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CN111501411B - 一种无硫线路板隔离纸的生产工艺 - Google Patents

一种无硫线路板隔离纸的生产工艺 Download PDF

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CN111501411B CN202010322738.5A CN202010322738A CN111501411B CN 111501411 B CN111501411 B CN 111501411B CN 202010322738 A CN202010322738 A CN 202010322738A CN 111501411 B CN111501411 B CN 111501411B
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Abstract

本发明公开了一种无硫线路板隔离纸的生产工艺。生产工艺包括以下步骤：S1：配浆：原料采用漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆，将原料混合并加水碎浆8‑10min，获得浓度为4.5‑5.0%的浆液；S2：一次稀释：将步骤S1获得的浆液转移至1#混合浆池，加水稀释至3.0‑3.5%；S3：浓缩：将步骤S2得到的浆液压液浓缩至浓度为25‑30%；S4：二次稀释：将步骤S3获得的浆液在2#混合浆池中加水稀释至4.5‑5.0%；S5：磨浆：将步骤S4获得的浆液转移至叩前浆池，并送至磨浆；S6：成型；S7：表面施胶；S8：压光卷取。本发明具有降低原料水溶性氯化物、水溶性硫酸盐含量，同时具有良好匀度和表面强度的优点。

Description

一种无硫线路板隔离纸的生产工艺
技术领域
本发明涉及造纸的技术领域，更具体地说，它涉及一种无硫线路板隔离纸的生产工艺。
背景技术
电子线路板由绝缘底板、连接导线和装配焊接电子元件的焊盘组成，具有导电线路和绝缘底板的双重作用。体积小，成本低，已经极其广泛地应用在电子产品的生产制造中。
无硫线路板隔离纸是一种用于隔离电子线路板的专用纸，其主要功能是保护电子线路板表面在生产和运输过程中不产生划痕，同时要求其在与电子线路板长期接触过程中不能与电子线路发生氧化反应，导致电子线路发生腐蚀等问题。因此，要求隔离纸达到纤维组织均匀、pH为中性(6.5-7.5)、良好表面强度和正面平滑度(≥60S)，且水溶性氯化物≤35mg/kg，水溶性硫酸盐≤30mg/kg的要求。
白色的隔离纸，其生产原料一般采用漂白硫酸盐针叶浆和漂白硫酸盐阔叶浆，此类原料在蒸煮制浆过程中使用烧碱、硫化碱等化学药品以去除木素，再经洗涤、漂白等工序处理后制成浆板。若通过普通的造纸程序(碎浆、过滤、磨浆、成型、施胶、干燥)进行造纸，纤维上会附着一定量的水溶性氯化物、水溶性硫酸盐，无法达到要求。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种无硫线路板隔离纸的生产工艺，其具有降低原料水溶性氯化物、水溶性硫酸盐含量，同时具有良好匀度和表面强度的优点。
为实现上述第一个目的，本发明提供了如下技术方案：一种无硫线路板隔离纸的生产工艺，包括以下步骤：
S1：配浆：原料采用漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆，将原料混合并加水碎浆8-10min，获得浓度为4.5-5.0％的浆液；
