NL8005716A - Werkwijze voor de vervaardiging van zetmeellijmen. - Google Patents

Description

i α

N/29.933-Kp/vdM

. - 1 -

Werkwijze voor de vervaardiging van zetmeellijmen.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van zetmeellijmen/ in het bijzonder lijmen van het Stein-Hall-type voor golfkarton, door continu verstijfselen van facultatief alkalisch gemaakte waterige zet-5 meelsuspensies bij temperaturen lopend van 95 tot 160°C, waarbij sterke scheurkrachten worden uitgeoefend en de resulterende zetmeelpasta (drager) wordt gemengd met korrelvormige of niet verstijfselde zetmeel (rauwe zetmeel) en facultatief water en/of de gebruikelijke toevoegsels, in het bijzonder 10 alkaliën, boriumverbindingen en/of harsen voor verlijmen met weerstand tegen nat worden.

Hoewel de mogelijkheid om zetmeel te gebruiken als hechtmiddel reeds eeuwenlang bekend is, was het eerst na de ontwikkeling van de z.g. "Stein-Hall-lijmen", dat lijmen op 15 zetmeelbasis een opmerkelijke praktische belangrijke toepassing vonden als industriële lijmen, die in principe bestonden uit een dispersie van korrelvormige of niet verstijfselde zetmeel (in het vervolg kort aangeduid als "rauwe zetmeel") in een waterige zetmeelpasta (in het vervolg kortweg aangeduid 20 als de "drager") en als regel het hoofdprobleem oplossen, dat verbonden is met het gebruik van de zetmeellijm, hetgeen in wezen veroorzaakt wordt door het feit dat enerzijds rauwe zetmeelsuspensies (in water) gebrek hebben aan segregatiesta-biliteit, rauwe zetmeel heeft geen hechtvermogen en zetmeel-25 lijmen geven alleen voldoend stevige lijmlijnen wanneer hun vaste-stofgehalte relatief hoog is, terwijl anderzijds zet-meelpasta's zelfs met een relatief laag gehalte aan volledig verstijfselde zetmeel, een viskositeit vertonen, die te hoog is voor gebruik als industriële lijmen.

30 Terwijl derhalve de ontwikkeling van de Stein-Hall- lijmen een doorbraak betekende, loste dit natuurlijk nog niet alle problemen op, die naar voren kwamen in verband met het gebruik van de zetmeellijmen. Een behoorlijk aantal van deze problemen zijn ondanks opmerkelijke ontwikkelingen nog niet of 35 tenminste nog niet volledig, op bevredigende wijze opgelost tot op de dag van vandaag.

8 0 0 5 7 1 β - 2 -

Het is waar, dat in verloop van tijd verhoudingsgewijs niet gecompliceerde betrouwbare continue werkwijzen zijn ontwikkeld van de boven genoemde soort (Amerikaans oc-trooischrift 3.228.781), doch deze vertonen alle een aantal 5 gebreken en ze zijn vooral op de volgende punten onbevredigend: 1. De viskositeit van de gerede zetmeellijm, die tamelijk nauwkeurig vooraf bepaald is in verband met het doel waarvoor het produkt moet worden gebruikt, in verband met een bepaald type dragerzetmeel, hangt zeer sterk af van het gehal- 10 te aan verstijfseld zetmeel (dragerzetmeel), die om deze reden zeer weinig kan worden gevariëerd.

2. Aangezien voor een specifiek doel (met een gegeven type zetmeel) het totale zetmeelgehalte eveneens slechts kan worden gevariëerd binnen tamelijk nauwe grenzen, is de 15 keuzevrijheid met betrekking tot de verhouding van drager tot rauwe zetmeel vaak eveneens dringend beperkt in de praktijk, waarbij de uiterst beperkte mogelijkheden voor het verlagen van het rauwe zetmeelgedeelte in het bijzonder ongemakkelijk zijn.

20 3. Een ander onbevredigend punt is de lage visko- siteitsstabiliteit van de klassieke Stein-Hall-zetmeellijmen, vooral wanneer middelen, meestal harsen, worden toegevoegd voor een binding met weerstand tegen vocht.

Er zijn natuurlijk vele pogingen gedaan om deze 25 gebreken op te heffen, waarbij een aantal van de tot nog toe bekende benaderingen nuttig is geweest (tot op zekere hoogte) voor zover als ze in feite in staat waren de ene of de andere en in sommige gevallen zelfs verscheidene, gebreken op te heffen of tenminste aanzienlijk te verminderen, die inherent 30 zijn aan de klassieke Stein-Hall-zetmeellijmen, doch voor de voordelen moest steeds worden betaald door nadelen in andere opzichten.

