CN103189460A - 具有隔离性能的改进粘合剂 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种隔离性能提高的改进粘合剂组合物。该隔离性能提高的粘合剂组合物包含：淀粉组分；碱性组分；四硼酸钠；水；和多个可膨胀的微球体。本发明还提供了隔离性能改进的产品和制造该隔离性能改进的产品的方法。本发明的粘合剂和含有该粘合剂的产品是对环境无害的。

Description

具有隔离性能的改进粘合剂
相关申请的交互参引
本申请要求于2010年9月10日提交的美国临时专利申请61/381,642的优先权，在此将其内容通过援引加入的方式纳入本文。
技术领域
本发明涉及一种隔离性质改进的粘合剂组合物。特别是，本发明包括一种粘合剂组合物及一种用于为纸制品提供隔离性能的粘合剂组合物的制备方法，所述纸制品包括瓦楞产品。
背景技术
纸板，包括瓦楞纸板，通常用于为多种不同产品（包括纸杯）提供隔离性能。传统上，瓦楞纸板是通过以下方式制备得到的：首先通过将纤维素片材穿过瓦楞轧辊之间从而使在该片材中形成基本上正弦曲线或螺旋形的截面，从而形成瓦楞元件或“瓦楞芯纸（medium）”。正弦曲线部分称为沟纹(flute)。通常将粘合剂施用至该沟纹的楞（tip），并且当瓦楞片材穿过瓦楞轧辊和压力辊之间时，正对着瓦楞元件中施用有粘合剂的沟纹施用非波纹形或平面的纤维素衬板。所得的纸制品在一侧具有瓦楞芯纸，而在另一侧具有平面衬板，这种纸制品被称为单面瓦楞纸幅。该单面元件在某些应用中可用作容器内部的衬板或缓冲材料。在一些产品中，也可以将粘合剂施用至单面瓦楞纸幅的沟纹楞，并且接着以“双面”操作将第二衬板片材施用到该具有沟纹的瓦楞芯纸上。使第二衬板片材在其与粘合剂接触的期间遭受加热和加压的条件。实际上，最常接触到的瓦楞纸板的片材具有两个平的侧面，这两个侧面设置在该瓦楞芯纸的每一侧面上。根据期望的具体强度，瓦楞纸板的片材也可以具有更加复杂的结构，如两个瓦楞芯纸和三个平面，其中两个外层平面和一个内层平面将这两个瓦楞芯纸间隔。
淀粉基粘合剂由于它们理想的粘合性、低成本和制备的简易性而最常被用于瓦楞加工过程中。最基本的淀粉瓦楞粘合剂（通常被称为“斯坦霍尔（Stein-Hall）”配制物）是由悬浮在熟化淀粉的含水分散体中的未处理的、未糊化淀粉构成的碱性粘合剂。该粘合剂是通过以下方式制备的：将在氢氧化钠（苛性钠）水溶液中的淀粉凝胶化以产生凝胶化或熟化载体的第一混合物，然后将其慢慢添加到未处理(未糊化)淀粉、硼砂和水的第二混合物中以制备充分配制的粘合剂。在传统的瓦楞加工过程中，将该粘合剂施用于该有沟纹的瓦楞芯纸或单面瓦楞板的楞，在其上施加热量和压力致使未处理的淀粉凝胶化，由此产生粘度的瞬时增加并形成粘着力。
虽然通常的粘合剂足以将该隔离纸的各个层粘合到一起，但是这些粘合剂自身不能起隔离的作用。因此，在通常的情形中，要求至少双层纸(衬板和瓦楞芯纸)，而且在很多情形中要求三层(两个衬板和瓦楞芯纸)。为了实现合适的隔离功能，通常的隔离产品要求该瓦楞芯纸的波形具有相当高的波幅，这就要求在形成瓦楞芯纸的过程中要使用更多的纸。这些常规的配制物导致该产品要使用极大量的纸，这不仅增加生产成本，而且还不合乎环境的要求。
本发明寻求通过利用增加产品隔离性质的粘合剂组合物来改进隔离纸。另外，该粘合剂和由其制备的产品是由天然的成分制成的，因此其是环保的。本发明提供一种合乎环境要求的隔离粘合剂（insulating adhesive），其对要在其上施用该粘合剂的产品提供足够的粘附力。
发明内容
本发明涉及一种淀粉组合物和使用该淀粉组合物的方法，其能够提供更好的隔离性并同时保持足够的粘合强度。本发明能够平衡该淀粉组合物的固化性能与隔离组分的膨胀性质，从而提供适宜的粘合剂。特别是，选择该淀粉组合物以使其具有能够将粘合强度和隔离性能的益处均最大化的凝胶化温度和固化温度，所述温度也使得该隔离组分具有足够的膨胀系数。
在本发明的第一个实施方案中，提供一种隔离性能改进的粘合剂组合物，其包含：淀粉组分；碱性组分；四硼酸钠；水；和多个可膨胀微球体，其中选择该淀粉组分以使该淀粉组分能够在可膨胀微球体膨胀的温度下或高于其膨胀温度的温度下完全凝胶化。
本发明的另一个实施方案提供一种制备隔离性质改进的瓦楞产品的方法，该方法包括步骤：提供具有第一侧面和第二侧面的基本上为平面的纸衬板；提供具有多个沟纹的纸衬板，每个该沟纹均具有楞和沟槽（trough）；制备隔离性质改进的粘合剂组合物，其包括步骤：将高直链淀粉含量的淀粉组分、碱性组分、交联剂、和水混合形成淀粉混合物，然后将该高直链淀粉含量的淀粉混合物熟化以形成熟化的淀粉混合物；将未改性的淀粉组分加入到该熟化的淀粉混合物中；和将多个可膨胀微球体加入到该熟化的淀粉混合物中；将该粘合剂组合物施用至每个沟纹的楞；将所述沟纹的楞(peak)与该平面纸衬板的第一侧表面接合以形成第一纸衬板和第二纸衬板彼此在沟纹的楞处接触的复合结构；将在该复合结构中的粘合剂组合物固化至第一温度和第二温度，其中第一温度和第二温度相差约20℉至约40℉。
本发明的又另一个实施方案提供一种制备隔离片材的方法，该方法包括步骤：提供具有第一侧面和第二侧面的基本上为平面的纸片材，该第一侧面具有一表面，该表面具有足以容纳隔离组分的结构；制备粘合剂组合物，其包括步骤：将高直链淀粉含量的淀粉组分、碱性组分、交联剂、和水混合形成淀粉混合物，然后将该高直链淀粉含量的淀粉混合物熟化以形成熟化的淀粉混合物；将未改性的淀粉组分加入到该熟化的淀粉混合物中；和将多个可膨胀微球体加入到该熟化的淀粉混合物中；将该粘合剂组合物施用至该基本上为平面的纸片材的第一侧面上以形成施用有粘合剂组合物的片材；将该施用有粘合剂组合物的片材加热至足以使该可膨胀微球体膨胀的第一温度；和将该施用有粘合剂组合物的片材加热至足以完全固化该粘合剂组合物的第二温度。
