CN101671976B - 利用废胶增强纸板的工艺方法与涂布技术 - Google Patents
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Abstract
利用废胶增强纸板的工艺方法与涂布技术，一种利用废胶增强纸板的工艺方法与涂布技术，它通过一个甩切粉碎潜水泵将变质淀粉、废弃淀粉胶水与添加剂的混合物甩切粉碎，再泵入研磨均质搅拌桶内研磨均质搅拌存储，然后，再由瓦楞涂布机内的可调定量泵泵入立体网辊进行瓦楞涂布，经粘合烘干后，可以把低定量纸板做得如同比它定量大50％或更大的纸板那样的挺硬，而其耐折度并不下降。从而实现增强瓦楞纸板，降低成本，废胶利用的环境保护的目的。
Description
本发明涉及一种利用变质淀粉、废弃淀粉胶水增强纸板的工艺方法和涂布技术。
包装纸箱作为包装的主要手段之一，随着时代的发展，商品的发展，使用量越来越大，使用广度越来越广。但是由于我国木材资源及国际木材资源的有限性以及成本等囚素，目前我国的瓦楞原纸几乎都以草浆等作为原材料，同时由于我国现有的产品结构、行业特点所制约，生产企业竞争激烈，以致以次充好，以弱充强，导致了许多企业生产的瓦楞纸缺陷多、强度低。并且由于瓦楞原纸的质量问题，导致纸板与纸箱退货不断发生，使生产成本大幅度提高，影响了企业的利益。同时，纸制品的大量应用也产生了诸多的其它相关问题，比如纸材料虽然能够再生，但现有回收率比较低，分类比较困难，成本也较高；此外，造纸工业存在较严重的水环境污问题。我国造纸行业，由于受内部结构性缺陷制约，大多数造纸企业技术含量低，效益差，利用率低，排放水污染物严重，长期以来导致大量造纸企业依靠牺牲环境来获取利益。另一方面，大量造纸造成林业资源的危机，则是一个更严重的问题。其次是生产纸板时要配制大量的淀粉胶水用于粘合，由于生产因素，时常有未使用完的胶水，若存放时间过长，或循环时间过长，粘合性能都会大幅下降，以及制胶不当，粘合性能也会下降，因此，时常造成脱胶、起泡、粘合不良等等。为了保证质量有时不合格的淀粉或胶桶内的胶水，以及清洗胶盘的胶水都会将其排放掉，从而造成环境污染。包装产业作为一个配套产业、流通产业，在循环经济中的作用尤为重要。高质量、少用材、低能耗、低成本，是目前国内外都在提倡节约型经济、循环经济，大力提倡资源再生。为了能适应我国纸箱行业这一特定的条件，使现有这类低档次的瓦楞原纸，高速度地生产出符合质量要求的高质量瓦楞纸板，又不使成本增加，这已成为诸多瓦楞纸板生产厂家迫切需要解决的。
本发明的目的是提供一种用变质淀粉、废弃淀粉胶水加入适量的添加剂配制的单面瓦楞纸增强液，通过搅拌均质后由瓦楞涂布机涂布的一种瓦楞纸板增强技术，可以把低定量纸做得如同比它定量大50％或更大的纸那样的挺硬，而其耐折度并不下降。从而实现增强瓦楞纸板，降低成本，废胶利用的环境保护的目的。
为了解决上述技术上问题，本发明的技术方案是：
一种利用废胶增强纸板的工艺方法，包括变质淀粉、废弃胶水、添加剂组成的基本原料及甩切粉碎潜水泵、研磨均质搅拌桶、瓦楞涂布机组成的工艺基本设备，工艺方法如下：
胶桶内清洗出来的胶与胶盘清冼出来的废胶水，通过甩切粉碎潜水泵将添加剂混合甩切粉碎搅拌，使其易于研磨均质搅拌乳化，合格后经过研磨均质搅拌桶研磨均质搅拌乳化，再通过瓦楞涂布机的齿形涂布轮涂布到单面瓦楞纸上，形成立体网纹状，经预热烘干成型后，使纸板挺硬；
