如何选择和使用正确使用淀粉黏著剂.doc

附件如何選擇和正確使用澱粉黏合劑 瓦楞紙箱商情/2004年11月號/劉仁和黏合劑在紙箱生產工藝中起著重要作用。如何選用黏合劑對紙板進行粘合，以達到提高紙箱品質之目的，已成為當今紙箱生產行業的熱門話題。隨著科學技術的不斷進步，很多大的紙箱生產企業都擁有較先進的紙板生產線，而絕大多數中小企業仍沿襲于傳統的單面機甚至單機生產瓦楞紙板，他們使用的黏合劑大多數仍為矽酸鈉（水玻璃）對這些生產企業來講，正確選用澱粉黏合劑更為顯得重要。澱粉黏合劑以它粘結強度高、紙板挺度大、不吸潮變軟、無腐蝕、無污染、使用成本低等優點，正被越來越多的紙箱生產企業所採用。有部分至今仍在使用泡花堿（矽酸鈉）的紙箱生產企業也並非不想淘汰泡花堿，而是對澱粉黏合劑的制配過程難於掌握。據筆者瞭解，很多紙箱廠曾經使用過澱粉黏合劑，有些甚至不惜花費幾千甚至上萬元購買過澱粉黏合劑的制配技術，但最終還是未能使用，仍在使用國家明令禁止但不得不使用的泡花堿。有些自己制配澱粉黏合劑的廠家也會出現品質不穩定，難於掌握的現象。目前，國內紙箱生產企業使用澱粉黏合劑的製作工藝仍停留在八、九十年代的工藝配方上，有所突破的無非是在黏合劑中添加乾燥劑，以達到縮短乾燥時間的目的。眾所周知，澱粉黏合劑中80%以上是水，黏合劑塗布在瓦楞紙上後，黏合劑中的水分必須往紙板內滲透，使紙板變得濕軟。在黏合劑中添加乾燥劑，雖能比較好的解決紙板濕軟，但乾燥劑易沉澱。乾燥劑一旦沉澱，便起不到乾燥作用。而且使用、儲存都比較麻煩。為了達到既要保證黏合強度，又要在縮短乾燥時間上有一個質的飛躍，必須解決以下三個問題：1.) 有效的防止黏合劑中的水分不過快的往紙板內滲透，以減少紙板的含水率。2.) 增加乾燥劑的用量，可以達到澱粉用量的60%，甚至更高，這樣既縮短了乾燥時間，又增加了紙板挺度。3.) 不讓乾燥劑在黏合劑中沉澱，延長有效使用期。要解決這三個問題，可以採取以下幾種措施：在黏合劑中加入一種添加劑，將其加入糊化後的氧化澱粉膠液中時，可與氧化澱粉分子中的含氧基團結合生成網狀結構的絡合物，這種絡合物提高了膠液的初粘力和抱水能力。使裱膠時膠液中的水分不易向紙板內滲透。在黏合劑氧化前加一種輔助氧化劑，在鹼性的條件下，它能使氧化澱粉的同時自身還原成四價的MNO2和MN（OH）2。MNO2在鹼性條件下能結合水分生成H2MNO3，其反應式為：MNO2+H2O=H2MNO3。MN（OH）2是一種不溶于水的白色沉澱物，它具有吸收氧氣，結合水分的活性，裱膠時膠水與空氣充分接觸，MN（OH）2將吸收空氣中的氧及膠水中的水分，生成深棕色的MN（OH）4，加速了膠水的乾燥效果，其化學反應式如下：2MN（OH）2+O+2H2O=2MN（OH）4在黏合劑中加入澱粉量65%的一種粉狀礦物質 （也可用白泥土，陶土代替，細度達200目以上）作乾燥劑和增強劑。同時加入一種懸浮劑，它與澱粉膠液充分混合溶解的同時，在懸浮劑的作用下，粉狀乾燥劑會發生膨脹，變成一種懸浮的泥漿，與澱粉膠完全混合，使黏合劑存放個月以上也不會沉澱。要注意的技術關鍵是：添加劑與懸浮劑用量的控制。由於加了添加劑、懸浮劑後，膠液會變稠。如加的太多，則黏合劑濃度太高無法使用。加的太少，起不到應有的作用。隨著四季氣溫的變化，要同時變動調整懸浮劑及添加劑的用量，否則，製作出的黏合劑會不盡人意。對起乾燥增強作用的粉狀乾燥劑的細度與沙石含量應有嚴格要求，細度達不到200目，不易溶解。