生活用紙漿料纖維分析(Ⅲ)

余偉梅 陳春霞，* 陳潤權(quán) 邱玉桂，2

(1.廣東省東莞市質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心(國家紙制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心)，廣東東莞，523808；2.華南理工大學(xué)制漿造紙工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州，510640)

近年來，我國生活用紙產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但國內(nèi)生活用紙產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。目前，市場上一些中小企業(yè)使用由廢紙漿生產(chǎn)的衛(wèi)生紙等級(jí)的原紙加工成紙巾紙產(chǎn)品，有可能對(duì)消費(fèi)者造成安全隱患。本實(shí)驗(yàn)對(duì)F衛(wèi)生紙廠的原生漿及G衛(wèi)生紙廠的廢紙漿系列衛(wèi)生紙?jiān)埳a(chǎn)線上的漿料及衛(wèi)生紙?jiān)堖M(jìn)行了纖維染色分析，并將原生漿與脫墨漿按不同比例混合，分析脫墨漿比例對(duì)混合漿纖維形態(tài)的影響，為生活用紙?jiān)翔b別、監(jiān)控提供一定的參考。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 原生漿系列

對(duì)從F衛(wèi)生紙廠原生漿系列衛(wèi)生紙?jiān)埳a(chǎn)線取下的竹漿、國產(chǎn)桉木漿、進(jìn)口桉木漿、長纖維商品漿、原生漿(以上4種漿料混合而成)及衛(wèi)生紙?jiān)堖M(jìn)行纖維染色分析。

1.2 廢紙漿系列

對(duì)從G衛(wèi)生紙廠廢紙漿系列衛(wèi)生紙?jiān)埳a(chǎn)線取下的未脫墨漿、脫墨漿及衛(wèi)生紙?jiān)堖M(jìn)行纖維染色分析。

1.3 混合漿系列

混合漿由F衛(wèi)生紙廠原生漿及G衛(wèi)生紙廠廢紙漿系列衛(wèi)生紙?jiān)埳a(chǎn)線取下的磨后脫墨漿按不同比例(5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%)混合而成，并對(duì)混合漿進(jìn)行纖維染色分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 原生漿系列

2.1.1竹漿

竹漿經(jīng)Graff C染色[1]后的照片如圖1所示。由圖1可見，大部分纖維呈藍(lán)灰色，較長且細(xì)。照片中可見草類后生網(wǎng)紋導(dǎo)管、較小的原生螺旋導(dǎo)管(見圖1b箭頭指示)及大的后生梯形導(dǎo)管(見圖1c)。此外，還可見大量呈方形、枕形、棒形、圓形的薄壁細(xì)胞(見圖1d)以及石細(xì)胞。石細(xì)胞是竹纖維原料的典型特征。圖中可見環(huán)形物，疑為環(huán)紋導(dǎo)管。圖中還可見少量短且寬的蔗渣漿纖維。

竹漿經(jīng)Herzberg染色[1]后，纖維整體呈紫藍(lán)色，帚化、起毛程度較輕，纖維帚化率為11.4%。

2.1.2國產(chǎn)桉木漿

國產(chǎn)桉木漿經(jīng)Graff C染色后的照片如圖2所示。由圖2可見，纖維基本呈鮮藍(lán)灰色(為闊葉木纖維染色反應(yīng))，纖維較短且細(xì)，無起毛，有較大的闊葉木紋孔導(dǎo)管(見圖2b箭頭指示)。圖中除了有較多的闊葉木薄壁細(xì)胞外，還可見草類薄壁細(xì)胞及螺旋導(dǎo)管，這可能是因?yàn)殍衲緷{在堆放過程中混入了草類纖維。

國產(chǎn)桉木漿經(jīng)Herzberg染色后，纖維呈紫藍(lán)色，表面較光滑，纖維帚化率為13.2%。

2.1.3進(jìn)口桉木漿

進(jìn)口桉木漿經(jīng)Graff C染色后的照片如圖3所示。由圖3可見，纖維呈鮮藍(lán)灰色，較完整、光滑、細(xì)且短，具有闊葉木紋孔導(dǎo)管和薄壁細(xì)胞等典型特征。

