CN112020546A - 包括淀粉和微原纤化纤维素的胶粘剂的生产方法、波纹纸板和胶粘剂 - Google Patents

包括淀粉和微原纤化纤维素的胶粘剂的生产方法、波纹纸板和胶粘剂 Download PDF

Info

Publication number
CN112020546A
CN112020546A CN201980028349.7A CN201980028349A CN112020546A CN 112020546 A CN112020546 A CN 112020546A CN 201980028349 A CN201980028349 A CN 201980028349A CN 112020546 A CN112020546 A CN 112020546A
Authority
CN
China
Prior art keywords
adhesive
starch
suspension
microfibrillated cellulose
mfc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201980028349.7A
Other languages
English (en)
Inventor
K.巴克福克
I.海斯卡宁
E.绍科宁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stora Enso Oyj
Original Assignee
Stora Enso Oyj
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stora Enso Oyj filed Critical Stora Enso Oyj
Publication of CN112020546A publication Critical patent/CN112020546A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J101/00—Adhesives based on cellulose, modified cellulose, or cellulose derivatives
    • C09J101/02—Cellulose; Modified cellulose
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B29/00—Layered products comprising a layer of paper or cardboard
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B29/00—Layered products comprising a layer of paper or cardboard
    • B32B29/002—Layered products comprising a layer of paper or cardboard as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B29/005—Layered products comprising a layer of paper or cardboard as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material next to another layer of paper or cardboard layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B29/00—Layered products comprising a layer of paper or cardboard
    • B32B29/08—Corrugated paper or cardboard
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B3/00—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form
    • B32B3/26—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer
    • B32B3/28—Layered products comprising a layer with external or internal discontinuities or unevennesses, or a layer of non-planar form; Layered products having particular features of form characterised by a particular shape of the outline of the cross-section of a continuous layer; characterised by a layer with cavities or internal voids ; characterised by an apertured layer characterised by a layer comprising a deformed thin sheet, i.e. the layer having its entire thickness deformed out of the plane, e.g. corrugated, crumpled
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/04—Interconnection of layers
    • B32B7/12—Interconnection of layers using interposed adhesives or interposed materials with bonding properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J101/00—Adhesives based on cellulose, modified cellulose, or cellulose derivatives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J103/00—Adhesives based on starch, amylose or amylopectin or on their derivatives or degradation products
    • C09J103/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J11/00—Features of adhesives not provided for in group C09J9/00, e.g. additives
    • C09J11/08—Macromolecular additives
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21J—FIBREBOARD; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM CELLULOSIC FIBROUS SUSPENSIONS OR FROM PAPIER-MACHE
    • D21J1/00—Fibreboard
    • D21J1/10—After-treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/12—Coating on the layer surface on paper layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2255/00—Coating on the layer surface
    • B32B2255/24—Organic non-macromolecular coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/72—Density
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/748—Releasability
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L1/00—Compositions of cellulose, modified cellulose or cellulose derivatives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L3/00—Compositions of starch, amylose or amylopectin or of their derivatives or degradation products
    • C08L3/02—Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Wrappers (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Adhesive Tapes (AREA)

Abstract

本发明涉及胶粘剂生产方法，其中所述方法包括以下步骤：提供包括淀粉的悬浮液；通过碱或温度处理使淀粉溶胀或者通过将淀粉悬浮物蒸煮以形成淀粉悬浮液；提供包括微原纤化纤维素的悬浮液，该悬浮液具有10％重量以上的固含量；向所形成的淀粉悬浮液或者在淀粉的溶胀或蒸煮之前或期间向包括淀粉的悬浮液添加包括微原纤化纤维素的悬浮液以产生胶粘剂。本发明进一步涉及波纹纸板和胶粘剂。