附图说明
图1绘制了对各种粘合剂进行的测试的结果，其显示了粘附力与微球体膨胀率的对比结果。
图1A是制备瓦楞纸板的设备的一个实施方案。
图2是不含可膨胀微球体的瓦楞纸板的近摄横断面图。
图3是含有可膨胀微球体的瓦楞纸板的近摄横断面图。
图4是含有可膨胀微球体的瓦楞纸板的近摄横断面图。
具体实施方式
常规用于隔离纸制品的粘合剂即使有的话也只能为最终产品提供可忽略不计的隔离作用。这些粘合剂普遍仅仅可用于将一个衬板（或多个衬板）粘附到瓦楞芯纸上，从而在沟纹的楞与衬板之间提供空隙以实现隔离的目的。此外，因为该粘合剂组合物仅仅在该沟纹楞和该衬板之间提供粘附力，因此在粘附位置该沟纹楞和该衬板之间的间距极小。这两个元件之间的间距在粘附位置的不足也只能提供微乎其微的增加隔离的作用，如果有的话。因为空气是隔离的主要手段，因此该瓦楞芯纸的波形幅度应当是重要的，这要求该瓦楞芯纸由相当大量的纸片材制成。此外，为了提供足够的隔离，这样的典型产品通常使用厚层纸来形成一或多个衬板，或另一个办法是使用多层纸来形成一个衬板。因而，这种产品的典型制备方法不仅是昂贵的制造过程，而且会导致大量废料。
本发明提供一种粘合剂组合物，该粘合剂组合物能够为在其上使用该粘合剂的产品提供隔离性能。本文所述的粘合剂组合物可用于具有瓦楞芯纸及一或两个衬板的常规瓦楞纸板产品。通过使用本发明的粘合剂组合物，可以在该瓦楞芯纸的沟纹楞和与其粘附的该衬板之间在粘合位置上提供更大的隔离空间。在另一种实施方案中，本发明的粘合剂组合物可用于形成纸板隔离，该隔离可避免使用瓦楞芯纸的需要，相反依靠该粘合剂组合物自身来提供期望的隔离。本文所述的粘合剂组合物基本上由天然可生物降解的材料制成，且由本发明粘合剂组合物制得的产品需要更少的纸来形成。最终的结果是得到价格比较低廉且更加环保的产品。本文可使用的隔离产品包括用于消费用途的纸制品，例如用于热饮杯、热食品容器等的纸制品。
本发明基于用于制备隔离产品的粘合剂组合物中可以包含多个可膨胀微球体的新发现。当使得这些可膨胀微球体在粘合剂组合物中膨胀时，它们产生类似泡沫体的粘合材料，其能够给产品提供增加的隔离性能。例如，当将该粘合剂施用在衬板和瓦楞芯纸的沟纹楞之间时，该可膨胀微球体可膨胀，由此在沟纹楞和衬板之间在粘附位置处提供隔离的空间。这个隔离的空间能够增加所形成产品的隔离性能，从而使得要使用的瓦楞芯纸波形之间的波幅更小（即，需要更小的空间），但仍然能够提供适当的隔离。该瓦楞芯纸层可以具有更平的波形结构，这使得可以在该瓦楞芯纸中使用更少的纸。另外，增加的隔离使得该产品可以使用更薄的纸和/或单层纸衬板，从而具有更少的成本和更少的废料。
在第一个实施方案中，本发明包括用于制备诸如瓦楞纸板或非瓦楞纸板等的隔离片材的粘合剂。该纸板可由任何类型的纸材料制成，包括常规用于隔离产品中的纤维素纸材料。期望地，所使用的纸制品是可循环使用的材料。
该粘合剂组合物可以由任意数目种类的材料制成。期望地，该粘合剂组合物包含水、淀粉组分、交联剂组分、碱性组分、和多个可膨胀微球体。该粘合剂组合物可以另外包含一种或多种湿润剂、防腐剂、或填料。可以根据需要使用不会对该粘合剂组合物的粘合性能和隔离性能产生不利影响的其它材料。
该粘合剂组合物可以在配制物中包含任何极性溶剂、尤其是水。在期望的实施方案中，在凝固(或凝胶化)该组合物之前，该粘合剂组合物在凝固该组合物之前包含含量为该粘合剂组合物的约40重量%-约75重量%的极性溶剂，和最优选在凝固该组合物之前含量为该组合物的约50重量%-约70重量%的极性溶剂。
该粘合剂组合物包含淀粉组分。该淀粉组分可以在该粘合剂组合物内以任何用量存在，期望在该组合物凝固之前其以该粘合剂组合物的约20重量%-40重量%的量存在，更期望在该组合物凝固之前其以该粘合剂组合物的约25重量%-35重量%的量存在。该淀粉组分可以包括任何期望的淀粉材料，尤其是来源于天然源的淀粉材料，包括例如来源于玉米的淀粉。在一些实施方案中，该淀粉组分可以包括具有多支组分的淀粉。例如，该淀粉组分可以包括未改性淀粉或“珍珠”淀粉。如本文所使用的，术语“未改性”淀粉是指具有小于25%直链淀粉含量的淀粉组合物。该未改性淀粉可以以任何形态使用，且优选以具有约20微米直径的粉末或粒状形态使用。在其它实施方案中，该淀粉组分可以包含熟化淀粉，亦称为载体淀粉。熟化淀粉可以具有比未改性淀粉更高的粘度。
在又一些其它的实施方案中，该淀粉组分可以包含具有较高浓度直链材料成分的淀粉材料。这样的组分可包括高直链淀粉含量的淀粉材料，包括由Henkel公司以商品名
Figure BDA00002897708900061
销售的淀粉材料。如本文所使用的，具有高的直链淀粉含量的淀粉(称为“高直链淀粉含量的淀粉”)包括至少50%直链淀粉的含量。在一些实施方案中，高直链淀粉含量的淀粉可以具有介于约25%-约50%之间的直链淀粉，和更期望在约35%-约50%之间的直链淀粉浓度。如以下将要说明的，在一个实施方案中，通过将高直链淀粉含量的淀粉材料与未改性淀粉材料组合使用可以有益于该粘合剂组合物中微球体的膨胀。高直链淀粉含量的淀粉和未改性淀粉的组合会使得淀粉组分具有更高的水分含量和更高的最终凝固(或固化)温度。
