DE2830397A1

DE2830397A1 - MIXTURE FOR THE MANUFACTURING OF CORRUGATED CARDBOARD ADHESIVE PRESENTLY STARCH

Info

Publication number: DE2830397A1
Application number: DE19782830397
Authority: DE
Inventors: Kai Hannus; Mikko Maijala; Martti Dipl Ing Soederstroem
Original assignee: VEHNAE Oy AB
Current assignee: VEHNAE Oy AB
Priority date: 1977-07-21
Filing date: 1978-07-11
Publication date: 1979-02-08
Also published as: FR2398097A1; CA1106106A; FI59808B; AU3749878A; SE7808017L; FR2398097B1; AU522072B2; GB2001332A; NL7807062A; SE444448B; FI59808C; GB2001332B; MX149067A; FI772252A7

Description

Die Erfindung betrifft eine überwiegend Stärke enthaltende Mischung mit überlegenem Wasserbindungsvermögen, die besonders gut geeignet ist für die Herstellung eines Wellpappenklebstoffs oder -leims, der im Vergleich zu einem in gleicher Weise aus üblicher unmodifizierter Stärke hergestellten Klebstoff oder Leim eine verbesserte Stabilität und eine stabilere Viskosität bei wiederholten Erwärmungs-Abkühlungs-Zyklen und unter mechanischen Beanspruchungen besitzt.The invention relates to a predominantly starch-containing mixture with superior water-binding capacity, in particular is well suited for making a corrugated cardboard glue or glue that compares to a an improved glue or glue produced in the same way from conventional unmodified starch Stability and a more stable viscosity with repeated heating-cooling cycles and under mechanical loads owns.

Stärken der verschiedensten Art werden seit vielen Jahren in starkem Maße als hitzehärtbare Klebstoffe oder Leime bei der Herstellung von Wellpappe verwendet. Üblicherweise bestehen diesen Stärkeklebstoffe aus zwei Bestandteilen, nämlich einem Bestandteil, der als Primärbestandteil oder Trägerbestandteil bezeichnet wird und den man durch Erhitzen der mit Wasser vermischten unmodifizierten Stärke in Gegenwart einer Base, bis die Stärke vollständig gelatiniert ist, erhält,und einen weiteren Bestandteil, der auch als Sekundärbestandteil oder Stärkebestanateil bezeichnet wird, der unmodifizierte, ungelatinierte und ungequollene Stärke in Form einer wäßrigen Aufschlämmung umfaßt. Neben diesen beiden Klebstoffbestandteilen oder -komponenten werden häufig viskosxtätsverbessernde und stabilisierende mineralische Additive zugesetzt, die in einer Vielzahl von Patentschriften beschrieben worden sind, beispielsweise in den US-Patentschriften 2 051 025, 2 102 937 und 2 212 557.All kinds of starches have been used extensively for many years as thermosetting adhesives or glues in the manufacture of corrugated cardboard. These starch adhesives usually consist of two components, namely one component , which is referred to as the primary component or carrier component and which is obtained by heating the unmodified starch mixed with water in the presence of a base until the starch is completely gelatinized, and another component, the is also referred to as a secondary component or starch component, which comprises unmodified, ungelatinized and unswollen starch in the form of an aqueous slurry. In addition to these two adhesive constituents or components, mineral additives which improve and stabilize viscosity are often added, which have been described in a large number of patents, for example in US Pat. Nos. 2,051,025, 2,102,937 and 2,212,557.

Als Trägerbestandteil der zwei Bestandteile umfassenden oder Zweikomponenten-Klebstoffe für die Herstellung von Wellpappe werden auch chemisch modifizierte Stärken mit erhöhter Viskosität verwendet. Diese modifizierten Stärken erhält man durch Umsetzen einer unmodifizierten Stärke mit Vernetzungsmitteln, wodurch man modifizierte StärkenAs a carrier component of the two-component or two-component adhesives for the production of Corrugated cardboard also uses chemically modified starches with increased viscosity. These modified strengths is obtained by reacting an unmodified starch with crosslinking agents, whereby modified starches are obtained

