專利名稱：浸染式紙張染色方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種紙張染色工藝，尤其是一種浸染式紙張染色方法。
背景技術(shù)：
目前世界造紙過度采伐造成全球森林資源匱乏，生態(tài)環(huán)境惡化，依靠損害生存環(huán)境發(fā)展經(jīng)濟的負面效應(yīng)引起了全人類的普遍關(guān)注，雖然我國在采用速生植樹造林，林紙一體化造紙方面取得了顯著成效，可是在紙張染色加工方面一直未能取得較好成效。我國是世界上僅次于美國的第二大紙品生產(chǎn)和消耗大國，而隨著我國經(jīng)濟規(guī)模的不斷擴大，人們物質(zhì)生活水平的不斷提高，對紙制品種類、質(zhì)量、產(chǎn)品差異化等，特別是在紙張染色加工方面要求也更高；傳統(tǒng)制造彩色(卡)紙是在造紙過程中進行的，將染料添加至紙漿內(nèi)，根據(jù)造紙過程的完成，生產(chǎn)出帶有各種色澤的紙張產(chǎn)品，該方法適合大型造紙企業(yè)，而且在實施過程中，由于造紙的批量生產(chǎn)，一般生產(chǎn)一批次產(chǎn)品數(shù)量是很大的，不利于·滿足客戶小量化、差異化需求；由于染料添加至紙漿內(nèi)生產(chǎn)，在完成一種顏色生產(chǎn)另一種顏色產(chǎn)品的時候，大面積的清洗便成了問題，所產(chǎn)生的污水量是很大的，如不進行污水處理直接排放，周邊甚至更遠的區(qū)域的環(huán)境污染是很嚴重的(當然目前國家在這方面加大控制，根本就不可以亂排放)，而對污水處理又是一筆不小的污水處理開支；造紙工藝中一般采用鍋爐進行加熱處理，而建造鍋爐等更是一項大的工程，且安全系數(shù)低；所占用地也相應(yīng)的增力口，一般的企業(yè)根本無法實現(xiàn)；一臺造紙機的價格少則上千萬，多則上億，再加上附加的生產(chǎn)設(shè)施建設(shè)，前期所投入的資金量是龐大的，而且建設(shè)工程期較長；對一般企業(yè)而言(需要安裝大型造紙設(shè)備等)，只能是望而卻步，加之傳統(tǒng)浸染工藝采用乙醇清洗染槽，具有成本高，易燃、耗能高、污染大等特點，這些都不能滿足我國國民經(jīng)濟迅速發(fā)展和人們生活水平不斷提高對紙張染色加工的要求?，F(xiàn)有的紙張染色方法為涂布式染色，其紙張染色只是將所需顏料經(jīng)表面呈網(wǎng)紋狀的染色導(dǎo)輥而涂覆于紙張表面，使紙張表面具有色彩，但紙張芯部顏色卻仍然保持原來顏色。該方法處理的紙張表面的色彩附著性不強，使用一段時間后會產(chǎn)生褪色。以致此種紙張在使用時具有一定的局限性。并且，所用顏料使用后不便于清洗，清洗后的廢水也不利于回收，長期使用會造成環(huán)境污染和損傷人體健康。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要提供一種色彩附著性更強，清洗方便，廢水循環(huán)利用的更加環(huán)保的浸染式紙張染色方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種浸染式紙張染色方法，包括以下步驟
1、放卷步驟
由雙工位放紙架對卷筒原紙進行放卷；
2、浸染色步驟放卷后的紙張通過牽引輥牽引至染料槽，紙張通過染料槽內(nèi)的若干數(shù)量的可調(diào)節(jié)角度的牽引輥將紙張浸在染料槽內(nèi)的染料中進行染色，經(jīng)過染料槽染色的紙張再通過弧形輥調(diào)節(jié)處理后，通過擠壓輥將多余染料清除；
