專利名稱：制得雙軸延伸聚丙烯壓紋珠光合成紙的方法及壓紋設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)三層共擠壓雙軸延伸聚丙烯壓紋珠光合成紙的方法及壓紋設(shè)備，更為詳細(xì)，該方法的壓紋是利用改良傳統(tǒng)的壓紋設(shè)備來(lái)實(shí)施，由一支至少含有肖氏(Shore) A60 A90硬度的橡膠支撐軋輥壓制輪(Rubber Back-up Roll)；合成紙的重量在20g/m2 210g/m2范圍，預(yù)熱及加熱的溫度為65°C 160°C，壓紋是在不超出160°C下進(jìn)行；使合成紙成為具有一定的粗糙度及所需的特定設(shè)計(jì)紋路，有如單張進(jìn)紙或更為經(jīng)濟(jì)的替代帆布或美術(shù)紙。
背景技術(shù)：
Arjobex公司1994年11月觀日申請(qǐng)，1996年7月16日公告核準(zhǔn)的美國(guó)第 5，536，468號(hào)專利揭示一種在聚合物單張材料上創(chuàng)設(shè)浮水印壓紋的工藝，該工藝是將單張聚合物材料通過(guò)互相鄰接的二輪之間，其中至少有一輪被隱藏及/或被顯現(xiàn)以形成在通過(guò)的單張材料上壓紋，該壓紋對(duì)應(yīng)于在前述被隱藏及/或被顯現(xiàn)的輪上及舒展此單張材料使壓紋具有透明的光澤，此具有光澤單張材料的壓紋是在黑暗的部分與被顯現(xiàn)的部分和光相對(duì)應(yīng)在輪上被隱藏的部分，乃屬于單張聚合物材料的壓紋技術(shù)。美國(guó)專利第6，364，988號(hào)Bi，本發(fā)明申請(qǐng)人于1999年9月13日申請(qǐng)，2002年4 月2日公告核準(zhǔn)的專利，揭示用三層共擠壓方式對(duì)聚丙烯樹脂及無(wú)機(jī)物組合物分別由一臺(tái)具主供料裝置的雙螺桿主押出機(jī)及二臺(tái)具側(cè)供料裝置的雙螺桿副押出機(jī)的擠壓物匯流經(jīng)同一 T型模頭而成為紙面層及樹脂層發(fā)泡中間層/紙面層或樹脂層的三層板片，再經(jīng)冷卻成形、雙軸延伸、電暈處理、卷取而成為三層共擠壓珠光合成紙。此替代天然紙漿抄造紙的美國(guó)專利6，364，988號(hào)Bl三層結(jié)構(gòu)合成紙，與日本公昭 46-40794，特開昭56-118437，特開昭56-141339及特開平3-87255的三層結(jié)構(gòu)合成紙，由于該些合成紙為三層結(jié)構(gòu)，只能用于書寫用、印刷用、包裝用以及各種類紙張用途，無(wú)法如美國(guó)專利5，536，468單張(層)的樹脂或天然紙漿造紙那么容易被壓紋成為有浮水印的成品，實(shí)有壓紋上及不能使用習(xí)知壓紋設(shè)備的困難缺點(diǎn)。為克服三層結(jié)構(gòu)的合成紙壓紋上的困難及不能使用現(xiàn)有壓紋設(shè)備，本案申請(qǐng)人經(jīng)長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)及探討、改良發(fā)現(xiàn)，將現(xiàn)有壓紋設(shè)備中的壓制輪改為具肖氏A60 A90的橡膠支撐軋輥壓制輪；三層結(jié)構(gòu)的合成紙先以65°C預(yù)熱后加熱至不超出160°C的溫度；以每分鐘 15 18公尺的速度通過(guò)壓制輪與壓紋輪之間壓紋及維持7°C左右的冷卻鼓急速冷卻定型時(shí)，可獲得與單張壓紋抄造紙類同滿意的壓紋合成紙，例如替代帆布或美術(shù)紙。

發(fā)明內(nèi)容
