FI113658B - Menetelmä tärkkelyksen modifioimiseksi, tärkkelys ja sen käyttö - Google Patents

Description

113658 MENETELMÄ TÄRKKELYKSEN MODIFIOIMISEKSI, TÄRKKELYS JA SEN KÄYTTÖ

FÖRFARANDE FÖR MODIFIERING AV STÄRKELSE, STÄRKELSE OCH 5 DESS ANVÄNDNING

Esillä oleva keksintö kohdistuu jäljempänä esitettyjen itsenäisten vaatimusten johdanto-osien määrittelemään menetelmään, tärkkelykseen ja sen käyttöön. Esillä oleva keksintö kohdistuu myös menetelmään paperin tai vastaavan, kuten kartongin, 10 pintaliimaamiseksi tärkkelyksestä valmistetulla pintaliimaliuoksella, ja pintaliimatun paperin huokoisuuden säätämiseen.

Tärkkelykset ovat eniten käytetty raaka-aineryhmä paperiteollisuudessa kuitujen ja pigmenttien jälkeen. Tärkkelystä käytetään muun muassa pintaliimana, jolloin se levitetään kuivatun paperin pintaan.

.. 15 Tärkkelys on hiilihydraatti, jota esiintyy luonnossa kaikissa kasveissa, erityisesti t · kasvien siemenissä, juurissa ja mukuloissa, joissa se toimii kasvien vararavintona • · ‘I1 ; uutta kasvukautta varten. Tärkkelys on glukoosipolymeeri, jossa * ' * * I · anhydroglukoosiyksiköt ovat liittyneinä toisiinsa a-D-glukosidisidoksella. Glukoosiketjut ovat joko suoraketjuisia, amyloosi, tai haaroittuneita, amylopektiini. 20 Normaalisti amyloosin osuus tärkkelyksessä on pienempi kuin amylopektiinin, eli , noin 20 - 25 %. Tärkkelysketjujen koko vaihtelee sen mukaan mistä kasvista - * tärkkelys on peräisin, ja onko kyse amyloosista vai amylopektiinistä. Amyloosiketjut ’ : ovat amylopektiiniketjuja pienempiä.

: ·. Tärkkelyksen liimausominaisuudet perustuvat sen sisältämiin runsaslukuisiin : 25 hydroksyyliryhmiin, joilla on kyky muodostaa vetysidoksia. Vesiliuoksessa vetysidoksia muodostuu hydroksyyliryhmien välille, jolloin tärkkelys sitoo 2 113656 vetysidosten avulla vettä. Kuivauksessa vesimolekyylit poistuvat ja vetysidoksia muodostuu tärkkelyksen, kuitujen ja muiden paperinvalmistuksessa käytettävien komponenttien välille.

Tärkkelys ei liukene kylmään veteen. Pintaliimaa valmistettaessa tärkkelyksen ja 5 veden seosta kuumennettaessa tärkkelys alkaa liueta tietyssä lämpötilassa, mikä näkyy liuoksen viskositeetin nousemisena. Viskositeetti nousee edelleen kuumennusta jatkettaessa, kunnes yksittäiset tärkkelysketjut alkavat irrota toisistaan, mikä puolestaan näkyy viskositeetin laskuna. Liuoksen jäähtyessä tärkkelysketjut alkavat uudestaan liittyä toisiinsa vetysidosten avulla, jolloin viskositeetti jälleen 10 nousee. Laimeassa liuoksessa toisiinsa liittyneet tärkkelysketjut laskeutuvat astian pohjalle, mutta väkevät liuokset muodostavat kolmiulotteisen geelin. Siksi väkeviä tärkkelysliuoksia ei ole voitu käyttää pintaliimauksessa Tärkkelysliuoksilla on pintaliimauksen yhteydessä kaksi funktionaalista ominaisuutta: viskositeetti ja stabilisuus. Tärkkelysliuoksen viskositeetti riippuu 15 mm. tärkkelyksen keskimääräisestä molekyylikoosta. Molekyylikoon lisäksi tärkkelysliuoksen viskositeettiin vaikuttaa lämpötila, kuiva-ainepitoisuus eli : * väkevyys sekä liuoksen ionipitoisuus, eli pH, kovuus, ja johtokyky.

