PL190936B1 - Klej do tektury falistej - Google Patents

Abstract

Klej do tektury falistej zawierający bazę skrobiową i nośnik, znamienny tym, że zawiera 0,01-35%, korzystnie 12-20% nośnika w postaci substancji pęczniejących we wodzie, 40-99,1% korzystnie 80-88% mąki poddanej obróbce termicznej w temperaturze 40-170°C, korzystnie 70-140°C w czasie 0,4-5h, korzystnie 0,5-2h, czynnik alkalizujący oraz środki strukturotwórcze.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest klej do tektury falistej znajdujący zastosowanie przy produkcji opakowań kartonowych z tektury falistej.

Wzrastające zapotrzebowanie na opakowania kartonowe leży u podstaw wzrostu produkcji i zużycia tektury falistej szacowanego obecnie na 10 - 20% rocznie. Pociąga to za sobą szybki rozwój procesów produkcji tektury falistej zmierzający do zwiększenia efektywności linii technologicznych i polepszenia szeroko rozumianej jakości produkowanych tektur. Rozwój innowacyjności obserwuje się również w sferze materiałów pomocniczych zużywanych w procesie technologicznym - szczególnie klejów. Stosowane w procesach technologicznych kleje można podzielić na dwie zasadnicze grupy:

• kleje beznośnikowe • kleje nośnikowe.

Te ostatnie oparte są na metodzie opracowanej przed 60 laty w amerykańskiej firmie Stein-Hall. Istota tej metody zawiera się w zastosowaniu niskolepkiego w temperaturze pokojowej kleju skrobiowego, który po naniesieniu na grzbiety fal warstwy pofalowanej tworzy pod wpływem ciepła trwałą spoinę z kartonem pokryciowym. Taki klej składa się z dwóch części funkcjonalnych:

• części rozpuszczalnej zwanej nośnikową, stanowiącej niewielką część spoiwa, która dzięki swoim specyficznym właściwościom fizykochemicznym utrzymuje w stanie zawieszenia kilkunastokrotnie większą ilość skrobi granularnej nieskleikowanej • części nierozpuszczalnej będącej skrobią w postaci granularnej (nieskleikowanej).

Dzięki umiarkowanej lepkości klej łatwo się pompuje i transportuje na poszczególne sekcje tekturnicy, ale sam nie wykazuje uchwytnych właściwości klejących. Właściwy proces klejenia zachodzi dopiero pod wpływem temperatury na maszynie klejącej, kiedy granulki skrobi natywnej ulegną pełnemu skleikowaniu, a powstała masa klejąca o bardzo wysokiej lepkości w miarę odparowania wody zacznie tworzyć trwałą spoinę.

Jakość tektury falistej zależy od wielu czynników spośród których decydujące znaczenie mają odpowiedni dobór surowców papierniczych i pomocniczych, geometrii fali i warunków jej wytwarzania. Dobór odpowiedniego spoiwa do sklejania warstw tektury falistej jest bardzo ważny, decyduje bowiem zarówno o parametrach wytrzymałościowych tektury, jej cenie, bezpieczeństwie ekologicznym, jak również wpływa na szybkość pracy tekturnicy i nakład energii niezbędny w procesie sklejania. W kompozycji kleju wg konwencji Stein-Halla składnikiem determinującym przerabialność kleju na poszczególnych zespołach tekturnicy jest nośnik utrzymujący materiał skrobiowy w układzie dyspersyjnym. Dobry nośnik winien spełniać następujące wymagania:

• zabezpieczać układ dyspersyjny kleju przed sedymentacją • wykazywać dużą odporność na siły ścinania a tym samym zabezpieczać stabilną reologię kleju w czasie długotrwałego mieszania i przepompowywania • wykazywać określoną retencję wody i utrzymywać ją tak długo aż granularny materiał skrobiowy zacznie pęcznieć • gwarantować równomierne i technologicznie uzasadnione płynięcie na wałkach ryflowych (tzw. przerabialność kleju) • wykazywać kompatybilność z innymi klejami skrobiowymi • posiadać strukturę zapobiegającą rozpryskiwaniu się kleju.

Przez zmianę składu kompozycji klejowej tj. stosunku ilościowego nośnika do skrobi natywnej, można praktycznie uzyskać każdą żądaną lepkość kleju zarobowego, a tym samym dla określonej prędkości tekturnicy - dostateczne naniesienie kleju. W przypadku klejów o dużej lepkości wiąże się to często z pogorszeniem przerabialności kleju, stąd konieczność uwzględniania w kompozycji klejowej środków poprawiających zbyt krótką strukturę kleju (zgłoszenie patentowe nr P. 323 900).

