NL9000791A - Plakmiddel voor de fabricage van golfkarton, droog mengsel en combinatie van componenten geschikt voor het bereiden van dat plakmiddel, alsmede golfkarton dat met dat plakmiddel is geplakt. - Google Patents

Description

Plakmiddel voor de fabricage van golfkarton, droog mengsel en combinatie van componenten geschikt voor het bereiden van dat plakmiddel, alsmede golfkarton dat met dat plakmiddel is geplakt.

De uitvinding heeft betrekking op een plakmiddel voor de fabricage van golfkarton bestaande uit water waarin onverstijfseld zetmeel is gesuspendeerd en waarin tevens een dragerfractie is opgenomen.

In het Amerikaanse octrooischrift 2.102.937 worden plakmiddelen voor golfkarton beschreven, die bestaan uit een suspensie van onverstijfselde zetmeelkorrels in een waterige oplossing van verstijfseld zetmeel. Bij het vervaardigen van golfkarton worden vlakke lagen papier vastgeplakt aan gegolfde papierlagen. Hiertoe wordt de zetmeelsuspensie aangebracht op de golftoppen van de gegolfde papierlaag. Daarna worden de buitenste vlakke papierlagen op de van plakmiddel voorziene golftoppen onder druk aangebracht. Doordat van buitenaf warmte wordt toegevoerd verstijfselen de zetmeelkorrels onder opname van water waardoor de gegolfde en de vlakke papierlagen aan elkaar gehecht worden.

De beschreven plakmiddelen voor de vervaardiging van golfkarton bevatten naast het onverstijfselde zetmeel tevens een dragerfractie bestaande uit wateroplosbare polymeren zoals alginaten, carboxymethylcellulose of zetmeelprodukten. Gewoonlijk worden verstijfselde of voorverstijfselde zetmeelprodukten als drager (carrier) toegepast. De drager is in opgeloste toestand aanwezig in het waterige plakmiddel voor golfkarton en verleent aan het plakmiddel voldoende viscositeit om de onverstijf-selde zetmeelkorrels in homogene suspensie te houden. Hierdoor wordt voorkomen dat de zetmeelkorrels zich bij het aanmaken en verwerken van het plakmiddel afscheiden of afzetten in ketels, vaten, leidingen of pompen. Tevens heeft de opgeloste dragerfractie tot taak om het plakmiddel de gewenste rheologische eigenschappen te geven, waardoor men het plakmiddel probleemloos kan verwerken.

Naast het onverstijfselde zetmeel en de dragerfractie bevatten de beschreven plakmiddelen voor golfkarton vaak tevens nog één of meer alkalische verbindingen en borax. Alkalische verbindingen die toegepast .kunnen worden zijn natriumhydroxide of kaliumhydroxide. Het is ook goed mogelijk om combinaties van alkalische verbindingen toe te passen zoals calciumhydroxide en natriumcar-bonaat. Deze alkalische verbindingen verlagen de verstijf selings temperatuur van de onverstijfselde zetmeel-korrels en vergemakkelijken het bevochtigen van de papier-lagen, waardoor een snellere hechting kan optreden. Borax verhoogt de viscositeit en de plakkracht van het plakmiddel tijdens de verstijfseling op de golven van het gegolfde papier. Indien gewenst kunnen nog conserveringsmiddelen, antischuimmiddelen en vulstoffen, zoals klei en bentoniet, in het plakmiddel opgenomen worden.

