FI70039C

FI70039C - FOERFARANDE FOER TILLVERKNING AV STAERKELSELIM

Info

Publication number: FI70039C
Application number: FI803261A
Authority: FI
Inventors: Joachim Voigt; Helmut Schmidt; Peter Hochbahn; Hermann Feeser
Original assignee: Cpc International Inc
Priority date: 1979-10-19
Filing date: 1980-10-16
Publication date: 1986-09-12
Also published as: DK155611B; NL188163B; NO803115L; GB2061307A; YU266780A; FI803261L; DE2942251A1; NZ195097A; IT8025282A0; SE8007286L; YU42361B; NL188163C; HU188650B; BR8006714A; NO152849B; AR225470A1; DK441980A; ES496013A0; AU536505B2; JPS6317306B2

Description

, 70039, 70039

Menetelmä tärkkelysliimojen valmistamiseksiMethod for making starch glues

Keksinnön kohteena on menetelmä tärkkelysliimojen, erikoisesti Stein-Hall-tyyppisten liimojen valmistamiseksi aalto-5 pahvilevyjä varten gecliyttämällä jatkuvasti haluttaessa al-kaliseksi tehtyjä vesipitoisia tärkkelyslietteitä lämpötilassa noin 95-160°C suurilla leikkuuvoimilla ja sekoittamalla saatua tärkkelystahnaa (kantajaa) raemaisen tai geeliyttämät-tömän tärkkelyksen (raakatärkkelyksen) kanssa ja haluttaessa 10 veden ja/tai tavallisten lisäaineiden, erikoisesti alkalien, booriyhdisteiden ja/tai märkälujien liimausten valmistamiseksi tarkoitettujen hartsien kanssa.The invention relates to a process for the preparation of starch adhesives, in particular Stein-Hall-type adhesives, for corrugated boards by continuous gelling, if desired, of alkaline aqueous starch slurries at a temperature of about 95-160 ° C with high shear and mixing of the obtained starch paste with starch paste (crude starch) and, if desired, water and / or resins for the preparation of customary additives, in particular alkalis, boron compounds and / or wet strength adhesives.

Vaikka mahdollisuus tärkkelyksen käyttämiseksi liima-aineena on tunnettu jo satoja vuosia, vasta niinsanottujen 15 "Stein-Hall-liimojen" kehittämisen jälkeen saavuttivat tärkkelykseen perustuvat liimat huomattavaa käytännöllistä merkitystä teollisuusliimoina. Periaatteessa nämä liimat sisälsivät raemaisen tai geeliyttämättömän tärkkelyksen (jota tämän jälkeen kutsutaan "raakatärkkelykseksi") dispersion vesi-20 pitoisessa tärkkelystahnassa (jota tämän jälkeen kutsutaan lyhyesti "kantajaksi") ja ne periaatteessa ratkaisivat tärkkelysliimo jen käyttöön liittyvän suurimman ongelman, mikä ensisijassa aiheutuu siitä, että toisaalta raakatärkkelys-lietteiltä (vedessä) puuttuu segregoitumiskyky, raakatärkke-25 lys ei omaa liimauskykyä ja tärkkelysliimoilla saadaan riittävän luja liimausauma vain, jos niiden kiintoainepitoisuus on verrattain suuri ja toisaalta vieläpä verrattain pienillä täysin geeliytyneiden tärkkelystahnojen pitoisuuksilla ovat tärkkelystahnojen viskositeetit liian suuria käytettäviksi 30 teollisuusliimoina.Although the possibility of using starch as an adhesive has been known for hundreds of years, it was only after the development of the so-called 15 "Stein-Hall adhesives" that starch-based adhesives became of considerable practical importance as industrial adhesives. In principle, these adhesives contained a dispersion of granular or non-gelled starch (hereinafter referred to as "crude starch") in a water-20-containing starch paste (hereinafter briefly referred to as "carrier") and in principle solved the main problem of using starch adhesives, primarily on the one hand, crude starch slurries (in water) lack segregation, crude starch-25 lys does not have a gluing ability and starch glues only provide a sufficiently strong gluing joint if they have a relatively high solids content and, on the other hand,

Siten vaikka Stein-Hall-liimojen kehittäminen merkitsi läpimurtoa, ne eivät luonnollisesti ratkaisseet kaikkia tärk-kelysliimojen käyttöön liittyviä vaikeuksia. Merkittävästä kehityksestä huolimatta näistä vaikeuksista on tähän mennessä 35 vain muutamia harvoja pystytty ratkaisemaan täysin tai edes tyydyttävällä tavalla.Thus, although the development of Stein-Hall adhesives marked a breakthrough, they did not, of course, solve all the difficulties associated with the use of starch adhesives. Despite significant developments, so far 35 only a few have been able to resolve these difficulties completely or even satisfactorily.

2 700392 70039

On totta, että ajan kuluessa on kehitetty verrattain yksinkertaisia, luotettavia, edelläesitettyä tyyppiä olevia menetelmiä (US-patenttijulkaisu 3 228 781), mutta kaikissa niissä esiintyy puutteita eivätkä ne ole tyydyttäviä erikoi-5 sesti seuraavista syistä: 1. Lopullisen tärkkelysliiman viskositeetti, joka määräytyy etukäteen vertain tarkoin tuotteen käyttötarkoituksen mukaan, yhdessä annetun kantajatärkkelystyypin kanssa riippuu erittäin paljon geeliytetyn tärkkelyksen (kantajatärkkelyksen) 10 pitoisuudesta, jota tästä syystä voidaan muuttaa vain vähän.It is true that, over time, relatively simple, reliable methods of the above type have been developed (U.S. Pat. No. 3,228,781), but all of them have shortcomings and are not satisfactory, in particular for the following reasons: 1. The viscosity of the final starch adhesive, which is determined by according to the intended use of the product, together with the type of carrier starch given, depends very much on the content of gelled starch (carrier starch) 10, which can therefore be changed little.

2. Koska määrättyä käyttöä varten (annetulla tärkkelys-tyypillä) myös tärkkelyksen kokonaispitoisuutta voidaan vaihdella vain verrattain kapealla alueella, kantajan ja raaka-tärkkelyksen välisen suhteen valintavapaus on myös voimak- 15 kaasti rajoittunut käytännössä, jolloin äärimmäisen rajoitetut mahdollisuudet raakatärkkelysosuuden alentamiseksi ovat erikoisen epäedulliset.2. Since, for a given use (of a given type of starch), the total starch content can also vary only in a relatively narrow range, the choice of carrier and raw starch is also severely limited in practice, with extremely limited possibilities for reducing the raw starch content.

3. Toinen epätyydyttävä kohta on klassisten Stein-Hall-tärkkelysliimojen viskositeetin pieni stabiilisuus, erikoi- 20 sesti käytettäessä lisäaineita, useimmiten hartseja, märkä-lujiin liitoksiin.3. Another unsatisfactory point is the low viscosity stability of classical Stein-Hall starch adhesives, especially when using additives, most often resins, for wet-strength joints.

On luonnollisesti tehty useita yrityksiä näiden puutteiden poistamiseksi. Monet näistä alan aikaisemmista yrityksistä ovat johtaneet ainakin jossain määrin käyttökelpoi- 25 seen tulokseen sikäli, että on todella pystytty poistamaan tai ainakin huomattavasti pienentämään yhtä tai jotain ja eräissä tapauksissa jopa useita puutteita, joita esiintyy kalssisissa Stein-Hall-tärkkelysliimoissa, mutta saavutettuihin etuihin liittyy epäkohtia muissa suhteissa.Naturally, several attempts have been made to remedy these shortcomings. Many of these prior art companies have led to at least some useful results in that it has actually been possible to eliminate or at least significantly reduce one or something and in some cases even several disadvantages of calcined Stein-Hall starch adhesives, but the advantages achieved have disadvantages. in other relationships.

