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纸浆模塑工业包装制品的增强防水技术

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【摘要】:

  在治理“白色污染”的进程中,用于工业品包装的纸浆模塑制品发展很快。近年,我国在工业品外包装以纸代木,内衬包装以纸代塑方面都有了长足的发展。纸包装制品种类主要有以再生牛皮纸为基材,用现代化机电合一设备生产的蜂窝纸板托盘系列、蜂窝纸板包装箱系列,用来代替木板托盘和木板包装箱;以箱板纸的边角料、废旧报纸等为原料,用纸浆模塑成型机生产的纸模内衬制品,以代替发泡塑料制品。但是,这些纸制包装制品,特别是纸模内衬包装制品与塑料发泡包装制品相比,其弱点是强度较差,在海运和潮湿的环境中,纸模制品容易吸潮,强度降低,因此必须解决纸包装制品的增强和防水防潮问题。

      影响纸模包装制品强度的主要因素有四个:

 1.纤维本身强度;

 2.纤维与纤维之间结合强度;

 3.纤维结合的表面积;

   4.结合键的分布。

 针对以上四个因素,解决的办法有:

 一、在制浆工艺中,采用中浓长纤维粘状打浆方式。中浓打浆是指打浆浓度在 4—6%的条件下,在中浓打浆设备中进行的一种打浆方式,长纤维粘状打浆方式是要求对纤维尽可能避免切断,使纤维保持一定的长度,并进行高度分丝帚化,具有良好的润胀水化的一种打浆方式。这种打浆方式的优点是:

 ①纤维切断较少,扭曲变形多,成品强度好;

 ②在纸制品强度相同时,成浆打浆度和保水值低,脱水性能较好;

 ③打浆时间缩短,能耗降低,提高了设备性能,降低了产品成本。

中浓打浆由于减少浓缩与稀释的幅度,从而电能可以节约 20—30kwh/t绝干浆。

  二、碎浆之后进行疏解。目前多数厂家只有打浆工艺而没有制浆疏解工艺,这就使成品纤维缺乏增加强度部分的条件。虽然纸料经过疏解机的时间只有几秒钟,但经水力碎浆机粉碎的碎浆经过疏解机的切断、分丝、细纤维化,既可使纸制品布浆均匀,又可增加成品的强度。

  三、添加增强剂以增加制品的强度;添加防水剂以增加制品的防水、防潮性能。

  纸品的化学助剂增强方法有两种,一种是内用增强剂,另一种为表面用增强剂。内用增强剂又有干增强剂和湿增强剂之分。

  用以增加纸浆模塑工业品包装制品的增强剂一般使用干增强剂。干增强剂是用以增进纤维之间的结合,以提高纸制品的物理强度而又不影响其湿强度的精细化学品。这类化学品具有一定分子量的活性基团,由于其本身的胶体分子的结合强度可与纤维素的羟基形成氢键结合,可以达到纸制品增强的要求。

  常用的干增强剂品种有:阳离子淀粉、阴离子淀粉、两性淀粉、多元性淀粉以及离子型聚丙烯酰胺等。

  阳离子淀粉和多元性淀粉(包括两性淀粉)既是很好的助留助滤剂,也是很好的干增强剂。它的增强原理主要是通过淀粉中的阳离子基团与纤维表面阴电荷间的静电吸引力而附着在纤维表面并与纤维通过氢键的架桥吸附,使帚化了的纤维之间形成网络胶联的整体,从而达到提高纸制品强度的目的。

  应用淀粉作增强剂,用量一般为干浆材料的 1~2%,未经糊化处理

的淀粉不能直接加入浆池,淀粉必须经过糊化处理,加工成淀粉糊液(没

有糊化条件的可购买糊精)后才能使用。糊化的方法是:

 ①在糊化罐内先加入一定体积且硬度较低的软水或洁净的冷水,开动搅拌器(搅拌速度为 60—100转分),然后慢慢地加入淀粉,使淀粉充分分散。一般糊化浓度为 5%,然后通汽直接加热,但汽压不可开得过高,防止高温蒸汽对淀粉产生降解作用。若能用间接通汽加热更好。在继续搅拌下,升温至 90—95℃,使其成为糊化液,并在此温度下保温 20分钟左右。这一步骤很关键,还应注意糊化不完全的淀粉,因淀粉粒子未充分散开会影响使用效果。但保温时间也不宜过长,温度不能过高,以防高温长时间作用下淀粉降解。

 ②糊化处理后的淀粉糊液要及时进行稀释(浓度为 1~2%),稀释后的淀粉糊液最好及时用完,若需存放一段时间,则须在 65℃左右温度条件下保温,否则淀粉糊液容易老化,出现分层现象而影响使用效果。

 ③糊化处理后的淀粉糊液不要再持续搅拌,特别防止高速搅拌,以防糊液分子链被剪切破坏。糊化并稀释后的糊液,即可在成浆池加入。

  四、为了增加纸模工业包装制品的强度和防水防潮问题,在添加淀粉糊液之后再加添一种纸板耐水增强剂,加入量为淀粉干重的 5%(直接加入淀粉糊搅拌均匀亦可)。经过这种加工工艺处理的蜂窝纸板基材和纸浆模塑制品,具有耐水、抗湿、更平顺、坚挺、抗压、耐冲击等优点。