DE2948786A1

DE2948786A1 - Mittel zur herstellung von gegenueber tinten unempfindlichen staerkekleistern

Info

Publication number: DE2948786A1
Application number: DE19792948786
Authority: DE
Inventors: Serge Gosset; Michel Huchette; Francis Pichon
Original assignee: Roquette Freres SA
Current assignee: Roquette Freres SA
Priority date: 1978-12-04
Filing date: 1979-12-04
Publication date: 1980-07-17
Also published as: GB2037307B; FI70038C; IT1127271B; NO152564C; DK515979A; NL7908749A; CH651848A5; IE49223B1; BE880408A; IT7927817A0; ES487006A0; GB2037307A; NO793944L; FR2443487A1; IE792323L; FR2443487B1; SE7909979L; ES8104374A1; FI70038B; FI793809A

Description

ROQUETTE FRERFS, Lestrem / FranJcreTcF '

Mittel zur Herstellung von gegenüber Tinten unempfindlichen Stärkekleistern

Beschreibuna

Die Erfindung betrifft Mittel zur Herstellung von Stärkekleistern, die gegenüber Tinten unempfindlich sind, und zwar insbesondere gegenüber in der Wellpappenindustrie in Verwendung kommenden Flexographietinten. Diese Flexographietinten kommen mit den Stärkekleistern in Berührung wenn zur Herstellung der Stärkekleister diejenigen Abwässer verwendet werden, die vorher zum Waschen der Flexographiedruckmaschinen gedient hatten.

Unter dem Ausdruck "Mittel" wird ein Verfahren zur Herstellung obengenannter Stärkekleister verstanden, sowie ein Stoff, der im Rahmen dieses Verfahrens zur Anwendung kommt, sowie auch die zur Herstellung des Kleisters verwendeten Aus gangsprodukte, insbesondere Stärke, die den obengenannten Stoff enthalten.

Zur Herstellung der Starkekleister kommen im allgemeinen eines von drei bekannten Verfahren zur Anwendung; beim ersten dieser Verfahren, dem sogenannten Stein-Hall-Verfahren wird eine wässrige Stärkeaufschlemmung oder Stärkemilch (oder Sekundärstärke) mit einer in Wasser enthaltenden ge latinisierte η Stärke (oder Primärstärke) gemischt, wobei die ge latinisierte Stärke die Rolle eines "Trägers" gegenüber den Stärkekörnern der Stärkemilch spielt.

Entsprechend einem zweiten Verfahren wird eine Stärkemilch verwendet, deren Körper vorher einer teilweisen Gelatinisierung unterworfen wurden, wodurch die Verwendung eines Trägers unnötig ist; derartige Kleister sind im allgemeinen unter dem Ausdruck "no-carrier" bekannt.

Dem dritten Verfahren entsprechend wird eine wässrige Dispersion von Fertigprodukten verwendet, welche zu mindest einen Teil enthalten, der in kaltem Wasser löslich ist (beispielsweise ein auf Stärke basiertes Produkt, oder

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eine Carboxymethylcellulose oder auch ein Polyvinylalkohol), sowie einen Teil körnige Stärke und einen Teil Alkali.

Flexikographiedruckverfahren werden üblicherweise zum Bedrucken von Wellpappe benutzt und im Rahmen dieser Verfahren kommen Tinten zur Verwendung, die eine komplexe Formulierung haben, und deren Hauptbestandteile Farbstoffe, Lösungsmittel, oberflächenspannungsaktive Mittel und dergleichen sind.

Die beim Waschen der Flexographiedruckmaschinen auftretenden Abwasser enthalten demzufolge Flexographietin ten; vom Standpunkt der Umweltverschmutzung treten also ernste Probleme auf, die nicht ohne weiteres beseitigt werden können .

Der Aufbau einer Klärungsanlage ist oft mit dem Volumen und der Konzentration der zu behandelnden Abwässer nicht vereinbar (die Konzentration dieser Waschwässer liegt bei etwa 1 bis 3%). Selbst wenn der Hersteller eine derartige Klärungsanlage besitzt, ist diese in den meisten Fällen gegenüber den Abwässern der Flexographiedruckmaschinen unwirksam, da die Flexographietinten unter sich sehr verschieden sind und da das Verhalten der Abwässer in der Klärungsanlage schwer vorauszusehen ist.

Unter diesen Umständen wurde bereits vorgeschlagen, Flexographietinten enthaltende Abwässer bei der Vorbereitung der zur Herstellung von Wellpappe dienenden Kleistern zu verwenden; mit Flexographietinten bedruckte Wellpappe wird des öftern wiedergewonnen, wodurch die Tinten in jedem Fall an irgend einem Moment auftreten.

Nun i»t es so, dass obwohl ein relativ bedeutender Teil der Tinten mit auf Stärke basierenden Kleistern zur Herstellung von Wellpappe verträglich ist, jedoch einige dieser Tinten mit den Stärkekleistern unverträglich sind und sich nachteilig auf deren Ge latinisierungspunkt, sowie auch oft auf deren Viskosität auswirken.

Zur Veranschaulichung dieser Nachteile wurden eine Anzahl Kleister zur Herstellunv von doppelseitiger WeIlappe vorbereitet. Wie bekannt, versteht man unter dem Ausdruck "Kleister zur Herstellung von doppelseitiger WeIl-

pappe"einen Kleister, der das Aufbringen eines zweiten Kleisterblattes auf die freie Seite des bereits mit einem ersten Kraftpapierblatt beklebten geriffelten Blatt oder "Riffe lpapier".erraöglicht.

