CN102877363B - 浸染式纸张染色方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种浸染式纸张染色方法，由双工位放纸架对卷筒原纸进行放卷；放卷后的纸张通过牵引辊牵引至染料槽，纸张通过染料槽内的若干数量的可调节角度的牵引辊将纸张浸在染料槽内的染料中进行染色，经过染料槽染色的纸张再通过弧形辊调节处理后，通过挤压辊将多余染料清除；通过弧形辊将展平后的纸张通过烘干机进行烘干；对烘干的纸进行施胶处理，以达到固色作用；对施胶后的纸张通过烘干机进行烘干处理；对施胶烘干后的纸张进行压光处理；将压光处理后的纸张通过收纸机进行收卷。本发明用水量少，无污染，不需建设污水处理装置，采用铁氟龙烘缸，不需建设大型锅炉设备等，并且零排放，无污染，少量废水可循环利用，节省成本。

Description

浸染式纸张染色方法

技术领域

本发明涉及一种纸张染色工艺，尤其是一种浸染式纸张染色方法。

背景技术

目前世界造纸过度采伐造成全球森林资源匮乏，生态环境恶化，依靠损害生存环境发展经济的负面效应引起了全人类的普遍关注，虽然我国在采用速生植树造林，林纸一体化造纸方面取得了显著成效，可是在纸张染色加工方面一直未能取得较好成效。

我国是世界上仅次于美国的第二大纸品生产和消耗大国，而随着我国经济规模的不断扩大，人们物质生活水平的不断提高，对纸制品种类、质量、产品差异化等，特别是在纸张染色加工方面要求也更高；传统制造彩色（卡）纸是在造纸过程中进行的，将染料添加至纸浆内，根据造纸过程的完成，生产出带有各种色泽的纸张产品，该方法适合大型造纸企业，而且在实施过程中，由于造纸的批量生产，一般生产一批次产品数量是很大的，不利于满足客户小量化、差异化需求；由于染料添加至纸浆内生产，在完成一种颜色生产另一种颜色产品的时候，大面积的清洗便成了问题，所产生的污水量是很大的，如不进行污水处理直接排放，周边甚至更远的区域的环境污染是很严重的（当然目前国家在这方面加大控制，根本就不可以乱排放），而对污水处理又是一笔不小的污水处理开支；造纸工艺中一般采用锅炉进行加热处理，而建造锅炉等更是一项大的工程，且安全系数低；所占用地也相应的增加，一般的企业根本无法实现；一台造纸机的价格少则上千万，多则上亿，再加上附加的生产设施建设，前期所投入的资金量是庞大的，而且建设工程期较长；对一般企业而言（需要安装大型造纸设备等），只能是望而却步，加之传统浸染工艺采用乙醇清洗染槽，具有成本高，易燃、耗能高、污染大等特点，这些都不能满足我国国民经济迅速发展和人们生活水平不断提高对纸张染色加工的要求。

现有的纸张染色方法为涂布式染色，其纸张染色只是将所需颜料经表面呈网纹状的染色导辊而涂覆于纸张表面，使纸张表面具有色彩，但纸张芯部颜色却仍然保持原来颜色。该方法处理的纸张表面的色彩附着性不强，使用一段时间后会产生褪色。以致此种纸张在使用时具有一定的局限性。并且，所用颜料使用后不便于清洗，清洗后的废水也不利于回收，长期使用会造成环境污染和损伤人体健康。

发明内容

本发明是要提供一种色彩附着性更强，清洗方便，废水循环利用的更加环保的浸染式纸张染色方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种浸染式纸张染色方法，包括以下步骤：

1、放卷步骤：

由双工位放纸架对卷筒原纸进行放卷；

2、浸染色步骤：

放卷后的纸张通过牵引辊牵引至染料槽，纸张通过染料槽内的若干数量的可调节角度的牵引辊将纸张浸在染料槽内的染料中进行染色，经过染料槽染色的纸张再通过弧形辊调节处理后，通过挤压辊将多余染料清除；

