爆竹用紙的檢測(cè)分析與質(zhì)量現(xiàn)狀

劉紅梅 康峰 錢榮敬 文明 譚細(xì)生

（1.湖南省產(chǎn)商品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院 湖南長(zhǎng)沙 410007；2.中國(guó)輕工業(yè)長(zhǎng)沙工程有限公司）

1 前言

自爆竹問世以來，華人一直用它來慶祝節(jié)日或渲染民俗活動(dòng)，燃放爆竹已然成為民俗節(jié)日不可或缺的一部分。然而，近年來，因煙花爆竹造成的人員傷亡事故頻發(fā)[1-5]，加之燃放煙花爆竹對(duì)空氣質(zhì)量有一定影響[6-10]，從安全、環(huán)保、節(jié)能的角度出發(fā)，很多省份相繼退出煙花爆竹生產(chǎn)[11-12]，200多個(gè)城市制定了“禁放”“限放”法規(guī)。

為進(jìn)一步提高煙花爆竹的安全性和環(huán)保性，相關(guān)學(xué)者就煙花爆竹的生產(chǎn)、運(yùn)輸、銷售、燃放等領(lǐng)域進(jìn)行了一系列研究[13-20]，煙花爆竹的生產(chǎn)流通技術(shù)和監(jiān)管政策也在不斷完善。要生產(chǎn)出好的煙花爆竹，必須是“一紙、二藥、三工藝”[21]，可見紙張?jiān)跓熁ū裆a(chǎn)中的重要性，作為爆竹的重要生產(chǎn)原料，爆竹用紙的質(zhì)量情況關(guān)系到爆竹的等級(jí)和性能，影響企業(yè)的生產(chǎn)安全，是行業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)之一。

爆竹用紙包括：主體紙、加固紙、包頭紙、傘紙、筒口紙、補(bǔ)助紙等。本文主要考察主體紙，即用于制作煙花爆竹筒體的紙張。主體紙按照顏色分為本色紙和加色紙。加色紙中以紅紙最為常見，如普紅紙、全紅紙、特紅紙和玫瑰紅紙。爆竹用紙的主要原料是廢紙、木漿、竹漿，經(jīng)碎漿、打漿、篩選、調(diào)色、抄造、烘干、卷取制成。

為較全面了解爆竹用紙的質(zhì)量情況，為爆竹用紙的標(biāo)準(zhǔn)化提供數(shù)據(jù)支持，加強(qiáng)煙花爆竹的安全監(jiān)管，本文從煙花爆竹主產(chǎn)區(qū)湖南省瀏陽市、醴陵市、宜章縣和江西省萬載縣、上栗縣采集60份爆竹用紙，進(jìn)行定量、松厚度、耐破指數(shù)等9個(gè)質(zhì)量參數(shù)的檢測(cè)。

2 材料與方法

2.1 材料

爆竹用紙樣品采自湖南省瀏陽市、醴陵市、宜章縣和江西省萬載縣、上栗縣等爆竹主產(chǎn)區(qū)，其中造紙廠采樣21份，爆竹筒加工廠采樣34份，紙品銷售公司采樣5份。

2.2 儀器

紙與紙板定量測(cè)定儀（D－DLY50，四川長(zhǎng)江造紙儀器有限責(zé)任公司）；電腦測(cè)控紙張耐破度儀（DC－NPY1200，四川長(zhǎng)江造紙儀器有限責(zé)任公司）；電腦測(cè)控厚度緊度儀（DC－HJY03，四川長(zhǎng)江造紙儀器有限責(zé)任公司）；抗張強(qiáng)度測(cè)試儀（84-56，荷蘭Buchel公司）；可勃吸收性測(cè)定儀（PN-COBB，杭州品享科技有限公司）；電子天平（BS224S，賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司）；殘余油墨測(cè)試儀（CTPISO，美國(guó)Technidyne Corporation）；分光密度計(jì)（528，美國(guó)愛色麗公司）。

2.3 試驗(yàn)方法

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試，各質(zhì)量參數(shù)所用標(biāo)準(zhǔn)方法如表1所示。

