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掌握黏合剂,有效改善制糊工序

2007-05-21 00:00:00.0 来源:第一包装网 责编:中华印刷包装网

黏合剂在瓦楞纸板的生产制造成本中所占的比例微乎其微,约占2%~3%,但是制糊工序却是整个生产工艺中波动最大、对纸板质量影响最关键的工序,日益引起瓦楞纸箱企业的重视。

要控制好瓦楞纸板的粘合,确保纸板的品质,首先要掌握黏合剂的粘合机理和决定黏合剂质量的几项重要指标。

黏合剂的粘合机理

瓦楞芯纸与面纸的粘合主要是淀粉黏合剂的凝聚粘合,同时辅以渗透粘合和表面粘合。黏合剂渗透进原纸的内表面及瓦楞芯纸表面,直至进入原纸的纤维间隙之间引起渗透粘合。面纸和瓦楞芯纸与黏合剂表面形成黏合剂间的粘合,即所谓的表面粘合。渗透到原纸的黏合剂同原纸表面的黏合剂形成凝聚粘合。以上三种粘合的过程将面纸与芯纸紧密的粘合。

淀粉是由100-10000个葡萄糖结合而成的高分子化合物构成,淀粉颗粒大小约为2u~100u,一个淀粉颗粒在糊化过程中,会从周围吸收水分而开始膨胀,由数倍膨胀到数十倍,随着温度的上升,其粘度会快速达到最高点,一般称这时的温度为糊化温度。随着温度的继续上升,淀粉开始出现崩溃,并逐渐分散成小块,当浸透到面纸和瓦纸的内侧后,便开始粘合。随着温度的升高,淀粉颗粒所含的水分也随之蒸发,并有一部分被面纸和瓦纸所吸收,最后达到完全固化。在瓦楞纸板粘合过程中,这一现象是在非常短的时间内发生的。

在实际生产过程中,如果黏合剂凝胶过快,就会造成因黏合剂扩散、渗透不够而集结在原纸表面形成晶状,出现瓦楞纸板假粘合现象;如果黏合剂凝胶过慢,将会出现黏合剂大量的扩散并渗透到楞峰施胶线两侧而呈现白色线条状,此时淀粉因无法熟化而丧失粘性,致使瓦楞纸板粘合不良。


衡量黏合剂质量的重要指标主要包括固含量、粘度、初粘力以及糊化温度。

固含量

固含量一般用倍水率来表示。所谓倍水率,就是指黏合剂内的淀粉与水的重量比例。

黏合剂的固含量应根据设备精度、运行速度及原纸实际情况来确定。一般说来,一旦高速宽幅瓦楞纸板生产线的车速达到200米/分钟以上,就要求黏合剂的固含量一定要高,倍水率通常在1:3左右。黏合剂固含量高,水分就相对减少,较少的上胶量即可保证瓦楞纸板的粘合,并且在瓦楞纸板加工过程中水分变化较小,可以减轻瓦楞纸板翘曲现象。如果企业设备精度低、车速慢,黏合剂的固含量就要低一点,否则会造成瓦楞纸板脱胶。

粘度

粘度是黏合剂质量的重要指标。黏合剂粘度保持稳定,才能不断地向成型瓦纸的楞峰稳定地供给黏合剂,以使瓦楞纸板生产在稳定的粘合状态下进行。

黏合剂粘度越低,流动性就越好。黏合剂流动性决定了黏合剂的渗透性、上胶的均匀度和上胶量大小,直接影响到车速、纸板粘合、纸板平整度及强度。对于黏合剂的流动性认识,不是黏合剂中淀粉所占比例越高,流动性就会越差,高固含量的黏合剂通过调整配制工艺,也可以保持很低的粘度。

一般情况下,黏合剂在循环使用中,其粘度每通过循环泵一次,就会有降低的趋势,此时,应加入新制作的黏合剂混合使用。

拉丝性是黏合剂粘性的一种表现形式,是黏合剂由上胶辊向瓦纸的楞峰转移过程中的一种状态。黏合剂的拉丝性强,黏合剂就不容易由上胶辊转移到瓦纸的楞峰,甚至完全滞留在上胶辊上,拉丝性越强,黏合剂的使用量就越不易控制,而且也越不稳定。

初粘力

初粘力足保证瓦楞纸板粘合及提高车速的关键。在瓦楞纸板生产中,加大原纸预热面积,或者在制作黏合剂时添加交联剂和分别在主体与载体罐中增加硼砂以及提高黏合剂固含量,都可以使黏合剂涂布后在较短的时间内开始产生粘合力并且其粘合力可以破坏原纸表面纤维。

糊化温度

黏合剂的糊化温度是保持高速生产的关键因素之一。解决黏合剂的糊化温度,除了通过调整烧碱用量及加热的方法外,适当加入一些添加剂也可起到同样的效果。糊化温度不能太低,太低会造成黏合剂在循环过程中糊化而影响黏合剂的流动性,应根据季节变化来调整黏合剂的糊化温度,冬季可将糊化温度调低至55℃~60℃,夏季则可将糊化温度调高至61℃~66℃。