> » : ·. Tärkkelysliuoksen stabilisuudella tarkoitetaan tässä yhteydessä sitä, että > ’ * :' , i tärkkelyksen sitoutumispyrkimys itsensä kanssa on matala. Kuten edellä on todettu, * · f :": 20 väkevinä liuoksina tärkkelyksellä on taipumus jäähtyessään geeliytyä, mikä näkyy ' · · * viskositeetin nousuna, sameutena tai liuoksen jähmettymisenä. Geeliytymisen aiheuttavat lähinnä pitkähköt suorat tärkkelysketjut, jotka helposti sitoutuvat ' > « [ toisiinsa vetysidosten avulla. Tärkkelystä pilkottaessa lyhyiden suorien • . tärkkelysketjujen osuus kasvaa, jolloin geeliytymistä ei pääse vastaavalla tavalla t » t · , · , 25 tapahtumaan ja tärkkelysliuoksen stabilisuus lisääntyy. Stabilisuus lisääntyy myös , ', tärkkelyksen haaroittuneisuuden ja sivuketjujen määrän kasvaessa, ns. steerinen , ··, stabilointi.

3 113656

Paperin pintaliimauksella pyritään vaikuttamaan paperin ominaisuuksiin. Pintaliimaus suoritetaan paperikoneen kuivatusosan yhteyteen sovitetulla liimapuristimella tai erillisessä pintaliimausyksikössä. Pintaliiman lisäyksen jälkeen paperiraina tai vastaava ohjataan kuivausosan läpi, jossa lisätty pintaliima kuivuu.

5 Pintaliimauksella pyritään vaikuttamaan paperin ominaisuuksiin, kuten hydrofobisuuteen, huokoisuuteen, lujuuteen, jne. Nykyisin pintaliimaus suoritetaan tärkkelysliuoksilla, joiden kuiva-aine on noin 8 - 12 %. Pintaliimauksessa pyritään lisäämään tietty vakiona pysyvä määrä tärkkelysliuosta, pintaliimaa, paperin tai vastaavan pinnalle.

10 Pintaliimauksessa tärkkelys lisätään tänä päivänä tärkkelysliuoksena tai pintaliimaliuoksena, jonka kuiva-ainepitoisuus on tyypillisesti korkeintaan noin 10 %. Kuiva-ainepitoisuutta ei ole voitu nostaa, koska se johtaisi tärkkelysliuoksen viskositeetin nousuun ja tästä aiheutuviin ajettavuus- ja likaantumisongelmiin. Korkean viskositeetin omaava tärkkiliuos ei välttämättä juokse ja levittäydy 15 halutulla tavalla vaan saattaa johtaa epätasaiseen pintaliimaukseen, viirujen muodostumiseen. Vaarana on lisäksi se, että tärkkiliuoksen viskositeetti entisestään :· kasvaa liuoksen mahdollisesti jäähtyessä, esim. prosessin katkon aikana. Tällöin voi , :* liuos juuttua esim. putkistoihin ja varastosäiliöihin.

; Alhaisesta kuiva-ainepitoisuudesta johtuen on paperirainalle jouduttu syöttämään ’ 20 suhteellisen paksu pintaliimaliuoskerros halutun pintaliimakerroksen ’ . . .* aikaansaamiseksi kuivaan paperiin. Tästä johtuen on paperille siis myös jouduttu syöttämään suuri määrä vettä, joka pintaliimausvaiheen jälkeen on jouduttu poistamaan paperirainalta kuivattamalla. Kuivatus vaatii suuren määrän energiaa ja f · , kuivatukseen soveltuvan suhteellisen suuren kuivatusosan. Lisäksi kuivatus vie • · , * · · t 25 aikaa. Kaikki edellä mainitut aiheuttavat kustannuksia.

» · * Pintaliiman alhaisesta kuiva-ainepitoisuudesta ja viskositeetista johtuen on ’···’ pintaliimauksessa jouduttu käyttämään uritettua levityssauvaa, tarpeellisen pintaliimamäärän siirtämiseksi paperirainalle.

113658 4

On tunnettua pilkkoa tärkkelys tärkkelysliuoksen viskositeetin laskemiseksi. Tällainen tärkkelysliuos ei kuitenkaan ole stabiili, vaan se joudutaan stabiloimaan siten, että tärkkiliuoksen viskositeetti ei äkillisesti nouse liuoksen jäähtyessä.

Julkaisussa FI 105334 on esitetty menetelmä tärkkelyksen pilkkomiseksi 5 katalysoidulla vetyperoksidihapetuksella, minkä jälkeen pilkottu tärkkelys stabiloidaan asetyyliesteröinnillä, johon on yhdistetty tärkkelyksen ristisitominen. Menetelmä koskee siis hypokloriitin korvaamista vetyperoksidilla tärkkelystä pilkottaessa. FI 105334 esittämällä menetelmällä valmistettua tärkkelysmodifikaattia voidaan käyttää pintaliimaukseen tavanomaisissa kuiva-ainepitoisuuksissa.