沙石含量過多會在黏合劑中沉澱。黏合劑中經反應產生出的表面活性劑有與空氣接觸後，吸收膠水中的水分，加快乾燥的作用。因此，黏合劑敞口存放表面會結皮，而且放置時間越久，黏合劑會慢慢變濃，無法使用。在存放時必須加蓋密封。製作出的黏合劑不合格或製作出了合格的黏合劑但使用不當都會引起粘合不良。引起紙板粘合不良的因素有很多，筆者提出以下幾點供同仁參考：黏合劑本身的原因目前，澱粉黏合劑的制配工藝與配方有幾百種，不管哪一種配方都是大同小異的。最關鍵的工藝還是氧化程度。澱粉分子經氧化後發生兩個方面的變化：一是部分官能團由CH2O氧化成CHO和COOH ；二是分子鏈發生降解分子量降低。官能團的變化使澱粉的水溶性及滲透能力得到改善，分子鏈的降解使糊化後粘度降低，改善了流動性。當氧化過度時澱粉分子鏈降解太甚，配成黏合劑粘度太低（小於20秒）粘合力下降，在裱膠時會出現跑楞（指單機），黏合劑還有可能會滲透到面紙的表面。並且粘合強度差，容易造成紙板粘合不良。當氧化不足時黏合劑粘度太大，裱膠時會出現甩膠拉絲，紙板乾燥慢、儲存時間短、易結皮和凝膠化。因此影響黏合劑品質的主要因素是黏合劑的粘度，而影響粘度的主要原因是氧化程度。怎樣掌握氧化程度是黏合劑製作的關鍵工藝。影響氧化程度及黏合劑品質的各種因素分析如下：澱粉品質的影響相同配方，相同的反應條件，澱粉品種的不同黏合劑粘度也不同，對粘度大的澱粉應提高氧化劑用量，某些澱粉中含有還原性雜質，例如低分子量的有機物，這些還原性雜質極易與氧化劑反應，消耗了部分氧化劑，如使用這種含還原性雜質的澱粉配製黏合劑，則應提高氧化劑用量。氧化劑用量的影響氧化劑用量不足，會因氧化程度不夠粘度偏高，如用次氯酸鈉作氧化劑，它的實際含量由於不斷揮發而難於掌握。燒鹼用量及加堿速度的影響燒鹼的用量一般來講，每25kg澱粉以2.53kg為宜 （指固堿，含量為95%的片狀燒鹼最佳）。在使用燒鹼前，應用婆美計測出燒鹼的含量（參見附表）。如含量達不到95%，則應相應增加燒鹼用量。燒鹼用量不夠，則黏合劑不透明，流動性差粘接力降低，放置時間長時會變稠。燒鹼用量過多會出現堿汙，黏合劑pH值增高，紙板容易吸潮。氧化反應過程中，堿的濃度高，可以加速氧化反應的完成，但隨著堿濃度的提高，澱粉會產生糊化作用，使反應漿液的濃度升高，甚至粘成一團攪不動，又會影響氧化反應的進行。因此，氧化反應初期加入的堿量不能太大，而且應隨氧化反應的深化分23次加堿。氧化時間及氧化溫度的影響當澱粉粘性大或氣溫較低時，必須延長氧化反應時間。否則，會使黏合劑粘度偏高，溫度高時，必須縮短氧化反應時間，否則，會使黏合劑粘度偏低，最佳反應溫度為2025度，氣溫低於此溫度時，可在底水中添加熱水升溫。硼砂加入量的影響硼砂溶于水後發生水解，生成硼氧離子，將其加入糊化後的氧化澱粉膠液中時，可與氧化澱粉分子中的含氧基團結合生成網狀結構的絡合物，使膠液的粘性增加，提高了初粘力和抱水能力。使得裱膠時膠水中的水分不易向紙板纖維內滲透。粘合時不易出現跑楞。硼砂用量過多會使黏合劑內澱粉分子間的凝聚力過強，膠水成橡膠狀，失去粘合力。嚴重時紙板將出現開層、脫膠。因此，加入量以每25kg澱粉加0.51kg為佳。水質對黏合劑的影響水中所含還原性物質如還原性有機物亞鐵離子等，它與氧化劑反應，消耗部分氧化劑，使氧化劑有效量降低。水中所含鈣離子、鎂離子，在配製時與氫氧化鈉反應，生成難溶于水的氫氧化鈣，和氫氧化鎂沉澱，消耗部分燒鹼，降低堿的有效量，產生糊化不良。