人们常常低估淀粉在瓦线生产率和纸箱质量方面所起的作用，而且对淀粉的理解也总是不够充分。

        一直以来，各大瓦楞纸箱厂都拥有自己的淀粉专家队伍，在工厂或集团内部指导操作工人对黏合剂的使用。如今，这种淀粉专家的人数不断减少，其角色也正被各大淀粉供应商的厂方指导所替代。本章旨在通过讲述黏合剂制备技术和发展史为时下所用黏合剂的制备提供一些参考。

        对于任何一家渴望提供高质量产品和服务的纸箱生产企业来说，选择合适的淀粉．并且能够始终保持不同生产批次黏合剂的质量稳定是极为重要的。本章内容旨在帮读者提高对此方面的理解，以助达成良好愿望。

        本章部分术语解释如下：

        ·流变学--研究黏性流体或糊浆的特性的学科，例如瓦楞纸箱行业中的淀粉黏合剂和印刷油墨等。而特性包括流动性、黏稠度、黏附性和可转移性等。

        ·pH值--用于衡量物体的酸碱度。pH值等于7为中性，值越小酸性越强，值越大碱性越强，最高值为14。

        ·黏弹性--即我们通常所说的"湿黏性"，用来衡量两个表面黏合在一起的能力。用手指便可以感受到这种强度。在瓦楞纸箱行业，这个词常会用到，但我们所指的更多是"黏稠度"。实际上"黏弹性"才是我们要表达的意思。

        ·黏稠度--用以描述一种黏合剂的内聚性或自黏倾向。黏性黏合剂具有较高的黏稠度。将涂有这种黏合剂黏合的两个表面分离后，黏合剂呈"拉丝状"。但是，黏稠度高的淀粉黏合剂也会引发一些问题，如：施胶辊上淀粉黏合剂易形成"拉丝"，当拉丝断裂时淀粉黏合剂溅洒在纸上，甚至溅满整个机身。理想的淀粉黏合剂的黏度无需太高，只要能从辊上传送到纸上就可以了。

        淀粉

        淀粉是一种从含叶绿素植物里提取的天然碳水化合物，形态为密集的小颗粒状，尤其是从玉米、小麦等谷物中提取的淀粉。也可以从马铃薯等其它资源中提取，只是马铃薯的颗粒更大些。这种颗粒是两种碳水化合物聚合体的混合物--直链淀粉(线型)和支链淀粉(树型)。很多行业都偏爱用淀粉作黏合剂，因为淀粉成本相对较低，且是生物所能分解的，可从可再生的原料中提取。此外，它并不影响瓦楞纸板的循环回收使用，这也是其在这个行业中得到广泛应用的原因之一。

        淀粉的类型

        淀粉可以从众多植物(包括玉米、小麦、大米、马铃薯、木薯、西米、豌豆甚至香蕉)中提取。在瓦楞纸箱行业里黏合剂的制备过程中，玉米淀粉从来都是应用最为广泛的淀粉类型。然而，近来小麦淀粉的使用越来越多，这主要是因为其商业价值的优势已大大超过阻碍其使用的限制因素。小麦淀粉的应用预计会大量增加，特别在那些期望通过投资购买新设备或系统来进行生产革新(将在下文介绍)的大用户当中，情况更是如此。马铃薯淀粉等特殊淀粉仍可在重型纸板等领域占有一席之地。

        不同淀粉类型的相关特性

        瓦楞纸箱行业最常用的淀粉类型是玉米淀粉和小麦淀粉。影响黏合剂适用性能的最主要因素是糊化机理和糊化速度，以及黏稠度和使用时的稳定性。马铃薯淀粉一般仅用于黏合七层瓦楞纸板的面纸。现将这些天然黏合剂的特性图示如下：


