CN109577084A - 一种提高瓦楞纸质量的表面施胶剂 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种用于瓦楞纸的表面施胶剂，所述表面施胶剂包括第一组分和第二组分，所述第一组分包括表面施胶淀粉、硅酸铝纤维和硅灰石，所述第二组分选自聚乙烯醇、AKD或苯丙乳液；利用本发明的表面施胶剂所得到的瓦楞纸具有较强的横向环压强度和纵向环压强度，并且具有良好的防水防潮性能。

Description

一种提高瓦楞纸质量的表面施胶剂
技术领域
本发明涉及造纸领域，尤其涉及一种用于瓦楞纸的表面施胶剂。
背景技术
瓦楞原纸是生产瓦楞包装纸箱的主要材料，而包装纸箱是目前使用广泛的包装物，其主要作用就是将产品包装成件，便于贮存、保管、搬运，最终将产品安全、完好地由产地送达到消费者手中。
为提高仓库的贮存量，确保产品在贮存、运输过程中不破损、不变形，就要求产品包装纸箱有一定的堆垛高度，这就要求包装纸箱有足够的强度，有一定的刚性、稳定性，能抗挤压、不变形。
包装纸箱的抗压强度，与构成它的瓦楞原纸的环压强度有关，而在包装纸箱制作过程中，被压成瓦楞的瓦楞原纸自身的环压强度，是保证瓦楞包装纸箱耐压、不变形的重要因素。
除了对瓦楞原纸自身环压强度有要求之外，在潮湿环境下瓦楞纸箱还能否保证其良好的质量，也是包装纸箱行业所关注的重点，这就要求瓦楞原纸具有良好的抗水防潮性能。
瓦楞纸的表面施胶是提高瓦楞纸环压强度和提高防水性能的有效解决方法。近年来，各类瓦楞纸的表面施胶剂发展迅速，有些表面施胶剂注重提高瓦楞纸的环压强度、有些表面施胶剂注重提高瓦楞纸的防水防潮性能。
表面施胶剂中的不同成分配比会显著的影响瓦楞纸的环压强度和防水防潮性能，随着造纸行业不断发展，对表面施胶剂的要求越来越高。尽管市面上存在多种表面施胶剂，但仍需通过对表面施胶剂配方的优化来提高瓦楞纸的环压强度和防水防潮性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够提高瓦楞纸质量的表面施胶剂，所述表面施胶剂可以显著的提高瓦楞纸的环压强度和防水防潮性能。
一方面，本发明提供了用于瓦楞纸的表面施胶剂，所述表面施胶剂包括第一组分和第二组分，所述第一组分包括表面施胶淀粉、硅酸铝纤维和硅灰石，所述第二组分选自聚乙烯醇、AKD或苯丙乳液。
表面施胶淀粉、硅酸铝纤维和硅灰石都是本领域公知的成分，比如，硅酸铝纤维具有以下基本性能：三氧化二铝≥45％、二氧化硅≥50％、三氧化二铁≤0.3％，纤维直径2-5μm，纤维长度30-250㎜，纤维密度1.797g/cm3。
所述第一组分中，表面施胶淀粉的质量百分比为10％-90％，所述硅酸铝纤维的质量百分比为5％-45％，所述硅灰石的质量百分比为5％-45％；所述第二组分与所述第一组分的质量比例为0.5-5％。
进一步的，所述第一组分中，表面施胶淀粉的质量百分比为55％-75％，优选，60％、70％；所述硅酸铝纤维的质量百分比为15％-30％，优选，20％、25％；所述硅灰石的质量百分比为10％-15％，优选，10％、15％、12％。
进一步的，所述第一组分中，表面施胶淀粉的质量百分比为70％，所述硅酸铝纤维的质量百分比为20％，所述硅灰石的质量百分比为10％。
进一步的，所述第二组分优选为聚乙烯醇，所述第二组分与所述第一组分的质量比例为1-5％，优选，1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％。
进一步的，所述表面施胶淀粉的制备方法包括如下步骤：
(1)将淀粉与水混匀，形成乳白色的悬浮液，然后加入氧化剂在常温下不断搅拌得到淀粉悬浊液；
