一种基于纳米二氧化钛的超疏水复合型瓦楞纸箱的生产方法

技术领域

本申请涉及瓦楞纸箱技术领域，尤其是涉及一种基于纳米二氧化钛的超疏水复合型瓦楞纸箱的生产方法。

背景技术

目前瓦楞纸箱由瓦楞纸板、涂蜡瓦楞纸板等材料制备而成，是具有一定的刚性、强度的包装容器。瓦楞纸箱具有质量轻、性价比高、结构性能好、可折叠、印刷适应性强、环保可回收及适合自动化包装作业等优点，成为迄今为止常用不衰、发展迅猛的纸质包装容器，是现代包装中最重要的一种包装形式之一，同时符合当今我国绿色发展的理念，由于物流行业的发展，加速了各类产品的流通，防水防潮纸箱主要应用在冷冻食品及需要低温保鲜的产品，新鲜水果蔬菜的保鲜运输也可以使用，这些产品的运输使用的瓦楞纸箱需要在具备良好强度的同时具有良好的防水性能。传统的防水瓦楞纸箱需要在纸箱表面形成防水层，目前涂防水剂的方法很多。①在瓦楞纸板加工流水线上，加装一个涂液槽，在纸板的表面直接涂一层以蜡与松香为主原料的“泼水剂”；②用涂布机涂布，在整卷原纸表面，涂上进口的丙烯酸类防水涂料（食品级）。虽然能够解决防水的问题，但是采用涂层问题，不够环保。

相关技术中申请号为CN201810789753.3的中国专利，提出了一种基于纳米二氧化钛的超疏水复合型瓦楞纸箱的生产方法，首先将牛皮纸浆纤维分别采用壳聚糖以及改性后的纳米二氧化钛进行层层自组装的方法在纤维表面构建多层膜，随着层数越多，壳聚糖/纳米二氧化钛末也在牛皮纸纤维表面进行增长，纸张纤维逐渐被改性二氧化钛覆盖，由于改性的原因，具有良好的疏水性能，与水接触角逐渐增大，经过传统的造纸工艺，以及高温热处理，可以得到超疏水表面的牛皮纸；将此牛皮纸与超薄压光牛皮纸利用熔融聚乙烯进行粘合，不仅起到粘结作用，将两层牛皮纸复合起来，更重要的是该粘结剂形成一层薄膜，所以进一步提高了复合后的表层纸的防水、防潮、阻隔性能、戳穿强度、耐破强度等。

针对上述中的相关技术，在利用紫外线照射油墨弄干备用时，但是并未设置对油墨是否完全烘干进行检测，若油墨没有烘干堆积在一起，存在影响瓦楞纸箱质量的缺陷。

发明内容

为了改善油墨未干影响纸板质量的问题，本申请提供一种基于纳米二氧化钛的超疏水复合型瓦楞纸箱的生产方法。

本申请提供的一种基于纳米二氧化钛的超疏水复合型瓦楞纸箱的生产方法采用如下的技术方案：

一种基于纳米二氧化钛的超疏水复合型瓦楞纸箱的生产方法，包括如下步骤，

S1、纸浆覆盖壳聚糖，将牛皮纸浆分散于浓度为1g/L的壳聚糖溶液中，搅拌成悬浮液，再利用布氏漏斗进行抽滤；

S2、二次覆膜得牛皮纸浆，将S1中得到的纤维分散到浓度为2g/L的改性纳米二氧化钛溶液中，搅拌成纤维悬浮液后利用布氏漏斗分离上述纤维悬浮液，得到二次覆膜得牛皮纸浆；

S3、制备瓦楞纸表层专用纸，重复S1和S2多次，得到覆盖多层壳聚糖以及改性纳米二氧化钛的纸浆纤维，将此改性牛皮纸与超薄压光牛皮纸加工成复合纸，最终制得瓦楞纸表层专用纸；

