CN1030381A - 双层钙塑瓦楞板及其制造方法和双层钙塑瓦楞板热粘合机 - Google Patents

Abstract

双层钙塑瓦楞板是一种强度较高，防潮防腐，无 毒抗渗的包装材料，尤宜加工包装箱。其可通过全面 加热，同步粘合的热粘合工艺方法制造。生产关键设 备主要是十四根辊子组成的五组加热辊，两对瓦楞纸 轧制对辊，两对瓦楞凸板热粘合对辊，单层、双层瓦楞 板热粘合对辊各一对所构成。预加工成的五层平面 状钙塑纸连续输送入热粘合机，进行全面加热，并通 过多对轧辊或热粘合辊同步粘合成型，连续生产出双 层钙塑瓦楞板。

Description

本发明涉及双层钙塑瓦椤板及其制造方法和生产双层钙塑瓦椤板的专用关键设备-双层钙塑瓦椤板热粘合机。热粘合制造方法和双层钙塑瓦椤板热粘合机也可用于生产其他相近的热塑性材料的双层瓦椤板。

现有的钙塑瓦椤板均为单层结构，即在二层平面钙塑纸之间夹有一层瓦椤波纹状钙塑蕊纸。两者之间或用热熔性胶水胶合，如日本狮子油脂株式会社在聚烯烃树脂中添加大量亚硫酸钠填料及有关辅料制成的CALP单层钙塑瓦椤板及包装箱，其生产工艺就是采用瓦椤钙塑蕊纸两表面分别上胶，与上、下平面钙塑纸分步胶合的热胶合制造方法，这种热胶合单层瓦椤板生产装置设备庞大，工艺繁琐，生产成本高，产品强度低;或采用加热其本体使其热熔后相互热粘合成型，如美国专利US    4188253提供了一种用以制造热塑性材料单层瓦椤板的、采用局部加热，分段粘合工艺方法的热粘合机，其第一道工序是在连续输送过程中，通过环形带电加热器或转轮电加热器和输送带之间形成的夹口，对已预轧成的瓦椤蕊纸的瓦椤谷底与下平面塑纸一体实现压力接触，同时通过带局部加热结构的环形带加热器或转轮加热器的对瓦椤谷底压力接触处施以局部加热以促使热熔粘合，继之冷凝固化;连续输送过程中的第二道工序是通过上辊筒式加热器与输送带之间形成的又一夹口对上平面塑纸和瓦椤蕊纸的瓦椤上脊顶一体实现压力接触并局部加热，使之热熔粘合，再经冷却辊使其冷凝固化。该热粘合机由于采用局部加热，分段粘合，因而导致设备复杂，投资大，生产率低，而且，这种热粘合机只能生产单层的钙塑或其它热塑瓦椤板。

单层钙塑瓦椤板由于质轻、坚固、防潮、防腐、无毒、密封性能好等优点已在包装行业广泛应用，用以制作包装箱或作各种包装材料。一般来说，热粘合的单层钙塑瓦椤板的强度高于胶水胶合的单层钙塑瓦椤板。然而，仍因其单层结构而导致抗压强度、抗折强度、抗撕强度和抗振动能力、抗冲击能力受到较大限制，不能用以制作较大规格或负荷较重的包装箱。因而，制作较大规格或荷重较大的包装箱往往只能使用木材及其他高强度材料。经济上、资源上的因素迫切要求以塑代木，希望能生产出具有较高抗压、抗折、抗撕强度和抗振动、抗冲击能力的双层乃至多层高强度钙塑类瓦椤板，以塑代木，制作大规格或高荷重的包装箱，以满足日益增长的商品包装的发展需要。原有的单层瓦椤板热粘合机显然难以解决生产双层钙塑瓦椤板的技术问题，国内外也尚未见到有关生产双层钙塑瓦椤板制造设备的文献资料。