3、烘干步驟
通過弧形輥將展平后的紙張通過第一烘干機進行烘干；
4、施膠步驟
對烘干的紙通過施膠機進行施膠處理，以達到固色作用；
5、施膠后烘干步驟
對施膠后的紙張通過第二烘干機進行烘干處理；
6、壓光步驟
對施膠烘干后的紙張通過壓光機進行壓光處理，用于增加紙張平滑度和細膩度，使紙張厚薄均勻、表面細膩；
7、收卷步驟
將壓光處理后的紙張通過收紙機進行收卷。上述放卷步驟由雙工位放紙架對卷筒原紙進行放卷，通過行車將原紙分別放在一、二號放紙架上，并通過導(dǎo)紙輥將原紙引向浸染步驟；
上述浸染色步驟采用PPU擴散劑的擴散性對紙張染色，使染色后的紙張顏色均勻；染料槽內(nèi)的染料中放入消泡劑，對染槽內(nèi)的氣泡進行控制，使得染料易于控制色差，方便加液；為了保持紙張色澤，采用抗水劑對紙張進行表面抗水處理，防止紙張受潮或者濕潤時對色彩鮮艷度的影響；采用帶有陽離子性的季銨鹽類固色劑與染料上的磺酸基陰離子相結(jié)合，生成不溶于水的色淀，從而達到固色作用，提高色牢度。上述烘干步驟采用的烘干機由十二個烘缸構(gòu)成，每個烘缸溫度由低至高再到低，具體溫度范圍為60C° 110 C°^50 C°，防止經(jīng)過染色后的紙張突遇高溫起泡；防止烘缸高溫下突遇低溫帶紙張對設(shè)備的損害。上述施膠步驟改變紙張走向?qū)崿F(xiàn)紙張單面、雙面施膠處理；采用合成施膠劑利用表面合成施膠劑賦予紙張抗墨、抗水、抗乳液、抗腐蝕性能提高紙張平滑度、強度和使用期；改善紙張表面光滑度，降低孔隙度，防止表面起毛和掉毛。上述施膠后烘干步驟對施膠后的紙張進行烘干處理采用的第二烘干機的烘缸的溫度由高至低的范圍為110 C。 50 C。。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明與傳統(tǒng)工藝相比有以下特點
I、在造紙外進行紙張浸染加工(傳統(tǒng)的是在造紙過程中染色的)，建設(shè)該項目不需建設(shè)造紙廠等其它大型設(shè)施，資金投入小。2、染色過程中用水量非常小(染色一噸紙所需用水量不足一噸，而傳統(tǒng)染色一噸所需水量約3(Γ40噸)。3、染色后無污水排放(傳統(tǒng)染色工藝有大量污水產(chǎn)生，即使在沙漠邊建廠，污染也是很大的)。4、染色過程中無需蒸汽鍋爐，很好的減少了生產(chǎn)投資、降低了生產(chǎn)成本和提高了生產(chǎn)的安全性。
5、生產(chǎn)場地占地面積小，生產(chǎn)環(huán)境干凈，生產(chǎn)成本降低，生產(chǎn)管理簡化。6、簡單的生產(chǎn)工藝，可讓產(chǎn)品多樣化，管理更簡單，人工成本更低。7、利用(PPU)的擴散性對紙張染色。使染色后的紙張顏色均勻，克服了內(nèi)外色差，節(jié)約了染料，降低了成本，簡化了工藝；
8、利用表面合成施膠劑賦予紙張抗墨、抗水、抗乳液、抗腐蝕等性能提高紙張平滑度、強度和使用期；改善紙張表面光滑度，降低孔隙度，防止表面起毛和掉毛；
9、紙張顏色鮮艷；
10、零排放，無污染，少量廢水可循環(huán)利用，節(jié)省成本。
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圖I是本發(fā)明工藝設(shè)備示意圖。
