DE2159315C3 - Verfahren zur Herstellung von Stärkekleister - Google Patents

Description

Aus der französischen Patentschrift 13 91 011 ist ein Verfahren zur Herstellung von Stärkekleister durch kontinuierliche Stärkeverflüssigung mittels einer enzymatisch wirkenden Substanz bei einer Temperatur oberhalb Raumtemperatur und einem pH-Wert zwischen 4,5 und 8 bekannt. Dieses Verfahren führt bei Stärkekleistern mit einem geringeren Trockensubstanzgehalt zu zufriedenstellenden Ergebnissen, gestattet es jedoch nicht, Stärkekleister mit einem Gehalt an Trockensubstanz von mehr als 50% herzustellen.

Weiterhin ist es aus den ausgelegten Unterlagen der deutschen Patentanmeldung N 8 679 IV a/89 k bekannt, in kaltem Wasser lösliche Appretier- und Bindemittel auf Basis von Stärke Harnstoff und Aldehyd herzustellen, wobei von einer genügend abgebauten, gegebenenfalls verätherten und/oder veresterter Stärke ausgegangen wird. Aus der DE-OS 16 68 515 ist die Herstellung eines Stärkeabbauproduktes bekannt, bei der ein etwa 13- bis 55gewichtsprozentiger Abbau einer gequollenen gehemmten Stärke mit Hilfe eines die 1,4- nicht, aber die 1,6-Bindung im Stärkemolekül aufspaltenden Enzyms vorgenommen wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, durch das Stärkekleister mit einem Gehalt an Trockensubstanz über 50 und bis zu etwa 70% hergestellt werden kann.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, wie es im Anspruch angegeben ist.

Die zu verwendende Stärke kann aus natürlichen, aus chemisch modifizierten oder aus dextrinierten Stärkesorten bestehen. Derartige Stärkesorten werden z. B. aus Reis, Mais, Weizen, Wachsmais, Sorgho oder verschiedenen Knollenpflanzen gewonnen.

Bei den chemisch modifizierten Stärken handelt es sich beispielsweise um Ester (gewonnen z. B. durch Acetylierung mit Essigsäureanhydrid oder Vinylacetat), um Äther (gewonnen z. B. durch Alkylierung, Kationisation oder Vernetzung), oder um Oxyde (gewonnen durch alkalische oder saure Oxydation), verflüssigte Stärken (durch Behandlung mit Säuren oder Alkalien) sind ebenfalls anwendbar. Es können auch modifizierte Stärken eingesetzt werden, die durch eine Kombination mehrerer der vorstehenden Verfahren gewonnen wurden.

Die körnige Stärke wird, gegebenenfalls nach leichtem Anfeuchten, wobei sie als Kuchen anfällt, in einem wäßrigen Medium bei einem pH-Wert von etwa 4,5 bis etwa 8, unter Rühren und in Gegenwart einer enzymatisch wirkenden Substanz, einer Temperaturerhöhung ausgesetzt, deren Intensität und Einwirkungsdauer ausreichend sind, um ein Aufbersten der Stärkekörner zu bewirken.

Die körnige Stärke kann praktisch trocken sein und einen Feuchtigkeitsgehalt von nahezu 0% aufweisen. Sie ist dann pulverförmig. Ihr Feuchtigkeitsgehalt kann aber auch dem natürlichen Feuchtigkeitsgehalt der zum Einsatz gebrachten Stärke entsprechen. Schließlich kann auch Stärke mit einem Feuchtigkeitsgehalt von ungefähr 20 bis 50% verwandt werden, d. h. mit dem Feuchtigkeitsgehalt, den sie beim Austritt aus der Schleudermaschine und vor der Trocknung aufweist (im Falle modifizierter Stärken). In diesem Falle neigt das Stärkepulver zum Verklumpen und fällt als Kuchen an.

Die Korngröße der eingesetzten Stärke ist nicht kritisch.

