專利名稱：包裝容器紙板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬紙制品，是一種主要由廢舊棉纖維組成的低緊度紙頁，經(jīng)水溶性混合膠粘劑滲透后，通過高溫、高壓處理而得到的包裝容器紙板。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)工業(yè)紙板的需求趨向多樣化。但都希望不斷改善工業(yè)紙板的強(qiáng)度和韌性。目前已使用的纖維類人造板材，有膠合板、纖維板、刨花板、木漿板、草漿板、隔音板、貼面板等廣泛應(yīng)用于建筑、運(yùn)輸、包裝、輕工等領(lǐng)域。雖然有的強(qiáng)度較大，有的韌性較好，但上述兩方面性能不能同時(shí)兼顧。因此，它們不適應(yīng)通過模壓和工業(yè)縫紉加工手段來生產(chǎn)紙質(zhì)容器骨架的流水線作業(yè)。
按照本發(fā)明的工藝方法生產(chǎn)的包裝容器紙板，就能很好地做到這一點(diǎn)。例如使用該紙板為骨架材料做的模壓提箱?？障鋾r(shí)，上邊可站立體重60-70公斤的成人，上下反復(fù)數(shù)次提箱外形保持不變。加工時(shí)，又可使用工業(yè)縫紉機(jī)作小轉(zhuǎn)角縫制，適合流水線生產(chǎn)。同樣還能縫制小汽車內(nèi)沙發(fā)座位的骨架等。這種性能對(duì)于厚度3-5毫米的板材來說是非常受歡迎的。充分體現(xiàn)了本產(chǎn)品的特征，即強(qiáng)度和韌性可以相互兼顧。
另外，通過中國專利局檢索(見附件共四份)得到的美國專利3，895，998號(hào)、3，194，706號(hào)、2，432，752號(hào)、3，886，019號(hào)中所提到的制品。如采用紙漿生產(chǎn)的成型制品、一次操作浸漬層壓加復(fù)蓋層的紙板、樹脂浸漬層壓紙板以及表面樹脂處理的層壓瓦楞紙板等。上述這些產(chǎn)品無論是性能、用途還是加工方法，均與本發(fā)明的內(nèi)容不同。由于上述專利在原料選用上，有的使用造紙廠廢液中的紙漿，其纖維短成份復(fù)雜又包含無機(jī)填料。有的則使用玻璃布等。而膠粘劑又多選用常溫韌性差的熱熔類的石蠟及熱固類的酚醛樹脂等。加之膠粘劑在其纖維間存在狀況不均。雖然能改善其單方面局部性能。但不能解決好紙制品的強(qiáng)韌兼顧問題。
當(dāng)前傳統(tǒng)使用的天然資源不斷減少。綜合利用工業(yè)和生活的廢棄物創(chuàng)造新財(cái)富，是人類維護(hù)生態(tài)平衡的新課題。因此，采用經(jīng)濟(jì)實(shí)用的工藝方法，生產(chǎn)工業(yè)紙板是共同探索的目標(biāo)。
工業(yè)和生活廢棄物是來自多方面的，成分復(fù)雜，如何分類使用，充分利用該種類廢棄物的特點(diǎn)，創(chuàng)造社會(huì)上急需的短缺物資，是當(dāng)前再生利用廢棄物的方向。本發(fā)明的方法，在廢棄物利用上有特色，因廢舊棉纖維在社會(huì)上擁有量相當(dāng)可觀，它們的特點(diǎn)是纖維長，強(qiáng)度高、又柔軟，能代替日益減少的木材資源。通過本發(fā)明所述的方法生產(chǎn)的包裝容器紙板，其制品在力學(xué)性能上有相應(yīng)的提高。原料供應(yīng)充足及市場對(duì)產(chǎn)品的需求量大，從而使本發(fā)明具有強(qiáng)大的生命力。
