Способ изготовления картона-основы для упаковки жидких пищевых продуктов Советский патент 1993 года по МПК D21H27/10 D21H21/16 D21H17/17 D21H17/28 D21H17/52 

Изобретение относится к целлюлозно- бумажному производству и предназначено доя использования при изготовлении картона-основы для упаковки жидких пищевых продуктов.

Целью изобретения является повышение прочности поверхности картона-основы при одновременно снижении расхода проклеивающих веществ.

Прочность поверхности по Деннисону - один из важных показателей качества картона-основы, прогнозирующий поведение его в составе комбинированного материала с двухсторонним полиэтиленовым покрытием, высечек и заготовок пакетов, предназначенных для упаковки молочных продуктов или соков. Чем выше прочность поверхности картона-основы, тем больше адгезион- ная(межслойная) прочность комбинированного материала, тем меньше опасность расслаивания заготовок пакетов при разливе жидких пищевых продуктов на расфасовочной линии, а также при хране- нии и реализации пакетов с молоком и соками в торговой сети. ;

Действующей нормативно-технической документацией (ТУ 13-7310005-33-87) Картон-основа комбинированного материала для упаковывания молока и молочных продуктов в пакеты типа п юр-па к) уста00

о

ч|

Ј

vj

новлена норма показателя прочности поверхности по Деннисону не менее 20. Однако несмотря на сравнительно высокий расход химикатов на проклейку и поверхностную обработку картона требуемый уровень показателя прочности по Деннисону не всегда обеспечивается, что вызывает отбраковку продукции по данному показателю.

Прочность поверхности картона зависит от композиции бумажной массы, уровня показателей механической прочности волокнистых полуфабрикатов, степени помола и характера размола целлюлозы, режима прессования и степени уплотнения картонного полотна, однако определяющее влияние на данный показатель оказывает процесс поверхностной обработки картона на клеильном прессе. Обработка картонного полотна окисленным крахмалом - радикальное средство повышения прочности поверхности по Деннисону, однако она не всегда позволяет обеспечить требуемый уровень данного показателя.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе, включающем подготовку целлюлозной суспензии, введение в нее проклеивающего вещества на основе димеров алкилкетенов, полиаминоэпихлор- гидринового сополимера, формование картонного полотна, обработку его поверхности упрочняющим агентом и сушку, в качестве упрочняющего агента используют смесь окисленного крахмала и проклеивающего вещества на основе димеров алкилкетенов при его расходе 0,8-1,5% от массы окисленного крахмала.

Пример.К водной суспензии сульфатной беленой целлюлозы концентрацией 2,8%, размолотой .на лабораторной мельнице до степени помола 25°ШР, добавляют водную суспензию модифицированных цел- л,юлозных волокон, полученных по способу, описанному в авт. св. № 1612651, размолотых предварительно на дисковой лабораторной мельнице при концентрации волокон 3,2% до степени помола 24°Ш Р, полученную массу перемешивают. Количество введенных в массу модифицированных целлюлозных волокон 10 мас.ч. Расходы химикатов и модифицированных целлюлозных волокон, вводимых в массу, во всех примерах даны в мас.ч. на 100 мас.ч. целлюлозы.

Полученную массу разбавляют водой до концентрации 0,7% и в нее вводят 1%-ный водный раствор полиаминозпихлоргидри- нового сополимера (ПАЭХС) в количестве 0,07 мас.ч. Массу перемешивают в течение 7 мин затем в нее вводят эмульсию проклеивающего вещества на основе димеров али

10

20

30

килкетенов (ДАК) концентрацией 2% в количестве 0,20 мас.ч., снова перемешивают в течение 1,5 мин.

После тщательного перемешивания из подготовленной массы на листоотливном аппарате Нобль-Вуд изготовляют опытные образцы картона массой 335 г/м2.