Description

包括淀粉和微原纤化纤维素的胶粘剂的生产方法、波纹纸板 和胶粘剂
技术领域
本发明涉及用于波纹纸板(瓦楞纸板，corrugated board)的胶粘剂的生产方法，其中所述胶粘剂包括淀粉和高固含量微原纤化纤维素。本发明还涉及包括所述胶粘剂的波纹纸板和根据所述方法生产的胶粘剂。
背景技术
波纹纸板是可转化成不同类型包装方案的包装材料。波纹纸板是基于纤维的材料，其包括：波纹芯纸(medium)(瓦楞(fluting))，也称作瓦楞原纸或芯纸；和附着到瓦楞芯纸的表面上的至少一张平版(flat)衬纸(liner)或衬板(linerboard)，从而形成夹心体结构。将称作波纹芯纸的中心纸层使用瓦楞机通过利用热、水分和压力而形成为波纹形状。将一张或两张称作衬纸的平版纸胶合至波纹芯纸的末端。如在Kirwan M.,J.,Paper andPaperboard，Packaging Technology,Blackwell Publishing 2005中描述的，所述夹心体可以不同方式例如以单、双、和三壁形式形成。
存在不同种类的波纹纸板品质，并且这些可能包括不同类型的衬纸和波纹芯纸。不同类型衬纸的实例为牛皮衬纸(kraftliner)、白色顶级(white top)牛皮衬纸和测试衬纸(testliner)。牛皮衬纸典型地由可为漂白的或者未漂白的牛皮纸浆生产并且包括一个或多个层，其中顶层经常被优化以提供良好的印刷用表面和良好的防潮性。测试衬纸主要由再循环(回收，recycled)旧波纹纸板生产并且多数做成两个层。虽然第一层通常总是包括再循环纤维，但是顶层可能含有例如原生纤维以提供更好的品质。对于波纹芯纸，典型地使用再循环或半化学纤维。
所有波纹纸板品质的共同之处是，它们是由高比例的可再循环材料制成的，这使得其与许多其它包装材料相比为可持续包装材料。
将波纹芯纸用胶粘剂接合或者粘附至平版衬纸。可使用第二胶粘剂施加步骤对波纹芯纸在背面上进行处理，之后附着第二衬纸，以产生形成双面波纹纸板。在波纹纸板的制造中最常用基于淀粉的胶粘剂。基于淀粉的胶粘剂典型地为由如下组成的4组分体系：载体或经蒸煮淀粉，生淀粉组分，烧碱，和硼砂。最终胶粘剂的物理性质和化学反应性可通过多种手段例如使用改性淀粉、通过改变硼砂浓度或者使用其它交联剂而调节。
所生产的波纹纸板的常见问题是，它们往往向上或向下卷曲。该问题也称作翘曲。波纹纸板卷曲的最常见原因是由于衬纸之间的水分不平衡引起的。卷曲经常在波纹纸板的转化步骤中导致问题，其中所述纸板被卡住并且无法穿过转化机，从而造成生产损失。控制波纹纸板卷曲的一种方式是在所述纸板的生产期间控制水分含量。这例如描述于US4134781中。控制或减少卷曲的另一方式是精心地选择所用胶粘剂和胶粘剂施加方法。这例如描述于WO11160049中，WO11160049描述了用于减少所述纸板的卷曲的某一类型的胶粘剂。当生产更轻质产品时，卷曲或翘曲的问题是越来越多的问题。
波纹纸板的另一常见问题是洗衣板效果(效应)，也称作洗衣板化。对于在顶层中包括越低克重衬纸的波纹纸板，该效果越明显。洗衣板化是由波纹纸板制造过程产生的不期望的效果，这在对表面进行印刷之后可能变得甚至更加可见。除了光学印刷密度方面的差异之外，其还可能降低印刷品质。洗衣板效果通常是作为界面胶粘剂铺展/吸收以及在干燥期间在衬纸和瓦楞之间胶粘剂的收缩的效果而关联的。随着胶粘剂干燥，衬纸可呈现瓦楞的轮廓。所生产的波纹纸板的该不平坦表面因此称作洗衣板化。洗衣板化的程度取决于许多不同特征，例如各个波纹纸板材料的刚度、所用胶粘剂的固含量以及所施加胶粘剂的量。如果在波纹纸板的生产期间施加过量的胶粘剂，洗衣板效果提高。在施加太少胶粘剂(这将导致不足的层合)和太多胶粘剂(这将提高洗衣板效果)之间经常存在平衡。而且，如果胶粘剂具有高固体内容物淀粉和高的粘度，则洗衣板效果可降低。然而，当在胶粘剂中使用更高量的淀粉时，粘结强度降低。
此外，通过设法使产品更轻质，即通过降低所述纸板的克重，胶的施加变得更苛刻并且产品性质例如洗衣板化、平坦性、翘曲和可印刷性的问题增加。因此，对于未印刷表面均可识别出洗衣板化，但是其也造成差的印刷品质，因为波浪状表面对于印刷不是最佳的并且这导致所印刷的表面获得非常不均匀的外观。
因此，需要解决以上对于波纹纸板所提及的问题。更优选地，该方案应当还是既成本划算的，又环境友好的。
发明内容
本发明的一个目的是生产消除或减轻现有技术的缺点的至少一些的胶粘剂和波纹纸板。更具体的目的包括提供如下胶粘剂：其使得可生产具有降低的洗衣板效果和卷曲趋势的波纹纸板。
本发明通过所附独立权利要求定义。在所附从属权利要求中和在以下描述中阐述多种实施方式。
本发明涉及胶粘剂生产方法，其中所述方法包括以下步骤：提供包括淀粉的悬浮液；通过碱或温度处理使淀粉溶胀或者通过将淀粉悬浮物蒸煮以形成淀粉悬浮液；提供包括微原纤化纤维素的悬浮液，该悬浮液具有10％重量以上(高于10％重量)的固含量；向所形成的淀粉悬浮液或者在淀粉的溶胀或蒸煮之前或期间向包括淀粉的悬浮液添加包括微原纤化纤维素的悬浮液以产生胶粘剂。已经惊讶地发现，可通过使用高稠度MFC生产用于波纹纸板的胶粘剂。发现，当将根据本发明的胶粘剂用于波纹纸板中时，卷曲和洗衣板趋势均强烈地减少。
胶粘剂优选地包括胶粘剂的总固体内容物的50重量％以上、更优选地70重量％以上的量的淀粉。胶粘剂优选地包括胶粘剂的总固体内容物的0.5-50重量％之间、优选地胶粘剂的总固体内容物的5-40重量％之间或者甚至更优选10-30重量％之间的量的微原纤化纤维素。胶粘剂中的淀粉和MFC的最佳量例如取决于所用MFC的品质、所用淀粉的类型和所要实现的最终胶粘剂的期望性质。
胶粘剂中的淀粉优选为天然淀粉。