表1 質(zhì)量參數(shù)的測(cè)試方法

3 結(jié)果分析

3.1 定量

定量是紙張最基本的性能指標(biāo)之一，常被視為紙的特性參數(shù)。所謂定量是指“按照規(guī)定的測(cè)試方法測(cè)定的紙與紙板單位面積的質(zhì)量”，單位為g/m2。按照GB/T 451.2-2002《紙和紙板定量的測(cè)定》，測(cè)試了60份爆竹用紙的定量，結(jié)果見圖1。

圖1 爆竹用紙定量測(cè)試結(jié)果

從定量分布來看，大部分爆竹用紙定量為60～100 g/m2，占爆竹用紙樣品的75.0%。爆竹的主要品種“紅地毯”“大地紅”使用的紙張定量一般在此范圍。紙張定量25～30 g/m2的樣品有9份，占樣本總量的15.0%，該類紙張主要用于生產(chǎn)玫瑰紅炮和翡翠炮。有6份樣品定量>100 g/m2，該類紙張一般用于生產(chǎn)擦炮、雷鳴炮，部分工廠的“紅地毯”“大地紅”品種也會(huì)使用少量>100 g/m2的紙張。

3.2 橫幅定量偏差

橫幅定量偏差是衡量紙張均勻程度的一個(gè)重要指標(biāo)，橫幅定量偏差越小，紙張?jiān)骄鶆?。爆竹用紙橫幅定量偏差分布情況見圖2?？梢钥闯?，爆竹用紙的橫幅定量偏差主要分布在5.0%～7.5%，該范圍的樣品占總數(shù)的60%。一般機(jī)制紙的橫幅定量偏差為≤5%，由于一些爆竹用紙洞眼較多，紙張表面粗糙，紙張勻度差，導(dǎo)致橫幅定量偏差較大。

圖2 爆竹用紙橫幅定量偏差測(cè)試結(jié)果

3.3 耐破指數(shù)

耐破指數(shù)是紙張的一個(gè)強(qiáng)度指標(biāo)，耐破指數(shù)越大，紙張?jiān)讲蝗菀妆淮疗?。爆竹用紙的耐破指?shù)不宜過大，否則容易造成爆竹炸不開的現(xiàn)象，降低爆竹的燒成率。爆竹用紙樣品的耐破指數(shù)測(cè)試結(jié)果如圖3所示。可見，爆竹用紙的耐破指數(shù)普遍較低，60份樣品中耐破指數(shù)<1.0 kPa·m2/g的有52份，占樣品總數(shù)的86.7%。

圖3 爆竹用紙耐破指數(shù)測(cè)試結(jié)果

3.4 松厚度

松厚度是體現(xiàn)紙張結(jié)構(gòu)是否致密的參數(shù)，松厚度越大的紙，紙張結(jié)構(gòu)越疏松，噸紙?bào)w積越大。爆竹用紙松厚度越大，制成的爆竹越容易炸開。但松厚度不是越大越好，松厚度過大，紙張強(qiáng)度降低，爆竹炸開后紙片面積大，適當(dāng)?shù)乃珊穸?，可以保證爆竹炸開后紙張細(xì)碎均勻。爆竹用紙樣品的松厚度檢測(cè)結(jié)果如圖4所示。爆竹用紙的松厚度分布范圍較寬，為1.5～4.5cm3/g，紙張松厚度較大，95%的樣品松厚度≥2.0，cm3/g。

圖4 爆竹用紙松厚度測(cè)試結(jié)果

3.5 縱向裂斷長(zhǎng)

縱向裂斷長(zhǎng)是衡量紙張縱向拉伸強(qiáng)度的指標(biāo)，是指紙張能承受自身重量的最大長(zhǎng)度。爆竹用紙樣品的裂斷長(zhǎng)檢測(cè)結(jié)果如圖5所示?？梢钥闯觯裼眉埖牧褦嚅L(zhǎng)較低，60份樣品中有35份裂斷長(zhǎng)分布在0.5～1.5 km，占樣品總數(shù)的58.3%，裂斷長(zhǎng)最大值不超過3.5 km，有樣品的裂斷長(zhǎng)甚至低于0.5 km。

