[发明专利]具有吸附功能的瓦楞纸板粘合剂及其制备方法

说明书

本发明是基于委托台湾东华大学材料科学系开发的研究计划成果，计划日期：2008年2月1日，计划编号：97A029。本计划的成果依照委托开发合约，由委托方申请。

技术领域

本发明涉及瓦楞纸板，具体涉及一种具有吸附功能的瓦楞纸板粘合剂及其制备方法。

背景技术

一般的瓦楞纸板是通过在波浪形的中心纸的两侧使用粘合剂粘贴纸板来提高缓冲性，主要用于物品包装箱的制造。瓦楞纸板箱在吸水后，所用的粘合剂淀粉胶容易脱落，其强度也会随之急剧下降，甚至破烂，不适用于有防潮或蔬果生鲜运输要求的运送。如图1所示，为了提高其防潮性，一般在纸面(或裹纸)表面加入防潮剂110或在粘合剂中添加化工耐水剂。这种方法的缺点是，由于一般的防潮剂为化学物质，其本身带有一定的毒性，并不是一种环保的物质；另外，施加防潮剂也会增加额外的费用和加工程序，使得生产成本提高。

有文献指出，将沸石添加于瓦楞板的面纸中，可以利用沸石的吸附功能来抗潮及保鲜。

沸石是沸石族矿物的总称，是一种含水的碱金属或碱土金属的铝硅酸盐矿的结晶。沸石是一种具备纳米级孔洞的多孔性物质，其中孔径＜2nm的为微孔结构(micropore)，孔径在2～50nm之间的为中孔结构(mesopore)，孔径在50nm以上的为大孔结构(macropore)。各种不同的沸石，其孔径也不同，小于这个孔径的物质能被其吸附，而大于这个孔径的物质则被排除在外，这种现象被称为「分子筛」作用，因此可作为吸收剂使用，其内部的表面积甚至可达到1000m²/g。

文献指出，有一种保鲜瓦楞纸板，其将沸石吸收膜层复合在瓦楞纸板的内表面，这种复合膜具有吸收乙烯气体的功能，能够防止水分蒸发，起到保鲜作用。缺点是：此方法需要额外的设备和工序，并不兼容于一般的瓦楞纸箱生产线。同时，材料成本昂贵，所以并不普及。

文献中还有一种瓦楞纸板：在瓦楞纸箱用的内面纸制造过程中，加入纳米级多孔型气体吸收粉剂，达到特定的吸收效果。但特殊规格纸张的生产，通常是一批很大的数量单位，并不是一般纸箱厂能够掌控的。而且面纸表面需涂一层胶来增加表面平整度和纸的品质，这还会降低吸附的效果。实用上需要能较小批量的弹性生产具有特定吸附功能的瓦楞纸板。

传统上，瓦楞纸板的胶合剂，使用谷物粉淀为主体成分(主要淀粉)，加上处理过的淀粉作为载体组件(载体淀粉)，两者混合而成淀粉胶合剂。通常，苛性钠(NaOH，或称为干碱、烧碱)是作为降低糊化温度的辅助成分并用于糊化，硼砂可以使短链的淀粉以其羟基或羰基与硼原子形成络合物，从而增加初期的粘着强度。一般而言，烧碱的加入量为淀粉重量的1.0～3.0％，而硼砂的加入量为淀粉重量的0.2～5.0％。

在谷物淀粉中混入沸石粉作为混合淀粉胶合剂时，因为谷物淀粉的原料比例降低，使得调合好的粘合剂的粘度降低，同时，初期的粘着强度也会降低，增加了初期接着时间。这使得沸石混合淀粉的粘合剂，在生产瓦楞纸板时，会降低粘着速度并且容易因为初始粘着力的降低而产生脱胶的情况。

当淀粉通过水、热以及强碱的作用成为凝胶状时，其最初粘着力与永久粘着强度已经显露出来了。其中，最初粘着力是生产过程中很重要的角色，因为它决定了粘着速度。一般要提升粘着速度，可以通过增加苛性钠的加入量以降低糊化温度来达成。然而，虽然增加苛性钠可以降低糊化温度，但是长时间来看却会对粘度的稳定性造成不良的影响。

而通过降低车速，增加粘合剂涂敷于瓦楞纸的量，可以使以沸石粉作为添加剂的粘合剂在最初粘着力上有所提升，但是这相对也降低了生产速度，并不符合产业的经济效益。另外，若是车速过慢，过高的温度反而会使粘合剂过早固化而失去良好的粘合效果，甚至用手一拍就会分离。

再者，因为这些淀粉具有不同的物理特性，所以在使用混合沸石粉作为瓦楞纸板粘合剂时，需要考虑价格是否适合的等问题，还有其粘着速度会不会影响瓦楞纸板的制造。在实际的状况考虑下，无法更换已经具有良好粘着速度的淀粉，也无法使用高淀粉糖的淀粉作为原料，因为其价格较于未加工的淀粉来说是非常昂贵的。

如果能在现有的生产线上就能完成所有加工所需的工序和原料，且能采用一般的原料而非特别昂贵的特制原料，将可以大大提升在瓦楞纸板行业的产业利用性。

虽然近年来瓦楞纸机的瓦楞棍的速度已经有进一步的改善，但是由于混入了沸石粉后粘合剂原料比例的关系，限制了其粘着速度。因此，需要提升混入沸石粉的淀粉粘合剂的粘着速度，以利于产业上的利用。

发明内容