第三章湿部化学第五节染色910

第五节染色

授课人：肖群英

第三章湿部化学主要内容：一、CIE1976L、a、b纸张颜色表示法二、股份公司目前几种纸浆色调情况三、纸张的增白（重）四、纸张调色或染色（难、重）五、调色规则六、调色操作注意事项七、具体实例（8号机为蓝本）一、CIE1976L、a、b纸张颜色表示法1、L为明度指数，L为零时，纸张吸收全部光，呈黑色；L为100时表示纸张反射全部的光，呈纯白色。2、a和b为色度指数，a为正值，表示偏红程度；a为负值，表示偏绿程度。b为正值，表示偏黄程度；b为负值，表示偏蓝程度。3、CIE(W)视觉白度，反映人眼对纸样白度的感觉情况。纸样CIE越大，人们认为该纸样越白。色空间图L*=0L*=100+a*-a*-b*+b*二、岳纸目前几种纸浆色调情况了解补充内容结论：1、对于同一种浆而言，随着白度升高，明度指数升高，b值降低，CIE值增加。2、不同浆种的色相指标不一样：明度指数，脱墨浆最低，漂白机浆最低。b值化机浆和漂白机浆最大。三、纸张的增白1、荧光增白剂的定义：纸浆纤维总是呈黄至灰色，需加入荧光增白剂，吸收紫外光而发出蓝色荧光，根据光学互补原理，使纸浆变为纯白色。荧光增白剂：是一种荧光染料，又称白色染料。是一种可以吸收紫外光，并发出可见的蓝色、蓝紫色等荧光的有机化合物。掌握纸张的增白

2、荧光增白剂的作用机理

荧光增白剂有发色基团，能产生可见的荧光。增白剂被纤维吸附而固着在纸上。在光照下，增白剂既能反射可见光，还能吸收日光中不可见的紫外光，将其转变为可见光，在纸面发出不同强度和差异的荧光，当增白剂辐射出微蓝色荧光，可与纸张原来微黄色互补而呈白色，使纸张增白，同时使纸张总的可见光反射率增大，增加了纸张的亮度。掌握它是一种具有共轭双键的有机化合物，由上可看出，这类增白剂有4种基团：①荧光基团：二亚氨基二苯乙烯基。这是一个大共轭基团，具有可被紫外线激发的π电子。当分子吸收紫外线后，能从基态变为激发态，不稳定的激发态辐射出荧光，而后又恢复到基态。②转换波长基团：如结构式中各取代基。取代基具有将辐射光转换为不同波长可见光（如紫光、蓝光的作用）。不同的增白剂具有不同的取代基，所呈现的颜色也有差别。③活性基团：即三嗪基。该活性基同荧光基团结合又连接转换波长基团，还能与纤维素亲合，是许多荧光增白剂不可缺少的活性部分。④亲水基团：如磺酸基。其作用是增加增白剂的水溶性，在水中易于分散并与纤维素有较高的亲和力。3、增白剂种类增白剂种类：造纸行业主要使用的是双三嗪氨基二苯乙烯类增白剂，称为VBL型增白剂①二磺酸类：与纤维有很好的结合力，适用于浆内增白，但不耐酸、Al3+和其它阳离子物质。②四磺酸类：与纤维有较好的结合力，适用于浆内、表面施胶和涂料增白，较好的耐酸、Al3+和其它阳离子物质。③六磺酸类：与纤维的结合力很差，适用于表面施胶和涂料增白，耐酸、Al3+和其它阳离子物质。掌握4、增白剂的质量指标：荧光强度：荧光强度是指增白剂对348nm波长的紫外光的最大吸收与荧光增白剂标准品吸收的比值。主含量是指增白剂中能够吸收紫外光的成分中，其中最大的含量成分所占的比率。盐含量指增白剂中所有无机盐的含量，可通过电导率的高低来表示。5、增白剂在造纸上的应用多使用液体增白剂。浆内添加表面施胶胶料中添加涂布中添加6、影响增白剂应用的主要因素

1、金属离子

Ca2+、Mg2+、Fe3+对增白作用均有不利影响，尤以Fe3+影响最大，生产中所用矾土的Fe3+含量要控制，Fe3+含量过高会使浆的色调发暗。

TiO2能吸收紫外光，会降低荧光增白效果2、阳离子化学品

所有的阳离子性化学品都对增白剂增白效果有负面影响。化学品的阳电性越强，这种影响越大，如阳离子淀粉的取代度越高或聚丙烯酰胺的电荷密度越高，对增白效果的干扰越大。掌握影响增白剂效果的主要因素3、浆料性质

