纸张染色的方法
出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制浆造纸手册：第八分册纸料的准备》第621页（7560字）
纸张染色的方法大体可分为浆内染色和表面染色(浸渍染色)两大类，另有压光机染色和涂布上色等。
1．浆内染色
浆内染色的方法又可分为间歇染色和连续染色两大类。
(1)间歇染色
间歇染色的方法应用得较为普遍，即在打浆机、成浆槽或混合槽内的一定量的浆料中添加一定量的染液，经良好搅拌混合后即染色完成，这种染色后的纸浆随后送往纸机进行抄纸。彩色有光纸、打字纸、卫生纸等的染色大都采用这种方法。
(2)连续染色
浆内连续染色是向流动的浆料中连续添加染料溶液，在流动过程中混合均匀后送往纸机进行抄造。带色的新闻纸或其他生产量高的色纸多采用这种方法。
1)型式一：一种连续染色的流程图如图10—5—13所示。
图10—5—13 一种连续染色的流程示意图
1—染液贮存槽 2—二位式高位槽 3—低位槽 4—筛子 5—成浆池 6—稳压箱 7—配料槽 8—纸机浆池
特点：
①染液自贮存槽由泵用二位式间歇自动输送到高位槽中，即高位槽内液位达到一定高度时停止送液，而陆续使用降低到一定位置时，又开始送液。
②染液随后由高位槽通过浮球阀流到低位槽，这样低位槽的液位可以近似地保持不变。
③根据每吨浆需用的染料量来计算染液用量，染液用阀门控制通过筛子流至配料槽中进行连续染色。
④在通过的浆量固定，染液浓度和低位槽内液位高度均保持恒定的情况下，如控制好染液的流量，则染料用量就是稳定的。
⑤在生产中不断用停表和量筒测量连续添加的染液的流量，如有出入，通过节门进行调节。
⑥对染色后的纸浆经常取样和留样，不时将试样与上一班的留样进行对比，随后再适当进行调正。
2)型式二：另一种连续染色的流程图如图10—5—14所示。
图10—5—14 一种连续染色的流程示意图
1——贮存槽 2—商位槽 3—低位槽 4—转子流量计 5—调节阀 6—筛子 7—成浆池 8—稳浆箱 9—配料槽 10—纸机浆池
特点：
①一定量的染料和一定量的清水在溶解槽内溶解成—定浓度的染液进入贮存槽。
②染液由贮存槽流入由浮球阀控制的高位槽内，其内液位可以近似保持不变。
③染液再自高位槽进入转子流量计，由转子流量计提出讯号来控制调节阀的开关，使染液流量保持恒定。
④固定流量的染液流至配料槽进行连续染色。
⑤在配料槽中同时可对浆料进行连续施胶，随后浆料流入纸机浆槽再送往纸机。
3)型式三：另一种连续染色系统流程如图10—5—15所示。
图10—5—15 一种连续染色系统流程示意图
1—染料溶解槽 2—高速搅拌器 3—热水管 4—蒸汽管 5—过滤器 6—排污阀 7—贮存槽 8—低速搅拌器 9—泵 10—冷水管 11—计量槽 12—液位控制器 13—溢流管 14—浮球调节阀 15—微量控制阀 16—去纸机
4)型式四：另—种连续染色系统流程如图10—5—16所示。
图10—5—16一种连续染色系统流程示意图
1—染料溶解槽 2—蒸汽管 3—热水管 4—冷水管 5—排污管 6—贮存槽 7—液位指示器 8—冷水管 9—固定液位计量槽 10—流量计 11—来浆 12—浆槽 13—精浆机 14—硫酸铝溶液贮存槽 15—浆泵 16—去纸机
(3)浆内染色的操作
在浆内染色时可以使用同性的染料进行配色，也可使用异性的染料进行配色。
①使用同性染料进行配色：使用同性染料进行配色的操作如表10—5—19所示。
表10—5—19
②使用异性染料进行配色：使用异性染料进行配色的注意事项如表10—5—20所示。
表10—5—20
在纸张染料实际生产中，在使用酸性染料或直接染料时，也有的情况要求加用少量碱性染料，借以提高前者的色相。
生产实例：
某厂使用本色硫酸盐木浆生产条纹柏油原纸，其染料的配比是直接耐晒黑0．035%，碱性橙0．055%，碱性嫩黄0．2%。
