第五節染色

授課人：肖群英

第三章濕部化學主要內容：一、CIE1976L、a、b紙張顏色表示法二、股份公司目前幾種紙漿色調情況三、紙張的增白（重）四、紙張調色或染色（難、重）五、調色規則六、調色操作注意事項七、具體實例（8號機為藍本）一、CIE1976L、a、b紙張顏色表示法1、L為明度指數，L為零時，紙張吸收全部光，呈黑色；L為100時表示紙張反射全部的光，呈純白色。2、a和b為色度指數，a為正值，表示偏紅程度；a為負值，表示偏綠程度。b為正值，表示偏黃程度；b為負值，表示偏藍程度。3、CIE(W)視覺白度，反映人眼對紙樣白度的感覺情況。紙樣CIE越大，人們認為該紙樣越白。色空間圖L*=0L*=100+a*-a*-b*+b*二、岳紙目前幾種紙漿色調情況了解補充內容結論：1、對于同一種漿而言，隨著白度升高，明度指數升高，b值降低，CIE值增加。2、不同漿種的色相指標不一樣：明度指數，脫墨漿最低，漂白機漿最低。b值化機漿和漂白機漿最大。三、紙張的增白1、熒光增白劑的定義：紙漿纖維總是呈黃至灰色，需加入熒光增白劑，吸收紫外光而發出藍色熒光，根據光學互補原理，使紙漿變為純白色。熒光增白劑：是一種熒光染料，又稱白色染料。是一種可以吸收紫外光，并發出可見的藍色、藍紫色等熒光的有機化合物。掌握紙張的增白

2、熒光增白劑的作用機理

熒光增白劑有發色基團，能產生可見的熒光。增白劑被纖維吸附而固著在紙上。在光照下，增白劑既能反射可見光，還能吸收日光中不可見的紫外光，將其轉變為可見光，在紙面發出不同強度和差異的熒光，當增白劑輻射出微藍色熒光，可與紙張原來微黃色互補而呈白色，使紙張增白，同時使紙張總的可見光反射率增大，增加了紙張的亮度。掌握它是一種具有共軛雙鍵的有機化合物，由上可看出，這類增白劑有4種基團：①熒光基團：二亞氨基二苯乙烯基。這是一個大共軛基團，具有可被紫外線激發的π電子。當分子吸收紫外線后，能從基態變為激發態，不穩定的激發態輻射出熒光，而后又恢復到基態。②轉換波長基團：如結構式中各取代基。取代基具有將輻射光轉換為不同波長可見光（如紫光、藍光的作用）。不同的增白劑具有不同的取代基，所呈現的顏色也有差別。③活性基團：即三嗪基。該活性基同熒光基團結合又連接轉換波長基團，還能與纖維素親合，是許多熒光增白劑不可缺少的活性部分。④親水基團：如磺酸基。其作用是增加增白劑的水溶性，在水中易于分散并與纖維素有較高的親和力。3、增白劑種類增白劑種類：造紙行業主要使用的是雙三嗪氨基二苯乙烯類增白劑，稱為VBL型增白劑①二磺酸類：與纖維有很好的結合力，適用于漿內增白，但不耐酸、Al3+和其它陽離子物質。②四磺酸類：與纖維有較好的結合力，適用于漿內、表面施膠和涂料增白，較好的耐酸、Al3+和其它陽離子物質。③六磺酸類：與纖維的結合力很差，適用于表面施膠和涂料增白，耐酸、Al3+和其它陽離子物質。掌握4、增白劑的質量指標：熒光強度：熒光強度是指增白劑對348nm波長的紫外光的最大吸收與熒光增白劑標準品吸收的比值。主含量是指增白劑中能夠吸收紫外光的成分中，其中最大的含量成分所占的比率。鹽含量指增白劑中所有無機鹽的含量，可通過電導率的高低來表示。5、增白劑在造紙上的應用多使用液體增白劑。漿內添加表面施膠膠料中添加涂布中添加6、影響增白劑應用的主要因素

1、金屬離子

Ca2+、Mg2+、Fe3+對增白作用均有不利影響，尤以Fe3+影響最大，生產中所用礬土的Fe3+含量要控制，Fe3+含量過高會使漿的色調發暗。

TiO2能吸收紫外光，會降低熒光增白效果2、陽離子化學品

所有的陽離子性化學品都對增白劑增白效果有負面影響。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。掌握影響增白劑效果的主要因素3、漿料性質

