隨著2021年兩會(huì)提出的碳中和,碳達(dá)峰的要求。
合成紙的大面積應(yīng)用,可以符合國(guó)家的減碳的要求,它是一種可以緩解環(huán)境破壞的材料。
20世紀(jì)末期出現(xiàn)以聚烯烴為主要材料的合成紙,因其具備了紙張和塑料的兩種性能,以具有比重輕、剛性佳等優(yōu)點(diǎn),可在許多特殊領(lǐng)域取代天然紙張。 合成紙?jiān)趪?guó)外已有三十多年的發(fā)展史,在美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家得到了較早較快的發(fā)展。天然纖維紙的原料來(lái)源及生產(chǎn)過(guò)程均對(duì)環(huán)境造成了較大的改變和破壞,隨著全球環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng),新的合成紙不斷出現(xiàn),其應(yīng)用范圍也不斷地?cái)U(kuò)大,全球合成紙的銷售量每年均以10%的速度在增長(zhǎng),合成紙部分取代纖維紙的步伐正在加快。 目前,合成紙的品種主要為聚丙烯和聚乙烯二大類。生產(chǎn)以聚丙烯為基材的合成紙的公司有日本王子油化、日清紡績(jī)積水化學(xué)株式會(huì)社、英國(guó)BXL、美國(guó)杜邦、法國(guó)普利亞、臺(tái)灣臺(tái)塑等,生產(chǎn)以HDPE為基材的合成紙的公司有日本三井、日本中川、瑞士舒爾曼公司、德國(guó)ALPINE等公司。 我國(guó)合成紙起步較晚,市場(chǎng)開(kāi)拓不足,達(dá)到要求只有超然合成紙一家。目前用量,基本上為聚丙烯合成紙,用作服裝袋、手提袋、編織袋、膠版印刷、絲網(wǎng)印刷、廣告噴繪、書本、印刷商標(biāo)等,其中廣告噴繪用量占40%,印刷商標(biāo)占15%,編織袋、膠版印刷、絲網(wǎng)印刷用量各占10%,手提袋、服裝袋用量占10%,書本用量占5%。按厚度規(guī)格用量劃分,40~50微米用量占30%,90~150微米用量占40%,其它厚度用量占30%。 下面就談一下合成紙的一些主要技術(shù)特點(diǎn): 一、合成紙的特點(diǎn) 1、環(huán)保:聚丙烯合成紙?jiān)蟻?lái)源及生產(chǎn)過(guò)程均不會(huì)造成環(huán)境的破壞,產(chǎn)品可回收再利用,即使被焚燒處理也不會(huì)產(chǎn)生有毒氣體,造成二次公害,符合現(xiàn)代環(huán)保的要求。
2、比普通紙更具優(yōu)越性能:合成紙具有強(qiáng)度大、抗撕裂、防穿孔、耐磨耐折疊、耐潮濕、耐蟲(chóng)蛀等特點(diǎn)。3、比普通紙有更廣泛用途:合成紙優(yōu)良的抗水性,使其特別適用于露天戶外的宣傳廣告及非紙類的商標(biāo)標(biāo)簽。由于合成紙的不生灰塵不掉毛,使其在無(wú)塵室能得以應(yīng)用。可與食品直接接觸。4、優(yōu)越的加工性能,可采用裁切、模切、壓花、燙金、鉆孔、熱折疊、膠接等加工方法。 二、合成紙的生產(chǎn)方法 合成紙發(fā)展至今,主要生產(chǎn)方法有壓延法、流延法、吹膜法、雙向拉伸法。主要生產(chǎn)廠家有:日本王子優(yōu)泊(YVPO)、中國(guó)臺(tái)灣臺(tái)塑南亞(NANYA)、法國(guó)普利亞等。國(guó)內(nèi)僅有幾家企業(yè)能生產(chǎn),質(zhì)量相對(duì)較差,也不太穩(wěn)定,下面是幾種生產(chǎn)方法的介紹: 1、壓延法 其設(shè)備主要由意大利制造,生產(chǎn)以PP為基材的合成紙。