Diese Kleister wurden entsprechend dem Stein-Hall-Verfahren vorbereitet, d.h. durch Mischen eines "Trägers" (Gelatinisierung eines Teils der Stärke mit Hilfe von Natriumhydroxyd), Wasser, körniger Stärke und Borax.

Es wurden 4 50 1 Wasser mit 50 kg Maisstärke gemischt und die Temperatur der so erhaltenen Stärkemilch auf 45°C gebracht, bevor 9 kg Natriumhydrο<yd zugefügt wurden, wobei diese Menge zur GeIatinisierung der Stärke genügt.

Das so erhaltene Gemisch wurde währead 15 Minuten gerührt, worauf nacheinander

- 700 liter Wasser

- 250 kg Stärke

6 kg Borax
zugefügt wurden.

Dieses Gemisch wurde ebenfalls während 15 Minuten gerührt, worauf 35 kg Flexographietinte zugefügt wurde, wobei diese Menge 5% des Wassers der Sekundärstärke entspricht .

Zur Standardisierung wurde die Viskosität der Tinte vorher auf den Wert von 30 Sekunden (mit Hilfe der Methode der Ford-Schale Nr. 4 gemessen) gebracht.

An jedem der mit verschiedenen Tinten hergestellten Produkte wurden folgende Messungen durchgeführt :

- die Lory-Viskosität (d.h. die Aus laufviskosität, gemessen mit Hilfe eines durch die Firma BRAIVE INSTRUMENTS, Versuchsma«chinen, 39, rue Bles, 4000 Lüttich in Belgien hergestellten Apparat),

- die Brookfie Id-Viskositat (d.h. die Scherungsviskosität, mit Hilfe eines \iskosimeters vom Typ RVF der Firma Brookfield, 240 Cushing Street, Stroughton, Massachusetts, U.S.A. gemessen);

- der Ge1atinisierungspunkt, der mit Hilfe eines

Br abander-Viskosigraphen festgestellt wird (OHG BRABANDER,

Duisburg); bei dieser Messung wird der Kleister in der Schale des Viskositgraphen erhitzt und die Temperatur, ab welcher die körnige Stärke des Sekundärkleister gelatinisiert, festgestellt, wobei beim Erreichen dieser Temperatur eine starke Erhöhung der Viskosität auftritt.

Die mit elf Flexographietinten erzielten Ergebnisse wurden in nachfolgender Tabelle I aufgezeichnet.

TABELLE I

	Re f	ohne	1	Lory-Vis kosität (Sekunden]	Lory-Vis- kosität nach 4Std Lagerung (Sekunden	Brook- field .Visko sität (Centi-	Gelatinie- rungspunkt ( ⁰C)
	Re f	.Nr	2			poise ]
	Re f	.Nr.	3	19	21	280	! 50
	Re f	.Nr.	4	18	18	275	55
Vergleichsproduk te Tinte	Ib¹¹I" Ref	.Nr.	5	18	24	310	54
Blau	lb"3" Ref	.Nr.	6	15,5	16	250	54
Gelb	Ref	.Nr.	7	15	16	240	' 54
Blau	Ref	.Nr.	8	39	21	780	59
Grün	Ref	.Nr.	9	nicht messb.	19	29 000	58
Chromge	Ref	.Nr.	10	15	16	230	52
Chromge	Ref	.Nr.	11	43	27	2 200	56
Schwarz		.Nr.	17	19,5	350	53,5
Rot		20,5	10,5	400	54
Orange		15	15	230	53,5
Blau
Gelb

Aus den in Tabelle I aufgezeichneten Ergebnissen geht hervor, dass alle der getesteten Tinten eine extrem nachteilige Wirkung auf den GeIatinierungspunkt haben. Diese Wirkung ist in manchen Fällen äusserst stark und zwar immer in der Richtung einer Erhöhung des Gelatinierungspunktes.

Manche Tinten wirken sich auf die Viskosität aus. Da beim Waschen der Flexographiedruckmaschinen in den Abwässern immer eine Mischung mehrerer Tinten auftritt, ist es

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so, dass praktisch immer eine Tinte vorhanden ist, die sich nachteilig auf die Viskosität auswirkt.

Auf Grund dieser Feststellung wurde praktisch In der Industrie von der Verwendung Flexographietinten enthaltender Abwässer bei der Herstellung von S ta'rkekleis tern Abstand genommen.

Und dies auch, obwohl vorgeschlagen wurde, vor Verwendung der Abwässer bei der Herstellung des Stärkekleisters diese Abwässer von ihren schädlichen Bestandteilen zu befreien, beispielsweise durch Ausflocken und darauffolgende Filtration.

Derartige Verfahren sind nämlich so komplex und setzen einen derartigen Aufwand voraus dass, von einigen Ausnahmen abgesehen, sich diese Vorschläge nicht durchgesetzt haben.