其中，废胶水内添加了填料型催干剂粘土及防潮剂脲醛树脂，使纸板抗水防潮与增加固含量，填塞纸纤维孔隙减少水分渗入和吸收水分形成胶膜，从而增加干燥速度，废胶水内在加入防潮剂脲醛树脂同时加入变质淀粉；
所述的甩切粉碎潜水泵叶轮进口处设为开放式，外壳内圈安装有一个隔栅，隔栅开有条形孔，叶轮旋转时，被吸入的块状物甩入隔栅，这样不断的循环，从而使块状物粉碎；
所述的研磨均质搅拌桶内上层安装一搅拌叶片，中层安装有一对研磨均质盘，盘与盘接触部位开有挤压研磨均质槽，两盘上的挤压研磨均质槽为相反的抛物线槽，转动时，使槽内的液体产生向内的挤压研磨均质作用；
所述的瓦楞涂布机由一个伺服***和一个涂布***组成，生产时，伺服***的同步控制信号由一个检测单面瓦楞纸速度的测速编码装置提供，当生产速度发生变化时，涂布***也同步发生变化，产生同步控制信号给伺服驱动控制卡进行PID控制比较与控制运算，再转换模拟信号给交流伺服变频器驱动伺服驱动器，伺服驱动器驱动齿形涂布轮。
进一步，所述的瓦楞涂布机的齿形涂布轮齿顶与单面瓦楞纸坑部吻合，瓦楞涂布机上方设有一个旋转编码轮与旋转编码器连接，复合测量同步位置信号提供PID控制比较，使交流伺服变频器修正同步位置。
进一步，所述的瓦楞涂布机的齿形涂布轮轮齿纵向与径向开有涂布槽，纵向涂布槽与径向涂布槽横向连通，纵向涂布槽与输液孔平行连通，输液孔与供液槽径向连通。
进一步，所述的瓦楞涂布机的齿形涂布轮各齿根开有退液槽，涂布时，使余液流入退液槽，避免单面瓦楞纸楞顶污染影响粘合。
在纸板生产线旁设一个废胶水回收池，池内安装一个改制的甩切粉碎潜水泵，潜水泵叶轮进口处为开放式，外壳内圈安装了一个隔栅，隔栅开有条形孔，叶轮旋转时，被吸入的块状物甩入隔栅，这样不断的循环，使块状物粉碎。在回收池的上方安装有一个储存研磨均质搅拌胶桶，胶桶内上层安装有一个搅拌叶片，中层安装了一对研磨均质盘，盘与盘接触部位开有挤压研磨均质槽，两盘挤压研磨均质抛物线槽相反，转动时，使槽内的液体产生向内的挤压研磨均质作用。生产停机时清洗胶盘的废弃胶水和储存桶内的变质胶水，输入到配胶池内至473L，加入6.8kg苛性钠溶于30L水中配成的氢氧化钠溶液，由改制的甩切粉碎潜水泵通过回路阀循环泵入搅拌粉碎15min，再关闭回路阀打开输出阀，泵入储存研磨均质搅拌二次混合胶桶内；然后再第二次清洗胶桶与胶盘的水至配液池689L加热到32℃～38℃，然后，加入227kg劣质淀粉与20.4kg65％固含量的脲醛树脂(Casco树脂PR-195)，搅拌5分钟，加入6.8kg硼砂液，再用20～30min的转移时间将初次混合胶用潜水泵泵到二次混合桶内研磨均质搅拌至少15min，如过稠，再连续搅拌10min后检测；如仍然过稠，加水调节；若过稀时加入适量的粘土，搅拌均质后的液体由可调定量齿轮泵泵入瓦楞涂布机内。瓦楞涂布机是涂布单面瓦楞纸的专用设备，其特征是：它是由一个伺服***和一个涂布***组成，生产时，伺服***的同步控制信号由一个检测单面瓦楞纸速度的测速编码装置提供，当生产速度发生变化时，涂布***也同步发生变化。