HU188650B - Method for producing starchy glues - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás keményítő alapú ragasztók, különösen hullámpapír gyártására alkalmas Stein-Hall típusú ragasztók előállítására lúgosított vizes keményítő szuszpenziók vagy iszapolt keményítő 95-160 °C közötti keverés közben végzett folyamatos zselatinálásával, a kapott keményitőpaszta (hordozó) szemcsés vagy nem-zselatinált keményítővel (nyerskeményítővel) és vízzel és szokásos adalékokkal, előnyösen bórvegyületekkel és kívánt esetben nedvességálló ragasztást elősegtő gyantákkal való keverésével.

Bár a keményítő ragasztószerként való alkalmazásának lehetősége évszázadok óta ismert, a keményítő alapú ragasztók ipari ragasztókként való felhasználása gyakorlati jelentőségre csupán az ún. „Stein-Hall ragasztók kifejlesztése után tett szert, amelynek lényege, alapelve a szemcsés vagy nem-zselatinált keményítő (a továbbiakban röviden „nyerskeményítő diszpergálása vizes keményítőpasztában (a továbbiakban röviden ,,hordozó-ban). Ez a módszer rendszerint megoldást jelent a keményitőragasztók alkalmazásakor felmerülő legfőbb probléma megoldásában, amit lényegében egyrészt az a tény idéz elő, hogy a vízben iszapolt nyerskeményítőnek mint szuszpenziónak nincs megfelelő szegregációs stabilitása, a nyerskeményítő ragasztóképessége kicsi és a keményítőragasztók csak viszonylag nagy szilárdanyagtartalom esetén biztosítanak elegendően szilárd ragasztási felületet, másrészt viszont az a tény, hogy a keményítőpaszták viszkozitása még viszonylag kis, teljesen zselatinált keményítőtartalom esetén is túlságosan nagy az ipari alkalmazhatóság szempontjából.

Ezért, jóllehet a Stein-Hall típusú ragasztók megjelenése valóságos frontáttörést jelentett, természetesen mégsem oldottak meg a keményítőragasztók alkalmazásával járó minden problémát. A figyelemre méltó fejlődés ellenére, számos ilyen problémára mind a mai napig vagy egyáltalán nem, vagy legalábbis teljes mértékben kielégítő módon nem sikerült megoldást találni.

Kétségtelen tény, hogy az idők folyamán sikerült viszonylag egyszerű és megbízható ilyenfajta folyamatos eljárásokat kifejleszteni (ilyen például a 3 228 781 lajstromszámú amerikai szabadalomban ismertetett eljárás), azonban ezek mindegyikének számos hiányossága van és ezért nem kielégítőnek ítélhetők. E hiányosságok különösen a következők:

1. A kész keményítőragasztó viszkozitását eléggé nagy pontossággal a termék rendeltetési célja, azaz a felhasználási követelmények határozzák meg, Ez a viszkozitás viszont adott típusú hordozó-keményítő esetében igen nagy mértékben a zselatinált keményítő (hordozó-keményítő) tartalom függvénye, ami éppen ezért legfeljebb csak kis mértékben változtatható.

2. Minthogy adott felhasználásnál (és adott keményítőtípus esetében) az összes keményítőtartalom is csak meglehetősen szűk tartományban változtatható, ezért a gyakorlatban a hor2 dozó és a nyerskeményítő mennyisége közötti arány megválasztásának szabadsága is igen gyakran korlátozott. Különösen zavaró és kellemetlen, hogy rendkívül kicsi a nyerskeményítő hányad csökkentésének lehetősége.

3. A klasszikus Stein-Hall keményítőragasztók egy másik hiányossága csekély viszkozitás állandóságuk, ami különösen akkor válik nyilvánvalóvá, ha nedvességálló kötés, ragasztás érdekében megfelelő szereket, főleg gyantákat adunk hozzájuk.

Az említett hiányoságok kiküszöbölésére természetesen sok kísérletet tettek már. Sok ilyen próbálkozás - legalábbis bizonyos mértékben hasznos eredményt is hozott olyan értelemben, hogy ténylegesen sikerült az egyik vagy másik ilyen hiányosságot kiküszöbölni vagy legalább jelentős mértékben enyhíteni, sőt, egyes esetekben egyszerre több ilyen hiányosságot is, a javasolt megoldások nyújtotta előnyökért azonban más vonatkozásokban jelentkező hátrányokkal kellett fizetni.

