双轴拉伸聚丙烯珠光合成纸的制造方法技术

本发明专利技术涉及一种双轴拉伸聚丙烯珠光合成纸提高产量产率的制造方法，是在珠光合成纸制造过程中（包括挤压、三层共挤压、冷却成型、双轴拉伸、电晕处理和卷取），率先将无机粉末预制成Ｍ↓［１］Ｂ（复合粒），并且只与主原料聚丙烯作混合，而先达到分散性要求，改进了公知的珠光合成纸制造过程中因为无机物本身受潮的因素、或者表面处理剂受热挥发产生气体的因素，而造成挤出机所挤出的板片产生中孔或气斑结构，经致影响产品品质及生产性的问题。因此，当挤出机在进行最大转速、最大挤出量运转时，由于本发明专利技术的无机粉末复合粒预先达到分散性的要求，所以再配合抽气装置的设计，以双螺杆增加混炼效果，就能有效率提高双轴拉伸聚丙烯珠光合成纸的产量及产率。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种提高珠光合成纸产量、产率的制造方法，其主要关键技术，是在珠光合成纸制造过程中，率先将无机粉末预制成M1B(复合粒)，并且只与主原料聚丙烯混合，而先达到分散性要求，以改进公知的珠光合成纸制造过程中因为无机物本身受潮的因素、或者表面处理剂受热挥发产生气体的因素，而造成挤出机所挤出的板片产生中孔或气斑结构，以致影响产品品质和无法达到产量提高的问题。本专利技术创新使用分散性较好的预制无机物复合粒来生产，使得挤出机滤网的使用周期大幅延长，并改善换滤网时必须停车换网而导致生产中断、或发生生产异常的问题。因此，当挤出机在进行最大转速、最大挤出量运转时，由于本专利技术的无机粉末复合粒预先达到分散性的要求，所以再配合抽气装置的设计，以双螺杆增加混炼效果，能有效提高双轴拉伸聚丙烯珠光合成纸的产量及产率，尤其能提高一倍以上的珠光合成纸产量及产率。本专利技术可运用于有关如何以塑胶聚丙烯材质加添加无机粉末进行仿纸化改质，并以三层共挤压方式制得厚度25-250μ的双轴拉伸聚丙烯珠光合成纸产品，使得此类产品的生产产量及产率，获得有效提高，而将此类产品在品质及售价上更接近以天然树材为原料所制得的模造纸或铜板纸，所以，本专利技术能广泛用于生产诸如文化用纸等产品上。
技术介绍
近一世纪以来，造纸工业在制造研究、设备性能不断的提高下，至自前抄纸机的设备产量已可达到500吨/日以上，车速可达到800M/分以上，生产幅宽可达5M以上。加上全线几乎全自动生产，产品收率几乎达到100％左右(因纸浆含水率约10％，纸张含水率约7％左右及生产线几乎不损耗)及发展中国家不当砍伐下低价纸浆供应或先进如美加、北欧具经济规模纸浆生产供应，使目前在成本上而言，天然纸制品仍是文化用纸主要使用对象。然而，对需要长久保存性或防水性用途而言，天然纸制品就必须与塑胶材质做复合加工，如书籍的封面、手提袋、宣传海报、标签诸如此类用途。天然纸制品与塑胶复合后，无法再回收利用，仅能当垃圾处理。另一方面，若纸浆的供应来源，造成树木大量砍伐及人为不当生态破坏，而无法获得有效控制时，会造成全球温室效应、圣婴效应愈演愈烈，使人类居住环境、气候异常、旱象、豪雨成灾不断发生，造成人类浩劫及无法弥补的代价。目前而言，较先进的国家均有世界环保的共识，但这些国家同时也是天然纸品使用量最多的国家。主要原因是经济性问题，因为天然纸制品目前是文化用纸最低廉的供应材质。而目前价格较高的合成纸制品，虽然倡导以石油裂解并经聚合制成的塑胶原料，在取得和制造过程中较不会造成环境的改变及破坏，而且产品又具有防水和耐久机能性，以及制成品能多次重复使用，可相对降低成本和减少对环境资源的使用等优点，但在经济性考虑下，仍然较难获得共鸣，用途因此而受至局限。