即通過(guò)配料、混料、在線密煉、擠出造料、開(kāi)煉至壓延。分切為合成紙產(chǎn)品,關(guān)鍵設(shè)備是由意大利生產(chǎn)的擠出機(jī),一次完成,連續(xù)進(jìn)行,效率高、質(zhì)量好。壓延法工藝的缺點(diǎn)是工藝復(fù)雜,一般用于生產(chǎn)0.1mm以上的合成紙產(chǎn)品,產(chǎn)品比重較大,設(shè)備價(jià)格昂貴,但產(chǎn)品表面光滑,適用于印刷高級(jí)樣品及書籍封面等產(chǎn)品。
2、流延法 流延法合成紙的混料、密煉、混煉等工藝與壓延相似,只是由流延機(jī)代替壓延機(jī),流延法的特點(diǎn)是模頭擠出速度與流延輥的旋轉(zhuǎn)存在較大的速度差,速度差不一樣,生產(chǎn)出的合成紙厚度也不一樣,在模頭擠出的彎月面和冷輥之間形成了單向拉伸,流延法可以生產(chǎn)各種不同厚度的合成紙。但合成紙內(nèi)的分子鏈分布存在單向性,因此合成紙產(chǎn)品的縱向、橫向、物理性能有較大的區(qū)別,這是流延合成紙的一大缺點(diǎn)。流延法的比重是1g/cm3左右,主要用于印刷。與壓延法一樣,流延法合成紙的基料也是PP。其產(chǎn)品變形性稍大,但剛性、韌性較好。 3、吹膜法 吹膜法生產(chǎn)合成紙用的其材是HDPE,不同于壓延、流延法的PP基材。國(guó)外,吹膜法生產(chǎn)合成紙大部分采用三層共擠設(shè)備,并應(yīng)用內(nèi)冷裝置,泡膜直徑、泡膜厚度在線檢測(cè)及閉環(huán)控制系統(tǒng),保證合成紙的厚薄均勻度一樣。吹膜法工藝過(guò)程實(shí)現(xiàn)了縱向及部分橫向拉伸,工藝設(shè)備比較簡(jiǎn)單,德國(guó)ALPINE公司首先推出了單層吹膜法生產(chǎn)合成紙,使用HDPE及母料做為原料。 4、雙向拉伸法 臺(tái)灣臺(tái)塑近年來(lái)推出了“雙向拉伸珠光紙”,其基材也是PP,雙向拉伸法的原料混配與壓延、流延法是基本一致的,但是使用的設(shè)備是雙向拉伸機(jī),在雙向拉伸過(guò)程中,塑料的分子鏈縱橫分布比較一致,因此合成紙縱橫向的物理機(jī)械性能也基本相同。在雙向拉伸過(guò)程中,基材塑料與填充料CaCO3之間會(huì)形成一些小間隙,從而降低了合成紙的比重及成本。由于這些小間隙對(duì)光的折射作用開(kāi)成了珠光效果,所生產(chǎn)的合成紙有較好的外觀,在包裝、印刷、廣告等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。雖雙向拉伸法合成紙的設(shè)備昂貴,工藝、配方技術(shù)也較復(fù)雜,廣泛推廣應(yīng)用尚受到一定限制。但其制品應(yīng)用范圍是最廣泛的,它將是合成紙的發(fā)展主流。在國(guó)際包裝行業(yè)上仍屬于較前沿的包裝加工工藝。 5、合成紙的其它生產(chǎn)工藝 美國(guó)杜邦公司研制成功“無(wú)紡紙”生產(chǎn)工藝。杜邦公司是最大的無(wú)紡生產(chǎn)公司之一,杜邦公司將其無(wú)紡布的生產(chǎn)工藝推廣到合成紙生產(chǎn)過(guò)程中,即使合成紙的基材主要是聚丙烯經(jīng)過(guò)熔融、抽絲、成網(wǎng)、擠壓、最后生產(chǎn)成“無(wú)紡合成紙”。