Die Stärke kann der Verflüssigung entweder allein, oder nach Zumischung verschiedener, den Verflüssigungsvorgang erleichternder Zusätze unterworfen werden. Derartige Zusätze umfassen Weichmacher, wie Natriumnitrat, Harnstoff, Dicyandiamid, Glycerin und Sorbit, Stabilisatoren, wie Fettungsmittel, z. B. Stearate, Mittel zur Erhöhung der Viskosität der Stärkekleister, wie Borax, Natriummetaborat, Natriumaluminat, Aluminiumsulfat, Quellungsverzögerer, wie Natriumsulfat, Natriumeitrat, Natriumchlorid, Natriumphosphate und Mittel zur Verbesserung der Fließfähigkeit der Stärkepulver, wie kolloidale Kieselsäure.

Die Quellungsverzögerer werden nur in geringen Dosen eingesetzt, so daß sie zwar die Quellung verzögern, aber nicht unterbinden; der prozentuale Anteil der zum Einsatz gebrachten Salze hängt von der gewählten Verflüssigungstemperatur ab.

Es ist auch möglich, die erwähnten Zusätze mit der Stärke erst im Augenblick des Verflüssigungsvorganges zusammenzubringen.

Die genannten Zusätze können in einer Menge von bis zu 25 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtstärkemeiige, angewandt werden.

Die enzymatisch wirkende Substanz wird der Stärke im Augenblick des Verflüssigungsvorganges zugemischt. Sie kann aus Bakterien-, Pilz- oder Malz-i*-amylase bestehen.

Die Menge der enzymatisch wirkenden Substanz errechnet sich aus dessen Wirksamkeit, der Viskosität, die der herzustellende Stärkekleister aufweisen soll, und dem für den Stärkekleister vorgesehenen späteren Verwendungszweck. Im allgemeinen beträgt der Anteil der enzymatisch wirkenden Substanz in bezug auf die eingesetzte Stärke weniger als 1%.

Das Zusammenbringen der Stärke mit der enzymatisch wirkenden Substanz erfolgt in der Weise, daß man die Stärke einer Lösung des Enzyms zumischt.

Die Temperatur, bei der die Verflüssigung vollzogen wird, hängt von der Natur der eingesetzten Stärke, von der Wärmebeständigkeit, der Menge des Enzyms und von der etwaigen Anwesenheit quellungsverzögernder und die Quellung leicht behindernder Hilfsmittel ab. Im allgemeinen liegt diese Temperatur zwischen etwa 50 und 98° C.

Die Zeitspanne, während der die Stärke der vorstehenden Temperatur ausgesetzt wird, hängt ebenfalls von der Natur der Stärke, dem pH-Wert, der Natur der erwähnten Zusätze, der Härte des zum

Befeuchten dienenden Wassers und von der Höhe der angewandten Temperatur ab. In der Praxis schwankt diese Dauer zwischen etwa 10 und 60 Minuten; sie liegt jedoch meistens zwischen 20 und 30 Minuten.

Nach Beendigung der Verflüssigung muß die verflüssigte Stärke stabilisiert werden, d. h„ die enzymatisch wirkende Substanz muß entaktiviert werden, damit ein Fortschreiten des Verflüssigungsvorganges und damit unerwünschte Viskositätsänderunger. unterbunden werden.

Zu diesen Zweck kann man entweder die verflüssigte Stärke ansäuern, oder ihr Salze zusetzen, die die Enzymtätigkeit unterbinden, oder sie auch einer schroffen, kurzzeitigen Temperaturerhöhung aussetzen.

Beim Ansäuern der Stärke genügt es, den pH-Wert der verflüssigten Stärke bis auf etwa 2,5 herabzusetzen, ihn einige Minuten bei diesem Wert zu halten und ihn dann wieder auf ungefähr 5 bis 6 zurückzuführen.

