CN107044068B - 一种高定量纸产品的染色方法及其应用 - Google Patents

一种高定量纸产品的染色方法及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高定量纸产品的染色方法及其应用。所述的染色方法为：将色浆加入到浆料中，将混合体稀释到10wt％，搅拌混合均匀，然后采用PFI磨对纤维‑色浆混合体进行磨浆，之后取磨后浆，加入染料和固色剂染色；抄纸，压榨，干燥，即得较高亮度的深色纸。本发明采用色浆与染料共同染色，工艺简单，操作方便。研磨分散制备的色浆的光散射系数高，遮盖力强，添加到纸张后能明显增加染色后纸张的明亮程度，与染料染色相结合，增加了色彩的饱和度。共磨的形式使颜料填充到纤维细胞纹孔和细胞间，减小了常规颜料染色方式对纸张强度的影响，同时也增加了颜料与纤维的结合强度，能很好的应用到厚纸板、纸浆模塑制品等高定量、高厚度的纸产品。

Description

一种高定量纸产品的染色方法及其应用
技术领域
本发明属于造纸技术领域，具体涉及一种高定量纸产品的染色方法及其应用。
背景技术
高定量纸产品一般是指定量超过250g/m2的纸产品，一般包括纸板和纸浆模塑制品等，主要用于产品的包装。起初，纸浆原色和白色是箱纸板、托盘、精密电子仪器包装等的主要颜色，但是随着人们生活文化水平的提高和对美的不断追求，对包装材料的要求越来越高，不仅体现在包装纸张的质量上，对外观颜色也有新的要求，并且已经成为一项重要的技术指标。
目前纸浆的染色主要采用的是浆内染色，使用的色料主要是染料，即打浆时加入一定比例的染料，使纤维带上一定的颜色，然后再进行成形、压榨、干燥等一系列的操作，从而生产出带有特定颜色的纸产品。但是如果纸产品的定量很高，厚度很大，成纸表面的光散射系数很小，染色后产品的亮度和色彩的饱和程度通常不能达到客户的要求。尤其是对于一些深色系(黑色等)的纸张，仅仅依靠染料的调色很难获得理想的效果。因此，开发一种新型的染色方法非常具有现实意义。
发明内容
为了解决现有技术的缺点和不足，本发明的首要目的在于提供一种高定量纸产品的染色方法。
本发明的另一目的在于提供上述染色方法在高定量纸产品的应用。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种高定量纸产品的染色方法，包括以下步骤：
(1)备料：将纸浆充分润湿，按一定比例配浆得到浆料，并将色浆稀释；
(2)磨浆：将稀释好的色浆按比例加入到配好的浆料中，再将混合体稀释到10％的质量浓度，搅拌混合均匀，然后采用PFI磨对纤维-色浆混合体进行磨浆；
(3)染料染色及纸页的抄造：取磨后浆，加入染料和固色剂染色；抄造定量为250～350g/m2的纸张，压榨，干燥，即得一种染色后的高定量纸产品。
优选的，步骤(1)中所述的浆料是指阔叶木浆、竹浆、蔗渣浆按绝干质量百分比30％～50％：50％～30％：20％的比例配成的浆料。
优选的，步骤(2)中所述的色浆用量为绝干浆料质量的1％～3％。
优选的，步骤(2)中所述PFI磨磨浆后浆料的打浆度为25～35°SR。
优选的，步骤(3)中所述的染料为黑色色粉和大红色粉，黑色色粉用量为绝干浆料质量的11％～15％，大红色粉用量为绝干浆料质量的1.1％～1.5％，染色时间为5～11min。
优选的，步骤(3)中所述的固色剂为固色剂Y，加入量为绝干浆料质量的11％～15％，反应时间为10～16min。
优选的，步骤(1)中所述色浆由以下方法制备：
(a)碳黑预处理：将碳黑磨细后，在80℃下真空干燥12h，取出备用；
(b)分散液的制备：在去离子水中加入质量分数为碳黑质量13％的聚丙烯酸酯分散剂和碳黑质量12％的丙醇润湿剂，在500～800r/min转速下用磁力搅拌器搅拌，使其完全溶解，加入步骤(a)中磨细后的碳黑，继续搅拌混合均匀，制得分散液；
(c)将步骤(b)得到的分散液加入到研磨罐中，用行星球磨机研磨12h后，得到色浆。