本發(fā)明的目的是以廢舊棉纖維材料為主要原料開發(fā)和提高，工業(yè)紙板的力學(xué)特性，使得紙制品的強(qiáng)度和韌性同時(shí)得到改善。適合于通過模壓和工業(yè)縫紉等方法，制成各種產(chǎn)品的骨架結(jié)構(gòu)，也可以此為基材，通過精細(xì)加工，制造其它板材。
本發(fā)明主要過程是使用以廢舊棉纖棉為主要原料制造的低緊度(即0.5-0.6克/厘米3)的紙頁。重疊后經(jīng)水溶性混合粘結(jié)劑噴淋滲透、壓榨，最后經(jīng)重型多層熱壓機(jī)高溫、高壓處理(同時(shí)有高壓消毒作用)得到一種不同厚度的強(qiáng)韌包裝容器紙板。是一種挺度好，韌性好具有防潮性能的表面平整的板材。該生產(chǎn)過程自動(dòng)化程度高，又不污染環(huán)境。
本發(fā)明提供了一種不同以往的新型工藝，生產(chǎn)適宜模壓和工業(yè)縫紉加工的強(qiáng)韌包裝容器紙板。把廢舊棉纖維經(jīng)過處理，制成松軟的低緊度紙頁。這些紙頁可單卷使用，也可數(shù)卷同時(shí)使用均放在不同的退紙架上。依據(jù)成品紙板的厚度，決定使用的層數(shù)。一般單層紙頁經(jīng)熱壓后的厚度僅為0.35毫米左右，具體層數(shù)可由現(xiàn)場確定。多層疊加的紙頁排列整齊，經(jīng)導(dǎo)輥進(jìn)入一組由多對(duì)膠輥組成的托輥臺(tái)。在托輥臺(tái)上方，有噴淋裝置，將水溶性混合粘結(jié)劑(以下簡稱膠液)不斷噴淋到紙頁上。由于運(yùn)行速度慢，膠液有充分的時(shí)間在紙頁中均勻滲透。
上述托輥臺(tái)起到壓緊紙層的作用并把紙頁托送至壓榨輥。紙層經(jīng)壓榨時(shí)，把多余的膠液擠出。同時(shí)可彌補(bǔ)噴淋滲透時(shí)出現(xiàn)的局部不均性。經(jīng)過一組壓榨輥的調(diào)整，再經(jīng)過電動(dòng)切割機(jī)切成規(guī)定尺寸。此時(shí)，濕紙坯已經(jīng)成型，被送到裝板機(jī)等待入壓機(jī)。被擠出的多余膠液流至下面的托盤中并不斷回流到膠槽中，用塑料泵經(jīng)管道送到上部噴淋器供循環(huán)使用，并不斷往膠槽中補(bǔ)充膠液。每噸產(chǎn)品需要膠液2米3左右。15層濕紙坯同時(shí)被推進(jìn)到多層熱壓機(jī)后，其操作壓力和溫度按規(guī)定的壓力曲線和溫度曲線進(jìn)行操作。數(shù)分鐘后，15層紙板同時(shí)又被拉出多層熱壓機(jī)。經(jīng)傳送設(shè)備送至切邊機(jī)(包括縱切邊和橫切邊)切邊后即為成品板。還可以在切邊前經(jīng)壓光機(jī)加工調(diào)整。
為了有利于強(qiáng)韌紙板的形成，本發(fā)明對(duì)粘結(jié)劑進(jìn)行了充分的篩選和組合。一般來說使用單種膠粘劑無法滿足生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品的特殊要求，如成本、流動(dòng)性、粘度以及紙板特性等。另外，以舊棉纖維組成的紙頁，質(zhì)地疏松緊度只有0.5-0.6克/厘米3。經(jīng)噴淋滲透后，水溶性混合膠粘劑內(nèi)各成分可順利地浸潤到纖維之間。加熱、加壓時(shí)又可使纖維和粘結(jié)劑的分子熱運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)，分子間的距離縮小。紙板出熱壓機(jī)后，纖維之間、紙頁之間已相互完全融為一體。因此，紙板緊度達(dá)1-1.1克/厘米3，紙的各種力學(xué)特性值較大。這是吸附、擴(kuò)散、氫鍵等各種粘結(jié)機(jī)理作用所致，其機(jī)理超越了普通紙板制作工藝。