S4、制备玩楞纸板，按照瓦楞纸板表层专用纸→芯纸用的卷筒层纸→瓦楞纸板表层专用纸的顺序分别放到原纸架上，利用单面机压楞粘合以及双面机组粘合干燥制得瓦楞纸板；

S5、制备纸箱，将纸板进行分切，并且通过胶印机将油墨转印在纸板上，并且紫外线灯管照射使得油墨快速烘干，送入折叠机进行折叠，最后送入模切机上模切成指定规格的纸箱；

利用检测装置对油墨是否烘干进行检测，并且利用聚焦装置将紫外线灯聚焦指定位置，所述检测装置包括安装于所述胶印机上的支架、活动设置于所述支架上的薄膜卷、用于对薄膜卷进行卷绕的卷绕机构、用于将薄膜移动至与纸板抵接位置的调节机构，所述支架上设置有用于调整纸板位置的传送装置，所述紫外线灯位于所述传送装置上方。

可选的，所述调节机构包括与支架滑动连接的调节板、用于驱动所述调节板朝向纸板运动的往复件、两个相对运动在所述调节板上的滑块、用于驱动两个所述滑块运动的驱动组件以及两个分别与所述滑块固定连接的调节辊，两个所述调节辊之间的距离不小于纸板对应方向的尺寸。

可选的，所述驱动组件包括双头螺纹杆、滑杆以及驱动电机，两个所述滑块分别与所述双头螺纹杆的两端螺旋配合，所述双头螺纹杆与所述调节板转动连接，所述滑杆与所述调节板固定连接，且所述滑杆长度方向与所述双头螺纹杆的长度方向平行设置，所述驱动电机输出端与所述双头螺纹杆的一端固定连接，所述驱动电机安装于所述调节板上。

可选的，所述卷绕机构包括卷绕辊、牵引辊以及牵引电机，所述卷绕辊以及所述牵引辊分别位于纸板的两侧，且均与所述支架转动连接，所述薄膜卷的两端分别与所述卷绕辊以及所述牵引辊的周壁固定连接，所述牵引电机输出端与所述牵引辊的端部固定连接。

可选的，所述聚焦装置包括与所述支架滑动连接的操作架、与所述操作块固定连接的凸透镜以及用于感应纸板聚焦位置温度的温控组件，所述操作架沿着所述薄膜卷运行方向运动，所述凸透镜对纸板油墨未干位置进行聚焦烘干，所述支架设置有用于实现所述操作架运动的第一气缸。

可选的，所述支架滑动连接有纵杆，所述纵杆滑动连接有横杆，所述横杆上升降设置有用于对纸板进行挤压标记的标记件，所述纵杆滑动方向沿着所述纸板输送方向，所述横杆滑动方向沿着所述薄膜卷的运动方向设置。

可选的，所述温控组件包括温度传感器，所述温度传感器位于所述凸透镜正下方，所述温度传感器与所述第一气缸电性连接。

可选的，所述支架还设置有用于对薄膜卷上油墨进行清理的清理装置，所述清理装置包括与所述支架固定连接的清理箱、升降设置于所述清理箱内的升降板以及用于辅助清理的辅助组件，所述清理箱内填充有清理剂，所述清理箱两侧壁均设置用于薄膜穿过的穿口，所述穿口位于清理箱内清理剂液面的上方。

可选的，所述辅助组件包括海绵垫以及用于对薄膜进行揉搓的滚动件，所述海绵垫安装于所述清理箱底壁，所述海绵垫位于清理剂液面下。

可选的，所述滚动件设置为圆辊，所述圆辊外壁等间距分布有多个圆条，所述圆条长度方向沿着所述圆辊的长度方向设置，所述圆辊与所述升降板转动连接。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.紫外线灯对纸板上油墨进行烘干，传送辊将纸板传送至薄膜下方，此时牵引辊拉动且释放薄膜，同时驱动电机控制双头螺纹杆转到，两个滑块均在滑杆上运动，实现对两个调节辊之间距离进行调节的效果，调节板带动调节辊朝下运动，调节辊将薄膜运动至与纸板抵接的位置，工作人员通过观察薄膜上是否粘附油墨，进而判断纸板对应位置油墨是否烘干；

