生活用纸浆料纤维分析(Ⅲ)

余伟梅 陈春霞，* 陈润权 邱玉桂，2

(1.广东省东莞市质量监督检测中心(国家纸制品质量监督检验中心)，广东东莞，523808；2.华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室，广东广州，510640)

近年来，我国生活用纸产业发展迅速，但国内生活用纸产品质量参差不齐。目前，市场上一些中小企业使用由废纸浆生产的卫生纸等级的原纸加工成纸巾纸产品，有可能对消费者造成安全隐患。本实验对F卫生纸厂的原生浆及G卫生纸厂的废纸浆系列卫生纸原纸生产线上的浆料及卫生纸原纸进行了纤维染色分析，并将原生浆与脱墨浆按不同比例混合，分析脱墨浆比例对混合浆纤维形态的影响，为生活用纸原料鉴别、监控提供一定的参考。

1 实 验

1.1 原生浆系列

对从F卫生纸厂原生浆系列卫生纸原纸生产线取下的竹浆、国产桉木浆、进口桉木浆、长纤维商品浆、原生浆(以上4种浆料混合而成)及卫生纸原纸进行纤维染色分析。

1.2 废纸浆系列

对从G卫生纸厂废纸浆系列卫生纸原纸生产线取下的未脱墨浆、脱墨浆及卫生纸原纸进行纤维染色分析。

1.3 混合浆系列

混合浆由F卫生纸厂原生浆及G卫生纸厂废纸浆系列卫生纸原纸生产线取下的磨后脱墨浆按不同比例(5%、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%)混合而成，并对混合浆进行纤维染色分析。

2 结果与讨论

2.1 原生浆系列

2.1.1竹浆

竹浆经Graff C染色[1]后的照片如图1所示。由图1可见，大部分纤维呈蓝灰色，较长且细。照片中可见草类后生网纹导管、较小的原生螺旋导管(见图1b箭头指示)及大的后生梯形导管(见图1c)。此外，还可见大量呈方形、枕形、棒形、圆形的薄壁细胞(见图1d)以及石细胞。石细胞是竹纤维原料的典型特征。图中可见环形物，疑为环纹导管。图中还可见少量短且宽的蔗渣浆纤维。

竹浆经Herzberg染色[1]后，纤维整体呈紫蓝色，帚化、起毛程度较轻，纤维帚化率为11.4%。

2.1.2国产桉木浆

国产桉木浆经Graff C染色后的照片如图2所示。由图2可见，纤维基本呈鲜蓝灰色(为阔叶木纤维染色反应)，纤维较短且细，无起毛，有较大的阔叶木纹孔导管(见图2b箭头指示)。图中除了有较多的阔叶木薄壁细胞外，还可见草类薄壁细胞及螺旋导管，这可能是因为桉木浆在堆放过程中混入了草类纤维。

国产桉木浆经Herzberg染色后，纤维呈紫蓝色，表面较光滑，纤维帚化率为13.2%。

2.1.3进口桉木浆

进口桉木浆经Graff C染色后的照片如图3所示。由图3可见，纤维呈鲜蓝灰色，较完整、光滑、细且短，具有阔叶木纹孔导管和薄壁细胞等典型特征。

进口桉木浆经Herzberg染色后，纤维呈紫蓝色，较完整且基本无起毛，纤维帚化率为5.0%。

2.1.4长纤维商品浆

长纤维商品浆经Graff C染色后照片如图4所示。由图4可见，纤维呈浅蓝灰色，较长且粗；纤维上有具缘纹孔，为针叶木纤维的典型特征。

长纤维商品浆经Herzberg染色后，纤维呈紫色，形态完整且无起毛，纤维帚化率为5.3%。

表1 F卫生纸厂原生浆系列测试结果

2.1.5原生浆

由上述4种浆料混合而成的原生浆(未经磨浆工段)经Graff C染色后的照片如图5所示。由图5可见，纤维基本呈蓝灰色，形态较完整。部分较粗且长的针叶木纤维可见其具缘纹孔(见图5b箭头指示)特征，形态完整。可见部分较短且细的阔叶木纤维及阔叶木纹孔导管(见图5c)和薄壁细胞。还可见草类后生大导管(见图5a)及薄壁细胞。

2.1.6卫生纸原纸

由原生浆抄造的卫生纸原纸经Graff C染色后的照片如图6所示。由图6可见，纤维呈蓝灰色，长短不一，有粗有细。表明卫生纸原纸中的纤维原料组成较复杂，其纤维形态与原生浆基本一致。