Готовят упрочняющий состав для поверхностной обработки картона следующим образом. В стакан с мешалкой заливают 400 мл воды комнатной температуры, при включенной мешалке засыпают 100 г кукурузного или картофельного крахмала, вводят расчетное количество фермента амилосуб15 тилина, например, при активности фермента 3000 ед/г, 1 мл фермента растворяют в 100 мл воды и 0,2 г полученного раствора вводят в суспензию крахмала. Содержимое стакана нагревают до 75°С при непрерывно работающей мешалке. Затем нагрев прекращают, продолжают перемешивание в течение 10 мин, после чего в клейстеризо- ванную водную дисперсию крахмала вводят аммоний надсернокислый в количестве

25 200 мг, предварительно растворив его в 10 мл воды. При работающей мешалке продол-, жают нагрев содержимого стакана до 96- 97°С и выдерживают его при этой температуре в течение 10 мин. К полученному горячему раствору окисленного крахмала при работающей мешалке добавляют 1,5 л холодной воды, перемешивают в течение 5 мин. К раствору окисленного крахмала с концентрацией 5% и температурой 50-бО°С,

35 содержащему 100 г окисленного крахмала, полученному после перемешиоания, добавляют 15 мл эмульсии проклеивающего вещества на основе ДАК, содержащей- 1 г сухих веществ. После перемешивания упрочняющий состав готов для поверхностной обработки картона.

Опытные образцы картона с помощью валикового наносного устройства обрабатывают с двух сторон упрочняющим составом и высушивают, после чего определяют привес упрочняющего агента (увеличение массы 1 м2 картона после двухсторонней поверхностной обработки), а также поверхностную впитываемость воды (Ko66i2o), от- дельно по верхней и сеточной стороне образцов, торцовую впитываемость раствора молочной кислоты за 1 ч при 23°С, сопро- тивление расслаиванию по Скотту, прочность поверхности по Деннисону; от55 дельно по верхней и сеточной сторонам.

П р и м е р 2. Волокнистую массу готовят, как в примере 1, однако без добавления модифицированных целлюлозных волокон, а проклеивающее вещество на основе диме р а алкилкетена и полиаминоэпихлоргидри40

45

50

новый сополимер вводят в количествах 0,25 и 0,09 мае.ч, соответственно. Упрочняющий агент для поверхностной обработки готовят, как в примере 1, однако к 100 г окисленного крахмала добавляют проклеивающее вещество на основе ДАК с содержанием сухих веществ 1,5 г.

П р и м е р 3. Подготовка волокнистой массы, как в примере 1, однако модифицированные целлюлозные волокна, полиами- ноэпихлоргидриновый сополимер и проклеивающее вещество на основе ДАК вводят в количестве 15, 0,15 и 0,28 мас.ч. соответственно. В состав упрочняющего агента на 100 г окисленного крахмала вводят эмульсию проклеивающего вещества на основе ДАК, содержащую 0,8 г сухих веществ.

П ример4(в промышленных условиях). Картон-основу изготовляют в двухслойном исполнении. Бумажную массу для каждого из слоев готовят следующим образом.

Суспензию сульфатной беленой целлюлозы концентрацией 3,5-4,5% размалывают на дисковых мельницах до степени помола 21-23°ШР, затем в целлюлозную массу вводят водную суспензию модифицированных целлюлозных волокон, полученных по способу, описанному в авт.св. № 1612651, с концентрацией 3,5-3,8%, в количестве 15 мас.ч. на 100 мас.ч. целлюлозы. Волокнистую массу, содержащую смесь указанных волокон, размалывают на конических мельницах до степени помола.24- 27°ШР. Размолотую массу разбавляют оборотной водой до концентрации 0,7-0,8% и вводят в нее водный раствор ПАЭХС (смолы Кюмене) концентрацией 2,0-2,5% в количестве 0,15 мас.ч. Массу подвергают очистке на вихревых очистителях и цеитрик- линерэх, затем в нее вводят эмульсию проклеивающего вещества на основе ДАК в количестве 0,20 мас.ч. и водную дисперсию катионного крахмала в количестве 0,13 мас.ч.

