PL192675B1

PL192675B1 - Sposób wytwarzania papieru syntetycznego i papier syntetyczny

Info

Publication number: PL192675B1
Application number: PL326214A
Authority: PL
Inventors: Shih-Huei Liang
Original assignee: Lung Meng Environmental Friend
Priority date: 1998-03-25
Filing date: 1998-05-08
Publication date: 2006-11-30
Also published as: CA2236556A1; UA49854C2; HK1021714A1; DK0945244T3; CN1229719A; TR199800880A1; SA98190052B1; EP0945244A1; DE69820852T2; SI0945244T1; EP0945244B1; PL326214A1; EG21509A; ZA983847B; BR9802067A; CN1105636C; ES2213875T3; MY120149A; DE69820852D1; ATE257073T1

Abstract

1. Sposób wytwarzania papieru syntetycznego, w którym mie- sza sie, wytlacza, mieli i polimeryzuje kompozycje nieorganicznych proszków mineralnych, polietylenu i dodatków, z których formuje sie granule sluzace do wytlaczania arkusza papieru syntetycznego, znamienny tym, ze stosuje sie kompozycje o zawartosci od 70% do 80% wagowych nieorganicznych proszków mineralnych, 18% do 29% wagowych polietylenu oraz 1% do 2% wagowych dodatków, przy czym uformowane granule wprowadza sie do urzadzenia do wytwa- rzania warstwy papieru syntetycznego, które zawiera przynajmniej jedna wytlaczarke i forme ksztaltujaca posiadajaca otwór w ksztalcie litery O, zas forma ksztaltujaca ma przynajmniej jeden wlot, a kazdy wlot ma wewnetrzny kanal w formie ksztaltujacej, laczacy sie z jej otworem, nastepnie topi sie granule w wytlaczarce, przenosi sie stopione granule do wlotu formy ksztaltujacej i ze stopionych granul ksztaltuje sie warstwe papieru syntetycznego w ksztalcie pustej w srodku rury, zasadniczo odpowiadajacej otworowi w ksztalcie litery O, nastepnie schladza sie rure, napelnia sie ja gazem i ciagnie sie za jeden koniec rury z warstwy papieru, tak ze rura ta rozciaga sie jednoczesnie w dwóch kierunkach, tworzac papier syntetyczny, którego stosunek wytrzymalosci na rozciaganie wzdluz kierunku przesuwu w urzadzeniu do wytrzymalosci na rozciaganie w kierunku poprzecznym miesci sie w zakresie od 1,13:1 do 1:0,91, natomiast stosunek wytrzymalosci na rozdarcie papieru syntetycznego wzdluz kierunku przesuwu w urzadzeniu do wytrzymalosci na rozdarcie w kierunku poprzecznym miesci sie w zakresie od 1,0:1 do 1:1,20. PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania papieru syntetycznego i papier syntetyczny, który jest przyjazny dla środowiska naturalnego. W szczególności, przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania papieru o wytrzymałości dwuwymiarowej przy użyciu kombinacji przynajmniej jednej wytłaczarki i formy kształtującej, mającej otwór w kształcie litery O.

Wyprodukowano liczne rodzaje papieru syntetycznego. Jedno i wielowarstwowy papier z polipropylenem jako głównym składnikiem i proszkami mineralnymi jako wypełniaczami produkuje się z kompozycji służących do produkcji znanych folii z tworzyw sztucznych. Papier wytłacza się współbieżnie jako warstwę pojedynczą albo wiele warstw i kształtuje się go w arkusz za pomocą formy kształtującej posiadającej przepływowy otwór.

Po rozciągnięciu w kierunku podłużnym arkusz jest laminowany innymi arkuszami po obu stronach, a następnie rozciągany w kierunku poprzecznym. Otrzymany wielowarstwowy papier posiada warstwę środkową, która została rozciągnięta w dwóch kierunkach i dwie warstwy powierzchniowe, które zostały rozciągnięte tylko w jednym kierunku. Jeżeli arkusz rozciągnięty w kierunku wzdłużnym został poddany rozciągnięciu w kierunku poprzecznym, otrzymany papier o jednej albo wielu warstwach ma dwuwymiarowe właściwości rozciągające na swojej powierzchni. Mimo, że powyższe rodzaje papieru wykonane z polipropylenu mają zalety, są one gorsze niż papier produkowany z miazgi. Wady papieru produkowanego z polipropylenu to trudności w składaniu, duże różnice pomiędzy wytrzymałością na rozdarcie poprzeczne i wzdłużne, albo brak łatwości rozdzierania itd. Ponadto papiery wykonane z polipropylenu nie rozłożą się szybko w środowisku naturalnym. Co więcej, koszt produkcji papieru syntetycznego jest znacznie większy niż papieru z miazgi.

W świetle powyższych wad, znane papiery syntetyczne nie spełniają w pełni oczekiwań użytkownika.

Sposób wytwarzania papieru syntetycznego według wynalazku, w którym miesza się, wytłacza, mieli i polimeryzuje kompozycję nieorganicznych proszków mineralnych, polietylenu i dodatków, z których formuje się granule służące do wytłaczania arkusza papieru syntetycznego, charakteryzuje się tym, że stosuje się kompozycję o zawartości od 70% do 80% wagowych nieorganicznych proszków mineralnych, 18% do 29% wagowych polietylenu oraz 1% do 2% wagowych dodatków, przy czym uformowane granule wprowadza się do urządzenia do wytwarzania warstwy papieru syntetycznego, które zawiera przynajmniej jedną wytłaczarkę i formę kształtującą posiadającą otwór w kształcie litery O, zaś forma kształtująca ma przynajmniej jeden wlot, a każdy wlot ma wewnętrzny kanał w formie kształtującej, łączący się z jej otworem, następnie topi się granule w wytłaczarce, przenosi się stopione granule do wlotu formy kształtującej i ze stopionych granul kształtuje się warstwę papieru syntetycznego w kształcie pustej w środku rury, zasadniczo odpowiadającej otworowi w kształcie litery O, następnie schładza się rurę, napełnia się ją gazem i ciągnie się za jeden koniec rury z warstwy papieru, tak że rura ta rozciąga się jednocześnie w dwóch kierunkach, tworząc papier syntetyczny, którego stosunek wytrzymałości na rozciąganie wzdłuż kierunku przesuwu w urządzeniu do wytrzymałości na rozciąganie w kierunku poprzecznym mieści się w zakresie od 1,13:1 do 1:0,91, natomiast stosunek wytrzymałości na rozdarcie papieru syntetycznego wzdłuż kierunku przesuwu w urządzeniu do wytrzymałości na rozdarcie w kierunku poprzecznym mieści się w zakresie od 1,0:1 do 1:1,20.