圖5 爆竹用紙裂斷長(zhǎng)測(cè)試結(jié)果

3.6 洞眼

洞眼是紙張常見的一種質(zhì)量缺陷，是指在生產(chǎn)過程中纖維分布不均勻?qū)е录垙埍砻娉霈F(xiàn)的孔洞。爆竹用紙對(duì)外觀要求較低，紙張表面常伴有洞眼。一定數(shù)量的小洞眼不影響爆竹用紙的使用，但尺寸過大的洞眼則可能影響爆竹筒的生產(chǎn)效率和成品質(zhì)量。表2為爆竹用紙的洞眼測(cè)試結(jié)果，其中<2mm2的洞眼未進(jìn)行測(cè)量?？梢?，爆竹用紙的洞眼存在數(shù)量多、面積大、分布廣的特點(diǎn)。

表2 爆竹用紙洞眼測(cè)試結(jié)果

3.7 色調(diào)

爆竹用紙一般為加色紙，其中紅色爆竹用紙最為常見，占爆竹用紙總產(chǎn)量的90%以上，紅色爆竹用紙根據(jù)其色調(diào)不同，可分為普紅紙、全紅紙、特紅紙、玫瑰紅紙等。除紅色紙外，爆竹用紙還有綠色紙、黃色紙、黑色紙、白色紙等諸多品種。本次采集的60份樣品中有53份為紅色紙，這些紅色爆竹用紙的色調(diào)測(cè)試結(jié)果如表4所示。燃放爆竹一般是為了增加熱鬧喜慶的節(jié)日氣氛，因此，顏色鮮艷、紅色純正的特紅紙最受歡迎，市場(chǎng)占有率最高；全紅紙及普紅紙?zhí)砑拥募t色顏料較少，色澤不如特紅紙鮮艷，市場(chǎng)占有率低于特紅紙；玫瑰紅紙制造的爆竹因?yàn)閮r(jià)格較為昂貴，使用場(chǎng)合有限，市場(chǎng)占有率最低。

3.8 同批同色色差

同批同色色差反映的是紙張顏色的均勻程度，53份紅色爆竹用紙的同批同色色差測(cè)試結(jié)果見表3、圖6。色差<2CIEL*a*b的樣品只有4份，色差為（2～6）CIEL*a*b的樣品有43份，占紅色爆竹用紙總數(shù)的81.1%，有6份樣品的色差＞6CIEL*a*b。由于爆竹用紙?jiān)陷^為復(fù)雜，生產(chǎn)工藝相對(duì)落后，有些紙種還要添加木屑增加松厚度，各種來源的廢紙纖維的染色程度存在差異，導(dǎo)致爆竹用紙表面較為粗糙，色澤均勻性較差，同批同色色差較大。

圖6 爆竹用紙同批同色色差分布

表3 爆竹用紙色調(diào)測(cè)試結(jié)果

3.9 吸水性

26份樣品在吸水性測(cè)試過程中出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象，導(dǎo)致檢測(cè)無法進(jìn)行。被測(cè)的34份樣品紙張定量范圍為62.4～114.2 g/m2，吸水性結(jié)果范圍為59.9～165.8 g/m2。以紙張定量為橫坐標(biāo)、吸水性為縱坐標(biāo)繪制吸水性散點(diǎn)圖。從圖7可以看出，吸水性隨紙張定量的增加呈一定的增長(zhǎng)趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)表明，爆竹用紙的吸水性很強(qiáng)，吸水性數(shù)值普遍接近紙張定量。

4 結(jié)論

（1）爆竹用紙定量分布較廣，根據(jù)爆竹種類不同，爆竹用紙定量為27 g/m2～120 g/m2。其中，以60 g/m2～100 g/m2數(shù)量最多，占樣品總量的75.0%。

（2）爆竹用紙松厚度大，強(qiáng)度低。95%的樣品松厚度≥2.0 cm3/g；耐破指數(shù)普遍<1.0 kPa·m2/g；60份樣品中有35份裂斷長(zhǎng)分布在0.5～1.5 km，占樣品總數(shù)的58.3%，裂斷長(zhǎng)最大值不超過3.5km。

（3）爆竹用紙的外觀特點(diǎn)表現(xiàn)為色彩鮮艷、洞眼多、勻度差。爆竹用紙以紅色紙為主，洞眼數(shù)量多、面積大、分布廣，橫幅定量偏差主要分布在5.0%～7.5%。