合成紙的生產工藝
發布時間：2024-07-17 點擊：146
1．合成紙的原料合成紙的性能與所選用的原料有很大關系，而原料的選擇又與制造方法有關。
（1）主要原料——合成樹脂
選用何種樹脂作為原料來生產合成紙，應從加工適應性、特性及價格等幾個方面考慮，通常采用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等一般樹脂。其他樹脂因價格較高而應用較少，但聚酯、尼龍等樹脂也用于生產部分紡粘型合成紙、或表面涂布方式的合成紙。
（2）輔助原料
合成紙需用的輔助原料包括填充料、顏料和其他添加劑。
合成紙用的填充料或顏料有碳酸鈣、硫酸鋇、粘土、滑石、二氧化鈦、硅酸、硅藻土等。為使合成紙具有“紙的性質”，即在白度，不透明性、印刷適應性和書寫性等方面達到要求，這些無機物的白度、粒徑、折射率、遮光能力、穩定性等指標都很重要，同時還要考慮價格因素。
表面涂布方式合成紙所用的粘合劑與一般復合紙用的粘合劑基本相同，常用合成橡膠類膠乳及醋酸乙烯類膠乳等。
2．合成紙的制造工藝
不同類型的合成紙有不同的制造工藝。
（1）薄膜法合成紙的制造工藝
①內部紙化方式合成紙首先將選擇的合成樹脂和填充料混合，并加入適量的添加劑，如穩定劑及分散劑等。充分混合后，裝到擠出機上進行熔融混煉。然后將熔融的料從t型模頭的縫口中擠出，形成薄膜。合成紙生產中所用的成膜化方法通常有兩種。
a．無拉伸薄膜成形法此法是將從t形模狹縫中擠出的較薄的熔融薄膜，在牽引過程中同時冷卻固化成膜，然后卷取。冷卻方式可以不同。一種是流出的熔融薄膜流繞到表面鍍鉻的金屬冷卻鼓上，經急冷定型、切邊，而后卷取；也可以將熔融薄膜引入冷卻水中或其他液體中，進行急冷定型，然后除水、切邊、卷取。
b．雙向拉伸薄膜成形法此法首先用擠出機從t型模口擠出較厚的熔融薄膜，冷卻后成為拉伸原片，再將原片加熱到軟化溫度下，沿縱橫兩個方向進行拉伸成膜。拉伸分兩步法和一步法兩種，與塑料薄膜的拉伸基本相同。用雙向拉伸方法生產的合成紙可分為表層有微小孔隙的合成紙和沒有微小孔隙的合成紙。前者可提高油墨的接受性，減小密度、降低成本。
與無拉伸薄膜成形法相比，雙向拉伸成形法的生產線規模較大（但是，與天然纖維紙的造紙生產線相比要小得多）。因此，設備投資要大些。然而，經過雙向拉伸后，雜亂排列的聚合物分子取向變得較有規則。一般經定向處理后，聚合物分子的排列與薄膜表面平行，從而提高了紙的強度、剛度等性能。
內部紙化方式生產合成紙由于采用連續生產線，故生產成本較低。前面介紹過的日本エポ合成紙就是采用這種方法生產的。其主要原料是聚丙烯，并添加一些填料和少量的添加劑。エポ合成紙不論是厚還是薄，都是三層結構。中間基層的填料含量比兩層表層的填料含量低，故更接近塑料的性質。在用雙向拉伸薄膜成形法進行縱向和橫向拉伸取向后，提高了合成紙的強度和剛度等機械性能。同時，兩表層由于填料含量較高，在拉伸工序中形成大量的細微孔隙而成為擬紙化層。由于這些大量的細微孔隙能使光散射，提高了白度、不透明度、印刷性和書寫性等，賦于了紙的性質。另外，由于密度小，克重低，故材料的單位消耗低。
②表面紙化方式合成紙以合成樹脂薄膜為基材，在其表面進行化學處理、物理處理，或進行表面涂布處理，而使合成樹脂薄膜紙化。
