DK155611B - Fremgangsmaade til fremstilling af stivelseslim af stein-hall-typen - Google Patents

Description

DK 155611B

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af stivelselim af Stein-Hall-typen til bølgepap ved kontinuert gelatinering af en eventuelt alkaliseret vandig stivelseopslæmning ved en temperatur fra 95 til 160 °C 5 under udøvelse af store forskydningskræfter og efterfølgende blanding af den resulterende stivelsepasta (bærer) med granulær eller ugelatineret stivelse og eventuelt vand og/eller almindelige additiver, især alkali, borforbindelser og/eller harpikser til vådfast limning.

10

Selv om muligheden af at anvende stivelse som klæbemiddel har været kendt i århundreder, var det først efter udviklingen af de såkaldte "Stein-Hall-lime", at lime på basis af stivelse nåede nogen mærkbar praktisk betydning 15 som industrielle lime. Disse "Stein-Hall-lime" bestod i princippet af en dispersion af granulær eller ugelatineret stivelse (i det følgende kort betegnet som "rå stivelse") i en vandig stivelsepasta (i det følgende kort betegnet som "bærer") og løste i reglen det hovedproblem 20 ved anvendelsen af stivelselim, som i det væsentlige forårsages af, at på den ene side opslæmninger af rå stivelse (i vand) mangler stabilitet over for adskillelse, rå stivelse ikke har nogen klæbeevne, og stivelselime kun giver tilstrækkeligt faste limfuger, hvis de-25 res faststofindhold er relativt højt, medens på den anden side stivelsepasta, selv med et relativt lavt indhold af fuldt gelatineret stivelse, udviser en viskositet, som er for høj til brug som industrielle lime.

30 Selv om udviklingen af Stein-Hall-limene således betød et gennembrud, løste den selvfølgelig ikke alle problemer i forbindelse med anvendelsen af stivelselime. Ikke så få af disse problemer er ikke eller i det mindste ikke på fuldt tilfredsstillende måde blevet løst til dato.

35

DK 15561 1 B

2 1 et af de oprindelige Stein-Hall-patenter, DE patentskrift nr. 964 760 (svarende til US patentskrift nr.

2 102 937) anføres, at den bedste bærer er en gelatineret stivelseopløsning, som er modificeret ved oxidation 5 eller lignende midler og underkastet en delvis dextrinering. Den i dette patentskrift beskrevne fremgangsmåde er en chargefremgangsmåde, hvorved bærerstivelsen gelatineres i kulden ved hjælp af alkali (i løbet af 20-30 minutter) og derved eventuelt nedbrydes oxidativt ved 10 hjælp af et i overskud tilsat oxidationsmiddel under stærkt alkaliske betingelser, og omsætningen derpå afbrydes ved tilsætning af et reduktionsmiddel, når bæreren efter en længere eller kortere behandlingstid, som afhænger af et stort antal variable parametre, har de i 15 det enkelte tilfælde ønskede egenskaber, hvorpå de resterende komponenter i den ønskede lim tilsættes, og blandingen så må underkastes en yderligere ca. halv times behandling, før Stein-Hall-limen er brugsfærdig.

Denne fremgangsmåde er for det første alt for langsom, 20 og valgfriheden med hensyn til forholdet mellem mængderne af bærerstivelse og rå stivelse og især muligheden for at mindske andelen af rå stivelse er for ringe, ligesom den fremstillede lim har en lav viskositetsstabilitet.

25

Ganske vist er der i tidens løb blevet- udviklet forholdsvis ukomplicerede, pålidelige kontinuerte fremgangsmåder af den ovennævnte art (DS patentskrift nr.

3 228 781), men alle har et antal ulemper og er util-30 fredsstillende især i følgende henseender: 1. Den færdige stivelselims viskositet, som forud bestemmes ret nøjagtigt af det formål, hvortil produktet skal anvendes, afhænger for en given type bærerstivelse 35

DK 155611 B

3 i meget høj grad af indholdet af gelatineret stivelse (bærerstivelse), som af den grund højst kan varieres ganske lidt.

5 2. Da også til en given anvendelse (med en given type stivelse) det totale stivelseindhold kun kan varieres inden for et ret snævert område, er valgfriheden med hensyn til forholdet mellem bærerstivelse og rå stivelse ofte ligeledes begrænset på skadelig måde i praksis, 10 hvorved de yderst begrænsede muligheder for mindskning af andelen af rå stivelse er særlig uhensigtsmæssig.

