專利名稱：板的制造方法和板產(chǎn)品的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權利要求1前序部分的多層紙板制造方法。
本發(fā)明還涉及根據(jù)權利要求10前序部分的板產(chǎn)品。
紙板常用作印刷基材并在很大程度上用于各種包裝。包裝板的重要性能包括材料的強度、挺度和保護性能，如果在包裝表面印刷文字或圖片，就要求印刷基材具有足夠高的質量。
為了使紙板足夠挺，就必須足夠厚，從而在紙板的制造中要消耗大量的纖維原材料。另一方面，對印刷基材的要求越高，所需要的原材料就越昂貴，以實現(xiàn)例如足夠的產(chǎn)品亮度。由于紙板的挺度主要取決于其厚度，材料消耗和原材料成本幾乎作為產(chǎn)品厚度和質量的函數(shù)直線增加。因此，確實有益的是紙板表面是具有足夠好的印刷性能的強壯而致密的材料，而紙板內部為低密度材料。因此，當挺度要求提高時，用波紋板制造包裝往往是優(yōu)選的。
波紋板是由兩個面層或襯板，以及它們之間帶凹槽的波紋層構成的層壓產(chǎn)品。在多層板中有幾個帶波紋的中間層，中間層通過與面板對應的直紙板層分開。凹槽的形狀、凹槽強度和凹槽高度可以不同，但往往垂直于原材料卷材的前進方向形成凹槽。
盡管波紋板是有益的包裝材料，但它也有許多弱點。板的壓縮強度根據(jù)其受壓部分是溝紋的峰還是谷而有很大不同，而且襯板也不都是平的；它們在粘合后會由于例如輕微的皺褶而變形。當然，紙板襯里的性能取決于襯板的厚度和類型，但一般不認為波紋板特別適合用接觸印刷方法處理，這一事實限制了它在高質量包裝中的應用。波紋板通常也相當厚。
波紋板的缺點之一是其相當復雜的制造工藝。由三層構成的波紋板通過使中間層形成波紋并在波紋的峰上涂覆粘合劑，然后壓在第一襯板上制造。然后在分開的步驟中將形成的兩層半成品與第二襯板粘合。膠水僅涂覆在波紋峰上，因此理論上可以僅用例如輥的硬表面涂覆器進行涂覆。通過這種涂覆方法很難保證完全粘合。這種兩步制造方法造價高，且裝置又長又大，從而要求大量的軋機空間，使投資很大。如果制造更多層的板，就會根據(jù)層數(shù)而需要更多的步驟。
為了解決傳統(tǒng)技術涉及的問題，申請人在以前的FI專利申請20001799中公開了一個發(fā)明，借助該發(fā)明能制造挺度高，且比以前的板要求的材料挺度級別更低的板。根據(jù)該發(fā)明，該板由至少兩層，優(yōu)選三層相互粘合的板形成，粘合前在中間層的材料中形成干燥狀態(tài)的永久變形，從材料表面突出自由形成的要求的圖案。
在我們的FI專利申請20001799中，我們還公開了制造這種新穎板產(chǎn)品的方法。
本發(fā)明的目的是進一步改進我們以前的申請中描述的發(fā)明。本發(fā)明的目的特別是提供一種適合新穎的板產(chǎn)品的粘合的選擇。
本發(fā)明基于這樣的理念，即通過機械壓縮處理至少一種卷材，使得在該卷材表面形成凸起于卷材表面的永久變形，并用以高固體含量涂覆在一起粘合的層上的淀粉基粘合劑將這些層粘合在一起，來制造由至少兩層構成的板產(chǎn)品。
在本發(fā)明中，采用水基淀粉衍生物分散體粘合劑、溶液粘合劑和熱熔體粘合劑。該粘合劑的特征在于高固體含量和低粘度。
在制造根據(jù)本發(fā)明的板產(chǎn)品中涉及商購粘合劑的問題是它們在室溫下的粘度太高，并由此帶來可涂覆性差。此外，商用糊精粘合劑已證實存在這樣的問題，即它們干燥后形成堅硬的粘合劑縫，當板折疊時會開裂。粘合的板還容易在切割邊沿脫開。
這些問題可通過采用淀粉衍生物的分散體或含有這種衍生物的溶液粘合劑或熱熔體粘合劑組合物粘合來避免。淀粉衍生物可認為是傳統(tǒng)的淀粉酯、淀粉醚和混和的淀粉酯/醚、陽離子化的淀粉，和淀粉以及淀粉衍生物的轉糖基作用產(chǎn)物。
在根據(jù)本發(fā)明的板產(chǎn)品中，至少一層因此已經(jīng)過機械加工，使材料具有永久三維變形，并用含有固體含量至少為45％，且粘度足夠低的淀粉衍生物的淀粉基粘合劑將至少兩層粘合在一起，以便能用傳統(tǒng)技術使粘合劑涂覆在板表面上的連續(xù)層中。
更準確地說，根據(jù)本發(fā)明的方法的特征在于權利要求1特征部分的表述。
根據(jù)本發(fā)明的板產(chǎn)品的特征在于權利要求10特征部分的表述。