a．表面化學處理方式此法適用于聚苯乙烯類薄膜，因其易受溶劑影響。擬紙化時，在薄膜表層施用藥液，使其部分溶解或溶脹，待藥液蒸發后便產生許多細微的孔隙。這些微細孔隙使光線散射，賦予白度和不透明的外觀，提高油墨接受性和書寫性等，達到擬紙化的目的。但這種方式的合成紙生產很少。
b．表面物理處理方式這是在硬質塑料的表面進行噴砂磨蝕加工等，使其表面產生無數微細的痕跡和凹凸不平，從而賦予書寫性和不透明性。基材通常可用聚乙烯和醋酸纖維素等薄膜。用這種方式處理后的印刷性較差，其用途受到限制。另外，從廣義上講，用這種方法生產的產品雖可以算作合成紙，但通常不稱為“合成紙”。
c．表面涂布方式這種方法象普通的涂布紙那樣，在塑料薄膜表面涂布一層白色顏料的涂膜層，從而賦予薄膜以白度、書寫性和油墨吸收性等。涂布基材有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酯等樹脂的薄膜，用其他方法制成的合成紙也經常作為基材進行表面涂布。該法在原理上很簡單，但在配制涂料時必須考慮到與基材的粘合性，還要考慮耐水性。與普通涂布紙的生產不同，它是在非吸收性材料上進行涂布的，作業難度相對較高。
（2）纖維法合成紙的制造工藝
①紡粘型合成紙前面已經提過，通常，人們把它歸類于“無紡布”。所謂紡粘法就是將樹脂原液通過無數噴嘴，邊噴紗邊形成纖維網，然后將纖維網用樹脂浸漬固定，也可用機械法將纖維網絡起來，從而制成紡粘型合成紙。這種方法生產率很高。
②合成紙漿法首先是制備合成紙漿，為了防止原料在水中纖結，一般多用5～10mm左右的短纖維，主要原料為專用的短人造纖維、合成纖維，通常還摻入部分天然纖維紙漿。然后可用傳統的造紙機抄造。現在也有用專用機器來抄造較長纖維為原料的產品。前面提到過，這種制品一般稱為合成纖維紙，也有稱為濕式無紡布。[next]
3．合成紙的二次加工
（1）裁切
合成紙可以用縱切機或閘刀式切紙機等裁切。但需注意，合成紙只要一有缺口，就很容易從橫向（絲流方向）裂開，所以應盡可能用鋒利的刀刃。
（2）印刷
①平版膠印合成紙與普通紙性質根本不同，它幾乎不滲透潤版藥水和油墨。所以，盡管印刷條件相同，還必需注意以下三點：
a．使用合成紙專用油墨；
b．減少吸水量（可經潤版藥水中添加乙醇等）；
c．由于油墨干燥較慢，故最好采用多色印刷機，添加催干劑，稍多噴點粉，板材下料著墨后進風等措施加以改善。
②凹版印刷、柔性版印刷印刷條件幾乎與通常的塑料薄膜印刷相同，由于合成紙不易產生靜電、適用的油墨范圍較廣，所以比塑料薄膜容易印刷得多。
與普通紙張的印刷相比，一般應注意如下事項：
a．要降低張力；
b．可用熱風干燥，但需注意紙面溫度不超過80℃；
c．所有的油墨都可用，但使用pvc類油墨時，必須采用異氰酸酯等固定涂層；
d．通常印刷速度為（50～150）m／min。在氣候干燥時，進行高速多色印刷必須采用靜電消除裝置。
③孔版印刷一般印刷方式即可印刷，但需注意印刷油墨的選擇，并使用非石油類的軟溶劑。
④活版印刷可以采用通常的方式印刷，但要用平版膠印用油墨。
（3）折疊
合成紙的耐折度極優。由于折痕回彈力大，所以排紙作業比普通紙困難，排紙之后并不穩定。一般可在疊起來后輕壓1h～2h方可伏貼。
為提高作業效率，最后的折疊最好沿橫向（絲流方向）進行。
（4）層合加工合成紙層合加工與普通紙的層合加工一樣，除熱層合之外，其它所有的層合加工都適用于合成紙。
①干法層合主要用于合成紙與非吸液性材料的層合，如合成紙與合成紙、合成紙與塑料薄膜、合成紙與鋁箔等。只是要注意選用的粘合劑應適合于層合材料的特性。