悬浮液的微原纤化纤维素优选地通过酶法处理而生产。微原纤化纤维素可通过组合的酶法和机械处理而生产。已经发现，当使用高稠度的酶法生产的微原纤化纤维素时，可生产具有稳定性质的胶粘剂。
所添加的微原纤化纤维素的温度优选为30℃以上、优选地50℃以上。重要的是，当在淀粉的蒸煮期间或之后添加包括微原纤化纤维素的悬浮液时，即在也提高淀粉的温度时，提高所述悬浮液的温度。这样，所生产的胶粘剂更均匀，这导致更好品质的胶粘剂，其使得可生产具有减少的洗衣板化和卷曲问题的波纹纸板。
本发明进一步涉及波纹纸板，其包括波纹芯纸和衬纸以及布置成将瓦楞状波纹芯纸附着至衬纸的胶粘剂，其中胶粘剂包括淀粉和高稠度微原纤化纤维素，特征在于胶粘剂的微原纤化纤维素具有10％重量以上的固含量。
波纹纸板优选地包括2-20g/m2(干)的量的胶粘剂。
波纹纸板的衬纸优选地具有160g/m2以下的克重。已经发现可降低所生产的波纹纸板的重量而不实现洗衣板化和/或卷曲的问题。
本发明还涉及胶粘剂，其中所述胶粘剂包括淀粉和高稠度微原纤化纤维素，特征在于微原纤化纤维素具有10％重量以上的固含量。
胶粘剂优选地包括基于胶粘剂的总的干固体内容物的0.1-50重量％之间、优选地5-40重量％之间或者甚至更优选地10-30重量％之间的微原纤化纤维素。微原纤化纤维素优选地是通过酶法处理而生产的。
胶粘剂优选地包括基于微原纤化纤维素的量的0.1-15％重量的的量的糖。
胶粘剂优选地具有10-45重量％、优选地20-40％重量之间的固含量。发现，可生产具有改善的稳定性并且将更少渗透到所应用产品中的包括具有高的干含量的微原纤化纤维素的胶粘剂。
具体实施方式
本发明涉及胶粘剂生产方法，其中所述方法包括如下步骤：提供包括淀粉的悬浮液；通过碱或温度处理使淀粉溶胀或者通过将淀粉悬浮物蒸煮以形成淀粉悬浮液；提供包括微原纤化纤维素的悬浮液，该悬浮液具有10％重量以上的固含量；向所形成的淀粉悬浮液或者在淀粉的溶胀或蒸煮之前或期间向包括淀粉的悬浮液添加包括微原纤化纤维素的悬浮液以产生胶粘剂。
胶粘剂尤其适合于生产波纹纸板，因为其解决了关于波纹纸板的许多问题例如洗衣板化、翘曲等。然而，胶粘剂也可用于其中通常使用基于淀粉的胶粘剂的其它最终应用，例如，纸、纸板的层合或类似最终用途。
已经表明在用于波纹纸板的胶粘剂中使用高稠度微原纤化纤维素影响在低剪切速率下胶粘剂的粘度行为，我们相信这对在波纹芯纸和衬纸之间的界面中的胶粘剂凝结(硬化，setting)行为和铺展有大的影响。控制在低剪切速率下胶粘剂的流动行为(例如在不改变在更高剪切速率下的可流动性的情况下)的能力对于胶粘剂保持(hold-out)在吸收性或多孔基底例如波纹纸和/或衬纸上是重要的。此外，通过高稠度MFC的添加，胶粘剂的流变性质也被积极地影响。保水值是另一重要参数，惊讶地发现通过在胶粘剂中使用高稠度MFC，其得以改善。胶粘剂的保水是度量胶粘剂停留在基底表面上并且不太深地渗透到基底中的能力的一种方式。保水值是多少液体被从胶粘剂转移至基底的量度。高稠度MFC的使用表明，对于波纹纸板，保水值得以改善，从而导致减少的洗衣板化和翘曲的问题。通过本发明，惊讶地发现，可生产在高的固含量下的具有低的粘度、良好的保水值的胶粘剂。
通过在根据本发明的胶粘剂的生产期间利用高稠度MFC，惊讶地发现，可生产具有提高的干含量，但是具有良好的稳定性和更少凝胶化即退化(retrogradation)问题的胶粘剂。包括MFC的悬浮液的固含量为10％重量以上、优选地10-30％重量之间。微原纤化纤维素典型地具有强的凝胶形成性质并且难以处理具有高的干含量例如10％以上干含量的MFC悬浮液。生产高稠度MFC悬浮液或者在用于生产胶粘剂之前将包括MFC的悬浮液脱水可为可能的。发现，通过使用高稠度MFC，可提高胶粘剂的固含量而不负面影响胶粘剂的流变性质。因此，需要将更少量的水添加至波纹纸板。因此，可实现在使用MFC情况下的优点，即改善的胶粘剂铺展和凝结到波纹纸板上/中，而没有在添加太多水情况下的缺点。发现，根据本发明的胶粘剂将强烈地减少洗衣板化效果并且减少波纹纸板的卷曲或翘曲趋势。
使用本发明的另一益处是，可提高胶粘剂中的微原纤化纤维素的量，这将导致胶粘剂更好的机械稳定性，尤其是在潮湿条件下。而且，已经表明在不同pH下的稳定性改善。还已经发现，通过提高胶粘剂中的MFC的量，可减少硼砂或其它添加剂的量。代替地，可使用更环境友好的交联剂。因此，产生了更环境友好的胶粘剂。
包括微原纤化纤维素的悬浮液还可包括氢封端用化学品，即，促进更高固体MFC的生产的添加剂。氢封端用化学品可为淀粉、羧甲基纤维素(CMC)、半纤维素或水溶性聚合物例如聚乙烯醇(PVA)或聚氧化乙烯(PEO)。期望的是，高固体MFC快速分散在水中而不形成团块或更大的絮凝体。氢封端用化学品优选地在MFC的生产之前或期间添加，即添加至在酶法和/或机械处理之前或期间的纤维素纤维。
已经发现，通过使用通过酶法处理而生产的微原纤化，所生产的胶粘剂的稳定性更稳定。针对该结果的一个理论是，酶法生产的MFC的结晶性提高。提高的结晶性使得更容易预测在胶粘剂中MFC的溶胀。用于生产MFC的酶优选地影响半纤维素，例如为木聚糖酶或者甘露聚糖酶或者影响纤维素的酶例如纤维素酶。所述酶将使纤维素纤维以使得结晶性提高的方式分解。用于生产MFC的酶法处理可单独进行或者与机械处理组合进行。酶法处理将促进机械处理并且因此也促进MFC的生产。
使用通过酶法处理而生产的MFC的另一优点是，MFC将包括糖例如单糖、二糖、低聚糖和/或多糖(不包括纤维或原纤维形式的多糖)，这将改善MFC悬浮液的流变学性质。因此，将更容易处理高稠度的MFC悬浮液。而且，糖的存在还将改善胶粘剂的稳定性，因为它们还往往防止或减少凝胶化。胶粘剂可优选地包括基于微原纤化纤维素的量的0.1-15％重量、优选地0.5-10％重量之间的量的糖。