A klasszikus Stein-Hall keményítőragasztók legtöbb hiányosságát sikerült nagyrészt ténylegesen elkerülni az ún. „hordozó nélküli keményítőragasztók alkalmazásával, amelyek különösen abban nyújtanak előnyt, hogy adott keményítőtartalom esetében nagy szabadságot biztosítanak a viszkozitás megválasztásában (vagy megfordítva) (25 12 810. sz. Német Szövetségi Köztársaság-beli közzétételi iratot). A gyakorlatban azonban ezeket a keményítőket mégsem alkalmazzák nagyobb mértékben azért, mert egyrészt készítésük során túlságosan sok beállítási, szabályozási munkára van szükség, másrészt pedig azért nem, mert túl nagy az esetleges üzemeltetési hibák kiváltotta technológiai hibák kockázati lehetősége.

Az ismert Stein-Hall típusú keményitőragasztók a fenti 3. pontban említett hiányosságainak kiküszöbölésére és a Stein-Hall elv fenntartására irányuló kísérletek során az erőfeszítések elsősorban arra irányultak, hogy a folyamatos keményítőragasztó gyártást úgy hangolják össze a fogyasztással, hogy a hordozó készlet mennyiségét és - különösen a nedvességálló kötésekhez gyártott (a továbbiakban röviden „nedvességálló ragasztók) kész keményítőragasztó készlet mennyiségét, valamint ennek megfelelően annak elfogyasztási idejét a lehető legkisebb értéken tartsák (3 228 781. lajstromszámú amerikai szabadalmi leírást és a 25 12 810. sz. Német Szövetségi Köztársaságbeli közzétételi iratot). Ezzel a módszerrel valóban megoldható a viszkozitás állandóság problémája, ennek ellenében viszont tudomásul kell vennünk, hogy a hordozó előállítási rendszerben (a továbbiakban röviden „konverter) és/ vagy a konverter mögött az adagolásban, a keverésben és/vagy a felhordóberendezésen elkövetett vagy jelentkező, akár gyorsan és könnyen javítható hiba is a fogyasztók ragasztóellátásának megakadásával jár, aminek következtében viszont a gyakorlatban az esetek, többségében ahhoz a nem kielégítő kompromisszumhoz kell

188 650 folyamodni, hogy a ragasztókészítő rendszer és a fogyasztó (k) közé kiegyenlítő vagy tárolótartályt kell iktatni.

Az említett hiányosságok kiküszöbölésére irányuló más ismert kísérletek lényege abban áll, hogy hordozóként módosított, többnyire lebontott és az adott egyedi esetekre alkalmassá tett keményítőket alkalmaznak. Ilyen esetekben módosított, „hidegen duzzadó hordozókeményítő, nyerskeményítő és - kívánt esetben - „vegyszerek különleges kész-keverékei használhatók, amelyekből langyos vízbe történő egyszerű bekeveréssel készíthető ragasztó, de táplálható a konverter megfelelően előmódosított különleges keményítőkkel vagy pedig módosítható a hordozókeményítő a konverterben vagy a mögött mechanikus, termikus, kémiai és/vagy enzimes módszerrel.

Az elsőként említett két változat elkerülhetetlen hátrányai, nevezetesen a viszonylag nagy anyagköltség, a tárolandó szükségszerűen nagy készletmennyiség és a megfelelő keményítő típus hiányának veszélye, nyilvánvalóak.

Az eddig történt kísérletek utolsóként említett változata hasonlóképpen nem bizonyult a gyakorlatban valóban kielégítő megoldásnak. Jóllehet a hordozó előállítás közben és/vagy után módosított hordozókeményítőket alkalmazó ismert folyamatos Stein-Hall típusú keményítő előállító eljárások gyakran lehetővé teszik (valamilyen módon) a hordozó viszkozitásának változtatását és némelykor más funkcionális tulajdonságok, így például a viszkozitás állandóság bizonyos mértékű javítására is módot nyújtanak („Die Stárke A keményítő), (14, 1962, 197-208. lapok; 25 12 810. sz. Német Szövetségi Köztársaság-beli közzétételi irat), a viszkozitásnak a gyakorlati követelményeket kielégítő és más funkciós tulajdonságok, különösen a viszkozitás javítását lehetővé tevő és egyben a reprodukálhatóságot biztosító szelektív változtatása az ezen az elven dolgozó ismert eljárások, például azok esetében, amelyeknél a hordozókeményítőt enzimes úton cseppfolyósítják, csak meglehetősen nagy technológiai nehézségekkel oldható meg, ill. igen nagy technológiai igényt jelentenek. Ennek megfelelően, ezek az ismert eljárások a hordozó nélküli keményítőragasztót előállító eljárásokhoz hasonlíthatók.

