CN102065672B - 一种电磁屏蔽板及制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种将利乐包装废弃物有效回收利用以制作电磁屏蔽板的方法，该制作方法，先将利乐包装废弃物粉碎制得纸/塑/铝纤维混合物；以纸/塑/铝纤维混合物为基材，以直径为30-60μm、长度为3-10mm金属纤维为填充材料，铺装成压坯；压坯中至少铺装有一层金属纤维层；每平方米压坯中金属纤维施加量为90-125g；再将压坯压制成板材即可。该方法简单可行、实施方便、成本低廉，该板材不仅具有优良的屏蔽效能，而且物理力学性能良好。

Description

一种电磁屏蔽板及制作方法

技术领域

本发明涉及一种电磁屏蔽板及制作方法，具体地说，是一种利用利乐包装废弃物和木材单板为原料制作的电磁屏蔽复合板材。

背景技术

随着科学技术的发展，软包装进入突飞猛进的发展时代。利乐包装在软包装中占有举足轻重的地位，椐估计，全球饮料和牛奶行业广泛使用的无菌复合包装中近70％由利乐生产。据不完全统计，2008年利乐在中国的年产能达400亿包，销售约270亿包，回收约28亿包，回收率仅1成，数以亿计的利乐包作为垃圾被填埋、焚烧，不仅浪费资源，而且造成严重的二次环境污染。

随着人们环保意识的不断提高，利乐包装废弃物的回收利用已引起研究人员及相关企业越来越浓厚的兴趣。利乐包装一般由印刷层、纸层、铝层、PE层构成，属于纸/铝/塑复合材料，虽然在其包装使用寿命期间具有优良的阻隔性能，但其回收利用却比单一材质物质复杂。目前，利乐包装废弃物的回收再利用技术主要有三种。第一种是塑木技术，即将利乐包装废弃物碾碎，并采用挤出法生产塑木产品，但这种塑木产品的力学性能尤其抗弯性能较差。第二种是水力再生浆技术，即将利乐包装废弃物中的纸浆分离出来生产再生纸，将剥离纸浆后的铝塑膜挤压造粒，成为塑铝制品的原料，或将铝塑膜进行铝塑分离获得聚乙烯塑料和金属铝，但是这种技术只是将污染介质进行了转移，会引起严重的二次环境污染。第三种是“彩乐板”技术，即将利乐包装废弃物粉碎并添加添加剂，然后进行热压处理，制成低密度板材，用于制作家具、果皮箱及墙面饰材等。这种“彩乐板”技术需要结构复杂的成型热压设备，工艺复杂。

随着计算机、手机的大量普及使用，电磁波辐射和干扰的现象越来越多，电磁波能畅通无阻地穿过它们的塑料外壳产生干扰。近年来，发现电磁辐射不仅对电子器件有干扰，对人体也会产生危害，癌症、白血病等疾病发病率的提高与电磁辐射的增加有一定的关系。

发明内容

本发明的目的是提供一种将利乐包装废弃物有效回收利用以制作电磁屏蔽板的方法，该方法简单可行、实施方便、成本低廉，解决了利乐包装废弃物的回收利用难题，而且该方法生产的电磁屏蔽板具有优良的屏蔽效能(对低频率段电磁波能屏蔽96％以上，对中高频段电磁波能屏蔽90％以上)。

本发明的电磁屏蔽板的制作方法，包括如下步骤：

a.制备纸/塑/铝纤维混合物：将利乐包装废弃物粉碎制得纸/塑/铝纤维混合物；

b.铺装：以纸/塑/铝纤维混合物为基材，以直径为30-60μm、长度为3-10mm金属纤维为填充材料，铺装成压坯；压坯中至少铺装有一层金属纤维层；每平方米压坯中金属纤维施加量为90-125g；

c.压制：将压坯压制成板材。

本发明的有益效果：参照标准SJ 20524-1995(材料屏蔽效能的测量方法)，测试步骤c所得的板材(电磁屏蔽板)的电磁屏蔽效能，在低频率段11MHZ-320MHZ，材料的屏蔽效能大于30dB，相当于屏蔽了97％的电磁波；在中高频段320MHZ-1.17GHZ，材料的屏蔽效能大于20dB，相当于屏蔽了90％的电磁波。因此本发明的的方法简单可行、实施方便、成本低廉，解决了利乐包装废弃物的回收利用难题，生产的电磁屏蔽板具有优良的屏蔽效能。本方法中，金属纤维的直径、长度、施加量是关键因素。金属纤维直径太大，板材内部的界面结合性能变差；直径太小纤维在板材内部不易分散。金属纤维长度短，会使得长径比下降，板材的电磁屏蔽效能也会显著降低。施加量太多超过了板材的渗滤阈值，板材的屏蔽效能不会随金属纤维的增加而显著增强，而且会影响板材内部的界面结合。