通過本發(fā)明可實現(xiàn)顯著的優(yōu)點。因此，借助本發(fā)明能制造高質量的可印刷包裝板，其中挺度與原材料，特別是纖維原材料消耗之比明顯好于現(xiàn)有技術公知的板級別。板的性能很容易改變，且即使很輕的板級別也能由本發(fā)明制造。產(chǎn)品的松密度高，其相對于克數(shù)的強度和挺度也高。產(chǎn)品的挺度甚至好于波紋板的挺度。另一方面，按挺度和強度相等的產(chǎn)品比較，制造根據(jù)本發(fā)明的板需要的纖維原料更少。因此該板的制造比傳統(tǒng)均勻材料板更經(jīng)濟，環(huán)境負擔更小。如果該產(chǎn)品的所有層都由植物纖維材料制成，且如果用淀粉基粘合劑粘合，這種產(chǎn)品就很容易完全回收。如果產(chǎn)品中需要液體或氣體阻擋層，它們很容易通過常用的薄膜并粘合來實施。在這種情況下，產(chǎn)品的可回收性取決于所用薄膜類型，因此在可回收性方面，優(yōu)選的是利用可與纖維原料一起回收的材料。
高固體含量粘合劑甚至不要額外加熱就快速干燥并粘結在待粘合表面上。由于該粘合劑含有很少的水或不含水，在粘合期間不會發(fā)生中間層的后彎曲或平整。淀粉基粘合劑的顏色淺，因此它們能用于粘合低不透明度板層，而不會在最終產(chǎn)品中看見粘合劑的顏色。
該板可在一個單一滾距中制造，且粘合劑可用許多方法，例如通過噴涂、涂抹和擠壓涂覆，從而使卷材的粘合以及粘合劑的涂覆很簡單。該產(chǎn)品最有益的是能立即使用且不需要干燥或儲存；它能直接馬上進行進一步加工。由于形成中間層的卷材通過壓縮進行機械處理，而不用加熱，使處理裝置很簡單。本發(fā)明能應用于許多類型的材料，因此可采用在規(guī)定時間內能獲得的最經(jīng)濟的原材料。一個優(yōu)點是例如當該產(chǎn)品不需要高亮度時，就能用更經(jīng)濟的、不完全漂白的低漂白纖維或回收纖維。產(chǎn)品的強度性能及其保護性能和外觀也可以通過采用不同粘合劑改變。上文已提及分散體粘合劑、溶液粘合劑和熱熔體粘合劑。用每種粘合劑可獲得略有不同的粘結工藝和粘合結果。能采用例如泡沫粘合劑來粘合，以填充產(chǎn)品中的空隙，從而充分增加板的挺度。
應該指出的是，形成板產(chǎn)品的一個或幾個層可以是聚合物材料或金屬箔，或可用形成要求類型的薄膜或阻擋層(阻擋層薄膜)的材料涂覆其中一層。這種板對例如液體包裝或對水汽或氣體不滲透或滲透很差的包裝，以及需熱封裝的產(chǎn)品是需要的。當然，在同一和相同產(chǎn)品中可有幾種不同薄膜。
以下結合附圖
更詳細地說明本發(fā)明，附圖示意性地描述了本發(fā)明的一個實施方案。
附圖中表示的實施方案用于制造由三層構成的產(chǎn)品。為了制造三層產(chǎn)品，需要三種卷材4、5、6，它們通過輥1、2、3送入制造工序中。從輥1、2、3放卷要求數(shù)量的卷材，將卷材直接送入由兩個輥形成的粘合和校正夾輥7。卷材在該夾輥7中粘合。通過用輥8以干態(tài)壓制卷材5，在其中形成永久變形，從而在中間卷材5中形成表面圖案。這里的干式卷材指來自儲存或產(chǎn)品輥2的常規(guī)含水率的卷材，即該卷材提供一般低于10％，通常在3-12％范圍內的含水率。同樣，在圖案形成中不用預熱或加熱卷材。表面圖案最優(yōu)選的是三維圖案，例如蜂窩形狀的圖案，這種情況下卷材的強度相對于波紋板中的二維溝紋圖案而言，在纖維方向上和橫向上的強度同樣好。將襯板卷材4和6送入粘合輥9-12。襯板卷材4、6外面的輥9、10是反向輥，粘合劑通過涂覆器輥11、12的表面涂覆在襯板卷材4、6的內表面上。然后將粘合劑處理過的襯板卷材4、6與變形的中間卷材5一起送入粘合夾輥，并在夾輥中將它們粘合在一起，同時通過輥的壓縮校正板的厚度。以這種方式，產(chǎn)品的形成和卷材的粘合可在一個步驟中進行，同時校正板的厚度。粘合夾輥7同時起到卷材牽引夾輥的作用。粘合后，如果所用粘合劑需要干燥的話，該產(chǎn)品可在需要時用干燥器13干燥。甚至可用其他反應方法硬化粘合劑，這取決于所用粘合劑的類型。