Der Zweck der Erfindung ist also den obengenannten Nachteilen abzuhelfen und zwar mit Hilfe von Mitteln, die es ermöglichen, Stärkekleister herzustellen, die gegen Tinten unempfindlich sind und die es gestatten, bei der Herstellung der Stärkekleister für Wellpappe, die Abwässer zu verwenden, die vom Waschen der Flexographiedruckmaschinen herrühren, ohne dass störende Modifizierungen des Gelatinierungspunktes und der Viskosität der so erhaltenen Kleister auftreten.

Die Anmelderin hat den Verdienst, erkannt zu haben, dass dies durch Anwendung eines Stoffes erzielt werden kann, der unter den Salzen und Oxyden von Ca, Mg, Mn, Ni, Ba, Co, Cr, Al, Fe³+, Zn, Sr, Pb, Sn, Ti, V, Cu, Mo, Cd, Sb, W, Bi, sowie unter den SiIicoaluminaten, der Aktivkohle, der Zemente und den Silikaten ausgewählt wird, wobei dieser Stoff unter den normalen pH-Bedingungen der Kleister zur Verwendung kommt :

Vorzugsweise wird der obengenannte Stoff unter den Salzen und Oxyden von Ca, Mg, Mn, Ni, Co, Cr, Fe , sowie unter den SiIicoaluminaten, der Aktivkohle und Zementen und noch vorzugsweiser unter den Silikaten ausgewählt.

Das erfindungsgemasse Verfahren zur Herstellung von Stärkekleistern für Wellpappe unter Verwendung der Ab-

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wasser von Flexographiedruckmaschinen ist daher dadurch gekennzeichnet, dass entweder den bei der Herstellung dieser Kleister zur Verwendung kommenden Bestandteilen, d.h.insbesondere der Stärke (nämlich dem Träger oder der bei der Herstellung der Kleister verwendeten Stärkemilch), oder dem zum Waschen der Flexographiedruckmaschinen benutzten Wasser, vor dem Einbringen der Abwasser und unter den normalen pH-Verhältnissen der herzustellenden Kleister einerseits zumindest einer der weiter oben definierten Stoffe, insbesondere einer der Stoffe der bevorzugten Gruppe und andererseits eventuell ein Alkali zugefügt wird, wobei die Anteile an oben definiertem Stoff und eventuellem Alkali so gewählt werden, dass das Auftreten der oben beschriebenen Nachteile vermieden wird.

Der erfindungsgemässe Stoff, der bei der Herstellung der Stärkekleister für Wellpappe die Verwendung der Abwasser, die zum Waschen der Flexographiedruckmaschinen gedient haben ermöglicht und der unter den normalen pH-Verhältnissen der herzustellenden Kleistern entweder in die Abwässer oder in eines der zur Herstellung des Kleisters vorgesehenen Ausgangsprodukte, insbesondere die Stärke eingebracht wird, wird aus der oben definierten Gruppe gewählt und insbesondere aus der oben definierten vorzugsweisen Gruppe.

Die erfindungsgemäss bei der Vorbereitung von Kleistern zur Herstellung von Wellpappe unter Verwendung der beim Waschen von Flexographiedruckmaschinen benutzten Abwässer zur Verwendung kommende Stärke enthält zu mindest einen der der oben definierten Gruppe angehörenden Stoffe und insbesondere einen Stoff der oben als vorzugsweise definierten Gruppe, wobei der Anteil an diesem Stoff derartig gewählt wird, dass eventuell die Anwesenheit einer bestimmten Menge Alkali, die nachteiligen, von den Flexographietinten herrührenden Einwirkungen auf die Viskosität und den Gelatinisierungspunkt der Kleister vermeidet.

Die nachfolgende Erläuterungen und Ausführungsbeispiele ermöglichen ein noch besseres Verständnis der Erfindung, ohne dieselbe zu beschränken.

Der Anteil an erfindungsgemäss zur Anwendung kommenden Stoffen hängt von der Natur dieser Stoffe ab und von

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dem Gehalt der Tinte, der vom Waschen der Flexographiedrucknaschinen herrührenden Wasser, die bei der Herstellung des Kleic'-ers verwendet werden.

Mit Bezugnahme auf die Gesamtmenge an Stärke zur Herstellung desKleisters und an oben definiertem Stoff liegt der Anteil an diesem Stoff, abgesehen von dem Fall, wo es sich um ein Silikat handelt, bei etwa 0,01 bis 10 Gew.%, vorzugsweise bei 0,05 bis 5 Gew.%.

Handelt es sich um ein Silikat, liegt dieser Anteil bei 0,01 bis 49, vorzugsweise bei 0,05 bis 20 und noch vorzugsweiser bei 0,1 bis 6 Gew.% mit Bezugnahme cuf die Gesamtmenge Stärke und Silikat.

In den Fällen, wo es notwendig ist, ein Alkali gleichzeitig mit obengenanntem erfindungsgemäss zur Anwendung kommenden Stoff einzubringen, wird der Anteil an Alkali genügend hoch gewählt, um die Abweichung des Ge latinisierungspunktes zu korrigieren; die Korrektur der Abweichung des Gelatinisierungspukts ist Mussvorsehrift, denn sonst wäre es notwendig, die Kennzeichen des Klebevorganges und die Geschwindigkeit der Maschinen zur Herstellung der Wellpappe abzuändern.

Wenn der erfindungsgemäss zur Anwendung kommende Stoff aus einem bevorzugten Natrium-, Calcium-, und/oder Kaliumsilikat besteht, ist es nicht notwendig, auf ein Alkali zurückzugrei fen.