Korzystnie, papier kieruje się następnie do urządzenia składającego i tworzy się papier złożony, po czym kieruje się złożony papier do urządzenia tnącego i tnie się go na dwa arkusze.

Również korzystnie, operację tłoczenia w wytłaczarce przeprowadza się w temperaturze od 150°C do 220°C.

Rurę z warstwy papieru syntetycznego można kształtować za pomocą formy kształtującej w kierunku ku górze.

Rurę z warstwy papieru syntetycznego korzystnie schładza się do temperatury od 80°C do 120°C w odległości od 30 mm do 700 mm od otworu formy kształtującej.

Według wariantu wynalazku stosuje się urządzenie do wytwarzania warstwy papieru syntetycznego, które zawiera jedną wytłaczarkę i formę kształtującą mającą wlot i kanał wewnętrzny lub dwie wytłaczarki i formy kształtujące mające dwa wloty i dwa kanały wewnętrzne, ewentualnie trzy wytłaczarki i formy kształtujące mające trzy wloty i trzy kanały wewnętrzne.

Ewentualnie, papier syntetyczny laminuje się tworząc laminat o grubości od 150 μm do 450 μm, a następnie poddaje się go powlekaniu.

PL 192 675 B1

Papier syntetyczny według wynalazku zawiera arkusz z przynajmniej jednej warstwy wykonanej z kompozycji zawierającej nieorganiczne proszki mineralne, polietylen i dodatki i charakteryzuje się tym, że kompozycja zawiera 70% do 80% wagowych nieorganicznych proszków mineralnych, w stosunku do całkowitej wagi kompozycji, od 18% do 29% wagowych polietylenu oraz 1% do 2% wagowych dodatków, przy czym stosunek wytrzymałości na rozciąganie wzdłuż kierunku przesuwu w urządzeniu do wytrzymałości na rozciąganie w kierunku poprzecznym mieści się w zakresie od 1,13:1 do 1:0,91, natomiast stosunek wytrzymałości na rozdarcie papieru syntetycznego wzdłuż kierunku przesuwu w urządzeniu do wytrzymałości na rozdarcie w kierunku poprzecznym mieści się w zakresie od 1,0:1 do 1:1,20.

Nieorganiczne proszki mineralne wybiera się z grupy zawierającej węglan wapniowy, siarczan wapniowy, siarczan baru, kaolin, mikę, tlenek cynku, dolomit, włókna szklane, mikroskopijne kulki szklane, krzem, kredę, talk, pigment, dwutlenek tytanu, dwutlenek krzemu, bentonit, glinę, ziemię okrzemkową i ich mieszanki.

Polietylen jest polietylenem o dużej gęstości albo kombinacją polietylenu o dużej gęstości z przynajmniej jednym wybranym z grupy zawierającej polietylen o średniej gęstości i polietylen o małej gęstości.

Dodatki obejmują środki łączące, smary, środki antystatyczne i ich mieszanki.

Korzystne jest, że polietylen jest polietylenem o dużej gęstości albo kombinacją polietylenu o dużej gęstości z przynajmniej jednym wybranym z grupy zawierającej polietylen o średniej gęstości i polietylen o małej gęstości.

Sposób wytwarzania papieru syntetycznego przyjaznego dla środowiska według wynalazku wykorzystuje kombinację przynajmniej jednej wytłaczarki i formy kształtującej posiadającej otwór w kształcie litery O do wytłaczania składników jako rury z warstewki filmu o O-kształcie i tę rurę napełnia się gazem tak, że warstewka filmu papieru rozciąga się jednocześnie w dwóch kierunkach.

Sposób wytwarzania papieru syntetycznego według wynalazku umożliwia otrzymanie papieru syntetycznego, który jest przyjazny dla środowiska, w którym gęstość papieru zmniejsza się z około 2 g/cm³kombinacji surowców aż do około 0,5 g/cm³, co pozwala zaoszczędzić do 40% objętości w porównaniu z gęstością miazgi, która wynosi około 0,7 g/cm³ do około 0,9 g/cm³.

Papier syntetyczny według wynalazku ma właściwości podobne do papieru z miazgi, jak łatwość składania, sztywność, nieprzezroczystość, możliwość pisania i wytrzymałość na rozdarcie poprzeczne i podłużne.

Przy spalaniu papieru uzyskanego zgodnie ze sposobem według wynalazku nie jest wytwarzany ani toksyczny gaz ani dym, ponieważ spala się jedynie niewielka ilość polietylenu o dużej gęstości i otrzymany papier może być ponownie użyty. Ponadto, jednowarstwowy papier według wynalazku ulegnie rozkładowi w środowisku naturalnym.

