SE459860B - Foerfarande foer behandling av staerkelse foer framstaellning av klisterskikt paa papper - Google Patents

Description

25 30 I\) 459 860 hindningen står därvid endast en helt bestämd tid till förfogan- de, vilken visserligen eventuellt kan vara lång, men vilken icke får övcrskridas. Det är belysande att inom färdigställandeförfarun- det klistrets reologi har en väsentlig betydelse, eftersom klis- terpåföringen bland annat är beroende av flytförloppen.

Huvudskälet till stärkelseklístrets användning ligger i dess ekonomi, ehuru dess användning med tvång sâttes inom grän- ser. Sålunda ersättes stärkelse delvis av syntetiska klister pà grund av de växlande fordringarna, såsom exempelvis höjning av produktionshastigheten, förändring av de papper, som skall klistras, genom kemiska hjälpmedel samt ändringar i klisterpå- föringsverkens arbetssätt.

Framför allt leder den önskade låga torrsubstanshalten av ca 19-Zl % torrsubstans till svåra problem. Därigenom uppkommer olägenheter i begynnelseklistríngskraften, vilket återigen har till följd en lägre produktionshastighet, högre energibehov för vnttenförängning, högre påföringsmängder (per ytenhet måste mer klister påföras, eftersom en bestämd klistermängd erfordras för en felfri klistríngl. Det framkommer även svårigheter beträffande kantklistring, vilka förorsakas därav, att fuktighetsöverskottet exempelvis drives till pappen. Såsom ytterligare begränsningar hos ett omodifierat stärkelseklister måste bland annat nämnas den mindre vâthâllfastheten, försprödningstendenser samt klister- filmens bristande flexibilitet.

Enligt föreliggande uppfinning förbättras retentionsegen- skaperna hos de använda materialen och hållfasthetsegenskaperna hos papperet. Föreliggande uppfinning avser följaktligen ett förfarande för behandling av stärkelse för framställning av klis- terskikt på papper, varigenom en väsentlig förbättring av klister- egenskaperna hos det av stärkelse framställda klistret kan åstad- kommas, speciellt vid industriell användning.

Lösningen avser ett förfarande för behandling av stärkelse för framställning av klisterskikt på papper, vilket kännetecknas därav, att man behandlar stärkelse med polypiperidiniumhalíd.

Enligt en speciell utföringsform användes såsom polyperidi- niumhalid polypiperidiniumklorid, poly(N,N~dimetyl~3,5-metylen- piperidiniumklorid) eller polydimetyldiallylammoniumklorid. Man kan likväl använda motsvarande bromid. 459 86Û Det har överraskande visat sig, att genom ringa tillsats- mängder av den katjoniska polymeren, polyplperidíniumhalid, spe- ciellt polypiperidíniumklorid, till stärkelse såväl begynnelse- klistringsförmâgan, som möjliggör en högre maskínhastíghet, som 5 klístríngsförmågan förbättras. Sålunda kunde klistringspåfö- Z ringen vid en wellpappklistríng minskas från 16 g/m2 till 13 g/m .

Vidare visade det sig att klisterfilmen var mer flexibel och långt mindre luftfuktighetskänslig än som var fallet vid använd- ning av kommersiell stärkelse. 10 Polypiperidíniumhaliden kan tillföras i vattenhaltig lös- ning såväl till kallvattenlöslig stärkelse som även till stär- kelse efter förklistringen. Såsom utgångsprodukter ifrågakommer övervägande majs- och potatisstärkelse samt, om även i mindre omfattning, ris- och vetestärkelse. 15 Den katjoniska polymeren kan användas med nativ stärkelse, förklistrad stärkelse (klister) eller speciellt svällstärkelse.

För att uppnå verkan enligt uppfinningen är det tillräck- ligt att använda mindre mängder av polypiperidiniumhaliden, speciellt polypiperidiniumkloriden. Mängder av exempelvis 20 0,05-1 viktprocent, speciellt 0,1-0,3 viktprocent polypiperi- niumhalid har visat sig lämpliga.