10 Nyt esillä olevan keksinnön tarkoituksena onkin aikaansaada parannus edellä esitettyihin ongelmiin.

Tarkoituksena on aikaansaada aikaisempaa parempi menetelmä tärkkelyksen modifioimiseksi pintaliimaukseen soveltuvaksi.

Tarkoituksena on lisäksi aikaansaada aikaisempaa parempi paperin pintaliimaus-15 menetelmä.

:. Tarkoituksena on myös aikaansaada aikaisempaa parempi modifioitu tärkkelys.

; Tarkoituksena on vielä aikaansaada uusi tärkkelyksen käyttö pintaliimauksessa ja ‘ j uusi uusi paperin huokoisuuden säätämismenetelmä.

’·* Edellä esitettyjen tarkoitusperien saavuttamiseksi on esillä oleva keksintö tunnettu 20 siitä, mitä on määritelty jäljempänä esitettyjen itsenäisten patenttivaatimusten , '. tunnusmerkkiosissa.

: Tyypillinen keksinnön mukainen menetelmä tärkkelyksen modifioimiseksi käsittää ’ ·; ·' siten tärkkelyksen modifioimisen korkeissa >15%, tyypillisesti > 20 % jopa > :.: : 25 %, kuiva-ainepitoisuuksissakin tapahtuvaan pintaliimaukseen soveltuvaksi.

’ * · ’ 25 Tärkkelysmodifiointi käsittää ainakin tärkkelyksen pilkkomisen ja stabiloinnin, 113656 5 jolloin - tärkkelyksen pilkkominen suoritetaan hypokloriittihapetuksella, vain sellaiseen pilkkomisasteeseen saakka, että tärkkelyksestä valmistetun pintaliiman viskositeetti vielä on > 10 mPas, tyypillisesti > 20 mPas, tyypillisimmin > 25 mPas. Viskositeetti 5 voi olla jopa yli 30 mPas. Viskositeetti on edellä annettu 10 % kuiva-ainepitoisuuteen ja 60°C lämpötilaan laskettuna. Viskositeetti on mitattu mittalaitteella Brookfield RVTD II 100 rpm, sopivaa mittapäätä käyttäen.

Keksinnön mukaiseen tärkkelyksen pilkkomiseen voidaan edullisesti käyttää hypokloriittihapetusta, koska hypokloriittihapetus samalla jossain määrin stabiloi 10 tärkkelystä, vähentäen tärkkelyksen taipumusta muodostaa sidoksia ja vähentäen tärkkelyksen taipumusta nostaa tärkkelysliuoksen, eli pintaliimaliuoksen, viskositeettia. Näin tarvitaan vähemmän stabilointiaineita, mikä kustannussyistä on edullista, tai vaihtoehtoisesti saavutetaan samalla stabilointiaineen määrällä parempi stabilisuus.

15 Tärkkelystä on useimmissa tapauksissa edullista stabiloida, joko pilkkomista ennen tai pilkkomisen jälkeen. Tärkkelystä voidaan stabiloida useampaa eri stabilointi- tapaa käyttäen. Tärkkelystä voidaan siten tyypillisesti stabiloida esteröinnillä ja/tai ., eetteröinnillä, kuten asetyloinnilla ja/tai hydroksialkyloinnilla. Tärkkelyksen * · : ; stabilointia voidaan lisäksi tehostaa ristisidonnalla, kuten ristisitomalla < · » * · '1 20 adipiinihapolla.

» · ‘ * Stabilointi mahdollistaa vähemmän hapetetun, pilkotun, tärkkelyksen käytön.

,, : “ Tärkkelystä kanonisoimalla aikaansaadaan myös ristisidontaa, joka stabiloi • · ’ · · * tärkkelystä.

. · · . Tärkkelyksen pilkkominen suoritetaan edullisesti vain sellaiseen : ’ *, 25 pilkkomisasteeseen, jossa tärkkelyksestä valmistetun pintaliiman viskositeetti ; ‘"; käyttötilanneolosuhteissa, eli 45 - 55°C lämpötilassa ja > 15 % kuiva- ainepitoisuudessa, on vielä vähintään 80 mPas, tyypillisesti > 100 mPas.