卫生纸原纸经Herzberg染色后，纤维基本呈紫色，帚化程度较高，帚化率为19.2%。

F卫生纸厂原生浆系列卫生纸原纸生产线的浆料及卫生纸原纸性能指标如表1所示。由表1可知，长纤维商品浆纤维的长度较长、宽度较大；卫生纸原纸纤维平均长度较短、宽度较小，这是由于长纤维商品浆的配比较低。该厂直接购入漂白浆板抄造卫生纸原纸，原纸的白度取决于浆料白度；其中，竹浆由于难漂，其白度较低。浆料及卫生纸原纸的荧光白度均很低，表明抄造过程中未添加荧光增白剂；浆料及卫生纸原纸的有效残余油墨含量较低，未超过标准值(20 mg/kg)[3]，表明该系列卫生纸原纸未添加废纸浆。浆料纤维分丝帚化较少，原生浆打浆后及卫生纸原纸的纤维帚化率较高，但基本不超过20%。

2.2 废纸浆系列

2.2.1未脱墨浆

未脱墨浆经Graff C染色后的照片如图7所示。由图7可见，大部分纤维呈蓝灰色，长短不一。可见纤维颜色较浅的、粗且长的针叶木纤维及其窗格型纹孔。还可见颜色较深的、相对较细的阔叶木纤维及其纹孔导管(见图7d)。可见大量薄壁细胞及草类梯形导管。小部分黄色纤维中，有些较长且粗，有些较短；纤维有断头和碎片；可见针叶木纤维具缘纹孔(见图7b)，表明未脱墨浆中含有针叶木机械浆。未脱墨浆中有很多油墨点脏迹(红、绿色油墨点)及黄色胶黏物。

图1 竹浆Graff C染色照片

图2 国产桉木浆Graff C染色照片

图3 进口桉木浆Graff C染色照片

图4 长纤维商品浆Graff C染色照片

图5 原生浆Graff C染色照片

图6 原生浆系列卫生纸原纸Graff C染色照片

图7 未脱墨浆Graff C染色照片

图8 脱墨浆Graff C染色照片

图9 脱墨浆Herzberg染色照片

图10 废纸浆系列卫生纸原纸Graff C染色照片

未脱墨浆经Herzberg染色后，纤维呈紫蓝色，帚化较严重，帚化率为20.0%。

2.2.2脱墨浆

脱墨浆经Graff C染色后的照片如图8所示。由图8可见，大多数纤维呈蓝灰色，长短不一，颜色有深有浅。可见纤维较长且粗、两端较圆滑的针叶木纤维及其具缘纹孔和窗格型纹孔。还可见颜色较深、细且短的阔叶木纤维、导管及导管碎片和薄壁细胞。脱墨后浆料油墨脏迹减少，存在少量油墨点及黄色胶黏物。黄色机械浆纤维大多是短且细的纤维，为两端较细的阔叶木纤维。可见黄色阔叶木导管(见图8a)。少量长且粗的黄色针叶木纤维有具缘纹孔、纤维碎片和断头，还可见未分散开的纤维束及交叉场木射线细胞(见图8c)。还可见草类薄壁细胞。

脱墨浆经Herzberg染色后的照片如图9所示。由图9可见，纤维基本呈紫蓝色，分丝帚化较高，帚化率为18.9%。照片中可见少量附在纤维上的浅蓝色油墨点(见图9a)及黄色胶黏物(见图9b)。

2.2.3卫生纸原纸

卫生纸原纸经Graff C染色后的照片如图10所示。由图10可见，大部分纤维呈蓝灰色，帚化较严重。粗长的针叶木纤维有具缘纹孔及窗格型纹孔。可见阔叶木导管形态各异。黄色机械浆纤维有粗长的针叶木纤维也有细短的阔叶木纤维。可见黄色针叶木纤维的具缘纹孔和少量未分散开的纤维束及交叉场木射线细胞(见图10a)。还可见黄色阔叶木纹孔导管(见图10b)及薄壁细胞。照片中还有少量黄色胶黏物。观察可知，G卫生纸厂废纸浆系列的纤维组成基本一致，组分复杂，主要有蓝色化学浆针叶木长纤维、阔叶木短纤维及草类纤维原料，以及黄色针叶木、阔叶木机械浆纤维。

