高強(qiáng)瓦楞紙的表面施膠
紙箱作為一種常用的包裝物早已在全世界廣泛應(yīng)用，隨著經(jīng)濟(jì)的開展與生活水平的逐步提高，對包裝物也提出了更高的質(zhì)量要求。對于紙箱而言，大家期望它強(qiáng)度更高特別是在濕潤的環(huán)境下仍可堅持很高的強(qiáng)度，在強(qiáng)度不變的情況下能做得更輕，這樣，商品的貯存會更安全，搬運(yùn)也會變得更簡便。
紙箱包裝業(yè)的這種發(fā)展趨勢，對原紙?zhí)岢隽烁叩馁|(zhì)量要求，瓦楞原紙更是首當(dāng)其中，為了滿意客戶更高的請求，瓦楞紙生產(chǎn)商將從前在文化紙上廣泛使用的表面施膠技術(shù)運(yùn)用到瓦楞紙上，可是運(yùn)用的意圖卻大不相同，文化紙的表面施膠主要是為了取得非常好的打印書寫功能，改進(jìn)外表強(qiáng)度，減輕掉毛掉粉現(xiàn)象，而瓦楞紙的表面施膠則是為了取得更高環(huán)壓強(qiáng)度和非常好的抗水防潮功能。
表面施膠后的瓦楞紙環(huán)壓強(qiáng)度值會有大幅提高，通?？商岣?0％~50％；假如所用的廢紙質(zhì)料很差，經(jīng)表面施膠后環(huán)壓強(qiáng)度甚至可提高100％，這種作用是從前在漿內(nèi)添加任何助劑都難以達(dá)到的。在膠液中添加抗水防潮性的抗水劑后，瓦楞紙的抗水防潮性也會大大提高，而要到達(dá)相同的作用，運(yùn)用漿內(nèi)施膠劑的成本往往會高一倍乃至幾倍。
從2005年開始，表面施膠技術(shù)在中國的瓦楞紙制造商中大規(guī)模推廣運(yùn)用，運(yùn)用這項技能的廠家可以說為中國填補(bǔ)了空白，也獲取了明顯的利潤。如今高強(qiáng)瓦楞原紙仍然是包裝紙市場熱門紙種，新項目還在不斷上馬，這也必將對中國的瓦楞紙產(chǎn)能和質(zhì)量起到極大的推進(jìn)作用。
下面就表面施膠對瓦楞紙的作用進(jìn)行分析：
1. 表面施膠機(jī)的機(jī)型及主要裝備
用于瓦楞原紙生產(chǎn)的表面施膠機(jī)按上膠方法的不同可分為“料池式施膠機(jī)”和“膜轉(zhuǎn)移式施膠機(jī)”。這兩種施膠機(jī)也是現(xiàn)在瓦楞紙生產(chǎn)廠家中運(yùn)用最廣泛的，它們的不同之處首要在于紙機(jī)的生產(chǎn)速度上，通常而言料池式施膠機(jī)適用于車速800m/min以下的紙機(jī)，而800m/min以上的紙機(jī)則多選用膜轉(zhuǎn)移式施膠機(jī)。
不管是料池式還是膜轉(zhuǎn)移式施膠機(jī)，它們選用的構(gòu)造大多都是斜列式構(gòu)造（施膠上輥、施膠下輥相對方位構(gòu)造），而從前廣泛運(yùn)用的水平式、筆直式構(gòu)造在當(dāng)前的改造項目與新建項目中已根本見不到了。水平式構(gòu)造具有料池容積大的優(yōu)點，筆直式構(gòu)造具有操作便利流通的優(yōu)點，而斜列式構(gòu)造集合折中了兩者的優(yōu)點，得到了最廣泛的運(yùn)用。
斜列式構(gòu)造的斜列角度通常在15~45°之間，小角度由于料池容積較大也有利于接膠斗的規(guī)劃裝安裝，多用于料池式施膠機(jī)；大角度則多用于膜轉(zhuǎn)移式施膠機(jī)。由于角度大時有利于后序設(shè)備如弧形輥、轉(zhuǎn)向器的安置，操作修理更便利。而現(xiàn)在國內(nèi)選用膜轉(zhuǎn)移式施膠機(jī)的800m／min車速以上的瓦楞紙機(jī)越來越多，其特有的施膠優(yōu)越性能將是今后發(fā)展方向。
膠液自身對設(shè)備有一定的腐蝕作用，所以施膠機(jī)的輥體、機(jī)架、走臺等通常選用不銹鋼材料或進(jìn)行包不銹鋼處理。施膠上、下輥為一條硬輥、一條軟輥，在從前的文化紙機(jī)上硬輥往往是外表鍍硬鉻處理，而如今兩條輥都是進(jìn)行包膠處理，硬輥的包膠硬度通常為P＆J（趙氏硬度）0，軟輥的包膠硬度通常為P＆J15擺布，輥面的中高則依據(jù)實際需要進(jìn)行研磨。
