DE68917577T2 - Stärke-Klebstoff von hoher Konzentration. - Google Patents

Stärke-Klebstoff von hoher Konzentration.

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    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • C09J103/02Starch; Degradation products thereof, e.g. dextrin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2666/00Composition of polymers characterized by a further compound in the blend, being organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials, non-macromolecular organic substances, inorganic substances or characterized by their function in the composition
    • C08L2666/02Organic macromolecular compounds, natural resins, waxes or and bituminous materials

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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Stärkeklebstoff mit hoher Konzentration an Stärke und über einen langen Zeitraum stabiler Viskosität und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • In der papierverarbeitenden Industrie wird üblicherweise ein durch Dispergieren von Stärke in Wasser, einem Alkohol oder ähnlichem und Gelieren durch Hitze, Dampf oder ähnliches hergestellter Klebstoff verwendet. Es ist schwierig, einen Stärkeklebstoff von hoher Konzentration herzustellen, da seine Viskosität bei geringer Temperatur groß wird. Um einen Stärkeklebstoff von hoher Konzentration zu erhalten, muß die gelierte Lösung warm gehalten werden, oder es muß als Träger modifizierte Stärke oder Dextrin verwendet werden. Die Stärke warm zu halten, erfordert geeignete Einrichtungen und die Verwendung von bearbeiteter Stärke oder Dextrin weist Probleme, wie hohe Kosten und Verminderung der Klebkraft, auf.
  • Ein bei der Herstellung von Wellpappe verwendeter Laminierungsklebstoff mit relativ hoher Konzentration wird mit dem Stein-Hall-Verfahren (nachstehend als SH-Verfahren bezeichnet) hergestellt, bei dem ein eine durch eine Base oder durch Hitze vollständig gelierte stärkepaste umfassender Trägerteil mit dem Hauptstärketeil vermischt wird, der ungelierte Stärke ist.
  • Der zum Erhalt des Hauptstärketeils, zur Verhinderung der Gelierung und Erhöhung der Fluidität verwendete Träger wird durch Zugabe von Natriumhydroxid zu Rohstärke, bearbeiteter Stärke oder Stärke mit hohem Amylosegehalt, wobei die Menge an Natriumhydroxid 10 bis 16 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Stärke, beträgt und Lösen der Stärke unter Erhitzen auf 50 bis 60ºC hergestellt. jedoch kann eine höhere Trägerkonzentration als 15 % nicht erreicht werden, da die Viskosität sogar in Gegenwart von Natriumhydroxid hoch ist. Weiter wird, obwohl eine stabile Paste im Anfangsstadium der Herstellung erhalten werden kann, die Hauptstärke durch in dem Träger enthaltenes Natriumhydroxid allmählich gequollen, was die Viskosität erhöht. Daher ist die Hauptstärkekonzentration eingeschränkt. Unter diesen Umständen beträgt die maximale Gesamtstärkekonzentration der mit dem SH-Verfahren hergestellten Klebstoffe 25 %.
  • Ein solcher Klebstoff mit geringer Konzentration, der einen hohen Wassergehalt aufweist, verringert die Klebegeschwindigkeit und verzögert das Trocknen der Klebeschicht im Klebeschritt. So wird das zu klebende Material, wie Papier, durch die Absorption von Wasser gequollen, was Probleme, wie Verziehen, bewirkt. Ein anderes Problem des Klebstoffs mit geringer Konzentration ist, daß viel Energie zum Eindampfen von Wasser erforderlich ist.