在该淀粉组分包含材料组合的实施方案中，该淀粉组分包含由未改性淀粉及至少一种熟化淀粉或高直链淀粉含量的淀粉组成的混合物。期望地，该淀粉组分包含由未改性淀粉和高直链淀粉含量的淀粉组成的混合物。该未改性淀粉组分可以是该淀粉组分的约60重量%-约90重量%。在优选实施方案中，该未改性淀粉组分和该高直链淀粉含量的淀粉组分以约5:1到约3:1的比例存在。
该粘合剂组合物可以包含一种或多种碱性组分。在该组合物凝固前该碱性组分可以以该粘合剂组合物的约0.5重量%到约1.5重量%的量存在。该碱性组分可以包括任何具有碱属性的组分。在具体的实施方案中，该碱性组分包括氢氧化钠，然而，可以根据要求使用任何期望的碱性组分。
该粘合剂组合物可以包含一种或多种交联剂组分。可用于本发明的交联剂可以包括，例如，四硼酸钠(亦称为硼砂)。在本发明中于该组合物凝固前，交联剂可以以该粘合剂组合物的约0.10重量%到约0.20重量%的量存在。
该粘合剂组合物可以包含任何任选存在的组分，包括湿润剂、防腐剂、或填料。可用于本发明的湿润剂有助于保持该组合物的粘度稳定性，且可以包括，例如，丙三醇、甘油、脲、丙二醇、三乙酸甘油酯、糖和诸如山梨糖醇、木糖醇、和麦芽糖醇等的糖多元醇、诸如聚糊精的聚合多元醇、诸如皂树皮的天然提取物或乳酸、或任何其它具有湿润剂性质的期望成分。在本发明中于组合物凝固前，湿润剂可以以该粘合剂组合物的约0.1重量%-约15重量%的量使用。在本发明中可以使用防腐剂，且防腐剂包括如1,2-苯并异噻唑-3-酮。在组合物凝固前，防腐剂可以以该粘合剂组合物的约0.05重量%-约0.20重量%的量使用。可以使用任何本领域熟知的期望填料。
该粘合剂组合物包含多个可膨胀微球体。可用于本发明的可膨胀微球体应该能够在热能和/或辐射能(包括，例如，微波、红外线、射频、和/或超声波能量)的存在下尺寸膨胀。可用于本发明的微球体包括,例如，加热可膨胀的聚合物微球体，包括具有烃内芯和聚丙烯腈壳的那些(如以商品名
Figure BDA00002897708900071
销售的那些)及其它类似的微球体(如以商品名
Figure BDA00002897708900072
销售的那些)。该可膨胀微球体可以具有任何未膨胀的尺寸，包括约12微米-约30微米的直径。在热能的存在下，本发明的可膨胀微球体的直径能够增加约3倍至约10倍。也就是说，该可膨胀微球体的直径可以膨胀至起始直径的约300%至起始材料的约1,000%，和最期望地该可膨胀微球体的直径可以膨胀至起始直径的约350%至约600%。该微球体在该粘合剂组合物中膨胀时，该粘合剂组合物变成类似泡沫体的材料，其具有改进的隔离性能。如以下将要说明的，可能期望地是该微球体在部分凝胶化的粘合剂组合物中发生膨胀。
该可膨胀微球体具有一特定温度，在该温度下它们开始膨胀，并且具有第二温度，在该第二温度下它们达到最大膨胀。期望地，这些微球体开始膨胀的温度(Texp)是约180℉-约210℉，和更期望地是约190℉-约208℉。该微球体达到最大膨胀的温度(Tmax)期望地是约250℉-约285℉，和更期望地是约257℉-约275℉。当然，不同品种的微球体具有不同的Texp和Tmax。例如，一种特别有效的微球体具有约208℉的Texp和约275℉的Tmax，而另一种可使用的微球体具有约190℉的Texp和约266℉的Tmax。虽然在本发明中可以使用任何特定品种的微球体，但是该方法可以根据微球体的Texp和Tmax稍微改变。
虽然对具体微球体以及它们各自Texp和Tmax的选择对于本发明来说不是决定性的，但是可以根据这些温度改变加工温度。在大多数应用中，该微球体的Tmax最好是等于或低于该淀粉胶粘剂组合物的完全凝固(或固化)温度。如本领域技术人员所了解的，本发明的粘合剂组合物包含在流体淀粉基粘合剂组合物中的多个未膨胀的微球体。在该粘合剂组合物完全凝固或固化之前，这些微球体能够在该组合物内移动且能够膨胀。然而，一旦该粘合剂组合物固化，该微球体基本上被就地制动，使其很难膨胀，如果并非不可能的话。出于这个理由，该微球体的最大膨胀温度(Tmax)等于或低于该粘合剂组合物的完全凝固温度。
当然，可能注意到该淀粉基粘合剂组合物将会在低于该完全固化温度的温度下开始凝固或凝胶化。在一些实施方案中，该淀粉组合物的初始凝固温度可以是约138℉-约156℉。虽然该淀粉胶粘剂将在这个温度开始凝胶化，但是该粘合剂组合物仍然可以具有高的水分含量并且基本上是流体。期望该淀粉胶粘剂组合物完全凝固的温度等于或高于该可膨胀微球体的Tmax，然而该淀粉胶粘剂组合物完全凝固的温度可以介于该微球体的Texp和Tmax之间。
可能期望的是该微球体的最大膨胀温度(Tmax)和该粘合剂组合物的最终凝固温度相差约20℉-约40℉，和更期望约30℉。这个差异使得该可膨胀微球体可以膨胀并且该粘合剂可以彻底凝固。期望地，该粘合剂开始凝胶化的温度可以比该微球体的Texp低约20℉-约40℉，和更期望比该微球体的Texp低约30℉，且该粘合剂完全凝固的温度可以比该微球体的Tmax高约20℉-约40℉，和期望地比该微球体的Tmax高约30℉。
在制备产品的特别期望的实施方案中，可以将该粘合剂组合物施用至产品的一个表面（或多个表面）上并且将其加热至足以使该粘合剂开始凝胶化的温度。该粘合剂开始凝胶化可能有助于将该粘合剂和微球体保持在适当的位置，但是将使得该微球体能够自由膨胀。然后可以将加热温度升高到足以膨胀该微球体的温度。最终，可以将加热温度再次升到足以完全凝固该粘合剂组合物的温度。可以通过任何期望的方法进行加热，包括在烘箱中或利用加热辊。应该注意到，作为直接加热的替代方式或者除直接加热之外，可以通过辐射能实现不同的步骤(开始凝胶化、该微球体的膨胀、和该粘合剂的完全固化)。亦即，例如，可以通过例如微波或射频辐射实现不同的步骤。另外，该方法可以包括任何施加加热和施加辐射能的组合。例如，可以通过直接加热完成该粘合剂组合物的开始凝胶化，而通过施加辐射能完成该微球体的膨胀。