為了現(xiàn)有技術(shù)的三層結(jié)構(gòu)的合成紙壓紋上的困難及不能使用現(xiàn)有壓紋設(shè)備問題， 本發(fā)明的目的是提供一種制得雙軸延伸聚丙烯壓紋珠光合成紙的方法及壓紋設(shè)備。為達(dá)成發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種制得三層共擠壓雙軸延伸聚丙烯壓紋珠光合成紙的方法，包括
1.將重量在20g/m2 210g/m2范圍的珠光合成紙先以65°C預(yù)熱后加熱至不超出 160°C溫度；2.通過(guò)至少含有肖氏A60 A90硬度的橡膠支撐軋輥壓制輪與核心具有冷卻系統(tǒng)表面具有設(shè)計(jì)圖案的壓紋輪的壓紋設(shè)備共擠壓壓紋；3.在共擠壓時(shí)同步進(jìn)行壓紋輪和壓制輪冷卻；4.最后以一對(duì)相鄰維持7°C左右的冷卻鼓冷卻使壓紋定型，成為具一定的粗糙度的單張進(jìn)紙或更為經(jīng)濟(jì)的替代帆布或美術(shù)紙。其中，被壓紋入珠光合成紙的浮雕圖案深度在0.2μπι IOOOym之間。其中，珠光合成紙是先進(jìn)入分段式的預(yù)熱器及加熱器預(yù)熱65°C再加熱至不超出 160°C后以每分鐘15公尺 18公尺的速度通過(guò)核心具有冷卻系統(tǒng)表面具有設(shè)計(jì)圖案的壓紋輪與至少具有肖氏A60 A90硬度的橡膠支撐軋輥壓制輪兩者之間壓紋形成具有壓紋的珠光合成紙。本發(fā)明的另一目的是提供一種制得三層共擠壓雙軸延伸聚丙烯壓紋珠光合成紙的改良?jí)杭y設(shè)備，包括由一支至少含有肖氏A60 A90硬度的橡膠支撐軋輥壓制輪與一核心具有冷卻系統(tǒng)表面具有設(shè)計(jì)圖案的壓紋輪；一預(yù)熱輪和一預(yù)熱65°C的石英電熱烘箱及一加熱至不超出160°C的紅外線加熱器，其石英電熱烘箱是位于預(yù)熱輪周緣的一側(cè)并與預(yù)熱輪保持有一間隙，紅外線加熱器位于石英電熱烘箱的下方；及一對(duì)相鄰維持7°C左右的冷卻鼓所構(gòu)成。其中，合成紙通過(guò)壓制輪與壓紋輪之間及相對(duì)的冷卻鼓的速度為每分鐘15公尺 18公尺。


圖1為本發(fā)明壓紋珠光合成紙的結(jié)構(gòu)示意2為本發(fā)明雙軸延伸聚丙烯珠光合成紙的工藝示意3為本發(fā)明壓紋珠光合成紙的壓紋設(shè)備示意圖主要元件符號(hào)說(shuō)明1 三層共擠壓雙軸延伸聚丙烯珠光合成紙；11 副基層；12主基層；13 副基層；14壓紋圖案；16方向箭頭；21抽出機(jī)裝置；211可抽氣式雙螺桿主押出機(jī)；213a,213b可抽氣式雙螺桿副押出機(jī)；22冷卻成型輪裝置；23縱向延伸裝置；24橫向延伸裝置；25 電暈處理裝置；
26卷取裝置；30紅外線加熱器；31冷卻鼓；32預(yù)熱輪；33石英電熱烘箱；34壓紋合成紙；35壓制輪；36壓紋輪。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的三層共擠壓雙軸延伸聚丙烯壓紋珠光合成紙是經(jīng)以改良傳統(tǒng)壓紋裝置所構(gòu)成的壓紋設(shè)備，在合成紙重量在20g/m2 210g/m2范圍實(shí)施壓紋，使合成紙成為具一定的粗糙度，有如單張片紙或替代帆布或美術(shù)紙者。該改良的壓紋設(shè)備是包括由一支至少含有肖氏A60 A90硬度的橡膠支撐軋輥壓制輪；一核心具有冷卻系統(tǒng)表面具有設(shè)計(jì)圖案的壓紋輪；一預(yù)熱輪；一預(yù)熱用的石英電熱烘箱；一加熱用的紅外線加熱器；及一對(duì)相鄰維持 7°C左右的冷卻鼓所構(gòu)成。依本發(fā)明的三層共擠壓雙軸延伸聚丙烯壓紋珠光合成紙的壓紋設(shè)備，其壓紋系先以65°C預(yù)熱合成紙后加熱至不超出160°C ；以每分鐘15公尺 18公尺的速度通過(guò)至少含有肖氏A60 A90硬度的橡膠支撐軋輥壓制輪與核心具有冷卻系統(tǒng)表面具有壓紋圖案的壓紋輪兩者之間共擠壓；并于共擠壓時(shí)同步進(jìn)行壓紋輪和壓制輪冷卻；最后再通過(guò)維持7V 左右溫度的冷卻鼓冷卻讓壓紋定型。