S2：一次稀释：将步骤S1获得的浆液转移至1#混合浆池，加水稀释至3.0-3.5％；
S3：浓缩：将步骤S2得到的浆液压液浓缩至浓度为25-30％；
S4：二次稀释：将步骤S3获得的浆液在2#混合浆池中加水稀释至4.5-5.0％；
S5：磨浆：将步骤S4获得的浆液转移至叩前浆池，并送至磨浆，磨浆要求：采用3-5台盘磨串联磨浆，叩解度：45-55°SR，湿重：6-8g；
S6：成型：将步骤S5中获得到浆液送入沥水成型、压榨脱水，并进行施胶前干燥，得到基础纸；
S7：表面施胶：通过胶液浓度为6.0-6.5％的施胶剂水溶液在基础纸表面施胶，并进行施胶后干燥；
S8：压光卷取：得到隔离纸；
所述步骤S7中的施胶剂由表胶淀粉和增强剂组成。
采用上述技术方案，原料浆板加水碎浆后，附着于浆板中的水溶性化学物质溶于水后，水中会有游离的氯离子和和硫酸根离子，通过步骤S2的稀释，再在步骤S3中进行浓缩，再继续在步骤S4中进行稀释，对碎浆后的浆料进行洗涤，使浆料中残留的氯离子和硫酸根离子含量有大幅度的降低。一次稀释步骤的稀释后的浆液浓度低，再通过浓缩，可以将大部分溶解有氯离子和硫酸根的水排出。
通过二次稀释，进入磨浆，在叩解度和湿重的参数要求下，磨浆对长纤维的针叶浆有适度的切断，控制纤维湿重在合适的范围内，保证成纸具有良好的匀度；同时对纤维有良好的分丝帚化作用，促进纤维水化润胀、提高纤维比表面积和氢键结合强度。通过洗涤以及磨浆工艺对整体造纸工艺的控制，可以获得低氯离子、硫酸根离子含量以及良好表面强度、匀度和平滑度的隔离纸。
进一步地，所述生产工艺中用水均经反渗透膜处理再使用。
采用上述技术方案，引入膜处理反渗透技术对用水进行处理，反渗透具有很高的除盐率(99.7％)，可以大大减少生产工艺中用水的含盐量，减少用水引入氯离子和硫酸盐对浆料所带来的影响。
进一步地，所述步骤S5中，采用3台盘磨串联磨浆，按浆液通过的顺序，齿型依次是安德里茨的26TA105/106、26TA103/104、26TA203/204。
采用上述技术方案，从磨片的型号，到磨片的组合和磨浆方式，都是直接影响浆料纤维长度以及分丝帚化效果的要素，通过对磨浆工艺的改进，保证了成纸的匀度和表面强度。而且相比于4-5台，成本较低，也可以达到匀度和表面强度的要求。
进一步地，所述步骤S2，将步骤S1获得的浆液转移至1#混合浆池后，加入浓度为2-3％的氢氧化钡溶液，再加水稀释至3.0-3.5％；氢氧化钡的使用量为漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆总量的0.8-1％。
采用上述技术方案，在稀释之前，加入氢氧化钡溶液，钡离子与溶液中的部分硫酸根生成硫酸钡沉淀。一方面氢氧化钡用量少，可以减少一部分游离的硫酸根含量，同时对pH值的影响很小；另一方面，生成的硫酸钡可以作为纸张的填料，还可以在与聚乙烯醇混合时，减少聚乙烯醇溶解时产生的气泡。
进一步地，所述表胶淀粉为氧化淀粉，施胶剂由重量百分数为65-68％的氧化淀粉和余量的增强剂组成，施胶量为1.5-2.0g/m2。
采用上述技术方案，通过氧化淀粉和增强剂在纸张表面施胶，提高成纸的表面强度。氧化淀粉的糊化温度低，热糊粘度变小而热稳定性增加，可以作为表面施胶剂使用。
进一步地，所述增强剂包括重量份数比为(5-7)：1的聚乙烯醇和甘油。
采用上述技术方案，聚乙烯醇具有良好的成膜性，降温后与糊化的氧化淀粉在纸张表面成膜形成光滑的表层，同时聚乙烯醇包含醇羟基，与淀粉以及纸张纤维素之间的羟基会形成氢键，使得施胶层牢固的粘附于纸张表面，同时提高施胶层的内部强度，提高纸张的表面强度。另外，甘油是小分子物质，可以渗透至纸张纤维中，连接纤维素和聚乙烯醇以及淀粉，提高纸张与施胶层的结合强度，从而提高表面强度。
