專利名稱：環(huán)保合成紙的造紙材料、制備方法及其造紙方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種可用于制造合成紙的制造材料、該材料的制備方法及用該材料的造紙方法。

背景技術(shù)：
長期以來，造紙業(yè)對(duì)環(huán)境的破壞和污染一直是被公認(rèn)的，并且是木材和能源消耗大的行業(yè)。普通紙張的原料目前使用的都是植物纖維的草漿、木漿、竹漿、麻纖維等。據(jù)推測(cè)，普通的木漿紙張，每生產(chǎn)1噸紙張大約需要4噸木材，相當(dāng)于砍伐23株大樹。其一方面不僅極大地?fù)p耗了綠色資源，破壞了人們賴以生存的自然環(huán)境，另一方面造紙工業(yè)紙漿生產(chǎn)過程中的蒸煮、漂白、洗滌等作業(yè)會(huì)排出大量的廢氣和廢水，會(huì)嚴(yán)重污染和惡化生態(tài)環(huán)境。
為解決這以長期存在的問題，以合成樹脂等高分子材料為主要原料，與一定的有機(jī)或無機(jī)微粒成分共同組成的復(fù)合材料以生產(chǎn)被稱為“環(huán)保紙”的合成紙，在不斷地在研究和開發(fā)。其基本方式都是采用高比例的樹脂和少量的無機(jī)礦物粉，將無機(jī)礦物粉表面改性處理后對(duì)基體樹脂進(jìn)行簡單地填充。如公開號(hào)為CN1515739A中國專利文獻(xiàn)報(bào)道了以改性硅灰石礦物復(fù)合纖維與50～95％植物纖維共同組成的一種復(fù)合型造紙材料。雖然其用改性硅灰石礦物纖維替代了一部分造紙用植物纖維，但本質(zhì)和操作工藝都仍屬于傳統(tǒng)造紙，尚不能屬于合成紙的范疇。CN1378909A和CN1480485A等文獻(xiàn)則分別報(bào)道了由聚乙烯(PE)和適當(dāng)?shù)臒o機(jī)礦粉或超細(xì)礦物粉組成的合成紙材料，CN1381347A報(bào)道了以聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)與無機(jī)礦粉形式的合成紙材料，CN1912241A報(bào)道了由PP、PE或聚氯乙烯(PVC)與超細(xì)碳酸鈣共同組成的合成紙材料，CN1381521A報(bào)道了由聚烯烴和超細(xì)碳酸鈣為填料的合成紙制造方法等。這些文獻(xiàn)所報(bào)道的用于制造合成紙的復(fù)合材料的共同點(diǎn)，都是先將無機(jī)礦物粉體表面偶聯(lián)處理后，再將各類潤滑劑、抗靜電劑、增白或彩色的著色劑或光促降解劑加入基體樹脂，利用合成紙成型設(shè)備加工成型。因而其共性問題是，由于這些材料制造的合成紙沒有毛細(xì)孔與不吸水材質(zhì)，印刷適性較木漿紙差很多，對(duì)印刷而言，可塑性不大。而且由于較高含量的樹脂使其更類似于塑料導(dǎo)致了有很大的使用局限性，紙張用后廢棄的回收困難，對(duì)環(huán)境會(huì)造成相應(yīng)的污染，缺乏真正意義的環(huán)保。而如果加大無機(jī)礦物粉的含量，因無機(jī)礦物粉與基體樹脂的相容性和分散性較差，易造成表面脫粉，影響印刷性，同時(shí)還影響制品穩(wěn)定性、耐撕裂性和耐曲折性，且高填充量時(shí)，對(duì)設(shè)備和工藝要求較高，投資巨大，動(dòng)輒上億元，產(chǎn)品成本均高于普通紙張數(shù)倍，綜合成本高于傳統(tǒng)的木漿紙，無法提升競(jìng)爭力。因此目前的合成紙?jiān)谄焚|(zhì)、成本、環(huán)保等方面都難以與傳統(tǒng)紙張抗衡，阻礙了其生產(chǎn)和應(yīng)用推廣。


