【生产工艺】固着剂对工艺编织纸用水性色浆留着率的影响

工艺编织纸是一种制作工艺品的特殊用纸，使用时先经过分切、洒水、制绳等处理制备成工艺纸绳，然后再经编织、缠绕、捆结等程序制备成色泽鲜艳、外观雅致、形式多样的工艺品。...

摘要：对比硫酸铝、阳离子淀粉、阳离子聚丙烯酰胺和一种聚胺类固着剂对工艺编织纸用水性色浆留着的影响。综合考虑纸张的吸水性和湿强性能两项重要指标，得出该聚胺类固着剂对水性色浆留着率最高，△E可达到10.46，△a可达到6.25，且使用量最少，对纸张的吸水性影响最小，表面吸收速度为409s，湿强性能也较好，湿抗张指数达到9.23N·m/g。

工艺编织纸是一种制作工艺品的特殊用纸，使用时先经过分切、洒水、制绳等处理制备成工艺纸绳，然后再经编织、缠绕、捆结等程序制备成色泽鲜艳、外观雅致、形式多样的工艺品。由于采用原生木浆为原材料，不像塑料制品会产生环境污染，因此产品在欧美、日本等国家深受欢迎。生产多彩的工艺编织纸所用的着色剂主要分为两大类—染料和颜料。颜料与染料相比遮盖力强，耐光耐候性好，且绿色环保，成为近年来的发展趋势。但由于颜料不溶于水，易产生沉淀，因此使用时多制备成水性色浆，所谓水性色浆，即以水为分散介质，通过分散剂、润湿剂等助剂将颜料粒子分散在水中而形成的稳定颜料浆，水性色浆的制备得益于研磨技术和分散技术的发展，与粉体状颜料相比，水性色浆添加方便、易于体积计量、容易分散、使用时不扬尘，能有效保护人体健康和环境。由于水性色浆中的粒子表面都带负电性的，而纸张纤维也带有一定的负电荷，所以要想把色浆应用于纸张上色，必须在纤维与颜料粒子间添加固着剂，才可使色浆中的颜料粒与纤维更好的结合，从而达到较好的染色效果。而水性色浆一般价格较高，提高水性色浆留着率对于厂家而言具有重要意义，不仅可直接降低生产成本，还可减轻废水处理负荷。目前已有关于水性色浆在文化纸上应用的报道以及如何提高染料、水性色浆涂料留着率的报道，在此基础上本论文探讨了硫酸铝、阳离子淀粉、阳离子聚丙烯酰胺和一种聚胺类固着剂对提高水性色浆留着率的影响，并综合考虑了对纸张湿强性能和吸水性的影响，以期为实际生产提供参考。

1 实验

实验原料

雄狮针叶木浆板，浙江舜浦纸业有限公司提供；水性色浆，大红NGS，红色粘稠液体，浙江舜浦纸业有限公司提供；湿强剂PAE，固含量12.5%，黄色透明液体，浙江舜浦纸业有限公司提供；硫酸铝，白色晶状固体，浙江舜浦纸业有限公司提供；阳离子淀粉，白色粉末，浙江仙鹤特种纸业有限公司提供；阳离子聚丙烯酰胺，白色粉末状晶体，浙江仙鹤特种纸业有限公司提供；一种聚胺类固着剂，白色粉末状晶体，某公司提供。

实验设备

快速凯塞纸页成型器，中国制浆造纸研究院；

白度颜色测定仪，型号YQ-Z-48A，杭州轻通博科自动化技术有限公司；

抗张拉力仪，杭州轻通博科自动化技术有限公司。

实验方法

试剂的配置

水性色浆的稀释：取5g水性色浆原液，加水稀释至100g，浓度5%。

硫酸铝的配制：取0.3g硫酸铝固体颗粒，加水稀释至60g，浓度5‰。

湿强剂的稀释：取4g湿强剂原液，加水稀释至100g，浓度4%。

阳离子淀粉的糊化：取1.5g阳离子淀粉，加水至300g，置于96℃水浴中加热，并不断搅拌，得到浓度5‰的溶液。

阳离子聚丙烯酰胺溶液的制备：取1g固体，加水稀释至1000g，并不断搅拌，制备浓度为1‰的溶液。

聚胺类固着剂溶液的制备：取0.3g固体，加水稀释至600g，并不断搅拌，制备浓度为0.5‰的溶液。

纸页的抄造

取一定质量的浆料，先加入不同种类及不同用量的固着剂，搅拌2min，静置1min，然后加入相对绝干浆量5%的已稀释的水性色浆溶液，搅拌2min，静置1min，最后加入相对绝干浆量4%的已稀释的湿强剂溶液，搅拌2min，静置1min。将上述处理好的浆料进行抄纸，纸张定量为23g/m2。

测试与评价

湿抗张指数的检测：按照国家标准GB/T 465.2-2008 进行。

吸水性的检测：采用表面吸收速度法（高兹纳克法），按照国家标准GB/T461.2-2002进行，测量值为一定质量的水在纸张表面被完全吸收所用的时间，时间越长，表面吸收速度越慢，吸水性越差，时间越短，吸水性越好，为保证工艺编织纸洒水、制绳工序的高效进行，本论文中表面吸收速度应控制在500s以下。

纸张色差的测定：采用CIE颜色标准中最常用的CIE Lab匀色空间表示法，L、a、b值代表纸张颜色和视觉效果，L为明度指数，a和b为色度指数，其中a正值表示偏红程度，正值越大越偏红，由于本论文中采用红色染料，所以主要看a值的变化，而采用ΔE可表示两种纸张颜色间的色差，

，ΔE越小，两种颜色间的色差越小。ΔE与目视色差感觉的关系：当ΔE 在0～0.5范围内时肉眼感觉不到色差；当ΔE 在0.5～1.5范围内时，稍微能感觉出色差，但不明显；当ΔE 超过1.5时，色差明显。

2 试验结论

比较硫酸铝、阳离子淀粉、阳离子聚丙烯酰胺和一种聚胺类固着剂对提高水性色浆留着率的影响，并综合考虑吸水性、湿强性能两项重要指标，本论文的研究结论如下：

①选用硫酸铝为固着剂时，最佳用量为8‰，此时△E为2.21，△a为1.27，表面吸收速度为480s，湿抗张指数为8.94N·m/g。

②选用阳离子淀粉为固着剂时，最佳用量为2‰，此时△E为2.91，△a为1.53，表面吸收速度为400s，湿抗张指数为8. 69N·m/g。

⑶选用阳离子聚丙烯酰胺为固着剂时，最佳用量为0.5‰，此时△E为6.93，△a为3.48，表面吸收速度为488s，湿抗张指数为10.03N·m/g.

④ 选用聚胺类固着剂时，最佳用量为0.5‰，此时△E为10.46，△a为6.25，表面吸收速度为409s，湿抗张指数为9.23N·m/g。

⑤在四种固着剂的最佳使用量下，聚胺类固着剂的使用量最少，但△E、△a提高程度最大，同时对纸张的吸水性影响最小，纸张湿强指数也较大，因此是一种理想的水性色浆固着剂。

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