进一步地，所述增强剂还包括小分子羟基硅油，聚乙烯醇、小分子羟基硅油和甘油的重量份数比为(5-7)：(0.8-1.2)：1。
采用上述技术方案，除了聚乙烯醇和甘油的使用，还添加了小分子羟基硅油，小分子羟基硅油是由环体经调聚而成的低聚硅氧烷；小分子羟基硅油也可以渗透至纤维素内加强施胶层与纸张之间的结合，与甘油复配使用时，可以提高纸张与施胶层的结合强度。另外，由于硅原子半径较大，硅原子进入或留在纤维素表面，都可以对施胶层起到固定的作用，进一步提高施胶层与纸张的结合强度。
进一步地，所述施胶剂通过以下步骤得到：
Z1：将氧化淀粉加入至溶解水a中，搅拌并加热至85-95℃，搅拌时间30-50min，获得淀粉糊；
Z2：将聚乙烯醇在溶解水b中浸泡静置至少24h，随后加热至95-105℃搅拌15-30min，获得聚乙烯醇溶液；
Z3：将聚乙烯醇溶液降温至50-65℃，持续搅拌，将小分子羟基硅油和甘油倒入聚乙烯醇溶液中，混合均匀；
Z4：将淀粉糊降温至50-65℃，持续搅拌，将Z3得到的溶液加入淀粉糊中，混合均匀，获得施胶剂；
所述溶解水a和溶解水b的总量为施胶液水溶液中水的总量。
采用上述技术方案，将氧化淀粉充分糊化，并将增强剂溶解，聚乙烯醇在溶解前静置可以减少溶解过程中气泡的产生。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明优选采用一次稀释、浓缩和二次稀释的工艺，并配合氢氧化钡溶液，对浆料进行洗涤浓缩，大大减少游离的氯离子和硫酸根，达到无硫线路板隔离纸的要求。
2、本发明优选多个盘磨串联磨浆，提高磨浆效果，确保纸张的匀度。
3、本发明优选聚乙烯醇、小分子羟基硅油和甘油作为增强剂，小分子羟基硅油和甘油与聚乙烯醇和纤维素之前形成氢键，提高施胶层与纸张之间的结合强度；硅原子半径较大，硅原子进入或留在纤维素表面，都可以起对施胶层起到固定的作用，进一步提高施胶层与纸张的结合强度。
具体实施方式
实施例1-3：一种无硫线路板隔离纸的生产工艺，包括以下步骤，且具体参数参见表1：S1：配浆：原料由总量为1吨的漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆组成，将原料混合并加水碎浆8-10min，获得浓度为4.5-5.0％的浆液；
S2：一次稀释：将步骤S1获得的浆液转移至1#混合浆池，加水稀释至3.0-3.5％；
S3：浓缩：将步骤S2得到的浆液通过双网挤浆机浓缩至浓度为25-30％；
S4：二次稀释：将步骤S3获得的浆液在2#混合浆池搅拌中加水稀释至4.5-5.0％；
S5：磨浆：将步骤S4获得的浆液转移至叩前浆池，并送至磨浆，磨浆要求：3-5台盘磨机，叩解度：45-55°SR，湿重：6-8g；
S6：成型：将步骤S5中获得到浆液依次送入叩后木浆塔、配浆池、抄前浆池、造纸机，浆液经过流送部到达网部沥水成型，继续辊压压榨脱水，通过烘缸进行干燥，得到干度为91～94％％的基础纸；
S7：表面施胶：通过膜转移施胶机将胶液浓度为6.0-6.5％的施胶剂水溶液在基础纸表面施胶，并进行施胶后通过烘缸干燥，使纸张干度达到92-95％；
S8：压光卷取：在压光辊温度为100-120℃，线压力为70-100kN/m的条件下进行压光，得到隔离纸。
施胶剂由65-68％的氧化淀粉和余量聚乙烯醇组成，施胶量为1.5-2.0g/m2，施胶剂由以下步骤制备：
Z1：将氧化淀粉加入至溶解水a中，搅拌并加热至85-95℃，在搅拌速度为80-85r/min的速度下，搅拌30-50min，获得淀粉糊；
