一种环保型彩色系列生活用纸及其制备方法与流程

1.本公开涉及造纸领域，尤其涉及一种环保型彩色系列生活用纸及其 制备方法。


背景技术：

2.卫生纸作为擦拭类一次性使用快消品，随着消费水平的提高，以原 生木浆为代表的中高端产品比例逐渐加大。在木材转变为纸浆纤维的过 程中，硫酸盐法制浆作为主要的制浆方式被广泛应用。但该制浆方法得 率仅40
‑
55％。机械木浆由于具有得率高(可以达到80
‑
90％)，使用化工 较少等优势，近年来得到快速的发展，在环境保护、林业资源利用等方 面具有较好的使用优势，在文化纸、铜版纸中应用越来越广泛。但由于 其木素含量较高，浆料返黄情况较为普遍/明显，在生活用纸，尤其是在 卫生纸上尚没有添加案例。


技术实现要素：

3.本公开提供了一种环保型彩色系列生活用纸的制备方法，包括散 浆、除渣磨浆、配浆染色、再磨浆、固色、上网成形、脱水、干燥、 起皱及卷取，具体步骤如下：
4.(1)散浆:通过水力碎浆机将漂白硫酸盐针叶木浆、漂白硫酸盐 阔叶木浆和机械木浆分别分散至浓度5
‑
6质量％，并输送至针叶浆池、 阔叶浆池、机械浆池备用，向针叶浆池、阔叶浆池加入碱液控制ph 值7.0
‑
8.0；
5.(2)除渣磨浆：将散浆后的漂白硫酸盐针叶木浆、漂白硫酸盐阔 叶木浆经除渣后分别进入磨浆机进行磨浆；
6.(3)配浆染色：除渣磨浆后的木浆浆料在混合浆池进行混合配浆， 并通过螺杆泵在线加入染料；
7.(4)再磨浆：混合浆池中的木浆浆料经泵进入磨浆机进行再磨浆， 控制出浆打浆度31
‑
42
°
sr,再磨浆后得到的木浆浆料进入纸机浆池；
8.(5)固色：在纸机浆池泵出口处由螺杆泵在线加入固着剂，所述 固着剂的终浓度为8
‑
15质量％，之后将木浆浆料转至机外白水槽，添 加碱液控制ph值为7.0
‑
8.5；
9.(6)上网成形：纸机浆池中的浆料经过机外白水槽和纸机筛进一 步稀释筛选后由流浆箱布浆、上网成形脱水后形成均匀湿纸幅，再经 过毛布的输送进入下一单元；
10.(7)脱水：湿纸幅进入压榨部进行进一步的脱水，以及经过真空 压榨辊的挤压得以提升湿纸幅的强度；
11.(8)干燥：使用加热烘缸及热风气罩，烘干纸幅；
12.(9)起皱：烘干后的纸幅在起皱刮刀作用下从烘缸剥离，由起皱 刮刀作用带来起皱效果，达到纸幅的柔软性及增加成纸松厚度；
13.(10)卷取：起皱后纸幅通过卷纸缸绕到卷纸轴上进行纸幅的卷 取。
14.机械木浆是将木材直接用机械的办法磨制成纤维的，它不用化学 品，也不除去木材中的非纤维素成分，因此，具有无污染、得率高、 工艺简单等优点。在目前污染控制日趋严格，木材资源普遍短缺的情 况下，机械木浆的这些优点就更为人们所重视。在一个优选
的实施方 案中，所述机械木浆包括化学热磨机械木浆、碱性过氧化氢机械木浆和 预处理碱性过氧化氢机械木浆中的一种或多种。所述化学热磨机械木浆 为木片经化学预处理后，采用蒸汽加热、压力磨浆机处理，或在磨浆过 程中加入化学品所得的纸浆。所述碱性过氧化氢机械木浆是先将纤维料 片以碱性过氧化氢预处理，再经磨制而成的纸浆，包括预蒸、预浸溃， 挤压、磨浆等工序。本公开使用的是碱性过氧化氢机械木浆，一般成浆 ph值会在8
‑
9左右。
15.在一个优选的实施方案中，在步骤(1)中，漂白硫酸盐针叶木浆： 漂白硫酸盐阔叶木浆：机械木浆的质量比为20
‑
45：40
‑
65：6
‑
20。
16.硫酸盐木浆以多种针叶树和阔叶树为原料，用硫酸盐法蒸煮而制得。
17.硫酸盐木浆一般可分为漂白和未漂两种。漂白硫酸盐木浆可供制造 高级印刷纸、画报纸、胶版纸和书写纸等。