無(wú)紡合成紙由于是用塑料纖維紡織而成,因而具有較高的毛細(xì)管效應(yīng),更具有紙的特性,比重輕,滲透性強(qiáng),各項(xiàng)物理機(jī)械性能良好,著色強(qiáng)度好、變形性低,除了一般合成紙的應(yīng)用范圍外,還可廣泛的用于家俱包裝、裝修等行業(yè)。但是:無(wú)紡合成紙“的價(jià)格相當(dāng)昂貴,生產(chǎn)工藝、設(shè)備很復(fù)雜,成本高,限制了其廣泛的推廣應(yīng)用。 三、雙向拉伸合成紙的設(shè)備特點(diǎn) 雙向拉伸合成紙目前幅寬都在4米以上,最大幅度達(dá)到8米以上。生產(chǎn)線速度高、某些品種線速度可高達(dá)300米以上,整線自動(dòng)化程度高,生產(chǎn)過(guò)程中的溫度、速度、壓力、張力、厚度控制等控制系統(tǒng)全部集中數(shù)字化控制。 雙向拉伸合成紙的設(shè)備投資大,但該方法生產(chǎn)的制品應(yīng)用廣泛,可以根據(jù)不同的用途開(kāi)發(fā)出多種產(chǎn)品以適應(yīng)印刷或包裝領(lǐng)域。 生產(chǎn)雙向拉伸合成紙的設(shè)備基本多是在BOPP設(shè)備基礎(chǔ)上加改造,以適應(yīng)合成紙的生產(chǎn)。為了充分體現(xiàn)合成紙的塑料特點(diǎn)和紙的印刷特點(diǎn),生產(chǎn)出性能更好的合成紙,對(duì)設(shè)備的性能要求會(huì)更高。四、材料特點(diǎn) 雙向拉伸合成紙一般多為三層結(jié)構(gòu),可以選擇不同的材料性能以滿足不同的需求和應(yīng)用領(lǐng)域。表層材料需滿足人們對(duì)傳統(tǒng)紙的感觀要求,還需滿足各種印刷要求,要求吸墨性能高。 表層材料還可根據(jù)不同客戶的不同使用要求,作出調(diào)整,滿足合成紙?jiān)诓煌瑧?yīng)用領(lǐng)域的特殊要求,更充分體現(xiàn)合成紙不同纖維紙的優(yōu)點(diǎn)。如開(kāi)發(fā)出可熱合合成紙,模內(nèi)標(biāo)簽紙等。 芯層材料可通過(guò)添加功能母料,使其密度更低,降低成本,或大幅度提高強(qiáng)度,適應(yīng)特殊應(yīng)用領(lǐng)域,也可添加抗老化劑,延長(zhǎng)使用壽命,降低客戶的使用成本。 以塑代紙是合成紙發(fā)展的目標(biāo),提高質(zhì)量是關(guān)鍵,降低成本是基礎(chǔ)。五、合成紙的應(yīng)用 由于PP合成紙同時(shí)具有塑料和紙的特征,因此在許多方面有著廣泛的應(yīng)用,主要有以下三方面:1、高質(zhì)量的印刷。如海報(bào)、畫報(bào)、圖片、地圖、年歷、書籍等。特別在耐水印刷報(bào)刊、廠外廣告等顯得更加理整。2、包裝用途。如手提袋、包裝盒、藥品包裝、化裝品包裝、食品包裝、工業(yè)產(chǎn)品包裝等。3、特種用途。如膜內(nèi)標(biāo)簽、壓敏標(biāo)簽、熱敏標(biāo)簽、紙幣用紙、彩色像紙、CAD用描圖紙、工業(yè)計(jì)算機(jī)及儀表用記錄紙、快遞信封、鐘表、盤、紙扇、雨傘、旅游用紙帽及其他旅游宣傳用品等。 六、合成紙和塑料薄膜的表面改性 上述的合成紙是直接生產(chǎn)線下線未經(jīng)任何處理的原紙,其基本性能主要是表面還是塑料性質(zhì)。合成紙和塑料薄膜材料在工業(yè)和現(xiàn)實(shí)生活中應(yīng)用日益廣泛,然而由于許多聚合物本身所具有的表面性質(zhì)不很理想,表面較差的親水性,染色性,以及生物相容性,從而限制了它們?cè)谝恍╊I(lǐng)域里的應(yīng)用。