廢紙漿黏性物質測定初探

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本文作者：徐袞田孫爽秦昀昌童國林作者單位：南京林業大學江蘇省制漿造紙科學與技術重點實驗室

廢紙在使用過程中會帶來各種各樣的雜質，特別是印刷過程的粘結料、包裝用的封口膠等給廢紙再生帶來了很大影響，特別是膠黏物的沉積影響紙機正常生產，導致產品質量惡化等。因此控制或去除膠黏物雜質成為各制漿造紙企業關心的問題之一。尋找一種快速、準確地測量廢紙漿中膠黏物的含量，為解決膠黏物的干擾提供技術支持成為首要任務。本文研究了透明藍染色掃描方法檢測廢紙漿中的膠黏物含量，利用透明藍—庚烷溶液親油性遠大于親纖維的原理，將紙漿中的膠黏物染色而纖維不染色，最終通過掃描儀和圖像分析軟件識別，為正確分析膠黏物含量提供了理論基礎。

1原料與方法

1．1原料

廢箱板紙(OCC)，未漂硫酸鹽漿，復印紙，EVA熱熔膠，透明藍N，庚烷。

儀器:掃描儀，水浴鍋，JJ－1攪拌器，高濃碎解機，抄片機，聚四氟乙烯轉子，燒杯等。

1．2方法

1．2．1碎漿

在85℃，6%的漿濃，先以800r/min的轉速碎漿30min，然后再調整到500r/min，碎漿30min。

1．2．2篩選

時間10min，水壓0．5bar，篩縫寬度0．15mm，同時收集篩板上的熱熔膠。

1．2．3抄片

按照TAPPI方法抄成定量為60±3g/m2的手抄片。

1．2．4染色

染料制備:0．67克透明藍N棕色粉末融入到1升庚烷中，用磁力攪拌器攪拌12小時，布氏漏斗抽濾，濾去濾渣，得到透明藍N－庚烷溶液。

染色:在通風櫥中，將紙片浸入到透明藍庚烷溶液中輕輕搖蕩10s，取出懸掛于通風櫥中，12h后取片掃描。

1．2．5掃描

最小掃描面積為0．01mm2，像素600dpi。

1．2．6OCC廢紙漂白

水浴鍋溫度75℃，漿濃4%，首先將絕干過篩漿20g和480ml的去離子水加入燒杯中，待溫度到達65℃時，加入乙酸鈉3g，乙酸6ml加入3g亞氯酸鈉，并用JJ－1攪拌器以200r/min的速度攪拌5min，當溫度到達75℃時，加入3g亞氯酸鈉并且開始計時，分別在30min和60min時加入相同量的亞氯酸鈉，在90min時，加入3．75g硫代硫酸鈉終止反應。1min后取出用布袋子洗漿。

2結果與討論

2．1添加熱熔膠的透明藍染色法測定膠黏物的研究

為了討論透明藍染色法對掃描檢測膠黏物含量的影響，采用在辦公打印紙中添加一定量的熱熔膠方法檢測其染色后對應的數值變化情況，結果如圖圖2所示。由圖1、2可知:篩后殘余在篩板上的熱熔膠和添加的熱熔膠總量之間存在很好的線性關系，線性回歸的系數接近于1，而且圖2中染色前的單位面積膠黏物的數量(NPM)變化幅度相對較小，很難對其含量進行區分，采用透明藍染色后，掃描后的NPM數值有較大幅度的改變，并且與紙頁中膠黏物含量成正比關系。由此可見，采用透明藍染色可以提高掃描時膠黏物的可檢測性。

2．2掃描參數對OCC染色前后NPM的影響

為了增加染色后OCC廢紙中膠黏物與纖維之間的色差，提高檢測的準確性，對OCC廢紙進行適當的漂白處理，在OCC廢紙漿中添加不同含量的硫酸鹽本色漿，以便區分其膠黏物含量的不同，漂白漿料白度與染色后紙張白度結果如表1所示。由表1可知，漂白處理時硫酸鹽漿含量增加漂白的可漂性提高，白度增加，染色前后白度差增加。白度低時其影響相對較小，對于半漂紙漿來說，總體影響不是很大。為了有效確定掃描參數對膠黏物檢測的影響，對紙張染色后的亮度和對比度進行調整，為正確選擇檢測參數提供依據，結果如圖3所示。由圖3可以看出，對比度不變情況下，NPM隨著亮度的增加而減少;亮度不變，NPM隨著對比度的變化先增大、后減少的變化趨勢。染色效果的體現也會受到對比度和亮度的影響。染色前后存在一定的差異，且染色后其NPM會有所增加，提高了其可檢測性。但當亮度增加到一定程度時，掃描會掩蓋細小膠黏物導致結果偏差較大。如果降低亮度至一定程度會帶來干擾物質的影響。因此選擇合適的掃描亮度為50cd/m2。為了檢測在亮度為50cd/m2時，不同對比度對NPM變化規律的影響，進行了漂白OCC廢紙漿不同對比度影響的分析，結果如圖4所示。由圖4可知，在亮度為50cd/m2的掃描參數下，從對比度51%到69%，染色前和染色后的NPM經歷先增大后減小的變化趨勢;染色前后的差值也呈現先增大后減小的關系。染色后的最大值點要比染色前的最大值點后移;染色效果到達一定對比度后可以變得明顯，在該亮度條件下對比度為63%是兩者的差值最大。為了了解在不同膠黏物含量狀態下，掃描參數對檢測結果產生的影響，選擇添加不同含量的漂白OCC廢紙和硫酸鹽本色漿進行染色后掃描分析，結果如圖5所示。由圖5結果可知，在一定的亮度下，隨著OCC含量的增加，漿中的NPM數值增加，這是由于OCC廢紙漿中的膠黏物含量增加導致的結果，與實際相符;同時對于各含量的OCC混合漿的NPM呈現先增大后減小的變化趨勢。由圖6可知，在亮度50cd/m2、對比度63%時，不同OCC含量紙漿染色前后結果顯示具有較好的線性關系，與實際情況相吻合。因此，利用透明藍染色、掃描對廢紙漿膠黏物的檢測是可行的方法之一。圖6在亮度50cd/m2、對比度63%時不同OCC含量紙漿膠黏物含量變化規律

3結論

3．1透明藍能夠對膠黏物進行很好的染色，透明藍染色－掃描可以用于廢紙漿中膠黏物的檢測。

3．2掃描法測定膠黏物的方法與掃描參數關系很大，合適的掃描參數是測定結果準確的保證。