瓦楞紙箱制作過程中常見紙板問題及解決措施 瓦線淀粉粘合劑工藝大全

現(xiàn)在瓦楞紙箱的制作工藝越來越精良，但是在實(shí)際生產(chǎn)中還是存在很多品質(zhì)問題。對于廣大紙箱生產(chǎn)廠家，解決紙板問題是提高紙箱成品質(zhì)量的關(guān)鍵。

“搓板狀”紙板

隨著瓦楞芯紙波紋的起伏，面紙在紙板的表面上做不平坦的蹦緊，形如“搓板”亦稱“搓板狀”紙板，它的成型原因是：

糊的粘度過大，或上糊量過多。當(dāng)楞峰與面紙粘合受到壓力時，多余的漿糊被擠出而附到楞峰的兩側(cè)，在楞峰的寬度上形成一個比實(shí)際所需要寬得多的涂糊區(qū)域，隨著糊液的干燥而收縮，使面紙在瓦楞峰兩側(cè)被拉下陷，形成“搓板”而在表面上露出楞痕�？酥剌^高的紙，其剛性較大，可抵抗這種收縮拉力，下陷量就要少些，故在使用較薄或克重較小的面紙時，要注意減少上糊量，即要將糊轆與刮糊轆的間隙調(diào)小一些，以減少“搓板”現(xiàn)象的發(fā)生。

瓦楞輥磨損以后，其楞峰半徑增大。因而易吸收更多的粘合劑，就容易導(dǎo)致“搓板”現(xiàn)象的發(fā)生。

糊轆與下瓦楞輥的速度不協(xié)調(diào)，因而粘合劑集中到楞肩的一側(cè)，引起面紙在一側(cè)收縮。

面紙的含水率過高，在粘合劑干燥以后，引起面紙的收縮下陷。

紙板曲翹

紙板曲翹是指紙板在較大的范圍內(nèi)凸起或凹下。有一種紙板曲翹叫“正向曲翹”，又稱“向上曲翹”，即紙板向面紙一側(cè)凸起。反之是“反向曲翹”。一邊凸起，另一邊凹下，是“S型曲翹”，以紙板對角線為軸展開的彎翹為“扭曲曲翹”。彎翹軸線與瓦楞方向平行，稱“長度方向曲翹”。用曲翹的紙板作紙箱，成型不能方正，影響外觀，抗壓強(qiáng)度不穩(wěn)定。曲翹的紙板不易堆積，不能順利的進(jìn)入印刷機(jī)，嚴(yán)重影響印刷套色效果及開槽模切的精準(zhǔn)度。

產(chǎn)生曲翹的根本原因是紙質(zhì)收縮不均衡，由紙板各組成部分伸縮程度不同引起。紙張的含水率不同，其收縮程度也就不同。當(dāng)紙板的面紙和里紙伸縮程度不同，就容易造成紙板曲翹。采用厚的和克重高的紙比起薄的和克重低的紙來，其伸縮程度相對穩(wěn)定而不易變形，故當(dāng)面紙和里紙的厚薄不同或克重不同時，紙板就容易產(chǎn)生曲翹，所以在紙箱設(shè)計的配紙階段，應(yīng)使面里紙克重和厚薄相當(dāng)或比較接近。

在生產(chǎn)中，可以通過熱量的調(diào)節(jié)來控制紙張的收縮變形，以降低紙板的曲翹程度。造成“正向曲翹”的原因一般是里紙、單瓦楞紙?zhí)珴穸�面紙過干，故應(yīng)加強(qiáng)里紙和單瓦楞紙的干燥，減少面紙預(yù)熱。適當(dāng)?shù)牟扇∫恍┐胧�，如增大單面機(jī)上瓦楞紙及里紙的預(yù)熱面積，降低熱板的溫度，適當(dāng)增加車速減少熱量的傳遞，減少單面機(jī)上糊量等，就可以很大程度上避免紙張的曲翹�！胺疵媲�翹”的原因正好相反，是由于單面瓦楞太干而面紙?zhí)珴竦木壒剩�可以采取相反的方法進(jìn)行控制�！癝型彎翹”通常由于紙的邊緣太濕，致使原紙收縮嚴(yán)重，可以通過增加原紙的預(yù)熱時間彌補(bǔ);另外造成曲翹的原因是由于上下紙張克重相差太大，可以調(diào)整配紙，降低此種現(xiàn)象的出現(xiàn)。“扭曲曲翹”是由于原紙的質(zhì)量不佳，各處水分分布不均勻，熱板溫度分布不均勻等造成的，對這些方面做相應(yīng)的整改�！伴L度方向彎翹”是因?yàn)閺埩Σ贿m當(dāng)造成，可調(diào)整紙幅張力。