②濕法層合主要用于合成紙與吸液性材料的層合，如合成紙與普通紙的層合。合成紙與膠合板層合時可采用紙與膠合板層合的裝置，粘合劑可用醋酸乙烯類等水性粘合劑。
③擠出復合合成紙可用于低密度聚乙烯的擠出復合，或用聚乙烯進行塑料夾層復合（合成紙與紙、玻璃紙、塑料薄膜等其他材料），也可以與opp薄膜很容易在相同條件下復合。合成紙還可以用其他方式進行層合，如壓印層合、蠟加工層合、熱平壓層合等。用熱層壓時需注意盡可能避免合成紙的收縮，這是由于熱壓時溫度過高，壓力解除時慢慢冷卻而產生的，所以要控制好溫度和壓力。
（5）粘合加工
合成紙有良好的粘合性，故可以制作可粘貼的郵票，糊制各種合成紙袋、紙盒等。粘合加工的形式多種多樣，但由于合成紙的不吸水特點而對粘合帶來一定的困難。為了提高作業性，最好采用溶劑型粘合劑，采用熱熔型、熱敏型、壓敏型粘合劑的效果也不錯。
然而，在實際生產中，粘合加工大多采用水溶性粘合劑及設備。但這往往需要對所用的粘合劑設備進行開發和改造。
（6）熱加工
與普通的天然纖維紙相比，合成紙的最大特點是具有熱加工性能。與其作原料的塑料薄膜相比，由于擬紙化過程中加入了大量的無機填料而熱加工性能稍差些。
合成紙的組成與制法，均與0pp薄膜基本相似，其熱加工性能也與opp薄膜一樣也不太好，但利用合成紙熱加工性生產的商品卻不少。
①熱封合成紙與合成紙的熱熔粘合。其外觀特征是粘合部分的半透明化。合成紙對幾種主要熱封方式的適應性介紹如下。
a．熱板封合單純的合成紙不太適宜，但可用于復合有塑料薄膜或帶熱封層的合成紙的封合。
b．脈沖封合封合強度較好，但封縫的外觀較差，效率較低，故應用不多。
c．熱熔切斷封合封合強度低，不實用。但合成紙是可以采用熱熔切斷封合的紙。方法是先將聚乙烯或聚丙烯復合在合成紙上，使合成紙獲得聚乙烯或聚丙烯的熱熔粘合強度。
d．高頻封合不適于合成紙，但復合了pvc薄膜的合成紙，可以利用高頻熱封。
c．超聲波封合可以應用，但效率不高，僅用于特殊場合。
②熱定型加工（真空成型加工）由于合成紙很難得到輪廓清晰的形狀，作業性不良，因此不太適宜于熱定型加工。用于這種加工方法的合成紙僅有ps類、pvc類、無拉伸的pp類等。
（7）其他加工
①壓花進行壓花加工時，可采用輥加熱或紅外線加熱方式，如將合成紙預熱，可以提高壓花速度。壓花輥的形式可以應用普通紙用的刻花輥與紙輥組合方式，也可以采用pvc薄膜用的刻花輥與橡膠輥的組合方式。但兩者相比，前者更為適用。
②涂布使用凹版級合成紙時，幾乎在所有場合都不需要粘結層就可進行各種涂布加工。合成紙的涂布例子有顏料涂布、壓敏粘合劑涂布、熱敏粘合劑涂布、硅酮涂布、重氮涂布、磁性涂布、蠟涂布、偏二氯乙烯涂布、涂料涂布（包括后涂布與預涂布）。
③真空鍍膜在合成紙上進行真空鍍鋁加工，可以得到其他材料難以得到的特殊外觀而用作包裝材料。另外，用不同品種的合成紙鍍膜，可以得到不同風格的包裝材料。
④其他合成紙可以進行穿孔、模切、多孔沖裁等加工。但需要特別注意的是多孔沖裁時刀刃間隙的設定，橫向一般沒有問題，但縱向的間隙必須在lmm以下，否則會引起撕裂不良的危險。
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（1）主要原料——合成樹脂
