FI71760B - Foerfarande foer framstaellning av staerkelselim och apparaturfoer anvaendning vid detta - Google Patents

Description

-1 KUULUTUSJULKAISU η Λ n , ^

LBJ Π1) UTLÄGGNINGSSKRIFT / · /ÖU

SC Patentti myönnetty (45) Patent moJdelat 09 0C 1987 (51) Kv.ik.«/int.ci.* c 09 J 3/06 SUOMI —FINLAND (21) Patenttihakemus — Patentansökning 800459 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 15.02.80 (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 15.02 80 (41) Tullut iulkiseksi — Blivit offentlig 2^ 08 80

Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm. — 3 1 1 0 86

Patent- och registerstyrelsen ' 1 Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad -5 · u 'ÖD

(86) Kv. hakemus — Int. ansökan (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begärd prioritet 20.02.79 Ranska-Frankrike(FR) 7904275 (71) CPC International, Inc., International Plaza, Englewood Cliffs,

New Jersey, USA(US) (72) Pierre Hector Ernest Fostier, Lille, Ranska-Frankrike(FR) (74) Oy Koister Ab (54) Menetelmä tärkkelys 1iimojen valmistamiseksi ja siinä käytettävä laitteisto - Förfarande för f ramstä1I ning av stärkelselim och apparatur för användning vid detta

Keksintö koskee menetelmää tärkkelys liimojen valmistamiseksi, jotka on tarkoitettu erityisesti aaltopaperin ja aaltopahvin valmistukseen, ja tällaisessa menetelmässä käytettävää laitteistoa .

Nykyään tärkkelykseen pohjautuvia liimoja, erityisesti niitä, jotka on tarkoitettu aaltopaperin valmistukseen, valmistetaan yleensä seuraavilla menetelmillä: 1) Stein-Hall-menetelmällä, vanhimmalla ja tavallisiimnalla menetelmällä, jonka mukaisesti pieni osa tärkkelyksestä vesipitoisessa suspensiossa saatetaan geeliytvmään korkeassa lämpötilassa emäksisen aineen, yleensä NaOH:n läsnäollessa, ja se muodostaa primääriliiman, joka toimii pohjana tai "kantajana" lisätärkke-lykselle, joka lisätään seokseen jauheena tai vesipitoisen suspension muodossa. NaOH lisätään ainoastaan kantajaosaan tai yhdessä kantajaosan ja raakatärkkelysosan kanssa, jonka silloin tu- 2 71760 lisi olla "maidon" muodossa, mutta kummassakin tapauksessa NaOH:n kokonaismäärän tulisi olla sellainen, että se ei aiheuta raakatärkkelyksen paisumista lopullisessa liimoissa mikä osoittaisi pysymättömyyttä. Sen jälkeen kun kantajaosaa on keitetty melko korkeassa lämpötilassa, yleensä yli 60°C:ssa, tämä lämpötila on välttämätöntä alentaa lämpötilaan, joka on korkeintaan 45°C, ennen raakatärkkelyksen lisäämistä jos halutaan välttää viimemainitun paisumisvaara. Tähän tavoitteeseen päästään käytännössä lisäämällä primääriliimaan kylmää vettä.

Siten on tarpeen koko valmistusprosessissa pitää riittävä määrä kylmää vettä tätä työvaihetta varten, mikä tarkoittaa, että kantajan primääriliiman pitoisuus on suhteellisen suuri ennen laimentamista, ts. se sisältää suuruusluokaltaan 10 % tärkkelystä ja on siten hyvin viskoosinen. Tämä suuri viskositeetti on vakava haitta automaattisen ja jatkuvan keittolaitteen suunnittelun kannalta .

2) Niin sanotulla "ei-kantaja"-menetelmällä, jonka mukaisesti kaikki tärkkelys osittain paisutetaan emäksisten olosuhteiden ja lämpötilan vaikutuksen alaisena. Tärkkelyksen geelitymis-astetta tarkkaillaan mittaamalla viskositeetti ja reaktio pysäytetään halutussa pisteessä lisäämällä jotakin hapanta yhdistettä, esimerkiksi aluminiumsulfaattia. Tämäntyyppinen menetelmä on vaikea sovittaa jatkuvaan tuotantoon.

3) Kylmämenetelmällä käyttäen täydellistä seosta, joka sisältää raakatärkkelystä, esigeeliytynyttä tärkkelystä ja kemiallisia lisäaineita. Liima saadaan yksinkertaisesti dispergoimalla jauhe veteen, jolloin esigeeliytynyt tärkkelys muodostaa kantajan. Menetelmä voidaan sovittaa automaattiseen ja jatkuvaan tuotantoon, mutta haittana on tällöin esigeeliytyneen tärkkelyksen ja seosten korkea hinta ja valintamahdollisuuksien puute liimayhdistelmien suhteen.