De dragerfractie in plakmiddelen voor het vervaardigen van golfkarton vervult belangrijke taken en moet aan diverse eisen voldoen. Allereerst moet de opgeloste drager ervoor zorgen dat de onverstijfselde zetmeelkorrels homogeen in suspensie gehouden worden. Verder moet de opgeloste dragerfractie ertoe bijdragen dat de viscositeit van het plakmiddel relatief stabiel blijft onder diverse omstandigheden zoals bij stilstand, bij bewaren in voorraadvaten, bij roeren en bij verpompen. Voorts reguleert de dragerfractie de waterretentie van het plakmiddel, dat wil zeggen het op de golftoppen aangebrachte plakmiddel moet het water in de gewenste mate vasthouden, niet te lang maar ook niet te kort. Van zeer groot belang zijn ook de rheologische eigenschappen (het karakter) van het plakmiddel, die in hoge mate door de aard van de dragerfractie bepaald worden. Het karakter van het plakmiddel kan variëren van kort tot lang en de drager heeft hierop een grote invloed. Het karakter van het plakmiddel is mede bepalend voor de gewenste gelijkmatige verdeling van het plakmiddel over de walsen, die het plakmiddel op de golftoppen aanbrengen. Verder heeft het karakter van het plakmiddel grote invloed op het optreden van ongewenste verschijnselen zoals spatten en draden trekken bij de verwerking en het opbrengen van het plakmiddel. Bij de toepassing van één bepaald zetmeelprodukt als dragerfractie is het niet altijd mogelijk om aan alle bovengenoemde eisen en taken te voldoen. Het doel van de uitvinding is dan ook om een dragerfractie te verschaffen die beter kan voldoen aan de gestelde eisen.

De uitvinding heeft betrekking op plakmiddelen voor de fabricage van golfkarton, bestaande uit water, gesuspendeerde onverstijfselde zetmeelkorrels en een dragerfractie die een combinatie bevat van een verstijf-seld niet-verknoopt zetmeelprodukt en een verstijfseld wel verknoopt zetmeelprodukt.

De onverstijfselde zetmeelkorrels bestaan gewoonlijk uit natieve zetmelen zoals aardappelzetmeel, maïszetmeel, tarwezetmeel of tapiocazetmeel. De volgens de uitvinding toe te passen verstijfselde zetmeelprodukten kunnen worden verkregen door verstijfseling of voorver-stijfseling van natieve of gemodificeerde zetmelen. De gemodificeerde zetmelen worden op bekende wijze gemaakt door modificatie van natieve zetmelen door gedeeltelijke depolymerisatie (dextrinering, oxydatie, of afbraak door zuren of enzymen), monofunctionele verestering en/of monofunctionele verethering. Deze verestering of ver-ethering kan uitgevoerd worden door reactie van zetmeel met monofunctionele reagentia zoals monochloorazijnzuur, azijnzuuranhydride, tripolyfosfaten, orthofosfaten, barn-steenzuuranhydride, octenyl-barnsteenzuuranhydride, ureum, combinatie van ureum en fosforzuur, propyleenoxide, ethy-leenoxide, acrylonitril of vinylacetaat.

De volgens de uitvinding toe te passen dragerfrac-tie omvat 2 componenten. De eerste component bestaat uit een niet-verknoopt zetmeelprodukt dat verkregen is door verstijfseling of voorverstijfseling van de natieve zetmelen of de gemodificeerde zetmelen die hiervoor beschreven zijn. De tweede component bestaat uit een verknoopt zetmeelprodukt dat verkregen is door verstijfseling of voorverstijfseling van natieve of gemodificeerde zet-meelprodukten, die vóór, tijdens en/of na de verstijfseling zijn behandeld met polyfunctionele reagentia, waardoor chemische verknoping tussen de zetmeelmoleculen is opgetreden. Verknoping van zetmeel kan door reactie met diverse polyfunctionele reagentia tot stand gebracht worden zoals fosforoxychloride, natriumtrimetafosfaat, combinatie van adipinezuuranhydride en azijnzuuranhydride, adipinezuuranhydride en epichlorohydrine. Het veresteren, veretheren en/of verknopen van zetmeel is uitvoering beschreven in het boek van O.B. Wurzburg (Ed.), Modified starches: properties and uses, CRC Press, Boca Raton, Florida, 1986.