30 Useimmat klassisten Stein-Hall-tärkkelysliimojen puut teista voidaan itse asiassa poistaa suuressa määrin käyttämällä niinsanottuja "kantajattomia" tärkkelysliimoja, joiden etuna on erikoisesti suuri viskositeetin valintavapaus annetulla tärkkelyspitoisuudella (ja kääntäen) (DE-kuulutusjul- 35 kaisu 25 12 810), mutta joita ei tähän mennessä ole hyväksytty käyttöön suuremmassa määrässä niiden valmistuksessa 3 70039 tarvittavan suuren säätötyön vuoksi ja toimintavirheistä johtuvan suuren prosessivirhevaaran vuoksi.30 Most of the shortcomings of classical Stein-Hall starch adhesives can in fact be largely remedied by the use of so-called "carrier-free" starch adhesives, which have the advantage of a particularly high viscosity choice at a given starch content (and vice versa) (DE 25 25 810), have not yet been approved for use in larger quantities due to the high adjustment work required for their manufacture 3 70039 and the high risk of process errors due to malfunctions.

Yritykset poistaa edellä kohdassa 3 mainittuja, tunnettujen Stein-Hall-tärkkelysliimojen puutteita ovat keksitty-5 neet pääasiassa tärkkelysllimojen jatkuvan valmistuksen säätöön siten, että kantajan ja ennenkaikkea märkälujiin liitoksiin tarkoitettujen liimojen tapauksessa valmiin tärkkelys-liiman varastomäärä pidetään mahdollisimman pienenä ja siten varastointiaika ennen käyttöä mahdollisimman lyhyenä (US-10 patenttijulkaisu 3 228 781 ja DE-kuulutusjulkaisu 25 12 810). Tällä menettelyllä voidaan itse asiassa ratkaista viskositeetin stabilisuuden liittyvä ongelma, mutta tällöin on hyväksyttävä se, että jopa lyhytaikaiset, korjattavissa olevat viat kantajan valmistuslaitteessa (jota tämän jälkeen kutsu-15 taan lyhyesti "konvertteriksi") ja/tai annostus-, sekoitus-ja/tai kuljetuslaitteissa, jotka on asennettu massan kulkusuunnassa konvertterin jälkeen, aiheuttavat keskeytyksen liiman syötössä käyttölaitteeseen. Tämä ratkaistaan käytännössä useimmissa tapauksissa epätyydyttävästä sovittamalla puskuri-20 tai varastotankki liiman valmistuslaitoksen ja käyttölaitteen (käyttö laitteiden) välille.Attempts to remedy the shortcomings of the known Stein-Hall starch adhesives mentioned in point 3 above have been made mainly to control the continuous production of starch adhesives so that, in the case of carrier and especially wet strength adhesives, the storage time of finished starch adhesive is kept to a minimum. (U.S. Pat. No. 3,228,781 and DE Publication No. 25,128,810). This procedure can in fact solve the problem of viscosity stability, but it must be accepted that even short-term, correctable defects in the carrier's manufacturing equipment (hereinafter briefly referred to as a "converter") and / or dosing, mixing and / or in conveying devices mounted in the direction of mass flow after the converter cause an interruption in the supply of glue to the drive. In practice, this is solved in most cases from unsatisfactory by fitting a buffer-20 or storage tank between the adhesive manufacturing plant and the drive device (drive devices).

Eräs tunnettu yritys edellämainittujen epäkohtien poistamiseksi perustuu siihen, että kantajaan käytetään pääasiassa muunnettuja, useimmiten hajoitettuja tärkkelyksiä, jotka 25 on sovitettu kunkin yksittäisen tapauksen asettamien vaatimusten mukaan. Näissä tapauksissa on mahdollista käyttää erikoisia valmisseoksia, jotka sisältävät modifioitua, "kylmä turpoavaa" kantajatärkkelystä, raakatärkkelystä ja haluttaessa "kemiakaaleja" ja jotka seokset saadaan käyttövalmiik-30 si yksinkertaisesti sekoittamalla ne haaleaan veteen konvertteriin syöttämistä varten yhdessä sopivien, esimodi-fioitujen erikoistärkkelysten kanssa tai kantajatärkkelystä modifioidaan konvertterissä tai sen jälkeen mekaanisesti, termisesti, kemiallisesti ja/tai entsymaattisesti.One known attempt to overcome the above-mentioned drawbacks is based on the use of mainly modified, mostly disintegrated starches adapted to the requirements of each individual case. In these cases, it is possible to use special ready-mixes containing modified, "cold-swellable" carrier starch, crude starch and, if desired, "chemical chemicals" and which are ready for use simply by mixing them in lukewarm water for feeding to a converter together with suitable, pre-modified specialty starches. modified mechanically, thermally, chemically and / or enzymatically in or after the converter.

4 700394,70039

Edellämainittujen kahden vaihtoehtoisen menettelyn väistämättömät epäkohdat, s.o. materiaalien verrattain suuret kustannukset, suurten varastojen tarve ja vaikeus oikean tärk-kelystyypin valitsemiseksi, ovat ilmeiset.The inevitable disadvantages of the two alternative procedures mentioned above, i.e. the relatively high cost of materials, the need for large stocks, and the difficulty in choosing the right type of starch are obvious.

5 Alan aikaisemmat, viimeksimainitun vaihtoehdon mukai set yritykset eivät käytännössä ole olleet täysin tyydyttäviä. Kun tunnetut menetelmät Stein-Hall-tärkkelysliimojen jatkuvaksi valmistamiseksi, jolloin käytetään kantajatärkke-lyksiä, jotka on modifioitu kantajan valmistuksen aikana 10 tai sen jälkeen, sallivat kantajan viskositeetin muuttamisen (jonkin verran) ja joskus jopa parantavat jossain määrin muita toiminnallisia ominaisuuksia, kuten viskositeetin stabili-suutta, /’"Die Stärke" (Starch) 14 (1962) 197-208; DE-kuulutus-julkaisu 25 12 8107, voidaan viskositeetin selektiivinen 15 muuttaminen, joka sallii käytännön vaatimusten mukaisen toistettavuuden, ja parannuksen muihin tärkeisiin toimintaominaisuuksiin, erikoisesti viskositeettiin, saavuttaa alan aikaisemmilla menetelmillä, joissa käytetään tätä periaatetta, esimerkiksi menetelmillä, joissa kantajatärkkelykselle suo-20 ritetaan entsymaattinen nesteytys, vain verrattain suurta prosessiteknologiamäärää käyttäen. Täten tämä alan aikaisemmat menetelmät ovat verrattavissa niihin alan aikaisempia menetelmiä, joissa valmistetaan kantajattomia tärkkelyslii-mo ja.5 In practice, previous companies in the sector under the latter option have not been entirely satisfactory. When known methods for the continuous production of Stein-Hall starch adhesives using carrier starches modified during or after the preparation of the carrier allow the viscosity of the carrier to be changed (somewhat) and sometimes even improve to some extent other functional properties such as viscosity stability. mouth, / '"Die Stärke" (Starch) 14 (1962) 197-208; DE-A-25 25 8 8107, a selective change in viscosity, which allows reproducibility in accordance with practical requirements, and an improvement in other important performance characteristics, in particular viscosity, can be achieved by prior art methods using this principle, for example by methods for carrying starch. enzymatic liquefaction, using only a relatively large amount of process technology. Thus, prior art methods in this field are comparable to prior art methods for producing carrier-free starch adhesives.

25 Esillä olevan keksinnön etujen saavuttamiseksi ovat seruaavat reaktioparametrit välttämättömiä: 1) hapetin hapettaa vain kantajatärkkelyksen, 2) lämpötila on ainakin 95°C, 3) hapetin on jakautunut tasaisesti kantajaan ennen 30 kuin kantajan viskositeettiarvo ylittää arvon 15 000 cP, ja 4) hapettimella on määrätty kosketusaika.To achieve the advantages of the present invention, the following reaction parameters are necessary: 1) the oxidant oxidizes only the carrier starch, 2) the temperature is at least 95 ° C, 3) the oxidant is evenly distributed in the carrier before the viscosity of the carrier exceeds 15,000 cP, and 4) the oxidant has specified contact time.