水中的鈣離子與糊化後的氧化澱粉產生絡合作用，使配好的膠水變稠，水中鈣離子含量高時，這種現象很明顯，膠水逐漸產生凝膠化，結成凍狀不能使用。使用方面的原因首先，不管是單面紙板複合還是瓦楞紙雙面過膠，目前的生產工藝基本上都是 ：通過瓦楞機或單面機的熱定型作用將瓦楞紙軋出楞形波紋；通過膠水機在瓦楞楞尖上裱膠；用手工複合或機械貼面的方式將面（裏芯）紙複合在瓦楞紙的正反兩面（單面紙板只複合一面）。這樣，就要求操作工必須具備較好的操作技能。瓦楞尖上塗布的膠水量每平方米兩面過膠一般控制在8090克（根據紙張施膠度調節），均勻地分佈在每個楞尖上的膠水約1.21.5mm寬，形成一條線狀的膠膜。這就要求操作工在接住塗膠後的瓦楞紙時，必須一步到位，準確地擺放在面（裏芯）紙上，放上去後不能移動，一旦移動，便產生磨擦作用，會將楞尖上的膠水擦掉，破壞楞尖上形成的線狀膠膜，起不到粘合作用。大凡大面積脫膠的紙板，只要掀開面（裏芯）紙觀察，便看到不規則的片狀膠水印跡，這就是移動後造成的。另一方面，黏合劑自身乾燥約3分鐘，若黏合劑自身已乾燥或接近乾燥（不粘手）時再與面（裏芯）紙相粘，便不會被粘住，黏合劑與面（裏芯）紙接觸後，是靠不斷增加的紙張重量施壓的，這樣，操作速度應要求較快，否則，如黏合劑在初粘期內不能與面（裏芯）紙充分接合（有時會出現面、裏紙局部浮在瓦楞紙上面，形成空隙），待膠水自身乾燥後再怎麼用壓板機施壓也會引起鼓炮或脫膠。其次，瓦楞紙在膠水機上裱膠是靠上下塗膠輥進行的，上下塗膠輥的膠水厚薄程度靠上下勻膠輥調節，它要求四根輥筒表面無雜質，無殘留幹膠，這樣才不影響膠水塗布的均勻程度，但膠水機在1小時以上未使用時，膠水輥上的膠水凝固後會粘附在輥筒上而且厚薄嚴重不均勻，這就要求操作工或者在下班時清洗膠水輥筒，或者上班前用刮刀將凝固的幹膠刮乾淨，保持輥筒的光滑而不影響膠水塗布的均勻程度。上下輥筒的間隙一般要比瓦楞高度稍大一些，這樣，才能使瓦楞紙在過膠後楞尖上均勻地被塗上一條膠膜線，如間隙過大，楞尖上塗不上膠而使瓦楞紙空過；間隙過小，由於輥筒的旋轉，會與瓦楞紙產生摩擦，本已塗上的膠水又被刮掉，而且操作工很難發現楞尖上沒有膠水，這樣，就更容易造成粘合不良，甚至還認為是黏合劑品質不行造成。上下輥間隙過小，還會將瓦楞擠扁，直接影響到紙板的厚度與抗壓強度。因此要根據瓦楞原紙的厚薄，及瓦楞加放係數的大小也就是軋瓦後瓦楞的實際高度調節上下膠水輥間隙至最佳狀態。再次，由於瓦楞輥極度磨損後，軋出的瓦楞會高低不一致，或者軋瓦後的瓦楞紙或單面紙板在搬動時受外力擠壓導致局部塌楞或倒楞，單面機紙板愣子高低不平，紙板嚴重翹曲，這樣也會造成黏合劑塗布不均勻，影響局部粘合不良。最後，瓦楞機（指單機）溫度太低，軋瓦成型不挺，容易造成塌楞、跑楞，或者瓦楞機溫度雖已達到，但軋瓦定型後長時間不過膠，過膠時瓦楞紙已完全冷卻，極易引起塌楞，這兩種情況，會引起大面積粘合不良。材料方面的原因首先，單機生產工藝流程，按工藝要求，瓦楞原紙必須順絲流軋瓦，也就是瓦楞原紙的纖維流向（俗稱順絲或直絲）必須與瓦楞走向平行或叫做一致，這樣，不但能大大地提高紙板的垂直抗壓強度，而且還能有效地防止紙板兩頭跑楞（單面紙板不存在此情況）。其次，面（裏芯）紙及瓦楞原紙的含水率應符合國家標準要求，並要求均勻和一致，最高不超過12%，最低不低於8%，過高過低都會引起脫膠、鼓泡。面裏芯紙及瓦楞原紙的緊度與施膠度必須符合國家標準要求，緊度差的紙張本身纖維互相