CN102850742B - 一种石头纸及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种石头纸及其制备方法，石头纸由基纸层和涂布料组成；基纸层的原料配比按以下重量比计：有机组分20～28份，无机组分55～65份；有机组分为聚乳酸；无机组分为轻质硫酸钙和立德粉，轻质硫酸钙是由工业废渣磷石膏经改性制得；涂布料的原料配比按以下重量比计：聚乳酸25～35份，立德粉25～35份，去离子水32～40份，氨水1.2～1.8份，抗静电剂0.25～0.35份。制备方法包括步骤：1）.基纸层制备；2）.涂布料制备；3）.石头纸制备。本发明在不影响纸张质量的前提下，以轻质硫酸钙作为造纸主料，不仅制取成本低廉，性质稳定，而且将工业废渣进行循环再利用，减少对环境的污染，变废为宝，环保价值高。
Description
技术领域
本发明涉及合成纸，具体是一种石头纸，以及该石头纸的制备方法。本发明的石头纸特别适合用作工业包装，也适合用作文化宣传及印刷等。
背景技术
石头纸是以粉末石头为主料制成的纸张，它具有环保特性，在全球号召节能减排的大背景下，得到了人们高度重视，在造纸行业中已蓬勃兴起，关于各种石头纸的制造技术在公开出版物上屡见报道，虽然这些石头纸的制造技术不尽相同，但配方中作为粉末石头的主料却完全一致，即粉末石头的主料均采用轻质碳酸钙，例如中国专利文献公开的“石头纸及加工方法”（公开号：CN102154931A，公开日：2011.08.17）。我们知道，轻质碳酸钙俗称石灰石，存在于霰石、方解石、白垩、石灰岩、大理石、石灰华等岩石内，轻质碳酸钙是从这些岩石内提取出来的。随着石头纸的普及、推广，作为主料的轻质碳酸钙需求量急剧大增，轻质碳酸钙需求量大增标志着需要大量的岩石开采，这不仅使石头纸的制造成本居高不下，而且更为严重的是，在经济利益驱动下，生态环境被肆意破坏，这与石头纸的普及、推广目的背道而驰。
发明内容
本发明的目的之一在于：针对上述现有技术的不足，提供一种无需轻质碳酸钙作原料、能够真正实现环保价值、制造成本低的石头纸。
本发明的目的之二在于：针对上述目的之一的石头纸，提供一种针对性强、操作方便、简单易行、可靠实用的制备方法。
本发明的目的之一通过下述技术方案实现，一种石头纸，所述石头纸由基纸层和涂覆在基纸层上的涂布料组成；所述基纸层的原料配比按以下重量比计：
有机组分20～28份，
无机组分55～65份；
所述有机组分为聚乳酸；所述无机组分为轻质硫酸钙和立德粉，轻质硫酸钙是由工业废渣磷石膏经改性制得，所述轻质硫酸钙和立德粉质量的比为45～55：45～55；
所述涂布料的原料配比按以下重量比计：
聚乳酸25～35份，
立德粉25～35份，
去离子水32～40份，
氨水1.2～1.8份，
抗静电剂0.25～0.35份。
所述无机组分的粒度为800～1200目。
所述基纸层的厚度为0.02～2mm。
本发明的目的之二通过下述技术方案实现，一种上述石头纸的制备方法，包括下列步骤：
1）.基纸层制备
①．制备轻质硫酸钙：将工业废渣磷石膏输送到高温灶上，通过高温灶对磷石膏进行烘烤，烘烤温度为150～200℃，烘烤时间为4～8min，使磷石膏中的杂质以烘烤燃烧的方式去除，得到性质稳定的轻质硫酸钙；