A találmány szerinti eljárás kidolgozása során ezért olyan fenti típusú eljárás kialakítását tűztük ki célul, amellyel a technika állásának megfelelő eljárások fent említett hiányosságai kiküszöbölhetők. Célkitűzésünk tehát olyan eljárás kidolgozása volt, amely lehetővé teszi Stein-Hall típusú keményítőragasztók folyamatos előállítását és adott összes keményítő koncentráció esetén módot nyújt - mégpedig bármelyik ismert eljáráshoz képest, amelynél a keményítőt a hordozó előállítása céljából csupán zselatinálják, a megelőzőekben vázolt nagyobb kiegészítő erőfeszítések nélkül - a kész keményítőragasztó viszkozitásának és/vagy a hordozókeményítő/nyerskeményítő arányának szelektív és tág határok közötti változtatására, és ily módon legalább ezekével egyenértékű, sőt jobb funkciós tulajdonságokkal rendelkező, különösen pedig jobb viszkozitás állandóságú keményítőragasztók előállítására.

A találmány szerinti eljárás kidolgozása során meglepő módon azt állapítottuk meg, hogy ha a szokványos konverterekben a nyers keményítő szuszpenziókból a hordozó folyamatos előállításánál uralkodó körülmények között a keményítők módosítására szokásosan alkalmazott oxidálószerek vannak jelen vagy e konverterekbe ilyen oxidálószereket adagolunk, nem csupán a viszkozitás csökkenését eredményező reakció megy végbe, hanem hogy

a) ez a reakció, még ha közönséges reakciókörülmények között naszcens oxigént szolgáltató és viszonylag csekély korróziós hatásuk miatt kívánatos, viszonylag „enyhe oxidálószereket alkalmazunk is, olyan gyorsan jut el addig a pontig, amikor is gyakorlatilag már minden oxidálószer elhasználódott, hogy a reakció akkor is befejeződik, ha viszonylag nagy mennyiségű oxidálószert adagolunk az ilyen konverterekben a szuszpenzió melegítésére, a keményítő zselatinálására és a paszta homogenizálására általában kívánt rövid időszakoknál is rövidebb idő alatt;

b) az oxidálószer által kiváltott viszkozitás csökkentés mértéke - egyébként állandó körülmények között - az alkalmazott oxidálószer mennyiségének függvénye, és hogy ily módon a viszkozitás csökkenése szelektív módon állítható be és tetszés szerint, tág határok között változtatható; és hogy

c) az oxidálószerrel lefolytatott reakció a viszkozitás csökkentésén kívül a hordozó és a belőle előállított Stein-Hall típusú ragasztók (ideértve még az ún. nedvességálló ragasztókat is) viszkozitás állandóságát is figyelemre méltó mértékben javítja.

A találmány szerinti eljárásban ezért úgy járunk el, hogy a hordozó keményítőt a zselatinálás folyamata közben, a reakció körülményei között, naszcens oxigént felszabadító vízoldható oxidálószer hozzáadásával lebontjuk. Az oxidálószert a hordozókeményítő szuszpenzióhoz adjuk és abban egyenletesen szétoszlatjuk, mégpedig olyan időpontban, mielőtt a szuszpenzió viszkozitása meghaladná a 15 Pa.s-t.

Vizsgálataink során azt állapítottuk meg, hogy a hordozó előállításánál akkor kapjuk a legjobb eredményt, ha a hordozókeményítőt a lehető legegyenletesebben bontjuk le. Ezért nem csupán a csőreaktorok jellemzőivel rendelkező reakciórendszerek vagy konverterek alkalmazását találtuk előnyösnek, hanem fontosnak találtuk a hordozókeményítő szuszpenzió melegítésére alkalmas eszköz megválasztását is. A szuszpenziót ugyanis legalább 95 °C körüli hőmérsékletre kell melegíteni, amelyen a tapasztalat szerint a zselatinálás az ismert módon gyorsan és lényegében teljesen végbemegy. Vizsgálataink során megállapítottuk, hogy a rendszert azon a hőmérséklet tartományon, 3

188 650 amelyben a keményítő csak részben zselatinálódik és/vagy reagál az oxidálószerrel, a lehető legnagyobb sebességgel kell átvezetnünk, tehát a hőmérsékletet a lehető leggyorsabban kell növelnünk. Erre a célra a közvetlen fűtést, fűtőközegként pedig a gőz- és/vagy gázalakú közeget találtuk a legelőnyösebbnek, hiszen ez a gyors fűtőhatáson kívül még azt a további előnyt is nyújtja, hogy a reakcióközeget bensőleg keveri.

A találmány szerinti eljárásban a hordozó előállítása során a hőmérsékletet az egyszerű zselatinálással történő hordozó gyártásnál alkalmazott hőmérséklet tartományban tartjuk. Megállapítottuk, hogy a kívánt hőfoktartomány a 100 és 150 °C közötti, előnyösen pedig a 103 és 125 ^CC közötti. A legelőnyösebben azonban 105 és 115 °C közötti hőmérsékleten célszerű dolgoznunk annak érdekében, hogy egyrészt a legnagyobb mértékű zselatinálást kapjuk, másrészt pedig, hogy elkerüljük a keményítő utólagos és/vagy másodlagos hőreakciók okozta károsodását.

