碳酸钙如何将石头变成“石头纸”？
石头纸，顾名思义，是用石头制作的纸张。当然这是通俗的理解，实际上，石头纸是以石灰石中的碳酸钙等无机粉体为主要原料，以聚乙烯或聚丙烯等有机树脂以及助剂为辅料，形成的共混物经密炼、挤出等特殊工艺加工制得的一种新型纸张。通常，碳酸钙等无机粉体的比例为70~80%（粒径为1000目左右，约合13微米，要求更高的需达到纳米级），有机树脂的比例为15~30%。这种纸中碳酸钙含量远远高于有机树脂，顾俗称石头纸，也叫石科纸。
可见，石头纸完全不同于传统意义上以棉、麻、木材等植物纤维制得的纸。自从东汉蔡伦发明造纸术以来，数千年来一直是植物纤维纸一统天下，直至20世纪50年代左右，美国杜邦等公司开始研制以有机树脂取代植物纤维为主的纸张，名曰合成纸，又称化工薄膜纸、塑料纸等。日本出于对木材来源不足的担忧以及降低有机树脂库存，也加大合成纸开发力度并在70年代率先进行了商品化生产。我国70年代也研制过合成纸，彼时叫“钙塑纸”，不过未大规模应用。20世纪末，我国台湾地区企业开发了碳酸钙含量达80%的石头纸，并实现了商业化生产，国内近十来年才开始开发和引进石头纸生产技术。
现代造纸工艺包括制浆、调制、抄造、加工等主要步骤。相比而言，石头纸的生产则完全大不同，与塑料加工更为接近。石头纸生产工艺主要有四种，分别是压延法、流延法、双向拉伸法和吹膜法。压延法即原料共混、密炼后，挤出造粒，再通过压延机成型，分切后得成品；流延法与压延法前面工序一致，只是后端使用流延机成型，属于单向拉伸，纸张纵横方向性能不一，可用于生产各种厚度的纸张；双向拉伸法工序与前两者也基本一致，只是后端换成双向拉伸机，制得的纸张纵横方面性能相同，用于要求精美的画册或广告等；吹膜法则后端则以吹膜机吹膜成型，一般主要以三层共挤吹膜较多。以压延法为例，其生产工艺如下图所示：
与传统造纸技术相比，石头纸生产不需要消耗木材。传统造纸技术导致了大量木材的消耗以及森林的过度采伐，2016年我国2/3的工业木材都用在造纸上，木材供应不足也成了造纸业发展面临的一大瓶颈。石头纸以地球储备丰富的石灰石资源作为原料，不失为缓解木材匮乏的一个重要途径。“三废”排放多、对环境污染大也是传统造纸技术的一大诟病，石头纸生产由于不需要水、更不需要漂白。因此，没有废水的排放，相比传统造纸则更为环保。而且生产中仅需消耗电能，能耗也大大降低，单位能耗仅为传统造纸工艺的2 /3。
那石头纸本身有哪些优点呢？其一，石头纸由于含一定树脂组分可以防潮、防水，抗张力、撕裂度和耐折度也强过普通纸，特别适用于潮湿环境下使用；其二石头纸没有植物纤维，表面光滑平整，书写的时候不容易晕墨，印刷时更加节省油墨；其三石头纸主要为粉体结构，在野外暴露的环境中3到6个月就可自动风化，如果焚烧的话，也容易燃烧，不产生黑烟；其四，石头纸生产中无需漂白，也无重金属残留、荧光剂等风险，相对比较安全。正是由于石头纸具有这些优点，其问世以来，在新闻出版、包装、广告、文化用纸、地图、装饰壁纸等方面得到了较好的应用。
不过，石头纸也存在一些缺点制约了它的进一步推广应用。首先，就是石头纸光照下易粉化，不能长期储存，不适宜作为文件档案用纸；其次，石头纸由于含大量碳酸钙，制得的纸张密度会比较大，也具有一定厚度，加上高温易变形，难以适应高速印刷；再次，由于技术所限，目前市面上的石头纸仅有A1~A4等小幅面纸张，大幅宽幅产品仍缺乏，限制了其使用范围。
记得2010年全国两会上，国内某企业生产的石头纸产品惊艳登场，引发了媒体的追捧，随后全国各地纷纷掀起了上马石头纸项目的热潮。但是喧嚣的背后，石头纸的项目一直不乏争议，是环保的噱头还是资本的炒作？是创新还是骗局？一时众说纷纭。如今七年过去了，公开报道显示，目前辽宁、山西、云南、江西等地许多企业都在生产石头纸，部分产品还远销国外，也有一些新的石头纸项目准备投产。比较引人注目的是在山西，该省企业利用煤矿开采的附属品煤矸石作为原料制造石头纸，真正做到了盘活资源、变废为宝，为当地产业转型探出了一条新路。
前不久，某科技公司推出一款智能笔记本产品，搭配可擦笔，售价还不菲。该产品纸张光亮，宣称可重复擦写10次以上，书写完可即时拍照上传到APP储存成为数字笔记。其所用的纸张就是石头纸，算是石头纸搭上了互联网的快车吧。
石头纸作为造纸领域的一项新技术，甚至被誉为“重大技术革新”，理应大力扶持，但由于其原料石灰石为不可再生资源，废纸的回收尚不规范，所含的有机树脂能否处理完全等诸多方面尚存在疑问，所以其发展的路上一直有着不同的声音。在笔者看来，石头纸尚在起步发展阶段，虽然存在许多问题待解，但石头纸有其独特之处，在一些特殊环境下应用优势明显，应当深入研究开发，把它作为植物纤维纸的有益补充。或许若干年后，石头纸将真正成为人人称叹的节能减排、环保安全示范产品。
来源：中国粉体技术网