Esillä olevaa keksintöä tulee verrata tunnettuun tekniikkaan näiden neljän reaktioparametrin valossa, sillä jos nämä parametrit puuttuvat menetelmästä, ei tällaisella mene-35 telmällä saavuteta esillä olevan keksinnön etuja.The present invention should be compared with the prior art in the light of these four reaction parameters, because if these parameters are missing from the process, such a process does not achieve the advantages of the present invention.

5 70039 DE-patentti 964 760 on yksi alkuperäisistä Stein-Hall-patenteista. Esillä oleva keksintö koskee menetelmää Stein-Hall-tyyppisten liimojen valmistamiseksi ja tällä menetelmällä on useita merkittäviä etuja tavanomaisiin Stein-Hall-mene-5 telmiin verrattuina.5,70039 DE Patent 964,760 is one of the original Stein-Hall patents. The present invention relates to a method for producing Stein-Hall type adhesives and this method has several significant advantages over conventional Stein-Hall methods.

DE-patenttijulkaisussa 964 760 esitetään in situ hapetus ja tärkkelyksen kantajaosan geeliyttäminen, mutta tämä geeliyttäminen suoritetaan matalassa lämpötilassa eikä siihen liity leikkuuvoimien käyttöä. On huomattava, että tässä tun-10 netussa menetelmässä kantajan suhde geeliyttämättömään tärkkelykseen 1:7 tai 1:5, kun taas esillä olevan keksinnön mukaisessa menetelmässä on mahdollista saavuttaa suurempi kantajan ja geeliyttämättömän tärkkelyksen suhde ja lisäksi suurempi mahdollisuus tämän suhteen vaihteluihin. Lisäksi on huo-15 mättävä, että DE-patenttijulkaisu 964 760 mukaan valmistettujen Stein-Hall-liimojen viskositeettien stabiilisuudet ovat oleellisesti huonommat kuin esillä olevan keksinnön mukaisesti valmistettujen liimojen stabiilisuudet.DE 964 760 discloses in situ oxidation and gelling of the starch carrier, but this gelling is carried out at low temperature and does not involve the use of shear forces. It should be noted that in this known method, the ratio of carrier to ungelled starch is 1: 7 or 1: 5, while in the method of the present invention it is possible to achieve a higher ratio of carrier to ungelled starch and also a greater possibility of variations in this ratio. In addition, it should be noted that the viscosity stability of the Stein-Hall adhesives prepared according to DE 964,760 is substantially inferior to that of the adhesives prepared according to the present invention.

DE-hakemusjulkaisussa 2 758 635 kuvataan menetelmiä, 20 jossa tarvitaan kaksi reaktiovaihetta; erillinen hapetin lisätään kussakin vaiheessa. Tämä tunnettu menetelmä on paljon monimutkaisempi kuin esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä eikä siihen liity esillä olevan keksinnön oleellisia reaktioparametrejä.DE-A-2 758 635 describes processes in which two reaction steps are required; a separate oxidant is added at each stage. This known process is much more complex than the process of the present invention and does not involve the essential reaction parameters of the present invention.

25 FI-patenttijulkaisussa 52 736 esitetään menetelmä, jos sa käytetään persulfaattia alentamaan tärkkelyspohjäisten liimojen viskositeettia. Valmistettaessa Stein-Hall-liimoja esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä vain yksi komponentti, ts. kantaja, hapetetaan, kun taas tämän tunne-30 tun menetelmän mukaan ilmeisesti kaikki liiman sisältämä tärkkelys käsitellään hapettimella. Lisäksi tässä tunnetussa menetelmässä vaaditaan alfa-amylaasin läsnäoloa, mikä merkitsee sitä, että menetelmä on entsymaattinen menetelmä, joita käsitellään jäljempänä.FI patent publication 52 736 discloses a method if persulfate is used to reduce the viscosity of starch-based adhesives. In the preparation of Stein-Hall adhesives by the method of the present invention, only one component, i.e., the carrier, is oxidized, whereas according to this known method, apparently all the starch contained in the adhesive is treated with an oxidant. In addition, the presence of alpha-amylase is required in this known method, which means that the method is an enzymatic method, which are discussed below.

6 700396 70039

Esillä olevan keksinnön päätarkoituksena onkin menetelmän aikaansaaminen, joka on edellämainittua tyyppiä ja jonka avulla voidaan välttää edellämainitut, alalla aikaisemmin esiintyneet epäkohdat niin, että Stein-Hall-tärkkelysliimojen 5 jatkuvassa valmistuksessa ja annetulla tärkkelyksen kokonaispitoisuudella voidaan valmiin liiman viskositeetin ja/tai kantajatärkkelyksen suhdessa raakatärkkelykseen muuttaa selektiivisesti laajoissa rajoissa ilman, että tarvitaan laajahkoja lisätoimenpiteitä sellaiseen tunnettuun menetelmään ver-10 rattuna, jossa kantajan valmistukseen tarkoitettu tärkkelys vain geeliytetään, ja täten saada tärkkelysliimoja, joiden toiminnalliset ominaisuudet ovat yhtä hyvät tai jopa paremmat kuin tunnetuilla tärkkelysliimoilla, erityisesti viskositeetin stabiilisuuden suhteen.The main object of the present invention is therefore to provide a method of the above-mentioned type which avoids the above-mentioned disadvantages in the art, so that the viscosity and / or carrier starch of the finished adhesive within a wide range without the need for extensive additional measures compared to a known method in which the starch for the manufacture of the carrier is only gelled, and thus to obtain starch adhesives having as good or even better functional properties than known starch adhesives, in particular viscosity stability.

15 Tähän tavoitteeseen päästään esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä Stein-Hall-tyyppisten tärkkelyslii-mojen valmistamiseksi, jolle menetelmälle on tunnusomaista, että kantajan tärkkelys (kantajatärkkelys) hajoitetaan gee-liyttämisvaiheessa lisäämällä vesiliukoista hapettavaa ai-20 netta, joka muodostaa syntymätilassa olevaa happea vallitsevissa reaktio-olosuhteissa, jolloin hapettavaa ainetta lisätään kantajatärkkelyksen dispersioon ja sekoitetaan siihen tasaisesti ennen kuin kantajan viskositeetti ylittää arvon 15 000 cP ja kantajan läpikulku valitaan siten, että 25 taataan hapettavan aineen ja vähintään osittain geeliytyneen kantajatärkkelyksen kosketusaika (reaktioaika) 1-5 minuuttia vähintään 95°C:n lämpötilassa.This object is achieved by a process according to the present invention for producing Stein-Hall-type starch adhesives, which process is characterized in that the carrier starch (carrier starch) is decomposed in a gelation step by adding a water-soluble oxidizing agent to form oxygen in the nascent state. under conditions in which an oxidizing agent is added to the carrier starch dispersion and mixed uniformly before the carrier viscosity exceeds 15,000 cP and the carrier permeation is selected to ensure contact time (reaction time) of the oxidizing agent with at least partially gelled carrier starch 1-5 minutes at 95 ° C: n temperature.

