专利名称：一种用于家具贴面的环保石头纸及其制备方法
技术领域：
本申请涉及家具装潢领域，特别是涉及一种适合作为家具贴面纸的环保石头纸及其制备方法。
背景技术：
贴面是裸露在家具表面的部分，贴面材料的类型很多。贴面纸即为其中之一，不同色调、颜色的木纹及其他图案的贴面纸直接影响着家具的外观效果和使用。随着家具市场的不断发展，优质的家具贴面纸的需求也在不断增大。目前，大部分家具贴面纸有2种材质，一种是40g左右的木浆纸，一种是聚氯乙烯，业内人士将聚氯乙烯做成的贴面纸材料称为聚氯乙烯木纹膜或聚氯乙烯贴面纸(PVC)。木浆纸类贴面纸因材质限制，耐磨性较差，容易磨损。同时，木浆纸的主要组分为木材等植物纤维，随着国家森林保护政策的出台，造纸原料只能靠进口木浆维持，另一方面，该类纸生产过程中产生大量废水，严重污染环境，治理难度极大。而聚氯乙烯贴面纸遇热变形，容易留下痕迹，且温度高时会分解并释放出毒性气体，对环境有污染，环保性能也不佳。因此，有必要开发适当的材料制造出更符合需求的家具贴面纸以解决上述现有贴面纸存在的问题。
发明内容
为解决上述问题，本申请提供了一种可替代木浆贴面纸及PVC贴面纸的优良环保型材料环保石头纸。本申请的另一目的是提供该种环保石头纸的制备方法。为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案本申请公开了一种环保石头纸，该环保石头纸为层状，包括基层和至少一个表层，其表层的组分包括二氧化钛和树脂。上述环保型石头纸基层的组分包括树脂、碳酸钙和助剂。本申请中，树脂可以为聚乙烯或聚丙烯，聚丙烯可为均聚物。上述表层的组分中，二氧化钛的重量百分比为40-70%、树脂的重量百分比为25-55%。上述环保石头纸的表层组分中包括按表层质量百分比计2. 5-5%的助剂，所述助剂包括偶联剂、分散剂、阻燃剂、相容剂或爽滑剂。进一步优选，偶联剂占0. 5-1 %，分散剂占0. 5-1 %，阻燃剂占0. 5-1 %，相容剂占
0.5-1%，爽滑剂占 0. 5-1%。本申请进一步公开了一种三层共挤环保石头纸，该环保石头纸基层的组分包括碳酸钙、树脂及助剂；其表层的组分包括二氧化钛、树脂和助剂。具体的，该环保石头纸基层的组分按基层质量百分比计优选包括40-75%的碳酸钙、20-55%的树脂以及2. 5-5%的助剂。
该环保石头纸表层的组分按表层质量百分比计优选包括40-70%的二氧化钛、25-55%的树脂以及2. 5-5%的助剂。上述表层和基层的组分中树脂可选择聚乙烯或聚丙烯，聚丙烯可为均聚物。上述助剂包括偶联剂、分散剂、阻燃剂、相容剂或爽滑剂。进一步优选，复合偶联剂占0. 5-1%，分散剂占0. 5-1%，阻燃剂占0. 5-1%，相容剂占0. 5-1%，爽滑剂占0. 5-1 %，均分别以基层或表层质量的百分比计算。上述三层共挤环保石头纸结构为表层-基层-表层三层结构，基层夹于两个表层之间，其纸张厚度可以为0. 05-0. 15_，所述基层的厚度占环保石头纸厚度的70%-90%，所述表层的厚度占环保石头纸厚度的5%-15%。本申请还进一步公开了上述三层共挤环保石头纸的制备方法，该方法包括A、将所有组分材料干燥至含水量小于2% ；B、将基层材料和表层材料分别于100-110°C下进行混合搅拌，混合顺序为，基层材料在碳酸钙中加入助剂，混合均匀后加入树脂；表层材料在二氧化钛中加入助剂，混合均匀后加入树脂；C、混合后的基层材料和表层材料分别经真空捏合造粒，得到表层粒子和基层粒子;D、将表层粒子和基层粒子经三层共挤压延制备得到表层-基层-表层三层结构的环保石头纸。