在一些实施方案中，该粘合剂组合物的淀粉组分包含未改性淀粉和高直链淀粉含量的淀粉的组合。这个淀粉组合会导致组合物具有较高的水分含量，且由此具有较高的最终凝固温度。虽然该粘合剂的开始凝胶化温度可以仍然与仅采用未改性淀粉的开始凝胶化温度是几乎相同的温度，但是最终凝固温度可以高于仅采用未改性淀粉的最终凝固温度。本发明的发明人发现，通过提高该粘合剂组合物的凝固温度，能够提供较大的微球体膨胀温度窗口。在该组合物中可以包含其它的添加剂来依据要求提高该粘合剂的凝固温度。
该粘合剂组合物包含多个尚未膨胀的可膨胀微球体。根据在组合物中使用的具体可膨胀微球体可以改变该微球体在该组合物中的期望含量。本发明的发明人已经发现，如果该粘合剂组合物包含过高浓度的可膨胀微球体，则将会在该微球体膨胀时产生不足的粘附力。然而，如果包含过低浓度的可膨胀微球体，则将会使所得的粘合剂产生不足的膨胀，由此得到不足的隔离。因此，当确定可膨胀微球体在该组合物中的最佳浓度时，必须考虑到添加量和膨胀率，以及在该添加量下的膨胀率和温度。如果该微球体的膨胀率较低，则可以在该粘合剂组合物中含有较高的浓度；相反，如果该微球体的膨胀率较高，则可以在该粘合剂组合物中含有较低的浓度。
在优选的实施方案中，期望在该组合物凝固之前该可膨胀微球体以该粘合剂组合物的约0.5重量%-约5.0重量%的量存在于该粘合剂组合物中、更期望在该组合物凝固之前以该粘合剂组合物的约1.0重量%-约2.0重量%的量存在、和最期望在该组合物凝固之前以该粘合剂组合物的约1.2重量%的量存在。对于包含在Tmax下直径膨胀率为约370%的可膨胀微球体的实施方案，该微球体可以在该组合物凝固之前以该粘合剂组合物的约1.5重量%-约2.0重量%的量存在。对于包含在Tmax下直径膨胀率为约470%的可膨胀微球体的实施方案，该微球体可以在该组合物凝固之前以该粘合剂组合物的约1.0重量%-约1.5重量%的量存在。在具有较低加热功率的系统中，包含较高浓度的可膨胀微球体可能是期望的，如在该组合物凝固之前其浓度是最高达该粘合剂组合物的4重量%。该可膨胀微球体的膨胀率和该微球体的添加量是彼此相关的。如图1所示，本申请的申请人测试了几个不同品种的可膨胀微球体，由此示出了落入“危险区”(粘附力损失)和“安全区”（良好的粘附力）的在不同粘合剂组合物中的微球体浓度。期望地，在该粘合剂组合物中的微球体浓度应该介于这两个区域之间。这能够使膨胀及由此得到的隔离与所产生的类似泡沫体的粘合剂的粘附力达到平衡。
本发明提供一种制备隔离性能改进的粘合剂组合物的方法。该方法包括首先将淀粉组分、碱性组分、交联剂、极性溶剂、及任选存在的湿润剂、防腐剂、或填料混合形成淀粉混合物。一旦形成淀粉混合物，可以将其部分凝胶化以形成糊化淀粉混合物，然后可以将多个可膨胀微球体添加到该糊化淀粉混合物中。如果期望，可以在开始凝胶化之前将多个可膨胀微球体添加到淀粉混合物中。在一些实施方案中，该淀粉组分可以包含未改性淀粉和高直链淀粉含量的淀粉的组合。在这样的实施方案中，优选将该高直链淀粉含量的淀粉组分、碱性组分、交联剂、极性溶剂、及任选存在的湿润剂、防腐剂和填料组合，将这个混合物凝胶化，然后单独添加未改性淀粉组分。一旦获得这个混合物，则可以添加多个可膨胀微球体。
在其它的实施方案中，本发明提供一种用于供应隔离性能改进的粘合剂组合物的成套组件。在这个实施方案中，该成套组件包括两个部分，第一部分和第二部分，这两个部分期望地被储存在单独的容器内。第一部分包含淀粉胶粘剂组分，其含有淀粉组分、碱性组分、交联剂、极性溶剂、和任选存在的湿润剂、防腐剂、或填料。如果期望，可以将第一部分部分地凝胶化，从而为第一部分提供增加的粘度。第二部分包含多个可膨胀微球体。第二部分可以包含任何形态的微球体，如干粉、浆料、或任何期望的形态。该成套组件可以另外包括用于将这两个部分混合形成隔离性能改进的粘合剂组合物的设备，如可以各自装入第一部分和第二部分的独立容器。如果期望，该成套组件可以另外包括用于制备该粘合剂组合物的说明书。
本发明另外涉及一种隔离的瓦楞纸板。可以使用任何已知的形成瓦楞纸板的方法，且图1A描绘了可用于形成该瓦楞纸板的装置的一个实施方案。期望地，该纸板由具有比传统隔离瓦楞纸板小的厚度的纸制成。在本发明中可以使用任何类型的纸，例如，该纸可以具有约0.0036英寸-约0.0052英寸的厚度。另外，期望使用比常规用于隔离产品中的纸的重量低的纸。对于不同的纸组件，常规的隔离产品通常使用“33#”纸。对于该瓦楞纸板的不同组件，期望使用重量低于“23#”纸的纸，和更期望使用“18#”纸。亦即，不同的组件（包括一个或多个衬板和瓦楞芯纸）期望包括称为18#纸的纸(0.0036英寸厚，约67.72g/m2的比重)。
该隔离瓦楞纸板可以是单面或双面。单面瓦楞纸板包含：单一纸衬板，其是具有第一侧面和第二侧面的基本上为平面的纸衬板；和瓦楞芯纸，其是具有第一侧面和第二侧面的纸衬板，该纸衬板已经形成在每侧具有多个沟纹的正弦波结构。在这个实施方案中，将该纸衬板的第一侧面固定到在该瓦楞芯纸第一侧面上的沟纹楞。双面瓦楞纸板另外包含：第二纸衬板，其为具有第一侧面和第二侧面的基本上为平面的纸衬板，其中将第二纸衬板的第一侧面固定到在该瓦楞芯纸第二侧面上的沟纹楞。虽然以下描述的纸板和制备该纸板的方法通常是针对单面纸板的，但是应该可以理解，本发明另外涉及双面纸板，其可通过在加工第一衬板的时候或在已经粘附第一衬板之后包含第二衬板来获得。