本發(fā)明在于通過本發(fā)明制造資源缺乏的消費者包裝用的板，即本發(fā)明的目的是，借助于根據(jù)本發(fā)明的板，減少包裝的原材料消耗量。該板是總克數(shù)一般為80-500g/m2的層壓箱板。該產(chǎn)品的厚度一般為0.5-1.5mm，因此它很容易通過各種印刷方法印刷。其制造基于其中干式纖維卷材通過粘合而結合在一起，形成兩層或多層材料的結合的工藝。本發(fā)明基于中間層卷材在干態(tài)下的機械加工，從而在其中形成永久變形。這種加工優(yōu)選地在中間層卷材的一面或兩面與頂層、底層或中間層卷材粘合前立即進行。粘合劑作為連續(xù)層涂覆在未變形卷材的兩面或一面上；這樣進一步提高了產(chǎn)品強度。粘合劑也可涂覆在變形表面的一側或兩側表面上。同一產(chǎn)品中可用兩種或多種不同粘合劑。卷材的粘合發(fā)生在夾輥中，板產(chǎn)品的最終厚度也在該夾輥中確定和調整。對于水基粘合劑，采用幾組夾輥。
部分卷材可用克數(shù)為30-200g/m2的原始卷材或加工卷材。所用卷材可以是涂覆和/或壓延加工的卷材，或以各種方式涂覆的卷材或包含薄膜的卷材的結合。中間層卷材甚至可以是軟薄頁紙，如果用這種紙張能實現(xiàn)要求的強度性能的話。一種或多種卷材可用聚合物材料或金屬膜代替纖維卷材。
在粘合前，襯板卷材4、6可用同一加工線處理，例如通過構圖處理。在以上實施例中，卷材4的表面構圖通過模壓技術的機械方法在夾輥14中進行。此外，卷材可涂覆例如阻擋層材料。在該實施例中，這種處理在夾輥15中在其中一種卷材上進行。這種處理可用功能性阻擋層涂覆材料或清漆或粘合劑，通過將所需材料的膜與卷材表面接觸來進行。
這里的“阻擋層涂覆”指通過它提供對液體、油脂、水蒸氣或氣體不滲透的產(chǎn)品的處理。處理材料的涂覆或附著是現(xiàn)有技術本身公知的，有多種合適方法。
本發(fā)明的一個基本特征是，該板上很容易附著產(chǎn)品補強膠帶，以及諸如磁性膠帶、包含共振識別電路、識別芯片的箔片，或其他被動的或主動的數(shù)據(jù)處理單元的信息處理單元，可基于這些單元識別由該板制成的包裝，或控制這種包裝的制造和使用。補強膠帶或磁性膠帶可從卷軸16喂入粘合夾輥7中，并可引入其他類型的額外裝置，用合適的喂料工具17送入夾輥中或送到已用粘合劑處理的卷材表面上。
FI專利申請20001799中有關于板的制造和各種類型板用法的更詳細信息。
粘合劑涂覆在未變形卷材表面，即襯板或中間層表面的整個表面積上。粘合劑也可涂覆到變形的表面上。以這種方式能保證中間層的所有變形點都粘合，并在干燥時使粘合劑增強產(chǎn)品。根據(jù)粘合劑類型不同，以粘合劑固體測量的粘合劑的涂覆量為每個接縫的待膠合卷材約1-30，優(yōu)選約2-15g/m2，從而使涂覆量適合例如膜轉移應用。就粘合劑本身而言，它能以任何方式涂覆，部分涂覆方法的實例包括噴涂、篩涂、壓涂和噴嘴涂覆。熱熔體粘合劑的涂覆溫度一般在90-250℃范圍內。粘合劑也可根據(jù)箭頭18直接涂覆在粘合夾輥7上?；境霭l(fā)點是在卷材表面形成連續(xù)的粘合劑層，使產(chǎn)品堅固并保證中間層完全粘接。因此粘合劑必須具有這樣的粘度，使其能借助現(xiàn)有的涂覆裝置涂覆成足夠厚的層。固體含量約50％的水性分散體或溶液粘合劑在室溫(18-22℃)下的動力粘度的上限值通常約為1500mPas，優(yōu)選約1200mPas。
粘合劑也可用于影響產(chǎn)品的性能，因此也可進行與粘合有關的例如ESD屏蔽(電場的受控釋放)。這種屏蔽是很重要的，因為導電聚合物一般不能承受堿性條件。如果粘合劑作為噴墨涂覆，它就填充了產(chǎn)品中的空隙，并尤其是提高了產(chǎn)品的壓縮強度。
可提及的有用粘合劑的實例包括上述淀粉基分散體、溶液粘合劑和熱熔體粘合劑。淀粉基粘合劑正如這樣是有益的，因為用其處理的產(chǎn)品很容易回收。它們是可生物降解的。用于本發(fā)明的粘合劑必需可制備成具有高固體含量。根據(jù)本發(fā)明，涂覆到一起粘合的板層上的粘合劑的固體含量至少為45％(重量)(45-100％(重量))；對于分散體和溶液粘合劑，目標固體含量為45-85％。在熱熔體粘合劑中，固體的比例可高達100％(重量)。當粘合劑的pH值低于7時也是穩(wěn)定的。
高固體含量能減少粘合板產(chǎn)品的干燥所需要的熱量。目的是粘合后能立即達到要求的強度。當固體含量高時，在熱熔體粘合劑的情況下，粘合劑涂覆后不需要另外加熱。如果需要，可在粘合劑涂覆前預熱卷材。