發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述情況，本發(fā)明首先將提供一種新形式的用于制造環(huán)保合成紙的造紙材料，以克服目前合成紙存在的上述問題。在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明還將提供一種所說該環(huán)保合成紙的造紙材料的制備方法，并進(jìn)一步提供一種以所說該環(huán)保合成紙的造紙材料為原料的造紙方法。
本發(fā)明的環(huán)保合成紙的造紙材料，是由改性礦物纖維和有機(jī)成分等組成的。以重量計(jì)的各成分組成為 改性礦物纖維 40～70％， 熱塑性淀粉10～30％， 纖維素衍生物 5～10％， 相容劑10～20％， 輔助成分 余量。
在上述的組成中，所說的改性礦物纖維是經(jīng)纖維化超細(xì)粉碎和表面復(fù)合改性處理的平均粒徑為5～10微米、長/徑比為8～15/1的海泡石纖維、纖維狀硅灰石、石膏晶須、纖維水鎂石或白云母纖維中的至少一種。
所說的熱塑性淀粉是經(jīng)微細(xì)化和增塑改性處理的淀粉，例如，可以采用本申請(qǐng)人曾在公開號(hào)CN1778833A的專利文獻(xiàn)中所提供的經(jīng)微細(xì)化和增塑改性處理的玉米淀粉、木薯淀粉、馬鈴薯淀粉、豌豆淀粉、紅薯淀粉或小麥淀粉中的至少一種。
所說的纖維素衍生物為硝酸酯纖維素、醋酸酯纖維素、乙基纖維素、甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素中的至少一種。
所說的相容劑為乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸接枝共聚物、聚乙烯-馬來酸酐接枝共聚物、聚丙烯-馬來酸酐接枝共聚物中的至少一種。
所說的輔助成分一般可以包括如潤滑劑、著色劑等。其中潤滑劑可以選擇如聚乙烯蠟、微晶石蠟、礦物油或白油中的至少一種，或者是硬脂酸的鈣鹽、鎂鹽、鋅鹽中的至少一種。白油是合成樹脂和塑料加工等工業(yè)中常用的濕潤劑溶劑及潤滑劑，主要是以C16～31的正異構(gòu)烷烴為主的液體類烴類混合物，基本不含芳香烴和含氮、氧、硫等物質(zhì)，分子量250～450，比重0.831～0.883，運(yùn)動(dòng)黏度(50℃)5.7～26mm2/s，常用產(chǎn)品有7#、11#、15#、18#及24#等不同型號(hào)，是目前幾乎所有化妝品中廣泛使用的油性原料；所說的礦物油主要是為幾個(gè)到幾十個(gè)碳原子的含有烯鍵或炔鍵的不飽和烴混合物，有些領(lǐng)域稱為白礦油，常用的可有工業(yè)級(jí)、化妝品級(jí)、醫(yī)用級(jí)、食品級(jí)等區(qū)分。其中工業(yè)級(jí)白礦油常用于化學(xué)、紡織、化纖、石油化工、電力、農(nóng)業(yè)等，以及用于PE、PS、PU等生產(chǎn)。所說潤滑劑的量一般可以為材料總重量的2～5％。著色劑則可根據(jù)所需制造紙張的顏色需要，選擇造紙業(yè)中常用的二氧化鈦、鋅鋇白、氧化鋅等白色劑或增白劑，或是其它顏色的著色劑。著色劑的量一般可為材料總重量的0～3％。