3. Et andet utilfredsstillende punkt er de klassiske Stein-Hall-limes lave viskositetsstabilitet, især når 15 der tilsættes midler, oftest harpikser, til vådfast binding.

Der er selvfølgelig blevet gjort mange forsøg på at fjerne disse ulemper, og en del af de tidligere forsøg 20 har været nyttige, for så vidt som man faktisk er i stand til at eliminere eller i det mindste væsentligt afbøde den ene eller den anden og i nogle tilfælde endog flere af ulemperne ved de klassiske Stein-Hall-stivelse-lime, men fordelene må betales med ulemper i andre hen-25 seender.

De fleste af ulemperne ved de klassiske Stein-Hall-sti-velselime kan nu stort set undgås ved anvendelse af såkaldte stivelelime "uden bærer", som er fordelagtige 30 især på grund af den store valgfrihed de frembyder med hensyn til viskositet med et givet stivelsesforhold (og omvendt) (DE fremlæggelsesskrift nr. 25 12 810), men som i betragtning af den store mængde reguleringsarbejde, som kræves til deres fremstilling, og den høje risiko 35

DK 155611B

4 for processvigt på grund af arbejdsfejl hidtil ikke er blevet accepteret i praksis i nogen større udstrækning.

Forsøgene på at fjerne de ulemper ved de kendte Stein-5 Hall-stivelselime, som er nævnt under 3., under opretholdelse af Stein-Hall-princippet var i hovedsagen koncentreret om at indstille den kontinuerte produktion af stivelselim efter forbruget på en sådan måde, at lageret af bærer og, især i tilfælde af lime til vådfast binding 10 (i det følgende kort betegnet "vådfaste lime"), lageret af færdig stivelselim og dermed tiden, indtil det blev forbrugt, holdtes så lavt som muligt (US patentskrift nr. 3 228 781 og DE fremlæggelsesskrift nr. 25 12 810).

Ved denne fremgangsmåde kan problemet med viskositets-15 stabiliteten virkelig løses, men man må så acceptere, at selv kortvarige svigt af bærerfremstillingssystemet (i det følgende kort betegnet som "konverter") og/eller af doserings-, blandings- og/eller transportudstyret anbragt efter konverteren i strømningsretningen fører til 20 en afbrydelse af limforsyningen til forbrugerne, hvorved det praktiske resultat i de fleste tilfælde er et utilfredsstillende kompromis med anbringelse af en puffereller lagertank mellem limproduktionssystemet og forbrugeren.

25

De andre kendte forsøg på at fjerne de ovennævnte ulemper går i det grundliggende ud på som bærer at anvende modificerede, som oftest nedbrudte stivelser, som er tilpasset til det enkelte tilfældes behov. Det er muligt 30 i sådanne tilfælde at anvende specielle færdigblandinger af en modificeret "koldtkvældende" bærerstivelse, rå stivelse og eventuelt "kemikalier", som kan færdigblandes til limvand ved simpel omrøring i lunkent vand, at fylde konverteren med passende formodificerede specielle 35

DK 155611B

5 stivelser eller at modificere bærerstivelsen i og/eller efter konverteren mekanisk, termisk, kemisk og/eller enzymatisk.

5 De uundgåelige ulemper ved de to førstnævnte alternativer, dvs. forholdsvis høj materialepris, behovet for at opretholde store lagre og faren for at gå glip af den rigtige stivelsetype, er indlysende.

10 Hidtidige forsøg på at følge det sidstnævnte alternativ har heller ikke vist sig virkeligt tilfredsstillende i praksis. Selv om de kendte fremgangsmåder til kontinuert fremstilling af Stein-Hall-stivelselime med bærerstivelser modificeret under og/eller efter bærerfremstillingen 15 . ofte gør det muligt at variere bærerens viskositet og sommetider endog at forbedre andre funktionelle egenskaber, såsom viskosistetsstabiliteten ("Die Stårke", 14, 1962, side 197-208; DE fremlæggelsesskrift nr. 25 12 810), kan en selektiv variation af viskositeten, der 20 tillader en reproducerbarhed, som opfylder praktiske behov, og en forbedring af andre funktionelt vigtige egenskaber, især viskositeten, ved de hidtil kendte fremgangsmåder, der arbejder ifølge dette princip, f. eks. fremgangsmåder, hvorved bærerstivelsen underkastes en-25 zymatisk smeltning, kun opnås med en ret stor mængde procesteknologi. Derfor er disse hidtil kendte fremgangsmåder sammenlignelige med de kendte fremgangsmåder til fremstilling af stivelselime uden bærer.