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erhält, die dann, wenn man sie in Form von wäßrigen Aufschlämmungen erhitzt, Gele mit hoher Viskosität liefern. Beispiele für geeignete Vernetzungsmittel sind Dimethylolharnstoff, Formaldehyd, Melamin-Formaldehyd-Kondensationsprodukte, Epichlorhydrin, Trichlorazin, Natriumstannat und Phosphoroxidchlorid. Diese modifizierten Stärken sind beispielsweise in den US-Patentschriften 2 407 071, 2 500 950, 2 805 220, 2 113 034, 2 417 611 und 2 468 207 beschrieben. In dem Trägerbestandteil von Wellpappenkleb-Stoffen, insbesondere in trockenen Mischungen, die ohne weiteres durch einfaches Aufschlämmen in Wasser zu den gebrauchsfertigen Klebstoffen oder Leimen verarbeitet werden können, sind auch vorgelatinierte Stärken und natürliche oder synthetische Gelbildner, wie Alginate oder Carboxymethylcellulose, verwendet worden. Die Trägerstärke kann auch aus einer modifizierten Stärke mit verringerter Viskosität bestehen, die man dadurch erhält, daß man unmodifizierte Stärken mit verdünnten Säuren behandelt, wodurch als Folge einer schwachen Hydrolyse die innere Struktur der Stärke geschwächt wird. Die Körnchen dieser säuremodifizierten Stärken zerfallen in Wasser leichter und sind daher besser gelatinierber. Diese modifizierten Stärken sind beispielsweise in TAPPI, Vol. 42 (1959), Seiten 203-205 beschrieben.obtained when they are in the form of aqueous slurries heated to provide high viscosity gels. Examples of suitable crosslinking agents are dimethylolurea, Formaldehyde, melamine-formaldehyde condensation products, epichlorohydrin, trichlorazine, sodium stannate and Phosphorus oxychloride. These modified starches are, for example, in US Patents 2,407,071, 2,500,950, 2,805,220, 2,113,034, 2,417,611 and 2,468,207. In the carrier component of corrugated cardboard adhesives, especially in dry mixtures, which can be easily obtained by simply slurrying in water Ready-to-use adhesives or glues that can be processed are also pregelatinized and natural starches or synthetic gelling agents such as alginates or carboxymethyl cellulose have been used. The carrier strength can also from a modified starch with reduced viscosity exist, which are obtained by treating unmodified starches with dilute acids, whereby as a result of weak hydrolysis the internal structure of the starch is weakened. The grains of this acid-modified starches disintegrate more easily in water and are therefore easier to gelatinize. These modified strengths are described, for example, in TAPPI, Vol. 42 (1959), pages 203-205.

Als Alternative zu den oben beschriebenen Bindemitteln umfaßt ein neuerer Stärkeklebstoff für die Herstellung von Wellpappe lediglich einen einzigen, teilweise gequollenen Stärkebestandteil. Die Stärke wird chemisch mit Hilfe einer Base bei einer Temperatur gequollen, die unterhalb der GeI-temperatur der Stärke liegt. Diese Additive sind in verschiedenen Patentschriften beschrieben worden, beispielsweise in der US-PS 3 355 307, der GB-PS 1 079 387, der DE-PS 1 567 363, der SF-PS 43 973, der US-PS 3 524 750, der GB-PS 1 302 942 und der SW-PS 371 832. Es ist einComprised as an alternative to the binders described above a newer starch adhesive for the production of corrugated cardboard only a single, partially swollen Starch component. The starch is chemically swollen with the aid of a base at a temperature below the gel temperature the strength lies. These additives have been described in various patents, for example in US-PS 3,355,307, GB-PS 1,079,387, DE-PS 1,567,363, SF-PS 43,973, US-PS 3,524,750, GB-PS 1 302 942 and SW-PS 371 832. It is a

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weiteres Verfahren zur Herstellung eines Stärke enthaltenden Wellpappenklebstoffs bekannt, das darin besteht, daß man einen einzigen Stärkebestandteil lediglich unter Wärmeeinwirkung in wäßriger Suspension quillt, wozu beispielsweise auf die GB-PS 1 468 792 verwiesen sei.Another method for producing a starch-containing corrugated cardboard adhesive is known, which consists in that one a single starch component swells in aqueous suspension only under the action of heat, for which purpose, for example reference is made to GB-PS 1,468,792.

Sämtliche oben beschriebenen Wellpappenklebstoffe bestehen aus Stärken, die durph Reinigungsmethoden so weitgehend wie technisch nur möglich, von anderen Substanzen, wie Proteinen und dergleichen, befreit worden sind.All of the corrugated cardboard adhesives described above exist from starches, the durph cleaning methods as extensively as technically possible, from other substances such as Proteins and the like, have been freed.