De eerste niet-verknoopte zetmeelcomponent geeft met water colloldale oplossingen met een lang karakter. Onder de niet-verknoopte zetmeelprodukten worden volgens de uitvinding ook die zetmeelprodukten verstaan, die in zo geringe mate verknoopt zijn dat colloïdale oplossingen van deze zetmeelprodukten hun lange karakter behouden hebben. De tweede verknoopte zetmeelcomponent geeft met water colloïdale oplossingen met een kort karakter. Een colloïdale zetmeeloplossing met een kort karakter (pasta-achtig; zalfachtig karakter) breekt abrupt af wanneer men deze oplossing van een roerstaaf laat afvloeien. Een colloïdale zetmeeloplossing met een lang karakter (cohesief: "tacky"; vloeiend karakter) daarentegen trekt lange draden wanneer men deze oplossing van een roerstaaf laat afvloeien. In een zetmeeloplossing met kort karakter zijn veelal discrete gezwollen zetmeelkorrelstructuren aanwezig, die in oplossingen met een lang karakter nagenoeg ontbreken. Door toepassing van de unieke combinatie van niet-verknoopte en verknoopte zetmeelprodukten als dragerfractie volgens de uitvinding, worden plakmiddelen voor golfkarton verkregen, die flexibel toepasbaar zijn en bij gevarieerde fabricage-omstan-digheden uitstekend op de golfkartonmachines verwerkt kunnen worden. De verkregen plakmiddelen bezitten verbeterde eigenschappen met betrekking tot hun vloeigedrag, waterretentie en plakkracht. Dit is met name het geval wanneer men plakmiddelen met een relatief hoog vaste-stof-gehalte toepast. De keuze van de dragerfractie is bij hoger geconcentreerde plakmiddelen (bijvoorbeeld met een gehalte aan droge stof van meer dan ongeveer 22 gew.%) belangrijk, omdat ondanks het relatief geringere waterge-halte toch een goede verstijfseling van de onverstijfselde zetmeelkorrels verkregen moet worden.

Bij voorkeur bevat het plakmiddel 2 tot 15 gew.% (berekend op de totale droge stof van het plakmiddel) niet-verknoopt zetmeelprodukt en 2 tot 15 gew.% (idem) wel verknoopt zetmeelprodukt. De droge componenten van het plakmiddel kunnen desgewenst door de zetmeelfabrikant voorgemengd worden tot een zogenaamde "one-bag-mix". Het droge mengsel hoeft in de golfkartonfabriek dan alleen maar gemengd te worden met water voor het verkrijgen van een plakmiddel voor golfkarton. Het is echter ook mogelijk dat men in de golfkartonfabriek de afzonderlijke componenten samen met water verwerkt tot een plakmiddel voor golfkarton. Bij voorkeur bevat het plakmiddel ook alkalische verbindingen zoals natriumhydroxide. Het is in bepaalde gevallen, met name bij toepassing van de "one-bag-mix", gewenst om een combinatie van calciumhydroxide en natriumcarbonaat als alkali toe te passen. Verder bevat het mengsel bij voorkeur ook nog 0,5 tot 5 gew.% (berekend op de totale droge stof van het plakmiddel) borax. De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden.

Voorbeeld I

Drie plakmiddelen werden bereid onder toepassing van de volgende zetmeelprodukten als dragerfractie: Zetmeelprodukt A wérd vervaardigd door aardappelzetmeel in een waterige alkalische oplossing te verstijfselen en het verkregen mengsel te walsdrogen en te malen.

Zetmeelprodukt B werd vervaardigd door maïszetmeel in een waterig alkalisch milieu te verknopen met 0/1 gew.% (berekend op het droge zetmeel) epichlorohydrine en te verethe-ren met monochloorazijnzuur, waarbij een DS (Degree of Substitution) van 0,35 aan ingevoerde carboxymethylgroepen werd verkregen. Het reactiemengsel werd gewalsdroogd en gemalen.

Zetmeelprodukt A + B : combinatie van zetmeelprodukt A

en zetmeelprodukt B, toe te passen volgens de uitvinding.

Voor de fabricage van golfkarton werden 3 plakmiddelen aangemaakt die als volgt waren samengesteld (de hoeveelheden zijn in gewichtsdelen vermeld). De Stein-Hall-visco-siteit werd gemeten in een voor deze industrie gangbare standaard Stein-Hall-beker.

Beoordeling plakmiddelen

Samenstelling 1 met zetmeelprodukt A geeft aan lijm met een lang karakter. De dragerfractie van deze lijm heeft een te gering draagvermogen, waardoor in het plakmiddel spoedig fasescheiding optreedt. De viscositeit van het plakmiddel daalt onder invloed van roeren. Het vloeigedrag en de waterretentie zijn goed. Door het lange karakter van zetmeelprodukt A kan samenstelling 1 een ongewenst dradentrekkend gedrag vertonen.