Vid modifieringen av stärkelse, som skall användas för användning vid klisterförlopp, användes 0,5-6 viktprocent, spe- ciellt 1-5 viktprocent katjoniska polymerer, räknat på stärkel- 25 sen.

I den händelse att stärkelse användes samtidigt, kan föl- jande mängder utnyttjas: 0,1-1,0 viktprocent, speciellt 0,5-1 viktprocent stärkelse och 0,05-1 viktprocent polyperidi- niumhalid. 30 Uppfinningen beskrives närmare i det följande i form av exempel.

Förbättringen av klistringsegenskaperna genom användning av mindre mängder av den katjoniska polymoren framgår även av följande exempel. I exemplen användes såsom polypiperidinium- 35 halid polypiperidiniumklerid (jämför M. Fred Hoover och Hugh E. Carr "Performance-Structure Relationships of Electro- conductive Polymers" (Tappi, The Journal of the Technical Association of the Pulp and Paper Industry, band 51, nr 12, december 1908, sid 552-559), i det följande betecknad såsom in "kntjonisk polymer", varvid en í handeln erhällbar, 40-procen- 10 15 20 Z5 30 35 459 sen 4 tig, vattenhaltig lösning användes.

EXEMPEL En 15-viktprocentig svällningsstärkelse-"lösning" i vatten och 15-viktprocent "lösning" i vatten av en svällníngs- stärkelse, förbehandlad med 5 viktprocent katjonísk polymer, anbringades på ett papper och torkades. Bíndemedelshållfasthe- ten provades efter fuktning på en provningsanordníng för binde- medelshållfasthet "Fipago“ (PKL).

Prov med normal svällningsstärkclse (potatisstärkelse) 28,4 mm N Prov med svällningsstärkelse (potatisstärkelse) förbe- handlad med S viktproc. katjonisk polymer 82,4 mm N Det förbehandlade provet visade utomordentliga filmbild- ningsegenskaper.

En god bindemedelsbindníng förväntas i allmänhet ha hall- fastheter över dem hos materialen, som summanbindes. Denna ford- ran uppfylldes, när den förbehandladc stärkelsen användes, men icke vid normal stärkelse.

Det har i allmänhet visat sig lämpligt att vid kutjoni- seringen av stärkelse, som skall användas för bindemedelsbind- ning, använda 0,5-6 viktprocent, speciellt 1-5 viktprocent, av polymeren, räknat på pappersfibrernas vikt.

Det är i allmänhet lämpligt att för beskrivna användningar av katjonisk polymer (polyperidiniumhalid, speciellt polypiperi- diníumklorid) bereda vattenhaltiga lösningar innehållande cirka 1-10 viktprocent katjonísk polymer.

Följande fördelar framkommer genom användningen av katjo- nisk polymer för behandling av stärkelse: Förbättring av klistringsförmâgan samt stärkelsebesparíng och möjlighet till minskning av vikten påfört, höjning av begynnelseklistringsförmågan och därmed högre pro- duktionshastigheter, uppnàende av högre torrsubstanshalt hos stärkelseklistrct, mindre känslighet gentemot vatten resp. luftfuktighet, energibesparing genom lägre torkningsförhållanden och bättre värmeöverföríng, mindre missbildning hos förklistrade material, t.ex genom mindre vattenmängder,_ . wellpapp, 10 20 25 SA 459 aeo viskositetsreglering utan borax resp. med minskad boraxmängd, god återanvändning av rejekt (i motsats till stärkelse, som för- bchandlats med våtstyrkemedel på resorcinol- och formaldehydba- sis). Återanvändningen av rejekt sker speciellt vid framställ- ningen av papp, varvid ett klister skall användas, som icke pâ- verkar upparbetníngen av det återförda returpapperet. Detta är viktigt, eftersom i de flesta europeiska länder mer och mer returpapper bearbetas och emedan pappers- och pappfabrikerna ständigt förbättrar metoderna för upparbetning och rening av råmaterialet. Det är alltid dessutom olämpligt att ha returpapper, som i uppslagarna är svår att fíbrera.