膠輥在從前多是裝備刮刀的，而如今根本上都不配了。這首要有兩方面的原因：一是刮刀會加快輥子的磨損，縮短了輥子的研磨周期，輥子損耗加大；二是引紙時和發(fā)作斷紙時刮刀處簡單卡紙，難于整理，添加了操作難度。
施膠機(jī)后序設(shè)備的裝備也較為重要，慣例是在施膠機(jī)后邊裝備一條導(dǎo)輥和一條弧形輥，然后紙幅進(jìn)入兩個低溫鍍鉻缸烘干燥；假如將施膠機(jī)的標(biāo)高規(guī)劃高一點、與后烘干部緊湊一點，則可省去導(dǎo)輥只留下一條弧形輥，這樣結(jié)構(gòu)更為簡練?；⌒屋佔詈脦鲃樱幢闶嵌喙?jié)鍍鉻弧形輥最好也帶傳動，特別是速度搞的。
現(xiàn)代高速紙機(jī)在施膠以后則多是裝備氣墊轉(zhuǎn)向器。氣浮干燥器，它能為紙幅供給一個安穩(wěn)的張力又舒展紙幅且與紙幅不觸摸，一起將施膠后的紙頁進(jìn)行預(yù)干燥，紙頁外表的膠液經(jīng)預(yù)熱開始固化后可大大減輕對后序設(shè)備和織物的粘臟。
2. 表面施膠機(jī)的操作
施膠機(jī)的操作從前多是先合輥運(yùn)轉(zhuǎn)后再引紙，這種方法適合低速紙機(jī)，但常會碰到紙頁粘輥、纏輥的問題，在低速紙機(jī)上靠操作工的熟練技能仍能引過紙，而在高速紙機(jī)上則較為費事。高速紙機(jī)選用先引紙后合輥再上膠的方法，如今的傳動操控精度完全可以滿意施膠機(jī)的操作要求，有一點要注意的是施膠后的張力控制，假如沒有裝備張力主動檢測系統(tǒng)，則需人工調(diào)控速差來控制紙頁的張力，通常紙頁施膠以后后烘干部的速差要升0.6~1.6m/min來保持紙幅的張緊狀況。 假如配有張力主動檢測控制系統(tǒng)，要注意張力值是通過導(dǎo)輥底座上的負(fù)荷傳感器的壓力測量值換算而來的，因而紙幅只有在全幅運(yùn)轉(zhuǎn)的狀況下才可投入主動運(yùn)轉(zhuǎn)。施膠機(jī)的加壓方法多選用氣胎加壓，根據(jù)車速和幅寬，料池式施膠機(jī)線壓力30~80kn/m，搬運(yùn)膜式施膠機(jī)線壓力50~100kn/m。
料池式施膠機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時常會遇到料池內(nèi)膠液擾動的問題，這主要是由于接近輥面和紙面的膠液會被輥和紙頁加快向壓區(qū)運(yùn)轉(zhuǎn)，而紙頁只能吸收一小部分膠液，壓區(qū)限制了膠液的通過量，大多數(shù)膠液會從輥面和紙面中間區(qū)域反沖回去，恰是這種流體力學(xué)作用力產(chǎn)生了料池擾動，車速越高作用力越大，容易產(chǎn)生跳膠和紙頁施膠不勻的現(xiàn)象。操作時堅持足夠高的料池液位可減輕此現(xiàn)象。高速紙機(jī)通常選用搬運(yùn)膜施膠機(jī)，由于搬運(yùn)膜施膠機(jī)是通過預(yù)計量進(jìn)行膠液施涂的，沒有了料池也就不會有料池擾動的問題了。
施膠機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時常有輥面甩膠的現(xiàn)象，這主要是輥面附著膠液的離心力大于膠滴附著力所造成的，車速越高時，離心力越大。輥徑增大時，離心力則會減小。加大施膠輥的直徑可防止或減輕甩膠問題，但也要考慮經(jīng)濟(jì)合理性，由于加大施膠輥的直徑時投資與運(yùn)行成本都會明顯上升。
3. 表面施膠膠液的制備
可用于表面施膠的成膜劑種類有淀粉、CMC、聚乙烯醇等，淀粉最廉價，也變成瓦楞紙生產(chǎn)商運(yùn)用最廣泛的表面施膠劑，雙面掛膠量通常在4~5 g/m2，有些廠家乃至將掛膠量控制在6g/m2以上，這么可取得更高的環(huán)壓強(qiáng)度。