本發(fā)明上述環(huán)保合成紙?jiān)旒埐牧系囊粋€(gè)典型制備方法，可以將上述用量的各原料成分按下述方式操作 1′將所說的改性礦物纖維在90℃～120℃下充分混合預(yù)熱并脫水至含水量≤10％； 2′將所說的熱塑性淀粉加入已預(yù)處理后的改性礦物纖維充分混合均勻； 3′將所說的纖維素衍生物加入上述的混合物料充分混合均勻； 4′依次加入輔助成分和相容劑并充分均勻混合； 5′將充分混合后的上述物料于60℃～180℃用螺桿擠出設(shè)備擠出造粒。
其中，所說的改性礦物纖維原料，可以通過對(duì)所說的天然海泡石纖維、纖維狀硅灰石、石膏晶須、纖維水鎂石或白云母纖維等進(jìn)行纖維化超細(xì)粉碎處理，提高其表面活性，有利于使礦物纖維達(dá)到良好的分散效果并與熱塑性淀粉和纖維素衍生物的結(jié)合；進(jìn)一步通過包覆技術(shù)等化學(xué)改性處理，在礦物纖維表面引入電解質(zhì)或表面活性劑，使作用在界面上的界面力發(fā)生變化，使礦物纖維大量附著在熱塑性淀粉、纖維素衍生物表面，經(jīng)螺旋基礎(chǔ)設(shè)備的熔融反應(yīng)擠出，達(dá)到形成具有良好均一性的相互交織的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。相關(guān)的改性處理方法，可以參照目前已有較多研究和報(bào)道/使用的方法進(jìn)行。如，李珍等“機(jī)械力化學(xué)法超細(xì)改性硅灰石實(shí)驗(yàn)研究”(《礦產(chǎn)綜合利用》，2002(2)3-7)、施玉北、邱堅(jiān)等“云南硅灰石礦物學(xué)特征及礦物類樹脂填料在人造板工業(yè)中的應(yīng)用”(《林產(chǎn)工業(yè)》2004，31(4)7-10)、馬正先、蓋國勝等“硅灰石針狀粉超細(xì)粉碎技術(shù)的研究進(jìn)展”(《中國非金屬礦工業(yè)導(dǎo)刊》1999，(5)31-33)、孫傳敏，鐘素化等“改性硅灰石在新聞紙?jiān)旒垬I(yè)中的雙重環(huán)境效應(yīng)”(《成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》2003，30(6)629-634)、沈上越，池波等“硅灰石表面改性和效果評(píng)價(jià)”(《礦產(chǎn)保護(hù)與利用》2000，(6)24-28)，以及公開號(hào)CN1515739A的中國專利文獻(xiàn)等都有相關(guān)或具體的報(bào)道。
所說的熱塑性淀粉是將普通淀粉經(jīng)微細(xì)化和增塑改性處理后，使淀粉的一系列理化性質(zhì)發(fā)生變化，賦予淀粉更高的細(xì)度和反應(yīng)活性，并使淀粉分子結(jié)構(gòu)無序化，羥基含量減少，淀粉分子完全喪失了原淀粉所具有的結(jié)晶性，其結(jié)晶結(jié)構(gòu)則趨于完全無定形化，從而具備優(yōu)良的熱塑性加工性能。
所說擠出造粒用的螺桿擠出設(shè)備，可以有多種選擇，如目前已有報(bào)道/使用的常用雙螺桿擠出機(jī)，或是由由串聯(lián)的雙螺桿反應(yīng)型擠出機(jī)和單螺桿反應(yīng)型擠出機(jī)所組成的雙階式螺桿反應(yīng)擠出機(jī)等都可以使用。