通过使用MFC的酶法处理，也可产生具有高稠度的MFC悬浮液，即在包括MFC的悬浮液的添加之前不必将所述悬浮液脱水。在添加至包括淀粉的悬浮液之前，优选不将包括MFC的悬浮液脱水。
胶粘剂是基于淀粉的水性胶粘剂，所述淀粉可提取自各种各样的植物。最常见植物的一些为玉米、小麦、稻、土豆、木薯和豌豆。淀粉优选为天然的，即，未进行淀粉的改性。胶粘剂还可包括水、氢氧化钠、改性淀粉、糊精和/或硼酸。还可添加其它添加剂，例如用于改善湿强度或胶粘剂粘合强度的添加剂。而且，可添加用于改善例如防潮性或凝胶化行为的其它功能化学品例如硼砂、乙二醛或其混合物。
胶粘剂优选地包括生淀粉组分。胶粘剂还可包括淀粉载体介质。生淀粉组分意指未蒸煮淀粉粒子，其可通过例如碱处理、温度处理和/或通过现有技术中已知的其它处理而被部分地溶胀。淀粉载体介质意指经蒸煮的溶解的淀粉或冷水可溶解的淀粉。可在淀粉的溶胀或蒸煮之前或期间将包括微原纤化纤维素的悬浮液添加至包括淀粉的悬浮液。在溶胀或蒸煮处理之后添加包括微原纤化纤维素的悬浮液也可为可能的。可将包括微原纤化纤维素的悬浮液与任何其它添加剂一起或者分开地，例如与生淀粉组分、碱和/或硼砂一起添加至淀粉悬浮液。
除了包括淀粉的类型、改性、添加剂、温度、pH、固含量和离子强度之外，胶粘剂的粘度还取决于许多参数。在胶粘剂中使用MFC使淀粉的不受控制的退化减少。
胶粘剂是通过将包括淀粉和微原纤化纤维素的胶粘剂的组分以如现有技术中描述的并且将为本领域技术人员所公知的任何常规方式混合而形成。优选的是，胶粘剂是通过包括如下步骤而形成的：通过碱或温度处理将淀粉溶胀以形成生淀粉组分，和在淀粉的溶胀之前、期间或之后添加微原纤化纤维素。胶粘剂也可通过如下形成：将淀粉蒸煮以形成淀粉载体介质，和在淀粉的蒸煮之前、期间或之后添加微原纤化纤维素。微原纤化纤维素优选地以含水悬浮液的形式，以脱水、浓缩和/或干燥形式添加至淀粉。在添加至淀粉之前提高所添加的微原纤化纤维素、优选地包括MFC的悬浮液的温度可为优选的。如果提高淀粉的温度，这是尤其重要的。通过也将MFC在添加之前加热，淀粉和MFC之间的温度差异减小，这将导致形成更均匀的胶粘剂。所添加的微原纤化纤维素的温度优选为30℃以上、更优选50℃以上、甚至更优选70℃以上。MFC的温度可为50-90℃之间、更优选地60-80℃之间。此外，调节所添加的微原纤化纤维素、优选地包括微原纤化纤维素的悬浮液的pH，使得MFC的pH与MFC所添加至的淀粉或者包括淀粉的混合物的pH类似。
也可将MFC和淀粉的混合物在胶粘剂的形成期间机械或温度处理。例如，可使用高剪切混合和/或喷射蒸煮。
本发明还涉及波纹纸板，其包括波纹芯纸和衬纸以及布置在波纹芯纸和衬纸之间使得波纹芯纸附着至衬纸的胶粘剂，其中胶粘剂包括淀粉和高稠度微原纤化纤维素，特征在于胶粘剂的微原纤化纤维素具有10％重量以上的固含量。波纹纸板包括至少一张波纹芯纸和至少一张衬纸。波纹纸板优选地包括至少两张衬纸和至少一张波纹芯纸。波纹纸板也可包括多于一张波纹芯纸和多于两张衬纸。将衬纸通过胶粘剂附着至波纹芯纸的至少一个表面。优选地将胶粘剂施加在瓦楞状波纹芯纸的至少一个表面上并且之后将衬纸附着至所述表面。
波纹纸板衬纸和/或波纹芯纸可通过任何种类的纸浆例如化学纸浆、机械纸浆、热机械纸浆和化学热机械纸浆(CTMP)、和中性亚硫酸盐半化学(NSSC)纸浆生产。纸浆可进一步地为原生和再循环纸浆的任一种。
波纹纸板优选地包括2-20g/m2(干)的量的胶粘剂。
波纹纸板优选地包括具有低克重(优选地160g/m2以下)的衬纸。惊讶的是，即使使用低克重衬纸，通过使用根据本发明的胶粘剂，洗衣板化问题也强烈减少。因此，本发明使得可生产更轻质产品。
本发明进一步涉及用于波纹纸板的胶粘剂，其中所述胶粘剂包括淀粉和高稠度微原纤化纤维素，在胶粘剂的生产期间所述微原纤化纤维素具有10重量以上的固含量。
胶粘剂优选地包括基于胶粘剂的总的干固体内容物的0.1-50重量％的微原纤化纤维素。
胶粘剂的固含量优选为10-45％重量之间。通过本发明，可生产更高干含量的胶粘剂。
在本专利申请的范围内，微原纤化纤维素(MFC)意指至少一个维度小于100nm的纳米级纤维素颗粒纤维或原纤维。MFC包括部分地或者完全地原纤化的纤维素或木质纤维素纤维。所释放的原纤维具有小于100nm的直径，而实际原纤维直径或颗粒尺寸分布和/或纵横比(长度/宽度)取决于来源和制造方法。最小的原纤维被称作基本(elementary)原纤维并且具有大约2-4nm的直径(参见例如Chinga-Carrasco,G.,Cellulose fibres,nanofibrils and microfibril s,:The morphological sequence of MFC componentsfrom a plant physiology and fibre technology point of view,Nanoscale researchletters 2011,6:417)，然而常见的是，基本原纤维的聚集形式，也被称作微原纤维(Fengel,D.,Ultrastructural behavior of cell wall polysaccharides,Tappi J.,March 1970,Vol 53,No.3.)，是当(例如通过使用延长打浆工艺或者降压解碎工艺)制造MFC时获得的主要产物。取决于来源和制造工艺，原纤维的长度可从约1到大于10微米变化。粗制MFC等级可能含有显著部分的原纤化纤维，即从管胞(纤维素纤维)突出的原纤维，并且具有一定量的从管胞(纤维素纤维素)释放的原纤维。
