CN103103891A - 一种高强度抗水性瓦楞纸板及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明配合新颁布的国标GB/T22873-2008，公开了一种高强度抗水性瓦楞纸板及其制备方法，包括面纸和里纸，所述面纸和所述里纸之间设置有一楞纸层，所述楞纸层的峰面与所述面纸、所述里纸之间涂有一高强度抗水性粘结剂；在常规的瓦楞纸板胶粘剂中，添加了一种特殊的抗水性添加剂，并采用超细颗粒的打浆工艺，优化纸板自动线的各项工艺参数等，使瓦楞纸板的抗水性能得到了极大的提高，远远超过了国外同类产品的先进水平。

Description

一种高强度抗水性瓦楞纸板及其制备方法

技术领域

本发明涉及瓦楞纸板领域，具体涉及一种高强度抗水性瓦楞纸板及其制备方法。

背景技术

在我国，现有瓦楞纸板生产线上大都使用玉米淀粉胶结剂。玉米淀粉颗粒直径在4-50um，其成分以葡萄糖碳水化物为主，在玉米浆中约占20％，其余为水及少量添加剂。淀粉本身不溶于水，在水中淀粉会随着温度升高而发生体积膨胀，膨胀破裂后与水溶成糊状，成为粘稠的液体，在纸板粘结过程中，渗透于被粘结物表面微孔中，待水份蒸发后形成具有一定网状交联的物理机械粘合力。它的优点是无毒、不腐蚀、不污染、原料来源广，制造工艺简单，价格便宜，成本低等。缺点是这种单纯粘结剂中的水分子会向原纸内部不断渗透，在瓦楞中形成水分梯度，即水分多的地方向水分少的地方移动，使整个瓦楞纸板迅速受潮变软，造成纸板的粘结强度、边压强度等主要物理性能指标下降，甚至造成整个纸箱功能的失效。

在高档出口纸箱中，外方往往会对胶粘剂的抗水性指标提出明确要求，有的还列为产品出口到目标国的准入先决条件，而一些冷冻行业或需在高湿环境中储运的纸箱用户，对此要求也非常强烈，但国内在这方面的研究与生产，尚属起步阶段。

评价与衡量瓦楞纸板抗水性能的优劣，有一个重要的国际标准，即ISO3038：1975《瓦楞纸板胶粘抗水性的测定(浸水法)》，它源于原西德的工业标准DIN53133，事隔三十多年后，我国才将ISO3038：1975标准转译修订为GB/T22873-2008，并于2009年9月1日生效实施。

按照国标规定，将尺寸20mm×150mm的瓦楞纸板标准试样，浸于水中，在纸板上悬挂250g标准重砣，并使施力方向与胶粘线垂直，测量重砣胶粘线抵抗牵引所需的时间。时间越长，耐水性能越佳。

因此，要提高瓦楞纸箱的抗水性能，首先要解决玉米粘结剂耐水性差的问题，经分析，首先由于淀粉颗粒大，相对之间空间大，使主链上存在较多的水基因，由于含水量高，当游离水在工艺加热至160℃过程中将被蒸发，而留下较大空间，减少粘结剂的存在，从而影响粘结效果。其次是胶粘成型后所形成的网状交联结构有效性不足，再其次是淀粉粘结剂干燥后表面成膜耐水性低，因此影响耐水性强度效果。

以目前中国市场上最常用的玉米淀粉胶粘剂为例(未经特殊处理)，纸板剥离、重砣下落的时间一般在2～5分钟。在常用玉米胶粘剂中添加了台湾某“化学添加剂公司”的“抗水剂”后，剥离时间可达2小时左右。我们测试了从美国与欧洲进口的不同批次、不同厂家、不同时间生产的高档纸箱，它的重砣下落时间高达45～120小时。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种高强度抗水性瓦楞纸板及其制备方法。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种高强度抗水性瓦楞纸板，包括面纸和里纸，所述面纸和所述里纸之间设置有一楞纸层，所述楞纸层的峰面与所述面纸、所述里纸之间涂有一高强度抗水性粘结剂。

进一步的，所述楞纸层依次由第一楞纸、中纸和第二楞纸构成，所述第一、第二楞纸的外峰面构成所述楞纸层的峰面，所述第一、第二楞纸的内峰面与所述中纸之间通过所述高强度抗水性粘结剂粘结。

进一步的，涂在所述楞纸层峰面上的所述超细淀粉高强度粘结剂的胶合面宽度为0.5mm。

一种高强度抗水性瓦楞纸板的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)将瓦楞原纸压制成所述有规律且永久性的波纹状楞纸层；

步骤2)利用瓦楞纸板流水线在所述楞纸层的峰面上涂上抗水性高强度粘结剂；

步骤3)将所述面纸、所述楞纸层和所述里纸贴合，经过加温加压，使两层纸粘牢；

步骤4)在160℃温度下干燥定型，并优化生产流水线的线速度，使干燥温度、蒸发速度保证所述胶合面宽度要求，使所述楞纸层与所述面纸、所述里纸之间的抗水性高强度粘结剂迅速固化。

