Клеюча композиція на основі крохмалю

1 Клеюча композиція на основі крохмалю, яка містить крохмаль, крохмальний носій, луг, буру, яка відрізняється тим, що як крохмальній носій вона містить фосфорильований крохмаль, розчинний у холодній воді 2 Клеюча композиція за п 1, яка відрізняється тим, що крохмальний носій отримують шляхом попереднього окислення фосфорильованого крохмалю в присутності карбаміду 3 Клеюча композиція за п 1,2, яка відрізняється тим, що вона містить таке співвідношення компонентів, мас % крохмаль 70,5 - 93,4, фосфорильований крохмаль 5,0 - 25,0, луг 1,0-2,5, бура 0,6-2,0 Винахід відноситься до целюлозно-паперової промисловості та може бути використаний для виробництва гофрокартону Для склеювання гофрокартону найбільш широко вживані двокомпонентні клеї, які містять крохмальний носій (желатинований крохмаль) та суспензію сирого крохмалю одного виду ВІДОМІ також клейові композиції, що містять крохмалі з різною температурою клейстеризацм (патент Австралії № 539249, опубл 20 09 84) Відома клейова композиція включає як крохмаль з більшою температурою клейстеризацм кукурудзяний, тапюковий та пшеничний крохмаль, а як крохмаль з меншою температурою клейстеризацм - картопляний, тапюковий та пшеничний крохмаль Під час приготування такої композиції викликають клейстеризацію крохмалю з меншою температурою желатинування, що відповідає температурі 52-66°С Таким чином, формується носій для нативного крохмалю з більшою температурою желатинування, від 56 до 72°С До складу суспензії крохмалю, що складається з нежелатинованого крохмалю, вводять каустичну соду та буру чи борну кислоту Різниця В температурі клейстеризацм крохмалю повинна бути не меншою за 5°С, що дозволить під час приготування крохмальної композиції забезпечити клейстеризацію крохмалю з меншою температурою желатинування, залишивши неклейстеризованим крохмаль з більшою температурою клейстеризацм Недоліком цього методу є висока залежність від показників якості, співвідношення між амілозною та амілопектинною частинами в нативних крохмалях для крохмального носія та суспензії, а також той факт, що температура клейстеризацм навіть крохмалю одного виду, залежно від розмірів зерна, коливається в межах 8-10°С Відоме приготування клейової композиції, в якій весь крохмаль підлягає частковому набуханню при заданій температурі 40-45°С (Role important des amidons en papetene/M Jean-Claude Froissart// Papier, Carton & Cellulose № 6, 1985 S 73-75) За умови досягнення визначеної в'язкості (3045 с), процес клейстеризацм зупиняють Функцію крохмального носія виконує у цьому випадку весь крохмаль Недоліком цієї системи є великі вимоги до якості крохмалю, який повинен мати однорідний ХІМІЧНИЙ склад, необхідність використання лише борної кислоти для нейтралізації Тривалість перебування крохмалю в реакторі, а також температурний режим приготування клею повинні витри 00 со сч ю 45238 муватися з високою точністю, що можливо лише за високої автоматизації технологічного процесу Як прототип вибрана найбільш близька за сукупністю ознак клеюча композиція, що складається з двох частин суспензії сирого крохмалю та крохмального клейстера, який готується шляхом нагрівання до температури желатинування крохмалю в присутності каустичної соди (Гофрированний картон Б В Кононов, Г Е Ландау, Е М Погребов, М , Лесная промышленность, 1971 , С 33-36) Перша частина клею готується шляхом змішування крохмалю з холодною водою (технічною водою без додаткового нагрівання), для запобігання седиментації суспензія під час приготування інтенсивно перемішується В ІНШІЙ МІСТКОСТІ готують другу частину клею Як крохмальний носій використовують крохмаль, який МІСТІТЬ 9,5-20% від загальної КІЛЬКОСТІ Для цього у воду, підігріту до температури 5662°С, завантажують при безперервному перемішуванні визначену КІЛЬКІСТЬ крохмалю до отримання однорідної суспензії, після чого додають у чітко визначеній пропорції розчин каустичної соди Під ДІЄЮ лугу та при