Tämä keksintö perustuu siihen yllättävään havaintoon, että kun tavanomaisissa konverteissa vallitsevissa olosuh-30 teissä valmistetaan jatkuvasti kantajaa raakatärkkelysliet-teistä ja lisätään hapettavia aineita, joita yleisesti käytetään tärkkelysten modifiointiin ei tapahdu pelkästään reaktio, joka johtaa viskositeetin alenemiseen, vaan a) tämä reaktio, vieläpä käytettäessä verrattain "heik-35 koja" hapettimia, jotka luovuttavat syntymätilassa olevaa happea normaaleissa reaktio-olosuhteissa ja jotka ovat edul- 7 70039 lisiä niiden verrattain pienen korrosiovaikutuksen vuoksi, etenee niin nopeasti siihen asti, että käytännöllisesti katsoen kaikki hapettimet on käytetty ja reaktio on päättynyt, jopa silloinkin kuin verrattain suuria määriä hapettavaa ai-5 netta lisätään ajan jaksoina, jotka ovat lyhyempiä kuin ne lyhyet ajat, jotka tavallisesti tarvitaan näissä konverttereissa lietteen kuumentamiseen, tärkkelyksen gelatinoimiseen ja tahnan homogenoimiseen, b) hapettavan aineen aiheuttama viskositeetin alenema 10 muutoin vakio-olosuhteissa riippuu käytetyn hapettavan aineen määrästä, joten viskositeettia voidaan tarpeen mukaan säätää ja muuttaa selektiivisesti laajoissa rajoissa, ja c) reaktio hapettavan aineen kanssa aikaansaa viskositeetti alenemisen lisäksi huomattavan paranemisen kantajan 15 viskositeetin stabiilisuuteen ja siitä valmistettujen Stein-Hall-tärkkelysliimojen (myös niinsanottujen märkälujaliimojen) stabiilisuuteen.The present invention is based on the surprising finding that when, under the conditions prevailing in conventional converters, a carrier is continuously prepared from crude starch slurries and oxidizing agents commonly used to modify starches are not only a reaction leading to a decrease in viscosity, but a) Whereas the relatively "weak" oxidants which give off oxygen at birth under normal reaction conditions and which are advantageous because of their relatively low corrosion effect, proceed so rapidly that virtually all the oxidants have been used up and the reaction is complete; even when relatively large amounts of oxidizing agent are added in periods of time shorter than the short times normally required in these converters to heat the slurry, gelatinize the starch and homogenize the paste, b) the cause of the oxidizing agent otherwise the decrease in viscosity under standard conditions depends on the amount of oxidizing agent used, so that the viscosity can be selectively adjusted and varied over a wide range as needed, and c) the reaction with the oxidizing agent stability of starch adhesives (including so-called wet strength adhesives).

Keksinnön mukaisessa menetelmässä on havaittu edulliseksi suorittaa kantajan valmistus siten, että kantajatärk-20 kelys hajoitetaan mahdollisimman tasaisesti. Tätä tarkoitusta varten on edullista käyttää reaktiojärjestelmiä tai konverttereja, jotka omaavat putkireaktorin ominaisuudet, ja lisäksi valita kuumennusvälineet, joilla kantajatärkkelys-liete voidaan kuumentaa vähintään noin 95°C:een, jolloin ko-25 kemuksen mukaan taataan tunnetulla tavalla nopea ja pääasiassa täydellinen geeliytyminen siten, että ainakin se lämpötila-alue, jossa tärkkelys on vain osittain geeliytynyt ja/tai reagoinut hapettavan aineen kanssa, sivutetaan mahdollisimman nopeasti, mitä tarkoitusta varten käytetään erikoista 30 suorakuumennusta höyryn ja/tai kaasun muodossa olevan kuumen-nusaineen avulla, mikä lisäetuna on vielä reaktioväliaineen tehokas sekoittuminen.In the process according to the invention, it has been found advantageous to carry out the preparation of the carrier in such a way that the starch of the carrier is dispersed as evenly as possible. For this purpose, it is advantageous to use reaction systems or converters which have the characteristics of a tubular reactor and, in addition, to select heating means with which the carrier starch slurry can be heated to at least about 95 ° C, so that rapid and substantially complete gelation is known. that at least the temperature range in which the starch has only partially gelled and / or reacted with the oxidizing agent is bypassed as quickly as possible, for which purpose a special direct heating with steam and / or gaseous heating agent is used, which has the further advantage of efficient reaction medium mixing.

Toimintalämpötila valmistettaessa kantajaa keksinnön mukaisella menetelmällä pidetään edullisesti alueella, jota 35 tavallisesti käytetään valmistettaessa kantajaa yksinkertaisella geeliyttämisellä, jolloin on havaittu edulliseksi käyt- 8 70039 tää alueella 100-150°C/ vielä edullisemmin alueella 103-125°C ja kaikkein edullisimmin alueella 105-115°C olevia lämpötiloja mahdollisimman suuren geeliytymisen saavuttamiseksi ja lisäksi vaurioiden välttämiseksi, joita voi aiheutua tärkkelyk-5 seen seuraavissa ja/tai sekundaarisissa lämpöreaktioissa.The operating temperature for preparing the support by the process of the invention is preferably maintained in the range commonly used in the preparation of the support by simple gelation, with 700-150 ° C / even more preferably in the range of 103-125 ° C and most preferably in the range of 105-115 ° C to achieve maximum gelation and also to avoid damage that may occur to the starch in subsequent and / or secondary thermal reactions.

Edullisesti kantajatärkkelyksen hajoaminen ja geeliy-tyminen tapahtuvat reaktiojärjestelmässä, jossa viipymisajat vastaavat likeisesti ideaalisen putkireaktorin viipymäaikoja.Preferably, the disintegration and gelation of the carrier starch takes place in a reaction system in which the residence times correspond closely to the residence times of an ideal tubular reactor.

Keksinnön mukaisesti edullisesti käytettävät hapetta-10 vat aineet ovat epäorgaanisia per-ydhisteitä, edullisemmin peroksideja, erikoisesti vety- ja/tai alkaliperoksideja, persulfaatteja, edullisimmin alkali- ja/tai ammoniumpersulfaattia, jonka tähän mennessä on havaittu olevan parhaimman ja/tai perboraatteja ja/tai perkarbonaatteja.Preferred oxidizing agents according to the invention are inorganic perchides, more preferably peroxides, in particular hydrogen and / or alkali peroxides, persulphates, most preferably alkali and / or ammonium persulphate, which have hitherto been found to be the best and / or perborates and / or percarbonates.

15 Koska hapettavia aineita tämän keksinnön mukaan käyte tään verrattain pieniä määriä ja ainakin lisättäessä konvertteriin ja/tai välittömästi sitä ennen niiden täytyy nopeasti jakautua tasaisesti reaktioseokseen, ne lisätään edullisesti vesiliuoksina.Since the oxidizing agents according to the present invention are used in relatively small amounts and at least when added to the converter and / or immediately before them must be rapidly evenly distributed in the reaction mixture, they are preferably added as aqueous solutions.

20 Esiteltävän keksinnön mukaisessa menetelmässä käytettä vän hapettavan aineen määrää voidaan vaihdella laajoissa rajoissa. Edullisin määrä yksittäisissä tapauksissa riippuu useista tekijöistä, erikoisesti lähtöaineena käytetyn tärkkelyksen tyyppistä, halutusta viskositeetin alenemasta ja 25 käytetystä hapettavasta aineesta. Alan asiantuntijat voivat ja heidän täytyy määrätä tämä hapettiraen määrä kokeellisesti. Kokemuksen mukaan on todettu, että määrät, jotka vastaavat 0,02-2,5, edullisemmin 0,08-2,0 ja edullisimmin 0,2-1,2 painoprosenttia ammoniumpersulfaattia kantajatärkkelyksen pai-30 nosta laskettuna, sopivat tähän tarkoitukseen yleensä parhaiten .The amount of oxidizing agent used in the process of the present invention can be varied within wide limits. The most preferred amount in individual cases depends on several factors, in particular the type of starch used as starting material, the desired reduction in viscosity and the oxidizing agent used. Those skilled in the art can and must determine this amount of oxidant grain experimentally. Experience has shown that amounts corresponding to 0.02-2.5, more preferably 0.08-2.0 and most preferably 0.2-1.2% by weight of ammonium persulfate based on the weight of the carrier starch are generally best suited for this purpose.