進(jìn)口桉木漿經(jīng)Herzberg染色后，纖維呈紫藍(lán)色，較完整且基本無起毛，纖維帚化率為5.0%。

2.1.4長纖維商品漿

長纖維商品漿經(jīng)Graff C染色后照片如圖4所示。由圖4可見，纖維呈淺藍(lán)灰色，較長且粗；纖維上有具緣紋孔，為針葉木纖維的典型特征。

長纖維商品漿經(jīng)Herzberg染色后，纖維呈紫色，形態(tài)完整且無起毛，纖維帚化率為5.3%。

表1 F衛(wèi)生紙廠原生漿系列測(cè)試結(jié)果

2.1.5原生漿

由上述4種漿料混合而成的原生漿(未經(jīng)磨漿工段)經(jīng)Graff C染色后的照片如圖5所示。由圖5可見，纖維基本呈藍(lán)灰色，形態(tài)較完整。部分較粗且長的針葉木纖維可見其具緣紋孔(見圖5b箭頭指示)特征，形態(tài)完整?？梢姴糠州^短且細(xì)的闊葉木纖維及闊葉木紋孔導(dǎo)管(見圖5c)和薄壁細(xì)胞。還可見草類后生大導(dǎo)管(見圖5a)及薄壁細(xì)胞。

2.1.6衛(wèi)生紙?jiān)?/p>

由原生漿抄造的衛(wèi)生紙?jiān)埥?jīng)Graff C染色后的照片如圖6所示。由圖6可見，纖維呈藍(lán)灰色，長短不一，有粗有細(xì)。表明衛(wèi)生紙?jiān)堉械睦w維原料組成較復(fù)雜，其纖維形態(tài)與原生漿基本一致。

衛(wèi)生紙?jiān)埥?jīng)Herzberg染色后，纖維基本呈紫色，帚化程度較高，帚化率為19.2%。

F衛(wèi)生紙廠原生漿系列衛(wèi)生紙?jiān)埳a(chǎn)線的漿料及衛(wèi)生紙?jiān)埿阅苤笜?biāo)如表1所示。由表1可知，長纖維商品漿纖維的長度較長、寬度較大；衛(wèi)生紙?jiān)埨w維平均長度較短、寬度較小，這是由于長纖維商品漿的配比較低。該廠直接購入漂白漿板抄造衛(wèi)生紙?jiān)?，原紙的白度取決于漿料白度；其中，竹漿由于難漂，其白度較低。漿料及衛(wèi)生紙?jiān)埖臒晒獍锥染艿?，表明抄造過程中未添加熒光增白劑；漿料及衛(wèi)生紙?jiān)埖挠行堄嘤湍枯^低，未超過標(biāo)準(zhǔn)值(20 mg/kg)[3]，表明該系列衛(wèi)生紙?jiān)埼刺砑訌U紙漿。漿料纖維分絲帚化較少，原生漿打漿后及衛(wèi)生紙?jiān)埖睦w維帚化率較高，但基本不超過20%。

2.2 廢紙漿系列

2.2.1未脫墨漿

未脫墨漿經(jīng)Graff C染色后的照片如圖7所示。由圖7可見，大部分纖維呈藍(lán)灰色，長短不一?？梢娎w維顏色較淺的、粗且長的針葉木纖維及其窗格型紋孔。還可見顏色較深的、相對(duì)較細(xì)的闊葉木纖維及其紋孔導(dǎo)管(見圖7d)?？梢姶罅勘”诩?xì)胞及草類梯形導(dǎo)管。小部分黃色纖維中，有些較長且粗，有些較短；纖維有斷頭和碎片；可見針葉木纖維具緣紋孔(見圖7b)，表明未脫墨漿中含有針葉木機(jī)械漿。未脫墨漿中有很多油墨點(diǎn)臟跡(紅、綠色油墨點(diǎn))及黃色膠黏物。

圖1 竹漿Graff C染色照片

圖2 國產(chǎn)桉木漿Graff C染色照片

圖3 進(jìn)口桉木漿Graff C染色照片

圖4 長纖維商品漿Graff C染色照片

圖5 原生漿Graff C染色照片

圖6 原生漿系列衛(wèi)生紙?jiān)圙raff C染色照片

圖7 未脫墨漿Graff C染色照片

圖8 脫墨漿Graff C染色照片

圖9 脫墨漿Herzberg染色照片

圖10 廢紙漿系列衛(wèi)生紙?jiān)圙raff C染色照片

未脫墨漿經(jīng)Herzberg染色后，纖維呈紫藍(lán)色，帚化較嚴(yán)重，帚化率為20.0%。

2.2.2脫墨漿

脫墨漿經(jīng)Graff C染色后的照片如圖8所示。由圖8可見，大多數(shù)纖維呈藍(lán)灰色，長短不一，顏色有深有淺?？梢娎w維較長且粗、兩端較圓滑的針葉木纖維及其具緣紋孔和窗格型紋孔。還可見顏色較深、細(xì)且短的闊葉木纖維、導(dǎo)管及導(dǎo)管碎片和薄壁細(xì)胞。脫墨后漿料油墨臟跡減少，存在少量油墨點(diǎn)及黃色膠黏物。黃色機(jī)械漿纖維大多是短且細(xì)的纖維，為兩端較細(xì)的闊葉木纖維?？梢婞S色闊葉木導(dǎo)管(見圖8a)。少量長且粗的黃色針葉木纖維有具緣紋孔、纖維碎片和斷頭，還可見未分散開的纖維束及交叉場木射線細(xì)胞(見圖8c)。還可見草類薄壁細(xì)胞。