De meeste gebreken van de klassieke Stein-Hall-zetmeellijmen kunnen in feite in grote mate worden vermeden 35 door gebruik te maken van de z.g. "dragerloze" zetmeellijmen, die voordelig zijn vooral wegens de grote keuzevrijdom die ze bieden ten opzichte van de viskositeit met een gegeven zetmeel-gehalte (en omgekeerd) (Duits Auslegeschrift 2.512.810), doch 8005716 - 3 - * ~w die met het oog op de grote hoeveelheid regelwerk, die vereist is bij de bereiding ervan en wegens het hoge risico van bedrijfsstoringen ten gevolge van instelfouten, tot nog toe niet in grote mate in de praktijk zijn geaccepteerd.

5 De pogingen voor het verwijderen van de gebreken van de bekende Stein-Hall-zetmeellijmen, genoemd onder 3. hierboven, onder handhaving van het Stein-Hall-principe waren in hoofdzaak geconcentreerd op het instellen van de continue produktie van zetmeellijm voor consumptie op zodanige wijze, 10 dat de dragervoorraad en, met name in het geval van lijmen voor het binden met weerstand tegen vocht (in het vervolg kortweg "vochtbestendige lijmen" genoemd), de voorraad gerede zetmeellijm en derhalve de tijd totdat het was geconsumeerd zo laag mogelijk werden gehouden (Amerikaans octrooischrift 3.228.781 15 en het Duitse Auslegeschrift 2.512.810). Met deze werkwijze kan het probleem van de viskositeitsstabiliteit in feite worden opgelost, maar men moet daarentegen aanvaarden, dat zelfs binnen korte tijd herstelbare fouten in de bereiding van het dragersysteem (in het vervolg kortweg aangeduid als "conver-20 ter") en/of de doseer-, meng- en/of transporteerapparatuur die is opgesteld stroomafwaarts van de converter, voeren tot een onderbreking van de lijmtoevoer naar de consumenten, waarbij het resultaat in de praktijk in de meeste gevallen het onbevredigende compromis is van het opstellen van een buffer of 25 voorraadtank tussen het lijmbereidingssysteem en de consument of consumenten.

De andere bekende pogingen voor het verwijderen van de boven genoemde gebreken komen fundamenteel erop neer om voor de drager gemodificeerde, meestal gedegradeerde zetmelen 30 te gebruiken, die aangepast zijn aan de noden van het individuele geval. Het is mogelijk in dergelijke gevallen speciaal klaargemaakte mengsels te gebruiken van een gemodificeerde, "koud-zwellende" dragerzetmeel, rauwe zetmeel en facultatief "chemicaliën", hetgeen kan worden aangemaakt tot een lijm door 35 eenvoudig roeren in lauw-warm water, ter vulling van de converter met adequaat voorgemodificeerde speciale zetmelen, of ter wijziging van de dragerzetmeel in en/of na de converter op mechanische, thermische, chemische en/of enzymatische wijze.

8005716 - 4 -

De onvermijdelijke nadelen van de twee alternatieven, die eerst genoemd zijn, d.w.z. de verhoudigsgewijze hoge materiaalkosten, de noodzaak om grote voorraden aan te houden en het gevaar van het missen van het juiste zetmeeltype, zijn 5 duidelijk.

De tot nog toe bekende benaderingen, die het laatst genoemde alternatief volgden, zijn in de praktijk echter ook niet werkelijk bevredigend gebleken. Hoewel de bekende werkwijzen voor het continu produceren van Stein-Hall-zetmeellij-10 men met dragerzetmelen, die gewijzigd zijn gedurende en/of na de bereiding van de drager, vaak de mogelijkheid hebben om op de een of andere wijze de viskositeit van de drager te wijzigen en soms zelfs andere functionele eigenschappen te verbeteren, zoals de viskositeitsstabiliteit, tot op zekere hoogte 15 ("Die Starke" (zetmeel), L4, 1962, blz. 197-208? Duits auslege-schrift 2.512.810), kan een selectieve variatie van de viskositeit, die een reproduceerbaarheid mogelijk maakt welke voldoet aan de praktische vereisten en een verbetering van de andere functionele belangrijke eigenschappen, in het bijzonder 20 de viskositeit, slechts worden bereikt met de bekende werkwijzen, die werken volgens dit principe, bijv. werkwijzen waarin het dragerzetmeel is onderworpen aan enzymatische vervloeiing, onder toepassing van een tamelijk grote hoeveelheid procestechnologie. Derhalve zijn deze bekende werkwijzen vergelijk-25 baar met de bekende werkwijzen voor het produceren van zet-meellijmen zonder drager.