首先對(duì)本發(fā)明的附圖進(jìn)行說明，以便對(duì)本發(fā)明得到更好的理解。


圖1是包裝容器紙板生產(chǎn)線的示意圖。簡要表示了從紙卷到紙板生產(chǎn)的全過程。
圖2是水溶性混合粘結(jié)劑溶液噴淋滲透、壓榨過程的局部示意圖。
圖3是紙板層間排布示意圖，說明紙板在熱壓過程中層間排布的情況。
圖4是熱壓過程中的紙板內(nèi)壓力變化情況(即壓力曲線)。
圖5是熱壓過程中，紙板內(nèi)溫度變化情況(即溫度曲線)。
圖6是包裝容器生產(chǎn)線另一種組合形式的示意圖。其中只是濕板成型部分有所不同，以后的部分均相同。生產(chǎn)者可依據(jù)現(xiàn)場情況選用。
參閱圖1，說明本紙板的制造方法所包括的步驟和使用的設(shè)備。
步驟一質(zhì)地松軟的紙卷(1)數(shù)卷順序放置在不同的退紙架(2)上。同時(shí)拉出多層疊加，依據(jù)紙板厚度決定層數(shù)。在經(jīng)過托輥臺(tái)(3)時(shí)，上方有噴淋器(14)對(duì)紙層進(jìn)行噴淋滲透，然后紙層經(jīng)一對(duì)壓榨輥(5)把多余膠液擠出回用。紙層進(jìn)入輥臺(tái)(7)被電動(dòng)切割機(jī)(6)切成規(guī)定尺寸的紙坯備用。
步驟二上述紙坯經(jīng)輥臺(tái)(7)輸送，落到傳送帶(9)上邊的不銹鋼板(8)上，進(jìn)入裝板機(jī)(17)上，等待送進(jìn)多層熱壓機(jī)(10)。熱壓機(jī)總壓力為1500噸。共15層。
步驟三熱壓機(jī)升壓閉合，加熱數(shù)分鐘后，操作程序可自動(dòng)按予定的壓力曲線圖4和溫度曲線圖5進(jìn)行。板坯承受壓力為30-40公斤/厘米3，蒸汽壓力(壓力表)為4-4.5公斤/厘米3。
步驟四紙板出壓機(jī)后經(jīng)卸板機(jī)(18)拉出，被傳送帶(11)送至壓光機(jī)(12)和切邊機(jī)(13)整理入庫。成品規(guī)格為1000×2000毫米或其它規(guī)格。
步驟五上述被壓榨輥擠出的膠液落入下邊的托盤(4)中，膠液又流到地面上的膠槽(16)中。經(jīng)塑料泵(15)送到噴淋器(14)循環(huán)使用。膠液消耗后可隨時(shí)補(bǔ)充。
圖6表示包裝容器紙板生產(chǎn)流水線的另一種組合形式。只是濕板坯成形部份稍有不同，以后部份均相同?，F(xiàn)作簡要說明如下步驟一質(zhì)地松軟的紙卷(19)架在退紙架(20)上。紙卷拉出后經(jīng)導(dǎo)輥(21)，進(jìn)入被托器(22)和托輥(23)托起的纏紙缸(24)。此時(shí)，噴淋器(25)不斷向紙坯噴淋膠液，視生產(chǎn)紙板的厚度決定纏紙的圈數(shù)(由計(jì)數(shù)器指示)。手工拉開纏紙缸(24)上的拉斷器(26)，則紙坯因重力落到托輥臺(tái)(27)上，紙坯尾端經(jīng)過纏紙缸(24)與托輥(23)的間隙時(shí)脫離纏紙缸。這時(shí)，纏紙缸開始卷制第二個(gè)紙坯。紙坯由托輥臺(tái)(27)帶動(dòng)前進(jìn)，通過壓榨輥(28)擠出多余膠液。進(jìn)入托輥臺(tái)(29)紙層被電動(dòng)切割機(jī)(30)切至規(guī)定尺寸。
步驟二托輥臺(tái)(29)上的紙坯繼續(xù)向前，落到傳送帶(31)上邊的不銹鋼板(32)上。進(jìn)入裝板機(jī)(33)等待送進(jìn)多層熱壓機(jī)(34)。