3、烘干步骤：

通过弧形辊将展平后的纸张通过第一烘干机进行烘干；

4、施胶步骤：

对烘干的纸通过施胶机进行施胶处理，以达到固色作用；

5、施胶后烘干步骤：

对施胶后的纸张通过第二烘干机进行烘干处理；

6、压光步骤：

对施胶烘干后的纸张通过压光机进行压光处理，用于增加纸张平滑度和细腻度，使纸张厚薄均匀、表面细腻；

7、收卷步骤：

将压光处理后的纸张通过收纸机进行收卷。

上述放卷步骤：由双工位放纸架对卷筒原纸进行放卷，通过行车将原纸分别放在一、二号放纸架上，并通过导纸辊将原纸引向浸染步骤；

上述浸染色步骤：采用PPU扩散剂的扩散性对纸张染色，使染色后的纸张颜色均匀；染料槽内的染料中放入消泡剂，对染槽内的气泡进行控制，使得染料易于控制色差，方便加液；为了保持纸张色泽，采用抗水剂对纸张进行表面抗水处理，防止纸张受潮或者湿润时对色彩鲜艳度的影响；采用带有阳离子性的季铵盐类固色剂与染料上的磺酸基阴离子相结合，生成不溶于水的色淀，从而达到固色作用，提高色牢度。

上述烘干步骤：采用的烘干机由十二个烘缸构成，每个烘缸温度由低至高再到低，具体温度范围为60C^o~110 C^o~50 C^o，防止经过染色后的纸张突遇高温起泡；防止烘缸高温下突遇低温带纸张对设备的损害。

上述施胶步骤：改变纸张走向实现纸张单面、双面施胶处理；采用合成施胶剂：利用表面合成施胶剂赋予纸张抗墨、抗水、抗乳液、抗腐蚀性能提高纸张平滑度、强度和使用期；改善纸张表面光滑度，降低孔隙度，防止表面起毛和掉毛。

上述施胶后烘干步骤：对施胶后的纸张进行烘干处理采用的第二烘干机的烘缸的温度由高至低的范围为110 C^o~50 C^o。

本发明的有益效果是：

本发明与传统工艺相比有以下特点：

1、在造纸外进行纸张浸染加工（传统的是在造纸过程中染色的），建设该项目不需建设造纸厂等其它大型设施，资金投入小。

2、染色过程中用水量非常小（染色一吨纸所需用水量不足一吨，而传统染色一吨所需水量约30~40吨）。

3、染色后无污水排放（传统染色工艺有大量污水产生，即使在沙漠边建厂，污染也是很大的）。

4、染色过程中无需蒸汽锅炉，很好的减少了生产投资、降低了生产成本和提高了生产的安全性。

5、生产场地占地面积小，生产环境干净，生产成本降低，生产管理简化。

6、简单的生产工艺，可让产品多样化，管理更简单，人工成本更低。

7、利用（PPU）的扩散性对纸张染色。使染色后的纸张颜色均匀，克服了内外色差，节约了染料，降低了成本，简化了工艺；

8、利用表面合成施胶剂赋予纸张抗墨、抗水、抗乳液、抗腐蚀等性能提高纸张平滑度、强度和使用期；改善纸张表面光滑度，降低孔隙度，防止表面起毛和掉毛；

9、纸张颜色鲜艳；

10、零排放，无污染，少量废水可循环利用，节省成本。

附图说明

图1是本发明工艺设备示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的浸染式纸张染色方法，采用的浸染式纸张染色设备，总长28500mm；最大总功率约270KW/小时；运行实际功率约180-200KW/小时，最大车速140m/min；总重量约：50T；它分别为放纸架1、染料槽2、施胶机4、第一，二烘干机3，5、压光机6、收纸机7。