本发明的瓦楞纸板包含如上所述的本发明的粘合剂。本发明的粘合剂包含该淀粉组分、碱性组分、交联剂、极性溶剂、多个可膨胀微球体、及任选存在的湿润剂、防腐剂、或填料，将该粘合剂施用至瓦楞芯纸的沟纹楞。在包含高直链淀粉含量的淀粉组分和未改性淀粉组分的一个本发明实施方案中，将该高直链淀粉含量的淀粉组分、碱性组分、交联剂、和水混合形成淀粉混合物，然后将该高直链淀粉含量的淀粉混合物熟化形成熟化的淀粉混合物。然后，将未改性淀粉组分添加到该熟化淀粉混合物中，并将多个可膨胀微球体加入到该熟化淀粉混合物中。或者，可以简单地将该粘合剂组分一起添加。
如果期望单面瓦楞纸板，可以将该粘合剂组合物仅仅施用至该瓦楞芯纸一侧的沟纹楞，且在其上施用一个纸衬板的第一侧面。如果期望，将该粘合剂组合物部分凝胶化。将该可膨胀微球体膨胀，然后就地凝固该粘合剂组合物。因此所产生的瓦楞纸板在该纸衬板表面和该瓦楞芯纸的沟纹楞之间于粘附位置处具有隔离空间。该瓦楞纸板期望在该纸衬板和该瓦楞芯纸的沟纹楞之间于粘附位置处具有约0.01英寸的隔离空间。当然应该理解，沟纹楞和衬板之间距离的具体增加不是决定性的，而且小的距离增加可以显著地增加隔离。在期望的实施方案中，在本发明中沟纹楞和离型衬板之间的空间可以大于无膨胀材料的沟纹楞和衬板之间的距离。同时，期望的沟纹楞和衬板之间距离的增加不应该太大以致于对这二者之间的粘着强度产生不利的影响。
如果期望双面瓦楞纸板，将该粘合剂组合物施用至该瓦楞芯纸第二侧面的沟纹楞，且在其上施用第二纸衬板。同样地，将该粘合剂部分凝胶化，使该可膨胀微球体膨胀，然后就地凝固该粘合剂组合物。因此所产生的瓦楞纸板在纸衬板表面和该瓦楞芯纸的沟纹楞之间具有隔离空间。该瓦楞纸板期望在该纸衬板和该沟纹楞之间于粘附位置处具有大于通常采用常规粘合剂可见的空间的隔离空间。在一个实施方案中，由膨胀微球体产生的二者之间的距离增量是约0.001英寸。
本发明不局限于单面或双面瓦楞纸板，且可用于若干应用。本发明可使用的其它应用包括具有较高粘度的双面瓦楞纸机配制物、具有较低粘度的涂布机应用，等等。
尤其优选该瓦楞芯纸层与常规瓦楞纸板相比具有减小的波幅。通过利用本发明，在沟纹楞和衬板表面之间于接触位置处具有隔离空间，这能够提供增加的隔离。这个增加的隔离降低了对在该瓦楞芯纸第二侧面上的沟纹和纸衬板之间同样多空间的需要。在优选的实施方案中，该瓦楞芯纸的波幅按根据相邻沟纹楞进行测量是约0.04英寸，而常规瓦楞芯纸具有0.063-约0.134的沟纹波长。例如，在一个实施方案中，本发明提供了具有瓦楞芯纸的瓦楞纸板，该瓦楞芯纸具有减小的波长，其中减小的波长比常规瓦楞纸板小约0.02-约0.09英寸。
已经发现通过利用本发明的粘合剂组合物并减小该瓦楞芯纸的波辐，能够使在该瓦楞纸板中使用的纸总量同常规的瓦楞纸板相比降低了约20%。另外，增加的隔离使得可用较薄的纸衬板和瓦楞芯纸形成该隔离产品，再次降低了成本以及减少了废料。
该本发明另外提供一种形成隔离性能改进的瓦楞纸板的方法。如上述说明的，本发明的发明人已经发现，该粘合剂组合物可以平衡此处使用的该淀粉基粘合剂的凝固温度和该可膨胀微球体的膨胀温度。在本发明的方法中，提供具有第一侧面和第二侧面的基本上为平面的第一纸衬板。该第一纸衬板的纸可以具有约0.0036英寸-约0.0052英寸的厚度，其比用于瓦楞纸板的常规纸衬板薄，常规纸衬板通常具有约0.0062英寸的厚度。提供具有第一侧面和第二侧面的第二纸衬板，并且其形成具有正弦波的瓦楞芯纸，该瓦楞芯纸在第一侧面和第二侧面的每个侧面上包括一系列沟纹。该瓦楞芯纸按根据相邻的沟纹楞进行测量具有约0.04英寸的波辐，和约0.13英寸的波长。
制备粘合剂组合物。在刚制备该粘合剂组合物后即形成该瓦楞纸板，或者可以预先制备该粘合剂组合物并储存直到需要。该粘合剂组合物可以通过以下方式制备：将淀粉组分、碱性组分、交联剂、极性溶剂、及任选存在的湿润剂、防腐剂、或填料混合形成淀粉混合物，和部分凝胶化该淀粉混合物形成凝胶化混合物。将多个可膨胀微球体添加到该凝胶化混合物，从而形成该粘合剂组合物。如果期望，可以在部分凝胶化该混合物之前将该可膨胀微球体添加到淀粉混合物中。
如上所说明的，该粘合剂组合物的淀粉组分可以包括未改性淀粉、熟化淀粉、高直链淀粉含量的淀粉、及其组合。该粘合剂组合物的不同组分可以在该粘合剂组合物中以如上所述的量存在。在优选方案中，该淀粉组分包含由未改性淀粉和高直链淀粉含量的淀粉组成的混合物。出于上述所示的原因，尤其优选微球体的最大膨胀温度低于该粘合剂组合物的最终凝固温度。然而，该粘合剂组合物开始凝胶或凝固的温度可以低于可膨胀微球体的膨胀温度。如果期望，可以在该粘合剂组合物中加入添加剂或其它组分以提高其凝固温度。优选该粘合剂的完全固化温度至少高达可膨胀微球体的Tmax，尤其期望该粘合剂的完全固化温度比该可膨胀微球体的Tmax高至少30℉。
在形成瓦楞纸板的方法中，将预定量的粘合剂组合物施用至瓦楞芯纸第一侧的沟纹楞。期望地，以相对较薄的层施用该粘合剂组合物，该层具有约0.05-约0.07英寸的厚度。可以在加热和/或加压的条件下施用该粘合剂组合物。在一个实施方案中，可以在约30巴的压力以及在约300℉的温度加热该瓦楞芯纸的条件下施用该粘合剂组合物。
在将该粘合剂组合物已经施用至该瓦楞芯纸第一侧的沟纹楞之后，该沟纹的楞与第一纸衬板的第一侧面接触。期望在轻微压力下进行这个接触，以便有效连接该瓦楞芯纸和该纸衬板，但是避免过高的压力(以避免从接触位置挤出该粘合剂)。此时，形成了未固化的瓦楞产品，其中该纸衬板和该瓦楞芯纸彼此经由粘合剂固定，但是该粘合剂没有凝固。如果期望，可以使该未固化的瓦楞产品处于足以使该粘合剂开始凝胶化但不足以使多个可膨胀微球体膨胀的热能和/或辐射能条件下。该粘合剂的凝胶化可用于就地保持该产品的不同组分直到完成最终固化。
