CN102558650A - 一种合成纸的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种合成纸的制造方法,适用于以树脂为基材,以石头粉为填充料的合成纸的制作,其工艺步骤包括:石头粉烘干—石头粉改性—石头粉与树脂密炼造粒—流压延机挤出合成纸原纸—原纸加热拉伸—电晕处理—涂布处理。本发明方法较吹膜法无机粉体填充量提高10%以上,特别增加了纸样化处理工艺,经拉伸合成纸表面发生龟裂纹,容易吸附油墨,其书写、印刷性能更接近于植物纤维纸。
Description
技术领域
本发明涉及一种合成纸的制造方法,属于合成纸技术领域。
背景技术
传统纸张是由植物纤维交织而成,表面布满微小孔隙,对油墨具有良好的渗透性和吸附性。为减少对植物纤维的依赖,并克服造纸生产造成的环境污染,当代发展了以高分子材料为基材,填充无机物,制作纸张代用品的技术,这种纸张代用品被称作合成纸。合成纸因其原料丰富、生产过程很少造成环境污染而受到当代社会的推崇,也称为环保合成纸。
目前市售合成纸采用高分子材料填充无机填料,使用塑料薄膜吹塑技术制造。制品具有了传统纸张的外形,但其表面如同塑料膜相同缺少孔隙,书写印刷性能差。为了改进合成纸与油墨的亲合性,CN1442288A专利技术等当代发展的电晕处理技术、表面涂层技术改善了合成纸表面化学性质和表面张力,但在书写与印刷性能上与传统纤维纸相比还是有很大差距。
增加合成纸中的填充物是改进合成纸性能的一个有效途径。包括本申请人的在先专利申请CN101701433在内的合成纸生产技术以CaCO3、TiO2等材料填充聚烯烃,流压延成型制成原纸膜,再作拉伸,使合成纸性能有了很大改进,但是所使用的类似塑料加工方法只能加入约40%~50%的无机粉体,填料超过这个比例便不能加工成纸。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述合成纸的不足,提供一种合成纸的制作方法,应用该方法制作的合成纸表面具有与传统纤维纸相似的孔隙,其书写、印刷性能类似传统纤维纸。
本发明合成纸的制造方法,适用于以树脂为基材,以石头粉为填充料的合成纸的制作,包括如下工艺步骤:
(1) 将石头粉烘干,使其水份含量达到0.5%以下;
(2)将经过步骤1烘干的石头粉与改性剂投入高速搅拌机中混合均匀。可用的改性剂有硅烷偶联剂、钛酸脂偶联剂、铝酸脂偶联剂、硬脂酸中任何一种或任意组合。其中以铝酸脂偶联剂与硬脂酸同时应用为优选方案。改性剂的用量以与石头粉的重量比例表示为,石头粉∶改性剂﹦1000∶1~50,最佳比例为,石头粉∶改性剂﹦1000∶10。进行搅拌处理适宜的温度为100~120℃,搅拌时间为5~30分钟。
经过改性处理的石头粉在以下工艺步骤中容易与树脂结合。
(3)混炼、造粒。将经过步骤2活化改性的石头粉与树脂一起投入到混合设备中混合均匀,再输送到混炼设备中进行混炼,混炼后挤出造粒。
所述树脂宜选用聚烯烃类树脂,常用的为聚乙烯和聚丙烯。树脂的用量以与石头粉的重量比例表示为,石头粉∶树脂﹦1∶0.25~1.2;最佳用量比例为,石头粉∶树脂﹦1∶0.35。
作为优化,在实施密炼工艺时,同时加入助剂,包括增白剂、抗氧剂、润滑剂。三种助剂可以单独使用,也可以任意组合使用。
混炼设备可以是密炼机或双螺杆挤出机。
将经过混炼的物料挤出造粒。
(4)压延。对造粒制成的粒料在100~110℃温度下进行再干燥,使其水份含量达到0.2%以下。干燥后的颗粒输送至流压延机,通过流压延挤出,得石头原纸。原纸的厚度为0.03~2毫米,优选的厚度为0.1~1毫米。
挤出方式为单层、二层、三层、五层。
(5)拉伸。将流压延的合成纸原纸通过加热辊,使其表面温度为50~120℃后进行拉伸。拉伸速度为1~100米/分,拉伸倍率为1~5倍。拉伸后的合成纸变白,不透明,折弯后无折痕。合成纸原纸在拉伸过程中,其表面会发生裂纹,形成天然孔隙,得到与纤维纸性能相似的表面。
(6)电晕。将原纸30-50达因电晕处理,送入涂布设备进行涂布处理,得到涂布纸产品。
本发明方法使用了流压延工艺制造合成纸,较吹膜法填充石头粉的量提高10%以上。生产效率较吹膜法提高2倍以上;批内产品厚度误差降低到5%以内,纸张厚度可调范围达到0.03~2毫米,实现了一套设备多能化生产;本发明增加了纸样化处理工艺,在拉伸过程中合成纸表面发生龟裂纹,自然形成微小孔隙,容易吸附油墨,其书写、印刷性能更接近于植物纤维纸。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明。
应用本发明方法制作合成纸,主要备料为石头粉和树脂材料,其次为改性剂和助剂。所述石头粉是将天然岩石打磨成粉,其主要成分为碳酸钙和二氧化钛;所述树脂选用聚烯烃类中的聚乙烯、聚丙烯。聚乙烯或聚丙烯的用量为石头粉重量的0.4~1.2倍。
