如何正確使用染料、顏料進(jìn)行文化紙調(diào)色

楊磊，李艷艷，蔡定漢，許夕峰

（浙江傳化華洋化工有限公司，浙江杭州 311231）

如何正確使用染料、顏料進(jìn)行文化紙調(diào)色

楊磊，李艷艷，蔡定漢，許夕峰

（浙江傳化華洋化工有限公司，浙江杭州 311231）

該文主要針對(duì)當(dāng)前文化紙調(diào)白過(guò)程中染料、顏料所起的作用及其在選擇和應(yīng)用中需要注意的一些事項(xiàng)進(jìn)行了闡述，以使調(diào)白劑能夠恰如其分地發(fā)揮作用。

染料；顏料；文化紙

紙漿纖維經(jīng)過(guò)漂白處理仍帶有黃光，這是由于纖維中所含木質(zhì)素吸收日光波長(zhǎng)400～500 nm的紫色和藍(lán)色光所致。熒光增白劑可以使紙漿纖維的顏色得以補(bǔ)正而變得更白，并使亮度及鮮艷度增強(qiáng)，藍(lán)色、紫色染料或顏料可吸收500～600 nm波長(zhǎng)的黃光或橙色光，起到互補(bǔ)作用，這就是文化紙調(diào)白的原理所在。

本文重點(diǎn)闡述了染料、顏料在文化紙調(diào)白應(yīng)用中的一些理論及實(shí)踐要點(diǎn)，指出在選擇染料、顏料時(shí)應(yīng)該注意的一些事項(xiàng)。

1 文化紙調(diào)白評(píng)價(jià)準(zhǔn)則

評(píng)判文化紙是否達(dá)到所要求的色相白度，通常采用ISO亮度（whiteness）和CIE白度（brightness）以及L*、a*、b*均勻顏色空間指標(biāo)[1]進(jìn)行分析，同時(shí)兼顧產(chǎn)品應(yīng)用性能的考查，從而得出一個(gè)綜合調(diào)色結(jié)果。CIE-L*a*b*顏色系統(tǒng)作為描述紙張色相的體系具有很大的優(yōu)點(diǎn)，所以生產(chǎn)廠家多使用該系統(tǒng)評(píng)價(jià)紙色，同時(shí)也關(guān)心ISO白度。紙張色相評(píng)價(jià)體系由以下2部分組成：白度指標(biāo)——CIE白度，ISO白度，（L*值）；色調(diào)指標(biāo)——a*值，b*值，L*值。與對(duì)比樣品相比，通過(guò)彩度△C、色調(diào)角△H和總色差△E來(lái)評(píng)價(jià)二者的差別。彩度△C，色調(diào)角△H，總色差△E，計(jì)算公式如下：△C ab*=C ab，1*-C ab，0*，△Hab*=[（△E ab*）2-（△L*）2-（△C ab*）2]1/2，△E ab*= [（△L*）2+（△a*）2+（△b*）2]1/2?？刂粕羁梢杂每偵睢鱁來(lái)控制，更多地可以利用色差公式中的分色差來(lái)控制顏色產(chǎn)品質(zhì)量。由于人眼對(duì)分色差中的色相變化最敏感，其次是飽和度，最后才是明度，這樣在制定指標(biāo)時(shí)就可以分級(jí)控制，如△L*≤0.8，△C≤0.4，△H≤0.2。

2 恰當(dāng)?shù)剡x用不同種染料、顏料調(diào)白劑

2.1 不同調(diào)白劑的區(qū)別

直接染料是含有磺酸基團(tuán)的偶氮化合物，它與纖維的親和力很強(qiáng)，可直接對(duì)纖維染色，很多情況下可不用媒染劑，但如與紙漿混合不勻，則部分纖維易優(yōu)先染色而出現(xiàn)色斑。直接染料比堿性染料更具有良好的耐光性，但是沒(méi)有堿性染料的亮度佳。直接染料被廣泛用于餐巾紙、衛(wèi)生紙和未磨木漿書寫紙。顏料是不溶于水的，也不溶于著色介質(zhì)的色材。文化紙調(diào)色使用的顏料通常是用水、分散劑、顏料粉通過(guò)研磨制備成水性色漿使用的。通過(guò)反射率曲線可以看出在相同的綠光吸收區(qū)（不透明度）顏料較染料具有更高的CIE白度和ISO亮度。對(duì)黃光的補(bǔ)色作用即負(fù)b*值的作用：顏料紫＞顏料藍(lán)＞染料紫＞染料藍(lán)。

