CN102205668B - 石头纸蜂窝纸板及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种石头纸蜂窝纸板，包括蜂窝纸芯、复合在蜂窝纸芯上下表面的面纸，所述纸芯和面纸采用石头纸制成。本发明也公开石头纸蜂窝纸板的制造方法：把石头纸原料，经造粒、挤出模压成型、热熔复合而成型。本发明的石头纸蜂窝纸板既沿用了传统纤维纸蜂窝纸板的结构优点，又结合石头纸的优良性能，生产出的石头纸蜂窝纸板物理强度高、耐油耐腐蚀性好、防潮防水性能特别优良，表面经处理后印刷性能良好，并且生产工艺简单，成本低廉，而且生产过程无水环保无污染，其在自然环境下具有一定的可降解性，是一种新型的绿色环保包装材料。
Description
技术领域
本发明属于包装材料技术领域，涉及一种石头纸蜂窝纸板及其制造方法。
背景技术
目前，市场上流通的传统纤维纸蜂窝纸板作为包装材料在国内的应用已有多年，其主要是由两层面纸和蜂窝芯层及夹芯纸（单层蜂窝纸板没有夹芯纸）构成。
由于纤维纸本身的吸水性，让纤维纸蜂窝纸板防潮防水性能很差。另外，传统纤维纸蜂窝纸板比较厚重，刚度大，不易弯曲，后加工难，一般是用作托盘、缓冲衬垫，而在箱体方面的应用比较少。传统的纤维纸蜂窝纸板表面一般比较粗糙，其平整度也不好，不适合进行彩色印刷。
传统纤维纸蜂窝纸板生产线复杂，自动化程度较低，生产效率低。特别是蜂窝纸芯的制作工艺要经过裁切、折叠、粘合、拉伸成型等过程，而且蜂窝纸芯的形状也不规则，对蜂窝纸板的物理性能造成很大的影响。同时，纤维纸在制造的过程中会产生一定量的污水。
近年来，针对传统纤维纸蜂窝纸板的研究很多，但是主要都是专注于蜂窝纸板的物理性能分析模型的建立和改进其制造工艺以提高其性能。虽然也有通过覆膜和涂布化学物质来改进其防潮性能，但并没有提出从本质上改变上述纤维纸蜂窝纸板缺陷的方法，因此蜂窝纸板的在包装行业的应用一直受到局限。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种防潮的蜂窝纸板及其制备方法。本发明采用石头纸作为原料，沿用了传统纤维纸蜂窝纸板的结构，制备的石头纸蜂窝纸板不仅防潮，而且表面光滑，可塑性好。
本发明所提供的石头纸蜂窝纸板，包括蜂窝纸芯、复合在蜂窝纸芯上下表面的面纸，所述纸芯和面纸采用石头纸制成。
所述蜂窝纸芯可以为单层，且蜂窝纸芯和一面的面纸为一体成型的一体化结构。
所述蜂窝纸芯也可以为双层，且双层蜂窝纸芯和纸芯之间的夹芯纸为一体成型的一体化结构。
本发明还提供所述石头纸蜂窝纸板的制备方法：
把石头纸原料，经造粒、挤出芯层板、模压蜂窝芯层、热熔复合而成型；
所述挤出芯层板是指石头纸原料粒料经熔融挤出一定厚度的芯层板；
所述模压蜂窝芯层是将芯层板用带有凸出的蜂窝状的六棱柱结构的链式模压装置模压得到带一层面纸的单层蜂窝状芯层或者带夹芯纸的双层蜂窝状芯层；
所述热熔复合工艺是指石头纸面纸和蜂窝芯层之间的粘合面在瞬间高温下熔融，然后相互融合，经冷却制得石头纸蜂窝纸板。
更具体的方案是：
所述造粒的温度控制在150～180℃。
制造单层纸芯蜂窝纸板时，挤出的芯层板厚度在2～4mm范围；制造双层纸芯蜂窝纸板时，挤出的芯层板厚度在4～8mm。
所述热熔复合的温度为500~600℃。
石头纸蜂窝纸板采用石头纸原材料，其资源来源丰富，成本低廉；采用链式模压装置模压装置制造芯层，工艺简单，生产的蜂窝芯形状规则，并可通过改变链式模压装置尺寸来生产各种尺寸的蜂窝纸板，甚至是微型蜂窝纸板，且单层纸板的蜂窝纸芯和一面的面纸为一体结构，较胶粘更牢固结构强度更高，此工艺提高生产效率。石头纸面纸和蜂窝状芯层采用热熔复合工艺复合，不需粘合剂，环保卫生，并且粘合强度高，表面平滑。石头纸蜂窝纸板表面经过涂布处理后印刷性能也很优良,又石头纸本身是由树脂网状结构包裹的高含量碳酸钙颗粒形成，和传统纤维纸比吸水性甚小，故蜂窝纸板的防潮性较好。同时，由于石头纸本身的物理性能很好并且具有一定的塑性，再加上蜂窝结构特性，石头纸蜂窝纸板具有良好的物理强度和一定的缓冲性能。
