20 世紀末期出現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、剛性佳等優點, 可在許多特殊領域取代天然紙張。
人類文明在快速發展的同時, 對環境資源竭盡地使用, 造成環境的改變和破壞, 已經影響到人類的生活。合成紙的出現和推廣,雖不能改變這一狀況, 但它畢竟是一種可以緩解環境破壞的材料。
合成紙在國外已有三十多年的發展史, 在美國、日本等發達國家得到了較早較快的發展。天然纖維紙的原料來源及生產過程均對環境造成了較大的改變和破壞, 隨著全球環保意識的加強,新的合成紙不斷出現, 其應用范圍也不斷地擴大, 全球合成紙的銷售量每年均以10%的速度在增長, 合成紙取代纖維紙的步伐正在加快。
據中國造紙協會預測, 到2010 年, 我國每年消費的紙和紙板量將達7000 萬噸。我國紙的需求量有2/3 用于包裝材料, 1/3 用于印刷,即使有5%的印刷和包裝用紙被合成紙取代,其需求量也非常可觀。
我國合成紙起步較晚, 市場開拓不足, 技術仍有待進一步完善。目前全年全國用量為3~4 萬噸, 主要為進口,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、絲網印刷、廣告噴繪、書本、印刷商標等, 其中廣告噴繪用量占40%, 印刷商標占15%, 編織袋、膠版印刷、絲網印刷用量各占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%。
本公司一直致力于合成紙的開發和推廣應用。下面就談一下合成紙的一些主要技術特點:
一、合成紙的特點
1、環保: 聚丙烯合成紙原料來源及生產過程均不會造成環境的破壞, 產品可回收再利用, 即使被焚燒處理也不會產生有毒氣體,造成二次公害, 符合現代環保的要求。
2、比普通紙更優越性能: 合成紙具有強度大、抗撕裂、防穿孔、耐磨耐折疊、耐潮濕、耐蟲蛀等特點。
3、比普通紙有更廣泛用途: 合成紙優良的抗水性, 使其特別適用于露天戶外的宣傳廣告。由于合成紙的不生灰塵不掉毛,使其在無塵室能得以應用。可與食品直接接觸。
4、優越的加工性能可采用裁切、模切、壓花、燙金、鉆孔、熱折疊、膠接等回工方法。
二、合成紙的生產方法
合成紙發展至今, 主要生產方法有壓延法、流延法、吹膜法、雙向拉伸法。主要生產廠家有: 日本王子尤泊( YVPO)、中國臺灣臺塑南亞( NANYA) 、法國普利亞等。國內僅有幾家企業能生產, 質量相對較次, 也不太穩定,下面是幾種生產方法的介紹:
1、壓延法
其設備主要由意大利制造, 生產以PP為基材的合成紙。即通過配料、混料、在線密煉、擠出造料、開煉至壓延。分切為合成紙產品,關鍵設備是由意大利生產的擠出機, 一次完成, 連續進行, 效率高、質量好。壓延法工藝的缺點是工藝復雜, 一般用于生產0.1mm 以上的合成紙產品, 產品比重較大, 設備價格昂貴,但產品表面光滑, 適用于印刷高級樣品及書籍封面等產品。
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, 只是由流延機代替壓延機, 流延法的特點是模頭擠出速度與流延輥的旋轉存在較大的速度差, 速度差不一樣, 生產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, 流延法可以生產各種不同厚度的合成紙。但合成紙內的分子鏈分布存在單向性, 因此合成紙產品的縱向、橫向、物理性能有較大的區別, 這是流延合成紙的一大缺點。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。其產品變形性稍大, 但剛性、韌性較好。
3、吹膜法
吹膜法生產合成紙用的其材是HDPE,不同于壓延、流延法的PP 基材。國外, 吹膜法生產合成紙大部分采用三層共擠設備, 并應用內冷裝置, 泡膜直徑、泡膜厚度在線檢測及閉環控制系統, 保證合成紙的厚薄均勻度一樣。吹膜法工藝過程實現了縱向及部分橫向拉伸, 工藝設備比較簡單, 德國ALPINE 公司首先推出了單層吹膜法生產合成紙, 使用HDPE 及母料做為原料。
4、雙向拉伸法
臺灣臺塑近年來推出了“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, 但是使用的設備是雙向拉伸機, 在雙向拉伸過程中, 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械性能也基本相同。在雙向拉伸過程中, 基材塑料與填充料CaCO3 之間會形成一些小間隙, 從而降低了合成紙的比重及成本。由于這些小間隙對光的折射作用開成了珠光效果,所生產的合成紙有較好的外觀,在包裝、印刷、廣告等領域得到了廣泛的應用。雖雙向拉伸法合成紙的設備昂貴, 工藝、配方技術也較復雜,廣泛推廣應用尚受到一定限制。但其制品應用范圍是最廣泛的,它將是合成紙的發展主流。目前國內的廠商廣東華業、江蘇中達、廣東順德德冠所生產的合成紙都是采用此方法,在國際包裝行業上仍屬于較前沿的包裝加工工藝。
