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基本信息

作品名称:
功能型石头纸包装材料
大类:
科技发明制作A类
小类:
能源化工
简介:

石头纸具有塑料和纸双重性能,其能耗低、环保易降解、 防潮性好、物理性能优良。目前主要用于新闻出版纸、地图、墙纸等,在包装领域的应用较少。本项目基于石头纸的性能分析,采用集成创新思想,结合石头纸的优良性能与蜂窝纸板和瓦楞纸板的力学结构,开发出具有多种功能的石头纸复合瓦楞纸板和石头纸蜂窝纸板,并创造性地将聚合物发泡技术引入石头纸的生产中,降低了石头纸的比重和生产成本,促进了石头纸在包装领域的广泛应用。

详细介绍:

低碳时代的到来,使得全球绿色环保意识不断增强,世界各国都在大力发展低碳经济。在这种大的环境下,石头纸作为一种低能耗、环保易降解的新材料受到了广泛的关注。许多研究人士在石头纸方面做了大量研究,投入了大量的人力和物力,但都过度地关注于石头纸的生产技术,忽视了石头纸相关的后续产品的开发和应用领域的拓宽,从而造成了石头纸生产出现“一头热”的现象。为了解决石头纸生产和应用“一头热”现象,促进石头纸产业的健康发展,本项目注重开发设计石头纸新产品,并拓宽石头纸的应用领域。
石头纸是一种集合塑料和纸双重性能的新型环保材料,具有良好的理化性能,特别是在抗拉伸性、防潮性等方面与普通纤维纸相比有明显的优势。同时,与塑料相比,其生产原料充足、成本低、环保性能好,节省石油资源。
本项目致力于集成创新地研究开发石头纸应用新配方和新的生产工艺,提高其应用性能;通过将在石头纸材料引入包装行业,开发设计基于石头纸的新产品,拓宽石头纸的应用范围,减轻包装行业的环保压力;加快石头纸的相关技术研究,引起更多人对石头纸的关注和相关产品的使用,进一步为石头纸的发展注入资金和科研活力,从而推动石头纸在国内更好更快更稳的发展,促成石头纸产业链形成,为我国的低碳经济的发展做出卓越的贡献。
本项目基于石头纸的性能分析,借鉴瓦楞纸板和蜂窝纸板等包装材料的优良结构性能,提出并制备以石头纸为原料的石头纸蜂窝纸板和石头纸复合瓦楞纸板。
针对传统蜂窝纸板存在生产线不完整、蜂窝成型水平低、纸板防潮防水性差以及胶粘复合成板工艺缺陷大等不足之处,石头纸蜂窝纸板的芯层采用生产工艺简单高效的链式模压方式制得,将芯层纸板通过带有凸出蜂窝状六棱柱结构的链式模压装置并经模压得到带一层面纸的单层蜂窝状纸芯或者带夹芯纸的双层蜂窝状纸芯。然后运用热熔复合工艺将石头纸面纸与制得的芯纸复合成板,此工艺不需粘合剂,而且粘合强度好,遇水不裂开。制得的石头纸蜂窝纸板较传统蜂窝纸板强度高、防潮防水性好、绿色环保、成箱简单,可以广泛应用于包装运输行业、建筑业、车船制造业、家俱业、农业、广告、装饰、体育器材等领域。
常用的普通瓦楞纸板耐破性能和防潮性能差,储存或者运输的过程中因受力不均造成纸板破裂,损坏被包物,或者因为环境潮湿等而使得纸板受潮,影响内容物的质量。针对传统瓦楞纸板的上述缺陷,本项目将挤出流压延制芯工艺与热熔复合工艺结合,即将石头纸通过模口为瓦楞形的模头直接挤出并冷却制得芯层,而后将石头纸面纸和芯层的两个粘合面经过预热,通过瞬间高温熔融粘合制造出防潮性能好、耐破能力强,能更好地保护内包装物的功能型石头纸复合瓦楞纸板。
石头纸具有良好的耐撕、耐折,防水、防潮等优良性能,但是其高比重的碳酸钙成分使得其克重大,这导致石头纸的运输成本增高。针对石头纸的不足,本项目根据其含有的塑料特性,利用集成创新的方法,寻找到适合石头纸发泡温度的发泡剂,利用挤出成型和热压发泡的方法生产出发泡石头纸。该发泡石头纸具有良好的缓冲减震性能、良好的隔热隔音性能、良好的防潮保鲜性能、定量小等多种性能优势,并能作为包装材料、缓冲材料、装潢材料、印刷材料等得到广泛地应用。
经过长期的努力,本项目现阶段已向国家专利局申请了包括《石头纸蜂窝纸板及其制造方法》、《一种石头纸瓦楞纸板及其制造方法》、《一种轻质石头纸的制造方法》三项发明专利,目前均已取得专利受理通知书。同时,本项目在中文核心期刊《包装工程》杂志上连续发表论文《石头纸力学性能研究》、《石头纸蜂窝纸板力学试验研究》、《发泡石头纸的制备及性能检测》三篇。

获奖情况:

第十二届“挑战杯”省赛作品 省赛三等奖

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