因為木素具有吸收紫外光的特性。所以，熒光增白劑不適于處理顏色深的未漂漿料，而只適用于漂白漿。漿料白度越高，增白效果就越顯著。4、熒光增白劑的用量

熒光增白劑加入量較少時，隨用量的增加白度逐漸增加，達到一最大值后，再增加用量，白度反而會降低，故增白劑用量不宜過量。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，白度增值增加下降。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16kg／t紙。再多加增白劑用量，對提高白度沒有意義。且會影響系統白水濃度。增白劑用量對PCD及填料留著率的影響補充內容增白劑添加量對漿料濾水的影響補充內容四、紙張調色或染色1、染色和調色的定義：染色：指在紙漿或紙張中加入某些色料使紙能有選擇地吸收可見光中的大部分光譜，不吸收并反射出所需要的光譜，染色是對色紙而言。調色：指在漂白紙漿中加入少量藍色、紫色、紫藍色或紫紅色，使之與漂白紙漿呈現的淺黃色互補而顯出白色。調色是對白紙而言，主要是顯白作用。掌握可見光光譜宇宙射線伽瑪射線紫外光微波電視收音機X射線電力紅外線可見光3100mi100ft1ft.01ft.0001ft10nm1nm.001nm.00001nm60Hz88MHz10242、色相調色原理3、染料的種類和特性顏料：主要用于紙張的涂布中，填料也具有顏料的作用。染料：造紙多用液體合成染料，易溶于水，著色力強，價格低，染色操作簡單。按性質分為：直接染料酸性染料堿性染料染料的特性直接染料：分子內含有水溶性基團（磺酸基或羧基）和可產生氫鍵的羥基或氨基，可溶于水，染料對纖維具有親和力，染色時不需媒染劑即可直接染著于纖維上的一種染料。如與紙漿混合不勻，則部分纖維易優先染色而出現色斑。堿性染料：具有氨基基團的有機化合物，在水中離解成陽離子，陽離子為染料部分，陰離子為硫酸根、鹽酸根、醋酸根等離子。酸性染料：一般含有磺酸基、羧基和羥基等可溶性基團，可溶于水，多在酸性介質中染色。染料的特性4、染料的應用及影響染色因素（重）（1）染色方法：漿內染色：染料加入配漿箱或成漿池等，方法簡單，易于操作，染色均勻。但染料有部分隨網下白水流失，造成色度不穩，染色兩面差。施膠壓榨染色：加入在造紙機施膠壓榨處，用涂布的方法在紙的一面或兩面進行染色，染色液可與表面施膠劑混合使用。染色劑流失少，易染色，但均勻性差。（2）影響染色的因素1、紙漿性質：漿種：堿性染料對木素有很強的親和力，含大量機械漿的紙種宜用堿性染料染色。直接染料對纖維素具有較強的親和力，染漂白化學漿最好用直接染料，陽離子直接染料對纖維的親和力好。紙漿的種類對陰離子染料的留著率影響很大。草漿、闊葉木短纖維多，比表面積大，易吸附染料，達到同樣的色度，需要比針葉木使用更多的染料。掌握影響染色的因素2、打漿度：打漿度高易于染色。

紙漿打漿程度提高，纖維比表面積增大，成紙的緊度和透光性提高，減少了對可見光的反射能力，使成紙的顏色看起來較深。3、填料：填料的粒度遠小于纖維，其比表面積很大，可消耗更多的漿料，加上填料對染色纖維的掩蓋作用，在染料量相同的情況下，使成紙顏色比較深。如果增加填料量，達到同樣的色度所需要的染料量也隨之增加。因此，高加填紙張所需要的染料量明顯高于低加填的紙張。大部分填料對染料都具有親和力，對含有填料的漿料可吸收部分染料，影響成紙染色效果。4、溫度：尤其是直接染料影響大。掌握5、PH值：不同的染料有不同的合適范圍。

pH值對染料的色調和染料留著率具有很大的影響。為了減少顏色變化，染色時應嚴格控制體系的pH值。直接染料在pH值4.5~8.0的范圍內，均可獲得很好的留著率，其他許多染料通過使用固著劑提高其留著率可成功的應用于較高pH值下。影響染色的因素掌握6、其它化學品：紙漿中殘留的氧化或還原化合物，不利于染色。硫酸鋁主要用于酸性造紙，在染料之后加入，可提高低親和性染料的留著率；在染料前加入則可降低染色深度和亮度，可導致染色兩面差。助留劑可促進染料的留著。殺菌劑和消泡劑可與染料或顏料反應，形成沉淀、附聚物，甚至破壞染料結構。與染料不相容的化學品應選擇適當的加入地點，以免與染料直接接觸，影響使用效果。7、水的硬度：使用直接染料和酸性染料時提高水的硬度對染色有利。水的硬度不影響顏料和堿性染料的留著，但水的硬度高對熒光增白劑不利。影響染色的因素掌握五：調色規則L*值a*值b*值ISO白度W10值不透明度藍染料增加下降略下降下降略下降上升上升紫染料增加下降上升下降略下降上升上升增白劑增加略上升略上升下降上升上升下降熟悉1、加紅色染料，a值增加。2、加綠色染料，a值減少。3、加黃色染料，b值增加。4、加藍色染料，b值減少。

