一種用於家具貼面的環保石頭紙及其製備方法
2023-12-01 11:39:16
專利名稱：一種用於家具貼面的環保石頭紙及其製備方法
技術領域：
本申請涉及家具裝潢領域，特別是涉及一種適合作為家具貼面紙的環保石頭紙及其製備方法。
背景技術：
貼面是裸露在家具表面的部分，貼面材料的類型很多。貼面紙即為其中之一，不同色調、顏色的木紋及其他圖案的貼面紙直接影響著家具的外觀效果和使用。隨著家具市場的不斷發展，優質的家具貼面紙的需求也在不斷增大。目前，大部分家具貼面紙有2種材質，一種是40g左右的木漿紙，一種是聚氯乙烯，業內人士將聚氯乙烯做成的貼面紙材料稱為聚氯乙烯木紋膜或聚氯乙烯貼面紙(PVC)。木漿紙類貼面紙因材質限制，耐磨性較差，容易磨損。同時，木漿紙的主要組分為木材等植物纖維，隨著國家森林保護政策的出臺，造紙原料只能靠進口木漿維持，另一方面，該類紙生產過程中產生大量廢水，嚴重汙染環境，治理難度極大。而聚氯乙烯貼面紙遇熱變形，容易留下痕跡，且溫度高時會分解並釋放出毒性氣體，對環境有汙染，環保性能也不佳。因此，有必要開發適當的材料製造出更符合需求的家具貼面紙以解決上述現有貼面紙存在的問題。
發明內容
為解決上述問題，本申請提供了一種可替代木漿貼面紙及PVC貼面紙的優良環保型材料環保石頭紙。本申請的另一目的是提供該種環保石頭紙的製備方法。為了實現上述目的，本申請採用了以下技術方案本申請公開了一種環保石頭紙，該環保石頭紙為層狀，包括基層和至少一個表層，其表層的組分包括二氧化鈦和樹脂。上述環保型石頭紙基層的組分包括樹脂、碳酸鈣和助劑。本申請中，樹脂可以為聚乙烯或聚丙烯，聚丙烯可為均聚物。上述表層的組分中，二氧化鈦的重量百分比為40-70%、樹脂的重量百分比為25-55%。上述環保石頭紙的表層組分中包括按表層質量百分比計2. 5-5%的助劑，所述助劑包括偶聯劑、分散劑、阻燃劑、相容劑或爽滑劑。進一步優選，偶聯劑佔0. 5-1 %，分散劑佔0. 5-1 %，阻燃劑佔0. 5-1 %，相容劑佔
0.5-1%，爽滑劑佔 0. 5-1%。本申請進一步公開了一種三層共擠環保石頭紙，該環保石頭紙基層的組分包括碳酸鈣、樹脂及助劑；其表層的組分包括二氧化鈦、樹脂和助劑。具體的，該環保石頭紙基層的組分按基層質量百分比計優選包括40-75%的碳酸鈣、20-55%的樹脂以及2. 5-5%的助劑。
該環保石頭紙表層的組分按表層質量百分比計優選包括40-70%的二氧化鈦、25-55%的樹脂以及2. 5-5%的助劑。上述表層和基層的組分中樹脂可選擇聚乙烯或聚丙烯，聚丙烯可為均聚物。上述助劑包括偶聯劑、分散劑、阻燃劑、相容劑或爽滑劑。進一步優選，複合偶聯劑佔0. 5-1%，分散劑佔0. 5-1%，阻燃劑佔0. 5-1%，相容劑佔0. 5-1%，爽滑劑佔0. 5-1 %，均分別以基層或表層質量的百分比計算。上述三層共擠環保石頭紙結構為表層-基層-表層三層結構，基層夾於兩個表層之間，其紙張厚度可以為0. 05-0. 15_，所述基層的厚度佔環保石頭紙厚度的70%-90%，所述表層的厚度佔環保石頭紙厚度的5%-15%。本申請還進一步公開了上述三層共擠環保石頭紙的製備方法，該方法包括A、將所有組分材料乾燥至含水量小於2% ；B、將基層材料和表層材料分別於100-110°C下進行混合攪拌，混合順序為，基層材料在碳酸鈣中加入助劑，混合均勻後加入樹脂；表層材料在二氧化鈦中加入助劑，混合均勻後加入樹脂；C、混合後的基層材料和表層材料分別經真空捏合造粒，得到表層粒子和基層粒子;D、將表層粒子和基層粒子經三層共擠壓延製備得到表層-基層-表層三層結構的環保石頭紙。