CN113389079A - 一种防潮抗压纸箱及制备方法 - Google Patents

一种防潮抗压纸箱及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于纸箱制造技术领域，具体涉及一种防潮抗压纸箱及制备方法。本发明提供的防潮抗压纸箱，由防潮抗压纸板制成，防潮抗压纸板由n层波纹状的芯纸和n+1层平整的片纸交替粘贴制成。本发明提供的防潮抗压纸箱，其纸板表面具有疏水的固体石蜡薄膜层，能够有效阻止潮湿环境中水汽对纸箱的入侵作用，从而在潮湿环境中维持较高的刚度和较强的抗压能力。在制造纸板时，本发明在纸浆中加入预支撑纳米复合颗粒并配合提拉镀膜的方法，实现了先粘贴得到瓦楞纸板后镀制防水膜，从而巧妙地规避了防水镀膜对瓦楞纸板粘贴强度产生的不利影响。此外，本发明还发现将预支撑纳米复合颗粒分散于纸浆中可有效抑制纸板弯曲变形。

Description

一种防潮抗压纸箱及制备方法
技术领域
本发明属于纸箱制造技术领域，具体涉及一种防潮抗压纸箱及制备方法。
背景技术
瓦楞纸箱是应用最为广泛的包装制品，用量一直是各种包装制品之首。半个多世纪以来，瓦楞纸箱以其优越的使用性能和良好的加工性能逐渐取代了木箱等运输包装容器，成为运输包装的主力军。瓦楞纸箱除了具有保护商品、便于仓储运输之外，还起到美化宣传商品的作用。
然而，瓦楞纸箱属于纸制品，纸品中含有大量纤维素、木质素等表面具有亲水羟基的链状分子，这使得瓦楞纸箱极易吸潮。水分从瓦楞纸板表层逐步向内入侵，使纸板纤维溶胀软化，从而使瓦楞纸板原有的刚性力学结构受到破坏，致使纸箱轻度受压即发生变形。
为了提升纸箱的防潮性能和力学性能，可以对纸板进行表面防潮处理，例如在表面喷涂疏水处理剂、热压贴合聚合物防潮薄膜等处理方法。但由于瓦楞纸板中含有大量开放孔道，常规处理方法仍然无法在孔道内形成保护，极大地限制了防潮效果。为了在孔道内部形成保护，也有方案是先在平整的纸片两侧附设疏水保护层，然后弯曲粘贴制得瓦楞纸板。这种方式虽然能够起到较好的防潮效果，但疏水保护层的存在会严重影响楞纸板内部各层之间的胶合强度，致使瓦楞纸板易发生脱胶破坏。
发明内容
针对现有技术无法解决防潮和胶合强度之间的矛盾，本发明提供一种防潮抗压纸箱及制备方法。
本发明提供的防潮抗压纸箱，由防潮抗压纸板制成，所述防潮抗压纸板由n层波纹状的芯纸和n+1层平整的片纸交替粘贴制成，其中n为正整数；所述芯纸和片纸中均分散有预支撑纳米复合颗粒，所述芯纸和片纸表面均附着有防潮处理层。
进一步地，所述预支撑纳米复合颗粒为纳米硫酸钡、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅的混合物。
进一步地，所述预支撑纳米复合颗粒中，按重量计，纳米硫酸钡、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅的比例为100:50-70:12-18。
进一步地，在芯纸和片纸粘贴成纸板后才进行防潮处理层的制取，从而避免芯纸和片纸的结合面上附有防潮处理层。
进一步地，所述防潮处理层为固体石蜡薄膜层。
进一步地，本发明还提供防潮抗压纸箱的制备方法，包括制造防潮抗压纸板和将防潮抗压纸板裁切、弯折、粘接形成防潮抗压纸箱。其中防潮抗压纸板通过以下步骤制备得到：
(S1)按重量计，将水1000份、玉米淀粉50-80份、OP-13型辛基酚聚氧乙烯醚2-3份、椰子油脂肪酰二乙醇胺2-3份、预支撑纳米复合颗粒20-35份混合并超声分散成粘稠状分散液；
(S2)将上述粘稠状分散液加入到纸浆中，搅拌形成分散均匀的纸浆，控制所述粘稠状分散液的加入量使纸浆中绝干纸与预支撑纳米复合颗粒的质量比为10000:12-20；
(S3)将步骤(S2)所得纸浆转入抄造池中进行抄纸处理，使纸浆在网面上形成湿纸页，将湿纸页烘干后整形得到波纹状的芯纸和平整的片纸；
(S4)使用玉米淀粉糊化液将n层芯纸和n+1层片纸交替粘贴成型，烘干得到半成品纸板；
