CS211746B1 - Škrobové lepidlá na výrobu vlnitej lepenky - Google Patents

Description

1 211746

Vynález sa týká škrobových lepidiel na výrobu vlnitej lepenky so zlepšenými vlastnosťami.

Pod pojmom lepidla sa rozumie látky schopné spájat materiály prostredníctvom pripojeniapovrchov.

Pod pojmom škrobové lepidla sa rozumie lepidla, v ktorých obsiahnuté tuhé látky sú tvoře-né predovšetkým škrobom.

Pod pojmom škrob sa rozumie látka syntetizovaná rastiínami tvořená v podstatě polymeremalfa-D-g1ukózy vo formě amylózy a amylopektinu.

Pod pojmom vlnitá lepenka sa rozumie materiál vytvořený vzájomným zlepenim najmenej jed-nej zvlnenej vrstvy s jednou alebo víacerýmí hladkými vrstvami papi^ra aiebo kartónu.

Pod pojmom lepidla na výrobu vlnitej lepenky sa. rozumie lepidla vytvárajuce lepený spojmedzi vrstvami obsiahnutými vo vlnitej lepenke.

Napriek tomu, že sú známe mnohoraké lepidla na výrobu vlnitej lepenky, škrobové lepidlana výrobu vlnitej lepenky sú vzhladora na opíítovnú využitelnosti vlnitej lepenky obsahujúcej le-pené spoje vytvořené škrobovými lepidlami na výrobu papxera najrozšírenejšie. Škrobové lepidla na výrobu vlnitej lepenky obsahujúce nosný škrob a suspendovaný škrob siné látky zo skupiny tvorenej plnidlami, modifikátormi viskozity, modifikátormi lepkavostí,modifikátormi teploty gélovatenia a konzervačnými prostriedkami sú popísané v patente USA2 102 937.

Pod pojmom nosný škrob sa rozumie vodný viskozny roztok, tvořený v podstatě sólom škrobuobdržaný spravidla pósobením alkálií a tepla na vodnú suspenziu škrobu.

Pod pojmom suspendovaný Škrob sa rozumie vodná suspenzia škrobu, v ktorej je zřetelnázrnitá štruktúra škrobu.

Pod pojmom zrnitá štruktúra škrobu rozumieme skutočnosf, Že škrob je tvořený zrnami s priemerom 2.10"^ m až 100.10“^ m, spravidla s priemerom 5.10“^ m až 35.10”θ m.

Pod pojmom plnidlá sa rozumie látky schopné vytvořit v škrobových lepidlách na výrobuvlnitej lepenky suspenziu s priemerom částic 0,1.10"θ m až 35,10"^ m, spravidla s priemerom0,5.10“θ m až 10.10“6 například kaolín, baryt, kriedu a podobné.

Pod pojmom modifíkátory viskozity sa rozumie látky schopné ovplyvnit viskozitu škrobovýchlepidiel na výrobu vlnitej lepenky, například dusičnan sodný, borax, hydroxid sodný, chloridsodný a podobné.

Pod pojmom modifíkátory lepkavosti sa rozumie látky schopné ovplyvnit lepkavost škrobovýchlepidiel na výrobu vlnitej lepenky, to jest vlastnost definovaná ako schopnost lepidla vytvořitlepený spoj meratelnej pevnosti bezprostredne po jeho spojení s adherendom pri použiti miernehopřítlaku na jeho vytvorenie, například borax, kyselinu boritú, kyselinu citrónová, soli kyseli-ny molybdénovej a podobné.

Pod pojmom modifíkátory teploty gélovatenia sa rozumie látky schopné ovplyvnit teplotugélovatenia škrobových lepidiel na výrobu vlnitej lepenky, to jest teplotu,pri ktorej sa pro-stredníctvom napučiavania a hydratácie suspendovaného škrobu přítomného v škrobových lepidláchna výrobu vlnitej lepenky vytvoří z daných lepidiel škrobový gél, pričom za charakteristickýrys gélu považujeme medzu toku, například močovinu, borax, hydroxid sodný, síran hlinitý, ky-selinu boritú a podobné. 211746 2

Pod pojmom konzervačně prostriedky sa rozumie látky zabraříujúce změnám škrobu vyvolanýmposobe-ním mikroorganizmov, například formaldehyd, kyselinu salicylovú, benzoan sodný a podobné.

Zmyslom obsahu nosného škrobu a suspendovaného škrobu v škrobových lepidlech na výrobuvlnitej lepenky je využitie týchto létok, najma však využitie suspendovaného škrobu na vytvo-renie škrobového gélu dosahované v procese výroby vlnitej lepenky pósóbením zvýšených teplótna vytváraný lepený spoj takých, že vo vytváranom lepenom spoji sa dosiahne teplota rovná ale-bo vyššia ako je teplota gélovatenia škrobového lepidla na výrobu vlnitej lepenky.

