СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ПРИГОДНОЙ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНОЙ БУМАГИ Российский патент 2013 года по МПК D21F11/00 

(a) Область техники

Настоящее изобретение относится в общем к способу производства пригодной для переработки минеральной бумаги, посредством которого изготовленная таким образом бумага пригодна для переработки и уничтожается только ПП, доля которого небольшая, путем сжигания, чтобы не создавать высокую температуру, дым и токсичные газы и чтобы позволить возвратить остатки, которыми главным образом являются природные неорганические минералы и которые составляют основную долю, в землю и природу после сжигания.

(b) Уровень техники

Обычная синтетическая бумага, которая описана в патентной заявке Тайваня №097149383, как однослойная, так и многослойная, которую изготавливают, сначала подвергая бумажный лист продольному растягиванию и затем поперечному растягиванию, имеет поверхность, обладающую двунаправленной растяжимостью. Изготовленная таким образом синтетическая бумага, хотя и выгодная в определенных отношениях, все же намного отличается от характеристик целлюлозной бумаги. Недостатки синтетической бумаги включают: плохую складываемость, большую разницу между продольной разрывностью и поперечной разрывностью или чрезмерную или недостаточную разрывность. Кроме того, синтетическую бумага изготавливают из ПП как основной составляющей, который не окисляется и не разлагается в природе за короткий период времени после утилизации, так что он не помогает уменьшить вторичное загрязнение. Кроме того, стоимость производства синтетической бумаги намного больше, чем обычной целлюлозной бумаги. Из-за этих недостатков синтетическая бумага не привлекает потребителей.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить способ производства пригодной к переработке минеральной бумаги, состав которой включает 60-85 мас.% порошков природных неорганических минералов, 15-40 мас.% полипропилена (ПП) (который содержит смесь полимолочной кислоты (ПМК) или ПП и полиэтилена (ПЭ)), и 1-5 мас.% вспомогательных веществ, и которая изготовлена способом однослойного непрерывного литья под давлением, который включает следующие этапы:

этап один: составляющие состава автоматически подаются и перемешиваются согласно соотношениям составляющих;

этап два: выполняются непрерывное смешивание и перемешивание для получения равномерной смеси составляющих состава;

этап три: выполняется совместное прессование для достижения двунаправленного растяжения составляющих состава, чтобы сформировать лист в связанном состоянии;

этап четыре: лист пропускают через сжимающую машину для дальнейшего смешивания и прессования листа;

этап пять: машину для сжатия и растяжения с пятью валами используют для сжатия и растяжения листа, чтобы получить двунаправленное растяжение как в поперечном, так и в продольном направлениях;

этап шесть: машину для охлаждения и формования используют для выполнения непрерывного сжатия и растяжения листа, чтобы осуществить дальнейшее двунаправленное растяжение как в поперечном, так и в продольном направлениях для управления толщиной листа;

этап семь: машину для намотки рулонов используют для автоматической намотки листа; и

этап восемь: режущую машину используют для резки листа на плоские куски бумаги желательного размера.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

ФИГ.1 - схематический вид, показывающий бумагоделательное устройство для сжатия и растяжения согласно настоящему изобретению.

ФИГ.2 - схематический вид, показывающий автоматическую дозирующую машину согласно настоящему изобретению.

ФИГ.3 - схематический вид, показывающий автоматическую перемешивающую и смешивающую машину согласно настоящему изобретению.

ФИГ.4 - схематический вид, показывающий объединенную машину для формования листа согласно настоящему изобретению.

ФИГ.5 - схематический вид, показывающий сжимающую до высокой плотности машину согласно настоящему изобретению.

ФИГ.6 - схематический вид, показывающий машину для сжатия и растяжения с пятью валами согласно настоящему изобретению.

ФИГ.7 - схематический вид, показывающий охлаждающую и формовочную машину согласно настоящему изобретению.

ФИГ.8 - схематический вид, показывающий автоматическую машину для намотки рулонов согласно настоящему изобретению.

ФИГ.9 - схематический вид, показывающий режущую машину согласно настоящему изобретению.

ФИГ.10 - схематический вид, показывающий машину для нанесения двусторонних покрытий согласно настоящему изобретению.

ФИГ.11 - схематический вид, показывающий автоматическую правильную машину согласно настоящему изобретению.

ФИГ.12 - схематический вид, показывающий машину для нанесения покрытия на лицевую поверхность согласно настоящему изобретению.

ФИГ.13 - схематический вид, показывающий сушильную камеру сухого типа согласно настоящему изобретению.

ФИГ.14 - схематический вид, показывающий машину для нанесения покрытия на оборотную поверхность согласно настоящему изобретению.