  • Verschiedene Verfahren wurden zur Stabilisierung der Viskosität der mit dem SH-Verfahren hergestellten Klebstoffe und zur Erhöhung von deren Konzentration vorgeschlagen. Zum Beispiel ein Verfahren, bei dem Rohstärke mit einer mit Säure behandelten Stärke, oxidierten Stärke oder Dextrin gemischt wird, um einen Trägerteil zu bilden [japanische Patentveröffentlichung zu Einspruchszwecken (nachstehend als "J.P. KOKOKU" bezeichnet) Nr. 55-35076], ein Verfahren, bei dem eine veretherte Stärke oder mit Hypochlorit oxidierte Stärke zur Herstellung eines Trägerteils verwendet wird (J.P. KOKOKU Nr. 54-1575 und 56-43268), und ein Verfahren, bei dem Stärke mit Perborat oxidiert wird, um einen Träger mit niedriger Viskosität zu bilden [japanische ungeprüfte Patentanmeldung (nachstehend als "J.P. KOKAI" bezeichnet) Nr. 56-129278]. Bei diesen Verfahren wird die Viskosität des Trägerteils durch Oxidation oder ähnliches verringert, um die Konzentration des Klebstoffs zu erhöhen. Jedoch kann, sogar wenn Natriumhydroxid bei diesen Verfahren verwendet wird, eine größere Konzentration als 30 % nicht erhalten werden. Zusätzlich wird die Klebkraft durch die Oxidation der Trägerstärke vermindert. Bei einem anderen Verfahren, bei dem Stärke mit hohem Amylosegehalt als Trägerstärke verwendet wird, ist die Erhöhung der relativen Menge von Amylose in der Stärke mit hohem Amylosegehalt in bezug auf die Bildung beschränkt und zusätzlich geliert die Paste stark bei niedriger Temperatur, wenn die relative Menge der Amylose erhöht wird. Unter diesen Umständen wird häufig leicht oxidierte Stärke oder Stärke mit hohem Amylosegehalt und niedriger Viskosität als Träger mit hoher Konzentration verwendet. Jedoch ist sogar in einem solchen Fall die Zugabe einer starken Base, wie NaOH oder KOH in großer Menge unerläßlich, um die Gelierung der Paste zu verhindern, ihre Fluidität aufrechtzuerhalten und die Hauptstärkebeibehaltungskapazität zu erhöhen. Wenn eine solche Base verwendet wird, wird die zum Trägerteil gegebene nichtgelierte Hauptstärke durch die in großer Menge verwendete Base gequollen, wobei die Viskosität des Klebstoffs instabil wird. Ein Verfahren, bei dem modifizierte Stärke unter hohem Druck gebildet wird, ist in J.P. KOKAI Nr. 51-151345 offenbart. Jedoch weist das Produkt sogar bei hoher Temperatur hohe Viskosität auf und kann bei Umgebungstemperatur nicht als Klebstoff verwendet werden.
  • DD 234 428 offenbart ein Gemisch aus Stärke und Emulgator (wie einem Fettsäuremonoester) und Wasser, das, wenn es auf eine Temperatur von 90 bis 120ºC erhitzt wird, nicht geliert, sondern eine Stärke bildet, die in siedendem Wasser dispergierbar ist. Es ist für das in diesem Dokument offenbarte Verfahren entscheidend, daß die Stärke nicht geliert, sodaß die Temperaturbehandlung für das Stärkegemisch nicht über 120ºC und länger als 20 Minuten sein darf.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, einen Stärkeklebstoff mit hoher Konzentration mit folgenden Vorteilen bereitzustellen: der Klebschritt kann rasch beendet werden; Qualitätsprobleme durch Quellen und Trocknen des zu klebenden Materials, die durch Wasser bewirkt werden, können gelöst werden; die im Klebeschritt benötigte Hitze kann vermindert werden; und die Viskosität des Klebstoffs bleibt nach dem Mischen mit der Hauptstärke zeitabhängig unverändert.
  • Die Aufgabe wird durch einen Stärkeklebstoff hoher Konzentration gelöst, erhältlich durch Behandeln einer Stärkeaufschlämmung, die einen Fettsäuremonoester oder -diester eines Polyethylenglykols der folgenden allgemeinen Formel
  • in der n eine Zahl von 10 bis 200 darstellt, und R und R' jeweils einen gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Rest mit 7 bis 31 Kohlenstoffatomen bedeutet, oder einen Aldehyd, ausgewählt aus Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd, Butanal, Isobutanal, Glyoxal, Acrolein, Crotonaldehyd, Propiolaldehyd und Benzaldehyd, umfaßt, bei einer Temperatur von 100ºC oder höher, bis eine gelierte Lösung gebildet ist, und dann Suspendieren von ungelierter Stärke in der gelierten Lösung.
