如何正确使用染料、颜料进行文化纸调色

杨磊，李艳艳，蔡定汉，许夕峰

（浙江传化华洋化工有限公司，浙江杭州 311231）

如何正确使用染料、颜料进行文化纸调色

杨磊，李艳艳，蔡定汉，许夕峰

（浙江传化华洋化工有限公司，浙江杭州 311231）

该文主要针对当前文化纸调白过程中染料、颜料所起的作用及其在选择和应用中需要注意的一些事项进行了阐述，以使调白剂能够恰如其分地发挥作用。

染料；颜料；文化纸

纸浆纤维经过漂白处理仍带有黄光，这是由于纤维中所含木质素吸收日光波长400～500 nm的紫色和蓝色光所致。荧光增白剂可以使纸浆纤维的颜色得以补正而变得更白，并使亮度及鲜艳度增强，蓝色、紫色染料或颜料可吸收500～600 nm波长的黄光或橙色光，起到互补作用，这就是文化纸调白的原理所在。

本文重点阐述了染料、颜料在文化纸调白应用中的一些理论及实践要点，指出在选择染料、颜料时应该注意的一些事项。

1 文化纸调白评价准则

评判文化纸是否达到所要求的色相白度，通常采用ISO亮度（whiteness）和CIE白度（brightness）以及L*、a*、b*均匀颜色空间指标[1]进行分析，同时兼顾产品应用性能的考查，从而得出一个综合调色结果。CIE-L*a*b*颜色系统作为描述纸张色相的体系具有很大的优点，所以生产厂家多使用该系统评价纸色，同时也关心ISO白度。纸张色相评价体系由以下2部分组成：白度指标——CIE白度，ISO白度，（L*值）；色调指标——a*值，b*值，L*值。与对比样品相比，通过彩度△C、色调角△H和总色差△E来评价二者的差别。彩度△C，色调角△H，总色差△E，计算公式如下：△C ab*=C ab，1*-C ab，0*，△Hab*=[（△E ab*）2-（△L*）2-（△C ab*）2]1/2，△E ab*= [（△L*）2+（△a*）2+（△b*）2]1/2。控制色差可以用总色差△E来控制，更多地可以利用色差公式中的分色差来控制颜色产品质量。由于人眼对分色差中的色相变化最敏感，其次是饱和度，最后才是明度，这样在制定指标时就可以分级控制，如△L*≤0.8，△C≤0.4，△H≤0.2。

2 恰当地选用不同种染料、颜料调白剂

2.1 不同调白剂的区别

直接染料是含有磺酸基团的偶氮化合物，它与纤维的亲和力很强，可直接对纤维染色，很多情况下可不用媒染剂，但如与纸浆混合不匀，则部分纤维易优先染色而出现色斑。直接染料比碱性染料更具有良好的耐光性，但是没有碱性染料的亮度佳。直接染料被广泛用于餐巾纸、卫生纸和未磨木浆书写纸。颜料是不溶于水的，也不溶于着色介质的色材。文化纸调色使用的颜料通常是用水、分散剂、颜料粉通过研磨制备成水性色浆使用的。通过反射率曲线可以看出在相同的绿光吸收区（不透明度）颜料较染料具有更高的CIE白度和ISO亮度。对黄光的补色作用即负b*值的作用：颜料紫＞颜料蓝＞染料紫＞染料蓝。

图1为颜料与直接染料反射率曲线对比情况（反射率按照GB/T 7974—2002检测）。

图1 颜料与直接染料反射率曲线对比

在工厂实际调色过程中还会出现这样一种情况，即用仪器测出来试样和目标样的数据已经非常接近，但是在视觉上感觉还是有差异；发生这样的现象往往是在更换染料、颜料的时候出现，因为不同的染料、颜料样品的反射光谱曲线有差异，在某种特定光源条件下，颜色看起来很一致，而换一种光源后，颜色差异就很大，这就是通常所说的同色异谱。对于所有调色者来说，这一点是必须注意的。

2.2 根据纸种要求来选用调白剂

染料和颜料如何正确地用于不同类型的文化纸，是染料、颜料供应商和纸厂共同关注的一个问题，表1简要地区分了染料和颜料用于普白文化纸和高白文化纸的不同。

从单价上来说，颜料的染色成本比染料高，但在生产高白度纸时所节省的荧光增白剂足以抵消染色成本的提升；另一个好处是可以提高不透明度而不会较大程度地降低亮度，这点为纸张的档次划分了一个明确的界限，成品纸的品相可大幅提升。

2.3 根据不同的使用部位来选用调白剂

从一般意义来说，有机颜料的耐光、耐热性能要优于碱性染料和直接染料。因此在浆内可以选用染料也可以选用颜料；但是在施胶和涂布上一般都选用颜料，特别是用于铜版纸和白卡纸的涂布；还有其他特种纸的调色，对耐光、耐热的要求大大提高，不过也不是所有有机颜料都有很好的耐光、耐热性，这就要对产品有更深入的了解和更多实验数据的支持；也有很多厂家浆内用直接染料，涂布用颜料，恰到好处地发挥了各自的优势。

2.4 根据不同地域的客户要求来选用调白剂

因双胶纸和复印纸大多作为办公用纸来使用，要求也会因使用者标准不同而有所不同。如2005年，TAPPI（美国纸浆与造纸工业技术协会）在北美将书写打印纸的ISO白度从84%提高到了92%，CIE白度从100%提到了146%，这样使得美国及加拿大的纸厂不得不重新选择调白剂以适应白度的大幅增加。