Het algemene doel van de uitvinding was derhalve het verschaffen van een werkwijze van het boven genoemde type, waarbij de boven genoemde gebreken in de stand van de techniek 30 worden overwonnen, zodat het mogelijk is in de continue pro-duktie van Stein-Hall-zetmeellijmen en met een gegeven totale zetmeelconcentratie, selectief de viskositeit te variëren en/ of de verhouding van het dragerzetmeel tot het rauwe zetmeel in het gerede lijmprodukt tussen brede grenzen, zonder dat veel 35 extra moeite moet worden gedaan in vergelijking met een van de bekende werkwijzen, waarin het zetmeel voor de bereiding van de drager slechts verstijfseld wordt, zodat zetmeellijmen worden verkregen, die tenminste equivalent of zelfs beter in 8005716 - 5 - functionele eigenschappen zijn, vooral voor wat betreft de viskositeitsstabiliteit.

Dit probleem wordt volgens de uitvinding opgelost op de wijze, beschreven in de hoofdconclusie, gebaseerd op de 5 verrassende vondst dat onder de omstandigheden, die heersen in de gebruikelijke converters voor de continue produktie van drager uit rauwe zetmeelsuspensies, bij toevoeging van oxidatiemiddelen, die algemeen bekend zijn voor het gebruik bij het wijzigen van zetmelen, of in tegenwoordigheid daarvan, er niet 10 alleen een reactie plaatsvindt, die resulteert in een viskosi-teitsreductie, doch ook dat a) deze reactie, zelfs wanneer relatief milde oxidatiemiddelen worden gebruikt, die zuurstof in statu nascendi verschaffen onder normale reactie-omstandigheden en 15 die gewenst zijn voor hun relatief lage corroderende werking, zo snel voortschrijdt tot het punt waarop praktisch al het oxidatiemiddel is verbruikt, dat de reactie is voltooid zelfs wanneer relatief grote hoeveelheden oxidatiemiddel worden toegevoegd gedurende perioden die korter zijn, dan de korte pe-20 rioden, die gewoonlijk vereist zijn in deze converters voor het verwarmen van de suspensie, waarbij het zetmeel wordt verstij fseld en de pasta wordt gehomogeniseerd, b) de mate van de viskositeitsreductie, veroorzaakt door het oxidatiemiddel onder anderszins constante voor- 25 waarden, een functie is van de hoeveelheid oxidatiemiddel, die gebruikt wordt en zo kan de viskositeitsreductie selectief worden ingesteld en gevariëerd naar wens, over een breed traject en c) de reactie met het oxidatiemiddel, behalve dat 30 deze resulteert in een viskositeitsreductie, een opmerkelijke verbetering veroorzaakt van de viskositeitsstabiliteit van de drager en van de Stein-Hall-zetmeellijmen (zelfs de z.g. vochtbestendige lijmen), die eruit gemaakt zijn.

Het bleek gewenst te zijn in de werkwijze volgens 35 de uitvinding de bereiding van de drager zodanig uit te voeren dat het dragerzetmeel zo uniform mogelijk wordt gedegradeerd. Voor dit doeleinde is het niet alleen aan te raden reactie-systemen of converters te gebruiken, die de kenmerken vertonen 8005716 - 6 - van een buisreactor, doch ook om de maatregelen voor verwarmen van de dragerzetmeelsuspensie tot een temperatuur van tenminste ca. 95°Cf waarbij uit ervaring is gebleken dat een snelle en in grote mate volledige verstijfseling gegarandeerd is op 5 de bekende wijze, zodanig te kiezen dat tenminste het tempera-tuurstraject waarin het zetmeel slechts gedeeltelijk verstijf-seld wordt en/of reageert met het oxidatiemiddel, zo snel mogelijk wordt gepasseerd, voor welk doel in het bijzonder een directe verwarming met verwarmingsmedia in de vorm van damp 10 en/of gas wordt toegepast, die het extra voordeel oplevert dat het reactiemedium innig wordt gemengd.

De werktemperaturen gedurende de dragerbereiding volgens de werkwijze van de uitvinding worden bij voorkeur gehouden binnen het traject, dat gewoonlijk wordt toegepast bij 15 de bereiding van de drager door eenvoudige verstijfseling, waarbij het aan te raden bleek om te werken binnen een temperatuur s traject van 100-150°C, meer in het bijzonder van 103-125°C en het liefst van 105-115°C, teneinde een maximale verstij fselingsgraad te bereiken aan de ene kant en schade te 20 vermijden, die veroorzaakt wordt aan het zetmeel door opvolgende en/of secundaire thermische reacties aan de andere kant.

Bij voorkeur vinden de degradatie en verstijfseling van het dragerzetmeel plaats in een reactiesysteem, dat met betrekking tot het verblijfstijdsspectrum kenmerken vertoont, 25 welke die van de ideale pijpreactor dicht benaderen.

