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紙引未來網訊 要使瓦楞紙板形成整體結構，粘合劑是必不可少的。粘合劑（膠水）不僅影響著瓦楞紙板的生產效率，而且對瓦楞紙的質量也有很大影響，它起著非常重要的作用。
1、瓦楞紙板粘合劑發展史
早先使用的紙箱粘合劑主要是糊精，它是由淀粉（或面粉）混水攪拌，再經加熱制得的一種粘性膠體，用于紙箱的手工作業。
上世紀五十年代（1950），美國研發出一種淀粉粘合劑制備工藝——斯坦因霍爾(STEIN-HALL)法。這種工藝沿襲至今，就是目前通俗稱謂的“兩桶法”制膠工藝。
21世紀初，又出現一種新的淀粉粘合劑制備工藝——交聯法，也就是常講的“一桶法”制膠工藝。它是對兩桶法制膠工藝的革新，主要是為了適應高速瓦線的生產。
2、淀粉粘合劑的各組成要素
在此，僅對目前普遍使用的制膠工藝——兩桶法、一桶法粘合劑作詳細的闡述。
2.1淀粉粘合劑的原料和輔料
淀粉粘合劑的原料，主要是水和淀粉，再以氫氧化鈉和硼砂作為輔料，為了改善粘合劑的流動性和防潮性，提高粘合劑的粘合性能，會使用脲醛樹脂類高聚物做添加劑。
2.2粘合劑中各物料的作用
2.2.1、水
首先，水主要作為生化反應的載體，并且起稀釋、滲透、均勻和擴散的作用。粘合劑通過載體轉移到要加工的瓦楞紙上，然后滲入瓦楞紙內。其次，在給粘合劑帶來粘性的淀粉顆粒的膨脹過程中，水是必需的。制備粘合劑的水質要求為自來水，不能使用井水或地下水。
2.2.2、淀粉
淀粉是生化反應的主體。淀粉是一種從含葉綠素植物里提取的天然碳水化合物，很多行業都偏愛用淀粉作粘合劑，因為淀粉成本相對較低，且是生物所能分解的，可從可再生的原料中提取。
玉米淀粉干燥后，各種成份的重量構成，大體如下：
淀粉及碳水化合物——80%
蛋白質——10、7%
油脂——4、5%
纖維質——2、5%
灰份——1%
雜質——0、5%
其它淀粉的構成也與此大致相同，淀粉原料中一般含有80%左右的淀粉，而淀粉以外的雜質在淀粉制造過程中基本被消除，淀粉干燥后的淀粉純含量應在99%以上。
2.2.3、氫氧化鈉
氫氧化鈉（NaOH，又名燒堿）是生化反應中的氧化劑，在粘合劑中主要起糊化作用，還具有浸潤和軟化紙板纖維的功能，并且能提高粘合劑的滲透力。燒堿的用量太多，會降低粘合劑的糊化溫度，增加粘合劑的PH值；燒堿的用量太少，會使粘合劑糊化溫度較高，淀粉不能完全糊化，滲透力差，瓦楞紙板的水份較高，物理指標較低。在Stein Hall制膠工藝中，燒堿被用來糊化初步載糊淀粉增強其粘性。在一桶式制膠工藝中，淀粉膨脹時添加燒堿也可以增強粘性。
2.2.4、硼砂
學名為十水合四硼酸二鈉(Na2B4O7*10H2O)，在粘合劑中主要起交聯、絡合和增稠作用。硼砂用量過多，會使粘合劑凝聚力過強，凝結后呈橡膠狀，失去粘合作用，導致紙板分層；硼砂用量過少或不用，就不能達到絡合和增稠作用，使用中會增加紙板的水份。
此外，硼砂與熟淀粉發生作用，可改變粘合劑的粘度，影響其流動性與滲透性，與燒堿一起使用也可提高最初的粘合強度和剪切穩定性。硼砂用量根據瓦楞紙板生產中使用的瓦楞紙及面紙而調整，紙質質量差，適當提高硼砂用量；紙質好，特別是進口施膠紙，可不用或適當降低硼砂用量。