表1 直接染料与颜料用于普白和高白文化纸中用量比较

3 染料和颜料使用过程中需要注意的事项

3.1 水质的影响

染料和颜料在使用过程中必须经水稀释后才可以使用，如果是在浆池内直接添加水，稀释倍数要小一些，一般在10倍到几十倍之间；如果是在线稀释，一般稀释倍数达到百倍。特别值得注意的是，在线稀释的时候，水质对染料、颜料的影响特别大；南北方、稀释工艺、存放时间和温度等对正常使用都有较大的影响。所以纸厂的稀释用水达不到纯水标准的情况下，通常都用烘缸冷凝水进行二次稀释后再使用，避免因地下水硬度太高而引起沉淀等问题的出现。

3.2 助留体系的选择

用于调色的染料和颜料加入量很少，一般只有百万分之二左右，因此是否能够完全留在纸张上发挥作用十分关键。目前主要的几种微粒助留助滤系统有Compzil、Hydrocol、Hydrosil和Integra系统[2]，常见的有依卡的Compzil系统和巴斯夫的Hydrocol系统，通常都为二元助留系统，但在高速纸机（车速大于1 000 m/min）必须要使用微粒助留系统即三元助留系统。特别是在使用颜料的时候，助留剂的选择可以是多样的，但必须使用含有阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）的助留系统，要关注其相对分子质量和电荷密度这2个重要指标。通常CPAM的相对分子质量范围在400万～1 000万之间，相对分子质量越高，分子链越长，助留效果也越好，但是过度的絮聚会影响到纸浆的滤水性和纸液匀度。CPAM的电荷密度一般在20%～50%之间，可以让它在表面吸附保持“伸展”构型，形成中等吸附，具有较好的架桥作用。

3.3 不同浆种对染料、颜料的要求

由于国内的造纸纤维多种多样，这对造纸系统提出了更多的要求，特别是对化学品来说，染料和颜料也不例外。一般情况下，生产文化纸的原料用得最多的当数针叶木浆和阔叶木浆，也有使用100%竹浆或者是100%苇浆的，还有一些小型造纸厂在木浆中掺一些脱墨浆或者是草浆等等。近年来随着化机浆的优势逐渐凸显，很多大型的纸厂广泛地使用木浆+化机浆来生产静电复印纸和双胶纸；因化机浆中木素含量较高，在选用染料和颜料的时候需要特别谨慎，以免出现留着低、白度达不到和色纤维等问题，而且对直接染料和颜料的留着也提出了更高的要求。

3.4 纸机条件的影响

在文化纸生产过程中，颜料和染料的加入点以及纸机的车速对染料和颜料的保留影响较大。一般情况下，对于在线稀释来说，加在冲浆泵前，与阳离子产品相隔一段距离即可，但不同染料和颜料因其结构不同与纤维的结合速度和能力不同，加在“一冲”还是“二冲”是有所区别的，在浓浆中的结合能力相对来说要高，而且加入染料、颜料后到上网要有充足的结合时间但又不宜过长，避免结合以后湍流状态下部分掉落。车速对染料、颜料的保留影响也较大，在中低速时差别较小，1 000 m/min以上差别就较大。如某厂车速在1 200 m/min时颜料总用量为125 g/t，但车速提高到1 600 m/min后颜料总用量增加至160 g/t。

4 结束语

综上所述，作为造纸企业或化学品公司在选用染料、颜料进行文化纸调白的过程中，要结合当地的实际情况选用恰当的产品，特别是应充分了解每种产品的优点和缺陷，通过适当调节或改变使用环境，既能生产出合适的产品，又能做到综合使用，成本较低，这样产品的优势才会突现出来。

［1］GB/T 7921—2008均匀色空间和色差公式［S］.北京：中国标准出版社，2008.

［2］颜进华.造纸化学品技术［M］.广州：华南理工大学出版社，2009.

本文文献格式：杨磊，李艳艳，蔡定汉，等.如何正确使用染料、颜料进行文化纸调色[J].造纸化学品，2014，26（2）：30-32.

矿物科技公司兼并特种矿物生产商唯科国际公司

矿物科技公司和唯科（AMCOL）国际公司日前宣布签署了最终并购协议。根据该协议，矿物科技公司将采用现金支付方式，以每股45.75美元（总价大约17亿美元）兼并唯科公司。此次交易预计在2014年上半年完成。

在与矿物科技公司签署这项协议之前，唯科公司终止了与总部位于巴黎的英格瓷公司的并购协议。根据所终止的协议，唯科公司需要支付英格瓷的美国子公司协议终止费3 900万美元。

据悉，矿物科技公司与唯科的合并创建了一个矿物平台。这个平台的定位为通过区域扩张和新产品革新实现增长。（李海明）

HowtoCorrectlyUseDyeandPigmentforCulturePaperToneCorrection

YANG Lei，LI Yan-yan，CAI Ding-han，XU Xi-feng
（Zhejiang Transfar Whyyon Chemical Co.，Ltd.，Hangzhou 311231，China）

This paper mainly addresses the role of dyes and pigments in current culture paper white correction process，and some matters needed to pay attention to in their section and application in order to make those white correction agents play their roles properly.

dye；pigment；culture paper

TS753.9

A

1007-2225（2014）02-0030-03

杨磊先生（1983-），工程师，浙江传化华洋化工有限公司技术主管；研究方向：造纸染料和颜料；E-mail：tfyanglei@163.com。

2014-01-27（修回）