18.漂白硫酸盐针叶木浆简称漂针浆，英文缩写nbkp。是以针叶木为原 料，采用硫酸盐法蒸煮、漂白后制得的一种化学纸浆。它是商品纸浆中 应用最为广泛的，根据不同的针叶树、蒸煮漂白工艺和操作条件，漂针 浆是“纸浆之王”，用它几乎可以生产所有的纸种(特殊品种例外)。
19.所述漂白硫酸盐针叶木浆选自针叶植物，例如松科和杉科针叶植物。 所述松科针叶植物优选为红松、白松、落叶松、南方松等；所述杉科针 叶植物优选为云杉、冷杉、铁杉等。所述漂白硫酸盐针叶木浆选自红松 木浆、白松木浆、落叶松木浆、南方松云杉木浆、冷杉木浆、铁杉木浆 等。所述漂白硫酸盐阔叶木浆选自桉木浆。普通的硫酸盐漂白浆ph值在 5
‑
7。
20.在一个优选的实施方案中，在步骤(1)中，所述漂白硫酸盐针叶 木浆长宽比≥65，漂白硫酸盐阔叶木浆长宽比≥35,机械木浆长宽比≥ 20。
21.当机械木浆长宽比较小时，在后续匀整磨将会带来更多的细小纤维， 流失在白水中导致白水颜色加重。选取长宽比较高的树种纤维，再叠加 粘状打浆，尽可能保留纤维长度，“网住”机械木浆的短小纤维。
22.机械木浆所含细小纤维较多，尽量轻打浆，避免纤维切断，提升柔 软度。针叶木浆纤维较长，粘度打浆提升打浆度，尽量保留纤维长度下 分丝帚化，起到“骨架”作用，截留细小纤维，避免流失。
23.在一个优选的实施方案中，在步骤(2)中，漂白硫酸盐针叶木浆 打浆度为32
‑
45
°
sr，浓度为4.5
‑
6.5质量％。
24.在一个优选的实施方案中，在步骤(2)中，漂白硫酸盐阔叶木浆 打浆度25
‑
30
°
sr，浓度为4.0
‑
6.0质量％。
25.在一个优选的实施方案中，在步骤(3)中，所述染料的溶解温度 55
‑
80℃，溶解浓度3
‑
6质量％，搅拌时间30
‑
60min，
26.在一个优选的实施方案中，所述染料为直接染料。直接染料是能 在中性和弱键相介质中加热煮沸，不需媒染剂的帮助，即能染色的染料， 直接染料是凭借直接染料与棉纤维之间的氢键和范德华力结合而成，主 要应用于纤维、丝绸、棉纺、皮革等行业，同时在造纸等行业也有应用。 直接染料按其结构可分成偶氮、二苯乙烯等类型，按其应用分类则主要 有普通直接染料、直接耐晒染料和直接偶氮染料。在一个优选的实施方 案中，所述直接
染料选自直接耐晒染料。
27.在一个优选的实施方案中，在步骤(3)中，所述染料的用量为 5
‑
15kg/t绝干浆。
28.在一个优选的实施方案中，在步骤(5)中，所述固着剂用量为 5
‑
90kg/t绝干浆。
29.在一个优选的实施方案中，在步骤(5)中，控制ph值为7.0
‑
8.5。 优选地，控制ph值为7.5
‑
8.5。
30.在一个优选的实施方案中，在步骤(7)中，压榨线压为0
‑
93n/mm。
31.在一个优选的实施方案中，在步骤(9)中，烘缸缸速1100
‑
1700 m/min，起皱率15
‑
30％，起皱刮刀角度8
‑
15
°
，刀压0.5
‑
2.0n/mm。
32.在所述制备方法过程中ph值控制是本流程控制的重点，是染色均 匀性及渗色牢固的基础及关键点。可以使用多段分次添加染色剂，以确 保染色均匀性及渗色牢固。
33.在彩色纸的生产过程中，确保不脱色最为重要，即耐水牢固，颜 色均一、稳定、无色差。通过分段控制ph值，染料、固着剂的添加点 及流量控制是重点。其次，固着剂、染料在系统中的比例也重要，固 着剂属于强正电荷性，超量也会引起系统不稳定，染料超量也会引起 颜色不均、各辊间色差，吸水不完全耐水牢度低等。机械木浆添加太 多，往往导致成纸物性挺硬及成纸耐晒牢度低，暴晒颜色不稳定性增 强等。
34.本公开的有益效果：
35.本公开提供了一种环保型彩色系列生活用纸的制备方法。通过增 添机械木浆配比，提升木材利用率，有效保护森林资源。利用机械木 浆松厚度较好的优势提升成纸吸液能力，优化成纸物性。利用彩色纸 染色，避免了机械木浆木素含量较高所引发的浆料返黄。
