借用白度儀將調(diào)色原理應(yīng)用到紙張白度的調(diào)節(jié)
從事造紙行業(yè)的朋友，尤其是制造白紙，都特別關(guān)系紙張的白度問題，假如白度不達(dá)標(biāo)，將會直接被國家質(zhì)檢部門認(rèn)為不合格產(chǎn)品，那么紙張的白度應(yīng)該怎么樣去控制呢？下面我們通過實(shí)驗(yàn)講解一下如何將調(diào)色原理應(yīng)用到紙張白度的調(diào)節(jié)中去，文中涉及到紙張白度數(shù)值均用白度儀進(jìn)行測量。
用次氯酸鹽漂白后的紙漿尤其是麥草漿抄成的紙張總是帶有一點(diǎn)淡黃色或灰白色的色調(diào)，這是因?yàn)槌堄玫睦w維中所含木素傾向于吸收波長4000~5000A的紫色或藍(lán)色光譜所致。纖維中殘留的木素量愈多，其顏色也就愈深。由色相圖可知，將三種原色中相鄰的兩原色相配，可得間色。兩種間色相配可得復(fù)色。相對色相還具有相互吸收所反射光譜的作用。因此在呈淡黃色和木素含量較少的漂白漿中，加入藍(lán)紫色或紅藍(lán)色染料，吸收波長為5000~6000A時的淡黃色或橙色光譜，即能起互補(bǔ)作用，使肉
眼觀察下反映出較高的白度。有一些紙廠在生產(chǎn)中，往往只加品藍(lán)進(jìn)行調(diào)色，白度提高幅度很小。又添加了甲基紫和堿性玫瑰精等染料，經(jīng)反復(fù)多次實(shí)驗(yàn)達(dá)到了提高紙張白度的目的。
1 實(shí)驗(yàn)部分
1·1 實(shí)驗(yàn)原料
漂白麥草漿:取自臨清造紙廠;白度為76%;打漿度為38°SR。
松香膠:取自泰山造紙廠;固含量45%。
增白劑:熒光增白劑VBL。
填 料:325目滑石粉。
硫酸鋁:分析純。
測量紙張白度儀器：數(shù)顯白度儀。
染料液配制:染料用蒸餾水或去離子水分別配成濃度小于2%的水溶液。堿性染料可用70~80℃的熱水溶解，也可用約1%的稀醋酸溶液幫助溶解;直接染料及酸性染料溶解溫度為80~90℃，使用多種染料時用前再混合，然后稀釋加入漿中。液體染料最好現(xiàn)配現(xiàn)用，用時用濾布過濾，并且不宜存放時間太長。
1·2 實(shí)驗(yàn)方法
在標(biāo)準(zhǔn)紙漿疏解器中按2%的濃度疏解紙漿，依次加入1·5‰的增白劑，液體染料，1%的松香膠和5%的硫酸鋁，各攪拌3 min，然后稀釋至0·5%，再加入15%的滑石粉。漿料配好后在紙樣抄取器上抄造定量約100 g/m2的紙樣，最后按國家標(biāo)準(zhǔn)測試紙樣白度。
2 結(jié)果與討論
2·1 幾種染料對紙張的增白效果
紫色是黃色的對色，又是紅色和藍(lán)色的間色，所以從理論上講在紙漿中加入紫色，紅+藍(lán)混合色以及紅+藍(lán)+紫混合色均能起到顯白和增白的效果，于是我們進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表1
和表2。
從表1和表2可以看出:除單獨(dú)使用品藍(lán)以外，其它幾種染料均能提高紙張白度。甲基紫和品藍(lán)+玫瑰精混合色效果最好，白度提高2·4%和2·3%;其次是甲基紫+品藍(lán)+玫瑰精混合色，白度提高1.8%。染料用量和配比對提高紙張白度是非常重要的，但也不是一成不變的。用量的多少隨原漿白度的高低和成紙定量的大小而稍有變化。原漿白度低、成紙定量小的用量多些，反之用量少些。圍繞染料用量、配比、種類及各方面的影響因素我們進(jìn)行了細(xì)致的研究，表中所列為增白效果較好的幾組數(shù)據(jù)。結(jié)果表明，在紙漿中添加染料提高紙張白度是可行的，關(guān)鍵是要控制好調(diào)色條件。