本发明的目的就是及其制造方法和提供一种高强度的双层钙塑瓦椤板;提供制造这种双层钙塑瓦椤板的全面加热，同步粘合的热粘合方法;提供为完成这一生产工艺方法而专行设计成功的双层钙塑瓦椤板热粘合机;这种制造方法和热粘合机也可用于生产其他相近的热塑性材料的双层瓦椤板。

本发明的实现方案如下：

双层钙塑瓦椤板是由三层平面钙塑纸和二层瓦椤钙塑纸交互热粘合成双层瓦椤结构。

为取得更好的抗振动、抗冲击性能，双层钙塑瓦椤板的两层瓦椤纸的瓦椤波纹密度规格往往大小不一，常要求一层瓦椤纸采用细纹瓦椤结构，另一层瓦椤纸采用粗纹瓦椤结构，以达到综合防冲减震的较佳效果。平面钙塑纸的重量百分比组份主要为低压聚乙烯50%至58%，轻质碳酸钙40%至48%，硬脂酸锌0.2%至0.4%，硬脂酸钠0.3%至1%，1.1.3-三（乙-甲基-4-羟基-5-特丁基苯基）丁烷（CA）0.2%至1.0%，硫代乙丙酸二月桂脂（DLTP）0.01%至0.08%，瓦椤钙塑纸重量百分比组份主要为低压聚乙烯40%至50%，轻质碳酸钙42%至58%，硬脂酸锌0.3%至1.2%，硬脂酸钠0.4%至0.8%，1.1.3-三（乙-甲基-4-羟基-5-特丁基苯基丁烷（CA）0.1%至0.8%，硫代乙丙酸二月桂脂（DLTP）0.02%至0.1%。钙塑纸组份中也可采用其他无机填料或辅料。双层钙塑瓦椤板结构示意可参见图1。

双层钙塑瓦椤板可采用全面加热，同步粘合的生产工艺方法来制造，即先将上述组份的钙塑原料分别混和处理并借助造纸机械一类装置预制成三层平面钙塑纸和二层平面状的瓦椤钙塑坯纸，并连续输送入热粘合机组中，其中两层瓦椤钙塑坯纸分别经全面加热至接近熔融温度状态后各自进入相应的瓦椤轧制对辊中轧成两层钙塑瓦椤纸，即将两层钙塑瓦椤纸分别与两层已经全面预加热的平面钙塑纸分别会合并分别进入两对瓦椤凸板热粘合对辊，在对辊的压力接触和继续加热钙塑纸至熔融状态下，使之热熔粘合成两瓦椤凸板;随即一瓦椤凸板和剩下的一层经全面预加热至熔融状态的钙塑平面纸进入另单层瓦椤板热粘合对辊，在其压力接触与继续加热条件下热粘合成单层瓦椤板;最后迅速地将单层瓦椤板和另一瓦椤凸板送入双层瓦椤板热粘合对辊中，在对辊继续加热和压力接触下最后热熔粘合成双层钙塑瓦椤板。在本制造方法中，对各层钙塑纸采用全面加热并在连续作业状态下各卷钙塑纸多处同步进行热熔粘合;较美国专利US4188253的局部加热、分段粘合制造方法，设备投资少，占地面积小，生产效率高。

本发明提供的双层瓦椤板热粘合机主要由十四根辊子组合的五组加热辊，二对瓦椤纸轧制对辊、二对瓦椤凸板热粘合对辊，单层瓦椤板热粘合对辊和双层瓦椤板热粘合对辊各一对所组成。

（1）五组各由二根能各自调节表面温度的加热辊组成的加热辊组;

（2）分别由两两相啮合的瓦椤辊组成的上瓦椤纸轧制对辊和下瓦椤纸轧制对辊;

（3）各由一瓦椤辊和一可调辊面温度的加热辊组成的上瓦椤凸板热粘合对辊和下瓦椤凸板热粘合对辊;

（4）由可调辊面温度的二加热辊组成的单层瓦椤板热粘合对辊;

（5）由可调辊面温度的二加热辊组成的双层瓦椤板热粘合对辊;

