CN104589557A

CN104589557A - 一种石头纸的成型工艺

Info

Publication number: CN104589557A
Application number: CN201410839049.6A
Authority: CN
Inventors: 陈庆; 曾军堂
Original assignee: Chengdu New Keli Chemical Science Co Ltd
Current assignee: Lanling Finance Industry Development Co ltd
Priority date: 2014-12-30
Filing date: 2014-12-30
Publication date: 2015-05-06
Anticipated expiration: 2034-12-30
Also published as: CN104589557B

Abstract

本发明提出一种石头纸成型工艺，将矿物粉体与树脂粉体配制成可以流动的浆体，通过喷淋喂料装置的缝隙形成均匀的瀑布状流体，避免了通过螺杆热塑性挤出再吹塑、压延制备石头纸导致分散不均、无法生产大幅宽石头纸的缺陷。采用一次成型加工，能耗更低，适合于规模化生产。

Description

一种石头纸的成型工艺

技术领域

本发明涉及石头纸领域，具体涉及一种大宽幅石头纸的成型工艺。

背景技术

天然植物纤维造纸技术经过近两千年的发展，其技术已相当成熟。随着现代人类文明的不断发展，纸张已不完全局限于在文化领域使用，而逐渐成为工业、农业、商业、建筑业等领域不可缺少的材料，纸张需求量也在逐年攀升。由于传统植物纤维造纸需要消耗大量的森林资源，生产过程需要对植物纤维进行蒸煮、漂白等处理工艺，造成严重的水污染，因此传统的植物纤维造纸的发展受到了一定的制约。同时由于不同领域对纸张的需求有所不同，利用传统植物纤维抄纸已无法满足对人们对纸张性能的特殊需求。因此，利用非植物纤维造纸技术在近几年来得到了较快的发展。

石头纸是将石头矿物细粉、加工助剂、高分子材料经螺杆挤出机挤出，最后进行吹塑、流延、延压等热成型设备加工成型而成。石头造纸利用廉价的石头矿产资源造纸可以不用传统造纸中的纸浆材料，不用传统造纸的昂贵设备投入，减少了生产和管理投入。由于在整个生产过程无需用水，不需要添加强酸、强碱、漂白粉及众多有机氯化物，比传统纸浆造纸工艺省去了蒸煮、洗涤、漂白等几个重要的污染环节，得到了较快的发展。由于石头纸光洁度好，不易撕裂，易于印刷，不怕水，纸张具有较好的耐候性、耐水性，因此在户外广告、包装等领域得到广泛的应用。

石头纸是利用塑料加工工艺进行石头造纸，因而其成型主要依靠热塑性的树脂作为支撑连接材料。由于石头纸中石粉含量高达80%以上，因此利用塑料热成型加工时加工流动性差，造成成型困难，混炼时设备扭矩大，得到的石头纸均匀度低、幅宽小。

中国发明专利CN101864703A公开了一种石头纸成膜设备及工艺。该发明将天然无机矿粉等通过改性捏合制成团状料，从挤出机料斗进入，在物料挤出模嘴进入吹膜段，在纸膜管内，充入压缩空气，吹膜，形成纸膜基材，从而得到石头纸。

中国发明专利CN102225576A公开了一种全自动石头造纸生产工艺。该生产工艺将改性处理后的石头粉与比例15%-20%的塑料PP或PE或PHBV及比例4.5%-5.5%的助剂混合搅拌送入造粒机通过密炼双螺杆挤出，经过密炼装置单螺杆高速旋转将制成胶状流体挤出至宽膜头再挤出片材，经过三辊压延得到石头纸张。