Weiterhin ist die obere Grenze des Anteils an Silikat nicht kritisch; ein Überschuss an Silikat wirkt sich nicht nach teil ig aus.

Die erfindungsgemäss zur Anwendung kommenden Zusatzstoffe werden den bei der Herstellung der Kleister benutzten Ausgangs produkten zugeführt, insbesondere der Stärke (Stärkemilch oder Träger) oder auch den Abwässern, die vom Waschen der Flexographiemaschinen herrühren, wobei diese Stoffe in flüssiger oder fester Form in Anwendung kommen.

Die obengenannten Natrium-Calcium-, und/oder Kaliumsilikate liegen je nach Silikat entweder in flüssiger oder auch in fester Form als Pulver vor.

Diese Silikate können demzufolge der Stärke oder auch dem Träger oder auch der Stärkemilch unter einer dieser bei-

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den Formen zugefügt werden. Die Einbringung der Silikate in die Stärke durch Zerstäubpn oder durch Mischen,wenn es sich um Pulver handelt, ist auch möglich. Die pulverförmigen Silikate weisen keine freie Alkalinität auf, die eine Lagerung der Stärke, mit der sie gemischt werden, nachteilig beeinflussen könnte.

Die in Frage kommenden Silikate können allen "Moduln" (Verhältnis Silicium/Natriumoxyd, Si 1icium/Calciumoxyd und/ oder SiIi cium/Kaliumoxyd) entsprechen. Beispielsweise können die üblicherweise zur Verfügung stehender Silikate verwendet werden, bei denen derMoaul zwischen zwei und 2,4 bei den Natriumsilikaten und zwischen 3 und 3,5 bei den Kaliumsilikaten liegt.

Die mit Hilfe der Silikate erzielten Ergebnisse sind derartig gut, dass die Abwässer, die vom Waschen der Flexographiedruckmaschinen herrühren, nicht nur bei der Herstellung des Trägers oder der Stärkemilch beim Stein-Hall-Verfahren verwendet werden können, sondern auch bei der Herstellung der Stärkekleister "ohne Träger" oder "nocarrier", sowie bei den kontinuierlichen Vorbereitungen, insbesondere mit GeIatinisierung des Primärteils bei erhöhter Temperatur.

Ein in seiner erfindungsgemässen Anwendung besonders interessantes Produkt besteht aus einer Mischung der zur Herstellung der Kleister vorgesehenen Stärke mit einem Silikat, wobei der Anteil an Silikat derartig gewählt wird, dass die Herstellung <Jer Kleister unter Verwendung der Abwässer, die vom Waschen der Flexographiedruckmaschinen herrühren, ermöglicht wird; dieser Anteil liegt bei 0,01 bis 49, vorzugsweise bei 0,05 bis 20 und noch vorzugsweiser bei 0,1 bis 6 Gew.% mit Bezugnahme auf die Gesamtmenge Stärke und Silikat.

Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung ohne sie zu beschränken.
Beispiel 1

Vorbereitung eines Kleisters zur Herstellung einer doppelseitigen Wellpappe. Zuerst wird eine Stärkemilch mit Hilfe von 450 Litern Wasser, sowie 50 Kg Stärke

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hergestellt. Die Temperatur dieser Stärke wird auf 45°C gebrach t .

Weiterhin werden 9 kg reines Natriumoxyd in 20 Liter Wasser gelöst. Die so erhaltene Lösung wird der obigen Stärkemilch zugeführt, wodurch die GeIatinisierung der Stärke hervorgerufen wird ; der so erhaltene "Träger" oder "Primär-Stärke" ist nach einem 15-minütigem verhältnismässig energischem Rühren einsatzbereit . Es werden 700 Liter Wasser und dann 250 Kg Stärke und schliesslich 6 Kg Borax zugefügt, wobei diese drei Bestandteile die Stärkemilch oder "Sekundärstärke" ergeben.

Nach 15 Hinucen Rühren stellt sich eine Lory-ViskosiLät von 19 Sekunden ein, eine Brookfield-Viskositat von 290 Centipoisen, sowie ein Gelatinierungspunkt von 54°C.

Im Rahmen eines zweiten Experiments wird das Wasser der Sekundärstärke durch ein Wasser ersetzt, welches 4 % Flexographietinte enthält, wobei diese Tinte aus Chromgelb "1" besteht. Die Lory-Viskositat ist daraufhin nicht mehr messbar und die BrookfieldrViskositat steigt auf 29000 Centipoise ; der Gelatinierungspunkt beträgt 58°C.

Es ist ersichtlich, dass das Verhalten dieses Kleisters durch die Anwendung eines eine Flexographietinte enthaltenden Wassers besonders nachteilig - beeinflusst wird.

Im Rahmen eines dritten Experiments wird die Flexographietinte des zweiten Experiments beibehalten und bei der Herstellung der Sekundärstärke eine trockene Mischung enthaltend 99,4% Stärke und 0,6% wasserfreies Calciumsulfat verwendet. Der "Viskositätsschock" des zweiten Experiments wiederholt sich nicht. Die Lory-Viskosität

beträgt 18 Sekunden, die Brookfield-Viskosität 250 Centipoisen'. Der Ge lat inis ierungspunkt liegt jedoch bei 60^eC und muss mit Hilfe von Natriumhydroxyd korrigiert werden. Aus diesem Experiment geht hervor, dass.durch Anwendung von Calciumsulfat und Natriumhydroxyd die nachteilige Wirkung der Flexographietinte vermieden wird.