上述步骤A之前，将所述组分材料中的碳酸钙粉碎至2500-3500目。上述步骤C中，在捏合机中的温度小于150°C，捏合时间为5-10分钟；进造粒机时温度为110-120°C，之后升温至220°C _240°C，出口处降温度至120°C以下。上述步骤D中，采用三层共挤五辊压延机，所述挤压机中挤出温度为220_240°C，压延机温度设定小于120°C，五辊压延机使用了镜面辊筒。由于采用以上技术方案，本申请的有益效果在于本申请提供了一种包括基层和至少一个表层的环保石头纸，该环保石头纸的表层与基层组分不同，各自发挥不同作用，其中基层起到支撑作用，对环保石头纸的各项物理机械性质的提升起决定作用；表层组分采用二氧化钛，具有增白、阻光、表面更加光洁、硬度高等特点。本申请提供的环保石头纸制成的贴面材料维卡软化点高，不易变形，耐热性能好，耐水性好，耐磨性好，尺寸稳定性好，印刷后色泽艳丽，生产中不会产生例如木浆纸污水等污染，是取代木浆纸和聚氯乙烯贴面纸的优良环保型材料。
图1是本申请的一种环保石头纸的结构图，图中I表不基层，2表不表层；图2是本申请的一种环保石头纸的制备流程图；图3是本申请的一种环保石头纸的制备步骤中压延示意图，图中3表示挤压机，4表示模头，5表示压延机，6表示收卷机。
具体实施例方式本申请提供了一种可作为家具贴面纸使用的环保石头纸，包括以二氧化钛和树脂为主要成分的表层，该表层利于印刷，其对于最终的外观效果的好坏起到重要作用，该层的光洁度等性能也直接影响该环保石头纸与家具之间的粘合性能。本申请中表层选择二氧化钛为主要组分，具有很好的性价比，其作用是增白，阻光，使得表面更加光洁，具有硬度高等特点。本申请的环保石头纸表面特性的主要指标润湿张力高，因此着色性能好，与木材的粘附性能好。本申请提供的一种三层共挤环保石头纸，其结构如图1所示为表层-基层-表层的三层结构，其基层夹在两表层之间，也可将基层称为中层。其中，基层的组分主要包括碳酸钙、树脂及助剂。其基层的组分按基层质量百分比计优选包括40-75%的碳酸钙、20-55%的树脂以及2. 5-5%的助剂。其表层的组分按表层质量百分比计优选包括40-70%的二氧化钛、25-55%的树脂以及2. 5-5%的助剂。本申请的三层共挤环保石头纸的基层和表层组分不同，因此作用也不相同。基层具有支撑作用，对环保石头纸的各项物理机械性质起决定作用；表层则主要用于印刷。本申请的三层共挤环保石头纸不仅印刷效果佳且易于粘贴，其他各项物理机械性能如刚度、韧性、挺度好，是替代木浆纸和聚氯乙烯贴面纸的优良的家具贴面纸。本领域技术人员可以根据贴面纸实际使用的需求对上述基层和表层的组分进行适当的调整，使其各项机械性质符合实际需求。该环保石头纸厚度为0. 05-0. 15_，其表层、基层的厚度比例可根据印刷条件、印刷要求和片材物理机械性能的要求进行相应的调整，本申请中优选基层的厚度占环保石头纸厚度的70%-90%，表层的厚度占环保石头纸厚度的5%-15%，上下表层的厚度可以相同，也可以根据需要调整为不同厚度。本申请的表层和基层组分中的树脂可以采用聚乙烯或聚丙烯等，聚丙烯可为均聚物。本领域技术人员可以根据纸张制造的实际要求，选择合适的树脂类型。本申请的表层和基层组分中的助剂主要包括复合偶联剂、分散剂、阻燃剂、相容齐U、爽滑剂。其中，本领域技术人员可以根据实际使用的树脂等组分，选择合适偶联剂，复合型偶联剂为优选，也可用钛酸酯偶联剂，例如AL-AT1618复合型偶联剂。在制备过程的挤出延压时，基层、表层流体处于熔融状态，应具有内润滑和外润滑特性，即熔体内部、熔体和金属之间应有良好的润滑保证，因此需要选择良好的助剂，保证其起到良好的润滑作用。