Способ получения крахмального связующего для поверхностной проклейки бумаги

Изобретение относится к получению связующего на основе окисленного крахмала. Производят одновременную подачу в варочную установку крахмала естественной влажности, раствора надсернокислого аммония, натрия или калия в количестве 0,25-0,60% от массы абсолютно сухого крахмала и воды в количестве, обеспечивающем концентрацию крахмальной суспензии в пределах 8-16% мас. Осуществляют варку полученной суспензии при 110-130°С в течение 30-40 секунд, после чего ее разбавляют водой до концентрации 3-10% мас. Процесс проводят в непрерывном режиме. Изобретение обеспечивает снижение продолжительности варки связующего, т.е. повышение производительности процесса и снижение расхода окислителя при сохранении высокого качества связующего. 1 табл., 4 пр.

 

Изобретение относится к целлюлозно-бумажному производству и может быть использовано при изготовлении бумаги, картона и других нетканых бумагоподобных материалов, требующих поверхностной проклейки материала крахмальным связующим.

Известна возможность приготовления крахмальных клеев за счет использования окисленного природного крахмала.

Как отмечено в описании к патенту RU 2595692, 2006, окисленные крахмалы получают в результате воздействия на сухой крахмал или крахмальную суспензию различных окислителей: йодной кислоты или перйодатов, перекиси водорода, озона, перманганата калия, гипохлорита натрия, гипохлорит кальция с добавлением или без добавления катализатора и с последующей отмывкой, обезвоживанием и сушкой.

Известен способ получения модифицированного крахмала, включающий приготовление кислой водной суспензии крахмала при температуре ниже клейстеризации последнего, введение в суспензию металлического катионного катализатора - соли тяжелого металла, выбранного из железа, кобальта, меди, хрома или их сочетания, добавление небольшого количества перекиси водорода, достаточного для деструкции зерен крахмала и получения окисленных крахмалов, образующих клейстеры пониженной вязкости (US 3975206, 1976).

Известен способ получения окисленного крахмала с использованием в качестве окислителя гипохлорита щелочного металла, пероксида водорода в присутствии гомогенного катализатора на основе комплексных соединений марганца (US 8936820, 2015).

Недостатками известных способов является использование хлорсодержащих реагентов и периодичность процесса.

Известен способ получения окисленного крахмала, включающий приготовление суспензии крахмала с содержанием сухих веществ не более 40%, ее обработку озоновоздушной смесью при температуре не выше 40°С и рН не более 7 и нейтрализацию раствором углекислого натрия, отделение крахмала и его сушку (BY 11129, 2008).

Известный способ является многостадийным, что снижает производительность процесса.

Известно приготовление растворимого картофельного крахмала для йодометрии. Способ предусматривает, что раствор, содержащий надсернокислый аммоний и крахмал, готовят в день его использования, причем вначале готовят крахмальный золь при температуре не выше 70°С, охлаждают его до 25-27°С, после чего в охлажденный золь вносят надсернокислый аммоний до его концентрации не выше 0,5% и перемешивают (SU 1422121, 1988).

Полученный продукт не используют для поверхностной обработки бумаги из-за низкой проклеивающей способности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения окисленного крахмала, используемого в качестве связующего для поверхностной проклейки бумаги, который включает обработку водной суспензии крахмала раствором надсернокислого аммония или калия при температуре 88-92°С в течение 10-40 минут. Получено крахмальное связующее с вязкостью 10,5-13 с по ВЗ-4. Использование полученного связующего для проклейки обеспечивает получение бумаги с высокими оптическими свойствами и стойкостью поверхности к выщипыванию (SU 1491922, 1989).

Недостатком известного способа является периодичность процесса окисления крахмала, а следовательно, его невысокая производительность. Кроме того, из-за периодичности процесса отсутствует возможность оперативного воздействия на свойства целевого продукта.

Задачей настоящего изобретения является разработка способа получения крахмального связующего, обладающего высокой производительностью и возможностью оперативного регулирования концентрации и вязкости целевого продукта при сохранении высокой проклеивающей способности.