以上曲翹問題也可用噴淋裝置進(jìn)行改善。對于已經(jīng)生產(chǎn)出來的曲翹紙板，應(yīng)立即翻壓，趁紙板剛出來時溫度高、濕度大的特性，及時正反堆疊，用木板壓住，然后推到通風(fēng)處散熱4～8小時，可使紙板比較平整。

高低楞

“高楞”是指完全成型的瓦楞，即楞高達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求或與瓦楞輥的齒深一致;而“低楞”是沒有完全成型的瓦楞，其楞高通常低于標(biāo)準(zhǔn)值或低于瓦楞輥的齒深。當(dāng)芯紙經(jīng)過軋制并與里紙粘合定型后，高楞與低楞同時存在時，稱為“高低楞”。

低楞是影響瓦楞紙板質(zhì)量的原因之一，由于低楞處高度較小，與面紙粘合不良或未粘著，影響紙板的粘合強(qiáng)度，使其邊壓強(qiáng)度和平壓強(qiáng)度都下降而且由于低楞的出現(xiàn)，面紙表面不平而影響外觀及印刷效果。

產(chǎn)生高低楞的原因及解決措施大致有以下幾點(diǎn)：

瓦楞輥不平行，兩端軸承磨損，在高速運(yùn)行時瓦楞輥振動。應(yīng)檢查調(diào)整瓦楞輥的平行度，調(diào)整軸承間隙或更換軸承，降低車速避開共振區(qū)。

瓦楞輥之間壓力不足，應(yīng)加大壓力。

瓦楞輥齒槽中有廢紙或其它雜質(zhì)，應(yīng)清除雜質(zhì)。

瓦楞芯紙含水率過高或過低都會影響瓦楞成型，太濕時應(yīng)加大預(yù)熱面積，太干時應(yīng)增大噴霧量。

瓦楞芯紙卷筒不圓，運(yùn)行時轉(zhuǎn)動不均勻，需加大張力或更換原紙。

倒楞

倒楞即瓦楞向一側(cè)傾斜，瓦楞傾斜導(dǎo)致紙板厚度不夠，強(qiáng)度下降。瓦楞紙板在加工過程中移動時受壓摩擦和拖動，因此各處的輥筒都必須平行于加工面并保持良好的潤滑，使輥筒轉(zhuǎn)動靈活以減輕摩擦。導(dǎo)致倒楞的具體原因及解決措施如下：

上下瓦楞輥之間和下瓦楞輥與壓力輥之間不平行或壓力過大，應(yīng)檢查輥間平行度，輥間加壓要適度。

單面瓦楞紙板拉力過強(qiáng)。

單面瓦楞紙板上膠時，騎轆與糊轆之間的間隙太小。

瓦楞芯紙水分過高，應(yīng)增加預(yù)熱面積減少噴霧量。

熱板上有雜物，需清除。

壓線爆裂

瓦楞紙板折合時，壓線處斷裂，主要原因及解決措施如下：

壓線輪的間隙太小，應(yīng)調(diào)整間隙。

壓線輪不圓，需更換壓線輪。

壓線輪軸彎曲，需更換壓線輪軸。

在瓦楞紙板加工工藝中，決定瓦楞板強(qiáng)度的因素除了原紙本身的強(qiáng)度外，瓦線用淀粉粘合劑也起著至關(guān)重要的作用。隨著對瓦楞板加工工藝的認(rèn)識不斷深入，瓦楞包裝企業(yè)也日漸意識到瓦線淀粉粘合劑在提高瓦線生產(chǎn)效率和瓦楞紙箱強(qiáng)度方面所起的重要作用。

粘合劑制備要素

瓦線淀粉粘合劑是運(yùn)用一定工藝把眾多要素結(jié)合起來的結(jié)果。通過控制這一工藝，結(jié)合瓦線設(shè)備狀況、原紙?zhí)匦�，對各要素進(jìn)行優(yōu)化組合，使調(diào)配出的粘合劑滿足瓦線生產(chǎn)要求。在進(jìn)行配制前，有必要對粘合劑制備過程中各要素的作用做一番詳細(xì)介紹。

淀粉

淀粉是一種從含葉綠素植物里提取的天然碳水化合物，形態(tài)為密集的細(xì)微顆粒，是兩種碳水化合物聚合體的混合物——直鏈淀粉和支鏈淀粉。由于淀粉成本相對較低，是一種可再生的資源，而且不影響瓦楞紙板的回收利用，因此淀粉在瓦楞工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。