由于单面机和双面机的机构存在差异,通常情况下,单面机应选择粘度低、糊化温度较高的黏合剂;而双面机则应选择粘度较高、凝胶糊化温度较低的黏合剂,以满足瓦楞纸板粘合成型的需要。形成这种生产模式的原因如下:在单面机上,由于其施胶机构的构造决定其粘合过程是在高温、高速的状态下粘合成型的,在一瞬间就需要完成涂胶—渗透—相接—粘接—定型的粘合成型步骤,这势必就要求单面机黏合剂应是低粘度和糊化温度较高,以利于黏合剂在极短的时间内渗透并粘合。在双面机上,瓦楞纸板停留的时间较长且涂胶机构是冷态施胶,因此双面机的粘合过程纸在常温状态下完成的粘合成型,这就要求双面机黏合剂应是粘度较高、糊化温度较低的,以利于缓慢扩散、凝胶与粘接。

瓦楞纸板粘合质量的好坏,最终要通过粘合强度测定来确定,这一检验项目在工艺管理上也是很重要的。常用的粘合质量检验方法是在瓦楞纸板切断后立即进行剥离,根据面纸和瓦纸的破坏程度如何来作判断。

目前瓦楞纸箱的制糊系统大多数仍采用传统的制胶工艺和设备。

为改善黏合剂的品质,传统的制胶工艺中一般添加架桥剂和安定剂。架桥剂可以与淀粉瞬间糊化,在进行水合化过程时,与淀粉羟酸产生架桥反应,最后由键结的形成而达于固化相。当接着剂在固化期增加粘度,同时也增加了接着力,使架桥剂与淀粉糊更发挥相乘之效果,使纸板具有良好的贴合强度外,更赋予纸板接着层极优异之防水效果。安定剂可以配合架桥剂与淀粉糊液形成错化合物,具有抑制膨润作用,糊液的粘度上升缓慢,使糊液粘度较具安定性。

自动制糊系统作为新技术设备,推进了瓦楞纸箱行业自动化的进程,得到了使用企业的认可,部分新上瓦楞纸板生产线企业或规模企业开始选用或进行设备改造。

传统制糊配方单一,容易因人为因素造成加料不准确,使黏合剂品质不稳定。而自动制糊系统全过程采用计算控制,所有原料都是自动添加,确保每批次黏合剂的品质稳定。系统特殊的搅拌装置从根本上保证了黏合剂粘度的稳定性,长时间放置不会发生沉淀现象,黏合剂的渗透性也得到加强,显著优越于使用添加剂,并且淀粉的用量可降低。该系统制糊效率高,电脑储存配方,使生产线上可同时使用几种不同配方的黏合剂,并且具有完善的管理报表功能,成本控制准确可靠。

黏合剂施胶量大小的影响:

黏合剂施胶量大小可以通过对瓦楞纸板粘胶线宽度的检查来判定。

准确、精密、均匀地上胶是控制粘胶线宽度的主要因素。在实际生产中,如果遇到上胶不均匀或担忧脱胶现象的发生,就依靠加大上胶量来提高粘合效果,结果出现瓦楞纸板发软、透楞等质量问题,这种做法是不可行的。因此,黏合剂施胶量大小对瓦楞纸板的质量影响重大。

单面机

对于单面机来说,在涂胶机构中机械设计上施胶辊的转速略慢于瓦楞辊的转速,是为了确保施胶辊传带适量的黏合剂均匀的涂敷于瓦楞芯纸的波峰上。在原纸粘合受压时,黏合剂渗透入原纸纤维,进而固化达到粘接效果。当黏合剂涂胶量不当导致施胶量过多时,多余的黏合剂被排挤到瓦楞芯纸波峰的两侧,造成粘胶线变宽变大。如果这些过量的黏合剂经干燥后产生收缩,此收缩力将对面纸产生波向拉力。当单面机使用高定量面纸时,由于其具有足够的紧度来抵挡这个波向拉力而不会收缩变形;如果使用低定量的面纸时,则由于低紧度无法抵抗波向拉力而极易引起面纸收缩变形。

双面机

对双面机而言,当使用低定量的面纸时也会因为无法抵抗波向拉力导致面纸收缩变形,从而出现纸板凹凸不平状,严重者甚至出现起泡现象。使用低定量的原纸时,唯一能解决的办法是加强生产工艺的控制与调节,尽量克服因原纸定量低而引起的质量问题。在确保纸板粘合的情况下,应尽量调均施胶量并提高车速,避免因过量的施胶或过热的温度对原纸纤维的伸缩产生影响。

瓦楞纸板的搓板状现象就是常见的纸板粘合不良问题,主要表现为瓦楞波峰两侧的凹凸不平状,而且还伴随了起泡的现象,不过这种现象一般都发生于低定量的原纸,主要是由施胶量过多引起的。


 

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