脫墨漿經(jīng)Herzberg染色后的照片如圖9所示。由圖9可見，纖維基本呈紫藍(lán)色，分絲帚化較高，帚化率為18.9%。照片中可見少量附在纖維上的淺藍(lán)色油墨點(diǎn)(見圖9a)及黃色膠黏物(見圖9b)。

2.2.3衛(wèi)生紙?jiān)?/p>

衛(wèi)生紙?jiān)埥?jīng)Graff C染色后的照片如圖10所示。由圖10可見，大部分纖維呈藍(lán)灰色，帚化較嚴(yán)重。粗長的針葉木纖維有具緣紋孔及窗格型紋孔?？梢婇熑~木導(dǎo)管形態(tài)各異。黃色機(jī)械漿纖維有粗長的針葉木纖維也有細(xì)短的闊葉木纖維?？梢婞S色針葉木纖維的具緣紋孔和少量未分散開的纖維束及交叉場木射線細(xì)胞(見圖10a)。還可見黃色闊葉木紋孔導(dǎo)管(見圖10b)及薄壁細(xì)胞。照片中還有少量黃色膠黏物。觀察可知，G衛(wèi)生紙廠廢紙漿系列的纖維組成基本一致，組分復(fù)雜，主要有藍(lán)色化學(xué)漿針葉木長纖維、闊葉木短纖維及草類纖維原料，以及黃色針葉木、闊葉木機(jī)械漿纖維。

衛(wèi)生紙?jiān)埥?jīng)Herzberg染色后，纖維呈紫藍(lán)色，整體帚化嚴(yán)重，帚化率為25.2%，尤其是黃色機(jī)械/化機(jī)漿纖維分絲帚化嚴(yán)重。

G衛(wèi)生紙廠廢紙漿衛(wèi)生紙?jiān)埳a(chǎn)線取下的漿料及衛(wèi)生紙?jiān)埿阅苤笜?biāo)如表2所示。由表2可知，未脫墨漿、脫墨漿及衛(wèi)生紙?jiān)埖睦w維長度均較短，長度以0.5～1.5 mm居多，寬度較小。未脫墨漿的熒光白度較高，可見廢紙漿本身含有較多的熒光增白劑；浮選脫墨及漂白后，漿料白度及熒光白度比未脫墨漿高，可見脫墨后為了進(jìn)一步提高漿料白度添加了較多的熒光增白劑；脫墨漿的有效殘余油墨含量仍較高(41.57 mg/kg)，超過標(biāo)準(zhǔn)值。纖維分絲帚化程度較高，帚化率基本超過20%。

2.3 混合漿系列

2.3.1配抄5%脫墨漿

配抄5%脫墨漿的混合漿經(jīng)Graff C染色后的照片如圖11所示。由圖11可見，大部分纖維呈藍(lán)灰色，長短及粗細(xì)不一?？梢婇L且粗的針葉木纖維及其具緣紋孔，闊葉木薄壁細(xì)胞和紋孔導(dǎo)管。還可見明顯的草類纖維特征，包括較大的后生網(wǎng)紋導(dǎo)管、小的草類原生螺旋導(dǎo)管和從環(huán)紋導(dǎo)管上脫落的環(huán)形物，以及方形、棒形、圓形的草類薄壁細(xì)胞。此外，還可見少量黃色膠黏物，少量黃色機(jī)械漿纖維(有粗細(xì)兩種)及碎片。

表2 G衛(wèi)生紙廠廢紙漿系列測(cè)試結(jié)果

圖11 配抄5%脫墨漿的混合漿Graff C染色照片

圖12 配抄40%脫墨漿的混合漿Graff C染色照片

配抄5%脫墨漿的混合漿經(jīng)Herzberg染色后纖維基本呈紫藍(lán)色，帚化、起毛較多，帚化率為21.2%。

配抄10%脫墨漿的混合漿經(jīng)Graff C染色后的現(xiàn)象與配抄5%脫墨漿的混合漿基本一致。配抄10%、20%及30%脫墨漿的混合漿的纖維帚化率分別為21.2%、21.5%、21.2%。