其中，尤以采用后者的雙階式螺桿反應(yīng)擠出機(jī)為優(yōu)選，可以充分利用不同螺桿擠出設(shè)備功能特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)，更滿意地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的加工要求雙螺桿擠出單元可以對(duì)初始物料進(jìn)行強(qiáng)制輸送，其反向嚙合部件可使組分物料高效塑化混煉和剪切分散均勻，特別是對(duì)淀粉能有效塑化；上階物料通過機(jī)組中的平行雙螺桿混煉擠出后，自由落至呈垂直丁字型布置的下階大口徑單螺桿部分，單螺桿擠出單元的低速、低剪切性能則有利于穩(wěn)定擠出，具有較好的降溫造粒效果，最后完成降溫?cái)D出造粒，從而可避免過熱引發(fā)的物料分解。
在此基礎(chǔ)上，更優(yōu)選的方式是使用螺桿的長徑比≥48∶1的雙螺桿擠出機(jī)和使用螺桿的長徑比≥25∶1單螺桿擠出機(jī)所串聯(lián)組成的雙階式螺桿擠出機(jī)進(jìn)行擠出造粒。其中，主機(jī)轉(zhuǎn)速100～300轉(zhuǎn)/分鐘，喂料機(jī)轉(zhuǎn)速8～30轉(zhuǎn)/分鐘；第一階的溫度控制范圍一至三區(qū)60℃～100℃，四至六區(qū)120℃～150℃，七至九區(qū)140℃～180℃，十至十二區(qū)120℃～150℃；第二階的溫度控制范圍一至三區(qū)130℃～160℃，四至五區(qū)110℃～150℃。
試驗(yàn)顯示，在上述制備方法基礎(chǔ)上，進(jìn)一步還可以分別或組合的方式做下述的改進(jìn)和/或優(yōu)選 所說第1′步的物料混合可優(yōu)選采用高混機(jī)，使物料在300～900轉(zhuǎn)/分下充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?。目前已?bào)道和/或使用的高混機(jī)都可以選擇使用使用，如常用的電機(jī)及加熱功率30/42、40/55、47/67的SHR-200A、SHR-300A、SHR-500A等自摩擦加熱型的高混機(jī)等。
所說第4′步對(duì)輔助成分和相容劑的混合，可以采用先加入潤滑劑充分混合后，再加入著色劑充分混合，最后加入相容劑充分混合。
以本發(fā)明上述環(huán)保合成紙制造材料為原料造紙，可以按一般的塑料加工方式，將該原料經(jīng)造紙的常規(guī)設(shè)備以下述方式之一，制成得到平面延展形式的膜片狀紙產(chǎn)品 a.將原料送入常規(guī)造紙?jiān)O(shè)備中的紙膜吹塑成型機(jī)組，在130～180℃溫度下使熔融的物料通過紙膜機(jī)模頭充氣吹制成管狀膜，并由氣壓拉伸為適當(dāng)長/寬的紙膜，然后根據(jù)所制造紙品的需要，經(jīng)造紙的常規(guī)雙向拉伸裝置對(duì)紙膜進(jìn)行縱/橫雙向拉伸成符合要求厚度的紙張，最后通過冷卻裝置冷卻處理后得到所需厚度的平面延展成品紙張； b.將原料經(jīng)造紙?jiān)O(shè)備中的壓延機(jī)壓延成型后，由引離輥等設(shè)備縱向引離至擴(kuò)幅機(jī)進(jìn)行橫向擴(kuò)幅拉伸，再經(jīng)冷卻機(jī)組冷卻成型，得符合規(guī)定厚度的紙張，并可進(jìn)一步按常規(guī)方式卷取存儲(chǔ)。