添加染液的顺序是：在加胶加硫酸铝以前，在贮浆池内添加已溶解的直接耐晒黑，循环10min后添加已溶解的碱性橙和碱性嫩黄，再循环5min后，添加松香乳液。
(4)浆内染色时注意事项
为使纸张色泽鲜艳一致，在浆内染色中应注意以下几个问题：
①纸料的白度越高，染色效果越好，不但染料用量少，而且色泽光亮鲜艳，反之则暗淡。因此一些工厂为弥补纸料白度低的缺陷，往往在染色前先加入少量荧光增白剂。
②纸料浓度、体积和染料用量要严格控制，以保证色泽一致，不少工厂由于三者之间的量控制不好，往往会造成纸张色花，影响了产品质量。
③在当前纸机封闭循环用水已充分发挥作用的情况下，纸张的染色必须充分考虑到白水循环使用的因素，并保证白水使用的正常，否则会使纸张的色泽波动。
④纸张的染色过程中还要考虑浆料配比、浆种的变化和pH值等因素，并及时进行调整以确保染色的效果。
2．表面染色
(1)槽式表面染色
又称浸渍染色，在槽式表面染色中是使原纸通过色料槽着色，然后在烘缸上进行干燥，其过程与槽法表面施胶相似。有时也在色料配方中，加用少量动物胶或淀粉，以使染色后湿纸更好地贴附在烘缸表面。
用这种方法染色最好使用着色力强或溶解度高的染料。常用色料为酸性染料，溶液浓度配制成2～6%，也可采用碱性染料以取其色泽鲜艳、成本低廉的特点。
一种槽式表面染色装置如图10—5一17所示。
图10—5—17 一种槽式表面染色装置示意图
1—染液槽 2—浸液辊 3—下压辊 4—上压辊
这种染色方法的染液槽是位于纸机的两组烘缸之间，干燥至一定程度的纸幅直接进入染液槽进行染色，然后通过一对压榨辊以压出多余的染液，随后再进入烘缸干燥后进行卷取。
(2)单面表面染色
1)型式一：一种单而表面染色装置如图10一5—18所示。
图10—5—18 一种单面表面染色装置示意图
1—染液槽 2—下压辊 3—上压辊
染色过程是当干燥的纸经过压榨辊时，由局部浸在染液中的下压辊带上一层染液而对纸的一面进行染色。这种方法的优点是设备简单，操作方便。
2)型式二：另一种单面染色装置如图10—5—19所示。
图10—5—19 一种单面表面染色装置示意图
1—染液槽 2—染色辊 3—压辊 4—导辊
染液槽中的染液保持一定的液位，而多余的染液自溢流管流走。染色辊的直径较大，仅少部分浸在染液槽中。干燥的原纸紧贴染色辊通过染液槽而完成染色过程。这种方法的缺点是：
①车速必须限制在60～80m／min的范围内；②引纸操作困难；
③如原纸强度不高，易于产生断头情况。
3)型式三：另一种单面染色装置如图10—5—20所示。
图10—5—20 一种单面表面染色装置示意图
1—染液入口 2—染液槽口 3—溢流管 4—纸幅
本装置可安装在纸机压榨部或干燥部的任何位置，适用于定量较高的厚纸。
(3)皱纹纸的表面染色。
1)型式一：—种皱纹纸的表面染色(浸渍染色)装置如图10—5—21所示。
图10—5—21 一种皱纹纸染色装置示意图
1—纸卷 2—导辊 3—压辊 4—胶辊 5—染液槽 6—起皱缸 7—刮刀 8—烘缸 9—纸卷
特点：
①纸卷1的松紧可调节。
②由胶辊4带上染液转移至紧贴起皱缸的表面上。
③在起皱缸上由刮刀7进行起皱。
④染色和起皱后的皱纹纸由烘缸进行干燥，并卷取成纸卷。
2)型式二：另一种皱纹纸染色装置如图10一5—22所示：
图10—5—22 一种皱纹纸染色装置示意图
1—纸卷 2—染液槽 3—导辊 4，5—染色辊 6—压辊 7—烘缸 8—刮刀
木装置是两用的，如使纸幅通过染液槽中染色辊4再至染色辊5，则是两面染色；如只经过染色辊5则是单面染色。经过烘缸的纸幅如用刮刀8进行起皱，则将生产出彩色皱纹纸，否则生产一般的色纸。
(4)彩色玻璃纸的染色
生产各种颜色的玻璃纸多使用染色槽进行染色，即在生产过程中经过酸洗水洗以后的玻璃纸进入染色槽进行染色，纸幅出染色槽再经过压榨辊压出多余的染液后再进入下一工序。
图10—5—23示出一种用于生产彩色玻璃纸的表面染色装置。