2.当薄膜上粘附有油墨时，此时通过标记杆将对应位置进行挤压标记，通过传送辊将纸板运动至紫外线灯下方，且对纸板进行横向移动，与此同时凸透镜运动至指定，纸板上标记位置运动至凸透镜下方，此时在凸透镜的聚焦烘干作用下，大大提升纸板上未干油墨烘干效率，在温度传感器的保护作用下，确保纸板烘干安全性能；

3.通过牵引辊将薄膜进行卷绕，薄膜进入到清理箱内，此时薄膜与海绵垫接触，且海绵垫被挤压变形，随着圆辊转动，此时圆条对薄膜进行揉搓，大大提升对油墨进行清理的效率，随着薄膜清理彻底后，此时实现薄膜的回收利用效果。

附图说明

图1是本申请实施例的工艺流程图。

图2是本申请实施例的布氏漏斗示意图。

图3是本申请实施例的整体结构示意图。

图4是本申请实施例中检测装置、聚焦装置以及清理装置的示意图。

图5是本申请实施例中清理装置以及卷绕机构的示意图。

附图标记：1、布氏漏斗；2、支架；3、薄膜卷；4、传送辊；5、调节板；6、往复件；7、滑块；8、调节辊；9、双头螺纹杆；10、滑杆；11、驱动电机；12、牵引辊；13、卷绕辊；14、牵引电机；15、操作架；16、凸透镜；17、温度传感器；18、第一气缸；19、纵杆；20、横杆；21、标记件；22、清理箱；23、升降板；24、海绵垫；25、圆辊；26、圆条；27、转动杆；28、搅拌杆；29、皮带；30、转动电机；31、密封盖。

实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种基于纳米二氧化钛的超疏水复合型瓦楞纸箱的生产方法。参照图1和图2，一种基于纳米二氧化钛的超疏水复合型瓦楞纸箱的生产方法包括如下步骤，

S1、纸浆覆盖壳聚糖，将干牛皮纸浆分散于浓度为1g/L的壳聚糖溶液中，搅拌成悬浮液，再利用布氏漏斗1进行抽滤；本实施例中每5克绝干牛皮纸浆分散于1升的浓度为1g/L的壳聚糖溶液中的比例进行分散；而搅拌采用低速磁力搅拌20-30分钟，待抽滤工作完成后，将得到的纤维用超纯净水进行漂洗2-3次。

本实施例中布氏漏斗1的开口处可以螺纹连接有密封盖31，密封盖31转动连接的转动杆27，转动杆27位于布氏漏斗1内的一端外壁固定连接有两个搅拌杆28，搅拌杆28用于对布氏漏斗1内物料进行慢速搅拌，实现摊开的效果，进而有利于提升抽滤的效果，同时，密封盖31顶端外壁安装有转动电机30，转动电机30的输出端与转动杆27之间可采用皮带29实现传动连接，转动杆27内壁为中空设置，转动杆27内装有冷却水，冷却水用于降低在抽滤以及搅拌过程中的温度，同时当抽滤工作完成后，此时可以朝向冷却水内喷入液氮，此时转动杆27内的冷却水急速冷却成冰，此时在转动杆27内冰块作用下，可以快速降低布氏漏斗1内的稳定，进而对布氏漏斗1内降温降压的效果，加快抽滤的工作效率。