30 Opfindelsens formål er derfor at angive en fremgangsmåde af den ovennævnte type, som overvinder de ovennævnte ulemper ved teknikkens stade derved, at den muliggør kontinuert produktion af Stein-Hall-stivelselime, hvor man med en given total stivelsekoncentration selektivt 35

DK 155611B

6 kan variere viskositeten og/eller forholdet mellem bærerstivelse og rå stivelse i den færdige lim over brede områder, uden at der kræves nogen større yderligere anstrengelse sammenlignet med enhver af de kendte frem-5 gangsmåder, hvorved stivelsen blot gelatineres til fremstilling af bæreren, og dermed gør det muligt hurtigere at opnå stivelselime med mindst lige så gode eller endog bedre funktionelle egenskaber, især med hensyn til viskositetsstabilitet .

10

Dette opnås med fremgangsmåden ifølge opfindelsen, som er ejendommelig ved det i krav l's kendetegnende del anførte, på basis af den overraskende erkendelse, at der under de betingelser, der hersker i konventionelle kon-15 vertere til kontinuert fremstilling af bærer ud fra opslæmninger af rå stivelse, når der tilsættes oxidanter, som er almindeligt kendt til anvendelse ved modificering af stivelser, eller i nærvær af samme, ikke blot finder en reaktion sted, som resulterer i en viskosistetsreduk-20 tion, men a) denne reaktion, selv når der anvendes relativt "milde" oxidanter, som leverer nascent oxygen under normale reaktionsbetingelser og er ønskelige på grund af deres 25 forholdsvis lave korrosivitet, foregår så hurtigt til det punkt, hvor praktisk taget alle oxidanter er blevet brugt op, selv når der tilsættes forholdsvis store mængder oxidant, at den fuldføres på kortere tid end de korte tidsrum, der almindeligvis kræves i disse konvertere 30 til opvarmning af opslæmningen, gelatinering af stivelsen og homogenisering af pastaen, b) graden af viskositetsreduktion, som forårsages af oxidanten under i øvrigt konstante betingelser, er en 35

DK 15561 1 B

7 funktion af den anvendte mængde oxidant, således at viskositetsreduktionen kan indstilles selektivt og varieres efter ønske over brede områder, og 5 c) reaktionen med oxidanten ud over at resultere i en viskositetsreduktion medfører en mærkbar forbedring af viskositetsstabiliteten af bæreren og de Stein-Hall-sti-velselime (endog såkaldte vådfaste lime), der fremstilles ud fra den.

10

Denne erkendelse er så meget mere overraskende som fagmanden hidtil lå under for den fordom, at kun stivelser nedbrudt oxidativt på det native korn ved lav temperatur kunne have tilfredsstillende egenskaber. I DE offentlig-15 gørelsesskrift nr. 2 758 635 beskrives således en kompliceret to-trins fremgangsmåde under anvendelse af to forskellige oxidationsmidler og med den betingelse, at der i det første trin gennemføres en oxidativ nedbrydning ved en temperatur under stivelsens kvældningstem-20 peratur.

De første tre eksempler i det førnævnte DE 964 760 angiver in situ oxidation og gelatinering af bærerportionen, men i alle tre eksempler udføres gelatineringen 25 ved lave temperaturer, og der påføres ingen forskydningskræfter. Det bør bemærkes, at de i dette patentskrift angivne forhold mellem bærer og ugelatineret stivelse er 1:7 (i eksempel 1 og 2) og 1:5 i eksempel 3, medens de forhold, der vises i eksemplerne i den fore-30 liggende ansøgning, er 1:4 og 1:3. Den foreliggende fremgangsmåde gør det muligt at opnå et højere forhold mellem bærer og ugelatineret stivelse såvel som en større fleksibilitet med hensyn til dette forhold.

