【经验】高档灰色手提袋纸染色工艺
介绍应用水性有机颜料生产灰色手提袋纸时，采用的助留方式、染色方式、应用过程中注意的问题以及取得的应用效果。
艺术纸是我公司产量最大的一类纸张，在市场上最有影响力的产品，艺术纸中，染色纸大约占40%~50%，染色纸通常是由液体直接染料对纤维进行染色生产的。随着染色纸产品档次的提高，一些用户，特别是做高档手提袋纸的国外用户，对染色纸的耐晒牢度提出了更高的要求，要求纸张耐晒级别达到5级以上，而用直接染料做成的染色纸，耐晒级别只能达到3级，为此，我们开发了耐晒级别更高的水性有机颜料来对这些纸张进行染色。
1 有机颜料的性质
有机颜料是不溶于水，也不溶于使用介质，而以高度分散微粒状态使纤维着色的一类有色物，造纸行业使用的水性有机颜料是经过特别加工的高品质、阴离子型颜料分散液，具有耐晒、耐水洗、耐酸碱、耐有机溶剂等特点，耐晒级别可达到7~8级，密度根据色相不同在1.01~1.25g/cm3之间。
它与染料不同，染料是可溶于水的，与被染物--纤维之间具有亲和力，能以一定的化学键与纤维结合，因此，其染色性能良好，不需要借助辅助措施就能实现染料与纤维的牢固结合。
有机颜料不溶于水、与纤维没有亲和力、密度比较大的特点，决定了其在操作性能、染色性能方面远远不如染料。那么，如何发挥其原料本身的长处，克服不足，达到与染料同样的染色效果呢？
颜料粒径为纳米级，分布曲线窄，必须有良好的助留系统。
要实现有机颜料与纤维间的均匀着色，颜料颗粒必须非常细小且粒径非常均匀，经检测，其粒径大小为0.1~0.5um，平均粒径为0.23μm。如此细小的颗粒，如果留着不好，会造成染色不匀、正反色差大、白水处理负荷加重等问题。我们首先想到的是采用助留剂来提高有机颜料的留着率，为验证此观点，我们首先在实验室进行了实验，验证不同助留剂用量对有机颜料留着率的影响，实验加入相同用量的红、黄、蓝三种颜料进行染色，实验结果如表1所示。
表1 助留剂对染色效果的影响
在助留剂用量由100mg/l提高到200mg/l后，成纸色相没有明显变化，说明在助留剂达到一定用量的情况下，再提高助留剂的用量，对有机颜料留着率没有明显改善作用，而成纸匀度明显变差，因此，单靠提高助留剂的用量来提高有机颜料的留着率是行不通的。经过咨询，阳离子固着剂可将精细分散的颜料颗粒固着在纤维上，但不同用量、不同加入位置，对有机颜料的留着率不同。以下就是我们将黑颜料在不同固着剂用量、不同位置加入后，对成纸色相的影响如表2所示。
表2 固着剂对染色成纸色相的影响
通过以上实验，我们可以得出以下结论：
①在同样固着剂用量的情况下，固着剂加在颜料之后，助留剂之前，对有机颜料的留着率最好，表现在成纸亮度上，亮度下降1.64~1.77%，固着剂加在颜料之前，对有机颜料的留着率最差。
②在固着剂加入位置不变的情况下，随着固着剂用量的提高，成纸色相逐步加深，说明对有机颜料的留着率提高，对成纸匀度无明显影响。
通过以上实验，我们确定了以阳离子固着剂+阳离子助留剂相结合的双组份助留工艺来提高有机颜料的留着率。
2 水性有机颜料的染色方式
我公司染色纸大多是采用浆内间歇染色或流程连续染色而成，这主要取决于染色纸颜色的深浅，我们为国外公司生产的灰色手提袋纸，颜色相对较浅，且用户对色相要求较严格，要求批次间和批次内色差≤1.0，故我们选择采用流程连续染色方式，可以通过调整计量泵的输出频次来精确控制染料的加入量，使成纸色相控制更精确。
3 水性有机颜料使用中应注意的问题
由于有机颜料本身不溶于水，而且在电性、密度方面与染料有明显差别，故在颜料的制备、使用等各个环节应重点进行控制：
(1)颜料与浆料混合要均匀，否则易出现色斑，一般要求颜料的使用浓度尽量低，这样与浆料混合的均匀性会更好一些，一般加入浆料中的浓度为0.1%~0.5%，不能高于此浓度，稀释颜料用水水温不超700C,一般要求在500C以下。
(2)为防止颜料在使用过程中发生沉降，颜料溶解罐和储存罐必须安装搅拌装置，搅拌速度一般为100r/min左右，使用螺杆泵在线添加，加入位置在第二个冲浆泵的前面，在螺杆泵的出口管路中安装流量计和在线过滤装置，过滤装置的过滤精度为100~200目，加入颜料后的管道越短越好，否则颜料很容易在管道中沉积，这是颜料染色很关键的一点。
(3)水性有机颜料为阴离子型，在生产中，应避免与阳离子型添加剂加入位置过近，以免产生絮凝反应，产生色斑。生产控制中，AKD的加入位置也在冲浆泵之前，为避免阴离子颜料与阳离子AKD离得过近，我们将AKD的加入位置调整到压力筛前，保证了染色的均匀性。
(4)系统的泡沫不宜过多，过多的泡沫将使得颜料在局部富集，使得纸张产生色斑；在生产控制中，我们分别在配料和白水池两个部位加入高级脂肪醇类消泡剂，很好地起到了抑泡和消泡作用，系统洁净程度得到明显改善，没有出现泡沫斑等纸病。关键词：色浆厂家，色浆，色浆涂料，水性色浆，油漆色浆，乳胶漆色浆，通用色浆，UV色浆，纸张染色，操纸实验，乳胶色浆，纸染色，彩色纸。
4 颜料染色的应用效果
通过以上措施生产的灰色手提袋纸，在色相、耐晒牢度、耐洗牢度以及外观品质方面都得到了国外客户的认可，而且染色成本也有了大幅度下降，是一种值得推广的染色纸生产方法，染色配比及染色成本的比较如表3所示。
表3 不同类型染料配比染色比较
我公司在为国外客户生产灰色手提袋纸时，存在耐晒牢度低的问题，为解决该问题，我们开发了耐晒级别为7~8级的水性有机颜料替代直接染料，耐晒级别可以达到客户要求的5级以上。
有机颜料因密度较大，采用阳离子固着剂+阳离子助留剂相结合的双组份助留系统，可以达到很好的留着效果。有机颜料染色的染色纸在耐晒、耐水洗，耐酸碱、耐有机溶剂方面优于染料染色的染色纸，且染色成本低，是一种值得推广的染色纸生产方法。
文章来源，浆纸技术