De voorkeursoxidatiemiddélen, die gebruikt worden volgens de uitvinding, zijn anorganische perverbindingen, meer in het bijzonder peroxiden, zoals waterstof- en/of alkaliper-oxide, persulfaten, het liefst alkali- en/of ammoniumpersul-30 faat, dat tot nog toe het beste is gebleken, en/of perboraten en/of percarbonaten.

Aangezien de oxidatiemiddelen volgens de uitvinding worden gebruikt in relatief kleine hoeveelheden en, tenminste wanneer ze kort vóór en/of in de converter worden toegevoegd, 35 moeten ze snel uniform worden gedistribueerd in het reactie-mengsel, waarbij ze bij voorkeur worden toegevoegd in de vorm van waterige oplossingen.

De in de werkwijze volgens de uitvinding gebruikte 8005716 - 7 - hoeveelheid oxidatiemiddel kan binnen brede grenzen variëren. De optimale hoeveelheid in elk individueel geval hangt af van een aantal factoren, in het bijzonder van het gebruikte type zetmeel, dat als uitgangsmateriaal wordt gebruikt, van de ge-5 wenste mate van viskositeitsvermindering en van het gebruikte oxidatiemiddel en moet en kan derhalve worden bepaald op empirische wijze door de deskundige. Door ervaring is gevonden dat hoeveelheden equivalent aan 0,02-2,5, meer in het bijzonder 0,08-2 en vooral 0,2-1,2 gew.% ammoniumpersulfaat, geba-10 seerd op het gewicht van het dragerzetmeel, als regel het beste geschikt zijn voor het het doel.

Het zetmeelgehalte van de Stein-Hall-zetmeellijmen hangt in het algemeen af van het beoogde gebruik. De bekende werkwijzen maakten het veelal niet mogelijk het gehalte zo 15 hoog te kiezen als gewenst zou zijn, met het oog op de visko-siteit en het gehalte aan rauw zetmeel. De werkwijze volgens de uitvinding biedt een grotere vrijheid van keuze in dit opzicht en is derhalve bijzonder voordelig voor de vervaardiging van zetmeellijmen met een relatief hoog zetmeelgehalte. Dien-20 overeenkomstig is de voorkeurspraktijk van de uitvinding de vervaardiging van zetmeellijmen met een totaal zetmeelgehalte tussen 15 en 35, meer in het bijzonder tussen 18 en 30 en bij voorkeur tussen 20 en 28 gew.%.

Volgens de stand van de techniek (waar geen spe-25 ciale zetmelen worden gebruikt voor dragerbereiding en/of geen ingewikkeld en tijdrovend proces wordt toegepast voor de dragerbereiding, bijv. enzymatische vervloeiing) kan de gewichtsverhouding van dragerzetmeel tot rauw zetmeel, in het bijzonder in het geval van zetmeellijmen met een hoger totaal zet-30 meelgehalte, slechts weinig worden gevariëerd en is de keuzevrijheid onbevredigend beperkt, vooral met betrekking tot toegenomen verhoudingen. De uitvinding daarentegen biedt de deskundige een zeer grote keuzevrijheid in dit opzicht en maakt het hem dienovereenkomstig volgens een voorkeursuitvoe-35 ringsvorm van de uitvinding mogelijk Stein-Hall-zetmeellijmen te vervaardigen met een gewichtsverhouding van dragerzetmeel tot rauw zetmeel van 1 : 1 tot 1:7, meer in het bijzonder 1 ; 1,5 tot 1 : 5 en bij voorkeur 1 : 2 tot 1:4.

8005716 - 8 -

Een herhaald genoemd voordeel van de uitvinding is de ongebruikelijk hoge viskositeitsstabiliteit van de dragers en de zetmeellijmen, die ermee worden verkregen, hetgeen het mogelijk maakt de viskositeit van de gerede, vers gemaakte 5 lijm te kiezen binnen een breed gebied, aangezien met opvolgende veranderingen van de viskositeit slechts in zeer geringe mate rekening behoeft te worden gehouden. Een ander punt is dat in Stein-Hall-zetmeellijmen, vervaardigd volgens de uitvinding, de viskositeit verrassenderwijze kan worden ingesteld 10 op een lager niveau dan in de Stein-Hall-zetmeellijmen, vervaardigd volgens de stand van de techniek en dat als resultaat daarvan verschillende functionele eigenschappen opmerkelijk kunnen worden verbeterd. Zo wordt in een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding het dragerzetmeel gedegradeerd tot 15 een punt, waarop de Stein-Hall-viskositeit van de gerede zet-meellijm binnen het temperatuurstraject van 20-45°C 22-70, meer in het bijzonder 25-35 en bij voorkeur ten hoogste 32 seconden bedraagt.