Als Salze, die die Enzymtätigkeit hemmen, kann man beispielsweise Kupfersulfat, Zinkchlorid eier Substanzen, die mit Calcium Chelate bilden, wie Äthylendiamintetraessigsaures Natrium, zur Anwendung bringen. Die Menge des Inhibitors liegt gewöhnlich in der Größenordnung von 1 bis 2%, bezogen auf das Gewicht der eingesetzten Stärke.

Zur Stabilisierung der verflüssigten Stärke durch thermische Hemmung der Enzymsubstanz kann man die Temperatur während eines Zeitraumes von wenigen Sekunden bis zu einigen Minuten auf etwa 100 bis 180° C bringen.

Nach der Stabilisierung kann die Stärke in wärmeisolierten Behältern bei Temperaturen von 50 bis 95°C gelagert werden.

Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Anlage ist in der Zeichnung dargestellt. Sie enthält einen für die kontinuierliche und kontrollierte Zuführung der körnigen Stärke, des Wassers, der enzymatisch wirkenden Substanz und der gegebenenfalls erforderlichen Zusätze ausgerüsteten Reaktionsraum 1 und Mittel für die Entaktivierung der enzymatisch wirkenden Substanz beim Verlassen des Reaktionsraumes.

Zur Beheizung kann man den Reaktionsraum 1 als doppelwandige Wanne 2, zwischen deren Wandungen Wasserdampf eingeleitet wird, gestalten. Man kann aber auch mittels eines mit Löchern versehenen Rohres 3 Dampf in das Reaktionsgemisch einführen oder diese beiden Systeme gemäß der Zeichnung miteinander kombinieren.

Der zur Beheizung benötigte Dampf wird durch eine Rohrleitung 4 zugeführt, die die Wanne 2 mittels einer Rohrleitung 5 und das mit Löchern versehene Rohr 3 mittels einer Rohrleitung 6 speist.

An der Stelle, an der die Rohrleitung 4 ihh in die Rohrleitungen 5 und 6 verzweigt, ist ein Dreiwege-Magnetventil 7 vorgesehen, das von einer Temperatursonde 8 gesteuert wird, wobei zweckmäßigerweise ein Temperaturschreiber 9 zwischen die Sonde 8 und das Ventil 7 eingeschaltet ist.

Hinter dem Magnetventil 7, in Stromrichtung gesehen, sind in den Rohrleitungen 5 und 6 die von Hand zu betätigenden Ventile 10, beziehungsweise 11, vorgesehen.

Durch das gleichzeitige Vorhandensein von Magnetventil und Ventilen mit Handbetätigung ist es möglich, die Beheizung des Reaktionsraumes 1 sowohl von Hand als auch automatisch zu regulieren.

Zur kontinuierlichen Zuführung des Stärkepulvers kann man sich einer Dosiervorrichtung 12 bedienen, die von einem Silo 13 gespeist wird. Die Dosiervorrichtung kann aus einer Dosierstrosse, aus einer Dosierschnecke oder aus einem Dosierförderband bestehen, die die Substanzen durch eine Rohrleitung 14 in den Reaktions rauni 1 befördern.

Das zur Verflüssigung der im Reaktionsraum enthaltenen Stärke erforderliche Wasser wird durch eine Rohrleitung 15 eingespeist, die mi? einem Ventil 16 und einer Wasseruhr 17 versehen ist.

Zur Einführung der zur Verflüssigung der Stärke nötigen enzymatisch wirkenden Substanz in den Reaktionsraum kann man sich einer Dosierpumpe 18 bedienen. Diese Pumpe entnimmt die enzymatisch wirkende Substanz einem Bottich 19, in den diese durch eine Rohrleitung 20 eingeführt wird und in dem sie mit dem durch die Rohrleitung 21 zugeführten Wasser mit Hilfe des Rührers 22 verdünnt wird.