上述步驟A之前，將所述組分材料中的碳酸鈣粉碎至2500-3500目。上述步驟C中，在捏合機中的溫度小於150°C，捏合時間為5-10分鐘；進造粒機時溫度為110-120°C，之後升溫至220°C _240°C，出口處降溫度至120°C以下。上述步驟D中，採用三層共擠五輥壓延機，所述擠壓機中擠出溫度為220_240°C，壓延機溫度設定小於120°C，五輥壓延機使用了鏡面輥筒。由於採用以上技術方案，本申請的有益效果在於本申請提供了一種包括基層和至少一個表層的環保石頭紙，該環保石頭紙的表層與基層組分不同，各自發揮不同作用，其中基層起到支撐作用，對環保石頭紙的各項物理機械性質的提升起決定作用；表層組分採用二氧化鈦，具有增白、阻光、表面更加光潔、硬度高等特點。本申請提供的環保石頭紙製成的貼面材料維卡軟化點高，不易變形，耐熱性能好，耐水性好，耐磨性好，尺寸穩定性好，印刷後色澤豔麗，生產中不會產生例如木漿紙汙水等汙染，是取代木漿紙和聚氯乙烯貼面紙的優良環保型材料。
圖1是本申請的一種環保石頭紙的結構圖，圖中I表不基層，2表不表層；圖2是本申請的一種環保石頭紙的製備流程圖；圖3是本申請的一種環保石頭紙的製備步驟中壓延示意圖，圖中3表示擠壓機，4表示模頭，5表示壓延機，6表示收卷機。
具體實施例方式本申請提供了一種可作為家具貼面紙使用的環保石頭紙，包括以二氧化鈦和樹脂為主要成分的表層，該表層利於印刷，其對於最終的外觀效果的好壞起到重要作用，該層的光潔度等性能也直接影響該環保石頭紙與家具之間的粘合性能。本申請中表層選擇二氧化鈦為主要組分，具有很好的性價比，其作用是增白，阻光，使得表面更加光潔，具有硬度高等特點。本申請的環保石頭紙表面特性的主要指標潤溼張力高，因此著色性能好，與木材的粘附性能好。本申請提供的一種三層共擠環保石頭紙，其結構如圖1所示為表層-基層-表層的三層結構，其基層夾在兩表層之間，也可將基層稱為中層。其中，基層的組分主要包括碳酸鈣、樹脂及助劑。其基層的組分按基層質量百分比計優選包括40-75%的碳酸鈣、20-55%的樹脂以及2. 5-5%的助劑。其表層的組分按表層質量百分比計優選包括40-70%的二氧化鈦、25-55%的樹脂以及2. 5-5%的助劑。本申請的三層共擠環保石頭紙的基層和表層組分不同，因此作用也不相同。基層具有支撐作用，對環保石頭紙的各項物理機械性質起決定作用；表層則主要用於印刷。本申請的三層共擠環保石頭紙不僅印刷效果佳且易於粘貼，其他各項物理機械性能如剛度、韌性、挺度好，是替代木漿紙和聚氯乙烯貼面紙的優良的家具貼面紙。本領域技術人員可以根據貼面紙實際使用的需求對上述基層和表層的組分進行適當的調整，使其各項機械性質符合實際需求。該環保石頭紙厚度為0. 05-0. 15_，其表層、基層的厚度比例可根據印刷條件、印刷要求和片材物理機械性能的要求進行相應的調整，本申請中優選基層的厚度佔環保石頭紙厚度的70%-90%，表層的厚度佔環保石頭紙厚度的5%-15%，上下表層的厚度可以相同，也可以根據需要調整為不同厚度。本申請的表層和基層組分中的樹脂可以採用聚乙烯或聚丙烯等，聚丙烯可為均聚物。本領域技術人員可以根據紙張製造的實際要求，選擇合適的樹脂類型。本申請的表層和基層組分中的助劑主要包括複合偶聯劑、分散劑、阻燃劑、相容齊U、爽滑劑。其中，本領域技術人員可以根據實際使用的樹脂等組分，選擇合適偶聯劑，複合型偶聯劑為優選，也可用鈦酸酯偶聯劑，例如AL-AT1618複合型偶聯劑。