Im vorliegenden Fall waren 10,8 Na triumhydroxyd notwendig.

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ORIGINAL INSPECTED

Beispiel 2

Wie bei Beispiel 1, werden drei Versuche durchgeführt, d.h. ,

- ein erster Versuch (1) mit einer üblichen Formulierung,

- ein zweiter Versuch (2) bei dem das Wasser der Sekundärstärke durch ein Wasser ersetzt wird, welches 4% Flexographietinte bestehend aus Chromgelb "3" enthält, und

- ein dritter Versuch (3) bei dem die Stärke durch ein Gemisch enthaltend 99,5% Stärke und 0,5% wasserfreies Calciumsulfat ersetzt ist.

Die Ergebnisse der bei diesen Versuchen durchgeführten Messungen sind in der Tabelle II aufgezeichnet.

Tabelle II

	Lory- VisKosität (Sekunden)	Brookfield Viskosität (Csntipoise )	Gelatinie- rungspunkt (⁰C)
Versuch ( 1) Versuch [2) Versuch (3)	19 39 18	280 780 240	54 58 58

Die Schlussfolgerungen sind identisch mit denen aus Beispiel 1 Es ist notwendig, eine zusätzliche Menge Natriumhydroxyd (etwa 1,7 kg) zuzufügen. Das Calciumsulfat ermöglicht unter diesen Bedingungen die nachteilige Wirkung der Chrc.ngelb tinte auszugleichen.
Beispiel 3

Die Versuche entsprechen denen des Beispiels 1, wobei jedoch bei Versuch 3 die Mischung enthaltend .99,4% Stärke und 0,6% Calciumsulfat durch eine Mischung enthaltend 99% Stärke und 1% CaIciumoxalat ersetzt wird.

Bei diesem Versuch (3), beträgt die Lory-Viskositat 20 Sekunden, die Brookfield-Viskositat 280 cp und der GeIatinisierungspunkt ist 59,5°C.

Das Verhalten des CaIciumoxalats entspricht also demjenigen des C3IciumsuIfats, d.h. es ist notwendig,

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etwas Natriumhydroxyd zuzufügen (etwa 1,6 kg), um die nachteiligen Auswirkungen der Tinte auszugleichen. Beispiel 4

Die Versuche entsprechen denen des Beispiels 1, wobei bei Versuch (3) die Mischung enthaltend 99,4% Stärke und 0,6% Calciumsulfat durch eine Mischung enthaltend 98,25% Stärke und 1,75% Magnesiumsulfat ersetzt wird.

In diesem Versuch (3) beträgtdie Lory-Viskositat 22 Sekunden, die Brookfie 1d-Viskositat 410 cp und der Gelatinisierungspunkt ist 61°C. Die Viskositätswerte sind annehmbar, aber es ist erneut notwendig, Natriumhydroxyd zuzufügen,um den Ge latinisierungspunkt zu korrigieren.(etwa 1,39 Kg Na triumhydroxyd ) .
Beispiel 5

Die Versuche entsprechen denen des Beispiels 1, wobei jedoch in Versuch (2) die Chromgelb tinte "1" durch eine organge-farbene Tinte (bekannt als'Orange 802" der Marke MILLORY) ersetzt wird; diese Tinte wirkt sich noch nachteiliger gegenüber dem Kleister aus, als die Tinten mit Chromgelb. Im Versuch (3) wird eine Mischung enthaltend 95% Stärke und 5% des Sulfats Fe₂(S0₄)₃ verwendet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle III aufgezeichnet.

TABELLE III

	Lory- Viskosität (Sekunden)	Broo kfield Viskosität (Centipoise )	Gelatinie- rungspunkt (⁰C)
Versu ch C1) Versuch (2] Versuch (3)	19 nicht messbar 18	290 34 800 470	54 53 69

Die Textur des Kleisters ist etwas kurz, wobei der Kleister jedoch an sich gut ist. Der Gelatinisierungspunkt liegt jedoch zu hoch. Es ist notwendig, den Gelatinisier ungspunkt mit Hilfe von Natriumhydroxyd zu korrigieren, wobei bedeutende Mengen an Natriumhydroxyd notwendig sind ; vom praktischen Standpunkt aus gesehen ist also dieses Sulfat bei der getesteten Tinte nicht interessant.

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Beispiel 6

Die Versuche entsprechen denen des Beispiels 5, wobei im Versuch (3) die Mischung aus Stärke und Sulfat durch eine Mischung enthaltend 99% Stärke und 1% Natriumsilikat (in Form eines Pulvers mit dem Modul 2,06) ersetzt wird. Die Lory-Viskosität beträgt 18 Sekunden. Die Brookfield-Viskosität beträgt 260 cp; der Ge latinisierungspunkt von 56⁰C ist fast normal.

Aus diesem Beispiel geht hervor, dass das Natriumsilikat ganz besonders vorteilhaft ist, da es die Korrektur von gleichzeitig Viskosität und Gelatinisierungs punkt ermöglich t.
Beispiel 7

Die Verhältnisse entsprechen denjenigen des Beispiels 6, wobei jedoch 2% desselben Natriumsilikats an Stelle von 1% zur Verwendung kommen.