②．制备无机组分：将步骤①的轻质硫酸钙细磨，使其粒度为800～1200目；将轻质硫酸钙和立德粉分别以热烘方式进行脱水，使轻质硫酸钙和立德粉中的水份含量分别≤0.2%；将脱水后的轻质硫酸钙和立德粉混合，并搅拌均匀；
③．制备基纸层：将有机组分和无机组分混合，并搅拌均匀；将基纸层的混合料送入密炼机中，进行密炼合成处理；将基纸层的密炼合成料送入造粒机中，进行造粒；将造粒形成的粒料送入压延机中挤出，并进行拉伸处理，得到厚度为0.02～2mm的基纸层；
④．对步骤③的基纸层进行电晕处理，使基纸层的表面具有一定的粗糙度；
2）.涂布料制备
将聚乳酸加热至50～100℃，溶解在去离子水中；依次在溶解有聚乳酸的去离子水中加入氨水和立德粉，进行搅拌，使其混合均匀；再在前述的混合浆中加入抗静电剂，进行搅拌，使其混合均匀，制得涂布料；
3）.石头纸制备
将步骤2）制得的涂布料涂覆在步骤1）的电晕处理基纸层表面，即可得到高柔韧、耐折耐撕裂的石头纸。
步骤3）中涂布料的涂覆是在基纸层的双面均涂覆。
或，步骤3）中涂布料的涂覆是在基纸层的单面涂覆。
本发明的有益效果是：
本发明的石头纸在不影响纸张质量的前提下，以轻质硫酸钙作为造纸主料，该轻质硫酸钙是由工业废渣磷石膏经改性制得，不仅制取成本低廉，性质稳定，而且更为重要的是，将工业废渣进行循环再利用，减少工业废渣对环境的污染，变废为宝，环保价值高，有效杜绝了传统轻质碳酸钙作为造纸主料的一切弊病；本发明的选料环保，原料中不含重金属，不会对人体造成危害，亦无臭味，而且成品纸张具有良好的可降解性，不会造成白色污染，使用过程也很环保；成品纸张具有优异的柔韧性、耐折性、耐撕裂性，在工业包装领域的普及、推广前景看好，当然，它也可以在文化宣传及印刷等领域进行普及、推广；
本发明的制备方法专门针对本发明的石头纸配方而设计，具有针对性强、操作方便、简单易行、可靠性高、实用性强等特点，利于规模化生产。
具体实施方式
实施例1
本发明由基纸层和涂覆在基纸层上的涂布料组成，基纸层的厚度为0.7～0.8mm。
其中，基纸层的原料配比按以下重量比计：有机组分23份，该有机组分为聚乳酸；无机组分56份，该无机组分的粒度为950～1000目，无机组分为轻质硫酸钙和立德粉，轻质硫酸钙是由工业废渣磷石膏经改性制得，轻质硫酸钙和立德粉占无机组分重量的质量比为55：45。
涂布料的原料配比按以下重量比计：聚乳酸28份，立德粉28份，去离子水40份，氨水1.7份，抗静电剂0.25份。
本发明的制备方法是，按照上述配方量备料，具体包括下列步骤：
1）.基纸层制备
①．制备轻质硫酸钙：将工业废渣磷石膏输送到高温灶上，在温度为80℃的条件下，通过高温灶对磷石膏进行烘干；再将烘干后的磷石膏在温度为189℃的条件下，在高温灶上进行烘烤，烘烤时间为6min，使磷石膏中的杂质以烘烤燃烧的方式去除，得到性质稳定的轻质硫酸钙；
②．制备无机组分：将步骤①的轻质硫酸钙采用磨机（例如球磨机）进行细磨，使轻质硫酸钙的粒度为950～1000目；再将轻质硫酸钙和立德粉分别以热烘方式进行脱水，使轻质硫酸钙和立德粉中的水份含量分别≤0.2%；将脱水后的轻质硫酸钙和立德粉混合，并搅拌均匀；