步驟三熱壓機(jī)升壓閉合，加熱數(shù)分鐘后，操作程序可自動(dòng)按予定的壓力曲線圖4和溫度曲線圖5進(jìn)行。
步驟四出壓機(jī)紙板經(jīng)卸板機(jī)(35)拉出，被傳送帶(36)送至壓光機(jī)(37)和切邊機(jī)(38)整理入庫。
步驟五上述被壓榨輥(28)壓出的膠液落入下邊的托盤(41)中，膠液又流到地面上的膠槽(40)中，由塑料泵(39)送到噴淋器(25)中供循環(huán)使用。
以下進(jìn)一步對(duì)本發(fā)明作一些具體說明一、主要原料1、以廢舊棉纖維為主要成分的紙頁中，含洗凈廢舊棉纖維85%、化纖混紡纖維7%、廢紙8%。其它技術(shù)參數(shù)如下定量350±20克/米2緊度0.5-0.6克/厘米3抗張力(縱橫向平均)20公斤/50毫米打漿度18-19°SR卷筒直徑750±10毫米卷筒寬度1010±2毫米紙面為蘭灰色，表面平整，10毫米以內(nèi)的漿塊、硬質(zhì)雜物不超過5處。
2、水溶性混合粘膠劑的組成(重量百分比)高溶解性的脫纖血蛋白96%乳液型改性乙烯3%硫酸銅1%
上述配比僅為常用的一種，還可隨產(chǎn)品要求加入其它成分。
3、聚酯薄膜寬度1010毫米厚度0.07毫米熔點(diǎn)不低于250℃成分100%對(duì)苯二甲酸、二甲酯、乙二醇或使用6050聚酰亞胺薄膜厚度0.075毫米耐溫343℃成分由均苯四甲酸二酐和4.4′二氨基二苯醚縮聚。
二、生產(chǎn)過程的組合(參見圖1)如圖1所示，生產(chǎn)過程由退紙架(2)、托輥臺(tái)(3)、壓榨輥(5)、輥臺(tái)(7)、電動(dòng)切割機(jī)(6)、傳送帶(9)、裝板機(jī)(17)、熱壓機(jī)(10)、卸板機(jī)(18)、傳送帶(11)、切邊機(jī)(13)等主要部件組成。
壓榨輥由一對(duì)直徑250毫米的普通硬度的膠輥組成。紙坯運(yùn)行速度4米/分。
重型多層熱壓機(jī)總壓力為1500噸，15層。使用飽和蒸汽，其蒸汽壓力(表壓)4-4.5公斤/厘米2。每塊熱板面積為2200×1080(毫米)，單位板面最大壓力為63公斤/厘米2，熱壓時(shí)間為15-20分鐘。
每層熱板間疊合方式(詳見圖3)，在兩塊4毫米厚的不銹鋼板(42和46)之間(從上至下)，由銅網(wǎng)(65目/吋)(43)、濕紙坯(依據(jù)紙板厚度確定層數(shù))(44)、0.07毫米聚酯薄膜(固定在下面不銹鋼板上)(45)組成。每層出成品板一張，網(wǎng)面呈布紋狀，薄膜面光滑平整。每車出成品15張。以厚度2毫米的成品板為例定量為2公斤/米2，緊度1-1.1克/厘米3。
熱壓曲線參見圖4。圖中橫標(biāo)分鐘縱標(biāo)公斤/厘米2升壓階段的目的是以機(jī)械壓力促進(jìn)膠液在紙坯中進(jìn)一步擴(kuò)散均勻，并排出極少量多余的膠液。升壓時(shí)間為一分鐘。保壓階段的目的是將紙坯中剩余水分利用飽和蒸汽的熱量加熱蒸發(fā)排掉，紙板出機(jī)水分不大于8%。最后降壓，時(shí)間控制在一分鐘左右，不要過快，防止紙板出現(xiàn)分層現(xiàn)象。
溫度曲線參見圖5，圖中橫標(biāo)分鐘縱標(biāo)溫度℃裝板前熱板要予熱到100℃，熱板閉合后使熱板逐步升溫。三分鐘后上升至151-155℃，并保持到紙板出機(jī)時(shí)為止。
三、效果和結(jié)論本發(fā)明在分檔次利用廢棄物的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮廢棄物的優(yōu)點(diǎn)。通過加工處理，使該紙板獲得較好的力學(xué)特性，即強(qiáng)度和韌性相互兼顧，并有較大提高。