Stein-Hall-tärkkelysliimojen tärkkelyspitoisuus riippuu yleensä tarkoitetusta käytöstä. Alan aikaisemmat menetelmät eivät yleenstä sallineet niin suuren pitoisuuden va-35 litsemista, kuin olisi ollut suotavaa viskositeetin ja raaka- 9 70039 tärkkelyspitoisuuden kannalta. Keksinnönmukainen menetelmä antaa antaa tässä suhteessa suuremman valintavapauden ja se on erikoisen edullinen valmistettaessa verrattain suuren tärkkelyspitoisuuden omaavia tärkkelysliimoja. Täten keksin-5 nön suositeltava käyttö on tärkkelysliimojen valmistaminen, joiden tärkkelyksen kokonaispitoisuus on 15-35, edullisemmin 18-30 ja kaikkein edullisimmin 20-28 painoprosenttia.The starch content of Stein-Hall starch adhesives usually depends on the intended use. Prior art methods have generally not allowed the selection of such a high concentration as would have been desirable in terms of viscosity and crude starch content. The method according to the invention gives greater freedom of choice in this respect and is particularly advantageous for the production of starch adhesives with a relatively high starch content. Thus, the preferred use of the invention is the preparation of starch adhesives having a total starch content of 15-35, more preferably 18-30 and most preferably 20-28% by weight.

Alan nykyisen tekniikan tason mukaan (jolloin ei käytetä erikoistärkkelyksiä kantajan valmistuksessa ja/tai mitään 10 monimutkaisia ja aikaa vaativia menetelmiä kantajan valmistuksessa, kuten entsymaattista nesteytystä) kantajatärkkelyk-sen painosuhdetta raakatärkkelykseen, erikoisesti tapauksissa, joissa kokonaistärkkelyspitoisuus on suuri, voidaan vaihdella vain vähän ja valintavapaus on epätyydyttäväsii rajoit-15 tettu erityisesti suurennettujen suhteiden suhteen. Tästä poiketen keksintö tarjoaa alan asiantuntijoille verrattain suuren valintavapauden tässä suhteessa ja keksinnön suositeltavan toteutuksen mukaan voidaan valmistaa Stein-Hall-tärkke-lysliimoja, joissa kantajatärkkelyksen painosuhde raakatärk-20 kelykseen on 1:1 - 1:7, edullisemmin 1:1,5 - 1:5 ja edullisimmin 1:2 - 1:4.According to the state of the art (without the use of special starches in the preparation of the carrier and / or any complex and time-consuming methods in the preparation of the carrier, such as enzymatic liquefaction), the weight ratio of carrier starch to raw starch, especially in cases with high total starch content, can be varied only slightly. unsatisfactory, especially with respect to increased ratios. In contrast, the invention provides those skilled in the art with a relatively wide margin of choice in this regard, and according to a preferred embodiment of the invention, Stein-Hall starch adhesives can be prepared in which the weight ratio of carrier starch to crude starch is 1: 1 to 1: 7, more preferably 1: 1.5 to 1 : 5 and most preferably 1: 2 to 1: 4.

Keksinnöllä saavutettava etu on kantajien ja sen avulla valmistettujen tärkkelysliimojen epätavallisen suuri viskositeetin stabiilisuus, mikä sallii valmiin, juuri valmistetun 25 liiman viskositeetin valitsemisen laajalta alueelta, koska viskositeetin myöhemmin esiintyviä muutoksia tarvitsee ottaa huomioon vain vähäisessä määrin. Toinen seikka on, että tämän keksinnön mukaan valmistettujen Stein-Hall-tärkkelysliimojen viskositeetti voidaan yllättävästi säätää pienemmäksi kuin 30 aikaisemmin valmistettujen Stein-Hall-tärkkelysliimojen viskositeetti ja tämän seurauksena useita toiminnallisia ominaisuuksia voidaan huomattavasti parantaa. Täten keksinnön suositeltavassa toteutuksessa kantajatärkkelys hajoitetaan siihen asteeeseen, jossa valmiin tärkkelysliiman Stein-Hall-35 viskositeetti lämpötilassa 20-45°C on 22-70, edullisemmin 25-35 ja edullisimmin korkeintaan 32 sekuntia.The advantage of the invention is the unusually high viscosity stability of the carriers and the starch adhesives prepared with it, which allows the viscosity of the finished, freshly prepared adhesive to be selected from a wide range, since only minor changes in viscosity need be taken into account. Another point is that the viscosity of the Stein-Hall starch adhesives made according to the present invention can surprisingly be adjusted lower than the viscosity of the previously prepared Stein-Hall starch adhesives, and as a result, several functional properties can be considerably improved. Thus, in a preferred embodiment of the invention, the carrier starch is disintegrated to the extent that the viscosity of the finished Stein-Hall-35 starch adhesive at 20-45 ° C is 22-70, more preferably 25-35 and most preferably no more than 32 seconds.

10 7 0 0 3 910 7 0 0 3 9

On tunnettua, että Stein-Hall-tärkkelysliimoihin säännöllisesti lisätään alkaleja tärkkelyksen geeliytymisen edistämiseksi, jolloin alkalien lisäys suoritetaan yleensä yhdessä tai useammassa valinnaisessa kohdassa valmistuksen aikana.It is known that alkalis are regularly added to Stein-Hall starch adhesives to promote gelation of the starch, with the addition of alkalis generally being performed at one or more optional locations during manufacture.

5 Kuitenkin annostus- ja sekoitusaikojen pitämiseksi mahdollisimman lyhyinä, on suositeltavaa annostella alkaleja vain yhdessä kohtaa prosessissa ja geeliytymisen edistämiseksi kon-vertterissä on edullista johtaa vähintään osa seoksesta konvertterin lävitse, mikäli mahdollista. Koska yllättäen on ha-10 vaittu, että keksinnön mukaisessa menetelmässä alkaleilla ei ainakaan merkittävästi ole haitallista vaikutusta kanta-tärkkelyksen hajoamiseen, voidaan yleisesti tunnettu ja toiminnallisesti edullinen aikaiikomponentin lisääminen, jolloin lisätään ainakin osa alkalikomponentista, sekä myös muiden 15 mahdollisesti käytettävien, yleisesti tunnettujen "kemikaalien", kuten boorihapon tai booraksin, lisääminen kantajaan suorittaa ennen materiaalin siirtämistä konvertteriin, sen aikana tai sen jälkeen.However, in order to keep the dosing and mixing times as short as possible, it is advisable to dispense alkalis at only one point in the process and to promote gelation in the converter, it is preferred to pass at least a portion of the mixture through the converter, if possible. Since it has surprisingly been found that alkalis do not have at least a significant detrimental effect on the degradation of the parent starch in the process of the invention, it is well known and functionally advantageous to add a time component, adding at least a portion of the alkali component, as well as other commonly known "chemicals". ", such as the addition of boric acid or borax to the carrier, is performed before, during, or after the transfer of the material to the converter.

Keksinnöllä saavutettavat edut ovat ilmeisiä erikoises-20 ti märkälujissa liimoissa, joiden valmistus siten on suositeltavaa .The advantages achieved by the invention are obvious in particularly wet-strength adhesives, the manufacture of which is thus recommended.

Kaikkia sinänsä tunnettuja, Stein-Hall-tärkkelysliimo-jen jatkuvien vamistusmeneteImien toiminnallisesti edullisia menettelytapoja voidaan helposti käyttää myös keksinnön mu-25 kaisessa menetelmässä.All of the known advantageous procedures for the continuous production of Stein-Hall starch adhesives can easily be used in the process according to the invention.

