CN110004734A - 一种环境友好型高透再生纤维素膜深度着色工艺 - Google Patents

一种环境友好型高透再生纤维素膜深度着色工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种环境友好型高透再生纤维素膜深度着色工艺,包括着色剂配制、混合、成膜、湿态处理、干燥、调湿处理等步骤。本发明先进行共混着色,再通过染色达到较深的色度。既保证了再生纤维素膜的着色深度,又保证了再生纤维素膜良好的透明度和光泽度。具体颜色根据客户要求,经过反复上百次的筛选和拼色确定。整个生产过程所产生的有色废水较少,经有色废水处理系统处理后,无环保压力。本发明具有良好的环保效益、经济效益和市场前景。

Description

一种环境友好型高透再生纤维素膜深度着色工艺
技术领域
本发明涉及包装复合材料技术领域,具体涉及一种环境友好型高透再生纤维素膜深度着色工艺。
背景技术
再生纤维素膜以天然植物纤维为原料,是一种100%纯天然材质,绿色安全无毒、可自然降解、易撕裂的环保型“绿色”透明薄膜。目前,再生纤维素膜作为包装材料,已被广泛应用于食品、药品、化妆品、高档成衣、精密仪器、电池、鱼竿等产品的包装领域。色彩艳丽的彩色再生纤维素膜,以其多种、鲜艳的色彩和较高的透明度,越来越多的被消费者所青睐,用于糖果、火腿、奶酪、鞭炮的外包装及彩色喷墨、印刷行业。
目前,再生纤维素膜的着色方式有两种:一种是传统的染色方式,染色后再生纤维素膜颜色鲜艳,透明度高,光泽度好,但是在深度染色过程中会产生大量的染色废水,染色废水成分复杂、色度深、COD含量高、碱性大,处理较为困难。随着环保形势的日益严峻,高浓度的染色工艺会越来越受限制。另一种是着色剂直接注入粘胶原液中共混着色方式,这种着色方式在着色过程中不会产生染色废水,而且无需消耗大量蒸汽,是未来再生纤维素膜着色工艺的一个发展趋势。共混着色工艺虽然着色过程比较环保,但是此工艺深度着色再生纤维素膜的透明度和光泽度差,距离染色工艺的着色效果差距较大。
发明内容
对于上述问题,本发明提供一种环境友好型高透再生纤维素膜深度着色工艺,该工艺解决了深色度着色中共混着色工艺再生纤维素膜透明度低、光泽度差,而染色工艺又产生大量染色废水的缺陷。通过该工艺生产出的深色度彩色再生纤维素膜,颜色深且着色均匀、透明度高、光泽度好,产生染色废水少,通过后续有色废水处理系统处理,可达到排放标准,满足环保要求。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种环境友好型高透再生纤维素膜深度着色工艺,包括以下步骤:
(1)备料:按比例称量好共混着色着色剂和染色着色剂;
(2)共混着色剂制备:将步骤(1)称量好的共混着色剂,用去离子水稀释2-5倍,在1000-1500r/min的转速条件下搅拌10-30min,然后用200目滤网进行过滤,过滤液按照60-200r/min速度搅拌,储存备用;
(3)染色着色剂配制:将步骤(1)称量好的染色着色剂,用去离子水配成浓度为10-50g/l的染料母液,在500-1500r/min转速下搅拌10-30min,打入染料高位槽,60-90℃保温,备用;
(4)粘胶原液与共混着色剂混合:用计量泵将步骤(1)配制好的着色剂注射到粘胶原液管线中,通过均质泵使两者充分混合;
(5)成膜:将步骤(4)得到的着色后的粘胶原液在凝固浴中再生成型为薄膜;
(6)湿态处理:用计量泵将步骤(3)得到的染色着色剂加入到染色槽中,通过循环系统,使着色剂充分混合均匀;将步骤(5)得到的薄膜依次经过水洗、脱硫、水洗、漂白脱氯、水洗处理,然后经过两个步骤(6)所述的染色槽,再经过水洗槽洗去浮色,进入软化浴,完成湿态处理;
(7)干燥:将步骤(6)得到的薄膜进行热风干燥;
(8)调湿处理:将步骤(7)得到的薄膜经过调湿间调湿,即得最终产品。
优选的,步骤(1)所述粘胶原液的指标参数:α-纤维素含量为7.5-9.5%,NaOH质量分数为4.5-6%,粘度为38-52s,氯化铵值为4.8-6ml。
优选的,步骤(1)所述着色剂可为单色,也可为多色按比例拼成;