Przegląd bogatej literatury patentowej dotyczącej kompozycji klejowych ukazuje szeroki wachlarz możliwych rozwiązań mieszczących się w konwencji Stein-Halla. Wiele przykładów klejów nośnikowych odnosi się do klejów opartych na polialkoholu winylowym, o różnym stopniu hydrolizy, miedzy innymi opisy patentowe US nr 3767604, 4600739, 4826719, 4933383, 5454898, 5503668, 5639333 i opisy patentowe EP nr 162682, 239421, 253643, 253642, 470748. Inne rozwiązania zakładają otrzymanie kompozycji klejowej w oparciu o lateksy (opis patentowy US nr 4775706,opis patentowy EP nr 276894), natywne bądź odbudowane oksydatywnie skrobie wyróżniające się niską temperaturą kleikowania (opisy patentowe US nr 4343654, 4787937, 5393336,

PL 190 936 B1

5405437, opis patentowy EP nr 153705), czy sól sodową karboksymetylocelulozy (opis patentowy DE nr 1567388).

Klej do tektury falistej według wynalazku zawiera 0,01-35%, korzystnie 12-20% nośnika w postaci substancji pęczniejących we wodzie, 40-99,1% korzystnie 80-88% mąki poddanej obróbce termicznej w temperaturze 40-170°C, korzystnie 70-140°C w czasie 0,4-5h, korzystnie 0,5-2h, czynnik alkalizujący oraz środki strukturotwórcze. Mąkę poddaną obróbce termicznej stanowi mąka pszenna, żytnia, kukurydziana, ryżowa, topiokowa, jęczmienna, owsiana, gryczana i pszenżytnia. Nośnik kleju w postaci substancji pęczniejących we wodzie stanowią skrobie modyfikowane, karboksymetyloceluloza, polialkohole winylowe oraz lateksy.

Czynnik alkalizujący stanowią wodorotlenki lub sole sodowe, potasowe, wapniowe kwasów węglowego, krzemowego lub glinowego w ilości 0,01-5%, korzystnie 0,5-2%. Czynnik strukturotwórczy stanowi boraks oraz anionowe, kationowe i niejonowe środki powierzchniowo czynne w ilości 0,01-1,5%.

Według wynalazku zastosowanie mąki jako źródła surowego materiału skrobiowego w miejsce powszechnie stosowanych czystych skrobi różnego pochodzenia botanicznego prowadzi do znacznego obniżenia kosztu wytworzonego kleju przy racjonalnym wykorzystaniu niskojakościowej mąki np. pszennej, która z uwagi na niskie właściwości wypiekowe nie znajduje nabywców na rynku. Mąka jako zasadnicze źródło skrobi granularnej w produkcji kompozycji klejowej wg niniejszego rozwiązania musi być poddana procesowi technologicznemu pozbawiającemu zawartą w niej frakcję białkową wodochłonności. Proces technologiczny denaturujący białko i pozbawiający go zdolności hydratacji daje gwarancję uzyskania kleju o właściwych parametrach reologicznych, strukturalnych i należytej przerabialności. Proces ten polega na termicznej obróbce mąki w zakresie temperatur 40°C - 170°C, korzystnie 70°C - 140°C. Tak przygotowana mąka wykazuje doskonałe właściwości klejące i stabilne własności teologiczne w mieszaninie z innymi komponentami kleju wg konwencji Stein-Halla jak również jako zasadniczy surowiec do sporządzenia roboczego roztworu kleju w tzw. kuchni klejowej.

Przygotowanie roztworu roboczego kleju jest bardzo proste i sprowadza się do wsypania przy ciągłym mieszaniu 1 cz. wagowej kleju do 3,5 - 4,5 cz. wagowych wody. Po upływie 30 minut intensywnego mieszania masy klejowej klej jest gotowy do użycia. Sporządzony wg rozwiązania klej przy stosowanych w układzie zarobowo-podawczym tekturnicy naprężeniach ścinających jest układem wykazującym stałe wartości lepkości i nie wykazującym oznak sedymentacji po 24 godzinach leżakowania.

Przygotowanie kleju w kuchni klejowej nie wymaga żadnego przystosowania aparaturowego i pozwala uzyskać klej przy stosowanych w układzie zarobowo-podawczym tekturnicy naprężeniach ścinających jest układem wykazującym stałe wartości lepkości i nie wykazującym oznak sedymentacji po 24 godzinach leżakowania.

