一种纸张施胶染色生产方法及装置与流程

本发明涉及造纸技术领域，特别是涉及一种纸张施胶染色生产方法及装置。

背景技术：

大型高速纸机生产牛卡纸，其染色方法当前技术采用浆内染色方法，根据纸张L、A、B色相要求，一定量的黄、黑、红染料添加到面层流送系统的挂面浆，使面浆纤维着色完成染色过程，要求纸机配置多层网，其中面浆单独上网成形，以保障纸面色相一致要求。为达到牛卡纸色相要求，采用浆内染色，高速纸机必须配置多层网，面浆单独上网成形，对于单层网配置高速纸机，无法生产牛卡纸。

施胶机，纸张通过施胶机施胶后可以提高纸张的强度，施胶机有两个辊子组成，淀粉胶液有计量棒转移到辊子上，纸页在两个辊子的夹区通过，辊子上的胶液转移到纸页上，提高纸张的强度。并且，现有的施胶机由于计量棒的螺纹很小，淀粉很容易将螺纹堵住，造成一个点或几个点没有胶液转移到纸页上，纸页上就会显出一条白色的条痕，导致纸张外观质量不合格，由于纸机车速较高，往往在生产过程中不易发现，只有纸张抄造成型后才会看到，造成不可挽回的损失。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种纸张施胶染色生产方法，用于解决现有单层网配置高速纸机无法生产牛卡纸，以及现有施胶机计量棒的螺纹小，易堵塞，施胶不均匀的问题。

本发明是这样实现的：

一种纸张施胶染色生产方法，包括以下步骤：

施胶胶料稀释：对施胶用的胶料进行稀释，所述胶料为淀粉，稀释后胶料的固含量为5-8％，粘度为6-30MPS，胶料温度为55-60℃；

染料计量添加：使用计量泵往稀释后的胶料中计量添加红色染料、黄色染料和黑色染料原液；

胶料与染料混和着色：所述红色染料、黄色染料和黑色染料原液三种染料通过内径10mm不锈钢管深入施胶淀粉底部，并且三种染料添加点位置以0.5米等间距分布于施胶淀粉上；

胶料压力筛选净化：胶料通过上料泵送到一号压力筛，由一号压力筛过滤，所述一号压力筛的筛缝为100～150微米；

膜转移计量施胶、染色：控制施胶量在1.0g-2.0g/m2范围内，液态胶料通过喷淋装置将胶料转变成雾状并喷向上施胶辊，雾状的胶料通过设置于喷淋装置下方的气流布胶管所产生的平行气帘，均匀的分布于上施胶辊表面，染料随同施胶胶料将纸面纤维着色完成染色过程；

回流胶料净化：施胶尾渣通过二号压力筛滤除杂质，将得到的滤液回流至施胶胶料中，其中，二号压力筛的筛缝为100～150m微米，二号压力筛与施胶的高程差为2.5～3.0米，施胶尾渣通过高程压力进入二号压力筛。