依本發(fā)明的三層共擠壓雙軸延伸聚丙烯壓紋珠光合成紙的壓紋設(shè)備，其被壓紋入于合成紙的壓紋圖案深度在0. 2 μ m 1000 μ m之間。依本發(fā)明的三層共擠壓雙軸延伸聚丙烯珠光合成紙的壓紋設(shè)備，其預(yù)熱及加熱是將合成紙進(jìn)入分段式的預(yù)熱器及加熱器去預(yù)熱及加熱合成紙的兩邊，再將合成紙通過(guò)壓紋輪與至少具有肖氏A60 A90硬度的壓制輪之間壓紋。壓紋珠光合成紙的構(gòu)造如圖1所示，圖中的11及13為副基層，12為主基層，14為壓紋圖案。依照本發(fā)明，上述三層共擠壓雙軸延伸珠光合成紙基材，是能夠壓上任何所需的壓紋樣式。系選擇基重每平方公尺約20克至210克的珠光合成紙，使該合成紙基材通過(guò)上述經(jīng)改良現(xiàn)有壓紋裝置的改良?jí)杭y設(shè)備，應(yīng)用加熱和加壓方式壓紋在珠光合成紙上，再經(jīng)冷卻鼓冷卻定型形成一定的粗糙度有助于較佳印刷設(shè)備喂紙性，或加工成仿帆布或美術(shù)紙制品，是改良修改現(xiàn)有壓紋裝置配用EPDM(乙烯丙烯二烯烴單體)橡皮壓制輪的硬度至少具有肖氏A60 A90來(lái)實(shí)施，及合成紙?jiān)趬杭y前先以65°C以上的溫度預(yù)熱，在通過(guò)壓紋輪和特別硬度的壓制輪之前，用紅外線加熱器加熱至最多160°C (聚丙烯聚合物熔化的溫度)， 通過(guò)壓紋輪和特別硬度的壓制輪之間壓紋后，以每分鐘15公尺 18公尺速度使其具有壓紋的合成紙迅速地通過(guò)維持7°C左右的冷卻鼓將壓紋合成紙冷卻定型所致。其中，合成紙以65°C以上的溫度預(yù)熱，通過(guò)壓紋輪和壓制輪及冷卻輪的速度為每分鐘15公尺 18公尺，冷卻鼓維持7°C左右，及壓制輪硬度肖氏A60 A90，若低于或高于實(shí)施范圍的上或下限時(shí)，三層結(jié)構(gòu)的聚丙烯聚合物合成紙的軟化及壓紋定型不穩(wěn)定，使產(chǎn)量減少、浪費(fèi)能源無(wú)法制得如單張進(jìn)紙具有清晰壓紋的替代帆布或美術(shù)紙。用于本發(fā)明壓紋的三層共擠壓雙軸延伸聚丙烯珠光合成紙是采用三層結(jié)構(gòu)的合成紙，例如霧面紙面層/發(fā)泡中間層/接著層，或亮面紙面層/發(fā)泡中間層/接著層，或樹脂層/樹脂層/接著層。其中，接著層所使用的材料為如pp、LPPE或HDPE。圖2為本發(fā)明所使用的三層共擠壓雙軸延伸聚丙烯珠光合成紙的工藝示意圖，圖中標(biāo)號(hào)21為珠光合成紙工藝中的可抽氣式具側(cè)供料裝置的雙螺桿抽出機(jī)裝置，此抽出機(jī)裝置21具有一臺(tái)具主供料裝置的可抽氣式雙螺桿主押出機(jī)211，及二臺(tái)具側(cè)供料裝置的可抽氣式雙螺桿副押出機(jī)213a，213b，其操作溫度受樹脂組合物原料的組合、MFI、結(jié)晶度及生產(chǎn)線速、產(chǎn)品厚度的不同而各異。材料經(jīng)押出機(jī)裝置21押出成型后，通過(guò)冷卻成型輪裝置22執(zhí)行一冷卻程序，其中，可采水冷式或氣冷式冷卻裝置，針對(duì)經(jīng)高溫程序與三層共擠壓出的熔融擠壓物予以冷卻。特別的是此工藝的冷卻溫度控制是否得宜，與其后的工藝步驟順利與否，有甚大關(guān)連性。經(jīng)冷卻工藝成型后，將成型的材料基板送入縱向延伸裝置23，執(zhí)行縱向延伸程序， 其中可以特定溫度預(yù)熱，使材料軟化，再以二段的步驟作低速及高速延伸，賦予縱向的機(jī)械強(qiáng)度，再予以回火定形。然后，再將經(jīng)過(guò)縱向延伸之后的材料送入橫向延伸裝置M，執(zhí)行橫向延伸程序。