(S5)将正辛烷与固体石蜡按质量比100:10-15混合并加热至80-90℃形成混合液，采用提拉法将半成品纸板从混合液中提拉形成镀膜，然后将半成品纸板送入管状腔室中，使用含水蒸汽分压为3-4kPa的温度为175-185℃的空气流吹扫120-150min，脱除正辛烷，自然冷却后得到所述的防潮抗压纸板。
进一步地，步骤(S4)中，所使用的玉米淀粉糊化液中固含量优选为22-25％。
进一步地，步骤(S5)中，空气流吹扫的流速优选为0.5-0.8m/s。
进一步地，步骤(S4)中，n优选为1。
有益效果：与现有技术相比，本发明提供的防潮抗压纸箱，其纸板表面具有疏水的固体石蜡薄膜层，能够有效阻止潮湿环境中水汽对纸箱的入侵作用，防止纸板受潮软化，防止玉米淀粉胶受潮和强度下降，从而在潮湿环境中维持较高的刚度和较强的抗压能力。在制造纸板时，本发明在纸浆中加入预支撑纳米复合颗粒并配合提拉镀膜的方法，实现了先粘贴得到瓦楞纸板后镀制防水膜，从而巧妙地规避了防水镀膜对瓦楞纸板粘贴强度产生的不利影响。此外，为了避免纸板镀膜时发生弯曲变形，本发明发现将预支撑纳米复合颗粒分散于纸浆中，与纸浆一起形成湿纸页，可有效抑制纸板弯曲变形，显著降低变形曲率。
附图说明
图1为实施例1的纸板的截面示意图。
图2为实施例2的纸板的截面示意图。
图3为实施例3的纸板的截面示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例进一步阐明本发明，这些实施例是示例性的，旨在说明问题和解释本发明，并不是一种限制。
实施例1
防潮抗压纸板由n层波纹状的芯纸和n+1层平整的片纸交替粘贴制成，其中n为正整数；所述芯纸和片纸中均分散有预支撑纳米复合颗粒，所述芯纸和片纸表面均附着有防潮处理层。
本实施例中，n＝1。
本实施例中，预支撑纳米复合颗粒为纳米硫酸钡、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅的混合物，按重量计，纳米硫酸钡、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅的比例为100:50:12。
本实施例中，所述防潮抗压纸板通过以下步骤制备得到：
(S1)按重量计，将水1000份、玉米淀粉50份、OP-13型辛基酚聚氧乙烯醚2份、椰子油脂肪酰二乙醇胺2份、预支撑纳米复合颗粒20份混合并超声分散成粘稠状分散液；
(S2)将上述粘稠状分散液加入到纸浆中，搅拌形成分散均匀的纸浆，控制所述粘稠状分散液的加入量使纸浆中绝干纸与预支撑纳米复合颗粒的质量比为10000:12；
(S3)将步骤(S2)所得纸浆转入抄造池中进行抄纸处理，使纸浆在网面上形成湿纸页，将湿纸页烘干后整形得到波纹状的芯纸和平整的片纸；
(S4)使用玉米淀粉糊化液将n层芯纸和n+1层片纸交替粘贴成型，烘干得到半成品纸板；
(S5)将正辛烷与固体石蜡按质量比100:10混合并加热至80℃形成混合液，采用提拉法将半成品纸板从混合液中提拉形成镀膜，然后将半成品纸板送入管状腔室中，使用含水蒸汽分压为3kPa的温度为175℃的空气流吹扫120min，脱除正辛烷，自然冷却后得到所述的防潮抗压纸板。
本实施例中，所使用的玉米淀粉糊化液中固含量为22％。
本实施例中，空气流吹扫的流速为0.5m/s。
实施例2
防潮抗压纸板由n层波纹状的芯纸和n+1层平整的片纸交替粘贴制成，其中n为正整数；所述芯纸和片纸中均分散有预支撑纳米复合颗粒，所述芯纸和片纸表面均附着有防潮处理层。
本实施例中，n＝2。
本实施例中，预支撑纳米复合颗粒为纳米硫酸钡、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅的混合物，按重量计，纳米硫酸钡、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅的比例为100:60:15。
本实施例中，所述防潮抗压纸板通过以下步骤制备得到：
(S1)按重量计，将水1000份、玉米淀粉65份、OP-13型辛基酚聚氧乙烯醚3份、椰子油脂肪酰二乙醇胺2份、预支撑纳米复合颗粒28份混合并超声分散成粘稠状分散液；
(S2)将上述粘稠状分散液加入到纸浆中，搅拌形成分散均匀的纸浆，控制所述粘稠状分散液的加入量使纸浆中绝干纸与预支撑纳米复合颗粒的质量比为10000:16；