圖1為顏料與直接染料反射率曲線對(duì)比情況（反射率按照GB/T 7974—2002檢測(cè)）。

圖1 顏料與直接染料反射率曲線對(duì)比

在工廠實(shí)際調(diào)色過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)這樣一種情況，即用儀器測(cè)出來(lái)試樣和目標(biāo)樣的數(shù)據(jù)已經(jīng)非常接近，但是在視覺上感覺還是有差異；發(fā)生這樣的現(xiàn)象往往是在更換染料、顏料的時(shí)候出現(xiàn)，因?yàn)椴煌娜玖稀㈩伭蠘悠返姆瓷涔庾V曲線有差異，在某種特定光源條件下，顏色看起來(lái)很一致，而換一種光源后，顏色差異就很大，這就是通常所說(shuō)的同色異譜。對(duì)于所有調(diào)色者來(lái)說(shuō)，這一點(diǎn)是必須注意的。

2.2 根據(jù)紙種要求來(lái)選用調(diào)白劑

染料和顏料如何正確地用于不同類型的文化紙，是染料、顏料供應(yīng)商和紙廠共同關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題，表1簡(jiǎn)要地區(qū)分了染料和顏料用于普白文化紙和高白文化紙的不同。

從單價(jià)上來(lái)說(shuō)，顏料的染色成本比染料高，但在生產(chǎn)高白度紙時(shí)所節(jié)省的熒光增白劑足以抵消染色成本的提升；另一個(gè)好處是可以提高不透明度而不會(huì)較大程度地降低亮度，這點(diǎn)為紙張的檔次劃分了一個(gè)明確的界限，成品紙的品相可大幅提升。

2.3 根據(jù)不同的使用部位來(lái)選用調(diào)白劑

從一般意義來(lái)說(shuō)，有機(jī)顏料的耐光、耐熱性能要優(yōu)于堿性染料和直接染料。因此在漿內(nèi)可以選用染料也可以選用顏料；但是在施膠和涂布上一般都選用顏料，特別是用于銅版紙和白卡紙的涂布；還有其他特種紙的調(diào)色，對(duì)耐光、耐熱的要求大大提高，不過(guò)也不是所有有機(jī)顏料都有很好的耐光、耐熱性，這就要對(duì)產(chǎn)品有更深入的了解和更多實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持；也有很多廠家漿內(nèi)用直接染料，涂布用顏料，恰到好處地發(fā)揮了各自的優(yōu)勢(shì)。

2.4 根據(jù)不同地域的客戶要求來(lái)選用調(diào)白劑

因雙膠紙和復(fù)印紙大多作為辦公用紙來(lái)使用，要求也會(huì)因使用者標(biāo)準(zhǔn)不同而有所不同。如2005年，TAPPI（美國(guó)紙漿與造紙工業(yè)技術(shù)協(xié)會(huì)）在北美將書寫打印紙的ISO白度從84%提高到了92%，CIE白度從100%提到了146%，這樣使得美國(guó)及加拿大的紙廠不得不重新選擇調(diào)白劑以適應(yīng)白度的大幅增加。

表1 直接染料與顏料用于普白和高白文化紙中用量比較

3 染料和顏料使用過(guò)程中需要注意的事項(xiàng)

3.1 水質(zhì)的影響

染料和顏料在使用過(guò)程中必須經(jīng)水稀釋后才可以使用，如果是在漿池內(nèi)直接添加水，稀釋倍數(shù)要小一些，一般在10倍到幾十倍之間；如果是在線稀釋，一般稀釋倍數(shù)達(dá)到百倍。特別值得注意的是，在線稀釋的時(shí)候，水質(zhì)對(duì)染料、顏料的影響特別大；南北方、稀釋工藝、存放時(shí)間和溫度等對(duì)正常使用都有較大的影響。所以紙廠的稀釋用水達(dá)不到純水標(biāo)準(zhǔn)的情況下，通常都用烘缸冷凝水進(jìn)行二次稀釋后再使用，避免因地下水硬度太高而引起沉淀等問(wèn)題的出現(xiàn)。

3.2 助留體系的選擇

用于調(diào)色的染料和顏料加入量很少，一般只有百萬(wàn)分之二左右，因此是否能夠完全留在紙張上發(fā)揮作用十分關(guān)鍵。目前主要的幾種微粒助留助濾系統(tǒng)有Compzil、Hydrocol、Hydrosil和Integra系統(tǒng)[2]，常見的有依卡的Compzil系統(tǒng)和巴斯夫的Hydrocol系統(tǒng)，通常都為二元助留系統(tǒng)，但在高速紙機(jī)（車速大于1 000 m/min）必須要使用微粒助留系統(tǒng)即三元助留系統(tǒng)。特別是在使用顏料的時(shí)候，助留劑的選擇可以是多樣的，但必須使用含有陽(yáng)離子聚丙烯酰胺（CPAM）的助留系統(tǒng)，要關(guān)注其相對(duì)分子質(zhì)量和電荷密度這2個(gè)重要指標(biāo)。通常CPAM的相對(duì)分子質(zhì)量范圍在400萬(wàn)～1 000萬(wàn)之間，相對(duì)分子質(zhì)量越高，分子鏈越長(zhǎng)，助留效果也越好，但是過(guò)度的絮聚會(huì)影響到紙漿的濾水性和紙液勻度。CPAM的電荷密度一般在20%～50%之間，可以讓它在表面吸附保持“伸展”構(gòu)型，形成中等吸附，具有較好的架橋作用。