Da der Klebstoff überwiegend wasserunlösliche Stärkekörnchen umfaßt, besteht stets .die Möglichkeit, daß sich die Stärkekörnchen, die schwerer als Wasser sind, während der Lagerung, der Kreislaufförderung, des Pumpens und insbesondere bei Temperaturschwänkungen aus der Suspension abscheiden und zwei Phasen bilden, die unterschiedliche Stärkekonzentrationen aufweisen. Dieses Phänomen ist insbesondere dann anzutreffen, wenn man die Betriebsbedingungen nicht sehr genau überwacht und steuert. Dies ist ein erheblicher Nachteil, da die Wiederherstellung des ursprünglich homogenen Zustandes des Klebstoffs zeitaufwendig ist und in gewissen Fällen nicht erreicht werden kann.Since the adhesive mainly comprises water-insoluble starch granules, there is always the possibility that the starch granules, that are heavier than water, during storage, circulation, pumping and especially during Separate temperature fluctuations from the suspension and form two phases with different starch concentrations exhibit. This phenomenon is particularly encountered when the operating conditions are not very closely monitors and controls. This is a significant disadvantage, since the restoration of the originally homogeneous State of the adhesive is time consuming and cannot be achieved in certain cases.

Ein weiteres Problem besteht darin, die Viskosität unter Bedingungen, die mechanische Beanspruchungen und/oder Temperaturänderungen umfassen, und während der Lagerung in dem bestimmten engen Viskositätsbereich zu halten, der für die benutzte Wellpappenherstellungs-Vorrichtung vorgeschrieben ist. Es wurde versucht, das Problem bei den keinen Träger aufweisenden Klebstoffen dadurch zu lösen, daß man die gesamte Stärke quellen läßt, bis der gewünschte Viskositäts- wert erreicht ist, worauf man das Quellen unterbricht, um das Gelatinieren der Stärke und das Erreichen von zu hohen Viskositätswerten zu verhindern. Ein in dieser Weise erreichtes Viskositätsgleichgewicht kann jedoch insbesondereAnother problem is the viscosity under conditions that are subject to mechanical stresses and / or Include temperature changes, and to keep them in the specific narrow viscosity range for the corrugated board manufacturing equipment used is prescribed. An attempt was made to resolve the problem with no carrier to solve exhibiting adhesives by allowing the entire starch to swell until the desired viscosity worth is reached, whereupon the swelling is interrupted in order to gelatinize the starch and achieve too high To prevent viscosity values. A viscosity equilibrium achieved in this way can, however, in particular

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bei alkalischen Klebstoffen ohne weiteres durch mechanische Beanspruchungen und Änderungen der Temperatur oder des pH-Wertes empfindlich gestört werden. Die Trägerklebstoffe sind in dieser Hinsicht stabiler, da sie einen Trägerbestandteil enthalten, der eine wesentlich höhere Viskosität besitzt als der fertige Klebstoff. Diese Klebstoffe werden jedoch als unbefriedigend dadurch angesehen, daß der gelatinierte Trägerbestandteil keine Klebstoffeigenschaften besitzt.with alkaline adhesives by mechanical means Stresses and changes in temperature or pH value are susceptible to being disturbed. The carrier adhesives are more stable in this regard because they contain a carrier component that has a much higher viscosity owns than the finished adhesive. However, these adhesives are considered unsatisfactory in that the gelatinized carrier component has no adhesive properties.

Ein weiterer Faktor, der die Verwendung der Klebstoffe einschränkt, ist der hohe Preis der kostspieligen modifizierten Stärken oder der hier nicht erwähnten synthetischen Polymeren, die ebenfalls als Bestandteile von Wellpappenklebstoffen verwendet werden.Another factor that limits the use of adhesives is is the high price of expensive modified starches or synthetic polymers not mentioned here, which are also used as components of corrugated cardboard adhesives.

Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine überwiegend Stärke in unmodifiziertem Zustand enthaltende Mischung anzugeben, die im Vergleich zu der üblichen unmodifizierten Stärke ein wesentlich besseres Wasserbindungsvermögen besitzt, und eine Stärkemischung anzugeben, die insbesondere für die Herstellung von Wellpappenklebstoff mit verbesserter Stabilität und gleichmäßiger Viskosität unter mechanischen Beanspruchungen und bei wiederholten Erwärmungs-Abkühlungs-Zyklen bei Temperaturen von 10 bis 50⁰C geeignet ist. Dabei besteht die Aufgabe der Erfindung auch darin, eine stärkehaltige Mischung anzugeben, die dann, wenn sie als Trägerbestandteil in zwei Komponenten oder zwei' Bestandteile umfassenden Wellpappenklebstoffen verwendet wird, ebenfalls Klebstoffeigenschaften besitzt und die in sehr einfacher Weise in Papier- oder Wellpappen-Herstellungsbetrieben unter Anwendung einfacher und billiger Vorrichtungen zu Wellpappenklebstoff verarbeitet werdenThe object of the invention is therefore to provide a mixture containing predominantly starch in the unmodified state, which has a significantly better water-binding capacity compared to the usual unmodified starch, and to provide a starch mixture which is particularly suitable for the production of corrugated cardboard adhesive with improved stability and uniform viscosity under mechanical loads and with repeated heating-cooling cycles at temperatures of 10 to 50 ⁰ C is suitable. The object of the invention is also to provide a starchy mixture which, if it is used as a carrier component in two components or two components comprising corrugated cardboard adhesives, also has adhesive properties and which is very easy to use in paper or corrugated cardboard manufacturing plants Use of simple and inexpensive devices to make corrugated cardboard adhesive

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kann und bei geringeren Preisen höhere Betriebsgeschwindigkeiten der Wellpappenherstellungsvorrichtung ermöglicht.can and enables higher operating speeds of the corrugator making apparatus at a lower cost.

Wenn man Weizen-Kleber oder -Gluten nach dem Verfahren der GB-PS 1 397 370 aus Weizenmehl extrahiert, erhält man eine Fraktion, die als "Stärke geringerer Qualität" bezeichnet wird. Diese Fraktion, die im folgenden als "B-Stärke" bezeichnet wird, enthält neben kleinkörniger Stärke 1 bis 8 Gew.-% Weizenpentosane und 1 bis 10 Gew.-% Weizenproteine. Die Pentosane sind Polysaccharide, die überwiegend aus Pentose-Zuckern, wie D-Xylose und L-Arabinose, bestehen. Die in der B-Stärke vorliegende Stärke besitzt einen ungewöhnlich kleinen natürlichen Körnchendurchmesser, d.h. einen Körnchendurchmesser, der überwiegend unter 10μπι und im allgemeinen im Bereich von 2 bis 6 μΐη liegt, was eine Folge der Herstellungsmethode ist, nach der die kleineren Stärkekörnchen ohne mechanische Beschädigung in der B-Fraktion gesammelt werden.If wheat gluten or gluten is extracted from wheat flour according to the method of GB-PS 1,397,370, one obtains a fraction known as "lower quality starch". This group, hereinafter referred to as "B-starch", contains, in addition to small-grain starch, 1 to 8% by weight of wheat pentosane and 1 to 10% by weight Wheat proteins. The pentosans are polysaccharides, which are mainly composed of pentose sugars, such as D-xylose and L-arabinose, exist. The starch present in the B-starch has an unusually small natural grain diameter, i.e. a grain diameter which is predominantly below 10μπι and generally in the range from 2 to 6 μm lies, which is a consequence of the manufacturing method, according to which the smaller starch granules without mechanical damage be collected in the B fraction.

Im allgemeinen sind die kleinen Stärkekörnchen mit einem Netzwerk aus Pentosanen und Proteinen eng verknüpft.In general, the small starch granules are closely linked to a network of pentosans and proteins.

Es hat sich nunmehr überraschenderweise gezeigt, daß B-Stärke im Vergleich zu üblicher Weizenstärke ein ungewöhnlich großes Wasserbindungsvermögen besitzt. Dies kann unter Verwendung einer von Bauman entwickelten Vorrichtung gezeigt werden, die eine Sinterglasplatte und einen Wasserbehälter mit einer damit verbundenen Meßkapillare umfaßt. Das Wasserbindungsvermögen einer Probe wird dadurch bestimmt, daß man eine 40mg-Probe des Materials auf die Sinterglasplatte "aufbringt, die mit ihrer Unterseite mit der Wasseroberfläche des in dem Behälter vorliegenden Wassers in Kontakt gebracht wird. Wenn der Gleichgewichtszustand erreicht ist, wird die Menge des von der Probe absorbiertenIt has now been shown, surprisingly, that B starch is an unusual in comparison with conventional wheat starch has great water-binding capacity. This can be demonstrated using a device developed by Bauman which comprises a sintered glass plate and a water container with an associated measuring capillary. That The water-binding capacity of a sample is determined by placing a 40 mg sample of the material on the sintered glass plate "applies, which with its underside with the water surface of the water present in the container in Contact is brought. When the equilibrium state is reached, the amount of that absorbed by the sample will be