进一步的，还包括胶料添加及染料添加步骤：

检测用于存放胶料的工作槽液位，当液体低于设定的低位时自动开启胶料补充，染料添加同胶料添加同步进行。

进一步的，还包括颜色在线扫描检测及颜色控制调整步骤：

在纸机卷取处安装颜色在线检测系统，根据扫描检测出的色相结果调整染料的添加比例，使纸张颜色达到所需的颜色标准。

为解决上述技术问题，本发明提供的另一技术方案为：

一种纸张施胶染色生产装置，包括胶料配制装置、施胶装置和胶料回收装置；

所述胶料配制装置包括：

用于进行胶料稀释的上料槽，稀释后胶料的固含量为5-8％，粘度为6-30MPS，胶料温度为55-60℃；

用于往上料槽添加染料的染料计量泵，所述染料包括红色染料、黄色染料和黑色染料；

用于将上料槽内的胶料泵送至施胶装置的上料螺杆泵；以及

用于设置于胶料的上料通道上用于对胶料进行净化的一号压力筛，所述一号压力筛的筛缝为100～150微米；

所述施胶装置包括机架、上施胶辊、下施胶辊、施胶喷淋管和气流布胶管；

所述机架包括主机架和副机架，所述主机架固定设置，所述上施胶辊设置于主机架上，所述副机架的中部铰接于主机架上，下施胶辊与上施胶辊相对的设置于副机架上端，所述上施胶辊的表面设置有镀铬层，下施胶辊的表面设置有橡胶层；所述副机架的下端设置有用于调节下施胶辊与上施胶辊表面间距的气胎装置，气胎装置的一端连接于主机架上，气胎装置的另一端连接于副机架的下端；

所述施胶喷淋管与上施胶辊相平行的设置于主机架上，施胶喷淋管的一端封闭，施胶喷淋管的另一端通过高压泵连接于存放胶液的储胶箱，施胶喷淋管上每隔8～16cm设置有一喷嘴，喷嘴与上施胶辊表面的距离为15～25cm，喷嘴与上施胶辊表面的夹角为15°～30°；

所述气流布胶管与所述施胶喷淋管相平行的设置于施胶喷淋管下方，气流布胶管的一端封闭，气流布胶管的另一端连接于压缩气源，气流布胶管表面设置有一沿轴向延伸的喷气槽，所述喷气槽与上施胶辊表面的距离小于喷嘴与上施胶辊表面的距离，喷气槽的喷气方向与施胶辊表面的夹角为10°～20°；

控制喷淋管的施胶量在1.0g-2.0g/m2范围内，液态胶料通过喷淋管将胶料转变成雾状并喷向上施胶辊，雾状的胶料通过气流布胶管所产生的平行气帘均匀的分布于上施胶辊表面，染料随同施胶胶料将纸面纤维着色完成染色过程；

所述胶料回收装置包括二号压力筛，二号压力筛的筛缝为100～150m微米，二号压力筛与施胶的高程差为2.5～3.0米，施胶尾渣通过高程压力进入二号压力筛，施胶尾渣通过二号压力筛滤除杂质，将得到的滤液回流至施胶胶料中。

进一步的，所述气流布胶管上设置有一用于调整喷气槽气流流速的比例电磁阀门。

进一步的，所述上主机架上还设置有上料系统。

进一步的，所述高压泵的扬程为12～18m，高压泵的流量为3m/h～5m/h。

进一步的，所述喷气槽的宽度小于3mm，所述压缩气源为空气压缩机。

进一步的，还包括颜色在线检测系统，颜色在线检测系统设置于纸机卷取处，用于根据扫描检测出的色相结果调整染料的添加比例，使纸张颜色达到所需的颜色标准。

本发明的有益效果为：本发明纸张施胶染色生产方法及装置在膜转移施胶机完成牛卡纸的染色，替代现有浆内染色方法，避免了现有浆内染色方法对牛卡纸染色的要求，并且降低了生产牛卡纸产品能耗；进一步的，本发明提供的方案中，通过喷淋装置取代现有施胶机上的计量棒，解决计量棒堵塞施胶不均匀的问题，并通过气流布胶管喷气槽所喷出的高速气帘使雾状的胶液能够更均匀的分布于上胶辊上，进一步提高施胶和染色效果。

附图说明

图1为本发明实施方式中纸张施胶染色生产方法的流程图；

图2为本发明实施方式中纸张施胶染色生产装置的组成模块框图；

图3为本发明具体实施方式中施胶装置的结构示意图；

图4为本发明实施方式施胶装置中上施胶辊、施胶喷淋管和气流布胶管的位置关系示意图；

图5为本发明实施方式施胶装置中主机架与副机架的连接结构示意图。

标号说明：

1、机架；2、上施胶辊；3、下施胶辊；11、主机架；12、副机架；

13、气胎装置；14、液压缸；21、施胶喷淋管；22、气流布胶管；

111、腰形槽；112、铰接轴；211、喷嘴；221、喷气槽。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1，本发明实施例一种牛卡纸施胶染色生产方法，该生产方法包括以下步骤：