Tällä keksinnöllä valmistettujen märkälujien Stein-Hall-tärkkelysliimojen suuri viskositeetin stabiilisuus antaa alan asiantunijoille mahdollisuuden valita valmiin tuotteen varastomäärä kulloisenkin tärkkelysliiman kulutuksen eli tuotteen 30 keskimääräisen varastossa viipymisajan perusteella, jonka ajan viskositeetin stabiilisuuden vuoksi ja liimatyypin vaihtamiseksi nopeasti täytyisi olla mahdollisimman lyhyt, mutta jonka ajan keskeytymättömän toiminnan vuoksi täytyisi olla mahdollisimman pitkä niin, että turvallisesti voidaan ottaa 35 huomioon keskeytymätön toiminta paremmin kuin alan aikaisemmissa menetelmissä, joten keksinnön mukaisessa menetelmässä n 70039 huolehditaan siitä, että se nopeus, jolla valmista tärkke-lysliimaa jatkuvasti valmistetaan ja syötetään varastoastiaan tai -astioihin, jotka on sijoitettu liiman valmistuslaitoksen ja käyttölaitteiden väliin, valitaan edullisesti siten, että 5 taataan tärkkelysliiman määrän varastoastiassa pysyvän jatkuvasti riittävän suurena siihen yhdistettyä käyttölaitetta varten niin, että jatkuvan tärkkelyksen valmistuksen keskeytyessä konevikojen vuoksi liimaa riittää ainakin puoleksi tunniksi, edullisemmin ainakin tunniksi, ja edullisimmin ai-10 nakin 2 tunniksi.The high viscosity stability of the wet strength Stein-Hall starch adhesives produced by this invention allows those skilled in the art to select the stock quantity of the finished product based on the average starch consumption, i.e. the average shelf life of the product should be as long as possible so that uninterrupted operation can be safely taken into account better than in previous methods in the art, so that method n 70039 according to the invention ensures that the speed at which the finished starch glue is continuously produced and fed into the storage vessel or vessels placed between the glue manufacturing plant and the actuators, is preferably selected so as to ensure that the amount of starch glue in the storage vessel remains constant at a sufficiently high level s for a drive connected to it, so that when the production of continuous starch is interrupted due to machine failures, the glue is sufficient for at least half an hour, more preferably for at least one hour, and most preferably for at least 2 hours.

Tällöin on erikoisen edullista se, että yksinkertaiset tärkkelysliimat (s.o. Stein-Hall-tyyppiset tärkkelys!iimat ilman märkälujuutta parantavia lisäaineita) valmistettuina tämän keksinnön mukaisen menetelmän avulla säilyttävät niiden 15 epätavallisen viskositeetin stabiilisuuden myös sekoitettuina keksinnön mukaisesti valmistettujen märkälujien liimojen kanssa, mikä tarkoittaa, että muutos märkälujasta liimasta yksinkertaiseen Stein-Hall-tärkkelysliimaan voidaan keksinnön mukaisen menetelmän avulla suorittaa yksinkertaisesti li-20 säämällä jälkimmäistä vielä käyttämättömään märkälujaan liimaan; toisin sanoen, ei ole välttämätöntä keskeyttää tärkkelysliiman valmistusta ennenkuin ensin valmistettu liimatyyppi on kulutettu kokonaisuudessaan.In this case, it is particularly advantageous that simple starch adhesives (i.e. Stein-Hall type starch adhesives without wet strength additives) prepared by the process of the present invention retain their unusual viscosity stability even when mixed with the wet strength adhesives prepared according to the invention, which means that the change from a wet-strength adhesive to a simple Stein-Hall starch adhesive, the method according to the invention can be carried out simply by li-20 by applying the latter to an unused wet-strength adhesive; in other words, it is not necessary to suspend the production of the starch glue until the first type of glue first has been consumed in its entirety.

Keksinnön toinen etu voidaan nähdä siinä, että vaikka 25 on yleensä mahdollista käyttää mitä tahansa geeliyttämätöntä tärkkelystä kantajaan, verrattain halvat luonnosta saatavat tärkkelykset ovat teknologisissa suhteissa vähintään samanarvoisia, usein jopa parempia kuin modifioidut ja erikoisesti kemiallisesti modifioidut raemaiset tärkkelykset. Luon-30 non tärkkelysten käyttö on siten suositeltavaa keksinnön mukaisessa menetelmässä, kun taas kemiallisesti käsiteltyjä raemaisia tärkkelyksiä, erikosisesti voimakkailla hapettimil-la käsiteltyjä tärkkelyksiä ei tulisi käyttää.Another advantage of the invention can be seen in the fact that although it is generally possible to use any non-gelled starch on a carrier, relatively cheap naturally occurring starches are at least equivalent in technological respects, often even better than modified and especially chemically modified granular starches. The use of natural starches is thus recommended in the process according to the invention, while chemically treated granular starches, starches treated with particularly strong oxidants, should not be used.

Seuraavat esimerkit ja vertailukokeet esittelevät kek-35 sintöä ja sen etuja alan nykyisen tason verrattuna.The following examples and comparative experiments illustrate kek-35 and its advantages over the current state of the art.

12 70039 Käytetty laite oli tavallinen, jatkuvatoiminen liiman-valmistuslaite, jossa oli sekoitusastia tärkkelyslietteen valmistamiseksi, suoralla höyryllä kuumennettavasta höyry-suihkukuumentimesta muodostuva keittolaite, tätä seuraava 5 säilytysastia, annostelulaite laimennusvedelle ja sekoitus-osa, annostelulaitteet raakatärkkelyslietteelle ja haluttaessa kemikaaleille, märkälujiin liimoihin tarvittaville hartseille ja/tai veden syöttämiseksi laimennettuun kantajaan, suuritehoinen sekoituskammio ja sen jälkeen asennettu varas-10 toastia, mikä järjestelmä oli lisäksi varustettu annostuslait-teella tärkkelyslietteen lisäämiseksi höyrysuihkukuumentimeen hapettavan aineen kanssa.12 70039 The appliance used was a standard, continuous glue-making machine with a mixing vessel for making starch slurry, a cooking machine consisting of a direct steam-heated steam-jet heater, the following 5 containers, a dispensing device and / or to supply water to the diluted carrier, a high-performance mixing chamber and then a stacked toast vessel, which system was further provided with a dosing device for adding the starch slurry to the steam jet heater with an oxidizing agent.

Toiminnalliset ominaisuudet tutkittiin käyttämällä vastaavaan tuotetta liimana teollisuusmittakaavassa valmis-15 tettaessa yksi- tai monikerroksisia aaltopahveja tai aalto-levyjä, jotka rakenteeltaan olivat normaaleja.The functional properties were investigated by using the corresponding product as an adhesive on an industrial scale in the manufacture of single or multilayer corrugated boards or corrugated sheets with a normal structure.

Esimerkki 1Example 1

Valmistettaessa yksinkertaista Stein-Hall-tärkkelys-liimaa luonnon maissitärkkelyksestä keksinnön mukaisen mene-20 telmän avulla käytettiin seuraavia olosuhteita:The following conditions were used to prepare a simple Stein-Hall starch glue from natural corn starch using the method of the invention:

Pitoisuus 24,2 % tärkkelystä (D.S)Content of 24.2% starch (D.S)

Suhde kantaja:geeliytymätön tärkkelys 1:4,0Ratio of carrier: ungelled starch 1: 4.0

25 Lämpötila 35°C25 Temperature 35 ° C

Viskositeetti 26 s (Stein-Hall)Viscosity 26 s (Stein-Hall)

NaOH-pitoisuus tärkkelyksestä laskettuna (c.b.) 2,0 %NaOH content based on starch (c.b.) 2.0%

Boorihappopitoisuus tärkkelyksestä laskettuna (c.b.) 0,85 % ------------------Boric acid content based on starch (c.b.) 0.85% ------------------

Liete, joka sisälsi 38 % tärkkelystä (c.b.) (pääliete) valmistettiin tunnetulla tavalla sekoittamalla luonnon mais-sitärkkelystä veteen. Kantajan valmistamiseksi päälietettä syötettiin jatkuvasti höyrysuihkukuumentimeen nopeudella 35 5,5 1/min (vastaten 2,4 kg tärkkelystä c.b.) ja välittömästi 70039 13 ennen lietteen saapumista höyrysuihkukuumentimeen siihen annosteltiin hapettavaa ainetta jatkuvasti määrä, joka vastasi 6,6 g/min tai 0,275 % kantajatärkkelyksestä laskettuna ammo-niumpersulfaattia.A slurry containing 38% starch (c.b.) (top slurry) was prepared in a known manner by mixing natural corn starch with water. To prepare the carrier, the main slurry was continuously fed to the steam jet heater at a rate of 35.5 l / min (corresponding to 2.4 kg of starch cb) and immediately prior to the arrival of the slurry in the steam jet heater, an oxidizing agent was continuously added at 6.6 g / min or 0.275% of the carrier starch. calculated on ammonium persulfate.