4) Niin sanotulla "kylmäharja"-menetelmällä, jonka mukaisesti modifioitu tai modifioimaton tärkkelys rakeisessa muodossa saatetaan geeliytymään vesipitoisessa väliaineessa emäksisellä aineella, yleensä NaOH:lla, eikä lämpötilaa nostamalla. Tällä menetelmällä on määrättyjä etuja. Esimerkiksi keittäminen korkeissa lämpötiloissa tai kalliin esigeeliytyneen tärkkelyksen tarve 3 71760 vältetään ja liiman valmistusaika lyhenee ja lämpötilan tarkkai-lumenetelmät yksinkertaistuvat ja näin ollen työkustannukset alenevat.

Tämä viimemainittu valmistusmenetelmä näyttää olevan toteuttamiskelpoisin automaattisella ja jatkuvalla järjestelyllä, koska primääriliimaa tai kantajaa ei tarvitse jäähdyttää ja voidaan valmistaa suhteellisen alhaisessa pitoisuudessa, nimittäin suuruusluokaltaan 5 % tärkkelystä sisältävänä ja siten se ei muodosta hyvin viskoosista liuosta, jota voidaan helposti kaataa.

Kylmämenetelmällä, kun se toteutetaan käyttäen luonnon tärkkelyksiä, on kuitenkin vakavia haittoja, kuten liimojen huono pysyvyys leikkausvoimien vaikutuksen alaisena, joita välttämättömästä syntyy aaltopaperin tuotantoyksikössä, kun liima kiertää liimauskoneen ja liisterisäiliön välillä kiertopumppujen vaikutuksen alaisena. Liimaan modifikaatiota korostaa lisäksi lämpötilan nousu 35-33°C: seen, kun liima kulkee 1iimaustelojen yli. Tämän johdosta liiman viskositeetti laskee ja siten pahville kerrostetun liimakalvon paksuus muuttuu tai johtaa pahvin epätäydelliseen liimaukseen.

Tämän haitan eliminoimiseksi ei riitä, että liima tai edes kantajaosa, liiman herkin osa, geelivtymisen jälkeen tavanomaisessa emäksisessä väliaineessa saatetaan mekaaniseen käsittelyyn, jopa hyvin voimakkaaseen mekaaniseen käsittelyyn, jollainen voidaan saada voimakkaalla sekoittimella tilassa, jolla on pienin tilavuus, joka sopii yhteen halutun virtausnopeuden kanssa. Sensijaan on tarpeen käyttää tärkkelystä, jonka kestävyyttä on parannettu rakennemuunnokse1la, nimittäin joko muuttamalla se juoksevaksi tai silloittamalla, mikä saadaan aikaan jollakin monifunk-tionaalisella yhdisteellä, kuten epikloorihydriinillä, fosfori-oksikloridilla, natriumtrimetafosfaatilla jne., jolloin tämä sil-loittuminen voidaan saada aikaan in situ käyttäen alkalista väliainetta, joka katalysoi reaktiota. Modifioidun tärkkelyksen käyttö nostaa kuitenkin liiman hintaa.

Lisäksi on tunnettua, että tärkkelysliimojen tulisi sisältää tietty määrä booraksia, erityisesti kun niitä käytetään aaltopaperin valmistukseen.

4 71760 FI-patenttijulkaisusta 64 630 tunnetaan liiman valmistusmenetelmä, jonka mukaan tärkkelyssuspensio valmistetaan säiliössä ja osa suspensiosta syötetään toiseen säiliöön, jossa sitä sekoitetaan yhdessä natriumhydroksidin kanssa. Geeliytymisen jälkeen tuote johdetaan astian läpi, jossa se sekoitetaan ei-geeliytyneen tärkkelyksen ja booraksin kanssa. Menetelmässä siis käytetään tärkkelyssuspensiota, joka on jaettu kahteenosaan, joista toinen on saatettu geeliytymään natriumhydroksidilla ja sitten sekoitettu toisen ei-geeliytyneen osan ja booraksin kanssa. Menetelmä on ns. "kylmäharja"-prosessin sovellutus, jonka haitat on kuvattu edellä.

Esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä edellä mainitut haitaton eliminoitu samalla kun saadaan tuote, jolla on halutut ominaisuudet ja jota voidaan valmistaa taloudellisesti ja jatkuvasti.

Keksintö koskee menetelmää tärkkelysliimojen valmistamiseksi, erityisesti aaltopaperin tai -pahvin valmistusta varten, jossa menetelmässä muodostetaan tärkkelys/vesi-suspensio, suspensio jaetaan kahteen osaan ja toinen osa saatetaan geeliytymään alkalisella reagenssilla, minkä jälkeen osat yhdistetään. Menetelmälle on tunnusomaista, että ensimmäistä osaa käsitellään ylimäärällä alkalista reagenssia ja että ainakin osa ylimääräistä alkalista reagenssista neutraloidaan boorihapolla.