Из бумажной массы отливают на карто- ноделательной машине картон-основу массой 335 г/м2, который прессуют, обрабатывают на клеильном прессе и сушат.

Состав упрочняющего агента для поверхностной обработки картона на клеильном прессе готовят следующим образом.

В реактор заливают 4000 л воды комнатной температуры, загружают в него при работающей мешалке 850 кг кукурузного или картофельного крахмала. Отмеряют 16 мл фермента амилосубтилина активностью 3000 ед/г, растворяют его в 300 мл воды и выливают в реактор. Острым паром нагревают содержимое реактора до 75°С, выдерживают при этой температуре 10 мин, вводят в реактор 1350т надсернокислого аммония, растворенного в 7 л воды, после чего продолжают нагрев содержимого реактора 5 до 97°С в течение 10 мин.

Полученный горячий клейстер окисленного крахмала спускают в бак хранения, где при работающей мешалке разбавляют холодной водой до объема 13 м3. Получают

0 раствор окисленного крахмала концентрацией 4,5-6,0% и температурой 55-60°С.

К полученному раствору при работающей мешалке добавляют 110 л эмульсии проклеивающего вещества на основе ДАК,

5 содержащей 10,4 кг сухих веществ. После перемешивания получают готовый рабочий раствор упрочняющего агента, содержащего на 100 мас.ч. окисленного крахмала 1,2 мас.ч. проклеивающего вещества на ос0 нове ДАК, который перекачивают в расход- ный бак клеильного пресса картоноделательной машины.

Расход упрочняющего агента на поверхностную обработку картона регулируют пу5 тем изменения концентрации и температуры готового рабочего раствора, а также давления между валами клеильного пресса.

Пример5(в промышленных условиях).

0 Бумажную массу готовят, как в примере 4, однако модифицированные целлюлозные волокна и катионный крахмал в массу не вводят, а проклеивающее вещество на основе ДАК и ПАЭХС вводят в количествах 0,25

5 и 0,12 мас.ч. соответственно, а в качестве ПАЭХС используется отечественная смола Водаммн-115.

Состав упрочняющего агента для поверхностной обработки картона готовят, как в

0 примере 4, однако проклеивающее вещество на основе ДАК вводят в количестве 1 мас.ч. на 100 мас.ч. окисленного крахмала. П р и м е р б (для сравнения), Волокнистую массу готовят, как в примере 1, однако

5 модифицированные целлюлозные волокна в массу не вводят, а расход проклеивающего вещества на основе ДАК и ПАЭХС составляет соответственно 0,23 и 0,10 мас.ч.

Упрочняющий состав для поверхност0 ной обработки готовят, как в примере 1, но эмульсию проклеивающего вещества на основе ДАК вводят в количестве 2 мас.ч. на 100 мас.ч. окисленного крахмала.

5 Пример (для сравнения). Волокнистую массу готовят, как в примерз 1, но модифицированные целлюлозные волокна, проклеивающее вещество и ПАЭХС вводят в количествах 12, 0,24 и 0,11 мас.ч, соответственно.

Упрочняющий состав для поверхностной обработки готовят, как в примере 1, но расход проклеивающего вещества на основе ДАК составляет 0,4 мае.ч. на 100 мас.ч. окисленного крахмала.

Примерв (по прототипу, в промышленных условиях). Бумажную массу для каждого слоя готовят, как в примере 4, однако количество вводимых в массу модифицированных целлюлозных волокон составляет 10 мас.ч., а расход проклеивающего вещества на основе ДАК, ПАЭХС и картонного крахмала составляет 0,30, 0,12 и 0,40 мас.ч. соответственно.

Упрочняющий состав для поверхностной обработки готовят, как в примере 4, однако проклеивающее вещество на основе ДАК не вводят.

