本發(fā)明為壁紙用低密度特殊原紙的制造方法及其利用此的制造方法相關的發(fā)明。本發(fā)明通過硬紙漿、軟紙漿及hpe紙漿的特定組合來提高纖維間的結合力,通過調節(jié)脫水裝置的角度和在干燥過程中調節(jié)托盤角度來使纖維組織的厚度和孔隙率。
背景技術:
一般來說,建筑的筑造中重要的是隔熱功能。居住生活中供冷和供暖在舒適環(huán)境層面上和健康層面上來說非常重要,因此,一直以來建筑的隔熱功能備受重視。為此,建造建筑物時內層會使用隔熱材料,還會在建筑的內外部使用外層材料。
一直以來建筑用內外層材料有木板、膠合板、石膏板、bamlight、鎂板等材料。這些裝飾材料可以減少熱氣的向外流出或是外部熱氣的流入,一般會安裝在壁面上已安裝的隔熱材料上面。與裝飾材料一起安裝的隔熱材料需要使用熱傳導率低的材料,但是由于大部分并非如此。此時,為了降低材料的熱傳導率,一般會在材料上制造氣孔,目的在于利用氣孔中空氣的隔熱效果來取得隔熱效果。
這種隔熱材料不僅價格低廉,購買還很方便,最具代表性的就是發(fā)泡聚苯乙烯。但是,發(fā)泡聚苯乙烯只依靠氣孔中存在的空氣來發(fā)揮降低熱傳導率的效果,效果上有一定的局限。因此,發(fā)泡聚苯乙烯存在著無法滿足那些期待更高隔熱效果的居住者們的問題。
一直以來,為了通過提高建筑的隔熱效果來節(jié)省能源并為居住者提供更加舒適的環(huán)境而開發(fā)出了很多技術。其中,利用蓄熱材料的節(jié)能技術較多應用于供冷供暖中,為節(jié)能做出了不少貢獻。利用了蓄熱材料的技術是可以使那些用于室內供暖的能源維持一定溫度來提高能源使用效率的技術。使用了一般的隔熱材料和裝飾材料的建筑中室內溫度會根據室外的溫度而出現較大的偏差,其隔熱效果并不突出。如果使用蓄熱材料作為隔熱材料或是裝飾材料的話,會因為材料自身的蓄熱效果可使室內溫度維持常溫,進而可以減少供冷供暖能源的消耗。
目前為止的建筑用蓄熱材料的開發(fā)是以可以替代水泥,可調節(jié)室內空間的濕度及可以提高地暖效果的廢紙、黃土及合成樹脂為主。
在這種情況下,對用為內置用建筑材料的隔熱材料或是板紙、板材等材料上附加隔熱效果后對直接接觸室內的壁紙附加隔熱效果的話會具有更加優(yōu)秀的隔熱效果。
目前有很多對壁紙上附加隔熱功能及吸音功能相關的研究結果。
舉一個例子,在“具有隔熱功能的壁紙用組成物的制造方法”(韓國公開專利信息第10-2011-0138567號,專利文獻1)中公開了使用稻糠及沸石作為主原料制造組成物并將此組成物使用到壁紙或是原紙的技術。
專利文獻1是一種溶膠組合物,可在原紙上進行涂層來提高壁紙的隔熱性能。
還有,在“粘貼到壁面上的保溫隔熱壁紙及其制造方法”(韓國注冊專利公報第10-0304592號,專利文獻2)中公開了為了在聚丙烯尼龍板上附加隔熱功能,將硅珍珠板和棉花板多重疊層的技術。
通過專利文獻1和2就可以知道,并不是紙漿為基礎的原紙制造過程,而是通過單獨的工藝來在原紙的表面上進行板材或是組成物涂層的過程。隔熱性能不是以原紙為基礎,而是通過全新粘貼的板材或是組成物實現。
因此,不僅是制造工藝會變得復雜,涂層的板材或是組成物也不會有足夠的厚度,存在著為了提高隔熱性能比起應用空氣層更依賴于材質自身的特性。
最近的壁紙為了實現表面的散射或是多種審美感而進行壓花。與專利文獻1和2一樣的技術具有壓花過程中涂層處理的板材或是組成物出現剝離現象的問題。
過去的壁紙原紙生產過程是在將一般的紙漿中混合碳酸鈣、滑石制造的組成物通過水平脫水網后經過圓筒形干燥輥進行干燥,之后通過壓光輥壓縮來進行光澤處理。在這個過程中充填劑和基料會通過紙漿纖維的縫隙中流入,這會使干燥及光澤過程中降低氣孔的形成,重量對比厚度要變得大的多,此時很難通過氣孔層提供隔熱效果。