Tärkein parannus keksinnön mukaisessa menetelmässä verrattuna tunnettuun tekniikkaan on boorihapon käyttö ylimääräisen natrium-hydroksidin neutraloimiseksi, jolla saavutetaan kaksi toivottua tulosta, nimittäin ylimääräinen natriumhydroksidi neutraloituu ja booraksin läsnäolo varmistetaan. Esimerkiksi FI-patenttijulkaisussa 64 630 kuvatussa menetelmässä booraksia on tosin läsnä, mutta sitä lisätään sellaisenaan eikä pyritä neutraloimaan ylimääräistä natriumhydroksidia.

Erään suoritusmuodon mukaisesti kosketusaika geeliytyneen tärkkelyksen ja tärkkelyssuspension toisen osan välillä pidennetään ja saatu lopullinen liima laimennetaan ja neutraloidaan haluttaessa täydellisesti.

Menetelmä suoritetaan edullisesti kuumentamalla ensin vesi 38-42°C:seen ja valmistamalla alkalisen aineen väkevä liuos, joi- 5 71760 loin kuumennettua vettä käytetään alkalisen aineen liuoksen laimentamiseen haluttuun väkevyyteen, tärkkelvssuspension valmistamiseen ja tarvittaessa lopullisen liiman laimentamiseen.

Keksintö koskee myös laitteistoa edellä kuvatun menetelmän suorittamiseksi jatkuvasti ja automaattisesti. Laitteistolle on tunnusomaista, että se käsittää vesisäiliön, joka on kuumennettu säädettävään vakiolämpötilaan, kolmen annostelupumpun sarjan primääriliiman tuottamiseksi vesipitoisen tärkkelyssuspension ensimmäisestä osasta, ensimmäisen pumpun, joka on yhdistetty väkevää alkalia sisältävän säiliön ulostuloon, toisen pumpun, joka on yhdistetty vesisäiliöön, kolmannen pumpun, joka on yhdistetty vesipitoisen tärkkelyssuspension valmistukseen tarkoitetun, syöttö-suppiloa vastapäätä sijaitsevan tankin ulostuloon, jolloin näiden kolmen annostelupumpun ulostulo on yhdistetty laitteeseen primääriliiman aineosien saattamiseksi kosketukseen toistensa kanssa, neljännen pumpun, joka on yhdistetty mainittuun tankkiin ja jonka ulostulo on yhdistetty sekoittimeen primääriliiman ja vesipitoisen suspension toista osaa varten, jolloin itse sekoittimen ulostulo on yhdistetty varastosäiliöön, joka on varustettu boorihapon annostelulaitteella ja jonka ulosmeno on yhdistetty ainakin yhteen astiaan lopullista liimaa varten, joka astia on varustettu taso-koettimin, jotka on yhdistetty säätölaitteeseen neljän annostelu-pumpun ulostuloa varten.

Erään toteutusmuodon mukaan annostelupumppusarjät on varustettu kolmitieventtiileillä virtauksen palauttamiseksi vastaaviin säiliöihin. Sekoittimet ovat edullisesti staattista tyyppiä. Säiliöt ja tankit on varustettu vakiotasosäätelylaitteilla. Nesteen kierrätyslaitteita säädetään automaattisesti tasokoettimin, jotka on sijoitettu lopullisen liima-astioihin.

Keksinnön mukaisesti primääriliima eli kantaja tehdään luonnon tärkkelyksestä, joka on saatettu geeliytymään natrium-hydroksin tai muun alkalisen aineen läsnollessa, jota käytetään ylimäärin siihen määrään suhteen, jota käytetään tavallisessa liimassa aaltopaperia tai -pahvia varten. Natriumhydroksidiyli-määrä neutraloidaan sitten ja tämä suoritetaan edullisesti muodostamalla uudelleen booraksia, jota aina on läsnä tämäntyyppisessä liimassa, boorihaposta, jota lisättiin geeliytyneen tärkkelyksen 6 71760 ja raakatärkkelyksen sekoittamisen aikana tai välittömästi sekoittamisen jälkeen. Booraksin määrää voidaan muuttaa miten halutaan riippuen natriumhydroksidin ylimäärästä. Näissä olosuhteissa, kantajaosan geeliytymisen aikana staattisessa sekoittimessa ja varastotilassa, joka on kytketty sen jälkeen, tärkkelystä hajotetaan riittävästi kestävyyspisteen saavuttamiseksi, joka tekee mahdolliseksi pysyvän viskositeetin säilymisen eri toimintojen aikana, joille liima altistetaan.