本工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品適合通過模壓和工業(yè)縫紉等加工方式制成各種包裝容品的骨架結(jié)構(gòu)，也可以通過精細(xì)加工制成其它用途的板材。
該產(chǎn)品的制造原理先進(jìn)，工藝簡單，生產(chǎn)效率高，使廢物變成再生資源，用途廣泛已成為市場暢銷品。經(jīng)濟(jì)效益顯著，具有推廣價(jià)值。
權(quán)利要求
1.一種用于由回收廢品生產(chǎn)層壓粘結(jié)包裝容器紙板的方法，其特征是以廢舊棉纖維為主要原料制造的低緊度紙頁經(jīng)多層重疊后，用水溶性混合粘膠劑噴淋滲透，再采用重型熱壓機(jī)(10)作高溫、高壓處理，最后得到不同厚度強(qiáng)韌兼顧的包裝容器紙板，其中紙板一面為細(xì)布紋狀，另一面光亮平滑。適宜通過模壓和工業(yè)縫紉等加工方式，制成一些產(chǎn)品的骨架結(jié)構(gòu)。也可以通過精細(xì)加工制成其它紙材。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的加工處理過程，其中以廢舊棉纖維為主要原料制造的低緊度紙頁的特征是，緊度范圍為0.5-0.6克/厘米3，并呈卷筒狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的加工處理過程，其中最佳熱壓條件是壓力30-40公斤/厘米2溫度151-155℃時(shí)間15-20分鐘
4.根據(jù)權(quán)利要求1的加工處理過程，其中熱壓機(jī)(10)熱板層間排列(從上至下)其特征是(42)為不銹鋼板、(43)為65目/吋銅網(wǎng)、(44)為板坯、(45)為聚酯薄膜、(46)為不銹鋼板。出機(jī)板材一面為細(xì)布紋狀，另一面則光滑平整。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的加工處理過程，其中不同厚度的強(qiáng)韌包裝容器紙板的特征是，緊度范圍均為1-1.1克/厘米3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的加工處理過程，其中除采用多層紙頁重疊后，經(jīng)水溶性混合膠粘劑噴淋滲透的方法外，還可采用單層紙頁在纏紙缸(24)上卷繞，并連續(xù)用水溶性混合膠粘劑噴淋滲透的方法。
全文摘要
本發(fā)明的包裝容器紙板屬紙制品。由回收廢舊棉纖維為主要原料制造的低緊度紙頁，經(jīng)水溶性混合膠粘劑噴淋滲透后，用重型熱壓機(jī)作高溫、高壓處理，得到不同厚度強(qiáng)韌兼顧的紙板。它適用于模壓和工業(yè)縫紉等加工方式，制成一些產(chǎn)品的骨架結(jié)構(gòu)。也可通過精細(xì)加工生產(chǎn)其它板材。該板生產(chǎn)工藝簡便，應(yīng)用吸附、護(hù)散、氫鍵等多種粘結(jié)原理。使廢物變成再生資源，產(chǎn)品用途廣泛市場暢銷。有利于環(huán)境保護(hù)，經(jīng)濟(jì)效益顯著具有推廣價(jià)值。
文檔編號(hào)D21F11/00GK1036059SQ88105390
公開日1989年10月4日 申請(qǐng)日期1988年3月24日 優(yōu)先權(quán)日1988年3月24日
發(fā)明者查全祿, 戴華 申請(qǐng)人:泰州絕緣材料廠