参照图1和图2，S2、二次覆膜得牛皮纸浆，将S1中得到的纤维分散到浓度为2g/L的改性纳米二氧化钛溶液中，改性二氧化钛溶液具体制备方法为：将适量纳米二氧化钛颗粒溶于9:1的乙醇/水体系中，用乙酸调节体系pH为4-5，温度设定为70-80℃，以450-500转/分的速度转速，搅拌4-5小时，缓慢滴加浓度为15%的十六烷基三甲氧基硅烷溶液至无水乙醇体系中；待反应时间截止，对体系进行离心，取改性二氧化钛沉淀，利用乙醇进行2-3次纯化、离心，最后的产物经过24小时，60℃干燥，溶于适量水中，得到浓度为2g/L的改性纳米二氧化钛溶液；同样采用低速磁力搅拌成纤维悬浮液后利用布氏漏斗1分离上述纤维悬浮液，并且将分离出的纤维用超纯水漂洗2-3次，得到二次覆膜得牛皮纸浆；

S3、制备瓦楞纸表层专用纸，重复S1和S2多次，得到覆盖多层壳聚糖以及改性纳米二氧化钛的纸浆纤维，按照常规牛皮纸生长的步骤制备出改性牛皮纸，将此改性牛皮纸与超薄压光牛皮纸加工成复合纸，最终制得瓦楞纸表层专用纸；

S4、制备瓦楞纸板，按照瓦楞纸板表层专用纸→芯纸用的卷筒层纸→瓦楞纸板表层专用纸的顺序分别放到原纸架上，各纸幅分别由预热器预热，卷筒层纸经预调器调节水分，再经熨平后进入单面机，利用单面机压楞粘合，经上下瓦楞辊压楞、涂以粘合剂后与瓦楞纸板表层专用纸进行粘合，进入双面机组的干燥装置，粘合干燥，得到瓦楞纸板；

S5、制备纸箱，将纸板进行分切，并且通过胶印机将油墨转印在纸板上，并且紫外线灯管照射使得油墨快速烘干，送入折叠机进行折叠，最后送入模切机上模切成指定规格的纸箱。

参照图3和图4，利用检测装置对油墨是否烘干进行检测，并且利用聚焦装置将紫外线灯聚焦指定位置，检测装置包括安装于胶印机上的支架2、活动设置于支架2上的薄膜卷3、用于对薄膜卷3进行卷绕的卷绕机构、用于将薄膜移动至与纸板抵接位置的调节机构，支架2安装在胶印机上，且支架2还设置有用于调整纸板位置的传动装置，传动装置在本实施例中选用多个传送辊4进行传送，多个传送辊4采用现有技术中通过多个链轮以及链条进行驱动，在多个传送辊4同时转动过程中，即可实现对纸板的运输效果，紫外线灯位于多个传送辊4上方，且紫外线灯与薄膜错开，纸板首先通过紫外线灯进行烘干操作，待烘干操作完成后，此时通过传送辊4将纸板输送至薄膜卷3的位置，通过判断薄膜上是否沾有油墨，即可判断油墨是否烘干，由于薄膜为透明材料，因此若薄膜上沾有油墨，便于工作人员发现。

参照图4和图5，卷绕机构包括卷绕辊13、牵引辊12以及牵引电机14，卷绕辊13以及牵引辊12分别位于纸板的两侧，且均与支架2转动连接，薄膜卷3的两端分别与卷绕辊13以及牵引辊12的周壁固定连接，牵引电机14输出端与牵引辊12的端部固定连接，当纸板运动至薄膜下方时，此时牵引电机14控制牵引辊12转动，此时薄膜被牵引至纸板上方，且薄膜被拉出部分的尺寸大于纸板对应尺寸，便于将薄膜挤压至与纸板抵接。

参照图3和图4，调节机构包括与支架2滑动连接的调节板5、用于驱动调节板5朝向纸板运动的往复件6、两个相对运动在调节板5上的滑块7、用于驱动两个滑块7运动的驱动组件以及两个分别与滑块7固定连接的调节辊8，两个调节辊8之间的距离不小于纸板对应方向的尺寸，本实施例中调节辊8与滑块7之间也可以为转动连接，调节辊8的长度尺寸不小于薄膜的宽度尺寸，往复件6在本实施例中可以为气缸或者电缸等可以往复运动的设备，往复件6控制调节板5朝向纸板方向运动。