而聚合物表面改性技術(shù),可以使聚合物在獲得不同于本體性能的表面特性的同時(shí),保持其本身性能不變,因此,聚合物表面改性越來(lái)越受到人們的重視。為了更好的適應(yīng)不同領(lǐng)域的應(yīng)用,對(duì)合成紙的表面處理技術(shù)提出了更專業(yè)和更高的要求。 我公司多年來(lái)一直致力于合成紙和塑料薄膜的表面處理、應(yīng)用開(kāi)發(fā)工作。目前我們可以在大部分的塑料薄膜表面改性,使之成為容易粘接,容易書寫,容易印刷的多功能的新型塑料薄膜材料。目前該產(chǎn)品最直接的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋河∷⑿袠I(yè)和包裝行業(yè);并已完成兩個(gè)系列透明薄膜與不透明薄膜和合成紙的工業(yè)化生產(chǎn)。 合成紙紙張是塑化材質(zhì),與天然紙張有先天上的材質(zhì)差別,屬于塑料薄膜的范疇。長(zhǎng)久以來(lái),印制加工過(guò)程中的技術(shù)難度一直沒(méi)有較好的解決,印刷質(zhì)量也不穩(wěn)定。本公司將強(qiáng)極性的親水基團(tuán)引入薄膜表面,并且由于接枝鏈與基體膜的化學(xué)鍵相連,使該新的表面具有持久性,在此基礎(chǔ)上本公司研發(fā)了高性能的表面涂層,從根本上改變現(xiàn)有塑料的表面性能。該技術(shù)對(duì)開(kāi)發(fā)高性能和功能化薄膜制品,擴(kuò)大塑料薄膜、合成紙?jiān)诎b行業(yè)和印刷行業(yè)方面的應(yīng)用,具有重要的意義。該技術(shù)具有完整的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),將使今后的薄膜類標(biāo)簽印刷,塑料基材的不干膠材料印刷像紙張一樣容易,也可以解決小批量印刷成本高的問(wèn)題。經(jīng)處理的紙張表面性質(zhì)十分穩(wěn)定,適用于各種印刷方式,特別是膠版印刷。合成紙的應(yīng)用范圍廣泛,合成紙的一些特殊性能,如耐水、防潮不怕腐蝕,耐油脂,耐酸堿,耐蟲(chóng)蛀,是普通纖維紙所不具備的,因而可以廣泛用于標(biāo)簽印刷、包裝、裝飾、廣告等,但是由于其本身的塑料屬性:表面能較低,基本不具備對(duì)極性材料的吸附作用;加工過(guò)程為流延或雙向拉申,本體不是紙張的纖維纏結(jié)結(jié)構(gòu),孔隙率較低或沒(méi)有,因而油墨滲透性差。其印刷適應(yīng)性與傳統(tǒng)紙張及涂布紙張有著極大的不同,對(duì)印刷機(jī)和印刷油墨有著較高要求。 我們的在合成紙的表面涂布一高附著力涂層,使合成紙的印刷適性接近或達(dá)到普通紙張。經(jīng)過(guò)涂布處理的合成紙和塑料薄膜材料,其性能更接近天然紙張,表面涂層由粘料、填料、功能性添加劑等組分構(gòu)成,與紙張涂布所使用的材料有相通之處,通過(guò)控制涂層中各組成部分的比例及加工工藝,使表面層中形成一定的孔隙率,達(dá)到吸附油墨的效果,對(duì)油性印刷油墨有著很好的吸收、附著性能,印刷表干速度快,附著牢固度好。 合成紙屬于新型的環(huán)保塑料材料產(chǎn)品,生產(chǎn)過(guò)程無(wú)污染,可以100%回收,循環(huán)使用,是現(xiàn)代紙張生產(chǎn)的一次重大改革。合成紙部分取代普通纖維紙的步伐正在加快。而且非紙類塑料材質(zhì)的標(biāo)簽在冷凍產(chǎn)品,需要耐水;防潮等一些特殊領(lǐng)域里更具有優(yōu)勢(shì)和更環(huán)保。