現有技術文獻
專利文獻
專利文獻0001專利文獻0002。
技術實現要素:
要解決的問題
本發(fā)明中壁紙用低密度特殊原紙的制造方法及利用此的壁紙制造方法的目的在于解決以上技術中發(fā)生的問題。這并不是在原紙上粘貼隔熱性材料或是利用特定的組成物進行涂層的過程來提升隔熱及吸音性能,而是將原紙的制造限定在硬紙漿、軟紙漿及hpe紙漿的特定組成上并在脫水時以傾斜的方式脫水,在干燥過程中不使用干燥輥方式,而是采用通過熱箱的方式來降低原紙的密度,進而使同一重量下的原紙厚度要厚上3倍以上,最后通過空氣層提高隔熱及吸音性能。
也就是說,不進行隔熱材料或是隔熱組成物的涂層,而是要通過原紙自身的制造過程來制造出隔熱及吸音性能最大化的原紙。
因為原紙表面沒有進行隔熱板或是組成物的涂層,可以在壁紙表面更加容易形成壓花。
特別是在原紙制造過程中進行平坦化組成物的涂層,即使是重量增加也可以維持平坦,可以確保印刷及壓花順利進行。
在提高隔熱及吸音的性能上使用純天然紙漿和水溶性樹脂來提供對人體無害的具有環(huán)保性和功能性的壁紙。
問題的解決手段
本發(fā)明的壁紙用低密度特殊原紙的制造方法包括了準備硬紙漿100重量份、對比前面的硬紙漿100重量份的軟紙漿35~45重量份、對比前面的硬紙漿100重量份的hpe紙漿55~65重量份來準備紙漿組成物的階段;在前面的紙漿組成物中添加液體形態(tài)的纖維粘合劑后進行混合攪拌來制造漿上的混合物的混合攪拌階段;將前面的混合物以25~35度的角度斜放到地面上后放入帶有網狀構造的脫水裝置中進行脫水的階段;將前面脫水后的混合物放入托盤之中后傾斜80~90度來使混合物通過熱箱進行干燥后制造壁紙用低密度特殊原紙的干燥階段等過程。
本發(fā)明的壁紙用低密度特殊原紙的制造方法還包括,本發(fā)明的壁紙用低密度特殊原紙的制造方法包括了準備硬紙漿100重量份、對比前面的硬紙漿100重量份的軟紙漿35~45重量份、對比前面的硬紙漿100重量份的hpe紙漿55~65重量份來準備紙漿組成物的階段;在前面的紙漿組成物中添加液體形態(tài)的纖維粘合劑后進行混合攪拌來制造漿上的混合物的混合攪拌階段;將前面的混合物以25~35度的角度斜放到地面上后放入帶有網狀構造的脫水裝置中進行脫水的階段;將前面脫水后的混合物放入托盤之中后傾斜80~90度來使混合物通過熱箱進行干燥后制造壁紙用低密度特殊原紙的干燥階段;在前面的特殊原紙表面上用凹版印刷方法印刷的印刷階段;將固態(tài)的水溶性樹脂100重量份和對比這100重量份水溶性樹脂的95~105重量份的水、功能性粉末珍珠巖50~60重量份、硅藻土50~60重量份、甘油4~8重量份、發(fā)泡劑7~9重量份、抗菌劑7~9重量份混合攪拌后發(fā)酵5~15個小時來制造水性溶膠的階段;按照想要在壁紙上形成的模樣,在表面上形成了凹印的銅板輥子全體上涂抹前面的水性溶膠后使用刮刀裝置切除孔之外的表面上涂抹的水性溶膠的溶膠涂抹階段;將經過了印刷階段的特殊原紙壓在銅板輥子來將溶膠轉移到原紙表面的花紋形成階段;將前面轉移了溶膠的特殊原紙通過200~250攝氏度的熱箱來使特殊原紙發(fā)泡,進而形成壓花的發(fā)泡壓花階段等過程。
在這種過程中會把利用亞克力類水溶性樹脂固體45重量%、水40重量%、糖脂13重量%、甘油2重量%混合攪拌來制造平坦化組成物的組成物制造階段和在脫水處理的混合物表面進行平坦化組成物涂層的階段加到干燥階段和印刷階段中間。
在前面的涂層階段,利用逗號刮刀涂布裝置將平坦化組成物涂層(厚度為0.05mm)到脫水處理的混合物表面.
