文化用紙中的彩色紙的市場需求量呈逐年上升趨勢。這一方面是讀者防近視的需要;另一方面也滿足了出版社防盜版、增加圖片美感從而擴大銷量的需要。但是生產(chǎn)色紙的廠家無一例外的都面臨共同的困難:色差控制問題。色差的表現(xiàn)形式有兩種:一種是顏色深淺的變化;一種是色相的變化。實際生產(chǎn)中,選定了染料種類和用量后,如果沒有特殊情況,色差來源主要是前者。本文就以麥草漿和進口木漿生產(chǎn)印刷書寫紙的色差問題進行討論。
連續(xù)染色法固然可以及時調整染料用量減少色差,但須選擇著色快的染料。此類染料大多為堿性染料,存在日曬牢度差、易褪色的缺點,而用直接染料或酸性染料因染色時間短著色較輕。連續(xù)染色主要用于車速較快的紙機或生產(chǎn)顏色較淺的紙張。國內生產(chǎn)文化用紙的主要原料是麥草漿,紙機車速大都在250m/min以下,因而采用間歇配漿染色方法比較普遍。
1、染色機理
在紙漿中加入選定的染料,使其有選擇地吸收可見光中大部分光譜,未被吸收而被反射出來的光譜,即為所需色澤。其中黃色的波長最短,在565~585nm范圍內,因而生產(chǎn)黃紙的色差更難控制。
2、染料的選擇和用量
根據(jù)所要生產(chǎn)紙張的顏色進行染料選擇時,最好選擇兩種或三種染料混合,比單一染料控制色差較為容易一些,尤其是主色偏黃的情況下。堿性染料易著色且色彩鮮艷但色牢度差,有的很難溶解,稍不注意就會產(chǎn)生色斑。直接染料著色相對較快又有較好的牢度,應優(yōu)先選擇,其后是直接耐曬染料。
選染料時先按正常生產(chǎn)時的草漿木漿配比配好漿,根據(jù)經(jīng)驗加入染料,用抄片機抄制小樣,做定性試驗,驗證色相是否一致。可以應用顏色白度儀測定試樣L*值、a*值、b*值、c*值、h*值,與樣品測定值作比較,然后再進行定量試驗。如果把樣品紙用水浸透后與配制漿料比較色相,可縮短確定染料與漿料比例的時間。直接染料用量一般以1/萬為單位,堿性染料則以1/10萬為單位。
3、配料
首先要保證漿料的打漿度和濃度的穩(wěn)定。自制草漿的洗滌對染色影響很大,要求硬度在0.06%(600ppm)以下,殘氯小于0.004g/l。殘氯過高時甚至會造成纖維不上色。由于草漿木漿的著色程度不同,并且損紙帶有染料,因此要求配比一定要均勻,尤其是草漿白度變化不能太大。生產(chǎn)色紙,如果亮度沒有特別的要求,最好不用增白劑,以免帶來額外的色差。
漿料配好后,應先加染料,保持10~15min的循環(huán)時間后,再加松香膠和礬土。也可以改為逆施膠,先加礬土后再加松香膠,效果更好。漿料上網(wǎng)的pH值對染色效果影響很大,可以通過礬土量來控制。用AKD中性施膠,則先加染料,后加陽離子淀粉。為了增強染色效果,可以加一些食鹽,降低染料的溶解度,起一定的助染作用。有條件的話用固色劑效果更好,但必須注意應先于染料加入漿內才能起到較好的作用。
由于系統(tǒng)中存有大量的白水,開始生產(chǎn)時不可避免地降低了染料的濃度,正常生產(chǎn)時紙張顏色會由淺變深。
生產(chǎn)中的這種過渡顏色紙造成很大的浪費。解決的措施是根據(jù)配料漿池中的染料濃度,在白水系統(tǒng)中加入部分染料,其加入量必須與配料池的染料濃度相當。或者按如下方法:用直接染料時,第一池加入的染料量是正常的1.5倍,第二池1.3倍,第三池1.1倍,以后正常添加。如果是堿性染料或復配染料,則按1.2倍、1.1倍和正常量添加。
4、抄造
在紙機抄造過程中,助留助濾劑的使用量和濃度要求穩(wěn)定,因細小纖維和填料的留著率變化也相應引起染料留著量的變化。另外還要注意白水的循環(huán)量穩(wěn)定。在正常生產(chǎn)中,不可避免地有一些干擾因素,造成顏色深淺波動,這時可以通過調整填料的加入量來調節(jié),因為填料本身具有較高的白度,并且和纖維爭奪染料的功能非常強,當顏色變淺時,可以減少填料的用量。經(jīng)生產(chǎn)中反復驗證,用白度顏色儀來測定紙張的白度進行調節(jié)是一種非常有效的辦法,只要白度相差在±1%范圍內,色差就能得到有效的控制(事實上我國采用的白度標準測量的是亮度)。其原理如下:確定了染料種類和用量后,抄出的色紙由于吸收光線比白紙多導致白度下降到一定值,但紙頁吸收和反射的光線量也相對穩(wěn)定,一旦白度起變化,則是因為纖維吸收染料量變化造成紙張反射光線量的變化。降低或提高填料的用量也可以減少或提高填料對染料的吸收,相應地引起染料濃度變化,從而改變紙張的顏色深淺。值得一提的是:填料濃度應穩(wěn)定并選擇在高位箱或流漿箱進口管道上連續(xù)添加,以便及時調節(jié)流量。
如采用連續(xù)染色的方法,宜選用直接染料或堿性染料,著色比較快,便于操作。采用連續(xù)染色,染料的加入點選擇很重要,最好在沖漿泵或旋翼篩進口處,以保證染料與漿料有充分的混合時間。抄紙過程中同樣用測定白度的方法控制色差,通過調整染料計量泵的流量來調整紙張的顏色深淺。其缺點是在開停機時調節(jié)時間過長。
5、結語
用測量紙張白度并用增減填料量的方法控制色紙生產(chǎn)過程中的色差,較為簡便易行;選擇間歇還是連續(xù)染色應根據(jù)車速快慢和染料的選擇以及設備的具體情況而定,一般車速比較快的紙機和紙張顏色較淺的選擇連續(xù)法,白水封閉循環(huán)比較好的紙機也可以考慮用連續(xù)染色法.