CN102205550B - 一种石头纸瓦楞纸板及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石头纸瓦楞纸板，其面纸和芯纸均采用高碳酸钙含量的石头纸材料，石头纸面纸和石头纸芯纸完全融为瓦楞状的一体化整体结构。本发明也公开了石头纸瓦楞纸板的制造方法：将石头纸原材料的挤出造粒、挤出流压延制成石头纸瓦楞纸芯、与石头纸面纸瞬间高温热熔复合成型。本发明充分发挥石头纸的优点，利用石头纸具有一定的塑性，生产出的石头纸复合瓦楞纸板不需要粘合剂，物理性能优良，防潮、防水、耐腐蚀，是一种新型的环保包装材料。

Description

一种石头纸瓦楞纸板及其制造方法

技术领域

本发明属于包装材料技术领域，涉及一种石头纸瓦楞纸板及其制造方法。

背景技术

纸和纸板在包装材料中起着主导作用，占所有包装材料的40％以上，甚至达到了50％。而瓦楞纸板作为纸包装材料的重要组成部分，也早已被广泛应用。

传统的瓦楞纸板是一个多层的黏合体，它由最少一层瓦楞型芯纸及两层面纸构成。它的瓦楞波纹好像一个个连接的拱形门，相互并列成一排，相互支撑，形成三角结构体，具有较好的机械强度，从平面上也能承受一定的压力，并富于弹性，缓冲作用好；它可根据需要制成各种形状大小的衬垫或容器，比塑料缓冲材料要简便、快捷；受温度影响小，遮光性好，受光照不变质。

但是传统的瓦楞纸板往往有着一些不可克服的缺点，如不能在湿度较大的环境中长期使用。并且不能装载太重的商品(按国家标准、五层瓦楞纸板箱载重不得超过55kg，七层瓦楞纸板箱载重超过70kg时要内衬硬板)，抗戳穿强度不强(比木板、人造板、塑料板都要差)。传统瓦楞纸板的这些缺点，大大的影响了其应用的范围。

近年来，为了克服传统瓦楞纸板的缺点，进一步提高瓦楞纸板的性能，许多专家学者做了大量的研究。但是这些研究主要都只是专注于传统瓦楞纸板的物理性能分析模型的建立和改进其制造工艺以提高其性能。并没有提出可以从本质上克服上述传统瓦楞纸板缺陷的方法，因而瓦楞纸板在包装行业的应用也一直受到很大的局限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种防潮的瓦楞纸板及其制备方法。本发明以石头纸原料作为原材料，制备得到一种面纸和芯纸均为高碳酸钙含量的石头纸材料的石头纸瓦楞纸板，不仅防潮，而且机械性能更好。

本发明的技术方案是：

一种石头纸瓦楞纸板，由芯纸和两层面纸组成，所述芯纸和面纸采用石头纸制成，并且芯纸和面纸采用热熔复合。

上述石头纸瓦楞纸板的制备方法是：

(1)石头纸原材料经混合、密炼，制成颗粒状的粒料；

(2)石头纸瓦楞芯纸挤出压延成型，即将粒料投入挤出装置中，在170℃-240℃下熔融后经瓦楞型模口模头垂直向下流出，从而形成瓦楞型的软片，并使其冷却至70℃-110℃，制成瓦楞形芯纸；

(3)石头纸面纸和芯纸在500℃-600℃下瞬间热熔复合，即将瓦楞形芯纸和面纸快速从高温预热辊上经过，使其粘合面瞬间达到熔融状态，然后在上、下复合辊的压力作用下复合成瓦楞纸板，经由冷却装置定型；

(4)石头纸复合瓦楞纸板的表面处理和裁切，即将已经冷却定型的瓦楞纸板进行表面处理，然后按实际需要裁切成特定的尺寸。

更具体的方案是：

石头纸原材料经混合、密炼，在170℃-240℃之间制成颗粒状的粒料。

其中瓦楞型模口模头的模口宽度可以调节，从而通过调节模口宽度即可分别得到A型(大瓦楞)、B型(小瓦楞)、C型(中瓦楞)和E型(微瓦楞)等不同瓦楞类型的石头纸复合瓦楞纸板。

其中瓦楞型模口模头可以为V型、U型或UV型三种，根据实际需要更换不同瓦楞形状模口的模头就可以分别制得V型(如图1)、U型(如图2)和UV型(如图3)的石头纸复合瓦楞纸板。