113656 6

Keksinnön mukaisesti korkeassa >15%, tyypillisesti > 20 % jopa > 25 %, kuiva-ainepitoisuudessa tapahtuvaan pintaliimaukseen tarkoitettu tärkkelys, on siten pilkottu sellaiseen pilkkomisasteeseen saakka, että tärkkelyksestä valmistetun pintaliiman viskositeetti, 10 % kuiva-ainepitoisuuteen ja 60°C lämpötilaan 5 laskettuna, kuitenkin vielä on > 10 mPas, tyypillisesti > 20 mPas, tyypillisimmin > 25 mPas, Brookfield RVTD II 100 rpm. Tärkkelys on tällöin edullisesti pilkottu hypokloriittihapetuksella ja stabiloitu esteröinnillä ja/tai eetteröinnillä, kuten asetyloinnillaja/tai hydroksialkyloinnilla, sekä mahdollisesti lisästabiloitu ristisidonnalla, kuten ristisitomalla adipiinihapolla. Tärkkelystä on lisäksi voitu 10 lisästabiloida kanonisoimalla kemiallisella aineella, joka on valmistettu epiklorohydriinistä ja trimetyyliaminista, ja lisäksi ainakin käyttäen yhtä seuraavista aineista monometyyliamini, dimetyyliamini tai N,N,Ν’,N’- tetrametyylietyleeni-diamini, tärkkelyksen stabiloimiseksi.

Keksinnön mukaisesti modifioidusta tärkkelyksestä valmistettua pintaliimaa voidaan 15 käyttää filminsiirtotekniikalla tapahtuvassa pintaliimauksessa. Tällaisia filminsiirtolaitteita ovat esimerkiksi Metso Oy:n SymSizer ja Voith GmbH:n Speedsizer. Muun muassa pintaliiman korkeasta kuiva-ainepitoisuudesta, > 15 %, • » ! johtuen voidaan filminsiirrossa käyttää sileätä sauvaa tai terää pintaliiman

I I

• , levittämisessä filminsiirtopinnalle, tyypillisesti telalle. Sauvan halkaisija on > ;' · t \ 20 edullisesti mahdollisimman pieni. Kyseeseen tulee käytännössä noin 15-35 mm » · halkaisijalla varustettu sauva, mutta alle 10 mm sauva olisi joissakin tapauksissa ',., · edullinen.

: · Keksinnön mukaisesti modifioidusta tärkkelyksestä valmistettua pintaliimaa voidaan :,,,: käyttää pintaliimauksessa, joka tehdään paperi- tai kartonkikoneen yhteydessä * ': “: 25 olevalla myös päällystykseen soveltuvalla pintaliima-applikointilaitteella.

» · . \ Keksintöä sovellettaessa voidaan pintaliimaa levittää huomattavasti pienempiä . · · *. määriä kuin levitettäessä tavanomaisia pintaliimoja, joiden kuiva-ainepitoisuus on huomattavasti alhaisempi. Keksintöä sovellettaessa pintaliimauksessa levitetään alle 7 113658 10 g/m2, tyypillisesti < 7 g/m2, pintaliimaliuoskerros rainalle, ainakin sen yhdelle puolelle.

Keksintöä sovellettaessa, eli käytettäessä pintaliimauksessa keksinnön mukaisesti pilkottua ja stabiloitua tärkkelystä, voidaan pintaliimaus suorittaa aikaisempaa 5 korkeammassa lämpötilassa, tyypillisesti > 60°C, jopa 80°C - 99°C

applikointilämpötiloissa. Telamateriaali valitaan sopivaksi näitä korkeimpia lämpötiloja ajatellen.

Käytettäessä keksinnön mukaisesti modifioitua tärkkelystä korkeassa kuiva-ainepitoisuudessa voidaan paperinvalmistuksen yhteydessä säätää paperin 10 ominaisuuksia, esim. paperin pinnan ominaisuuksia. Keksintöä voidaan soveltaa esimerkiksi siten, että keksinnön mukaisesti modifioidulla tärkkelyksellä pintaliimatun paperirainan tai vastaavan huokoisuutta säädetään säätämällä tärkkelyksen pitoisuutta pintaliimassa. Aikaisemmin huokoisuutta on säädetty säätämällä pohjapaperin ominaisuutta, esimerkiksi massan jauhatuksen avulla.

15 Keksintöä sovellettaessa ei tarvitse huokoisuutta säätää, esimerkiksi lajinvaihdon yhteydessä, jauhatusta muuttamalla, mikä on huomattavasti hankalampaa kuin : · pintaliiman kuiva-aineen säätö. Samaan lopputulokseen päästään tätä keksintöä : ’ sovellettaessa näin myös halvemmalla ja saadaan parempi tulos, kuin kallista kuitua : ei tarvitse jauhaa.