(S3)将步骤(S2)所得纸浆转入抄造池中进行抄纸处理，使纸浆在网面上形成湿纸页，将湿纸页烘干后整形得到波纹状的芯纸和平整的片纸；
(S4)使用玉米淀粉糊化液将n层芯纸和n+1层片纸交替粘贴成型，烘干得到半成品纸板；
(S5)将正辛烷与固体石蜡按质量比100:13混合并加热至85℃形成混合液，采用提拉法将半成品纸板从混合液中提拉形成镀膜，然后将半成品纸板送入管状腔室中，使用含水蒸汽分压为4kPa的温度为180℃的空气流吹扫135min，脱除正辛烷，自然冷却后得到所述的防潮抗压纸板。
本实施例中，所使用的玉米淀粉糊化液中固含量为23％。
本实施例中，空气流吹扫的流速为0.7m/s。
实施例3
防潮抗压纸板由n层波纹状的芯纸和n+1层平整的片纸交替粘贴制成，其中n为正整数；所述芯纸和片纸中均分散有预支撑纳米复合颗粒，所述芯纸和片纸表面均附着有防潮处理层。
本实施例中，n＝3。
本实施例中，预支撑纳米复合颗粒为纳米硫酸钡、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅的混合物，按重量计，纳米硫酸钡、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅的比例为100:70:18。
本实施例中，所述防潮抗压纸板通过以下步骤制备得到：
(S1)按重量计，将水1000份、玉米淀粉80份、OP-13型辛基酚聚氧乙烯醚3份、椰子油脂肪酰二乙醇胺3份、预支撑纳米复合颗粒35份混合并超声分散成粘稠状分散液；
(S2)将上述粘稠状分散液加入到纸浆中，搅拌形成分散均匀的纸浆，控制所述粘稠状分散液的加入量使纸浆中绝干纸与预支撑纳米复合颗粒的质量比为10000:20；
(S3)将步骤(S2)所得纸浆转入抄造池中进行抄纸处理，使纸浆在网面上形成湿纸页，将湿纸页烘干后整形得到波纹状的芯纸和平整的片纸；
(S4)使用玉米淀粉糊化液将n层芯纸和n+1层片纸交替粘贴成型，烘干得到半成品纸板；
(S5)将正辛烷与固体石蜡按质量比100:15混合并加热至90℃形成混合液，采用提拉法将半成品纸板从混合液中提拉形成镀膜，然后将半成品纸板送入管状腔室中，使用含水蒸汽分压为4kPa的温度为185℃的空气流吹扫150min，脱除正辛烷，自然冷却后得到所述的防潮抗压纸板。
本实施例中，所使用的玉米淀粉糊化液中固含量为25％。
本实施例中，空气流吹扫的流速为0.8m/s。
对比例1
制造与实施例1同规格的常规瓦楞纸板。
所述瓦楞纸板由n层波纹状的芯纸和n+1层平整的片纸交替粘贴制成。制备步骤如下：对纸浆进行抄纸处理，使纸浆在网面上形成湿纸页，将湿纸页烘干后整形得到波纹状的芯纸和平整的片纸；然后使用玉米淀粉糊化液将n层芯纸和n+1层片纸交替粘贴成型，烘干得到半成品纸板。本案例中，n＝1。所使用的玉米淀粉糊化液中固含量为22％。
对比例2
制造与实施例2同规格的常规瓦楞纸板。
所述瓦楞纸板由n层波纹状的芯纸和n+1层平整的片纸交替粘贴制成。制备步骤如下：对纸浆进行抄纸处理，使纸浆在网面上形成湿纸页，将湿纸页烘干后整形得到波纹状的芯纸和平整的片纸；然后使用玉米淀粉糊化液将n层芯纸和n+1层片纸交替粘贴成型，烘干得到半成品纸板。本案例中，n＝2。所使用的玉米淀粉糊化液中固含量为23％。
对比例3
制造与实施例2同规格的常规瓦楞纸板。
所述瓦楞纸板由n层波纹状的芯纸和n+1层平整的片纸交替粘贴制成。制备步骤如下：对纸浆进行抄纸处理，使纸浆在网面上形成湿纸页，将湿纸页烘干后整形得到波纹状的芯纸和平整的片纸；然后使用玉米淀粉糊化液将n层芯纸和n+1层片纸交替粘贴成型，烘干得到半成品纸板。本案例中，n＝3。所使用的玉米淀粉糊化液中固含量为25％。
对比例4
将实施例2中使用的预支撑纳米复合颗粒替换为纳米硫酸钡、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅按重量计50:60:15的混合物，其余操作与实施例2均相同。
对比例5