③．制备基纸层：将有机组分和无机组分混合，并搅拌均匀；将基纸层的混合料送入密炼机中，进行密炼合成处理；将基纸层的密炼合成料送入造粒机中，进行造粒；将造粒形成的粒料送入压延机中挤出，并将挤出料采用拉伸机进行拉伸处理，得到厚度为0.7～0.8mm的基纸层；
④．对步骤③的基纸层进行电晕处理，使基纸层的表面具有一定的粗糙度，使基纸层的表面具有更高的附着性；
2）.涂布料制备
将去离子水装入混合容器中，将聚乳酸加热至51℃，溶解在去离子水中；依次在溶解有聚乳酸的去离子水中加入氨水和立德粉，待立德粉加入后，进行搅拌，使其混合均匀；再在前述的混合浆中加入抗静电剂，进行搅拌，使其混合均匀，制得涂布料；
3）.石头纸制备
将步骤2）制得的涂布料涂覆在步骤1）的电晕处理基纸层表面，在基纸层的双面均需涂覆，即可得到高柔韧、耐折耐撕裂的石头纸。
实施例2
本发明由基纸层和涂覆在基纸层上的涂布料组成，基纸层的厚度为0.05～0.07mm。
其中，基纸层的原料配比按以下重量比计：有机组分27份，该有机组分为聚乳酸；无机组分60份，该无机组分的粒度为1130～1170目，无机组分为轻质硫酸钙和立德粉，轻质硫酸钙是由工业废渣磷石膏经改性制得，轻质硫酸钙和立德粉占无机组分重量的质量比为52：48。
涂布料的原料配比按以下重量比计：聚乳酸25份，立德粉30份，去离子水37份，氨水1.5份，抗静电剂0.35份。
本发明的制备方法是，按照上述配方量备料，具体包括下列步骤：
1）.基纸层制备
①．制备轻质硫酸钙：将工业废渣磷石膏输送到高温灶上，通过高温灶对磷石膏进行烘烤，烘烤温度为115～130℃，烘烤时间为8min，使磷石膏中的杂质以烘烤燃烧的方式去除，得到性质稳定的轻质硫酸钙；
②．制备无机组分：将步骤①的轻质硫酸钙采用磨机进行细磨，使其粒度为1130～1170目；将轻质硫酸钙和立德粉分别以热烘方式进行脱水，使轻质硫酸钙和立德粉中的水份含量分别≤0.2%；将脱水后的轻质硫酸钙和立德粉混合，并搅拌均匀；
③．制备基纸层：将有机组分和无机组分混合，并搅拌均匀；将基纸层的混合料送入密炼机中，进行密炼合成处理；将基纸层的密炼合成料送入造粒机中，进行造粒；将造粒形成的粒料送入压延机中挤出，并将挤出料采用拉伸机进行拉伸处理，得到厚度为0.05～0.07mm的基纸层；
④．对步骤③的基纸层进行电晕处理，使基纸层的表面具有一定的粗糙度，使基纸层的表面具有更高的附着性；
2）.涂布料制备
将去离子水装入混合容器中，将聚乳酸加热至65℃，溶解在去离子水中；依次在溶解有聚乳酸的去离子水中加入氨水和立德粉，待立德粉加入后，进行搅拌，使其混合均匀；再在前述的混合浆中加入抗静电剂，进行搅拌，使其混合均匀，制得涂布料；
3）.石头纸制备
将步骤2）制得的涂布料涂覆在步骤1）的电晕处理基纸层表面，在基纸层的双面均需涂覆，即可得到高柔韧、耐折耐撕裂的石头纸。
实施例3
本发明由基纸层和涂覆在基纸层上的涂布料组成，基纸层的厚度为0.1～0.12mm。
其中，基纸层的原料配比按以下重量比计：有机组分21份，该有机组分为聚乳酸；无机组分64份，该无机组分的粒度为810～850目，无机组分为轻质硫酸钙和立德粉，轻质硫酸钙是由工业废渣磷石膏经改性制得，轻质硫酸钙和立德粉占无机组分重量的质量比为50：50。
