一种彩色生活用纸及其制备方法与流程

1.本公开涉及造纸领域，尤其涉及一种彩色生活用纸及其制备方法。


背景技术：

2.随着社会经济的发展，作为快消品的纸巾纸需求日益增多，带来使 用量的提升，人们消费水平的提升，已不满足于擦拭的需求，对纸巾质 量档次、个性化使用需求越来越多，为消费主流的原生木浆纸巾纸带来 了更多的细分市场。彩色餐巾纸逐渐出现在高档的宾馆、餐厅等，成长 为现代人追求个性，张扬生活色彩的一部分。
3.文化纸、包装纸等染色技术比较常见，主要有浆外染色如辊涂，主 要存在的劣势即染色不牢固、染料用量大，遇水褪色及成纸后再染色用 水量大造成的环境污染等。随着技术的发展浆内染色逐渐成为主流，但 无一例外的应用于文化纸、包装纸等克重较大的纸种或纸板上，克重较 大如果工艺技术不到位亦会出现染色不均匀，渗色不牢固，不耐晒等各 种问题。
4.大部分工艺流程在酸性条件下，与中碱性造纸流程相冲突，如果改 产会带来抄造上的诸多困难如系统串洗。工艺建立，且添加物料较多， 不符合与人体密切接触用生活用纸相关规范。
5.本公开提供了低定量彩色纸巾纸。在低克重下使用较少的染料确保 染色均匀，成纸良好的耐晒牢固及渗色牢固，以及较少的白水负荷。


技术实现要素：

6.本公开提供了一种彩色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、压榨、干燥、起皱、卷取，具体 步骤如下：
7.(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 叶木浆分别分散至5
‑
6质量％的浓度；
8.(2)除渣磨浆：漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆经除渣 后分别进入磨浆机进行磨浆，控制漂白硫酸盐针叶木浆磨浆浓度为 3.6
‑
5.5质量％，漂白硫酸盐阔叶木浆磨浆浓度3.5
‑
5质量％；
9.(3)配浆染色：除渣磨浆后在混合浆池中按一定比例混合漂白硫酸 盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆，通过螺杆泵在线加入直接染料；
10.(4)再磨浆：混合浆池中的木浆浆料进入磨浆机进行再磨浆，控制 出浆打浆度28
‑
35
°
sr，并加入湿强剂，再磨浆得到的浆料进入纸机浆池；
11.(5)固色：向纸机浆池中添加固着剂，促使染料固着于纤维表面， 所述固着剂的终浓度为8
‑
15质量％，调节ph至7.5
‑
8.5；
12.(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 布输送进入下一单元；
13.(7)压榨：湿纸幅进入压榨区进行进一步的脱水，以及经过真空压 榨辊的挤压得
以提升湿纸幅的强度；
14.(8)干燥：使用加热烘缸及热风气罩，烘干纸幅；
15.(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；
16.(10)卷取：起皱后的纸幅通过卷纸缸绕到卷纸轴上进行纸幅的卷 取。
17.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。
18.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。
19.在一个优选的实施方案中，所述漂白硫酸盐木浆包括漂白硫酸盐针 叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆。
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。
21.若所用木浆长宽比较小，例如当漂白硫酸盐针叶木浆长宽比小于65， 漂白硫酸盐阔叶木浆长宽比小于35，则纤维料“短粗”，在相同的磨浆功 率、浓度下，对纤维分丝帚化能力降低，带来打浆度降低，会影响成纸 强度。要达到相同的打浆度就需要提升磨浆功耗，在磨浆过程中会不可 避免引起纤维的过多切断，带来细小纤维增加。长宽比(单根纤维长度、 宽度比值)是纤维原料筛选质量的一种方法。优化长宽比可以更好地保 证纤维在磨浆过程中既能较好的提升打浆度，又能减少切断后细小纤维 含量。
22.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)。
23.漂白硫酸盐阔叶木浆简称漂阔浆，英文缩写lbkp，也是用硫酸盐 法生产的，只是采用的原料是阔叶木。很有名的是巴西出售的“金鱼
”ꢀ
品牌商品浆(桉木浆)，它可以单独或与漂针浆配抄各种高级印刷纸等。
24.所述漂白硫酸盐针叶木浆选自红松、白松、落叶松、南方松等松科 及云杉、冷杉、铁杉等杉科针叶植物的木浆。所述漂白硫酸盐阔叶木浆 选自桉木、杨木阔叶植物的木浆。
25.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25
‑
30
°
sr。
26.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 打浆度为20
‑