Megállapítottuk továbbá, hogy a legjobb eredményeket akkor kapjuk, ha a hordozókeményítő lebontását és zselatinálását olyan reakciórendszerben hajtjuk végre, amelyben a tartokodási időspektrum közel áll az ideális csőreaktor jellemzőkhöz,

A találmány szerinti eljárásban alkalmazható oxidálószerek közül a szervetlen pervegyületeket találtuk a legelőnyösebbeknek és ezek közül is a peroxidokat, különösen a hidrogén-szuperoxidot és/vagy valamilyen alkáli-peroxidot vagy a perszulfátokat, a legelőnyösebben az alkáli- és/vagy az ammónium-perszulfátot, amely eddig a legjobbnak bizonyult, továbbá a perborátokat és/vagy a perkarbonátokat.

Minthogy a találmány szerinti eljárásban alkalmazót oxidálószereket viszonylag kis menynyiségekben használjuk és azokat legalábbis abban az esetben, amikor rövid idővel előtte és/vagy magába a konverterbe adagoljuk őket, gyorsan kell a reakciókeverékben egyenletesen szétoszlatnunk, ezért azokat előnyösen vizes oldataik alakjában használjuk.

A találmány szerint az oxidálószerek mennyiségét tág határok között változtathatjuk. Az optimális mennyiség az egyes egyedi esetekben számos tényező függvénye, így például függ a kiindulási anyagként alkalmazott keményítő típusától, a viszkozitás csökkentésének kívánt mértékétől és a használt oxidálószertől, ezért azt a szakembernek az adott esetben empirikusan kell meghatároznia. Tapasztalati tények alapján azt állapítottuk meg, hogy a találmány szerinti eljárás céljainak megfelelően, a hordozókeményítő súlyára vonatkoztatva 0,02-2,5, előnyösen 0,08-2, a legelőnyösebben pedig 0,21,2 tömeg°/o ammónium-perszulfáttal egyenértékű oxidálószer mennyiséget kell alkalmaznunk.

A Stein-Hall típusú keményítőragasztók keményítőtartalma általában a kívánt felhasználási cél függvénye. Az eddig ismert eljárások 4 esetében a viszkozitásra és a nyerskeménytőtartalomra tekintettel gyakran lehetetlen a keményítőtartalmat a kívánt mértékben nagyra választani. A találmány szerinti eljárás e tekintetben nagyobb szabadságot enged meg és ezért különösen előnyös viszonylag nagy keményítőtartalmú keményítőragasztók előállítására. Ennek megfelelően, a találmány szerinti eljárás foganatosításának gyakorlatában rendszerint 15-40, előnyösebben 18-30, a legelőnyösebben pedig 20-28 tömeg% összes keményítőtartalmú keményítőragasztókat állítunk elő.

A technika jelenlegi állása szerint (amikor a hordozó előállításánál semmiféle különleges keményítőt nem használunk és/vagy a hordozó előállításához nem alkalmaznak bonyolult és időigényes eljárásokat, mint amilyen például az enzimes cseppfolyósítás) a hordozókeményítő és a nyerskeményitő súlyaránya - különösen a nagyobb összes keményítőtartalmú keményítőragasztók esetében - csak kis mértékben változtatható és a választás szabadsága, főleg a nagyobb arányok esetében, hátrányosan korlátozott. A találmány szerinti eljárás ezzel szemben a szakember számára ebben a vonatkozásban igen nagy választási szabadságot tesz lehetővé és az eljárás egy előnyös foganatosítási módjánál olyan Stein-Hall típusú keményítőragasztók gyártását is lehetővé teszi, amelyeknél a hordozókeményítő és a nyerskeményítő súlyaránya 1:1-1:7, előnyösen 1:1,5-1:5, a legelőnyösebben pedig 1:2-1:4 közötti.

A találmány szerinti eljárás egyik ismételten is említett előnye az eljárással előállítható hordozók és keményítőragasztók szokatlanul nagy viszkozitásállandósága, ami módot nyújt arra, hogy a kész, frissen előállított ragasztó viszkozitását tág határok között választhassuk meg, hiszen a viszkozitás utólagos változásait csak kisebb mértékben kell figyelembe venni. Egy másik figyelemre méltó jellemző, hogy a találmány szerinti eljárással előállított vagy előállítható Stein-Hall típusú keményítőragasztókban a viszkozitás meglepő módon kisebb értékszinten állítható, illetve szabályozható be, mint az eddig ismert eljárások esetében, aminek következtében a ragasztók különböző funkciós tulajdonságai jelentős mértékben megjavíthatok, így például a találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módjánál a hordozókeményítőt olyan mértékig bontjuk le, hogy a kész keményítőragasztónak a 20-45 °C hőmérséklettartományban mért Stein-Hall-féle viszkozitása 22-70, előnyösen 25-35, a legelőnyösebben pedig legfeljebb 32 másodperc.