Поставленная задача решается описываемым способом получения крахмального связующего, используемого для поверхностной проклейки бумаги, который включает обработку крахмала водным раствором соли надсерной кислоты, при этом обработку осуществляют в непрерывном режиме путем одновременной подачи в варочную установку крахмала естественной влажности, раствора надсернокислого аммония, натрия или калия в количестве 0,25-0,60% от массы абсолютно сухого крахмала и воды в количестве, обеспечивающем концентрацию крахмальной суспензии в пределах 8-16% мас., варку при температуре 110-130°С в течение 30-40 секунд и разбавление водой до концентрации 3-10% мас.

В объеме заявленной совокупности признаков достигается технический результат, заключающийся в снижении длительности варки связующего, т.е. в повышении производительности процесса и в снижении расхода окислителя (солей надсерной кислоты).

Указанный технический результат достигается за счет экспериментально подобранных параметров процесса, обеспечивающих возможность осуществления непрерывного процесса варки при одновременной подаче компонентов в варочное устройство. Непрерывность процесса позволяет в автоматическом режиме регулировать концентрацию и вязкость целевого продукта до заданных параметров при сохранении высокой проклеивающей способности связующего.

Ниже приведены примеры осуществления изобретения, проведенные при верхнем и нижнем параметрах заявленных количественных признаков.

Пример 1

Природный крахмал с естественной влажностью (12%) подают на автоматическую варочную установку непрерывного действия. Одновременно в установку осуществляют подачу раствора аммония надсернокислого с концентрацией 20% мас., расход которого составляет 0,25% от массы абсолютно сухого крахмала и воду. Воду подают из расчета получения суспензии с концентрацией, равной 8 мас. %. Процесс осуществляют при температуре 130°С в течение 30 секунд. На выходе из установки полученное крахмальное связующее разбавляют водой до концентрации 5%. Вязкость по ВЗ-4 составила 11 с.

Пример 2

Процесс осуществляют также, как в примере 1, подавая природный крахмал с естественной влажностью 12% на автоматическую варочную установку непрерывного действия при одновременной подаче в установку 20%-ного раствора калия надсернокислого, обеспечивая его расход 0,6% от массы абсолютно сухого крахмала, и воды из расчета получения суспензии с концентрацией 15% мас. Варку осуществляют при температуре 110°С. Продолжительность варки составляет 30 секунд. На выходе из установки крахмальное связующее разбавляется водой до концентрации 3%, вязкость по ВЗ-4 составляет 10,5 с.

Пример 3

Природный крахмал с естественной влажностью 11% подают на автоматическую варочную установку непрерывного действия. Одновременно подают раствор натрия надсернокислого концентрацией 20% при его расходе 0,6% от массы абсолютно сухого крахмала и воду из расчета варки суспензии концентрацией 16%. Процесс осуществляют при температуре 110°С в течение 40 секунд. На выходе из установки крахмальное связующее разбавляют водой до концентрации 10%. Вязкость по ВЗ-4 составляет 11,5 с.

Пример 4 (сравнительный по прототипу)

Водную суспензию крахмала обрабатывают персульфатом аммония в количестве 1,5% от массы абсолютно сухого крахмала при 88°С в течение 40 минут. Вязкость подготовленного крахмального связующего с концентрацией 3% по ВЗ-4 составляет 11 с.

Как видно из приведенных примеров, предложенный способ позволяет значительно снизить продолжительность процесса варки и обеспечить его непрерывность. В свою очередь проведение процесса на автоматической установке непрерывного действия позволяет оперативно изменять характеристики процесса, включая расходы реагентов, температуру и продолжительность варки (в пределах заявленных параметров), обеспечивая заданное качество целевого продукта.

Оценка проклеивающей способности крахмального связующего проведена на клеильном прессе для бумаги массой 100 г/м2 из 100% беленой целлюлозы при расходе связующего 2,2 г/м2. При этом контролируется параметр поверхностной прочности бумаги по методу Деннисона.

Характеристики полученного целевого продукта и его проклеивающая способность по примерам 1-4 приведены ниже в таблице.

Таким образом, заявленный способ по сравнению с известным из прототипа позволяет осуществить процесс в непрерывном режиме, значительно снизить его продолжительность и расход окислителя при сохранении высокой проклеивающей способности целевого продукта.