优选的,所述共混着色剂原生粒径细微,采用独特的研磨分散、湿法造粒制备工艺。着色剂颗粒达到纳米级,和再生纤维素膜共混着色后,不影响其透明度。
优选的,步骤(1)所述染色着色剂,选取着色率高,水洗牢度优良的直接染料,较低的染色浓度可达到较深的颜色。所述染料可为单色也可为拼色而成,需按照客户要求确定颜色。
优选的,所述步骤(1)中染色着色剂的固含量占粘胶原液中α-纤维素含量的质量百分比为0.5-1%。
优选的,步骤(4)所述计量泵的注射流量为100-500ml/min。
优选的,步骤(5)所述凝固浴的组分为:硫酸质量浓度130-160g/L,硫酸钠质量浓度为230-270g/L,浴液温度为40-50℃,压力为1.6-3.2bar。
优选的,步骤(6)所述水洗的工艺参数是:水流量1-3m3/h,温度20-80℃;所述脱硫的工艺参数是NaOH浓度3-6g/l,温度60-90℃;所述漂白脱氯的工艺参数是次氯酸钠有效氯浓度0.5-4g/l,温度≤40℃;所述染色的工艺参数是染料浓度为1-8g/l,染色槽温度为60-90℃。
优选的,步骤(6)所述软化浴的组分为:软化剂三甘醇质量浓度56-100g/l,抗粘剂质量浓度5-15g/l,温度40-70℃,pH值为7-10。
优选的,步骤(7)所述热风干燥的工艺参数是:风温135-55℃,且温度呈梯度降低,依次为:135℃,135℃,135℃,135℃,120℃,110℃,95℃,75℃,65℃,55℃,每个区度所需时间为10-15s,车速为80m/min。
优选的,步骤(8)所述调湿处理的工艺参数是:调湿温度35-65℃,相对湿度30-75%。
本发明先进行共混着色,再通过染色达到较深的色度。既保证了再生纤维素膜的着色深度,又保证了再生纤维素膜良好的透明度和光泽度。具体颜色根据客户要求,经过反复上百次的筛选和拼色确定。整个生产过程所产生的有色废水较少,经有色废水处理系统处理后,无环保压力。本发明具有良好的环保效益、经济效益和市场前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,本发明所述原料均为市售产品。
实施例1
一种环境友好型高透再生纤维素膜深度着色工艺,包括以下步骤:
(1)备料:按比例称量好共混着色着色剂和染色着色剂;
所述粘胶原液的指标参数:α-纤维素含量为8%,NaOH质量分数为5.5%,粘度为50s,氯化铵值为5ml;
所述共混着色着色剂由固含量45%的红色色浆A 100Kg、固含量40%的红色色浆B96Kg、固含量为28%的蓝色色浆C 1Kg组成;
所述染色着色剂由红色染料X 22Kg和黄色染料Y 6.8Kg组成。
(2)共混着色剂制备:将步骤(1)称量好的着色剂,用去离子水稀释2倍,在1200r/min的转速条件下搅拌12min,然后用200目滤网进行过滤,过滤液按照70r/min速度搅拌,储存备用;
(3)染色着色剂配制:将步骤(1)称量好的染料,用去离子水配成浓度为10g/l的染料母液,在700r/min转速下搅拌30min,打入染料高位槽,70℃保温,备用;其中染色着色剂的固含量占粘胶原液中α-纤维素含量的质量百分比为0.25%;
(4)粘胶原液与共混着色剂混合:用计量泵以350ml/min的注射流量将共混着色剂注射到粘胶原液管线中,通过均质泵使两者充分混合,备用;
(5)成膜:将步骤(4)得到的着色后的粘胶原液在凝固浴中再生成型为薄膜;
所述凝固浴的组分为:硫酸质量浓度150g/L,硫酸钠质量浓度为255g/L,浴液温度为46℃,压力为2.1bar。
(6)湿态处理:用计量泵将步骤(3)得到的染色着色剂加入到染色槽中,通过循环系统,使着色剂充分混合均匀;将步骤(5)得到的薄膜依次经过水洗、脱硫、水洗、漂白、脱氯、水洗处理,然后经过两个步骤(6)所述的染色槽,再经过水洗槽洗去浮色,进入软化浴,完成湿态处理;
所述水洗的工艺参数是:水流量1m3/h,温度50℃;所述脱硫的工艺参数是NaOH浓度5g/l,温度60℃;所述漂白脱氯的工艺参数是次氯酸钠有效氯浓度3g/l,温度25℃;所述染色的工艺参数是染料浓度为3g/l,染色槽温度为70℃;