' ‘: 20 Keksintö koskee myös menetelmää paperin tai muun vastaavan pintaliimaamiseksi ’ · · ’ liima-applikointilaitteella pintaliimaliuoksella, joka on valmistettu tärkkelyksestä, jota on modifioitu ainakin pilkkomalla ja stabiloimalla. Tällöin tärkkelystä on ’ - i % keksinnön mukaisesti pilkottu kemiallisella käsittelyllä, kuten • · • , hypokloriittihapetuksella, sellaiseen pilkkomisasteeseen saakka, että tärkkelyksestä

> ) t M

* «

. · ·. 25 valmistetun pintaliimaliuoksen viskositeetti, 10 % kuiva-ainepitoisuuteen ja 60°C

; lämpötilaan laskettuna, kuitenkin vielä on > 10 mPas, tyypillisesti > 20 mPas, > · » t * t . · *, tyypillisimmin >25 mPas, Brookfield RVTD II 100 rpm. Pintaliimaliuoksen kuiva- ainepitoisuus on > 15 %, tyypillisesti > 20 %, tyypillisimmin > 25 %.

8 113658

Pintaliimaliuoksen määrä pintaliimauksessa on < 10 g/m2, tyypillisesti < 7 g/m2, jopa noin 5-6 g/m2, ainakin yhdellä puolella rainaa. Pintaliiman määrä kuivassa rainassa on tällöin < 3 g/m2, ainakin yhdellä puolella rainaa. Pintaliiman määrä kuivassa rainassa voi olla huomattavasti pienempi, kuten noin 1 g/m2.

5 Pintaliimausprosessia voidaan vielä edistää ja varmentaa esimerkiksi rajoittamalla pintaliimaliuoksen jäähtymistä ja/tai sen kuiva-ainepitoisuuden nousua pintaliimauksen aikana. Pintaliimaliuoksen jäähtymistä pintaliimauksen aikana voidaan tällöin rajoittaa esimerkiksi - rajoittamalla jäähdyttävän sali-ilman tuloa kosketukseen pintaliiman kanssa, tai 10 - tuomalla lämpöä liimapuristimelle, jolloin pystytään aikaisempaa paremmin hallitsemaan pintaliimaliuoksen viskositeetin nousua.

Pintaliimausprosessia voidaan toisaalta edistää myös rajoittamalla pintaliimaliuoksen kuiva-ainepitoisuuden nousua pintaliimauksen aikana, rajoittamalla veden haihtumista pintaliimaliuoksesta esimerkiksi pitämällä 15 pintaliimaliuoksen kanssa kosketukseen tulevan ilman kosteus ympäröivän ilman kosteutta korkeammalla tasolla. Pintaliima-applikointilaite voidaan esimerkiksi ·· koteloida, huuvalla tai vastaavalla. Samalla voidaan sopivan lämpötilan omaavaa kosteaa ilmaa ja/tai höyryä syöttää koteloinnin sisälle estämään pintaliiman ennen • · :.: : aikaista jäähtymistä ja veden haihtumista liimasta.

• «· • · *:·*: 20 Keksintöä sovellettaessa saavutetaan lukuisia etuja, joista seuraavassa mainitaan joitakin.

··* Siirryttäessä keksinnön mukaisesti käyttämään korkeamman kuiva-ainepitoisuuden :: omaavaa pintaliimaa voidaan pintaliiman syöttöä rainalle vähentää aikaisemmasta ja •: · ·: tärkin käyttöä vähentää, mikä antaa rainalle paremman lujuuden.

» · 25 Pintaliimauksen lopputuloksen kannalta on edullista, jos voidaan käyttää » · · y··] mahdollisimman korkeaviskoottista tärkkiä, mikä keksintöä sovellettaessa on • · · mahdollista. Korkean kuiva-ainepitoisuuden edut ovat sekä tuotannollisia, 113656 9 taloudellisia että investointietuja. Applikointiyksikön nopeutta ei tarvitse laskea siirryttäessä pasta-applikoinnista pintaliima-applikointiin. Pintaliimausyksikön nopeus ei hidastu liiman korkeammasta kuiva-ainepitoisuudesta huolimatta eikä siten muodosta tuotannossa pullonkaulaa.