Przedmiot wynalazku pokazano w przykładzie wykonania na rysunku, na którym: fig. 1 przedstawia schemat jednowarstwowego papieru syntetycznego według wynalazku, fig. 2 - schemat linii produkcyjnej papieru jednowarstwowego, fig. 2a - przekrój poprzeczny formy kształtującej posiadającej otwór w kształcie litery O i pojedynczy wewnętrzny kanał z fig. 2, fig. 2b - schemat rzutu z góry formy kształtującej posiadającej otwór w kształcie litery O i jedną wytłaczarkę z fig. 2, fig. 3 - schemat papieru dwuwarstwowego, fig. 4 - schemat linii produkcyjnej papieru dwuwarstwowego, fig. 4a- przekrój poprzeczny formy kształtującej mającej otwór w kształcie litery O i dwa wewnętrzne kanały pokazane na fig. 4, fig. 4b - rzut z góry formy kształtującej mającej otwór w kształcie litery O i dwie wytłaczarki pokazane na fig. 4, fig.5 - schemat papieru trójwarstwowego, fig.6 - schemat linii produkcyjnej papieru trójwarstwowego, fig. 6a - przekrój poprzeczny formy kształtującej mającej otwór w kształcie litery O i trzy wewnętrzne kanały z fig. 6, fig. 6b - rzut z góry formy kształtującej mającej otwór w kształcie litery O i trzy wytłaczarki z fig. 6, fig. 7a - schemat dwuelementowego papieru laminowanego, fig. 7b - schemat trójelementowego papieru laminowanego, fig. 8 - schemat maszyny laminującej, fig. 9a - schemat struktury jednowarstwowego papieru powlekanego, fig. 9b - schemat struktury dwuwarstwowego papieru powlekanego, fig. 9c - schemat struktury trójwarstwowego papieru powlekanego, fig. 9d - schemat struktury laminowanego papieru powlekanego, fig. 10- schemat dwustronnej maszyny powlekającej.

W sposobie wytwarzania jednowarstwowego syntetycznego papieru przyjaznego dla środowiska według wynalazku stosuje się kompozycję zawierającą około 70% do około 80% wagowych nieorganicznych proszków mineralnych jako głównych składników, około 18% do około 29% polietylenu i około 1% do około 2% wagowych dodatków.

PL 192 675 B1

Nieorganiczne proszki mineralne obejmują przynajmniej dwa składniki wybrane z grupy zawierającej węglan wapniowy, siarczan wapniowy, siarczan baru, kaolin, mikę, tlenek cynku, dolomit, włókna szklane, mikroskopijne kulki szklane, krzem, kredę, talk, pigment, dwutlenek tytanu, dwutlenek krzemu, bentonit, glinę i ziemię okrzemkową oraz ich mieszanki, które zostały albo nie zostały poddane spiekaniu.

Polietylen zawiera polietylen o dużej gęstości albo kombinację polietylenu o dużej gęstości i przynajmniej jednego wybranego z grupy zawierającej polietylen o średniej gęstości (czyli liniowy polietylen o małej gęstości) i polietylen o małej gęstości.

Dodatki obejmują dodatki stosowane zwykle w stanie techniki, jak środki łączące, smary, środki dyspergujące i środki antystatyczne.

Środek łączący jest na przykład silanowym środkiem łączącym jak beta-(3,4-epoksycykloheksylo)etylotrimetoksysilan.

Przykładem smarów jest palmitamid N-olcylu. Środkiem antystatycznym jest na przykład N,N-bis(2-hydroksyetylo)kokoamina albo N,N-bis(2-hydroksyetylo)stearyloamina.

Po szeregu operacji mieszania, wytłaczania, mielenia i polimeryzacji, kombinacja wymienionych wyżej surowców zamienia się w granulaty. Zgodnie z fig. 2 i 2a, granulaty są doprowadzane do wytłaczarki 10 (pojedynczej wytłaczarki) w celu otrzymania warstwy papieru. Forma kształtująca 1 posiadająca otwór w kształcie litery O ma wlot na swojej powierzchni. Wlot wyznacza kanał wewnętrzny 101 w formie kształtującej 1, kanał wewnętrzny 101 jest połączony z otworem formy kształtującej 1. Gdy temperatura wytłaczarki 10 zostanie ustawiona na wyższą od temperatury topnienia granulatów, na przykład w zakresie od około 150°C do około 220°C, granulaty topią się i są następnie przenoszone do wlotu formy kształtującej 1 poprzez pojedynczy kanał wewnętrzny 101 siłą pochodzącą bezpośrednio od dwóch obracających się śrub wytłaczarki 10. Stopione granulaty są kształtowane w rurę 3 z warstwy papierowej o kształcie litery O, pochodzącym od otworu formy kształtującej 1. Rura 3 z warstwy papierowej ukształtowana przez otwór formy kształtującej 1 ma temperaturę 150°C do 220°C i jest chłodzona nadmuchem chłodzącym. Korzystnie jest to nadmuch pionowy z urządzenia chłodzącego 2 umieszczonego nad otworem formy kształtującej 1. Utrzymanie pionowego kierunku nadmuchu zapewnia, że rura 3 z warstwy papierowej zostanie utrzymana w kształcie otworu formy kształtującej 1. Rurę 3 warstwy papierowej należy ochłodzić do temperatury około 80° do około 120°C w odległości do około 700 od otworu formy kształtującej 1, aby można było kontynuować następną operację.

Następnie rura 3 z warstwy papierowej jest napełniana gazem, na przykład powietrzem pod ciśnieniem poprzez kanał (nie pokazany) w formie kształtującej 1. W tym samym czasie jeden koniec ukształtowanej na początku rury 3 z warstwy papieru jest odciągany przez wałek prowadzący 6. Szybkość obrotowa wałka prowadzącego jest sterowana tak, że rura 3 z warstwy papieru w zasadzie nie przepuszcza powietrza. Szybkość obrotowa wałka prowadzącego 6, ilość materiałów wytłaczanych przez wytłaczarkę 10 i wymagana grubość rury 3 z warstwy papieru są tak kontrolowane, że rura 3 z warstwy papieru jest napełniania gazem trzy do ośmiu razy w odległości około 200 mm do około 700 mm od otworu formy kształtującej 1.