所述软化浴的组分为:软化剂三甘醇质量浓度93g/l,抗粘剂二氧化硅质量浓度11g/l,温度55℃,pH值为8;
(7)干燥:将步骤(6)得到的薄膜采用热风干燥;
所述热风干燥的工艺参数是:风温135-55℃,且温度呈梯度降低,依次为:135℃,135℃,135℃,135℃,120℃,110℃,95℃,75℃,65℃,55℃,每个区度所需时间为10s,车速为80m/min;
(8)调湿处理:将步骤(7)得到的薄膜经过调湿间进行调湿,调湿温度60℃,相对湿度65%,即得最终产品。
实施例2
一种环境友好型高透再生纤维素膜深度着色工艺,包括以下步骤:
(1)备料:按比例称量好共混着色着色剂和染色着色剂;
所述粘胶原液的指标参数:α-纤维素含量为9%,NaOH质量分数为5%,粘度为45s,氯化铵值为6ml;
所述共混着色着色剂由固含量45%的红色色浆A 100Kg、固含量40%的红色色浆B96Kg、固含量为28%的蓝色色浆C 1Kg组成;
所述染色着色剂由红色染料X 22Kg和黄色染料Y 6.8Kg组成。
(2)共混着色剂制备:将步骤(1)称量好的共混着色剂,用去离子水稀释3倍,在1000r/min的转速条件下搅拌30min,然后用200目滤网进行过滤,过滤液按照60r/min速度搅拌,储存备用;
(3)染色着色剂配制:将步骤(1)称量好的染色着色剂,用去离子水配成浓度为20g/l的染料母液,在500r/min转速下搅拌20min,打入染料高位槽,80℃保温,备用;其中染色着色剂的固含量占粘胶原液中α-纤维素含量的质量百分比为0.5%;
(4)粘胶原液与共混着色剂混合:用计量泵以500ml/min的注射流量将共混着色剂注射到粘胶原液管线中,通过均质泵使两者充分混合,备用;
(5)成膜:将步骤(4)得到的着色后的粘胶原液在凝固浴中再生成型为薄膜;
所述凝固浴的组分为:硫酸质量浓度140g/L,硫酸钠质量浓度为270g/L,浴液温度为40℃,压力为3.2bar。
(6)湿态处理:用计量泵将步骤(3)得到的染料着色液加入到染色槽中,通过循环系统,使染料充分混合均匀;将步骤(5)得到的薄膜依次经过水洗、脱硫、水洗、漂白、脱氯、水洗处理,然后经过两个步骤(6)所述的染色槽,再经过水洗槽洗去浮色,进入软化浴,完成湿态处理;
所述水洗的工艺参数是:水流量2m3/h,温度60℃;所述脱硫的工艺参数是NaOH浓度3g/l,温度90℃;所述漂白脱氯的工艺参数是次氯酸钠有效氯浓度1g/l,温度30℃;所述染色的工艺参数是染料浓度为2g/l,染色槽温度为90℃;
所述软化浴的组分为:软化剂三甘醇质量浓度100g/l,抗粘剂二氧化硅质量浓度5g/l,温度60℃,pH值为7;
(7)干燥:将步骤(6)得到的薄膜采用热风干燥;
所述热风干燥的工艺参数是:风温135-55℃,且温度呈梯度降低,依次为:135℃,135℃,135℃,135℃,120℃,110℃,95℃,75℃,65℃,55℃,每个区度所需时间为12s,车速为80m/min;
(8)调湿处理:将步骤(7)得到的薄膜经过调湿间进行调湿,调湿温度65℃,相对湿度60%,即得最终产品。
实施例3
一种环境友好型高透再生纤维素膜深度着色工艺,包括以下步骤:
(1)备料:按比例称量好共混着色着色剂和染色着色剂;
所述粘胶原液的指标参数:α-纤维素含量为8.5%,NaOH质量分数为5.2%,粘度为40s,氯化铵值为5.5ml;
所述共混着色剂由固含量45%的红色色浆A 100Kg、固含量40%的红色色浆B96Kg、固含量为28%的蓝色色浆C 1Kg组成;
所述染色着色剂由红色染料X 22Kg和黄色染料Y 6.8Kg组成。
(2)共混着色剂制备:将步骤(1)称量好的着色色浆,用去离子水稀释2.5倍,在1200r/min的转速条件下搅拌20min,然后用200目滤网进行过滤,过滤液按照80r/min速度搅拌,储存备用;
(3)染色着色剂配制:将步骤(1)称量好的染料,用去离子水配成浓度为35g/l的染料母液,在1000r/min转速下搅拌23min,打入染料高位槽,85℃保温,备用;其中染色着色剂的固含量占粘胶原液中α-纤维素含量的质量百分比为0.1%;