或是,在涂層階段準備銅板輥子后在上面涂抹平坦化組成物后在銅板輥子對面準備壓輥后壓到銅板輥子來進行平坦化組成物的涂層。
發(fā)明的效果
本發(fā)明中壁紙用低密度特殊原紙的制造方法及利用此的壁紙制造方法的目的在于解決以上技術中發(fā)生的問題。這并不是在原紙上粘貼隔熱性材料或是利用特定的組成物進行涂層的過程來提升隔熱及吸音性能,而是將原紙的制造限定在硬紙漿、軟紙漿及hpe紙漿的特定組成上并在脫水時以傾斜的方式脫水,在干燥過程中不使用干燥輥方式,而是采用通過熱箱的方式來降低原紙的密度,進而使同一重量下的原紙厚度要厚上3倍以上,最后通過空氣層提高隔熱及吸音性能。
也就是說,不進行隔熱材料或是隔熱組成物的涂層,而是要通過原紙自身的制造過程來制造出隔熱及吸音性能最大化的原紙。
因為原紙表面沒有進行隔熱板或是組成物的涂層,可以在壁紙表面更加容易形成壓花。
特別是在原紙制造過程中進行平坦化組成物的涂層,即使是重量增加也可以維持平坦,可以確保印刷及壓花順利進行。
在提高隔熱及吸音的性能上使用純天然紙漿和水溶性樹脂來提供對人體無害的具有環(huán)保性和功能性的壁紙。
附圖說明
圖1用概念方式顯示了特殊原紙及壁紙制造工藝。
具體實施方式
以下通過附圖來詳細說明壁紙用低密度特殊原紙的制造方法及利用此的壁紙制造方法。
壁紙用低密度特殊原紙的制造方法包括了紙漿組成物準備階段、緩和攪拌階段、脫水階段及干燥階段。
1.紙漿組成物準備階段
將硬紙漿100重量份和與對比前面的100重量份硬紙漿的軟紙漿35~45重量份、對比前面的100重量份硬紙漿的軟紙漿55~65重量份的hpe紙漿混合后準備紙漿組成物。
硬紙漿(hardpulp)又被稱為是闊葉樹紙漿,雖然因為纖維的長度短的緣故,其抗拉強度較低,可以提高紙張的非透明度。因為使用較厚的闊葉樹作為材料,纖維的柔韌性比較定,纖維間的結合力也較弱。
還有,其纖維素及半纖維素的含量高,還含有大量的薄油細胞及瀝青。
油細胞雖然會降低紙張硬度,但是具有改善非透明度、平滑度及結構。
軟紙漿(softpulp)又被稱為是針葉樹紙漿,與闊葉樹不同的是,不僅纖維的長度長,抗張能力也高,進而會提高纖維的柔韌性,具有纖維間的結合力強的特征。
hpe紙漿是在精制之前的軟紙漿中放入苛性鈉后用蒸汽蒸后使用纖維相互碰撞來實現離解,洗滌后使用精制的紙漿提供氣孔度,纖維加工為又圓又厚,可幫助原紙內部的氣孔大小變得均勻。
通常的堿性蒸解方法是在木屑中混合添加堿性液體和含硫化物后逐漸加熱,之后在適合木屑磨碎的時間內進行蒸解處理。針葉樹時因為kappa值較高,其紙漿的水率水率為40%左右。因此,使用針葉樹作為材料時一般不使用蒸解處理方法。
但是在本發(fā)明中不使用針葉樹木屑作為材料,而是在軟紙漿的制造過程中準備精制之前的軟紙漿后放入苛性鈉后用蒸汽蒸之后使用纖維相互碰撞離解,洗滌后使纖維形狀變?yōu)閳A形并提高氣孔度。
此時的苛性鈉的重量份為未精制軟紙漿100重量份為準的20~50重量%,最好是35重量份。