阻燃剂的作用是可以使得贴面纸具备了防火的功能，本申请可以选用例如XY-1型或XY-2型阻燃抑烟剂等作为阻燃剂。此外，其他助剂，例如，相容剂可以选用HD900L相容剂等。爽滑剂可以选用RH-16型润滑剂等。分散剂可以选用WP型聚丙烯蜡或WE型聚乙烯蜡等。本申请中优选偶联剂占0. 5-1 %，分散剂占0. 5-1 %，阻燃剂占0. 5-1%，相容剂占0. 5-1%，爽滑剂占0. 5-1%，均分别以基层或表层质量的百分比计算。本申请提供的三层共挤环保石头纸的制备方法，如图2所示，包括A将所有组分材料干燥至含水量小于2%，以保证整个工艺流程的顺利进行。B将基层材料和表层材料分别加入高速搅拌机中于100-110°C下进行混合搅拌，混合顺序为，基层材料先将碳酸钙搅拌3-5分钟，再加入助剂搅拌3-5分钟，混合均匀后加入树脂搅拌3-5分钟；表层材料先将二氧化钛搅拌3-5分钟，再入助剂搅拌3-5分钟，混合均匀后加入树脂搅拌3-5分钟。C将混合后的基层材料和表层材料分别经真空捏合后造粒，分别得到表层粒子和基层粒子；D将表层粒子和基层粒子送至挤压机，如图3所示，在挤压机中加热后经模头流出，压延机压延到需要的厚度，适当处理后收卷制备得到表层-基层-表层三层结构的环保石头纸。
在本申请的步骤A开始前，需对碳酸钙进行细化处理。由于碳酸钙越细(目数越高)，表面积越小，因此和树脂的结合更好。但碳酸钙越细，也越容易聚集，一般用硬脂酸酯活化后防止聚集，颗粒大小选择2500-3500目较为合适，优选3000目。超细的碳酸钙可用超细粉碎设备完成。上述步骤C中，基层和表层物料进入捏合机后，捏合应在维卡软化点以下，时间在5-10分钟范围内较好，其中110°C-12(TC是在树脂维卡软化点的最佳温度范围。以聚乙烯为例，进造粒机时的较佳温度为140-160°C左右，优选150°C，中间升温至220°C _240°C，然后逐渐降低出口处应在维卡软化点即120°C以下，以便切粒造粒。上述步骤D中，采用三层共挤五辊压延机进行压延。其组分中的树脂以聚丙烯为例，挤压机中挤出温度设定为220-240°C，压延机温度设定小于120°C，5辊压延机使用了镜面辊筒。压延机的辊数越多，则片材越薄。5辊压延机可以适应多种厚薄均匀度，3辊压延机适于加工0. 2mm厚度以上的片材，而薄型片材则适用于5辊压延机。在收卷前，可加电晕处理、静电消除、在线厚度非接触式测量等工序。采用上述制备方法，碳酸钙粉碎至2500-3500目，五辊压延机使用镜面辊筒，压制出的薄纸型环保石头纸光滑如镜，洁白如玉，贴面家具的外观质量极佳。下面通过具体实施例并结合附图对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅仅对本申请进行进一步的说明，不应理解为对本申请的限制。实施例1按以下配方制备环保石头纸。表层组分(各组分以表层质量计):聚乙烯47. 2%，二氧化钛50%，复合偶联剂0. 8%，分散剂0. 5%，阻燃剂0. 5%，相容剂0. 5%，爽滑剂0. 5%。基层组分(各组分以基层质量计)聚乙烯47. 2%，碳酸钙50%，复合偶联剂0. 8 %，分散剂0. 5%，阻燃剂0. 5%，相容剂0. 5%，爽滑剂0. 5%。其中复合偶联剂选用AL-AT1618复合型偶联剂，分散剂选用WE型聚乙烯蜡，阻燃剂选用XY-1型或XY-2型阻燃抑烟剂，相容剂选用HD900L相容剂，爽滑剂选用RH-16型润滑剂。具体制备过程如下1.将以上组分材料置于真空干燥箱内，干燥至含水量小于2%，取出待用。2.