  • Die Erfinder haben weiter festgestellt, daß die bei einer Temperatur von 100ºC oder höher behandelte Stärkeaufschlämmung auch an sich als Stärkeklebstoff mit hoher Konzentration geeignet ist.
  • Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung solcher Stärkeklebstoffe bereit.
  • Die bei der vorliegenden Erfindung verwendete Stärke kann jede der üblicherweise beim SH-Verfahren verwendeten sein. Sie schließen zum Beispiel Mais-, Weizen-, Reis-, Kartoffel-, Süßkartoffel-, Tapioka- und Sagostärken, sowie oxidierte Substanzen davon, kationische Stärken, veretherte Stärken und veresterte Stärken ein. Wasser, ein Alkohol oder ein Gemisch davon wird zur Herstellung der Aufschlämmung der Stärke verwendet. Der Alkohol ist zum Beispiel Ethanol oder Methanol.
  • Die Trägerkonzentration in der vorliegenden Erfindung kann die Maximalkonzentration sein, soweit die Stärke in einer eine Aufschlämmung bildenden Flüssigkeit, wie Wasser, dispergiert werden kann und soweit sie in die Form einer Flüssigkeit übergeführt werden kann. Sie beträgt zum Beispiel 30 bis 60 %.
  • Die Gelierungstemperatur ist 100ºC oder höher, vorzugsweise 150ºC oder höher, aber geringer als 210ºC. Bei einer niedrigeren Temperatur als 150ºC wird die Viskosität der Stärke herabgesetzt, während bei 210ºC oder darüber übermäßige Zersetzung auftritt. Üblicherweise wird die Stärke mit Wasserdampf oder ähnlichem bei 100 bis 180ºC mit einem Jet-Kocher geliert. Der Dampf wird nicht sofort verflüssigt und vermindert in einem solchen Fall nicht die Viskosität der Stärke.
  • Die Gelierungszeit beträgt üblicherweise 5 bis 150 Min. Die verwendete Menge des Fettsäureesters von Polyethylenglykol beträgt vorzugsweise 0.1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Stärke. Ist sie geringer als 0.1 Gew.-%, kann der stabile und gelierte Träger mit hoher Konzentration nicht leicht erhalten werden und im Gegensatz ist mehr als 5 Gew.-% Ester wirtschaftlich nachteilig.
  • Vom Gesichtspunkt der Stabilisierungswirkung und aus wirtschaftlichen Faktoren beträgt die Menge des zu verwendenden Aldehyds vorzugsweise 0.1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Stärke.
  • Wenn die vorstehenden verschiedenen Zusätze bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wird die Viskosität herabgesetzt und die für die Hitzebehandlung erforderliche Zeit ist geringer als die Zeit, wenn sie nicht verwendet werden.
  • Der Fettsäuremonoester oder -diester von Polyethylenglykol und der Aldehyd werden vorzugsweise zur nicht erhitzten Stärkeaufschlämmung gegeben, die als Ausgangssubstanz für den Träger verwendet wird.
  • Die Erniedrigung der Viskosität kann durch Zugabe von 0.01 bis 2 Gew.-%, bezogen auf die Stärke, einer Säure, wie Schwefelsäure, Salzsäure, Phosphorsäure, Metaphosphorsäure oder Borsäure, oder eines Oxidationsmittels, wie ein Persulfat oder Perborat, zur Stärkeaufschlämmung beschleunigt werden. Jedoch neigt, wenn die Aufschlämmung mit der Säure oder dem Oxidationsmittel behandelt wird, die Stärke zum Altern, was üblicherweise zu einer Herabsetzung der Affinität gegenüber Papier oder Verminderung der Klebkraft führt.
  • Wenn der vorstehend beschriebene Fettsäureester von Polyethylenglykol oder der Aldehyd zur Stärkeaufschlämmung gegeben wird, weist die gelierte Stärke hohe Viskositätsstabilität, hohe Fluidität und hohe Kraft der Aufrechterhaltung der Hauptstärkeerhaltungskapazität bei einer Temperatur in weitem Bereich von niedriger zu hoher Temperatur auf.