Die Lory -Viskosität beträgt 16 Sekunden. Die Brookfield-Viskosität beträgt 230 cp. Der Ge latinisierungspunkt beträgt 55°C.

Diese Werte liegen nahe bei denen des Beispiels Ein Überschuss an Natriumsilikat wirkt sich demzufolge nicht nachteilig auf den Kleister aus. Beispiel 8

Die Verhältnisse entsprechen denen des Beispiels 7, wobei jedoch keine Flexographietinte des Typs Orange zugefUg t wird.

Die Lory-Viskositat beträgt 19 Sekunden. Die

Brookfie ld-Viskositat beträgt 250 cp. Der GeIatinisierungspunkt beträgt 54°C.

Die Formulierung wird also keineswegs durch die Anwesenheit von Natriumsilikat nachteilig beeinträchtigt. Die Anwendung dieses Silikats kann demzufolge verallgemeinert werden, ob Abwässer verwendet werden, die zum Waschen von Flexographiedruckmaschinen gedient haben oder nicht.

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-/IS-

Beispiel 9

In diesem Beispiel wurde das Wasser, welches zum Waschen der Flexographiedruckmaschinen gedient hatte, einerseits bei der Vorbereitung der Priraärstärke oder Trager und andererseits bei Vorbereitung der Sekundärstärke verwendet, wobei der hergestellte Kleister ein nach dem Stein-Hall-Verfahren hergestellter Kleister des "doppelseitigen" Typs war.

Die Primärstärke oder Träger wird mit Hilfe eines Wassers vorbereitet, welches 4% Flexographietinte des Typs Orange enthält und mit Hilfe eines Gtiiisch enthaltend 98% Stärke und 2% Natriumsilikat, wobei die anderen Bedingungen denen des Beispiels 7 entsprechen.

In anderen Worten, wird der "Träger" aus folgenden Bestandteilen hergestellt:

- 450 1 Abwasser

50 kg Mischung aus Stärke und Silikat 9 kg reines Natriumhydroxyd

wobei die Verhältnisse diejenigen des Beispiels 1 sind und wobei die Sekundärstärke sich wie folgt zusammensetzt :

- 700 1 Abwasser, von der Flexographiemaschine

kommend

- 250 kg obengenannter Mischung aus Stärke und Silikat

- 6 kg Borax.

Die Lory-Viskositat des so erhaltenen Kleisters beträgt 19 Sekunden. Die Brookfield-Viskositat beträgt 460 cp. Der GeIatinisierungspunkt beträgt 58°C. Man stellt also ein leichtes Abweichendes Ge latinisierungspunktes fest. Wenn gewünscht, kann diese Abweichung mit etwas Natri'imhydroxyd (etvra 1 kg) korrigiert werden. In der Praxis ist das nicht oft notwendig, da die vorliegenden experimentalen Bedingungen strenger sind als in der Praxis und da die industriellen Abwasser sich weniger nachteilig auswirken als das im vorliegenden Beispiel verwendete Wasser

Beispiel 10

Im Rahmen dieses Beispiels kommt eine Formulierung des Typs "Mo-Carrier" oder Kleister ohne"Träger" zur Anwendung .

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Bei der Herstellung dieses Kleisters wird eine Stärkemilch hergestellt, sowie eine Natriumhydroxydlösung, worauf beide derartig gemischt werden, dass die Temperatur der Mischung bei 39°C liegt und dass das Verhältnis an Natriumhydroxyd im vorliegenden Fall bei 3,56 Gew.% mit Bezugnahme auf die handelsübliche Stärke liegt.

Die Stärkemilch wird mit Hilfe von 225 kg Stärke und 705 1 Wasser hergestellt.

Im Rahmen eines erster. Versuchs wird das mit Leitungswasser erhaltene Produkt während einer Zeitspanne "x" der Einwirkung ries Natriumhydroxyds ausgestzt, wobei diese Zeitspanne gross genug gewählt ist, dass die Brabender-Viskositat 300 Einheiten beträgt. Diese Zeitspanne "x" wird gemessen. Im Rahmen eines zweiten Versuchs wird der Kleister mit Hilfe einer Stärkemilch hergestellt, die aus Stärke und einem Wasser, welches 4% Flexographietinte des Typs "Orange 802" enthält, besteht . Die Zeitspanne "x" wird erneut gemessen.

Im Rahmen eines dritten Versuchs wird die zur Herstellung des Kleisters notwendige Milch ausgehend von einer Mischung enthaltend 97% pulverförmige Stärke und 3% pulverförmiges Natriumsilikat mit einem Modul von 2,06 hergestellt, wobei das zur Anwendung kommende Wasser 4% Flexographietinte enthält. Diese Milch wird mit Natriumhydroxyd behandelt. Es wird erneut die Zeitspanne "x" gemessen.

Im Rahmen eines vierten Versuchs wird in identische! Weise zu Versuch 3 vorgegangen, mit Ausnahme davon, dass das zur Anwendung kommende Wasser keine Flexographietinte enthält. Die Zeitspanne "x" wird erneut gemessen.

Die Werte, die für "x" gemessen wurden, stehen in der nachfolgenden Tabelle IV.