Samenstelling 2 met zetmeelprodukt B geeft een stabiele lijm met een kort karakter. De dragerfractie van dit plakmiddel heeft een hoog draagvermogen, waardoor het plakmiddel homogeen blijft. De viscositeit van het plakmiddel is nagenoeg stabiel onder invloed van roeren.

Echter door het korte karakter laten de verwerkbaarheid en de waterretentie nog te wensen over. Samenstelling 2 vertoont vanwege het korte karakter van zetmeelprodukt B onder bepaalde verwerkingscondities de neiging tot spatten.

Samenstelling 3, met toepassing van een combinatie van zetmeelprodukt A en zetmeelprodukt B als dragerfractie, geeft een plakmiddel dat in hoge mate voldoet aan alle gestelde eisen met betrekking tot draagvermogen, roerstabiliteit, verwerkbaarheid, waterretentie en kleefeigenschappen. De goede eigenschappen van beide componenten A en B komen in samenstelling 3 tot gelding. Samenstelling 3 heeft dan ook goede verwerkingseigenschappen doordat ongewenste verschijnselen zoals dradentrekken en spatten worden tegengegaan.

Voorbeeld II

Op dezelfde wijze als in voorbeeld I is beschreven, werd een plakmiddel voor golfkarton volgens samenstelling 3 aangemaakt, waarbij echter in plaats van zetmeelprodukt A gebruik werd gemaakt van zetmeelprodukt C en waarbij in plaats van zetmeelprodukt B gebruik werd gemaakt van zetmeelprodukt.D.

Zetmeelprodukt C werd vervaardigd door aardappelzetmeel in een waterige alkalische oplossing te veretheren met propyleenoxyde waarbij een MS (Molar Substitution) van 0,32 werd verkregen. Het reactiemengsel werd gewals-droogd en gemalen.

Zetmeelprodukt D werd vervaardigd door aardappelzetmeel in een waterig alkalisch milieu te verknopen met 0,1 gew.% (berekend op het droge zetmeel) epichlorohy-drine, te veretheren met propyleenoxyde, waarbij een MS van 0,26 werd verkregen, en te veretheren met mono-chloorazijnzuur, waarbij een DS van 0,125 werd verkregen. Het reactiemengsel werd gewalsdroogd en gemalen.

Bij toepassing van de combinatie van zetmeelprodukt C en zetmeelprodukt D werden dezelfde gunstige resultaten verkregen als in voorbeeld I voor samenstelling 3 zijn vermeld.

Claims (8)

1. Plakmiddel voor de fabricage van golfkarton, bestaande uit water, gesuspendeerde onverstijfselde zet-meelkorrels en een dragerfractie, met het kenmerk, dat de dragerfractie een combinatie bevat en een verstijf-seld niet-verknoopt zetmeelprodukt en een verstijfseld wel verknoopt zetmeelprodukt.

2. Plakmiddel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het verstijfselde niet-verknoopte zetmeelprodukt en het verstijfselde wel verknoopte zetmeelprodukt beide aanwezig zijn in een hoeveelheid van 2-15 gew.%, berekend op de totale droge stof van het plakmiddel.

3. Plakmiddel volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat het plakmiddel 0,5 tot 5 gew.% borax bevat, berekend op de totale droge stof van het plakmiddel.

4. Plakmiddel volgens conclusies 1-3, met het kenmerk, dat het plakmiddel tevens ten minste een alkalische verbinding bevat.

5. Plakmiddel volgens conclusies 1-4, met het kenmerk, dat het totale droge-stofgehalte van het plakmiddel meer dan 22 gew.% bedraagt.

6. Droog mengsel, geschikt om met water te worden aangemaakt tot een plakmiddel, met het kenmerk, dat het mengsel is samengesteld uit de in conclusies 1-5 weergegeven vaste componenten, die aanwezig zijn in de aldaar aangegeven hoeveelheden.

7. Combinatie van een verstijfseld niet-verknoopt zetmeelprodukt en een verstijfseld wel verknoopt zetmeelprodukt, geschikt voor het bereiden van een plakmiddel volgens conclusies 1-5.

8. Golfkarton dat is geplakt met behulp van een plakmiddel volgens conclusies 1-5.