进一步的，所述抗水性高强度粘结剂由常规玉米浆和抗水添加剂组成。

进一步的，所述玉米浆的基本组成成分及重量百分比为：

玉米粉                     20％；

苛性钠                     7‰；

水                         79％；

及剩余百分比的硼砂。

所述近似纳米淀粉的高强度抗水性粘结剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)将所述的玉米粉、苛性钠、水和硼砂混合成常规玉米浆；

步骤2)按玉米浆与抗水添加剂70∶1的比例加入所述抗水添加剂；

步骤3)将上述混合成份的玉米浆用先进APS-360全自动电脑程控打浆机，对所述玉米浆进行高剪切搅拌，将玉米粉颗粒打到超细粉碎，使玉米颗粒直径接近纳米级，加3倍的水搅拌成浆，经充分搅拌10分钟后，其浆的粘度在35秒左右。

进一步的，所述苛性钠为浓度50％的苛性钠溶液。

进一步的，所述硼砂为粉状。

进一步的，所述抗水添加剂为Cp-88抗水添加剂，所述cp-88抗水添加剂是热硬化型的酮醛聚乙烯醇化合物，其中50％为固体，主要成份为聚乙烯醇和酮醛，化学分子式：

HO-CH2-CH2-CO-CH2-CH2-OH

所述cp-88抗水添加剂的PH＝7.0，粘度为13.5秒，比重为1.14g/cm3。

本发明中抗水性高强度粘结剂的性能与机理如下：

对常用淀粉粘结剂耐水性差的原因分析认为，首先主要是由于淀粉颗粒大，相对之间空间大，使主链上存在较多的水基因，由于含水量高，当游离水在工艺加热至160℃过程中将被蒸发，而留下较大空间，减少粘结剂的存在，而影响粘结效果。其次是胶粘成型后所形成的网状交联结构有效性不足，再其次是淀粉粘结剂干燥后表面成膜耐水性低，因此影响耐水性强度效果。

抗水性高强度粘结剂，由于超细颗粒淀粉，在添加剂活化作用下，其流动性和渗透性有明显增加，待粘物表面存在的少量油脂，在苛性钠作用下皂化，达到去油的目的，减少粘结剂渗透阻力，使粘结剂有效浸润待粘物表面，充分渗透到待粘物表面微孔中，并增加渗入深度，客观上增加了单位面积上的胶合面积，增加物理机械联结力，另外粘结液在添加剂的极性作用下，增加淀粉分子等纸板纤维的化学亲和力，分子间的化学链的有力结合，增加化学结合力。超细颗粒有利粘结剂的干燥程度，在工艺加热和干燥过程中，进一步交联成复杂的网状结构的胶膜，有很强的化学链力和机械粘结力形成的胶膜，有着超强的耐水性能。

与现有技术相比，本发明具有以下明显效果：

本发明采用高强度粘结剂粘接瓦楞纸板，所述高强度由超细颗粒淀粉，在添加剂活化作用下，其流动性和渗透性有明显增加，待粘物表面存在的少量油脂，在苛性钠作用下皂化，达到去油的目的，减少粘结剂渗透阻力，使粘结剂有效浸润待粘物表面，充分渗透到待粘物表面微孔中，并增加渗入深度，客观上增加了单位面积上的胶合面积，增加物理机械联结力，另外粘结液在添加剂的极性作用下，增加淀粉分子等纸板纤维的化学亲和力，分子间的化学链的有力结合，增加化学结合力。超细颗粒有利粘结剂的干燥程度，在工艺加热和干燥过程中，进一步交联成复杂的网状结构的胶膜，有很强的化学链力和机械粘结力形成的胶膜，有着超强的耐水性能，耐水性强度测试表明抗水性高强度粘结剂有极强的耐水性强度。

为验证提高瓦楞纸板胶结耐水性工艺措施后的有效性，我们按国家标准要求设计发明了国内第一台“瓦楞纸板胶结耐水性测试仪”，使优化和改性措施得以及时验证，优选出各项参数达到合理数值，使其瓦楞纸板胶结耐水性时间获得较大提高；并同时经“国家包装产品质量监督检验中心”的权威检测，本发明的高强度抗水性瓦楞纸板的重砣下落时间已达到了139～219小时，远远超过了国外的同类产品。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明。本发明的具体实施方式由以下实施例给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的单瓦楞纸板结构示意图；

图2为本发明的双瓦楞纸板结构示意图。

图中标号说明：1、面纸，2、楞纸层，201、第一楞纸，202、第二楞纸，3、里纸，4、中纸。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。

参见图1所示，一种高强度抗水性瓦楞纸板，包括面纸1和里纸3，所述面纸1和所述里纸3之间设置有一楞纸层2，所述楞纸层2的峰面与所述面纸1、所述里纸3之间涂有一高强度抗水性粘结剂。

进一步的，参见图2所示，所述楞纸层2依次由第一楞纸201、中纸4和第二楞纸202构成，所述第一、第二楞纸201，202的外峰面构成所述楞纸层2的峰面，所述第一、第二楞纸201，202的内峰面与所述中纸4之间通过所述高强度抗水性粘结剂粘结。