Die aus diesem Bottich abgezogene enzymatisch wirkende Substanz gelangt durch die Rohrleitung 23 in den Reaktionsraum 1. Die Dosierpumpe 18 kann in Abhängigkei! von der Viskosität des im Reaktionsraum 1 befindlichen Stärkekleisters automatisch gesteuert werden. Zu diesem Zweck ist die Pumpe 18 mit einem an den Reaktionsraum 1 angeschlossenen Viskosimeter 24 verbunden.

Das Viskosimeter 24 muß ebenfalls an die Dosiervorrichtung 12 angeschlossen sein. Hierdurch wird es möglich, die Viskosität der im Reaktionsraum 1 befindlichen Stärke sowohl durch Steuerung der Menge der Stärke als auch der Menge der gleichzeitig in den Reaktionsraum 1 eingeführten enzymatisch wirkenden Substanz zu ändern.

Zur Konstanthaltung des pH-Wertes des im Reaktionsraum 1 befindlichen Stärkekleisters auf den gewünschten Wert kann man im Reaktionsraum 1 ein Eintauch-pH-Meter 25 vorsehen, das mit einer Steuervorrichtung 26 verbunden ist, die je nach dem pH-Wert des Stärkekleisters eines der beiden Magnetventile 27 und 28, die den Zufluß einer sauren oder alkalischen, aus den Behältern 29 bzw. 30 kommenden Lösung in den Reaktionsraum 1 steuern, betätigt.

Die übrigen Zusätze können in fester oder flüssiger Form zugeführt werden. Feste Zusätze können durch eine Rohrleitung 31, die über eine Dosiervorrichtung 32 aus einem Silo 33 gespeist wird, in den Reaktionsraum 1 eingeführt werden; flüssige Zusätze können durch eine Rohrleitung 34, die aus einem Behälter 35 über eine Dosierpumpe 36 gespeist wird, in den Reaktionsraum eingeführt werden.

Die Dosiervorrichtung 32 und die Dosierpumpe 36 können automatisch mit dem Viskosimeter 24 gesteuert werden. Die Vorrichtung 32 oder die Pumpe 36 können durch in der Zeichnung nicht dargestellte Mittel an die Dosiervorrichtung 12 angeschlossen werden.

Zur Erzielung einer möglichst vollkommenen Mischung der verschiedenen Bestandteile des Stärkekleisters ist der Reaktionsraum 1 mit wirksamen Rührvorrichtungen ausgestattet, beispielsweise mit einem Mehrbalkenrührer 37.

Die Verweilzeit des Stärkekleisters im Reaktionsraum hängt von den Zuflußgeschwindigkeiten der Stärke, des Wassers, der verschiedenen Zusatzstoffe, der enzymatisch wirkenden Substanz und von der Pumpgeschwindigkeit ab. Demzufolge können für ein gegebenes Volumen des Reaktionsraumes durch Veränderung der verschiedenen vorstehend genannten Faktoren sehr verschiedene Verweilzeiten erzielt

werden.

Die Entnahme des Stärkekleisters kann mittels einer volumetrischen Pumpe 38 vorgenommen werdenderen Ab- und Einschaltung von Wasserstandssonden z. B. von einer dem Höchststand entsprechenden Sonde 39a und einer dem Tiefstand entsprechenden Sonde 396 mit variierbarer Eintauchtiefe gesteuert werden kann. Der Höhenunterschied zwischen den beiden durch die Sonden festgelegten Flüssigkeitsspiegeln wird so gewählt, daß das Volumen zwischen den beiden entsprechenden Pegelständen größer ist als die Änderung der Fördermenge der volumetrischen Pumpe 38.

Die Pumpe 38 ist mit mehreren in 40a, 40b und 40c dargestellten Auslaßöffnungen des Reaktionsraumes 1 durch Rohrleitungen verbunden, in denen Ventile 41a bzw. 4Oi) und 41c vorgesehen sind. Sie ist weiterhin über ein Dreiwegeventil mit einer am Boden der Wanne befindlichen Öffnung 43 verbunden, durch die die Entleerung des gesamten im Reaktionsraum 1 befindlichen Stärkekleisters vorgenommen werden kann und die, wenn das Dreiwegeventil mit dem Abwasserkanal 44 in Verbindung gebracht wird, das Waschen des Reaktionsraumes gestattet.