一般紙類的主要目的在于通過此方法實現平坦、結實,利用hpe紙漿來使每單位的體積達到最大。
為了增大體積的同時具有作為壁紙時的基本物理特性而進行了大量的試驗,結果了解到以上的重量份最為適當。其中以硬紙漿50重量%、軟紙漿20重量%、hpe紙漿30重量份的比例進行混合最為合適。
2.混合攪拌階段
在以上的紙漿組成物中添加液體纖維粘合劑后混合攪拌來制造漿狀的混合物。
纖維粘合劑適合形成水溶性亞克力樹脂,其最低重量是紙漿組成物每100重量份為準的5~30重量份。
紙漿組成物中混合液體纖維粘合劑就會使纖維凝聚。
3.脫水階段
將上面的混合物與地面形成25~35度的傾斜度后放入網狀構造的脫水裝置中進行脫水。
更為適合的是傾斜度為30度,如圖1所示,將網狀物(2)擺放后在上面涂抹漿狀的混合物(1),液體水分會通過網排放到下部,混合物位于網表面上。
這種過程和將網狀面平坦地放到地面的一般方式不同的放置方式。如果通過水平擺放的網的話,紙漿的纖維會處于平放在地面上的狀態(tài),粘合劑會通過間隙滲透,進而無法形成氣孔。
反面,將網狀面如圖1一樣傾斜時,粘合劑成分會滲透到纖維之間,進而會使上下纖維相結合,之后沿著傾斜度流入纖維中間后容易形成空間。
纖維并不是平放在地面的狀態(tài),而是保持一定的傾斜度,進而在各層之間形成突出的形狀,會容易形成氣孔。
如果此時的傾斜角度要比上面提到的角度低的話,氣孔形成效果會低。相反的,如果傾斜角度過大,粘合劑在沒有充分發(fā)揮粘合性能的情況下向下流動,進而會導致最終制造的原紙抗張強度降低。
干燥階段
將脫水處理的混合物裝入托盤(4)上后,使托盤與地面呈80~90度的狀態(tài)后通過熱箱(3)進行干燥來制造壁紙用低密度特殊原紙。
在一般的原紙制造過程中,干燥時會通過圓筒形干燥輥來壓縮干燥。本發(fā)明中為了使氣孔率達到最大化,除以上的組成特征、脫水的特征之外還會在干燥過程中將托盤通過熱箱來進行干燥,因為不施加壓力,可以更加容易地形成氣孔。
如圖所示,使托盤與地面保持垂直或是接近垂直,以上下保持一定厚度的狀態(tài)下水平分開通過時,上層的纖維壓迫下層的纖維,從而自然施加壓力來使下部纖維中無法順利形成氣孔,再降低自我重量引起的壓力來提高氣孔率。
如上的工藝會使顯微組織的氣孔率達到最大化來增大單位重量對比的厚度,因以上的組成特征、脫水階段的梯度形成、非壓力式干燥及坡度形成,即使不使用充填劑也可以確保纖維間的空間來減少重量。
本發(fā)明的發(fā)明人在準備市場中銷售的一般壁紙的原紙來比較每單位重量的結果顯示,本發(fā)明中的原紙基重為0.5mm,普通壁紙的原紙是0.15mm±0.05mm。從這里我們可以知道要,基重要比比普通的原紙大3倍~10倍。
也就說,在同一體積的情況下要輕上3倍以上。
本發(fā)明使用了用硬紙漿50重量%、軟紙漿20重量20%、hpe紙漿30重量份來制造紙漿組成物后,在紙漿組合物100重量份中混合水溶性亞克力樹脂25重量份后,傾斜30度來進行脫水后,在放入托盤中的狀態(tài)下傾斜90度來通過熱箱后制造的原紙。