TABELLE IV

	ter	Versuch (Vergleich)	Zei	tspanne "x"	Minuten	währen der
	iter	Ve rs uc h	das	Natriumhyd	in QueIlen	roxyd ein-
	tter	Ve rs uc h	wirkt (300 B.E	Minuten	. )
Ers	r t er	Versuch	22	Minuten
Zwe		ke
Dri		21
Vie		26

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Aus den in Tabelle 4 aufgezeichneten Ergebnissen
geht hervor, dass die Empfindlichkeit der Kleister gegenüber dem Natriumhydroxyd im ersten und dritten Versuch
einander sehr gleichen. In anderen Worten, wird eine gute Viskosität nach einer gleichen Zeitspanne erzielt.

Mit Hilfe des Natriumsilikats ist es möglich, die sehr nachteilige Wirkung der Tinte zu korrigieren, welche im Rahmen des zweiten Versuchs jegliches Quellen verhindert.

Im Rahmen des vierten Versuchs wird festgestellt, dass das Natriumsilikat bei Abwesenheit von Tinte praktisch keine Auswirkung auf das Verhalten des Produktes hat.

Dieselben Messungen werden durchgeführt, mit Hilfe einer Formulierung, die denen entspricht, die in der Industrie zur Anwendung kommen.

Diese Formulierung wird wie folgt hergestellt.

- 225 kg Stärke in 705,1 Wasser, wobei die Temperatur auf 36°C gebracht wird,

- 8 kg Na triumhydroxyd in 215 1 Wasser, wobei die Lösung auf 54°C gebracht wird.

Die beiden vorhergehenden Lösungen werden miteinander vermischt; die Temperatur beträgt daraufhin 39°.

Mit Hilfe der so erhaltenen Mischung werden vier
Versuche durchgeführt, die den vorhergehenden entsprechen und bei denen die Zeitspanne "x" auf 20 Minuten mit Hilfe von 3,56% Natriumhydroxyd festgesetzt wird; nach dieser
Zeitspanne von 20 Minuten werden 4,5 kg Borsäure zugefügt. Es werden die Lory- und Brookfield-Viskositaten gemessen, sowie der Gelatinisierungspunkt.

Die so erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle V aufge führ t.

TABELLE V

	Versuch (Vergleich]	Lory-	Brookfield	Ge 1 atinie-
	Versuch	Viskrsität	Viskosität	run ς spun kt
	Versuch	(Sekunden]	(Centipoise ]	(⁰C)
Erster	Versuc η	10	780	50
Zweiter	kein		rchführbsr
Dri tter	11		55
Vierter	11,5		50,5

		Quellen - undu


1 280
1 000

030 0 29/054

Aus den in Tabelle V aufgezeichneten Ergebnissen geht hervor, dass durch die Anwesenheit des Na tr iuins il ikats das Quellen in Anwesenheit von Natriumhydroxyd etwas gebremst wird; die Endviskosität ist jedoch etwas höher, wenn keine Tinte anwesend ist ( Versuch 4).

In Anwesenheit von Tinte (Versuch 3), ist die Lory-Viskositat sehr gut. Die Textur des Kleisters ist etwas kurzer. Der Gelatinisierungspunkt liegt höher, aber die Quellungsdauer ist stabilisiert, nies muss betont werden.
Be is piel 11

Es werden die selben Versuche durchgeführt wie in Beispiel 1, d.h.:

- ein erster Versuch (1) mit einer üblichen Formulierung

- ein zweiter Versuch (2), bei dem das Wasser der Sekundärstärke durch ein Wasser ersetzt wird, welches 4% Flexographietinte des Typs ROUGE 824 (Marke MILLORY) ersetzt wird *

- ein dritter Versuch (3), bei dem die Stärke

durch ein Gemisch enthaltend 98% Stärke und 2% Portland-Zement

Die Ergebnisse der Messungen sind in der Tabelle VI aufgezeichnet.

TABELLE VI

	Lory- Viskosität (Sekunden]	Brookfield Viskosität (Centipoise )	Gel at inie- rungspunkt
Versuch (1) Versuch (2) Versuch (3)	19 nicht messbar 43	260 14 200 410	54 - 59 55.5

Aus diesen Ergebnissen geht hervor, dass der Portland-Zement kaum aktiv ist; da jedoch die Mischungen von Flexographietinten, die im allgemeinen in

Abwässern, die vom Waschen von Flexographiemaschinen herrühren, enthalten sind, eine viel weniger nachteilige Wirkung ausüben, als die im vorliegenden Versuch be-

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nutzte Tinte, ist es in der Praxis möglich, einen derartigen Zement bei der Anwendung von industriellen Abwässern zu verwenden.

Beispiel 12

Es werden die gleichen Versuche wie im Beispiel 1 durchgeführt, d.h.

- ein erster Versuch (1) mit der üblichen Formulation

- ein zweiter Versuch (2) bei dem das Wasser der Sekundärstärke durch ein Wasser ersetzt wird, welches 4% Flexographietinte des Typse ROUGE 824 (Marke MILLORY) enthält und

- ein dritter Versuch (3), bei dem die Stärke durch ein Gemisch enthaltend 99% und 1% Aktivkohle in Pulverform (Firma CECA S.A. - 78140 VeIizy-Villacoublay) ersetzt wird.

' Die erzielten Ergebnisse sind in der Tabelle VII aufgezeichne t.