近10年来，本公司不断地投入资金及人力在合成纸产品领域，不断积极研究开发具独特及前瞻性的技术，就是要研发合成纸产品以取代天然纸制品以作为文化用纸用途为目标。所以，本公司已取得台湾专利技术93725号、72218号、81707号、96548号、121111号及日本、美国、中国等多项专利。在产品成本结构可行之下，已对市场积极推广有关天然纸制口与塑胶复合加工的用途，期积极取代天然纸制品。所以，以成本性而言，目前世界各国如日本YUPO公司、法国POLYART合成纸公司、美国杜邦公司TYVEK合成纸，仍无法达到可行的产品成本结构。然而，如上述所言，要广泛用于文化用纸用途，成本结构是最大考虑，其次是印刷性及后加工如折纸、装订的考虑。以目前而言，纸浆价格在US350/吨，设备生产能力在5000吨/日以上；聚丙烯价格在US600/吨以上，而珠光合成纸设备生产能力在70吨/日。若是以原料价格及设备生产能力来看，珠光合成纸似乎无法与天然纸制品作竞争。但事实上仍有以下因素左右成本性一.设备投资金额差异大，摊抵成本不同。抄纸机生产周边设备及环境污染处理设备约投资NT30亿/台左右，而珠光合成纸生产周边设备约NT16～18亿/台。二.世界环保因素，纸浆与聚丙烯原料价格间消长。因此，目前唯有提高珠光合成纸的生产产量/单位时间、降低工缴/单位重量、及提高产品生产效率等以降低产品成本，才是重要课题。而本专利技术所谋求产量提高的重点，即在于提高挤出机的生产能力，本专利技术的方法以提高挤出机的转速或挤出机的规模，达到高效率的生产。本公司所获准的专利如第96548号和第121111号专利，已提出三层共挤压方式的基材层(中间层)采无机粉末(如TiO2、CaCO3及其它)以侧供料方式入料于具抽气式双螺杆挤出机来生产，此专利诉求在于使用较低廉无先经预制M1B的无机粉末，来降低原料成本。虽然此专利已充分应用于产品量产，也已达到阶段性目标。但是，以提高产量为研发目标方面，上述二专利目前在提高挤出机的规模上，却有生产效率受影响因素产生。主要是无机粉末本身在挤出机产率提高时，与聚丙烯混合时分散性仍有不稳定因素，造成挤出机过滤网换网周期缩短，生产效率受影响，较无法达到产量提高的挤出机设计目标。而提高挤出机产率、产量方面，通常采取两种方式；一是提高转速，来提高挤出量/单位时间，另一种方法是扩大挤出机规模。而无机粉末为能达到良好的分散性，通常先作表面处理，但无机粉末不规则的情形，难免有处理不到的死角，影响分散性，即使挤出机的螺杆较长时间分散加强而克服分散不良的问题，最后，仍然会阻塞于过滤网上，并造成换滤网过于频繁而影响生产。何况，挤出机采取以转速提高或扩大挤出机规模提高产量时，无机粉末实事上待在挤出机的时间会因此大大缩短，并无法藉由螺杆较长时间的加强分散，无法避免造成滤网频率太高影响生产。另一方面，珠光合成纸产品的比重，亦是影响成本极大因素。珠光合成纸的比重控制，主要是靠无机粉末的添加，并在拉伸段制造过程中拉伸出孔洞而达到，无机粉末添加愈多，产品比重愈低，产品每单位面积的成本也愈低，故无机粉末添加量左右产品成本。然而，在挤出机产量提高方面，以无机粉末的分散性，则比较无法达到大量添加的目标。
技术实现思路