Vesisäiliö pidetään muuttumattomassa lämpötilassa, joka on noin 38°-42°C, ja sitä käytetään: - toisaalta sellaisen vesipitoisen tärkkelyssuspension valmistamiseen syöttöastiassa,jolla on vakiopitoisuus, joka on säädetty arvoon 30-43 % laskettuna kuiva-aineena ja jota voidaan säädellä tällä alueella kuten halutaan; - toisaalta natriumhydroksidin laimentamiseen pitoisuudesta n. 400 g/1 pitoisuuteen n. 10-20 g/1.

Annostelupumppusarja käsittää nelipäisen annostelupumpun, joka takaa täydellisen synkronoinnin ja tekee mahdollisesti muuttumattoman suhteen ylläpitämisen liiman eri aineosien virtausnopeuksien välillä, tai vaihtoehtoisesti se käsittää neljän jatkuvatoimisen vaihtelevia virtausmääriä annostelevan pumpun sarjan, jolloin nesteet automaattisesti palautuvat tuotannon ulkopuolelle. Seuraa-vat samanaikaiset työvaiheet voidaan siten toteuttaa: 1) Väkevän natriumhydroksidiliuoksen annostelu; 2) Laimennusveden annostelu natriumhydroksidia varten, jolloin sekoittaminen suoritetaan T:n muotoisessa putkijärjestelyssä tai, paremmin, staattisen sekoittimen avulla; 3) Kantajaosan eli primääriliiman muodostamiseksi tarvittavan tärkkelyssuspension määrän annostelu; 4) Liiman raakatärkkelysosan muodostamiseksi tarvittavan tärkkelyssuspensiomäärän mittaaminen. Tämä sekundäärinen tärkke-lyssuspensio sekoitetaan kantajaliiman kanssa toisessa staattisessa sekoittimessa. Homogenisointi saatetaan täydelliseksi kuljettamalla suspensio pumpun läpi, joka on kytketty sarjaan ja toimii vastavirtaan, kuten jäljempänä yksityiskohtaisemmin selostetaan.

v 71760

Sekundäärisen tärkkelyssuspension virtausmäärää staattiseen sekoittimeen säädetään koettimella, joka sijaitsee sen varastoas-tian poistoaukossa, jossa primääritärkkelyksen geeliytyminen tapahtuu. Raakatärkkelyksen syöttö voi myös tapahtua ajastusjärjestelmän avulla.

Primääri-tärkkelyksen ja sekundäärisen tärkkelyksen lopullinen seos viedään sitten varastoastiaan, jossa se pysyy määrätyn ajan, jota säädetään ylijuoksulaitteen avulla.

Kiertopiirin päässä sijaitseva varastosäiliö saa aikaan liiman hyvän homogenisoitumisen ja saattaa sen lopulliseen tasapainotilaansa. Kaikki halutut lisäaineet, esimerkiksi hartsit, jotka on tarkoitettu tekemään liima kestäväksi kosteutta vastaan, voidaan helposti lisätä tähän säiliöön.

Seuraavassa viitataan liitteenä olevaan kuvioon,joka esittää keksinnön mukaista laitteistoa.

Tärkkelystä johdetaan syöttösuppilosta tai siilosta 1 ja, volumetrisen annostelulaitteen 2 kautta tärkkelysmaidon valmistus-astiaan 3. Tämä astia on varustettu suurnopeussekoittimella 4 ja se on yhdistetty johdon 5 kautta vesisäiliöön 6, joka pidetään halutussa lämpötilassa esimerkiksi höyrykierukan 7 avulla. Astia 3 muodostaa laitteen tärkkelysmaidon valmistusta varten ja se pystyy jatkuvasti syöttämään vesipitoista suspensiota laajalla muuttumattomalla ja säädettävällä pitoisuusalueella väliltä 30-43 paino-1 kuiva-ainetta.

Vesisäliö 6 antaa, riippuen tarpeesta, automaattisten sulku-hanojen (eivät näy kuvassa) kautta vettä määrätyssä valitussa lämpötilassa, joka yleensä on väliltä 38-42°C höyrykierukan 7 avulla tapahtuvan kuumentamisen termostaattisäädön ansiosta. Veden lämpötila säädetään niin, että saadaan lopullinen seos, joka tulee varastosäiliöön 8 n. 38°C:n lämpötilassa.

Säiliö 9 natriumhydroksidia varten, jonka väkevyys on n.

400 g/1, on yhdistetty johdon 10 kautta annostelupumppuun Pl, joka muodostaa osan sarjasta Pl, P2, P3 ja P4, joita jäljempänä kuvataan.