目前石头纸的生产主要通过石粉与树脂热混炼后进行吹塑或者压延成型，由于石粉含量高、流动性差，而在模头处难以均匀分散开，因而很难获得厚薄均匀的大幅宽石头纸。

发明内容

针对目前石头纸通过石粉与树脂热混炼后进行吹塑或者压延成型存在纸张均匀度低，以及无法加工大幅宽石头纸的缺陷，本发明提出一种石头纸的成型工艺。其特征是将矿物粉体与粉末型高分子树脂通过搅拌和分散与水形成浆体，通过浆体的流动性，利用喷淋装置均匀喷淋形成厚薄分布均匀和大幅宽的石头纸。

一种石头纸的成型工艺，其特征在于：具体的工艺步骤如下：

（1）将80-85重量份的矿物粉体、10-12重量份的粉末型高分子树脂、1-1.5重量份的聚异丁烯、0.5-1重量份的表面活性剂、0.5-1重量份的聚乙烯醇粉末、0-3重量份的增白剂与适量的水加入分散机高速搅拌分散形成粘度在5000-10000cP的浆体；

（2）将步骤（1）得到的浆体泵入喷淋喂料装置，加压0.01-0.03MPa，浆体在压力和自身重力作用下均匀从喷淋喂料装置设置的缝隙中流出，形成瀑布状均匀流体；

（3）将步骤（2）形成的瀑布状均匀流体引入一组模压辊，模压辊温度设置为120-150℃，通过模压辊的干燥、压制和定型，高分子树脂粉体初步塑化并连接矿物粉体形成均匀的石头纸雏形；

（4）将步骤（3）得到的石头纸雏形引入烘箱，烘箱温度设置为100-120℃，通过烘箱的加热使石头纸雏形干燥、塑化，通过一组压光辊得到表面平整、光滑、均匀的石头纸；

（5）通过在压光辊与石头纸卷取装置之间设置的冷却输送辊组冷却，通过冷却、卷取得到石头纸。

上述一种石头纸的成型工艺，其特征是所述的矿物粉体选用粒径小于10μm的碳酸钙、硫酸钡、高岭土中的至少一种；所述的粉末型高分子树脂选用粒径小于100微米的粉末型聚乙烯、粉末型聚丙烯中的至少一种；所述的聚异丁烯选用分子量1000-3000的粘稠胶体；所述的表面活性剂选用单硬脂酸甘油酯、聚乙二醇、十二烷基磺酸钠、脂肪酸聚氧乙烯醚中的至少一种，促进矿物粉体与高分子树脂粉体形成分散均匀的浆体；所述的聚乙烯醇粉末选用醇解度为80-90%的水溶性聚乙烯醇；所述的增白剂选用钛白粉、硫酸钡中至少一种。

一种石头纸的成型工艺，其特征是成型设备包括喷淋喂料装置、一组模压辊、烘箱、一组压光辊、以及石头纸卷取装置，在压光辊与石头纸卷取装置之间设置有冷却输送辊组。

上述一种石头纸的成型工艺，其特征是所述的喷淋喂料装置设有0.2-0.5mm之间可调的缝隙，浆体通过缝隙形成瀑布状均匀流体，避免了石头纸加工中热混炼流动性差、难以分散的缺陷。幅宽可根据所需石头纸幅宽在800-2400mm之间设定，可大幅提升石头纸的幅宽。

上述一种石头纸的成型工艺，其特征是所述的一组模压辊间隙可调，辊面设置网格纹，网格的边长为1-5mm，在石头纸模压定型过程中，水分通过网格纹压制的通道快速挥发。

上述一种石头纸成的型工艺，其特征是所述的烘箱内设平形传动辊，宽度依据石头纸幅宽选择，长度为2-3m。

上述一种石头纸的成型工艺，其特征是所述的一组压光辊间隙可调，辊面为镜面处理。

一种石头纸的成型工艺，其特征是将矿物粉体与树脂粉体配制成可以均匀流动的浆体，在压力和浆体自身重力作用下浆体通过喷淋喂料装置的缝隙形成均匀的瀑布状流体，通过模压排水、烘干软化、压光、冷却得到厚薄分布均匀的大幅宽石头纸，避免了通过螺杆热塑性挤出再吹塑、压延制备石头纸导致分散不均、无法生产大幅宽石头纸的缺陷。