2.2.5、添加劑
主要有交聯劑（或稱架橋劑）和安定劑（終止劑）兩種。使用添加劑能有效的提高瓦楞紙板的粘合性能和防潮性能，能使粘合劑固化以后不易被乳化，從而能提高瓦楞紙板的邊壓強度、平壓強度、耐破強度，所以在保證強度的前提下能適當降低原紙的定量；使用添加劑能有效的降低粘合劑糊化溫度，提高車速，改善瓦楞紙板的平整度；使用添加劑在保證粘合效果的前提下能適當降低淀粉的用量。
此外，還有防腐劑和耐水增強劑。熟淀粉糊和膨脹的淀粉分子容易發生細菌降解。防腐劑有助于避免污染，防止糊料滋生細菌而引起黏性降低。傳統上常使用甲醛一類的防腐劑，但最近幾年來已逐漸被一些更環保更安全的產品取代。
3、瓦線淀粉粘合劑的制備工藝
3.1粘合劑配方與生產工藝
3.1.1、兩步法的工藝流程
（1）載體制備：第一步，載體桶中加入計量的水，再加入計量淀粉（總量的1/8），攪拌5分鐘；第二步，計量的片堿（固體NaOH）用水稀釋，慢慢加入載體桶中正在攪拌的混合物中，繼續攪拌20-30分鐘，停機待用。
（2）主體制備：第一步，主體桶中加入計量的水，再加入計量淀粉（總量的7/8），攪拌5分鐘；第二步，計量的硼砂用熱水稀釋，慢慢加入主體桶中正在攪拌的混合物中，繼續攪拌3分鐘左右。
（3）合成：將制備的載體慢慢注入正在攪拌的主體中，繼續攪拌20-40分鐘，再加入計量的添加劑并攪拌5分鐘即成。
3.1.2、一步法的工藝流程
第一步，桶中加入計量的水并升溫至35-37℃，開機攪拌，加入計量的NaOH（總量的1/2），繼續攪拌3分鐘；
第二步，加入計量淀粉并繼續攪拌10分鐘；
第三步，慢慢加入事先配好的20-25%的NaOH溶液，滴入時間控制在20分鐘左右；
第四步，當用涂-3杯測得膠體粘度達到12秒時，停止加堿液，膠體粘度達到22秒時，依次加入交聯劑、硼砂和穩定劑各若干；
第五步，當攪拌至粘合劑粘度為20±2秒，停止攪拌，即得成品粘合劑。
3.2粘合劑成份配比
無論是高速線還是低速線，粘合劑各成份用量都有一個適當的配比。一般可參考表：
3.3配比的調整
3.3.1、高速線因為要求粘合劑快干，因此要求配制高固含量、低粘度、低糊化溫度的粘合劑；低速線可根據設備精度、環境溫度和空氣相對濕度調整固含量和粘度；
3.3.2、夏天溫度高，坑機易發熱造成粘合劑在循環過程中糊化堵管，應適當減少片堿的用量以提高糊化溫度，高溫季節的糊化溫度應在61~63℃之間為宜。冬季氣溫低，不用擔心堵管問題，為保證機速可增加片堿用量，低溫季節的糊化溫度可低至56~58℃之間。
3.3.3、硼砂主要起提高粘合劑初干速度并提高成膜牢度的作用，還會提高粘合劑的粘度。加入硼砂前，可用3#杯測量粘度，一般高速線粘合劑粘度在20秒左右時投入硼砂（慢慢加入），低速線在40秒左右投入硼砂。一定要避免粘度很高時加入，否則造成攪拌困難。
3.3.4、季節調整：天氣潮濕時，可適當提高硼砂的比例，并提高配方中淀粉的比例。天氣干燥時，宜減少硼砂的用量，減少配方中淀粉的比例，防止粘合劑過早糊化，避免瓦楞紙板爆線。
3.3.5、因玉米淀粉糊化溫度比木薯淀粉高，因此使用玉米淀粉時，片堿用量應比木薯的用量多。片堿增加量可通過測試粘合劑最終的糊化溫度來驗證，當二者糊化溫度一樣時，所添加燒堿的用量即為準確的用量。