試驗(yàn)結(jié)果顯示，本發(fā)明上述形式的造紙材料可以提高紙張的穩(wěn)定性、耐熱性、阻燃性，增加紙張的不透明度和平滑度等方面的性能指標(biāo)，克服了目前環(huán)保紙?jiān)谀蜔嵝院屯Χ容^差等方面的缺陷。特別是通過采用了作為具有熱塑性功能介質(zhì)的微細(xì)化的熱塑性淀粉，改善了體系的加工性能及高含量礦物纖維在整個(gè)體系內(nèi)的相容性和分散性，實(shí)現(xiàn)了環(huán)保紙的熱塑性加工，并能解決目前環(huán)保紙的浸透性較差、影響油墨印刷和粘合劑干燥速度慢等缺點(diǎn)，同時(shí)還能具有生物降解性能，真正實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程中的環(huán)保和減少使用廢棄后對(duì)環(huán)境的不利影響。通過對(duì)纖維素衍生物的使用，能使其與熱塑性淀粉、改性礦物纖維和相容劑在雙螺桿反應(yīng)擠出過程中更好地化學(xué)結(jié)合，起到增強(qiáng)、增韌的作用。
在加工性方面，特別是利用了高速混合機(jī)等通用設(shè)備進(jìn)行混合反應(yīng)，以及采用雙階式螺桿反應(yīng)擠出設(shè)備，本發(fā)明的造紙材料可實(shí)現(xiàn)連續(xù)化擠出造粒，操作簡單，工藝穩(wěn)定，生產(chǎn)效率高，成本低，有利于實(shí)現(xiàn)環(huán)保紙產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和推廣。而粒料所具有的優(yōu)良熱塑性加工性能，可以使用目前造紙行業(yè)中常用的壓延或者紙膜機(jī)吹塑進(jìn)行雙向拉伸加工成不同用途的環(huán)保紙，也有效解決了目前環(huán)保紙成型加工過程中的局限性。
以下通過實(shí)施例的具體實(shí)施方式
再對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

具體實(shí)施例方式 實(shí)施例1 原料(以總重量計(jì)，以下同)改性硅灰石纖維70％，熱塑性玉米淀粉10％，硝酸酯纖維素5％，聚丙烯-馬來酸酐接枝共聚物10％，乙烯/醋酸乙烯共聚物2％，白油3％。其中，改性硅灰石纖維按李珍等人“機(jī)械力化學(xué)法超細(xì)改性硅灰石實(shí)驗(yàn)研究”(《礦產(chǎn)綜合利用》，2002(2)3-7)報(bào)道的方式加工處理得到；熱塑性淀粉為按前述CN1778833A方法處理得到(以下均同此)。
將改性硅灰石纖維放入SHR-300A型高混機(jī)，在120℃和900轉(zhuǎn)/分下高速攪拌20分鐘預(yù)熱、脫水，檢測(cè)水分≤10％后，加入熱塑性玉米淀粉，保持?jǐn)嚢?0分鐘，加入硝酸酯纖維素?cái)嚢?0分鐘，加入白油攪拌10分鐘，最后加入乙烯/醋酸乙烯共聚物和聚丙烯-馬來酸酐接枝共聚物的混合物，攪拌8分鐘放料。
將上述混合物經(jīng)由串聯(lián)式雙螺桿反應(yīng)型擠出機(jī)和單螺桿反應(yīng)型擠出機(jī)所組成的雙階式螺桿反應(yīng)擠出機(jī)擠出造粒(雙螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比≥48∶1，單螺桿擠出機(jī)的螺桿長徑比≥25∶1，以下同此)。其中，主機(jī)轉(zhuǎn)速100～300轉(zhuǎn)/分鐘，喂料機(jī)轉(zhuǎn)速8～30轉(zhuǎn)/分鐘(以下同此)，第一階的溫度控制一至三區(qū)60℃，四至六區(qū)120℃，七至九區(qū)140℃，十至十二區(qū)130℃；第二階的溫度控制一至三區(qū)130℃，四至五區(qū)110℃。
