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高强瓦楞纸表面施胶ABC

类别:国内新闻 发表于:2018-8-15 10:59:50   共被阅读过 727

 

智桥科技 

纸箱作为一种常用的包装物早已在全世界广泛应用,随着经济的发展与生活水平的逐步提高,对包装物也提出了更高的质量要求。对于纸箱而言,人们希望它强度更高特别是在潮湿的环境下仍可保持很高的强度,在强度不变的情况下能做得更轻,这样,产品的贮存会更安全,搬运也会变得更轻便。

纸箱行业的这种发展趋势,对原纸也提出了更高的质量要求,瓦楞原纸更是首当其中,为了满足客户更高的要求,瓦楞纸生产厂家将以前在文化纸上广泛运用的表面施胶技术应用到瓦楞纸上,但是应用的目的却大不相同,文化纸的表面施胶主要是为了获得更好的印刷书写性能,改进表面强度,减轻掉毛掉粉问题。

瓦楞纸的表面施胶则是为了获得更高环压强度和更好的抗水防潮性能。表面施胶后的环压强度值会有大幅提高,一般可提高30~50%;如果所用的废纸原料很差,经表面施胶后环压强度甚至可提高100%,这种效果是以前在浆内添加任何助剂都难以达到的。

在胶液中加入抗水防潮性的施胶剂后,瓦楞纸的抗水防潮性也会大大提高,而要达到同样的效果,使用浆内施胶剂的成本往往会高一倍甚至几倍。

2005年开始,表面施胶在我国主要的瓦楞纸生产厂家中大规模推广应用,开始应用这项技术的厂家可以说为我国填补了这项产品的空白,也获取了显著的利润。到现在为止高强瓦楞原纸仍然是市场热点纸种,新项目还在不断上马,这也必将对我国的瓦楞纸产能和质量起到极大的推动作用。下面就表面施胶在瓦楞纸上的应用发展作分析。

1. 表面施胶机的机型及基本配置

用于瓦楞原纸生产的表面施胶机按上胶方式的不同可分为“料池式施胶机”和“转移膜式施胶机”。这两种施胶机也是目前瓦楞纸生产厂家中运用最广泛的,它们的不同之处主要在于纸机设计速度上,一般而言料池式施胶机适用于800m/min车速以下的纸机,而800m/min车速以上的纸机则多是采用转移膜式施胶机。

不管是料池式还是转移膜式施胶机它们采用的结构大多都是斜列式结构(施胶上辊、施胶下辊相对位置结构),而以前曾经也有广泛使用的水平式、垂直式结构在当前的改造项目与新建项目中已基本见不到了。水平式结构具有料池容积大的优点,垂直式结构具有操作方便流畅的优点,而斜列式结构集合折中了两者的优点,得到了最广泛的运用。

斜列式结构的斜列角度一般在15~45°之间,小角度因为料池容积较大同时也有利于接胶斗的设计安装,多用于料池式施胶机;大角度则多用于转移膜式施胶机。因为角度大时有利于后序设备如弧形辊、转向器的布置,操作维修更方便。而在目前国内采用转移膜式施胶机的800mmin车速以上的瓦楞纸机并不多,只有少数几家大厂才有。

胶液本身对设备有一定腐蚀作用,所以施胶机的辊体、机架、走台等一般采用不锈钢材料或进行包不锈钢处理。施胶上、下辊为一条硬辊、一条软辊,在以前的文化纸机上硬辊往往是表面镀硬铬处理,而现在两条辊都是进行包胶处理,硬辊的包胶硬度一般为PJ(赵氏硬度)0,软辊的包胶硬度一般为PJ15左右,辊面的中高则根据实际需要进行研磨。

胶辊在以前多是配备刮刀的,而现在基本上都不配了。这主要有两方面的原因:一是刮刀会加速辊子的磨损,缩短了辊子的研磨周期,辊子损耗加大;二是引纸时和发生断纸时刮刀处容易卡纸,难于清理,增加了操作难度。

施胶机后序设备的配置也较为重要,常规设计是在施胶机后面配置一条导辊和一条弧形辊,然后纸幅进入两个低温镀铬缸烘干段;如果将施胶机的标高设计高一点、与后烘干部紧凑一点,则可省去导辊只留下一条弧形辊,这样结构更为简洁。弧形辊要带传动,即使是多节镀铬弧形辊最好也带传动。

 

现代高速纸机在施胶之后则多是配备气垫转向器。气浮干燥器,它能为纸幅提供一个稳定的张力有舒展纸幅且与纸幅不接触,同时将施胶后的纸页进行预干燥,纸页表面的胶液经预热初步固化后可大大减轻对后序设备和织物的粘脏。

2. 表面施胶机的操作

施胶机的操作以前多是先合辊运行后再引纸,这种方式比较适合低速纸机,但常会碰到纸页粘辊、缠辊的问题,在低速纸机上靠操作工的熟练还是能以手工方式引过纸,而在高速纸机则较为麻烦。高速纸机采用先引纸后合辊再上胶的方式,现在的传动控制精度完全可以满足施胶机的操作要求,

有一点要注意的是施胶后的张力控制,如果没有配备张力自动检测控制系统,则需人工调节速差来控制纸页的张力,通常纸页施胶之后后烘干部的速差要升0.6~1.6m/min来维持纸幅的张紧状态。