Ismert tény, hogy a keményítő zselatinálásának elősegítése érdekében a Stein-Hall típusú keményítőragasztókat rendszerint alkáliákkal együtt adagolják. Ilyen esetekben az alkáliákat általában a gyártási folyamat egy vagy több tetszés szerint megválasztott pontján adják a rendszerbe. Az adagolási és keverési idők lehető legnagyobb mértékű rövidítése érdekében viszont előnyös, ha az alkáliákat csak az eljárás egyetlen pontján adjuk be és a zselatinálásnak

-4Ί

188 650 a konverterben való elősegítésére előnyös, ha a keveréknek legalább egy részét átvezethetjük a konverteren. Minthogy minden várakozás ellenére, meglepő módon azt állapítottuk meg, hogy a találmány szerinti eljárás esetében az alkáliák jelenléte egyáltalán nem vagy csak nem jelentékeny mértékben zavarja a hordozókeményítő lebontását, ezért a találmány szerinti eljárásnak egyik jelentős további előnye, hogy az ismert és funkciósán előnyös alkália összetevő, valamint más egyéb általánosan ismert és kívánt esetben alkalmazott vegyszerek, mint például a bórsav vagy bórax egészükben vagy legalább részlegesen még a konverterbe lépés előtt és/vagy a konverteren való áthaladás közben hozzáadhatok a hordozóhoz.

A találmány szerinti eljárás nyújtotta előnyök ezért nyilvánvalóak és különösen azok a nedvességálló ragasztók előállításánál, amiért is alkalmazását elsősorban is ezek gyártásánál tartjuk előnyösnek.

A Steín-Hall típusú keményítőragasztók folyamatos előállítására a technika állásának megfelelően ismert eljárások minden szokványos és önmagában ismert előnyös műszaki intézkedése hasonlóképpen és egyszerűen alkalmazható a találmány szerinti eljárás ipari végrehajtásánál is.

A találmány szerinti eljárással előállított nedvességálló Stein-Hall típusú keményítőragasztóknak a megelőzőekben már több ízben említett nagy viszkozitásállandósága lehetővé teszi a szakember számára, hogy a puffer, azaz a tárolt mennyiség és a tényleges, adott keményítőragasztó fogyasztás arányát vagy a fogyasztásig eltelő átlagos tartózkodási időt maga választhassa meg. Ennek a viszkozitásállandóság szempontjából és a ragasztótípus gyors váltása tekintetében, illetve céljából természetesen a lehető legkisebbnek kell lennie, ugyanakkor pedig az üzembiztos és zavarmentes üzemvitel érdekében viszont azt a lehető legnagyobbra kell választani, amit a jelenlegi eljárások kevésbé tesznek lehetővé. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítási módjánál ennek megfelelően biztosítjuk, hogy a kész keményítőragasztót folyamatosan olyan sebességgel állíthassuk és állítsuk elő és tápláljuk a keményítőragasztó gyártó rendszer és a fogyasztó (k) között elhelyezett tároló (k)ba, ami lehetővé teszi, hogy a tárolóban levő keményítőragasztó mennyiségét olyan szinten tartsuk, hogy a folyamatos ragasztógyártásban géphiba esetén bekövetkező kimaradásnál a fogyasztók a ragasztókészletbői még legalább fél órán, előnyösen egy órán, a legelőnyösebben pedig két órán át elláthatók legyenek.

Különösen előnyként említhetjük meg, hogy a találmány szerinti eljárással előállított egyszerű keményítőragasztók, tehát a nedvességállóságot javító adalékok nélkül készített SteinHall típusú keményítőragasztók akkor is megtartják szokatlan viszkozitásállóságukat, ha azokat a találmány szerinti eljárással előállított nedvességálló ragasztókkal keverjük. Ez annyit jelent, hogy ha a találmány szerinti eljárás gyakorlatában a nedvességálló ragasztó gyártásáról át kell állnunk az egyszerű SteinHall típusú ragasztó előállítására, úgy az átállás egyszerűen megoldható oly módon, hogy az utóbbit közvetlenül a még nem használt nedvességálló ragasztó után gyártjuk; más szavakkal, nem kell a ragasztó gyártását megszakítani mindaddig, amíg az elsőként előállított ragasztótípust teljes egészében fel nem használtuk.

A találmány szerinti eljárás egy további előnye abban a tényben jelentkezik, hogy bár a hordozó céljára általában bármifajta nem-zselatinált keményítő használható, technológiai szempontból a viszonylag olcsó természetes keményítők legalábbis egyenértékűek, sőt gyakran még jobbak is a módosított, különösen a kémiailag módosított szemcsés keményítőknél. A találmány szerinti eljárásban ezért előnyben részesítjük a természetes keményítők felhasználását, míg a kémiailag módosított szemcsés keményítők, különösen az erős oxidálószerekkel módosítottak használatát nem ajánljuk.

