瓦线糊料配制必读----配制工艺
淀粉黏合剂的制备过程
淀粉黏合剂最简单的形式是把水和淀粉直接混合。而在实际应用时这种黏合剂对本行业来说用处不大,因为这种黏合剂需要不停顿地搅拌,否则淀粉就会改变悬浮状态而很快沉淀下来。另外,这种黏合剂的黏性差,施胶操作困难,而且糊化温度要求太高,使设备运转速度变慢,需要大量的热量才能完成黏合过程。多年来,人们一直在尝试新工艺来改善黏合剂的特性。在瓦楞纸箱行业,有很多这样的工艺还在使用,但有两种工艺被认为是最普遍采用的,下文将作介绍:
斯坦霍尔工艺
诞生于1936年前后的斯坦霍尔黏合剂由两部分组成:初步载糊淀粉——熟浆,以及主体淀粉——生浆。斯坦霍尔黏合剂工艺的制备过程如下:
· 不断搅拌,把淀粉浆加热到预定温度;
· 加入烧碱,煮糊该温度下的淀粉;
· 搅拌的剪切作用有助于获得稳定的黏度;
· 加水稀释后,再加入主体淀粉(生浆);
· 加入硼砂来改善初黏性,使剪切稳定性更好;
· 加入防腐剂使黏合剂不受细菌破坏;
· 通过搅拌剪切作用把混合物黏度降低到所需水平。
淀粉颗粒的膨胀图
淀粉颗粒的爆裂
斯坦霍尔黏合剂工艺中,主要部分即载体部分可以使未煮熟的淀粉悬浮在糊液中,增加其黏性,存留水分以利于主体淀粉的糊化,影响其与纸张的黏性或吸附性,有助于增加初黏强度。载体部分在淀粉黏合剂中的比例通常在15%~20%之间。主体淀粉的作用在于使楞尖上的黏合剂受热加压后糊化,使黏度迅速增加,最终形成黏合。
斯坦霍尔黏合剂工艺现有多种形式,包括“整体混合法”及各大淀粉加工商依业内不同用途生产的专用黏合剂。
一桶式工艺
一桶式黏合剂只有一种状态,即部分膨胀的淀粉颗粒,可使混合物有足够的黏度,防止沉淀。一桶式黏合剂的制备过程如下:
· 准备好一桶烧碱溶液,烧碱被稀释到3%~5%,加热至预定温度;
· 在混合桶内搅拌备好的淀粉浆并再次加热至预定温度;
· 在混合桶内的淀粉浆上倒入烧碱溶液使淀粉颗粒膨胀,而非加热或使其爆裂;
· 当达到所需黏性时,加入硼酸来抑制膨胀过程。硼酸与烧碱反应形成硼砂可以增强初黏强度及剪切的稳定性;
· 加入防腐剂使黏合剂不受细菌破坏;
· 通过搅拌的剪切作用把混合物黏度降低到所需水平。
一桶式工艺在欧洲大陆远比在英国应用广泛,因为它只需一种淀粉添加剂。这项工艺也备受许多大型厂家的青睐。对机器高速运转的渴求以及重型纸板的需求上升推动了专用的一桶式黏合剂的研发,如高固含量/低糊化温度的黏合剂。还有其他一些新产品,如低黏度并有特定流变特性的黏合剂,使黏合剂的上胶效果更好。这些产品均可从各大淀粉生产商那里购买到。
变量
淀粉黏合剂黏合过程中四大影响因素如下:
· 固含量。从商业角度计算,黏合剂固含量的范围通常在18%~32%,按干物质的含量计算,则为16%~28%。这是因为市场上淀粉的水分含量为11%~13%,干物质含量则约在88%左右。实际上,仅凭物理方法测量,是很难算出固含量的。因此,可以通过自动制糊系统的打印出来重量值来算得,也可以用烤箱加热(需两小时)或用校准后的波美比重计来测试。