36.高得率机械木浆的应用前景在cn105951494b中提到，相较于这个 授权专利，本公开有以下优点：
37.1.高得率浆返黄是行业内共识，因此高得率浆的添加量受到限制。 利用彩色纸染色的方法避免机械木浆木素含量较高所引发的浆料返 黄，可以将添加量由3
‑
5质量％提升至10
‑
13质量％。进一步提升了木 材利用率，有效保护了森林资源。如果添加太多会影响成纸的使用特 性。
38.2.在上述专利中使用压溃法对高得率浆进行处理，提升纤维柔软 度，减少使用过程中的纤维挺硬、结合力差、细小组分含量高等弊端。 而新专利中高得率浆只在常规浓度4
‑
6质量％中进行处理，达不到压溃 法中的高浓度，纤维柔软度就不会有这么好，所以本公开的发明人采 用优选长宽比的漂白硫酸盐针叶木浆进行粘状打浆，尽可能保留纤维 长度进行分丝帚化，“搭成网络状”将高得率浆“网”住，解决了上述 弊端问题。这个方法利于执行，而20％浓度压溃法需要单独的喂料螺 旋，技术难度大。
附图说明
39.附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本 公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且 附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
40.图1为示出了本公开的彩色生活用纸的制备流程图。
41.图2为示出了本公开的彩色生活用纸的一个示例性实施方案的制 备示意图。图3为示出了制备常规彩色生活用纸的浆料上网系统的示意图。
具体实施方式
42.下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解 的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开 的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公 开相关的部分。
43.需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方 式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明 本公开。
44.实施例
45.本公开提供了一种环保型彩色系列生活用纸的制备方法，包括散 浆、除渣磨浆、配浆染色、再磨浆、固色、筛选、上网成形、脱水、 干燥、起皱及卷取，具体步骤如下：
46.(1)散浆:通过水力碎浆机将漂白硫酸盐针叶木浆、漂白硫酸盐 阔叶木浆和机械木浆分别分散至浓度5
‑
6质量％，并输送至针叶浆池、 阔叶浆池、机械浆池备用，向针叶浆池、阔叶浆池加入碱液控制ph 值7.0
‑
8.0；
47.(2)除渣磨浆：将散浆后的漂白硫酸盐针叶木浆、漂白硫酸盐阔 叶木浆经除渣后分别进入磨浆机进行磨浆；
48.(3)配浆染色：除渣磨浆后的木浆浆料在混合浆池进行混合配浆， 并通过螺杆泵在线加入染料；
49.(4)再磨浆：混合浆池中的木浆浆料经泵进入磨浆机进行再磨浆， 控制出浆打浆度31
‑
42
°
sr,再磨浆后得到的木浆浆料进入纸机浆池；
50.(5)固色：在纸机浆池泵出口处由螺杆泵在线加入固着剂，所述 固着剂的终浓度为8
‑
15质量％，之后将木浆浆料转至机外白水槽，添 加碱液控制ph值为7.0
‑
8.5；
51.(6)上网成形：纸机浆池中的浆料经过机外白水槽和纸机筛进一 步稀释筛选后由流浆箱布浆、上网成形脱水后形成均匀湿纸幅，再经 过毛布的输送进入下一单元；
