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幹貨分享丨紙品粘合工藝大全

添加時間:  2018-3-26

紙製品的粘合或複合工藝是紙製品加工的關鍵環節,粘合技術也是包裝工業中的關鍵技術之一。下麵,小編將為您分享有關紙製品粘合的技術。



一、紙的表麵特性與粘接


1,紙的多孔性


大多數紙的表麵具有多孔性,為此,膠粘劑可通過紙表麵的毛細孔而滲透到紙的內部。這種投錨作用(機械作用)能形成很強的物理粘接力;同時,也增強了紙的纖維分子間的作用力和提高紙的強度。


如果紙經過某種特殊處理,就可能失去其原有的多孔性,例如,經過三聚氰胺或尿素樹脂處理製得的耐水紙,導致粘接困難。表麵微孔較少的描圖紙和半透明紙均較難粘接。


對於某些經過特殊處理而缺乏多孔性的紙,在要求高粘接性能的情況下,可考慮用烷基鈦酸酯(如鈦酸丁酯等)進行表麵預處理。結果可大大提高粘接強度。


2、紙與粘合劑的滲透


由於紙的多孔性結構呈開孔結構狀態,在粘接施工時,粘合劑很容易由於滲透作用而透過紙張,導致粘接不良和其他麻煩問題(膠粘劑汙染紙的背麵等)。

對於疏鬆的紙質材料,在使用粘合劑粘接時,粘合劑的溶劑(如漿糊中的水)比粘合劑的溶質(如漿糊中的澱粉)透過得更快,為此,在紙內出現了濃度不一的溶質擴散層(即出現濃度梯度),這種情況不利於紙的粘接。


應用水基粘合劑粘接時,紙的含水量越高,透底現象越嚴重。防止粘合劑透底的有效方法是在粘合劑的配方中添加增稠劑。如使用乳液型粘合劑時,可在膠乳中加入多價金屬鹽(如硫酸鋁)或陽離子型和非離子型活性劑的混合物;也可以采用預塗底膠的辦法解決。


3、紙表麵的反應活性


天然纖維紙的大分子結構中含有大量的羥基,而這些羥基具有醇類羥基的特性,有可能與膠粘劑,塗層或顏料中的表麵羥基,羥甲基,異氰酸基及縮丁醛基等發生化學反應,並形成主價鍵結合。這種性質有利於紙的粘接與染色等。



二、粘合劑的選擇原則


植物纖維素製得的紙具有很強的吸水性,當選用水基粘合劑(包括水溶液型及水乳液性型)粘接此類紙時,會因纖維素被水膨潤而導致起皺問題。為此,應盡量使用水分含量較低的粘合劑品種。當然,有些低水含量的粘合劑由於粘度大而存在難於塗布的困難。解決這一問題的方法是在水基粘合劑中加入保水性強的添加劑,例如,羥乙基纖維素等纖維素的衍生物和藻朊酸鈉之類的高分子物質。保水性物質的加入也有助於避免粘合劑的透底問題。


如果選用非水溶劑(有機溶劑)型的粘合劑或選用熱熔膠及無溶劑型粘合劑,則不必擔心紙的起皺問題。


植物纖維類的紙之間的粘接是比較容易的,一般用價格低廉而操作方便的水基粘合劑即可,例如,澱粉,骨膠,酪朊及聚乙烯醇水溶液或聚醋酸乙烯,丁苯橡膠,丁腈橡膠及氯丁橡膠的乳液等。也可以采用EVA類熱熔膠或聚醋酸乙烯的溶劑型的粘合劑,進行快速粘接或處理紙表麵。


塗於郵票背麵的再濕活化型粘合劑,其主要組成通常是聚乙烯醇的部分皂化物。信封封口的預塗壓敏膠一般為丙烯酸酯共聚物類壓敏膠,而紙袋用的壓敏粘合劑通常采用天然或合成橡膠的溶液。塗於紙上的接觸型粘合劑,其主要成分為氯丁橡膠。


紙和其他材料的粘接比較複雜,需根據各種材料的表麵特性選用合適的粘合劑。植物纖維紙和親水性玻璃紙、石材、水泥及木材等之間的粘接可選用澱粉和聚乙烯醇等的水溶液。紙和聚氯乙烯、天然橡膠、合成橡膠、聚苯乙烯、發泡聚合物材料、合成紙、玻璃及金屬等的粘接,可選用醋酸乙烯與丙烯酸酯的共聚物,醋酸乙烯與氯乙烯的共聚物,乙烯-醋酸乙烯共聚物,聚丙烯酸酯,合成橡膠,天然橡膠,再生橡膠等的乳液或溶劑型的粘合劑。