A találmány szerinti eljárás és annak az ismert eljárásokkal szembeni előnyeit részletesebben az alábbi példákon és összehasonlító példákon mutatjuk be.

Ezekben a kísérletekben szokványos, folyamatos üzemű ragasztógyártó berendezést alkalmaztunk. A berendezés a keményítő szuszpenzió készítésére alkalmas, keverővei ellátott kevei’őtartályból, közvetlen gőzzel fűthető, gőzsugaras fűtésű főzőbői, emögött elhelyezett közbenső tárolótartályból, (újra) hígítóvizet adagoló berendezésből és keverőszakaszból, nyerskeményítő szuszpenzió adagolóberendezésből és szükség esetére vegyszerek, a nedvességálló ragasztás esetére gyanták és/vagy a hígított hordozóhoz szükséges víz adagolására szolgáló berendezésekből, nagyteljesítményű keverőkamrából és emögött elhelyezett tárolótartályból állott. A berendezést a keményítőszuszpenzió és az oxidálószemek a gőzsugaras fűtésű főzőbe való folyamatos adagolására alkalmas adagolóberendezéssel egészítettük ki.

A tennék funkciós tulajdonságait oly módon vizsgáltuk, hogy a terméket szabványos kivitelű hullámlemezgyártó gépen ipari méretekben egy-, illetve több rétegű hulláml emez gyártásánál ragasztóként használtuk.

2. példa

A találmány szerinti eljárással természetes kukoricakeményítőből az alábbi jellemzőkkel rendelkező egyszerű Stein-Hall típusú keményítőragasztót állítjuk elő; hullámlemezhez:

2. táblázat

Koncentrció (szárazanyagra szám.)

24,2 tömeg% keményítő

Hordozó: nem-zselatinált keményítő arány 1:4,0

Hőmérséklet 35 °C

Viszkozitás Stein-Hall szerint 26 mp

NaOH koncentráció a keményítőre vonatkoztatva 2,0 tömeg%

188 650

Bórsav koncentráció a keményítőre vonatkoztatva 0,85 tömeg%

Ismert módon, természetes kukoricakeményítő és víz keverésével 38 tömeg°/o keményítő koncentrációjú szuszpenziót (mesterszuszpenziót) állítunk elő. A hordozó előállításához a mesterszuszpenzíót folyamatosan, 5,5 1/perc sebességgel (ez 2,4 kg/perc keményítővel egyenértékű) vezetjük be a gőzsugárral fűtött főzőbe. A szuszpenzióhoz, röviddel a főzőbe való belépése előtt, a hordozókeményítőre vonatkoztatva, folyamatosan 0,275 tömeg% vagy 6,6 g/perc mennyiségben ammónium-perszulfátot is adagolunk.

Ezt a keveréket gőzbevezetéssel 105 °C-ra melegítjük, majd folyamatosan elkeverjük vizes nátrium-hidroxid oldattal. A nátrium-hidroxid oldat mennyisége a kész keményítőragasztó összes keményítőtartalmára vonatkoztatva 2 tömeg% NaOH-val egyenértékű. A ragasztót ezután a közbenső tárolótartályba vezetjük.

A közbenső tárolóból kilépő hordozó keményítőpasztaáramhoz (a főző kondenzátumát is beszámítva) 17,7 1/perc mennyiségű hígítóvizet adunk és a rendszert a keverőszakaszban bensőleg keverjük.

Az így kapott hígított hordozót ezután folyamatosan egyesítjük a nagyteljesítményű keverőkamrában a 22,2 1/perc mennyiségű és percenként 9,6 kg keményítővel egyenértékű mesterszuszpenzíóval, valamint a 100 g/perc menynyiségű bórsavval, majd a benső keverés után a kész keményítőragasztót a készáru tárolótartályba tápláljuk.

2. példa

Az 1. példában ismertetett módszer szerint járunk el, azonban azzal az eltéréssel, hogy nedvességálló keményítőragasztó előállítása céljából - a receptorában végrehajtott egyéb változtatás nélkül - a nagyteljesítményű keverőkamrában a rendszerhez az összes keményítőtartalomra vonatkoztatva 11 tömeg% menynyiségben keton/formaldehid gyanta bázisú nedvességállóságot javító adalékot is adunk.

Az ily módon kapott keményítőragasztó öszszetétele és jellemzői - a nedvességállóságot javító adaléktartalomtól eltekintve - megegyeznek az egyszerű keményítőragasztónak az 1. táblázatban feltüntetett tulajdonságaival és öszszetételével.

3. példa

Az 1. példában ismertetett módszert követjük, azonban azzal az eltéréssel, hogy a nagyteljesítményű keverőkamrába az ott alkalmazott 22,2 liter helyett percenként csak 16,7 liter,

7,2 kg/perc keményítővel egyenértékű mesterszuszpenziót táplálunk.