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Wassers direkt an der Kapillare abgelesen. Das Wasserbindungsvermögen einiger Produktfraktionen für die Herstellung von Weizenstärke, die mit Hilfe der Bauman-Vorrichtung bei einer Temperatur von 22°C gemessen wurden, sind in der nachstehenden Tabelle I angegeben.Water read directly on the capillary. The water-binding capacity of some product fractions for the production of wheat starch, which are made with the help of the Bauman device at a temperature of 22 ° C are given in Table I below.

TABLE I.

Produktfraktion. gebundene Wasser— Wasser/Broduktfraktion-Product fraction. bound water - water / product fraction -

menge (ml) rfengenverhältnis (ml/g)amount (ml) ratio (ml / g)

Fasem+B-Stärke+Rückstand 0,075 1,9Fibers + B starch + residue 0.075 1.9

10 B-Stärke 0,17 4,2510 B-size 0.17 4.25

reine Weizenstärke 0,01 0,25pure wheat starch 0.01 0.25

Andere übliche unmodifizierte Stärken, wie Maisstärke und Kartoffelstärke, liefern ähnliche Ergebnisse, wie Weizenstärke. Other common unmodified starches, such as corn starch and potato starch, give results similar to wheat starch.

Das ausgezeichnete Wasserbindungsvermögen von B-Stärke läßt sich auch an der Beobachtung ablesen, daß die Viskosität der B-Stärke in wäßriger Suspension wesentlich größer ist als die Viskosität, die sich mit üblichen unmodifizierten Stärken erreichen läßt. Dies ergibt sich aus der nachstehenden Tabelle II, die einen Vergleich der Viskosität einer Suspension von B-Stärke in Wasser mit der Viskosität ergibt, die man mit üblicher reiner Weizenstärke bei unterschiedlichen Feststoffgehalten erzielt, wobei die Viskositäten mit Hilfe eines Brookfield-Viskosimeters bei 25⁰C unter Verwendung der Spindeln Nr. 1... 6 bei Geschwindigkeiten von 50 und 100 min gemessen wurden.The excellent water-binding capacity of B-starch can also be seen from the observation that the viscosity of B-starch in aqueous suspension is significantly greater than the viscosity that can be achieved with conventional unmodified starches. This results from the following Table II, which gives a comparison of the viscosity of a suspension of B-starch in water with the viscosity which are obtained with commercially pure wheat starch at different solids levels, the viscosities using a Brookfield viscometer at 25 ⁰ C were measured using spindles No. 1 ... 6 at speeds of 50 and 100 minutes.

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TABLE II

FeststoffgehaltSolids content

1010

2020th

22,522.5

2424

2626th

2828

3030th

3131

3232

3333

4040

4545

47,547.5

5050

5151

BrookfieId-Vi sko s itätBrookfieId-Vi sko s itat s)s) (mPa(mPa WeizenstärkeWheat starch B-StärkeB-strength 2020th 2020th 2222nd 5050 2424 7070 2525th 120120 2727 220220 3030th 570570 3030th 1 0001,000 3232 1 5001,500 3535 2 1002 100 3535 3 0003,000 6060 120120 240240 1 2501 250 3 4003 400