（6）上述上、下瓦椤纸轧制对辊，上，下瓦椤凸板热粘合对辊，单、双层瓦椤板热粘合对辊的辊距都有可根据具体的生产工艺要求而加以调节的调节辊距装置;

（7）各加热辊组，热粘合对辊的辊筒表面设有温度传感器，测温和控温线路均采用滑环与电刷结构与二次仪表、电源相连接;

（8）其他机械和电气装备附件，包括机架等等。

为生产两层瓦椤波纹密度规格不同的双层钙塑瓦椤板，该热粘合机的一瓦椤纸轧制对辊可采用相应的细瓦椤轧辊，另一瓦椤纸轧制对辊可采用相应的粗瓦椤轧辊。

图2是该热粘合机结构的侧面示意图，主要给出了各辊之间的相互位置关系和从五层平面钙塑纸至加工成双层钙塑瓦椤板全生产过程的示意。下面结合图1进一步描述。

由加热辊1与2，3与4，5与6，7与8，9与10两辊一组分别组成五组加热辊组;由瓦椤辊11与12，13与14分别两相啮合组成上瓦椤纸轧制对辊和下瓦椤纸轧制对辊，可分别通过辊距调节装置调整辊11和辊13的位置来调节辊11与辊12之间，辊13与14之间的间隙距离，该间距根据工艺要求调整为所轧制的钙塑平面纸厚度的100%至150%;由加热辊与瓦椤辊14，加热辊6与瓦椤辊12分别组成上瓦椤凸板热粘合对辊和下瓦椤凸板热粘合对辊，可分别通过调整上、下瓦椤纸轧制对辊整体位置以达到调整辊10与辊14瓦椤脊顶外径之间的间距、辊6与辊12瓦椤脊顶外径之间的间距，该间距根据工艺要求应调整在两张钙塑平面纸厚度之和的70%至90%;由加热辊2与6组成的单层瓦椤板热粘合对辊，其设有辊距调节装置，可通过调节辊6、辊13、辊14整体位置而达到调整辊2与辊6之间的辊距，按工艺要求此辊距应控制在下瓦椤凸板与一层钙塑平面纸厚度之和的90%至98%;由加热辊2与10组成双层瓦椤板热粘合对辊，其设有调节辊距装置，可通过调节辊10、辊13、辊14连成一体的整体位置而达到调整辊2与辊10之间的辊距，按工艺要求该辊距应控制在单层瓦椤板和上瓦椤凸板厚度之和的92%至98%之间。上述诸辊中除瓦椤辊11、12、13、14外，其余各辊均装有电加热元件，并设有控制和调节辊表面温度的控温装置。各加热辊表面温度的控制十分重要，一般应根据钙塑纸的配方与厚度、热粘合机运行的线速度等诸因素综合而定。根据经验，加热辊1、3、5、7、9表面温度应控制在所加工的钙塑纸熔融温度以下10至15℃;加热辊4、8表面温度应控制在所加工的钙塑纸熔融温度以上10至20℃;加热辊2、6、10表面温度在钙塑纸熔融温度以上15至25℃。

辊的加热结构示意参见图3。采用管状电热元件15作为辊内热源，为加强热量传递和储畜，辊筒内腔加工成封闭型，注入50%至90%容积的高温导热油，带电热元件的辊筒表层埋设有铂电阻测温传感器16。加热辊筒一端轴上安有与轴连成一体的电源输入滑环17和测温信号输出滑环18，滑环17和滑环18分别与连接电源的电源输入电刷19和连接测温控温二次仪表的讯号输出电刷20触通。为了确保自动控温，本实用新型测温与控温设计了一个闭环控制回路。辊筒表面温度由铂电阻传感器16通过滑环18，电刷20传递至二次仪表中，并与原定的辊筒表面温度的拔盘开关置数值一起进入电桥电路比较放大;比较放大的电讯号同另一组拨盘输入的根据辊筒工作惰性和材料特性而择定的惰性跟踪比例控制讯号进行修正运算后进入电压比较电路;在电压比较电路中，将测温放大讯号再与标准的三角波扫描基准电压进行比较，当测温电压低于三角波下峰值时继续升温，高于三角波上峰值时停止加温，当测温电压处于三角波上下峰值之间按相对值比例进行间歇加温。并将此控温状态指令通过光电耦合电路以光导形式传达给可控硅电压调整器，由其调整管状电热元件的电压来调节和控制辊筒表面温度，同时割断加温指令弱电讯号和加温强电讯号之间的联系。