Способ получения крахмального связующего для поверхностной проклейки бумаги, включающий обработку крахмала водным раствором соли надсерной кислоты при повышенной температуре, отличающийся тем, что обработку осуществляют в непрерывном режиме путем одновременной подачи в варочную установку крахмала естественной влажности, раствора надсернокислого аммония, натрия или калия в количестве 0,25-0,60% от массы абсолютно сухого крахмала и воды в количестве, обеспечивающем концентрацию крахмальной суспензии в пределах 8-16% мас., варки суспензии при температуре 110-130°C в течение 30-40 секунд и разбавлении ее водой до концентрации 3-10% мас.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к меловальной краске для бумаги. Меловальная краска содержит воду, по меньшей мере один пигмент и по меньшей мере один декстрин, который обладает средневесовой молекулярной массой в диапазоне 250000-2000000 Да, растворимостью, измеренной в соответствии с тестом A, в диапазоне 50-85%.

Изобретение может быть использовано в производстве пластмасс, красок, бетона, в сельском хозяйстве. Способ получения самосвязывающихся частиц пигментного красителя включает приготовление водной суспензии пигментного вещества и, по меньшей мере, одного анионного и/или амфотерного крахмала.

Изобретение относится к получению красителя с крахмальным компонентом, который может быть использован в целлюлозно-бумажной промышленности. Способ получения красителя с крахмальным компонентом включает получение крахмального компонента из группы нативного крахмала или модифицированного крахмала и последующее его взаимодействие с органическим красителем с использованием механического смешивания при массовом соотношении 1:1 или 1:2 соответственно или добавления 15-20 мас.% красителя к 5-10%-ной суспензии крахмального компонента после корректировки рН с последующей распылительной сушкой.

Изобретение относится целлюлозно-бумажной промышленности и касается способа и системы использования крахмалов с низким содержанием жирных кислот в проклеивающей композиции для бумаги, чтобы ингибировать осаждение многовалентных солей жирных кислот.

Настоящее изобретение относится к композициям для покрытия печатной бумаги, причем указанные композиции содержат микрофибриллированную целлюлозу (MFC) и один или более полисахаридных гидроколлоидов, и применение указанных композиций.

Изобретение относится к картону с малой объемной плотностью, предназначенному в основном для изготовления упаковок. .

Изобретение относится к бумажному продукту, используемому для печати и упаковки, и к способу обработки субстрата для бумажного продукта. .
Изобретение относится к бумаге-основе, пригодной для пропитки термоотверждаемыми синтетическими смолами, и к декоративным материалам, получаемым из нее, для формирования покрытий.

Изобретение относится к меловальной краске для бумаги. Меловальная краска содержит воду, по меньшей мере один пигмент и по меньшей мере один декстрин, который обладает средневесовой молекулярной массой в диапазоне 250000-2000000 Да, растворимостью, измеренной в соответствии с тестом A, в диапазоне 50-85%.

Изобретение относится к способу изготовления бумаги, картона или тонкого картона. Способ включает стадии: (а) превращения водного целлюлозного материала, содержащего крахмал, в бумажную массу, (б) предотвращения микробной деградации по крайней мере части крахмала при обработке водного целлюлозного материала, содержащего крахмал, одним или более биоцидов, и (з) добавления сухого и/или влажного упрочняющего полимера в целлюлозный материал.

Изобретение относится к композитной структуре и способу получения композитной структуры, имеющей полисахаридное тело, на которое осажден карбонат, отличающемуся тем, что готовят раствор карбонатных ионов; смешивают полисахарид в форме, имеющей свободные гидроксильные группы на его поверхности, с раствором карбонатных ионов с получением карбонатно-полисахаридной суспензии; и осаждают карбонатную соль из суспензии на полисахарид.

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности. Способ включает введение наполнителей, анионных полисахаридов и катионных агентов в зону смешения с образованием композиции наполнителя.