（1）放纸架1：最大放卷直径为1200mm；总功率约：3KW；总重量约 3.5T；总高度：1750mm；

（2）染料槽2：侵染槽总功率约3.7KW；总重量约：1.5T；总高度：1100mm；

（3）施胶机4：辊径400mm；气胎直径400mm；总功率约11KW；设计车速：140m/min；总重量约：3.5T；总高度：1500mm；

（4）第一，二烘干机3，5：烘缸直径5700mm*20个烘缸；总功率约：270kw；设计车速：140m/min；总重量约30T；总高度：2400mm；

（5）压光机6：辊径400mm气胎直径480mm；总功率约22KW；设计车速：140m/min；总重量约6.5T；总高度：1800mm；

（6）收纸机6：卷纸缸直径700mm；最大卷径：1200mm；总功率约7.5KW；设计车速：140m/min；总重量约：3.5T；总高度1400mm。

本发明的具体实施步骤是：

（1）放卷步骤：由双工位放纸架1对卷筒原纸进行放卷，通过行车将原纸分别放在一号、二号放纸架上，（一号放纸架原纸用完，便于二号放纸架原纸方便与一号放纸架原纸连接，达到连续工作的目的）通过导纸辊将原纸引向浸染步骤；

（2）浸染色步骤：

放卷后的纸张通过牵引辊牵引至染料槽2，纸张通过染料槽2内的若干数量的可调节角度的牵引辊将纸张浸在染料槽2内的染料中进行染色，经过染料槽2染色的纸张再通过弧形辊调节处理后，通过挤压辊将多余染料清除。其中：

A、可调节角度的牵引辊，主要是调节牵引辊角度，以致于调节纸张浸在染料槽液体里的深度，和浸染时间，以达到不同颜色程度要求的目的。

B、染料槽内的染液通过另一辅助装置始终保持在同一液面上；

C、弧形辊起调平作用，以达到纸张防皱目的。

D、挤压辊将经过染料槽出来的纸张表面多余水份清理掉，以达到下步骤快速烘干目的。

E、废水回收装置便于对染液的回收循环利于，节省成本，环保。

（3）烘干步骤：再次通过弧形辊将展平后的纸张通过第一烘干机3进行烘干；（烘缸温度由低——高——低），采用的第一烘干机3由十二个烘缸构成，每个烘缸温度不一，由低至高再到低，具体温度范围为60C^o~110 C^o~50 C^o，温度由低至高有两个目的：防止经过染色后的纸张突遇高温起泡；防止烘缸高温下突遇低温带纸张对设备的损害。

（4）施胶步骤：对烘干的纸进行施胶处理，以达到固色作用。

本步骤可实现纸张单面、双面施胶处理，主要实现方式为：改变纸张走向以过到单面、双面施胶目的；

（5）再次烘干步骤：再次对施胶后的纸张进行烘干处理。（第二烘干机5温度由高——低），第二烘干机5的烘缸的温度由主至低，范围为110 C^o~50 C^o左右。温度由高至低的目的：便于纸张水份烘干，防止下一步骤施胶过程对纸张的渗透（高温下纸张纤维分子活耀。

（6）压光步骤：对施胶后的纸张通过压光机6进行压光处理。增加纸张平滑度，调节纸张厚薄不均问题。

（7）收卷步骤：最后将压光处理后的纸张通过收纸机7进行收卷。

通过若干牵引辊将纸张进行收卷，压纸器部位主要对收卷的纸张起压紧的作用，防止松边，另一个作用方便换卷。

上述浸染色步骤：采用PPU扩散剂的扩散性对纸张染色，使染色后的纸张颜色均匀；染料槽内的染料中放入消泡剂，对染槽内的气泡进行控制，使得染料易于控制色差，方便加液；为了保持纸张色泽，采用抗水剂对纸张进行表面抗水处理，防止纸张受潮或者湿润时对色彩鲜艳度的影响；采用带有阳离子性的季铵盐类固色剂与染料上的磺酸基阴离子相结合，生成不溶于水的色淀，从而达到固色作用，提高色牢度。

上述施胶步骤：采用合成施胶剂：利用表面合成施胶剂赋予纸张抗墨、抗水、抗乳液、抗腐蚀性能提高纸张平滑度、强度和使用期；改善纸张表面光滑度，降低孔隙度，防止表面起毛和掉毛。