淀粉可以從玉米、小麥、大米、馬鈴薯、木薯、西米、豌豆、甚至香蕉等眾多植物中提取。在瓦楞紙箱行業(yè)粘合劑的制備過程中，玉米淀粉和木薯淀粉是使用最多的兩種類型。而馬鈴薯淀粉則在重型紙板領(lǐng)域占有一席之地，但近幾年來小麥淀粉的使用呈現(xiàn)明顯地增長趨勢。

小麥淀粉對溫度比玉米淀粉更敏感，這就意味著小麥淀粉的糊化溫度比玉米淀粉的更低，在瓦線上則意味著在高車速運(yùn)行下也能獲得良好的粘合效果。但如果是低速運(yùn)行，則容易造成粘合劑易提前糊化，產(chǎn)生紙板脫膠現(xiàn)象。不僅如此，小麥淀粉對溫度比玉米淀粉更敏感，因此燒堿硼砂的用量要減少到玉米淀粉的1/2~2/3，使用時要注意進(jìn)行配方調(diào)整。馬鈴薯淀粉粘性非常好，糊化溫度極低，常用于重型瓦楞紙板的粘合。馬鈴薯淀粉顆粒大，容易產(chǎn)生沉淀，因此要不斷攪拌。

不同淀粉類型的相關(guān)特性對照表：

水

在粘合劑中，水有兩個基本作用。首先，水是粘合劑的載體，粘合劑通過載體轉(zhuǎn)移到要加工的瓦楞紙上，然后滲入瓦楞紙內(nèi)。其次，在給粘合劑帶來粘性的淀粉顆粒的膨脹過程中，水是必需的。粘合劑的固化原理正是通過吸收和蒸發(fā)作用除去粘合劑中的水份，從而最終產(chǎn)生粘合的。

一般，配制瓦線粘合劑的水要求使用潔凈的自來水，有的工廠為了節(jié)省用水成本，也使用經(jīng)過污水處理的循環(huán)水。但使用循環(huán)水配制的粘合劑，穩(wěn)定性會受到很大影響。如果在兩步法中使用，強(qiáng)烈建議僅限于在該工藝的第二步中使用，且一定要對循環(huán)水進(jìn)行殺菌處理。一步法制漿相對來講對循環(huán)水的要求要低一些，但也一定要對循環(huán)水進(jìn)行殺菌處理。

燒堿

燒堿的作用是使淀粉糊化而產(chǎn)生一定的粘性。糊化是淀粉顆粒吸收熱量并快速膨脹的過程，對確保粘合質(zhì)量及粘合強(qiáng)度至關(guān)重要，淀粉的粘合性能即來自糊化過程。糊化溫度主要會受糊料中加入燒堿量的影響。事實(shí)上不斷加入燒堿甚至有可能把糊化溫度降低到與周圍環(huán)境相同的溫度。在兩步法制糊工藝中，燒堿被用來糊化載糊淀粉增強(qiáng)其粘性。在一桶式制糊工藝中，淀粉膨脹時添加燒堿也可以增強(qiáng)粘性。在生產(chǎn)穩(wěn)定性較強(qiáng)的粘合劑過程中，燒堿還有潤濕劑的功能，有助于黏合劑滲透到原紙中。一般燒堿的添加量約為淀粉量的2-4%之間，具體視淀粉的類別而定，此外，高溫天氣燒堿添加量要比低溫天氣少，以防止糊料在漿盤和輸漿管內(nèi)糊化并堵塞輸送管道。

攪拌

在制備階段，攪拌是通過剪切力的作用來降低粘合劑的粘度以達(dá)到一個穩(wěn)定的水平，以避免粘合劑在泵到機(jī)臺及在各機(jī)臺處進(jìn)行小循環(huán)時粘度急劇下降。

硼砂和硼酸

在淀粉糊化過程中，硼砂能促進(jìn)淀粉分子交聯(lián)結(jié)合，增強(qiáng)粘合劑的粘性，加快粘合速度。此外，硼砂與熟淀粉發(fā)生作用，可改變粘合劑的粘度，影響其流動性與滲透性。在一桶式制糊工藝的制備過程中硼酸可以使淀粉粘合劑達(dá)到所需粘性后停止膨脹。它與燒堿一起使用也可提高初粘強(qiáng)度和粘度穩(wěn)定性。硼砂用量一般在1%左右。

添加劑

為了改善淀粉粘合劑的粘合性能或賦予粘合劑在某方面的特殊性能，通常在配制過程中會加入一些添加劑。常用的的添加劑類型有防腐劑、防水添加劑(交聯(lián)樹脂)、增粘劑、穩(wěn)定劑等。