S101、施胶淀粉上料槽胶料稀释：施胶胶料为淀粉，淀粉通过稀释，为达到良好的施胶成膜效果，稀释后的固含量控制在5-8％，粘度控制在6-30MPS，胶料温度55-60℃。胶料的固含量控制在5-6％，粘度控制在6-10MPS。较低的胶料固含量和粘度是为了防止计量棒和施胶辊出现磨损，保障能很稳定的对纸张进行染色。

S102、染料计量添加：使用计量泵计量添加红色染料、黄色染料、黑色染料原液到施胶淀料槽。

S103、胶料、染料混和着色：为了达到理想的染色效果，三种染料通过内径10mm不锈钢管深入施胶淀粉上料槽底部，为防止染料结块，三种染料添加点位置分布于施胶淀粉上料槽底部下料口处，间距约0.5m。胶料、染料在上料螺杆泵的泵送过程及后续的筛选净化过程中，得到充分混合。

S104、胶料压力筛选净化：上料胶料通过上料泵送到1#压力筛，1#压力筛框筛缝125微米，纸毛、杂质留在筛框的外表面，能通过125m微米筛缝干净的胶料去施胶机。

S105、计量棒膜转移计量施胶、染色：控制施胶的胶料量在1.0g-2.0g/m2，并通过喷淋装置将胶料转变成雾状并喷向上施胶辊，雾状的胶料通过设置于喷淋装置下方的气流布胶管所产生的平行气帘，均匀的分布于上施胶辊表面，染料随同表面施胶淀粉将纸面纤维着色完成染色过程，纸张的色相可以通过调整染料用量快速调整。由于优化了淀粉胶料的固含量、粘度、干净程度及选用喷林装置进行施胶，并用气流布胶管均衡胶液分布，施胶机全幅成膜效果良好，没有出现施胶不均、施胶条痕等常见问题，全幅纸张颜色一致。

S106、回流胶料净化：筛缝为125m微米的2#压力筛布置与施胶机高程差2.5～3.0m的尾渣，回流胶料依靠高程压力进入2#压力筛，纸毛、杂质留在筛框的外表面，能通过125m微米筛缝干净的胶料回到施胶上料槽。2#压力筛具备自动冲洗功能，压差大于设定值(可以设定15～25kpa)时，2#压力筛执行自动清洗，胶料经旁路回到上料槽。

S107、胶料添加及染料添加：胶料根据工作槽液位自动补充，染料的添加同胶料添加同步进行，胶料添加启动则染料添加，胶料添加停止则染料添加停止。

S108、颜色在线扫描检测及颜色控制调整：纸机卷取处安装颜色在线检测系统，根据扫描检测出的色相结果调整染料的添加量，来达到所需的颜色标准。

本实施例所提供的牛卡纸施胶染色生产方法，替代浆内染色完成牛卡纸的染色要求。通过胶料稀释、胶染料原液计量添加、染料胶料混和着色、上料胶料净化、计量棒膜转移计量施胶、回流胶料净化、胶料补充、在线颜色扫描、颜色调整等工艺过程，成功在膜转移施胶机完成牛卡纸的染色。本方法避免了现有浆内染色方法对牛卡纸染色的要求，并且降低了生产牛卡纸产品能耗；进一步的，本发明提供的方案中，通过喷淋装置取代现有施胶机上的计量棒，解决计量棒堵塞施胶不均匀的问题，并通过气流布胶管喷气槽所喷出的高速气帘使雾状的胶液能够更均匀的分布于上胶辊上，进一步提高施胶和染色效果。通过该牛卡纸施胶染色生产方法，可以使用单层网纸机抄造牛卡纸，大大降低吨纸能耗及综合生产成本，节能降耗经济效益显著，提升了产品的竞争力。

使用本方法，配至单层网、膜转移施胶装置的大型高速纸机可以通过膜转移施胶染色抄造出牛卡纸，降低牛卡纸产品能耗。经测试，使用单长网纸机、膜转移施胶装置生产100g/m2牛卡纸，吨纸电耗380kwh/t，相对于传统三叠网纸机100g/m2吨纸电耗540kwh/t,吨纸电耗下降30％，节能降耗效益显著，提高了产品的竞争力。

