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紙、紙板和紙漿返黃值檢測技術解析

引言

返黃值是評價紙、紙板和紙漿光學性能的重要指標之一，指材料在特定條件下因光、熱、濕度或其他環境因素作用導致的顏色變黃程度。返黃現象不僅影響產品的外觀品質，還可能降低其使用性能，例如印刷適性、耐老化性和耐久性。因此，返黃值檢測在造紙工業、包裝材料生產和紙漿質量控制中具有關鍵意義。本文將從檢測的適用范圍、核心檢測項目、參考標準及檢測方法等方面系統解析返黃值檢測技術。

檢測的適用范圍

返黃值檢測主要適用于以下三類材料：

1. 文化用紙：如書寫紙、印刷紙、新聞紙等，其返黃程度直接影響閱讀體驗和印刷效果。
2. 包裝紙板：包括瓦楞紙板、白卡紙等，需評估其在運輸、儲存過程中的抗黃變能力。
3. 紙漿原料：化學漿、機械漿等紙漿的返黃特性直接影響成品紙的色度穩定性。

此外，特種紙（如裝飾紙、濾紙）及再生紙產品也可通過返黃值檢測評估其抗老化性能。該檢測廣泛應用于造紙企業、質檢機構及科研院所，為生產工藝優化和質量控制提供數據支持。

核心檢測項目及簡介

返黃值檢測包含以下關鍵項目：

1. 返黃值（PC值）測定 通過對比樣品在特定波長（通常為457nm）下的光反射率變化，計算返黃指數。公式為： ??=?457−?640?457×100PC=R457?R457?−R640??×100 其中，?457R457?和?640R640?分別代表457nm和640nm處的反射率。

2. 光穩定性測試 模擬紫外線或氙燈照射條件，評估材料在光照環境下的抗黃變能力，常用加速老化試驗完成。

3. 熱老化試驗 通過高溫烘箱加速樣品老化，檢測其在高溫環境中的顏色穩定性，適用于評估包裝材料的耐熱性能。

4. 濕度循環測試 結合溫濕度交替變化，分析材料在高濕環境下的返黃趨勢，尤其適用于熱帶氣候地區產品檢測。

檢測參考標準

返黃值檢測需遵循國內外多項標準，確保數據可比性和權威性：

1. ISO 5630-3:2019 《紙、紙板和紙漿 加速老化 第3部分：濕熱處理法》 該標準規定了濕熱條件下材料老化性能的測試方法，適用于評估長期儲存產品的返黃特性。

2. GB/T 8940.2-2021 《紙漿、紙和紙板 顏色測定法 第2部分：白度（ISO亮度）和返黃值的測定》 中國國家標準，詳細說明了分光光度法測定返黃值的操作流程及計算方法。

3. TAPPI T452 om-18 《紙和紙板的光學性能 白度和黃度的儀器測定》 國際造紙行業通用標準，涵蓋返黃值、白度及色差的綜合檢測方法。

4. EN ISO 2470-2:2018 《紙、紙板和紙漿 藍光漫反射因數的測定 第2部分：室外光照條件》 歐洲標準，針對戶外用紙制品的抗光照返黃性能提出測試規范。

檢測方法與儀器

1. 分光光度法 原理：利用分光光度計測量樣品在特定波長下的反射率，計算返黃值。 儀器：

   • 分光光度計（如HunterLab ColorQuest XE、X-Rite Color i7）
   • 標準白板（用于儀器校準） 步驟： （1）制備平整無皺的樣品； （2）使用標準白板校準儀器； （3）測量樣品在457nm和640nm處的反射率； （4）代入公式計算PC值。

2. 加速老化試驗法 原理：通過模擬極端環境（高溫、高濕、強光）加速材料老化，對比老化前后顏色變化。 儀器：

   • 氙燈老化試驗箱（如Q-SUN Xe-3）
   • 恒溫恒濕箱（精度±1℃/±2%RH） 步驟： （1）將樣品置于老化箱中，設定溫度（80±2℃）、濕度（65±5%RH）及光照強度； （2）持續處理24-72小時后取出； （3）冷卻至室溫后測量返黃值。

3. 色差分析法 原理：使用色差儀測定樣品老化前后的色差（ΔE*），間接反映返黃程度。 儀器：

   • 色差儀（如Konica Minolta CR-400）
   • 數據處理軟件（如SpectraMagic NX） 步驟： （1）測量未處理樣品的L*（明度）、a*（紅綠軸）、b*（黃藍軸）值； （2）老化處理后重復測量； （3）計算色差ΔE*=√[(ΔL*)²+(Δa*)²+(Δb*)²]。

檢測儀器選型要點

1. 精度要求：分光光度計波長分辨率應≤5nm，色差儀ΔE*重復性≤0.05。
2. 環境適應性：老化試驗箱需具備溫濕度閉環控制功能，波動范圍符合標準要求。
3. 數據兼容性：儀器應支持Lab*、Hunter Lab等多色彩空間輸出，便于跨平臺數據對比。

結語

返黃值檢測技術通過量化材料顏色穩定性，為優化造紙工藝、提升產品質量提供了科學依據。隨著高精度光譜分析技術和智能老化試驗設備的發展，檢測效率和準確性持續提高。未來，結合人工智能算法的顏色預測模型及在線監測系統的應用，將進一步推動該領域的技術革新。