在製備過程的擠出延壓時，基層、表層流體處於熔融狀態，應具有內潤滑和外潤滑特性，即熔體內部、熔體和金屬之間應有良好的潤滑保證，因此需要選擇良好的助劑，保證其起到良好的潤滑作用。阻燃劑的作用是可以使得貼面紙具備了防火的功能，本申請可以選用例如XY-1型或XY-2型阻燃抑煙劑等作為阻燃劑。此外，其他助劑，例如，相容劑可以選用HD900L相容劑等。爽滑劑可以選用RH-16型潤滑劑等。分散劑可以選用WP型聚丙烯蠟或WE型聚乙烯蠟等。本申請中優選偶聯劑佔0. 5-1 %，分散劑佔0. 5-1 %，阻燃劑佔0. 5-1%，相容劑佔0. 5-1%，爽滑劑佔0. 5-1%，均分別以基層或表層質量的百分比計算。本申請提供的三層共擠環保石頭紙的製備方法，如圖2所示，包括A將所有組分材料乾燥至含水量小於2%，以保證整個工藝流程的順利進行。B將基層材料和表層材料分別加入高速攪拌機中於100-110°C下進行混合攪拌，混合順序為，基層材料先將碳酸鈣攪拌3-5分鐘，再加入助劑攪拌3-5分鐘，混合均勻後加入樹脂攪拌3-5分鐘；表層材料先將二氧化鈦攪拌3-5分鐘，再入助劑攪拌3-5分鐘，混合均勻後加入樹脂攪拌3-5分鐘。C將混合後的基層材料和表層材料分別經真空捏合後造粒，分別得到表層粒子和基層粒子；D將表層粒子和基層粒子送至擠壓機，如圖3所示，在擠壓機中加熱後經模頭流出，壓延機壓延到需要的厚度，適當處理後收卷製備得到表層-基層-表層三層結構的環保石頭紙。
在本申請的步驟A開始前，需對碳酸鈣進行細化處理。由於碳酸鈣越細(目數越高)，表面積越小，因此和樹脂的結合更好。但碳酸鈣越細，也越容易聚集，一般用硬脂酸酯活化後防止聚集，顆粒大小選擇2500-3500目較為合適，優選3000目。超細的碳酸鈣可用超細粉碎設備完成。上述步驟C中，基層和表層物料進入捏合機後，捏合應在維卡軟化點以下，時間在5-10分鐘範圍內較好，其中110°C-12(TC是在樹脂維卡軟化點的最佳溫度範圍。以聚乙烯為例，進造粒機時的較佳溫度為140-160°C左右，優選150°C，中間升溫至220°C _240°C，然後逐漸降低出口處應在維卡軟化點即120°C以下，以便切粒造粒。上述步驟D中，採用三層共擠五輥壓延機進行壓延。其組分中的樹脂以聚丙烯為例，擠壓機中擠出溫度設定為220-240°C，壓延機溫度設定小於120°C，5輥壓延機使用了鏡面輥筒。壓延機的輥數越多，則片材越薄。5輥壓延機可以適應多種厚薄均勻度，3輥壓延機適於加工0. 2mm厚度以上的片材，而薄型片材則適用於5輥壓延機。在收卷前，可加電暈處理、靜電消除、在線厚度非接觸式測量等工序。採用上述製備方法，碳酸鈣粉碎至2500-3500目，五輥壓延機使用鏡面輥筒，壓製出的薄紙型環保石頭紙光滑如鏡，潔白如玉，貼面家具的外觀質量極佳。下面通過具體實施例並結合附圖對本申請作進一步詳細說明。以下實施例僅僅對本申請進行進一步的說明，不應理解為對本申請的限制。實施例1按以下配方製備環保石頭紙。表層組分(各組分以表層質量計):聚乙烯47. 2%，二氧化鈦50%，複合偶聯劑0. 8%，分散劑0. 5%，阻燃劑0. 5%，相容劑0. 5%，爽滑劑0. 5%。基層組分(各組分以基層質量計)聚乙烯47. 2%，碳酸鈣50%，複合偶聯劑0. 8 %，分散劑0. 5%，阻燃劑0. 5%，相容劑0. 5%，爽滑劑0. 5%。其中複合偶聯劑選用AL-AT1618複合型偶聯劑，分散劑選用WE型聚乙烯蠟，阻燃劑選用XY-1型或XY-2型阻燃抑煙劑，相容劑選用HD900L相容劑，爽滑劑選用RH-16型潤滑劑。具體製備過程如下1.