与热粘合机配套使用的前道工序是五卷钙塑纸连续输送装置;后道工序是冷却固化装置。双层钙塑瓦椤板的生产流程是这样的;第二、第四层钙塑瓦椤坯纸分别经加热辊3与4，7与8全面加热后分别进入上、下瓦椤纸轧制对辊轧成上、下瓦椤纸;上、下瓦椤纸分别会合已经加热辊1与2，5与6全面预加热的第一、第三层钙塑平面纸后分头进入上、下瓦椤凸板热粘合对辊，在其压力接触及继续加热下分别热熔粘合成上、下瓦椤凸板。下瓦椤凸板即与经加热辊9与10全面加热后的第五层钙塑平面纸进入单层瓦椤板热粘合对辊，在压力接触与继续加热条件下热熔粘合成单层瓦椤板;单层瓦椤板和上瓦椤凸板随之迅速会合，在热熔状态下进入双层瓦椤板热粘合对辊，在辊2与辊10继续加热和压力接触下热熔粘合成完整的双层瓦椤板。再将其送往下道工序，进入冷却固化装置冷凝固化、平整定尺。

本发明提供的双层钙塑瓦椤板，同原有单层钙塑瓦椤板相比，抗压、抗折、抗撕和抗振动、抗冲击强度显著提高，可用以制造较大规格、较大荷重的包装箱等;本发明提供的双层钙塑瓦椤板的全面加热，同步粘合的制造方法，较之传统的单层钙塑瓦椤板的分段胶水胶合制造方法和美国专利US4188253所提供的局部加热，分段粘合制造方法，生产效率高，综合效益好。本发明提供的双层钙塑瓦椤板热粘合机与上述美国专利所提出的单层钙塑瓦椤板热粘合机对比，结构紧凑，设计先进，占地面积小，设备投资小。本发明对进一步以塑代木，开拓钙塑包装材料的应用领域有着较大的意义。

本发明的实施例之一：

1.钙塑纸重量配比组份：

（1）平面钙塑纸：低压聚乙烯：58%

轻质碳酸钙：40%

硬脂酸锌：0.5%

硬脂酸钠：0.5%

CA：0.05%

DLTP：0.025%

其它    0.925%

（2）瓦椤钙塑纸：低压聚乙烯    49%

轻质碳酸钙    49%

硬脂酸锌    0.5%

硬脂酸钠    0.5%

CA：0.05%

DLTP：0.025%

其它：0.925%

2.钙塑平面纸厚度：0.24毫米

钙塑瓦椤坯纸厚度：0.24毫米

上瓦椤纸密度：15条筋/10厘米

下瓦椤纸密度：11条筋/10厘米

3.辊距调定：

辊6与12、10与14之间：0.32～0.41毫米，

辊2与10之间：8.2～8.8毫米，

辊2与6之间：4.8～5.1毫米，

4.辊表面温度：

辊1.3.5.7.9：120～130℃，

辊4.8：130～140℃，

辊2.6.10：150～160℃，

5.线速度：

辊1.2.5.6.9.10：7米/分

辊3.4.11.12：10米/分

辊7.8.13.14：8米/分

Claims (10)