中間層5的制圖可通過壓制卷材在干式卷材上進行，從而在卷材中形成永久變形。有益的是卷材表面保持不斷開，從而達到最好的強度。卷材的制圖以干燥狀態(tài)進行，因為如果用濕潤的卷材，就需要干燥卷材，從而需要干燥能耗和足夠的干燥設備，使成本增加；另外，在卷材干燥期間，卷材變形會影響制圖和卷材尺寸，因為潮濕的纖維卷材會在干燥期間明顯起皺。由于這種相同的原因，特別優(yōu)選的是粘合劑的含水率盡可能低。
借助根據(jù)本發(fā)明的粘合劑，可消除粘合的多層纖維產(chǎn)品典型的后彎曲現(xiàn)象。
“固體含量”指粘合劑組合物中的水分蒸發(fā)后，該粘合劑組合物中剩余材料的數(shù)量。構成實際粘合劑的生物聚合物作為固體計算，即在這種情況下的淀粉衍生物，可能是其增塑劑，以及分散體助劑和添加劑，例如保護膠體、交聯(lián)劑、表面活性劑、石蠟等。
以下將更詳細探討各種粘合劑的選擇。
正如上文已提到的，在根據(jù)本發(fā)明的板產(chǎn)品的制造中，從其他產(chǎn)品的制造得知的涉及糊精粘合劑的問題是涂覆差，這是粘合劑的粘度高的結果。當粘合劑的涂覆量小時，這一問題變得特別突出。用于本發(fā)明的粘合劑是配制成高固體含量組合物、分散體、溶液或熱熔體粘合劑的淀粉衍生物。
FI專利公開105566中描述了淀粉基分散體，其內容引入本申請中作為參考。所述專利公開了一種能制備例如用水量最少的淀粉衍生物的分散體的方法。根據(jù)該方法，首先形成由淀粉衍生物或類似生物聚合物、所述生物聚合物的增塑劑、分散體助劑與水構成的混合物；加熱混合物制備膏狀組合物，然后用最少量的水稀釋，制備穩(wěn)定的分散體。
分散體的淀粉基成分可以是淀粉酯、淀粉醚、淀粉混和的酯/醚或接枝的淀粉，由天然淀粉、水解淀粉、氧化淀粉、交聯(lián)淀粉或膠化淀粉制備。就淀粉而言，可基于直鏈淀粉濃度為0-100％，支鏈淀粉濃度為100-0％的任何天然淀粉。因此淀粉可來源于大麥、馬鈴薯、小麥、燕麥、豌豆、谷物、木薯淀粉、西谷淀粉、大米或類似的塊莖或谷類。
特別是淀粉衍生物基于由所述天然淀粉通過氧化、水解、交聯(lián)、陽離子化、接枝、醚化或酯化制備的產(chǎn)物。
已發(fā)現(xiàn)優(yōu)選的是采用衍生自由淀粉和一種或多種脂族C2-24羧酸形成的酯的淀粉基成分。這種酯的羧酸成分在這種情況下可衍生自諸如乙酸、丙酸或丁酸或它們的混合物的低級鏈烷酸。然而，該羧酸成分也可衍生自天然飽和或不飽和脂肪酸。這些脂肪酸的實例包括棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸，以及這些酸的混合物。這種酯也可由長鏈和短鏈羧酸成分構成。一個實例是乙酸酯與硬脂酸酯的混和酯。也能用并排的酸、相應的酸酐，以及酰氯和其他類似的反應性酸衍生物，以公知的方式形成酯。
淀粉脂肪酸酯的制備按照例如本領域的以下出版物中公開的那樣進行Wolff，I.A.，Olds，D.W.和Hilbert，G.E.，谷物淀粉、直鏈淀粉和支鏈淀粉的?；饔?The acrylation of Corn Starch，Amylose andAmylopectin)，美國化學會志(J.Amer.Chem.Soc.)，73(1952)，346-349，以及Gros，A.T.和Feuge，R.O.，直鏈淀粉的脂肪酸酯的性能(Properties of Fatty Acid Ester of Amylose)，J.Amer.Oil Chemists’Soc.，39(1962)，19-24。
特別有益的粘合劑由淀粉乙酸酯獲得。它們可通過淀粉與乙酐在催化劑存在下反應制備。所用催化劑是例如50％氫氧化鈉。甚至本領域文獻中公開的其他乙酸酯制備方法也適于制備淀粉乙酸酯。通過改變乙酸酐的量、用作催化劑的堿的量，以及反應時間，可制備不同取代程度的淀粉乙酸酯。
根據(jù)一個優(yōu)選實施方案，淀粉成分是酯化淀粉，最優(yōu)選的是取代度為0.5-3，優(yōu)選1.5-3，最合適的是2-3的淀粉乙酸酯。特別優(yōu)選的是用例如酶催水解的大麥淀粉制備淀粉酯。