具體實施例方式如圖I所示，本發(fā)明的浸染式紙張染色方法，采用的浸染式紙張染色設(shè)備，總長28500mm ;最大總功率約270KW/小時；運行實際功率約180-200KW/小時，最大車速140m/min ;總重量約50T ;它分別為放紙架I、染料槽2、施膠機4、第一,二烘干機3, 5、壓光機6、收紙機7。(I)放紙架I :最大放卷直徑為1200mm ;總功率約3KW ;總重量約3. 5T ;總高度1750mm ；
(2)染料槽2:侵染槽總功率約3. 7KW ;總重量約1. 5T ;總高度:1100mm ；
(3)施膠機4:棍徑400mm ;氣胎直徑400mm ;總功率約IlKW ;設(shè)計車速140m/min ;總重量約3. 5T ;總高度1500mm ；
(4)第一，二烘干機3，5:烘缸直徑5700mm*20個烘缸；總功率約270kw ;設(shè)計車速140m/min ;總重量約30T ;總高度2400_ ；
(5)壓光機6:輥徑400mm氣胎直徑480mm ;總功率約22KW ;設(shè)計車速140m/min ;總重量約6. 5T ;總高度1800mm ；
(6)收紙機6:卷紙缸直徑700mm ;最大卷徑1200mm ;總功率約7. 5KW ;設(shè)計車速140m/min ;總重量約3. 5T ;總高度1400mm。本發(fā)明的具體實施步驟是
(O放卷步驟由雙工位放紙架I對卷筒原紙進行放卷，通過行車將原紙分別放在一號、二號放紙架上，(一號放紙架原紙用完，便于二號放紙架原紙方便與一號放紙架原紙連接，達到連續(xù)工作的目的)通過導(dǎo)紙輥將原紙引向浸染步驟；
(2)浸染色步驟
放卷后的紙張通過牽引輥牽引至染料槽2，紙張通過染料槽2內(nèi)的若干數(shù)量的可調(diào)節(jié)角度的牽引輥將紙張浸在染料槽2內(nèi)的染料中進行染色，經(jīng)過染料槽2染色的紙張再通過弧形輥調(diào)節(jié)處理后，通過擠壓輥將多余染料清除。其中
A、可調(diào)節(jié)角度的牽引輥，主要是調(diào)節(jié)牽引輥角度，以致于調(diào)節(jié)紙張浸在染料槽液體里的深度，和浸染時間，以達到不同顏色程度要求的目的。B、染料槽內(nèi)的染液通過另一輔助裝置始終保持在同一液面上；C、弧形輥起調(diào)平作用，以達到紙張防皺目的。D、擠壓輥將經(jīng)過染料槽出來的紙張表面多余水份清理掉，以達到下步驟快速烘干目的。E、廢水回收裝置便于對染液的回收循環(huán)利于，節(jié)省成本，環(huán)保。(3)烘干步驟再次通過弧形輥將展平后的紙張通過第一烘干機3進行烘干；(烘缸溫度由低——高一一低)，采用的第一烘干機3由十二個烘缸構(gòu)成，每個烘缸溫度不一，由低至高再到低，具體溫度范圍為60C° 110 C°^50 C°，溫度由低至高有兩個目的防止經(jīng)過染色后的紙張突遇高溫起泡；防止烘缸高溫下突遇低溫帶紙張對設(shè)備的損害。(4)施膠步驟對烘干的紙進行施膠處理，以達到固色作用。本步驟可實現(xiàn)紙張單面、雙面施膠處理，主要實現(xiàn)方式為改變紙張走向以過到單 面、雙面施膠目的；