Nevýhodou škrobových lepidiel na výrobu vlnitej lepenky popásaných vo vyššíe uvedenom pa-tente je skutočnosf, že vzájomný poměr v nich obsiahnutého suspendovaného škrobu a v nich ob-eiahnutého nosného škrobu, pod ktorým sa rozumie vzájomný hmotnostný poměr množstiev škrobovpoužitých na vytvorenie suspendovaného a nosného škrobu, činí spravidla 517 % až 622 X. Neže-latelnými dósledkami tohoto poměru sú totiž jednak nadměrná a, ako sa ukáže v dalšom, neŽiadú-co vysoká spotřeba Škrobu na vytvorenie škrobových lepidiel na výrobu vlnitej lepenky, ako izhoršenie funkčných vlastností týchto lepidiel vytvárajúcich lepený spoj medzi jednotlivýmisusediacimi vrstvami vlnitej lepenky.

Tento poměr totiž pri bežne po.užívanom celkovom obsahu Škrobu v škrobových lepidlech navýrobu vlnitej lepenky, pod ktorým sa rozumie hmotnostný poměr celkového množstva škrobu použi-tého na vytvorenie škrobových lepidiel na výrobu vlnitej lepenky k množstvu týchto lepidiel,ktorý činí v případe uvedeného patentu viac ako 16,66 %t spravidla však viac ako 28,57 X, zna-mená, že v dósledku schopnosti škrobu tvoriť gél charakterizovanej kritickou koncentráciou,ktorá je definovaná ako množstvo škrobu v gramoch na 100 mililitrov vody potřebné na vytvore-nie gélu, v ktorom napučané zrná zaberajú všetok objem a v ktorom teda nejestvuje volná voda,ktorej hodnoty činia například přibližné 4,4 pre kukuřičný škrob a 5,0 pre pšeničný škrob, zo-stáva značná časť škrobu přítomného v daných lepidlách, najmá suspendovaného škrobu přítomnéhov daných lepidlách nevyužitá na vytvorenie škrobového gélu dosahované v procese výroby vlnitejlepenky, ktQré je nevyhnutnou podmienkou procesu výroby vlnitej lepenky, ako i nevyhnutnou pod-mienkou kvality vyrobenej vlnitej lepenky.

To znamená, že škrobové lepidla na výrobu vlnitej lepenky popísané v uvedenom patentezaručujú v sebe nadmernú a nežiadúco vysoká spotřebu škrobu, teda suroviny, ktorej cena na svě-tových trhoch čoraz strmšie počas posledných desiatich rokov rastie a ktorej obrovský význampre výživu ludí je ťažko konkrétné vyjadriť.

Vyššíe popísané skutočnosti tiež znamenajú, že škrobové lepidla na výrobu vlnitej lepenkypopísané v uvedenom patente vytvárajú vo vlnitej lepenke lepený spoj, tvořený vo významnej mie-re okrem škrobového gélu tiež suspendovaným škrobom nevyužitým na vytvorenie škrobového gélu,teda škrobom, ktorý v dósledku svojej zrnitej Struktury narúša spojitost škrobového gélu aprispievajúc tak k jeho křehkosti zhoršuje mechanické vlastnosti lepeného spoja medzi jednotli-vými susediacimi vrstvami vlnitej lepenky, čo znamená zhoršenie funkčných vlastností vlnitejlepenky a obalov z nej vytvořených a teda zvýšeníe možností znehodnotenia baleného obsahu.

Patent USA 3 912 531 popisuje škrobové lepidla na výrobu vlnitej lepenky obsahujúce okremlátok zo skupiny tvorenej modifikátormi viskozity, plnidlami, modifikátormi lepkavosti, modi-fikátormi teploty gélovatenia a konzervačnými pros triedkami 3 až 12 hmot. percent škrobu,z ktorého 25 hmot. percent až 100 hmot. percent je tvořené voskovým modifikovaným Škrobom po-užitého na vytvorenie nosného škrobu a 10 % až 35 7 nemodifikovaného škrobu použitého* na vy-tvorenie suspendovaného škrobu. V případe týchto škrobových lepidiel na výrobu vlnitej lepenky Činí teda vzájomný poměrv nich obsiahnutého suspendovaného škrobu a v nich obsiahnutého nosného škrobu 83,3 % až1 166,6 X, čo vytvára předpoklady pre odstránenie vyššíe popísaných nevýhod.škrobových lepidiel na výrobu vlnitej lepenky.