Az így kapott egyszerű Stein-Hall típusú keményítőragasztó jellemzői a következők:

2. táblázat Koncentráció (szárazanyagra számítva): 21 tömeg% keményítő

Hordozó: nem-zselatinált keményítő arány: 1:3

Hőmérséklet 37,5 °C

Viszkozitás Stein-Hall szerint 33 mp

NaOH koncentráció a keményítőre vonatkoztatva 2,6 tömeg% Bórsav koncentráció a keményítőre vonatkoztatva 1,09 tömeg%

4. példa

A 3. példában ismertetett eljárást követjük, azzal az eltéréssel, hogy a 2. példához hasonlóan, kereskedelmi minőségű nedvességállóságot javító adalékot is táplálunk a nagyteljesítményű keverőkamrába.

Az így kapott kész keményítőragasztó jellemzői - ismét eltekintve a nedveségállóságot javító adaléktartalomtól - megegyeznek a 3. példa szerint előállított egyszerű keményítőragasztóéival.

5. példa

Az 1. példában ismertetett eljárást követjük azzal az eltéréssel, hogy oxidálószerként kálium-perszulfátot alkalmazunk.

A Stein-Hall típusú ragasztó előállításának körülményei ·.

A hordozó-keményítő mennyisége 270 l/ó

A reakcióhőmérséklet 120 ^CC

A nem-zselatinált keményítő mennyisége 1230 l/ó

A hígítóvíz mennyisége 800 l/ó

A kálium-perszulfát mennyisége 4 1/0=209 g A NaOH oldat (45 tömeg%-os) mennyisége 21 l/ó

A bórax mennyisége 8,1 kg/ó

A kapott ragasztó koncentrációja (szárazanyagra számítva) 25,2 tömeg% keményítő

6. példa

Az 5. példában ismertetett eljárást követjük, azonban azzal az eltéréssel, hogy oxidálószerként nátrium-perborátot alkalmazunk.

A nátrium-perborát mennyisége 4 l/ó=118 g. Összehasonlítás céljából megemlítjük, hogy ammónium-perszulfát alkalmazása esetén az oxidáló szer mennyisége azonos eredmény eléréséhez: 4 1/0=146 g.

A íunkciós tulajdonságok vizsgálata

A fenti példában leírt módszerrel előállított keményítőragasztók vizsgálata a továbbfeldolgozással kapcsolatos alábbi előnyös tulajdonságokat mutatta:

a) Egyszerű keményítőragasztók (1. és 3. példa):

Rendkívül állandó viszkozitás. A ragasztó keringtető rendszerben uralkodó közismerten nagy nyíróterhelések ellenére a viszkozitás csökkenése 5 órás időtartamban mindössze 1 másodperc volt (Stein-Hall szerint).

A ragasztó felhordóhengerek nagy kerületi sebessége esetén sem „freccsent vagy csepegett a ragasztó, hála kiváló reológiai tulajdonságainak.

-611

188 650

A ragasztó rendkívül kis viszkozitása következtében a felhordás, a papírok ragasztása még egyébként nehezen összeragasztható papírok esetében is igen gazdaságos volt.

A kenőgép teljesítménye növekedett, a papírlemezek jó minőségűek voltak. Közbenső tárolás nélkül is lehetséges volt az azonnali feldolgozás.

b) Nedvességálló keményítőragasztók (2. és

4. példa):

A nedvességállóságot javító adalék hozzáadása ellenére a viszkozitásban a több órán át folytatott üzemi próbák ellenére sem volt gyakorlatilag mérhető változás (hasonlóan a találmány szerinti eljárással előállított egyszerű keményítőragasztók esetéhez).

A nedvességálló keményítőragasztók bármely arányban keverhetők voltak a találmány szerint előállított megfelelő egyszerű SteinHall típusú ragasztókkal és az így kapott ragasztókat minden hátrányos következmény nélkül dolgozhattuk fel tovább (fokozatos és sima az átállás az egyszerűről a nedvességálló keményítőragasztóra és viszont).

7. példa

Az 1. példában ismertetett eljárást követjük, azonban azzal az eltéréssel, hogy kukoricakeményítő helyett burgonyakeményítőt dolgozunk fel.

A Stein-Hall típusú ragasztó előállításának körülményei ·.