进一步的，涂在所述楞纸层2峰面上的所述超细淀粉高强度粘结剂的胶合面宽度为0.5mm。

一种高强度抗水性瓦楞纸板的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)将瓦楞原纸压制成所述楞纸层2；

步骤2)利用涂胶机在所述楞纸层2的峰面上涂上抗水性高强度粘结剂；

步骤3)将所述面纸1、所述楞纸层2和所述里纸3贴合，经过加压，使两层纸粘牢；

步骤4)在160℃温度下干燥定型，并优化生产流水线的线速度，使干燥温度、蒸发速度保证所述胶合面宽度达到0.5mm要求，使所述楞纸层2与所述面纸1、所述里纸3之间的抗水性高强度粘结剂迅速固化。

进一步的，所述超细淀粉高强度粘结剂由玉米浆和抗水添加剂组成。

进一步的，所述玉米浆的基本组成成分及重量百分比为：

玉米粉              20％；

苛性钠              7‰；

水                  79％；

及剩余百分比的硼砂。

所述超细淀粉高强度粘结剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤1)将所述的玉米粉、苛性钠、水和硼砂混合成玉米浆；

步骤2)按玉米浆与抗水添加剂70∶1的比例加入所述抗水添加剂；

步骤3)将上述混合成份的玉米浆用先进APS-360全自动电脑程控打浆机，对所述玉米浆进行高剪切搅拌，将玉米粉颗粒打到超细粉碎，使玉米颗粒直径接近纳米级，加3倍的水搅拌成浆，经充分搅拌10分钟后，其浆的粘度在35秒左右。

进一步的，所述苛性钠为浓度50％的苛性钠溶液。

进一步的，所述硼砂为粉状。

进一步的，所述抗水添加剂为Cp-88抗水添加剂，所述cp-88抗水添加剂是热硬化型的酮醛聚乙烯醇化合物，其中50％为固体，主要成份为聚乙烯醇和酮醛，化学分子式：

HO-CH2-CH2-CO-CH2-CH2-OH

所述cp-88抗水添加剂的PH＝7.0，粘度为13.5秒，比重为1.14g/cm3。

以上所述仅为本发明的优选实施案例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高强度抗水性瓦楞纸板，包括面纸(1)和里纸(3)，所述面纸(1)和所述里纸(3)之间设置有一楞纸层(2)，其特征在于：所述楞纸层(2)的峰面与所述面纸(1)、所述里纸(3)之间涂有一高强度抗水性粘结剂。

2.根据权利要求1所述的高强度抗水性瓦楞纸板，其特征在于：所述楞纸层(2)依次由第一楞纸(201)、中纸(4)和第二楞纸(202)构成，所述第一、第二楞纸(201，202)的外峰面构成所述楞纸层(2)的峰面，所述第一、第二楞纸(201，202)的内峰面与所述中纸(4)之间通过所述高强度抗水性粘结剂粘结。

3.根据权利要求1或2所述的高强度抗水性瓦楞纸板，其特征在于：涂在所述楞纸层(2)峰面上的所述超细淀粉高强度粘结剂的胶合面宽度为0.5mm。

4.一种高强度抗水性瓦楞纸板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)将瓦楞原纸压制成所述楞纸层(2)；

步骤2)利用纸板自动流水线在所述楞纸层(2)的峰面上涂上抗水性高强度粘结剂，峰面上的所述抗水性高强度粘合剂的胶合面宽为0.5mm；

步骤3)将所述面纸(1)、所述楞纸层(2)和所述里纸(3)贴合，经过加压，使两层纸粘牢；

步骤4)在160℃温度下干燥定型，并优化生产流水线的线速度，使干燥温度、蒸发速度保证所述胶合面宽度要求，使所述楞纸(2)与所述面纸(1)、所述里纸(3)之间的所述抗水性高强度粘结剂迅速固化。

5.根据权利要求3所述的高强度抗水性瓦楞纸板的制备方法，其特征在于：所述抗水性高强度粘结剂由玉米浆和抗水添加剂组成。

6.根据权利要求4所述的高强度抗水性瓦楞纸板的制备方法，其特征在于，所述玉米浆的基本组成成分及重量百分比为：

玉米粉                   20％；

苛性钠                   7‰；

水                       79％；

及剩余百分比的硼砂。

7.根据权利要求5所述的高强度抗水性瓦楞纸板的制备方法，其特征在于：所述苛性钠为浓度50％的苛性钠溶液。

8.根据权利要求5所述的高强度抗水性瓦楞纸板的制备方法，其特征在于：所述硼砂为粉状。

9.根据权利要求4所述的高强度抗水性瓦楞纸板的制备方法，其特征在于：所述抗水添加剂为Cp-88抗水添加剂，所述cp-88抗水添加剂是热硬化型的酮醛聚乙烯醇化合物，其中50％为固体，主要成份为聚乙烯醇和酮醛，化学分子式：

HO-CH2-CH2-CO-CH2-CH2-OH

所述cp-88抗水添加剂的PH＝7.0，粘度为13.5秒，比重为1.14g/cm3。