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纸张染色过程的控制

2017-01-17点击:1385

  纸张的颜色是其重要的外观指标,染色的目的就是赋予纸张不同的颜色以满足客户的需要。纸张的染色工艺一般可分为浆内染色和表面染色。本文结合本厂的生产经验,重点就浆内染色及染色过程的控制做一简单介绍。


1浆内染色染料的选择 浆内染色常用的染料可分为直接染料、碱性染料和酸性染料。选择染料时应以纸张的用途为出发点,综合考虑如下几个影响因素。
(1)与纤维的亲合力。有些高档纸张,用于高档商品的包装时,不允许有遇水掉色现象,因此必须选择与纤维有较大亲合力的直接染料,尤其不允许使用碱性和酸性染料,以防掉色污染商品。
(2)纸张色彩的需要。对一些颜色要求特别鲜艳的纸张染色时应选择碱性染料,或一些颜色鲜艳的直接染料,必要时可加一些增白剂以提高纸张的鲜艳程度。
(3)对耐光性要求高的纸张,可选择耐晒染料或直接染料,切不可选择碱性染料,否则,遇光褪色太快。

(4)染料的染色特性。
相同染料对不同纸浆具有不同的染色特性,相对而言,直接染料要稳定得多,但是碱性染料则差别较大,如碱性染料染漂白浆时一般需要媒染剂助染,即使这样留着率仍不理想,但其对一些木质素含量较高的磨木浆、本色木浆则有较强的亲和力,染色效果较好。

(5)高档纸张染色一般宜采用力分高的染料,用量少、染色效果好,而使用力分过低的劣等染料即使用量加大也无法达到理想的染色效果。

(6)考虑染色成本。

2调色
生产彩色纸时,可以用一种染料染色,但一般情况下则往往需要几种染料混合在一起染色才可达到理想的色调。在调色中要注意以下几点:
(1)彩色纸样分析 对于首次生产的品种,应首先对纸样进行分析,并利用色相调配图结合染色经验制定出实验室配方。
(2)染色试验
按照实验方案,用抄样器抄成小样,将手抄样与纸样置于自然光下进行对比和分析,如有不足应调整染色配方,反复抄样,直至二者色调相符或相近。

(3)确定大生产染色配方工艺

因实验室抄纸和生产有一定的差别,在实际生产中需对试验染色配方工艺进行多次调整,方能确定出最佳生产工艺,一般有以下规律: ¹染料实际用量一般为实验室用量的80%。 º对一些由多种染料调配而成的色泽,由于留着率不同,每种染料的实际用量也和实验结果不同,要根据生产实际情况确定染色配方工艺。
3 生产过程的控制
染色配方工艺确定后,在实际生产中仍有很多因素影响染色的最终效果,导致色差及染料用量加大等问题,因此必须对染色过程进行控制。

3.1成浆质量及浆料浓度 成浆质量对染色有很大影响,一般情况下随着打浆度的提高,纤维的细纤维化程度增高,比表面积增大,染料与纤维的吸附能力增强,有利于染色,染料流失小,纸 张颜色加深。但是在用高粘状浆生产高档薄纸时,虽然打浆度较高,纤维对染料的吸附性也好,但由于纸太薄,透明度较大,因此单张纸的颜色较浅,此时应在保证 纸张抄造质量的前提下适当降低打浆度。 染色浆料的浓度大,则染料分子密度增大,染料分子扩散到纤维的距离变近,染色速度加快。因此,生产中应适当提高染料的染色浓度。
3.2染料的加入位置及加入顺序 在彩色纸的生产中,一般在碎浆机投料时加入染料,再经打浆、配浆和调浓后上网抄造,以便对浆和染料的混合及染料在纤维上的吸附提供足够的时间及温度。浆料 经双盘磨系统打浆后,温度可达80℃左右,经槽式打浆机打浆,可达到50℃左右的温度。为了得到最佳效果,所有染料必须按照同样的加入部位和加入时间加 入。以使色调的差异降至最小。一般先染色,再施胶,最后加填。

3.3 温度及干燥曲线

温度对染色效果的影响很大。对直接染料的影响主要表现为染料对纤维亲和力的影响。
常用的几种直接染料对纤维的最大亲和力与温度对照如下:

染料名称    最大亲和力温度(℃)

直接耐晒嫩黄5GL 20~40

直接耐晒灰BL  100

直接冻黄G    40

直接橙S     60~80

直接耐酸大红4BS 80~100

直接桃红12B   60~80

直接湖蓝5B   60~80

直接大红4B    80
而有些染料如碱性嫩黄O,在温度超过70℃时就会分解成四甲基甲酮,这样势必影响染色效果,因此染色时的温度应根据染料的性能严格控制,以达到事半功倍之 效。有些染料对干燥温度比较敏感,温度过高时其色光会改变,影响成纸颜色,比如碱性紫在干燥部第一和第二组烘缸的温度高于60℃时色调会变暗。干燥太快或 温度太高都会导致染料迁移或形成所谓染料“烧焦”现象,因此应合理控制纸机烘缸的干燥曲线。

3.4填料
由于许多种填料与染料都有很强的亲合力,因此,填料加入量越大,成纸的色泽越浅,且所需染料量越大,成纸颜色越不均匀,故对一些薄型彩色纸如彩色打字纸、彩色有光纸及彩色拷贝纸等一般不加填料。如确需添加,应按照染色—施胶—加填的顺序生产,以保证染色效果。

3.5pH值的控制 纸张染色时pH值的控制非常重要,每一种染料都有其适宜的pH值,因此在生产中要控制和调节pH值,以达到适宜的范围。一般染料适宜的pH范围在 4.5~5.5,甚至在中性时都有比较好的染色效果,但是也有一些染料对pH值较敏感,如直接冻黄G在pH值低于5时,纸张颜色变得暗谈,造成色差。也有 一些染料如碱性紫5BN,在pH值超过5时,留着率迅速下降,同样也造成色差,因此在实际生产中要对网下白水的pH值进行检测和控制,以取得最佳染色效 果。

3.6 白水的利用
在白水中含有大量的细小纤维,因其已染色,因此含有大量的染料,也有部分染料以分子形式游离在水中,如果将白水回收再利用,则可减少染料的用量。

3.7 染色助剂
用某些染料对纤维染色时染料流失大,导致用量大,成本高,因此须用一些助染剂以提高染料和纤维的亲和力,但其用量应严格控制,否则会有负作用。助留剂如PAM、阳离子淀粉等对提高染料留着率有一定作用。
另外,纸浆种类及纸浆中残留的化学物质以及是否施胶都对染色有一定的影响,在生产过程中应予以重视。

4结束语
纸张染色要以色纸的颜色、用途为着眼点,并结合染料的染色特性对生产过程进行控制,最终达到色差小、色泽鲜、色调好、成本低的目的。

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