ФИГ.15 - схематический вид, показывающий машину для намотки рулонов согласно настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Со ссылками на ФИГ.1-9, настоящее изобретение предлагает способ производства пригодной к переработке минеральной бумаги, которая имеет состав, включающий 60-85 мас.% порошка природных неорганических минералов (таких как карбонат кальция (включая легкий карбонат кальция, тяжелый карбонат кальция, коллоидный карбонат кальция, активный тяжелый карбонат кальция), порошковую угольную пыль, сульфат кальция, сульфат бария, каолин, порошок слюды, оксид цинка, порошок доломита, силикат кальция, стекловолокно, полую микрочастицу стекла, порошок диоксида кремния, порошок мела, порошок талька, пигмент, диоксид титана, диоксид кремния, бентонит, глину, диатомит и их смеси (которые подвергают или не подвергают обжигу)) в качестве основной составляющей; 15-40 мас.% полипропилена (ПП) (который содержит смесь полимолочной кислоты (ПМК) или ПП и полиэтилена (ПЭ)) и 1-5 мас.% вспомогательных веществ. Используемый материал ПП может включать сочетание ПП и ПЭ низкой плотности, этиленвинилацетат (ЭВА) и ПМК. Вспомогательные вещества могут включать одно или больше из связующих веществ, веществ, улучшающих проскальзывание (диспергатор), антистатика, твердого умягчающего вещества, активатора, промотора, вещества для предотвращения старения, вещества для предотвращения задиров, клея, вещества, повышающего стойкость к теплу, инициатора, катализатора полимеризации, диспергатора, эмульгатора, пластификатора, стабилизатора к теплу/свету, антипирена и вещества для освобождения из формы. Связующее вещество может включать ди(диоктилфосфат)этилен и/или β-(3,4-эпоксициклогексил)этилтриметоксисилан). Вещество для улучшения проскальзывания может включать желатин и/или метилцеллюлозу. Антистатик может включать октадецилдиэтаноламин.

Состав минеральной бумаги не требуется обрабатывать для формирования маточных гранул сырья, и вместо этого он может быть прямо введен в бумагоделательное устройство 10 для сжатия и растяжения (обрезь также можно прямо подавать обратно в машину для сжатия и растяжения, поэтому отходы не образуются). Бумагоделательное устройство 10 для сжатия и растяжения включает автоматическую дозирующую машину 11, автоматическую машину для перемешивания и смешивания 12, объединенную машину для формования листа 13, сжимающую до высокой плотности машину 14, машину 15 для сжатия и растяжения с пятью валами, машину для охлаждения и формования 16, автоматическую машину 17 для намотки рулонов и машину для резки 18. Способ производства включает следующие этапы:

этап один: автоматическая дозирующая машина 11 выполняет автоматическую подачу и смешивание составляющих состава согласно соотношениям составляющих, которые после этого подаются в автоматическую машину для перемешивания и смешивания 12;

этап два: автоматическая машина для перемешивания и смешивания выполняет непрерывное смешивание и перемешивание состава для получения равномерной смеси составляющих состава;

этап три: хорошо перемешанный состав затем прямо подается в объединенную машину 13 для формования листа для выполнения совместного прессования, чтобы осуществить двунаправленное растяжение составляющих состава и равномерное истирание и разминание, чтобы сформировать лист из составляющих состава в связанном состоянии;

этап четыре: равномерно истертый и размятый лист пропускают через сжимающую до высокой плотности машину 14 для дальнейшего перемешивания и прессования листа, чтобы получить лист требуемой прочности и требуемого натяжения;

этап пять: машину для сжатия и растяжения с пятью валами 15 используют для обратного переворота и формования листа и для осуществления двунаправленного растяжения листа в поперечном и продольном направлениях;

этап шесть: машину для охлаждения и формования 16 используют для выполнения непрерывного сжатия и растяжения листа, чтобы вызвать дальнейшее двунаправленное растяжение листа в поперечном и продольном направлениях и чтобы управлять толщиной листа;

этап семь: машину 17 для намотки рулонов используют для автоматической намотки листа бумаги в форму рулона бумаги и

этап восемь: режущую машину 18 используют для резки листа бумаги на плоские куски бумаги желательного размера.

Как таковой, состав бумаги согласно настоящему изобретению включает 60-85 мас.% порошков природных неорганических минералов, 15-40 мас.% ПП (который содержит смесь ПМК или ПП и ПЭ) и 1-5 мас.% вспомогательных веществ, посредством чего, в зависимости от используемых вспомогательных веществ, бумага может быть биоразлагаемой, т.е. разлагается в природе микроорганизмами на диоксид углерода и воду, или светоразлагаемой, т.е. разлагается под воздействием ультрафиолетовых компонентов, содержащихся в солнечном свете, путем разрыва основных цепей ее крупных молекул, или разлагаемой окислением, т.е. разлагается посредством окисления ее составляющих материалов кислородом с образованием оксидов. Таким образом, любая утилизированная бумага может быть переработана для восстановления, и только составляющая ПП, которая присутствует в небольшой доле, будет уничтожаться путем сжигания, чтобы не создавать высокой температуры, дыма и токсичных газов и чтобы позволить возвратить остатки, которыми главным образом являются природные неорганические минералы и которые составляют основную долю, в землю и природу после сжигания, что делает настоящее изобретение превосходно выполняющим требование защиты окружающей среды.

