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纸张生产中是如何获得白度的?

现有的造纸技术表明,对纸张亮度和白度有积极影响的因素和生产过程主要有:化学浆、机械浆的漂白以及湿部或表面添加荧光增白剂。生产高亮度的纸浆是获得优质纸制品的必要条件。

造纸厂常常通过提高漂白水平来提高纸张亮度。荧光增白剂(OBA)又称为光学增白剂、荧光亮白剂(FwA)。荧光增白剂是一种染料,能吸收日光中的紫外线,降低紫外光的一部分能量,将其转化为能量较低的可见光发射出来,加强纸张的全反射光,通过黄色到蓝色色调的转变来提高纸张的可视白度。

书写纸和印刷纸需要有较高的白度,因为这些纸张需要清洁的外观,从而使纸张和墨水有较高的对比度,增加文字的易读性。有文献指出,经过高度漂白的纸浆虽然具有更高的白度,但这些纸浆仍会出现黄色调。

造纸厂通常加入荧光增白剂和染料以弥补这些黄色调,通过吸收绿光和黄光来中和纸浆的天然黄色色调,从而提高纸浆的白度。荧光增白剂可以将黄光转化为可见的蓝光,补偿原材料的黄色外观,从而提高亮度。漂白程度较低的纸浆含有较多的残余木素,木素也可以吸收紫外光,导致荧光增白剂的增白效率降低。

目前,荧光增白剂广泛用于造纸中,无论是在湿部还是在表面施胶过程中。随着对高亮度纸张需求量的增加,使得高漂白水平和使用更多的荧光增白剂成为提高亮度的必要条件。但考虑到成本以及环境保护等因素,应尽量减少荧光增白剂的使用。另一个影响纸浆和纸张亮度的参数是打浆度。据报道,打浆会导致亮度的急剧下降。然而,打浆是一个非常必要的过程,不仅能赋予浆料强度、撕裂度和平滑度,同时还能提高纸张匀度。因此,打浆度成为平衡纸张亮度、强度以及匀度关系的重要参数。

湿部添加剂(如施胶剂和助留剂)在造纸过程中具有独特的作用,但其中的一些添加剂会使荧光增白剂的增白效率降低。在造纸过程中加入填料可以提高纸张平滑度、光学性能以及亮度。填料具有比纤维高的比表面积。

与碳酸钙和高岭土相比,二氧化钛的反射率更高,但它会影响荧光增白剂的作用效率, 因其能吸收大部分的紫外光, 降低荧光增白剂的效率,进而对纸张的白度造成不利影响。PCC具有较高的光散射系数,它对纸张亮度和不透明度的贡献很大。填料体积一般比纤维和细小纤维要小,对纤维结合不利,但能提高纸张的光散射系数。细小纤维的表面积比纤维大,可以在纤维之间发挥桥梁的作用。因此,细小纤维和填料的留着是很重要的。

填料有助于提高纸张的光散射系数,光线在纤维问经过多次反射和折射之后,可以使浆料亮度增加。细小纤维有很大的表面积,可以给荧光增白剂提供大量的吸附点,因此细小纤维的流失也会导致荧光增白剂的损失。

造纸湿部常常会用絮凝剂来中和电荷以及提高细小纤维和填料的留着。然而,一些絮凝剂对荧光增白剂有消极的影响,导致纸张亮度下降。如果添加剂的加入点与荧光增白剂加入点距离过近,那么聚合物就会和荧光增白剂形成沉淀析出。

阳离子聚合物在促进施胶的同时也会产生静电,进而被吸附到荧光增白剂的表面,导致荧光增白剂的作用效果减弱,甚至会使荧光增白剂的荧光作用消失。


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发布时间:2020-02-28
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