選用何種樹脂作為原料來生產合成紙，應從加工適應性、特性及價格等幾個方面考慮，通常采用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等一般樹脂。其他樹脂因價格較高而應用較少，但聚酯、尼龍等樹脂也用于生產部分紡粘型合成紙、或表面涂布方式的合成紙。
（2）輔助原料
合成紙需用的輔助原料包括填充料、顏料和其他添加劑。
合成紙用的填充料或顏料有碳酸鈣、硫酸鋇、粘土、滑石、二氧化鈦、硅酸、硅藻土等。為使合成紙具有“紙的性質”，即在白度，不透明性、印刷適應性和書寫性等方面達到要求，這些無機物的白度、粒徑、折射率、遮光能力、穩定性等指標都很重要，同時還要考慮價格因素。
表面涂布方式合成紙所用的粘合劑與一般復合紙用的粘合劑基本相同，常用合成橡膠類膠乳及醋酸乙烯類膠乳等。
2．合成紙的制造工藝
不同類型的合成紙有不同的制造工藝。
（1）薄膜法合成紙的制造工藝
①內部紙化方式合成紙首先將選擇的合成樹脂和填充料混合，并加入適量的添加劑，如穩定劑及分散劑等。充分混合后，裝到擠出機上進行熔融混煉。然后將熔融的料從t型模頭的縫口中擠出，形成薄膜。合成紙生產中所用的成膜化方法通常有兩種。
a．無拉伸薄膜成形法此法是將從t形模狹縫中擠出的較薄的熔融薄膜，在牽引過程中同時冷卻固化成膜，然后卷取。冷卻方式可以不同。一種是流出的熔融薄膜流繞到表面鍍鉻的金屬冷卻鼓上，經急冷定型、切邊，而后卷取；也可以將熔融薄膜引入冷卻水中或其他液體中，進行急冷定型，然后除水、切邊、卷取。
b．雙向拉伸薄膜成形法此法首先用擠出機從t型模口擠出較厚的熔融薄膜，冷卻后成為拉伸原片，再將原片加熱到軟化溫度下，沿縱橫兩個方向進行拉伸成膜。拉伸分兩步法和一步法兩種，與塑料薄膜的拉伸基本相同。用雙向拉伸方法生產的合成紙可分為表層有微小孔隙的合成紙和沒有微小孔隙的合成紙。前者可提高油墨的接受性，減小密度、降低成本。
與無拉伸薄膜成形法相比，雙向拉伸成形法的生產線規模較大（但是，與天然纖維紙的造紙生產線相比要小得多）。因此，設備投資要大些。然而，經過雙向拉伸后，雜亂排列的聚合物分子取向變得較有規則。一般經定向處理后，聚合物分子的排列與薄膜表面平行，從而提高了紙的強度、剛度等性能。
內部紙化方式生產合成紙由于采用連續生產線，故生產成本較低。前面介紹過的日本エポ合成紙就是采用這種方法生產的。其主要原料是聚丙烯，并添加一些填料和少量的添加劑。エポ合成紙不論是厚還是薄，都是三層結構。中間基層的填料含量比兩層表層的填料含量低，故更接近塑料的性質。在用雙向拉伸薄膜成形法進行縱向和橫向拉伸取向后，提高了合成紙的強度和剛度等機械性能。同時，兩表層由于填料含量較高，在拉伸工序中形成大量的細微孔隙而成為擬紙化層。由于這些大量的細微孔隙能使光散射，提高了白度、不透明度、印刷性和書寫性等，賦于了紙的性質。另外，由于密度小，克重低，故材料的單位消耗低。
②表面紙化方式合成紙以合成樹脂薄膜為基材，在其表面進行化學處理、物理處理，或進行表面涂布處理，而使合成樹脂薄膜紙化。
a．表面化學處理方式此法適用于聚苯乙烯類薄膜，因其易受溶劑影響。擬紙化時，在薄膜表層施用藥液，使其部分溶解或溶脹，待藥液蒸發后便產生許多細微的孔隙。這些微細孔隙使光線散射，賦予白度和不透明的外觀，提高油墨接受性和書寫性等，達到擬紙化的目的。但這種方式的合成紙生產很少。