Tämä sarja voi käsittää yksinkertaisen nelipäisen annoste-lupumpun tai neljä annostelupumppua, joita jokaista käyttää säädettävä vaihteistolla varustettu moottori, jolla on yleinen viite- 8 71 760 numero 11 ja se tekee mahdolliseksi virtausmäärän valitsemisen jokaiselle nesteelle määrätylle alueelle, jolloin virtausmäärä luetaan virtausmittarilta sinänsä tunnetulla tavalla. Pumput toimivat jatkuvasti ja sarja automaattisia kolmieventtiilejä palauttaa nesteet tuotannon ulkopuolelle vastaaviin astioihinsa tai säiliöihinsä, nimittäin venttiili 12, joka on yhdistetty väkevän natriumhydroksidin säiliöön 9 johdon 13 kautta, venttiili 14, joka on yhdistetty vesisäiliöön 6 johdon 15 kautta ja venttiilit 16 ja 17, jotka on yhdistetty astiaan 3 johtojen 18 ja vastaavasti 19 kautta.

Pumpun P2 sisääntulo on yhdistetty vesisäiliöön 6 ulostuloon 20 johdon 21 kautta ja pumppujen P3 ja P4 sisääntulot on yhdistetty astian 3 ulostuloon johdon 22 kautta.

Pumput P1 ja P2 ruiskuttavat nestevirtansa johtojen 23 ja vastaavasti 24 läpi ensimmäiseen pisteeseen A ja sitten pumppu P3 ruiskuttaa ensimmäisen annoksen tärkkelyssuspensiota johdon 25 kautta toiseen pisteeseen B ylävirtaan ensimmäisestä staattisesta sekoittimesta 26, joka on tarkoitettu homogenisoimaan eri aineosat ja saattamaan tärkkelys geeliytymään. Tätä geeliytymistä pidennetään ja täydennetään kosketuksella kierukan 27 kanssa,joka on kytketty staattisen sekoittimen 26 poistoaukkoon johdon 28 kautta, jonka mitat ovat sellaiset, että viipymisaika on ainakin yksi minuutti.

Pumppu P4 ruiskuttaa tärkkelyssuspension toisen annoksen primääriliimaan kolmannessa pisteessä C, putken 29 kautta, juuri ylävirtaan toisesta staattisesta sekoittimesta 30 ja kierukan 27 poistoaukolla. Näiden kahden virran samanaikaista tuloa pisteeseen C säätelee koetin (ei näy kuvassa), joka sijaitsee kierukan 27 ulostulossa tai, yksinkertaisemmin, sopiva ajastuslaite. Staattinen sekoitin 30 homogenisoi primääriliima/raakatärkkelysseoksen, jolloin tätä homogenisointia täydentää esimerkiksi välitön pumppu 31, joka toimii vastavirtatapaan.

Lopullinen seos virtaa johdon 32 kautta pumpun 31 ulostulosta varastosäiliöön tai astiaan 8, joka on varustettu tehokkaalla sekoittimella 33. Tämä astia 8 on lisäksi varustettu automaattisella volumetrisellä annostelulaitteella 34 boorihapon annos-telemiseksi halutussa määrässä, sekä myös ylijuoksulaitteella 35, joka on tarkoitettu sallimaan liiman viipyminen astiassa 8

II

9 71760 30-40 minuutin ajan, samalla sekoittaen ennen liiman jakamista .

Astian 8 ulostulo on yhdistetty johdon 36 kautta, joka sisältää sopivan kiertopumpun 37, vähintään kahteen varastoastiaan 38 ja 39. Näihin astioihin syötetään tuoretta liimaa koettimen S ohjeiden mukaisesti, joka sijaitsee alhaisella tasolla ja joka panee alulle tuotantoprosessin, jolloin johtoon 36 järjestetty kolmitieventtiili 40 ohjaa jakelua vaappu- tai kallistusvaikutuk-sella tarvittavaan asentoon.

Edullisesti ja erityisesti tapauksessa, jolloin tärkkelyslii-ma valmistetaan aaltopaperia varten, tulee lopullinen tärkkelys, jolla on niin sanotun "kaksipuolisen" liiman ominaisuudet, suoraan astiaan 30. Astia 39 voidaan varata niin sanottua "yksipuolista" liimaa varten, ja tässä tapauksessa sen syötön tuloaukko 41 on yhdistetty venttiiliin 40 johdon 42 kautta, jossa on sisääntulo 43 laimennusvettä varten, joka voi olla yhdistetty säiliöön 6 ja, jos on tarpeen, sisääntulo 44 hapon, kuten kloorivetyhapon lisäämistä varten, jolloin nämä lisäaineet sekoitetaan kolmannen staattisen sekoittimen 45 avulla, jonka ulosmeno muodostaa syötön 41 astiaan 39, jolloin astia 46 sisältää kloorivetyhappoa.