2·2 紙漿白度對增白效果的影響
利用調(diào)色原理能否提高紙張白度，原漿白度是一個很重要的影響因素。如果紙漿白度太低，根本起不到增白效果。從表1和表2中我們選擇了兩組效果好的條件用不同白度的紙漿進(jìn)行了對比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見表3。
從表3可看出，紙漿白度在71%以下，加入染料后白度沒有發(fā)生變化，直到白度超過75%才有效，白度在80%以上效果更顯著。于是要想增白效果好，必須把紙漿白度漂到75%以上，然后加入一定量的增白劑，把紙漿白度提高到80%以上，再加染料，這樣可提高紙張白度2%~3%，且紙張表面色澤鮮艷，顯白也好。
2·3 漂白殘氯對增白效果的影響
影響增白效果的另一個重要因素是紙漿殘氯含量。殘氯對調(diào)色影響非常大，尤其對紅色影響比較大，能使紅色消失，原因可能是含有氨基堿性基團(tuán)的玫瑰精被次氯酸鹽氧化，導(dǎo)致發(fā)色基團(tuán)變化所致。因此在調(diào)色前必須把紙漿洗凈，洗后殘氯應(yīng)控制在0·01 g/L以下。洗凈度最好控制在500 mg/L以下。隨著漂白用氯量的增加，漂后殘氯也相應(yīng)增加，但是在加入染料之前，一定要想辦法把殘氯含量降到最低。為了縮短漂后洗滌時間，可以先加硫代硫酸鈉脫氯，然后再進(jìn)行洗滌。
2·4 pH值對增白效果的影響
調(diào)色時漿料的pH值是由添加硫酸鋁來調(diào)節(jié)的，適量的硫酸鋁能起到媒染劑作用，過多的硫酸鋁則會使色相變淡，耐光性減弱，也會使堿性染料沉淀而降低著色力。表4是我們在不同pH值下，加入等量染料測得的白度值。
從表4可看出，染料不同，pH值的影響也不同。甲基紫pH值在5·5時白度最高，一般控制在4·5~6·5之間。對于品藍(lán)+玫瑰精混合色，由于pH值對品藍(lán)影響較大，通常pH值控制在5·0~6·5之間。從中不難看出，采用堿性染料調(diào)色時，pH值應(yīng)控制在酸性范圍，否則會生成色斑。另外在配置染料液時，pH值也不能過高，如果偏堿性，會產(chǎn)生一種絮凝狀的沉淀物，并且溶解用水硬度也不能太大，否則也會形成沉淀。所以最好用蒸餾水或酸化過的軟水溶解。在加入染料和硫酸鋁的先后順序上，有兩種方案可以采納，第一種是在施膠、加填之后，抄紙之前加入染料，如在紙廠成漿池加入;第二種是在漂洗后，加完增白劑加染料，然后再施膠、加填。兩者相比，后者在硫酸鋁之前加入染料，染料可以有足夠多的時間進(jìn)行混合，效果會更好。不管采用那種加入方式，原有的造紙工藝流程不用改變，所以該調(diào)色法操作簡單、可行。
結(jié) 論
3·1 使用品藍(lán)+玫瑰精混合染料和單獨(dú)使用甲基紫均能提高紙張白度2%~3%，相比而言，單獨(dú)使用比混合使用工藝簡單、操作方便。
3·2 為了提高增白效果，調(diào)色前紙張白度最好大于75%，小于70%效果不明顯，殘氯要控制在0·01 g/L以下，pH值控制在5~6·5之間。
3·3 采用調(diào)色技術(shù)提高紙張白度與加大漂率提高白度相比，成本低(每噸紙5元左右)，得率高、色調(diào)柔和，且不易返黃。