原淀粉的來源主要是谷物與薯類，谷物中的玉米淀粉、薯類中的木薯淀粉是格價較為低廉的，在工業(yè)范疇?wèi)?yīng)用很廣泛，從表面淀粉膠液的熬制作用和上機(jī)運(yùn)用作用來看，木薯淀粉要優(yōu)于玉米淀粉。
瓦楞紙生產(chǎn)用的表面膠液通常都是用原淀粉在工廠內(nèi)自行熬制，淀粉的熬制方法有間歇法和連續(xù)法。
間歇法是用淀粉蒸煮鍋一批一批地熬制，最高溫度操控在95℃即可，不必超越100℃；連續(xù)法是用泵將淀粉懸浮液泵入噴發(fā)蒸煮器與高溫蒸汽混合蒸煮，蒸汽溫度通常在130℃左右，也有用更高溫度蒸汽的。
間歇法通常都要加降解劑進(jìn)行降解，連續(xù)法依據(jù)技術(shù)的不同可加亦可不加降解劑進(jìn)行降解，終究降解到生產(chǎn)所需的粘度。淀粉降解劑常用的有通常氧化劑、生物酶等。氧化劑以過硫酸銨最為廉價，運(yùn)用最廣，相對淀粉用量0.l％~0.2％。經(jīng)氧化降解的淀粉膠液終究呈弱酸性，若考慮酸性較強(qiáng)對其它添加的功能型表面施膠劑有影響，也可加少量燒堿調(diào)理pH值至中性。
生物酶轉(zhuǎn)化法的操作稍難一點，酶的添加量通常是微量的，在最佳溫度時酶的降解作用十分劇烈，當(dāng)反響到結(jié)尾時，必定要及時添加適量強(qiáng)氧化劑或急速升溫來殺滅酶菌以停止其降解反響。
熬制好的膠液經(jīng)稀釋、溫控合格后即可上機(jī)運(yùn)用，通常料池式施膠機(jī)所用的膠液濃度7％~10％；搬運(yùn)膜式施膠機(jī)所用的膠液濃度12％~16％，兩種形式所用膠液的粘度和溫度基本相同，粘度15~30mPa?s，溫度60~70℃。
瓦楞紙僅僅用淀粉膠液進(jìn)行表面施膠是不行的，由于淀粉膠液進(jìn)行表面施膠只能提高環(huán)壓強(qiáng)度，并不具備抗水防潮功能，并且淀粉自身是親水性物質(zhì)，在濕潤環(huán)境下它會吸水致使瓦楞紙的環(huán)壓強(qiáng)度大幅下降。通常生產(chǎn)中要添加功能型表面施膠劑，如抗水劑等，國內(nèi)現(xiàn)在所用的抗水表面施膠劑種類也很復(fù)雜，質(zhì)量較好的仍是少量幾個進(jìn)口商品，關(guān)于抗水功能通常工廠以Cobb值來檢測，Cobb值操控在80g/m2以下，用質(zhì)量較好的抗水表面施膠劑可輕松操控在40g/m2以下；也有工廠用耐水度來進(jìn)行控制，耐水度都操控在30s以上，有些工廠乃至操控在60s以上。
在進(jìn)行表面施膠以后環(huán)壓強(qiáng)度、抗水性能都有大幅提高，濕部漿內(nèi)干強(qiáng)劑通常不必再添加了，硫酸鋁、松香膠液或AKD可大幅減少用甚至不再添加，因而化學(xué)品方面的成本可大幅的下降。由于經(jīng)表面施膠后紙頁回濕，需要后烘干部進(jìn)行再次烘干，因而噸紙汽耗會添加30％左右，噸紙電耗也稍微有所增加。
生產(chǎn)任何紙種都一樣，纖維材料的配比對紙的質(zhì)量起著決定性的作用，瓦楞紙也不例外，一些工廠依靠表面施膠來改進(jìn)質(zhì)量，忽略材料配比，甚至大幅降低原料質(zhì)量，致使質(zhì)量、產(chǎn)值都無法提高，這一點是不可取的。同時瓦楞紙生產(chǎn)中纖維的凈化處理、纖維的打漿、紙頁的成形、紙機(jī)的速比等關(guān)鍵因素仍然要高度重視，不然紙頁自身如有先天性的缺陷，即便上了表面施膠也是無法彌補(bǔ)的，這也是現(xiàn)在市場上高強(qiáng)瓦楞原紙質(zhì)量參差不齊的首要原因。
瓦楞原紙表面施膠的主要意義在于達(dá)到了漿內(nèi)施膠難以到達(dá)的作用，得到了造紙工作者和廣大消費者的認(rèn)同，必將促進(jìn)中國瓦楞紙行業(yè)大的進(jìn)步。
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