然后将该未固化瓦楞产品处于加热(包括在烘箱中或经由与加热辊接触)和/或辐射能(包括,例如,微波、红外线、射频、或超声波能量)的条件下以使多个微球体膨胀。在一个实施方案中，将该未固化瓦楞产品暴露于在足以使在一个沟纹的楞上的至少大多数微球体膨胀但不足以使该粘合剂组合物完全凝固的温度下的加热条件。在另一个实施方案中，将该未固化瓦楞产品暴露于足以使至少大多数微球体膨胀但不足以使该粘合剂组合物完全固化的能级下的微波或红外线能的条件下。所产生的产品是未固化的、具有已膨胀微球体的瓦楞产品。
正如所理解的，在该方法的此刻，在任何给出的沟纹楞处的微球体已经膨胀形成类似泡沫体的粘合剂组合物，从而在该沟纹楞和该纸衬板之间形成增加的空间。因此，在该制造过程期间，重要的是使得该粘合剂组合物可膨胀并隔离第一纸衬板和该瓦楞芯纸。亦即，固定第一纸衬板和该瓦楞芯纸的任何压力不该过大以致防止该粘合剂膨胀以及由此隔离该纸衬板和该瓦楞芯纸。如果压力过大，则该粘合剂可能膨胀到该侧，即进入该瓦楞芯纸和第一纸衬板之间的空间。另外，施用到该产品的任何热能和/或辐射能不应该过大以致完全凝固该粘合剂组合物，从而应使得该微球体可膨胀。期望该膨胀粘合剂组合物位于与该衬板接触位置的每个沟纹楞，由此在第一纸衬板和该瓦楞芯纸之间的接触位置提供隔离空间。
在该微球体膨胀后，然后将该未固化的具有已膨胀微球体的瓦楞产品暴露于足以完全凝固或固化该粘合剂组合物的热能和/或辐射能（包括微波或红外线能）的条件下。结果形成隔离性能改进的瓦楞纸。
如上所述的方法提供单面瓦楞纸板。然而，上述方法可以另外用于提供双面瓦楞纸板。除上述步骤之外，可以提供基本上为平面的第二纸衬板。可以在将第一衬板施用到该瓦楞芯纸第一侧面的同时将第二衬板施用到该瓦楞芯纸第二侧面，或可以在将第一衬板粘附到该瓦楞芯纸之后将第二衬板施用到该瓦楞芯纸第二侧面。期望的是在将第一衬板完全粘附到该瓦楞芯纸之后将第二衬板施用到该瓦楞芯纸第二侧面。对于第二衬板，可以重复如上所述的加工和凝固步骤以提供双面瓦楞纸板。
在一些实施方案中，可能期望的是沿着该沟纹楞侧在该沟纹和该衬板之间形成膨胀粘合材料的肩部（shoulder）(亦称为“肩角（fillet）”)。例如，图2是不含可膨胀微球体的粘合瓦楞纸板的近摄横断面图，如图2所示，在该沟纹楞侧有一点材料。然而图3-4是含有可膨胀微球体的粘合瓦楞纸板的近摄横断面图，其表明在该沟纹侧存在膨胀的粘合剂组合物。这些肩部可能有助于在该瓦楞芯纸和衬板之间的结合强度，并且因此它们是期望形成的。然而，当然应该理解，沿着该沟纹侧形成肩部不是必需的，且在一些实施方案中，其可能不是期望的。
在替换的实施方案中，提供一种不含瓦楞芯纸的隔离纸产品，及一种形成不含瓦楞芯纸的隔离纸产品的方法。如本领域技术人员所能理解的，常规瓦楞隔离纸板要求存在瓦楞芯纸，该瓦楞芯纸具有正弦波结构以便在该瓦楞芯纸和一个或多个纸衬板之间提供空间。该气穴提供必要的隔离。因为在单面设计中该瓦楞芯纸层构成该瓦楞产品中一半以上的纸，因此尤其期望省略该瓦楞芯纸层。去除该瓦楞芯纸层的结果是该产品可以使用不到常规需要量一半的纸，这将显著降低与该产品有关的成本以及减少产生的一半以上的废料。然而，迄今，难以获得具有必要隔离且不含瓦楞芯纸层的产品。
本发明提供一种不含有瓦楞芯纸层的隔离产品。已经发现，本发明的粘合剂组合物能够提供隔离产品中所要求的必要隔离。在这个实施方案中，提供一种包含具有第一侧面和第二侧面的基本为平面的纸衬板的隔离片材。该纸衬板的第一侧面包括在粘合剂组合物中的固定于该侧面的多个可膨胀微球体，其中该多个可膨胀微球体已经膨胀且该粘合剂组合物已经凝固或固化。因此，该产品包含在其第一侧面上粘合有类似泡沫体的组合物的纸衬板。该可膨胀微球体包括如上所述的那些，且该粘合剂组合物包含如上所述的组分，包含该淀粉组分、碱性组分、交联剂、极性溶剂、及任选存在的湿润剂、防腐剂、或填料。如上所说明的，该粘合剂组合物的淀粉组分可以包括未改性淀粉、熟化淀粉、高直链淀粉含量的淀粉、及其组合。
可以将该隔离产品的粘合剂组合物以任何期望的形态施用到该纸衬板的第一表面，包括一连串的点、条纹、波状物、棋盘状图案、任何具有基本为平面的底部的常规多面体形状、及其组合。此外，可以将该粘合剂组合物以一连串的柱体施用到该第一表面。另外，如果期望，可以将该粘合剂组合物以覆盖整个第一表面或覆盖部分第一表面的基本为平面的粘合剂层（sheet）形式施用到该第一表面。任选地，可以将第二纸衬板施用到该粘合剂组合物的上表面，形成夹层结构：第一纸衬板——具有膨胀微球体的粘合剂——第二纸衬板。
此外提供一种形成隔离片材的方法。在这个方法中，首先提供具有第一表面和第二表面的基本为平面的纸衬板。制备粘合剂组合物。可以在刚制备该粘合剂组合物后即形成该隔离片材，或者可以预先制备该粘合剂组合物并储存直到需要。该粘合剂组合物可以通过以下方式制备：将如上所述的材料（包括淀粉组分、碱性组分、交联剂、极性溶剂、及任选存在的湿润剂、防腐剂、或填料）混合形成淀粉混合物，和凝胶化该淀粉混合物形成凝胶化混合物。在该淀粉组分包含由未改性淀粉和高直链淀粉含量的淀粉组分组成的混合物的实施方案中，期望在添加该未改性淀粉组分之前部分凝胶化该高直链淀粉含量的淀粉组分、碱性组分、交联剂、极性溶剂、及任选存在的湿润剂、防腐剂、和填料。将多个可膨胀微球体添加到该部分凝胶化混合物中，形成该粘合剂组合物。如果期望，可以在部分凝胶化该混合物之前将该可膨胀微球体添加到淀粉混合物中。