非天然纖維紙或經表麵塗塑處理的天然纖維加工紙的粘接是比較困難的。此時可根據紙張的不同種類選用適當的矽烷偶聯劑(如乙烯基三乙氧基矽烷和7-氨丙基三乙氧基矽烷等)、有機矽過氧化物(如乙烯基三叔丁基過氧化矽烷等)和烷基鈦酸酯(如鈦酸丁酯和鈦酸異丙酯等)對紙表麵進行預處理。


酸堿作用原理可作為膠粘劑選擇的重要依據。如果紙或其他被粘物是酸性的,必需選用堿性膠粘劑,反之亦然。例如,聚氯乙烯、聚丙烯腈、丁腈橡膠及硝化纖維等都屬於酸性材料,纖維素也屬於酸性材料,而聚醋酸乙烯、聚丙烯酸酯、醇酸樹脂和聚酯等屬於堿性材料。紙張和堿性材料的粘接宜采用酸性的聚合物粘合劑,如氯乙烯的共聚物等。紙和酸性材料的粘接宜采用堿性的聚合物粘合劑,如醋酸乙烯,丙烯酸酯的聚合物或共聚物等。


一般紙的楊氏模量為(10~104)MPa。與大部分高分子材料的轉化溫度區域(由玻璃態至高彈態的轉化溫度區域)的楊氏模量相當。如將高彈態(橡膠態)的粘合劑塗於紙表麵,則其表麵會產生凸起現象;如選用玻璃態粘合劑時,其表麵會產生凹陷現象。



三、典型的紙粘合製品


1,瓦楞紙及瓦楞箱


這是應用粘合技術最多的紙製品之一。製造瓦楞紙板用的粘合劑主要是玉米或木薯澱粉漿。其特點是價格便宜,粘性好,在水中不溶解。製瓦楞紙板時,通常把漿料塗敷到經過預熱的瓦楞紙芯子上,由於熱量作用,生玉米(木薯)澱粉急劇膨脹並糊化,在短時間內固化。為降低糊化溫度,使糊化速度加快,一般需加入一定量的氫氧化鈉。


為使瓦楞紙板耐水,可使用耐水性配方。例如在玉米澱粉漿中摻混合成橡膠或合成樹脂膠乳等。也可以用乳液型的合成粘合劑代替澱粉漿料。

製造瓦楞紙箱過程中,一般采用聚醋酸乙烯或乙烯一醋酸乙烯共聚物的膠乳作為粘合劑。這類粘合劑具有高濃度,中等粘度(濃度約50%,粘度1Pa·S)凝固化快速等特點。


2,紙管、紙筒、紙罐


製造紙管多使用聚醋酸乙烯乳液作為粘合劑。製成的紙管用作紙及紡布的卷芯時,由於卷取時產生張力夾緊作用,因而會慢慢產生蠕變並導致紙管破裂。為避免此情況出現,可在粘合劑中添加一定量的蜜胺樹脂加固。使用矽酸鈉為粘合劑製的紙管剛性較好。


製造盛放液體的紙罐時,往往使用熱熔性膠粘劑,並在其內表麵貼上鋁箔、塑料薄膜、防油紙等。要求耐酸性的紙罐需要內貼鉛箔。


3,普通紙板箱


製箱時,首先施行印刷、切角、壓痕三道工序,先製成硬紙板箱坯,然後貼合成箱。在塗敷膠漿的部位不宜使用聚醋酸乙烯乳液,而是采用乙烯-醋酸乙烯共聚物的乳液或聚丙烯酸酯類膠乳較為合適。在粘接困難時,也可以采用熱熔性粘合劑。


4,紙杯


製造時,在紙杯機上用乙烯一醋酸乙烯共聚物膠液(乳液)將杯用紙膠接而成。然後把杯體浸入熔融狀態的蠟中作防水處理。


5,外包裝


將單獨包裝或內包裝的商品成組裝入瓦楞紙箱等外包裝箱體時,可采用聚醋酸乙烯酯、乙烯-醋酸乙烯共聚物膠乳,矽酸鈉溶液及熱熔膠等進行粘接。從噴嘴裏噴射熱熔膠的方法適用於非接觸塗敷的瓦楞紙箱體。