通过多层覆合工艺提高纸制品强度的研究
   来源:中国科技博览     2021年07月18日 16:33

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[摘 要]纸制品及其衍生产品由于其良好的书写性能、印刷性能及低廉的成本,在生活中得到了广泛的应用。然而纸制品由于材料限制,各项强度指标性能较弱,容易破损。本论文通过研究多层材料的覆合工艺来改善纸制品的强度,推广纸制品的应用范围。

[关键词]多层覆合;纸制品强度;

中图分类号:BH8 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)05-0121-01

The revision of clearance software based onlong-term maintenance plan

GAO You-miao

(Fujian Fuqing Nuclear Power PlantCo.,Ltd, Operation Department, Fujian, Fuqing)

[Abstract]Fuqing Nuclear Plantlong-term maintenance planis awork management process learned from foreign advanced nuclear power plant.The former version of CBA clearance software is based on short-term maintenance plan. In order to adaptCBA software to long-term maintenance plan, Fuqing Nuclear Plant revised CBA software.

[Key words]long-term maintenance plan;clearance;work management process;CBA

正文部分:

市面上的各种纸制品(双胶纸、滑面纸、牛皮纸、白卡纸、石头纸)在保持其原来书写性能和印刷性能的前提下断裂强度、拉伸强度、撕裂強度等各项强度指标都是较低的。以强度最高的石头纸为例,0.2mm的石头纸断裂强度、拉伸强度在10MPa左右,可以较轻松地用手将纸撕碎,强度不高。

而在工业领域,由于作业环境复杂,经常需要打印指示标识用于警示,同时又对警示标识的强度要求较高,要求具有人手撕不烂的强度性能。目前市面上的单一纸制品都无法满足既能打印、强度又高这两项要求。要实现这两项要求,需要通过多种材料性能优点结合的方法来生产出符合要求的产品。

1.材质选用

用于打印、书写的纸制品材质没有特别的要求,需要提供强度的辅材根据各个材料的性能特点筛选确定。

1.1 低密度聚乙烯薄膜(LDPE)

LDPE薄膜是一种柔韧而透明的薄膜,无毒、无嗅,厚度一般在0.02~0.1㎜之间。具有良好的耐水性、防潮性、耐旱性和化学稳定性。LDPE薄膜的透气率大、无保香性且耐油性差。LDPE薄膜的热粘合性和低温热封性好,其耐热性差,故不能用作蒸煮袋的热封层。

1.2 高密度聚乙烯薄膜HDPE

HDPE薄膜是一种韧性的半透明薄膜,其外观为乳白色,表面光泽度较差。HDPE薄膜的拉伸强度、防潮性、耐热性、耐油性和化学稳定性均优于LDPE薄膜,也可以热封合,但透明性不如LDPE。HDPE可制成厚度为0.01㎜的为薄薄膜,其外观与薄绢纸很相似,手感好,又称拟纸膜。它具有良好的强度、韧性和开口性,为增强拟纸感和降低成本,可加入少量的轻质碳酸钙。另外,HDPE薄膜因耐热性好。

1.3 未拉伸聚丙烯薄膜

未拉伸聚丙烯薄膜有挤出吹塑法生产的吹塑聚丙烯薄膜(IPP)和T模法生产的挤出流延聚丙烯薄膜(CPP)。CPP薄膜具有更好的透明度和光泽度,其外观接近于玻璃纸。与PE薄膜相比,未拉伸聚丙烯薄膜具有更好的透明度、光泽度、防潮性、耐热性和耐油性;机械强度大,耐撕裂、耐穿刺和耐磨性好;且无毒、无嗅。但其耐寒性差,在0~10℃时发脆,容易破损,故不能用于温度较低区域使用。未拉伸聚丙烯薄膜的耐热温度高,并具有较好的热封性能,因此可用于高温应用的热封层。

1.4 双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)

与未拉伸聚丙烯薄膜相比,BOPP薄膜主要有以下特点:

①透明度、光泽度提高,可于玻璃纸相媲美;

②机械强度提高,但伸长率降低;

③耐寒性提高,在-30~-50℃使用也不变脆;

④透湿率、透气率约降低一半,对有机蒸汽透过率也有不同程度的降低;

⑤单膜不能直接热封合,但可通过涂布粘合剂与其它塑料薄膜复合来改善其热封合性。

BOPP薄膜是以代替玻璃纸为目的而发展起来的一种新型包装薄膜,它具有机械强度高、韧性好,透明度和光泽度较好等特点。其价格比玻璃纸低20%左右。所以在食品、药品、香烟、纺织品等包装中已取代或部分取代了玻璃纸。但其回弹性大,不能用于糖果的扭结包装。BOPP薄膜广泛用作复合薄膜基材,它与铝箔、其它塑料薄膜制成的复合薄膜能满足多种物品的包装要求,并得到了广泛的应用。

1.5 聚苯乙烯薄膜

PS薄膜具有很高的透明度和光泽度,美观,印刷性能好;吸水率低,对气体和水蒸气的透过率大。未拉伸的聚苯乙烯薄膜硬而脆,其延伸性、抗拉强度和抗冲击强度较低。

经双向拉伸制得的BOPS薄膜,其物理机械性能,尤其是伸长率、抗冲击强度和韧性等得到了显著提高,并仍保持了原有的透明性和光泽度。

1.6 尼龙薄膜

尼龙薄膜主要有双向拉伸薄膜和未拉伸薄膜两种,其中以双向拉伸尼龙薄膜(BONY)使用较多。

尼龙薄膜是一种非常坚韧的薄膜,无毒无味,透明性好,有光泽,不易积累静电,印刷性能好。其机械强度高,拉伸强度是PE薄膜的三倍,耐磨性、耐戳穿性优良。尼龙薄膜的耐热、耐汗性以及耐油性好,但热封较困难。在干燥状态下尼龙薄膜具有良好的气密性,但它的透湿率大,吸水性强。在高湿度的环境中,尺寸稳定性差,气密性急剧下降。因此,常采用聚偏二氯乙烯涂布(称KNY)或与PE薄膜复合,以改善其耐水性、阻湿性和热封性能等。尼龙薄膜大量用于制作复合薄膜,也用作镀铝薄膜的基材。

1.7 聚碳酸酯薄膜

PC薄膜无味、无毒,有类似玻璃纸的透明度和光泽,而强度又与PET薄膜和BONY薄膜相当,尤其是抗冲击强度非常突出。PC薄膜具有优良的保香性、良好的气密性和防潮性,并有较好的阻止紫外线透过性。其耐油性好;耐热性和耐寒性也很好。可在高温高压下蒸煮杀菌;耐低温、耐冷冻性比PE薄膜还好。但其热封性较差。

综合考虑各个材料的性能,其中尼龙薄膜机械强度很高,拉伸强度很高,最能满足纸制品辅材的性能要求。

2.多层材料覆合工艺

通过筛选,尼龙薄膜是用于提高成品强度的理想材料。在组合材料中,尼龙薄膜在中间层,用于提供拉伸强度。纸材表面两层,用于提供纸材原来的印刷、书写性能。三层材质通过两次覆膜实现材质的结合。

3.多层覆合材料成品性能测试

覆合前,0.2mm厚度的石头纸拉伸强度仅为10MPa,而通过多层覆合工艺生产制造的同为0.2mm厚度的多层覆合材料拉伸强度提升至60MPa,拉伸强度显著提高。同时,多层覆合材料在印刷性能、书写性能方面与石头纸没有区别。

4.结论

通过多层材料覆合的工艺,纸制品的强度性能可以大幅提高,大大增大了纸制品的应用场景。

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