如以上所说明的，该粘合剂组合物的淀粉组分可包括未改性淀粉、熟化淀粉、高直链淀粉含量的淀粉、及其组合。如上所述，该淀粉组分期望包含由未改性淀粉和高直链淀粉含量的淀粉组成的混合物。该粘合剂组合物的各个组分可以在该粘合剂组合物中以如上所述的量存在。特别优选，该微球体的最大膨胀温度(Tmax)等于或低于该粘合剂组合物的完全凝固温度。如果期望，可以在该粘合剂组合物中加入添加剂或其它组分以提高其凝固温度。期望该粘合剂的完全凝固温度至少高达可膨胀微球体的Tmax，尤其期望该粘合剂的完全凝固温度比该可膨胀微球体的Tmax高至少30℉。
在形成该隔离片材的方法中，可以将预定量的粘合剂组合物施用到该纸衬板的第一表面上。可以以任何期望的形态施用该粘合剂组合物，所述形态包括，例如，一连串的点、条纹、波状物、棋盘状图案、一连串多面体、及其组合。此外，可以将该粘合剂组合物以一连串的柱体施用到第一表面。另外，如果期望，可以将该粘合剂组合物以覆盖整个纸衬板的第一侧面或覆盖部分第一侧面的基本为平面的粘合剂层形式施用到第一侧面。可以以任何期望的厚度施用该粘合剂组合物，且期望以约0.04英寸的厚度施用。在以柱体形态施用该组合物的实施方案中，所期望的是每个柱体的高度几乎与每个柱体的直径相同。该柱体可以以任何形态施用到第一表面，期望每个柱体基本上等距离彼此间隔。特别期望相邻柱体之间的间隔是该柱体高度的约两倍。如果期望，可以在加热的条件下施用该粘合剂组合物；然而，重要的是在不高至该粘合剂组合物完全凝固的温度下加热。
在该粘合剂组合物已经施用到该纸衬板第一侧面之后，可以将在其上具有湿粘合剂的纸衬板处于使该粘合剂组合物开始凝固的热能和/或辐射能的条件下。因此该粘合剂组合物就地锁住包括多个微球体在内的这些组分并且将它们粘合到该纸衬板的表面上。期望仅仅部分凝固该粘合剂组合物，由此提供锁住这些组分并保持它们粘合到该纸衬板表面但又不会完全凝固的组合物。如上所述，仅仅部分凝固该粘合剂组合物(即在粘合剂中保留较高的水分含量，如至少10%的水分含量)使得该可膨胀微球体可膨胀。
在凝固该粘合剂之后，则将该纸衬板处于足以膨胀多个微球体的热能和/或辐射能的条件下。在一个实施方案中，将在其上具有湿粘合剂的纸衬板处于在足以膨胀至少大多数微球体的温度下的加热条件下。在另一个实施方案中，将在其上具有湿粘合剂的纸衬板处于在足以膨胀至少大多数可膨胀微球体的微波或红外线能的条件下。所产生的产品是具有在其中具有已经膨胀微球体的粘合剂的纸衬板。然后将该粘合剂组合物暴露于足以使该粘合剂组合物完全凝固的热能和/或辐射能的条件下。
如果期望，在将该粘合剂组合物施用到该纸衬板第一侧面之后，提供具有第一侧面和第二侧面的第二纸衬板，且将第二纸衬板的第一侧面施用到已施用的粘合剂组合物的表面上，形成夹层结构。其后，可以进行如上所述的微球体的膨胀和粘合剂的凝固。
通过研究下列实施例可以更透彻地理解本发明，这些实施例是非限制的并且仅仅用于帮助解释本发明。
实施例
实施例1-形成隔离性能改进的粘合剂
制备具有下列组成的粘合剂组合物：
组分 重量%
水(1) 17.20
交联剂1 0.14
熟化淀粉 1.09
碱性试剂2 0.97
水(2) 9.73
水(3) 24.16
湿润剂3 10.63
未改性淀粉 34.78
防腐剂4 0.10
可膨胀微球体5 1.20
1四硼酸钠
2氢氧化钠,50%FCC,Rayon
3甘油，丙三醇,USP99.7%
4Proxel GXL;1,2-苯并异噻唑-3-酮
5
Figure BDA00002897708900181
微球体
将水(1)与交联剂混合，并添加熟化淀粉。将该混合物在140℉的水浴中加热。将碱性试剂加入到混合物中，并搅拌2分钟形成凝胶。然后从该水浴中移去该混合物，并添加水(2)。将该混合物高速搅拌5-10分钟。在这个混合过程中，将由水(3)、湿润剂和未改性淀粉组成的单独混合物搅拌直到均匀。混合这两个混合物并搅拌直到均匀。然后添加防腐剂并将所得到的混合物搅拌10分钟。然后添加可膨胀微球体并将该混合物搅拌10分钟。
实施例2-形成隔离性能改进的粘合剂
制备具有下列组成的粘合剂组合物：
组分 重量(lbs)
水(1) 710
高直链淀粉含量的淀粉 150
苛性钠微球 15
第一交联剂1 5.5
水(2) 1378
第二交联剂A1 4
未改性交联剂 750
第二交联剂B1 4
湿润剂2 15
可膨胀微球体 36
1四硼酸钠
2丙三醇或脲
将水(1)引入第一混合器并加热到110℉。向这个已加热的水中添加高直链淀粉含量的淀粉、苛性钠微球和第一交联剂。在第二混合器中，引入水(2)并加热到98℉。添加第二交联剂A、未改性淀粉、第二交联剂B和湿润剂并且搅拌。将这两个混合物混合并搅拌。向所产生的混合物中加入可膨胀微球体。
实施例3-各种粘合剂的对比
制备四个粘合剂组合物(C1、C2、C3、和I)，其如下所示：组合物C1包含无可膨胀微球体的未改性玉米淀粉基粘合剂组合物(斯坦霍尔粘合剂)；组合物C2包含具有Dualite130W微球体的未改性玉米淀粉基粘合剂组合物(斯坦霍尔粘合剂)；组合物C3包含由未改性玉米淀粉和高直链淀粉含量的玉米淀粉共混物形成的淀粉基粘合剂组合物；组合物I包含具有Dualite130W微球体的由未改性玉米淀粉与高直链淀粉含量的玉米淀粉的共混物形成的淀粉基粘合剂组合物。在瓦楞纸卷（corrugated roll）形成中使用这些粘合剂，该瓦楞纸卷具有用于纸衬板和瓦楞芯纸的18#、23#、和33#纸的不同组合，并且在干燥后对它们进行评估。结果概括如下：
Figure BDA00002897708900201
*如图2所示的纸横截面