Aus dem obigen ist ohne weiteres ersichtlich, daß B-Stärke ein besonders gut geeignetes viskosxtätsstexgerndes und stabilisierendes Ausgangsmaterial für Wellpappenklebstoff oder -leim darstellt. Ein weiterer Vorteil dieses Materials ist darin zu sehen, daß es mit üblicher unmodifizierter Stärke bis zu einer Endmischung, die bis zu 90 Gew.-% üblicher Stärke enthält, vermischt werden kann, ohne daß hierdurch das vorteilhafte Viskositätsverhalten der B-Stärke wesentlich beeinträchtigt wird. Es hat sich weiterhin gezeigt, daß die Stabilität von in dieser Weise gebildeten Suspensionen, d.h. ihre Fähigkeit in homogenem Zustand zu verbleiben, wesentlich größer ist als die üblicherFrom the above it is readily apparent that B-starch is a particularly well-suited viscose-enhancing agent and represents a stabilizing starting material for corrugated cardboard glue or glue. Another advantage of this material can be seen in the fact that it can be mixed with the usual unmodified starch up to a final mixture of up to 90% by weight Usual starch contains, can be mixed without thereby affecting the advantageous viscosity behavior of the B-starch is significantly impaired. It has also been shown that the stability of formed in this way Suspensions, i.e. their ability to remain in a homogeneous state, is much greater than the more usual

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Stärkesuspensionen. Dies kann wie folgt in einfacher Weise gezeigt werden:Starch suspensions. This can be shown in a simple way as follows:

Man suspendiert 20g Stärkematerial in Wasser bei Anwendung eines Gesamtvolumens von 100ml. Man vermischt die Suspensionen gut und gießt sie dann in MeßzyLinder, in denen man sie ungestört während einer bestimmten Zeit stehen läßt. Man kann dann die Stabilität der Suspensionen dadurch feststellen, daß man die klare Wasserschicht im oberen Bereich der Meßzylinder ausmißt. In der folgenden Tabelle III sind die Ergebnisse dieses Experiments unter Verwendung von Maisstärke und Mischungen aus Maisstärke und B-Stärke angegeben.Suspend 20 g of starch material in water using a total volume of 100 ml. You mix them up Suspensions well and then pour them into measuring cylinders, in which they are left to stand undisturbed for a certain period of time. One can then check the stability of the suspensions by measuring the clear water layer in the upper area of the measuring cylinder. In the following Table III is the results of this experiment using corn starch and mixtures of corn starch and B-strength indicated.

TABELLE IIITABLE III

VerweilzeitDwell time klare Wasserschicht
Maisstärke 50% Maisstärke
50% B-Stärke clear water layer
Corn starch 50% corn starch
50% B-starch (ml)
90%
. 10%(ml)
90%
. 10% Maisstärke
B-StärkeCornstarch
B-strength 2 0
65 142 0
65 14 1
541
54 10 min
5 Stunden10 min
5 hours

Bezüglich der obigen Tabelle III ist festzuhalten, daß die Stabilität der Suspension umso besser ist, je kleiner die Wasserschicht ist.With regard to Table III above, it should be noted that the stability of the suspension is better, the smaller it is Water layer is.

Die vorliegende Erfindung beruht nun auf der überraschenden Erkenntnis, der besonders guten Eignung von B-Stärke für Wellpappenklebstoff bzw. Wellpappenleim.The present invention is based on the surprising finding that B-starch is particularly suitable for Corrugated cardboard adhesive or corrugated cardboard glue.

Gegenstand der Erfindung ist daher die überwiegend unmodifizierte Stärke enthaltende Mischung zur Herstellung von Wellpappenklebstoff gemäß Anspruch 1.The invention therefore relates to the predominantly unmodified starch-containing mixture for the production of Corrugated cardboard adhesive according to claim 1.

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Man kann Wellpappenklebstoffe in üblicher Weise dadurch herstellen, daß man trägerhaltige Zwexkomponentenklebstoffe oder trägerfreie Klebstoffe aus einer als Ausgangsmaterial verwendeten Mischung bildet, die 10 bis 100 Gew.-% B-Stärke und 90 bis 0 Gew.-% einer üblichen unmodifizierten Stärke enthält. Es hat sich gezeigt, daß die in dieser Weise gebildeten Wellpappenklebstoffe eine spezifische konzentrationsabhängige Viskosität besitzen, die im wesentlichen unverändert bleibt, selbst wenn man das Material wiederholten Erwärmungs-Äbkühl-Zyklen unterwirft, d.h. wenn man die Klebstoffe auf eine Maximaltemperatur von 50⁰C erwärmt und dann auf eine Temperatur von lediglich 10⁰C abkühlt und diese Verfahrensweise mehrfach wiederholt. Es hat sich weiterhin gezeigt, daß wenn man diese Klebstoffe bei den angegebenen TemperaturenCorrugated cardboard adhesives can be produced in the usual way by forming two-component or carrier-free adhesives from a mixture used as a starting material which contains 10 to 100% by weight of B-starch and 90 to 0% by weight of a customary unmodified starch. It has been found that the corrugating adhesives formed in this manner have a specific concentration-dependent viscosity which remains substantially unchanged, even if the material is repeated Warming Äbkühl cycles subjects, that is, when heating the adhesive to a maximum temperature of 50 ⁰ C and then cools to a temperature of only 10 ⁰ C and this procedure is repeated several times. It has also been shown that if you use these adhesives at the specified temperatures