请参阅图2，本发明另一实施例提供了一种纸张施胶染色生产装置，该纸张施胶染色生产装置包括胶料配制装置、施胶装置和胶料回收装置，其中→表面胶料的流向。

所述胶料配制装置包括：

用于进行胶料稀释的上料槽，稀释后胶料的固含量为5-8％，粘度为6-30MPS，胶料温度为55-60℃；

用于往上料槽添加染料的染料计量泵，所述染料包括红色染料、黄色染料和黑色染料；

用于将上料槽内的胶料泵送至施胶装置的上料螺杆泵；以及

用于设置于胶料的上料通道上用于对胶料进行净化的一号压力筛，所述一号压力筛的筛缝为100～150微米。

所述胶料回收装置包括二号压力筛，二号压力筛的筛缝为100～150m微米，二号压力筛与施胶的高程差为2.5～3.0米，施胶尾渣通过高程压力进入二号压力筛，施胶尾渣通过二号压力筛滤除杂质，将得到的滤液回流至施胶胶料中。

请参阅图3，所述施胶装置包括机架1、上施胶辊2、下施胶辊3、施胶喷淋管21和上料系统。

所述机架1包括主机架11和副机架12，所述主机架11固定设置，所述上施胶辊2设置于主机架11上，所述副机架12的中部铰接于主机架11上，下施胶辊3与上施胶辊2相对的设置于副机架12上端。所述上施胶辊2的表面设置有镀铬层，下施胶辊3的表面设置有橡胶层。所述副机架12的下端设置有用于调节下施胶辊3与上施胶辊2表面间距的气胎装置13，气胎装置13的一端连接于主机架11上，气胎装置13的另一端连接于副机架12的下端。所述气胎装置13包括充气气囊，充气气囊上下表面间的距离变化量与充入气体量成正比。所述上料系统包括设置于上施胶辊2和下施胶辊3侧面的导辊，用于辅助纸张上料，待施胶的纸张由上料系统辅助从上施胶辊2与下施胶辊3的中间穿过，所述上施胶辊2和下施胶辊3连接有电机等驱动装置，通过调整气胎装置13可调节上施胶辊2与下施胶辊3的间距，从而可适应不同厚度的纸张施胶。

请参阅图4，所述施胶喷淋管21用于将上料槽内配制好的胶料喷至上施胶辊上，施胶喷淋管21与上施胶辊2相平行的设置于主机架11上，施胶喷淋管21的一端封闭，施胶喷淋管21的另一端通过高压泵连接于存放胶液的储胶箱，施胶喷淋管21上每隔8～16cm设置有一喷嘴211，喷嘴211与上施胶辊2表面的距离为15～25cm，喷嘴211与上施胶辊表面的夹角为15°～30°。胶液的储胶箱内的液态胶液由高压泵泵送至施胶喷淋管21内，并从喷嘴211以雾状方式喷射向上施胶辊2，从而在上施胶辊2的表面形成一胶膜，在施胶过程中再转印至纸张表面。控制喷淋管的施胶量在1.0g-2.0g/m2范围内，液态胶料通过喷淋管将胶料转变成雾状并喷向上施胶辊，雾状的胶料通过气流布胶管所产生的平行气帘均匀的分布于上施胶辊表面，染料随同施胶胶料将纸面纤维着色完成染色过程。

在本实施例中，通过胶料配制装置完成胶料稀释、胶染料原液计量添加、染料胶料混和着色和上料胶料净化，通过施胶装置完成膜转移计量施胶，以及通过胶料回收装置回流胶料净化，成功在膜转移施胶机完成牛卡纸的染色。本装置避免了现有浆内染色方法对牛卡纸染色的要求，并且降低了生产牛卡纸产品能耗；进一步的，本发明提供的方案中，通过喷淋装置取代现有施胶机上的计量棒，解决计量棒堵塞施胶不均匀的问题，并通过气流布胶管喷气槽所喷出的高速气帘使雾状的胶液能够更均匀的分布于上胶辊上，进一步提高施胶和染色效果。通过该牛卡纸施胶染色生产方法，可以使用单层网纸机抄造牛卡纸，大大降低吨纸能耗及综合生产成本，节能降耗经济效益显著，提升了产品的竞争力。