熟淀粉糊和膨脹的淀粉分子容易發(fā)生細(xì)菌降解。防腐劑有助于避免污染，防止糊料滋生細(xì)菌而引起粘性降低。傳統(tǒng)上常使用甲醛一類的防腐劑，但由于甲醛對人體危害較大，近些年來已逐漸被一些更環(huán)保更安全的產(chǎn)品取代。多數(shù)紙箱廠配制的粘合劑通常在兩三天內(nèi)即用完，因此，一般不使用防腐劑。

有些瓦楞紙箱在包裝后需在冷凍條件下存儲，冷凍環(huán)境凝成的水汽滲入糊線，容易導(dǎo)致糊線乳化而出現(xiàn)紙板開膠，這就需要粘合劑有很強(qiáng)的防水性能。增加糊線的防水性能，一般可通過添加交聯(lián)樹脂達(dá)成。交聯(lián)樹脂的作用在于使糊膠固化后不容易再乳化。

增粘劑一般用來提高粘合性能。粘度添加劑經(jīng)常用在生產(chǎn)特殊產(chǎn)品(七層瓦楞紙板)或粘合難度大的紙張(如施膠度高的紙張)時。一般情況下，這種添加劑可不加，除非是先前得知粘合不良的根源并確定不是機(jī)器或配方方面的問題。

穩(wěn)定劑可以用來改善粘合劑粘度下降的問題，而粘度下降多是由攪拌過度、循環(huán)使用過程中變稀或腐壞變質(zhì)造成的。使用穩(wěn)定劑后五到十分鐘內(nèi)便可恢復(fù)其粘度并在24小時內(nèi)一直保持該粘度的穩(wěn)定。穩(wěn)定劑通常在特殊而非常規(guī)的情況下使用，即在查清粘度下降的根源后使用。

淀粉粘合劑的制備工藝

淀粉粘合劑最初的配制方法是把水和淀粉直接混合，而在實(shí)際應(yīng)用時這種粘合劑對本行業(yè)來說用處不大，因?yàn)檫@種粘合劑需要不停頓地攪拌，否則淀粉就會改變懸浮狀態(tài)而很快沉淀下來。另外，這種粘合劑的粘性差，施膠操作困難，而且糊化溫度要求太高，使設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)速度變慢，需要大量的熱量才能完成粘合過程。多年來，人們一直沒有停止對粘合劑配制工藝的控索，最終有兩種工藝逐漸被普遍采用。

斯坦霍爾工藝

斯坦霍爾法(Stein Hall)，俗稱“兩步法”，是美國Stein Hall 公司于1934年~1936年發(fā)明的，此方法制作的淀粉粘合劑是瓦楞紙板用粘合劑中跨時代的發(fā)明。兩步法就是在制作粘合劑過程中，用兩個制作容器(或稱兩個漿糊罐)，一只安裝在上方的罐(制作淀粉熟漿的)稱載體罐，另一只安裝在下方的罐(制作淀粉生漿的)稱為主體罐。

載體罐中載體部分的制作過程，是先將定量的水及淀粉混合攪拌，緩慢加入定量的燒堿溶液，攪拌足夠時間，制成粘度高的糊狀液，俗稱熟漿。

主體罐中主體部分的制作包括兩個部分。首先，將定量的水、淀粉及硼砂混合攪拌足夠時間;然后，將載體罐中的熟漿緩慢注入主體罐中，繼續(xù)攪拌至合適粘度為止。

斯坦霍爾粘合劑工藝中，主要部分即載體部分可以使未煮熟的淀粉懸浮在糊液中，增加其粘性，存留水分以利于主體淀粉的糊化，影響其與紙張的粘性或吸附性，有助于增加初粘強(qiáng)度。載體部分在淀粉粘合劑中的比例通常在15%~20%之間。主體淀粉的作用在于使楞尖上的粘合劑受熱加壓后糊化，使粘度迅速增加，最終形成粘合。

斯坦霍爾粘合劑工藝現(xiàn)有多種形式，包括“整體混合法”及各淀粉粘合劑生產(chǎn)商依業(yè)內(nèi)不同用途生產(chǎn)的專用粘合劑。

一桶式工藝

一桶式粘合劑只有一種狀態(tài)，即部分膨脹的淀粉顆粒，可使混合物有足夠的粘度，防止沉淀。一桶式粘合劑的制備過程如下：

1. 準(zhǔn)備好一桶燒堿溶液，按3%~5%比例稀釋;

2. 在混合桶內(nèi)把淀粉和水按一定比例混合并攪拌均勻;