Celem napełniania gazem i odciągania jest jednoczesne rozciągnięcie rury 3 z warstwy papieru 3 w dwóch kierunkach, czyli poprzecznie i wzdłużnie, przez co otrzymuje się papier przyjazny dla środowiska 4 mający strukturę o wytrzymałości dwuwymiarowej. Pod wpływem napełniania gazem gęstość papieru przyjaznego dla środowiska 4 można zmniejszyć od gęstości kombinacji surowców około 2 g/cm³ do około 0,5 g/cm³, przez co zaoszczędza się około 40% objętości w porównaniu z gęstością masy, która wynosi około 0,7 g/cm³ do około 0,9 g/cm³. Z powodu siły odciągającej wałka prowadzącego 6, papier 4 jest wciągany do urządzeń składających 5 umieszczonych pomiędzy wałkiem prowadzącym 6 i urządzeniem chłodzącym 2, tak że papier 4 jest symetrycznie składany 4 do postaci złożonego płaskiego papieru. Cele wałka prowadzącego 6 obejmują odciąganie początkowo ukształtowanej rury 3 z warstewki papierowej 3 z małą szybkością obrotową, tak że nadmuch urządzenia chłodzącego 2 jest kierowany na nią równomiernie, stabilizacja rury 3 z warstewki papieru 3 i utrzymywanie szczelności rury 3 z warstewki papieru 3, tak że rura 3 z warstewki papieru jest równomiernie napełniana gazem. Również szybkość obrotowa wałka prowadzącego 6 jest zasadniczym czynnikiem dla rozciągnięcia wzdłużnego i wymaganej grubości warstewki papieru. Oczywiście szybkość obrotową należy odpowiednio dopasować, aby była zgodna z ilością wytłoczonych materiałów pochodzących z wytłaczarki 10. Następnie złożony papier przechodzi przez urządzenie tnące 7, tak że złożony papier jest rozcinany na dwa arkusze papieru. Otrzymane dwa arkusze papieru są poddawane obróbce przez powierzchniowe urządzenie koronujące 8, tak że na dwóch powierzchniach papieru tworzone są mikroskopijne pory i można uzyskać lepsze przyleganie. Papier jest następnie zbierany na rolce 9.

PL 192 675 B1

W przypadku wytwarzania papieru jednowarstwowego, jego grubość można odpowiednio kontrolować w zakresie od około 30 μm do około 150 μm, szerokość może wynosić od około 0,2 m do około 3,2 m, a gęstość od około 0,4 g/cm³ do około 1g/cm³.

Wynalazek dotyczy również sposobu wytwarzania dwuwarstwowego papieru syntetycznego przyjaznego dla środowiska. Różnice pomiędzy tym sposobem i sposobem dla papieru jednowarstwowego są wyjaśnione w dwóch aspektach.

Sposób wytwarzania dwuwarstwowego papieru syntetycznego jest podobny do sposobu dla papieru jednowarstwowego, poza tym, że pojedynczy wewnętrzny kanał 101 i wlot formy kształtującej 1 są zastąpione przez dwa wewnętrzne kanały 101 i 111 oraz dwa wloty formy kształtującej 1a. W odniesieniu dofig. 4, 4a i 4b, wytłoczone materiały z wytłaczarek 10 i 11są podawane do wewnętrznych kanałów 101 i 111 poprzez ichodpowiednie wloty i następnie stykają się w zbiegającym się wspólnym kanale 100, przez co otrzymuje się materiał dwuwarstwowy. Materiał dwuwarstwowy jest następnie kształtowany do postaci rury 3 z warstwy papieru mającej kształt litery O poprzez otwór formy kształtującej 1a. Ilość wytłoczonych materiałów i wewnętrzna temperatura wytłaczarek 10 i 11 są odpowiednio sterowane, tak że materiały z wewnętrznych kanałów, odpowiednio 101 i 111, są łączone w materiał dwuwarstwowy. Następne operacje tego sposobu są identyczne z operacjami dla sposobu wytwarzania papieru jednowarstwowego.

W odniesieniu do surowców dla tego sposobu, dwuwarstwowy, przyjazny dla środowiska papier syntetyczny z fig. 3 zawiera warstwę A z wytłaczarki 10 i warstwę B z wytłaczarki 11. Składniki warstwy A zawierają około 56% do 80% wagowych nieorganicznych proszków mineralnych, około 43% do 18% wagowych polietylenu i około 1% do 2% wagowych dodatków. Kombinacja składników jest poddawana mieszaniu, wytłaczaniu, mieleniu i polimeryzacji, przez co otrzymuje się granulaty podawane do wytłaczarki 10. Składniki warstwy B zawierają około 56% do 80% wagowych nieorganicznych proszków mineralnych, około 43% do 18% wagowych polietylenu i około 1% do 2% wagowych dodatków. Kombinacja składników jest poddawana mieszaniu, wytłaczaniu, mieleniu i polimeryzacji, przez co otrzymuje się granulaty podawane do wytłaczarki 11.

Zgodnie ze sposobem wytwarzania dwuwarstwowego papieru syntetycznego przyjaznego dla środowiska, grubość papieru znajduje się zakresie od około 30 μm do około 150 μm, a gęstość w zakresie od około 0,4 g/cm³ do około 1 g/cm³. Względną grubość warstw A i B można dostosować do wymagań, na przykład 20% warstwy A i 80% warstwy B, 50% warstwy A i 50% warstwy B, 80% warstwy A i 20% warstwy B.