Die molekulare Verteilung des Stärkekleisters ist sehr verschiedenartig, je nachdem er aus der einen oder der anderen der mit den Ventilen 41a, 416 und 41c versehenen Rohrleitungen, deren Eintrittsöffnungen mehr oder weniger hoch liegen, tntnommen wird. So ist z. B. in der im oberen Teil der Wanne entnommenen Stärke der Anteil an großen Molekülen größer als in weiter unten entnommener Stärke.

Die dem tiefsten Flüssigkeitsstand entsprechende Sonde 39Z? muß so angebracht sein, Haß der angezeigte Flüssigkeitsspiegel etwas oberhalb der jeweils in Frage kommenden Abflußrohrleitung liegt, damit ein Eindringen größerer Mengen Luft in den Stärkekleister vermieden wird.

Die volumetrische Pumpe 38 befördert den Stärkekleister aus dem Reaktionsraum 1 zu den Teilen der Anlage, in denen die Entaktivierung der enzymatisch wirkenden Substanz erfolgt. Diese Teile bestehen aus einer Rohrleitung 45 in Form einer Heizschlange, in der der aus dem Reaktionsraum 1 kommende Stärkekleister dem Einfluß eines auf 100 bis 180⁰C erhitzten Wasserdampfstromes, der durch eine Düse 46 in das Leitungsrohr eingeführt wird, ausgesetzt wird.

Es ist zweckmäßig, vor der Düse 46 in der Rohrleitung, durch die sie mit der Pumpe 38 verbunden ist. eine Klappe 47 zur Vermeidung von Rückfluß und ein Filter 48 vorzusehen. Es ist weiterhin vorteilhaft, die Dampfdüse 46 mit der Rohrleitung 4 durch eine Rohrleitung 49 zu verbinden und zu diesem Zweck an der Verbindungssteile der beiden Rohrleitungen ein Dreiwegeventil 50 vorzusehen.

Am Ende des Heizrohres 45 ist ein von Hand oder automatisch regulierbares Gegendruckventil 45a vorgesehen, durch das in der Heizschlange 45 ein genügend hoher Druck aufrechterhalten wird. Am Austritt der Heizschlange 45 ist weiterhin ein Temperaturmeßgerät, z. B. ein Thermoelement 456, angebracht, mittels dessen die dort herrschende Entaktivierungstemperatur aufge zeichnet und die Dampfzufuhr entweder von Hand oder automatisch reguliert werden kann. Der entaktivierte Stärkekleister kann nunmehr in einen wärmeisolierten Vorratsbehälter 51, der mit einem langsamen Rührer 52 versehen ist, übergeführt werden.

Zur Entfernung des Dampfes, der in den Stärkekleister zur Entaktivierung eingeblasen wird, kann zwischen dem Ventil 45a und dem Vorratsbehälter 51 eine Vorrichtung 53 nach Art eines Zyklonabscheiders vorgesehen sein. Mit Hilfe einer Wärmesonde 54, die über ein Magnetventil 55 die Dampfzufuhr in ein mit Löchern versehenes, in den im Vorratsbehälter befindlichen Stärkekleister eintauchendes Rohr 56 reguliert, kann die Temperatur im Inneren des Vorratsbehälters auf einen gegebenen Wert gehalten werden. Das Magnetventil 55 ist in einer Rohrleitung 57 für die Zuführung von Wasserdampf angebracht. An diese sind außerdem die Ventile 58 und 59, von denen das letztere das Magnetventil 55 zu umgehen gestattet und, die es ermöglichen, die Dampfzufuhr in den Vorratsbehälter von Hand zu regulieren, angeschlossen. Es ist weiterhin vorteilhaft, /wischen der Temperatursonde 54 und dem Magnetventil 55 einen Temperaturschreiber 60 vorzusehen.

