纸板箱的制造工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种以纸板原料制作纸箱工艺的改进，包括下列步骤：将水基粘合剂施加于从纸板原料得到的纸板箱坯的被选择部分；将该水基粘合剂干燥；将粘合剂涂覆的纸箱坯的被选择部分折叠到纸板坯的配合部分上；和加热封接被选择部分和配合部分，从而形成纸箱；其中水基粘合剂含有乙酸乙烯酯／乙烯聚合物，该聚合物通过乳液聚合形成并具有（ａ）结晶熔点（Ｔ↓［ｍ］）变动范围从３５至１１０℃，更可取地为５０至９０℃；在２０℃／分钟的加热速率下测量，并且（ｂ）以６．２８弧度／秒测量１１５℃时的拉伸储能模量至少为１×１０↑［４］达因／厘米↑［２］。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
波纹盒和波纹箱已被广泛应用于食品和生活消费品，如谷物包装盒、预煮和冷冻食品的包装。典型地，波纹盒和波纹箱由波纹板或盒板构成，其中平板坯料被折叠并被粘合到波纹或纸箱坯料的配合部分而形成容器。在成型纸箱的预先被选择部分和配合部分保压一段时间，持续足以使粘合剂干燥或固着的一段时间。典型地，直立的盒体或纸箱的顶部和底部也需要根据上述条件进行粘合。为便于封接加工，热塑和热熔粘合剂通过例如喷涂喷嘴、印刷滚和轮部件已被用于盒体和纸箱。在很多情况下粘合剂由热空气喷嘴预加热来使粘合剂软化和变粘以便帮助封接。热固性粘合剂也已被用于促进通过应用热量实现固化的封接。粘合剂在盒或纸箱坯料或直立容器的现场应用会产生大量加工问题，这些加工问题经常导致运转延迟和维护问题。以熔融态用于纸箱坯料预选择部分的热熔粘合剂由于多种原因而具有缺陷。热熔物，典型的是100％固体热塑性粘合剂，通常以乙烯-乙酸乙烯酯聚合物为基础材料，并且在用于纸箱表面前需要加热到250-350°F。由于热熔粘合剂应用时的高温，会存在由灼伤和气味导致的惯常的健康问题。另外，还有关于热熔粘合剂的储存和运输系统及其维护的重大问题。冷固性粘合剂已经被用于纸箱制作和封接但也存在问题。这些问题是固着速度慢并且通常与食品产品包装要求的高生产速度不相容。基于水和100％固体的热可封接聚合物体系通常不能良好活化，并且很多都需要过高的活化温度。而且，涂覆有这些粘合剂的纸板原料的滚压片材在纸箱装配作业和热封前易于板结(粘结)在一起。下面的文章和专利是制作纸箱方法的代表欧洲专利EP 0017678A1揭示了耐热纸箱的制作，该制作是通过在纸箱表面的至少一面涂覆热活化热固性粘合剂，然后在涂覆面喷涂水基粘合剂乳液，例如聚醋酸乙烯酯水乳液。具有水基粘合剂涂覆表面的纸箱被热空气流加热到至少使水基粘合剂部分干燥。然后使纸箱表面相互接触，并且施加压力的持续时间足以将接触表面封接在一起。据报道，通过自动纸箱封接装置热固着粘合剂和水基粘合剂的结合能使纸箱配合表面迅速封接。美国专利US4,490,129揭示了纸箱的制作，其中水基粘合剂，例如聚醋酸乙烯酯被以雾化喷雾形式应用于纸箱的选择部分然后被部分干燥。然后，将被封接的板用纸箱制作中配置的冲头和模具压制在一起。美国专利US5,228,272揭示了折叠纸板食品箱的制造，该纸板箱内表面具有聚合物涂层并且在基本非塑性粘土涂覆的外表面上具有销售图形。水基聚合物乳液例如乙烯/乙酸乙烯酯乳液通过印刷机被用于纸箱坯料的选择区域。专利中报道的是利用完全涂覆如聚乙烯，聚丙烯及类似聚合物的连续膜来防止水分浸透。水基粘合剂(Adcote)通过酸改性被增溶并且用水乳液调节粘度，通过印刷机被应用到选择的部分，然后与热气流接触并压在一起使表面熔合。美国专利US2004/0155238揭示了一种转换机器，该机器包含有将可反应粘合剂沉积到坯料原料预定部位的部件。
技术实现思路
本专利技术涉及一种形成纸板箱加工工艺中的改进。基本加工工艺包括将水基粘合剂用于从纸板原料得到的纸板箱坯料的选择部分，干燥粘合剂，将被粘合剂涂覆的纸箱坯料的选择部分折叠到纸板坯料的配合部分并且热封选择部分和配合部分从而形成箱体。在纸箱形成工艺中的改进包括作为所述水基粘合剂向所述纸板原料的选择部分涂覆通过乳液聚合形成的一种半结晶乙酸乙烯酯/乙烯粘合剂，其具有(a)结晶熔点(Tm)的范围是35至110℃，更可取的为50至90℃；在20℃/分钟的加热速率下测量，并且(b)以6.28弧度/秒测量115℃时的拉伸储能模量至少为1×104达因/厘米2。此外，乳液聚合的乙酸乙烯酯/乙烯粘合剂还应该具备(c)结晶熔化热(ΔHf)的范围为5～100焦尔每克(J/h)，优选的为15～70J/g；(d)玻璃态转变温度(Tg)为+25℃到大约-40℃，并且(e)在温度大约75℃或更低时是不粘连的；典型的是在温度为50℃或更低时。