1、一种在聚烯烃类树脂中添加适量无机填料及辅料加工成的钙塑瓦椤板，其特征在于由三层平面钙塑纸与二层钙塑瓦椤纸交互热粘合成双层瓦椤结构的双层钙塑瓦椤板；平面钙塑纸的重量百分配比组份主要为低压聚乙烯50%至58%，轻质碳酸钙40%至48%，硬脂酸锌0.2%至0.4%，硬脂酸钠0.39至1%，1.1.3-三(乙-甲基-4-羟基-5-特丁基苯基)丁烷(CA)0.2%至1.0%，硫代乙丙酸二月桂脂0.01%至0.08%；瓦椤钙塑纸的重量百分配比组份主要为低压聚乙烯40%至50%，轻质碳酸钠42%至58%，硬脂酸锌0.3%至1.2%；硬脂酸钠0.4至0.8%，1.2.3-三(乙-甲基-4-羟基-5-特丁基苯基)丁烷(CA)0.1%至0.8%，硫代乙丙酸二月桂脂0.02至0.1%；

2、如权利要求1所述的双层钙塑瓦椤板，其特征在于两层瓦椤蕊纸的瓦椤波纹规格可以相同或不同;

3、制造双层钙塑瓦椤板和相近的热塑材料双层钙塑瓦椤板的方法，其特征在于先预加工成三层平面钙塑纸和二层平面的瓦椤钙塑坯纸，再连续输送入热粘合机组，经全面加热并施以压力接触致使钙塑纸在熔融状态下，轧制瓦椤和热粘合成型。

4、一种由若干加热辊、瓦椤轧辊、热粘合辊及其他机械和电气附件组成的制造双层钙塑瓦椤板的热粘合机，其特征在于：

a/加热辊1与2，3与4，5与6，7与8，9与10分别组成五组加热辊组;

b/瓦椤辊11与12，13与14分别组成上瓦椤纸轧制对辊和下瓦椤纸轧制对辊，

c/加热辊10与瓦椤辊14，加热辊6与瓦椤辊12分别组成上瓦椤凸板热粘合对辊和下瓦椤凸板热粘合对辊，

d/加热辊2与6组成单层瓦椤板热粘合对辊，

e/加热辊2与10组成双层瓦椤板热粘合对辊，

f/具有分别调整上、下瓦椤纸轧制对辊，上、下瓦椤凸板热粘合对辊、单层瓦椤板热粘合对辊、双层瓦椤板热粘合对辊的辊距调节装置;

5、如权利要求1所述的热粘合机，其特征在于

a/辊11与12之间、13与14之间的间距调节为一层钙塑平面纸厚度的100%至150%，

b/辊6与辊12的瓦椤外径之间，辊10与辊14的瓦椤外径之间的间距调节为两层钙塑平面纸厚度之和的70%至90%，

c/辊2与6之间的辊距调节为下凸瓦椤板与一层钙塑平面纸厚度之和的90%至98%，

d/辊2与10之间的辊距调节为上瓦椤凸板与单层瓦椤板厚度之和的90%至98%;

6、如权利要求4、5所述的热粘合机，其特征在于上、下瓦椤纸轧制对辊可采用相同的或不同规格的瓦椤波纹;

7、如权利要求4.5所述的热粘合机，其特征在于加热辊1.3.5.7.9表面温度控制在钙塑纸熔融温度以下10至15℃，加热辊4、8表面温度控制在钙塑纸熔融温度以上10至20℃，加热辊2.6.10表面温度控制在钙塑纸熔融温度以上15至25℃;相应，辊1.2.5.6.9.10线速度控制在每分钟6至8米，辊3.4.7.8.11.12.13.14线速度相应控制在每分钟7至11米;

8、如权利要求4所述的热粘合机，其特征在于加热辊筒内采用管状电热元件加热;封闭的辊筒内腔中注入有占内腔容积70%至90%的高温导热油;管状电热元件和电源之间的连接采用滑环与电刷结构;

9、如权利要求4所述的热粘合机，其特征在于加热滚筒表层设有铂电阻测温传感器，测温传感器和测温二次仪表之间的连接采用滑环与电刷结构;

10、如权利要求4.9所述的热粘合机，其特征在于测温控温采用了闭环自动控制的电压比较电路和克服辊筒温度传导惰性的调整电路。

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