52.(7)脱水：湿纸幅进入压榨部进行进一步的脱水，以及经过真空 压榨辊的挤压得以提升湿纸幅的强度；
53.(8)干燥：使用加热烘缸及热风气罩，烘干纸幅；
54.(9)起皱：烘干后的纸幅在起皱刮刀作用下从烘缸剥离，由起皱 刮刀作用带来起皱效果，达到纸幅的柔软性及增加成纸松厚度；
55.(10)卷取：起皱后纸幅通过卷纸缸绕到卷纸轴上进行纸幅的卷 取。
56.实施例1
57.如上所述步骤制备深绿色卫生纸：克重为14g/m2，三层。
58.其中，车速：1300m/min，起皱率22％，压榨线压85n/mm，刀压2.0n/mm。
59.漂白硫酸盐针叶木浆：漂白硫酸盐阔叶木浆：机械木浆质量比＝ 30:57:13。
60.机械木浆疏解：浓度：4.2质量％，叩解度22
°
sr，自制浆白度78。
61.漂白硫酸盐针叶木浆长宽比：82，外购桨板白度87.5，打浆度42
°ꢀ
sr，打浆浓度：4.6质量％，盘磨磨浆。
62.漂白硫酸盐阔叶木浆长宽比：48，外购桨板白度88.0，打浆度28
°ꢀ
sr，打浆浓度：4.6质量％，盘磨磨浆。
63.匀整磨打浆度40
°
sr，打浆浓度：4.6质量％。
64.所用直接染料型号：深绿(购自天津祥瑞公司，货号为深绿nf)，以 冷凝水直接稀
释为6.5质量％溶液经过滤后添加使用,混合浆池9000
±
300 ml/min。
65.切边损纸经水力碎浆机添加于配浆池，损纸浆浓度4.0
‑
4.2质量％, 流量100
±
10l/min。
66.固着剂使用硫酸铝：来料浓度8质量％，纸机浆池添加量2700
±ꢀ
100ml/min。
67.碱液添加：由于固着剂在染料添加之后添加有助于染料固着于纤维 纸上但溶液具有弱酸性，较低的ph值带来渗色不牢固，调节ph 7.5。
68.机外白水槽：磷酸氢钠溶液(15％)60ml/min 氢氧化钠溶液(30％) 20ml/min,维持ph7.8。
69.针叶储浆池：磷酸氢钠溶液(15％)30ml/min，维持ph：7.0；
70.阔叶储浆池：磷酸氢钠溶液(15％)30ml/min，维持ph：7.0；
71.成纸颜色：l：60.8，a：
‑
10.5，b：15.6，各辊色差＜0.4，原纸再 复卷分切包装后形成成品。
72.实施例2
73.如上所述步骤制备宝石蓝色卫生纸：克重为16g/m2，三层。
74.车速：1300m/min，起皱率23％，压榨线压85n/mm，刀压2.0n/mm。
75.漂白硫酸盐针叶木浆：漂白硫酸盐阔叶木浆：机械木浆质量比＝26:64:10。
76.机械木浆疏解：浓度：4.2质量％，叩解度22
°
sr，自制浆白度78。
77.漂白硫酸盐针叶木浆长宽比：82，外购桨板白度87.5，打浆度42
°ꢀ
sr,打浆浓度：4.6质量％，盘磨磨浆。
78.漂白硫酸盐阔叶木浆长宽比：48，外购桨板白度88.0，打浆度30
°ꢀ
sr,打浆浓度：4.6质量％，盘磨磨浆。
79.匀整磨打浆度38
°
sr,打浆浓度：4.6质量％。
80.所用直接染料型号：宝石蓝(购自天津祥瑞公司，货号为宝石蓝4bl)， 以冷凝水直接稀释为6.5质量％溶液经过滤后添加使用,混合浆池7500
±ꢀ
300ml/min。
81.切边损纸经水力碎浆机添加于配浆池，损纸浆浓度4.0
‑
4.2质量％, 流量50
±
10l/min。
82.固着剂使用硫酸铝：来料浓度8质量％，纸机浆池添加量2100
±ꢀ
100ml/min。
83.碱液添加：由于固着剂在染料添加之后添加有助于染料固着于纤维 纸上但溶液具有弱酸性，较低的ph值带来渗色不牢固。
84.机外白水槽：磷酸氢钠溶液(15％)50ml/min 氢氧化钠溶液(30％) 20ml/min,维持ph7.5。
85.针叶储浆池：磷酸氢钠溶液(15％)30ml/min，维持ph：7.0；
