TWI460333B - Recyclable stone paper manufacturing method - Google Patents
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Description
本發明係有關一種可回收再利用之石頭紙的製造方法，特別是一種該紙之組合物包括60%至85%重量天然無機礦粉、15%至40%重量聚丙烯(PP)及1%至5%重量助劑；其製程主要係採用連續壓延成型方式，使所製造的紙張用完後，可回收再生，燃燒時只會燒掉成份較少的聚丙烯，不產生高溫及黑煙且無毒氣性，燃燒後含成份較多的天然無機礦粉的殘餘物可以回歸大地與回歸自然。
目前國際上已發明出多種的合成紙，其中以聚丙烯為主要成份材料，且以無機礦粉為填料組合而製成的單層及多層結構的合成紙，均以傳統的塑料薄膜製品配方製造；且在製程中以單層或多層共擠壓出，成型模以一字型模嘴結構製成片材，經縱向拉伸後之片材表面兩邊，再貼合片材或以淋膜片材，再經橫向拉伸；該所製成的合成紙中間層具有雙向延伸，而表面層具有單向拉伸，成為多層結構的合成紙。
如經縱向拉伸後之片材，直接再經橫向拉伸，所製成的單層或多層合成紙之表面具有雙向延伸特性，而上述所製得的合成紙雖有其優點，但與木漿紙之性能比較下，差異仍然很大，上述合成紙之缺點諸如：折疊性不良、橫向與縱向撕裂性相差太多或沒有撕裂性......等；另，以聚丙烯塑料為主要材料製得的合成紙，使用後如丟棄在戶外，無法在短時間內在大自然環境下氧化分解，未能減少二次污染；而製成的合成紙成本也比木槳造紙高出甚多。基於以上的缺點，合成紙一直未能受消費者青睞。
鑒於先前技術的問題，本發明提供一種可回收再利用之石頭紙的製造方法，藉以解決習用以聚丙烯塑料為主要材料製得的合成紙，使用後如丟棄在戶外，無法在短時間內在大自然環境下氧化分解，未能減少二次污染；而製成的合成紙成本也比木槳造紙高出甚多之問題。
本發明之目的乃在於提供一種可回收再利用之石頭紙的製造方法，該紙之組合物包括：60%至85%重量天然無機礦粉、15%至40%重量聚丙烯(PP)及1%至5%重量助劑，其係採用連續壓延成型方式包括：
第一步驟：依照原料比例配方將紙之組合物自動進料、混料。
第二步驟：連續混合攪拌使紙之組合物原料平均混合。
第三步驟：利用混合壓平方式將紙之組合物原料雙向延伸，以形成連續紙張片狀。
第四步驟：將紙張通過高密度擠平機，再次將紙張進行混合、壓平。
第五步驟：利用5輪壓延成形機壓延紙張並同時完成橫向與縱向的雙向延伸。
第六步驟：利用成型冷卻定型機連續壓延紙張並同時再次完成橫向與縱向的雙向延伸，以調整控制即紙張厚薄。
第七步驟：利用捲輪機將紙張自動捲紙成紙捲。
第八步驟：利用裁紙機將紙張切割成所需尺寸之平面紙張。
前述之製程步驟，如需要的是為紙捲型態，則可省略第八步驟；如此，所製造的紙張用完後，可回收再生，燃燒時只會燒掉成份較少的聚丙烯，不產生高溫及黑煙且無毒氣性，燃燒後含成份較多的天然無機礦粉的殘餘物可以回歸大地，回歸自然，完全符合於環保要求。