Z2：将聚乙烯醇在溶解水b中浸泡静置24h，随后加热至95℃，在搅拌速度为100-110r/min的速度下，搅拌15-30min，获得聚乙烯醇溶液；
Z3：将聚乙烯醇溶液降温至50-65℃，持续搅拌，将剩余增强剂(若无剩余增强剂组分则不加)倒入聚乙烯醇溶液中，在搅拌速度为100r/min的条件下混合5min；
Z4：将淀粉糊降温至50-65℃，持续搅拌，将Z3得到的溶液加入淀粉糊中，在搅拌速度为50r/min的条件下混合5min，获得施胶剂；
所述溶解水a和溶解水b的总量为施胶液水溶液中水的总量。
表1 实施例1-3各步骤具体参数
Figure BDA0002462057900000051
实施例1中，增强剂为聚乙烯醇，施胶剂由重量百分数为65％的氧化淀粉和余量的聚乙烯醇组成。齿型依次为品牌为安德里茨的26TA105/106、26TA103/104、26TA203/204、26TA203/204。
实施例2中，增强剂为聚乙烯醇，施胶剂由重量百分数为68％的氧化淀粉和余量的聚乙烯醇组成。齿型依次为品牌为安德里茨的26TA105/106、26TA103/104、26TA203/204、26TA103/104。
实施例3中，增强剂为聚乙烯醇，施胶剂由重量百分数为66％的氧化淀粉和余量的聚乙烯醇组成。齿型依次为品牌为安德里茨的26TA105/106、26TA103/104、26TA203/204、26TA203/204、26TA103/104。
实施例4：一种无硫线路板隔离纸的生产工艺，与实施例1的区别在于，步骤S1-S4中的用水均通过反渗透膜处理后再使用。
实施例5：一种无硫线路板隔离纸的生产工艺，与实施例4的区别在于，步骤S5中盘磨数量为3台串联使用，且齿型依次为品牌为安德里茨的26TA105/106、26TA103/104、26TA203/204。
实施例6：一种无硫线路板隔离纸的生产工艺，与实施例1的区别在于，步骤S2中，将步骤S1获得的浆液转移至1#混合浆池后，加入浓度为3％的氢氧化钡溶液，再加水稀释。氢氧化钡的使用量为漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆总量的0.8％。
实施例7：一种无硫线路板隔离纸的生产工艺，与实施例5的区别在于，步骤S2中，将步骤S1获得的浆液转移至1#混合浆池后，加入浓度为2％的氢氧化钡溶液，再加水稀释。氢氧化钡的使用量为漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆总量的1％。
实施例8：一种无硫线路板隔离纸的生产工艺，与实施例7的区别在于，增强剂由重量份数比为5：1的聚乙烯醇和甘油组成。
实施例9：一种无硫线路板隔离纸的生产工艺，与实施例8的区别在于，聚乙烯醇和甘油的重量份数比为7：1。
实施例10：一种无硫线路板隔离纸的生产工艺，与实施例8的区别在于，增强剂由重量份数比为5：1：1.2的聚乙烯醇、甘油和小分子羟基硅油组成。
实施例11：一种无硫线路板隔离纸的生产工艺，与实施例10的区别在于，聚乙烯醇、甘油和小分子羟基硅油的重量份数比为7：1：1。
实施例12：一种无硫线路板隔离纸的生产工艺，与实施例10的区别在于，聚乙烯醇、甘油和小分子羟基硅油的重量份数比为6：1：0.8。
对比例1：一种无硫线路板隔离纸的生产工艺，与实施例1的区别在于，取消步骤S2-S4，步骤S5中使用2台盘磨机进行磨浆。
对比例2：一种无硫线路板隔离纸的生产工艺，与实施例1的区别在于，取消步骤S2和S3，步骤S4中稀释浓度为4.5％，步骤S5中使用1台盘磨机进行磨浆。