本发明一种石头纸的成型工艺，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：

1、本发明解决了石头纸成型时无法进行大幅宽、均匀成型纸张的缺陷。

2、本发明使石头纸形成雏形，再压延，使石头纸的强度、挺度得到提升。

3、本发明石头纸成型工艺采用一次成型加工，能耗更低，适合于规模化生产。

附图说明

图1是本发明一种石头纸的成型工艺的示意简图。

图中：1-喷淋喂料装置 2-瀑布状流体 3-模压辊 4-烘箱 5-压光辊 6-冷却辊 7-卷取装置

具体实施方式

以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。

实施例1

（1）将80重量份碳酸钙粉体、10重量份的粉末型聚丙烯、1重量份分子量为1000的聚异丁烯、1重量份的单硬脂酸甘油酯、0.5重量份的聚乙烯17-88粉末、1重量份的金红石型钛白粉与适量水加入分散机高速搅拌10分钟，分散形成粘度在6000cP的浆体；

（2）将步骤（1）得到的浆体泵入喷淋喂料装置，喷淋喂料装置宽度为2000mm，缝隙设置为0.5mm，加压0.02MPa，浆体在压力和自身重力作用下均匀从喷淋喂料装置设置的缝隙中流出，形成幅宽为2000mm的瀑布状均匀流体；

（3）将步骤（2）的均匀流体引入一组模压辊，模压辊温度设置为120℃，通过模压辊的干燥、压制和定型，高分子树脂粉体初步塑化并连接矿物粉体形成均匀的石头纸雏形；

（4）将步骤（3）得到的石头纸雏形引入烘箱，烘箱温度设置为120℃，通过烘箱的加热使石头纸雏形干燥、塑化，通过一组压光辊得到表面平整、光滑、均匀的石头纸；

（5）通过在压光辊与石头纸卷取装置之间设置的冷却输送辊组冷却，通过冷却、裁边卷取得到幅宽为1900mm的石头纸。

实施例2

（1）将50重量份硫酸钡、32重量份的碳酸钙、10重量份的粉末型聚乙烯、1.5重量份分子量为2000的聚异丁烯、0.5重量份的十二烷基磺酸钠、0.5重量份的聚乙烯17-88粉末与适量水加入分散机高速搅拌20分钟，分散形成粘度在8000cP的浆体；

（2）将步骤（1）得到的浆体泵入喷淋喂料装置，喷淋喂料装置宽度为2400mm，缝隙设置为0.3mm，加压0.03MPa，浆体在压力和自身重力作用下均匀从喷淋喂料装置设置的缝隙中流出，形成幅宽为2400mm的瀑布状均匀流体；

（3）将步骤（2）的均匀流体引入一组模压辊，模压辊温度设置为130℃，通过模压辊的干燥、压制和定型，高分子树脂粉体初步塑化并连接矿物粉体形成均匀的石头纸雏形；

（4）将步骤（3）得到的石头纸雏形引入烘箱，烘箱温度设置为110℃，通过烘箱的加热使石头纸雏形干燥、塑化，通过一组压光辊得到表面平整、光滑、均匀的石头纸；

（5）通过在压光辊与石头纸卷取装置之间设置的冷却输送辊组冷却，通过冷却、裁边、卷取得到幅宽为2300mm的石头纸。

实施例3

（1）将60重量份碳酸钙、20重量份的高岭土、10重量份的粉末型聚丙烯、1重量份分子量为3000的聚异丁烯、0.5重量份的脂肪酸聚氧乙烯醚、1重量份的聚乙烯粉末、2重量份沉淀硫酸钡与适量水加入分散机高速搅拌15分钟，分散形成粘度在1000cP的浆体；

（2）将步骤（1）得到的浆体泵入喷淋喂料装置，喷淋喂料装置宽度为1500mm，缝隙设置为0.2mm，加压0.01MPa，浆体在压力和自身重力作用下均匀从喷淋喂料装置设置的缝隙中流出，形成幅宽为1500mm的瀑布状均匀流体；