5 Nyt esillä olevan keksinnön eräänä etuna on se, että käytettäessä pintaliimauksessa keksinnön mukaisesta tärkkelyksestä valmistettua pintaliimaa, voidaan pintaliiman kuiva-ainepitoisuus pitää käyttötilanteessa mahdollisimman korkeana ilman pintaliiman funktionaalisten ominaisuuksien huonontumista. Käytettäessä tällaista pintaliimaa voidaan vähentää paperiradalle lisätyn veden määrä. Tämä mahdollistaa 10 huomattavan energian säästön pintaliimausta seuraavassa prosessivaiheessa, jossa lisätty pintaliima kuivatetaan, sillä mitä korkeampi paperiradalle lisätyn pintaliiman kuiva-ainepitoisuus on, sitä vähemmän vettä tarvitsee poistaa paperiradalta haihduttamalla. Samalla paperikoneen kuivatusosan pituutta voidaan lyhentää, ja näin aikaansaada säästöjä investointikustannuksissa sekä vähentää paperikoneelle 15 tarvittavan hallitilan kokoa.

Esillä olevan keksinnön eräänä etuna on myös se, että vähennettäessä paperiradalle • · » " | pintaliimauksen aikana lisättävän veden määrää käyttämällä keksinnön mukaisesta : . ·. tärkistä valmistettua korkea kuiva-ainepitoista pintaliimaa voidaan parantaa paperin ominaisuuksia ja samalla todennäköisesti myös vähentää ratakatkojen määrää. 20 Ratakatkot vähenevät, koska paperirata ei kostu samassa määrin kuin käytettäessä * .. * tavanomaista pintaliimaa, j a rata pysyy vahvempana.

·. Käyttämällä pintaliimaukseen pintaliimaa, jonka kuiva-ainepitoisuus on korkea, . voidaan saavuttaa myös lähes täydellinen filminsiirto, 95 - 99 %, samalla kun • · pintaliimauksessa voidaan saavuttaa hyvin ohut filmin paksuus. Pintaliimausnopeus 25 ei myöskään aiheuta rajoituksia.

ίο 113658

Keksinnön eräänä etuna on myös se, että kun pintaliiman kuiva-ainepitoisuus on korkea, pintaliiman tärkkelyksen penetraatio paperiradan sisään pienenee. Tärkkelys jää siis paperiradan pintaan, mikä on toivottavaa. Paperin pinnassa oleva tärkkelys parantaa paperin pintaominaisuuksia, kuten pintalujuutta ja jäykkyyttä.

5 Esillä olevan keksinnön eräänä etuna on myös se, että pintaliimaus voidaan suorittaa korkeammassa lämpötilassa, mikä osaltaan pienentää tärkkelyksestä valmistetun pintaliiman viskositeettia.

Keksinnön eräänä etuna on lisäksi se, että se vähentää pintaliimaustelalla tapahtuvaa pintaliiman haihtumista ja lämpötilan laskua. Telalla tapahtuvan haihtumisen 10 estäminen parantaa omalta osaltaan pintaliiman viskositeetin stabiiliutta, ja ehkäisee telalla tapahtuvaa tahatonta ei-toivottavaa viskositeetin nousua haihtumisen ja kylmenemisen seurauksena.

Keksinnön etuna on vielä se, että pintaliiman kuiva-ainepitoisuutta säätämällä voidaan hallita valmistettavan paperin pintaominaisuuksia, kuten huokoisuutta.

• ‘ 15 Tämä mahdollistaa sen, että käyttämällä keksinnön mukaisesta tärkkelyksestä valmistettua korkea kuiva-aineista pintaliimaa keksinnön mukaisessa » : ; pintaliimausmenetelmässä, voidaan valmistaa kahta tai useampaa paperilaatua, joilla • · • 1 # ! on erilainen huokoisuus, käyttämällä samaa peruspaperia ja muuttamalla pintaliiman , ·. kuiva-ainepitoisuutta.

20 Keksintöä ei ole tarkoitus rajoittaa edellä esitettyihin sovellutusesimerkkeihin vaan , sitä on tarkoitus käyttää laajasti seuraavien patenttivaatimusten määrittelemän . suojan puitteissa.