本发明所采用的：

（1）扩散剂（PPU）：扩散剂（PPU）是阴离子表面活性剂。易溶于水、无渗透性、不起沫。利用（PPU）的扩散性对纸张染色。使染色后的纸张得色均匀，克服了内外色差，节约了染料，降低了成本，简化了工艺。

(2)消泡剂：在纸张染色过程中，原纸将通过放纸架进入浸染槽进行浸染，而由于染纸设备高速运转，纸张在浸染槽高速运动，造成浸染槽内染色液体产生大量有害气泡，利用消泡剂的破泡、抑泡、脱泡原理，对染槽内的气泡进行有效控制，使得染料易于控制色差，方便加液等。

(3)铁氟龙烘缸：利用导热油具有的加热均匀，调温控温准确，传热效果好，节能，输送和操作方便等特点，采用电加热导热油精制的烘缸对染色后的纸张进行烘干处理；避免了传统造纸所需的建设大型锅炉进行加热，降低了建设成本，并节省安装空间，提高了设备安装范围，为该项目实施创造便利条件。

(4)合成施胶剂：利用表面合成施胶剂赋予纸张抗墨、抗水、抗乳液、抗腐蚀等性能提高纸张平滑度、强度和使用期；改善纸张表面光滑度，降低孔隙度，防止表面起毛和掉毛；

（5）抗水剂：采用浸染液对纸张进行染色，为了更好的保持纸张色泽，对纸张进行表面抗水处理，防止纸张受潮或者湿润时对色彩鲜艳度的影响。

（6）固色剂：利用水溶性阴离子染料染色后，采用带有阳离子性的季铵盐类与染料上的磺酸基阴离子相结合，起到正负静电相互吸引结合、生成不溶于水的色淀，从而达到固色作用，提高色牢度。

本发明符合我国政府当前重点发展产业政策，具有良好的市场前景，拟建项目投资构成合理,外围公用动力配套齐全，工程规划切实可行,环保、节能等措施落实，且经济与社会效益显著。

Claims (1)

1.一种浸染式纸张染色方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）放卷步骤：

由双工位放纸架对卷筒原纸进行放卷；通过行车将原纸分别放在一、二号放纸架上，并通过导纸辊将原纸引向浸染步骤；

（2）浸染色步骤：

放卷后的纸张通过牵引辊牵引至染料槽，纸张通过染料槽内的若干数量的可调节角度的牵引辊将纸张浸在染料槽内的染料中进行染色，经过染料槽染色的纸张再通过弧形辊调节处理后，通过挤压辊将多余染料清除； 

（3）烘干步骤：

通过弧形辊将展平后的纸张通过第一烘干机进行烘干；采用的第一烘干机由十二个烘缸：构成，烘缸为铁氟龙烘缸，每个烘缸温度由低至高再到低，具体温度范围为60C^o~110 C^o~50 C^o，防止经过染色后的纸张突遇高温起泡；防止烘缸高温下突遇低温带纸张对设备的损害；

（4）施胶步骤：

对烘干的纸通过施胶机进行施胶处理，以达到固色作用；改变纸张走向实现纸张单面、双面施胶处理；采用合成施胶剂：利用表面合成施胶剂赋予纸张抗墨、抗水、抗乳液、抗腐蚀性能提高纸张平滑度、强度和使用期；改善纸张表面光滑度，降低孔隙度，防止表面起毛和掉毛；

（5）施胶后烘干步骤：

对施胶后的纸张通过第二烘干机进行烘干处理；对施胶后的纸张进行烘干处理采用的第二烘干机的烘缸的温度由高至低的范围为110 C^o~50 C^o；

（6）压光步骤：

对施胶烘干后的纸张通过压光机进行压光处理，用于增加纸张平滑度和细腻度，使纸张厚薄均匀、表面细腻；

（7）收卷步骤：

将压光处理后的纸张通过收纸机进行收卷。