本發明另一目的，係提供一種可回收再利用之石頭紙的製造方法，其中紙在縱向之抗張強度與橫向之抗張強度之比例為1：1至1：2或2：1至1：1或1：2至1：3，在縱向之撕裂強度與橫向之撕裂強度之比例為1：1至1：2或2：1至1：1或1：2至1：3；且係以最高達85%重量天然無機礦粉(包括碳酸鈣(輕質碳酸鈣、重質碳酸鈣、膠質碳酸鈣)、粉煤灰、硫酸鈣、硫酸鋇、高嶺土、雲母粉、氧化鋅、白雲石粉、矽酸鈣、玻璃纖維、空心玻璃微珠、矽石粉、白堊粉、滑石粉、顏料、二氧化鈦、二氧化矽、膨潤土、白土、矽藻土及其混合物，其係經過鍛燒或未經鍛燒者)作主要原料，配合15%至40%重量聚丙烯(包括高密度聚丙烯、低密度聚丙烯及低密度聚乙烯的組合)及1%至5%重量助劑(助劑包括固體軟化劑、活化劑、促進劑、防老劑、防焦劑、膠合劑、耐熱劑...等等)。
本發明又一目的，係在提供一種可回收再利用之石頭紙的製造方法，由包括60%至85%重量天然無機礦粉、15%至40%重量聚丙烯(PP)及1%至5%重量助劑之紙的組合物，其所製造的紙張具有比木槳更好的折疊性、剛性、展平性、不透明性、光澤度及原子筆、鉛筆、水性筆的書寫性，良好的印刷解析性，而縱向與橫向撕裂強度及抗張強度與木槳紙接近，並且不怕水、具有強度大、防穿孔、耐磨耐折疊、耐蟲蛀等特性。
本發明再一目的，係提供一種可回收再利用之石頭紙的製造方法，由包括60%至85%重量天然無機礦粉、15%至40%重量聚丙烯(PP)及1%至5%重量助劑之紙的組合物所製造紙張，依照助劑的不同成分，可區分成，生物可分解性材料，藉由環境中微生物把它分解成二氧化碳與水。另一是光分解性材料，利用日光中的紫外線促使分解材料的大分子的主鏈斷裂，使其分解。第三則是氧化分解性材料，利用材料與氧作用形成氧化物而分解。讓使用過之紙張回歸大地，不產生毒氣或污染水源，以能完全符合環保要求。
為使 貴審查員方便簡捷瞭解本發明之其他特徵內容與優點及其所達成之功效能夠更為顯現，茲將本發明配合附圖，詳細敘述本發明之特徵以及優點，以下之各實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。
請參閱第1至9圖所示，本發明係揭露一種可回收再利用之石頭紙的製造方法，其中，該紙之組合物包括60%至85%重量天然無機礦粉(如碳酸鈣(包括輕質碳酸鈣、重質碳酸鈣、膠質碳酸鈣)、粉煤灰、硫酸鈣、硫酸鋇、高嶺土、雲母粉、氧化鋅、白雲石粉、矽酸鈣、玻璃纖維、空心玻璃微珠、矽石粉、白堊粉、滑石粉、顏料、二氧化鈦、二氧化矽、膨潤土、白土、矽藻土及其混合物(其係經過鍛燒或未經鍛燒者)作主要原料；15%至40%重量聚丙烯(Polypropylene，簡稱PP)；1%至5%重量助劑。而聚丙烯可包括高密度聚丙烯、低密度聚丙烯及低密度聚乙烯的組合；助劑可包括偶合劑、滑劑(分散劑)、抗靜電劑、固體軟化劑、活化劑、促進劑、防老劑、防焦劑、膠合劑、耐熱劑…等原料；偶合劑可為β-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷；滑劑可為N-油基棕櫚酸醯胺；抗靜電劑可為N,N-雙(2-羥乙基)硬脂醯胺及N,N-雙(2-羥乙基)椰子胺。
前述石頭紙之組合物不需加工製成顆粒狀之原料母粒，而可直接投入壓延造紙裝置10，該壓延造紙裝置10包括原料自動計量機11、自動混合攪拌機12、混合壓片機13、高密度擠平機14、5輪壓延成形機15、成型冷卻定型機16、自動捲紙機17、裁紙機18，其步驟包括：
第一步驟：由原料自動計量機11將紙之組合物依照所需原料比例配方直接進料、計量，並送至自動混合攪拌機12。