因为木素具有吸收紫外光的特性。所以，荧光增白剂不适于处理颜色深的未漂浆料，而只适用于漂白浆。浆料白度越高，增白效果就越显著。4、荧光增白剂的用量

荧光增白剂加入量较少时，随用量的增加白度逐渐增加，达到一最大值后，再增加用量，白度反而会降低，故增白剂用量不宜过量。从0提高到0.4％时，白度呈线性增加；但当用量从0.4％增加到0.8％时，白度增值增加下降。而此时增白剂的成本则增加了1倍!生产中增白剂用量达到16kg／t纸。再多加增白剂用量，对提高白度没有意义。且会影响系统白水浓度。增白剂用量对PCD及填料留着率的影响补充内容增白剂添加量对浆料滤水的影响补充内容四、纸张调色或染色1、染色和调色的定义：染色：指在纸浆或纸张中加入某些色料使纸能有选择地吸收可见光中的大部分光谱，不吸收并反射出所需要的光谱，染色是对色纸而言。调色：指在漂白纸浆中加入少量蓝色、紫色、紫蓝色或紫红色，使之与漂白纸浆呈现的浅黄色互补而显出白色。调色是对白纸而言，主要是显白作用。掌握可见光光谱宇宙射线伽玛射线紫外光微波电视收音机X射线电力红外线可见光3100mi100ft1ft.01ft.0001ft10nm1nm.001nm.00001nm60Hz88MHz10242、色相调色原理3、染料的种类和特性颜料：主要用于纸张的涂布中，填料也具有颜料的作用。染料：造纸多用液体合成染料，易溶于水，着色力强，价格低，染色操作简单。按性质分为：直接染料酸性染料碱性染料染料的特性直接染料：分子内含有水溶性基团（磺酸基或羧基）和可产生氢键的羟基或氨基，可溶于水，染料对纤维具有亲和力，染色时不需媒染剂即可直接染着于纤维上的一种染料。如与纸浆混合不匀，则部分纤维易优先染色而出现色斑。碱性染料：具有氨基基团的有机化合物，在水中离解成阳离子，阳离子为染料部分，阴离子为硫酸根、盐酸根、醋酸根等离子。酸性染料：一般含有磺酸基、羧基和羟基等可溶性基团，可溶于水，多在酸性介质中染色。染料的特性4、染料的应用及影响染色因素（重）（1）染色方法：浆内染色：染料加入配浆箱或成浆池等，方法简单，易于操作，染色均匀。但染料有部分随网下白水流失，造成色度不稳，染色两面差。施胶压榨染色：加入在造纸机施胶压榨处，用涂布的方法在纸的一面或两面进行染色，染色液可与表面施胶剂混合使用。染色剂流失少，易染色，但均匀性差。（2）影响染色的因素1、纸浆性质：浆种：碱性染料对木素有很强的亲和力，含大量机械浆的纸种宜用碱性染料染色。直接染料对纤维素具有较强的亲和力，染漂白化学浆最好用直接染料，阳离子直接染料对纤维的亲和力好。纸浆的种类对阴离子染料的留着率影响很大。草浆、阔叶木短纤维多，比表面积大，易吸附染料，达到同样的色度，需要比针叶木使用更多的染料。掌握影响染色的因素2、打浆度：打浆度高易于染色。

纸浆打浆程度提高，纤维比表面积增大，成纸的紧度和透光性提高，减少了对可见光的反射能力，使成纸的颜色看起来较深。3、填料：填料的粒度远小于纤维，其比表面积很大，可消耗更多的浆料，加上填料对染色纤维的掩盖作用，在染料量相同的情况下，使成纸颜色比较深。如果增加填料量，达到同样的色度所需要的染料量也随之增加。因此，高加填纸张所需要的染料量明显高于低加填的纸张。大部分填料对染料都具有亲和力，对含有填料的浆料可吸收部分染料，影响成纸染色效果。4、温度：尤其是直接染料影响大。掌握5、PH值：不同的染料有不同的合适范围。

pH值对染料的色调和染料留着率具有很大的影响。为了减少颜色变化，染色时应严格控制体系的pH值。直接染料在pH值4.5~8.0的范围内，均可获得很好的留着率，其他许多染料通过使用固着剂提高其留着率可成功的应用于较高pH值下。影响染色的因素掌握6、其它化学品：纸浆中残留的氧化或还原化合物，不利于染色。硫酸铝主要用于酸性造纸，在染料之后加入，可提高低亲和性染料的留着率；在染料前加入则可降低染色深度和亮度，可导致染色两面差。助留剂可促进染料的留着。杀菌剂和消泡剂可与染料或颜料反应，形成沉淀、附聚物，甚至破坏染料结构。与染料不相容的化学品应选择适当的加入地点，以免与染料直接接触，影响使用效果。7、水的硬度：使用直接染料和酸性染料时提高水的硬度对染色有利。水的硬度不影响颜料和碱性染料的留着，但水的硬度高对荧光增白剂不利。影响染色的因素掌握五：调色规则L*值a*值b*值ISO白度W10值不透明度蓝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剂增加略上升略上升下降上升上升下降熟悉1、加红色染料，a值增加。2、加绿色染料，a值减少。3、加黄色染料，b值增加。4、加蓝色染料，b值减少。