A mesterszuszpenzió keményítő koncentrációja 38 tömeg%

A nem-zselatinált mesterszuszpenzió mennyisége 1390 l/ó

A hordozó mennyisége 350 l/ó

A hordozó/nem-zselatinált keményítő arány 1:4

A hígítóvíz mennyisége 1225 l/ó

A NaOH oldat (50 tömeg%-os) mennyisége 12 l/ó

Az ammónium-perszulfát (4,4 tömeg%-os) mennyisége 5 l/ó

A bórax mennyisége 12 kg/ó

A (hígítóvízhez adandó) kondenzátum mennyisége 70 l/ó

A kapott ragasztó keményítő koncentrációja 23 tömeg%

Összehasonlító vizsgálat

Összehasonlítás céljából természetes kukoricakeményítőből a hagyományos módszerekkel állítottunk elő Stein-Hall típusú keményítőragasztókat, azaz anélkül, hogy a hordozókeményítőt in situ lebontottuk volna. Az így kapott ragasztok összetétele a lehetőség szerint és amennyire azt a kész ragasztó hsználhatósága hullámlemez gyártásához lehetővé tette, hasonló volt az 1. és 2. példák szerint előállított keményítőragasztókéhoz.

Az összehasonlító vizsgálatokhoz így előállított egyszerű keményítőragasztó jellemzői a következők voltak:

3. táblázat

Koncentráció (szárazanyagra számítva)

22,4 tömeg% keményítő Hordozó: nem-zselatinált keményítő arány 1:5,7

Hőmérséklet 33 °C

Viszkozitás Stein-Hall szerint, közvetlenül az előállítás után 50 mp

NaOH koncentráció a keményítőre vonatkoztatva* 1,8 tömeg%

Bórax (dekahidrát) koncentráció a keményítőre vonatkoztatva* 1,15 tömeg% * A NaOH vagy bórax adalék mennyisége nem növelhető, minthogy az azonnal zavaró kocsonyásodást idéz elő a vezetőlap felületeken.

Az összehasonlító keményítőragasztónak a technika állásának megfelelő feldolgozása során az alábbi hátrányokat észleltük:

A keringtető rendszerben a viszkozitás állandó jelleggel 32 mp-re esik (Stein-Hall szerint meghatározva).

A nehezebben ragasztható papírok esetében és/vagy kisebb gépsebességeknél a ragasztási felületek illetve vonalak igen törékenyek, aminek következtében a kötési eredmények nem kíelégitőek.

Többréteges hullámlemezek előállításánál a gép sebességét 160 m/perc-ről 75 m/perc-re kell csökkenteni.

A felhordóhengerek nagyobb kerületi sebességeinél a keményítőragasztó „freccsenni kezd. Ezért elkerülhetetlenül és szabályozhatatlan, befolyásolhatatlan módon túl sok ragasztó kerül a lemezre.

Nedvességállóságot javító adalék hozzáadása az ilyen típusú keményítőragasztóknál szokásos módón a viszkozitás állandó növekedését idézi elő. Két óra múltán a ragasztó már feldolgozásra, használatra alkalmatlan. Hasonlóképpen alkalmatlan a ragasztó arra is, hogy a megfelelő egyszerű keményítőragasztóval, akár csak kis adagokban is, keverjük.

A ragasztás nedvességállósága nemcsak lényegesen kisebb a találmány szerinti eljárással előállított nedvességálló ragasztóval végzettnél, hanem nagy mértékben változik a felhordás üzemi viszonyainak megfelelően is.

Claims (1)

1. Szabadalmi igénypont

   Eljárás a 20-45 °C hőmérséklet tartományban 22-70 mp Stein-Hall-féle viszkozitású, előnyösen hullámlemezekhez is alkalmazható, Stein-Hall típusú keményítő alapú ragasztók előállítására, lúgosított vizes keményítőszuszpenzió 95-160 °C közötti, oxidálószerrel, keverés közben végzett folyamatos zselatinizálásával és a kapott oxidált hordozó-keményítő szemcsés, azaz nem-zselatinizált keményítővel való keverésével, azzal jellemezve, hogy a 15-45 tömeg%-os vizes diszperz rendszert alkotó hordozó-keményítőhöz folyamatosan, annak súlyára vonatkoztatva 0,02-2,5 tömeg%, 7

   -714

   188 65C előnyösen 0,08-2 tömeg% szervetlen pervegyületet, előnyösen alkáli- vagy ammónium-perszulfátot, -perborátot vagy perkarbonátot adunk és a pervegyületet, mielőtt a diszperzió viszkozitása a 15 Pa.s értéket meghaladná, a hordozókeményítőben eloszlatjuk, majd gőzzel fűthető főzőben 1-5 perc alatt 95-125 °C-ra melegítjük, a kapott hordozó-keményítőt vízzel hígítjuk, a hígított hordozót szemcsés keményítővel, a hordozó keményítőre vonatkoztatva 1:1-1:7 súlyarányban elkeverjük, majd a kapott 15-40 tömeg% összes keményítőtartalmú ragasztó

   5 pasztához bórsavat vagy bóraxot és kívánt esetben nedvességállóságot javító adalékot előnyösen keton/formaldehid bázisú adalékot adunk.