Het is bekend, dat Stein-Hall-zetmeellijmen als 20 regel worden toegevoegd met alkaliën, teneinde de verstijfse-ling van het zetmeel te bevorderen, waarbij de toevoeging van de alkaliën in het algemeen wordt uitgevoerd op ëén of verscheidene facultatieve punten in de loop van de vervaardiging. Om echter de doseer- en mengtijden zo kort mogelijk te houden 25 heeft het de voorkeur de alkaliën alleen toe te voegen op één punt van het proces en teneinde de verstijfseling in de converter te bevorderen heeft het de voorkeur tenminste een deel van het mengsel indien mogelijk door de converter te voeren. Aangezien verrassenderwijs is gevonden, dat in de werkwijze 30 volgens de uitvinding de aanwezigheid van alkaliën niet stoort bij de degradatie van het dragerzetmeel, of tenminste niet significant stoort, kan de gewoonlijk bekende en functioneel voordelige toevoeging van tenminste een deel van de alka-liecomponent, evenals ook de andere gewoonlijk bekende 35 "chemicaliën", indien ze worden gebruikt, zoals boorzuur of borax, aan de drager worden uitgevoerd véér en/of gedurende de doorgang door de converter.

De voordelen van de uitvinding zijn duidelijk, 8005716 - 9 - vooral bij vochtbestendige lijmen, waarvan de vervaardiging derhalve de voorkeur verdient.

Alle gebruikelijke of op zichzelf bekende functioneel voordelige maatregelen van de continue werkwijzen voor de 5 vervaardiging van Stein-Hall-zetmeellijmen volgens de stand van de techniek kunnen eveneens gemakkelijk worden gebruikt in de werkwijze volgens de uitvinding.

De hoge viskositeitsstabiliteit, die reeds verscheidene malen is genoemd, van vochtbestendige Stein-Hall-10 zetmeellijmen, vervaardigd volgens deze uitvinding, maakt het de deskundige mogelijk om de verhouding van buffer (hoeveelheid) tot lopende zetmeellijmconsumptie of gemiddelde verblijfstijd tot aan de consumptie, die met het oog op de viskositeitsstabiliteit en met het oog op de snelle verandering 15 van het lijmtype zo laag mogelijk moet zijn, doch met het oog op een ononderbroken bewerking zo hoog mogelijk moet zijn, zo te kiezen dat beter en veiliger rekening wordt gehouden met het aspect van ononderbroken bewerking, dan in de bekende werkwijzen, om welke reden een voorkeursuitvoeringsvorm van de 20 uitvinding aangeeft, dat de snelheid waarmee de gerede zet-meellijm continu geproduceerd wordt en wordt toegevoerd aan de voorraadtank of -tanks, opgesteld tussen het lijmbereidings-systeem en de verbruiker(s), gekozen kan zijn en bij voorkeur ook gekozen is op zodanige wijze dat de voorraad zetmeellijm 25 in de opslagtank permanent wordt gehouden op een niveau, dat hoog genoeg is voor de ermee verbonden consument, om te worden voorzien van lijmvoorraad in het geval van een onderbreking van de continue zetmeelproduktie, ten gevolge van machinestoring, gedurende tenminste een half uur, beter tenminste een 30 uur en het liefst tenminste twee uur.

In dit verband is het vooral voordelig dat eenvoudige zetmeellijmen (d.w.z. Stein-Hall-type zetmeellijmen zonder vochtweerstandsverbeterende toevoegsels) geproduceerd volgens de werkwijze van de uitvinding,, hun ongebruikelijke vis-35 kositeitsstabiliteit behouden, zelfs wanneer ze worden gemengd met vochtbestendige lijmen, vervaardigd volgens de uitvinding, hetgeen betekent dat een verandering van vochtbestendige lijm naar eenvoudige Stein-Hall-zetmeellijm volgens de werkwijze 8005716 - 10 - van de uitvinding eenvoudig tot stand kan worden gebracht door de laatste direct te verwerken op de nog niet gebruikte vochtbestendige lijm; met andere woorden, het is niet noodzakelijk de produktie van zetmeellijm te onderbreken, totdat het eerst 5 geproduceerde lijmtype volledig is verbruikt.

Een ander voordeel' van de uitvinding kan worden gevonden in het feit, dat, terwijl het in het algemeen mogelijk is om elke willekeurige soort niet verstijfseld zetmeel te gebruiken voor de drager, de vergelijkenderwijze laag ge-10 prijsde natieve zetmelen onder de technologische aspecten tenminste gelijkwaardig zijn en vaak zelfs beter zijn dan gemodificeerde en in het bijzonder chemisch gemodificeerde korrelvormige zetmelen. Het gebruik van natieve zetmelen heeft derhalve de voorkeur in de werkwijze volgens de uitvinding, ter-15 wijl chemisch gemodificeerde korrelvormige zetmelen, in het bijzonder die, welke gemodificeerd zijn met agressieve oxidatiemiddelen, niet moeten worden gebruikt.