Sopivat koettimet 47 ja 48, jotka on sijoitettu korkealle tasolle astioihin 38 ja vastaavasti 39, on tarkoitettu pysäyttämään jakelun ja keskeyttämään koko valmistuskierron, jolloin pump-pusarja P1-P4 on palautusasennossa venttiilien 12, 14, 16 ja 17 kautta, kunnes joku alemmalla tasolla olevista koettimista S käynnistää tuotannon uudelleen.

Seuraavat esimerkit valaisevat keksintöä. Näissä esimerkeissä kaikki prosentit perustuvat painoon ellei toisin ole esitetty .

Esimerkki 1

Liiman valmistus aaltopaperia varten, jonka liiman tärkkelys-pitoisuus on 20 % Tämä testi suoritetaan käyttäen luonnon maissitärkkelystä, joka sisältää 12,5 % kosteutta. Veden lämpötila säiliössä pidetään 40°C:ssa ja tärkkelysmaito valmistetaan 40 %:n kaupallisen tärkkelyksen pitoisuuteen, ts. 35 % kuiva-ainetta sisältäväksi.

10 717 60 Käytetään edellä kuvattua laitteistoa, yhdessä seuraavien säätöpumppujen kanssa:

Pumppu P1 syöttää natriumhydroksidiliuosta väkevyydessä 4 20 g/'l määrässä 36 1/h.

Pumppu P2 syöttää vettä säiliöstä määrässä 1200 1/h.

Pumppu P3 syöttää piiriin tärkkelysmaitoa kantajan muodostamista varten määrässä 140 1/h.

Pumppu P4 antaa raakatärkkelystä eli sekundääristä tärkkelystä määrässä 940 1/h. Boorihappo syötetään liimaan ja sitä tulee varastosäiliöön määrässä 5 kg/h.

Käytettyjen komponenttien tunnusarvot ovat seuraavat: Kuiva-aineen pitoisus kantajaliiman tärkkelyksessä = 4,05 %; Kantajatärkkelyksen osuus kokonaistärkkelyksestä = 13 % Natriumhydroksidin väkevyys laimentamisen jälkeen = 12,2 g/1 Lopullisen, laimentamattoman liiman virtausmäärä on 2320 1/h ja tämän liiman tunnusarvot sen tullessa varastoastiaan kaksipuolista liimaa varten ovat seuraavat: tärkkelyspitoisuus = 20,1 % lämpötila = 38°C

Stein-Hall-viskositeetti 35°C:ssa = 50 s

Brookfield-viskositeetti 35°C:ssa = (20 kierrosta/min) -300 mPas alkalisuus %:eissa NaOH/tärkkelys = 2,70 booraksia prosentteina Na2C4°7· 10 H^O/tärkkelys - 1,5 Liiman pysyvyys: viskositeetissä ei huomattavaa muutosta 35°C:ssa leikkausvoimien vaikutuksen jälkeen, jotka on aikaansaatu turpiinin siivellä, joka pyörii nopeudella 600 r/min 4 tuntia.

96 tunnin seisottamisen jälkeen ympäristön lämpötilassa Stein-Hall-viskositeetti normaalisti lisääntyy arvoon, joka on suuruusluokaltaan 70 s, mutta palautuu alkuarvoonsa sekoittamisen ja lämpötilan asettamisen jälkeen 35°C:seen.

Liiman geeliytymislämpötila = 58°C.

Yksipuolinen liima saadaan laimentamalla kylmällä vedellä virtausmäärällä 280 1 vettä/h ja sillä on seuraavat tunnusarvot: virtausmäärä = 2600 1/h tärkkelyspitoisuus = 18 % lämpötila = 35°C

n 71760

Stein-Hall-viskositeetti 35°C:ssa = 36 s aikaiisuus-%/tärkkelys = 2,7

booraksia prosentteina Na^B^O^, 10 H O/tärkkelys - 1,5 geelivtymislämpötila = 60°C

liiman pysyvyys: samat huomautukset kuin kaksipuoliselle liisterille·

Esimerkki 2

Liiman valmistus aaltopaperia varten, jonka liiman tärk-kelyspitoisuus on 25 %

Testi suoritetaan kuten edellä käyttäen luonnon maissi-tärkkelystä, joka sisältää 12,5 % kosteutta.

Säiliössä olevan veden lämpötila pidetään 39°C:ssa ja valmistetaan tärkkelysmaito, jossa kaupallisen tärkkelyksen pitoisuus on 40 %, ts. se sisältää 35 % kuiva-ainetta.

Pumppu P1 syöttää natriumhydroksidiliuosta väkevyydessä 415 g/1 määrässä 43 1/h.