以下要說明通過與上相同的工藝取得的原紙來制造壁紙的工藝。
本發(fā)明的壁紙制造方法包括了印刷階段、溶膠制造階段、溶膠涂抹階段、花紋形成階段、發(fā)泡壓花階段。
1.印刷階段
在特殊原紙(5)的表面使用凹版印刷方法來印刷多種花紋形狀。
凹版印刷是在輥子或是銅板上形成凹印后在里面添加墨水或是印刷組成物后給原紙施加壓力來印刷的方式,利用圖1中顯示的空紙的凹版印刷輥(6)進行印刷即可。
2.溶膠制造階段
將固態(tài)的水溶性樹脂100重量份和對比這100重量份水溶性樹脂的95~105重量份的水、功能性粉末珍珠巖50~60重量份、硅藻土50~60重量份、甘油4~8重量份、發(fā)泡劑7~9重量份、抗菌劑7~9重量份混合攪拌后發(fā)酵5~15個小時來制造水性溶膠。
固態(tài)的水溶性樹脂可以利用聚乙烯、亞克力、eva、生物降解性樹脂、亞克力樹脂中的任何一個形成,或是選擇性地混合幾種來形成。
此時,最好是使用環(huán)保的生物降解性樹脂或是亞克力樹脂。
漿和硅藻土會形成發(fā)泡核,可通過這個核來使發(fā)泡成長。
如果將超過了上面比例的漿和硅藻大量放入進入的話,瞬間會與樹脂凝成一塊,進而會出現樹脂沉淀的不良現象,需要慢慢投放來確保分散。
發(fā)泡劑有二氧化碳、氮氣等無機非活性氣體發(fā)泡劑或是偶氮二甲酰胺、偶氮二異丁腈、苯磺酰肼等化學熱分解型發(fā)泡劑,又或是丙烷、丁烷等蒸發(fā)型發(fā)泡劑。
此時可以向發(fā)泡劑中添加硬脂酸鈣、硬脂酸鎂等助發(fā)泡劑。
甘油是為了提高移動性而進行添加。
抗菌劑由氫氧化鈉、丙二醇等構成。
此時,最佳的水性溶膠的最佳組成是固態(tài)水溶性樹脂30重量%、水30重量%、功能性紙漿16.5%、硅藻土16.5重量%、甘油2重量%、發(fā)泡劑2.5重量%、抗菌劑2.5重量%。
溶膠的這種構成可以使提高抗菌、除臭及利用無機質紙漿及硅藻土的隔熱、吸音性能。
3.溶膠涂抹階段
準備表面帶有紋樣凹印的銅板輥子(7)后,將上面的水性溶膠涂抹到銅板輥子表面上后用圖1中顯示的刮刀(8)裝置來切除凹印之外的水性溶膠。
4.花紋形成階段。
將經過了印刷階段的特殊原紙壓在銅板輥子上來將溶膠(9)如圖1一樣轉移到原紙表面。
5.將前面轉移了溶膠的特殊原紙通過200~250攝氏度的熱箱(10)來使特殊原紙發(fā)泡,進而形成壓花(11)。
表面的溶膠發(fā)泡后凸起的壓花會在壁紙上顯出立體感,會帶來裝飾效果。
通過這些制造方法后可以確保溶膠具有的抗菌、除臭、隔熱、吸濕效果和原紙制造過程中發(fā)生的厚度感和功能性,進而可以提高隱蔽性、保溫性、吸音性,還因為重量變輕而提升物流的移動性和施工性能。
但是,由于根據前面所述的制造方法制造的原紙全體形成的氣孔層和向外凸起的纖維而使原紙表面變得不太平坦,進而會出現很難將前面所述的凹版印刷及組成的溶膠以特定的花紋轉移到表面。