(4)粘胶原液与共混着色剂混合:用计量泵以300ml/min的注射流量将共混着色剂注射到粘胶原液管线中,通过均质泵使两者充分混合,备用;
(5)成膜:将步骤(4)得到的着色后的粘胶原液在凝固浴中再生成型为薄膜;
所述凝固浴的组分为:硫酸质量浓度160g/L,硫酸钠质量浓度为230g/L,浴液温度为50℃,压力为1.6bar。
(6)湿态处理:用计量泵将步骤(3)得到的染色着色剂加入到染色槽中,通过循环系统,使染色着色剂充分混合均匀;将步骤(5)得到的薄膜依次经过水洗、脱硫、水洗、漂白、脱氯、水洗处理,然后经过两个步骤(6)所述的染色槽,再经过水洗槽洗去浮色,进入软化浴,完成湿态处理;
所述水洗的工艺参数是:水流量3m3/h,温度20℃;所述脱硫的工艺参数是NaOH浓度6g/l,温度70℃;所述漂白脱氯的工艺参数是次氯酸钠有效氯浓度0.5g/l,温度40℃;所述染色的工艺参数是染料浓度为1g/l,染色槽温度为80℃;
所述软化浴的组分为:软化剂三甘醇质量浓度85g/l,抗粘剂二氧化硅质量浓度8g/l,温度70℃,pH值为10;
(7)干燥:将步骤(6)得到的薄膜采用热风干燥;
所述热风干燥的工艺参数是:风温135-55℃,且温度呈梯度降低,依次为:135℃,135℃,135℃,135℃,120℃,110℃,95℃,75℃,65℃,55℃,每个区度所需时间为13s,车速为80m/min;
(8)调湿处理:将步骤(7)得到的薄膜经过调湿间进行调湿,调湿温度55℃,相对湿度75%,即得最终产品。
实施例4
一种环境友好型高透再生纤维素膜深度着色工艺,包括以下步骤:
(1)备料:按比例称量好共混着色着色剂和染色着色剂;
所述粘胶原液的指标参数:α-纤维素含量为8.7%,NaOH质量分数为5.3%,粘度为42s,氯化铵值为5.3ml;
所述共混着色剂由固含量45%的红色色浆A 100Kg、固含量40%的红色色浆B96Kg、固含量为28%的蓝色色浆C 1Kg组成;
所述染色着色剂由红色染料X 22Kg和黄色染料Y 6.8Kg组成。
(2)共混着色剂制备:将步骤(1)称量好的着色色浆,用去离子水稀释3倍,在1500r/min的转速条件下搅拌10min,然后用200目滤网进行过滤,过滤液按照100r/min速度搅拌,储存备用;
(3)染色着色剂配制:将步骤(1)称量好的染料,用去离子水配成浓度为50g/l的染料母液,在800r/min转速下搅拌27min,打入染料高位槽,90℃保温,备用;其中染色着色剂的固含量占粘胶原液中α-纤维素含量的质量百分比为0.3%;
(4)粘胶原液与共混着色剂混合:用计量泵以200ml/min的注射流量将共混着色剂注射到粘胶原液管线中,通过均质泵使两者充分混合,备用;
(5)成膜:将步骤(4)得到的着色后的粘胶原液在凝固浴中再生成型为薄膜;
所述凝固浴的组分为:硫酸质量浓度130g/L,硫酸钠质量浓度为260g/L,浴液温度为40℃,压力为2bar。
(6)湿态处理:用计量泵将步骤(3)得到的染色着色剂加入到染色槽中,通过循环系统,使染料充分混合均匀;将步骤(5)得到的薄膜依次经过水洗、脱硫、水洗、漂白、脱氯、水洗处理,然后经过两个步骤(6)所述的染色槽,再经过水洗槽洗去浮色,进入软化浴,完成湿态处理;
所述水洗的工艺参数是:水流量2m3/h,温度80℃;所述脱硫的工艺参数是NaOH浓度4g/l,温度80℃;所述漂白脱氯的工艺参数是次氯酸钠有效氯浓度4g/l,温度35℃;所述染色的工艺参数是染料浓度为1.5g/l,染色槽温度为75℃;
所述软化浴的组分为:软化剂三甘醇质量浓度80g/l,抗粘剂二氧化硅质量浓度15g/l,温度40℃,pH值为9;
(7)干燥:将步骤(6)得到的薄膜采用热风干燥;
所述热风干燥的工艺参数是:风温135-55℃,且温度呈梯度降低,依次为:135℃,135℃,135℃,135℃,120℃,110℃,95℃,75℃,65℃,55℃,每个区度所需时间为15s,车速为80m/min;
(8)调湿处理:将步骤(7)得到的薄膜经过调湿间进行调湿,调湿温度62℃,相对湿度70%,即得最终产品。