Die Entnahme des Stärkekleisters aus dem Vorratsbehälter kann mittels einer volumetrischen Pumpe 51 erfolgen, die durch eine Rohrleitung 62 an den Boden des Vorratsbehälters angeschlossen ist.

Zur etwaigen Zufuhr von Wasser in den Vorratsbehälter kann eine Rohrleitung 63 mit von Hand zu bedienendem Ventil vorgesehen sein.

In manchen Fällen üben die dem Stärkekleister im Reaktionsraum zugesetzten Hilfsmittel eine mehr oder weniger starke Inhibitionswirkung auf die enzymatisch wirkende Substanz aus. In solchen Fällen ist es möglich, diese Hilfsmittel dem Reaktionsgemisch nicht im Reaktionsraum, sondern erst im Vorratsbehälter 51 zuzusetzen.

Die zur Entaktivierung der Enzyme dienende Heizschlange 45 kann, statt an einen Vorratsbehälter 51, auch an eine Anlage zur Entwässerung des Stärkekleisters angeschlossen werden. Eine derartige Anlage arbeitet beispielsweise nach dem Prinzip der Vorgelatinierung oder der Atomisierung.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Stärkekleister zeichnen sich durch eine besondere Verteilung der Molekülgröße der Bestandteile aus. Diese kann in Abhängigkeit von Eigenschaften, wie Trockensubstanzgehalt, Viskosität, Beständigkeit, Gehalt an reduzierenden Zuckern und Bindekraft verändert werden.

Der erzielte Entpolymerisierungsgrad ist durch das auf die Trockensubstanz bezogene Dextroseäquivalent gekennzeichnet. Dieses kann mittels des Eisencyanid-Methode bestimmt werden. Bei gleichem Dextroseäquivalent bieten die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Produkte gegenüber den nach einem diskontinuierlichen Verfahren hergestellten Produkten den auch in der französischen Patentschrift 13 91011 erwähnten Vorteil, einen größeren Anteil großer Moleküle zu enthalten. Bei einem kontinuierlichen Verfahren erstreckt sich die Verteilung der Molekülgrößen über einen weiten Bereich, wogegen bei einem diskontinuierlichen Verfahren das erhaltene Produkt im wesentlichen eine einheitliche Molekülgrö-

fto ße aufweist. Dieser Unterschied erklärt sich dadurch, daß bei einem kontinuierlichen Verfahren die Kontaktzeiten zwischen Stärke und Enzym im Reaktionsraum nicht gleichlang sind, sondern durch einen Mittelwert dargestellt werden. Während nämlich manche Moleküle der. Reaktionsraum sehr rasch durchwandern können und nur wenig entpolymerisiert werden, besitzen andere eine längere Verweilzeit und werden stark entpolymerisiert. Bei einem diskontinuierlichen Verfahren hingegen

bleiben alle Stärkemoleküle gleich lang mit dem Enzym in Kontakt und erfahren infolgedessen dieselbe Entpolymerisierung.

Die Fraktion mit hohem Molekulargewicht verleiht dem Enzymhydrolysat wertvolle Eigenschaften, wie eine hohe Bindekraft, die es für die Anwendung als Gautschbrühe geeignet macht, und ein gutes Haftvermögen, das es für die Herstellung von Leim, Kraftpapier und gummiertem Papier unter Verwendung von Kleistern mit hohem Gehalt an Trockensubstanz geeignet macht. Bei der Herstellung von gummiertem Kraftpapier gibt der hohe Gehalt an Trockensubstanz die Möglichkeit, di" Geschwindigkeit der Papiermaschine und damit deren Leistung zu erhöhen.