上述縱向延伸后的較薄材料可于一特定溫度(視材料厚度及生產(chǎn)線速而定)予以預(yù)熱軟化， 再作此一橫向延伸，最后再予回火定形，使珠光合成紙作部份回縮增加尺寸安定性。之后，工藝就利用電暈處理裝置25執(zhí)行電暈處理程序，其主要目的乃為改善紙面及膜面的物理特性，使其能適于印刷、涂布、上膠、貼合等不同的加工用途。處理的功率是以特定高周波放電裝置(視生產(chǎn)線速予調(diào)整)進(jìn)行單面或雙面電暈處理，使表面的潤(rùn)濕張力達(dá)到特定值。最后，經(jīng)電暈處理后經(jīng)一卷取裝置沈成型，其后并可依需要予以分條、切片、或片裝包成卷狀的合成紙產(chǎn)品。圖3為本發(fā)明的壓紋設(shè)備示意圖。本發(fā)明的壓紋設(shè)備是將上述三層共擠壓雙軸延伸聚丙烯珠光合成紙1通過(guò)本案申請(qǐng)人經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)、修改及改良傳統(tǒng)壓紋裝置的改良?jí)杭y設(shè)備，使三層共擠壓的合成紙成為具有較優(yōu)及壓紋穩(wěn)定性的壓紋合成紙。根據(jù)本發(fā)明，該經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)、修改及改良的壓紋設(shè)備，主要是涉及EPDM橡膠支撐軋輥的橡膠硬度，即"back-up"相對(duì)的至少含有肖氏A60 A90硬度的壓制輪。本發(fā)明的壓紋設(shè)備如圖3所示，包括一支至少含有肖氏A60 A90硬度的橡膠支撐軋輥壓制輪35與一核心具有冷卻系統(tǒng)表面具有設(shè)計(jì)圖案的壓紋輪36 ；—預(yù)熱輪與預(yù)熱65°C的石英電熱烘箱33 ；及一加熱至最多160°C的紅外線加熱器30，其石英電熱烘箱位于預(yù)熱輪32周緣的一側(cè)與該預(yù)熱輪32保持有一間隙，紅外線加熱器位于石英電熱烘箱的下方；及一對(duì)相鄰維持7°C左右的冷卻鼓31所構(gòu)成。其三層共擠壓雙軸延伸聚丙烯珠光合成紙1的移動(dòng)方向是依箭頭16沿著預(yù)熱輪32，以一石英電熱烘箱33預(yù)熱65°C以上，然后再以紅外線加熱器30加熱使其不超過(guò)160°C (聚合組成物融化的溫度)，再以每分鐘15公
6尺 18公尺的速度通過(guò)壓紋輪36和特殊硬度(肖氏硬度至少A60 A90)的橡膠支撐軋輥壓制輪35之間壓紋。上述在壓紋過(guò)程中，為了冷卻壓紋輪36的表面，從冷卻水系統(tǒng)(未顯示)供應(yīng)冷卻水至壓紋輪36的核心。壓紋輪的雕刻深度范圍為0.2μπι至ΙΟΟΟμπι，此范圍是根據(jù)所需的產(chǎn)品決來(lái)定， 只要其壓紋的深度在通過(guò)壓紋輪36及特殊硬度壓成輪35之間能夠被壓，再經(jīng)冷卻定型制成為壓紋合成紙34產(chǎn)品就可。壓紋合成紙34通過(guò)壓紋輪36和壓制輪35之間，及通過(guò)以循環(huán)冷卻水維持7V左右溫度的一對(duì)相鄰冷卻鼓31的速度為每分鐘15公尺 18公尺。實(shí)施例1取三層結(jié)構(gòu)霧面紙面層/發(fā)泡中間層/接著層的珠光合成紙，以本發(fā)明改良的壓紋設(shè)備來(lái)壓紋，其壓紋輪刻的是“帆布”(Canvas)的設(shè)計(jì)圖案，深度范圍為5 μ m至15 μ m， 壓紋后的珠光合成紙是可以每分鐘約15公尺的速度通過(guò)維持7°C左右的冷卻鼓。實(shí)施例2取樹脂層/樹脂層/接著層三層結(jié)構(gòu)的珠光合成紙，以本發(fā)明改良的壓紋設(shè)備來(lái)壓紋，壓紋輪刻的是“宣紙”(Indian paper)的設(shè)計(jì)圖紋，深度范圍為2 μ m至10 μ m，壓紋后的珠光合成紙是可以每分鐘約18公尺的速度通過(guò)維持7°C左右的冷卻鼓。