  • Die Konzentration der so erhaltenen gelierten Lösung (Träger) kann auf 60 % erhöht werden, und ihre Viskosität wird über den weiten Bereich von 100 bis 100000 cps durch Variieren der Behandlungtemperatur und -zeit variierbar. Sogar wenn die Konzentration auf 60 % erhöht wird, ist die Viskosität abhängig von der Temperaturänderung veränderbar, und sie geliert nicht oder verliert auch bei Raumtemperatur nicht ihre Fluidität.
  • Die gelierte Lösung mit hoher Konzentration (Träger) kann, wie sie ist, als Klebstoff verwendet werden. Weiter kann der Stärkeklebstoff mit hoher Konzentration durch Mischen des Trägers mit dem Medium, in dem die Hauptstärke suspendiert ist oder durch direkte Zugabe von Stärkepulver zu dem Träger hergestellt werden.
  • Wenn der Träger an sich als Klebstoff verwendet wird, muß dessen Viskosität durch Erhitzen für einen relativ langen Zeitraum vermindert werden. In diesem Fall beträgt die Konzentration üblicherweise 10 bis 50 %, die Gelierungstemperatur 100 bis 210ºC und die Gelierungszeit 5 bis 150 Min., und vorzugsweise beträgt die Konzentration 30 bis 40 %, die Gelierungstemperatur 150 bis 210ºC und die Gelierungszeit 30 bis 150 Min. Die Viskosität beträgt vorzugsweise 500 bis 2500 cps.
  • Borax, Borsäure oder ähnliches kann zum Klebstoff gegeben werden, um die Grünfestigkeit zu erhöhen, oder eine kleine Menge einer Base, wie Natriumhydroxid, kann zugegeben werden, um die Papierbenetzungeigenschaften zu verbessern oder die Gelierungstemperatur der Hauptstärke herabzusetzen.
  • Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung weiter.
  • Bezugsbeispiel 1
  • 40 Teile Maisstärke wurden mit 60 Teilen Wasser gemischt, um eine Stärkesuspension zu bilden, die mit Hilfe einer Pumpe mit einem Ausstoßdruck von 15 kgf/cm² und einer Beschickungsgeschwindigkeit von 6.5 ml/Min. während 73 Min. durch ein Reaktionsrohr mit einem Durchmesser von 12.7 mm und einer Länge von 3760 mm geleitet wurde, wobei das Rohr auf 180ºC erhitzt wurde und wobei ein Träger mit einer Konzentration von 40 % und einer Brookfield-Viskosität von 2150 cps (30ºc) erhalten wurde. Andererseits wurden 20 Teile Maisstärke mit 30 Teilen Wasser gemischt, wobei eine Hauptstärke mit einer Konzentration von 40 % gebildet wurde. 50 Teile des wie vorstehend beschrieben hergestellten Trägers wurden unter Rühren zugegeben, wobei der Stärkeklebstoff A mit einer Gesamtstärkekonzentration von 40 % erhalten wurde.
  • Beispiel 1
  • 40 Teile Maisstärke wurden mit 60 Teilen Wasser gemischt. 0.5 %, bezogen auf die feste Stärke, Polyethylenglykol/Stearinsäurediester wurden zum Gemisch gegeben, wobei eine Stärkesuspension gebildet wurde, die mit Hilfe einer Pumpe mit einem Ausstoßdruck von 12 kgf/cm² und einer Beschickungsgeschwindigkeit von 40 ml/Min. während 11.9 Min. durch ein Reaktionsrohr mit einem Durchmesser von 12.7 mm und einer Länge von 3760 mm geleitet wurde, wobei das Rohr auf 180ºC erhitzt wurde und wobei ein Träger mit einer Konzentration von 40 % und einer Brookfield-Viskosität von 9740 cps (30ºC) erhalten wurde. Andererseits wurden 26.7 Teile Maisstärke mit 40 Teilen Wasser gemischt, wobei die Hauptstärke mit einer Konzentration von 40 % gebildet wurde. 33.3 Teile des wie vorstehend beschrieben hergestellten Trägers wurden unter Rühren zugegeben, wobei der Stärkeklebstoff C mit einer Gesamtstärkekonzentration von 40 % erhalten wurde.
