|
В прошлом номере журнала «Бумага и жизнь» мы рассказывали о нормативных аспектах производства тетрадей в Украине. В этом, как и обещали, осветим некоторые моменты, связанные с использованием различных красителей.
In the previous number of «Paper and Life» magazine we were discussing some technical aspects of producing the notebooks in
Ukraine. Today, as we promised, we’ll discuss some aspects of using various inks.
Рассмотрим такой распространенный вид обложки тетради, как окрашенная в массе, и изготовление чернил для линования на тетрадных агрегатах и поточных линиях.
Традиционно для этого применялись прямые и основные красители. До настоящего времени выбору красителей по гигиеническим параметрам уделялось незначительное внимание. Ситуация изменилась с появлением прямых красителей Cartasol HP компании Clariant.
Как известно, крашение бумаги и картона можно осуществлять двумя способами: поверхностно, с помощью клеильных прессов в составе бумагоделательной машины или на отдельном оборудовании типа красильных или меловальных машин, а также введением красителя в бумажную массу. Последний способ называется внутримассным крашением и применяется для изготовлении разнообразных видов бумаги и картона: писчей, для различных видов печати, цветной, обложечной, форзацной, оберточной, упаковочной, санитарногигиенической, целого ряда технических видов бумаги, а также картона.
Особо следует отметить такое направление во внутримассном крашении, как тонирование. Этот процесс получил широкое распространение при производстве печатных, а также специальных видов бумаги (в том числе как один из ее защитных элементов). С появлением специального измерительного оборудования стало возможным оценивать не только коэффициент отражения света от поверхности бумаги — белизну, но и определять цвета и даже оттенок бумаги по координатам цвета, например, в системе Lab. Появилась возможность производить большое количество бумаги не только одинаковой белизны, но и одинакового оттенка, что особенно важно для печатных видов бумаги в книгоиздании.
Остановимся более детально на преимуществах прямых красителей. По классификации в системе индекса цвета они относятся к соединениям молекулярного строения, имеющие одну или более анионных сульфогрупп. Благодаря этим группам прямые красители приобрели способность растворяться в воде. Для них характерна высокая сорбируемость отбеленными целлюлозными волокнами и наиболее распространенными наполнителями (каолин, мел и др.). Подсеточная вода во время крашения бумаги из беленых полуфабрикатов прямыми красителями, даже в довольно интенсивные цвета, остается практически бесцветной. Бумаги, окрашенные этими красителями, сохраняют высокую светостойкость. Хотя большинство прямых красителей могут быть получены в порошкообразной форме, все более популярными становятся жидкие концентраты. Преимуществом последних является легкость в применении и дозировании. Определенное неудобство заключается в том, что поверхностноактивные вещества и диспергаторы, которые добавляют для обеспечения агрегативной устойчивости концентратов, могут влиять на удержание и проклейку в случае крашения в глубокие тона.
Таблица 1. Стойкость окраски 1%-х растворов красителей
|
Время хранения, час
| Изменение цвета, %
| Cartasol
Br.Blau F2R-HP
| Cartasol
Rot F3G-HP
| Cartasol
Yellow FR-HP
|
2
| 0,06
| 0,6
| 0,5
|
24
| 0,06
| 0,6
| 4,9
|
72
| 3,0
| 2,9
| 13,2
|
Таблица 2. Стойкость растворов красителей к изменению рН среды
|
Краситель
| рН
| Изменение цвета, %
|
Cartasol Br.Blau F2R-HP
| 5,4
| 4,8
|
8,4
| 2,8
|
Cartasol Rot F3G-HP
| 4,0
| 12,9
|
9,0
| 7,7
|
Cartasol Yellow FR-HP
| 5,5
| 26,3
|
8,4
| 2,0
|
Исходя из приведенных положительных качеств прямых красителей, а также с целью оценки технологических особенностей применения малотоксичных красителей серии НР, в УкрНИИБ были проведены испытания красителей Cartasol HP фирмы Clariant. Исследованы красители классической триады: синий — Cartasol Br.Blau F2RHP, красный — Cartasol Rot F3GHP и желтый — Сartasol Yellow FRHP.
На начальной стадии исследования была проверена стойкость растворов красителей к хранению (табл. 1) и к изменению рН среды (табл. 2).
Как видно из таблицы 1, исследованные красители имеют высокую стойкость растворов к хранению в течение суток. Небольшие изменения отмечены для желтого красителя. Увеличение продолжительности хранения до трех суток вызвало изменение окраски лишь на 3%. Раствор желтого красителя оказался менее стойким.
Устойчивость растворов красителей к изменению рН была большей в щелочной среде. Менее стойкими растворы оказались в кислой среде, что следует учитывать при определении порядка дозирования красителей в бумажную массу.
Таблица 3. Эко-токсикологические данные красителей HP-ряда
|
| ХПК (мг/л)
| Азот % (м/м)
| Острая токсичность (мг/кг)
| Токсичность для рыб (мг/л)
| Токсичность для бактерий (мг/л)
| Категория 1, 2 или 3 канцерогенных аминов
|
Cartasol Yellow F4G-HP liq.
| 247
| 1,8
| >2000
| >100
| >100
| Нет
|
Cartasol Yellow FR-HP liq.
| 241
| 3,0
| >2000
| >100
| >100
| Нет
|
Cartasol Orange FN-HP liq.
| 235
| 2,7
| >2000
| >100
| >100
| Нет
|
Cartasol Red F3G-HP liq.
| 179
| 1,0
| >2000
| >100
| >100
| Нет
|
Cartasol Red F5B-HP liq.
| 301
| 2,5
| >2000
| >100
| >100
| Нет
|
Cartasol Violet FR-HP liq.
| 230
| 1,4
| >2000
| >100
| >100
| Нет
|
Cartasol Br.Blue F2R-HP liq.
| 66,5
| 0,8
| >2000
| >100
| >100
| Нет
|
Cartasol Green FN-HP liq.
| 91
| 1,1
| >2000
| >100
| >100
| Нет
|
Cartasol Brown FG-HP liq.
| 266
| 3,0
| >2000
| >100
| >100
| Нет
|
В таблице 3 приведены экологические и токсикологические параметры прямых красителей НР.
Следует подчеркнуть, что указанные красители:
- свободны от некоторых аминов, которые в соответствии с европейской классификацией относятся к канцерогенам 1, 2 или 3 категории;
- сертифицированы институтом ISEGA и допущены к применению BGVV в качестве красителей для бумаги, используемой как упаковка для пищевых продуктов;
- не содержат в своем составе соединения меди;
- имеют содержание солей тяжелых металлов и ароматических аминов значительно ниже ограничений ETAD (экологической и токсикологической ассоциации производства красителей и органических пигментов).
Полученные результаты исследований позволяют рекомендовать прямые малотоксичные красители (серии НР) не только для изготовления бумаги обложечной и для линовки блока тетрадей, но и для санитарногигиенических видов бумаги, а также для изготовления пищевых упаковок.
/Экспериментальная часть работы выполнена инженером Л. Жукотской./
|