        高速瓦线用的理想黏合剂的稳定性要强．糊化温度要低．黏稠度要小。这样，生产速度快，能量消耗却很低，淀粉呈"拉丝状"或溅泼在纸上的情况会较少，而且上胶效果良好。

        黏合剂制备要素

        上文列出了天然淀粉的类型及特性。若制备淀粉黏合剂，则要在一定条件下把很多要素结合起来才能生产出实用的黏合剂。通过控制这一工艺，不断调整黏合剂配方才能满足瓦线生产特殊纸板的要求，克服各种黏合困难，使瓦线能以更快的速度运行，或者优化各种消耗。在此之前，有必要对黏合剂制备过程中各要素的作用先做一番了解。

        水

        在黏合剂中，水有两个基本作用。首先，水是黏合剂的载体，黏合剂通过载体转移到要加工的瓦楞纸上，然后渗入瓦楞纸内。其次，在给黏合剂带来黏性的淀粉颗粒的膨胀过程中，水是必需的。多余水分必须被吸收或蒸发掉．使黏合固化。多余水分一部分通过纸板和多孔渗透的双面机传送带蒸发掉，一部分沿瓦楞从纸板边缘逃逸(传送带应足够硬挺，才不会把水蒸气封住)。

        加热

        在制备过程中，需要热量来加热Stein  Hall制糊工艺中的载糊淀粉(熟浆)或促进一桶式糊胶工艺中淀粉的部分膨胀。这些工艺在下文中均会提到。此后，通过加热促进黏合过程中淀粉的糊化，然后还可用来去除黏合剂中的多余水分，保证黏合固化。

        烧碱

        烧碱可以用来降低生淀粉的糊化温度，使黏合过程能在较低的温度条件下完成。在生产稳定性较强的黏合剂的过程中．烧碱还有润湿剂的功能，有助于黏合剂渗透到被黏物中。在Stein  Hall制糊工艺中，烧碱被用来糊化初步载糊淀粉增强其黏性。

        在一桶式糊胶工艺中，淀粉膨胀时添加烧碱也可以增强黏性。

        搅拌

        在制备阶段，搅拌可以稳定黏度，以避免黏合剂在泵到机台及在各处进行小循环时黏度急剧下降(剪切力的作用)。

        硼砂或硼酸

        在淀粉糊化过程中，硼砂能促进淀粉分子交联结合，增强黏合剂的黏性，加快黏合速度。此外，硼砂与熟淀粉发生作用，可改变黏合剂的黏度，影响其流动性与渗透性。硼砂通常会用在Stein  Hall工艺中。而在一桶式糊胶工艺的制备过程中硼砂可以使淀粉黏合剂达到所需黏性后停止膨胀。它与烧碱一起使用也可提高最初的黏合强度和剪切稳定性。

        防腐剂

        熟淀粉糊和膨胀的淀粉分子容易发生细菌降解。防腐剂有助于避免污染，防止糊料滋生细菌而引起黏性降低。传统上常使用甲醛一类的防腐剂，但最近几年来已逐渐被一些更环保更安全的产品取代。

        淀粉黏合剂的制备过程

        淀粉黏合剂最简单的形式是水和淀粉颗粒的直接混合(即孩童常玩的水中面粉游戏)。而在实际应用中，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：

        Stein  Hall工艺

        诞生于1936年前后的Stein  Hall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。Stein  Hall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合，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。


        Stein  Hall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，存留水分以利于二次淀粉的糊化，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，完成最终黏合。

        Stein  Hall黏合剂工艺现有多种形式．包括"整体混合法"及各大淀粉生产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。这项工艺也倍受许多大型厂家的青睐。对机器高速运作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／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。从商业角度上计算，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(Stein  Hall与Lory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，底部钻有精度较高的流出孔。测试时首先把黏度杯放入糊料中装满，然后把黏度杯提出并置于糊料表面上．当杯中糊料的位置达到第一条交叉线时开始用秒表计时，直到第二条交叉线出现时停止。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Stein  HalI杯测出的黏度值范围在30～80秒。需要指出的是有些自动制糊系统有内置的黏度测试装置。