Claims (28)

1. Menetelmä tärkkelyksen modifloimiseksi korkeissa > 15 %, tyypillisesti > 20 % jopa > 25 %, kuiva-ainepitoisuuksissa tapahtuvaan pintaliimaukseen soveltuvaksi, tärkkelysmodifioinnin käsittäessä ainakin tärkkelyksen pilkkomisen ja stabiloinnin, 5 tunnettu siitä, että - tärkkelyksen pilkkominen suoritetaan hypoldoriittihapetuksella tai happokäsittelyllä, sellaiseen pilkkomisasteeseen saakka, että tärkkelyksestä valmistetun pintaliiman viskositeetti, 10 % kuiva-ainepitoisuuteen ja 60°C lämpötilaan laskettuna, kuitenkin vielä on > 10 mPas, tyypillisesti > 20 mPas, 10 tyypillisimmin > 25 mPas, Brookfield RVTDII100 rpm.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tärkkelys pilkotaan hypokloriittihapetuksella.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tärkkelys stabiloidaan esteröinnillä ja/tai eetteröinnillä, kuten asetyloinnilla ja/tai 15 hydroksialkyloinnilla.

>·· 4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että » * « · ; i * tärkkelyksen stabilointia tehostetaan ristisidonnalla, kuten ristisitomalla * « : adipiinihapolla.

« · · • »· • · •: · ·: 5. Patenttivaatimuksen 1, 2, 3 tai 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ·,.,·* 20 tärkkelystä lisäksi stabiloidaan kationisoimalla.

:· 6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että :,,. · tärkkelys pilkotaan hapolla, edullisesti mineraalihapolla, edullisimmin suolahapolla.

» ... > 7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että * · , ·, tärkkelyksen pilkkominen suoritetaan sellaiseen pilkkomisasteeseen, että > · • · ] 25 tärkkelyksestä valmistetun pintaliiman viskositeetti käyttötilanneolosuhteissa, jossa > « 113656 lämpötila on 45 - 55°C ja kuiva-ainepitoisuus >15 %, vielä on vähintään 80 mPas, tyypillisesti > 100 mPas.

8. Korkeassa >15 %, tyypillisesti > 20 % jopa > 25 %, kuiva-ainepitoisuudessa tapahtuvaan pintaliimaukseen tarkoitettu tärkkelys, jota tärkkelystä on modifioitu 5 ainakin pilkkomalla ja stabiloimalla, tunnettu siitä, että tärkkelystä on pilkottu sellaiseen pilkkomisasteeseen saakka, että tärkkelyksestä valmistetun pintaliiman viskositeetti, 10 % kuiva-ainepitoisuuteen ja 60°C lämpötilaan laskettuna, kuitenkin vielä on > 25 mPas, Brookfield RVTDII100 rpm.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen tärkkelys, tunnettu siitä, että 10 tärkkelyksestä valmistetun pintaliiman viskositeetti käyttötilanteessa, jossa kuiva-ainepitoisuus on > 15 % ja lämpötila 45 - 55°C, on > 80 mPas, tyypillisesti > 100 mPas.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen tärkkelys, tunnettu siitä, että tärkkelystä on modifioitu pilkkomalla sitä hypokloriittihapetuksella.

11. Patenttivaatimuksen 8 mukainen tärkkelys, tunnettu siitä, että : · tärkkelystä on stabiloitu esteröinnillä ja/tai eetteröinnillä, kuten asetyloinnilla ja/tai » hydroksialkyloinnilla. « « · • · · • · · · :' ·, I

12. Patenttivaatimuksen 8 mukainen tärkkelys, tunnettu siitä, että • · *" ’: tärkkelystä on stabiloitu ristisidonnalla, kuten ristisitomalla adipiinihapolla. « · » * · • ·

13. Patenttivaatimuksen 8 mukainen tärkkelys, tunnettu siitä, että ; i · tärkkelystä on stabiloitu esteröinnillä ja/tai eetteröinnillä, kuten asetyloinnilla ja/tai :..,: hydroksialkyloinnilla ja lisästabiloitu ristisidonnalla.

• * » » · * · , · · ·. 14. Patenttivaatimuksen 8 mukainen tärkkelys, tunnettu siitä, että * · , *, tärkkelystä on lisästabiloitu kationisoimalla. • · I I » • · 113658

15. Patenttivaatimuksen 8 mukainen tärkkelys, tunnettu siitä, että tärkkelystä on kationisoitu kemiallisella aineella, joka on valmistettu epikloorihydriinistä ja trimetyyliaminista, ja lisäksi ainakin käyttäen yhtä seuraavista aineista monometyyliamini, dimetyyliamini tai Ν,Ν,Ν’,Ν’- tetrametyylietyleeni- 5 diamini, tärkkelyksen stabiloimiseksi.