3. 倒入燒堿溶液于混合桶內(nèi)使淀粉顆粒膨脹;

4. 當(dāng)達(dá)到所需粘性時，加入硼砂來增強(qiáng)初粘強(qiáng)度及剪切的穩(wěn)定性;

5. 加入防腐劑延長粘合劑的保質(zhì)期;

6. 通過攪拌的剪切力作用把混合物粘度降低到所需水平。

一桶式工藝在歐美應(yīng)用比較廣泛，尤其備受許多大型紙箱廠家的青睞。一桶式工藝的優(yōu)點(diǎn)在于可制出高固含量低粘度的粘合劑，適合高速瓦線以及重型紙板的需求。

影響粘合劑質(zhì)量的因素

淀粉粘合劑粘合過程中幾大影響因素如下：

固含量

固含量是指粘合劑中干物質(zhì)的含量占粘合劑總量的比例。一般淀粉粘合劑固體含量高，水份相對減少，并且較少上膠量即可保證紙板的粘合，因此可以使紙板粘合速度加快，保證高速下產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定。此外，高固含量的粘合劑，紙板在加工過程中水份變化較小，因而可以減輕紙板翹曲現(xiàn)象。特別是高速寬幅瓦楞紙板機(jī)，有的車速達(dá)200m/min以上，粘合劑固含量一定要高。與傳統(tǒng)的瓦楞紙板粘合時所用粘合劑相比，微瓦紙板粘合時所用粘合劑的固含量較高，有時高達(dá)33%~34%。有試驗(yàn)表明，固含量高達(dá)40%的粘合劑用于粘合微瓦紙板，效果也是非常好的。

但并非所有的瓦楞板加工工藝都適用高固含量的粘合劑，有些紙板線速度在60m/min以下，且瓦楞紙滲透性很強(qiáng)，粘合劑中的水分很容易被紙張吸收，所余水分不足以使淀粉顆粒完全糊化，容易造成粘合不良。還有些精度不夠的瓦線設(shè)備，如果上膠量太薄，就會導(dǎo)致紙板局部上不到膠而產(chǎn)生粘合不良。

粘度

簡單說來，一種物質(zhì)的粘度可定義為其對流動的抗拒性。這種特性可用粘度杯(斯坦霍爾杯與涂4#最為常用)來測定。斯坦霍爾粘度杯為金屬杯，杯上的提手可保證杯子在測試時處于垂直狀態(tài)，底部有鉆有精度極高的流出孔。測試時先把粘度杯沉入糊料中裝滿，然后把粘度杯提出置于糊料液面之上，當(dāng)杯中糊料的位置達(dá)到第一條交叉線時開始用秒表計時，到第二條交叉線出現(xiàn)時停止計時。兩條交叉線之間的糊料容量為10立方厘米，10立方厘米的糊料從杯中流出的時間就是糊料的粘度。通常斯坦霍爾杯測出的粘度值范圍在30~80 秒之間。有些自動制糊系統(tǒng)還配有粘度測試裝置。

粘合劑的粘度對上膠均勻度及粘合劑對原紙的滲透都有重大影響，粘度合適的粘合劑有利于保證上膠量的足量和均勻，也有利于粘合劑對原紙的滲透，從而直接影響到車速、紙板粘合、平整度及硬度。一般坑機(jī)的粘度應(yīng)在30-40S(涂4#杯測量)之間，糊機(jī)的粘度應(yīng)在45-65S之間。

糊化溫度

糊化溫度被認(rèn)為是淀粉顆粒開始膨脹時的溫度，此時糊膠會出現(xiàn)明顯變稠現(xiàn)象。糊化溫度值通常在54℃～64℃之間，它可以通過加熱糊膠樣品直至出現(xiàn)變稠而測出。測試時溫度不斷上升，到糊料變稠時停頓，此時的溫度便可被認(rèn)為是糊化溫度。若糊化溫度太高則糊化反應(yīng)會延后發(fā)生，粘合難度就會加大，這樣就必須減慢車速。若糊化溫度太低，糊膠會提前膨脹，也會影響紙板黏合。且容易造成糊料在糊膠桶、糊膠盤或傳送系統(tǒng)內(nèi)糊化，從而對生產(chǎn)造成極大困擾。

粘合劑的技術(shù)指標(biāo)

根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在此給出瓦線粘合劑的技術(shù)指標(biāo)，以供同行參考。

配制粘合劑時常見問題及解決方案

要查出黏合劑的任何問題，一個重要方法是測出其固含量、粘度及糊化溫度，并比照其與正確參數(shù)的差異。下表列出淀粉黏合劑形成過程中常見問題的可能原因和改善方法。