（3）将步骤（2）的均匀流体引入一组模压辊，模压辊温度设置为150℃，通过模压辊的干燥、压制和定型，高分子树脂粉体初步塑化并连接矿物粉体形成均匀的石头纸雏形；

（5）通过在压光辊与石头纸卷取装置之间设置的冷却输送辊组冷却，通过冷却、裁边、卷取得到幅宽为1450mm的石头纸。

实施例4

（1）将40重量份高岭土、40重量份硫酸钡、15重量份的粉末型聚丙烯、1重量份分子量为3000的聚异丁烯、1重量份的聚乙二醇、0.5重量份的聚乙烯粉末、3重量份钛白粉与适量水加入分散机高速搅拌15分钟，分散形成粘度在7600cP的浆体；

（2）将步骤（1）得到的浆体泵入喷淋喂料装置，喷淋喂料装置宽度为2200mm，缝隙设置为0.35mm，加压0.02MPa，浆体在压力和自身重力作用下均匀从喷淋喂料装置设置的缝隙中流出，形成幅宽为2200mm的瀑布状均匀流体；

（3）将步骤（2）的均匀流体引入一组模压辊，模压辊温度设置为140℃，通过模压辊的干燥、压制和定型，高分子树脂粉体初步塑化并连接矿物粉体形成均匀的石头纸雏形；

（5）通过在压光辊与石头纸卷取装置之间设置的冷却输送辊组冷却，通过冷却、裁边、卷取得到幅宽为2100mm的石头纸。

由以上实施例所制得的石头纸主要技术指标如表1所示:

表1

该工艺得到的石头纸不但幅宽大，而且石头纸张的挺度和耐破度大幅提升。

Claims

1. 一种石头纸的成型工艺，其特征是：具体的工艺步骤如下：

（1）将80-85重量份的矿物粉、10-12重量份的粉末型高分子树脂、1-1.5重量份的聚异丁烯、0.5-1重量份的表面活性剂、0.5-1重量份的聚乙烯醇粉末、0-3重量份的增白剂与适量的水加入分散机高速搅拌分散形成粘度在5000-10000cP的浆体；

（3）将步骤（2）形成的瀑布状均匀流体引入一组模压辊，模压辊温度设置为120-150℃，通过模压辊的干燥、压制和定型，高分子树脂粉体初步塑化并连接矿物粉形成均匀的石头纸雏形；

2.根据权利要求1所述的一种石头纸的成型工艺，其特征在于：所述的矿物粉选用粒径小于10μm的碳酸钙、硫酸钡、高岭土中的至少一种；所述的粉末型高分子树脂选用粒径小于100微米的粉末型聚乙烯、粉末型聚丙烯中的至少一种；所述的聚异丁烯选用分子量1000-3000的粘稠胶体；所述的表面活性剂选用单硬脂酸甘油酯、聚乙二醇、十二烷基磺酸钠、脂肪酸聚氧乙烯醚中的至少一种；所述的聚乙烯醇粉末选用醇解度为80-90%的水溶性聚乙烯醇；所述的增白剂选用钛白粉、硫酸钡中至少一种。

3.根据权利要求1所述的一种石头纸的成型工艺，其特征在于：所述的喷淋喂料装置设有0.2-0.5mm之间可调的缝隙，浆体通过缝隙形成瀑布状均匀流体，幅宽可根据所需石头纸幅宽在800-2400mm之间设定。

4.根据权利要求1所述的一种石头纸的成型工艺，其特征在于：所述的一组模压辊间隙可调，辊面设置网格纹，网格的边长为1-5mm，可有效提供石头纸定型干燥过程中水的挥发通道。

5.根据权利要求1所述的一种石头纸的成型工艺，其特征在于：所述的一组压光辊间隙可调，辊面为镜面处理。