上述的电磁屏蔽板的制作方法，在压制温度、压力和时间分别为150-180℃、2-3MPa和4-7min的条件下将压坯压制成板材。

上述步骤c所得的板材(电磁屏蔽板)可以起到电磁屏蔽作用，但是该板材的力学性能不佳，尤其其弹性模量和静曲强度太小，为了增强其力学性能，在步骤c后，还有下述步骤：

d.涂胶及组坯：在所述板材及木材单板上涂胶粘剂，以板材为芯板，以木材单板为面板和底板，组成三层结构的复合板坯；

e.热压：将复合板坯热压得到复合板材；

f.堆放养生：对复合板材进行堆放养生。

参照标准GB/T17657-1999(人造板及饰面人造板理化性能试验方法)，测试步骤f所得的利乐包废弃物/木材单板电磁屏蔽复合板材(电磁屏蔽板)的物理、力学性能。结果显示，其静曲强度≥60MPa；弹性模量≥7500MPa。

上述的电磁屏蔽板的制作方法，将复合板坯在热压温度、压力和时间分别为150-180℃、0.8-1.5MPa和1-1.5min的条件下进行热压得到复合板材。

上述的电磁屏蔽板的制作方法，涂胶时，胶粘剂为异氰酸酯，施胶量为50-70g/m²(双面)。

上述的电磁屏蔽板的制作方法，所述木材单板为杨木单板，杨木单板含水率为8-12％。杨木单板价格低廉。

上述的电磁屏蔽板的制作方法，压坯压制成的板材厚度为3-5mm，木材单板厚度为0.8±0.02mm。

上述的电磁屏蔽板的制作方法，纸/塑/铝纤维混合物粒径为30-90目，含水率为3-6％。

上述的电磁屏蔽板的制作方法，金属纤维为铁纤维或铜纤维。优选，金属纤维直径为60μm、长度为7-8mm的铜纤维。

上述的电磁屏蔽板的制作方法，堆放养生时，把复合板材放入温度和相对湿度分别为23±2℃、60-70％的环境中60-80小时。

本发明同时提供了一种利用利乐包装废弃物制作的电磁屏蔽板，其以上述制作方法制得。本电磁屏蔽板利用利乐包装废弃物，解决了利乐包装废弃物的回收利用难题，它具有优良的屏蔽效能(对低频率段电磁波能屏蔽96％以上，对中高频段电磁波能屏蔽90％以上)。

附图说明

图1是实施例1-10的板材(电磁屏蔽板)的示意图。

图2是实施例11的利乐包废弃物/杨木单板电磁屏蔽复合板材(电磁屏蔽板)的示意图。

具体实施方式

实施例1-10：板材(电磁屏蔽板)

板材(电磁屏蔽板)制作步骤：

a.制备纸/塑/铝纤维混合物：将利乐包装废弃物经剪切、破碎、粉碎流程，得到纸/塑/铝纤维混合物。该纸/塑/铝纤维混合物的粒径为：40目以下(3.58％)，40-50目(35.70％)，50-60目(25.00％)，60-70目(3.60％)，70-80目(32.12％)。该纸/塑/铝纤维混合物的含水率为3-4％。

b.铺装：参见图1，以纸/塑/铝纤维混合物1为基材，以表1中所列的不同种类、不同直径、不同长度的金属纤维为填充材料，铺装成压坯；压坯中铺装金属纤维层2的层数(图1中所示为两层)以及每平方米压坯中金属纤维施加量如表1中所列。每平方米压坯中金属纤维施加量是指每平方米压坯中各层金属纤维层中的金属纤维的总和。

c.压制：用平压机，在压制温度、压力和时间分别为160℃、2.5MPa和5min条件下将压坯压制成表1中所列不同厚度的板材(电磁屏蔽板)3。

对实施例1-10所得的板材参照标准SJ 20524-1995(材料屏蔽效能的测量方法)，测试其电磁屏蔽效能，结果见表1。

可见，在低频率段11MHZ-320MHZ，实施例1-10所得板材(电磁屏蔽板)的屏蔽效能大于30dB，相当于屏蔽了97％的电磁波；在中高频段320MHZ-1.17GHZ，实施例1-10所得板材(电磁屏蔽板)的屏蔽效能大于20dB，相当于屏蔽了90％的电磁波。

表1

实施例11：利乐包废弃物/杨木单板电磁屏蔽复合板材(电磁屏蔽板)

利乐包废弃物/杨木单板电磁屏蔽复合板材生产工艺步骤。

一、制备纸/塑/铝纤维混合物，其工艺流程分：

将利乐包装废弃物经剪切、破碎、粉碎流程，得到纸/塑/铝纤维混合物。该纸/塑/铝纤维混合物的粒径为：40目以下(3.58％)，40-50目(35.70％)，50-60目(25.00％)，60-70目(3.60％)，70-80目(32.12％)。该纸/塑/铝纤维混合物的含水率为3％。

二、制备木材单板(杨木单板)