对于MFC存在不同的首字母缩写例如纤维素微原纤维、原纤化纤维素、纳米原纤化纤维素、原纤维聚集体、纳米级纤维素原纤维、纤维素纳米纤维、纤维素纳米原纤维、纤维素微纤维、纤维素原纤维、微原纤维状纤维素、微原纤维聚集体和纤维素微原纤维聚集体。MFC还可特征在于各种物理或物理化学性质例如大的表面积或者其在分散于水中时以低的固体(1-5重量％)形成凝胶状材料的能力。纤维素纤维优选地被原纤化至这样的程度：当对于冷冻干燥材料用BET方法测定时，所形成的MFC的最终比表面积为约10-约300m2/g、或者更优选地30-200m2/g。
存在多种制造MFC的方法，例如单或多遍打浆，预水解和之后打浆或者高剪切解碎或释放原纤维。为了使MFC制造既节能又可持续，通常需要一个或多个预处理步骤。因此，可将所要供应的纸浆的纤维素纤维以酶法或以化学方式预处理，例如以减少半纤维素或木质素的量。可将纤维素纤维在原纤化之前化学改性，其中纤维素分子含有在原始纤维素中发现的之外(以外)的官能团。这样的基团尤其包括羧甲基(CMC)、醛和/或羧基(通过N-氧基介导的氧化例如“TEMPO”获得的纤维素)、或季铵(阳离子型纤维素)。在以上述方法之一改性或氧化之后，更容易将纤维解碎成MFC或纳米原纤维尺寸或NFC。
纳米原纤维状纤维素可含有一些半纤维素；量取决于植物来源。经预处理的纤维例如经水解、预溶胀、或氧化的纤维素原材料的机械解碎使用合适的设备例如打浆机、研磨机、均质器、除胶器、摩擦研磨机、超声处理器、流化器例如微流化器、大流化器或流化器型均质器进行。取决于MFC制造方法，产物还可能含有细屑、或纳米结晶纤维素或者例如存在于木纤维中或造纸工艺中的其它化学品。产物还可能含有各种量的尚未被有效地原纤化的微米尺寸的纤维颗粒。
MFC由来自阔叶木或针叶木纤维两者的木纤维素纤维生产。其也可由微生物来源、农业纤维例如小麦秸秆纸浆、竹子、甘蔗渣、或其它非木纤维来源制成。其优选地由包括如下在内的纸浆制成：来自原生纤维的纸浆，例如机械、化学和/或热机械纸浆。其也可由损纸或再循环纸制成。
MFC的上述定义包括，但不限于，新提出的关于纤维素纳米原纤维(CNF)的TAPPI标准W13021，其定义纤维素纳米纤维材料包含具有结晶性区域和无定形区域两者、具有拥有5-30nm宽度的高的纵横比和通常大于50的纵横比的多种基本原纤维。
实施例：
如以下所描述那样即根据Stein Hall方法制备不同胶粘剂。
首先通过如下制备预溶胀淀粉批次(“参照物0”)：将淀粉粒子(大麦淀粉)混入水中，然后通过添加NaOH而提高pH，使得NaOH的总浓度为约1重量％，同时将温度升高至40-45℃。之后将该淀粉批次混合约15min，之后如以下所描述的那样添加另外的淀粉和添加剂。淀粉的浓度为9重量％。
参照物1.对比例–基于淀粉的胶粘剂。将202g预溶胀淀粉(“0”)与433g淀粉糊(35％)、以及65g水混合，之后将其在升高的温度下混合。(将淀粉粒子在约30-35℃下分散在水中，从而形成“淀粉分散体或淀粉糊”)。
参照物2.对比例：具有5重量％MFC-A的基于淀粉的胶粘剂。将202g预溶胀淀粉与71g的MFC-A(4.5重量％)以及400g淀粉糊(35重量％)混合。
参照物3.试验1(将2重量％的MFC-B按5重量％添加)。将202g预溶胀淀粉与29g的MFC-B(2重量％)以及401g淀粉糊(35重量％)混合。
参照物4.试验2(将4重量％的MFC-B按5重量％添加)。将202g预溶胀淀粉与202g的MFC-B1(4重量％)以及387g淀粉糊(35重量％)混合。
参照物5.试验3(将8重量％的MFC-B按5重量％添加)。将202g预溶胀淀粉与101.6g的MFC-B1(8重量％)以及387g淀粉糊(35重量％)混合。
参照物6.试验4(将11.25重量％的MFC-B按5重量％添加)。将202g预溶胀淀粉与72g高固含量MFC(11.25重量％)以及387g淀粉糊(35重量％)混合。
通过如下以4.5％的固含量制备MFC-A：将酶处理的牛皮纸浆机械打浆并且均化，直至凝胶变得部分地透明并且粘性。
通过组合的酶法处理和机械处理以12.2％的固含量制备MFC-B。将样品稀释至不同的固含量以展现不同固含量的MFC在胶粘剂中的效果。
用根据TAPPI试验方法T 701pm 01的静态保水方法测量保水。
根据SCAN-P 50:84使用布鲁克菲尔德流变仪即在100rpm下测量粘度。
低稠度MFC为通过纤维的机械解碎而制成的商业MFC。
结果呈现于表1中。
表1.结果
胶粘剂 0 1 2 3 4 5 6
pH终点 13 12.5 12.4 12.5 12.5 12.3 12.3
100rpm粘度 cp 2400 430 3400 1900 833 1225 1020
温度 ℃ 40 35 38 34 33 40 39
保水 g/m<sup>2</sup> 963 157 244 195 153 132
固含量 重量％ 9 25.5 20.4 26.8 21.6 24.9 24
参照物“0”为淀粉基础物(仅淀粉和NaOH和水，预溶胀)
如可从以上结果看出的，包括MFC-A的胶粘剂(“参照物2”)即使胶粘剂的固含量相对低也导致具有非常高粘度和保水值的胶粘剂。与胶粘剂2相比，胶粘剂3-5均具有更低的粘度和保水值，然而，这些胶粘剂的保水值仍然相当高。对于根据本发明生产的胶粘剂6可看到最佳结果，其中在相对高固含量下的粘度和保水值均显示出良好的值。因此，本发明使得可生产如下的胶粘剂：所述胶粘剂显示出改善的粘度，其导致改善的胶粘剂凝结行为和铺展性质，同时保水值良好，这将导致在所添加基底上的粘附的浓度的更好控制，这将减少波纹纸板的洗衣板化和翘曲的问题。
根据本发明的以上详细描述，其它改动和变型对于本领域技术人员将变得明晰。然而，应明晰，这样的其它改动和变型可在不背离本发明的精神和范围的情况下实现。