使用本装置可以通过膜转移施胶染色抄造出牛卡纸，降低牛卡纸产品能耗。经测试，使用单长网纸机、膜转移施胶装置生产100g/m2牛卡纸，吨纸电耗380kwh/t，相对于传统三叠网纸机100g/m2吨纸电耗540kwh/t,吨纸电耗下降30％，节能降耗效益显著，提高了产品的竞争力。

进一步的，在该实施例中，所述纸张施胶染色生产装置还包括颜色在线检测系统，颜色在线检测系统设置于纸机卷取处，用于根据扫描检测出的色相结果调整染料的添加比例，使纸张颜色达到所需的颜色标准。

优选的，所述高压泵的扬程为12～18m，高压泵的流量为3m/h～5m/h。

在本实施例中，为了进一步提高雾状胶液在上施胶辊表面的分布均匀度，该施胶机还设置了气流布胶管22。所述气流布胶管22与所述施胶喷淋管21相平行的设置于施胶喷淋管21下方，气流布胶管22的一端封闭，气流布胶管22的另一端连接于压缩气源，所述压缩气源可以为空气压缩机等，气流布胶管22表面设置有一沿轴向延伸的喷气槽221，所述喷气槽221与上施胶辊2表面的距离小于喷嘴221与上施胶辊表面的距离，喷气槽221的喷气方向与施胶辊表面的夹角为10°～20°。压缩气源产生的压缩气体从喷气槽221喷射出，形成连续的平行气帘，改变了喷嘴211所产生的雾状胶液向上施胶辊移动的轨迹，由于喷气槽221的喷气方向与施胶辊表面的夹角为10°～20°，小于喷嘴211与上施胶辊表面的夹角，从而减小了雾状胶液向上施胶辊移动轨迹与上施胶辊的夹角，从而使胶液更均匀的分布于上施胶辊表面。并且所述喷气槽221喷射出平行气帘在上施胶辊2的表面形成沿辊外周方向行走的气流，从而进一步提高了雾状胶液的分布均匀性。由于胶料内包含有染料，在施胶的同时也对纸张进行了染色。

为了保证喷气槽221所产生的气帘的流速，所述喷气槽的宽度小于3mm，所述压缩气源为空气压缩机，压缩气源的压强大于10大气压强。

请参阅图5，在一实施方式中，为了提高上施胶辊与下施胶辊之间间距的调节精度，所述副机架13采用了铰接点位置可调式连接方式连接。其中，所述副机架13的中部设置有腰形孔111，副机架13通过所述腰形孔111铰接于主机架12上的铰接轴112上，所述副机架13的中部设置有液压缸14，液压缸14的一端铰接主机架12，液压缸14的另一端铰接于副机架13中部，所述气胎装置13与液压缸14同步动作调整上施胶辊2与下施胶辊3的表面间距。因此，通过控制所述液压缸14的伸缩量可调整铰接轴112在腰形孔111内的位置，液压缸14与气胎装置13的两端同时伸长时，上施胶辊2与下施胶辊3的距离变化量，要小于只有气胎装置13的两端伸长时的距离变化量，即上施胶辊2与下施胶辊3的距离调节精度提高了。在一实施方式中，所述液压缸14的一端连接于副机架12上，液压缸14的另一端具体连接于所述铰接轴112上。

在一实施方式中，所述气流布胶管22上设置有一用于调整喷气槽气流流速的比例电磁阀门。比例电磁阀门与施胶辊的转速联动，当施胶辊转速增大时，控制比例电磁阀门的开度角增大，提高喷气槽的气体流速；当施胶辊转速减小时，控制比例电磁阀门的开度角减小，降低喷气槽的气体流速。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。