КЛАССИФИКАЦИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКА КРАСИТЕЛЕЙ В ПРОИЗВОДСТВЕ БУМАГИ
Для окраски бумаги применяют различные красители, которые можно
разделить на неорганические (естественные и искусственные), используемые
в настоящее время редко, и органические. Из неорганических красителей
следует упомянуть ультрамарин, вводимый в бумажную массу для подцветки
белой бумаги. Органические красители также могут быть естественными и
искусственными. Именно последние получили в производстве бумаги
наибольшее распространение, так как они обеспечивают возможности
придания изготовляемой бумаге широкого разнообразия цвета и оттенка.
Органические синтетические красители, применяемые для окраски бумаги,
делятся на следующие группы: основные, прямые (субстантивные),
кислотные, кубовые и сернистые. Большинство видов красителей
представляют собой растворимые красящие вещества, которые усваиваются
волокнами адсорбционно или путем непосредственного химического
взаимодействия.
Пигментные красители — нерастворимые красящие вещества, которые либо
синтезируются на волокнах из исходных материалов либо осаждаются на
волокнах различными методами: химически из растворимых производных,
разложением их солей или другим способом. К числу пигментных красителей
относятся кубовые и сернистые красители, обладающие высокими
показателями водостойкости и светопрочности. Кубовые красители
характеризуются приданием окрашиваемой бумаге ярких цветов и сочных
оттенков, что и обусловливает в ряде случаев их применение, несмотря на
относительную дороговизну и усложненную технологию использования.
Сернистые красители дешевы, но придают бумаге тусклую окраску.
Основные красители непосредственно хорошо окрашивают волокна древесной
массы и небеленой (лучше жесткой) целлюлозы, но хуже волокна беленой
целлюлозы, имеющие низкое содержание лигнина и гемицеллюлоз, и еще хуже
— тряпичные волокна. Часто эти красители используют также для окраски
волокон из смешанной макулатуры. Во всех этих случаях достигается
получение практически бесцветной сточной воды. Для фиксации основных
красителей на волокнах древесной массы, т. е. контакта волокон с
красителем, достаточно всего лишь 20—30 с. Связь основного красителя с
волокнами химическая. Сорбция этого красителя определяется содержанием в
волокнах карбоксильных групп, к которым основные красители обнаруживают
сродство.
Прямые красители обеспечивают непосредственно хорошую окраску волокон
хлопка и беленой целлюлозы и значительно хуже окрашивают волокна
древесной массы. При окрашивании прямыми красителями волокон беленой
целлюлозы
время контакта этих красителей с волокнами должно
составлять до 2, а иногда и 4 мин в зависимости от марки красителя,
требуемой интенсивности окраски и условий проведения процесса крашения.
Прямые красители целесообразно применять для окраски неклееных видов
бумаги: промокательной, основы для фибры, основы для пергамента,
различной бумаги санитарно-бытового назначения. Эти красители образуют с
гидроксильными группами целлюлозы водородную связь. При этом
эффективность сорбции прямого красителя волокнами целлюлозы в
значительной степени зависит от величины соответствующего
электрокинетического потенциала. Последний, однако, не оказывает
заметного влияния на сорбцию волокнами основного красителя.
Несмотря на то, что в композицию некоторых санитарнобытовых видов бумаги
(туалетная бумага, бумага для полотенец) часто входит в количестве до 40
% древесная масса, сравнительно хуже окрашиваемая прямыми красителями,
чем целлюлоза, тем не менее этот вид красителей для указанных видов
бумаги вполне применим, учитывая относительно невысокие требования к их
окраске. Одно из преимуществ прямых красителей — сохранение капиллярных
свойств окрашиваемой бумаги, что особенно важно при применении этих
красителей для окраски впитывающих видов бумаги санитарно-бытового
назначения.
Кислотные красители хорошо окрашивают шелк, шерсть и полиамидные волокна
и плохо окрашивают целлюлозу, древесную массу и частицы каолина. Эти
красители обычно используют для окраски проклеенной бумажной массы при
избытке сернокислого алюминия. Кислотные красители не дают такую яркую
окраску, как основные, но являются более светостойкими. В осаждении
кислотных красителей на растительных волокнах, имеющих в воде
отрицательный заряд, существенную роль играют силы электростатического
притяжения, проявляющиеся в результате действия при крашении
сернокислого алюминия. Окраску основными и прямыми красителями лучше
осуществлять с использованием мягкой производственной воды, при окраске
же кислотными красителями соли жесткой воды благоприятствуют процессу
крашения.