35

DK 15561 1 B

8

Det har vist sig at være tilrådeligt ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen at udføre bærerfremstillingen på en sådan måde, at bærerstivelsen nedbrydes så ensartet som muligt. Til dette formål foretrækkes det ikke blot at 5 anvende reaktionssystemer eller konvertere med egenskaber som en rørreaktor, men at udvælge foranstaltningerne til opvarmning af bærerstivelseopslæmningen til en temperatur på mindst ca. 95 °C, hvorved der erfaringsmæssigt garanteres en hurtig og stort set fuldstændig ge-10 latinering på kendt måde, således at i det mindste det temperaturområde, hvori stivelsen kun gelatineres delvis og/eller omsættes med oxidanten, passeres så hurtigt som muligt, til hvilket formål der især anvendes direkte opvarmning med opvarmningsmedier i form af damp og/eller 15 gas, der frembyder den yderligere fordel, at reaktionsmediet blandes grundigt.

Arbejdstemperaturerne under bærerfremstillingen ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen holdes fortrinsvis 20 inden for det område, der almindeligvis anvendes til bærerfremstilling ved simpel gelatinering, idet det har vist sig tilrådeligt at arbejde inden for et temperaturområde på 100-150 °C, mere foretrukket 103-125 °C og mest foretrukket 105-115 °C, for at opnå maksimal grad 25 af gelatinering på den ene side og undgå skade på stivelsen ved efterfølgende og/eller sekundære termiske reaktioner på den anden.

Fortrinsvis finder nedbrydningen og gelatineringen af 30 bærerstivelsen sted i et reaktionssystem, som med hensyn til opholdstidsfordeling viser nær ved ideelle rørreak-toregenskaber.

35

DK 15561 1 B

9

De foretrukne oxidanter til anvendelse ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen er uorganiske perforbindelser, fortrinsvis peroxider, især hydrogen- og/eller alkali-metalperoxid, persulfater, fortrinsvis alkalimetal-5 og/eller ammoniumpersulfat, som hidtil har vist sig at være bedst, og/eller perborater og/eller percarbonater.

Da oxidanterne ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen anvendes i relativt små mængder og, i det mindste når de 10 tilsættes kort før og/eller i konverteren, hurtigt bør fordeles ensartet i reaktionsblandingen, tilsættes de fortrinsvis i form af vandige opløsninger.

Den mængde oxidant, der anvendes ved fremgangsmåden 15 ifølge opfindelsen, kan varieres over brede områder.

Den optimale mængde i det enkelte tilfælde afhænger af et antal faktorer, især den type stivelse, der anvendes som udgangsmateriale, den ønskede grad af viskositets-20 reduktion og den anvendte oxidant, og kan og bør derfor bestemmes empirisk af fagfolk. Erfaringsvis er det fundet, at mængder ækvivalent med mellem 0,02 og 2,5 vægt-%, mere foretrukket mellem 0,08 og 2 vægt-% og mest foretrukket mellem 0,2 og 1,2 vægt-% ammoniumsulfat, 25 beregnet på vægten af bærerstivelsen, i reglen er bedst egnet til formålet.

Stivelseindhold af Stein-Hall-stivelselime afhænger almindeligvis af den påtænkte anvendelse. Ved hidtidige 30 fremgangsmåder var det ofte ikke muligt at udvælge så højt, som det ville have været ønskeligt, i betragtning af viskositeten og indholdet af rå stivelse. Fremgangsmåden ifølge opfindelsen medfører valgfrihed i denne henseende og er derfor særlig fordelagtig til fremstil-35

DK 15561 1 B

10 ling af stivelselime med et relativt højt stivelseindhold. I overensstemmelse hermed består den foretrukne udførelsesform af fremgangsmåden ifølge opfindelsen i fremstillingen af stivelselime med et totalt stivelse-5 indhold på mellem 15 og 35 vægt-%, mere foretrukket mellem 18 og 30 vægt-% og mest foretrukket mellem 20 og 28 vægt-%.

Ifølge teknikkens stade (hvor der ikke anvendes speciel-10 le stiveler og/eller ingen komplekse og tidkrævende fremgangsmåder, f. eks. enzymatisk smeltning, til bærerfremstillingen) kan vægtforholdet mellem bærerstivelse og rå stivelse, især i tilfælde af stivelselime med et højere totalt stivelseindhold, kun varieres svagt, og 15 valgfriheden er utilfredsstillende begrænset, især med hensyn til forøgede forhold. Opfindelsen tilbyder derimod fagfolk en meget stor valgfrihed i denne henseende og tillader dem ifølge en foretrukken udførelsesform af fremgangsmåden ifølge opfindelsen at fremstille Stein-20 Hall-stivelselime med et vægtforhold mellem bærerstivelse og rå stivelse på mellem 1:1 og 1:7, mere foretrukket mellem 1:1,5 og 1:5 og mest foretrukket mellem 1:2 og 1:4.