Nevýhodou škrobových lepidiel popísaných v uvedenom patente je však nutnost obsahu vosko- 3 21 1746 velio škrobu v nich, to jest škrobu, obsah amylopektínu v ktorom činí 95 70 až 100 %, to jestškrobu nákladného a obtiažne dostupného získávaného z rastlín vypěstovaných náročnými postupmihybridizácie, a navýše škrobu modifikovaného, to jest alebo chemicky spracovaného pósobenímkyselin, oxidáciou, pósobením enzýmov a derivatizáciou alebo tepelne spracovaného dextrinizá-ciou alebo autoklávovaním.

Vyššie popísané nevýhody škrobových lepidiel na výrobu vlnitej lepenky sú. odstránené škro-bovými lepídlami na báze pšeničného škrobu obsahujúcimi nosný škrob a suspendovaný škrob a inélátky zo skupiny tvorenej plnidlami, modifikátormi viskozity, modifikátormi lepkavosti, modi-fikátormi teploty gélovatenia a konzervačnými prostriedkami podía vynálezu, ktorých podstatouje, že vzájemný poměr v nich obsiahnutého suspendovaného škrobu a v nich obsiahnutého nosnéhoškrobu činí 250 až 450 Z, s výhodou 350 až 425 Z a celkový obsah škrobu v nich je od 1 2 70 do16,66 7.

Pod pojmora Škrobové lepidla na výrobu vlnitej lepenky na báze pšeničného škrobu sa rozumielepidla na báze škrobu nemodifikovaného chemicky alebo tepelne, ktorého převážná část je tvoře-ná škrobom pšeničným.

Pod pojmom pšeničný škrob sa rozumie škrob získaný zo pšenice, ktorého zrnitá strukturaje spravidla představovaná zmarni s priemerom 3.10“θ m až 35.10“^ m, teplota gélovatenia činíspravídla 58 °C až 64 °C, a obsah amylózy, v ktorom činí 17 Z až 27 Z, spravidla však 24 % až26 7o. Tým, že vzájomný poměr suspendovaného škrobu a nosného Škrobu obsiahnutých v škrobovýchlepídlách na výrobu vlnitej lepenky na báze pšeničného škrobu obsahujúcich nosný škrob a suspen-dovaný škrob a iné látky zo skupiny tvorenej plnidlami, modifikátormi viskozity, modifikátormilepkavosti, modifikátormi teploty gélovatenia a konzervačnými prostriedkami podlá vynálezu činí250 Z až 450 Z, s výhodou 350 Z až 425 Z a celkový obsah škrobu v nich činí viac ako 12 Z a me-nej ako 16,66 Z, s výhodou 13,5 Z až 15,5 Z,sa odstránia vyšsíe popísané nevýhody škrobovýchlepidiel na výrobu vlnitej lepenky dané velkostou vzájomného poměru suspendovaného a nosnéhoškrobu ako i velkostou celkového obsahu škrobu v doteraz známých škrobových lepídlách na výrobuvlnitej lepenky, konkrétné nadměrná a nežiadúco vysoká spotřeba škrobu na vytvorenie Škrobovýchlepidiel na výrobu vlnitej lepenky, zhoršenie funkčných vlastností Škrobových lepidiel na vý-robu vlnitej lepenky vytvárajúcich lepený spoj medzi jednotlivými susediacimi vrstvami vlnitejlepenky, ako i potřeba obtiažne dostupného a nákladného voskového škrobu modifikovaného tepel-ne alebo chemicky pre vytvorenie škrobových lepidiel na výrobu vlnitej lepenky. Příklad 1

Na zariadení pre výrobu trojvrstvovej a pátvrstvovej vlnitej lepenky bolo pre výrobu troj-vrstvovej vLnitej lepenky tvorenej vrstvou duplexu s plošnou hmotnosťou 250 g/m2, vrstvou zvl-něného flutingu s plošnou hmotnosťou 120 g/m2 a vrstvou flutingu s plošnou hmotnosťou 120 g/m2sv ktorej susedné vrstvy bolí navzájom spojené lepeným spojom použité škrobové lepidlo na výro-bu vlnitej lepenky, ktorého zloženie je popísané následovně: V nádrži vybavenej raiešadlom bola připravená prvá část lepidla dispergáciou 75 kg pšenič-ého Škrobu v 450 kg vody s teplotou 15 °C zgélovatením uvedeného škrobu postupným přidáním o kg hydroxidu sodného rozpustných v 20 kg vody, ohriatím. vzniknutej ziaesí priamou parou nateplotu 50 °C a jej ochladením přidáním 200 kg vody s teplotou 15 °C k uvedenej vyhriatej zmesi. V ínej nádrži vybavenej mieŠadlom bola připravená druhá část škrobového lepidla na výrobuvlnitej lepenky dispergáciou 270 kg pšeničného škrobu v 1 200 kg vody s teplotou 15 °C, roz-puštěním 6 kg boraxu vo vzniknutej suspenzii a konzervováním vzníknutej zmesi přidáním 1,5 kg28Z-ného vodného roztoku.