  • Beispiel 2
  • 30 Teile Maisstärke wurden mit 70 Teilen Wasser gemischt. 1.0 %, bezogen auf die feste Stärke, Glyoxal wurden zum Gemisch gegeben, wobei eine Stärkesuspension gebildet wurde, die mit Hilfe einer Pumpe mit einem Ausstoßdruck von 12 kgf/cm² und einer Beschickungsgeschwindigkeit von 62.5 ml/Min. während 7.6 Min. durch ein Reaktionsrohr mit einem Durchmesser von 12.7 mm und einer Länge von 3760 mm geleitet wurde, wobei das Rohr auf 180ºC erhitzt wurde und wobei ein Träger mit einer Konzentration von 30 % und einer Brookfield-Viskosität von 25700 cps (30ºC) erhalten wurde. Andererseits wurden 33.3 Teile Maisstärke mit 43.7 Teilen Wasser und 0.8 Teilen Borax gemischt, wobei ein Hauptbestandteil gebildet wurde. 22.2 Teile des wie vorstehend beschrieben hergestellten Trägers wurden unter Rühren zugegeben, wobei der Stärkeklebstoff D mit einer Gesamtstärkekonzentration von 40 % erhalten wurde.
  • Die Stärkeklebstoffe C und D wurden für doppelseitiges Laminieren von Wellpappe verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Tabelle 1 Beispiel SH-Verfahren Stärkekonzentration Brockfield-Viskosität Viskositätsstabilität zugegebener Klebstoff (naß) Klebfestigkeit (doppelseitig) Grünfestigkeit Verziehen Trocknungsenergie (kcal/m²) gut schlecht
  • Anmerkung 1) Kombination: K220xSCP125XK220 A-Riffel
  • Anmerkung 2) Klebfestigkeit: JIS Z 0402
  • Anmerkung 3) Grünfestigkeit: bestimmt aus der doppelseitigen Scherklebkraft durch Ablösen der Platten, 20 Sek. nach dem Laminieren.
  • Beispiele 3 bis 7
  • Das gleiche Verfahren wie von Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß ein in der folgenden Tabelle 2 gezeigter Monoester oder Diester als Fettsäuremonoester oder -diester von Polyethylenglykol mit folgender Formel und die in Tabelle 2 gezeigten Bedingungen verwendet wurden, und die Eigenschaften der so gebildeten Paste wurden untersucht:
  • Zum Vergleich wurde mit dem üblichen SH-Verfahren ein Stärkeklebstoff hergestellt, und dessen Eigenschaften sind ebenfalls in Tabelle 2 dargestellt.
  • Wie aus Tabelle 2 offensichtlich ist, weisen die erfindungsgemäßen Klebstoffe höhere Konzentration und bessere Viskositätsstabilität auf als die mit dem SH-Verfahren hergestellten Klebstoffe. Tabelle 2 Beispiel (Herstellung des Trägers) Konzentration zugegebener Ester Kohlenstoffzahl von R oder R' Menge an Diester oder Monoester Reaktionstemperatur Beschickungsgeschwindigkeit Beschickungsdruck Reaktionszeit Trägerviskosität (Herstellung des Klebstoffs) Hauptstärkekonzentration Menge der Hauptstärke (Teile) Menge des Trägers Konzentration des Klebstoffs (Ergebnisse der Laminierung) Brookfield-Viskosität Viskositätsstabilität zugegebener Klebstoff (naß) Klebfestigkeit Grünfestigkeit Verziehen Caprylester (Diester) gut kein Laccerester (Monoester) Stearinester Oleinester Laurinester SH-Verfahren schlecht
  • Anmerkung 1) Kombination: K220xSCP125xK220 A-Riffel
  • Anmerkung 2) Klebfestigkeit: JIS Z0402
  • Anmerkung 3) Bestimmt aus der doppelseitigen Scherklebkraft durch Ablösen der Platten, 10 Sek. nach dem Laminieren.