5、合成紙的其它生產工藝
美國杜邦公司研制成功“無紡紙”生產工藝。杜邦公司是最大的無紡生產公司之一, 杜邦公司將其無紡布的生產工藝推廣到合成紙生產過程中,即使合成紙的基材主要是聚丙烯經過熔融、抽絲、成網、擠壓、最后生產成“無紡合成紙”。無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管效應, 更具有紙的特性, 比重輕, 滲透性強, 各項物理機械性能良好, 著色強度好、變形性低,除了一般合成紙的應用范圍外, 還可廣泛的用于家俱包裝、裝修等行業。但是: 無紡合成紙“的價格相當昂貴, 生產工藝、設備很復雜, 成本高,限制了其廣泛的推廣應用。
三、雙向拉伸合成紙的設備特點
雙向拉伸合成紙目前幅寬都在4 米以上, 最大幅度達到8 米以上。生產線速度高、某些品種線速度可高達300 米以上,整線自動化程度高, 生產過程中的溫度、速度、壓力、張力、厚度控制等控制系統全部集中數字化控制。
雙向拉伸合成紙的設備投資大, 但該方法生產的制品應用廣泛, 可以根據不同的用途開發出多種產品以適應印刷或包裝領域。
生產雙向拉伸合成紙的設備基本多是在BOPP 設備基礎上加改造, 以適應合成紙的生產。為了充分體現合成紙的塑料特點和紙的印刷特點, 生產出性能更好的合成紙, 對設備的性能要求會更高。
1、送配料系統, 要轉換靈活、計量精確、攪拌均勻、不能存在死角、排塵排氣要充分。
2、擠出系統需加特別排氣裝置, 提高排氣能力, 塑化需充分, 擠出壓力要高及穩定,物料升溫過熱要低,機筒管道的溫度控制必須精確靈敏。
3、模頭必須是多層合成, 需滿足層合緊密均勻、流暢。
4、縱橫向拉伸機需速度控制精確, 拉伸驅動能力需滿高要求。
5、表面處理裝置要能達較高水平。
6、收卷系統的張力、速度控制精度要求更高。
四、材料特點
雙向拉伸合成紙一般多為三層結構, 可以選擇不同的材料性能以滿足不同的需求和應用領域。
表層材料需滿足人們對傳統紙的感觀要求, 還需滿足各種印刷要求, 要求吸墨性能高。
表層材料還可根據不同客戶的不同使用要求, 作出調整, 滿足合成紙在不同應用領域的特殊要求,更充分體現合成紙不同纖維紙的優點。如開發出可熱合合成紙, 模內標簽紙等。
芯層材料可通過添加功能母料, 使其密度更低, 降低成本, 或大幅度提高強度, 適應特殊應用領域, 也可添加抗老化劑,延長使用壽命, 降低客戶的使用成本。
以塑代紙是合成紙發展的目標, 提高質量是關鍵, 降低成本是基礎。
五、合成紙的應用
由于PP 合成紙同時具有塑料和紙的特征, 因此在許多方面有著廣泛的應用, 主要有以下三方面:
1、高質量的印刷。如海報、畫報、圖片、地圖、年歷、書籍等。特別在耐水印刷報刊、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、工業產品包裝等。
3、特種用途。如膜內標簽、壓敏標簽、熱敏標簽、紙幣用紙、彩色像紙、CAD用描圖紙、工業計算機及儀表用記錄紙、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。
合成紙畢竟還是沒有脫離塑料的范疇,與纖維紙相比有著更突出優點, 例如新型可熱封合成紙包裝。
今后的包裝簡單、環保是方向。目前市場上的能用包裝, 都是采用BOPP 薄膜里印后復合或者是紙張上流延一層CPP后復合而成。這是由于材料自身的原因。
1、塑料材料的表面能低, 表面印刷性能不好;
2、粘合性能不能滿足要求( 2N/15cm)針對上述原因, 開發生產一次性可熱封包裝材料,
無論從各種意義上都是有益的。要求該材料一次成型, 表面印刷性能良好, 熱封性能良好。由于省去了復合、流延的生產工藝, 沒有中間生產環節,大大縮短了生產周期, 減少生產人員。可節約倉儲, 倉庫面積。從根本上杜絕了殘留溶劑的問題, 通過配方的改進, 材料比重輕, 挺度好,均勻度好。這種熱封材料適用范圍于對于熱封強度要求小于8-10N/15mm( GB/T 12026) 制品包裝。例如:
方便食品、方便面、小日化產品、種子的包裝等等。一次性可熱封材料與傳統材料基本性能比較:
序號項目傳統工藝新工藝
1 印刷方式里印印刷表印印刷
2 熱封性能優一般
3 生產工藝多次成型一次成型
4 環保衛生有殘留溶劑優
5 價格高低
我們的觀點是產品的各項性能指標要求滿足使用要求就是最好, 為用戶降低材料成本是我們的宗旨。因為超過使用要求和過高的性能, 都會提高費用, 是一種浪費。
通過以上比較可以看出產品具有很好的開拓市場, 占領市場并以此獲利的能力。并將對現有的生產方式, 包裝觀點產生很大的影響。