一种染色后的高定量纸产品，由以上方法制备得到。
上述的高定量纸产品在制备高定量纸板、纸浆模塑制品中的应用。
与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：
现有染色方法中常用的色料主要有染料(大多溶于水)和颜料(一般不溶于水)。有色颜料与染料相比，它的优势在于颜料本身的散射系数比较高，遮盖力强，把颜料粒径减小，它的散射系数会更大，加到纸张中染色能提高纸张的散射系数，但是，它与纤维很难结合，留着很低，还会影响纤维间的结合。本发明染色方法是先用颜料与纤维混合再磨浆，之后再进行染料染色，颜料与纤维共磨，可以降低这种不利影响；之后的染料染色能弥补颜料染色的空缺，使色彩的饱和度更好。
本发明采用色浆与染料共同染色，工艺简单，操作方便。研磨分散制备的色浆的光散射系数高，遮盖力强，添加到纸张后能明显增加染色后纸张的明亮程度，与染料染色相结合，增加了色彩的饱和度。颜料与纤维共磨的形式使颜料填充到纤维细胞纹孔和细胞间，减小了常规颜料染色方式对纸张强度的影响，同时也增加了颜料与纤维的结合强度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
以下实施例所使用的色浆由以下方式制备得到：
(1)碳黑预处理：取30g碳黑，置于研钵磨细后取出，放入称量瓶中，在80℃下真空干燥12h，取出备用。
(2)分散液的制备：取60mL去离子水于100mL烧杯中，加入0.78g聚丙烯酸酯分散剂和0.72g丙醇，在700r/min转速下用磁力搅拌器搅拌，使其完全分散，再加入6g步骤(1)中备用碳黑，继续搅拌混合均匀，制得分散液。
(3)将上述分散液加入到球磨罐中，用行星球磨机研磨12h后，得到色浆。
实施例1
(1)取适量的阔叶木浆板、竹浆板和蔗渣浆板，泡4h以上，撕碎，疏解3000r，挤浆，平衡水分24h后，测三种浆样水分。按照阔叶木浆:竹浆:蔗渣浆为30％:50％:20％的绝干质量百分比取相当于30g绝干浆的浆样于1000mL烧杯中。
(2)取相对于绝干浆质量1％的备用色浆于烧杯中，稀释，分散备用。
(3)将分散好的颜料加入到浆料中，混合体稀释到10％(相对于绝干浆样)的浓度，搅拌混合均匀。将混合体放到PFI磨中磨浆至打浆度为25°SR。
(4)取相当于250g/m2定量纸张所需的磨后浆料于2000mL的烧杯中，加入800mL的60℃左右的温水，疏解。将烧杯置于磁力搅拌器上，加入15wt％(指绝干浆料质量的15％)的黑色色粉和1.5wt％(指绝干浆料质量的1.5％)的大红色粉，分散11min，然后加入15wt％(指绝干浆料质量的15％)的固色剂Y，分散10min。抄片，压榨，干燥。手抄片平衡24h，物检。染色后纸张检测结果如表1所示。
实施例2
(1)取适量的阔叶木浆板、竹浆板和蔗渣浆板，泡4h以上，撕碎，疏解3000r，挤浆，平衡水分24h后，测三种浆样水分。按照阔叶木浆:竹浆:蔗渣浆为40％:40％:20％的绝干质量百分比取相当于30g绝干浆的浆样于1000mL烧杯中。
(2)取相对于绝干浆质量2％的备用色浆于烧杯中，稀释，分散备用。
(3)将分散好的颜料加入到浆料中，混合体稀释到10％(相对于绝干浆样)的浓度，搅拌混合均匀。将混合体放到PFI磨中磨浆至打浆度为30°SR。
(4)取相当于300g/m2定量纸张所需的磨后浆料于2000mL的烧杯中，加入800mL的60℃左右的温水，疏解。将烧杯置于磁力搅拌器上，加入13wt％(指绝干浆料质量的13％)的黑色色粉和1.3wt％(指绝干浆料质量的1.3％)的大红色粉，分散8min，然后加入13wt％(指绝干浆料质量的13％)的固色剂Y，分散13min。抄片，压榨，干燥。手抄片平衡24h，物检。染色后纸张检测结果如表1所示。
实施例3
(1)取适量的阔叶木浆板、竹浆板和蔗渣浆板，泡4h以上，撕碎，疏解3000r，挤浆，平衡水分24h后，测三种浆样水分。按照阔叶木浆:竹浆:蔗渣浆为50％:30％:20％的绝干质量百分比取相当于30g绝干浆的浆样于1000mL烧杯中。