Dwuwarstwowy, przyjazny dla środowiska papier syntetyczny można stosować do drukowania, pakowania, dekorowania i tak dalej. Dzięki dodaniu różnych pigmentów każda warstwa tych produktów może mieć różne kolory stosownie do wymagań (na przykład jedna warstwa jest jasnoczerwona, a druga jasnożółta). Dwuwarstwowy, przyjazny dla środowiskapapier syntetycznyma te same zalety, co papierjednowarstwowy.

Wynalazek obejmuje też sposób wytwarzania trójwarstwowego, przyjaznego dla środowiska papieru syntetycznego. Różnice pomiędzy tym sposobem i sposobem wytwarzania papieru jednowarstwowego zostaną wyjaśnione w następujących dwóch aspektach.

Sposób wytwarzania papieru trójwarstwowego jest podobny do sposobu wytwarzania papieru jednowarstwowego z tym, że pojedynczy kanał wewnętrzny 101 i wlot formy kształtującej 1 są zastąpione przez trzy kanały wewnętrzne 101, 111 i 121 oraz trzy wloty formy kształtującej 1b. Według fig. 6, 6a i 6b, wytłoczone materiały z wytłaczarek 10, 11 i 12 są podawane do wewnętrznych kanałów 101, 111 i 121 poprzez ich odpowiednie wloty i następnie stykają się w zbiegającym się wspólnym kanale 100, przez co otrzymuje się materiał trójwarstwowy. Materiał trójwarstwowy jest następnie kształtowany do postaci rury 3 z warstwy papieru mającej kształt litery O. Ilość wytłoczonych materiałów i wewnętrzna temperatura wytłaczarek 10, 11 i 12 są odpowiednio sterowane, tak że materiały z wewnętrznych kanałów, odpowiednio 101, 111 i 121, są łączone w materiał trójwarstwowy. Następne operacje tego sposobu są identyczne z operacjami dla sposobu wytwarzania papieru jednowarstwowego.

W odniesieniu do surowców dla tego sposobu, trójwarstwowy papier przyjazny dla środowiska z fig. 5 zawiera warstwę A z wytłaczarki 10, warstwę B z wytłaczarki 11i warstwę C z wytłaczarki 12. Składniki warstwy A zawierają około 56% do 80% wagowych nieorganicznych proszków mineralnych, około 43% do 18% wagowych polietylenu i około 1% do 2% wagowych dodatków. Kombinacja składników jest poddawana mieszaniu, wytłaczaniu, mieleniu i polimeryzacji, przez co otrzymuje się granulaty podawane do wytłaczarki 10. Składniki warstwy B zawierają około 56% do 80% wagowych nieorganicznych proszków mineralnych, około 43% do 18% wagowych polietylenu i około 1% do 2% wagowych dodatków.

PL 192 675 B1

Kombinacja składników jest poddawana mieszaniu, wytłaczaniu, mieleniu i polimeryzacji, przez co otrzymuje się granulaty podawane do wytłaczarki 11. Składniki warstwy C zawierają około 56% do 80% wagowych nieorganicznych proszków mineralnych, około 43% do 18% wagowych polietylenu i około 1% do 2% wagowych dodatków. Kombinacja składników jest poddawana mieszaniu, wytłaczaniu, mieleniu i polimeryzacji, przez co otrzymuje się granulaty podawane do wytłaczarki 12.

Zgodnie ze sposobem wytwarzania trójwarstwowego, przyjaznego dla środowiska papieru syntetycznego, grubość papieru znajduje się w zakresie od około 30 μm do około 150 μm. Względną grubość warstwy A, warstwy B i warstwy C można dostosować do wymagań, na przykład 10% do 25% warstwy A, 80% do 50% warstwy B i 10% do 25% warstwy C. Każda warstwa powierzchniowa tego produktu, czyli warstwa A i warstwa C, może mieć różne kolory poprzez dodanie odpowiednich pigmentów. Każdą kombinację składników warstwy A, warstwy B i warstwy C można dostosować na przykład tak, aby zwiększyć wytrzymałość papieru na rozciąganie dla różnych celów i jednocześnie stosować większą ilość proszków nieorganicznych w warstwie B, co znacznie zmniejsza koszty.

Jasne jest, że sposób według wynalazku można stosować do wytwarzania papieru syntetycznego mającego więcej niż trzy warstwy na podstawie ogólnych procedur.

Jednowarstwowy, przyjazny dla środowiska papier syntetyczny, papier dwuwarstwowy, trójwarstwowy, a nawet papier mający więcej niż trzy warstwy według wynalazku, z których każdy ma niezależnie grubość w zakresie około 30 μm do około 150 μm i niezależnie ma te same albo różne składniki, może być laminowany przez maszynę laminującą pokazaną na fig. 8, która wytwarza dwuwarstwowy albo trójwarstwowy papier laminowany (pokazany na fig. 7a, 7b) o grubości w zakresie około 150 μm do około 450 μm.

W odniesieniu do fig. 8, pierwszy papier na wałku podającym 21 jest kierowany za pomocą urządzenia kierującego 13 do urządzenia klejącego 13, aby nałożyć klej na powierzchnię pierwszego papieru i jest kierowany następnie na piec 14. Po osuszeniu kleju na pierwszym papierze, pierwszy papier jest laminowany drugim papierem podawanym z wałka podającego 22 na wałku laminującym 15, tworząc dwuskładnikowy laminowany syntetyczny papier. Dwuskładnikowy laminowany papier jest następnie kierowany przez zbiór urządzeń kierujących 19 do urządzenia utwardzającego 19 tak, że papier jest utwardzany poprzez ochłodzenie. Następnie dwuskładnikowy laminowany syntetyczny papier jest dostosowywany przez sterownik rozciągnięcia 20 i następnie jest nawijany na wałek24. Alternatywnie dwuskładnikowy syntetyczny przed skierowaniem do urządzenia utwardzającego 19 może zostać skierowany do urządzenia klejącego 16 za pomocą zbioru urządzeń kierujących i może być powleczony klejem. Dwuskładnikowy papier powleczony klejem jest następnie kierowany na piec 17 dla osuszenia kleju. Następnie dwuskładnikowy papier syntetyczny jest kierowany na wałek laminujący 18 i jest laminowany trzecim syntetycznym papierem podawanym z wałka podającego 23, przez co otrzymuje się trójskładnikowy laminowany syntetyczny papier. Otrzymany laminowany papier jest następnie kierowany przez zbiór urządzeń kierujących do urządzenia utwardzającego 19 tak, aby papier został utwardzony przez ochłodzenie. Następnie trójskładnikowy laminowany syntetyczny jest dostosowywany przez sterownik rozciągnięcia 20 i jest nawijany na wałek 24.

