СУХАЯ КЛЕЕВАЯ КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КЛЕЯ ДЛЯ СКЛЕЙКИ ГОФРОКАРТОНА Российский патент 2003 года по МПК D21H21/16 D21H27/40 D21H17/28 C08L3/02 C09J103/02 

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано для приготовления клеевых составов при производстве картона и гофрокартона.

Известна сухая клеевая композиция и способ получения из нее клея, которая получается в виде экструдата путем термомеханической обработки смеси, включающей крахмал, щелочной компонент и буру.

Экструдат получают на экструдере при температуре 135-210^oС, при давлении перед матрицей 0,8-1,4 МПа.

Экструдат содержит водорастворимый продукт деструктурированого крахмала и эфира целлюлозы. Для получения клеевой композиции экструдат растворяют в воде (патент РФ 2176655, 2000 г.).

Недостатками известной клеевой композиции и способа получения из нее клея является необходимость термомеханической обработки смеси на специальном дорогостоящем оборудовании, что требует сложного оборудования, значительных тепло- и энергозатрат и больших производственных площадей.

Наиболее близким по назначению и по технической сущности является известная клеевая композиция, которая может быть использована в сухом виде для получения клея для проклейки картона. Эта известная композиция получается из крахмалсодержащего зернового сырья, обрабатываемого катализатором, в качестве которого используют раствор щелочи, соединения меди при постоянном пропускании через раствор кислорода или воздуха. В результате термообработки смеси в реакторе при температуре 50-100^oС получается суспензия, содержащая крахмал с высокой молекулярной массой. После высушивания суспензии вальцовыми сушилками или топочными газами получается сухой продукт, обладающий клеящими свойствами (патент РФ 2017750, 1991 г.).

Недостатком известной клеевой композиции является сложность ее получения, необходимость использования специальной аппаратуры для варки суспензии с последующим высушиванием, что делает процесс получения трудоемким, длительным, металлоемким и энергоемким.

Задачей изобретения является сокращение времени технологического процесса, экономия тепло- и энергоресурсов, упрощение технологии получения сухой клеевой композиции и способа изготовления из нее клея, что позволяет сократить производственные площади, ускорить процесс, снизить себестоимость готовой продукции и улучшить санитарные условия работы персонала.

Указанная задача изобретения достигается за счет того, что сухая клеевая композиция получается простым смешиванием сухих компонентов без термической и химической обработки смеси компонентов и без использования специального энергоемкого оборудования (экструдер, реактор). Задача изобретения решается за счет использования в смеси в качестве водоудерживающей добавки - стабилизатора - набухающего крахмала и подбором определенного соотношения компонентов смеси, которые смешивают простым механическим перемешиванием без химической и термической обработки. Сухую клеевую композицию по изобретению получают механическим смешиванием компонентов.

Для получения клея сухую клеевую композицию заявленного состава смешивают с водой в соотношении 1:(3,5-6) в течение 10-15 мин при числе оборотов мешалки 800-1500 оборотов в минуту.

Предлагаемая сухая клеевая композиция для приготовления клея для склейки гофрокартона включает нативный крахмал, набухающий крахмал, окись или гидроокись кальция и кальцинированную соду в качестве щелочного компонента, а также может содержать буру в количестве 0,8-1,0 мас.ч. для улучшения клеящих свойств при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Нативный крахмал - 72 - 80
Набухающий крахмал - 15 - 30
Кальцинированная сода - 1,8 - 2,0
Окись или гидроокись кальция - 2,0 - 4,0
Основными составляющим сухого клея являются нативный крахмал различного происхождения (кукурузный, пшеничный, картофельный, тапиоковый) и модифицированный - набухающий (предварительно клейстеризованный) крахмал, получаемый путем влаготермической обработки, например на вальцовой сушилке.

На нагретую до 150-160^oС поверхность вальцовой сушилки подается водная суспензия крахмала, при этом крахмальные зерна клейстеризуются, а клейстер высушивается в виде тонких пленок и измельчается до требуемой величины.

Набухающий крахмал представляет собой сухой порошок, который образует клейстер при смешивании с холодной водой без нагревания. Поэтому в заявляемый состав он введен как водоудерживающая добавка - стабилизатор. Технология приготовления сухой клеевой композиции состоит в смешивании нативного и набухающего крахмалов в следующем соотношении, мас.ч.:
Крахмал нативный - 72 - 80
Крахмал набухающий - 15 - 30
Для создания щелочности в эту смесь вносят окись или гидроокись кальция 2-4 мас.ч., кальцинированную соду 1,8-2,0, а также может быть внесена бура в количестве 0,8-1,0 мас. ч. для улучшения клейкости клея. После тщательного перемешивания приготовленную сухую смесь клеевой композиции взвешивают и упаковывают в мешки или другую тару. Упакованная сухая клеевая композиция хорошо хранится при относительной влажности воздуха не выше 75% в течение года.

