合成紙的生產(chǎn)工藝

      發(fā)布時間:2024-07-17 點擊:143
      1.合成紙的原料合成紙的性能與所選用的原料有很大關(guān)系,而原料的選擇又與制造方法有關(guān)。
      (1)主要原料——合成樹脂
      選用何種樹脂作為原料來生產(chǎn)合成紙,應(yīng)從加工適應(yīng)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(yīng)用較少,但聚酯、尼龍等樹脂也用于生產(chǎn)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(zhì)”,即在白度,不透明性、印刷適應(yīng)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(wěn)定性等指標(biāo)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(fù)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(nèi)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(wěn)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(chǎn)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(jīng)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(chǎn)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(chǎn)線規(guī)模較大(但是,與天然纖維紙的造紙生產(chǎn)線相比要小得多)。因此,設(shè)備投資要大些。然而,經(jīng)過雙向拉伸后,雜亂排列的聚合物分子取向變得較有規(guī)則。一般經(jīng)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(nèi)部紙化方式生產(chǎn)合成紙由于采用連續(xù)生產(chǎn)線,故生產(chǎn)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(chǎn)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(jié)構(gòu)。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(zhì)。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(xì)微孔隙而成為擬紙化層。由于這些大量的細(xì)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(zhì)。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(xué)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(xué)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(fā)后便產(chǎn)生許多細(xì)微的孔隙。這些微細(xì)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(chǎn)很少。
      b.表面物理處理方式這是在硬質(zhì)塑料的表面進行噴砂磨蝕加工等,使其表面產(chǎn)生無數(shù)微細(xì)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(chǎn)的產(chǎn)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(jīng)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(chǎn)不同,它是在非吸收性材料上進行涂布的,作業(yè)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(jīng)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(shù)噴嘴,邊噴紗邊形成纖維網(wǎng),然后將纖維網(wǎng)用樹脂浸漬固定,也可用機械法將纖維網(wǎng)絡(luò)起來,從而制成紡粘型合成紙。這種方法生產(chǎn)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(jié),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(tǒng)的造紙機抄造。現(xiàn)在也有用專用機器來抄造較長纖維為原料的產(chǎn)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(yīng)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(zhì)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(jīng)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(fēng)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(chǎn)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(yīng)注意如下事項:
      a.要降低張力;
      b.可用熱風(fēng)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(yōu)。由于折痕回彈力大,所以排紙作業(yè)比普通紙困難,排紙之后并不穩(wěn)定。一般可在疊起來后輕壓1h~2h方可伏貼。
      為提高作業(yè)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(yīng)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(fù)合合成紙可用于低密度聚乙烯的擠出復(fù)合,或用聚乙烯進行塑料夾層復(fù)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(fù)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(chǎn)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(yè)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(chǎn)中,粘合加工大多采用水溶性粘合劑及設(shè)備。但這往往需要對所用的粘合劑設(shè)備進行開發(fā)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(chǎn)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(yīng)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(fù)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(yīng)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(fù)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(fù)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(yīng)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(yè)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(yù)熱,可以提高壓花速度。壓花輥的形式可以應(yīng)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(jié)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(yù)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(fēng)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(shè)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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