卫生纸原纸经Herzberg染色后，纤维呈紫蓝色，整体帚化严重，帚化率为25.2%，尤其是黄色机械/化机浆纤维分丝帚化严重。

G卫生纸厂废纸浆卫生纸原纸生产线取下的浆料及卫生纸原纸性能指标如表2所示。由表2可知，未脱墨浆、脱墨浆及卫生纸原纸的纤维长度均较短，长度以0.5～1.5 mm居多，宽度较小。未脱墨浆的荧光白度较高，可见废纸浆本身含有较多的荧光增白剂；浮选脱墨及漂白后，浆料白度及荧光白度比未脱墨浆高，可见脱墨后为了进一步提高浆料白度添加了较多的荧光增白剂；脱墨浆的有效残余油墨含量仍较高(41.57 mg/kg)，超过标准值。纤维分丝帚化程度较高，帚化率基本超过20%。

2.3 混合浆系列

2.3.1配抄5%脱墨浆

配抄5%脱墨浆的混合浆经Graff C染色后的照片如图11所示。由图11可见，大部分纤维呈蓝灰色，长短及粗细不一。可见长且粗的针叶木纤维及其具缘纹孔，阔叶木薄壁细胞和纹孔导管。还可见明显的草类纤维特征，包括较大的后生网纹导管、小的草类原生螺旋导管和从环纹导管上脱落的环形物，以及方形、棒形、圆形的草类薄壁细胞。此外，还可见少量黄色胶黏物，少量黄色机械浆纤维(有粗细两种)及碎片。

表2 G卫生纸厂废纸浆系列测试结果

图11 配抄5%脱墨浆的混合浆Graff C染色照片

图12 配抄40%脱墨浆的混合浆Graff C染色照片

配抄5%脱墨浆的混合浆经Herzberg染色后纤维基本呈紫蓝色，帚化、起毛较多，帚化率为21.2%。

配抄10%脱墨浆的混合浆经Graff C染色后的现象与配抄5%脱墨浆的混合浆基本一致。配抄10%、20%及30%脱墨浆的混合浆的纤维帚化率分别为21.2%、21.5%、21.2%。

2.3.2配抄40%脱墨浆的混合浆

配抄40%脱墨浆的混合浆经Graff C染色后的照片如图12所示。由图12可见，蓝灰色较粗的化学浆针叶木纤维及其具缘纹孔和窗格型纹孔；可见蓝色化学浆阔叶木纤维及纹孔导管；还可见草类化学浆的特征，包括草类网纹导管及螺旋小导管；黄色机械浆纤维有断头和碎片；可见少量未分散开的纤维束及针叶木机械浆纤维和具缘纹孔。此外，还可见黄色阔叶木机械浆纹孔导管碎片;可见蓝灰色和黄色的薄壁细胞，分别为化学浆和机械浆草类纤维特征。对比小于40%的低配抄的混合浆，纤维分析可见亮红色油墨点及黄色胶黏物。

配抄40%脱墨浆的混合浆经Herzberg染色后的纤维呈紫蓝色，有少量黄色机械/化机浆纤维，纤维分丝帚化较严重，帚化率为23.3%。

配抄50%脱墨浆的混合浆经Graff C染色后的现象与配抄40%脱墨浆的混合浆基本一致。存在少量油墨点及黄色胶黏物。纤维帚化率为20.6%。

2.3.3配抄60%脱墨浆的混合浆

配抄60%脱墨浆的混合浆经Graff C染色后的照片如图13所示。由图13可见，蓝灰色针叶木化学浆纤维及其具缘纹孔和窗格型纹孔；还可见阔叶木化学浆纤维及纹孔导管；可见化学浆草类纤维特征网纹导管、环纹导管(见图13a)，以及导管碎片。黄色机械浆纤维有粗有细，可见较粗的针叶木纤维及其具缘纹孔和未分散开的纤维束及交叉场木射线细胞(见图13b)；可见少量黄色胶黏物。纤维帚化率为20.8%。与脱墨浆配抄量小于60%的低配抄混合浆相比，纤维分析可见较多未分散开的纤维束及交叉场木射线细胞。