25 En flere gange nævnt fordel ved opfindelsen er den usædvanligt høje viskositetsstabilitet af de bærere og stivelselime, der opnås ved den, hvilket gør det muligt at udvælge viskositeten af den færdige, frisk fremstillede lim inden for et bredt område, da der kun behøver at 30 tages mindre hensyn til efterfølgende ændringer i viskositeten. Et andet punkt er, at viskositeten i Stein-Hall-stivelselime fremstillet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen overraskende kan indstilles til et lavere niveau end i Stein-Hall-stivelselime fremstillet ifølge 35

DK 155611 B

11 den kendte teknik, og at forskellige funktionelle egenskaber som følge deraf kan forbedres betydeligt. Således nedbrydes bærerstivelsen i en foretrukken udførelsesform af fremgangsmåden ifølge opfindelsen til et punkt, hvor 5 den færdige stivelselims Stein-Hall-viskosistet inden for temperaturområdet 20-45 °C er 22-70, mere foretrukket 25-35 og mest foretrukket højst 32 sekunder.

Det er kendt, at Stein-Hall-stivelselime som regel til-10 sættes alkali for at fremme stivelsens gelatinering, hvorved tilsætningen af alkali almindeligis foretages ved et eller flere ønskelige punkter under fremstillingens forløb. Imidlertid foretrækkes det for at holde doserings- og blandetider så korte som muligt kun at 15 inddosere aikalien ved ét punkt af fremgangsmåden, og for at fremme gelatineringen i konverteren foretrækkes det om muligt at sende i det mindste en del af blandingen igennem konverteren. Da det overraskende har vist sig, at tilstedeværelsen af alkali ved fremgangsmåden 20 ifølge opfindelsen ikke, eller i det mindste ikke væsentligt, skader nedbrydningen af bærerstivelsen, kan den almindeligt kendte og funktionelt fordelagtige tilsætning af i det mindste en del af alkalimetalkomponen-ten såvel som i øvrigt eventuelle andre almindeligt 25 kendte "kemikalier", såsom borsyre eller borax, til bæreren udføres før og/eller under passagen igennem konverteren.

Fordelene ved opfindelsen er særlig udprægede ved våd-30 faste lime, hvis fremstilling derfor foretrækkes.

Alle almindeligt eller i sig selv kendte funktionelt fordelagtige foranstaltninger ved de kontinuerte fremgangsmåder til fremstilling af Stein-Hall-stivelselime 35

DK 15561 1 B

12 ifølge teknikkens stade kan ligeledes anvendes bekvemt ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

Den flere gange tidligere nævnte høje viskositetsstabi-5 litet hos vådfaste Stein-Hall-stivelselime fremstillet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, tillader fagfolk at udvælge forholdet mellem puffermængden og det løbende stivelselimforbrug eller gennemsnitsopholdstiden op til forbruget, som med hensyn til viskositetsstabilitet og 10 med henblik på hurtig ændring af limtypen bør være lavt, men med henblik på en uafbrudt drift bør være højt, således at man tager mere sikkert hensyn til den uafbrudte drift, end det kunne gøres ved de hidtil kendte fremgangsmåder, af hvilken grund en foretrukken udførelses-15 form af fremgangsmåden ifølge opfindelsen indebærer, at den hastighed, hvormed færdig stivelselim kontinuert produceres og tilføres lagertanken mellem limfremstillingssystemet og forbrugeren kan udvælges, at lageret af stivelselim i lagertanken permanent holdes ved et til-20 strækkeligt højt niveau til, at den tilsluttede forbruger kan forsynes fra limlageret i tilfælde af en afbrydelse af den kontinuerte limproduktion på grund af maskinsvigt, i mindst endnu 0,5 time, mere foretrukket mindst én time og mest foretrukket mindst to timer.

