瓦楞纸板常见的粘合失效与解决

粘合剂的配制与粘合控制是瓦楞纸板生产中重要的环节之一,对如何取得最佳粘合强度、生产效率和经济效益至关重要。笔者对所在单位的纸板废品的统计表明,80%左右的废品都直接或间接地与粘结失效有关。本文试从粘结理论入手,对影响粘合各参数予以探讨,以期达到最佳的粘合效果。

 

淀粉粘合剂有许多种配方,但都有四个基本组成部分:淀粉、水、荷化碱(NAOH)、硼砂,也大都采用双槽法配制。各组分的功能如下:

 

淀粉

 

湖化淀粉一种稀淀粉分散体,充当载体,悬浮与输送颗粒,控制水分和粘合剂对纸页的渗透,有助于湿态结合强度的形成。用量约占淀粉总量的17%。

 

生淀粉为直径10—25μm的不溶性颗粒,加热到一定的凝胶温度即吸收水分膨胀至凝胶化。

 

 

形成流动液体,作为淀粉溶液的分散剂,为凝胶提供水分。

 

硼砂

 

1.与载体淀粉相互作用,有助保持剂中水分,有助于溶粉颗粒的均一凝胶化;2.增加粘牢性,提高粘合剂粘度稳定性;3.在加入NaOH时起缓冲作用,避免破坏淀粉;4.与淀粉凝胶生成网状络合聚合物,生成高粘度,从而有助于结合力的形成。用量约占淀粉用量的1.2—1.8%,不能加入过多,否则会增加内聚强度,使粘合剂变得与橡胶一样。

 

荷化碱(NaOH)

 

1.是一种强碱,在溶液中与淀粉羟基结合破坏氢链,降低淀粉凝胶化温度,使之维持在63—66℃之间;2.有助于粘合剂对湿纸表面的润湿,使粘合剂和纸有痕好的接触并渗透到纸页中。若凝胶化温度过高,势必消耗更多的热量才能使之凝胶化;过低,则在使用前已部分凝胶,影响上胶系统工作与粘结质量。

 

过氧化氢尿素

 

过氧化氢充当漂白剂,氧化改性剂,增加流动性。尿素使粘合剂塑性增强,并取得一定防水效果。

 

热固树脂

 

在高温下固化成胶粘剂中的粒状结构物质,使纸板物理强度大幅提升,为瓦楞纸板的低克重高强度提供了可能。

 

在讨论粘结失效前,必须指出的是,粘合剂在不同工段的粘结过程不尽相同,所以,不同工段对粘结的控制有所不同。

 

在单面机上,瓦楞顶部的粘合剂与面纸在高压下结合,同时发生渗透,其厚度一般不会超过纸张厚度的1/4。纸板从两瓦楞辊压区出来后,淀粉可能还未完全凝胶化,凝胶化过程靠纸板输送架桥的余热完成。在双面机上,一方面预热器不能过分预热面板,否则会使淀粉过早地凝胶化;另一方面,粘合剂的固化采用加热的方法,热盘(干燥部)的温度通常在180°左右,用紧压在自由旋转托布辊上的帆布的移动来控制温度(对于采用浮动式热板技术的贴面装置,通过高速热板数量控制温度)。在单面机上,瓦楞成形采用高压加热方式;在贴面机上,为保护瓦楞不受损坏,是不可施以高压的。

 

粘结失效的因素有很多,归纳起来主要有以下几个方面:粘合剂的配比配制;热施加量;原纸性能;机械失效等。而几乎所有这些因素又都和作业速度有关。

 

笔者根据常见失效的原因与控制予以分类,需要指出的是,单面机有无导爪、贴面机加热方式不一样等,都需要操作根据实际情况予以分别调整。

 

粘合剂粘度:1.一定粘度下,高硼砂含量将阻止载体淀粉胶体的释水,过多的硼砂常导致大面积粘合剂失效。2.粘合剂粘度过高则倾向于阻止粘合剂中水分释出,同时也使粘合剂对纸板润湿程度减小。3.粘合剂太稀薄,上海印刷厂造成水分很快脱离粘合剂,使生淀粉严重缺水;或在粘合剂上有玻璃状外观,这是因为粘合剂在与面板接触时,几乎完全进入瓦纸。控制措施:1.控制好水比;2.硼砂含量须严格掌握。

 

粘合剂施加量:1.太少粘合不牢;2.太多造成浪费,且降低了车速,增加了波状条纹与翘曲的发生。控制措施:调节施胶辊间隙

 

凝胶化温度:主要对NaOH量进行调节;过低易在上胶系统固化,引起上胶不畅;过高产生白胶粘线、松边,使瓦楞纸机车速降低。控制措施:温差大的季节应调整NaOH用量,以适应不同的环境温度;应严格临近瓦楞辊温度并调整适宜的车速。

 

原纸预热:在一定范围内,纸愈热吸收粘合剂效果越好。1.面纸被充分预热时,粘合剂与面纸尚未充分接触便已烘干,或者与面纸产生一种表面的粘合;2.面纸加热不足可能产生过度渗透,导致生淀粉凝胶化时无充足的水分,未胶化的生淀粉残留在粘合线上,出现白道子。控制措施:监控预热器温度,保证面纸预热充分,A、B楞面纸比贴面预热程度高些为宜。

 

瓦楞原纸水分含量:1.较湿的瓦楞原纸吸收水分与淀粉载体比干瓦楞原纸容易得多;2.粘合区,引起各种形式的翘曲;3.原纸水分过高,抗张强度下降,易引起断裂停机,若停机稍久,热盘至冷却区的纸板受热过度,导致纸在高温下的收缩,产生严重的翘曲变形、脱胶,造成该段产品基本上是废品;4.原纸水分过低,导致粘合剂在渗透前便已固化,造成假粘合。控制措施:经验表明,水分含量在9—12%为宜,水分含量过高应减慢车速,升高瓦线温度;水分含量过低则应打开预调节器,喷蒸气调节水分。

 

机械调节:1.指状齿有凝胶化淀粉,上海印刷厂淀粉从施胶辊上一擦而过形成干条纹;2.指状齿离瓦楞太近,妨碍了芯层与施胶辊的调整;3.施胶辊、匀胶辊上有纸屑等粘着物,导致根本涂不上胶;4.施胶辊与瓦楞辊间隙过大,造成粘合剂涂不到瓦楞楞顶。控制措施:1.保持各辊面清洁;2.调整好匀胶辊与瓦楞辊间的间隙;3.调整好导纸片与瓦楞辊间隙。

 

温度及压力辊调节:1.瓦线温度不足,导致糊化不够;2.单面机上压力辊的压力过高,则瓦楞易被破坏;过低,则粘合剂不能有效渗透与接触。控制措施:瓦线温度应保证在170℃以上,高速瓦线应在180℃左右,相应蒸气压力为:10—13kg/cm2。

 

应当指出的是,某些粘结失效可能与多方面因素有关,操作者应尽量排除各种不利因素,以期生产出高质瓦楞纸板。

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