  • Beispiele 8 bis 11
  • Das Verfahren von Beispiel 2 wurde wiederholt, außer daß ein in Tabelle 3 gezeigter Aldehyd und die in Tabelle 3 gezeigten Bedingungen verwendet wurden, und die Eigenschaften der so gebildeten Paste wurden untersucht. Zum Vergleich wurde mit dem üblichen SH-Verfahren ein Stärkeklebstoff hergestellt und dessen Eigenschaften ebenfalls bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt.
  • Wie aus Tabelle 3 offensichtlich ist, weisen die erfindungsgemäßen Klebstoffe höhere Konzentration und bessere Viskositätsstabilität auf als die mit dem SH-Verfahren hergestellten Klebstoffe, obwohl ihre Konzentration höher als die der letzteren ist. Tabelle 3 Beispiel (Herstellung des Trägers) Konzentration zugegebener Aldehyd zugegebene Menge Reaktionstemperatur Beschickungsgeschwindigkeit Beschickungsdruck Reaktionszeit Trägerviskosität (Herstellung des Klebstoffs) Hauptstärkekonzentration Menge der Hauptstärke (Teile) Menge des Trägers Konzentration des Klebstoffs (Ergebnisse der Laminierung) Brookfield-Viskosität Viskositätsstabilität zugegebener Klebstoff (naß) Klebfestigkeit Grünfestigkeit Verziehen Formalin gut kein Glyoxal Acrolein Benzaldehyd SH-Verfahren schlecht
  • Anmerkung 1) Kombination: K220xSCP125xK220 A-Riffel
  • Anmerkung 2) Klebfestigkeit: JIS Z0402
  • Anmerkung 3) Grünfestigkeit: bestimmt aus der doppelseitigen Scherklebkraft durch Ablösen der Platten, 10 Sek. nach dem Laminieren.
  • Beispiele 12 und 13 und Vergleichsbeispiel 1
  • Diese Beispiele und das Vergleichsbeispiel betreffen einen nur einen Träger umfassenden Stärkeklebstoff.
  • Stärkesuspensionen mit einer in Tabelle 4 gezeigten Stärkekonzentration wurden wie in den Beispielen 12 und 13 und im Vergleichsbeispiel 1 hergestellt. Dann wurde das gleiche Verfahren wie das von Beispiel 1 bei Beispiel 12 und das gleiche Verfahren wie das von Beispiel 2 bei Beispiel 13 wiederholt, außer daß die Gelierungstemperatur auf 200ºC geändert wurde, wobei Träger gebildet wurden. Andererseits wurde im Vergleichsbeispiel 1 genauso wie im Bezugsbeispiel 1 ein Träger hergestellt, außer daß die Auflösung unter Atmosphärendruck durchgeführt wurde.
  • Die Eigenschaften der so erhaltenen Trägerklebstoffe sind in Tabelle 4 gezeigt. Tabelle 4 Beispiel Vergleichsbeispiel 1 (Auflösung unter Atmosphärendruck) Stärkekonzentration Zusatz Brookfield-Viskosität zugegebener Klebstoff (fest) Ablösefestigkeit Bruch unmittelbar nach der Laminierung Verziehen des Papiers nach zwei Tagen Polyoxyethylenlaurat Die ganzen Papierschichten waren gebrochen kein Die Oberflächenschicht war gebrochen Formaldehyd
  • 1) Probe: RK220xSCP125
  • 2) Preßbedingungen: gepreßt unter einer Last von 0.3 kgf/cm² bei 170ºC für 3 Sek.
  • 3) Ablösefestigkeit: bestimmt gemäß JIS K 6854 (Weite: 20 mm)
  • Durch Ablösen der Schichten unmittelbar nach der Laminierung zeigte sich, daß die Papierschichten bei den Beispielen 12 und 13 tief und fest geklebt waren. Im Gegensatz dazu wies die Probe beim Vergleichsbeispiel einen hohen Wassergehalt auf und die Adhäsion war unzureichend.
  • Nach 2 Tagen Trocknen an der Luft wurde beim Vergleichsbeispiel 1 ein Verziehen beobachtet.
