新型石头纸专利技术及其产业发展前景

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1、新型石头纸专利技术及其产业发展前景　　摘要：传统纤维纸张的造纸工艺过程会产生大量的污染，虽然电子产品在一定程度上减少了人类对纸质品的依赖，但其终究不能成为纸质品的替代产品。人们最终又将目光投向了高分子领域，石头纸作为一种性质介于纸张与塑料之间的高填充的改性塑料片材，是否具有真正意义上替代纤维纸张的潜力呢？　　关键词：石头纸；专利　　中图分类号：C18文献标识码：A文章编号：1001-828X（2013）09-0-01　　石头纸产业的发展一直饱受争议，一方面它的主要成分为碳酸钙、二氧化钛、滑石粉组成的混合物，这些无机矿物粉体来源广泛，可循环利用，摆脱了纸张对木材资源的依赖，减少了传统造纸过程中对

2、森林资源和水资源的消耗，说它是环保材料并不为过；但另一方面无机矿物粉体需要大量的合成树脂作为连接载体才能形成具有韧性的片材，其实质是一种高填充的改性塑料材料，生产过程中化学物质的处理和最终的废弃物都会对环境造成一定的损害。也正是如此，石头纸虽然早在上世纪60年代就已经出现，但直到80年代才被运用于一些产品生产，但高于50%剂量的树脂添加使得成本居高不下，同时相较于传统纤维纸具有密度大、挺度较差，书写性不佳等缺点，因此一直没有得到较好的发展。　　进入二十一世纪，石头纸的研究项目得到了国家的大力扶持，其生产技术得到了大幅度提高，产品性质得到进一步提高，无机矿物粉体用量提高到80%以上，可降解树脂的

3、运用使得最终的产品废弃物得以完全降解[1]，整个生产过程基本实现无“三废”排放，符合低碳、节能、可持续发展的趋势。石头纸作为一种能够替代纤维纸的环保产品越来越受到关注和肯定，其在环保问题上所受的非议声也越来越小。下面通过国内最新公开的石头纸专利介绍其技术的新进展。　　一、产品性质的改良　　公告号为CN202742735的专利申请介绍了一种食品级石头纸，该石头纸是由两层材料复合而成，第一层为80%碳酸钙（1250目以上的食品级碳酸钙粉体）、15%高密度聚乙烯、5%复合改性剂（包括增韧剂、相容剂等）混合加工制成，第二层为复合在第一层上的低密度聚乙烯。使用过程中第一层材料作为包装内纸直接接触产品，不

4、仅可用于包装糖果、熟食；还可用于包装牛奶、菜汁等。　　公布号为CN102205550A的发明专利申请介绍了一种石头瓦楞纸板，石头纸面纸和石头纸芯纸瞬间高温热熔复合后从高温预热辊上经过，使其粘合面达到熔融状态，然后在复合辊的压力作用下复合成瓦楞纸板。相较于传统瓦楞纸板，石头瓦楞纸板能够在湿度较大的环境中长期使用，并具有良好的抗戳穿性能。　　比如公开号为CN102690078A的石头纸产品，其组成组份包括：超细CaCO355～70份、生物降解剂20～10份、聚丙烯10～25份、马来酸酐接枝聚乙烯材料5～7份，低分子量烃类10份、热氧化促进剂9份、环氧大豆油2份、催化剂0.1份。该产品在自然环境中经

5、过6-9个月的时间可完全降解为基本无强度的碎片甚至粉末，符合国家GB/T93451988《降解塑料的定义，标志和降解性能要求》的标准。　　二、生产工艺的改进　　石头纸的生产工艺如下图所示，首先要将石料破碎到足够小并进行筛选以满足粉料达到至少1500目的细度要求；然后对粉料经过改性处理与树脂进行原料的混合造粒；所造粒在挤压机中经过单螺杆高速旋转制成胶状流体并挤成一定厚度片材，片材再经过辊轮的压延和流延机拉伸后形成所需厚度的石头纸张，在这一过程中剩余的边料可以回收再利用；最后纸张进入涂布设备双面涂布以使其具有较好的印刷特性后即可成品入库。　　目前石头纸生产过程中所采用的塑料压延四辊机只能压制到0.

6、8mm厚度的片材，而石头纸的厚度仅为0.01mm，这种塑料压延机显然不能满足需要。公布号为CN102373648A公开了一种专用于生产石头纸的压延机，包括辊轮、电机、传动齿轮、辊轮的调距离装置及电气控制装置，其中辊轮设置有10个，除了A、B两个进料辊外，C-H辊轮都为两两配合的压延辊轮，该设备采用五道压延和两道压延加拉伸，有利于融化一些不易塑化的粉末颗粒，并具有良好的排泡能力，可形成0.8mm以下的厚度的基片，能够更好地满足石头纸生产的需要。　　公开号为CN102229188A的发明专利申请提供了一种三层结构轻质石头纸的制造方法，该方法是将三层成分不同的原料投入到三台挤出机中共同挤出纸膜后，对

7、纸膜进行160℃～170℃的发泡处理，经过处理的石头纸其内部具有空孔结构，从而达到减少石头纸克重的目的，与相同厚度的石头纸相比，轻质石头纸的发泡层克重要小18%～35%，而空孔的存在使得石头纸内部具有垂直的支撑结构，在一定程度上也提高了石头纸的挺度。　　三、石头纸产业的经济前景　　石头纸产业有利于自然资源匮乏的山区的经济发展。相对于农作物的培植，石头纸的生产并不需要丰富的林业或水产资源，尤其对一些