2蜂窩紙芯成型工藝
2.1蜂窩紙芯生產(chǎn)用原料
2.1.1原紙
蜂窩紙板用原紙又分為蜂窩面紙和蜂窩紙芯用紙。 目前國內(nèi)尚無專用的蜂窩紙板用原紙標(biāo)準(zhǔn)，因此蜂窩紙板面紙的主要技術(shù)性能指標(biāo)符合箱板紙標(biāo)準(zhǔn)(GB/T13024-91)中規(guī)定的要求。蜂窩紙芯用紙的主要技術(shù)性能指標(biāo)符合瓦楞原紙標(biāo)準(zhǔn)(GB/T13023-91)中規(guī)定的要求。
蜂窩原紙對蜂窩紙板性能的影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
(1)紙的定量 紙的定量是蜂窩紙板在原材料選取中首要考慮的問題。紙的定量越高， 紙板的強度就越高，但紙芯在生產(chǎn)中就越不好拉開;反之紙芯容易拉開，紙板的強度就隨之降低。所以在實際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)所包裝產(chǎn)品的不同要求來選擇不同定量的蜂窩芯紙和面紙。通常蜂窩紙板的芯紙定量
般在120~180g/m?之間， 面紙定量在200~500g/m?之間。一般來說，紙的定量越大，其抗磨損、抗壓及防潮能力就越好，但成本也越高B3。
(2)紙的方向性 紙張具有一定的方向性，由于纖維排列多為紙張的縱向，而且在造紙機內(nèi)紙張承受了較大的牽引力，造成了紙的縱橫向差別很大。在蜂窩紙板生產(chǎn)中，當(dāng)芯紙的纖維fang向與蜂窩面紙垂直時， 其抗壓強度較高。
(3)紙的水分含量紙的水分含量對紙的柔韌性、 彈性、強度都有明顯的影響。水分過高時，紙自身很軟，強度急劇下降，不易粘接;水分過低時，紙變得發(fā)脆易斷，這些都不利于蜂窩紙板的生產(chǎn)。一.般蜂窩紙板用原紙的水分要控制在百分之8~12之間，否則會影響紙板的抗壓強度和緩沖性能[4。
(4)紙的環(huán)壓強度 環(huán)壓強度對蜂窩紙板的耐壓性能影響較大，環(huán)壓強度越高，蜂窩紙板的平壓強度就越高，其承載能力也就越高。通常蜂窩芯紙的環(huán)壓強度在4.4~ 5.5N.m/g之間，而面紙的環(huán)壓強度在6.5N. m/g左右。另外，蜂窩紙板的平壓強度與蜂窩紙芯的高度有關(guān)，一一般蜂窩紙板的平壓強度隨著蜂窩紙板厚度的增加而呈緩慢下降的趨勢，而它
的緩沖性能則隨之增加[5]。
2.1.2膠黏劑
膠黏劑在蜂窩紙板生產(chǎn)中起著十分重要的作用，其粘合性能、干燥速度、膠膜硬度等因素都影響著蜂窩紙板的質(zhì)量。所以在選擇膠黏劑時，首先須考慮粘合力，其次考慮干燥速度、膠膜硬度，再次考慮的是使用方便，jia格因素等。
目前國內(nèi)蜂窩制品生產(chǎn)廠家使用的膠黏劑大體可以分為四種類型。
(1)玉米淀粉膠 玉米淀粉膠是在堿性條件下將淀粉原料進行氧化處理等工序后得的淀粉結(jié)構(gòu)中含有負(fù)電荷陰離子的氧化淀粉。這類膠粉和普通的紙箱用膠沒有本質(zhì)的區(qū)別，只是固含量稍有提高，一般適用于非承力蜂窩紙板制品的制造。
(2)白ru膠 白ru膠的主要成分是聚醋酸乙烯酯， z正的白ru膠是無公害wu毒的綠色產(chǎn)品。白ru膠能粘結(jié)多種材料，其主要特點是干燥快、強度好、固含量高、使用期長、不易發(fā)霉、適于大面積作業(yè)等。但這種膠的防潮耐水性較差，耐熱性也不太好。
