隨著現代電子傳媒對文化用紙衝擊的不斷增加，傳統文化用紙正面臨著前所未有的壓力，輕塗紙作為文化用紙一種，也正面臨著這種壓力的挑戰。在保證產品質量的前提下，不斷降低生產成本是應對這種挑戰的重要措施之一。輕塗紙作為一種一次塗布且塗布量低的紙種，對顏料遮蓋性提出了較高要求，現有塗料配方中廣泛使用的就是具有較高遮蓋性的剝片高嶺土，這種剝片高嶺土主要從巴西進口，價格相對較高，如果採用具有同等遮蓋能力且不需進口的性價比更高的滑石粉替代剝片高嶺土，將在成本節省方面發揮積極作用。
（1）實驗原料
巴西進口剝片高嶺土、95級重質碳酸鈣（GCC）、滑石粉T90、丁苯膠乳、保水劑CMC、分散劑、潤滑劑、抗水劑、消泡劑、塗布原紙。
（2）實驗方法
顏料基本性能測定：按照標準GB/T 14563高嶺土及其試驗方法測定滑石粉和高嶺土的粒度、白度、最佳分散條件。
塗料製備和性能測定：按照表1的配方製備實驗室面塗塗料，塗料固含量為64.0%。
表1 實驗室面塗配方及用量
塗料低剪切黏度：採用黏度計測定，測定溫度為25℃，測定轉速為60r/min。
塗料高剪切黏度：採用旋轉流變儀測定，平板，剪切速率1-20000s-1。
實驗室紙張塗布：在實驗塗布機上塗布，採用刮刀塗布，通過調整刮刀角度獲得要求的塗布量，面塗塗布量為10g/m2。
實驗室紙張壓光：在25FC-200E實驗室超級壓光機上壓光，壓光溫度為70℃，轉速為30r/min。
按照標準GB/T 10335.2-2005塗布紙和紙板 輕量塗布紙 規定的方法測定輕塗紙的常規物理性能。
（1）滑石粉的基本性能
對於造紙塗料用顏料而言，一般要求顏料具有亮度高、雜質含量低以及易於分散等特徵。表2給出了巴西高嶺土和滑石粉2種顏料的基本性能。
表2 顏料的基本性能
從表2可以看出，與巴西高嶺土相比，滑石粉T90的特點主要表現為亮度相對較高，同時分散劑用量偏高。此外2種顏料的平均粒徑基本相近，但滑石粉的2μm含量要明顯高於巴西高嶺土。
從顆粒結構來看，高嶺土呈層狀堆砌的片狀結構，而滑石分則是呈單一的片狀結構。2種顏料雖然在形態結構上存在差異，但均為片狀結構顏料，為獲得較好的塗布性能提供可能。
（2）滑石粉替代巴西高嶺土對塗料性能的影響
按照表2所列的配方製備相應的塗料，塗料性能如表3所示。
表3 塗料的性能
從表3可知，在塗料固含量相近的條件下，隨著塗料配方中滑石粉用量不斷增加、高嶺土用量不斷降低，塗料的低剪切勤度呈增加趨勢，但增加幅度有限。
圖1 塗料高剪切黏度
由圖1可知，當塗料配方中的高嶺土不斷被滑石粉替代時，隨著剪切速率的不斷增加，塗料的高剪切黏度變化趨勢基本一致；但從局部高剪切速率範圍看，隨著滑石粉替代高嶺土用量的不斷增加，塗料的高剪切黏度不斷降低。
圖2 塗料在剪切速率為10000s-1時的黏度
由圖2可知，當塗料的剪切速率都達到10000s-1時，含滑石粉配方的塗料黏度都要低於全高嶺土配方的。
總的來看，滑石粉替代輕塗紙塗料中的高嶺土時，隨著替代量的不斷增加，雖然塗料的低剪切黏度有小幅度的增加，但塗料的高剪切黏度卻呈降低趨勢，表明採用滑石粉替代高嶺土不僅不會對塗料的塗布運轉性能產生不利影響，相反在同樣高剪切黏度的條件下，用滑石粉替代高嶺土後可以進一步提高塗料的固含量獲得更好的塗布效果。
（3）滑石粉替代高嶺土對輕量塗布紙性能的影響
採用刮棒進行塗布，塗布量控制在9-10g/m2。
表4 塗布後紙板性能
由表4可知，用22.5份滑石粉完全替代原配方中的巴西高嶺土時，並不會對輕塗紙的成紙性能產生不利影響，無論是光學性能還是印刷表面性能都與巴西高嶺土配方保持相近的水平。
從實驗室評測結果來看，用滑石粉替代目前輕塗配方中的高嶺土不會對輕塗紙成紙的性能產生不利影響。由於滑石粉本身具有疏水親油的特點，不經過改性處理很難在較高固含量下進行分散（未改性滑石粉分散固含量一般在60%左右），為了克服這一缺陷，本實驗用的滑石粉在加工工程中進行了適當的親水改性，使之可以在70%固含量下進行順利分散，同時該改性過程使得本滑石粉具有了剪切稀化的特點，也就是分散好的顏料分散液在沒有攪拌條件下黏度會增大，但是經過適當攪拌後又會顯著降低，這一特點也可能是導致所配塗料的低剪切黏度要略高於高嶺土配方的原因。此外，從實驗室觀測結果看，雖然滑石粉與高嶺土相比就有剪切稀化的特點，但其沉降性能優於高嶺土。
（1）與高嶺土相比，滑石粉顏料具有白度相對較高的特點。
（2）滑石粉替代輕塗紙塗料中的高嶺土時，隨著替代量的不斷增加，雖然塗料的低剪切黏度有小幅度的增加，但塗料的高剪切黏度卻呈降低趨勢。
（3）滑石粉替代高嶺土後，以滑石粉T90替代配方中高嶺土後，無論是成紙的光學性能還是印刷表面性能都與原配方保持了相近的水平。
資料來源於滑石粉在輕塗紙中的應用研究。