影響熒光增白劑增白效果的因素

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發表時間:2018-11-22 22:17

  1 熒光增白劑的增白原理

  由于纖維中木質素的殘存,及制漿過程中化學藥劑的使用,使紙張總是有黃的色光,以光學的原理來說,即紙張吸收了自然光的較短波長的光能,反射光中的藍一紫色可見光稍嫌不足,而導致我們看見的紙張偏黃。熒光增白劑的使用即是在紫外光(Uv)的刺激下,釋放出420~450 nlIl波長的熒光,以補充不足的藍一紫色可見光段波長,并且增加全反射光的視感光量,從而,可增加紙張的自感。熒光增白劑是具有光學性增加白色感作用的染料,因此,我們又稱熒光增白劑為光學增白劑,單獨的化學漂白無法達到令人滿意的白度,并且過量漂白會損害纖維,因而,熒光增白劑被認為是抄造白色紙張最具經濟效益的藥劑。

  2 造紙用熒光增白劑的類型和效用造紙用的熒光增白劑大多屬于陰離子直接性染料。一般造紙用的熒光增白劑可依據其磺化程度分為三類:

  一般型:具有足夠的纖維親和力、良好的酸堿值穩定性、與淀粉間有良好的相容性,屬于四磺酸型的熒光增白劑,如NT一3、NT一3一B。直接型:具有良好的纖維親和力、熒光強度高,用量少,很經濟,但酸堿值穩定性差,屬于二磺酸型的熒光增白劑,如NT一8。

  涂布型:和纖維的親和力較差,不易吸附于纖維,卻能分散在任何條件的涂料里,尤其能適應各種接著劑和陽離子物質,成本較高,屬于六磺酸型熒光增白劑,如熒光增白劑RSB。

  特殊型:和纖維具有較高的親和力,耐候性能極佳,成品紙能達很高白度,耐酸堿性能也較好,但價格較昂貴,如熒光增白劑FNW。

  3 影響增白劑增白效果的因素及對策

  3.1 原漿白度

  紙漿的白度越高,增白劑的增白效果越好。只有在高白度的紙漿中使用增白劑才較為經濟合理。例如原漿的白度在70% /SO以下時,白度越低,增白效果越差。增白劑用量相同時,白度的增值很小。當原漿白度在80% ISO時較容易增白,使用4~6 kg/t紙液體增白劑NT一3或NT一3一B白度可達到9o% ~95%ISO。如果受制漿漂白工藝設備條件的制約,原漿白度只能在75%ISO以下,建議使用NT一8,但必須使pH在7以上,方能有較理想的增白效果。如果是脫墨回收紙,考慮到一部分廢紙中已使用過增白劑,靠添加普通增白劑要明顯提高成品紙的白度是困難的,可選擇試用特殊增白劑F1Nw,由于價格較昂貴,要慎重選擇,NT一3一B型也是可選擇的產品。

  3.2 增自劑的用量

  在一定的工藝條件、原漿白度條件下,增白劑對絕干漿料的用量是十分重要的。首先是隨著增白劑用量的增加,白度迅速提高,并達到某一個峰值。峰值后隨著增白劑用量增加,白度峰值變化很小,甚至下降。

  當增白劑用量從0提高到0.4%時,白度呈線性增加;但當用量從0.4%增加到0.8%時,白度增值增加很小。而此時增白劑的成本則增加了1倍!生產中增白劑用量達到12~16 kg/t紙,而白度依然變化不大,就是這個道理。超過了產生峰值的用量,再多加增白劑用量,對提高白度沒有意義。當然在某一機臺、特定的紙種、特定的工藝條件下,達到白度峰值的增白劑用量是多少,或者說增白劑的經濟合理用量是多少,各廠是不一樣的,要做一些鉆研工作。我們推薦的經濟用量,NT一3、NT一3一B一般為4~8kg/t紙,NT一8一般為3~6 kg/t紙。

  3.3 pH值和明礬用量

  就一般情況而言,增白劑在pH 7.0~9.0時能取得更好的增白效果,尤其是NT一8,建議在pH 6.5以上使用,如pH值在6.5以下,建議使用NT一3,因NT一8為二磺酸型,雖然增白強度比NT一3高,但耐酸性較差。抄紙系統中明礬的加入對增白效果有一定影響,首先是隨著明礬的加入,系統的pH下降;其次明礬用量增多,陽電性增強,對增白劑的干擾增強;第三是明礬含有較多的鐵離子,而增白劑對鐵、銅離子忍耐性較差。

  3.4 填料對增白劑的影響

  隨著填料用量的增加,紙張的增白效果也受到一定的影響。當增白劑用量W為0.4% ,填料用量從W=10%提高到W=20%時,白度增值下降2個單位。不同的填料對增白劑的影響不同,例如Ti0,的影響比高嶺土或白堊要大些。另一點很重要,生產不同白度的紙種還應選擇不同品級的填料,例如生產9o%ISO雙膠紙就不宜選用白度83%ISO的滑石粉。

  3.5 配漿和損紙對增白劑增白效果的影響

  不同白度要求的紙種選擇合適的漿料配比十分重要。生產高白度的紙種不宜選用含木素的機械漿,如SWG、TMP、C3\"MP等。因為木素對增白效果影響十分明顯。含有此類漿料的紙種難以達到高白度,不同漂白程度的纖維對增白劑有不同的反應性。從經濟效益出發,損紙的回用量是必不可少的,損紙的回用對增白效果有負面影響,這是由于損紙中有陽離子性化學品存在,干擾了增白劑的增白效果。因此生產過程中應該保證漿料配比穩定,損紙要穩定地回抄,這樣才能保證白度和色調的穩定。

  3.6 陽離子化學品對增白劑增白效果的影響

  隨著紙機車速提高和質量要求增加,陽離子性化學品在造紙中的應用十分廣泛,如陽離子聚丙烯酰胺等。所有的陽離子性化學品都對增白劑增白效果有負面影響。如果處置不當即使少量的陽離子化學品都會嚴重降低紙張的白度。化學品的陽電性越強,這種影響越大,如陽離子淀粉的取代度越高或聚丙烯酰胺的電荷密度越高,對增白效果的干擾越大。

  在高白度高級文化用紙中,施膠劑、助留劑、增白劑都是不可少的添加劑,如何控制它們的負面效應,控制它們之間的相關干擾十分重要。一般的措施是把增白劑和陽離子化學品分別在不同的部位加入,或保持它的距離。特別重要的是加入增白劑前配料中最好沒有任何陽離子性添加物。因此在造紙化學品的應用中仔細選擇各種物料的添加點十分重要。

  3.7 表面施膠中增白劑的應用

  增白劑既可以加在濕部也可以加在表面施膠中,當生產高白度紙張時,可以在兩個部位同時添加,但是一般來說應盡量避免把染料加在表面施膠劑中,因為這樣會使某些紙病更加突出。表面施膠中應用增白劑時,應充分考慮增白劑與表面施膠劑或表面施膠中添加的功能性化學品的相互干擾。目前有的表面施膠劑帶正電性,就不宜與增白劑混用。從成本的角度考慮,紙張的定量低于80 g/m2在表面施膠中加增白劑沒有經濟上的優勢,高于80 g/m2則有經濟優勢。原因是:通常,表面施膠劑一般為淀粉類型的,紙頁達到80g/m2時,淀粉不會滲入紙張內部,而是保留在紙頁表面,增白劑也留在紙張表面,白度得到改善。


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