所以，为达到挤出机转速提高及挤出机规模扩大，并能使无机粉末的分散性达到要求，并作较大量添加的目标。本专利技术采取先将无机粉末预制成M1N(复合粒)先达到分散性的要求，在珠光合成纸制造过程中，只作与主原料聚丙烯作混合，而非分散为可使过滤网换网周期大大延长，另以避免使挤出板片产生中孔，而造成产品气斑及生产性。另以双螺杆增加混炼效果，挤出机产率较易提高。上述提高挤出转速方面，主要以三层共挤压制造的基材层为主，由具有抽气装置的双螺杆挤出机，以使用无机粉末的M1B，作挤出机转速提高或设备规模扩大来达到。而三层共挤压的上、下层纸面层、树脂层组合方面，由于采用的无机粉末又要达一定比例即可达印刷性需要，不像基材层因成本性考虑要作大幅添加，故采用的设备价格较低的单螺杆挤出机，并配合Hopper抽气装置即可。附图说明图1是本专利技术三层共挤压双轴拉伸聚丙烯(BOPP)25～250μ珠光合成纸三种构造图；图2是制造本专利技术三层共挤压双轴拉伸的珠光合成纸的制造设备图。图中1挤出机装置 11单螺杆副挤出机2冷却成型装置12主挤出机3纵向拉伸装置13单螺杆副挤出机4横向拉伸装置14 T型模头5电晕处理装置71上层纸面层6卷取装置72发泡中间层7珠光合成纸 7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双轴拉伸聚丙烯珠光合成纸提高产量产率的制造方法，是在珠光合成纸制造过程中，先将无机粉末预制成Ｍ↓［１］Ｂ（复合粒），并只与主原料聚丙烯作混合，先达到分散性要求，并包括以下步骤：（１）将组成配方为聚丙烯９３～２０重量％、聚乙烯０～３０ 重量％、碳酸钙Ｍ↓［１］Ｂ（４０～７０％）５～３０重量％和二氧化钛Ｍ↓［１］Ｂ（３０～６０％）２～１５重量％、紫外线吸收剂０～５重量％的组合物，分别经由挤出机装置的二台单螺杆副挤出机前端入料口均匀搅拌后再分别进入并经过螺杆混炼，再继续分别被挤入Ｔ型模头的上流道和下流道；（２）另将组成配合为聚丙烯９３～３６重量％、抗静电剂０～５重量％、碳酸钙Ｍ↓［１］Ｂ（４０～７０％）５～３５重量％、二氧化钛Ｍ↓［１］Ｂ（３０～６０％）２～２０重量％和紫外线吸收剂０～４重量％的组合物，经由 挤出机装置的另一台双螺杆主挤出机前端的入料口均匀搅拌后，再进入并经过双螺杆混炼，再继续被挤入Ｔ型模头的中流道；（３）挤出机装置工作温度设定在１８０℃～２８０℃范围，以Ｔ型模头将上述三组合物共同挤压成型厚度为２５～２５０μ的三层叠层组合物 ，上、下层为树脂层或纸面层，中层为发泡中间层，并经由Ｔ型模头的出口流通而挤出，而进入冷却成型装置；（４）在１５℃～７０℃下，冷却成型装置将高温的三层叠层组合物冷却成型为三层叠层板片，导入纵向拉伸装置；（５）纵向拉伸装置先以温度在１１ ０℃～１５０℃预热，将三层叠层板片加热软化后，再施以３～６倍率拉伸以及回火定型后，又导入横向拉伸装置；（６）横向拉伸装置再度予以温度１４０℃～１９０℃预热，将经过纵向拉伸的三层叠层板片再度加热软化后，再次施以５～１３倍横向倍率拉伸以及回 火定型，而成为经过纵向和横向双轴拉伸的三层叠层板片，经过２５℃冷却后，再导入电晕处理装置；（７）电晕处理装置以２０～１２０ＫＷ功率的高周波电晕处理经过纵向和横向双轴拉伸的三层叠层板片，提高珠光合成纸具有均匀的表面张力，而构成一种上、下层 为树脂层或纸面层和中层为发泡中间层的三层共挤压双轴拉伸的珠光合成纸；及（８）利用卷取装置卷取集中制造完成的三层共挤压双轴拉伸的珠光合成纸。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林丰钦，
申请(专利权)人：南亚塑胶工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]