Die erfindungsgemäß erhältlichen Stärkekleister finden zahlreiche Anwendungsgebiete. Man kann sie mit Pigmenten mischen und so entweder Gauts:hbrühen oder Brühen für Presen vom Leimpressentyp herstellen. Man kann sie in verdünntem Zustand zum Leimen und Appretieren in der Textilindustrie verwenden. Durch ihren hohen Gehalt an Trockensubstanz, ihren großen Viskositätsbereich sowie durch die chemische Modifizierung der Ausgangsstärken und die damit erzielte monatelange Lagerfähigkeit sind diese Kleister zur direkten Verwendung in der Leimindustrie geeignet.

Die erfindungsgemäß erhältlichen Stärkekleister können weiterhin unmittelbar in den papierverarbeitenden Industrien verwendet werden, z. B. für die Gummierung von Kraftpapier (Klebestreifen und gummiertes Papier), für die Aufklebung auf verschiedene Unterlagen 'Papier, Aluminium, Polyvinylchlorid) und zum Kleben von Wellpappe.

Die nachfolgenden Beispiele, die sich auf die Herstellung eines Produktes für gummiertes Kraftpapier beziehen, erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Man trägt in eine Wanne mit 35 Liter Nutzvolumen, die mit Direktdampf von 85⁰C beheizt wird, mittels einer im kontinuierlichen Betrieb, eine Stundenleistung von 50 kg aufweisenden Dosierstrosse mit Essigsäureanhydrid veresterte Kartoffelstärke ein. Mit Hilfe einer Pumpe mit einer Förderleistung von 30 Litern pro Stunde setzt man dann Wasser zu sowie eine verdünnte Enzymlösung, deren Gehalt an zur Verflüssigung von Stärke geeignetem Enzym, bezogen auf handelsübliche Stärke, 0,22% beträgt.

Unter Benutzung einer Entleerungspumpe mit einer Förderleistung von 70 Litern pro Stunde ist es möglich, Tiit einer v'erweiizeit von 30 Minuten zu arbeiten. Die π aktivierung erfolgt durch Wärmeeinwirkung bei I7\>°C während eines Zeitraums von 10 Sekunden. Die Pumpe zur Entleerung des Kleisters arbeitet mit einem Druck von 13 ata; der Druck in der Rohrleitung zur Heizschlange beträgt 8 bis 10 ata. Die Substanz weist am Ausgang einen Gehalt an Trockensubstanz von 54% auf (bestimmt durch Refraktometrie). Ihr Gehalt an reduzierenden Zuckern beträgt i,5%, bezogen auf den Gehalt an Trockensubstanz.

Mit diesem Kleister wird ein Gummierungstest ausgeführt. Die gummierten Streifen werden einer Haftfestigkeitsprüfung unterworfen, die nach der von der FIPAGO (Federation Internationale des papiers gommes) vorgeschlagenen und in dem Bericht der technischen Kommission der FIPAGO (Juni 1965) unter dem Titel »la methode de la mesure de !'adhesion de

papiers gommes« veröffentlichten Arbeitsvorschrift ausgeführt wird.

Der Test wird unter folgenden Bedingungen ausgeführt:

Anfeuchtungswassermenge 18 g/m²

Schichtgewicht 24 g/ m²

Offene Zeit 3 Sekunden

Gewicht der Aufdruckwalze 500 g

Die Unterlage für die Aufklebung des angefeuchteten Streifens besitzt ein Schichtgewicht von 160 g/m².

Die Haftfestigkeit ist um so besser, je höher der erhaltene Testwert ist. Sie beträgt 21 kg/Min, für eine geschlossene Zeit von 0 Sekunden, und das Abreißen der Unterlage erfuigl bei 2 Sekunden. Bei einer durch Hydrolyse und Verätherung modifizierten Stärke wird eine Haftfestigkeit von 17 kg/Min. (Abreißen bei 3 Sekunden) erzielt.