Parametry reologiczne kleju do tektury falistej można dowolnie regulować poprzez zmianę wzajemnego stosunku nośnik/poddana obróbce termicznej mąka pszenna, zgodnie z wymaganiami producenta i parametrami pracy tekturnicy.

Klej do tektury falistej w postaci suchej mieszanki otrzymuje się w sposób przedstawiony w następujących przykładach wykonania:

P r z y k ł a d 1

Obróbka termiczna mąki

Mąka pszenna typ 750 o zawartości wody 13,9%, glutenu 32,7%, popiołu 0,75% poddaje się przy intensywnym mieszaniu procesowi prażenia w temperaturze 130°C w ciągu 1.5 godz. Po zakończonym procesie prażenia zawartość wody w wyprażonej mące wynosi 5,5%.

P rz yk ła d 2

Przygotowanie kleju w postaci suchej mieszanki

Do mieszalnika do mas sypkich wsypuje się 40,5 kg wyprażonej wg przykładu 1 mąki pszennej, 9,5 kg rozpuszczalnej w zimnej wodzie skrobi pszennej, 0,25 kg boraksu, 1,7 kg metakrzemianu sodowego i 0,2 l Rokopolu 30P10 produkcji ZPO Rokita w Brzegu Dolnym (środek powierzchniowo czynny z grupy blokowych kopolimerów tlenku etylenu). Mieszanie prowadzi się w czasie nie krótszym niż 40 minut. Otrzymany w ten sposób klej wykazuje następujące parametry fizykochemiczne: lepkość roztworu roboczego (stosunek klej:woda 1:4) oznaczana na kubku Forda nr 4 - 55 sekund; pH=11,1; brak sedymentacji po 24 godzinach; lepkość oznaczana po 24 godzinach 65 sekund. Dla roztworu roboczego o wyższym stężeniu suchej substancji (stosunek klej:woda 1:3,75) lepkość wyjściowa 110 sekund; pH=11,1; brak sedymentacji po 24 godzinach lepkość oznaczana po 24 godzinach 130 sekund.

PL 190 936 B1

P rz yk ł a d 3

Przygotowanie kleju w kuchni klejowej kg wyprażonej wg przykładu 1 mąki pszennej wsypać do 175 litrów wody i dodać roztwór sporządzony z 2 kg NaOH w 9 litrach wody. Całość ogrzewać w temperaturze 70°C przez 20 min.

W osobnym zbiorniku przygotować zawiesinę 104 kg wyprażonej wg przykładu 1 mąki pszennej w 300 litrach wody i dodać 900 g boraksu. Roztwór ze zbiornika 1 przepompować do zbiornika 2 i mieszać w czasie 60 minut.

Otrzymany w ten sposób klej wykazuje lepkość 60 sek. (Kubek Forda nr 4) i brak sedymentacji po 24 godzinach przechowywania oraz pH 11,1.

Claims (5)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Klej do tektury falistej zzwierającc bbaz ssrotiiową i nośśik, zznmieenn źż zzwiera

   0,01-35%, korzystnie 12-20% nośnika w postaci substancji pęczniejących we wodzie, 40-99,1% korzystnie 80-88% mąki poddanej obróbce termicznej w temperaturze 40-170°C, korzystnie 70-140°C w czasie 0,4-5h, korzystnie 0,5-2h, czynnik alkalizujący oraz środki strukturotwórcze.
2. 2. Klejwąeług zzstra. t, zznmieenn tym, że! mąąę ppoddnn ooróóbc termiccnoj stanowi om mąk pszenna, żytnia, kukurydziana, ryżowa, topiokowa, jęczmienna, owsiana, gryczana i pszenżytnia.
3. 3. Klejwąeługzantrz. ty zznmieennrym. żż nnośik ż^w zPśtaaisubstancji zpęcniejąccyhw wodzie stanowią skrobie modyfikowane, karboksymetyloceluloza, polialkohole winylowe oraz lateksy.
4. 4. Klejwąeług ζθιΤζ.Ι znmieenn tym, żż ccznnikalkalizująccstanowią wą0dśotlek0i i ub sole sodowe, potasowe, wapniowe kwasów węglowego, krzemowego lub glinowego w ilości 0,01-5%, korzystnie 0,5-2%.
5. 5. K^ wąełub ζζι^. 1, zznmieenn tym, żż ccznnik strabturatwąracz stanowi bdśank oom anionowe, kationowe i niejonowe środki powierzchniowo czynne w ilości 0,01- 1,5%.