附图说明
图1为单层石头制蜂窝纸板结构示意图
图2为双层石头制蜂窝纸板结构示意图
图3为单层石头纸纸板生产装置图
图4为双层石头纸纸板生产装置图
标号说明：
a 石头纸面纸 b 单层蜂窝芯层与面纸一体化结构
c 双层蜂窝芯层 1 造粒设备
2 T型模头 3、13、16 传输辊
4 预压辊 5、11 加热装置
6、8、9 压力辊 7 模压链
10 降温系统装置 12 加热辊
14 复合辊 15 压实装置
17 电晕处理装置 18 三轮涂布装置
19 烘干装置 20 纸板裁切装置
具体实施方式
下面通过实施例具体介绍本发明。所涉及的物质份数均为质量份数。
实施例1单层石头纸微型蜂窝纸板的制造（参考图3）
a.原材料造粒工艺 单层微型石头纸蜂窝纸板以75份的天然无机矿粉（主要成分为碳酸钙，还包括硫酸钙、硫酸钡、云母粉、氧化锌、白云石粉、滑石粉、二氧化硅等）为主要原料，配合20份的HDPE（高密度聚乙烯），2.3份改性剂（包括0.8份铝酸酯，1份JL-G改性剂，0.5份硬脂酸），2.1份加工助剂（包括0.6份聚乙烯酯 CH-4,1.5份固体石蜡56#），2份功能助剂（碳酸钙改性增白剂）。首先将主要原料天然无机矿粉混合干燥；然后将干燥后的无机材料、改性剂一起加入到混合/改性设备中混合，进行无机材料的改性。再将活化改性的无机材料与功能助剂、加工助剂和HDPE加入到混合设备中混合均匀，投入到造粒设备1中，在造粒设备中造粒设备1中密炼，得到原料粒，造粒设备的温度控制在150～180℃。造粒工艺的造粒量1000kg/h。
b． 芯层板挤出工艺 造粒设备1生产的原料粒经可调节厚度和宽度的T型模头2挤出，得到芯层板。流压延挤出装置的温度为150-180℃，模头的厚度为2mm，宽度为2m。
c． 单层微型蜂窝芯层模压成型工艺 芯层板经传输辊3供给至预压辊4完成第一次定型，得到的芯层板的厚度为2mm，宽度为2m。其中预压辊间距为2mm，宽度2m,两辊转动同步，转速为50m/min，并且在预压辊的两侧有裁切装置以便于将超出部分裁切掉，保证纸板的规整性。经过第一次定型后的芯层板供给到加热装置5，升温至120-150℃。加热后的芯层板在模压链7上凸出六棱柱特殊结构的作 用下初步成微型的蜂窝孔洞，又分别经过6、8、9压力辊深层模压成单层微型蜂窝状芯层（结构参考图1），整个链式模压装置中的上模压链与下平板链间距为0.5mm。链上凸起六棱柱的高度为2mm，顶面边长2，拔模角度设置在5.3o，棱柱间距控制在0.5mm，链条宽度2m。成型后的单层微型蜂窝状芯层经降温系统10降温处理，冷却到25-40℃。
d． 热熔复合工艺 一卷石头纸面纸通过传输辊13供给加热辊12处并被输送至复合辊14。该过程中加温辊12的温度为500-600℃，转速为50m/min，此时石头纸面纸与加热辊直接接触的表层经瞬间高温熔融，而与加热辊相对的面纸表层温度几乎不变。单层微型蜂窝状芯层传输至加热辊11，在加热辊11的上加热辊的500-600℃高温下（下加热辊不升温，仅与上加热辊保持相同转速50m/min），单层微型蜂窝状芯层与辊直接接触的表层瞬间熔融，并被输送至复合辊14与石头纸面纸在复合辊14的压力下完成复合，复合辊转速为50m/min。加热辊11与复合辊14的轴心距不大于1m。单层微型蜂窝状芯层与石头纸面纸完成初步复合后，再经压实装置15两次压实，该过程中也是纸板的冷却过程。接着经传输辊16传输至下面的电晕处理装置。
e． 表层涂布 将单层微型石头纸蜂窝纸板牵引至电晕处理装置17，进行表面电晕处理。接着在三轮涂布装置18的上三轮涂布装置施加涂布液进行涂布，而下表面不进行涂布。最后经烘干装置19烘干，烘烤温度控制在90-100℃。烘干后的单层微型石头纸蜂窝纸板在纸板裁切装置20处裁切成宽度2m，长度2m的纸板。
实施例2双层石头纸蜂窝纸板的制造（参考图4）