2.3.2配抄40%脫墨漿的混合漿

配抄40%脫墨漿的混合漿經(jīng)Graff C染色后的照片如圖12所示。由圖12可見，藍(lán)灰色較粗的化學(xué)漿針葉木纖維及其具緣紋孔和窗格型紋孔；可見藍(lán)色化學(xué)漿闊葉木纖維及紋孔導(dǎo)管；還可見草類化學(xué)漿的特征，包括草類網(wǎng)紋導(dǎo)管及螺旋小導(dǎo)管；黃色機(jī)械漿纖維有斷頭和碎片；可見少量未分散開的纖維束及針葉木機(jī)械漿纖維和具緣紋孔。此外，還可見黃色闊葉木機(jī)械漿紋孔導(dǎo)管碎片;可見藍(lán)灰色和黃色的薄壁細(xì)胞，分別為化學(xué)漿和機(jī)械漿草類纖維特征。對(duì)比小于40%的低配抄的混合漿，纖維分析可見亮紅色油墨點(diǎn)及黃色膠黏物。

配抄40%脫墨漿的混合漿經(jīng)Herzberg染色后的纖維呈紫藍(lán)色，有少量黃色機(jī)械/化機(jī)漿纖維，纖維分絲帚化較嚴(yán)重，帚化率為23.3%。

配抄50%脫墨漿的混合漿經(jīng)Graff C染色后的現(xiàn)象與配抄40%脫墨漿的混合漿基本一致。存在少量油墨點(diǎn)及黃色膠黏物。纖維帚化率為20.6%。

2.3.3配抄60%脫墨漿的混合漿

配抄60%脫墨漿的混合漿經(jīng)Graff C染色后的照片如圖13所示。由圖13可見，藍(lán)灰色針葉木化學(xué)漿纖維及其具緣紋孔和窗格型紋孔；還可見闊葉木化學(xué)漿纖維及紋孔導(dǎo)管；可見化學(xué)漿草類纖維特征網(wǎng)紋導(dǎo)管、環(huán)紋導(dǎo)管(見圖13a)，以及導(dǎo)管碎片。黃色機(jī)械漿纖維有粗有細(xì)，可見較粗的針葉木纖維及其具緣紋孔和未分散開的纖維束及交叉場木射線細(xì)胞(見圖13b)；可見少量黃色膠黏物。纖維帚化率為20.8%。與脫墨漿配抄量小于60%的低配抄混合漿相比，纖維分析可見較多未分散開的纖維束及交叉場木射線細(xì)胞。

圖13 配抄60%脫墨漿的混合漿Graff C染色照片

配抄70%脫墨漿的混合漿經(jīng)Graff C染色后的現(xiàn)象與配抄60%脫墨漿的混合漿基本一致，纖維帚化率為22.7%。

圖14 配抄80%脫墨漿的混合漿Graff C染色照片

圖15 配抄90%脫墨漿的混合漿Graff C染色照片

表3配抄漿料混合漿系列測(cè)試結(jié)果

纖維長度分布/%0.2～0.5 mm0.5～1.5 mm1.5～3.0 mm纖維質(zhì)均長度/mm纖維寬度/μm細(xì)小纖維含量/%配抄5% 23.867.07.40.83319.75.5配抄10%24.466.37.60.82819.65.8配抄20%24.766.07.60.83019.75.8配抄30%25.865.67.00.80619.76.3配抄40%26.565.06.80.81019.86.3配抄50%27.164.36.70.80919.96.5配抄60%28.363.16.80.79819.97.0配抄70%29.062.86.40.79220.07.1配抄80%29.962.46.10.77419.97.4配抄90%30.861.45.90.77520.17.7纖維粗度/μg·m-1導(dǎo)管/個(gè)白度/%熒光白度/%有效殘余油墨/mg·kg-1熒光性物質(zhì)配抄5% 82.214183.82.412.74有配抄10%90.813084.54.017.41有配抄20%82.313885.36.213.99有配抄30%58.113985.37.715.64有配抄40%88.412285.38.821.50有配抄50%95.811685.39.727.00有配抄60%89.812484.910.322.06有配抄70%89.012684.510.834.50有配抄80%91.412483.911.221.59有配抄90%95.111082.911.535.00有