Claims (16)

1.胶粘剂生产方法，其中所述方法包括以下步骤：
-提供包括淀粉的悬浮液，
-通过碱或温度处理使淀粉溶胀或者通过将淀粉悬浮物蒸煮以形成淀粉悬浮液，
-提供包括微原纤化纤维素的悬浮液，该悬浮液具有10％重量以上的固含量，
-向所形成的淀粉悬浮液或者在淀粉的溶胀或蒸煮之前或期间向包括淀粉的悬浮液添加包括微原纤化纤维素的悬浮液以产生胶粘剂。
2.根据权利要求1的方法，其中胶粘剂包括胶粘剂的总固体内容物的50重量％以上的量的淀粉。
3.根据前述权利要求任一项的方法，其中胶粘剂包括胶粘剂的总固体内容物的0.5-50重量％之间的量的微原纤化纤维素。
4.根据前述权利要求任一项的方法，其中胶粘剂中的淀粉为天然淀粉。
5.根据前述权利要求任一项的方法，其中微原纤化纤维素是通过酶法处理而生产的。
6.根据权利要求5的方法，其中微原纤化纤维素是通过组合的酶法和机械处理而生产的。
7.根据权利要求5或6任一项的方法，其中包括微原纤化纤维素的悬浮液还包括糖。
8.根据前述权利要求任一项的方法，其中所添加的微原纤化纤维素的温度为30℃以上。
9.波纹纸板，其包括波纹芯纸和衬纸以及布置成将瓦楞状波纹芯纸附着至衬纸的胶粘剂，其中胶粘剂包括淀粉和高稠度微原纤化纤维素，特征在于胶粘剂的微原纤化纤维素具有10％重量以上的固含量。
10.根据权利要求9的波纹纸板，其中所述纸板包括2-20g/m2(干)的量的胶粘剂。
11.根据权利要求9或10的波纹纸板，其中波纹纸板的衬纸具有160g/m2以下的克重。
12.胶粘剂，其中所述胶粘剂包括淀粉和高稠度微原纤化纤维素，特征在于微原纤化纤维素具有10％重量以上的固含量。
13.根据权利要求12的胶粘剂，其中胶粘剂包括基于胶粘剂的总的干固体内容物的0.1-50重量％之间的微原纤化纤维素。
14.根据权利要求12或13任一项的胶粘剂，其中胶粘剂具有10-45重量％的固含量。
15.根据权利要求12-14任一项的胶粘剂，其中胶粘剂包括糖。
16.根据权利要求1-8任一项的方法生产的胶粘剂。
CN201980028349.7A 2018-04-25 2019-04-25 包括淀粉和微原纤化纤维素的胶粘剂的生产方法、波纹纸板和胶粘剂 Pending CN112020546A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE1850499-3 2018-04-25
SE1850499A SE542997C2 (en) 2018-04-25 2018-04-25 A method to produce an adhesive comprising starch and microfibrillated cellulose, a corrugated board and an adhesive
PCT/IB2019/053410 WO2019207516A1 (en) 2018-04-25 2019-04-25 A method to produce an adhesive comprising starch and microfibrillated cellulose, a corrugated board and an adhesive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112020546A true CN112020546A (zh) 2020-12-01

