合成纸的生产工艺

    1．合成纸的原料合成纸的性能与所选用的原料有很大关系，而原料的选择又与制造方法有关。

　　（1）主要原料——合成树脂

　　选用何种树脂作为原料来生产合成纸，应从加工适应性、特性及价格等几个方面考虑，通常采用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等一般树脂。其他树脂因价格较高而应用较少，但聚酯、尼龙等树脂也用于生产部分纺粘型合成纸、或表面涂布方式的合成纸。

　　（2）辅助原料

　　合成纸需用的辅助原料包括填充料、颜料和其他添加剂。

　　合成纸用的填充料或颜料有碳酸钙、硫酸钡、粘土、滑石、二氧化钛、硅酸、硅藻土等。为使合成纸具有“纸的性质”，即在白度，不透明性、印刷适应性和书写性等方面达到要求，这些无机物的白度、粒径、折射率、遮光能力、稳定性等指标都很重要，同时还要考虑价格因素。

　　表面涂布方式合成纸所用的粘合剂与一般复合纸用的粘合剂基本相同，常用合成橡胶类胶乳及醋酸乙烯类胶乳等。

　　2．合成纸的制造工艺

　　不同类型的合成纸有不同的制造工艺。

　　（1）薄膜法合成纸的制造工艺

　　①内部纸化方式合成纸首先将选择的合成树脂和填充料混合，并加入适量的添加剂，如稳定剂及分散剂等。充分混合后，装到挤出机上进行熔融混炼。然后将熔融的料从T型模头的缝口中挤出，形成薄膜。合成纸生产中所用的成膜化方法通常有两种。

　　a．无拉伸薄膜成形法此法是将从T形模狭缝中挤出的较薄的熔融薄膜，在牵引过程中同时冷却固化成膜，然后卷取。冷却方式可以不同。一种是流出的熔融薄膜流绕到表面镀铬的金属冷却鼓上，经急冷定型、切边，而后卷取；也可以将熔融薄膜引入冷却水中或其他液体中，进行急冷定型，然后除水、切边、卷取。

　　b．双向拉伸薄膜成形法此法首先用挤出机从T型模口挤出较厚的熔融薄膜，冷却后成为拉伸原片，再将原片加热到软化温度下，沿纵横两个方向进行拉伸成膜。拉伸分两步法和一步法两种，与塑料薄膜的拉伸基本相同。用双向拉伸方法生产的合成纸可分为表层有微小孔隙的合成纸和没有微小孔隙的合成纸。前者可提高油墨的接受性，减小密度、降低成本。

　　与无拉伸薄膜成形法相比，双向拉伸成形法的生产线规模较大（但是，与天然纤维纸的造纸生产线相比要小得多）。因此，设备投资要大些。然而，经过双向拉伸后，杂乱排列的聚合物分子取向变得较有规则。一般经定向处理后，聚合物分子的排列与薄膜表面平行，从而提高了纸的强度、刚度等性能。

　　内部纸化方式生产合成纸由于采用连续生产线，故生产成本较低。前面介绍过的日本エポ合成纸就是采用这种方法生产的。其主要原料是聚丙烯，并添加一些填料和少量的添加剂。エポ合成纸不论是厚还是薄，都是三层结构。中间基层的填料含量比两层表层的填料含量低，故更接近塑料的性质。在用双向拉伸薄膜成形法进行纵向和横向拉伸取向后，提高了合成纸的强度和刚度等机械性能。同时，两表层由于填料含量较高，在拉伸工序中形成大量的细微孔隙而成为拟纸化层。由于这些大量的细微孔隙能使光散射，提高了白度、不透明度、印刷性和书写性等，赋于了纸的性质。另外，由于密度小，克重低，故材料的单位消耗低。