Eftersom det vid papperssäckar rör sig om de billigaste massartiklar för vilkas användning ofta det lägsta priset är utslagsgivande, användes för deras klistring även idag nästan uteslutande stärkelseklister. Kltflxing av pappcrssäckar med plast- klister, speciellt med smältklistcr på basis av sampolymerer, snsom oten-vinylacetatsampolymerer, är visserligen möjlig, men såvitt framgår, ännu icke kommen förbi försöksutvecklingen pä grund av olika skäl.

Papperssäckklister förekommer i handeln mestadels i form av torrpulver, som löses kort före bearbetníngen. Om man använ- der de varmvattenlöslíga former, som endast kan lösas under uppvärmning, ellerdet i form av svällstärkelse föreliggande papperssäcksklistret, rättar sig efter de föreliggande driftsför- hållandena. Mestadels får den kallvattenlöslíga produktens lägre pris tagas på köpet för att spara på uppvärmningen efter utrö~ ringen. Papperssäcksklístrets nedbrytningssteg är sålunda att en utröring i förhållande 1:3 - 1:6 för ett klister ger den rätta viskositetcn. En skillnad mellan bottenklíster och slangklister göres därvid mestadels icke. Bindningen sker under en förhållan- devis lång tídrymd. Alltefter fordringarna är säcken upp till 6-skiktad. När säckarna lämnat maskinen måste de redan vara klistrade, varvid sluthållfastheten likväl först uppnås efter fullständig förängning av vattnet. Förloppet tar därför tämligen lang tid i anspråk, emedan papperssäckarna under denna tid mäste staplas. 10 15 25 459 860 6 Den för utröring av papperssäcksklistret erforderliga vattenmängden är av stor betydelse för torktiden. En överslags- räkning visar emellertid att vid samma päföring den vattenmängd, som skall förångas vid torkningen, icke är mycket större om man exempelvis utrör klístret i förhållandet 1:5 i vatten i stället för 1:4. Klistrets viskositet är emellertid vid utröring 1:5 betydligt mindre än vid utröring 1:4. Det finnes därför en tendens att vid användning av ett endast mindre utspätt klistret inställa en högre påföringstjocklek och därigenom påföra en betydligt större vattenmängd, som måste förångas. Vid användning av alltför starkt utspätt klister kan det förekomma, att de staplade säckar- na under torkningen börjar mögla. För vissa fyllgods fordrar man våtgtyrka hos klistringen. Detta kan av naturen icke uppnås hos gängse stärkelseklister.

Vid ett jämförelseförsök löstes potatissvällstärkelsc i vatten och utrördes under ca 15 min. medelst en snabblöpandc om- rörare. Två satser framställdes av stärkelseklistret, av vilka den ena (A) endast omfattade stärkelse och vatten och den andra (B) stärkelse, vatten och tillsats av 2,5 viktprocent katjonisk polymer. En pappersbana av kräppat papper límmades först till en slang med hjälp av de båda stärkelseklistrena A och B.

Förklistringen av stärkelseklistret A och B ägde rum på maskinen under normaltemperatur, dvs något ytterligare värme tillfördes icke. Vid användning av stärkelseklistret B med till- satsen av 2,5 víktprocent katjonisk polymer, räknat på stärkelsen, var i jämförelse med stärkelseklistret en väsentligt mindre pä- föring nödvändig och det skedde en snabbare torkning - varigenom det finnes en mindre risk för mögelsvampangrepp - och en bättre vâtstyrka uppnâddes.

Den visade användningen av katjonisk polymer Ipolypiperi- diniumhalid, speciellt polypiperidiniumklorid) sker lämpligen ur vattenhaltiga lösningar, som innehåller ca 1 - 10 viktprocent av den katjoníska polymeren.

Claims (3)

T* 459 san P.ans. nr 8204938-8

1. Förfarande för behandling av stärkelse som användes vid framställning av klisterskikt pà papper, k ä n n 9 - t e c k n a t därav, att stärkelaen behandlas med 0,5-6 vikt- procent, räknat pà stärkeleen, av en polypiperidiniumhalid.

2. Ffirfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att stärkelsen behandlas med 1-5 viktprocent, räknat pa stärkelsen, av polypipardíniumhalíden. -

3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k- n a t därav, att polypiperidiniumhaliden är pclypiperidinium- klorid.