Family

ID=68295069

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980028349.7A Pending CN112020546A (zh) 2018-04-25 2019-04-25 包括淀粉和微原纤化纤维素的胶粘剂的生产方法、波纹纸板和胶粘剂

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20210108110A1 (zh)
EP (1) EP3784744A4 (zh)
JP (1) JP2021522380A (zh)
CN (1) CN112020546A (zh)
BR (1) BR112020021756A2 (zh)
SE (1) SE542997C2 (zh)
WO (1) WO2019207516A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112521871A (zh) * 2020-12-29 2021-03-19 太尔胶粘剂(广东)有限公司 一种保温棉用水性胶粘剂及其制备方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7089178B2 (ja) * 2018-07-23 2022-06-22 ダイキン工業株式会社 全熱交換素子およびその製造方法
MX2022001055A (es) * 2019-08-05 2022-02-21 Intpro Llc Metodo de control de humedad especifica para papel en una banda de papel itinerante.
FR3108618B1 (fr) * 2020-03-31 2023-05-26 Tereos Starch & Sweeteners Europe Composition adhesive comprenant de la pulpe de betterave
SE544848C2 (en) * 2020-06-01 2022-12-13 Stora Enso Oyj A method for the production of an adhesive component and an adhesive comprising starch and microfibrillated cellulose