· 黏度。简单说来,一种物质的黏度可定义为其对流动的抗拒性。这种特性可用黏度杯(斯坦霍尔杯与罗里杯最为常用)来测定。黏度杯为金属杯,杯上的提手可保证杯子在测试时处于垂直状态,底部有钻有精度极高的流出孔。测试时先把黏度杯沉入糊料中装满,然后把黏度杯提出置于糊料液面之上,当杯中糊料的位置达到第一条交叉线时开始用秒表计时,到第二条交叉线出现时停止计时。两条交叉线之间的糊料容量为10立方厘米,10立方厘米的糊料从杯中流出的时间就是糊料的黏度。通常斯坦霍尔杯测出的黏度值范围在30~80 秒之间。另需指出的是有些自动制糊系统配有黏度测试装置。
像油类一样,黏度也是因温度而异,
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所以测量黏度时应同时读取相应的温度值,尤其是在工厂较长时间的停工之后,比如周末停机等。黏度是影响粘合程度的关键因素,若黏度降得太多,纸板黏合将受影响。
· 糊化温度。它被认为是淀粉颗粒开始膨胀时的温度,此时糊胶会出现明显变稠现象。糊化温度值通常在54℃~64℃之间,它可以通过加热糊胶样品直至出现变稠而测出。测试时温度不断上升,到糊料变稠时停顿,此时的温度便可被认为是糊化温度。若糊化温度太高则糊化反应会延后发生,黏合难度就会加大,这样就必须减慢车速。若糊化温度太低,糊胶会提前膨胀,也会损害纸板黏合。容易造成糊料在糊胶桶、糊胶盘或传送系统内糊化,从而极大挫伤工人的生产积极性。
·储藏/循环温度。这方面虽极易控制却常被忽略掉。只有该温度得到合理控制才能保证均匀稳定的黏合质量。储藏温度的选择依所用黏合剂的类型、配方和糊化温度而定。
常见问题及解决方案一览
下表列出淀粉黏合剂形成过程中常见问题的可能原因和改善方法。要查出黏合剂的任何问题,一个重要方法是测出其固含量、黏度及糊化温度,并比照其与正确参数的差异。
性质 |
问题 |
可能的原因 |
处理方法 | |
Stein Hall工艺 |
一桶式工艺 | |||
固含量 |
过多 |
淀粉量多 蒸气量少 水量少 |
减少主体淀粉 增加主体水量 检查仪表 |
减少淀粉量 加水 |
固含量 |
不足 |
淀粉量少 蒸气量多 水含量多 循环后变稀 |
增加主体淀粉 减少主体水量 检查水表 检查瓦线水/蒸气是否泄漏 |
增加淀粉量 减少水含量 |
糊化温度 |
太高 |
烧碱量少 固含量低 黏度低 |
增加烧碱到3% |
增加烧碱到3% |
糊化温度 |
太低 |
烧碱量多 固含量高 黏度高 |
减少烧碱到3% |
减少烧碱到3% |
黏度 |
读数高 |
淀粉量多 烧碱量多 硼砂量多 蒸气量少 温度低 水量添加少 糊料初始黏度偏高 |
减少载糊淀粉到15% 减少烧碱到3% 减少硼砂到3% 检查温度及蒸气量 检查温度及蒸气量 检查温度及蒸气量 N/A |
N/A 减少烧碱到3% 减少硼砂到3% 必要时减少水量
降低黏度 |
黏度 |
读数低 |
淀粉量少 烧碱量少 硼砂量少 蒸气量多 温度高 水量添加多 糊料初始黏度偏低 稀释后 搅拌过度 微生物破坏 |
增加初步载糊淀粉到15% 增加烧碱到3% 增加硼砂到3% 检查温度及蒸气量 检查温度及蒸气量 检查温度及蒸气量 N/A 检查瓦线水/蒸气是否泄漏 检查泵的磨损情况 检查防腐处理情况,必要时进行处理 |
N/A 增加烧碱到3% 增加硼砂到3% 检查温度及蒸气量 检查温度及蒸气量 必要时减少水量 降低黏度 必要时减少水量 检查泵的磨损情况 检查防腐处理情况,必要时进行处理 |