5、加紫色染料，a值增加，b值減少。

6、加增白劑，a值增加，b值減少。調色規則

熟悉調色規則增加藍色染料：“L”值和“b”值降低，“a”值變化很小；亮度不變，不透明度提高增加紅色染料:“L”值降低，“a”值上升，“b”值略微下降；亮度略微下降，不透明度不變增加黃色染料：提高“b”值，同時“L”值和“a”值小幅降低；降低白度，但不透明度不變增加光學增白劑（OBA）：“b”值降低，“L”值或“a”值輕微變化；亮度提高，但不透明度不變，“a”值下降標志著OBA用量過大增加OBA用量，減少藍色染料：“L”值上升，“a”值、“b”值變化很小OBA用量增加導致白度提高，藍色染料減少導致不透明度降低六、注意事項（一）調色操作注意事項：1、損紙的加入量一定要穩定，損紙用量大時，應適當降低染料用量；當損紙用量變化較大時，打漿要及時通知紙機，以便紙機提前下紙檢測。色相檢測結果要及時通知“化學品”崗位。2、a、b值發生變化時,不能只調蘭或紫,要兼顧ISO白度（可調節OBA的用量）；且調染料時,要注意蘭和紫的比例關系。3、a值上升到一定值后（如3.5以上），a值數值變化緩慢，要注意紙樣的視覺對比。調色操作注意事項4、斷紙后，OBA用量降為正常用量的20-30%，同時染料用量也要調整（根據不同紙機、不同產品總結）５、若以紫色染料為主，則先以調節b*值為首要目標，再輔助調節其它染料來調整a*值。６、若a*b*值相差都較大，則可以根據經驗同時調節兩種染料。７、不同漿種和機臺調整染料用量時，對顏色的反應不一致，應根據本機臺的特點靈活掌握。８、注意染料對白度的影響，生產調色紙時，增白劑用量大于不調色紙（同樣白度）注意事項：

（二）如何控制紙張色相穩定主要注意以下幾點：1、各種漿料色調及漿料配比穩定。2、增白劑用量控制穩定，確保成紙白度穩定和色相指標穩定。3、染料用量不同，幾種染料的比例不同，成紙的色相是不同的，所以要穩定控制染料的濃度及流量。在生產中能用一種染料調色的盡可能用一種，減少因染料品種多，而造成紙張色相的不穩定。4、保持紙機網部的留著穩定，不僅保留了細小纖維和填料，而且保留了增白劑及染料，細小纖維比長纖維對染料有更多的吸附，有利于染色。七、具體實例（8號機為藍本）

1、增白調色流程

2、注意事項補充內容1、8號機流程8號機2、調色注意事項1、首程留著率對色相影響較大，班組必須關注白水濃度的變化，保持漿部工藝參數的穩定，有助于穩定成紙色相。2、正常生產中班組的損紙配比不允許大幅度調整，班組應該根據生產情況和損紙塔的液位提前計算好損紙的用量，損紙配比慢慢調整。注意損紙配比增加和降低需適當調整OBA和染料的用量。一般情況下損紙每增加或降低10%，染料的用量減少或增加5g。補充內容具體實例（8號機為藍本）3、紙斷在壓榨，染料必須下降到正常用量的1/4；紙帶到施膠壓榨，染料的用量加到正常用量的1/2；紙帶到壓光，染料的用量加到正常用量的3/4；施膠靠上涂布頭后，染料的用量加到正常用量。需及時跟當班工藝師聯系.4、開機帶紙時和斷紙時的染料用量的添加按第二條規定執行。5、OBA的加入量的增減和染料一樣控制。具體實例（8號機為藍本）6、染料換過濾器時需將加料泵的泵速打到手動，換完過濾器后再將泵速打自動。換過濾器最好是在斷紙期間更換。染料過濾器改為每天的白班清洗。7、開機加染料時，如果泵速打到自動容易一開泵泵速到100%，容易沖爆過濾器的密封圈，所以要求班組開機之前將染