b．表面物理處理方式這是在硬質塑料的表面進行噴砂磨蝕加工等，使其表面產生無數微細的痕跡和凹凸不平，從而賦予書寫性和不透明性。基材通常可用聚乙烯和醋酸纖維素等薄膜。用這種方式處理后的印刷性較差，其用途受到限制。另外，從廣義上講，用這種方法生產的產品雖可以算作合成紙，但通常不稱為“合成紙”。
c．表面涂布方式這種方法象普通的涂布紙那樣，在塑料薄膜表面涂布一層白色顏料的涂膜層，從而賦予薄膜以白度、書寫性和油墨吸收性等。涂布基材有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酯等樹脂的薄膜，用其他方法制成的合成紙也經常作為基材進行表面涂布。該法在原理上很簡單，但在配制涂料時必須考慮到與基材的粘合性，還要考慮耐水性。與普通涂布紙的生產不同，它是在非吸收性材料上進行涂布的，作業難度相對較高。
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①紡粘型合成紙前面已經提過，通常，人們把它歸類于“無紡布”。所謂紡粘法就是將樹脂原液通過無數噴嘴，邊噴紗邊形成纖維網，然后將纖維網用樹脂浸漬固定，也可用機械法將纖維網絡起來，從而制成紡粘型合成紙。這種方法生產率很高。
②合成紙漿法首先是制備合成紙漿，為了防止原料在水中纖結，一般多用5～10mm左右的短纖維，主要原料為專用的短人造纖維、合成纖維，通常還摻入部分天然纖維紙漿。然后可用傳統的造紙機抄造。現在也有用專用機器來抄造較長纖維為原料的產品。前面提到過，這種制品一般稱為合成纖維紙，也有稱為濕式無紡布。[next]
3．合成紙的二次加工
（1）裁切
合成紙可以用縱切機或閘刀式切紙機等裁切。但需注意，合成紙只要一有缺口，就很容易從橫向（絲流方向）裂開，所以應盡可能用鋒利的刀刃。
（2）印刷
①平版膠印合成紙與普通紙性質根本不同，它幾乎不滲透潤版藥水和油墨。所以，盡管印刷條件相同，還必需注意以下三點：
a．使用合成紙專用油墨；
b．減少吸水量（可經潤版藥水中添加乙醇等）；
c．由于油墨干燥較慢，故最好采用多色印刷機，添加催干劑，稍多噴點粉，板材下料著墨后進風等措施加以改善。
②凹版印刷、柔性版印刷印刷條件幾乎與通常的塑料薄膜印刷相同，由于合成紙不易產生靜電、適用的油墨范圍較廣，所以比塑料薄膜容易印刷得多。
與普通紙張的印刷相比，一般應注意如下事項：
a．要降低張力；
b．可用熱風干燥，但需注意紙面溫度不超過80℃；
c．所有的油墨都可用，但使用pvc類油墨時，必須采用異氰酸酯等固定涂層；
d．通常印刷速度為（50～150）m／min。在氣候干燥時，進行高速多色印刷必須采用靜電消除裝置。
③孔版印刷一般印刷方式即可印刷，但需注意印刷油墨的選擇，并使用非石油類的軟溶劑。
④活版印刷可以采用通常的方式印刷，但要用平版膠印用油墨。
（3）折疊
合成紙的耐折度極優。由于折痕回彈力大，所以排紙作業比普通紙困難，排紙之后并不穩定。一般可在疊起來后輕壓1h～2h方可伏貼。
為提高作業效率，最后的折疊最好沿橫向（絲流方向）進行。
（4）層合加工合成紙層合加工與普通紙的層合加工一樣，除熱層合之外，其它所有的層合加工都適用于合成紙。
①干法層合主要用于合成紙與非吸液性材料的層合，如合成紙與合成紙、合成紙與塑料薄膜、合成紙與鋁箔等。只是要注意選用的粘合劑應適合于層合材料的特性。
②濕法層合主要用于合成紙與吸液性材料的層合，如合成紙與普通紙的層合。合成紙與膠合板層合時可采用紙與膠合板層合的裝置，粘合劑可用醋酸乙烯類等水性粘合劑。