безперервному перемішуванні суспензія перетворюється в однорідний клейстер, який потім охолоджують до 20-30°С за рахунок додавання холодної води Після ЦЬОГО змішують обидві частини крохмалю Обов'язковою умовою отримання однорідного клейового розчину являється безперервне його перемішування Після приготування клейової суміші необхідно чітко дозувати розчин бури чи борної кислоти Оптимальне значення в'язкості крохмального адгезіву (60-80с) може бути досягнуте, коли вміст крохмалю становить лише 19-21%, причому 3/44/5 його витрачається на приготування суспензії КІЛЬКІСТЬ каустичної соди та бури, яка дозується до суміші обох видів крохмалю, ВІДПОВІДНО становить 1-2,8% та 0,8-2,6% до маси всього крохмалю Головним недоліком цієї системи є складність отримання необхідної в'язкості під час приготування Необхідно попередньо проводити численні лабораторні дослідження для точного визначення КІЛЬКІСНИХ характеристик у клеї кожного з компонентів Ці дослідження проводять окремо для кожного виду крохмалю, а інколи і для різних партій одного виду В разі значного відхилення параметрів вязкості клею від заданих значень, обумовлених коливаннями технічних характеристик сировини, допоміжних матеріалів та технічної води, клей не може бути використаний у виробництві та його слід вилучати з технологічного процесу Недоліком цієї системи також є седиментаційна нестійкість клею, що призводить до зменшення з часом його реологічних та адгезійних властивостей, а також неможливість підвищити концентрацію клею, що особливо важливо для сучасних гофроагрегатів Недоліком являється необхідність окремого виготовлення клею для різних склеювальних вузлів гофроагрегата, що значно ускладнює технологічний процес Недоліком також є необхідність попереднього підігріву крохмального носія при заварюванні з наступним охолодженням, що потребує значних енерговитрат Зазначені причини не дозволяють отримувати потрібний технічний результат В основу винаходу покладено завдання шляхом зміни компонента крохмального носія забезпечити зростання якості гофрованого картону за рахунок підвищення торцьової жорсткості, адгезійних властивостей та седиментаційної СТІЙКОСТІ, поліпшення реологічних характеристик та підвищення концентрації клеячої композиції, спрощення технології приготування клею для різних вузлів гофроагрегата Поставлене завдання вирішується тим, що в клеячу композицію на основі крохмалю, яка містить крохмаль, крохмальний носій, луг, буру, згідно з винаходом, в якості крохмального носія введено фосфорильований крохмаль, розчинний у холодній воді і отриманий шляхом попереднього окислення в присутності карбаміду у такому співвідношенні компонентів, мас % крохмаль фосфорильований крохмаль луг 70,5 - 93,4, 5,0 - 25,0, 1/0-2,5, бура 0,6-2,0 Введення в якості крохмального носія фосфорильованого крохмалю, вигідно відрізняє запропоновану клеячу композицію від вказаного прототипу, а саме, які заміщають гідроксильні групи крохмалю фосфатними, надає йому - розчинність в холодної воді, що дозволяє вести процес приготування клею в одну стадію і в одної ємкості, - підвищує структурну СТІЙКІСТЬ клею при зберіганні, - поліпшує реологічну, колоїдні характеристики, пластичність і текучість клею - фосфорильовання крохмалю в присутності карбаміду збільшує концентрацію клею і дозволяє зменшити витрати крохмального носія в клеячій композиції Тим самим забезпечується якість гофрованого картону за рахунок підвищення торцьової жорсткості, адгезійних властивостей та седиментаційної СТІЙКОСТІ, поліпшення реологічних характеристик та підвищення концентрації клеячої композиції, спрощення технології приготування для різних вузлів гофроагрегата Клеячу композицію готували наступним шляхом До реактора, заповненого водою, додавали при перемішуванні кукурудзяний та фосфорильований крохмаль Потім дозували розчин каустичної соди Перемішування продовжували до отримання однорідної системи, після чого додавали борат натрію Процес перемішування