5、加紫色染料，a值增加，b值减少。

6、加增白剂，a值增加，b值减少。调色规则

熟悉调色规则增加蓝色染料：“L”值和“b”值降低，“a”值变化很小；亮度不变，不透明度提高增加红色染料:“L”值降低，“a”值上升，“b”值略微下降；亮度略微下降，不透明度不变增加黄色染料：提高“b”值，同时“L”值和“a”值小幅降低；降低白度，但不透明度不变增加光学增白剂（OBA）：“b”值降低，“L”值或“a”值轻微变化；亮度提高，但不透明度不变，“a”值下降标志着OBA用量过大增加OBA用量，减少蓝色染料：“L”值上升，“a”值、“b”值变化很小OBA用量增加导致白度提高，蓝色染料减少导致不透明度降低六、注意事项（一）调色操作注意事项：1、损纸的加入量一定要稳定，损纸用量大时，应适当降低染料用量；当损纸用量变化较大时，打浆要及时通知纸机，以便纸机提前下纸检测。色相检测结果要及时通知“化学品”岗位。2、a、b值发生变化时,不能只调兰或紫,要兼顾ISO白度（可调节OBA的用量）；且调染料时,要注意兰和紫的比例关系。3、a值上升到一定值后（如3.5以上），a值数值变化缓慢，要注意纸样的视觉对比。调色操作注意事项4、断纸后，OBA用量降为正常用量的20-30%，同时染料用量也要调整（根据不同纸机、不同产品总结）５、若以紫色染料为主，则先以调节b*值为首要目标，再辅助调节其它染料来调整a*值。６、若a*b*值相差都较大，则可以根据经验同时调节两种染料。７、不同浆种和机台调整染料用量时，对颜色的反应不一致，应根据本机台的特点灵活掌握。８、注意染料对白度的影响，生产调色纸时，增白剂用量大于不调色纸（同样白度）注意事项：

（二）如何控制纸张色相稳定主要注意以下几点：1、各种浆料色调及浆料配比稳定。2、增白剂用量控制稳定，确保成纸白度稳定和色相指标稳定。3、染料用量不同，几种染料的比例不同，成纸的色相是不同的，所以要稳定控制染料的浓度及流量。在生产中能用一种染料调色的尽可能用一种，减少因染料品种多，而造成纸张色相的不稳定。4、保持纸机网部的留着稳定，不仅保留了细小纤维和填料，而且保留了增白剂及染料，细小纤维比长纤维对染料有更多的吸附，有利于染色。七、具体实例（8号机为蓝本）

1、增白调色流程

2、注意事项补充内容1、8号机流程8号机2、调色注意事项1、首程留着率对色相影响较大，班组必须关注白水浓度的变化，保持浆部工艺参数的稳定，有助于稳定成纸色相。2、正常生产中班组的损纸配比不允许大幅度调整，班组应该根据生产情况和损纸塔的液位提前计算好损纸的用量，损纸配比慢慢调整。注意损纸配比增加和降低需适当调整OBA和染料的用量。一般情况下损纸每增加或降低10%，染料的用量减少或增加5g。补充内容具体实例（8号机为蓝本）3、纸断在压榨，染料必须下降到正常用量的1/4；纸带到施胶压榨，染料的用量加到正常用量的1/2；纸带到压光，染料的用量加到正常用量的3/4；施胶靠上涂布头后，染料的用量加到正常用量。需及时跟当班工艺师联系.4、开机带纸时和断纸时的染料用量的添加按第二条规定执行。5、OBA的加入量的增减和染料一样控制。具体实例（8号机为蓝本）6、染料换过滤器时需将加料泵的泵速打到手动，换完过滤器后再将泵速打自动。换过滤器最好是在断纸期间更换。染料过滤器改为每天的白班清洗。7、开机加染料时，如果泵速打到自动容易一开泵泵速到100%，容易冲爆过滤器的密封圈，所以要求班组开机之前将染