(5)再次烘干步驟再次對施膠后的紙張進行烘干處理。(第二烘干機5溫度由高一低)，第二烘干機5的烘缸的溫度由主至低，范圍為110 C°^50 C。左右。溫度由高至低的目的便于紙張水份烘干，防止下一步驟施膠過程對紙張的滲透(高溫下紙張纖維分子活耀。(6)壓光步驟對施膠后的紙張通過壓光機6進行壓光處理。增加紙張平滑度，調(diào)節(jié)紙張厚薄不均問題。(7)收卷步驟最后將壓光處理后的紙張通過收紙機7進行收卷。通過若干牽引輥將紙張進行收卷，壓紙器部位主要對收卷的紙張起壓緊的作用，防止松邊，另一個作用方便換卷。上述浸染色步驟采用PPU擴散劑的擴散性對紙張染色，使染色后的紙張顏色均勻；染料槽內(nèi)的染料中放入消泡劑，對染槽內(nèi)的氣泡進行控制，使得染料易于控制色差，方便加液；為了保持紙張色澤，采用抗水劑對紙張進行表面抗水處理，防止紙張受潮或者濕潤時對色彩鮮艷度的影響；采用帶有陽離子性的季銨鹽類固色劑與染料上的磺酸基陰離子相結(jié)合，生成不溶于水的色淀，從而達到固色作用，提高色牢度。上述施膠步驟采用合成施膠劑利用表面合成施膠劑賦予紙張抗墨、抗水、抗乳液、抗腐蝕性能提高紙張平滑度、強度和使用期；改善紙張表面光滑度，降低孔隙度，防止表面起毛和掉毛。本發(fā)明所采用的
(I)擴散劑(PPU):擴散劑(PPU)是陰離子表面活性劑。易溶于水、無滲透性、不起沫。利用(PPU)的擴散性對紙張染色。使染色后的紙張得色均勻，克服了內(nèi)外色差，節(jié)約了染料，降低了成本，簡化了工藝。(2)消泡劑在紙張染色過程中，原紙將通過放紙架進入浸染槽進行浸染，而由于染紙設(shè)備高速運轉(zhuǎn)，紙張在浸染槽高速運動，造成浸染槽內(nèi)染色液體產(chǎn)生大量有害氣泡，利用消泡劑的破泡、抑泡、脫泡原理，對染槽內(nèi)的氣泡進行有效控制，使得染料易于控制色差，方便加液等。(3)鐵氟龍烘缸利用導(dǎo)熱油具有的加熱均勻，調(diào)溫控溫準確，傳熱效果好，節(jié)能，輸送和操作方便等特點，采用電加熱導(dǎo)熱油精制的烘缸對染色后的紙張進行烘干處理；避免了傳統(tǒng)造紙所需的建設(shè)大型鍋爐進行加熱，降低了建設(shè)成本，并節(jié)省安裝空間，提高了設(shè)備安裝范圍，為該項目實施創(chuàng)造便利條件。
(4)合成施膠劑利用表面合成施膠劑賦予紙張抗墨、抗水、抗乳液、抗腐蝕等性能提高紙張平滑度、強度和使用期；改善紙張表面光滑度，降低孔隙度，防止表面起毛和掉毛; (5)抗水劑采用浸染液對紙張進行染色，為了更好的保持紙張色澤，對紙張進行表面抗水處理，防止紙張受潮或者濕潤時對色彩鮮艷度的影響。(6)固色劑利用水溶性陰離子染料染色后，采用帶有陽離子性的季銨鹽類與染料上的磺酸基陰離子相結(jié)合，起到正負靜電相互吸引結(jié)合、生成不溶于水的色淀，從而達到固色作用，提高色牢度。本發(fā)明符合我國政府當前重點發(fā)展產(chǎn)業(yè)政策，具有良好的市場前景，擬建項目投資構(gòu)成合理，外圍公用動力配套齊全，工程規(guī)劃切實可行，環(huán)保、節(jié)能等措施落實，且經(jīng)濟與社會效益顯著。
權(quán)利要求
1.一種浸染式紙張染色方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)放卷步驟 由雙工位放紙架對卷筒原紙進行放卷； (2)浸染色步驟 放卷后的紙張通過牽引輥牽引至染料槽，紙張通過染料槽內(nèi)的若干數(shù)量的可調(diào)節(jié)角度的牽引輥將紙張浸在染料槽內(nèi)的染料中進行染色，經(jīng)過染料槽染色的紙張再通過弧形輥調(diào)節(jié)處理后，通過擠壓輥將多余染料清除； (3)烘干步驟 通過弧形輥將展平后的紙張通過第一烘干機進行烘干； (4)施膠步驟 對烘干的紙通過施膠機進行施膠處理，以達到固色作用； (5)施膠后烘干步驟 對施膠后的紙張通過第二烘干機進行烘干處理； (6)壓光步驟 對施膠烘干后的紙張通過壓光機進行壓光處理，用于增加紙張平滑度和細膩度，使紙張厚薄均勻、表面細膩； (7)收卷步驟 將壓光處理后的紙張通過收紙機進行收卷。