本发明提供的石头纸瓦楞纸板，不仅能防潮，而且利用石头纸具有塑性，面纸和芯纸采用瞬间高温热熔复合，无需任何粘合剂。这样复合而成的瓦楞纸板其芯纸与面纸完全融为瓦楞状的一体化整体结构，具有更加优良的力学性能。这种材料主要由石头纸组成，其原材料成分和石头纸相同，因而这种材料也具有一定的降解能力，是一种典型的绿色包装材料。

附图说明

图1为V型石头纸复合瓦楞纸板结构示意图；

图2为U型石头纸复合瓦楞纸板结构示意图；

图3为UV石头纸复合瓦楞纸板结构示意图；

图4为石头纸瓦楞纸板的制造装置示意图；

图5为瓦楞型模口模头剖面结构示意图；

图6为V型瓦楞模口结构示意图；

图7为U型瓦楞模口结构示意图；

图8为UV型瓦楞模口结构示意图；

标号说明

1挤出装置            2瓦楞型模口模头

3冷却装置

4、5、6、7、8、9、12、13、14、23、24、25牵引辊

10、16、22高温预热辊            11、26卷筒石头纸

15、21低温预热辊                17、18、19上复合辊

20、27、28下复合辊              29冷却定型装置

30电晕处理装置                  31裁切装置

32收纸装置

具体实施方式

下面通过实施例具体介绍本发明。所涉及的物质份数均为质量份数。

实施例1：U型石头纸复合瓦楞纸板的制造

1.石头纸原材料造粒U型石头纸复合瓦楞纸板以75份的天然无机矿粉(主要成分为碳酸钙，还包括硫酸钙、硫酸钡、云母粉、氧化锌、白云石粉、滑石粉、二氧化硅等)为主要原料，配合20份的HDPE(高密度聚乙烯)，2.3份改性剂(包括0.8份铝酸酯，1份JL-G改性剂，0.5份硬脂酸)，2.1份加工助剂(包括0.6份聚乙烯酯CH-4，1.5份固体石蜡56#)，2份功能助剂(碳酸钙改性增白剂)。该阶段把石头纸瓦楞纸板的原料制造成粒料。先将主要原料75份的天然无机矿粉(包括碳酸钙、硫酸钙、硫酸钡、云母粉、氧化锌、白云石粉、滑石粉、二氧化硅等)在100-110℃干燥，使无机材料的水份含量小于0.3-0.5％；然后将干燥后的无机材料、2.3份改性剂(包括0.8份铝酸酯，1份JL-G改性剂，0.5份硬脂酸)一起加入到混合/改性设备中混合，进行无机材料的改性。再将活化改性的无机材料与2份功能助剂(如碳酸钙改性增白剂、二氧化钛增白剂、PE抗静电剂、抗氧化剂1076)、2.1份加工助剂(包括0.6份聚乙烯酯CH-4，1.5份固体石蜡56#)和20份HDPE加入到混合设备中混合均匀，并输送到改性设备进行二次密炼改性处理；最后将经过两次改性处理并混合均匀的原材料送入造粒设备进行造粒，得到石头纸粒料。

2.石头纸瓦楞芯纸挤出压延成型请参考图4，在这一过程中首先将在第一阶段造好的粒料投入挤出装置(1)中，使粒料在170℃-240℃的高温条件下熔融，然后将其从模口为U型瓦楞型的模头中挤出。在这一过程中，模头的模口必须保持水平，使挤出的瓦楞芯纸的瓦楞方向垂直向下，从而有效避免瓦楞的塌陷；同时调节模口缝宽为80μm-200μm，使粒料高温熔融后从U型瓦楞型模口模头挤出压延成楞高为1.1mm-1.4mm左右的瓦楞芯纸软片。在上述石头纸瓦楞芯纸离开模头模口40毫米至800毫米处，由冷却装置(3)吹出垂直于石头纸瓦楞芯纸方向的低温冷风，通过调整风量的大小和温度高低，使离开模口时温度高达170℃到210℃的瓦楞型软片在离开模嘴面800毫米内，温度降低至70℃至110℃之间，使瓦楞芯纸初步成型。然后通过一牵引装置将已经初步冷却定型的石头纸瓦楞芯纸牵引至瓦楞纸板成型装置处，进行第三阶段的生产。这一过程中使用的牵引装置主要由6对牵引辊(4、5、6、7、8、9)构成一平缓的弧形结构，其中每相邻两对牵引辊连线之间的夹角(即瓦楞方向上的弯曲角)为15°左右，实际生产中还可通过增加牵引辊的对数来减小瓦楞方向上的弯曲角，其目的是避免在牵引过程中由于石头纸瓦楞芯纸各个瓦楞间拉力过大而引起的尚未完全冷却定型的瓦楞变型的情况的出现。