Машину 15 для сжатия и растяжения с пятью валами, используемую на пятом этапе, эксплуатируют путем применения высокотемпературного сжатия и растяжения, и применяемую температуру можно регулировать соответственно характеристикам формулы состава желательной минеральной бумаги, чтобы эффективно осуществить расплавление, смешивание и двунаправленное растяжение состава минеральной бумаги. Машину 16 для охлаждения и формования, используемую на шестом этапе, можно регулировать по времени сжатия, исходя из желательной толщины и конечных характеристик минеральной бумаги. В предыдущем процессе, если желательной формой конечного бумажного продукта является рулон, восьмой этап может не применяться.

В одном варианте осуществления способа производства пригодной для переработки минеральной бумаги согласно настоящему изобретению состав минеральной бумаги включает 73 мас.% карбоната кальция, 17 мас.% ПП, 7 мас.% ПЭ низкой плотности, 1 мас.% связующего вещества OL-T951, 1 мас.% стеариновой кислоты, 1 мас.% других вспомогательных веществ. Все эти составляющие вместе составляют 100 мас.% и подвергаются смешиванию, прессованию и соединению с последующим введением в бумагоделательное устройство 10 для сжатия и растяжения с целью производства листов пригодной для переработки бумаги толщиной 0,1 мм согласно желательной толщине продукта.

В еще одном варианте осуществления способа производства пригодной для переработки минеральной бумаги согласно настоящему изобретению, состав минеральной бумаги включает 72 мас.% порошка талька, 17 мас.% ПП, 8 мас.% ПЭ низкой плотности, 1 мас.% связующего вещества NDZ-101,1 мас.% стеарата кальция, 1 мас.% других вспомогательных веществ.

Все эти составляющие вместе составляют 100 мас.% и подвергаются смешиванию, прессованию и соединению с последующим введением в бумагоделательное устройство для сжатия и растяжения с целью производства листов пригодной для переработки бумаги толщиной 0,3 мм согласно желательной толщине продукта.

Далее, в соответствии с толщиной и свойствами бумаги, минеральная бумага, изготовленная согласно способу настоящего изобретения, может использоваться после дальнейшей надлежащей обработки для изготовления календарей, альманахов, вымпелов и карт.

Со ссылками на ФИГ.10-15, пригодная для переработки минеральная бумага согласно настоящему изобретению может быть обработана для нанесения слоя покрытия на ее поверхность, и такое покрытие может быть образовано раствором на водной основе или раствором на масляной основе. Для случая использования раствора на водной основе для нанесения покрытия состав раствора на водной основе может включать акриловую смолу, изопропиловый спирт, поливиниловый спирт, глину, антистатик, 28% аммонийный щелок, чистую воду и винилацетат. Машину 20 для нанесения двустороннего покрытия используют для введения листа бумаги без покрытия в автоматическую правильную машину 21 для протяжки и выравнивания листа с целью последующего выполнения обработки коронированием, посредством чего две поверхности листа бумаги после обработки разрядом высокого напряжения образуют множество крошечных пустот; которые помогают повысить силу связывания покрытия, нанесенного на поверхность (обработку поверхности выбирают из нанесением покрытия методом теплового плавления, жидкого распыления, пламенного распыления, плазменного распыления и электростатического распыления). Лист бумаги подается в машину 22 для нанесения покрытия на лицевую поверхность для начального покрытия и затем подается в сушильную камеру 23 сухого типа для сушки его поверхностей перед последующим нанесением покрытия на противоположную поверхность. В машине 24 для нанесения покрытия на оборотную поверхность используется некоторое множество распыляющих сопел для управления количеством распыляемого раствора и нанесения покрытия на противоположную поверхность. Лист бумаги затем транспортируется в сушильную камеру 23 сухого типа, чтобы высушить покрытую поверхность, где в состоянии нагрева покрытая поверхность листа бумаги может быть быстро высушена с появлением на ней глянца. Затем для намотки листа бумаги с покрытием в рулон используют машину 25 для намотки рулонов.