　　②表面纸化方式合成纸以合成树脂薄膜为基材，在其表面进行化学处理、物理处理，或进行表面涂布处理，而使合成树脂薄膜纸化。

　　a．表面化学处理方式此法适用于聚苯乙烯类薄膜，因其易受溶剂影响。拟纸化时，在薄膜表层施用药液，使其部分溶解或溶胀，待药液蒸发后便产生许多细微的孔隙。这些微细孔隙使光线散射，赋予白度和不透明的外观，提高油墨接受性和书写性等，达到拟纸化的目的。但这种方式的合成纸生产很少。

　　b．表面物理处理方式这是在硬质塑料的表面进行喷砂磨蚀加工等，使其表面产生无数微细的痕迹和凹凸不平，从而赋予书写性和不透明性。基材通常可用聚乙烯和醋酸纤维素等薄膜。用这种方式处理后的印刷性较差，其用途受到限制。另外，从广义上讲，用这种方法生产的产品虽可以算作合成纸，但通常不称为“合成纸”。

　　C．表面涂布方式这种方法象普通的涂布纸那样，在塑料薄膜表面涂布一层白色颜料的涂膜层，从而赋予薄膜以白度、书写性和油墨吸收性等。涂布基材有聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酯等树脂的薄膜，用其他方法制成的合成纸也经常作为基材进行表面涂布。该法在原理上很简单，但在配制涂料时必须考虑到与基材的粘合性，还要考虑耐水性。与普通涂布纸的生产不同，它是在非吸收性材料上进行涂布的，作业难度相对较高。

　　（2）纤维法合成纸的制造工艺

　　①纺粘型合成纸前面已经提过，通常，人们把它归类于“无纺布”。所谓纺粘法就是将树脂原液通过无数喷嘴，边喷纱边形成纤维网，然后将纤维网用树脂浸渍固定，也可用机械法将纤维网络起来，从而制成纺粘型合成纸。这种方法生产率很高。

　　②合成纸浆法首先是制备合成纸浆，为了防止原料在水中纤结，一般多用5～10mm左右的短纤维，主要原料为专用的短人造纤维、合成纤维，通常还掺入部分天然纤维纸浆。然后可用传统的造纸机抄造。现在也有用专用机器来抄造较长纤维为原料的产品。前面提到过，这种制品一般称为合成纤维纸，也有称为湿式无纺布。
 

    3．合成纸的二次加工

　　（1）裁切

　　合成纸可以用纵切机或闸刀式切纸机等裁切。但需注意，合成纸只要一有缺口，就很容易从横向（丝流方向）裂开，所以应尽可能用锋利的刀刃。

　　（2）印刷

　　①平版胶印合成纸与普通纸性质根本不同，它几乎不渗透润版药水和油墨。所以，尽管印刷条件相同，还必需注意以下三点：

　　a．使用合成纸专用油墨；
　　b．减少吸水量（可经润版药水中添加乙醇等）； 
　　C．由于油墨干燥较慢，故最好采用多色印刷机，添加催干剂，稍多喷点粉，板材下料着墨后进风等措施加以改善。

　　②凹版印刷、柔性版印刷印刷条件几乎与通常的塑料薄膜印刷相同，由于合成纸不易产生静电、适用的油墨范围较广，所以比塑料薄膜容易印刷得多。

　　与普通纸张的印刷相比，一般应注意如下事项：
　　a．要降低张力；
　　b．可用热风干燥，但需注意纸面温度不超过80℃；
　　C．所有的油墨都可用，但使用PVC类油墨时，必须采用异氰酸酯等固定涂层；
　　d．通常印刷速度为（50～150）m／min。在气候干燥时，进行高速多色印刷必须采用静电消除装置。