將所得粒料送至壓延機(jī)壓延成型，再由引離輥縱向引離至擴(kuò)幅機(jī)進(jìn)行橫向擴(kuò)幅拉伸，再送入冷卻機(jī)組冷卻成型，成型后可直接卷取得0.25～0.35mm厚度的環(huán)保紙?？捎糜谑痔岽?、包裝盒、藥品包裝、化妝品包裝等包裝用品。
實(shí)施例2 原料改性海泡石纖維40％，熱塑性木薯淀粉30％，醋酸酯纖維素5％，聚乙烯-馬來酸酐接枝共聚物20％，礦物油3％，二氧化鈦2％。其中的改性海泡石纖維可按上述實(shí)施例1的方式或按沈上越等人“硅灰石表面改性和效果評(píng)價(jià)”(《礦產(chǎn)保護(hù)與利用》2000，(6)24-28)報(bào)道的方式加工處理得到。
將改性海泡石纖維于高混機(jī)中在110℃、600轉(zhuǎn)/分下攪拌15分鐘預(yù)熱、脫水至水分≤10％后，加入熱塑性木薯淀粉，保持?jǐn)嚢?5分鐘，加入醋酸酯纖維素?cái)嚢?5分鐘，加入礦物油攪拌10分鐘，最后加入聚乙烯-馬來酸酐接枝共聚物和二氧化鈦，攪拌5分鐘放料。
將上述混合物經(jīng)雙階式螺桿反應(yīng)擠出機(jī)擠出造粒，第一階的溫度控制一至三區(qū)80℃，四至六區(qū)100℃，七至九區(qū)130℃，十至十二區(qū)165℃；第二階的溫度控制一至三區(qū)140℃，四至五區(qū)120℃。
將所得到的粒料送入紙膜吹塑成型設(shè)備，物料熔融后通過紙膜機(jī)模頭，充氣吹泡成管狀膜，通過氣壓拉伸為一定長度、寬度的紙膜，然后通過雙向拉伸裝置對(duì)紙膜進(jìn)行縱、橫向拉伸，最后通過冷卻裝置處理后得到0.08～0.12mm的成品紙張。可替代目前傳統(tǒng)銅版紙用于廣告冊(cè)、宣傳畫等用途。
實(shí)施例3 原料改性石膏晶須50％，熱塑性玉米淀粉20％，乙基纖維素10％，聚丙烯-馬來酸酐接枝共聚物15％，乙烯/醋酸乙烯共聚物3％，氧化聚乙烯蠟2％。其中，改性石膏晶須按施玉北等人“云南硅灰石礦物學(xué)特征及礦物類樹脂填料在人造板工業(yè)中的應(yīng)用”(《林產(chǎn)工業(yè)》2004，31(4)7-10)報(bào)道的方式加工處理得到。
將改性石膏晶須置高混機(jī)中在100℃、300轉(zhuǎn)/分下高速攪拌10分鐘預(yù)熱、脫水至水分≤10％后，加入熱塑性小麥淀粉，保持?jǐn)嚢?0分鐘，加入乙基纖維素?cái)嚢?0分鐘，加入氧化聚乙烯蠟攪拌5分鐘，最后加入乙烯/醋酸乙烯共聚物和聚丙烯-馬來酸酐接枝共聚物的混合物，攪拌5分鐘放料。
將上述混合物經(jīng)雙階式螺桿反應(yīng)擠出機(jī)擠出造粒，第一階溫度控制在一至三區(qū)100℃，四至六區(qū)130℃，七至九區(qū)160℃，十至十二區(qū)140℃；第二階溫度控制在一至三區(qū)130℃，四至五區(qū)120℃。
將所得到的粒料按實(shí)施例1方式，經(jīng)壓延機(jī)壓延成型、引離輥擴(kuò)幅拉伸加工成0.25～0.35mm厚度的紙張?？捎糜诤?bào)、畫報(bào)、圖片、年歷等印刷用品。
實(shí)施例4 原料改性白云母纖維40％，熱塑性豌豆淀粉25％，甲基纖維素10％，聚乙烯-馬來酸酐接枝共聚物15％，乙烯-丙烯酸接枝共聚物5％，硬脂酸鈣3％，鋅鋇白2％。其中，白云母纖維按李珍等“機(jī)械力化學(xué)法超細(xì)改性硅灰石實(shí)驗(yàn)研究”(《礦產(chǎn)綜合利用》，2002(2)3-7)報(bào)道的方式加工處理得到。將改性白云母纖維放入高混機(jī)于90℃、400轉(zhuǎn)/分下攪拌15分鐘預(yù)熱、脫水至水分≤10％后，加入熱塑性豌豆淀粉，保持?jǐn)嚢?0分鐘，加入甲基纖維素?cái)嚢?分鐘，加入硬脂酸鈣攪拌10分鐘，最后加入聚乙烯-馬來酸酐接枝共聚物、乙烯-丙烯酸接枝共聚物和鋅鋇白，攪拌5分鐘放料。