實(shí)施例3取亮面紙面層/發(fā)泡中間層/接著層三層結(jié)構(gòu)的珠光合成紙，以本發(fā)明改良的壓紋設(shè)備來(lái)壓紋，壓紋輪刻的是“鯊魚皮”(Siark skin)的設(shè)計(jì)圖案，深度為0. 2 μ m至 0. 4 μ m，壓紋后的珠光合成紙是可以每分鐘約15公尺的速度通過(guò)維持7°C左右的冷卻鼓。由實(shí)施例1 3，以本發(fā)明的改良?jí)杭y設(shè)備實(shí)施壓紋所得的三層共擠壓雙軸延伸聚丙烯壓紋珠光合成紙是具有有助于較佳印刷設(shè)備的喂紙性及壓紋穩(wěn)定性，與單張進(jìn)紙相同功效的突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種制得三層共擠壓雙軸延伸聚丙烯壓紋珠光合成紙的方法，其特征在于，包括1)將重量在20g/m2 210g/m2范圍的三層共擠壓雙軸延伸聚丙烯珠光合成紙先以 65°C預(yù)熱然后加熱至不超出160°C ；2)通過(guò)至少含有肖氏A60 A90硬度的橡膠支撐軋輥壓制輪與核心具有冷卻系統(tǒng)表面具有設(shè)計(jì)圖案的壓紋輪的壓紋設(shè)備共擠壓；3)在共擠壓時(shí)同步進(jìn)行壓紋輪和壓制輪冷卻；4)最后以一對(duì)相鄰維持7°C左右的冷卻鼓冷卻使壓紋定型成為具一定的粗糙度如天然紙漿的單張進(jìn)紙或更為經(jīng)濟(jì)的替代帆布或美術(shù)紙。
2.依照權(quán)利要求1所述的壓紋珠光合成紙，其特征在于，被壓紋入合成紙的浮雕圖案深度在0. 2μπι 1000 μ m之間。
3.依照權(quán)利要求1所述的壓紋珠光合成紙，其特征在于，珠光合成紙是先進(jìn)入分段式的預(yù)熱器及加熱器預(yù)熱65°C再加熱至不超出160°C，然后以每分鐘15公尺 18公尺的速度通過(guò)壓紋輪與至少具有肖氏A60 A90硬度的橡膠支撐軋輥壓制輪間形成具壓紋的珠光合成紙。
4.一種權(quán)利要求1所述的三層共擠壓雙軸延伸聚丙烯壓紋珠光合成紙的壓紋設(shè)備，其特征在于，包括由一支至少含有肖氏A60 A90硬度的橡膠支撐軋輥壓制輪與一核心具有冷卻系統(tǒng)表面具有設(shè)計(jì)圖案的壓紋輪；一預(yù)熱輪和一預(yù)熱65°C的石英電熱烘箱及一加熱至不超出160°C的紅外線加熱器，其石英電熱烘箱是位于預(yù)熱輪周緣的一側(cè)并與預(yù)熱輪保持有一間隙，紅外線加熱器位于石英電熱烘箱的下方；及一對(duì)相鄰維持7°C左右的冷卻鼓所構(gòu)成。
5.依照權(quán)利要求4所述的壓紋珠光合成紙的壓紋設(shè)備，其特征在于，合成紙通過(guò)壓制輪與壓紋輪之間和一相對(duì)的冷卻鼓間的速度為每分鐘15公尺 18公尺。
全文摘要
本發(fā)明有關(guān)于制得雙軸延伸聚丙烯壓紋珠光合成紙的方法及壓紋設(shè)備，是以三層共擠壓制的厚度25～250μm的雙軸延伸聚丙烯(BOPP)珠光合成紙用改良的壓紋設(shè)備來(lái)壓紋，其珠光合成紙，尤以三層共擠壓，經(jīng)冷卻成形、雙軸延伸、電暈處理、卷取而成再經(jīng)改良的壓紋設(shè)備以預(yù)熱、輪壓、冷卻定型。所述改良的壓紋設(shè)備是由一支至少含有肖氏A60～A90硬度的橡膠支撐軋輥壓制輪與一核心具有冷卻系統(tǒng)和表面具有設(shè)計(jì)圖案的壓紋輪，一預(yù)熱65℃～160℃的石英電熱烘箱和一紅外線加熱器；及一對(duì)相鄰維持7℃左右的冷卻鼓所構(gòu)成。
文檔編號(hào)B31F1/07GK102465476SQ20101053420
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月2日
發(fā)明者林豐欽, 鄭鴻國(guó) 申請(qǐng)人:南亞塑膠工業(yè)股份有限公司