2.3.4配抄80%脫墨漿的混合漿

配抄80%脫墨漿的混合漿經(jīng)Graff C染色后的照片如圖14所示，現(xiàn)象與配抄60%脫墨漿的混合漿基本一致，其纖維帚化率為20.6%。與低配抄的混合漿相比，配抄80%脫墨漿的混合漿中可見較多的油墨點(diǎn)(見圖14a)和黃色膠黏物。

2.3.5配抄90%脫墨漿的混合漿

配抄90%脫墨漿的混合漿經(jīng)Graff C染色后的照片如圖15所示。由圖15可見，藍(lán)灰色針葉木化學(xué)漿纖維及其具緣紋孔和窗格型紋孔?？梢婇熑~木化學(xué)漿纖維及紋孔導(dǎo)管。還可見草類化學(xué)漿纖維特征網(wǎng)紋導(dǎo)管。黃色機(jī)械漿纖維中，有具緣紋孔針葉木纖維，其中可見針葉木纖維上的螺旋裂陷(見圖15a)，有未分散開的纖維束及交叉場木射線細(xì)胞(見圖15d)。還可見黃色機(jī)械漿闊葉木纖維的紋孔導(dǎo)管及碎片(見圖15c)。藍(lán)色和黃色均有薄壁細(xì)胞，為化學(xué)漿和機(jī)械漿草類纖維特征?？梢娸^多的油墨點(diǎn)和黃色膠黏物。纖維帚化率為22.3%。

以不同比例配抄脫墨漿的混合漿系列性能檢測(cè)結(jié)果如表3所示。由表3可見，隨脫墨漿配比的增加，纖維長度呈下降趨勢(shì)，以0.5～1.5 mm居多，寬度較小，細(xì)小纖維含量遞增。漿料白度變化不明顯，但隨著脫墨漿比例的增加，熒光白度值增幅較大。有效殘余油墨含量呈上升趨勢(shì)，但脫墨漿配比不超過40%時(shí)其含量不超過標(biāo)準(zhǔn)值(20 mg/kg)[3]，可見脫墨漿低比例配抄時(shí)，用有效殘余油墨含量進(jìn)行是否含廢紙漿的判定是有偏差的；結(jié)合纖維分析圖可見，脫墨漿配比達(dá)到40%時(shí)開始出現(xiàn)油墨點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的有效殘余油墨含量超過標(biāo)準(zhǔn)值(20 mg/kg)[3]。纖維分絲帚化較多，帚化率基本超過20%。隨脫墨漿配比的增加，黃色的機(jī)械漿纖維及未分散開的纖維束數(shù)量增加。

3 結(jié) 論

3.1原生漿系列衛(wèi)生紙?jiān)埳a(chǎn)線上的漿料及衛(wèi)生紙?jiān)埨w維中均未見油墨臟跡，有效殘余油墨含量低。漿料中未見黃色機(jī)械漿纖維。原生漿由于長纖維配比較低，纖維平均長度及寬度較小，漿料及衛(wèi)生紙?jiān)埖臒晒獍锥戎岛艿?，表明生產(chǎn)過程未添加熒光增白劑，纖維帚化率較高，但基本不超過20%。

3.2廢紙漿系列衛(wèi)生紙?jiān)埳a(chǎn)線上的漿料及衛(wèi)生紙?jiān)埨w維中可見油墨臟跡及黃色機(jī)械漿纖維甚至未分散開的機(jī)械漿纖維束。漿料的纖維較短細(xì)，熒光白度值高，有效殘余油墨含量高，纖維帚化率較高。

3.3混合漿由原生漿及脫墨漿按不同比例混合而成。隨脫墨漿比例的增加，混合漿的熒光白度值增幅較大，有效殘余油墨含量基本呈上升趨勢(shì)，但脫墨漿比例不超過40%時(shí)有效殘余油墨含量較低，未超過標(biāo)準(zhǔn)值(20 mg/kg)，可見脫墨漿配比較低時(shí)，用有效殘余油墨含量來判定漿料中是否含廢紙漿不夠準(zhǔn)確。隨脫墨漿比例的增加，混合漿的纖維帚化率基本超過20%，但分絲帚化程度變化不明顯；隨脫墨漿比例的增加，黃色機(jī)械漿纖維及未分散開的纖維束數(shù)量遞增。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] GB/T 4688—2002 紙、紙板和紙漿纖維組成的分析[S]. 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局， 2003.

[2] 楊淑惠， 邱玉桂， 譚國民， 等. 植物纖維化學(xué)[M]. 北京： 中國輕工業(yè)出版社, 2001.

[3] GB/T 24996—2010 紙張中脫墨回用纖維的判定[S]. 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局， 2010.