第二步驟：將紙之組合物經由自動混合攪拌機12連續混合攪拌，使紙之組合物原料平均混合。
第三步驟：將混合好的紙之組合物直接輸送到混合壓片機13，利用混合壓片方式將紙之組合物雙向延伸並搓揉平均，使紙之組合物形成連續紙張片狀。
第四步驟：將搓揉平均之紙張輸送至高密度擠平機14，將紙張再次混合、壓平，使其軟硬度適中及張力適中。
第五步驟：利用5輪壓延成形機15將紙張反向翻滾定型，並同時將紙張作橫向與縱向的雙向延伸。
第六步驟：再利用成型冷卻定型機16將紙張連續壓，並同時將紙張作橫向與縱向的雙向延伸及調整控制紙張厚薄，即完成。
第七步驟：可利用自動捲紙機17將紙張成品捲紙成紙捲狀。
第八步驟：可利用裁紙機18將紙張成品切割成所需尺寸之平面紙張。
如此，本發明紙之組合物包括60%至85%重量天然無機礦粉、15%至40%重量聚丙烯(PP)及1%至5%重量助劑之紙的組合物所製造紙張，依照助劑的不同成分，可區分成，生物可分解性材料，藉由環境中微生物把它分解成二氧化碳與水。另一是光分解性材料，利用日光中的紫外線促使分解材料的大分子的主鏈斷裂，使其分解。第三則是氧化分解性材料，利用材料與氧作用形成氧化物而分解。讓使用過之紙張達到可回收再生，甚至燃燒時只會燒掉成份較少的聚丙烯，不產生高溫及黑煙且無毒氣性，燃燒後含成份較多的天然無機礦粉的殘餘物可以回歸大地，回歸自然，不產生毒氣或污染水源，完全可符合於環保要求；此外，本發明石頭紙之組合物可依照原料比例配方直接自動進料、計量，不須再造粒程序，可降低混合製造成原料母粒所需之成本。
前述第五步驟之5輪壓延成形機15係利用高溫壓延，以依照石頭紙之組合物配方的特性調整溫度，使石頭紙之組合物材料熱熔、混合、雙向延伸；第六步驟由之成型冷卻定型機16可依照需要的紙張厚度、商品特性，調配壓延時間；而前述步驟中，如石頭紙張成品需要的是紙捲型式，則可省略第八步驟。
而本發明可回收再利用之石頭紙的製造方法一實施例，其中紙之組合物可為65重量%的天然無機礦粉(其中碳酸鈣佔32重量%、二氧化鈦佔7重量%、矽藻土佔26重量%)；33重量%的聚丙烯以及2重量%助劑(0.8重量%β-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、0.4重量%N-油基棕櫚酸醯胺及0.8重量%N,N-雙(2-羥乙基)硬脂醯胺)。以上組合物成份合計100重量%，經混合擠壓混鍊後，投入壓延造紙裝置10，依產品厚度的要求，進行生產調整製造出0.1mm的可回收再利用之紙張。
而本發明可回收再利用之石頭紙的製造方法另一實施例，其中紙之組合物可為75重量%的天然無機礦粉(其中碳酸鈣佔40重量%、二氧化鈦佔4重量%、矽藻土佔25重量%、白土佔6重量%)；21重量%聚丙烯以及4重量%助劑(1.5重量%β-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、1重量%N-油基棕櫚酸醯胺及1.5重量%N,N-雙(2-羥乙基)硬脂醯胺)。以上材料成份合計100重量%，經混合擠壓混鍊後，投入壓延造紙裝置10，依產品厚度的要求，進行生產調整製造出0.2mm的可回收再利用之紙張。