Pumppu P2 syöttää vettä määrässä 940 1/h

Pumppu P3 syöttää tärkkelysmaitoa kantajaa varten määrässä 156 1/h

Pumppu P4 syöttää raakatärkkelysmaitoa määrässä 1260 1/h. Boorihappoa lisätään varastosäiliöön määrässä 6,55 kg/h Kuivan tärkkelysaineen pitoisuus kantajaliimassa = 5,4 % Kantajatärkkelyksen osuus kokonaistärkkelyksestä = 11 % Natriumhydroksidin väkevyys liamennuksen jälkeen = 18,16 g/1 Laimentamattoman lopullisen liiman virtausmäärä on 2400 1/h Kaksipuolisen liiman tunnusarvot: tärkkelyspitoisuus = 25 % lämpötila = 38°C

Stein-Hall-viskositeetti 35°C:ssa = 52 s alkalisuus prosenteissa NaOH/tärkkelys - 2,4 booraksi prosentteina Na2E^07, 10 H20/tärkkelys = 1,5 liiman geeliytymislämpötila = 58°C

Liiman pysyvyys; viskositeetissa ei huomattavaa muutosta 35°C:ssa leikkausvoimien 4-tuntisen vaikutuksen jälkeen tai sei-sottamisen jälkeen ympäristön lämpötilassa 2-4 päivää.

Yksipuolinen liima: saatu laimentamalla kylmällä vedellä määrässä 290 1/h ja lisäämällä kloorivetyhappoa, tiheys 1,16 i2 71760 (puhtaan hapon pitoisuus = 370 g/1) virtausmäärällä 6,46 1/h.

Tämän yksipuolisen liiman tunnusarvot ovat seuraavat: virtausmäärä = 2690 l/'h tärkkelyspitoisuus = 22,5 % lämpötila = 34°C

Stein-Hall-viskositeetti 35°C:ssa = 33 s alkalisuus-%/tärkkelvs = 2,0 %

booraksia prosentteina Na^B^O^, 10 H^O/tärkkelys = 1,5 geeliytymislämpötila = 64UC

Liiman pysyvyys: sama kuin kaksipuolisella liisterillä altistamisen aikana leikkausvoimille 35°C:ssa ja se jopa paranee mitä viskositeettikäyttäytymiseen tulee, kun liiman annetaan seistä ympäristön lämpötilassa.

Keksinnön mukainen menetelmä ja laitteisto mahdollistavat jatkuvan ja automaattisen tärkkelysliiman tuotannon ja varasto-kapasiteetin huomattavan pienentämisen.

Laitteisto on yksinkertainen ja luotettava ja muuttumaton suhde liiman eri aineosien virtausmäärien välillä takaa määrätystä tärkkelyksestä saatujen liimojen ominaisuuksien muuttumattomuuden. Ei ole tarpeen valvoa laitteiston toimintaa laitteella, joka käsittää viskosimetrin.

Eri käyttöparametrejä voidaan säätää tarkasti ja nopeasti. Kantajien geeliytyminen kylmässä merkitsee säästöä höyryn käytössä ja tarvitaan ainoastaan paisuntahöyryä veden pitämiseksi n. 40°C:n lämpötilassa. Se tekee myös mahdolliseksi kantajan saamisen, jolla on alhainen tärkkelyspitoisuus ja joka ei siten ole kovin viskoosinen ja pystyy virtaamaan helposti.

Keksinnön mukainen laitteisto on käytössä erittäin joustava ja pystyy tuottamaan liimoja, joilla on säädettävät tärkkelys-pitoisuudet väliltä 18-30 % vaihtelemalla alkalisuutta halutulla tavalla.

Kloorivetyhapponeutralointilaite tekee mahdolliseksi säätää yksipuolisen liiman alkalisuutta riippumatta kaksipuolisen liiman alkalisuudesta.

Booraksin korvaamisella boorihapolla on myös useita etuja ja se mahdollistaa kantajatärkkelyksen hajoamisasteen lisäämisen sen kestävyyspisteen saavuttamiseksi käyttämällä natriumhydroksidia n 13 71 7 60 lisämäärä, joka on ekvivalenttinen natriumhydroksidimäärän kanssa, joka on tarpeen booraksin uudelleenmuodostamiseksi. Sitä on helpompi annostella kuivana kuin booraksia, koska jauheen virtaus-käyttäytyminen on parempi ja ennenkaikkea se liukenee nopeammin tärkkelysliimaan.

Varastosäiliö, joka on sijoitettu piirin päähän, tekee mahdolliseksi liiman hyvän homogenisoinnin ja saattaa tämän lopulliseen tasapainotilaansa. Kaikki halutut lisäaineet, esimerkiksi hartsit, jotka on tarkoitettu tekemään liiman kestäväksi kosteutta vastaan, voidaan helposti lisätä tähän säiliöön.