图13 配抄60%脱墨浆的混合浆Graff C染色照片

配抄70%脱墨浆的混合浆经Graff C染色后的现象与配抄60%脱墨浆的混合浆基本一致，纤维帚化率为22.7%。

图14 配抄80%脱墨浆的混合浆Graff C染色照片

图15 配抄90%脱墨浆的混合浆Graff C染色照片

表3配抄浆料混合浆系列测试结果

纤维长度分布/%0.2～0.5 mm0.5～1.5 mm1.5～3.0 mm纤维质均长度/mm纤维宽度/μm细小纤维含量/%配抄5% 23.867.07.40.83319.75.5配抄10%24.466.37.60.82819.65.8配抄20%24.766.07.60.83019.75.8配抄30%25.865.67.00.80619.76.3配抄40%26.565.06.80.81019.86.3配抄50%27.164.36.70.80919.96.5配抄60%28.363.16.80.79819.97.0配抄70%29.062.86.40.79220.07.1配抄80%29.962.46.10.77419.97.4配抄90%30.861.45.90.77520.17.7纤维粗度/μg·m-1导管/个白度/%荧光白度/%有效残余油墨/mg·kg-1荧光性物质配抄5% 82.214183.82.412.74有配抄10%90.813084.54.017.41有配抄20%82.313885.36.213.99有配抄30%58.113985.37.715.64有配抄40%88.412285.38.821.50有配抄50%95.811685.39.727.00有配抄60%89.812484.910.322.06有配抄70%89.012684.510.834.50有配抄80%91.412483.911.221.59有配抄90%95.111082.911.535.00有

2.3.4配抄80%脱墨浆的混合浆

配抄80%脱墨浆的混合浆经Graff C染色后的照片如图14所示，现象与配抄60%脱墨浆的混合浆基本一致，其纤维帚化率为20.6%。与低配抄的混合浆相比，配抄80%脱墨浆的混合浆中可见较多的油墨点(见图14a)和黄色胶黏物。

2.3.5配抄90%脱墨浆的混合浆

配抄90%脱墨浆的混合浆经Graff C染色后的照片如图15所示。由图15可见，蓝灰色针叶木化学浆纤维及其具缘纹孔和窗格型纹孔。可见阔叶木化学浆纤维及纹孔导管。还可见草类化学浆纤维特征网纹导管。黄色机械浆纤维中，有具缘纹孔针叶木纤维，其中可见针叶木纤维上的螺旋裂陷(见图15a)，有未分散开的纤维束及交叉场木射线细胞(见图15d)。还可见黄色机械浆阔叶木纤维的纹孔导管及碎片(见图15c)。蓝色和黄色均有薄壁细胞，为化学浆和机械浆草类纤维特征。可见较多的油墨点和黄色胶黏物。纤维帚化率为22.3%。

以不同比例配抄脱墨浆的混合浆系列性能检测结果如表3所示。由表3可见，随脱墨浆配比的增加，纤维长度呈下降趋势，以0.5～1.5 mm居多，宽度较小，细小纤维含量递增。浆料白度变化不明显，但随着脱墨浆比例的增加，荧光白度值增幅较大。有效残余油墨含量呈上升趋势，但脱墨浆配比不超过40%时其含量不超过标准值(20 mg/kg)[3]，可见脱墨浆低比例配抄时，用有效残余油墨含量进行是否含废纸浆的判定是有偏差的；结合纤维分析图可见，脱墨浆配比达到40%时开始出现油墨点，对应的有效残余油墨含量超过标准值(20 mg/kg)[3]。纤维分丝帚化较多，帚化率基本超过20%。随脱墨浆配比的增加，黄色的机械浆纤维及未分散开的纤维束数量增加。

3 结 论

3.1原生浆系列卫生纸原纸生产线上的浆料及卫生纸原纸纤维中均未见油墨脏迹，有效残余油墨含量低。浆料中未见黄色机械浆纤维。原生浆由于长纤维配比较低，纤维平均长度及宽度较小，浆料及卫生纸原纸的荧光白度值很低，表明生产过程未添加荧光增白剂，纤维帚化率较高，但基本不超过20%。

3.2废纸浆系列卫生纸原纸生产线上的浆料及卫生纸原纸纤维中可见油墨脏迹及黄色机械浆纤维甚至未分散开的机械浆纤维束。浆料的纤维较短细，荧光白度值高，有效残余油墨含量高，纤维帚化率较高。

3.3混合浆由原生浆及脱墨浆按不同比例混合而成。随脱墨浆比例的增加，混合浆的荧光白度值增幅较大，有效残余油墨含量基本呈上升趋势，但脱墨浆比例不超过40%时有效残余油墨含量较低，未超过标准值(20 mg/kg)，可见脱墨浆配比较低时，用有效残余油墨含量来判定浆料中是否含废纸浆不够准确。随脱墨浆比例的增加，混合浆的纤维帚化率基本超过20%，但分丝帚化程度变化不明显；随脱墨浆比例的增加，黄色机械浆纤维及未分散开的纤维束数量递增。

参 考 文 献

[1] GB/T 4688—2002 纸、纸板和纸浆纤维组成的分析[S]. 国家质量监督检验检疫总局， 2003.

[2] 杨淑惠， 邱玉桂， 谭国民， 等. 植物纤维化学[M]. 北京： 中国轻工业出版社, 2001.

[3] GB/T 24996—2010 纸张中脱墨回用纤维的判定[S]. 国家质量监督检验检疫总局， 2010.