　　③孔版印刷一般印刷方式即可印刷，但需注意印刷油墨的选择，并使用非石油类的软溶剂。

　　④活版印刷可以采用通常的方式印刷，但要用平版胶印用油墨。

　　（3）折叠

　　合成纸的耐折度极优。由于折痕回弹力大，所以排纸作业比普通纸困难，排纸之后并不稳定。一般可在叠起来后轻压1h～2h方可伏贴。

　　为提高作业效率，最后的折叠最好沿横向（丝流方向）进行。

　　（4）层合加工合成纸层合加工与普通纸的层合加工一样，除热层合之外，其它所有的层合加工都适用于合成纸。

　　①干法层合主要用于合成纸与非吸液性材料的层合，如合成纸与合成纸、合成纸与塑料薄膜、合成纸与铝箔等。只是要注意选用的粘合剂应适合于层合材料的特性。

　　②湿法层合主要用于合成纸与吸液性材料的层合，如合成纸与普通纸的层合。合成纸与胶合板层合时可采用纸与胶合板层合的装置，粘合剂可用醋酸乙烯类等水性粘合剂。

　　③挤出复合合成纸可用于低密度聚乙烯的挤出复合，或用聚乙烯进行塑料夹层复合（合成纸与纸、玻璃纸、塑料薄膜等其他材料），也可以与OPP薄膜很容易在相同条件下复合。合成纸还可以用其他方式进行层合，如压印层合、蜡加工层合、热平压层合等。用热层压时需注意尽可能避免合成纸的收缩，这是由于热压时温度过高，压力解除时慢慢冷却而产生的，所以要控制好温度和压力。

　　（5）粘合加工

　　合成纸有良好的粘合性，故可以制作可粘贴的邮票，糊制各种合成纸袋、纸盒等。粘合加工的形式多种多样，但由于合成纸的不吸水特点而对粘合带来一定的困难。为了提高作业性，最好采用溶剂型粘合剂，采用热熔型、热敏型、压敏型粘合剂的效果也不错。

　　然而，在实际生产中，粘合加工大多采用水溶性粘合剂及设备。但这往往需要对所用的粘合剂设备进行开发和改造。

　　（6）热加工

　　与普通的天然纤维纸相比，合成纸的最大特点是具有热加工性能。与其作原料的塑料薄膜相比，由于拟纸化过程中加入了大量的无机填料而热加工性能稍差些。

　　合成纸的组成与制法，均与0PP薄膜基本相似，其热加工性能也与OPP薄膜一样也不太好，但利用合成纸热加工性生产的商品却不少。

　　①热封合成纸与合成纸的热熔粘合。其外观特征是粘合部分的半透明化。合成纸对几种主要热封方式的适应性介绍如下。

　　a．热板封合单纯的合成纸不太适宜，但可用于复合有塑料薄膜或带热封层的合成纸的封合。
　　b．脉冲封合封合强度较好，但封缝的外观较差，效率较低，故应用不多。
　　c．热熔切断封合封合强度低，不实用。但合成纸是可以采用热熔切断封合的纸。方法是先将聚乙烯或聚丙烯复合在合成纸上，使合成纸获得聚乙烯或聚丙烯的热熔粘合强度。
　　d．高频封合不适于合成纸，但复合了PVC薄膜的合成纸，可以利用高频热封。
　　C．超声波封合可以应用，但效率不高，仅用于特殊场合。

　　②热定型加工（真空成型加工）由于合成纸很难得到轮廓清晰的形状，作业性不良，因此不太适宜于热定型加工。用于这种加工方法的合成纸仅有PS类、PVC类、无拉伸的PP类等。

　　（7）其他加工

　　①压花进行压花加工时，可采用辊加热或红外线加热方式，如将合成纸预热，可以提高压花速度。压花辊的形式可以应用普通纸用的刻花辊与纸辊组合方式，也可以采用PVC薄膜用的刻花辊与橡胶辊的组合方式。但两者相比，前者更为适用。

　　②涂布使用凹版级合成纸时，几乎在所有场合都不需要粘结层就可进行各种涂布加工。合成纸的涂布例子有颜料涂布、压敏粘合剂涂布、热敏粘合剂涂布、硅酮涂布、重氮涂布、磁性涂布、蜡涂布、偏二氯乙烯涂布、涂料涂布（包括后涂布与预涂布）。

　　③真空镀膜在合成纸上进行真空镀铝加工，可以得到其他材料难以得到的特殊外观而用作包装材料。另外，用不同品种的合成纸镀膜，可以得到不同风格的包装材料。

　　④其他合成纸可以进行穿孔、模切、多孔冲裁等加工。但需要特别注意的是多孔冲裁时刀刃间隙的设定，横向一般没有问题，但纵向的间隙必须在lmm以下，否则会引起撕裂不良的危险。

信息来源：包装材料与实用包装技术