Способ производства пригодной для переработки минеральной бумаги, которая имеет состав, включающий 60-85 мас.% порошков натуральных неорганических минералов, 5-40 мас.% полипропилена и 1-5 мас.% вспомогательных веществ, осуществляют посредством следующих этапов: подача и смешивание составляющих состава; перемешивание и смешивание композиции; прессование для двунаправленного растяжения состава, чтобы сформировать лист; обработка листа в сжимающей до высокой плотности машине для дальнейшего смешивания и прессования листа; обратный переворот листа для его дальнейшего растяжения и непрерывное сжатие и растяжение листа для дальнейшего двунаправленного растяжения листа в поперечном и продольном направлениях и для управления толщиной листа. Изобретение обеспечивает способ производства пригодной к переработке минеральной бумаги. 5 з.п. ф-лы, 15 ил.

1. Способ производства пригодной для переработки минеральной бумаги, которая имеет состав, включающий 60-85 мас.% порошков натуральных неорганических минералов, 5-40 мас.% полипропилена (ПП) (который содержит смесь полимолочной кислоты (ПМК) или ПП и полиэтилена (ПЭ)), и 1-5 мас.% вспомогательных веществ, отличающийся тем, что состав минеральной бумаги не нужно обрабатывать для формирования маточных частиц сырья и его прямо вводят в бумагоделательное устройство для сжатия и растяжения, которое включает автоматическую дозирующую машину, автоматическую машину для перемешивания и смешивания, объединенную машину для формования листа, сжимающую до высокой плотности машину, машину для сжатия и растяжения с пятью валами и машину для охлаждения и формования, причем способ включает следующие этапы:
этап один: автоматическая дозирующая машина выполняет автоматическую подачу и смешивание составляющих состава согласно соотношениям составляющих, которые после этого подаются в автоматическую машину для перемешивания и смешивания;
этап два: автоматическая машина для перемешивания и смешивания выполняет непрерывное смешивание и перемешивание состава для получения равномерной смеси составляющих состава;
этап три: хорошо перемешанный состав затем прямо подается в объединенную машину для формования листа для выполнения совместного прессования, чтобы осуществить двунаправленное растяжение составляющих состава и равномерное истирание и разминание, чтобы сформировать лист из составляющих состава в связанном состоянии;
этап четыре: равномерно истертый и размятый лист пропускают через сжимающую до высокой плотности машину для дальнейшего перемешивания и прессования листа, чтобы получить лист требуемой прочности и требуемого натяжения;
этап пять: машину для сжатия и растяжения с пятью валами используют для обратного переворота и формования листа и для осуществления двунаправленного растяжения листа в поперечном и продольном направлениях;
этап шесть: машину для охлаждения и формования используют для выполнения непрерывного сжатия и растяжения листа, чтобы вызвать дальнейшее двунаправленное растяжение листа в поперечном и продольном направлениях и чтобы управлять толщиной листа.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что бумагоделательное устройство для сжатия и растяжения кроме того включает автоматическую машину для намотки рулонов и режущую машину, посредством которых лист, сформованный на этапе шесть, наматывают, используя автоматическую машину для намотки рулонов, и режут на плоские куски бумаги желательного размера режущей машиной.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что машину для сжатия и растяжения с пятью валами из этапа пять эксплуатируют путем применения высокотемпературного сжатия и растяжения и применяемую температуру регулируют согласно характеристикам состава минеральной бумаги, чтобы эффективно осуществлять расплавление, смешивание и двунаправленное растяжение состава минеральной бумаги.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что машину для охлаждения и формования из этапа шесть регулируют по времени сжатия, исходя из желательной толщины и свойств продукта минеральной бумаги.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что лист, сформованный на этапе шесть, далее подвергают нанесению покрытия из раствора на масляной основе на поверхность.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что лист, сформованный на этапе шесть, далее подвергают нанесению покрытия из раствора на водной основе на поверхность путем использования машины для нанесения двустороннего покрытия для подачи бумаги без покрытия в автоматическую правильную машину для протяжки и выравнивания листа с целью последующего выполнения обработки коронированием, посредством чего две поверхности листа бумаги после обработки разрядом высокого напряжения образуют множество крохотных пустот, которые помогают повысить силу связывания покрытия, нанесенного на поверхность (обработку поверхности выбирают из нанесения покрытия методом теплового плавления, жидкого распыления, пламенного распыления, плазменного распыления и электростатического распыления);
лист бумаги подается в машину для нанесения покрытия на лицевую поверхность для начального покрытия и затем подается в сушильную камеру сухого типа для сушки его поверхностей перед последующим нанесением покрытия на противоположную поверхность; в машине для нанесения покрытия на оборотную поверхность используется некоторое множество распыляющих сопел для управления количеством распыляемого раствора и нанесения покрытия на противоположную поверхность; и лист бумаги затем транспортируется в сушильную камеру сухого типа, чтобы высушить покрытую поверхность.