86.阔叶储浆池：磷酸氢钠溶液(15％)30ml/min，维持ph：7.0；
87.成纸颜色：l：56.5，a：1.92，b：
‑
29.5，各辊色差＜0.4。
88.实施例3
89.如上所述步骤制备橙色卫生纸：克重为16g/m2，三层。
90.车速：1300m/min，起皱率23％，压榨线压85n/mm，刀压2.0n/mm。
91.漂白硫酸盐针叶木浆：漂白硫酸盐阔叶木浆：机械木浆质量比 ＝26:64:10。
92.机械木浆疏解：浓度：4.2质量％，叩解度22
°
sr，自制浆白度78。
93.漂白硫酸盐针叶木浆长宽比：82，外购桨板白度87.5，打浆度42
°ꢀ
sr，打浆浓度：4.6质量％，盘磨磨浆。
94.漂白硫酸盐阔叶木浆长宽比：48，外购桨板白度88.0，打浆度30
°ꢀ
sr，打浆浓度：4.6质量％，盘磨磨浆。
95.匀整磨打浆度38
°
sr，打浆浓度：4.6质量％。
96.所用直接染料型号：直接混纺橙g(购自天津祥瑞公司)，以冷凝水 直接稀释为6.5质量％溶液经过滤后添加使用，混合浆池6500
±ꢀ
300ml/min。
97.切边损纸经水力碎浆机添加于配浆池，损纸浆浓度4.0
‑
4.2质量％, 流量50
±
10l/min。
98.固着剂使用硫酸铝：来料浓度8质量％，纸机浆池添加量1800
±ꢀ
100ml/min。
99.碱液添加：由于固着剂在染料添加之后添加有助于染料固着于纤维 纸上但溶液具有弱酸性，较低的ph值带来渗色不牢固。
100.机外白水槽：磷酸氢钠溶液(15％)40ml/min 氢氧化钠溶液(30％) 15ml/min,维持ph7.5。
101.针叶储浆池：磷酸氢钠溶液(15％)30ml/min，维持ph：7.0。
102.阔叶储浆池：磷酸氢钠溶液(15％)30ml/min，维持ph：7.0。
103.成纸颜色：l：59.05，a：41.85，b：34.15，各辊色差＜0.4。
104.对比例1
105.根据吴宝英等人的《彩色餐巾纸的生产技术与实践》进行。
106.1.生产流程为：
107.(1)碎浆系统
108.水力碎浆机
→
水
→
硫酸镁
→
浆板
→
染料
→
硫酸铝
→
固色 剂
→
1#浆池；
109.(2)1#浆池浆料
→
高浓除渣器
→
双盘磨
→
#2浆池
→
#3、#4浆 池
→
#5抄纸浆池；
110.(3)浆料上网系统
111.参见图3的浆料上网系统。
112.2.生产工艺要求：
113.(1)打浆工艺参数
114.浆料配比：长纤100％，打浆浓度5％。
115.磨浆电流：140a
±
5a，通过量：45
±
1m3/h，磨浆浓度：3.5％。
116.(2)抄纸工艺要求
117.纸机车速：500m/min，卷速：405m/min，浆速：535m/min。
118.(3)染料及药品添加
119.①
在碎浆机中加入一定量的水；
120.②
加入mgso4；
121.③
向碎浆机中投入浆料，并碎解约8min；
122.④
向碎浆机中投入固体染料，混合8min；
123.⑤
加入al2(so4)3混合约2min；
124.⑥
最后加入固色剂，并混合5
‑
10min，接着放浆。
125.其中，漂白硫酸盐针叶木浆：漂白硫酸盐阔叶木浆质量比＝30:70， 染料为宝石蓝
(购自天津祥瑞公司，货号为宝石蓝4bl)。
126.对比例2
127.按照对比例1进行实验，除了漂白硫酸盐针叶木浆：漂白硫酸盐阔 叶木浆：机械木浆质量比＝20:70:10，染料为直接混纺橙g(购自天津祥 瑞公司)。
128.测试方法
129.脱色试验验证：
130.依据方法：纸巾纸国标20808报批稿(用以替代现行的20808
‑
2011 版本)。
131.表1：脱色性能测试实验结果