„_ sie"_ she

i-> mechanxschen Beanspruchungen aussetzt, /eine praktisch unveränderte Viskosität zeigen. Diese Beanspruchungen umfassen ein kontinuierliches Durchmischen, Pumpen, Kreislaufförderη in Leitungen und Spritzen durch enge Düsen. Es hat sich ferner erwiesen, daß wenn man Zwexkomponentenklebstoffe oder zwei Bestandteile umfassende Klebstoffe aus der oben angegebenen erfindungsgemäßen Mischung herstellt, auch der Trägerbestandteil aktiv bei der Bindungsreaktion teilnimmt, insbesondere bei der "Bindung in ungehärtetem Zustand" wenn die Klebstoffschicht noch feucht ist. Es besteht noch keine zufriedenstellende Erklärung für dieses Phänomen, wobei jedoch angenommen wird, daß die Pentosane die Haftung der gelatinierten Stärketeilchen an den zu verbindenden Oberflächen fördern. Dies bedeutet weiterhin, daß die Herstellung von Einkomponentenklebstoffen wesentlich vereinfacht wird, da es nicht mehr erforderlich ist, die Quellreaktion abrupt zu unterbrechen, wie es bei den herkömmlichen Verfahrensweisen der Fall ist, und einen Teil der Stärke gelatinieren zu lassen. Es wurde ferner erkannt, daß die Wellpappenherstellungsvorrichtung bei Verwendung der aus der erfindungsgemäßen Mischung hergestellten Klebstoffe bei einer hohen Geschwindigkeit von bis zu 275 mexposed to mechanical stresses / practically unchanged Show viscosity. These stresses include continuous mixing, pumping, circulation conveying in pipes and syringes through narrow nozzles. It has also been found that when using two-component adhesives or two Constituents comprising adhesives from the mixture according to the invention specified above, including the carrier component actively participates in the bonding reaction, especially in the "bonding in the uncured state" when the adhesive layer is still damp. There is still no satisfactory explanation for this phenomenon, although accepted is that the pentosans promote the adhesion of the gelatinized starch particles to the surfaces to be joined. This also means that the production of one-component adhesives is significantly simplified, since it is no longer necessary to abruptly interrupt the source reaction, as is the case with conventional procedures, and allowing some of the starch to gelatinize. It was also recognized that the corrugated cardboard production device when using the prepared from the mixture according to the invention Glues at a high speed of up to 275 m

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pro Minute betrieben werden kann, ohne daß hierdurch irgendeine Schwächung der Klebstoffverbindungen verursacht wird. Eine zufriedenstellende Bindungsstärke bei einer hohen Geschwindigkeit der Herstellungsvorrichtung ist von besonderer Bedeutung, wenn mehrschichtige Wellpappe hergestellt werden soll.can be operated per minute without causing any weakening of the adhesive bonds. A satisfactory bond strength at a high speed of the manufacturing apparatus is particularly important This is important when multi-layer corrugated cardboard is to be produced.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung. Sämtliche angegebenen Prozentsätze sind,-wenn nicht anders angegeben ist, auf Trockenbasis bezogen.The following examples serve to further illustrate the invention. All percentages given are, -if not otherwise indicated, on a dry basis.

10 BEISPIEL 110 EXAMPLE 1

Unter Verwendung der nachstehend angegebenen Stärkematerialien bildet man vier Zweikomponenten-Wellpappenklebstoffe desUsing the starch materials listed below, four two-part corrugated cardboard adhesives are formed

Stein-Hall-Typs:Stone Hall Type:

TABLE IV

-|5 " Klebstoff Stärkekomponente Trägerkompöhehte - | 5 " adhesive strength component support component

A Maisstärke MaisstärkeA corn starch corn starch

B Maisstärke B-StärkeB corn starch B starch

C Weizenstärke WeizenstärkeC wheat starch wheat starch

D Weizenstärke B-Stärke .D wheat starch B starch.