為了解決這個問題,可在原紙制造的最后階段的干燥階段和壁紙制造的第一階段的印刷階段中間加入組成物制造階段和涂層階段。
在組成物制造階段可以利用亞克力類水溶性樹脂固體45重量%、水40重量%、糖脂13重量%、甘油2重量%混合攪拌來制造平坦化組成物。
甘油會帶來流動性,糖脂具有白度及隱蔽性,可在發(fā)泡時提升發(fā)泡表面。
涂層階段是在脫水處理了平坦化組成物的混合物表面進行涂層。
涂層階段是利用commacotter(逗號刮刀涂布)裝置將平坦化組成物涂層(厚度為0.05mm)到脫水處理的混合物表面.或是,在涂層階段準備銅板輥子后在上面涂抹平坦化組成物后在銅板輥子對面準備壓輥后壓到銅板輥子來進行平坦化組成物的涂層。
就這樣在完成制造的原紙表面上進行印刷之前的涂層就可以維持原紙自身的低密度性同時可以使表面更加平滑。
下面來對范例進行說明。
例子
準備硬紙漿100重量份、軟紙漿30重量份、hpe60重量份后進行混合來制造紙漿組成物,之后利用纖維粘合劑來準備水溶性亞克力樹脂40重量份后與紙漿組成物混合攪拌來制造來漿狀的混合物。
將制造的混合物涂抹到傾斜度為30度的平面上后進行了6小時的脫水處理。
將脫水處理的混合物放入托盤上后將托盤豎立成90度的狀態(tài)下通過熱箱后制造出了壁紙用低密度特殊原紙。
將亞克力類水溶性樹脂固體45重量份、水40重量份、糖脂13重量份、甘油2重量份進行混合攪拌來制造平坦化組成物后利用commacotter(逗號刮刀涂布)裝置在低密度特殊原紙表面進行平坦化組成物涂層(厚度為0.05mm),之后進行干燥后將特殊原紙進行了凹版印刷處理。
還有,將固態(tài)的亞克力樹脂100重量份、100重量份的水、珍珠粉末55重量份、硅藻土55重量份、甘油6重量份、發(fā)泡劑6重量份、抗菌劑8重量份進行混合攪拌后發(fā)酵10小時來制造了水性溶膠。
按照想要在壁紙上形成的模樣,在表面上形成了凹印的銅板輥子全體上涂抹前面的水性溶膠后使用刮刀裝置切除了凹印之外的表面上涂抹的水性溶膠。
將前面轉移了溶膠的特殊原紙通過200~250攝氏度的熱箱來使特殊原紙發(fā)泡,進而形成了凸起的壓花。
【實驗1】隔熱實驗
準備例1中的壁紙和市場中銷售的普通發(fā)泡壁紙后比較了隔熱效果。
作為實驗裝置制作了大小為45cm×20cm×45cm的封閉箱子。
在箱子壁面和頂部粘貼了例1中的壁紙,在箱子底部安裝了電熱毯加熱裝置。
開啟電熱毯后將溫度設置為35℃進行加熱后測量了潛熱。
120分鐘后關閉電熱毯后測量了潛熱。將同一種實驗反復了3次之后測出的平局溫度為28.5℃。
用同一種方式粘貼一般發(fā)泡壁紙后進行測量的平均溫度為24.2℃。
通過這個實驗可以知道,本發(fā)明實例中的壁紙隔熱性能優(yōu)秀。
附圖標記說明
1:混合物;2:網屏;3:熱箱;4:托盤;5:特殊原紙;6:凹版印刷輥;7:銅板輥;8:刮刀;9:溶膠;10:熱箱;11:壓花。