如果配有张力自动检测控制系统,要注意张力值是通过导辊底座上的负荷传感器的压力测量值换算而来的,因此纸幅只有在全幅运行的状态下才能投人自动运行。

施胶机的加压方式多采用气胎加压,料池式施胶机线压力30~50kn/m,转移膜式施胶机线压力50~100kn/m

料池式施胶机在高速运行时常会遇到料池内胶液扰动的问题,这主要是因为靠近辊面和纸页面的胶液会被辊和纸页加速向压区运行,而纸页只能吸收一小部分胶液,压区限制了胶液的通过量,大部分胶液会从辊面和纸页面中间区域反冲回去,正是这种流体力学作用力产生了料池扰动,车速越高作用力越大,容易产生跳胶和纸页施胶不匀的现象。

操作时保持足够高的料池液位可减轻此现象。高速纸机一般选用转移膜施胶机,因为转移膜施胶机是经过预计量进行胶液施涂的,没有了料池也就不会有料池扰动的问题了。

施胶机在高速运行时常有辊面甩胶的问题,这主要是辊面附着胶液的离心力大于胶滴附着力所致,车速越高时,离心力越大。辊径增大时,离心力则会减小。

加大施胶辊的直径可避免或减轻甩胶问题,同时对于料池施胶机还可降低对胶液的加速作用力从而减轻了料池扰动问题。但也要考虑经济合理性,因为加大施胶辊的直径时固定投资成本与运行成本都会显著上升。

3. 表面施胶胶液的制备

可用于表面施胶的成膜剂品种有淀粉、CMC、聚乙烯醇等,淀粉******,也成为瓦楞纸生产中使用最广泛的表面施胶剂,双面挂胶量一般在4~5 g/m2,有些厂甚至将挂胶量控制在6g/m2以上,这样可获得更高的环压强度。

原淀粉的来源主要是谷物与薯类,谷物中的玉米淀粉、薯类中的木薯淀粉是价格较为低廉的,在工业领域应用很广泛,从表面淀粉胶液的熬制效果和上机使用效果来看,木薯淀粉要优于玉米淀粉。

瓦楞纸生产用的表面胶液一般都是用原淀粉在工厂内自行熬制,淀粉的熬制蒸煮方法有间歇法和连续法,间歇法是用淀粉蒸煮锅一批一批地熬制,最高温度控制在95℃左右即可,不必超过100℃;连续法是用泵将淀粉悬浮液泵入喷射蒸煮器与高温蒸汽混合蒸煮,蒸汽温度一般在130℃左右,也有用更高温蒸汽的。间歇法一般都要加降解剂进行降解,连续法根据工艺的不同可加亦可不加降解剂进行降解,最终降解到生产所需的粘度。淀粉降解剂常用的有普通氧化剂、生物酶等。

氧化剂以过硫酸铵最为便宜,应用最广,相对淀粉用量0.l~0.2%。经氧化降解的淀粉胶液最终呈弱酸性,若担心酸性较强对其它添加的功能型表面施胶剂有影响,也可加少量烧碱调节pH值至中性

生物酶转化法的控制稍困难一点,酶的添加量一般是微量的,在****温度时酶的降解作用十分剧烈,当反应到终点时,一定要及时添加适量强氧化剂或急速升温来杀灭酶菌以终止其降解反应。

蒸煮好的胶液经稀释、温控合格后即可上机使用,一般料池式施胶机所用的胶液浓度7~10%;转移膜式施胶机所用的胶液浓度12~16%,两种机型所用胶液的粘度和温度基本相同,粘度15~30mPa·s,温度60~70℃。

瓦楞纸仅仅用淀粉胶液进行表面施胶是不够的,因为淀粉胶液进行表面施胶只能提高环压强度,并不具备抗水防潮性能,而且淀粉本身是亲水性物质,在潮湿环境下它会吸水导致瓦楞纸的环压强度大幅下降。

一般生产中要添加功能型表面施胶剂如抗水剂,国内目前所用的抗水表面施胶剂品种也很繁多,质量较好的还是少数几个进口产品,对于抗水性能一般工厂以Cobb值来检测,Cobb值控制在80g/m2以下,用质量较好的抗水表面施胶剂可轻松控制在40g/m2以下;也有工厂用耐水度来进行控制,耐水度都控制在30s以上,有些工厂甚至控制在60s以上。

在进行表面施胶之后环压强度、抗水性能都有大幅提高,湿部浆内干强剂一般不用再添加了,硫酸铝、松香胶液或AKD可大幅减少用量甚至不再添加,因此化学品方面的成本有大幅的降低。因为经表面施胶后纸页回湿,需要配置后烘干部进行再次烘干,因此吨纸汽耗会增加30%左右,吨纸电耗略微有所增加

对于生产任何纸种都一样,纤维原料配比对纸的质量起着决定性的作用,瓦楞纸也不例外,一些工厂依赖表面施胶来改善质量,忽视原料配比甚至大幅降低原料质量,导致质量、产量都无法提升,这一点是不可取的。

同样,瓦楞纸生产中纤维的净化处理、纤维的打浆、纸页的成形、纸机的速比等过程关键因素依然要高度重视,否则纸页本身就有先天性的缺陷,即使上了表面施胶也是无法弥补的,这也是目前市场上高强瓦楞原纸质量参差不齐的主要原因。

瓦楞原纸表面施胶的重要意义在于它达到了浆内施胶难以达到的效果,得到了造纸工作者和广大消费者的认同,必将促成我国瓦楞纸行业生产消费的一次大的升级。

   

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