涂布***的特征是：在机架一侧安装一伺服减速器，伺服减速器连一传动轮，传动轮另一端与联轴器连接，联轴器与可调定量齿轮泵连接，传动轮下部设一被动轮，被动轮通过多条长螺杆与定位轮配合紧固多个齿形涂布轮形成涂布辊，涂布辊中部设一供液管，涂布辊通过被动轮轴承定位轮轴承固定在供液管上，涂布辊内径与供液管外径设为滑动配合，使供液管小孔与齿形涂布轮的供液槽之间形成滑动开关，只对上齿供液，避免液体向四周飞溅。供液管两端固定在前固定环与后固定环上，供液管一端与供液接头连接，连接部位设有密封环，以便供液管供液小孔转入下部清洗供液槽、输液孔与涂布槽时的液体流入接液槽，再回入配液池中，供液管另一端连有转向盘，以便清洗供液槽、输液孔与涂布槽时转动。可调定量齿轮泵两侧设有进液管与输液管，进液管另一头装有进液控制阀，控制或关闭液体用，输液管另一端与进液连接头连接，可调定量齿轮泵由一齿轮泵固定架固定在机架的一端。机架另一端定位轮上设有楞形齿轮，楞形齿轮两端固定在楞形齿轮轴承上，楞形齿轮轴承固定在编码器框架上，楞形齿轮一端轴与旋转编码轮联轴器连接，旋转编码轮联轴器另一端与旋转编码轮，在由编码器框架固定在机架上。当生产纸板时，单面瓦楞纸进入粘合烘干机生产的拉力带动测速装置上的楞形齿轮，楞形齿轮带动编码器产生同步信号给伺服驱动控制卡进行PID控制比较与控制运算，再转换模拟信号给交流伺服变频器驱动伺服减速器驱动传动轮，传动轮带动被动轮，被动轮连动齿形涂布轮与定位轮转动，转动时带动定位轮上方的编码楞形齿轮，并连动旋转编码器生产位置信号输入给伺服控制卡，进行PID控制比较，修正摸拟控制信号，使交流伺服变频器控制伺服减速器变速，调整齿形涂布轮的齿顶位置，并与瓦楞坑吻合，同时可调定量齿轮泵被传动轮直接连动，使进口增强液依事先调好的定量压入输液管，通过进液连接头进入供液管，由供液管顶部的多个供液孔向供液槽供液，通过输液孔分布到涂布槽顶部，使液体均匀网纹状涂布到单面瓦楞纸坑部。涂布量的大小可在可调定量齿轮泵上调节，网纹的密度可根据纸板强度要求更换齿形涂布轮来选择槽密度或形状，为了使涂布液不飞溅，只向上涂布，齿形涂布轮内径与供液管接触部分外径加工为滑动配合，当齿形涂布轮齿顶不在上方时，供液槽与供液孔被转开，供液孔被关闭，避免了液体向四周飞溅。由于涂布时有一些液体会流入齿形涂布轮齿根，污染单面瓦楞纸楞顶，影响粘合，因此，齿形涂布轮齿根开有退液槽，将残余液体排入退液槽，当退液槽转入下方时，即被导人接液槽内。
由于采用上述方案，废胶水可以在现场及时利用处理，省去了环保处理费用；二是潜水泵的功能改进，省去了粉碎和搅拌两个工艺环节，以及研磨均质搅拌胶桶的综合利用，因此，效率高简单；三是瓦楞涂布机的可调定量齿轮泵与楞齿涂布轮的一体化同步驱动与定量输液定量涂布和采用伺服同步一体化控制设计，省去了独立驱动与独立定量输液、独立定量涂布的复杂同步控制***，以及安装空间，特别是网纹立体涂布的刚柔相继，可把低定量纸做得如同比它定量大50％或更大的纸那样的挺硬，而其耐折度并不下降。从而实现了降低纸板成本，简化工艺和环保的目的。
下面结合附图和实施例对本发明型进一步说明。
图1是本发明实施例工艺原理图。
图2是改制的甩切粉碎潜水泵的剖视图。
图3是研磨均质搅拌桶的剖视图。
图4是瓦楞涂布机伺服控制原理图。
图5是瓦楞涂布机实施例的结构图。
图6是图5的B-B剖视图。