25 I denne sammenhæng er det særlig fordelagtigt, at simple stivelselime (dvs. stivelselime af Stein-Hall-typen uden vådfasthedsforbedrende additiver) fremstillet ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen bevarer deres usædvanlige 30 viskositetsstabilitet, selv når de blandes med vådfaste lime fremstillet ifølge opfindelsen, hvilket betyder, at en ændring fra vådfast lim til simpel Stein-Hall-stivel-selim ved udøvelsen af fremgangsmåden ifølge opfindelsen, kan gennemføres simpelthen ved at forarbejde den 35

DK 155611B

13 sidstnævnte direkte på den endnu ikke forbrugte vådfaste lim; med andre ord er det ikke nødvendigt at afbryde produktionen af stivelselim, indtil den først producerede limtype er blevet brugt fuldstændigt op.

5

En anden fordel ved opfindelsen kan ses deri, at medens det almindeligvis er muligt at anvende enhver slags uge-latineret stivelse til bæreren, så er de forholdsvis billige native stivelser ud fra teknologiske synspunkter 10 mindst lige så gode, ofte endnog bedre end modificerede og især kemisk modificerede granulære stivelser. Anvendelsen af native stivelser foretrækkes derfor ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, medens kemisk modificerede granulære stivelser, især sådanne modificeret med ag-15 gressive oxidanter, ikke bør anvendes.

De følgende eksempler og sammenligningsprøvninger tjener til belysning af fremgangsmåden ifølge opfindelsen og dens fordele frem for den kendte teknik.

20

Det udstyr, som anvendtes til formålet, var et almindeligt, kontinuert arbejdende limfremstillingssystem bestående af en omrørt blandebeholder til fremstilling af stivelseopslæmning, et kogeapparat bestående af en damp-25 strålevarmeindretning med direkte damp, en derefter anbragt opbevaringsbeholder, en doseringsindretning til fortyndingsvand og en blandesektion, doseringsindretninger til levering af rå-stivelse-opslæmning og eventuelt kemikalier, harpikser til vådfast limning og/eller vand 30 til den fortyndede bærer, et høj-energi-blandekammer og en derefter anbragt opbevaringstank, hvilket system yderligere var blevet udstyret med en doseringsindretning til kontinuert at tilsætte oxidant til stivelse-opslæmingen, der føres til dampstråleopvarmningsappa-35

DK 155611B

14 ratet.

De funktionelle egenskaber blev prøvet ved anvendelse af det respektive produkt som lim ved fremstilling af ensi-5 digt og flersidigt bølgepap på et korrugeringsapparat af standardudformning.

Eksempel 1 10 Der fremstilledes en simpel Stain-Hall-stivelselim med følgende egenskaber ud fra nativ majsstivelse ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen:

Koncentration: 24,2 % stivelse (D.S.) 15 forhold bærer/ugelatineret stivelse: 1:4,0

temperatur: 35 °C

viskositet: 26 s Stein-Hall koncentration af NaOH, be-20 regnet på stivelse (c.b.): 2,0 % koncentration af borsyre, beregnet på stivelse (c.b.): 0,85 %

En opslæmning med en koncentration på 38% stivelse 25 (c.b.) (udgangsopslæmning) fremstilles på kendt måde ved blanding af nativ majsstivelse med vand under omrøring.

Til fremstilling af bæreren leveres udgangsopslæmningen kontinuert til dampstråle-opvarmningsapparatet med en hastighed på 5,5 1/min (svarende til 2,4 kg stivelse 30 c.b.) og, kort ført dens indtræden i dampstråle-opvarm- ningsapparatet, doseres kontinuert oxidant dertil i en mængde svarende til 6,6 g ammoniumpersulfat pr. min eller 0,275 %, beregnet på bærerstivelsen.

35 15

DK 15561 1 B

Blandingen opvarmes til 105 °C ved indførelse af damp og blandes derpå kontinuert med vandig natriumhydroxidopløsning i en mængde svarende til 2% NaOH, beregnet på det totale stivelseindhold (c.b.) i den færdige stivel-5 selim, hvorpå den føres til opholdstanken.

Strømmen af (bærer-) stivelsepasta, som forlader opholdstanken, doseres med fortyndingsvand i en mængde svarende til 17,7 1/min (inklusive opvarmningsdampkon-10 densat) og blandes grundigt med dette i blandesektionen.