De onderstaande voorbeelden en vergelijkende proeven worden gegeven ter illustratie van de uitvinding en 20 zijn voordelen boven de stand van de techniek.

De apparatuur, die voor dit doel werd gebruikt, was een gewoon, continu werkend lijmbereidingssysteem, omvattende een mengvat met roerder voor de bereiding van een zet-meelsuspensie, een kookvat, bestaande uit een stoomstraalver-25 warmer, die verwarmbaar was met directe stoom, een daarachter opgesteld bewaarvat, een doseerinrichting voor (her)verdun-ningswater en een mengsectie, doseerinrichtingen voor toevoer van rauwe zetmeelsuspensie en, facultatief, chemicaliën, harsen voor vochtbestendige lijmen en/of water aan de verdunde 30 drager, een krachtige mengkamer en een vervolgens daarachter opgestelde voorraadtank, welk systeem bovendien was uitgevoerd met een doseerinrichting voor continu toevoegen van oxidatiemiddel aan de zetmeelsuspensie, toegevoerd aan de stoomstraal-verwarmer.

35 De functionele eigenschappen werden beproefd door het resp. produkt te gebruiken als lijm in een produktie op industriële schaal met enkel- en meerwands-golfkarton op een corrugator van standaardontwerp.

8005716 X? 5* - XI -

VOORBEELD I

Bereiding van een eenvoudige Stein-Hall-zetmeel-lijm met de volgende kenmerken, gemaakt uit natief maïszetmeel volgens de werkwijze van de uitvinding: 5 concentratie: 24,2 % zetmeel (D.S.) verhouding drager : onverstijfseld zetmeel: 1 : 4,0

temperatuur: 35°C

viskositeit: 26 sec. Stein-Hall 10 concentratie NaOH, gebaseerd op zetmeel (c.b.): 2,0 % concentratie boorzuur, gebaseerd op zetmeel (c.b.): 0,85 %.

Een suspensie met een concentratie van 38 % zet-15 meel (c.b.) (hoofdsuspensiemassa) wordt geproduceerd op bekende wijze door mengen van natief maïszetmeel met water onder roeren. Ter bereiding van de drager wordt de hoofdsuspensiemassa continu toegevoerd aan de stoomstraalverwarmer met een snelheid van 5,5 liter/min. (equivalent aan 2,4 kg zetmeel 20 (c.b.) en kort voor intreden in de stoomstraalverwarmer wordt oxidatiemiddel erin gedoseerd en wel continu in een hoeveelheid equivalent aan 6,6 g/min. of 0,275 %, gebaseerd op dragerzetmeel van ammoniumpersulfaat.

Dit mengsel wordt verwarmd tot 105°C door in-25 brengen van stoom en dan continu gemengd met waterige natrium-hydroxide-oplossing in een hoeveelheid equivalent aan 2 %

NaOH, gebaseerd op het totale zetmeel (c.b.), aanwezig in de gerede zetmeellijm en dit dan toegevoerd aan het bewaarvat.

De stroom (drager) zetmeelpasta, die het bewaarvat 30 verlaat, wordt gedoseerd met verdunningswater in een hoeveelheid equivalent aan 17,7 liter/min. (met inbegrip van het ver-warmingsstoomcondensaat) en wordt met het laatstgenoemde innig gemengd in de mengsectie.

De zo verkregen verdunde drager wordt dan continu 35 toegevoegd aan de krachtige mengkamer met de hoofdsuspensiemassa (22,2 liter equivalent aan 9,6 kg zetmeel (c.b.) per minuut) en met boorzuur in een hoeveelheid equivalent aan 100 g/min. en innig gemengd, waarna de gerede zetmeellijm wordt 8005716 - 12 - toegevoerd aan de opslagtank.

VOORBEELD II

Voorbeeld I wordt herhaald, doch met afwijking voor het produceren van vochtbestendige zetmeellijm (zonder 5 enige andere verandering in het recept) wordt extra een han-dels-natbestendigingsmiddel toegevoegd op basis van keton/ formaldehydehars aan de krachtige mengkamer in een hoeveelheid equivalent aan 11 %, gebaseerd op het totale zetmeel (c.b.).

De kenmerken van de zo verkregen zetmeellijm, 10 behalve natuurlijk van het gehalte van het vochtbestendigings-middel, zijn dezelfde als die van de (eenvoudige) zetmeellijm, geproduceerd volgens voorbeeld I.