16. Patenttivaatimuksen 8 mukainen tärkkelys, tunnettu siitä, että tärkkelystä on pilkottu hapolla, edullisesti mineraalihapolla, edullisimmin suolahapolla.

17. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimusten 8-16 mukaisen tärkkelyksen käyttö 10 filminsiirtotekniikalla tapahtuvassa pintaliimauksessa, jossa käytetään sileätä sauvaa tai terää pintaliiman levittämisessä filminsiirtopinnalle, kuten telalle.

18. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen 8-16 mukaisen tärkkelyksen käyttö pintaliimauksessa, tunnettu siitä, että pintaliimaus tehdään paperi- tai kartonkikoneen yhteydessä olevalla myös päällystykseen soveltuvalla pintaliima- 15 applikointilaitteella.

19. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen 8-16 mukaisen tärkkelyksen käyttö I · . · „ Λ _ ‘· pintaliimaukseen, tunnettu siitä, että pintaliimauksessa levitetään alle 10 g/m , : tyypillisesti < 7 g/m2, pintaliimaliuoskerros rainalle, ainakin sen yhdelle puolelle.

• · * • · · • · ·*.’·: 20. Jonkin edellä esitetyn patenttivaatimuksen 8-16 mukaisen tärkkelyksen käyttö : 20 korkeissa > 60°C, tyypillisesti > 80°C, applikointilämpötiloissa.

;· 21. Menetelmä, jollakin edellä esitetyn patenttivaatimuksen 8-16 mukaisella • * » modifioidulla tärkkelyksellä pintaliimatun paperirainan tai vastaavan huokoisuuden •: ·'! säätämiseksi, tunnettu siitä, että huokoisuutta säädetään säätämällä tärkkelyksen :: pitoisuutta pintaliimassa. * ♦ > » » , · · , 25

22. Menetelmä paperin tai muun vastaavan pintaliimaamiseksi liima- applikointilaitteella pintaliimaliuoksella, joka on valmistettu tärkkelyksestä, jota on 113658 modifioitu ainakin pilkkomalla ja stabiloimalla, tunnettu siitä, että -tärkkelystä on pilkottu kemiallisella käsittelyllä, kuten hypokloriittihapetuksella, vetyperoksidihapetuksella tai happokäsittelyllä, sellaiseen pilkkomisasteeseen saakka, että tärkkelyksestä valmistetun pintaliimaliuoksen viskositeetti, 10 % kuiva-5 ainepitoisuuteen ja 60°C lämpötilaan laskettuna, kuitenkin vielä on > 10 mPas, tyypillisesti > 20 mPas, tyypillisimmin > 25 mPas, Brookfield RVTD II100 rpm, ja että - pintaliimaliuoksen kuiva-ainepitoisuus on > 15 %, tyypillisesti > 20 %, tyypillisimmin > 25 %.

23. Patenttivaatimuksen 22 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pintaliimaliuoksen kerrosmäärä pintaliimauksessa on < 10 g/m , tyypillisesti < 7 Λ g/m , ainakin yhdellä puolella rainaa.

24. Patenttivaatimuksen 22 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että λ pintaliiman määrä kuivassa rainassa on < 3 g/m , ainakin yhdellä puolella rainaa.

25. Patenttivaatimuksen 22 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pintaliimaliuoksen jäähtymistä ja/tai sen kuiva-ainepitoisuuden nousua | · pintaliimauksen aikana rajoitetaan.

, · 26. Patenttivaatimuksen 25 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että * > » . .: pintaliimaliuoksen jäähtymistä pintaliimauksen aikana rajoitetaan : ’: 20 - rajoittamalla jäähdyttävän sali-ilman tuloa kosketukseen pintaliiman kanssa, ja/tai • : - tuomalla lämpöä liimapuristimelle, I » t » :' pintaliimaliuoksen viskositeetin nousun hallitsemiseksi. I > l • » · I t

:' “: 27. Patenttivaatimuksen 25 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ; · · 25 pintaliimaliuoksen kuiva-ainepitoisuuden nousua pintaliimauksen aikana rajoitetaan ' ‘ i rajoittamalla veden haihtumista pintaliimaliuoksesta pitämällä pintaliimaliuoksen 113658 kanssa kosketukseen tulevan ilman kosteus ympäröivän ilman kosteutta korkeammalla tasolla.

28. Patenttivaatimuksen 26 tai 27 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pintaliima-applikointilaite on koteloitu, esimerkiksi huuvalla. i « · • I « < I · t · • · = * · • t * » » · ‘ti* t · » i » . II»» > I t ' I I s » » I • t I I » 16 113658