摘要:用国产液体阳离子直接黄DCY-R和直接棕DCB染料代替进口液体染料,在实验室条件下和生产条件下对A级牛皮箱纸板进行染色试验。结果表明:实验条件下以面浆直接黄:面浆直接棕:芯浆直接棕为4:1.5:1.5的质量比且染料总量为7kg/t纸时,可以达到牛皮箱纸板目标纸样Lab值的要求;在生产条件下用DCY—R 和DCB染色,通过控制各层浆染料计量泵的冲程和频率,可以较快的达到目标纸样的颜色,且颜色稳定、色差小,完全可代替进口染料。
包装纸和板在包装材料中占有最主要的份额,其中牛皮箱纸板是最主要的纸包装材料之一。牛皮箱纸板作为纸箱的外层,其质量对包装纸箱的外观和功能起着极重要的作用。为满足使用要求,需对牛皮箱纸板进行染色处理。随着整个包装行业对包装纸板的外观品质和色相要求日渐提高,并由于纤维原料的品种及废纸浆质量的参差不齐带来的色差变化,给牛皮箱纸板的染色带来了挑战。液体染料具有溶解性好、与浆料混合均匀、着色牢度高、色相稳定、可以用计量泵在网部附近连续添加以及调色快、污染轻等优点,多为国内大型企业采用。目前国内大型牛皮箱纸板企业主要采用品质较高的进口液体染料进行染色,但由于价格较高给其带来了较大的成本压力。为达到目标纸样的色相要求并降低成本,本试验采用国产液体阳离子直接染料替代进口液体直接染料,对国内某纸厂的A级牛皮箱纸板进行实验室和生产染色试验,以供参考。
1实验
1.1原料
1)浆料:面层浆为硫酸盐本色针叶木浆,芯层浆为美废;牛皮箱纸板纸样的目标色相:L值为58.78、a值为10.79、b值为26.78。
2)染料:国产液体阳离子直接染料:直接黄DCY-R,直接棕DCB。
1.2方法
面层和芯层浆料均以3质量浓度分散后按要求量加入染料混合5min,然后用标准抄片器抄成手抄片后烘干,用美国产白度颜色仪测定纸样的L、a、b值,通过测量颜色的L、a、b值来反映颜色的变化,以指导染色
1.3结果与讨论
实际生产中,染料在纸机的应用之前一般要通过实验室调色来评价染色的可行性。目前国内箱纸板的染色也常用阴离子直接染料,但其需要用硫酸铝作为媒染剂,提高染料的留着率。本实验和生产试验采用的是液体阳离子直接染料,其结构中有阳离子基团可增加对纤维的结合力,故在纸料系统中可与带负电荷的纤维直接吸附,无需加入硫酸铝作媒染剂。目标牛皮箱纸板纸样的颜色为深棕色,结果见表1。
两种颜色之间的色差通常用AE来表示],△E=[(△a)2+(△b)2+(△L)2]0.5。。△E越小,表示试验色与目标色之间的色差越小,两种颜色越接近。当两种颜色间的A<O.5时,人眼几乎感觉不出它们的差异。本实验过程考虑到与实际生产控制中的差异,故色差控制在 △E<0.7时,认为达到目标色的要求。
由表1数据可见,编号1的L值偏高,说明染料总用量偏低,n偏低说明棕色用量偏少;编号2的L、n和b值基本接近目标纸样,说明其用量较合适;编号 3的L值和a值与目标纸样也较接近,但b值比目标纸样偏高,说明黄色染料用量偏高;编号4的L值偏低,说明染料总用量偏高,b值比目标纸样高,说明黄色用量偏高,综上所述,以2号的组合染料用量,可基本达到目标纸样的L、a和b值。说明使用国产液体阳离子直接黄DCY—R、直接棕DCB染料,可以达到所需要的染色效果。
2生产试验
2.1染色工艺流程
2.2应用工艺条件
在多叠网牛皮箱纸板机的纸料流送系统中进行染色试验,生产品种为A级牛皮箱纸板。采用连续调色工艺,即根据三原色原理,采用精密计量泵在近网部处连续添加,通过颜色测定仪进行科学、准确的评价,并迅速调出所需的色调。本试验中牛皮箱纸板采用硫酸盐本色针叶木浆挂面,用美废为芯层浆。芯层浆用棕色染料打底,面层用棕色和黄色染料进行染色。芯层棕色染料添加的计量泵最大流量为115mL/min,满频为360Hz,使用范围为:冲程7
2.3应用效果
用以上流程和工艺条件对牛皮箱纸板染色,效果见表2。
单独用一种染料难以达到染色要求,本试验牛皮箱纸板的面层用棕色和黄色的阳离子直接染料进行染色,另外为提高染色效果和面层色相的稳定均一,需要对浆料质量较差的芯层浆用棕色染料进行调色。从表2的试验数据看,通过控制各层浆染料计量泵的冲程和频率,可以较快的达到目标纸样的颜色效果。芯层浆棕色染料计量泵的冲程为75,频率为80Hz,面层浆棕色染料计量泵的冲程为75,频率为85Hz,黄色染料计量泵的冲程为9O,频率为340Hz时,牛皮箱纸板L、a和b值分别为58.5、11.2、26.2,基本达到目标纸样58.2、10.8、26.5的要求。从染色的稳定性看,经试验用染料染色一段时间后检测,纸样的颜色比较稳定,说明国产阳离子直接黄DCY—R和直接棕DCB染色后,目标纸样的颜色稳定,色差较小,完全可以满足A级牛皮箱纸板的染色需要。从成本上分析,生产A级牛皮箱纸板,原用进口的液体直接染料,染料的综合成本为35~4O元/吨纸,而使用国产液体阳离子直接染料,较快达到进口染料的染色效果,其综合成本为20~25元/吨纸。吨纸综合成本节约15元左右,所以用国产染料代替进口染料在不影响目标色的前提下,可大大降低生产成本。
3结论
1)在实验条件下用国产液体阳离子直接黄DCY-R和直接棕DCB进行染色,可以达到牛皮箱纸板目标色的要求,染料总用量为7kg/t纸。
2)在生产条件下用国产液体阳离子直接黄DCY-R和直接棕DCB染色可以较快达到目标纸样的染色效果,且染色稳定性好
3)与进口液体染料相比,用国产液体阳离子直接黄DCY-R和直接棕DCB染色,吨纸综合成本可节约15元左右,大大降低了生产成本。