VOORBEELD III

Voorbeeld I wordt herhaald, doch met afwijking van 15 de toevoeging van slechts 16,7 i.p.v. 22,2 liter hoofdsuspen-siemassa, equivalent aan 7,2 kg zetmeel (c.b.) aan de krachtige mengkamer per minuut.

De zo verkregen (eenvoudige) Stein-Hall-zetmeel-lijm vertoont de volgende kenmerken: 20 concentratie: 21 % zetmeel (c.b.) verhouding drager : onverstijfseld zetmeel: 1 : 3

temperatuur: 37,5°C

viskositeit: 33 sec. Stein-Hall 25 concentratie NaOH, gebaseerd op zetmeel (c.b.): 2,6 % concentratie boorzuur, gebaseerd op zetmeel (c.b.): 1,09 %.

VOORBEELD IV

30 Voorbeeld III wordt herhaald, doch met de afwij king van voorbeeld II, dat een handels-vochtbestendigingsmid-del extra wordt toegevoegd aan de krachtige mengkamer.

De kenmerken van de zo verkregen gerede zetmeellijm, behalve natuurlijk het gehalte aan vochtbestendigings-35 middel, zijn dezelfde als die van de (eenvoudige) zetmeellijm, verkregen volgens voorbeeld III.

Beproeving van functionele eigenschappen.

Een proef van de zetmeellijmen, vervaardigd vol- 8005716 - 13 - gens de boven genoemde voorbeelden, toonde de volgende eigenschappen die voordelig zijn voor de verwerking: a) Eenvoudige zetmeellijmen (voorbeelden I en III): Extreem stabiele viskositeit. Ondanks de notoir 5 hoge scheurkrachtbelading in het lijmcirculatiesysteem was de viskositeitsdaling binnen 5 uur niet meer dan maximaal 1 sec. Stein-Hall.

Zelfs bij hoge perifere snelheden van de lijmappli-catorwalsen spetterde de lijm niet dankzij zijn gunstige rheo-10 logische eigenschappen.

Dankzij de extreem lage viskositeit van de lijm was het aanbrengen zeer economisch, terwijl de binding (zelfs van papier dat anders moeilijk te lijmen was) toch zeer goed was bij alle snelheidstrajecten.

15 De machineprestatie was aanzienlijk hoger dan bij normale bewerking en de vlakheid van het karton was uitstekend. Onmiddellijke verdere verwerking was mogelijk, zonder tussen-opslag.

b) Vochtbestendige zetmeellijmen (voorbeelden II en 20 IV).

Ondanks de toevoeging van een vochtbestendi-gingsmiddel was er praktisch geen verandering in de viskositeit (dezelfde als in het geval van de eenvoudige zetmeellijmen, vervaardigd volgens deze uitvinding), zelfs gedurende 25 proeven, die uitgevoerd werden over verscheidene uren.

De vochtbestendige zetmeellijmen konden in elke verhouding worden gemengd met de overeenkomstige eenvoudige Stein-Hall-zetmeellijm, geproduceerd volgens de uitvinding en verwerkt zonder enige ongunstige gevolgen (geleidelijke gladde 30 verandering van eenvoudige naar vochtbestendige zetmeellijm en omgekeerd).

De vochtweerstand van de binding voldeed volledig aan de specificaties van de officiële FEFCO-proef.

Vergelijkende proef.

35 Ter vergelijking worden Stein-Hall-zetmeellijmen geproduceerd uit natief maiszetmeel volgens de gebruikelijke methode, d.w.z. zonder dat het dragerzetmeel in situ wordt gedegradeerd, waarbij de samenstelling gelijkt op die van de 8005715 - 14 - lijm, verkregen volgens de voorbeelden I of II, zover dit mogelijk was, in aanmerking nemende de toepasbaarheid van de gerede vergelijkende lijm als lijm voor golfkarton.

De eenvoudige vergelijkende zetmeellijm toont de 5 volgende kenmerken: concentratie: 22,4 % zetmeel (D.S.) verhouding drager : onverstijfseld zetmeel: 1 : 5,7

temperatuur: 3 3 °C

10 viskositeit onmiddellijk na de pro- duktie: 50 sec. Stein-Hall concentratie NaOH, gebaseerd op 4 zetmeel : 1,8 % concentratie borax (dekahydraat), 15 gebaseerd op zetmeel : 1,15 %.

xHet verhogen van de toevoeging van NaOH of borax is niet mogelijk, omdat het onmiddellijk verstorende geleringen vormt aan de geleideplaten van de enkelvlakkers.

Gedurende de verwerking van deze zetmeellijm, ver-20 vaardigd volgens de stand van de techniek, werden de volgende nadelen opgemerkt:

In het circulatiesysteem daalt de viskositeit constant tot 32 sec. Stein-Hall.