③擠出復合合成紙可用于低密度聚乙烯的擠出復合，或用聚乙烯進行塑料夾層復合（合成紙與紙、玻璃紙、塑料薄膜等其他材料），也可以與opp薄膜很容易在相同條件下復合。合成紙還可以用其他方式進行層合，如壓印層合、蠟加工層合、熱平壓層合等。用熱層壓時需注意盡可能避免合成紙的收縮，這是由于熱壓時溫度過高，壓力解除時慢慢冷卻而產生的，所以要控制好溫度和壓力。
（5）粘合加工
合成紙有良好的粘合性，故可以制作可粘貼的郵票，糊制各種合成紙袋、紙盒等。粘合加工的形式多種多樣，但由于合成紙的不吸水特點而對粘合帶來一定的困難。為了提高作業性，最好采用溶劑型粘合劑，采用熱熔型、熱敏型、壓敏型粘合劑的效果也不錯。
然而，在實際生產中，粘合加工大多采用水溶性粘合劑及設備。但這往往需要對所用的粘合劑設備進行開發和改造。
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與普通的天然纖維紙相比，合成紙的最大特點是具有熱加工性能。與其作原料的塑料薄膜相比，由于擬紙化過程中加入了大量的無機填料而熱加工性能稍差些。
合成紙的組成與制法，均與0pp薄膜基本相似，其熱加工性能也與opp薄膜一樣也不太好，但利用合成紙熱加工性生產的商品卻不少。
①熱封合成紙與合成紙的熱熔粘合。其外觀特征是粘合部分的半透明化。合成紙對幾種主要熱封方式的適應性介紹如下。
a．熱板封合單純的合成紙不太適宜，但可用于復合有塑料薄膜或帶熱封層的合成紙的封合。
b．脈沖封合封合強度較好，但封縫的外觀較差，效率較低，故應用不多。
c．熱熔切斷封合封合強度低，不實用。但合成紙是可以采用熱熔切斷封合的紙。方法是先將聚乙烯或聚丙烯復合在合成紙上，使合成紙獲得聚乙烯或聚丙烯的熱熔粘合強度。
d．高頻封合不適于合成紙，但復合了pvc薄膜的合成紙，可以利用高頻熱封。
c．超聲波封合可以應用，但效率不高，僅用于特殊場合。
②熱定型加工（真空成型加工）由于合成紙很難得到輪廓清晰的形狀，作業性不良，因此不太適宜于熱定型加工。用于這種加工方法的合成紙僅有ps類、pvc類、無拉伸的pp類等。
（7）其他加工
①壓花進行壓花加工時，可采用輥加熱或紅外線加熱方式，如將合成紙預熱，可以提高壓花速度。壓花輥的形式可以應用普通紙用的刻花輥與紙輥組合方式，也可以采用pvc薄膜用的刻花輥與橡膠輥的組合方式。但兩者相比，前者更為適用。
②涂布使用凹版級合成紙時，幾乎在所有場合都不需要粘結層就可進行各種涂布加工。合成紙的涂布例子有顏料涂布、壓敏粘合劑涂布、熱敏粘合劑涂布、硅酮涂布、重氮涂布、磁性涂布、蠟涂布、偏二氯乙烯涂布、涂料涂布（包括后涂布與預涂布）。
③真空鍍膜在合成紙上進行真空鍍鋁加工，可以得到其他材料難以得到的特殊外觀而用作包裝材料。另外，用不同品種的合成紙鍍膜，可以得到不同風格的包裝材料。
④其他合成紙可以進行穿孔、模切、多孔沖裁等加工。但需要特別注意的是多孔沖裁時刀刃間隙的設定，橫向一般沒有問題，但縱向的間隙必須在lmm以下，否則會引起撕裂不良的危險。
金圖HR-350覆膜機
包封面機的主要用途是什么？
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印后折頁時需要注意哪些問題？
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