驱动组件包括双头螺纹杆9、滑杆10以及驱动电机11，两个滑块7分别与双头螺纹杆9的两端螺旋配合，双头螺纹杆9两端的螺旋方向相反，双头螺纹杆9的长度方向沿着薄膜运动方向，双头螺纹杆9的长度方向与滑杆10的长度方向平行设置，双头螺纹杆9的两端均与调节板5转动连接，滑杆10与调节板5固定连接，驱动电机11的输出端与双头螺纹杆9的一端固定连接，驱动电机11安装于调节板5上，根据不同纸板沿着薄膜运动方向的尺寸，此时需要控制两个调节辊8之间的距离，确保两个调节辊8之间距离大于纸板对应方向的尺寸，驱动电机11控制双头螺纹杆9转动，在滑杆10的限制作用下，滑块7的转动被限制，滑块7带动调节辊8运动，两个调节辊8之间的距离发生相互靠近或者相互远离运动，此时实现对两个调节辊8之间距离进行控制的效果，此时通过往复件6控制调节板5朝向下运动，此时两个调节辊8将薄膜带动至与纸板抵接的位置，进而实现薄膜对油墨是否烘干进行检测。

当薄膜与纸板抵接后，此时需要朝上微调调节板5距离，即为让薄膜与纸板之间距离进行微调，使得薄膜处于松弛状态，且薄膜与纸板之间的接触并未完全接触，同时也可以控制牵引辊12转动，使得薄膜与纸板之间刚好完全分离，此时便于工作人员对薄膜进行观察，看薄膜上是否黏附有油墨，由于薄膜为透明状态，因此便于工作人员判断薄膜上是否有油墨，完成对油墨的检测效果。

参照图3和图4，支架2滑动连接有纵杆19，纵杆19滑动连接有横杆20，横杆20上升降设置有用于对纸板进行挤压标记的标记件21，纵杆19滑动方向沿着纸板输送方向，纵杆19的滑动以及横杆20的滑动均可以通过气缸进行控制，当然也可以采用丝杆传动进行移动，丝杆的移动采用常规技术手段，本实施例中就不再赘述，并且标记件21的控制也可以利用气缸进行控制，本实施例中标记件21可以设置为硬度高的标记杆，进而可以实现将纸板挤压标记的效果，当工作人员看到薄膜上粘附有油墨时，此时纸板上的印记可以利用将标记件21移动到指定位置，此时标记件21朝下挤压，纸板上油墨没有干燥的位置被标记，便于后续进行再次烘干。

聚焦装置包括与支架2滑动连接的操作架15、与操作块固定连接的凸透镜16以及用于感应纸板聚焦位置温度的温度组件，操作件沿着薄膜运行方向运动，在开始工作之间，根据紫外线灯的位置，调整好凸透镜16在竖直方向的位置，确保实现在纸板上进行聚焦，此时便于对纸板油墨未干的位置进行烘干，凸透镜16对纸板油墨未干的位置进行聚焦烘干，支架2设置有用于实现操作架15运动的第一气缸18，当需要对纸板上油墨进行聚焦烘干时，此时第一气缸18控制操作架15移动至指定位置，本实施例中凸透镜16的位置有两个位置，一个是位于传送辊4上方，一个是位于支架2的侧壁位置，通过传送辊4反转，将纸板回送至紫外线灯下方。

本实施例中对纸板沿着传送辊4轴线方向位置的控制可采用气缸配合夹臂使用，即为夹臂将纸板夹持，而气缸则控制纸板沿着传送辊4轴线方向进行运动，结合传送辊4的输送效果，进而可以实现将油墨未干的位置移动至凸透镜16的下方，在凸透镜16的作用下，将紫外线灯进行聚焦在油墨未干位置，大大提升对油墨烘干的效率；本实施例中纸板的油墨根据实际情况未干的位置不多，因此移动纸板相对于移动凸透镜16位置更为方便。