Papier syntetyczny wyprodukowany według wynalazku można stosować do drukowania, opakowywania i dekorowania. Niektóre rodzaje tego papieru można stosować bezpośrednio bez obróbki wstępnej, natomiast niektóre inne wymagają odpowiedniej obróbki wstępnej, na przykład nadania błyszczącej powierzchni i powierzchni zamglonej dla określonych celów. Można stosować powłoki wodne i bezwodne do powlekania papieru wyprodukowanego według wynalazku. Kompozycja powłoki wodnej składa się z żywicy akrylowej, izopropanolu, alkoholu poliwinylowego, glin, środka antystatycznego, 28% wodnego amoniaku, czystej wody i octanu winylu.

W odniesieniu do fig. 10, papier syntetyczny z wałka podającego 25 jest kierowany do urządzenia koronującego 26 i poddawany rozładowaniu pod wysokim ciśnieniem, aby utworzyć liczne mikroskopijne pory po obu stronach papieru, zwiększając przyleganie papieru podczas powlekania. Papier jest kierowany tak, że przechodzi poprzez dwa zestawy powlekarek 27 (trzy powlekarki na zestaw) tak, aby można było odpowiednio sterować grubością powlekania. Powleczony papier jest kierowany do zbioru wałków suszących 28, które zostały poddane lustrzanej obróbce końcowej tak, że powleczona powierzchnia papieru jest szybko osuszana i uzyskuje się efekt lustrzany. Alternatywnie papier może zostać ściśnięty przez wałek nadający zamglenie 29, tak że uzyskuje się efekt zamglenia na powleczonej powierzchni papieru. Otrzymany papier syntetyczny jest nawijany na wałek 30.

Papier pokazany na fig. 9a jest jednowarstwowym papierem, który został powleczony. Papier pokazany na fig. 9b jest dwuwarstwowym papierem, który został powleczony. Papier pokazany na fig. 9c

PL 192 675 B1 jest trójwarstwowym papierem, który został powleczony. Papier pokazany na fig. 9d jest laminowanym papierem, który został powleczony.

Rodzaje syntetycznego papieru przyjaznego dla środowiska według wynalazku zostaną teraz dodatkowo przedstawione w odniesieniu do poniższych przykładów.

P r zyk ł a d 1

Warstwę A dla syntetycznego wielowarstwowego papieru przyjaznego dla środowiska produkuje się z kombinacji 60% wagowych nieorganicznych proszków mineralnych (28% wagowych węglanu wapniowego, 7% wagowych dwutlenku tytanu i 25% wagowych ziemi okrzemkowej), 38% wagowych polietylenu (20% wagowych polietylenu o dużej gęstości, 10% wagowych polietylenu o małej gęstości i 8% wagowych polietylenu o średniej gęstości) i 2% wagowych dodatków (0,8% wagowych beta-(3,4-epoksycykloheksylo)etylotrimetoksysilanu, 0,4% wagowych palmitamidu N-olcylu i 0,8% wagowych N,N-bis(2-hydroksyetylo)stearyloaminy). Kombinację poddaje się mieszaniu, wytłaczaniu, mieleniu i polimeryzacji, przez co otrzymuje się granulaty. Granulaty są podawane do wytłaczarki pokazanej na fig. 2 i produkuje się jednowarstwowy papier o grubości 31 μm i 52 μm zależnie od wybranych parametrów.

P r zyk ł a d 2

Jednowarstwowy syntetycznypapierprzyjazny dla środowiska

Jednowarstwowy syntetyczny papier produkuje się z kombinacji 70% wagowych nieorganicznych proszków mineralnych (35% wagowych węglanu wapniowego, 6% wagowych dwutlenkutytanu, 24% wagowych ziemi okrzemkowej i 5% wagowych gliny), 28% wagowych polietylenu (20% wagowych polietylenu o dużej gęstości i 8% wagowych polietylenu o małej gęstości) i 2% wagowych dodatków (0,8% wagowych beta-(3,4-epoksycykloheksylo)etylotrimetoksysilanu, 0,4% wagowych palmitamidu N-olcylu i 0,8% wagowych N,N-bis(2-hydroksyetylo)stearyloaminy). Kombinację poddaje się mieszaniu, wytłaczaniu, mieleniu i polimeryzacji, przez co otrzymuje się granulaty. Granulaty są podawane do wytłaczarki pokazanej na fig. 2 i produkuje się jednowarstwowy syntetyczny papier przyjazny dla środowiska o grubości 73 μm i 82 μm zależnie od wybranych parametrów.