Arbeite« man mit der vorstehenden Kartoffelstärke nach der Hydrolyse in einem diskontinuierlichen Verfahren, so erzielt man lediglich eine Haftfestigkeit von 7 kg/Min, (ohne rasches Abreißen).

Beispiel 2

Die Verflüssigungswanne und die Förderleistung der volumetrischen Entleerungspumpe sind dieselben wie im Beispiel 1. Man tragt mittels einer Dosierstrosse mit einer Förderleistung von 43 kg/Stunde stetig propoxylierte Kartoffelstärke ein; mittels einer Pumpe mit einer Förderleistung von 30 Liter/Stunde wird enzymhaltiges Wasser (0,3%ig) und mittels einer zweiten Dosierstrosse mit einer Förderleistung von 7 kg/Stunde Natriumnitrat zugeführt. Die Entaktivierung wird bei 170⁰C vollzogen, die Kontaktzeit beträgt 23 Sekunden. Der fertige Kleister enthält 52% Trockensubstanz (bestimmt durch Refraktometrie). Sein Zuckergehalt beträgt 2%, bezogen auf den Gehalt an Trockensubstzanz.

Der so erhaltene Kleister weist eine außerordentlich konstante Viskosität auf, wobei bis zum Auftreten einer Trübung, in deren Verlauf er milchartig wird, Monate vergehen.

Die nach den Beispielen 1 und 2 hergestellten Kleister sind unmittelbar für gumr. c .es ¹^ raftpapier verwendbar. Die mit ihnen hergestellten Gummierungen weisen eine Haftfestigkeit von 23 kg/Min, mit Abreißen für eine geschlossene Zeit von 1,5 Sek. auf.

Beispiel 3

Mittels einer Dosierstrosse mit einer Förderleistung von 70 kg/Std. wird durch Essigsäureanhydrid veresterte Stärke aus Wachsmais kontinuierlich zugeführt. Mittels einer Pumpe mit einer Förderleistung von 301/Std. wird enzymhaltiges Wasser (der auf die Stärke bezogene Prozentgehalt beträgt 1%) und mittels einer zweiten Dosierstresse mit einer Förderleistung von 11 kg/Std. Natriumnitrat zugesetzt. Die Entaktivierung wird bei 180⁰C bei einer Kontaktzeit von 10 Sek. vorgenommen.

Der refraktometrisch bestimmte Trockensubstanzgehalt beträgt 65%. Die mit dem erhaltenen Leim vorgenommenen Gummierungen weisen eine Haftfestigkeit von 10 kg/Min, für eine geschlossene Zeit von 0 Sekunden und ein Abreißen bei 5 Sekunden auf. Der relativ niedrige Wert für die Haftfestigkeit ist hierbei

auf die starke Entpolymerisierung der Stärke zurückzuführen. Die Abbindegeschwindigkeit, die der eines aus Dextrin hergestellten Leimes überlegen ist, macht den erhaltenen Leim vor allem für die Etikettierung von Flaschen auf Maschinen mit großer Geschwindigkeit (20 000 Flaschen/Std.) geeignet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Stärkekleister mit hoher Bindekraft und gutem Haftvermögen mit einem Trockensubstanzgehalt von über 50 bis 70%, einem größeren Anteil großer Moleküle durch kontinuierliche Stärkeverflüssigung mittels einer enzymatisch wirkenden Substanz bei einer Temperatur, die ein Aufbersten der Stärkekörner und eine Verflüssigung der Stärke bewirkt, und einem pH-Wert zwischen 4,5 und 8, d a d u r c h gekennzeichnet, daß kontinuierlich und gleichzeitig das zur Verflüssigung erforderliche Wasser, die enzymatisch wirkende Substanz, und hiervon getrennt die zur Verwendung kommende Stärke in körniger Form, sowie gegebenenfalls verschiedene Zusätze, in einen Rührbehälter bei der Reaktionstemperatur eingeführt werden.

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