Mitä liiman ominaisuuksiin tulee, keksinnöllä saavutetaan erityisesti seuraavaa: - muuttumaton viskositeetti halutulla tasolla; - hyvä pysyvyys, mitä lämpötilaan ja leikkausvoimiin tulee; - hyvä varastointikestävyys ilman huomattavaa muutosta 35°C;n ja ympäristön lämpötilan välillä niinkin pitkänä varastoin-tiaikana kuin 96 tuntia - ei palautumatonta takaisinhajoamista; - hyvä vedenpidätys eikä erottumista varastoitaessa tai seistessä.

Claims (10)

14 71 760

1. Menetelmä tärkkelysliimojen valmistamiseksi, erityisesti aaltopaperin tai -pahvin valmistusta varten, jossa menetelmässä muodostetaan tärkkelys/vesi-suspensio, suspensio jaetaan kahteen osaan ja toinen osa saatetaan geeliytymään alkalisella reagens-silla, minkä jälkeen osat yhdistetään, tunnettu siitä, että ensimmäistä osaa käsitellään ylimäärällä alkalista reagenssia ja että ainakin osa ylimääräisestä alkalisesta reagenssista neutraloidaan boorihapolla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesipitoinen tärkkelyssuspensio muodostetaan lämpötilassa noin 38-42°C ja että sen tärkkelyspitoisuus on n. 30-43 pai-no-%, laskettuna kuiva-aineena.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vesipitoinen tärkkelyssuspensio saatetaan kosketukseen alkalisen aineen kuten natriumhydroksidin liuoksen kanssa, jonka väkevyys on n. 10-20 g/1.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että boorihappoa lisätään Na2B^O^*10 i^O:n muodossa, jonka määrä on n. 1,5 paino-%, laskettuna tärkkelyksen määrästä.

5. Laitteisto käytettäväksi jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukaisen menetelmän suorittamiseksi jatkuvasti ja automaattisesti, tunnettu siitä, että se käsittää vesisäiliön, joka on kuumennettu säädettävään vakiolämpötilaan, kolmen annostelupumpun sarjan primääriliiman tuottamiseksi vesipitoisen tärkkelyssuspension ensimmäisestä osasta, ensimmäisen pumpun, joka on yhdistetty väkevää alkalia sisältävän säiliön ulostuloon, toisen pumpun, joka on yhdistetty vesisäiliöön, kolmannen pumpun, joka on yhdistetty vesipitoisen tärkkelyssuspension valmistukseen tarkoitetun, syöttö-suppiloa vastapäätä sijaitsevan tankin ulostuloon, jolloin näiden kolmen annostelupumpun ulostulo on yhdistetty laitteeseen primääri-liiman aineosien saattamiseksi kosketukseen toistensa kanssa, neljännen pumpun, joka on yhdistetty mainittuun tankkiin ja jonka ulostulo on yhdistetty sekoittimeen primääriliiman ja vesipitoisen suspension toista osaa varten, jolloin itse sekoittimen ulos- 11 13 71760 tulo on yhdistetty varastosäiliöön, joka on varustettu boorihapon annostelulaitteella ja jonka ulosmeno on yhdistetty ainakin yhteen astiaan lopullista liimaa varten, joka astia on varustettu taso-koettimin, jotka on yhdistetty säätölaitteeseen neljän annostelu-pumpun ulostuloa varten.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laitteisto, tunnet-t u siitä, että neljän annostelupumpun ulostuloissa on kolmitie-venttiilejä ulkopuolisen tuotannon palauttamiseksi vastaaviin säiliöihin ja niitä säätävät tasokoettimet.

7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että laite primääriliiman aineosien saattamiseksi kosketukseen keskenään käsittää staattisen sekoittimen, jota seuraa kierukka, joka on suunniteltu takaamaan ainakin yhden minuutin kosketusajän.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 5-7 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että lopullisen seoksen varastosäiliön ulostulo on yhdistetty kolmitieventtiilin kautta varastoastiaan lopullista liimaa varten ja varastoastiaan, joka syöttöjohdossa on sisääntulo neutralointiainetta kuten kloorivetyhappoa varten ja jossa tarvittaessa on sisääntulo laimennusvettä varten sekä sekoitin.

9. Jonkin patenttivaatimuksen 5-8 mukainen laitteisto, tunnettu siitä, että varastosäiliö lopullista seosta varten on varustettu ajastuslaitteella n. 40 minuutin kosketusajan takaamiseksi.

10. Tärkkelysliima, tunnettu siitä, että se on saatu jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukaisella menetelmällä. i6 71760