25
°
sr。
27.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。
28.在一个优选的实施方案中，在步骤(3)中，漂白硫酸盐针叶木浆： 漂白硫酸盐阔叶木浆的比例为20
‑
50：50
‑
80。
29.在一个优选的实施方案中，在步骤(3)中，所述直接染料的溶解 温度为55
‑
80℃，溶解终浓度为3
‑
6质量％，搅拌时间30
‑
60min。
30.在一个优选的实施方案中，在步骤(3)中，直接染料用量为8
‑
20kg/t 纸。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。
31.在一个优选的实施方案中，在步骤(4)中，湿强剂用量为5
‑
10kg/t 纸。湿强剂主要在造纸行业中应用。不同的纸种其用量大不相同，如(卫 生纸、果袋纸、板纸、可湿水面纸等)。湿强剂是能大幅度提高页干、湿 强度的常用的无毒、无味的造纸助剂，适合各类有湿强要求的纸张生产， 因其兼有助留、助滤的特性，还可作为造纸过程的助留剂，助滤剂。湿 强剂选自聚酰胺环氧氯丙烷系列，优选为聚酰胺聚胺环氧氯丙烷树脂。
32.在一个优选的实施方案中，在步骤(4)中，磨浆机为盘磨或锥形 磨。
33.在一个优选的实施方案中，在步骤(5)中，固着剂用量为 100
‑
200kg/t纸。在一个优选的实施方案中，在步骤(5)中，固着剂为 聚合氯化铝、硫酸铝中的一种。
34.在一个优选的实施方案中，在步骤(5)中，控制ph值为7.5
‑
8.5。 优选地，控制ph值为7.5
‑
8.0。可通过添加碱液来调节ph,所述碱液选 自氢氧化钠、碳酸钠、磷酸氢钠中的一种或多种。
35.在一个优选的实施方案中，在步骤(7)中，压榨线压90
‑
93n/mm。
36.在一个优选的实施方案中，在步骤(9)中，烘缸缸速为1100
‑
1800 m/min，起皱率9
‑
16％，起皱刮刀角度8
‑
15
°
，刀压0.5
‑
3.0n/mm。
37.有益效果：
38.本公开提供了一种低克重的彩色纸巾纸。在低克重下使用较少的染 料，保证了染色均匀，成纸良好、耐晒牢固及渗色牢固，以及较少的白 水负荷。提升了纤维留着率，减少了纤维的流失，避免了纤维被切断形 成细小纤维。通过固着剂流量的调整，使得染料尽可能被固定在纤维上， 避免流失，从而减少了染料用量。
39.在本公开制备方法过程中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。发明人通过分段控制ph值、以及 配合染料、固着剂的添加点及流量控制，确保了染色均匀性及渗色牢固。 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。
40.纤维原料/化工微粒往往不会100％成为成纸，必然有一定的细小纤维 及化工微粒通过网压部的脱水进入水循环形成白水，彩色纸的白水负荷 来自于添加染料带来彩色纤维、化工微粒等残留。其危害对纸机来讲， 即在改换颜色纸种时带来色差影响。因此通常的办法会放掉大部分带颜 色的白水，补充清水加快循环，这样增加了外部水处理的负荷，对环境 保护不力。本技术发明人通过以下方式降低了白水负荷：
41.1.尽可能提升纤维留着率，减少纤维的流失。通过调整打浆度和纤 维配比、原材料选择(长宽比)尽可能避免纤维被切断形成细小纤维。
42.2.通过固着剂流量的调整，使得染料尽可能被固定在纤维上，避免 流失，从而减少了染料用量，通过检测系统ph值，在7.5
‑
8.0时下染料 时留着最优，固着剂的添加位置也很重要。
附图说明
43.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。
44.图1为示出了本公开的彩色生活用纸的制备流程图。
45.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
46.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。
47.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。
48.实施例
49.本公开提供了一种彩色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、压榨、干燥、起皱、卷取，具体 步骤如下：
50.(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 叶木浆分别分散至5
‑
6质量％的浓度；
51.(2)除渣磨浆：漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆经除渣 后分别进入磨浆机进行磨浆，控制漂白硫酸盐针叶木浆磨浆浓度为 3.6
‑
5.5质量％，漂白硫酸盐阔叶木浆磨浆浓度3.5
‑
5质量％；
52.(3)配浆染色：除渣磨浆后在混合浆池中按一定比例混合漂白硫酸 盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆，通过螺杆泵在线加入直接染料，所 述直接染料的溶解温度为55