根據(jù)另一個優(yōu)選實施方案，淀粉成分是羥烷基化的淀粉或其酯。在這種情況下，特別優(yōu)選的是摩爾取代度最大為1.4，優(yōu)選最大為1的羥丙基淀粉，以及摩爾取代度最大為1.4，優(yōu)選最大為1，特別優(yōu)選0.1-0.8，且取代度最小為2，優(yōu)選2.5-3的羥丙基淀粉酯。
一般認為淀粉酯分散體優(yōu)選含有100重量份淀粉酯、5-50重量份保護膠體、10-200重量份軟化劑、0.1-10重量份表面活性劑，和約120-270重量份水，用水量的選擇應使分散體的固體含量至少為45％(重量)，即水的用量最多等于或略高于其他成分的總量。
根據(jù)特別優(yōu)選的實施方案，分散體通過以下成分混和制備-100重量份淀粉酯、5-50重量份保護膠體和10-200重量份軟化劑與70-120重量份水和0.01-10重量份表面活性劑混和，以便形成淀粉酯混合物，-開始混和后，將混合物溫度升高到40-90℃，繼續(xù)混和直至獲得白色膏狀組合物，和-將50-150重量份水加入所述組合物，同時將組合物溫度降到室溫。
分散后，可根據(jù)需要以本身公知的方式將分散體均質化，以穩(wěn)定分散體。均質化可通過例如壓力均質器進行。通過均質化可使粒徑減小50-100％，從而進一步提高分散體的穩(wěn)定性。根據(jù)本發(fā)明的分散體可穩(wěn)定儲存數(shù)周，甚至數(shù)月。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方案，膠合技術的成就推測出固體含量為例如45-50％的分散體配方的粘度為例如500-1200mPas/18-22℃。在這種情況下，粘合劑可用本發(fā)明描述的方法以濕潤狀態(tài)按10-12g/m2涂覆，對應于5-6g干燥粘合劑的劑量。在板還是潮濕時粘合劑就立即保持粘結(100％纖維撕裂)。當板脫水后，粘合劑結合的保持力提加，同時板的挺度提高。
除淀粉衍生物的分散體外，溶液粘合劑和熱熔體粘合劑也可用作粘合劑。本文中的“溶液粘合劑”指淀粉衍生物在室溫下溶解在組合物的介質(即主要是水)中的粘合劑。為了使溶液粘合劑能用于根據(jù)本發(fā)明的應用中，組合物在該粘合劑應用溫度下的粘度必須足夠低，使其能以超過45％(重量)的固體含量通過現(xiàn)有技術應用。
除以上衍生物外，淀粉或淀粉衍生物的轉糖基作用產(chǎn)物可作為淀粉基成分用于分散體和溶液粘合劑中。
術語“轉糖基作用產(chǎn)物”用于指通過天然淀粉或諸如淀粉酯的淀粉衍生物與諸如甲醇、丁醇、乙二醇、丙二醇和甘油的各種醇在酸條件下反應獲得的物質。所形成的產(chǎn)物也可稱為烷基葡糖苷或羥烷基葡糖苷化合物。
通過轉糖基作用由淀粉制備的甘油-O-l-吡喃葡糖基醚可通過根據(jù)“芬蘭技術研究中心”(Technical Research Centre of Finland(VTT))的平行申請方法制備。獲得例如由甘油的1-、2-、1，2-、1，3-和1，2，3-O-l-吡喃葡糖基醚組成的混合物。
轉糖基作用產(chǎn)物的低分子量提高了組合物的固體濃度，而不增加其粘度，且其良好的粘合性能賦予粘合劑良好的粘合性。無需加熱就獲得了保持粘合劑結合。轉糖基作用產(chǎn)物水溶液的粘度在某些情況下不會明顯增加，直到80％濃度。
也可通過用軟化劑對轉糖基作用產(chǎn)物(這里指由天然淀粉和淀粉衍生物形成的轉糖基作用產(chǎn)物)增塑，也能制備熱熔體粘合劑。由具有足夠高取代度，優(yōu)選超過1.5的取代度的淀粉乙酸酯可獲得優(yōu)異的溶液粘合劑。也可采用由高級和低級鏈烷酸和淀粉，以及淀粉醚和諸如羥丙基淀粉的淀粉的混和酯形成的水溶性混和酯。通過改變轉糖基作用反應的條件和反應時間，以及試劑用量，就能影響產(chǎn)物的分子量和乙酰含量，從而能改性粘合劑的性能(粘度、粘合性、熔點、疏水性)。
例如當兩種不同分子量的兩種淀粉乙酸酯轉糖基作用產(chǎn)物混和時，一種提供粘合劑挺度，另一種提供粘合性，從而獲得良好的粘合結果。具有相似結構的兩種產(chǎn)物的混和也提供了這樣的優(yōu)點，即各成分之間將不會存在相容性問題，相容性問題可從粘合劑的混濁度看到，會對粘合結果產(chǎn)生壞的影響。通過采用由淀粉和甘油制備的轉糖基作用產(chǎn)物也獲得了特別優(yōu)異的粘合結果。在熱熔體粘合劑中，通常采用分子量為5000-250000，優(yōu)選約10000-100000的轉糖基作用產(chǎn)物。