Предлагаемое изобретение относится к листу из волокнистого материала с базовой плотностью от 20 г/м2 до 1000 г/м2, распадающемуся в воде, содержащему крахмал от 10% до 70% от общей массы этого листа из волокнистого материала в сухом состоянии, в котором крахмал равномерно распределен по толщине волокнистого листа, включая наружные поверхности этого листа, и у которого а) время распадения в воде при измерениях, проводимых по методике, предусмотренной стандартом NF Q34-020, применительно к образцу листа с размерами 9 см × 8 см, меньше 50 с, предпочтительно меньше 35 с, более предпочтительно меньше 15 с, б) остаточная прочность в намоченном состоянии относительно его прочности в сухом состоянии составляет меньше 1% при измерениях по методике испытаний на разрушение кольца, включающей следующие операции: (i) закрепление на кольцеобразной опоре согласно стандарту ISO 12192:2002 образца, нарезанного в машинном направлении, имеющего 15 мм в ширину и 152,4 мм в длину и непосредственно перед измерением погруженного в воду на время менее 2 с для измерения в намоченном состоянии; (ii) размещение образца между двумя пластинами; (iii) воздействие на образец силой сжатия со скоростью 10 мм/мин; (iv) запись максимальной силы сопротивления.

Изобретение относится целлюлозно-бумажной промышленности и касается способа и системы использования крахмалов с низким содержанием жирных кислот в проклеивающей композиции для бумаги, чтобы ингибировать осаждение многовалентных солей жирных кислот.

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и предназначено для использования в производстве печатных видов бумаги аэродинамическим способом формования с целью повышения индекса прочности бумаги, увеличения удержания наполнителя в полотне бумаги и улучшения оптических свойств бумаги.
Изобретение относится к бумаге-основе, пригодной для пропитки термоотверждаемыми синтетическими смолами, и к декоративным материалам, получаемым из нее, для формирования покрытий.

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и предназначено для нанесения наполнителя в качестве покрытия на одну сторону полотна бумаги при производстве бумаги аэродинамическим способом формования с целью повышения оптических свойств бумаги (белизны и непрозрачности) и печатных свойств бумаги (стойкости к выщипыванию и гладкости). Бумага с односторонним мелованным слоем используется при изготовлении, например, афиш и этикеток. В способе мелования бумаги аэродинамического формования, включающем увлажнение целлюлозного полуфабриката водой до влажности 48-50%, разволокнение полуфабриката до образования аэровзвеси волокон с последующим получением волокнистого слоя, который увлажняют между двух сукон водным раствором крахмала с последующим прессованием и сушкой полотна бумаги, причем продукт взаимодействия мела с размером частиц 4.5-5.5 мкм с водным раствором натрий карбоксиметилцеллюлозы напыляют на одну из поверхностей сформованного волокнистого слоя из расчета 10-40 г мела/м2 перед увлажнением, которое осуществляют водным раствором крахмала концентрацией 0.9-1.1%. Одностороннее напыление продукта взаимодействия мела с водным раствором натрий карбоксиметилцеллюлозы на поверхность волокнистого слоя возможно в технологии аэродинамического формования бумаги. В зависимости от массы волокнистого слоя и грубости волокон сквозные межволоконные поры формуемого волокнистого слоя имеют линейный размер меньше диаметра частиц обработанного водным раствором натрий карбоксиметилцеллюлозы мела, что позволяет удерживать частицы мела на поверхности волокнистого слоя. Напыление продукта взаимодействия мела с водным раствором натрий карбоксиметилцеллюлозы на поверхность осуществляют для лиственного полуфабриката при массе волокнистого слоя не менее 40 г/м2, для хвойного полуфабриката при массе волокнистого слоя не менее 60 г/м2. 1 з.п. ф-лы, 3 табл., 14 пр.

Изобретение относится к получению связующего на основе окисленного крахмала. Производят одновременную подачу в варочную установку крахмала естественной влажности, раствора надсернокислого аммония, натрия или калия в количестве 0,25-0,60 от массы абсолютно сухого крахмала и воды в количестве, обеспечивающем концентрацию крахмальной суспензии в пределах 8-16 мас. Осуществляют варку полученной суспензии при 110-130°С в течение 30-40 секунд, после чего ее разбавляют водой до концентрации 3-10 мас. Процесс проводят в непрерывном режиме. Изобретение обеспечивает снижение продолжительности варки связующего, т.е. повышение производительности процесса и снижение расхода окислителя при сохранении высокого качества связующего. 1 табл., 4 пр.

Наверх