‑
80℃，溶解终浓度为3
‑
6质量％，搅拌时间 30
‑
60min；
53.(4)再磨浆：混合浆池中的木浆浆料进入磨浆机进行再磨浆，控制 出浆打浆度28
‑
35
°
sr，并加入湿强剂，再磨浆得到的浆料进入纸机浆池；
54.(5)固色：向纸机浆池中添加固着剂，所述固着剂的终浓度为8
‑
15 质量％，调节ph至7.5
‑
8.5；
55.(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 布输送进入下一单元；
56.(7)压榨：湿纸幅进入压榨区进行进一步的脱水，以及经过真空压 榨辊的挤压得以提升湿纸幅的强度；
57.(8)干燥：使用加热烘缸及热风气罩，烘干纸幅；
58.(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；
59.(10)卷取：起皱后的纸幅通过卷纸缸绕到卷纸轴上进行纸幅的卷 取。
60.实施例1
61.如上所述制备13g/
㎡
纸巾纸，石榴红。
62.漂白硫酸盐阔叶木浆为巨尾桉木浆，长宽比48。
63.漂白硫酸盐针叶木浆为红松：云杉木浆(7：3)，长宽比80。
64.漂白硫酸盐针叶木浆：漂白硫酸盐阔叶木浆的质量比例为35:65。
65.漂白硫酸盐阔叶木浆打浆度为22
°
sr，浓度：4.2质量％。
66.漂白硫酸盐针叶木浆打浆度：27
°
sr，浓度：4.5质量％。
67.匀整打浆度：32
°
sr，浓度：3.5质量％。
68.纸机车速：1500m/min，起皱率11％。
69.所用直接染料型号：大红r，以冷凝水直接稀释为6.5质量％溶液经 过滤后添加使用。供液泵流量13200ml/min。
70.固着剂使用硫酸铝：来料浓度8质量％，流量2300ml/min。
71.湿强剂用量：6kg/t纸。
72.碱液添加：
73.机外白水槽：磷酸氢钠溶液(15质量％)150ml/min 氢氧化钠溶液(30 质量％)20ml/min，维持ph：7.3。
74.针叶储浆池：磷酸氢钠溶液(15质量％)45ml/min，维持ph：7.0。
75.成纸颜色指标l:46.21，a:47.0，b:24.2；各辊间色差＜0.4。
76.实施例2
77.如上所述制备15g/
㎡
纸巾纸，紫色。
78.漂白硫酸盐阔叶木浆为桉木浆，主要为(蓝桉、亮果桉)＝8:2，长 宽比52。
79.漂白硫酸盐针叶木浆为辐射松浆，长宽比83。
80.漂白硫酸盐针叶木浆：漂白硫酸盐阔叶木浆的质量比例为30:70。
81.漂白硫酸盐阔叶木浆打浆度为22
°
sr，浓度：4.2质量％。
82.漂白硫酸盐针叶木浆打浆度为30
°
sr，浓度：4.5质量％。
83.匀整打浆度：35
°
sr，浓度：3.5质量％。
84.纸机车速：1400m/min，起皱率12％。
85.所用直接染料型号：紫b，以冷凝水直接稀释为6.5质量％溶液经过 滤后添加使用。供液泵流量11500ml/min。
86.固着剂使用硫酸铝：来料浓度8质量％，流量1900ml/min。
87.湿强剂用量：5kg/t纸。
88.碱液添加：
89.机外白水槽：磷酸氢钠溶液(15质量％)200ml/min 氢氧化钠溶液(30 质量％)30ml/min，维持ph：7.5。
90.针叶储浆池：磷酸氢钠溶液(15质量％)45ml/min，维持ph：7.0。
91.成纸颜色指标l:58.30，a:10.2，b:17.5；各辊间色差＜0.4。
92.实施例3
93.如上所述制备18g/
㎡
纸巾纸，浅绿色。
94.漂白硫酸盐阔叶木浆为桉木浆，主要为(蓝桉、亮果桉)＝8:2，长 宽比52。
95.漂白硫酸盐针叶木浆为辐射松浆，长宽比83。
96.漂白硫酸盐针叶木浆：漂白硫酸盐阔叶木浆的质量比例为26:74。
97.漂白硫酸盐阔叶木浆打浆度为20
°
sr，浓度：4.2质量％。
98.漂白硫酸盐针叶木浆打浆度：30
°
sr，浓度：4.5质量％。
99.匀整打浆度：30
°
sr，浓度：3.4质量％。
100.纸机车速：1100m/min，起皱率13％。
101.所用直接染料型号：浅绿n,以冷凝水直接稀释为6.5质量％溶液经过 滤后添加使用。供液泵流量8500ml/min。
102.固着剂使用硫酸铝：来料浓度8质量％，流量1200ml/min。
103.湿强剂用量：7kg/t纸。
104.碱液添加：
105.机外白水槽：磷酸氢钠溶液(15质量％)200ml/min 氢氧化钠溶液(30 质量％)30ml/min，维持ph：7.5。
106.针叶储浆池：磷酸氢钠溶液(15质量％)45ml/min，维持ph：7.0。
107.成纸颜色指标l:62.0，a:
‑
10.5，b:16.35；各辊间色差＜0.4。
108.对比例1
109.根据吴宝英等人的《彩色餐巾纸的生产技术与实践》进行。
110.1.生产流程为：
111.(1)碎浆系统
112.水力碎浆机
→
水
→
硫酸镁
→
浆板
→
染料
→
硫酸铝
→
固色 剂
→
1#浆池；
113.(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；