图中1.配浆池2.甩切粉碎潜水泵3.甩切粉碎潜水泵外壳4.甩切粉碎潜水泵叶轮5.甩切粉碎隔栅6.甩切粉碎隔栅固定螺栓7.传动轴8.固定套管9.驱动电机10.回浆阀11.输浆阀12.输送管13.研磨均质搅拌桶14.上层搅拌叶片15.上研磨均质盘16.下研磨均质盘17.搅拌轴18.下层搅拌叶片19.推挤槽20.研磨均质槽21.搅拌驱动器22.输出管道23.输浆控制阀24.瓦楞涂布机25.进液管26.可调定量齿轮泵27.输液管28.供液管29.齿形涂布轮30.供液孔31.供液槽32.输液孔33.纵向涂布槽34.退液槽35.径向涂布槽36.转盘37.接液槽38.排液阀39.测速编码装置40.伺驱动控制卡41.交流伺服变频器42.伺服驱动器43.编码楞形齿轮44.旋转编码器45.预热器46.上胶机47.粘合烘干机。
在图1中，配浆池(1)内安装一个甩切粉碎潜水泵(2)如图2所示，甩切粉碎潜水泵外壳(3)内圈安装有一甩切粉碎隔栅(5)由固定螺钉(6)固定在甩切粉碎潜水泵外壳壁上，甩切粉碎隔栅(5)中设有一个开放式叶轮(4)，叶轮中间连有一根轴(7)与驱动电机(9)连接，固定在固定套同(8)上，甩切粉碎潜水泵出口连有输浆管(12)，输浆管(12)上装有输浆阀(11)与回浆阀(10)，关闭输浆管(12)，同时打开回浆阀(10)时，甩切粉碎潜水泵起甩切粉碎搅拌作用。输浆管(12)终端***研磨均质搅拌桶(13)，将配制好的增强液泵入研磨均质搅拌桶(13)内搅拌研磨均质，如图3所示的研磨均质搅拌桶(13)内上层设有一个搅拌叶片(14)安装在搅拌轴(17)上，中层设有一对上研磨均质盘(15)与下研磨均质盘(16)，上下研磨均质盘接触部位都开有推挤槽(19)与研磨均质槽(20)，研磨均质盘安装在搅拌轴(17)上，并与驱动电机(21)连接驱动搅拌，搅拌研磨均质合格后由连在研磨均质搅拌桶(13)底部的输出管道(22)输入到如图(4)所示的瓦楞涂布机(24)上的输浆控制阀(23)，输浆控制阀(23)通过进液管(25)与可调定量齿轮泵(26)连接，可调定量齿轮泵(26)出口通过输液管(27)与供液管(28)连接，向齿形涂布轮(29)提供涂布液，涂布时的多余液体由退液槽转入接液槽(36)中，再通过回液阀(37)排入配液池内。涂布时，齿形涂布轮(29)与单面瓦楞纸吻合转动。为了吻合同步，瓦楞涂布机设有一个伺服控制***和一个涂布***，伺服控制***由测速编码装置(39)、伺服驱动控制卡(40)、交流伺服变频器(41)、伺服驱动器(42)、旋转编码器(43)相连组成。测速编码装置(39)安装在瓦楞涂布机前，连接在编码器上的楞形齿轮与单面瓦楞纸(36)吻合接触，当单面瓦楞纸(36)随着生产速度变化时，楞形齿轮也随其发生变化，产生同步控制信号给伺服驱动控制卡(40)进行PID控制比较与控制运算，再转换模拟信号给交流伺服变频器驱动伺服驱动器带动齿形涂布轮(29)，为了齿形涂布轮齿顶与单面瓦楞纸坑部吻合，瓦楞涂布机上方设一旋转编码轮(43)与旋转编码器(44)连接，复合测量同步位置信号提供PID控制比较，使交流伺服变频器修正同步位置。