(2)向配制好的淀粉悬浊液内通入蒸汽加热，并逐渐升温至93-97℃，使其糊化，形成透明的淀粉胶液；
(3)将淀粉胶液在90-95℃下，通过60目筛网，加水稀释，并保持一定的温度，比如，60-90℃。
进一步的，所述步骤(1)中的氧化剂选自过硫酸铵或过氧化氢。
另一方面，本发明还提供了表面施胶剂在制备瓦楞纸中的应用，制备得到的瓦楞纸具有较高的横向环压强度、纵向环压强度，并具有较好的防水防潮性能。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明采用优化的表面施胶剂(质量百分比为70％的表面施胶淀粉、质量百分比为20％的硅酸铝纤维、质量百分比为10％的硅灰石复配得到的表面施胶剂，然后加入占上述表面施胶剂质量百分比为0.5％-5％的聚乙烯醇)制备瓦楞纸，所得到的瓦楞纸具有较强的横向环压强度和纵向环压强度，并且具有良好的防水防潮性能。
附图说明
图1.硅酸铝纤维、硅灰石与表面施胶淀粉复配对瓦楞纸横向环压强度的影响。
图2.硅酸铝纤维、硅灰石与表面施胶淀粉复配对瓦楞纸纵向环压强度的影响。
图3.硅酸铝纤维、硅灰石与表面施胶淀粉复配对瓦楞纸横向/纵向环压强度的影响。
图4.苯丙乳液/AKD/聚乙烯醇的添加对瓦楞纸防水性能的影响。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合实施例详细描述本发明提供的技术方案。
实施例1硅酸铝纤维和硅灰石对瓦楞纸环压强度的影响
瓦楞纸表面施胶剂中常用的胶液是淀粉胶液，淀粉胶液的制备主要包括配置、变性糊化、稀释等步骤。
首先，将淀粉与水混匀，形成乳白色的悬浮液，然后加入氧化剂在常温下不断搅拌，常用的氧化剂有过硫酸铵和过氧化氢。其次，往配制好的淀粉悬浊液内通入蒸汽加热，并逐渐升温至93-97℃，使其糊化，形成透明的淀粉胶液。之后，将淀粉胶液在90-95℃下，通过60目筛网，加入温水稀释，保持一定的温度，以备瓦楞纸表面施胶时使用。
本发明所用的表面施胶淀粉可以以淀粉为原料自制，也可以采用市售的表面施胶淀粉。
将硅酸铝纤维、硅灰石分别按一定的重量比与表面施胶淀粉配置成为不同的表面施胶剂，在自动涂布机上，将表面施胶剂涂布在瓦楞纸上，控制涂布量约为6g/m2，干燥后，利用环压强度压缩仪测定瓦楞纸的横向环压强度和纵向环压强度。
如图1-2所示，表面施胶剂中硅酸铝纤维或硅灰石中的质量百分比分别为5％、15％、25％、35％、45％时(表面施胶淀粉的质量百分比分别为95％、85％、75％、65％、55％)，所得到的瓦楞纸的横向环压强度和纵向环压强度分别有不同程度的提高。
其中，硅酸铝纤维和表面施胶淀粉的复配与硅灰石和表面施胶淀粉的复配相比，能够更大程度的提高瓦楞纸的横向环压强度(如图1所示)；当添加5％的硅酸铝纤维时即可以提高74％的横向环压强度，当硅酸铝纤维的添加量到15％以上时，横向环压强度可提高114％-148％。相反，硅灰石和表面施胶淀粉的复配与硅酸铝纤维和表面施胶淀粉的复配相比，能够更大程度的提高瓦楞纸的纵向环压强度(如图2所示)；当添加5％的硅灰石时即可以提高51％的纵向环压强度，当硅灰石的添加量在15％以上时，纵向环压强度可提高93％-155％。
由图1-2可知，硅酸铝纤维的添加更有助于提高瓦楞纸的横向环压强度，硅灰石的添加更有助于提高瓦楞纸的纵向环压强度。为了最大程度的提高瓦楞纸的横向环压强度和纵向环压强度。在表面施胶淀粉中同时加入了硅酸铝纤维和硅灰石，各复配成分质量百分比如表1所示。
表1硅酸铝纤维、硅灰石、表面施胶淀粉的复配比例
如图3所示，利用不同的表面施胶剂得到的瓦楞纸的横向环压强度和纵向环压强度呈现出不同的变化趋势，其中，当硅酸铝纤维的质量百分比为20％、硅灰石的质量百分比为10％、表面施胶淀粉的质量百分比为70％时，所得到的横向环压强度和纵向环压强度均较佳，能够最大程度的提高瓦楞纸的横向环压强度和纵向环压强度。