本发明制作合成纸方法包括如下工艺步骤:
(1)在100~110℃环境将石头粉烘干,使其水份含量达到0.5%以下;
(2)将经过步骤1烘干的石头粉与改性剂投入高速搅拌机混合均匀。改性剂可用硅烷偶联剂、钛酸脂偶联剂、铝酸脂偶联剂、硬脂酸中任何一种或任意组合。其中以铝酸脂偶联剂与硬脂酸同时应用为优选。改性剂的用量以与石头粉的重量比例表示为,石头粉∶改性剂﹦1000∶1~50,最佳比例为石头粉∶改性剂﹦1000∶10。
(3)将经过步骤2活化改性的石头粉与聚乙烯或聚丙烯中的一种,以及增白剂、抗氧剂、润滑剂等助剂一起投入到高速搅拌机中混合均匀,再输送到密炼机或双螺杆挤出机进行混炼,挤出造粒。
聚乙烯或聚丙烯的用量以与石头粉的重量比例表示为,石头粉∶树脂﹦1∶0.35。
应用密炼机进行混炼适宜的温度为100~120℃,密炼时间为5~30分钟;应用双螺杆挤出机进行混炼适宜的温度为160~180℃。
所述助剂品种及用量为:
增白剂:选用荧光增白剂,用量为造纸材料的万分之一至万分之二;
抗氧剂:或称稳定剂,可选用抗氧剂1010、抗氧剂246。用量为造纸材料的万分之五至万分之十;
润滑剂:可选用石蜡、低分子腊。用量为造纸材料的百分之一至百分之十。
因增白剂、抗氧剂、润滑剂等助剂的用量允许一定的浮动,所以在备料称重时可以按所有使用的材料的总重量比计算,也可以从简按“改性后的石头粉与树脂用量的和”视作“造纸材料”总重量计算各助剂的用量。
(4)对经过步骤4制备的原料粒在100~110℃环境中烘烤,进行再干燥,使其水份含量达到0.2%以下。将干燥后的颗粒输送至流压延机,通过流压延机挤出后得薄片形合成纸原纸,剪裁收卷备用。
流压延机的机械速度为10~150米/分。所得原纸的厚度控制在0.03~2毫米,优选的厚度为0.1~1毫米。为适应国际相关设备的条件,合成纸原纸的宽度最大为2450毫米。
挤出方式可为单层、二层、三层、五层。
(5)将经过流压延处理的合成纸原纸通过加热辊,在其表面温度处于50~120℃条件下进行拉伸。拉伸速度为1~100米/分,拉伸倍率为1~5倍。拉伸后的合成纸变白,不透明,折弯无折痕。
(6)将合成纸原纸进行30~50达因电晕处理,送入涂布设备涂以丙基酸树脂等胶体,得到涂布纸产品,经剪裁即得成品。涂布有效宽带为500~2450毫米,涂布速度为10~150米/分。
实施例1-5 制作合成纸原料组分和用量举例
* 石头粉水份含量在0.5%以下。
Claims (10)
1. 一种合成纸的制造方法,适用于以树脂为基材,以石头粉为填充料的合成纸的制作,其特征在于,包括如下工艺步骤:
(1)将石头粉烘干,使其水份含量达到0.5%以下;
(2)将烘干的石头粉与改性剂混合均匀;
(3)将经过活化改性的石头粉与树脂一起投入到混合设备中混合均匀,再输送到混炼设备中进行混炼,混炼后挤出造粒;
(4)对粒料在100~110℃温度下进行再干燥,使其水份含量达到0.2%以下;将干燥后的颗粒送至流压延机,挤出后得薄片形合成纸原纸;
(5)将合成纸原纸通过加热辊加热到纸表面温度为50~120℃后进行拉伸;
(6)将拉伸后的原纸30~50达因电晕处理,再送入涂布设备进行涂布处理,得到涂布纸产品。
2.根据权利要求1所述的合成纸的制造方法,其特征在于,对石头粉实施改性的改性剂为硅烷偶联剂、钛酸脂偶联剂、铝酸脂偶联剂、硬脂酸中任何一种或任意组合;改性剂的用量以与石头粉的重量比例表示为,石头粉∶改性剂﹦1000∶1~50。
3.根据权利要求1所述的合成纸的制造方法,其特征在于,树脂和石头粉的用量比为,石头粉∶树脂﹦1∶0.25~1.2。
4.根据权利要求3所述的合成纸的制造方法,其特征在于,树脂和石头粉的用量比为,石头粉∶树脂﹦1∶0.35。
5.根据权利要求1或3或4所述的合成纸的制造方法,其特征在于,所述原料树脂为聚乙烯或聚丙烯。
6.根据权利要求1所述的合成纸的制造方法,其特征在于,在对材料实施混炼加工时还加入荧光增白剂,荧光增白剂用量为造纸材料的万分之一至万分之二。
7.根据权利要求1所述的合成纸的制造方法,其特征在于,在对材料实施混炼加工时还加入抗氧剂1010或抗氧剂246,抗氧剂用量为造纸材料的万分之五至万分之十。
8.根据权利要求1所述的合成纸的制造方法,其特征在于,在对材料实施混炼加工时还加入润滑剂石蜡或低分子腊,润滑剂用量为造纸材料的百分之一至百分之十。
9.根据权利要求1所述的合成纸的制造方法,其特征在于,经流压延机挤出后的合成纸原纸厚度为0.1~1毫米。
10.根据权利要求1所述的合成纸的制造方法,其特征在于,对合成纸原纸实施拉伸的速度为1~100米/分,拉伸倍率为1~5倍。
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