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100291822A1 (en) * 2009-05-18 2010-11-18 Anil Netravali Starch based composites and process of manufacture
WO2011068457A1 (en) * 2009-12-03 2011-06-09 Stora Enso Oyj A process for production of a paper or paperboard product
CN102112509A (zh) * 2008-07-31 2011-06-29 国立大学法人京都大学 含有不饱和聚酯树脂和微纤化植物纤维的成型材料
CN103590281A (zh) * 2012-08-14 2014-02-19 金东纸业（江苏）股份有限公司 表胶液及应用该表胶液的施胶纸
US20160194527A1 (en) * 2015-01-05 2016-07-07 Ecosynthetix Inc. Cold-set biobased laminating adhesive for paper or paperboard products, and packaging materials

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5855659A (en) * 1997-05-13 1999-01-05 Corn Products International, Inc. Instant corrugating adhesive
FR2842222B1 (fr) * 2002-07-10 2004-09-24 Roquette Freres Procede de traitement d'ennoblissement d'une nappe fibreuse au moyen d'une composition adhesive a base de polymere(s), contenant une combinaison particuliere de saccharides
JP2007253490A (ja) * 2006-03-24 2007-10-04 Oji Paper Co Ltd 両面段ボールシート及び段ボール箱
SE536744C2 (sv) * 2010-05-12 2014-07-08 Stora Enso Oyj En process för tillverkning av en komposition innehållande fibrillerad cellulosa och en komposition
US9790350B2 (en) * 2012-08-01 2017-10-17 Cornell University Crosslinked native and waxy starch resin compositions and processes for their manufacture
WO2015048615A1 (en) * 2013-09-30 2015-04-02 Celanese Acetate Llc Adhesives that include plasticized starch derivatives and methods and articles relating thereto
JP6536795B2 (ja) * 2014-03-28 2019-07-03 新東海製紙株式会社 段ボール用中芯原紙及び段ボール
DE102015226578A1 (de) * 2015-12-22 2017-06-22 Tesa Se Verfahren zur Herstellung von farblosen und alterungsstabilen Haftklebemassen auf Polyacrylatbasis
US10954634B2 (en) * 2016-01-19 2021-03-23 Gpcp Ip Holdings Llc Nanofibrillated cellulose ply bonding agent or adhesive and multi-ply absorbent sheet made therewith
CN105542676B (zh) * 2016-01-26 2017-11-10 中南林业科技大学 一种以纳米氧化纤维素浆液为母体的淀粉胶黏剂及其制备方法
CN107286865A (zh) * 2017-07-11 2017-10-24 合肥龙发包装有限公司 一种瓦楞纸板胶黏剂
US11332647B2 (en) * 2017-08-14 2022-05-17 Borregaard As Microfibrillated cellulose as rheology modifier in adhesives
CN107779122B (zh) * 2017-11-17 2019-07-02 广东玉兰集团股份有限公司 一种淀粉胶粘剂及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102112509A (zh) * 2008-07-31 2011-06-29 国立大学法人京都大学 含有不饱和聚酯树脂和微纤化植物纤维的成型材料
US20100291822A1 (en) * 2009-05-18 2010-11-18 Anil Netravali Starch based composites and process of manufacture
WO2011068457A1 (en) * 2009-12-03 2011-06-09 Stora Enso Oyj A process for production of a paper or paperboard product
CN103590281A (zh) * 2012-08-14 2014-02-19 金东纸业（江苏）股份有限公司 表胶液及应用该表胶液的施胶纸
US20160194527A1 (en) * 2015-01-05 2016-07-07 Ecosynthetix Inc. Cold-set biobased laminating adhesive for paper or paperboard products, and packaging materials

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
NAMRATA V. PATIL: "Microfibrillated cellulose-reinforced nonedible starch-based thermoset biocomposites", 《JOURNAL OF APPLIED POLYMER SCIENCE》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112521871A (zh) * 2020-12-29 2021-03-19 太尔胶粘剂(广东)有限公司 一种保温棉用水性胶粘剂及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
SE542997C2 (en) 2020-09-22
JP2021522380A (ja) 2021-08-30
EP3784744A1 (en) 2021-03-03
US20210108110A1 (en) 2021-04-15
EP3784744A4 (en) 2022-01-05
BR112020021756A2 (pt) 2021-01-26
SE1850499A1 (en) 2019-10-26
WO2019207516A1 (en) 2019-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110088220B (zh) 包含含有淀粉和细微原纤化纤维素的粘合剂的瓦楞纸板
EP3350370B1 (en) A method for producing a film having good barrier properties
CN112020546A (zh) 包括淀粉和微原纤化纤维素的胶粘剂的生产方法、波纹纸板和胶粘剂
JP7308851B2 (ja) 第１のプライを含む製品の製造方法
EP3814137A1 (en) A ply of a linerboard and a light weight linerboard for corrugated board
CN111315929B (zh) 制备纸板的方法、纸板和瓦楞纸板
CN112334255A (zh) 用于瓦楞纸板的轻质衬板
EP4157956A1 (en) A method to produce an adhesive component comprising starch and microfibrillated cellulose, an adhesive and products
BR112019008755B1 (pt) Papelão corrugado, adesivo para papelões corrugados e método para produzir um papelão corrugado

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20201201