TABELLE VII

	Lory- VisKosität (Sekunden)	Brookfield Viskosität (Centipoise )	Gelati nie- rungspunkt [⁰C)
Versuch (1] Versuch (2) Versuch (3)	19 nicht messbar 43	280 14 200 550	54 59 57

Aus diesen Ergebnissen geht hervor, dass die Aktivkohle sich wie etwa der Portland-Zement nach Beispiel 11 verhält. Die Wirkung der Aktivkohle scheint jedoch weniger klar im Zusammenhang mit dem Gelatinisierungspunkt zu sein und es kann in der Praxis eventuell notwendig sein, den Gelatinisierungspunkt durch Zufügen einer gewissen Menge Alkali zu korrigieren.

Π30029/0549

Claims

Case 0416-79-05

PATENTANSPRÜCHE

/ 1.I Verfahren zur Herstellung von gegenüber Tinten unempfindlichen Stärkekleistern, insbesondere von Stärkekleistern zur Herstellung von Wellpappe mit Benutzung der Abv/ässer, die vom Waschen von ϊ iexograph iedrucktnasch inen herrühren, dadurch gekennzeichnet, dass entweder den bei der Herstellung dieser Kleister zur Verwendung kommenden Bestandteilen, d.h. insbesondere der Stärke (nämlich dem Träger oder der bei der Herstellung der Kleister verwendeten Stärkemilch) oder den vom Waschen der Flexographiedruckmaschinen herrührenden Abwässern vor dem Einbringen der Abwasser und unter den normalen pH-Verhältnissen der herzustellenden Kleister einerseits zu mindest einer der Zusatzstoffe der Gruppe umfassend die Salze und Oxyde von Ca, Mg, Mn, Ni, Bai Co, Cr, Al, Fe , Zn, Sr, Pb, Sn, Ti, V, Cu, Mo, Cd, Sb, W, Bi ,SiIicoaluminate, Aktivkohle, Zemente und Silikate und andererseits gegebenenfalls ein Alkali zugefügt wird, wobei die Mengen an Zusatzstoff und gegebenenfalls Alkali derartig gewählt werden, dass störende Modifizierungen des Gelatinierungspunktes sowie der Viskosität des Kleisters vermieden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der eingesetzte Zusatzstoff aus der Gruppe, umfassend die Salze und Oxyde von Ca, Mg, Mn, Ni, Co, Cr, Fe , sowie SiIicoaluminate, Aktivkohle und Zemente, ausgewählt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der eingesetzteZusatzstoff aus einem Silikat besteht.
4. Zusatzstoff ,ermöglichend, bei der Herstellung von Stärkekleister für WeIlpappe,die Abwässer,die zum Waschen der Flexographiedruckmaschinen gedient haben, zu verwenden, und der unter den normalen pH-Verhältnissen der herzustellenden Kleister entweder in die Abwasser oder in einesder zur Herstellung des Kleisters vorgesehenen Ausgangsprodukte, insbesondere die Stärke,eingebracht

030029/0549 ORIGINAL INSPECTED

wird, wobei dieser Zusatzstoff aus der Gruppe, umfassend die Salze und Oxyde Ca, Mg, Mn. Ni, Ba, Co, Cr,Al, Fe , Zn, Sr, Pr, Sn, Ti, V, Cu, Mo, Cu, Sb, W, Bi, sowie Silicoaluminate, Aktivkohle, Zemente und Silikate ausgewählt ist.
5. Zusatzstoff nach Anspruch 4,ausgewählt aus der Gruppe umfassend die Salze und Oxyde von Ca, Mg, Mn, Ni, Co, Cr,

Fe , sowie Silicoalmuinate, Aktivkohle und Zemente.
6. Zusatzstoff nach Anspruch 4, bestehend aus einem Silikat .
7. Verwendung zur Herstellung von Stärkekleistern, insbesondere für die Herstellung von Wellpappe unter Verwendung vom Waschen von Flexographiedruckmascη inen herrührender Abwasser von Stärke ,enthal tend eine wirksame Menge eines Zusatzstoffes nach einem der Ansprüche 4 bis
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge Zustatzstoff soweit es sich nicht um ein Silikat handelt, 0,01 bis 10, vorzugsweise 0,05 bis 5 Gew.% beträgt, bezogen auf die eingesetzte Gesamtmenge an Stärke und Zusatzstoff.
9. Verfahen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die eingesetzte Menge Silikat 0,01 bis 49, vorzugsweise 0,05 bis 20 Gew.% beträgt, bezogen auf die eingesetzte Gesamtmenge an Stärke und Silikat.
10. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die eingesetzte Menge an Silikat 0,1 bis 6 Gew.% beträgt bezogen auf die eingesetzte Gesamtmenge an Stärke und Silikat.
11.Verwendung nach Anspruch 7 einer Stärke,enthaltend einen Zusatzstoff,ausgenommen ein Silikat in einer Menge von 0,01 bis 10, vorzugsweise von 0,05 bis 5 Gew.% bezogen auf die eingesetzte Gesamtmenge an Stärke und Zusatzstoff.
12 .Verwendung nach Anspruch 7 einer Starke, enthaltend als Zusatzstoff ein Silikat in einer Menge von 0,01 bis 49, vorzugsweise von 0,05 bis 20, insbesondere von 0,1 bis 6 Gew.% bezogen auf die eingesetzte Gesamtmenge an Stärke und Silikat.

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