將上述混合物經(jīng)雙階式螺桿反應(yīng)擠出機(jī)擠出造粒，第一階的溫度控制一至三區(qū)110℃，四至六區(qū)120℃，七至九區(qū)140℃，十至十二區(qū)165℃；第二階的溫度控制一至三區(qū)140℃，四至五區(qū)120℃。
將所得到的粒料按實(shí)施例2方式，經(jīng)紙膜機(jī)吹塑成型和雙向拉伸加工成厚度0.08～0.15mm的紙張，可用于彩色像紙、紙幣用紙等特種用途。
由以上實(shí)施例所制得的環(huán)保紙主要技術(shù)指標(biāo)如表1所示。
表1各實(shí)施例本發(fā)明環(huán)保紙的主要技術(shù)檢測(cè)指標(biāo)
由可替代傳統(tǒng)銅版紙的本發(fā)明合成紙(實(shí)施例2)與傳統(tǒng)銅版紙(原料為木漿和約20％的CaCO3)、目前已有報(bào)道的PP/CaCO3型合成紙比較可以看出，本發(fā)明合成紙的性能明顯高于目前已有形式的合成紙。對(duì)比結(jié)構(gòu)如表2所示。
表2不同紙產(chǎn)品的性能比較

權(quán)利要求
1.環(huán)保合成紙的造紙材料，含有改性礦物纖維和有機(jī)成分，其特征是以重量計(jì)的組成為
改性礦物纖維40～70％，
熱塑性淀粉 10～30％，
纖維素衍生物5～10％，
相容劑 10～20％，
輔助成分余量，
其中，所說的改性礦物纖維是經(jīng)纖維化超細(xì)粉碎和表面復(fù)合改性處理的平均粒徑為5～10微米、長/徑比為8～15/1的海泡石纖維、纖維狀硅灰石、石膏晶須、纖維水鎂石或白云母纖維中的至少一種；所說的熱塑性淀粉是經(jīng)微細(xì)化和增塑改性處理的淀粉；所說的纖維素衍生物為硝酸酯纖維素、醋酸酯纖維素、乙基纖維素、甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素中的至少一種；所說的相容劑為乙烯-醋酸乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸接枝共聚物、聚乙烯-馬來酸酐接枝共聚物、聚丙烯-馬來酸酐接枝共聚物中的至少一種；所說的輔助成分包括潤滑劑和著色劑。
2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保合成紙的造紙材料，其特征是所說的熱塑性淀粉為經(jīng)微細(xì)化和增塑改性處理的玉米淀粉、木薯淀粉、馬鈴薯淀粉、豌豆淀粉、紅薯淀粉或小麥淀粉中的至少一種。
3.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保合成紙的造紙材料，其特征是所說的潤滑劑是聚乙烯蠟、微晶石蠟、礦物油、白油中的至少一種，或是硬脂酸的鈣鹽、鎂鹽、鋅鹽中的至少一種，含量為總重量的2～5％。
4.如權(quán)利要求1所述的環(huán)保合成紙的造紙材料，其特征是所說的著色劑為總重量的0～3％。
5.權(quán)利要求1至4所述環(huán)保合成紙制造材料的制備方法，其特征是將所說量的各原料成分按下述方式操作
1′將所說的改性礦物纖維在90℃～120℃下充分混合預(yù)熱并脫水至含水量≤10％；
2′將所說的熱塑性淀粉加入已預(yù)處理后的改性礦物纖維充分混合均勻；