实施例2 AKD/聚乙烯醇/苯丙乳液对瓦楞纸防水性能的影响
采用质量百分比为70％的表面施胶淀粉、质量百分比为20％的硅酸铝纤维、质量百分比为10％的硅灰石复配得到的表面施胶剂能够最大程度的提高瓦楞纸的横向环压强度和纵向环压强度。
为了提高瓦楞纸的防水性能，在上述表面施胶剂(质量百分比为70％的表面施胶淀粉、质量百分比为20％的硅酸铝纤维、质量百分比为10％的硅灰石复配得到的表面施胶剂)中分别加入占上述表面施胶剂质量百分比为0.5％-5％的AKD、聚乙烯醇或苯丙乳液，配置成为含有不同防水剂的表面施胶剂，在自动涂布机上，将表面施胶剂涂布在瓦楞纸上，控制涂布量约为6g/m2，干燥后，以YXQ-125型圆形取样器取样，在规定条件下，以ZKB-100型纸张表面吸收重量测定仪测其吸湿性，以反映其Cobb值。
如图4所示，苯丙乳液、AKD、聚乙烯醇的添加能够降低瓦楞纸的Cobb值，从而提高其防水性能。其中，苯丙乳液和AKD的添加量在1.5％以上时，瓦楞纸的Cobb值可以降到60g/m2以下，苯丙乳液和AKD的添加量在2.5％以上时，瓦楞纸的Cobb值可以降到50g/m2以下。聚乙烯醇的加入能够最大程度的降低Cobb值，其中，聚乙烯醇的添加量在0.5％时，瓦楞纸的Cobb值即可以降到60g/m2以下；聚乙烯醇的添加量在3.0％以上时，瓦楞纸的Cobb值即可以降到30g/m2以下。这也反映了，针对同一种表面施胶剂，添加不同的防水剂，会得到不同防水性能的瓦楞纸，表面施胶剂和防水剂的配比也会有选择性。
上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种用于瓦楞纸的表面施胶剂，其特征在于，所述表面施胶剂包括第一组分和第二组分，所述第一组分包括表面施胶淀粉、硅酸铝纤维和硅灰石，所述第二组分选自聚乙烯醇、AKD或苯丙乳液；
所述第一组分中，表面施胶淀粉的质量百分比为10％-90％，所述硅酸铝纤维的质量百分比为5％-45％，所述硅灰石的质量百分比为5％-45％；所述第二组分与所述第一组分的质量比例为0.5-5％。
2.根据权利要求1所述的表面施胶剂，其特征在于，所述第一组分中，表面施胶淀粉的质量百分比为55％-75％，所述硅酸铝纤维的质量百分比为15％-30％，所述硅灰石的质量百分比为10％-15％。
3.根据权利要求2所述的表面施胶剂，其特征在于，所述第一组分中，表面施胶淀粉的质量百分比为70％，所述硅酸铝纤维的质量百分比为20％，所述硅灰石的质量百分比为10％。
4.根据权利要求1-3任一所述的表面施胶剂，其特征在于，所述第二组分为聚乙烯醇。
5.根据权利要求4所述的表面施胶剂，其特征在于，所述第二组分与所述第一组分的质量比例为1-5％。
6.根据权利要求5所述的表面施胶剂，其特征在于，所述第二组分与所述第一组分的质量比例为1-3％。
7.根据权利要求1所述的表面施胶剂，其特征在于，所述表面施胶淀粉由以下方法制备得到：
(1)将淀粉与水混匀，形成乳白色的悬浮液，然后加入氧化剂在常温下不断搅拌得到淀粉悬浊液；
(2)向配制好的淀粉悬浊液内通入蒸汽加热，并逐渐升温至93-97℃，使其糊化，形成透明的淀粉胶液；
(3)将淀粉胶液在90-95℃下，通过60目筛网，加水稀释，并保持合适的温度。
8.根据权利要求7所述的表面施胶剂，其特征在于，所述步骤(1)中的氧化剂选自过硫酸铵或过氧化氢。
9.权利要求1-8任一所述的表面施胶剂在制备瓦楞纸中的应用。
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