在图5所示实施例中，在机架(24)的一侧安装一伺服驱动器(42)，其驱动轴连有传动轮、联轴器、可调定量齿轮泵(26)的一侧进液管(25)连有进液控制阀(23)用于控制涂布量，可调定量齿轮泵(26)另一侧出口与输液管(27)连接，输液管(27)与供液管(28)连接，供液管(28)上钻的多个供液孔(30)，涂布时，分配到各个供液槽(31)、输液孔(32)、纵向涂布槽(33)与径向涂布槽(35)。为了瓦楞顶不沾液，齿形涂布轮齿根部开有退液槽(34)，转动时起退液作用。供液管(28)一端与转盘(36)连接，清洗供液槽(31)、输液孔(32)与纵向涂布槽(33)时，转动转盘(36)使供液管(28)上的供液孔(30)向下清洗供液槽(31)、输液孔(32)、纵向涂布槽(33)与径向涂布槽(35)，使清洗液流入接液槽(37)内，通过回液阀门(38)回收到配液池内。
涂布好网纹的单面瓦楞纸(36)，经过预热器(45)预干挺硬，然后，通过上胶机(46)上胶，再经过粘合烘干机(47)粘合烘干，从而形成挺硬的瓦楞纸板。
Claims (4)
1.一种利用废胶增强纸板的工艺方法，其特征在于，包括变质淀粉、废弃胶水、添加剂组成的基本原料及甩切粉碎潜水泵、研磨均质搅拌桶、瓦楞涂布机组成的工艺基本设备，工艺方法如下：
胶桶内清洗出来的胶与胶盘清冼出来的废胶水，通过甩切粉碎潜水泵将添加剂混合甩切粉碎搅拌，使其易于研磨均质搅拌乳化，合格后经过研磨均质搅拌桶研磨均质搅拌乳化，再通过瓦楞涂布机的齿形涂布轮涂布到单面瓦楞纸上，形成立体网纹状，经预热烘干成型后，使纸板挺硬；
其中，废胶水内添加了填料型催干剂粘土及防潮剂脲醛树脂，使纸板抗水防潮与增加固含量，填塞纸纤维孔隙减少水分渗入和吸收水分形成胶膜，从而增加干燥速度，废胶水内在加入防潮剂脲醛树脂同时加入变质淀粉；
所述的甩切粉碎潜水泵叶轮进口处设为开放式，外壳内圈安装有一个隔栅，隔栅开有条形孔，叶轮旋转时，被吸入的块状物甩入隔栅，这样不断的循环，从而使块状物粉碎；
所述的研磨均质搅拌桶内上层安装一搅拌叶片，中层安装有一对研磨均质盘，盘与盘接触部位开有挤压研磨均质槽，两盘上的挤压研磨均质槽为相反的抛物线槽，转动时，使槽内的液体产生向内的挤压研磨均质作用；
所述的瓦楞涂布机由一个伺服***和一个涂布***组成，生产时，伺服***的同步控制信号由一个检测单面瓦楞纸速度的测速编码装置提供，当生产速度发生变化时，涂布***也同步发生变化，产生同步控制信号给伺服驱动控制卡进行PID控制比较与控制运算，再转换模拟信号给交流伺服变频器驱动伺服驱动器，伺服驱动器驱动齿形涂布轮。
2.根据权利要求1所述的利用废胶增强纸板的工艺方法，其特征在于：所述的瓦楞涂布机的齿形涂布轮齿顶与单面瓦楞纸坑部吻合，瓦楞涂布机上方设有一个旋转编码轮与旋转编码器连接，复合测量同步位置信号提供PID控制比较，使交流伺服变频器修正同步位置。
3.根据权利要求1所述的利用废胶增强纸板的工艺方法，其特征在于：
所述的瓦楞涂布机的齿形涂布轮轮齿纵向与径向开有涂布槽，纵向涂布槽与径向涂布槽横向连通，纵向涂布槽与输液孔平行连通，输液孔与供液槽径向连通。
4.根据权利要求1所述的利用废胶增强纸板的工艺方法，其特征在于：所述的瓦楞涂布机的齿形涂布轮各齿根开有退液槽，涂布时，使余液流入退液槽，避免单面瓦楞纸楞顶污染影响粘合。
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