3.3.6、需要賦予瓦楞紙板某些特殊的性能（如層間濕粘強度）時，可在粘合劑中適當加入添加劑。
3.4粘合劑對原輔材料的質量要求
4、瓦楞紙板粘合的原理
4.1淀粉的糊化原理
淀粉在使用過程中，通常總是先破壞團粒結構導致團粒潤脹。使淀粉分子水合和溶解，總的來說，稱之為淀粉的糊化過程。因此，淀粉產生粘合的過程，就是淀粉顆粒在外部因素的作用下不斷膨脹直至爆裂的過程。
4.2、瓦楞紙板的粘合機理
瓦楞紙板粘合成型的每一步均與粘合劑的粘接機理有著直接關系。其粘合的全過程是在足夠的熱度和濕度的芯紙上完成的。涂敷于楞峰上的粘合劑逐漸浸潤，擴散并滲透入紙張纖維結構中。此時生淀粉將會迅速凝膠熟化并在高溫作用下蒸發掉水分，最后達到完全固化。如圖33。
當上述粘接機理瓦楞紙板的7個粘合步驟相同步時，將獲最佳粘結效果。若粘合劑凝膠過快，將會造成因膠水擴散、滲透不夠而集結在紙板的表面并凝結成晶狀，造成紙板假粘；如粘合劑凝膠過慢，將會出現膠水大量地擴散并滲透到楞峰施膠線兩側而呈現白色線條狀，此時生淀粉因無法熟化而喪失粘性，致使紙板粘合欠佳。
5、粘合劑的主要技術指標及其控制
瓦楞紙板粘合劑的最基本條件是要有粘合性，這是不言而喻的，下面我們著重說一下使淀粉糊充分發揮其粘合性的幾個必要條件。
粘合劑的主要技術指標：主要有粘度、糊化溫度、濃度和PH值。
（1）粘度：粘合劑制作時，淀粉與氫氧化鈉等各組份發生生化反應而使粘合劑流動性不斷變化的過程，它是表述粘合劑流動性能的技術指標，單位：秒，一般使用涂-3杯或涂-4杯測量。
（2）糊化溫度：粘合劑在水浴加熱并不斷攪拌的過程中粘度不斷增加直至流動性剛好喪失時的溫度。
（3）濃度：粘合劑的固體百分比含量。
（4）PH值：粘合劑酸堿性。
指標控制：應該根據瓦線的性能選擇合適的技術指標，參考如表3（粘度為涂-3杯檢測）。
6、瓦楞紙板生產線的施膠質量
在歐美國家，對瓦楞紙箱質量的檢查，最重要的一條是對瓦楞紙板粘膠線寬度的檢查。標準的施膠是位置準確，粘合劑在整個楞峰上被均勻、流暢地涂抹，糊膠線輪廓清晰，并且沒有粘合劑從瓦楞上橫向拋射，沒有拖拽的糊膠痕跡。粘合劑的涂布量可通過測試糊線寬度來控制，一般理想的糊線寬度為1.2~1.5mm。
施膠不良主要與瓦楞紙板生產線設備狀態、粘合劑質量、原紙質量有關，常見的施膠不良導致的質量問題主要表現在以下幾個方面：
6.1點滴上膠現象
上膠輥上有污垢，如紙屑、淀粉結塊及其他異物等，或者輥面網穴處有異物堵塞，導致上膠輥不能順利上膠，只能傳遞少量粘合劑，并且容易被擦落，上膠時就會出現在楞峰上膠量不足，出現斷斷續續的點滴上膠現象。這樣的瓦楞紙板表面就會出現面紙與芯紙分層的痕跡，紙箱的抗壓強度、邊壓強度和粘合強度都會降低。
當上膠輥和下瓦楞輥之間的間隙太寬時，上膠輥不能接觸到下瓦楞輥的地方，瓦楞楞峰上就沒有足夠的粘合劑。
6.2．粘合劑甩膠現象
粘合劑黏度太高；太低或里面硼砂含量太高時，在生產線高速運行時都容易出現粘合劑甩膠現象，這樣會引起紙板翹曲或紙板發軟，紙箱的粘合、邊壓和抗壓強度者都會降低。
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