П р им е р 9 (по прототипу, в промышленных условиях). Волокнистую массу готовят, как в примере 4, однако модифицированные целлюлозные волокна вводят в количестве 8 на 100 мас.ч, целлюлозы, а расход проклеивающего вещества на основе ДАК, ПАЭХС и катионного крахмала составляет 0,26, 0,09 и 0,50 мае,ч. соответственно.

Состав упрочняющего агента готовят, как в примере 4, однако проклеивающее вещество на основе ДАК не вводят.

Пример 10 (для сравнения, в промышленных условиях). Бумажную массу готовят, как в примере 4, однако модифицированные целлюлозные волокна в массу не вводят, а проклеивающее вещество на основе ДАК, ПАЭХС и катионный крахмал вводят в массу в количестве 0,25, 0,15 и 0,30 мас.ч. соответственно.

Упрочняющий агент для поверхностной обработки готовят, как в примере 4, однако проклеивающее вещество на основе ДАК не вводят.

П р и м е р 11 (для сравнения, в промышленных условиях). Бумажную массу для каждого слоя готовят, как в примере 4, однако модифицированные целлюлозные волокна .вводят в количестве 12 мас.ч., проклеивающее вещество на основе ДАК - 0,28 мас.ч. и ПАЭХС - 0,12 мас.ч,, а катионный крахмал в массу не вводится.

Упрочняющий агент готовится, как в примере 4, проклеивающее вещество на основе ДАК к окисленному крахмалу не добавляется.

Соотношение компонентов бумажной массы и упрочняющего агента для поверхностной обработки картона (в мас.ч.), расход упрочняющего агента и показатели качества картона (поверхностная и торцевая впитываемость, сопротивление расслаиванию, прочность поверхности по Денни- сону) по примерам 1-11 сведены в таблицу. Данные таблицы свидетельствуют о

том, что введение в состав упрочняющего агента для поверхностной обработки картона-основы проклеивакщего вещества на основе димера алкилкетена в количестве 0,8-1,5% от массы окисленного крахмала

позволяет повысить прочность поверхности по Деннисону, обеспечить требования действующей НТД и потребителей картона-основы при одновременном сокращении расхода проклеивающего вещества на основе ДАК, ПАЭХС и катионного крахмала, вводимых в состав бумажной массы. Благодаря введению проклеивающего вещества на основе ДАК в состав упрочняющего агента для поверхностной обработки можно полностью исключить использование катионного крахмала из состава бумажной массы (примеры 1, 2, 3 и 5). При увеличении количества проклеивающего вещества на основе ДАК в составе упрочняющего агента для поверхностной обработки свыше 1,5% (пример 6) поверхность картона становится скользкой, что затрудняет переработку картона, а главное затрудняется обеспечение адгезии полиэтилена к картону при двухстороннем

покрытии его на ламинирующем оборудовании при переработке картона в комбинированный материал, высечки и заготовки пакетов.

При снижении количества проклеивающего вещества на основе ДАК в составе упрочняющего агента менее 0,8% (пример 7) положительный эффект от его использования не ощущается, картон не соответствует требованиям НТД по показателю

прочности поверхности по-Деннисону.

Формула изобретения Способ Изготовления картона-основы для упаковки жидких пищевых продуктов,

включающий подготовку целлюлозной суспензии, введение проклеивающего вещества на основе димеров алкилкетенов и полиаминоэпихлоргидринового сополимера, формование картонного полотна, обработку его поверхности упрочняющим агентом - окисленным крахмалом и сушку, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности поверхности картона-основы при одновременном снижении

расхода проклеивающих веществ, в качестве упрочняющего агента дополнительно используют проклеивающее вещество на основе димеров алкилкетенов в количестве 0,8-1,5% от массы окисленного крахмала.

Сущность изобретения: для поверхностной обработки картонного полотна в качестве упрочняющего агента используют смесь окисленного крахмала и проклеивающего вещества на основе алкилкетенов (ДАК). Расход ДАК составляет 0,8-1,8% от массы окисленного крахмала. 1 табл. wЁ