  • Beispiel 14
  • 30 Teile Maisstärke wurden mit 70 Teilen Wasser gemischt. 0.1 % Stearinsäuremonoester (der Alkylrest weist 17 Kohlenstoffatome auf) wurden zum Gemisch gegeben und mit Hilfe einer Pumpe mit einem Ausstoßdruck von 10 kgf/cm² und einer Beschickungsgeschwindigkeit von 1.1 ml/Min. während 433 Min. durch ein Reaktionsrohr mit einem Durchmesser von 12.7 mm und einer Länge von 3760 mm geleitet, wobei das Rohr auf 130ºC erhitzt wurde und wobei ein Träger mit einer Konzentration von 30 % und einer Brookfield-Viskosität von 87500 cps (30ºC) erhalten wurde. Andererseits wurden 40 Teile Maisstärke mit 60 Teilen Wasser gemischt, wobei ein Hauptbestandteil mit einer Konzentration von 40 % gebildet wurde. 20 Teile des wie vorstehend beschrieben hergestellten Trägers wurden unter Rühren zugegeben, wobei der Stärkeklebstoff E mit einer Gesamtstärkekonzentration von 32 % erhalten wurde.
  • Der Stärkeklebstoff E wurde für doppelseitiges Laminieren von Wellpappe verwendet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 gezeigt. Tabelle 5 Beispiel Stärkekonzentration Brookfield-Viskosität Viskositätsstabilität Beschichtungsmenge (naß) Klebfestigkeit (doppelseitig) Anfängliche Klebkraft Verziehen Trocknungsenergie gut kein
  • Anmerkung 1) Papierstruktur: K220xSCP125XK220 A-Riffel
  • Anmerkung 2) Klebfestigkeit: JIS Z 0402
  • Anmerkung 3) Anfängliche Klebkraft: bestimmt aus der doppelseitigen Scherklebkraft durch Ablösen der Platten, 20 Sek. nach dem Laminieren.
  • Eine Paste mit hoher Konzentration und geringer Viskosität wurde im Stand der Technik durch Behandlung mit einem Oxidationsmittel hergestellt. Bei diesem Verfahren jedoch wird das Molekül der in Wasser gelösten Stärke allmählich von ihrem Ende her gekürzt und daher weist das Produkt ein ziemlich niedriges Molekulargewicht und sehr geringe Klebkraft auf. Ein anderer Grund ist, daß der Pyranosering geöffnet wird. Obwohl der Mechanismus nicht theoretisch aufgeklärt wurde, kann die Klebkraft bei der vorliegenden Erfindung stark gehalten werden, da das Stärkemolekül nur durch Hitze bei hoher Temperatur innerhalb eines kurzen Zeitraums gekürzt wird und da die Glykosidbindung durch thermische Zersetzung getrennt wird.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Träger mit hoher Konzentration durch Gelieren von Stärke bei hoher Temperatur von 100ºC oder höher hergestellt und mit der Hauptstärke gemischt, wobei ein Klebstoff mit einer Viskosität gebildet wird, die über einen langen Zeitraum stabil gehalten werden kann. Der so gebildete Klebstoff kann gelagert und bequem wiederverwendet werden. Die vorliegende Adhäsion hilft, eine schnelle Verarbeitung von Papier oder Herstellung von Wellpappe zu erreichen. Ein anderer Vorteil der Erfindung ist, daß Qualitätsprobleme, wie Verziehen durch die Expansion und Kontraktion des zu klebenden Materials, die durch die Absorption von Wasser bewirkt wird, vermieden werden kann, und die für den Klebeschritt erforderliche Hitze stark vermindert werden kann.

Claims (16)

1. Stärkeklebstoff von hoher Konzentration, erhältlich durch Behandeln einer Stärkeaufschlämmung, die einen Fettsäuremonoester oder -diester eines Polyethylenglykols der folgenden allgemeinen Formel
in der n eine Zahl von 10 bis 200 darstellt, und R und R' jeweils einen gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Rest mit 7 bis 31 Kohlenstoffatomen bedeutet, oder einen Aldehyd, ausgewählt aus Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd, Butanal, Isobutanal, Glyoxal, Acrolein, Crotonaldehyd, Propiolaldehyd und Benzaldehyd, umfaßt, bei einer Temperatur von 100ºC oder höher, bis eine gelierte Lösung gebildet ist, und dann Suspendieren von ungelierter Stärke in der gelierten Lösung.