Postupným přidáním prvej časti lepidla k druhej časti lepidla pri intenzívnej homogenizá- 21 1 746 4 cii miešaním sa získalo Škrobové lepidlo na výrobu vlnitej lepenky na báze pšeničného škrobuobsahujúce nosný škrob a suspendovaný škrob a iné látky zo skupiny tvorenej plnidlami, modifí-kátormi lepkavostí, modifikátormi viskozity, modifikátormi teploty gélovatenia a konzervačnýmiprostriedkami podlá vynálezu, v ktorom vzájomný poměr v nom obsiahnutého suspendovaného škrobua v ňom obsiahnutého nosného škrob.u činil 360 X a celkový obsah Škrobu v ftom Činil 15,45 X·Zdánlivá viskozita tohoto lepidla meraná sposobom podlá Brabendera, čo je sposob známy tým,ktorí sú erudovaní v tomto odbore, Činila 534 jednotiek Brabendera pri 25 °C, teplota gélova-tenia tohoto lepidla činila 53 °C.

Toto lepidlo umožnilo vytvárať lepené spoje vrstiev obsíahnutých vo vlnitej lepenke prirýchlosti zariadenia na výrobu vlnitej lepenky 90 m/min, zatial čo bežne používané škrobovélepidlo na výrobu vlnitej lepenky, v ktorom vzájomný poměr v ftom obsiahnutého suspendovanéhoškrobu a v ňom obsiahnutého nosného škrobu činil 600 X a celkový obsah škrobu v ňom činil21,85 X, umožnilo vytvárač lepené spoje vrstiev obsíahnutých vo vlnitej lepenke pri rýchlostizariadenia na výrobu vlnitej lepenky rovnej 75 m/min. V případe popísaného škrobového lepidla na výrobu vlnitej lepenky na báze pšeničnéhoškrobu podlá vynálezu bolo možné pri výrobě vlnitej lepenky znížit teplotu horucich platnísušiacej časti zariadenia na výrobu vlnitej lepenky o 20 °C.

Snaha, o rozrušenie lepených spojov, vytvořených v trojvrstvovej vlnitej lepenke škrobovýmlepidlom na výrobu vlnitej lepenky na báze pšeničného škrobu podlá vynálezu viedla k rozrušeniuvrstiev papiera na 95 percentách plochy, zatial čo v případe vyššie popísaného bežne používa-ného škrobového lepidla na výrobu vlnitej lepenky len na 75 percentách plochy. Příklad 2

Sposobom popísaným v příklade 1 bolo připravené škrobové lepidlo na výrobu vlnitej lepen-ky na báze pšeničného škrobu pomocou nasledovných surovin:

Prvá časť lepidla: 450 kg vody s teplotou 15 °C, 75 kg kukuřičného škrobu, 9 kg hydroxidusodného rozpuštěného v 20 kg vody a 200 kg vody s teplotou 15 °C na chladenie.

Druhá část lepidla:! 200 kg vody s teplotou 15 °C, 240 kg pšeničného Škrobu, 7 kg boraxu,50 kg mletého kaolínu a 1,5 kg roztoku formaldehydu. V takto získanom škrobovom lepidle na výrobu vlnitej lepenky na báze pšeničného škrobuobsahujúcom nosný škrob a suspendovaný škrob a iné látky zo skupiny tvorenej plnidlami, modi-fikátormi viskozity, modifikátormi lepkavosti, modifikátormi teploty gélovatenia a konzervač-nýmí prostriedkami podlá vynálezu činil vzájomný poměr v ňom obsiahnutého suspendovaného škro-bu a v ňom obsiahnutého nosného škrobu 320 X a celkový obsah škrobu v ňom Činil 13,98 X.