5 Tämä seos kuumennettiin 105°C lämpötilaan syöttämällä höyryä ja sitten siihen sekoitettiin jatkuvasti natriumhydrok-sidin vesiliuosta määrä, joka vastasi 2 % NaOH:ta valmiissa tärkkelysliimassa kokonaistärkkelysmäärästä laskettuna (c.b.) ja sitten se siirrettiin säilytysastiaan.This mixture was heated to 105 ° C with steam and then continuously stirred with aqueous sodium hydroxide in an amount corresponding to 2% NaOH in the finished starch adhesive based on the total amount of starch (c.b.) and then transferred to a container.

10 Säilytysastiasta poistuvaan (kantaja) tärkkelystahna- virtaan lisättiin laimennusvettä määrä, joka vastasi 17,7 1/min (mukaanluettuna tiivistynyt lämmityshöyry), ja seosta sekoitettiin huolellisesti sekoitusosassa.Dilution water corresponding to 17.7 l / min (including condensed heating steam) was added to the starch paste stream leaving the container (carrier), and the mixture was mixed thoroughly in a mixing section.

Täten saatua laimennettua kantajaa lisättiin jatkuvasti 15 suuritehoiseen sekoituskammioon samalla kun siihen lisättiin päälietettä /1-2,1 vastaten 9,6 kg tärkkelystä (c.b.) minuutis-sa.7 ja boorihappoa, jonka määrä vastasi lisäystä ICO g/min ja saatua seosta sekoitettiin huolellisesti, minkä jälkeen valmis tärkkelysliima siirrettiin varastoastiaan.The diluted carrier thus obtained was continuously added to 15 high-performance mixing chambers while adding main slurry / 1-2.1 corresponding to 9.6 kg of starch (cb) per minute.7 and boric acid at an amount corresponding to the addition of ICO g / min, and the resulting mixture was mixed thoroughly. , after which the finished starch glue was transferred to a storage container.

20 Esimerkki 220 Example 2

Esimerkki 1 toistettiin paitsi, että märkälujan tärk-kelysliiman valmistamiseksi (ilman muita muutoksia koostumukseen) lisättiin kaupallista ketoni/formaldehydihartsiin perustuvaa märkälujitusainetta suuritehoiseen sekoituskammioon 25 määrä, joka vastasi 11 % kokonaistärkkelyksestä laskettuna (c.b.).Example 1 was repeated except that to prepare a wet strength starch adhesive (without other changes in composition), a commercial ketone / formaldehyde resin based wet strength agent was added to the high performance mixing chamber 25 in an amount corresponding to 11% of the total starch (c.b.).

Täten saadun tärkkelysliiman ominaisuudet olivat, paitsi luonnollisesti märkälujitushartsin pitoisuutta, samat kuin esimerkin 1 mukaan valmistetun (yksinkertaisen) tärkkelys-30 liiman ominaisuudet.The properties of the starch adhesive thus obtained were, except for the naturally wet wetting resin content, the same as those of the (simple) starch-30 adhesive prepared according to Example 1.

Esimerkki 3Example 3

Esimerkki 1 toistettiin paitsi, että päälietettä syötettiin suuritehoiseen sekoituskammioon minuutissa vain 16,7 litraa 22,2 litran asemasta vastaten 7,2 kg tärkkelystä (c.b.).Example 1 was repeated except that the main slurry was fed to the high performance mixing chamber per minute at only 16.7 liters instead of 22.2 liters, corresponding to 7.2 kg of starch (c.b.).

14 70039 Täten saadun (yksinkertaisen) Stein-Hall-tärkkelysliiman ominaisuudet olivat seuraavat:14 70039 The properties of the (simple) Stein-Hall starch adhesive thus obtained were as follows:

Pitoisuus 21 % tärkkelystä (c.b.) 5 Suhde kantaja:geeliytymätön tärkkelys 1 : 3Content 21% of starch (c.b.) 5 Ratio of carrier: ungelled starch 1: 3

Lämpötila 37,5°CTemperature 37.5 ° C

Viskositeetti 33 s (Stein-Hall)Viscosity 33 s (Stein-Hall)

NaOH-pitoisuus tärkkelyksestä (c.b.) 2,6% 1 0NaOH content of starch (c.b.) 2.6% 10

Boorihappopitoisuus tärkkelyksestä (c.b.) 1,09%Boric acid content of starch (c.b.) 1.09%

Esimerkki 4Example 4

Esimerkki 3 toistettiin paitsi, että esimerkin 2 mukaisesti suuritehoiseen sekoituskammioon lisättiin vielä 15 kaupallista märkälujitusainetta.Example 3 was repeated except that according to Example 2, an additional 15 commercial wet strength agents were added to the high performance mixing chamber.

Valmiin tärkkelysliiman ominaisuudet, paitsi luonnollisesti märkälujitusaineen pitoisuutta, olivat samat kuin esimerkin 3 mukaisen (yksinkertaisen) tärkkelysliiman ominaisuudet.The properties of the finished starch adhesive, except, of course, the wet reinforcement content, were the same as those of the (simple) starch adhesive of Example 3.

20 Toiminnallisten ominaisuuksien testatus20 Functional feature testing

Edellämainittujen esimerkkien mukaan valmistettujen tärkkelysliimojen testi osoitti seuraavat edulliset käyttö-omina isuudet: a) Yksinkertaiset tärkkelysliimat (esimerkit 1 ja 3): 25 Erittäin stabiili viskositeetti. Huolimatta jatkuvasta voimakkaasta leikkuukuormituksesta liiman kierrätysjärjestelmässä viskositeetin aleneminen 5 tunnin aikana oli korkeintaan 1 s (Stein-Hall). Myös suurilla liimanlevitystelo-jen kehänopeuksilla liima ei "räiskynyt" sen edullisten reo-30 logisten ominaisuuksiensa ansiosta. Liiman erittäin pienen viskositeetin vuoksi sen levitys oli erittäin taloudellista liimauksen (myös muutoin vaikeasti yhteenliimattavilla papereilla) ollessa siitä huolimatta erittäin hyvän kaikilla nopeuksilla. Koneen suorituskyky oli oleellisesti parempi kuin 35 normaalitoiminnassa, kartonkiarkkien tasaisuus oli erinomainen. Välitön jatkokäsittely oli mahdollista ilman välivarastointia .Testing of starch adhesives prepared according to the above examples showed the following advantageous properties: a) Simple starch adhesives (Examples 1 and 3): 25 Very stable viscosity. Despite the continuous strong shear load in the adhesive recycling system, the decrease in viscosity over 5 hours was at most 1 s (Stein-Hall). Even at high circumferential speeds of the adhesive application rollers, the adhesive did not "crack" due to its advantageous reo-30 logical properties. Due to the very low viscosity of the adhesive, its application was very economical, although the adhesive (even on otherwise difficult to bond papers) was nevertheless very good at all speeds. The performance of the machine was substantially better than 35 in normal operation, the smoothness of the cardboard sheets was excellent. Immediate further processing was possible without interim storage.