通过使用有预施涂乙酸乙烯酯/乙烯粘合剂的纸板原料能够获得重大优点，这些优点包括抗粘连性和在足够低的压力和温度下的快速流动之间优异的平衡使其很容易作为可热封接材料被用于基于纸板的包装箱和波纹盒上的有用的封闭系统；消除现场使用热熔粘合剂的例如喷嘴堵塞、灼伤等诸多问题的能力；制造具有抵抗由潮湿导致分层剥离的封接部位的纸板箱的能力；实现对未涂覆板和涂覆纸板表面的优异的粘结性的能力，和在很宽的温度范围内粘结这些表面；并且，当具有同等的抗粘连性时在比传统的乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液更低的压力和温度下实现纸板表面粘合的能力。具体实施例方式在制造用于纸箱制造的预施涂粘合剂涂覆的纸板原料中，将粘合剂应用于纸板的选择部分并将粘合剂干燥因此形成预施涂纸板原料。然后该原料被卷起以储存或运至纸箱制造厂。在纸箱制造工艺中，预施涂纸板原料被打开并由此获得纸箱坯料。其上施涂有粘合剂的纸箱坯料的选择部分被折叠到纸箱坯料的配合部分上。然后，选择部分和配合部分被固定在一起并被加热，典型地，通过热空气活化热封粘合剂并封接纸箱的选择部分和配合部分。在本领域所知道的其他方法也能够用来活化热封粘合剂；例如，辐射能，红外和微波。可替代地，纸箱坯料可能由纸板原料和在其上施加的粘合剂来形成。如上所述将粘合剂干燥并由此形成纸箱。在形成预施涂纸板原料中使用的热封粘合剂是改进工艺并获得一些前面提到的优点的关键。在改进预施涂粘合剂涂覆纸板原料中使用的热封粘合剂是水基半晶态乙酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液，其中聚合物含有结晶态乙烯链段。热封粘合剂是通过乙酸乙烯酯和乙烯并且可选择各种其他共聚单体的水基自由基乳液聚合作用来制备的。在形成预施涂纸板原料中使用的半晶态水基乳液聚合物具有(a)结晶熔点(Tm)变动范围从35至110℃，更可取的是50至90℃；在20℃/分钟的加热速率下测量，并且，(b)以6.28弧度/秒测量115℃时的拉伸储能模量至少为1×104达因/厘米2。此外，它们还具有(c)结晶熔化热(ΔHf)变动范围从5到100焦尔每克(J/g)，优选地为15到70J/g；(d)玻璃态转变温度(Tg)为+25℃到大约-40℃，并且(e)在温度大约75℃或更低时是不粘连的，典型的是在温度为50℃或更低时。该水基聚合物乳液含有由乙烯键合导致的结晶态乙烯链段，并在主要由至少一种表面活性剂或纤维素保护胶体与表面活性剂相结合构成的稳定体系中，通过乙烯和乙酸乙烯酯的乳液聚合，更可取的是带有羧基单体来制备。相对低压工艺，例如，可用低于2000磅/吋2(13,891千帕)，更可取的是使用从大约1000(6,996千帕)到大约2000磅/吋2(13,891千帕)的压强来实现聚合。本专利技术的水基聚合物乳液是基于乙酸乙烯酯和乙烯，乙酸乙烯酯聚合单元的数量变化范围从15到90％的聚合物重量，乙烯聚合单元的数量变化范围从10到85％的聚合物重量；更可取的是乙酸乙烯酯的重量百分比从25到80％，乙烯的重量百分比从20到75％；最可取的是乙酸乙烯酯的重量百分比从35到75％，乙烯的重量百分比从25到65％。该水基聚合物乳液的优选实施例的组成是30到50wt％乙酸乙烯酯和50到70wt％乙烯。在共聚物中乙酸乙烯酯和乙烯的分布影响聚合物的其他参数，例如，Tg，Tm，ΔHf和高温拉伸储能模量。用于持续增强预施涂热封本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用纸板原料制造纸箱的工艺，包括步骤：将水基粘合剂施加于从纸板原料获得的纸板箱坯料的选择部分；干燥该水基粘合剂；将被粘合剂涂覆的纸箱坯料的选择部分折叠到纸板坯料的配合部分上；和热封接该选择部分和配合部分从而形成纸箱；其中水基粘合剂含有半晶态乙酸乙烯酯／乙烯聚合物乳液，该聚合物乳液通过乳液聚合形成并具有（ａ）结晶熔点（Ｔ↓［ｍ］）变动范围从３５至１１０℃，在２０℃／分钟的加热速率下测量，和（ｂ）以６．２８弧度／秒测量１１５℃时的拉伸储能模量至少为１×１０↑［４］达因／厘米↑［２］。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RJ罗伦茨，CL丹尼尔斯，JJ拉巴斯科，
申请(专利权)人：瓦克化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]