而本發明可回收再利用之石頭紙的製造方法再一實施例，其中紙之組合物可為85重量%的天然無機礦粉(其中碳酸鈣佔50重量%、二氧化鈦佔8重量%、矽藻土佔24重量%、滑石粉佔3重量%)；10重量%聚丙烯以及5重量%助劑(2.2重量%β-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、0.6重量%N-油基棕櫚酸醯胺及2.2重量%N,N-雙(2-羥乙基)硬脂醯胺)。以上材料成份合計100重量%，經混合擠壓混鍊後，投入壓延製造機械，依產品厚度的要求，進行生產調整製造出0.7mm的可回收再利用之紙張。
再者，本發明可回收再利用之石頭紙的製造方法可依照紙張厚度、特性，應用範圍可再後製加工製造成月曆、年曆、掛畫、交通地圖、筆記本、說明書、工商日誌、信紙、書籍、商標、海報、吊牌、各種手提袋、包裝紙、美勞器材、壁紙、編織袋表面貼合、離型紙、熱封包裝袋、背膠標籤紙、貼合面材、地圖、自黏商標、塑膠地磚表面貼合材、購物袋、各類手提袋、壁紙、報紙活頁紙、筆記本、書籍、桌曆、信封、反光紙、說明書、教材、節慶賀卡、立體賀卡、撲克牌、名片、名牌、吊卡、圖畫、書皮、各種包裝盒、鞋盒、煙盒、茶葉盒、餐墊、窗簾、掛牌、食品包裝盒冷凍食品拖盤、免洗餐具、便當餐盒、車用遮陽簾、藝術燈飾、超商冷凍插卡、3D立體紙雕、優惠卷、計分卡、產品目錄、杯墊、塑膠地磚、大型廣告、燈箱廣告。印刷用紙、書寫用紙、電腦造字用紙等文化用紙，以及裝潢用紙、包裝用紙等。有一部份紙張可直接供使用，有一部份則需要表面塗佈以製成特殊用途之霧面或光面。
請再參閱第10至15圖所示，本發明可回收再利用之石頭紙的表面塗佈可採用油性塗佈液或水性塗佈液。而若以水性塗佈液時，水性塗佈液配方可為壓克力樹脂、異丙醇、聚乙烯醇、白土、抗靜電劑、28%氨水、純水、醋酸乙烯等組合而成的塗佈液。透過雙面塗佈機20將未經塗佈的紙張放料至自動整平機21，以牽引整平並對紙張表面進行電暈處理，使紙張兩側表面經過高壓放電處理後，會於紙張表面上形成無數的微細空孔，以提高在紙張表面塗佈時的接著力；將紙張牽引至正面塗料機22做第一次塗佈；再將紙張牽引至乾式烤箱23，使紙張其表面乾燥方便進行反面塗裝；經由反面塗料機24利用複數噴頭控制塗佈液的塗佈量，對紙張進行反面塗佈；再將紙張牽引至乾式烤箱23對塗佈表面進行烘乾，使紙張於加熱下能讓塗佈的表面能快速乾燥，並達到紙張表面呈光面的效果。此外，紙張塗佈表面若需霧面處理時，則以霧面處理輪加壓，令經塗佈乾燥後的光滑表面成為霧面，再經捲紙機25將塗佈後的紙張捲成紙捲。
綜上所述，本發明在突破先前之技術結構下，確實已達到所欲增進之功效，且也非為其所屬技術領域中具有通常知識者依申請前之先前技術所能輕易完成，爰依法提出發明專利申請懇請 貴局核准本件發明專利申請案，以勵創作，至感德便。
惟上列詳細說明係針對本發明之一可行實施例之具體說明，該實施例並非用以限制本發明，而凡未脫離本發明技藝精神所為之等效實施或變更，均應包含於本案之專利範圍中。
10．．．壓延造紙裝置
11．．．原料自動計量機
12．．．自動混合攪拌機
13．．．混合壓片機
14．．．高密度擠平機
15．．．5輪壓延成形機
16．．．成型冷卻定型機
17．．．自動捲紙機
18．．．裁紙機
20．．．雙面塗佈機
21．．．自動整平機
22．．．正面塗料機
23．．．乾式烤箱
24．．．反面塗料機
25．．．捲紙機
第1圖係為本發明之壓延造紙裝置示意圖。
第2圖係為本發明之原料自動計量機示意圖。
第3圖係為本發明之自動混合攪拌機示意圖。
第4圖係為本發明之混合壓片機示意圖。