Den således opnåede fortyndede bærer tilføres derpå kontinuert høj-energi-blandekammeret med udgangsopslæmning (22,2 1 svarende til 9,6 kg stivelse (c.b.) pr. min) og 15 med borsyre i en mængde svarende til 100 g/min og blandes grundigt, hvorpå den færdige stivelselim leveres til opbevaringstanken.

Eksempel 2 20

Eksempel 1 gentages, men med den afvigelse, at der til fremstilling af vådfast stivelselim (uden andre ændringer i opskriften) yderligere tilføres et kommercielt vådfast middel på basis af keton/formaldehyd-harpiks til 25 høj-energi-blandekammeret i en mængde svarende til 11%, beregnet på den totale mængde stivelse (c.b.).

Egenskaberne af den således fremstillede stivelselim er bortset fra indholdet af vådfast middel de samme som af 30 den simple stivelselim fremstillet i eksempel 1.

35

DK 155611B

16

Eksempel 3

Eksempel 1 gentages, men med den afvigelse, at der tilføres 16,7 1 i stedet for 22,2 1 udgangsopslæmning, sva-5 rende til 7,2 kg stivelse (c.b.)/ til høj-energi-blande-kammeret pr. min.

Den således fremstillede Stein-Hall-stivelselim udviste de følgende egenskaber: 10

Koncentration: 21 % stivelse (c.b.) forhold bærer/ugelatineret stivelse: 1:3

temperatur: 37,5 °C

15 viskositet: 33 s Stein-Hall koncentration af NaOH, beregnet på stivelse (c.b.): 2,6 % koncentration af borsyre, beregnet på stivelse (c.b.): 1,09 % 20

Eksempel 4

Eksempel 3 gentages, men med den afvigelse analogt med eksempel 2, at der yderligere tilføres et kommercielt 25 vådfast middel til høj-energi-blandekammeret.

Egenskaberne af den således fremstillede færdige stivelselim er bortset fra indholdet af vådfast middel de samme som af den (simple) stivelselim fremstillet i eksem-30 pel 3.

35 17

DK 15561 1 B

Prøvning af funktionelle egenskaber

En prøvning af de stivelselime, som er fremstillet ifølge de ovenstående eksempler, viste de følgende egenska-5 ber, som er fordelagtige for forarbejdning: a) Simple stivelselime (eksempel 1 og 3): Yderst stabil viskositet. Til trods for den almindeligt bekendte forskydningsbelastning i limcirkulationssystemet var faldet 10 i viskositet inden for 5 timer ikke mere end højst 1 s Stein-Hall.

Selv ved høje periferihastighedex af limpåføringsrullerne sprøjtede limen ikke, takket være dens gunstige rheo-15 logiske egenskaber.

På grund af limens yderst lave viskositet var påføringen meget økonomisk, samtidig med at bindingen (selv med papir som ellers er vanskeligt at sammenlime) ikke desto 20 mindre var meget god i alle hastighedsområder.

Maskinfunktionen var væsentligt bedre end ved normal drift; æskeråemnernes fladhed var udmærket. Omiddelbar videreforarbejdning var mulig uden mellemliggende op-25 bevaring.

b) Vådfaste stivelselime (eksempel 2 og 4): Til trods for tilsætningen af et vådfast middel var der praktisk taget ingen ændring i viskositet (den samme som i til- 30 fælde af de simple stivelselime fremstillet ifølge opfindelsen) selv under prøvekørsler gennemført over flere timer.

35

DK 155611 B

18

De vådfaste stivelselime kunne blandes i ethvert forhold med den tilsvarende simple Stein-Hall-stivelselim fremstillet ifølge opfindelsen og forarbejdes uden skadelige konsekvenser (gradvis glat ændring fra simpel til våd-5 fast stivelselim og omvendt).

Bindingens vådfasthed opfyldte fuldt ud specifikationerne i den officielle PEPCO-prøvning.

10 Sammenligningsprøvninq

Til sammenligning fremstilles Stein-Hall-stivelselime ud fra nativ majsstivelse ifølge den konventionelle metode, dvs. uden at bærerstivelsen nedbrydes in situ, idet de-15 res sammensætning lignede sammensætningen af den ifølge eksempel 1 eller 2 fremstillede lim, så vidt dette var muligt i betragtning af anvendeligheden af den færdige sammenligningslim som bølgepaplim.