将实施例2中使用的预支撑纳米复合颗粒替换为纳米硫酸钡、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅按重量计30:60:15的混合物，其余操作与实施例2均相同。
对比例6
改变实施例2步骤(S5)中所使用的吹扫气流的成分，使用干燥空气进行吹扫，即水蒸气分压为零，其余参数及操作步骤均与实施例2相同。
对制得的各个样品进行检验，结果如表1所示。其中，克重规格是指称量每平方米纸板的重量，其反映的是该规格的纸板对原材料的消耗程度；表面最小曲率半径是指分别测量样品四角处的曲率半径，取最小值，其反映的是纸板的弯曲变形程度；压边强度按照GB/T 6546标准进行测试，其反映的是纸板的抗压能力，其中，高湿处理压边强度是指将纸板样品置于温度为40℃湿度为90％的恒温恒湿箱中静置24h后进行压边强度测试得到的结果，干燥环境压边强度即未经高湿处理所测得的结果；压边强度衰减率为高湿处理压边强度相对干燥环境压边强度的衰减幅度，其反映的是样品抵御潮湿环境的能力。
表1中实施例1至3及对比例1至3对应的结果显示，本发明提供的防潮抗压纸板，表面平整，无大幅弯曲变形，其抵御潮湿环境的能力显著优于常规纸板；结合对比例4和5的结果可知，预支撑纳米复合颗粒的使用及其合理配比对抑制纸板在防潮处理过程中发生变形发挥了至关重要的作用；结合对比例6的结果可知，吹扫处理时使用的气流过于干燥也将引起纸板变形，进而影响其强度和耐湿性能。
表1性能测试结果
Figure BDA0003086983950000101
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种防潮抗压纸箱，其特征在于：所述纸箱由防潮抗压纸板制成，所述防潮抗压纸板由n层波纹状的芯纸和n+1层平整的片纸交替粘贴制成，其中n为正整数；所述芯纸和片纸中均分散有预支撑纳米复合颗粒，所述芯纸和片纸表面均附着有防潮处理层。
2.根据权利要求1所述的防潮抗压纸箱，其特征在于：所述预支撑纳米复合颗粒为纳米硫酸钡、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅的混合物。
3.根据权利要求2所述的防潮抗压纸箱，其特征在于：所述预支撑纳米复合颗粒中，按重量计，纳米硫酸钡、纳米二氧化钛、纳米二氧化硅的比例为100:50-70:12-18。
4.根据权利要求3所述的防潮抗压纸箱，其特征在于：在芯纸和片纸粘贴成纸板后才进行防潮处理层的制取，从而避免芯纸和片纸的结合面上附有防潮处理层。
5.根据权利要求4所述的防潮抗压纸箱，其特征在于：所述防潮处理层为固体石蜡薄膜层。
6.根据权利要求5所述的防潮抗压纸箱，其特征在于： 所述防潮抗压纸板通过以下步骤制备得到：
（S1）按重量计，将水1000份、玉米淀粉50-80份、OP-13型辛基酚聚氧乙烯醚2-3份、椰子油脂肪酰二乙醇胺2-3份、预支撑纳米复合颗粒20-35份混合并超声分散成粘稠状分散液；
（S2）将上述粘稠状分散液加入到纸浆中，搅拌形成分散均匀的纸浆，控制所述粘稠状分散液的加入量使纸浆中绝干纸与预支撑纳米复合颗粒的质量比为10000:12-20；
（S3）将步骤（S2）所得纸浆转入抄造池中进行抄纸处理，使纸浆在网面上形成湿纸页，将湿纸页烘干后整形得到波纹状的芯纸和平整的片纸；
（S4）使用玉米淀粉糊化液将n层芯纸和n+1层片纸交替粘贴成型，烘干得到半成品纸板；
（S5）将正辛烷与固体石蜡按质量比100:10-15混合并加热至80-90℃形成混合液，采用提拉法将半成品纸板从混合液中提拉形成镀膜，然后将半成品纸板送入管状腔室中，使用含水蒸汽分压为3-4 kPa的温度为175-185℃的空气流吹扫120-150min，脱除正辛烷，自然冷却后得到所述的防潮抗压纸板。
7.根据权利要求6所述的防潮抗压纸箱，其特征在于：步骤（S4）中，所使用的玉米淀粉糊化液中固含量为22-25％。
8.根据权利要求6所述的防潮抗压纸箱，其特征在于：步骤（S5）中，空气流吹扫的流速为0.5-0.8m/s。
9.根据权利要求6所述的防潮抗压纸箱，其特征在于：步骤（S4）中，n优选为1。
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