涂布料的原料配比按以下重量比计：聚乳酸30份，立德粉26份，去离子水40份，氨水1.3份，抗静电剂0.31份。
本发明的制备方法是，按照上述配方量备料，具体包括下列步骤：
1）.基纸层制备
①．制备轻质硫酸钙：将工业废渣磷石膏输送到高温灶上，在温度为70℃的条件下，通过高温灶对磷石膏进行烘干；再将烘干后的磷石膏在温度为200℃的条件下，在高温灶上进行烘烤，烘烤时间为4min，使磷石膏中的杂质以烘烤燃烧的方式去除，得到性质稳定的轻质硫酸钙；
②．制备无机组分：将步骤①的轻质硫酸钙采用磨机进行细磨，使其粒度为810～850目；将轻质硫酸钙和立德粉分别以热烘方式进行脱水，使轻质硫酸钙和立德粉中的水份含量分别≤0.2%；将脱水后的轻质硫酸钙和立德粉混合，并搅拌均匀；
③．制备基纸层：将有机组分和无机组分混合，并搅拌均匀；将基纸层的混合料送入密炼机中，进行密炼合成处理；将基纸层的密炼合成料送入造粒机中，进行造粒；将造粒形成的粒料送入压延机中挤出，并将挤出料采用拉伸机进行拉伸处理，得到厚度为0.1～0.12mm的基纸层；
④．对步骤③的基纸层进行电晕处理，使基纸层的表面具有一定的粗糙度，使基纸层的表面具有更高的附着性；
2）.涂布料制备
将去离子水装入混合容器中，将聚乳酸加热至76℃，溶解在去离子水中；依次在溶解有聚乳酸的去离子水中加入氨水和立德粉，待立德粉加入后，进行搅拌，使其混合均匀；再在前述的混合浆中加入抗静电剂，进行搅拌，使其混合均匀，制得涂布料；
3）.石头纸制备
将步骤2）制得的涂布料涂覆在步骤1）的电晕处理基纸层表面，只在基纸层的一个单面进行涂覆，另一单面无需涂覆，即可得到柔韧较高、耐折耐撕裂的石头纸。
实施例4
本发明由基纸层和涂覆在基纸层上的涂布料组成，基纸层的厚度为1.5～1.6mm。
其中，基纸层的原料配比按以下重量比计：有机组分26份，该有机组分为聚乳酸；无机组分65份，该无机组分的粒度为1000～1050目，无机组分为轻质硫酸钙和立德粉，轻质硫酸钙是由工业废渣磷石膏经改性制得，轻质硫酸钙和立德粉占无机组分重量的质量比为47：53。
涂布料的原料配比按以下重量比计：聚乳酸33份，立德粉34份，去离子水34份，氨水1.5份，抗静电剂0.30份。
本发明的制备方法是，按照上述配方量备料，具体包括下列步骤：
1）.基纸层制备
①．制备轻质硫酸钙：将工业废渣磷石膏输送到高温灶上，在温度为70℃的条件下，通过高温灶对磷石膏进行烘干；再将烘干后的磷石膏在温度为170℃的条件下，在高温灶上进行烘烤，烘烤时间为7min，使磷石膏中的杂质以烘烤燃烧的方式去除，得到性质稳定的轻质硫酸钙；
②．制备无机组分：将步骤①的轻质硫酸钙采用磨机进行细磨，使其粒度为1000～1050目；将轻质硫酸钙和立德粉分别以热烘方式进行脱水，使轻质硫酸钙和立德粉中的水份含量分别≤0.2%；将脱水后的轻质硫酸钙和立德粉混合，并搅拌均匀；
③．制备基纸层：将有机组分和无机组分混合，并搅拌均匀；将基纸层的混合料送入密炼机中，进行密炼合成处理；将基纸层的密炼合成料送入造粒机中，进行造粒；将造粒形成的粒料送入压延机中挤出，并将挤出料采用拉伸机进行拉伸处理，得到厚度为1.5～1.6mm的基纸层；