is 70039 b) Märkälujat tärkkelysliimat (esimerkit 2 ja 4): Huolimatta märkälujitusaineen lisäyksestä ei viskositeetissa esiintynyt käytännöllisesti katsoen muutoksia (viskositeetti oli sama kuin tämän keksinnön mukaisesti tehdyillä 5 yksinkertaisilla tärkkelysliimoilla) jopa useiden tuntien aikana tehdyissä testeissä. Märkälujitettuja tärkkelysliimoja voitiin sekoittaa kaikissa suhteissa vastaavan yksinkertaisen, tämän keksinnön mukaan valmistetun Stein-Hall-tärkkelys-liiman kanssa ilman haitallisia seurauksia (asteettainen 10 tasainen muutos yksinkertaisesta märkälujitettuun tärkkelys-liimaan ja kääntäen). Liitosten märkälujuus vastasi täysin virallisen FEFCO-testin vaatimuksia.is 70039 b) Wet Strength Starch Adhesives (Examples 2 and 4): Despite the addition of the wet strength agent, there were virtually no changes in viscosity (viscosity the same as the 5 simple starch adhesives made in accordance with this invention) in tests performed for several hours. Wet-reinforced starch adhesives could be mixed in all respects with the corresponding simple Stein-Hall starch adhesive prepared according to the present invention without detrimental consequences (gradual 10 smooth change from simple to wet-reinforced starch adhesive and vice versa). The wet strength of the joints fully met the requirements of the official FEFCO test.

Vertailutesticomparison test

Vertailua varten valmistettiin Stein-Hall-tärkkelys-15 liimoja luonnon maissitärkkelyksestä tavanomaisilla menetelmillä, s.o. ilman kantajatärkkelyksen hajoittamista in situ, niiden koostumusten vastatessa esimerkin 1 tai 2 mukaan saatua liimaa niin pitkälle kuin se oli mahdollista ottaen huomioon valmiin vertailuliiman levitettävyys aaltopahviliimana. 20 Yksinkertaisen vertailutärkkelysliiman ominaisuudet oli vat seuraavat:For comparison, Stein-Hall starch-15 adhesives were prepared from natural corn starch by conventional methods, i. without disintegration of the carrier starch in situ, their compositions corresponding as far as possible to the adhesive obtained according to Example 1 or 2, taking into account the applicability of the finished reference adhesive as a corrugated adhesive. 20 The characteristics of the simple reference starch glue were as follows:

Pitoisuus 22,4 % tärkkelystä (D.S.)Content 22.4% of starch (D.S.)

Suhde kantajargeeliytymätön tärkke-25 lys 1:5,7The ratio of unsorted starch-25 lys 1: 5.7

Lämpötila 33°CTemperature 33 ° C

Viskositeetti välittömästi valmistuksen jälkeen 50 s (Stein-Hall)Viscosity immediately after preparation 50 s (Stein-Hall)

NaOH-pitoisuus tärkkelyksestä lasket- tuna+ 1,8 %NaOH content based on starch + 1.8%

Booraksipitoisuus (dekahydraatti) tärkkelyksestä laskettuna+ 1,15 % +NaOH- tai booraksilisäyksen suurentaminen ei ollut mahdollista, koska tällöin syntyi välittömästi aiheutui haitallista 35 geeliytymistä yksittäisten arkkien ohjauslevyillä.Borax content (decahydrate) based on starch + 1.15% + It was not possible to increase the addition of NaOH or borax, as this immediately caused harmful gelation on the control sheets of the individual sheets.

16 70039 Käytettäessä tätä tunnettujen menetelmien mukaan valmistettua tärkkelysliimaa havaittiin seuraavat epäkohdat:16 70039 The following disadvantages were observed when using this starch glue prepared according to known methods:

Kiertosysteemissä viskositeetti laski jatkuvasti 32 sekunttiin (Stein-Hall).In the circulating system, the viscosity continuously decreased to 32 seconds (Stein-Hall).

5 Käsiteltäessä vaikeahkosti liimattavia papereita ja/tai toimittaessa pienillä koneen nopeuksilla olivat liima-saumat erittäin hauraita, mistä aiheutui epätyydyttäviä liimaustuloksia.5 When handling difficult-to-glue papers and / or operating at low machine speeds, the glue seams were very brittle, resulting in unsatisfactory gluing results.

Valmistettaessa monikerroksisia aaltopahvilevyjä oli 10 koneen nopeus laskettava arvosta 16C m/min arvoon 75 m/min.When manufacturing multilayer corrugated boards, the speed of 10 machines had to be reduced from 16C m / min to 75 m / min.

Levitysstelojen suurilla kehänopeuksilla tärkkelyslii-ma alkoi "räiskiä", jolloin levyyn siirtyi liian paljon liimaa tahattomasti ja valvomatta.At high circumferential speeds of the spreading rollers, the starch glue began to "splatter", causing too much glue to enter the board unintentionally and uncontrolled.

Märkälujitusaineen lisäys aiheutti viskositeetin jat-15 kuvan kasvun mikä on tyypillistä tämän tyyppisille tärkkelys-liimoille. Kahden tunnin kuluttua liima ei enää soveltunut käytettäväksi. Liiman käyttö sekoittamalla siihen (jopave-rattain pieniä määriä) vastaavaa yksinkertaista tärkkelys-liimaa ei myöskään ollut mahdollista.The addition of the wet strength agent caused an increase in the viscosity of the image, which is typical of this type of starch adhesives. After two hours, the adhesive was no longer suitable for use. It was also not possible to use the glue by mixing with it (even small amounts of jopave) a corresponding simple starch glue.

20 Liitoksen märkälujuus oli huonompi kuin keksinnön mu kaisen märkälujitetun tärkkelysliiman liitoksen märkälujuus ja se lisäksi vaihteli toimintaolosuhteista riippuen.The wet strength of the joint was inferior to that of the wet-reinforced starch adhesive of the invention and further varied depending on the operating conditions.

Claims

70039

A process for the preparation of starch adhesives, in particular Stein-Hall type adhesives, for corrugated boards 5 by continuously gelling, if desired, alkaline aqueous starch slurries at a temperature of about 95-160 ° C with high shear and mixing the obtained starch paste with starch-free granular if desired with resins for the preparation of water and / or customary additives, in particular alkalis, boron compounds and / or wet-strength adhesives, characterized in that the carrier starch (carrier starch) is decomposed in the gelling step by adding a water-soluble oxidizing agent under the prevailing reaction conditions, in which case the oxidizing agent is added to the dispersion of the carrier starch and mixed with it evenly before the viscosity of the carrier exceeds 15000 cP and the permeation of the carrier is selected to ensure oxidation the contact time (reaction time) of the opener and the at least partially gelled carrier starch is 1 to 5 minutes at a temperature of at least 95 ° C.

Process according to Claim 1, characterized in that the carrier starch slurry is rapidly heated to a temperature of at least 95 ° C.

Process according to Claim 1 or 2, characterized in that the gelation and decomposition are carried out at a temperature of 103 to 125 ° C.

Process according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the oxidizing agent is an inorganic per compound.

Process according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the oxidizing agent is added in an amount which corresponds to 0.02 to 2.5% by weight of ammonium persulphate, based on the weight of the starch, relative to the amount of oxygen which it emits. is 700 39

Process according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the carrier starch is decomposed to such an extent that the Stein-Hall viscosity of the finished starch glue at a temperature of 20 to 45 ° C is 22 to 70 seconds.

Process according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the gelling and decomposition of the carrier starch are carried out in the presence of an alkali.

Process according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the wet-strength starch adhesive is prepared by adding a formaldehyde condensing resin.

Method according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the finished starch glue is continuously introduced into the storage vessel at a rate sufficient to continuously maintain in it an amount corresponding to the amount fed from there to the consuming device for at least 0.5 hours.

A method according to claim 9, characterized in that when changing from a wet-reinforced resin to a simple resin, the storage container is continuously filled without interruption according to the need of the respective consumption. 19 70039