將以上組分材料置於真空乾燥箱內，乾燥至含水量小於2%，取出待用。2.將碳酸鈣和二氧化鈦分別於放入高速攪拌機中，設定溫度為100-110°C左右，以低速檔攪拌3-5分鐘。3.將複合偶聯劑、分散劑、阻燃劑、相容劑、爽滑劑分別加入至已加熱的碳酸鈣和二氧化鈦中，每種助劑加入之間間隔一分鐘，再將碳酸鈣混合物和二氧化鈦混合物分別置於高速攪拌機中，設定溫度為100-110°C，以高速檔攪拌3-5分鐘。4.分別將碳酸鈣助劑混合物與樹脂、二氧化鈦助劑混合物與樹脂混合攪拌，攪拌充分後送至真空捏合機捏合，再送入造粒機造粒，分別得到表層粒子和基層粒子。其中，在捏合機中的溫度小於150°C，捏合時間為5-10分鐘；進造粒機時溫度為110-120°C，之後升溫至220°C _240°C，出口處降溫度至120°C以下。5.採用三層共擠5輥壓延機壓延。將表層粒子和基層粒子送至擠壓機，擠壓機中擠出溫度設定為220-240°C，將粒子融化成熔融狀態，經模頭流出後，用壓延輥壓成需要的厚度，壓延機溫度設定小於120°C，使用鏡面輥筒，再進行電暈處理、靜電消除、在線厚度非接觸式測量等工序，處理完成後收卷，得到產品I。實施例2按以下配方製備環保石頭紙。表層組分(各組分以表層質量計)聚乙烯55%，二氧化鈦40%，複合偶聯劑1%，分散劑1%，阻燃劑1%，相容劑1%，爽滑劑1%。基層組分(各組分以基層質量計) 聚乙烯47. 2%，碳酸鈣50 %，複合偶聯劑0.8%，分散劑0.5%，阻燃劑0. 5 %，相容劑0. 5 %，爽滑劑0.5%。其製備步驟同實施例1，得到產品2。實施例3 按以下配方製備環保石頭紙。表層組分(各組分以表層質量計)聚乙烯25%，二氧化鈦70%，複合偶聯劑1%，分散劑1%，阻燃劑1%，相容劑1%，爽滑劑1%。基層組分(各組分以基層質量計) 聚乙烯47. 2%，碳酸鈣50 %，複合偶聯劑0.8%，分散劑0.5%，阻燃劑0. 5 %，相容劑0. 5 %，爽滑劑0.5%。其製備步驟同實施`例1，得到產品3。實施例4按以下配方製備環保石頭紙。表層組分(各組分以表層質量計):聚乙烯31 %，二氧化鈦65 %，複合偶聯劑0.8%，分散劑0.8%，阻燃劑0.8%，相容劑0.8%，爽滑劑0.8%。基層組分(各組分以基層質量計) 聚乙烯47. 2%，碳酸鈣50 %，複合偶聯劑0.8%，分散劑0.8%，阻燃劑0. 8 %，相容劑0. 8 %，爽滑劑0.8%。其製備步驟同實施例1，得到產品4。實施例5 按以下配方製備環保石頭紙。表層組分(各組分以表層質量計)聚乙烯47. 2 %，二氧化鈦50 %，複合偶聯劑
0.8%，分散劑0. 5%，阻燃劑0. 5%，相容劑0. 5%，爽滑劑0. 5%。基層組分(各組分以基層質量計)聚乙烯20 %，碳酸鈣75 %，複合偶聯劑I %，分散劑1%，阻燃劑1%，相容劑1%，爽滑劑1%。其製備步驟同實施例1，得到產品5。實施例6按以下配方製備環保石頭紙。表層組分(各組分以表層質量計)聚乙烯47. 2 %，二氧化鈦50 %，複合偶聯劑
0.8%，分散劑0. 5%，阻燃劑0. 5%，相容劑0. 5%，爽滑劑0. 5%。基層組分(各組分以基層質量計)聚乙烯55 %，碳酸鈣40 %，複合偶聯劑I %，分散劑1%，阻燃劑1%，相容劑1%，爽滑劑1%。其製備步驟同實施例1，得到產品6。實施例1 按以下配方製備環保石頭紙。
表層組分(各組分以表層質量計)聚乙烯47.2%，二氧化鈦50%，複合偶聯劑