2. Klebstoff nach Anspruch 1, wobei die Temperatur 150 bis 200ºC beträgt.
3. Klebstoff nach Anspruch 1, wobei die Stärkekonzentration der gelierten Lösung 30 bis 60 Gew.-% beträgt.
4. Klebstoff nach Anspruch 1, wobei der Fettsäuremonoester in einer Menge von 0.1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Stärke, enthalten ist.
5. Klebstoff nach Anspruch 1, in dem der Aldehyd in einer Menge von 0.1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Stärke, enthalten ist.
6. Stärkeklebstoff hoher Konzentration, erhältlich durch Behandeln einer Stärkeaufschlämmung, umfassend einen Fettsäuremonoester oder -diester eines Polyethylenglykols der folgenden allgemeinen Formel
in der n eine Zahl von 10 bis 200 darstellt, und R und R' jeweils einen gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Rest mit 7 bis 31 Kohlenstoffatomen darstellen, oder einen Aldehyd, ausgewählt aus Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd, Butanal, Isobutanal, Glyoxal, Acrolein, Crotonaldehyd, Propiolaldehyd und Benzaldehyd, bei einer Temperatur von 100ºC oder höher, bis eine gelierte Lösung gebildet ist.
7. Klebstoff nach Anspruch 6, wobei die Temperatur 150 bis 200ºC beträgt.
8. Klebstoff nach Anspruch 6, wobei die Stärkekonzentration der gelierten Lösung 30 bis 60 Gew.-% beträgt.
9. Klebstoff nach Anspruch 6, wobei der Fettsäuremonoester oder -diester in einer Menge von 0.1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Stärke, enthalten ist.
10. Klebstoff nach Anspruch 6, wobei der Aldehyd in einer Menge von 0.1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Stärke, enthalten ist.
11. Verfahren zur Herstellung eines Stärkeklebstoffs hoher Konzentration, umfassend die Behandlung einer Stärkeaufschlämmung, die einen Fettsäuremonoester oder -diester eines Polyethylenglykols der folgenden allgemeinen Formel
in der n eine Zahl von 10 bis 200 darstellt, und R und R' jeweils einen gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Rest mit 7 bis 31 Kohlenstoffatomen bedeutet, oder einen Aldehyd, ausgewählt aus Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd, Butanal, Isobutanal, Glyoxal, Acrolein, Crotonaldehyd, Propiolaldehyd und Benzaldehyd, umfaßt, bei einer Temperatur von 100ºC oder höher, bis eine gelierte Lösung gebildet ist und dann Suspendieren von ungelierter Stärke in der gelierten Lösung.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Temperatur 150 bis 200ºC beträgt.
13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Stärkekonzentration der gelierten Lösung 30 bis 60 Gew.-% beträgt.
14. Verfahren zur Herstellung eines Stärkeklebstoffs hoher Konzentration, umfassend die Behandlung einer Stärkeaufschlämmung, die einen Fettsäuremonoester oder -diester eines Polyethylenglykols der folgenden allgemeinen Formel
in der n eine Zahl von 10 bis 200 darstellt, und R und R' jeweils einen gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Rest mit 7 bis 31 Kohlenstoffatomen bedeutet, oder einen Aldehyd, ausgewählt aus Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd, Butanal, Isobutanal, Glyoxal, Acrolein, Crotonaldehyd, Propiolaldehyd und Benzaldehyd, umfaßt, bei einer Temperatur von 100ºC oder höher, bis eine gelierte Lösung gebildet ist.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Temperatur 150 bis 200ºC beträgt.
16. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Stärkekonzentration der gelierten Lösung 30 bis 60 Gew.-% beträgt.
DE68917577T 1988-12-28 1989-12-28 Stärke-Klebstoff von hoher Konzentration. Expired - Fee Related DE68917577T2 (de)

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DE68917577D1 DE68917577D1 (de) 1994-09-22
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