(3)環(huán)糊精 環(huán)糊精的制備是在酸性條件下，用加熱的方法使淀粉得以降解，從而使淀粉在水中的溶解性增加，所以，環(huán)糊精也是一種淀粉的改性制品。 這類膠黏劑具有固含量較高、初粘性較好、黏合強度較大、 使用期較長、剛性較好、 jia格適中以及干燥速度較快等特點，但這類膠黏劑的耐水性較差，所以在一定程度上x制了它的應(yīng)用。
(4)接枝共聚淀粉樹脂膠 這類膠黏劑的制備是在淀粉大分子的主鏈上通過共聚反應(yīng)接枝.上另外一種線型單體聚合物，例如丙烯酸、丙烯酰胺、苯乙烯、醋酸乙烯脂等單體的聚合物等。接枝上一定數(shù)量的其他單體聚合物而形成共聚物樹脂膠后，能夠使共聚物膠黏劑的黏結(jié)強度明顯提高，形成膠膜的柔軟性得gai善，同時膠黏劑的干燥速度jia快，其黏結(jié)強度比普通玉米淀粉膠、環(huán)糊精等要好得多，是一種較理想的蜂窩紙板產(chǎn)品用膠黏劑，尤其適用于蜂窩紙板的復(fù)合。
國內(nèi)某膠黏劑生產(chǎn)廠家研制出-~種新型蜂窩紙板專用膠, 這種專用膠兼有化學(xué)膠和傳統(tǒng)淀粉膠的優(yōu)點，是蜂窩紙板膠黏劑中較理想的一“種產(chǎn) 品。新型蜂窩紙板專用膠具有以下優(yōu)點：
?、僬澈蠌姸群?。與現(xiàn)有淀粉膠和化學(xué)膠相當(dāng)，能夠滿足蜂窩紙板的黏合強度要求。
?、诟稍锼俣瓤臁９毯扛?，流動性好，達(dá)到或超過現(xiàn)有淀粉膠的干燥速度。
?、鄯涓C紙板不變色。傳統(tǒng)的淀粉膠在堿性條件下成膠，如蜂窩紙板面紙偏薄、涂膠量大的情況下易導(dǎo)致紙面發(fā)黃，使產(chǎn)品的外觀質(zhì)量嚴(yán)重下降。新型膠是中性膠，解決了這一難題。
?、芊莱毙阅芎?。傳統(tǒng)的淀粉膠為堿性，在潮濕環(huán)境下具有一定的吸潮性，影響蜂窩紙板的抗壓強度。新型膠是中性膠，克服了這一que陷。
?、菥G色環(huán)保。新型專用膠以tian然高分子材料為基材, 易降解， wu毒、無害、wu污染。
?、拶|(zhì)優(yōu)價廉。新型專用膠以tian然膠黏劑為主要原料， jia格比現(xiàn)有淀粉膠略高，但是明顯低于化學(xué)膠的jia格。
2.2蜂窩紙芯成型工藝
2.2.1 蜂窩紙芯成型機理
蜂窩紙板是由面紙、 膠黏劑和紙芯組成， 紙芯呈蜂窩狀，由數(shù)層芯紙按-.定規(guī)律粘結(jié)而成，主要承載剪應(yīng)力。面紙為等厚各向同性紙板，與紙芯復(fù)合形成蜂窩夾層紙板，主要承載應(yīng)力、彎矩和扭矩[6]
蜂窩紙芯的成型主要是通過芯紙的錯位上膠，各層芯紙之間按一定的規(guī)律性錯位， 形成節(jié)距為4L、.上膠寬度為入L交替粘結(jié)復(fù)合層結(jié)構(gòu)，將此交替粘結(jié)復(fù)合層沿垂直于紙面方向拉伸，即可形成蜂窩狀結(jié)構(gòu)。如圖2所示。