3′將所說的纖維素衍生物加入上述的混合物料充分混合均勻；
4′依次加入輔助成分和相容劑并充分均勻混合；
5′將充分混合后的上述物料于60℃～180℃用螺桿擠出設(shè)備擠出造粒。
6.如權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征是所說第4′步輔助成分和相容劑的混合采用先加入潤滑劑充分混合后，再加入著色劑充分混合，最后加入相容劑充分混合。
7.如權(quán)利要求5或6所述的制備方法，其特征是所說第5′步的擠出造粒采用由串聯(lián)的雙螺桿反應(yīng)型擠出機(jī)和單螺桿反應(yīng)型擠出機(jī)所組成的雙階式螺桿反應(yīng)擠出機(jī)制備，主機(jī)轉(zhuǎn)速100～300轉(zhuǎn)/分鐘，喂料機(jī)轉(zhuǎn)速8～30轉(zhuǎn)/分鐘，第一階溫度控制在一至三區(qū)60～100℃，四至六區(qū)120～150℃，七至九區(qū)140～180℃，十至十二區(qū)120～150℃；第二階溫度控制在一至三區(qū)130～160℃，四至五區(qū)110～150℃。
8.如權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征是所說的雙螺桿擠出機(jī)螺桿的長徑比≥48∶1，單螺桿擠出機(jī)螺桿的長徑比≥25∶1。
9.如權(quán)利要求5或6所述的制備方法，其特征是所說第1′步的物料混合在高混機(jī)中于300～900轉(zhuǎn)/分下攪拌。
10.以權(quán)利要求1至4所述環(huán)保合成紙制造材料為原料的造紙方法，其特征是按塑料加工方式，將原料按下述方式之一處理，得到平面延展形式的膜片狀紙產(chǎn)品
a.將原料送入常規(guī)造紙?jiān)O(shè)備中的紙膜機(jī)，在130～180℃將熔融的物料由紙膜機(jī)模頭充氣吹制成膜，再根據(jù)需要經(jīng)雙向拉伸裝置進(jìn)行縱橫雙向拉伸得到所要求厚度的平面延展紙張并冷卻成型；
b.將原料經(jīng)造紙?jiān)O(shè)備中的壓延機(jī)壓延成型后，經(jīng)縱橫雙向擴(kuò)幅拉伸并冷卻成型，成型后得到所要求厚度的平面延展紙張。
全文摘要
環(huán)保合成紙的造紙材料、制備方法及其造紙方法。材料由改性礦物纖維、熱塑性淀粉、纖維素衍生物、相容劑、輔助成分等組成。其中改性礦物纖維是平均粒徑5～10微米和長/徑比8～15/1的經(jīng)纖維化超細(xì)粉碎和表面復(fù)合改性處理的礦物纖維，熱塑性淀粉是經(jīng)微細(xì)化和增塑改性處理的淀粉，輔助成分包括潤滑劑和著色劑。該造紙材料的制備是將各原料成分依次充分混合后，于60℃～180℃用螺桿擠出設(shè)備擠出造粒得到。按塑料加工方式將該材料以壓延或紙膜機(jī)吹塑進(jìn)行雙向拉伸即可制成為相應(yīng)的紙產(chǎn)品。該造紙材料能克服目前合成紙的缺陷，可廣泛用于商業(yè)印刷、出版物、辦公用紙及包裝等領(lǐng)域，且用塑料加工設(shè)備造紙的加工過程環(huán)保，成本低。
文檔編號(hào)B29L7/00GK101760990SQ200910263440
公開日2010年6月30日 申請(qǐng)日期2009年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月17日
發(fā)明者陳慶, 邱雄, 曾軍堂, 劉宏 申請(qǐng)人:成都新柯力化工科技有限公司