图10—5—23 一种用于生产彩色玻璃纸的表面染色装置
1—染液槽 2—可转动的橡胶辊 3—固定的陶瓷辊 4—上压辊 5—下压辊 6—加热管 7—溢流口 8—排污口
染液槽一般用钢板制成，内视玻璃钢，一种染液槽的规格是长×宽×高=2．3×2．0×0．83m。在槽的顶部装有7根可转动的橡胶辊，而在槽的底部装7根固定陶瓷辊，另外在槽的上方有压榨辊。各辊的实测规格如表10—5—21所示。
表10—5—21
染液槽根据需要盛放不同颜色的染料溶液，在生产过程中向槽内连续补充染液，而多余的染液自溢流管流出。在染色槽的两侧装有加热排管，使染液的温度经常保持在80～90℃，以便于玻璃纸的纸面着色。
(5)水平压榨辊表面染色
这种染色法是对纸张进行两面染色，与用水平压榨辊进行表面施胶相类似，即在两组烘缸之间的水平压榨辊的挡液板中间连续注入染料溶液，而纸张通过后就完成了染色操作。
水平压榨辊表面染色装置如图I0—5—24所示。
图10—5—24 水平压榨辊表面染色装置示意图
1—主动辊 2—从动辊 3—导辊
这种方法与浆内染色相比，其优点是染色操作可以自动化，并且湿部，如管路、毛毯、流浆箱或网笼等不被色料所污染，而且没有大量的有色白水流出。
3．压光机染色
压光机染色与压光机表面施胶相似。压光机染色多用于处理纸板和厚纸，取其制造成本纸廉等优点，但由于受到压光操作的影响，色料可能会局部受磨而脱落，在纸面上形成白斑等缺陷。
压光机表面染色的染料溶液可以为普通水溶液或酒精溶液，如果使用普通水溶液，一些碱性染料也能牢固地附着在未漂纸浆上，但当湿润时容易有染液渗出。酸性染料具有良好的溶解度和均一染着的特性，所以常用为压光机表面染色，但是如果纸张以后受到潮湿时，颜色也容易渗出。
普通纸板要求色泽鲜艳，压光机表面染色一般以使用碱性染料为宜，而很少使用直接染料。压光机表面染色如在染液中使用粘合剂，例如使用氧化淀粉、干酪素等，则染色效果显着，同时也防止了颜色的渗出。
压光机表面染色装置(包括烘缸表面染色)有以下几种：
(1)普通压光机表面染色装置
一种普通压光机表面染色装置如图10—5—25所示。
图10—5—25 一种压光机表面染色装置示意图
1、2—染料溶解槽 3—贮液槽 4—蒸汽管 5—清水管 6—染料箱 7—泵
染料首先在溶解槽内完全溶解成染液，由泵将染液送至贮液槽，再借重力自动流入染液箱中。染液箱的两端装有带橡皮填衬的挡板以防止染液流出。染液箱的箱底接触压光辊的部分设有硬橡皮唇布，用以防止染料溶液滴漏。染液箱的位置应装置在压光辊向上运转的一侧。
(2)水刮刀表面染色装置用水刮刀的表面染色装置如图10—5—26所示。
图10—5—26 水刮刀表面染色装置示意图
1—压光辊 2—纸板 3—刮刀角度 4—染色液 5—毛毯 6—刮刀
用水刮刀进行表面染色的装置与用水刮刀进行表面施胶的相似。这种染色法也适用于纸板的表面染色。在纸板通过压光辊时，由水刮刀上的毛毯将染液附在纸板的表面上而完成了染色过程。刮刀与压光辊的接触点到辊中心的连线与两辊接触点到下辊的中心连线构成45°角，染液的液面位置应选择到能把毛毯面覆盖到三分之二的位置。
(3)烘缸表面染色装置对于小批量彩色纸的生产也可采用简易的烘缸表面染色的方法。使用双网双缸纸机，生产定量为50g／m2的单面彩色纸，可在二缸上直接进行表面染色。二缸直接染色装置如图10—5—27所示。
图10—5—27 二缸直接染色装置示意图
1—染料溶解槽 2—计量槽 3—挡水板 4—压辊 5—纸卷 6—烘缸
在压辊前安设一个木制的挡水板。首先将染料溶解于热水中，调节浓度至千分之五，随后把染料溶液加至挡水板前面的烘缸上，两端用湿纸把染液堵住。由于烘缸的运转，染料溶液被带进压辊，而使染料溶液均匀的分布在纸的正面。
这种方法的优点是设备简单，更换染料溶液方便；缺点是如果染料调配的浓度不均，则成纸色彩就不一致。
4．涂布上色
涂布上色属加工纸范畴，如蜡光纸的涂布，常用的色料多为颜料。