蜂窩紙芯成型后，根據(jù)其幾何參數(shù)的變化情況，可產(chǎn)生三種蜂窩單元，C=2x(2一入)Lcos0, 其中C為蜂窩內(nèi)徑; L為蜂窩邊長; 入為形狀系數(shù)。 當(dāng)λ= 1時，蜂窩形狀為正六邊形,如圖2(a);當(dāng)λ<1時，.上膠粘結(jié)邊短， 蜂窩形狀為扁六邊形， 如圖2(b);當(dāng)λ> 1時，. 上膠粘貼邊長，蜂窩形狀為長六邊形 ，如圖2(C)。在實際生產(chǎn)中， 在同等原材料的情況下，一般大蜂窩孔徑的紙芯容易拉伸，生產(chǎn)速度可以提高，但蜂窩孔徑大，會使蜂窩紙板的平壓強度降低。
2.2.2蜂窩紙芯成型工藝
蜂窩紙芯的成型工藝主要是制芯，其制芯工藝有層疊式和纏繞式兩種，
(1)層疊式:將卷筒狀芯紙分切成一定規(guī)格尺寸的單張紙頁，將錯位上膠的單張紙頁層疊粘結(jié)起來，放到壓力機上保持--定時間使其粘結(jié)固化，形成紙芯塊，經(jīng)切條機切成芯條，再經(jīng)芯條拼接形成連續(xù)的紙芯。層疊式制芯工藝的特點: ①生產(chǎn)工藝易于實現(xiàn);②間歇式作業(yè)，生產(chǎn)效率較低;③要實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，其設(shè)備設(shè)計較復(fù)雜;④紙芯塊難以快速干燥。
(2)纏繞式:纏繞式制芯工藝原理如圖3所示!7。采用兩卷芯紙， 其中一卷兩面錯位涂膠，通過八角滾筒纏繞卷曲， 卷至厚度60~ 120mm, 經(jīng)烘千后裁切，制成紙芯塊，再裁切成一定長度的蜂窩紙芯條，經(jīng)芯條拼接形成連續(xù)的紙芯。纏繞式制芯成型工藝的特點:①采用單面紙雙面涂膠，膠線錯位準(zhǔn)確，生產(chǎn)出來的蜂窩紙芯邊長均勻;②生產(chǎn)速度快，采用卷八角形式一次可以生產(chǎn)出八塊蜂窩紙芯塊; ③采用縱向錯位涂膠工藝(其原理如圖4所示), 生產(chǎn)紙板后芯紙纖維fang向垂直于面紙，在同等條件下抗壓力比層疊式的高;④紙芯拉伸性能好，制板速度快， 國外機器可以達(dá)到20m/s以上，國產(chǎn)機器也可以達(dá)到6m/s以，上;⑤工藝損耗大，卷八角式裁切成紙芯塊后，被裁去的邊角料較多;⑥切斷負(fù)荷較高，刀ju磨損大, 切斷比較困難。
2.2.3蜂窩紙芯性能要求
(1)含水率 蜂窩紙芯的含水率應(yīng)<百分之十五。在使用蜂窩紙芯時， 經(jīng)過拉伸烘干處理后，其含水率<百分之四,以便蜂窩紙芯的定型。拉伸干燥后的蜂窩紙芯，30min內(nèi)保持形狀不變。
(2)抗壓強度 蜂窩紙芯的抗壓強度與紙材、蜂窩形狀、孔徑大小和含水率密切相關(guān)。蜂窩紙芯的抗壓強度在含水率百分之三時較大。芯紙的定量不同、種類不同，其抗壓強度不同。
(3)緩沖強度 當(dāng)蜂窩紙芯所承受的壓力超過其抗壓強度而被壓潰時，蜂窩紙芯在單位面積上所能承受的平均壓力即為緩沖強度。通常蜂窩紙板的緩沖性能隨著蜂窩紙板厚度的增加而增加[8]。
(4)相對密度 在相同的芯紙定量條件下，蜂窩紙芯孔徑越小， 相對密度越大，抗壓強度越大;在相同的孔徑條件”下，芯紙的定量越大，相對密度也越大， 抗壓強度亦增加。
(5)孔徑比 為保證蜂窩紙板的強度，蜂窩紙芯的拉伸程度因盡量充分，使蜂窩紙芯內(nèi)徑接近較大值，孔徑比(如圖5所示，蜂窩孔距與其內(nèi)徑的比，i==a/d)為1時蜂窩紙芯的寬度是展開之前寬度的百分之七十五，此時蜂窩紙芯形狀接近正六邊形蜂窩結(jié)構(gòu)，各種性能達(dá)到較好。一般情況下，蜂窩紙芯的拉伸適用范圍在百分之60~ 80之間。