Zdánlivá viskozita tohoto lepidla činila 660 jednotiek Brabendera pri 25 °C, teplota gélo-vatenia tohoto lepidla činila 56 °C. Výrobu trojvrstvovej vlnitej lepenky boio možné pri použití popísaného lepidla uskutočňo-vať pri rýchlosti o 22 X vyššej ako pri použití běžného lepidla uvedeného v příklade 1, a topri pevnosti vytvořených lepených spojov o 17 X vyŠŠej ako v případe běžného lepidla uvedenéhov přiklade 1«

Salšou, doteraz neuvedenou výhodou škrobových lepidiel na výrobu vlnitej lepenky na bázepšeničného škrobu podlá vynálezu je skutočnóst, že v dósledku nízkých hodn$t teploty gélovate-nia pšeničného škrobu sa umožňuje dosiahnutie vytvorenia škrobového gélu zo škrobových lepidielna výrobu vlnitej lepenky na báze pšeničného škrobu podlá vynálezu v procese výroby vlnitej le-penky posobením teplot nižších ako zvyčajne, čo umožňuje jednak zrýchlenie chodu zariadenia navýrobu vlnitej lepenky, jednak úsporu tepelnej energie.

Claims (1)

1. 5 211746 Vyšsie popísané příklady konkrétného uskutočnenía škrobových lepidiel na výrobu vlnítejlepenky na báze pšeničného škrobu obsahujúcich nosný škrob a suspendovaný škrob a iné látkyzo skupiny tvorenej plnidlami, modifikátormi viskozity, modifikátormi lepkavosti, modifikátor-mi teploty gélovatenia a konzervačnými prostriedkami podlá vynálezu třeba chápat ako ilustrá-cie pre objasnenie vynálezu, ktorý nimi nie je zdaleka ohraničený. Výběr druhov škrobu pre škrobové lepidla na výrobu vlnitej lepenky na báze pšeničnéhoŠkrobu podlá vynálezu sa riadi konkrétnými požiadavkami, kladenými na tietó lepidlá, obecnevšak platí, že viac ako 50 Z až 100 Z celkového množstva škrobu přítomného v daných lepidláchje tvořené pšeničným škrobom, čoho výhody boli už popísané vyššie, Velkost obsahu a výběr lalok zo skupiny tvorenej plnidlami, modifikátormi viskozity, modi-fikátormi lepkavosti, modifikátormi teploty gélovatenia a konzervačnými prostriedkami přítom-ných v škrobových lepidlách na výrobu vlnitej lepenky na báze pšeničného škrobu podlá vynálezusa riadi konkrétnými požiadavkami na vlastnosti týchto lepidiel a vlastnostami konkrétných dru-hov škrobov v týchto lepidlách obsiahnutých. Obecne však s ohladom na snahu minimalizovat náklady na škrobové lepidlá na výrobu vlnitejlepenky pre hmotový poměr množstiev týchto látok k celkovému množstvu škrobu použitého na vy-tvorenie daných lepidiel platí, že má byt v případe plnidiel 0 Z až 30 Z, s výhodou 15 Z až25 Z, v případe modifikátorov viskozity 2 Z až 10 Z, s výhodou 4 Z až 7 Z, v případe modifiká-torov lepkavosti 2 Z až 8 Z, s výhodou 4 Z až 6 Z, v případe modifikátorov teploty gélovatenia3 Z až 11 Z, s výhodou 4 Z až 7 Z, v případe konzervačných prostriedkov 0,05 Z až 1 Z, s výho-dou 0,1 Z až 0,5 Z. Možnosti uskutočnenía škrobových lepidiel na výrobu vlnitej lepenky na báze pšeničnéhoškrobu obsahujúcich nosný škrob a suspendovaný Škrob a iné látky zo skupiny tvorenej plnidlami,modifikátormi viskozity, modifikátormi lepkavosti, modifikátormi teploty gélovatenia a konzer-vačnými prostriedkami podlá vynálezu sú rožne, pre daný vynález vsak ostává charakteristickéa podstatné, že vzájomný poměr suspendovaného a nosného škrobu obsiahnutých v škrobových le-pídlách na výrobu vlnitej lepenky na báze pšeničného škrobu podlá vynálezu činí 250 Z až 450 Z,s výhodou 350 až 425 Z a celkový obsah Škrobu v nich činí viac ako 12 Z a menej ako 16,66 Z. PŘED MET VYNÁLEZU Škrobové lepidla na výrobu vlnitej lepenky na báze pšeničného škrobu obsahujúce nosnýškrob a suspendovaný škrob a iné látky zo skupiny tvorenej plnidlami, modifikátormi viskozity,modifikátormi lepkavosti, modifikátormi teploty gélovatenia a konzervačnými prostriedkami, vy-značené tým, že vzájomný poměr suspendovaného škrobu a nosného škrobu je 250 Z až 450 Z, s vý-hodou 350 Z až 425 Z a celkový obsah škrobu je od 12 Z do 16,66 Z. Srvemfnfíe. n. p.. závod 7. Most