0.8%，分散劑0. 5%，阻燃劑0. 5%，相容劑0. 5%，爽滑劑0. 5%。·基層組分(各組分以基層質量計)聚乙烯30%，碳酸鈣66%，複合偶聯劑0. 8%，分散劑0.8%，阻燃劑0.8%，相容劑0.8%，爽滑劑0. 8%。其製備步驟同實施例1，得到產品7。以上製得的產品1-7的紙張厚度為0.08±0. 03mm，其基層厚度佔紙張厚度的90%，其上下表層厚度各佔紙張厚度的5%。將上述產品1-7就相關指標檢測如下，結果為表I所示。表1、本申請製備的環保石頭紙相關指標檢測結果
權利要求
1.一種環保石頭紙，所述環保石頭紙為層狀，包括基層和至少一個表層，其特徵在於，所述表層的組分包括二氧化鈦和樹脂。
2.根據權利要求1所述的環保石頭紙，其特徵在於，所述樹脂為聚乙烯或聚丙烯。
3.根據權利要求1或2所述的環保石頭紙，其特徵在於，所述表層的組分中，二氧化鈦的重量百分比為40-70%、樹脂的重量百分比為25-55%。
4.根據權利要求3所述的環保石頭紙，其特徵在於，所述表層中包括重量百分比為2.5-5%的助劑，所述助劑包括偶聯劑、分散劑、阻燃劑、相容劑或爽滑劑。
5.根據權利要求1、2、4所述的環保石頭紙，其特徵在於，所述基層的組分包括按基層質量百分比計40-75%的碳酸鈣、20-55%的樹脂以及2. 5-5%的助劑。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的環保石頭紙，其特徵在於，所述環保石頭紙為表層-基層-表層三層結構，基層夾於兩個表層之間，所述基層的厚度佔環保石頭紙厚度的70%-90%，所述表層的厚度佔環保石頭紙厚度的5%-15%。
7.權利要求6所述的環保石頭紙的製備方法，所述方法包括 A、將所有組分材料乾燥至含水量小於2%； B、將基層材料和表層材料分別於100-110°C下進行混合攪拌，混合順序為， 基層材料在碳酸鈣中加入助劑，混合均勻後加入樹脂； 表層材料在二氧化鈦中加入助劑，混合均勻後加入樹脂； C、混合後的基層材料和表層材料分別經真空捏合造粒，得到表層粒子和基層粒子； D、將表層粒子和基層粒子經三層共擠壓延製備得到表層-基層-表層三層結構的環保石頭紙。
8.根據權利要求7所述的製備方法，其特徵在於，步驟A之前，將所述組分材料中的碳酸鈣粉碎至2500-3500目。
9.根據權利要求7或8所述的製備方法，其特徵在於，步驟C中，在捏合機中的溫度小於150°C，捏合時間為5-10分鐘；進造粒機時溫度為110-120°C，之後升溫至220°C -240°C,出口處降溫度至120°C以下。
10.根據權利要求7或8所述的製備方法，其特徵在於，所述步驟D中，採用三層共擠五輥壓延機，所述擠壓機中擠出溫度為220-240°C，壓延機溫度設定小於120°C，五輥壓延機使用了鏡面棍筒。
全文摘要
本發明涉及造紙領域，公開了一種適於用作家具貼面紙的環保石頭紙及其製備方法。本發明中的環保型石頭紙，其包括基層和至少一個表層，其表層主要成分為二氧化鈦和樹脂。本發明還進一步提供了一種三層共擠環保石頭紙，該環保石頭紙由表層-基層-表層的三層結構構成，基層以碳酸鈣和樹脂為主要組分，表層以二氧化鈦和樹脂為主要組分。通過混合、捏合、造粒、擠出、壓延等工序製備得到的三層環保石頭紙與傳統家具貼面紙的相比，維卡軟化點高，不易變形，耐熱性能好，耐水性好，耐磨性好，尺寸穩定性好，印刷後色澤豔麗。
文檔編號B29C43/58GK103057220SQ20121029235
公開日2013年4月24日 申請日期2012年8月16日 優先權日2011年10月19日
發明者王德成, 姚丹, 劉俊豪, 夏開邦 申請人:香港格林天使科技有限公司