将碳酸钙和二氧化钛分别于放入高速搅拌机中，设定温度为100-110°C左右，以低速档搅拌3-5分钟。3.将复合偶联剂、分散剂、阻燃剂、相容剂、爽滑剂分别加入至已加热的碳酸钙和二氧化钛中，每种助剂加入之间间隔一分钟，再将碳酸钙混合物和二氧化钛混合物分别置于高速搅拌机中，设定温度为100-110°C，以高速档搅拌3-5分钟。4.分别将碳酸钙助剂混合物与树脂、二氧化钛助剂混合物与树脂混合搅拌，搅拌充分后送至真空捏合机捏合，再送入造粒机造粒，分别得到表层粒子和基层粒子。其中，在捏合机中的温度小于150°C，捏合时间为5-10分钟；进造粒机时温度为110-120°C，之后升温至220°C _240°C，出口处降温度至120°C以下。5.采用三层共挤5辊压延机压延。将表层粒子和基层粒子送至挤压机，挤压机中挤出温度设定为220-240°C，将粒子融化成熔融状态，经模头流出后，用压延辊压成需要的厚度，压延机温度设定小于120°C，使用镜面辊筒，再进行电晕处理、静电消除、在线厚度非接触式测量等工序，处理完成后收卷，得到产品I。实施例2按以下配方制备环保石头纸。表层组分(各组分以表层质量计)聚乙烯55%，二氧化钛40%，复合偶联剂1%，分散剂1%，阻燃剂1%，相容剂1%，爽滑剂1%。基层组分(各组分以基层质量计) 聚乙烯47. 2%，碳酸钙50 %，复合偶联剂0.8%，分散剂0.5%，阻燃剂0. 5 %，相容剂0. 5 %，爽滑剂0.5%。其制备步骤同实施例1，得到产品2。实施例3 按以下配方制备环保石头纸。表层组分(各组分以表层质量计)聚乙烯25%，二氧化钛70%，复合偶联剂1%，分散剂1%，阻燃剂1%，相容剂1%，爽滑剂1%。基层组分(各组分以基层质量计) 聚乙烯47. 2%，碳酸钙50 %，复合偶联剂0.8%，分散剂0.5%，阻燃剂0. 5 %，相容剂0. 5 %，爽滑剂0.5%。其制备步骤同实施`例1，得到产品3。实施例4按以下配方制备环保石头纸。表层组分(各组分以表层质量计):聚乙烯31 %，二氧化钛65 %，复合偶联剂0.8%，分散剂0.8%，阻燃剂0.8%，相容剂0.8%，爽滑剂0.8%。基层组分(各组分以基层质量计) 聚乙烯47. 2%，碳酸钙50 %，复合偶联剂0.8%，分散剂0.8%，阻燃剂0. 8 %，相容剂0. 8 %，爽滑剂0.8%。其制备步骤同实施例1，得到产品4。实施例5 按以下配方制备环保石头纸。表层组分(各组分以表层质量计)聚乙烯47. 2 %，二氧化钛50 %，复合偶联剂
0.8%，分散剂0. 5%，阻燃剂0. 5%，相容剂0. 5%，爽滑剂0. 5%。基层组分(各组分以基层质量计)聚乙烯20 %，碳酸钙75 %，复合偶联剂I %，分散剂1%，阻燃剂1%，相容剂1%，爽滑剂1%。其制备步骤同实施例1，得到产品5。实施例6按以下配方制备环保石头纸。表层组分(各组分以表层质量计)聚乙烯47. 2 %，二氧化钛50 %，复合偶联剂
0.8%，分散剂0. 5%，阻燃剂0. 5%，相容剂0. 5%，爽滑剂0. 5%。基层组分(各组分以基层质量计)聚乙烯55 %，碳酸钙40 %，复合偶联剂I %，分散剂1%，阻燃剂1%，相容剂1%，爽滑剂1%。其制备步骤同实施例1，得到产品6。实施例1 按以下配方制备环保石头纸。
表层组分(各组分以表层质量计)聚乙烯47.2%，二氧化钛50%，复合偶联剂