114.(3)浆料上网系统
115.参见图3的浆料上网系统。
116.2.生产工艺要求：
117.(1)打浆工艺参数
118.浆料配比：长纤100％，打浆浓度5％。
119.磨浆电流：140a
±
5a，通过量：45
±
1m3/h，磨浆浓度：3.5％。
120.(2)抄纸工艺要求
121.纸机车速：500m/min，卷速：405m/min，浆速：535m/min。
122.(3)染料及药品添加
123.①
在碎浆机中加入一定量的水；
124.②
加入mgso4；
125.③
向碎浆机中投入浆料，并碎解约8min；
126.④
向碎浆机中投入固体染料，混合8min；
127.⑤
加入al2(so4)3混合约2min；
128.⑥
最后加入固色剂，并混合5
‑
10min，接着放浆。
129.其中，漂白硫酸盐针叶木浆：漂白硫酸盐阔叶木浆质量比＝10:90， 染料为中国红。
130.对比例2
131.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 叶木浆质量比＝60:40，染料为浅绿(购自天津祥瑞公司)。
132.对比例3
133.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 叶木浆质量比＝70:30，染料为紫(购自天津祥瑞公司)。
134.其中，染色为间歇性染色，混合浆池木浆由浆泵提至染色池，通过 维持浆池液位、浓度稳定的状态下加入固定体积溶解好的染料及固色剂， 搅拌均匀后再由浆泵提至纸机浆池。该染色办法流程操作简单，但缺点 有；
135.1.受限于纸机车速，产量提升时，间歇性添加会跟不上纸机生产。 现有纸机都往高速化、高幅宽方向发展，连续添加会是常态。
136.2.机台较小，白水封闭性较差，白水的颜色积累对色差影响较小， 大机台白水循环利用率较高，该间歇性添加在生产后期会出现相同的染 料添加但色差明显的问题。且白水外排较多，流失就多，染料用量大， 污染负荷大。
137.3.忽略了系统ph值对固色牢固性的考量，纸机系统ph值的变化会 导致色差。间歇性染色，浆池搅拌不均也会导致染色的均匀性。没有调 整的余地。
138.测试方法
139.脱色试验验证：
140.检测方法：纸巾纸国标20808报批稿(用以替代现行的20808
‑
2011 版本)。
141.(1)任取1张纸巾，裁成100mm
×
100mm的成品层试样。裁取时选 择印花或染色部位(本色纸巾除外)。将试样分别放入盛有模拟汗液、模 拟唾液的200ml烧杯中，使试样被完全浸没。浸泡10min后，将以上两 种试样浸泡液分别倒入两支比色管中。试验过程中，应采用恒温水浴锅 确保试样浸泡液维持在(40
±
2)℃。
142.(3)按以上步骤进行空白试验。
143.(3)将盛有试样浸泡液和空白浸泡液的比色管分别进行比较，观察 两种试样浸泡液是否染有颜色。
144.(4)每个样品测试两个试样。
145.表1：脱色性能测试实验结果
146.溶液性质实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3模拟唾液无脱色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无脱色
147.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。
148.表2：100℃水温条件下脱色性能测试
149.溶液性质实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3模拟唾液无脱色无脱色无脱色脱色脱色脱色模拟汗液无脱色无脱色无脱色脱色脱色脱色
150.由于国标中判断脱色标准即：将盛有试样浸泡液和空白浸泡液的比 色管进行比较，观察几种试样浸泡液是否染有颜色，肉眼观察在上述 100℃溶液中有脱色现象，为了更好地说明该脱色效果，以分光光度计 450nm(可见光区为380
‑
780nm)作样品溶液吸光值的测定，测定结果如下：
151.表3：溶液吸光值的测定
152.溶液性质空白样实施例1实施例2实施例3对比例1对比例2对比例3模拟唾液0(a)0000.0530.0400.063模拟汗液0(a)0000.0600.0510.085
153.与本领域常规彩色生活用纸相比，本公开的彩色生活用纸在低克重 下使用较少的染料，保证了染色均匀，成纸良好、耐晒牢固及渗色牢固， 以及较少的白水负荷。
154.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技术的 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。
155.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。 在本技术的描述中，“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。
156.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。