采用本发明所制备的遮光胶带专用再生纤维素膜符合企业标准Q/370703SDHL003-2017和国家标准GB/T 22871-2008。
实施例1-4生产的遮光胶带专用再生纤维素膜性能指标如下表所示:
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种环境友好型高透再生纤维素膜深度着色工艺,其特征在于:包括以下步骤:
(1)备料:按比例称量好共混着色着色剂和染色着色剂;
(2)共混着色剂制备:将步骤(1)称量好的着色色浆,用去离子水稀释2-3倍,在1000-1500r/min的转速条件下搅拌10-30min,然后用200目滤网进行过滤,过滤液按照60-200r/min速度搅拌,储存备用;
(3)染色着色剂配制:将步骤(1)称量好的染料,用去离子水配成浓度为10-50g/l的染料母液,在500-1500r/min转速下搅拌10-30min,打入染料高位槽,60-90℃保温,备用;
(4)粘胶原液与共混着色剂混合:用计量泵将共混着色剂注射到粘胶原液管线中,通过均质泵使得两者充分混合,备用;
(5)成膜:将步骤(4)得到的着色后的粘胶原液在凝固浴中再生成型为薄膜;
(6)湿态处理:用计量泵将步骤(3)得到的染色着色剂加入到染色槽中,通过循环系统,使染料充分混合均匀;将步骤(5)得到的薄膜依次经过水洗、脱硫、水洗、漂白、脱氯、水洗处理,然后经过两个步骤(6)所述的染色槽,再经过水洗槽洗去浮色,进入软化浴,完成湿态处理;
(7)干燥:将步骤(6)得到的薄膜采用热风干燥;
(8)调湿处理:将步骤(7)得到的薄膜经过调湿间进行调湿,即得最终产品。
2.根据权利要求1所述环境友好型高透再生纤维素膜深度着色工艺,其特征在于:步骤(1)所述粘胶原液的指标参数:α-纤维素含量为7.5-9.5%,NaOH质量分数为45-6%,粘度为38-52s,氯化铵值为4.8-6ml。
3.根据权利要求1所述环境友好型高透再生纤维素膜深度着色工艺,其特征在于:步骤(1)所述共混着色剂可为单色,也可为多色按比例拼成;所述共混着色剂原生粒径细微,采用独特的研磨分散、湿法造粒制备工艺。着色剂颗粒达到纳米级,和再生纤维素膜共混着色后,不影响其透明度。
4.根据权利要求1所述环境友好型高透再生纤维素膜深度着色工艺,其特征在于:步骤(1)所述染色着色剂,选取着色率高,水洗牢度优良的直接染料,较低的染色浓度可达到较深的颜色。所述染料可为单色也可为拼色而成,需按照客户要求确定颜色。
5.根据权利要求1所述环境友好型高透再生纤维素膜深度着色工艺,其特征在于:所述步骤(3)中染色着色剂的固含量占粘胶原液中α-纤维素含量的质量百分比为0.5-1%。
6.根据权利要求1所述环境友好型高透再生纤维素膜深度着色工艺,其特征在于:步骤(4)所述计量泵的注射流量为100-500ml/min。
7.根据权利要求1所述环境友好型高透再生纤维素膜深度着色工艺,其特征在于:步骤(5)所述凝固浴的组分为:硫酸质量浓度130-160g/L,硫酸钠质量浓度为230-270g/L,浴液温度为40-50℃,压力为1.6-3.2bar。
8.根据权利要求1所述环境友好型高透再生纤维素膜深度着色工艺,其特征在于:步骤(6)所述水洗的工艺参数是:水流量1-3m3/h,温度20-80℃;所述脱硫的工艺参数是NaOH浓度3-6g/l,温度60-90℃;所述漂白脱氯的工艺参数是次氯酸钠有效氯浓度0.5-4g/l,温度≤40℃;所述染色的工艺参数是染料浓度为1-8g/l,染色槽温度为60-90℃。
9.根据权利要求1所述环境友好型高透再生纤维素膜深度着色工艺,其特征在于:步骤(6)所述软化浴的组分为:软化剂三甘醇质量浓度56-100g/l,抗粘剂二氧化硅质量浓度5-15g/l,温度40-70℃,pH值为7-10。
10.根据权利要求1所述环境友好型高透再生纤维素膜深度着色工艺,其特征在于:步骤(8)所述调湿处理的工艺参数是:调湿温度35-65℃,相对湿度30-75%。
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