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的浸染式紙張染色方法，其特征在于所述述放卷步驟由雙工位放紙架對卷筒原紙進行放卷，通過行車將原紙分別放在一、二號放紙架上，并通過導(dǎo)紙輥將原紙引向浸染步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的浸染式紙張染色方法，其特征在于所述浸染色步驟采用PPU擴散劑的擴散性對紙張染色，使染色后的紙張顏色均勻；染料槽內(nèi)的染料中放入消泡齊U，對染槽內(nèi)的氣泡進行控制，使得染料易于控制色差，方便加液；為了保持紙張色澤，采用抗水劑對紙張進行表面抗水處理，防止紙張受潮或者濕潤時對色彩鮮艷度的影響；采用帶有陽離子性的季銨鹽類固色劑與染料上的磺酸基陰離子相結(jié)合，生成不溶于水的色淀，從而達到固色作用，提高色牢度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的浸染式紙張染色方法，其特征在于所述烘干步驟采用的第一烘干機由十二個烘缸構(gòu)成，每個烘缸溫度由低至高再到低，具體溫度范圍為60C° 110C°^50 C°，防止經(jīng)過染色后的紙張突遇高溫起泡；防止烘缸高溫下突遇低溫帶紙張對設(shè)備的損害。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的浸染式紙張染色方法，其特征在于所述施膠步驟改變紙張走向?qū)崿F(xiàn)紙張單面、雙面施膠處理；采用合成施膠劑利用表面合成施膠劑賦予紙張抗墨、抗水、抗乳液、抗腐蝕性能提高紙張平滑度、強度和使用期；改善紙張表面光滑度，降低孔隙度，防止表面起毛和掉毛。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的浸染式紙張染色方法，其特征在于所述施膠后烘干步驟對施膠后的紙張進行烘干處理采用的第二烘干機的烘缸的溫度由高至低的范圍為Iio C°^50C0。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種浸染式紙張染色方法，由雙工位放紙架對卷筒原紙進行放卷；放卷后的紙張通過牽引輥牽引至染料槽，紙張通過染料槽內(nèi)的若干數(shù)量的可調(diào)節(jié)角度的牽引輥將紙張浸在染料槽內(nèi)的染料中進行染色，經(jīng)過染料槽染色的紙張再通過弧形輥調(diào)節(jié)處理后，通過擠壓輥將多余染料清除；通過弧形輥將展平后的紙張通過烘干機進行烘干；對烘干的紙進行施膠處理，以達到固色作用；對施膠后的紙張通過烘干機進行烘干處理；對施膠烘干后的紙張進行壓光處理；將壓光處理后的紙張通過收紙機進行收卷。本發(fā)明用水量少，無污染，不需建設(shè)污水處理裝置，采用鐵氟龍烘缸，不需建設(shè)大型鍋爐設(shè)備等，并且零排放，無污染，少量廢水可循環(huán)利用，節(jié)省成本。
文檔編號D21G1/00GK102877363SQ2012103852
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月12日
發(fā)明者高家奉 申請人:上海典旗材料科技有限公司, 高家奉