20 Den simple sammenlignings-stivelselim udviste de følgende egenskaber:

Koncentration: 22,4 % stivelse (D.S.) forhold bærer/ugelatineret 25 stivelse: 1:5,7

temperatur: 33 °C

viskositet umiddelbart efter fremstilling: 50 s Stein-Hall koncentration af NaOH, be-30 regnet på stivelse1: 1,8% koncentration af borax (deka-hydrat), beregnet på stivelse1: 1,15% 35 19

DK 15561 1 B

* forøgelse af tilsætningen af NaOH eller borax er ikke mulig, da den øjeblikkeligt medfører dannelse af forstyrrende geleringer ved de ensidige bølgepaprullers ledeplader.

5

Under forarbejdningen af denne stivelselim fremstillet ifølge teknikkens stade bemærkes de følgende ulemper: I cirkulationssystemet falder viskositeten konstant til 10 32 s Stein-Hall.

Under forarbejdningen af papir, som er vanskeligere at lime og/eller ved lave maskinhastigheder er limfugerne meget skøre og giver således utilfredsstillende bin-15 dingsresultater.

Når der forarbejdes flervægget pap må maskinhastigheden drosles fra 160 m/min til 75 m/min.

20 Ved højere periferihastigheder af påføringsrullerne begynder stivelselimen at sprøjte, hvorved der uundgåeligt og ukontrollabelt overføres for meget lim til pappet. 1 35

Tilsætningen af vådfast middel fører til en stadigt sti-25 gende viskositet, som det er sædvanligt med denne type stivelselim. Efter to timer er limen ikke længere egnet til forarbejdning. Udnyttelse af limen ved blanding (selv i relativt små portioner) med den tilsvarende simple stivelselim er heller ikke mulig.

30

Bindingens vådfasthed er ikke blot væsentligt lavere end med den vådfaste stivelselim fremstillet ifølge opfindelsen, men varierer stærkt med driftsbetingelserne.

Claims (8)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af stivelselim af 5 Stein-Hall-typen til bølgepap ved kontinuert gelatinering af en eventuelt alkaliseret vandig stivelseopslæmning ved en temperatur fra 95 til 160 °C under udøvelse af store forskydningskræfter og efterfølgende blanding af den resulterende stivelsepasta (bærer) med granulær 10 eller ugelatineret stivelse (rå stivelse) og eventuelt vand og/eller almindelige additiver, især alkali, borforbindelser og/eller harpikser til vådfast limning, kendetegnet ved, at stivelsen i bæreren (bærerstivelsen) nedbrydes så ensartet som muligt under 15 gelatineringstrinnet ved tilsætning af en vandopløselig oxidant, som frembringer nascent oxygen under de herskende reaktionsbetingelser, hvorved oxidanten sættes til bærerstivelseopslæmningen og fordeles ensartet deri, før dennes viskositet overskrider 15 000 cP, og bærer-20 gennemløbshastigheden vælges således, at kontakttiden mellem oxidanten og den i det mindste delvis gelatinerede bærerstivelse ved en temperatur på mindst 95 °C (reaktionstiden) er 1 - 5 min.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at bærerstivelseopslæmningen opvarmes hurtigt til mindst 95 °C.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendete g-30 net ved, at gelatineringen og nedbrydningen gennemføres ved en temperatur på 103 - 125 °C.

4. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-3, kendetegnet ved, at oxidanten er en uorganisk per- 35 DK 155611B forbindelse.

5. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-4, kendetegnet ved, at oxidanten tilsættes' i en mængde, 5 som med hensyn til den leverede oxygenmængde er ækvivalent med 0,02 - 2,5 vægt-% ammoniumpersulfat, beregnet på vægten af bærerstivelsen.

6. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-5, k e n-10 detegnet ved, at bærerstivelsen nedbrydes til en sådan grad, at den færdige stivelselims Stein-Hall-vis-kositet i temperaturområdet 20 - 45 °C er mellem 22 og 70 sekunder.

7. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-6, ken detegnet ved, at gelatineringen og nedbrydningen af bærerstivelsen gennemføres i nærvær af al*kali.

8. Fremgangsmåde ifølge ethvert af kravene 1-7, k e n-20 detegnet ved, at der fremstilles en vådfast stivelselim ved tilsætning af en formaldehydkondensationsharpiks. 25 30 35