石头纸的特性及其应用分析

1、 382010/8印刷技术·出版及商业印刷石头纸是一种集成纸张和塑料特点和性能的新型材料,属于具有高碳酸钙含量的合成纸。石头纸代替塑料产品,既节约石油资源,又增加降解程度,且价格低廉;若代替纸张,其生产制造过程中不需水和木浆,可节约能源。石头纸的优点引起了业内广泛关注,在2010年全国“两会”上,与会代表委员使用的会议通知、日程表、便签纸等材料都是石头纸。但当前大多数人对石头纸的认识还比较模糊,存在很大争议,因此有必要正确认识和分析石头纸的特性,促进其健康持续发展。 石头纸(Synthetic Paper是在石头的主要成分碳酸钙中加入高分子化合物(如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯

2、等,通过挤出工艺加工,再经“纸状化”处理(增加印刷油墨的附着力和摩擦力,最后收卷包装入库的一种新型材料。这种工艺使石头纸不仅在外观上与普通 纸张相似,同时还是兼具塑料和纸张特征的多功能材料,具有机械强度高、撕裂强度大、遮光性优良、抗紫外线、经久耐用以及经济环保等特点。石头成分代替部分塑料,可以降低聚乙烯和聚丙烯等石化产品含量,增加塑料的降解程度。经国家塑料制品质量监督检验中心对地球卫士的石头纸降解性进行检测,其纵横向降解断裂伸长率保留率 均小于10%,符合塑料包装制品的降解要求,而且其价格要远低于同类塑料产品。从石头纸的发展来讲,一般可分为两大类:一类是纤维型石头纸,另一类是薄膜型石头纸。纤维

3、型石头纸是采用石头纸浆与普通纸浆配比后,在长网、圆网造纸机上制成,由两种或两种以上不同的混熔树脂聚合而成。薄膜型石头纸一般采用内部“纸状化”方式,以机械法处理合成树脂及配合的填充料、添加剂等,在双轴定向的薄膜上形成空隙,从而得到表面具有多孔性结构、微孔极小、着墨性能良好的产品。之后可在薄膜上涂布一层白色涂料,以便产生像普通加工纸那样表面平滑、不透明的效果。目前市场上使用的几乎都是薄膜型石头纸。薄膜型石头纸生产工艺的核心技术主要分为三部分:石头纸造纸配方技术、涂布技术和生产设备技术。石头纸的配方需要注意纸张厚度、精疏密程度等,目前配方有两种:第一种为70%碳酸钙,20%聚乙烯或聚丙烯,10%胶黏

4、剂;第二种为80%碳酸钙,15%聚乙烯或聚丙烯,5%胶黏剂。石头纸生产过程中不需要添加一滴水,从而节约了珍贵的水资源。在石头纸造纸涂布方面,已确定的涂料配方包括成膜物质丙烯酸树脂和聚乙烯缩丁醛树脂,以及乙醇、异丙醇各占50%的混合溶剂。石头纸生产工艺流程主要采用压延+拉伸+涂布的方法制备,具体流程如图1所示。经该工艺流程生产的石头纸,具备如下特点:强度高,包括抗张强度、撕裂强度和抗冲击强度等;印刷效果优良,能够再现印版的鲜明效果,网线清晰,色调柔和;耐水、耐油、耐化学品性能突出;尺寸稳定、不易老化;质轻、绝热性好、不怕虫蛀。石头纸样张如图2所示。根据TRIZ理论(发明问题解决理论,石头纸尚处在

5、S曲线的成长初始阶段,因此其应用和性能还有待于发展,现就几种常用应用进行分析。石头纸的特性及其应用分析武汉大学 钱 俊 392010/8出版及商业印刷·印刷技术 1.烟包烟包是石头纸发展的重要应用领域。石头纸耐水,其用做烟包可以节省烟盒外防潮薄膜和烟包工艺,减少烟包用材,降低烟包成本,而现有的用于烟包的防伪手段通过处理同样可以在石头纸上实现。目前石头纸用作烟包面临的最大困难在于石头纸的挺度还不能完全满足烟包的需要,该问题一经解决,将可大量应用于烟包,达到环保的同时还能获取相当可观的利润。其每吨的制造材料成本如下:(1碳酸钙成本,350目的碳酸钙市场价为500元/吨,其含量按70%计算

6、为350元/吨;(2P P/P E及助剂,采用回收的材料,其市场价为5000元/吨,按30%计算为1500元/吨;(3电费为600元/吨;(4烟包涂料按3000元/吨计算(镭射效果防伪涂料。由上可知,石头纸用于烟包镭射纸的成本为5450元/吨,而常规镭射纸售价多在10000元/吨以上,因此存在巨大的利润空间,但技术还有待进一步完善和开发。2.墙纸石头纸防潮、透气性好,挺度不强的特点,使其适宜制作墙纸。其成本前3项和作为烟包的石头纸的成本是一样的,第4项成本为2000元/吨,则石头纸用于墙纸的成本为4450元/吨,同样存在巨大的利润空间。3.包装袋石头纸用做包装袋的主要功能是提高降解程度,有利于环保,在成本上也存在一定优势,其具体成本分析如下:(1碳酸钙成本,300目的碳酸钙市场价为450元/吨,其含量按70%计算为315元/吨;(2P P/P E及助剂,采用回收的材料,其市场价为4000元/吨,按30%计算为1200元/吨;(3电费为600元/吨。如果不印刷或采用凹版印刷,对印刷质量要求不高,可以不使用涂料,其材料成本仅为2115元/吨。目前市场上的石头纸主要用做包装袋。 综上所述,石