3.3 不同漿種對(duì)染料、顏料的要求

由于國(guó)內(nèi)的造紙纖維多種多樣，這對(duì)造紙系統(tǒng)提出了更多的要求，特別是對(duì)化學(xué)品來(lái)說(shuō)，染料和顏料也不例外。一般情況下，生產(chǎn)文化紙的原料用得最多的當(dāng)數(shù)針葉木漿和闊葉木漿，也有使用100%竹漿或者是100%葦漿的，還有一些小型造紙廠在木漿中摻一些脫墨漿或者是草漿等等。近年來(lái)隨著化機(jī)漿的優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯，很多大型的紙廠廣泛地使用木漿+化機(jī)漿來(lái)生產(chǎn)靜電復(fù)印紙和雙膠紙；因化機(jī)漿中木素含量較高，在選用染料和顏料的時(shí)候需要特別謹(jǐn)慎，以免出現(xiàn)留著低、白度達(dá)不到和色纖維等問(wèn)題，而且對(duì)直接染料和顏料的留著也提出了更高的要求。

3.4 紙機(jī)條件的影響

在文化紙生產(chǎn)過(guò)程中，顏料和染料的加入點(diǎn)以及紙機(jī)的車速對(duì)染料和顏料的保留影響較大。一般情況下，對(duì)于在線稀釋來(lái)說(shuō)，加在沖漿泵前，與陽(yáng)離子產(chǎn)品相隔一段距離即可，但不同染料和顏料因其結(jié)構(gòu)不同與纖維的結(jié)合速度和能力不同，加在“一沖”還是“二沖”是有所區(qū)別的，在濃漿中的結(jié)合能力相對(duì)來(lái)說(shuō)要高，而且加入染料、顏料后到上網(wǎng)要有充足的結(jié)合時(shí)間但又不宜過(guò)長(zhǎng)，避免結(jié)合以后湍流狀態(tài)下部分掉落。車速對(duì)染料、顏料的保留影響也較大，在中低速時(shí)差別較小，1 000 m/min以上差別就較大。如某廠車速在1 200 m/min時(shí)顏料總用量為125 g/t，但車速提高到1 600 m/min后顏料總用量增加至160 g/t。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，作為造紙企業(yè)或化學(xué)品公司在選用染料、顏料進(jìn)行文化紙調(diào)白的過(guò)程中，要結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況選用恰當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品，特別是應(yīng)充分了解每種產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)和缺陷，通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)或改變使用環(huán)境，既能生產(chǎn)出合適的產(chǎn)品，又能做到綜合使用，成本較低，這樣產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)才會(huì)突現(xiàn)出來(lái)。

［1］GB/T 7921—2008均勻色空間和色差公式［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2008.

［2］顏進(jìn)華.造紙化學(xué)品技術(shù)［M］.廣州：華南理工大學(xué)出版社，2009.

本文文獻(xiàn)格式：楊磊，李艷艷，蔡定漢，等.如何正確使用染料、顏料進(jìn)行文化紙調(diào)色[J].造紙化學(xué)品，2014，26（2）：30-32.

礦物科技公司兼并特種礦物生產(chǎn)商唯科國(guó)際公司

礦物科技公司和唯科（AMCOL）國(guó)際公司日前宣布簽署了最終并購(gòu)協(xié)議。根據(jù)該協(xié)議，礦物科技公司將采用現(xiàn)金支付方式，以每股45.75美元（總價(jià)大約17億美元）兼并唯科公司。此次交易預(yù)計(jì)在2014年上半年完成。

在與礦物科技公司簽署這項(xiàng)協(xié)議之前，唯科公司終止了與總部位于巴黎的英格瓷公司的并購(gòu)協(xié)議。根據(jù)所終止的協(xié)議，唯科公司需要支付英格瓷的美國(guó)子公司協(xié)議終止費(fèi)3 900萬(wàn)美元。

據(jù)悉，礦物科技公司與唯科的合并創(chuàng)建了一個(gè)礦物平臺(tái)。這個(gè)平臺(tái)的定位為通過(guò)區(qū)域擴(kuò)張和新產(chǎn)品革新實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)。（李海明）

HowtoCorrectlyUseDyeandPigmentforCulturePaperToneCorrection

YANG Lei，LI Yan-yan，CAI Ding-han，XU Xi-feng
（Zhejiang Transfar Whyyon Chemical Co.，Ltd.，Hangzhou 311231，China）

This paper mainly addresses the role of dyes and pigments in current culture paper white correction process，and some matters needed to pay attention to in their section and application in order to make those white correction agents play their roles properly.

dye；pigment；culture paper

TS753.9

A

1007-2225（2014）02-0030-03

楊磊先生（1983-），工程師，浙江傳化華洋化工有限公司技術(shù)主管；研究方向：造紙染料和顏料；E-mail：tfyanglei@163.com。

2014-01-27（修回）