作為轉糖基作用產(chǎn)物與公知的粘合劑的混合的一個實例，可參考這樣的事實，即通過混和可溶于冷水的淀粉(DL-20)和tg產(chǎn)物(250TGG1)，有可能制備固體含量最多超過60％，粘度約低于糊精粘合劑粘度的50％的粘合劑。所述淀粉產(chǎn)物是優(yōu)異的粘合劑；然而該產(chǎn)物在根據(jù)本發(fā)明的實施方案中的應用受到其水溶液的高粘度的限制。
當糊精和250 TGG1分別以1∶1的比例混和時，商用糊精粘合劑的粘度降低了96％。這一測試也表明淀粉與多元醇的轉糖基作用產(chǎn)物能用于其本身完全公知的糊精粘合劑的改性。
對于淀粉乙酸酯轉糖基作用產(chǎn)物的結構及其諸如生物可降解性的性能，C6碳的乙酸酯基的穩(wěn)定性/降解可通過控制反應來影響。C6碳乙酸酯基降低了酶催的生物可降解性。
可采用熱熔體粘合劑中常用的添加劑，但即使采用其他添加劑也能獲得良好的粘性。
本發(fā)明中所用的熱熔體粘合劑可由淀粉乙酸酯在一個工序中制備，在這種情況下，首先借助乙二醇進行淀粉乙酸酯的轉糖基作用反應，蒸發(fā)除去任何過量的乙二醇，加入需要量的軟化劑并混和。所形成聚合物的級可通過產(chǎn)物的乙?；潭葋碛绊?。根據(jù)聚合方法不同，產(chǎn)物具有不同的熔點和玻璃化轉變溫度。低熔點產(chǎn)物可直接用于熱熔體粘合劑中，而不需要外部軟化劑。較高熔點的產(chǎn)物要求軟化。
熱熔體粘合劑也可以按例如EP申請公開0603768 A1中描述的方式，由淀粉乙酸酯和類似的淀粉衍生物直接制備。然而，上述產(chǎn)物產(chǎn)生了更有益的結果。通過用較低分子量的衍生物作為低熔點產(chǎn)物，通過簡單熔化而不需要擠出就能制備熱熔體粘合劑，盡管可以使用擠出。
用于熱熔體粘合劑的葡萄糖聚合物的特征是，該葡萄糖聚合物的每個脫水葡萄糖單元含有至少一個，優(yōu)選2到3個諸如乙?；孽ト〈?。此外，可以有PCL或PLA聚合物連接到脫水葡萄糖單元。
根據(jù)一個優(yōu)選的熱熔體配方，淀粉基熱熔體粘合劑的粘度在100rpm的剪切率下測量為1200mPas/150℃和1610mPas/125℃。對最相近的商用聚烯烴基熱熔體粘合劑在100rpm剪切率測量的粘度為4700mpas/150℃。
根據(jù)本發(fā)明，通過使用淀粉乙酸酯和多元醇的轉糖基作用產(chǎn)物，有可能制備在90-180℃的寬溫度范圍內具有優(yōu)異的適用性的熱熔體粘合劑。
將用以下非限定性實施例說明本發(fā)明。
實施例1分散體粘合劑分散體粘合劑根據(jù)專利FI 105566的實施例1的方法在250升Drais反應器中制備。將35.00kg羥丙基淀粉乙酸酯(COHPOL C6LL100，Batch 5C23，固體含量97.1％)、2.63kg Mowiol 40-88、26.25kg三醋精和24.49kg水加入反應器中。在20℃攪拌混合物30分鐘，使反應混合物均質化。然后在半小時內將混合物加熱到95-100℃，并在該溫度下保持3小時。向反應混合物加入8.75kg水，同時將溫度降到70℃。這些水在約1小時內加完。
熱稀釋后，再攪拌混合物1小時，將反應混合物冷卻到50-60℃，在該溫度下用約1小時加入8.75kg水。隨后分散體的固體含量為約60％。
將混合物冷卻到40℃以下，通過逐步加入9.88kg水將分散體稀釋到最終濃度。分散體的固體含量約為55％，且其20℃下的Brookfield粘度為1825cP。
該分散體可用水稀釋。固體含量為50.6％的分散體在以上相同條件下測量的粘度為650cP。
實施例2A熱熔體粘合劑熱熔體粘合劑通常這樣制備，即將淀粉乙酸酯與乙二醇的轉糖基作用產(chǎn)物(該產(chǎn)品的制備更詳細地描述在“芬蘭技術研究中心”(TechnicalResearch Centre of Finland，VTT) 的標題為“Undertarkkelysjohdannaiset ja menetelma niiden valmistamiseksi”(新穎的淀粉衍生物及其制備方法)的平行專利申請的實施例9中)與軟化劑混和，并在130-140℃下熔化混合物，直至熔體完全清澈。VTT的專利申請于2002年2月15日提出。表1描述了各種熱熔體粘合劑配方，在FI專利申請20001799的板產(chǎn)品的制備中研究了它們的粘合劑性能。