**如图3所示的纸横截面
***如图4所示的纸横截面
全撕裂(FT)表明粘合剂具有足够的剥离强度，因此该剥离强度不能测量。注意所产生的数据，可以发现几个观察结果。第一，发现本发明的粘合剂组合物具有比对照粘合剂和具有微球体的对照粘合剂好的剥离强度。另外，人们发现，使用组合物I（本发明）的每个测试均具有可见肩角和/或可见膨胀，由此可以推断，本发明的组合物形成了比不含微球体的组合物更好的肩角(肩部)。例如，如对照组合物C3所示，通过使用含有高直链淀粉含量的粘合剂而不含微球体的组合物可能导致不受欢迎的边缘横向翘曲，尤其对于低重量纸而言。另外，人们发现本发明的粘合剂组合物可用于较薄的衬板-瓦楞芯纸上，而不会产生任何翘曲，并且可以使用高的波纹板加工速度。由于在瓦楞芯纸和衬板之间以及在肩角肩部中的微球体的膨胀，可以增加该制品的耐热性，由于该制品的刚性和强度其能够保持该瓦楞芯纸-衬板的结构。
如同所示，组合物I当用于各个等级的纸上时是非常成功的，并且当其用在最低等级的纸衬板和瓦楞芯纸（实验12）上时是尤其成功的。发现这个实验在接合处运行很好并且产生平层。

Claims (20)

1.隔离性质改进的粘合剂组合物，其包含：
a.淀粉组分；
b.碱性组分；
c.四硼酸钠；
d.水；和
e.多个可膨胀微球体，
其中选择所述淀粉组分以使得所述淀粉组分能够在所述可膨胀微球体膨胀的温度下或高于其膨胀温度的温度下完全凝胶化。
2.权利要求1的粘合剂组合物，其中所述淀粉组分包括具有高的直链淀粉浓度的淀粉组合物。
3.权利要求1的粘合剂组合物，其中所述淀粉组分包含：
a．未改性淀粉组合物；和
b．具有高的直链淀粉浓度的淀粉组合物。
4.权利要求3的粘合剂组合物，其中所述粘合剂组合物包含用量为所述粘合剂组合物的约20重量%的所述未改性淀粉组合物和用量为所述粘合剂组合物的约4重量%的所述具有高的直链淀粉浓度的淀粉组合物。
5.权利要求1的粘合剂组合物，其中所述碱性组分包括氢氧化钠。
6.权利要求1的粘合剂组合物，其中所述可膨胀微球体包括能够在加热和/或辐射的存在下膨胀形成隔离泡沫体的聚合物微球体。
7.权利要求6的粘合剂组合物，其中所述可膨胀微球体在约180℉-约210℉的温度下开始膨胀。
8.权利要求6的粘合剂组合物，其中所述可膨胀微球体在约250℉-约280℉的温度下具有最大膨胀率。
9.权利要求1的粘合剂组合物，其中所述多个可膨胀微球体以所述粘合剂组合物的约0.5-约5重量%的量存在。
10.制备隔离性能改进的瓦楞产品的方法，包括步骤：
a．提供具有第一侧面和第二侧面的基本为平面的第一纸衬板；
b．提供具有多个沟纹的第二纸衬板，每个沟纹均具有楞和沟槽；
c．制备隔离性质改进的粘合剂组合物，包括步骤：
i．将高直链淀粉浓度的淀粉组分、碱性组分、交联剂、和水混合形成淀粉混合物；
ii．将所述高直链淀粉浓度的淀粉混合物熟化以形成熟化的淀粉混合物；
iii．将未改性淀粉组分加入到所述熟化的淀粉混合物中；和
iv．将多个可膨胀微球体加入到所述熟化的淀粉混合物中；
d．将所述粘合剂组合物施用至每个所述沟纹的楞；
e．将所述沟纹的楞与所述平面纸衬板的所述第一侧面拼合以形成第一纸衬板和第二纸衬板彼此在所述沟纹的所述楞处接触的复合结构；
f．通过加热至第一温度和加热至第二温度从而使在所述复合结构中的所述粘合剂组合物固化，其中所述第一温度和所述第二温度相差大约20℉至大约40℉。
11.权利要求10的方法，其中所述将所述沟纹的所述楞置于所述基本为平面的纸衬板的所述第一侧面的步骤包括利用压力将所述楞固定到所述第一侧面。
12.权利要求10的方法，其中所述第一温度是约138℉-约156℉。
13.权利要求10的方法，其中所述第二温度是约180℉-约210℉。
14.制备隔离片材的方法，包括步骤：
a．提供具有第一侧面和第二侧面的基本为平面的纸片材，所述第一侧面具有表面，该表面具有足以容纳隔离组分的结构；
b．制备粘合剂组合物，包括步骤：
i．将高直链淀粉浓度的淀粉组分、碱性组分、交联剂、和水混合形成淀粉混合物，
ii．将所述高直链淀粉浓度的淀粉混合物熟化以形成熟化的淀粉混合物；
iii．将未改性淀粉组分加入到所述熟化的淀粉混合物中；和
iv．将多个可膨胀微球体加入到所述熟化的淀粉混合物中；
c．将所述粘合剂组合物施用到所述基本为平面的纸片材的所述第一侧面的所述表面上以形成施用有粘合剂组合物的片材；
d．将所述施用有粘合剂组合物的所述片材加热至足以使所述可膨胀微球体膨胀的第一温度；和
e．将所述施用有粘合剂组合物的所述片材加热至足以完全固化所述粘合剂组合物的第二温度。
15.权利要求14的方法，其中选择所述淀粉组分以使得所述淀粉组分能够在所述可膨胀微球体膨胀的温度下或高于其膨胀温度的温度下完全凝胶化。
16.权利要求14的方法，其中所述淀粉组分包含由未改性淀粉和高直链淀粉浓度的淀粉组成的混合物。
17.权利要求14的方法，其中将所述粘合剂组合物施用到所述基本为平面的纸片材的所述第一侧面的步骤包括施用所述粘合剂组合物以使所述多个可膨胀微球体以选自以下的形态被施用：点、条纹、波状物、棋盘状图案、任何具有基本为平面的底部的常规多面体形状、柱体、及其组合。
18.权利要求14的方法，其中所述第一温度不足以使所述粘合剂组合物完全固化。
19.权利要求14的方法，其中所述第一温度是约180℉-约210℉。
20.权利要求14的方法，其中所述第二温度比所述可膨胀微球体的开始膨胀温度Texp高约20℉-约40℉。
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