(2)取相对于绝干浆质量3％的备用色浆于烧杯中，稀释，分散备用。
(3)将分散好的颜料加入到浆料中，混合体稀释到10％(相对于绝干浆样)的浓度，搅拌混合均匀。将混合体放到PFI磨中磨浆至打浆度为35°SR。
(4)取相当于350g/m2定量纸张所需的磨后浆料于2000mL的烧杯中，加入800mL的60℃左右的温水，疏解。将烧杯置于磁力搅拌器上，加入11wt％(指绝干浆料质量的11％)的黑色色粉和1.1wt％(指绝干浆料质量的1.1％)的大红色粉，分散5min，然后加入11wt％(指绝干浆料质量的11％)的固色剂Y，分散16min。抄片，压榨，干燥。手抄片平衡24h，物检。
分别用L&W白度仪、L&W抗张强度仪、L&W耐破度测定仪按照QB/T2804-2006、GB/T12914-2008、GB/T1539-2007的相关规定对上述实施例1-3染色后纸张的白度、抗张强度以及耐破强度进行检测，结果如表1所示。其中，每个实施例的对照常规染色方式为：取与相应实施例中相同的浆料进行磨浆，打浆度相同，染色时在磨后浆料中加入相同用量的色浆、染料和固色剂，控制染色时间和温度相同，纸张的定量相同。
表1纸张性能检测结果
由表1可以看出，采用本发明方法染色后的纸张比常规染色方法的纸张黑色程度都提高了，并且纸张的强度也比常规染色方法有所提高。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高定量纸产品的染色方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)备料：将纸浆充分润湿，按一定比例配浆得到浆料，并将色浆稀释；
(2)磨浆：将稀释好的色浆按比例加入到配好的浆料中，再将混合体稀释到10％的质量浓度，搅拌混合均匀，然后采用PFI磨对纤维-色浆混合体进行磨浆；
(3)染料染色及纸页的抄造：取磨后浆，加入染料和固色剂染色；抄造定量为250～350g/m2的纸张，压榨，干燥，即得一种染色后的高定量纸产品；
所述色浆由以下方法制备：
(a)碳黑预处理：将碳黑磨细后，在80℃下真空干燥12h，取出备用；
(b)分散液的制备：在去离子水中加入质量分数为碳黑质量13％的聚丙烯酸酯分散剂和碳黑质量12％的丙醇润湿剂，在一定转速下用磁力搅拌器搅拌，使其完全溶解，加入步骤(a)中磨细后的碳黑，继续搅拌混合均匀，制得分散液；
(c)将步骤(b)得到的分散液加入到研磨罐中，用行星球磨机研磨12h后，得到色浆。
2.根据权利要求1所述的一种高定量纸产品的染色方法，其特征在于，步骤(1)中所述的浆料是指阔叶木浆、竹浆、蔗渣浆按绝干质量百分比30％～50％：50％～30％：20％的比例配成的浆料。
3.根据权利要求1所述的一种高定量纸产品的染色方法，其特征在于，步骤(2)中所述的色浆用量为绝干浆料质量的1％～3％。
4.根据权利要求1所述的一种高定量纸产品的染色方法，其特征在于，步骤(2)中所述PFI磨磨浆后浆料的打浆度为25～35°SR。
5.根据权利要求1所述的一种高定量纸产品的染色方法，其特征在于，步骤(3)中所述的染料为黑色色粉和大红色粉，黑色色粉用量为绝干浆料质量的11％～15％，大红色粉用量为绝干浆料质量的1.1％～1.5％，染色时间为5～11min。
6.根据权利要求1所述的一种高定量纸产品的染色方法，其特征在于，步骤(3)中所述的固色剂为固色剂Y，加入量为绝干浆料质量的11％～15％，反应时间为10～16min。
7.一种染色后的高定量纸产品，其特征在于，其由权利要求1至6任一项所述的一种高定量纸产品的染色方法制得。
8.权利要求7所述的一种染色后的高定量纸产品在制备高定量纸板或纸浆模塑制品中的应用。
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