132.溶液性质实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2模拟唾液无脱色无脱色无脱色无脱色无脱色模拟汗液无脱色无脱色无脱色无脱色无脱色
133.保持上述实验条件，仅将水温提升至100℃。验证超越国标实验条件 下的脱色能力
134.表2：100℃水温条件下脱色性能测试
135.溶液性质实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2模拟唾液无脱色无脱色无脱色脱色脱色模拟汗液无脱色无脱色无脱色脱色脱色
136.国标中判断脱色标准：将盛有试样浸泡液和空白浸泡液的比色管进 行比较，观察两种试样浸泡液是否染有颜色，肉眼观察在上述100℃溶液 中也有脱色现象。
137.耐晒牢度测试：染色纸暴露在日光下一段时间不会发生褪色现象。
138.本产品耐晒牢度测试对比如下
139.使用仪器：老化箱，根据一定时间后纸样色相检测l、a、b值计算
ꢀ△
e值即色差值。其中
140.照射能量500w/
㎡
，照射时间6、12、24h，温度50℃。
141.实施例1
142.色相l：60.8，a：
‑
10.5，b：15.6。
143.实施例2
144.色相l：56.5，a：1.92，b：
‑
29.5。
145.实施例3
146.色相l：59.05，a：41.85，b：34.15。
147.对比例1
148.色相l:96.96，a:
‑
0.28b:4.44。
149.对比例2
150.色相l:96.12，a:0.1，b：4.68。
151.表3：实施例1
‑
3及对比例1
‑
2的色差值。
152.[0153][0154]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例 /方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实 施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的 至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表 述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、 结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的 方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本 说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的 特征进行结合和组合。
[0155]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示 或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定 有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。 在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除 非另有明确具体的限定。
[0156]
本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明 本公开，而并非是对本公开的范围进行限定。对于所属领域的技术人员 而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化 或变型仍处于本公开的范围内。