Gedurende de verwerking van papieren, die moei-25 lijker te lijmen zijn en/of bij lagere machinesnelheden, zijn de lijmlijnen zeer bros en geven derhalve onbevredigende bin-dingsresultaten.

Wanneer meerwandsplaten worden gemaakt, moet de machinesnelheid worden verlaagd van 160 m/min. tot 75 m/min.

30 Bij hogere perifere snelheden van de applicator- walsen begint de zetmeellijm te spetteren, waarbij onvermijdelijk en oncontroleerbaar teveel lijm wordt overgebracht op de plaat.

De toevoeging van een vochtbestendigingsmiddel 35 leidt tot een gestadig stijgende viskositeit, zoals gebruikelijk is met dit type zetmeellijmen. Na twee uur is de lijm niet langer geschikt voor verwerking. Evenmin is gebruik van de lijm door mengen (zelfs met relatief kleine delen) van de 8005716 - 15 - overeenkomstige eenvoudige zetmeellijm mogelijk.

De vochtweerstand van de binding is niet alleen aanzienlijk lager dan met de vochtbestendige zetmeellijm, vervaardigd volgens de uitvinding, doch variëert sterk, afhanke-5 lijk van de bewerkingsomstandigheden.

8005716

Claims (10)

1. Werkwijze voor de vervaardiging van zetmeel-lijmen, in het bijzonder lijmen van het Stein-Hall-type voor golfkarton, door continu verstijfselen van facultatief alka- 5 lisch gemaakte waterige zetmeelsuspensies bij temperaturen tussen 95 en 160°C, het uitoefenen van hoge scheurkrachten en mengen van de resulterende zetmeelpasta (drager) met korrelvormig of niet verstijfseld zetmeel (rauw zetmeel) en facultatief water en/of gebruikelijke toevoegingen, in het bijzonder 10 alkaliën en boriumverbindingen en/of harsen voor vochtbestendig lijmen, met het kenmerk, dat het zetmeel van de drager (dragerzetmeel) wordt gedegradeerd gedurende de verstijfselingstrap door toevoeging van een in water oplosbaar oxidatiemiddel, dat zuurstof in statu nascendi produceert 15 onder de heersende reactie-omstandigheden, welk oxidatiemiddel wordt toegevoegd aan de dragerzetmeeldispersie en uniform daarin wordt gedispergeerd voordat de viskositeit van de laatstgenoemde 15.000 cp overtreft en de dragerdoorzet zo is gekozen, dat verzekerd wordt dat de contacttijd tussen het 20 oxidatiemiddel en het tenminste gedeeltelijk verstijfselde dragerzetmeel bij een temperatuur van tenminste 95°C (reactietijd) ligt in het traject van 1-5 minuten.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk , dat de dragerzetmeelsuspensie snel wordt ver- 25 warmd tot tenminste 95°C.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de verstijfseling en degradatie worden uitgevoerd bij een temperatuur van 103-125°C.

4. Werkwijze volgens conclusies 1-3, met 30 het kenmerk, dat het oxidatiemiddel een anorganische perverbinding is.

5. Werkwijze volgens conclusies 1-4, met het kenmerk, dat het oxidatiemiddel wordt toegevoegd in een hoeveelheid, die ten opzichte van het zuurstofge- 35 halte dat wordt verschaft, equivalent is aan 0,02-2,5 gew.% ammoniumpersulfaat, gebaseerd op het gewicht van het dragerzetmeel.

6. Werkwijze volgens conclusies 1-5, met 80 0 5 7 1 6 - 17 - het kenmerk, dat het dragerzetmeel wordt gedegradeerd tot een graad, waarbij de Stein-Hall-viskositeit van de gerede zetmeellijm ligt binnen 22 tot 70 sec. in het temperatuur str a j eet van 20-45°C.

7. Werkwijze volgens conclusies 1-6, met het kenmerk, dat de verstijfseling en degradatie van het dragerzetmeel worden uitgevoerd in tegenwoordigheid van alkaliën.

8. Werkwijze volgens conclusies 1-7, met 10 het kenmerk, dat een vochtbestendige zetmeellijm wordt geproduceerd door toevoeging van een formaldehydeconden-satiehars.

9. Werkwijze volgens conclusies 1-8, met het kenmerk, dat de gerede zetmeellijm continu 15 wordt toegevoegd aan een voorraadtank bij een snelheid, die voldoende is om daarin constant een voorraad te houden equivalent aan de hoeveelheid, die gebruikt wordt door de verbruikers, toegevoerd uit het voorraadvat in tenminste 0,5 uur.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, met het 20kenmerk , dat wanneer wordt overgegaan van vochtbestendige tot eenvoudige zetmeellijm, de voorraadtank continu wordt geladen zonder onderbreking, als vereist door het stroomverbruik . 25 8005716