参照图3和图4，温控组件包括温度传感器17（如图5所示），温度传感器17位于凸透镜16正下方，温度传感器17与第一气缸18电性连接，温度传感器17控制连接有PLC控制器，PLC控制器与第一气缸18控制连接，设定的温度低于纸板的着火点，但高于油墨烘干的温度，实现对油墨聚焦烘干过程中的安全效果，当凸透镜16聚焦位置的温度超过设定值后，此时温度传感器17触发第一气缸18工作，第一气缸18将操作架15移动至远离纸板的位置，完成对纸板未烘干油墨位置进行烘干的效果。

参照图4和图5，当油墨烘干完成后，此时需要对薄膜进行清理实现回收利用的效果，支架2还设置有用于对薄膜卷3上油墨进行清理的清理装置，清理装置包括与支架2固定连接的清理箱22、升降设置于清理箱22内的升降板23以及用于辅助清理的辅助组件，清理箱22内填充有清理剂，清理剂在本实施例力中可选用白醋、或酒精或肥皂水，清理箱22两对立侧壁均设置有用于薄膜穿过的穿口，穿口位于清理箱22内清理剂液面的上方，升降板23的驱动在本实施例中选用气缸，当薄膜进入到清理箱22内的清理剂内，此时控制升降板23朝下运动，升降板23将薄膜推送至清理剂内，此时薄膜上油墨溶解在清理剂内，实现对薄膜上油墨进行清理的效果。

辅助组件包括海绵垫24以及用于对薄膜进行揉搓的滚动件，海绵垫24安装于清理箱22的底壁，且海绵垫24位于清理剂的液面下方，海绵垫24用于吸附清理剂以及用于对薄膜上油墨进行摩擦清理，滚动件设置为圆辊25，圆辊25外壁等间距固定连接有多个圆条26，圆条26长度方向沿着圆辊25的长度方向设置，圆辊25与升降板23转动连接，圆辊25的轴线方向垂直于薄膜的运动方向，圆辊25以及圆条26的材质均采用轻质且抗锈蚀性好的材料值得，且圆条26与薄膜之间解除面为圆弧面，降低圆条26对薄膜的磨损程度；随着薄膜收卷，此时薄膜与海绵垫24接触，且海绵垫24被挤压变形，随着圆辊25转动，此时圆条26对薄膜进行揉搓，大大提升对油墨进行清理的效率。

本申请实施例一种基于纳米二氧化钛的超疏水复合型瓦楞纸箱的生产方法的实施原理为：紫外线灯对纸板上油墨进行烘干，传送辊4将纸板传送至薄膜下方，此时牵引辊12拉动且释放薄膜，同时驱动电机11控制双头螺纹杆9转到，两个滑块7均在滑杆10上运动，实现对两个调节辊8之间距离进行调节的效果，调节板5带动调节辊8朝下运动，调节辊8将薄膜运动至与纸板抵接的位置，工作人员通过观察薄膜上是否粘附油墨，进而判断纸板对应位置油墨是否烘干。

当薄膜上粘附有油墨时，此时通过标记杆将对应位置进行挤压标记，通过传送辊4将纸板运动至紫外线灯下方，且对纸板进行横向移动，与此同时凸透镜16运动至指定，纸板上标记位置运动至凸透镜16下方，此时在凸透镜16的聚焦烘干作用下，大大提升纸板上未干油墨烘干效率，在温度传感器17的保护作用下，确保纸板烘干安全性能。

通过牵引辊12将薄膜进行卷绕，薄膜进入到清理箱22内，此时薄膜与海绵垫24接触，且海绵垫24被挤压变形，随着圆辊25转动，此时圆条26对薄膜进行揉搓，大大提升对油墨进行清理的效率，随着薄膜清理彻底后，此时实现薄膜的回收利用效果。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。