a. 原材料造粒工艺 双层石头纸蜂窝纸板以75份的天然无机矿粉（主要成分为碳酸钙，还包括硫酸钙、硫酸钡、云母粉、氧化锌、白云石粉、滑石粉、二氧化硅等）为主要原料，配合20份的HDPE，2.3份改性剂（包括0.8份铝酸酯，1份JL-G改性剂，0.5份硬脂酸），2.1份加工助剂（包括0.6份聚乙烯酯 CH-4，1.5份固体石蜡56#），2份功能助剂（碳酸钙改性增白剂）。再将活化改性的无机材料与功能助剂、加工助剂和HDPE加入到混合设备中混合均匀，投入到造粒设备1中，在造粒设备中造粒设备1中密炼，得到原料粒，造粒设备的温度控制在150～180℃。造粒工艺的造粒2000kg/h。
b. 芯层板挤出工艺 造粒设备1生产的原料粒经可调节厚度和宽度的T型模头2挤出，得到芯层板。流压延挤出装置的温度为150-180℃，T型模头模口厚度为4mm，T型模头模口的宽度为2m。
c. 双层蜂窝芯层模压成型工艺 芯层板经传输辊3供给至预压辊4完成第一次定型，得到的芯层板的厚度为4mm，宽度为2m。其中预压辊间距为4mm，宽度2m,两辊转动同步，转速为50mm/min，并且在预压辊的两侧有裁切装置以便于将超出部分裁切掉，保证纸板的规整性。经过第一次定型后的芯层板供给到加热装置5，升温至120-150℃。加热后的芯层板在模压链7上下模压链的凸出六棱柱特殊结构的作用下初步成蜂窝孔洞，又分别经过6、8、9压力辊深层模压成双层蜂窝状芯层（结构参考图2），整个链式模压装置中的上模压链与下模压链间距为0.5mm。链上凸起六棱柱的高度为2mm，顶面边长2mm，拔模角度设置在5.3o，棱柱间距控制在0.5mm，链条宽度2m。成型后的双层蜂窝状芯层经降温系统10降温处理，冷却到25-40℃。
d. 热熔复合工艺 两卷石头纸面纸通过两个传输辊13供给两个加热辊12处并被输送至复合辊14。该过程中加温辊12的温度为500-600℃，转速为50m/min，此时石头纸面纸与加热辊直接接触的表层经瞬间高温熔融，而与加热辊相对的面纸表层温度几乎不变。双层蜂窝状芯层传输至加热辊11，在加热辊11的上、下加热辊的500-600℃高温下，双层蜂窝状芯层与辊直接接触的表层瞬间熔融，并被输送至复合辊14与石头纸面纸在复合辊14的压力下完成复合，复合辊转速为50m/min。加热辊11与复合辊14的轴心距不大于1m。双层蜂窝状芯层与石头纸面纸完成初步复合后，再经压实装置15两次压实，该过程中也是纸板的冷却过程。接着经传输辊16传输至下面的电晕处理装置。
e. 表层涂布 将双层石头纸蜂窝纸板牵引至电晕处理装置17，进行表面电晕处理。接着在三轮涂布装置18的上三轮涂布装置施加涂布液进行涂布，而下表面不进行涂布。最后经烘干装置19烘干，烘烤温度控制在90-100℃。烘干后的双层石头纸蜂窝纸板在纸板裁切装置20处裁切成宽度2m，长度3m的纸板。
Claims (4)
1.一种石头纸蜂窝纸板的制备方法，所述石头纸蜂窝纸板，包括蜂窝纸芯、复合在蜂窝纸芯上下表面的面纸，所述纸芯和面纸采用石头纸制成，其特征在于：把石头纸原料，经造粒、挤出芯层板、模压蜂窝纸芯、热熔复合而成型；
所述挤出芯层板是指石头纸原料粒料经熔融挤出一定厚度的芯层板；
所述模压蜂窝纸芯是将芯层板用带有凸出的蜂窝状的六棱柱结构的链式模压装置模压得到带一层面纸的单层蜂窝状纸芯或者带夹芯纸的双层蜂窝状纸芯；
所述热熔复合而成型是指石头纸面纸和蜂窝纸芯之间的粘合面在瞬间高温下熔融，然后相互融合，经冷却制得石头纸蜂窝纸板。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述造粒的温度控制在150～180℃。
3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：制造单层纸芯蜂窝纸板时，挤出的芯层板厚度在2～4mm范围；制造双层纸芯蜂窝纸板时，挤出的芯层板厚度在4～8mm。
4.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：热熔复合的温度为500～600℃。
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