废纸浆黏性物质测定初探

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本文作者：徐衮田孙爽秦昀昌童国林作者单位：南京林业大学江苏省制浆造纸科学与技术重点实验室

废纸在使用过程中会带来各种各样的杂质，特别是印刷过程的粘结料、包装用的封口胶等给废纸再生带来了很大影响，特别是胶黏物的沉积影响纸机正常生产，导致产品质量恶化等。因此控制或去除胶黏物杂质成为各制浆造纸企业关心的问题之一。寻找一种快速、准确地测量废纸浆中胶黏物的含量，为解决胶黏物的干扰提供技术支持成为首要任务。本文研究了透明蓝染色扫描方法检测废纸浆中的胶黏物含量，利用透明蓝—庚烷溶液亲油性远大于亲纤维的原理，将纸浆中的胶黏物染色而纤维不染色，最终通过扫描仪和图像分析软件识别，为正确分析胶黏物含量提供了理论基础。

1原料与方法

1．1原料

废箱板纸(OCC)，未漂硫酸盐浆，复印纸，EVA热熔胶，透明蓝N，庚烷。

仪器:扫描仪，水浴锅，JJ－1搅拌器，高浓碎解机，抄片机，聚四氟乙烯转子，烧杯等。

1．2方法

1．2．1碎浆

在85℃，6%的浆浓，先以800r/min的转速碎浆30min，然后再调整到500r/min，碎浆30min。

1．2．2筛选

时间10min，水压0．5bar，筛缝宽度0．15mm，同时收集筛板上的热熔胶。

1．2．3抄片

按照TAPPI方法抄成定量为60±3g/m2的手抄片。

1．2．4染色

染料制备:0．67克透明蓝N棕色粉末融入到1升庚烷中，用磁力搅拌器搅拌12小时，布氏漏斗抽滤，滤去滤渣，得到透明蓝N－庚烷溶液。

染色:在通风橱中，将纸片浸入到透明蓝庚烷溶液中轻轻摇荡10s，取出悬挂于通风橱中，12h后取片扫描。

1．2．5扫描

最小扫描面积为0．01mm2，像素600dpi。

1．2．6OCC废纸漂白

水浴锅温度75℃，浆浓4%，首先将绝干过筛浆20g和480ml的去离子水加入烧杯中，待温度到达65℃时，加入乙酸钠3g，乙酸6ml加入3g亚氯酸钠，并用JJ－1搅拌器以200r/min的速度搅拌5min，当温度到达75℃时，加入3g亚氯酸钠并且开始计时，分别在30min和60min时加入相同量的亚氯酸钠，在90min时，加入3．75g硫代硫酸钠终止反应。1min后取出用布袋子洗浆。

2结果与讨论

2．1添加热熔胶的透明蓝染色法测定胶黏物的研究

为了讨论透明蓝染色法对扫描检测胶黏物含量的影响，采用在办公打印纸中添加一定量的热熔胶方法检测其染色后对应的数值变化情况，结果如图图2所示。由图1、2可知:筛后残余在筛板上的热熔胶和添加的热熔胶总量之间存在很好的线性关系，线性回归的系数接近于1，而且图2中染色前的单位面积胶黏物的数量(NPM)变化幅度相对较小，很难对其含量进行区分，采用透明蓝染色后，扫描后的NPM数值有较大幅度的改变，并且与纸页中胶黏物含量成正比关系。由此可见，采用透明蓝染色可以提高扫描时胶黏物的可检测性。

2．2扫描参数对OCC染色前后NPM的影响

为了增加染色后OCC废纸中胶黏物与纤维之间的色差，提高检测的准确性，对OCC废纸进行适当的漂白处理，在OCC废纸浆中添加不同含量的硫酸盐本色浆，以便区分其胶黏物含量的不同，漂白浆料白度与染色后纸张白度结果如表1所示。由表1可知，漂白处理时硫酸盐浆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。白度低时其影响相对较小，对于半漂纸浆来说，总体影响不是很大。为了有效确定扫描参数对胶黏物检测的影响，对纸张染色后的亮度和对比度进行调整，为正确选择检测参数提供依据，结果如图3所示。由图3可以看出，对比度不变情况下，NPM随着亮度的增加而减少;亮度不变，NPM随着对比度的变化先增大、后减少的变化趋势。染色效果的体现也会受到对比度和亮度的影响。染色前后存在一定的差异，且染色后其NPM会有所增加，提高了其可检测性。但当亮度增加到一定程度时，扫描会掩盖细小胶黏物导致结果偏差较大。如果降低亮度至一定程度会带来干扰物质的影响。因此选择合适的扫描亮度为50cd/m2。为了检测在亮度为50cd/m2时，不同对比度对NPM变化规律的影响，进行了漂白OCC废纸浆不同对比度影响的分析，结果如图4所示。由图4可知，在亮度为50cd/m2的扫描参数下，从对比度51%到69%，染色前和染色后的NPM经历先增大后减小的变化趋势;染色前后的差值也呈现先增大后减小的关系。染色后的最大值点要比染色前的最大值点后移;染色效果到达一定对比度后可以变得明显，在该亮度条件下对比度为63%是两者的差值最大。为了了解在不同胶黏物含量状态下，扫描参数对检测结果产生的影响，选择添加不同含量的漂白OCC废纸和硫酸盐本色浆进行染色后扫描分析，结果如图5所示。由图5结果可知，在一定的亮度下，随着OCC含量的增加，浆中的NPM数值增加，这是由于OCC废纸浆中的胶黏物含量增加导致的结果，与实际相符;同时对于各含量的OCC混合浆的NPM呈现先增大后减小的变化趋势。由图6可知，在亮度50cd/m2、对比度63%时，不同OCC含量纸浆染色前后结果显示具有较好的线性关系，与实际情况相吻合。因此，利用透明蓝染色、扫描对废纸浆胶黏物的检测是可行的方法之一。图6在亮度50cd/m2、对比度63%时不同OCC含量纸浆胶黏物含量变化规律

3结论

3．1透明蓝能够对胶黏物进行很好的染色，透明蓝染色－扫描可以用于废纸浆中胶黏物的检测。

3．2扫描法测定胶黏物的方法与扫描参数关系很大，合适的扫描参数是测定结果准确的保证。