④．对步骤③的基纸层进行电晕处理，使基纸层的表面具有一定的粗糙度，使基纸层的表面具有更高的附着性；
2）.涂布料制备
将去离子水装入混合容器中，将聚乳酸加热至93℃，溶解在去离子水中；依次在溶解有聚乳酸的去离子水中加入氨水和立德粉，待立德粉加入后，进行搅拌，使其混合均匀；再在前述的混合浆中加入抗静电剂，进行搅拌，使其混合均匀，制得涂布料；
3）.石头纸制备
将步骤2）制得的涂布料涂覆在步骤1）的电晕处理基纸层表面，在基纸层的双面均需涂覆，即可得到高柔韧、耐折耐撕裂的石头纸。
上述四个实施例只是本发明的四个较佳具体技术方案，只能用作理解本发明。上述实施例中的高温灶、磨机、密炼机、造粒机、压延机、拉伸机等设备均为现有已公开的常规技术。
Claims (5)
1.一种石头纸的制备方法，所述石头纸由基纸层和涂覆在基纸层上的涂布料组成；
所述基纸层的原料配比按以下重量比计：
有机组分20～28份，
无机组分55～65份；
所述有机组分为聚乳酸；
所述涂布料的原料配比按以下重量比计：
聚乳酸25～35份，
立德粉25～35份，
去离子水32～40份，
氨水1.2～1.8份，
抗静电剂0.25～0.35份；
其特征在于：所述无机组分为轻质硫酸钙和立德粉，轻质硫酸钙是由工业废渣磷石膏经改性制得，所述轻质硫酸钙和立德粉质量的比为45～55：45～55；
所述石头纸的制备方法，包括下列步骤：
1）.基纸层制备
①．制备轻质硫酸钙：将工业废渣磷石膏输送到高温灶上，通过高温灶对磷石膏进行烘烤，烘烤温度为100～200℃，烘烤时间为4～8min，使磷石膏中的杂质以烘烤燃烧的方式去除，得到性质稳定的轻质硫酸钙；
②．制备无机组分：将步骤①的轻质硫酸钙细磨，使其粒度为800～1200目；将轻质硫酸钙和立德粉分别以热烘方式进行脱水，使轻质硫酸钙和立德粉中的水份含量分别≤0.2%；将脱水后的轻质硫酸钙和立德粉混合，并搅拌均匀；
③．制备基纸层：将有机组分和无机组分混合，并搅拌均匀；将基纸层的混合料送入密炼机中，进行密炼合成处理；将基纸层的密炼合成料送入造粒机中，进行造粒；将造粒形成的粒料送入压延机中挤出，并进行拉伸处理，得到厚度为0.02～2mm的基纸层；
④．对步骤③的基纸层进行电晕处理，使基纸层的表面具有一定的粗糙度；
2）.涂布料制备
将聚乳酸加热至50～100℃，溶解在去离子水中；依次在溶解有聚乳酸的去离子水中加入氨水和立德粉，进行搅拌，使其混合均匀；再在前述的混合浆中加入抗静电剂，进行搅拌，使其混合均匀，制得涂布料；
3）.石头纸制备
将步骤2）制得的涂布料涂覆在步骤1）的电晕处理基纸层表面，即可得到高柔韧、耐折耐撕裂的石头纸。
2.根据权利要求1所述石头纸的制备方法，其特征在于：所述无机组分的粒度为800～1200目。
3.根据权利要求1所述石头纸的制备方法，其特征在于：所述基纸层的厚度为0.02～2mm。
4.根据权利要求1所述石头纸的制备方法，其特征在于：步骤3）中涂布料的涂覆是在基纸层的双面均涂覆。
5.根据权利要求1所述石头纸的制备方法，其特征在于：步骤3）中涂布料的涂覆是在基纸层的单面涂覆。
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