表1a
實施例2B熱熔體粘合劑在一次批處理方法中的制備將淀粉乙酸酯(C6N100 EP，Batch 5C48-49，34.1kg)加入反應器中并打開攪拌器(攪拌器/均質器85rpm/1500rpm)。加入混和了69％的93％硫酸的乙二醇(32.2kg)。攪拌反應混合物30分鐘，然后打開真空，并將反應器開始加熱到110-120℃，反應混合物在該溫度下保持1小時。然后用碳酸鈣中和反應混合物中存在的硫酸，并開始真空蒸發(fā)多余的乙二醇。當乙二醇蒸發(fā)究后，關閉真空泵，向熔融混合物中加入26kg檸檬酸三乙酯，并在110-120℃下混和成均勻熔體。
測試表明熱熔體粘合劑的制造可作為轉糖基作用的繼續(xù)。
實施例2C含有淀粉乙酸酯聚合物的熱熔體粘合劑通過與實施例2A相同的方法制備表1b中描述的配方的熱熔體粘合劑。
表1b、含有聚合物的熱熔體粘合劑配方
1淀粉乙酸酯根據(jù)專利FI 107386制備2淀粉乙酸酯由富直鏈淀粉制備(HYLON VII)3羥丙基化的淀粉乙酸酯由富直鏈淀粉制備(HYLON VII)4淀粉乙酸酯由馬鈴薯淀粉制備，DSAcet2.8
將熱熔體涂覆在110g/m2的襯板上，并立即或幾秒鐘后粘合變形的70g/m2牛皮紙。粘合結果為100％纖維撕裂。測試3中的粘合劑比其他兩種粘合劑的開放時間更長。
實施例2D含有淀粉乙酸酯聚合物的熱熔體粘合劑組合物在一次批處理方法中的制備天然馬鈴薯淀粉乙酸酯的轉糖基作用通過用實施例2B中描述的方法進行。用碳酸鈣中和硫酸催化劑后，將以初始馬鈴薯淀粉三乙酸酯的數(shù)量計算為1.6重量份的檸檬酸三乙酯加入熔融混合物中。在60-80℃下真空蒸發(fā)多余的乙二醇。乙二醇蒸發(fā)完后關閉真空泵，將以初始馬鈴薯淀粉乙酸酯的數(shù)量計算為1重量份的羥基丙基淀粉乙酸酯(與實施例2C中相同)加入熔融混合物中。繼續(xù)混和成均勻的、110-120℃下高度粘稠的熔體。該粘合劑具有優(yōu)異的粘結力，因此能延展成100微米或更薄的膜。
實施例3溶液粘合劑高固體含量溶液粘合劑組合物通過酶催水解的淀粉的羥丙基衍生物(COHPOL DL 20)與根據(jù)“芬蘭技術研究中心”(Technical ResearchCentre of Finland(VTT))的標題為“Undet tarkkelyspohjaiset liimat”(新穎的淀粉基粘合劑)的平行專利申請的實施例4的轉糖基作用產(chǎn)物(多元醇，250TGG1-02)以表2所示比例混和來制備。VTT的專利申請于2002年2月15日提出。
表2、淀粉基溶液粘合劑組合物
通過采用多元醇降低粘合劑組合物的含水率，另一方面也在需要時降低了粘合劑的粘度。
將57％溶液粘合劑的連續(xù)層涂覆在110g/m2的襯板上，并立即粘合變形的70g/m2牛皮紙。粘合結果是100％的纖維撕裂。
實施例4對FI專利申請20001799中描述的三層板測量(根據(jù)DIN 53121)的橫向挺度為80mNm，它與相同克數(shù)335g/m2的E形波紋板的水平相當，并比所述克數(shù)的折疊板的值高175％。所述板由110g/m2的牛皮紙襯板作頂層和底層，70g/m2的牛皮紙作中間層制成。各層間用通過噴嘴涂覆在底層和頂層上的淀粉基熱熔體粘合劑粘合。該實施例中所用的粘合劑由淀粉乙酸酯制成。粘合劑也可涂覆在中間層上或層壓的兩種卷材上。涂覆粘合劑后，可在一組夾輥中或在幾組分開的層壓夾輥中粘合卷材。
實施例5根據(jù)FI專利申請20001799的淀粉分散體粘合的三層板的橫向挺度(DIN 53121)達到70mNm。這與相應的E形波紋板的挺度值相同，并比折疊板的值高270％。在該板中，粘合層用115g/m2的牛皮紙襯板作面層，用70g/m2的牛皮紙作中間層和底層，總克數(shù)為290g/m2。粘合劑在層壓前通過輥涂涂覆在面層和底層上，其中在實際涂覆到卷材上之前刮除任何多余的粘合劑。粘合劑也可涂覆到中間卷材或需層壓的幾種卷材上。涂覆粘合劑后，需層壓的卷材在一個或幾個分開的層壓輥中粘合。產(chǎn)品在層壓輥后并不在分開的單元中干燥，但也可以進行干燥。淀粉分散體粘合劑的固體含量為51％。