对比例3：一种无硫线路板隔离纸的生产工艺，与实施例1的区别在于，步骤S2稀释浓度为2.0％，步骤S3浓缩浓度为40％，步骤S4稀释浓度为3.5％，步骤S5中使用2台盘磨机进行磨浆。
对比例4：一种无硫线路板隔离纸的生产工艺，与实施例1的区别在于，步骤S2稀释浓度为5.0％，步骤S3浓缩浓度为20％，步骤S4稀释浓度为6％，步骤S5中使用2台盘磨机进行磨浆。
表征实验：
1、基础物理性能
实验对象：实施例1-12获得的隔离纸，一共12组实验样品。
实验方法：将实施例1-12获得的隔离纸，进行定量、水分和厚度的检测。根据GB/T451.2-2002的标准，对隔离纸进行定量测量，获得定量并记录至表2；根据GB/T462-2008，测定隔离纸的水分并记录至表2；根据GB/T451.3-2002测定隔离纸的厚度并记录至表2。
根据GB/T12914测定隔离纸的抗张强度并记录至表3，根据GB/T455.1测定隔离纸的撕裂强度并记录至表3。
实验结果：基础物理性能实验结果记录如表2和表3所示。
表2 定量、水分和厚度实验结果记录
Figure BDA0002462057900000071
表3 抗张强度和撕裂强度实验结果记录
Figure BDA0002462057900000072
数据分析：由上表数据可知由实施例1-12获得的隔离纸，其定量(60±2g/m2)、水分(6.0-8.0％)和厚度(69±3μm)均达标，可满足隔离纸的使用要求；抗张强度和撕裂强度数据可以从侧面反映纸张的整体强度，表中的抗张强度和撕裂强度数据较高，使得隔离纸在使用时不易破裂，纸张的整体性和结合强度好。
对比所有实施例，配合使用了聚乙烯醇、甘油和小分子羟基硅油之后获得的纸张，由于增强剂与氧化淀粉还有纤维素之间的结合力更强，其抗张强度和撕裂强度更高，垫纸的性能会更好。
2、表面强度、平滑度和匀度实验
实验对象：按照实施例1-12以及对比例1-4工艺得到的隔离纸，一共16实验样品。
实验方法：按照QB/T2594蜡棒法对隔离纸的正反面进行表面强度的测量并记录，按照GB/T456对隔离纸的正反面进行平滑度的测量并记录。
实验结果：表面强度、平滑度和匀度实验结果记录如表4所示。
表4 表面强度、平滑度和匀度实验结果记录
Figure BDA0002462057900000081
数据分析：由上表可知，实施例的表面强度最低可以达到正面15A反面14A，而正面的平滑度也均可以达到所要求的60S；对比例的表面强度与实施例1的表面强度近似且略低，但对比例的平滑度达不到隔离纸的要求。
对比所有实施例的表面强度数据，单独使用了聚乙烯醇作为增强剂的实施例1-7，其表面强度比实施例8-12低；而实施例8-12中，配合使用了聚乙烯醇、甘油和小分子羟基硅油，比配合使用聚乙烯醇和甘油的实施例10-12，表面强度更好，说明小分子羟基硅油的加入，可以在纤维素、聚乙烯醇、淀粉和甘油之间形成氢键的同时，对施胶层起到固定的作用，达到提高纸张表面强度的效果。
对比实施例与对比例的平滑度数据，平滑度可以在一定程度上反映匀度好坏，平滑度越好，一般匀度也越好。采用了1台盘磨机的对比例其纸纤维长度不合适且分丝帚化效果较差，导致其平滑度不达标。
3、水溶性氯化物、水溶性硫酸盐和pH测定实验
实验对象：按照实施例1-12以及对比例1-4工艺得到的隔离纸，一共16实验样品。
实验方法：按照GB/T2678.2-2008对隔离纸进行水溶性氯化物的测定并记录，按照GB/T2678.6-1996对隔离纸进行水溶性硫酸盐的测定并记录；按照GB/T1545-2008对隔离纸进行水抽提液酸度或碱度测定，获得pH值并记录。
实验结果：水溶性氯化物、水溶性硫酸盐和pH实验结果记录如表5所示。