P r zyk ł a d 3

Jednowarstwowy syntetycznypapierprzyjazny dla środowiska

Jednowarstwowy syntetyczny papier produkuje się z kombinacji 80% wagowych nieorganicznych proszków mineralnych(35% wagowych węglanu wapniowego, 5% wagowych dwutlenkutytanu, 35% wagowych ziemi okrzemkowej i 5% wagowych talku), 18% wagowych polietylenu (polietylen o dużej gęstości) i 2% wagowych dodatków (0,8% wagowych beta-(3,4-epoksycykloheksylo)etylotrimetoksysilanu, 0,4% wagowych palmitamidu N-olcylu i 0,8% wagowych N,N-bis(2-hydroksyetylo)stearyloaminy). Powyższą kombinację poddaje się mieszaniu, wytłaczaniu, mieleniu i polimeryzacji, przez co otrzymuje się granulaty. Granulaty są podawane do wytłaczarki pokazanej na fig. 2 i produkuje się jednowarstwowy syntetyczny papier o grubości 102 μm i 116 μm zależnie od wybranych parametrów.

P r zyk ł a d 4

Dwuwarstwowy syntetyczny papier przyjazny dla środowiska

Dwuwarstwowy papier składa się z warstwy A i warstwy B. Warstwę A produkuje się z kombinacji 60% wagowych naturalnych nieorganicznych proszków mineralnych (30% wagowych węglanu wapniowego, 5% wagowych dwutlenku tytanu, 25% wagowych ziemi okrzemkowej), 38% wagowych polietylenu (polietylen o dużej gęstości) i 2% wagowych dodatków (0,8% wagowych beta-(3,4-epoksycykloheksylo)etylotrimetoksysilanu, 0,4% wagowych palmitamidu N-olcylu i 0,8% wagowych N,N-bis(2-hydroksyetylo)stearyloaminy). Kombinację poddaje się mieszaniu, wytłaczaniu, mieleniu i polimeryzacji, przez co otrzymuje się pierwsze granulaty. Warstwę B produkuje się z kombinacji 70% wagowych nieorganicznych proszków mineralnych (32% wagowych węglanu wapniowego, 3% wagowych dwutlenku tytanu, 32% wagowych ziemi okrzemkowej i 3% wagowych czerwonego pigmentu), 28% wagowych polietylenu (18% wagowych polietylenu o dużej gęstości i 10% wagowych polietylenu o średniej gęstości) i 2% wagowych dodatków (0,8% wagowych beta-(3,4-epoksycykloheksylo)etylotrimetoksysilanu, 0,4% wagowych palmitamidu N-olcylu i 0,8% wagowych N,N-bis(2-hydroksyetylo)stearyloaminy). Kombinację poddaje się operacjom mieszania, wytłaczania, mielenia i polimeryzacji, przez co otrzymuje się drugie granulaty. Pierwsze granulaty i drugie granulaty są podawane do wytłaczarek, odpowiednio 10 i 11, pokazanych na fig. 4. Następne operacje są takie same jak w przykładach 1 do 3. Produkuje się dwuwarstwowy syntetyczny papier o grubości 100 μτ zależnie od wybranych parametrów. Warstwa A stanowi 40% łącznej grubości wyprodukowanego papieru a warstwa B 60% łącznej grubości wyprodukowanego syntetycznego papieru.

PL 192 675 B1

P r zyk ł a d 5

Trójwarstwowy syntetyczny papier przyjazny dla środowiska

Trójwarstwowy papier składa się z warstwy A, warstwy B i warstwy C. Warstwę A produkuje się z kombinacji 60% wagowych naturalnych nieorganicznych proszków mineralnych (30% wagowych węglanu wapniowego, 3% wagowych dwutlenku tytanu, 24% wagowych ziemi okrzemkowej i 3% wagowych czerwonego pigmentu), 38% wagowych polietylenu (polietylen o dużej gęstości) i 2% wagowych dodatków (0,8% wagowych beta-(3,4-epoksycykloheksylo)etylotrimetoksysilanu, 0,4% wagowych palmitamidu N-olcylu i 0,8% wagowych N,N-bis(2-hydroksyetylo)stearyloaminy). Powyższą kombinację poddaje się mieszaniu, wytłaczaniu, mieleniu i polimeryzacji, przez co otrzymuje się pierwsze granulaty. Warstwę B produkuje się z kombinacji 80% wagowych nieorganicznych proszków mineralnych (45% wagowych węglanu wapniowego, 5% wagowych dwutlenku tytanu i 30% wagowych ziemi okrzemkowej), 18% wagowych polietylenu (polietylen o średniej gęstości) i 2% wagowych dodatków (0,8% wagowych beta-(3,4-epoksycykloheksylo)etylotrimetoksysilanu, 0,4% wagowych palmitamidu N-olcylu i 0,8% wagowych N,N-bis(2-hydroksyetylo)stearyloaminy). Kombinację poddaje się operacjom mieszania, wytłaczania, mielenia i polimeryzacji, przez co otrzymuje się drugie granulaty. Warstwę C produkuje się z kombinacji 60% wagowych naturalnych nieorganicznych proszków mineralnych (30% wagowych węglanu wapniowego, 3% wagowych dwutlenku tytanu, 24% wagowych ziemi okrzemkowej i 3% wagowych żółtego pigmentu), 38% wagowych polietylenu (polietylen o dużej gęstości) i 2% wagowych dodatków (0,8% wagowych beta-(3,4-epoksycykloheksylo)etylotrimetoksysilanu, 0,4% wagowych palmitamidu N-olcylu i 0,8% wagowych N,N-bis(2-hydroksyetylo)stearyloaminy). Kombinację poddaje się mieszaniu, wytłaczaniu, mieleniu i polimeryzacji, przez co otrzymuje się trzecie granulaty. Pierwsze granulaty, drugie granulaty i trzecie granulaty są podawane do wytłaczarek, odpowiednio 10, 11 i 12, pokazanych na fig. 6. Następne operacje są takie same jak w przykładach 1 do 3. Produkuje się trójwarstwowy syntetyczny papier o grubości 100 μm zależnie od wybranych parametrów. Warstwa B stanowi 70% łącznej grubości wyprodukowanego papieru, a warstwy A i C 30% łącznej grubości wyprodukowanego papieru przyjaznego dla środowiska.