實施例6本實施例測試作為固體含量的函數(shù)的甘油-O-l-吡喃葡萄糖基(250TGG-I)水溶液的粘度，以及將由此制備的粘合劑在750rpm剪切率下的粘度作為固體含量的函數(shù)進行比較。
250TGG 甘油葡萄糖醚DL20改性淀粉表3
表權利要求
1.由至少兩層板制成的板產(chǎn)品的制造方法，根據(jù)該方法，形成板層的板卷材(4、5、6)通過粘合結合在一起，其特征在于-至少一種卷材通過壓縮進行機械處理，使卷材表面形成從該卷材表面凸起的永久變形，和-用淀粉基粘合劑將各層粘合在一起，所述粘合劑以超過45％的固體含量涂覆在需粘合的層上。
2.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于粘合劑的固體含量為50-85％重量。
3.根據(jù)權利要求2的方法，其特征在于所用淀粉基粘合劑是含有淀粉衍生物的分散體或溶液。
4.根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于粘合劑的固體含量超過85％重量，所用粘合劑為熱熔體粘合劑。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一項的方法，其特征在于所述粘合劑與第二種粘合劑一起在同一產(chǎn)品中使用。
6.根據(jù)權利要求5的方法，其特征在于第二種粘合劑包含另一類粘合劑。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項的方法，其特征在于所用淀粉基粘合劑是含有淀粉酯、淀粉醚、淀粉混和的酯/醚，和/或接枝的淀粉或從天然淀粉、水解淀粉、氧化淀粉、交聯(lián)淀粉、膠化淀粉或羥烷基化淀粉或它們的酯制備的類似的淀粉成分的組合物。
8.根據(jù)權利要求1至6中任一項的方法，其特征在于所用淀粉基粘合劑是含有淀粉或淀粉衍生物的轉糖基作用產(chǎn)物的組合物。
9.根據(jù)前述權利要求中任一項的方法，其特征在于粘合劑涂覆在與變形的卷材(5)相對的未變形卷材(4，5)的整個表面上，以提高產(chǎn)品的阻擋性能。
10.根據(jù)權利要求1至9中任一項的方法，其特征在于粘合劑同時涂覆在變形的表面上。
11.根據(jù)前述權利要求中任一項的方法，其特征在于涂覆粘合劑后，卷材(4，5，6)在一個或幾個粘合輥(7)中粘合，其中板產(chǎn)品的卷材(4，5，6)一起壓制，使它們的厚度標準化。
12.根據(jù)權利要求11的方法，其特征在于至少三種卷材(4，5，6)在粘合輥(7)中同時粘合在一起。
13.包含相互粘合的至少兩層(4，5)的板產(chǎn)品，其中至少一層是平面板(4)，其特征在于其中至少一層(5)進行機械加工，使該材料具有永久的三維變形，且至少兩層通過含有淀粉衍生物的淀粉基粘合劑粘合在一起。
14.根據(jù)權利要求13的板產(chǎn)品，其特征在于淀粉衍生物包含淀粉酯、淀粉醚、淀粉混和的酯/醚，和/或接枝的淀粉或從天然淀粉、水解淀粉、氧化淀粉、交聯(lián)淀粉、陽離子淀粉或膠化淀粉，或羥烷基化淀粉或它們的酯，或淀粉或淀粉衍生物的轉糖基作用產(chǎn)物制備的類似淀粉成分。
15.根據(jù)權利要求13或14的板產(chǎn)品，其特征在于至少一層平面層(4)的面向機械改性的層的表面在其整個面積上用粘合劑處理。
16.根據(jù)權利要求15的板產(chǎn)品，其特征在于該產(chǎn)品包含三層，且變形層處于平面層之間。
全文摘要
由至少兩層構成的板產(chǎn)品的制造方法，以及多層板產(chǎn)品。根據(jù)該方法，形成層的板卷材(4，5，6)通過膠合粘合在一起。根據(jù)本發(fā)明，至少一種卷材通過壓縮進行機械處理，使卷材表面形成凸起于該卷材表面的永久變形，且各層用淀粉基粘合劑膠合在一起，粘合劑以超過45％的固體含量涂覆在待粘合層上。高固體含量粘合劑干燥并快速粘合到待接合表面，甚至不需要額外加熱。由于該粘合劑含有少量水或不含水，粘合中不會發(fā)生中間層的后彎曲或平整化。
文檔編號B31F1/20GK1659340SQ03808009
公開日2005年8月24日 申請日期2003年2月17日 優(yōu)先權日2002年2月15日
發(fā)明者J·馬蒂拉, K·尼西寧, H·米科寧, S·佩爾托寧 申請人:M-真實公司