表5 水溶性氯化物、水溶性硫酸盐和pH实验结果记录
Figure BDA0002462057900000091
数据分析：由上表可知，实施例的水溶性氯化物、水溶性硫酸盐和pH均可以达标，对比例的水溶性氯化物和水溶性硫酸盐中的一项或两项没有达标。
对比实施例和对比例的数据可知，没有通过依次稀释、浓缩和二次稀释的对比例1，以及只经过二次稀释的对比例2，其水溶性氯化物和水溶性硫酸盐的浓度均很高，没有达标；对比例3中稀释程度不够，洗涤效果差，也没有达到要求值。对比例4的水用量很高，稀释浓度够用就考虑用水量大的方案，而且对比例4的匀度也没有达标。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (5)

1.一种无硫线路板隔离纸的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
S1：配浆：原料采用漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆，将原料混合并加水碎浆8-10min，获得浓度为4.5-5.0%的浆液；
S2：一次稀释：将步骤S1获得的浆液转移至1#混合浆池，加水稀释至3.0-3.5%；
S3：浓缩：将步骤S2得到的浆液压液浓缩至浓度为25-30%；
S4：二次稀释：将步骤S3获得的浆液在2#混合浆池中加水稀释至4.5-5.0%；
S5：磨浆：将步骤S4获得的浆液转移至叩前浆池，并送至磨浆，磨浆要求：采用3-5台盘磨串联磨浆，叩解度：45-55°SR，湿重：6-8g；
S6：成型：将步骤S5中获得到浆液送入沥水成型、压榨脱水，并进行施胶前干燥，得到基础纸；
S7：表面施胶：通过胶液浓度为6.0-6.5%的施胶剂水溶液在基础纸表面施胶，并进行施胶后干燥；
S8：压光卷取：得到隔离纸；
所述步骤S7中的施胶剂由表胶淀粉和增强剂组成；
所述表胶淀粉为氧化淀粉，施胶剂由重量百分数为65-68%的氧化淀粉和余量的增强剂组成，施胶量为1.5-2.0g/m2；
所述增强剂包括重量份数比为（5-7）：（0.8-1.2）：1的聚乙烯醇、小分子羟基硅油和甘油。
2.根据权利要求1所述的一种无硫线路板隔离纸的生产工艺，其特征在于，所述生产工艺中用水均经反渗透膜处理再使用。
3.根据权利要求1所述的一种无硫线路板隔离纸的生产工艺，其特征在于，所述步骤S5中，采用3台盘磨串联磨浆，按浆液通过的顺序，齿型依次是安德里茨的26TA105/106、26TA103/104、26TA203/204。
4.根据权利要求1所述的一种无硫线路板隔离纸的生产工艺，其特征在于，所述步骤S2，将步骤S1获得的浆液转移至1#混合浆池后，加入浓度为2-3%的氢氧化钡溶液，再加水稀释至3.0-3.5%；氢氧化钡的使用量为漂白硫酸盐针叶木浆和漂白硫酸盐阔叶木浆总量的0.8-1%。
5.根据权利要求1所述的一种无硫线路板隔离纸的生产工艺，其特征在于，所述施胶剂通过以下步骤得到：
Z1：将氧化淀粉加入至溶解水a中，搅拌并加热至85-95℃，搅拌时间30-50min，获得淀粉糊；
Z2：将聚乙烯醇在溶解水b中浸泡静置至少24h，随后加热至95-105℃搅拌15-30min，获得聚乙烯醇溶液；
Z3：将聚乙烯醇溶液降温至50-65℃，持续搅拌，将小分子羟基硅油和甘油倒入聚乙烯醇溶液中，混合均匀；
Z4：将淀粉糊降温至50-65℃，持续搅拌，将Z3得到的溶液加入淀粉糊中，混合均匀，获得施胶剂；
所述溶解水a和溶解水b的总量为施胶液水溶液中水的总量。
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