Заявленный состав сухой клеевой композиции подобран так, что после смешивания с водой без нагревания получается клей необходимой клейкости и подвижности со стабильными свойствами, что позволяет его использовать для проклейки картона или гофрокартона на гофроагрегатах.

Приготовление клея для использования его на склейке гофрированного картона на гофроагрегате осуществляют путем простого смешивания сухой клеевой композиции с водой в соотношении 1:(3,5-6) при постоянном перемешивании в течение 10-15 мин. Число оборотов мешалки в минуту должно составить 800-1500. Готовый к употреблению клей представляет собой однородную массу, которую сразу же направляют на линию получения гофрокартона.

Пример 1.

К 80 кг нативного кукурузного крахмала добавляли при перемешивании 15 кг набухающего кукурузного крахмала, 2,0 кг кальцинированной соды, 2,4 кг окиси кальция. Полученную клеевую композицию смешивали с водой в соотношении 1:5. Перемешивание производили в течение 15 мин при 800 оборотах в мин. Готовый клей направляли на линию получения гофрокартона. Показатели качества гофрированного 3-слойного картона представлены в таблице.

Пример 2.

К 72 кг нативного картофельного крахмала вводили 24 кг набухающего кукурузного крахмала, 1,8 кг кальцинированной соды, 2 кг гидроокиси кальция и 0,8 кг буры. Смесь хорошо перемешивали и разводили с водой в соотношении 1: 4. Перемешивание с водой аналогично примеру 1. Показатели качества приведены в таблице.

Следует отметить, что в качестве контроля использовали крахмальный клей, приготовленный по общепринятой технологии в производстве гофрокартона, а анализ показателей качества гофрокартона производили в соответствии с ТУ 54-41-060-0027-89-59-00.

Таким образом, использование клея со стабильно заданными свойствами, приготовленного по изобретению, обеспечивает хорошие адгезионные свойства покрытия, получение качественного гофрокартона. При этом расход клея сокращается и составляет от 10 до 12 г/м² трехслойного картона, а тепло- и энергозатраты сокращаются на 20%, производственные площади в 2,5 раза.

Дополнительным преимуществом заявленного способа приготовления клея является возможность его применения в ходе пуско-наладочных работ на новых и реконструируемых агрегатах, а также на новых предприятиях, где нет возможности строительства дорогостоящих автоматизированных химцехов по варке крахмального клея, больших складов и выполнения больших объемов погрузочно-разгрузочных работ.

Клеевая композиция пригодна для склейки гофрокартона. Она содержит нативный крахмал, набухающий крахмал, кальцинированную соду и окись или гидроокись кальция при определенном соотношении компонентов. Она может содержать буру. Клей получают путем приготовления сухой смеси перемешиванием нативного и набухающего крахмала, кальцинированной соды, окиси или гидроокиси кальция и буры, а перед подачей клея на линию производства гофрокартона приготовленную таким образом сухую смесь перемешивают с водой при комнатной температуре в течение 10-15 мин при числе оборотов мешалки 800-1500 в минуту. Техническим результатом является сокращение производственных площадей, ускорение процесса, снижение себестоимости готовой продукции и улучшение санитарных условий работы персонала. 1 табл.

1. Сухая клеевая композиция для приготовления клея для склейки гофрокартона, включающая нативный крахмал, щелочной компонент, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит в качестве водоудерживающей добавки-стабилизатора набухающий крахмал, а в качестве щелочного компонента окись или гидроокись кальция и кальцинированную соду при следующем соотношении компонентов, мас. ч. :
Нативный крахмал - 72-80
Набухающий крахмал - 15-30
Кальцинированная сода - 1,8-2,0
Окись или гидроокись кальция - 2,0-4,0
2. Сухая клеевая композиция по п. 1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит буру в количестве 0,8-1,0 мас. ч. 3. Способ приготовления клея для производства гофрокартона путем смешивания с водой крахмала с добавками, отличающийся тем, что сначала готовят сухую смесь перемешиванием нативного крахмала, набухающего крахмала, кальцинированной соды, окиси или гидроокиси кальция и буры, а перед подачей клея на линию производства гофрокартона приготовленную сухую смесь перемешивают с водой при соотношении, равном 1: (3,5÷6) при комнатной температуре в течение 10-15 мин при числе оборотов мешалки 800-1500 в минуту.