3.石头纸面纸和芯纸瞬间高温热熔复合将第二阶段制造好的石头纸瓦楞芯纸牵引至一对高温预热辊处(10)，将高温预热辊的温度调至500℃-600℃，将牵引速度调至20m/min-140m/min，使芯纸从高温预热辊中间经过时瓦楞与其接触部分瞬间融化，然后继续牵引至复合辊(17、18、19、20、27、28)处。同时将作为面纸的石头纸经牵引辊牵引至预热辊处(15、16、21、22)，控制与将要和芯纸热熔复合的一面接触的高温预热辊(16、21)温度至500℃-600℃，低温预热辊(15、22)温度控制至70℃-100℃，同时将石头纸的牵引速度调至20m/min-140m/min，石头纸从预热辊处经过的时候，其与高温预热辊接触的一面由于高温作用而产生瞬间熔化，而与低温预热辊接触的一面则几乎保持原有状态。然后分别将其继续牵引至上、下复合辊处，其中上、下复合辊与预热辊相距为20cm-40cm，使石头纸已经瞬间熔化的一面与石头纸瓦楞芯纸接触，继而通过复合辊施加一定的压力使两层石头纸面纸与石头纸瓦楞芯纸复合。再将已经复合的纸板继续传送到冷却定型装置(29)处，使其温度逐渐降低至70℃-100℃，完全定型。

4.石头纸复合瓦楞纸板表面处理和裁切将石头纸复合瓦楞纸板输送至表面电晕处理装置(30)进行电晕处理。最后将表面电晕处理好的石头纸瓦楞纸板传送至纸板裁切装置(31)，按照实际需要，将石头纸瓦楞纸板切割成相应的尺寸规格，然后把横裁成型的瓦楞纸板输送到集合位置。并将裁切后的废料进行回收利用。

实例2：UV型石头纸复合瓦楞纸板的制造

UV型石头纸复合瓦楞纸板的制造与上述实例1中U型石头纸复合瓦楞纸板的制造基本相同，其不同点可分原料和制造工艺两部分说明。

原料方面，UV型石头纸复合瓦楞纸板以80份的天然无机矿粉(主要成分为碳酸钙，还包括硫酸钙、硫酸钡、云母粉、氧化锌、白云石粉、滑石粉、二氧化硅等)为主要原料，配合20份的HDPE，2.3份改性剂(包括0.8份铝酸酯，1份JL-G改性剂，0.5份硬脂酸)，2.1份加工助剂(包括0.6份聚乙烯酯CH-4，1.5份固体石蜡58#)和2.1份功能助剂(1.5份二氧化钛增白剂，0.3份PE抗静电剂，0.3份抗氧化剂1076)。

制造工艺方面，UV型石头纸复合瓦楞纸板在石头纸瓦楞芯纸挤出压延成型时使用的是模口为UV型的瓦楞型模头。模口宽度调节为120μm-250μm左右，挤出的石头纸瓦楞芯纸楞高为2.5mm-2.8mm左右。

Claims (3)

1.一种石头纸瓦楞纸板的制备方法，该瓦楞纸板由芯纸和两层面纸组成，所述芯纸和面纸采用石头纸制成，其特征在于包括如下步骤：

（1）石头纸原材料经混合、密炼，制成颗粒状的粒料；

（2）石头纸瓦楞芯纸挤出压延成型，即将粒料投入挤出装置中，在170℃-240℃下熔融后经瓦楞型模口模头垂直向下流出，从而形成瓦楞型的软片，并使其冷却至70℃—110℃，制成瓦楞形芯纸；

（3）石头纸面纸和芯纸在500℃-600℃下瞬间热熔复合，即将瓦楞形芯纸和面纸快速从高温预热辊上经过，使其粘合面瞬间达到熔融状态，然后在上、下复合辊的压力作用下复合成瓦楞纸板，经由冷却装置定型；

（4）石头纸复合瓦楞纸板的表面处理和裁切，即将已经冷却定型的瓦楞纸板进行表面处理，然后按实际需要裁切成特定的尺寸。

2.如权利要求1所述石头纸瓦楞纸板的制备方法，其特征在于：石头纸原材料经混合、密炼，在170℃—240℃之间制成颗粒状的粒料。

3.如权利要求1或2所述石头纸瓦楞纸板的制备方法，其特征在于：其中瓦楞型模口模头为V型、U型或UV型。

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