1)单板制造，将密度0.40g/cm³为的速生杨原木截断，剥皮后采用旋切机旋切方式制造杨木单板带，厚度控制在0.8±0.02mm；

2)单板剪切，将单板带剪切成长条单板，尺寸为：250×250mm；

3)单板干燥，利用纵向通风接触式干燥机将长条单板干燥到含水率为11％得到杨木单板。

三、准备金属纤维

将直径为60μm的铜纤维剪切成长度为7-8mm的小段。

四、制备板材(利乐包废弃物片材)

以步骤一中的纸/塑/铝纤维混合物1为基材，以工艺步骤三中的铜纤维为填充材料，铺装成压坯；压坯中铺装有一层(或二层、三层)铜纤维层2(图2中铜纤维层2是一层)；每平方米压坯中铜纤维施加量为90-125g。参见图2，采用普通平压机，压制制备利乐包废弃物片材(板材)3。压制温度、压力和时间分别为160℃、2.5MPa和5min。该片材尺寸为：200×200×5mm。

五、制备复合板材

1)单板涂胶：以异氰酸酯作为木材单板和利乐包废弃物片材的胶粘剂，刷涂施胶量为60g/m²(双面)。

2)组坯：参见图2，以利乐包废弃物片材3为芯板，以木材单板为面板4和底板5，组成三层结构的复合板坯；

3)热压：采用普通平压机，将所述三层复合板坯进行热压得到利乐包废弃物/木材单板电磁屏蔽复合板材。热压温度、压力和时间分别为180℃、1.0MPa和1.17min。

六、将复合板材放入温度和相对湿度分别为23±2℃、65％的环境中72小时。

七、对工艺步骤六中的复合板材进行裁边，得到利乐包废弃物/杨木单板电磁屏蔽复合板材(电磁屏蔽板)。

参照标准GB/T17657-1999(人造板及饰面人造板理化性能试验方法)，测试工艺步骤七中的利乐包废弃物/杨木单板电磁屏蔽复合板材的物理、力学性能。结果如下：

密度：0.92g/em³。含水率：1.4％。

静曲强度：63MPa。弹性模量：7696MPa。

内结合强度：0.52MPa。吸水厚度膨胀率：5.4％。

表面结合强度：1.8MPa。表面耐冷热循环：表面无变化。

参照标准SJ 20524-1995(材料屏蔽效能的测量方法)，测试工艺步骤七中的利乐包废弃物/杨木单板电磁屏蔽复合板材的电磁屏蔽效能。结果如下：

电磁屏蔽效能：在低频率段11MHZ-320MHZ，材料的屏蔽效能大于30dB，相当于屏蔽了97％的电磁波；在中高频段320MHZ-1.17GHZ，材料的屏蔽效能大于20dB，相当于屏蔽了90％的电磁波。

本发明针对目前利乐包装造成的严重固体废弃物污染及各种电子器械造成的电磁波污染现状，提出采用利乐包装废弃物和木材单板制作电磁屏蔽功能性复合板材，为目前大量废弃的利乐包装废弃物提供一条有效的综合利用途径，该板材不仅具有优良的屏蔽效能(对低频率段电磁波能屏蔽96％以上，对中高频段电磁波能屏蔽90％以上)，而且物理力学性能良好，具有良好的经济效益和环保效益。

Claims (8)

1.一种电磁屏蔽板的制作方法，其特征是该方法包括如下步骤：

a.制备纸/塑/铝纤维混合物：将利乐包装废弃物粉碎制得纸/塑/铝纤维混合物；

b.铺装：以纸/塑/铝纤维混合物为基材，以直径为30-60μm、长度为3-10mm金属纤维为填充材料，铺装成压坯；压坯中至少铺装有一层金属纤维层；每平方米压坯中金属纤维施加量为90-125g；

c.压制：在压制温度、压力和时间分别为150-180℃、2-3MPa和4-7min的条件下将压坯压制成板材。

2.如权利要求1所述的电磁屏蔽板的制作方法，其特征是：在步骤C后，还有下述步骤：

d.涂胶及组坯：在所述板材及木材单板上涂胶粘剂，以板材为芯板，以木材单板为面板和底板，组成三层结构的复合板坯；

e.热压：将复合板坯在热压温度、压力和时间分别为150-180℃、0.8-1.5MPa和1-1.5min的条件下进行热压得到复合板材；

f.堆放养生：把复合板材放入温度和相对湿度分别为23±2℃、60-70％的环境中60-80小时。

3.如权利要求2所述的电磁屏蔽板的制作方法，其特征是，涂胶时，胶粘剂为异氰酸酯。

4.如权利要求2所述的电磁屏蔽板的制作方法，其特征是，所述木材单板为杨木单板，杨木单板含水率为8-12％。

5.如权利要求1所述的电磁屏蔽板的制作方法，其特征是：纸/塑/铝纤维混合物粒径为30-90目，含水率为3-6％。

6.如权利要求1所述的电磁屏蔽板的制作方法，其特征是：金属纤维为铁纤维或铜纤维。

7.如权利要求1所述的电磁屏蔽板的制作方法，其特征是：金属纤维直径为60μm、长度为7-8mm的铜纤维。

8.一种以权利要求1-7所述的任一制作方法制得的电磁屏蔽板。 

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