W poniższej tabeli podane są wyniki testów dla papieru przyjaznego dla środowiska z przykładów1 do3.

Nr przykładu	1	2	3
Przeciętna grubość (μιτι)	31	52	73	82	102	116
Gramatura (g/cm²)	26,8	44,9	55,7	64,1	66,4	74,6
Pozorna gęstość arkusza (g/cm³)	0,86	0,86	0,76	0,78	0,65	0,64
Jasność (%)	82,6	79,2	80,9	80,5	81,6	81,5
Nieprzezroczystość (%)	76,3	90,8	94,2	95,7	97,7	98,0
Wytrzymałość na rozdarcie (N)	CD	0,139	0,362	0,216	0,289	0,224	0,258
MD	0,216	0,196	0,179	0,243	0,224	0,226
Wytrzymałość na rozciąganie (N/m)	CD	595	477	634	706	745	673
MD	412	713	713	798	823	739

Standardy testowe dla powyższych danych są podane poniżej.

Grubość: TAPP T-41 1

Gramatura: TAPPI T-41 0

Gęstośćpozorna: ISO 534

Jasność: TAPPI T-452

Nieprzezroczystość: TAPPI T-425

Wytrzymałość nazrywanie: TAPPI T-41 4

Wytrzymałość na rozciąganie: TAPPIT-404

Wynalazek można oczywiściezrealizowaćinnymi określonymi sposobami niż przedstawione tutaj, nie wychodząc poza istotę i zasadnicze cechy wynalazku. Przykłady wykonania wynalazku należy uznać za ilustrację a nie ograniczenie. Wszelkie zmiany znajdujące się w zakresie znaczeniowym i zakresie równoważności załączonych zastrzeżeń są w nich zawarte.

Claims

1. Sposób wytwarzania papieru syntetycznego, w którym miesza się, wytłacza, mieli i polimeryzujekompozycjęnieorganicznych proszków mineralnych, polietylenu i dodatków, z których formujesię granule służące do wytłaczania arkusza papieru syntetycznego, znamienny tym, że stosuje się kompozycję o zawartości od 70% do 80% wagowych nieorganicznych proszków mineralnych, 18% do 29% wagowych polietylenu oraz 1% do 2% wagowych dodatków, przy czym uformowane granule wprowadza się do urządzenia do wytwarzania warstwy papieru syntetycznego, które zawiera przynajmniej jedną wytłaczarkę i formę kształtującą posiadającą otwór w kształcie litery O, zaś forma kształtująca ma przynajmniej jeden wlot, a każdy wlot ma wewnętrzny kanał w formie kształtującej, łączący się z jej otworem, następnie topi się granule w wytłaczarce, przenosi się stopione granule do wlotu formy kształtującej i ze stopionych granul kształtuje się warstwę papieru syntetycznego w kształcie pustej w środku rury, zasadniczo odpowiadającej otworowi w kształcie litery O, następnie schładza się rurę, napełnia się ją gazem i ciągnie się za jeden koniec rury z warstwy papieru, tak że rura ta rozciąga się jednocześnie w dwóch kierunkach, tworząc papier syntetyczny, którego stosunek wytrzymałości na rozciąganie wzdłuż kierunku przesuwu w urządzeniu do wytrzymałości na rozciąganie w kierunku poprzecznym mieści się w zakresie od 1,13:1 do 1:0,91, natomiast stosunek wytrzymałości na rozdarcie papieru syntetycznego wzdłuż kierunku przesuwu w urządzeniu do wytrzymałości na rozdarcie w kierunku poprzecznym mieści się w zakresie od 1,0:1 do 1:1,20.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że papier kieruje się następnie do urządzenia składającegoi tworzysiępapierzłożony.

3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że następniezłożonypapierkierujesiędourządzenia tnącego i tniesięgonadwaarkusze.

4. Sposób według zastrz. 1 , znamienny tym, że operację tłoczenia w wytłaczarce przeprowadzasięwtemperaturzeod150°Cdo220°C.

5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym,że ruręz warstwypapieru syntetycznego kształtuje się za pomocą formy kształtującej w kierunku ku górze.

6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ruręz warstwy papieru syntetycznego schładzasiędo temperaturyod80°Cdo120°C w odległości od30 mm do700mm odotworu formy kształtującej.

7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się urządzenie do wytwarzania warstwy papieru syntetycznego, które zawiera jedną wytłaczarkę i formę kształtującą mającą wlot i kanał wewnętrzny lub dwie wytłaczarki i formy kształtujące mające dwa wloty i dwa kanały wewnętrzne, ewentualnie trzy wytłaczarki i formy kształtujące mające trzy wloty i trzy kanały wewnętrzne.

8. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, znamienny tym, że papier syntetyczny laminuje się następnie, tworząc laminat o grubości od 150 μm do 450 μm.

9. Sposób według zastrz. 8, znamienny tym, że papier poddaje się następnie powlekaniu.

10. Papier syntetyczny zawierający arkusz z przynajmniej jednej warstwy wykonanej z kompozycjizawierającejnieorganiczneproszkimineralne,polietyleni dodatki,znamiennytym,żekompozycja zawiera 70% do 80% wagowych nieorganicznychproszkówmineralnych,wstosunkudocałkowitej wagi kompozycji, od 18% do 29% wagowych polietylenu oraz 1% do 2% wagowych dodatków, przy czym stosunek wytrzymałości na rozciąganie wzdłuż kierunku przesuwu w urządzeniu do wytrzymałości narozciąganie w kierunku poprzecznym mieści się w zakresie od 1,13:1 do 1:0,91, natomiast stosunek wytrzymałości na rozdarciepapieru syntetycznego wzdłuż kierunku przesuwu w urządzeniu do wytrzymałościnarozdarciewkierunkupoprzecznymmieścisięwzakresieod1,0:1do1:1,20.