和纸浆纤维结合，增强界面粘结力，提升纸张强度；表面活性剂改性则主要用于调节碳酸钙颗粒流动性，优化涂布浆体性能。

2. 改性核心意义

改性后的碳酸钙可显著提升应用效果：

一是减少团聚现象，确保在纸浆或涂布浆体中均匀分散，避免形成局部缺陷；

二是增强与纸浆纤维、施胶剂、涂布树脂的界面结合力，提升纸张强度与涂布层附着力；

三是调节表面亲疏水性，适配中性施胶与涂布工艺需求，优化纸品耐水性与印刷适性；

四是提升碳酸钙填充量上限，在保证纸品性能的前提下进一步降低生产成本。

四、造纸过程中碳酸钙应用的工艺控制要点

为充分发挥碳酸钙的应用价值，需在造纸生产中精准控制工艺参数，规避常见问题，确保纸品质量稳定。

一是粒径与粒径分布控制，填料用重钙粒径一般控制在d97＜15μm，轻钙粒径控制在d97＜10μm，涂布用碳酸钙粒径需更细（d97＜5μm），且粒径分布均匀，避免粗颗粒导致纸张表面粗糙；

二是pH值控制，中性施胶体系pH值需维持在7.0~8.5，确保碳酸钙稳定性与施胶剂反应效率，避免pH值过高或过低影响纸品性能；

三是分散工艺控制，添加碳酸钙时需配合分散剂，控制搅拌速度与时间，确保均匀分散，同时避免过度搅拌导致纤维损伤；

四是用量适配控制，根据纸种、工艺及性能需求，合理搭配重钙与轻钙用量，高端纸品可采用“重钙为主、轻钙为辅”的复合填充方案，兼顾成本与性能。

五、发展趋势与展望

随着造纸工业绿色低碳转型与高端化发展，碳酸钙在造纸领域的应用将向精细化、功能化、环保化方向推进。在精细化方面，将通过精准控制制备工艺，开发粒径分布窄、晶型可控的专用碳酸钙，适配不同高端纸品需求；在功能化方面，将研发具备抗菌、阻燃、耐老化等特殊功能的改性碳酸钙，拓展纸品应用场景（如食品包装纸、特种工业用纸）；在环保化方面，将利用工业固废（如电石渣、白泥）制备再生碳酸钙，实现固废资源化利用，降低碳排放，同时优化改性工艺，开发无溶剂、低VOC改性剂，契合绿色生产理念。

此外，随着数字化、智能化技术在造纸行业的普及，碳酸钙的添加量、分散工艺、改性参数等将实现精准调控，通过数据化手段优化生产流程，进一步提升纸品质量稳定性与生产效率，推动碳酸钙在造纸领域的应用价值持续升级。

注：文章部分内容来源于《碳酸钙在造纸工业中的应用进展》[J]. 中国造纸、造纸行业公开报告，文中涉及信息仅供参考，如有侵权请告知删除！