第5圖係為本發明之高密度擠平機示意圖。
第6圖係為本發明之5輪壓延成形機示意圖。
第7圖係為本發明之成型冷卻定型機示意圖。
第8圖係為本發明之自動捲紙機示意圖。
第9圖係為本發明之裁紙機示意圖。
第10圖係為本發明之雙面塗佈機示意圖。
第11圖係為本發明之自動整平機示意圖。
第12圖係為本發明之正面塗料機示意圖。
第13圖係為本發明之乾式烤箱示意圖。
第14圖係為本發明之反面塗料機示意圖。
第15圖係為本發明之捲紙機示意圖。
10．．．壓延造紙裝置
11．．．原料自動計量機
12．．．自動混合攪拌機
13．．．混合壓片機
14．．．高密度擠平機
15、5．．．輪壓延成形機
16．．．成型冷卻定型機
17．．．自動捲紙機
18．．．裁紙機
Claims (6)
- 一種可回收再利用之石頭紙的製造方法，該紙之組合物包括60%至85%重量天然無機礦粉、15%至40%重量聚丙烯(PP)及1%至5%重量助劑，該紙之組合物不需加工製成顆粒狀之原料母粒，可直接投入壓延造紙裝置，而壓延造紙裝置包括原料自動計量機、自動混合攪拌機、混合壓片機、高密度擠平機、5輪壓延成形機及成型冷卻定型機，其步驟包括：第一步驟：由原料自動計量機將紙之組合物依照所需原料比例配方直接進料、計量，並送至自動混合攪拌機；第二步驟：將紙之組合物經由自動混合攪拌機連續混合攪拌，使紙之組合物原料平均混合；第三步驟：將混合好的紙之組合物直接輸送到混合壓片機，利用混合壓片方式將紙之組合物雙向延伸並搓揉平均，使紙之組合物形成連續紙張片狀；第四步驟：將搓揉平均之紙張輸送至高密度擠平機，將紙張再次混合、壓平，使其軟硬度適中及張力適中；第五步驟：利用5輪壓延成形機將紙張反向翻滾定型，並同時將紙張作橫向與縱向的雙向延伸；第六步驟：再利用成型冷卻定型機將紙張連續壓，並同時將紙張作橫向與縱向的雙向延伸及調整控制紙張厚薄，即完成。
- 如請求項1所述之可回收再利用之石頭紙的製造方法，其中該壓延造紙裝置可包括有一自動捲紙機及一裁紙機，使第六步驟所完成之紙張利用自動捲紙機捲成紙捲狀後，再利用裁紙機將紙張成品切割成所需尺寸之平面紙張。
- 如請求項1所述之可回收再利用之石頭紙的製造方法，其中第五步驟之5輪壓延成形機係利用高溫壓延，以依照紙之組合物配方的特性調整溫度，使紙之組合物材料熱熔、混合、雙向延伸。
- 如請求項1所述之可回收再利用之石頭紙的製造方法，其中第六步驟之成型冷卻定型機可依照需要的紙張厚度，調配壓延時間。
- 如請求項1所述之可回收再利用之石頭紙的製造方法，其中第六步驟所完成之紙張的表面可塗佈油性塗佈液。
- 如請求項1所述之可回收再利用之石頭紙的製造方法，其中第六步驟所完成之紙張的表面可塗佈水性塗佈液，係透過雙面塗佈機將未經塗佈的紙張放料至自動整平機，以牽引整平並對紙張表面進行電暈處理，使紙張兩側表面經過高壓放電處理後，會於紙張表面上形成無數的微細空孔，以提高在紙張表面塗佈時的接著力；將紙張牽引至正面塗料機做第一次塗佈；再將紙張牽引至乾式烤箱，使紙張其表面乾燥方便進行反面塗裝；經由反面塗料機利用複數噴頭控制塗佈液的塗佈量，對紙張進行反面塗佈；再將紙張牽引至乾式烤箱對塗佈表面進行烘乾，使紙張於加熱下能讓塗佈的表面能快速乾燥，並達到紙張表面呈光面的效果。
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