0.8%，分散剂0. 5%，阻燃剂0. 5%，相容剂0. 5%，爽滑剂0. 5%。·基层组分(各组分以基层质量计)聚乙烯30%，碳酸钙66%，复合偶联剂0. 8%，分散剂0.8%，阻燃剂0.8%，相容剂0.8%，爽滑剂0. 8%。其制备步骤同实施例1，得到产品7。以上制得的产品1-7的纸张厚度为0.08±0. 03mm，其基层厚度占纸张厚度的90%，其上下表层厚度各占纸张厚度的5%。将上述产品1-7就相关指标检测如下，结果为表I所示。表1、本申请制备的环保石头纸相关指标检测结果
权利要求
1.一种环保石头纸，所述环保石头纸为层状，包括基层和至少一个表层，其特征在于，所述表层的组分包括二氧化钛和树脂。
2.根据权利要求1所述的环保石头纸，其特征在于，所述树脂为聚乙烯或聚丙烯。
3.根据权利要求1或2所述的环保石头纸，其特征在于，所述表层的组分中，二氧化钛的重量百分比为40-70%、树脂的重量百分比为25-55%。
4.根据权利要求3所述的环保石头纸，其特征在于，所述表层中包括重量百分比为2.5-5%的助剂，所述助剂包括偶联剂、分散剂、阻燃剂、相容剂或爽滑剂。
5.根据权利要求1、2、4所述的环保石头纸，其特征在于，所述基层的组分包括按基层质量百分比计40-75%的碳酸钙、20-55%的树脂以及2. 5-5%的助剂。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的环保石头纸，其特征在于，所述环保石头纸为表层-基层-表层三层结构，基层夹于两个表层之间，所述基层的厚度占环保石头纸厚度的70%-90%，所述表层的厚度占环保石头纸厚度的5%-15%。
7.权利要求6所述的环保石头纸的制备方法，所述方法包括 A、将所有组分材料干燥至含水量小于2%； B、将基层材料和表层材料分别于100-110°C下进行混合搅拌，混合顺序为， 基层材料在碳酸钙中加入助剂，混合均匀后加入树脂； 表层材料在二氧化钛中加入助剂，混合均匀后加入树脂； C、混合后的基层材料和表层材料分别经真空捏合造粒，得到表层粒子和基层粒子； D、将表层粒子和基层粒子经三层共挤压延制备得到表层-基层-表层三层结构的环保石头纸。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤A之前，将所述组分材料中的碳酸钙粉碎至2500-3500目。
9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，步骤C中，在捏合机中的温度小于150°C，捏合时间为5-10分钟；进造粒机时温度为110-120°C，之后升温至220°C -240°C,出口处降温度至120°C以下。
10.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤D中，采用三层共挤五辊压延机，所述挤压机中挤出温度为220-240°C，压延机温度设定小于120°C，五辊压延机使用了镜面棍筒。
全文摘要
本发明涉及造纸领域，公开了一种适于用作家具贴面纸的环保石头纸及其制备方法。本发明中的环保型石头纸，其包括基层和至少一个表层，其表层主要成分为二氧化钛和树脂。本发明还进一步提供了一种三层共挤环保石头纸，该环保石头纸由表层-基层-表层的三层结构构成，基层以碳酸钙和树脂为主要组分，表层以二氧化钛和树脂为主要组分。通过混合、捏合、造粒、挤出、压延等工序制备得到的三层环保石头纸与传统家具贴面纸的相比，维卡软化点高，不易变形，耐热性能好，耐水性好，耐磨性好，尺寸稳定性好，印刷后色泽艳丽。
文档编号B29C43/58GK103057220SQ20121029235
公开日2013年4月24日 申请日期2012年8月16日 优先权日2011年10月19日
发明者王德成, 姚丹, 刘俊豪, 夏开邦 申请人:香港格林天使科技有限公司