завершували через 10 хвилин Водорозчинна суміш містить концентрацію 15-27% Експерименти проводили в лабораторних умовах та підтвердили в промислових умовах ВАТ "Жидачівський ЦПК' Клеяча композиція, яка заявляється, ілюструється нижченаведеними прикладами Приклад 1 (прототип) Для приготування крохмального клею окремо готують крохмальний носій та суспензію До 60мл води засипають 7,0г кукурудзяного крохмалю, підігрівають до температури 60°С та при перемішуванні вводять 2,0мл 30%-го розчину каустичної соди Перемішування продовжують до завершення процесу клейстеризацм Суспензію крохмалю готують шляхом введення 56г кукурудзяного крохмалю до 105мл води при постійному перемішуванні В підготовлений клейстеризованнй крохмаль (крохмальний носій) поступово при перемішуванні вводять суспензію крохмалю до отримання однорідної системи та додають 0,6г борату натрію Перемішування продовжують Юхв Приклад 2 До 150мл води додають при перемішуванні 63г кукурудзяного крохмалю та 3,15г фосфорильованого крохмалю Через Юхв дозують 2,1мл 30%го розчину каустичної соди Перемішування продовжують до отримання однорідної системи та додають 0,6г борату натрію Процес перемішування завершують через Юхв Приклад З За прикладом 2 додають 54,4г кукурудзяного крохмалю та 5,0г фосфорильованого крохмалю, 2,6мл 30%-го розчину каустичної соди, 0,65г борату натрію Процес перемішування завершують через12хв Приклад 4 За прикладом 2 додають 59,3г суміші крохма 45238 лів, яка складається з фосфорильованого та пшеничного крохмалю у співвідношенні 1 9, 2,8мл 30%-го розчину каустичної соди, 0,60г борату натрію Процес перемішування завершують через 15хв Приклад 5 За прикладом 2 додають 57,0г кукурудзяного крохмалю та 2,3г фосфорильованого крохмалю, 1,7мл 30%-го розчину каустичної соди 0,56г борату натрію Процес перемішування завершують черезЮхв Приклад 6 За прикладом 2 додають 36,3г кукурудзяного крохмалю та 8,6г фосфорильованого крохмалю, 1,5мл 30%-го розчину каустичної соди, 0,30г борату натрію Процес перемішування завершують через 20хв Приклад 7 За прикладом 2 додають 29,6г кукурудзяного крохмалю та 9,3г фосфорильованого крохмалю, 1,3мл 30%-го розчину каустичної соди, 0,25г борату натрію Процес перемішування завершують через 20хв Приклад 8 За прикладом 2 додають 29,2г кукурудзяного крохмалю та 9,7г фосфорильованого крохмалю, 1,3мл 30%-го розчину каустичної соди, 0,25г борату натрію Процес перемішування завершують через 20хв Показники клею за вказаними в прикладах варіантами його приготування наведені в таблиці Таблиця Фізико-механічні показники гофрокартону Характеристика клею Вяз кість Приклад Вміст фосфорильованого крохмалю від Концентрац ія, загальної КІЛЬКО% СТІ, % Опір розшаруванню, кН/м при приготуванні через 3 доби с мм с мм при приго-ту ванні через 3 доби Опір Опір торпроцьоводавму стислен-ню, ненню, м/Па кН/м 1 11,1 крох-ль 24,3 35 106 25 180 0,45 0,24 3,1 0,80 2 5,0 27,0 38 87 42 85 0,55 0,56 3,3 0,92 3 8,8 26,2 40 ПО 38 90 0,60 0,59 3,8 0,98 4 10,0 25,1 37 100 39 95 0,59 0,55 4,1 1,12 5 4,5 26,2 25 165 18 280 0,53 0,39 3,3 0,87 6 20,0 20,5 48 77 55 80 0,63 0,65 4,2 1,05 7 25,0 18,3 51 70 60 65 0,57 0,55 3,8 0,95 45238 Продовження таблиці Характеристика клею Приклад 8 Вяз кість Вміст фосфорильованого крохмалю від Концентрац ія, загальної КІЛЬКО% СТІ, % 26,0 18,3 при приготуванні через 3 доби с мм с мм 70 45 90 38 Наведені в таблиці дані показують, що заявлена клеяча композиція забезпечує зростання якості гофрованого картону, досягнення споживчих властивостей за рахунок крохмального носія що Фізико-механічні показники гофрокартону Опір Опір розшаруванню, Опір торкН/м процьоводавму стиспри прилен-ню, через 3 ненню, го-ту вам/Па доби кН/м нні 0,42 0,32 3,2 0,87 пропонується, і дозволяє підвищити торцьову жорсткість, адгезійни властивості та седиментаційну СТІЙКІСТЬ клею, поліпшити реологічні характеристики та підвищити концентрацію крохмального клею ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90