Die eingesetzte B-Stärke besitzt einen Proteingehält von 8,0 Gew.-% und einen Pentosangehalt von 6,5 Gew.-%. Zwei % der Stärkekörnchen besitzen einen Durchmesser von mehr als 10 μπι und 88% einen Durchmesser von 2 bis 6jim. Man führt etwa 30 kg jeden Klebstoffs durch Pumpen durch eine Laboratoriumsrohrleitung im Kreislauf, wobei man das Material wiederholt auf 50⁰C erhitzt und auf 10⁰C abkühlt. Zu Beginn der Untersuchung wurden die Klebstoffe hinsichtlich ihres Feststoffgehalts und ihrer Viskosität untersucht, welch letztere auch intermittierend während der Untersuchung ermittelt wurde. Sämtliche Viskositätsmessungen erfolgten bei 35°C in einem Standard-Stein-Hall-Becher, wobei dieThe B starch used has a protein content of 8.0% by weight and a pentosan content of 6.5% by weight. Two% of the starch granules have a diameter of more than 10 μm and 88% have a diameter of 2 to 6 μm. About 30 kg of each adhesive are circulated by pumping through a laboratory pipeline, the material being repeatedly ^{heated to 50 °} C. and cooled ^{to 10 ° C.} At the beginning of the investigation, the adhesives were investigated with regard to their solids content and their viscosity, which latter was also determined intermittently during the investigation. All viscosity measurements were made at 35 ° C. in a standard Stein-Hall beaker, the

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erhaltenen Viskositätswerte als Stein-Hall-Viskosität angegeben werden. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle V zusammengestellt:obtained viscosity values are given as Stein-Hall viscosity. The results obtained are in the Table V below:

TABELLE VTABLE V

Klebstoffadhesive

a ; b;a; b;

Feststoffgehalt (%)Solids content (%)

18,7 18,8 18,6 18,718.7 18.8 18.6 18.7

OhOh

Stein-Hall-Viskosität (s)Stein-Hall viscosity (s)

6h6h

12h12h

24h24 hours

4848 4141 3737 3535 4747 4545 4545 44.44. 5050 4545 4242 4141 4545 4444 4343 4444

' , BEISPIEL 2 '', EXAMPLE 2 '

'·"■■ Man bereitet zwei Stein-Hall-Klebstoffpräparate in Wellpappenherstellungsvorrichtung. Den Klebstoff ä bildet man wie folgt aus unmodifizierter Weizenstärke: *'· "■■ Prepare two Stein-Hall adhesive preparations in Corrugated cardboard making apparatus. The adhesive forms a from unmodified wheat starch as follows: *

Trägerkomponente: Man suspendiert 75kg unmodifizierter Weizenstärke in 7001 Wasser mit einer Temperatur von 65°C und gibt 5kg in 101 Wasser gelöstes Natriumhydroxid zu. Man rührt die Suspension während 10 Minuten bei 65⁰C, um die Stärke zu gelatinieren.Carrier component: 75 kg of unmodified wheat starch are suspended in 700 l of water at a temperature of 65 ° C. and 5 kg of sodium hydroxide dissolved in 101 of water are added. The suspension is stirred for 10 minutes at 65 ^° C. in order to gelatinize the starch.

Stärkekomponente: Man löst 5kg Borax in 1 600 1 Wasser und gibt 425kg unmodifizierter Weizenstärke unter Bildung einer Aufschlämmung zu, die man während 30 Minuten rührt. Dann vermischt man beide Komponenten und setzt 2 Liter einer üblichen Formaldehydlösung zu.Starch component: Dissolve 5kg of borax in 1,600 liters of water and add 425kg of unmodified wheat starch to form a Slurry, which is stirred for 30 minutes. Then you mix both components and put 2 liters of one usual formaldehyde solution too.

Den Klebstoff B bildet man in gleicher Weise, mit demThe adhesive B is formed in the same way as with the

Unterschied, . daß man zur HerstellungDifference, . that one to manufacture

der Trägerkomponente anstelle von Weizenstärke 75kg B-Stärke einsetzt, die 5,5 Gew.-% Proteine und 4,0 Gew.-% Pentosane enthält.the carrier component uses 75kg B-starch instead of wheat starch, which contains 5.5% by weight of proteins and 4.0% by weight of pentosans contains.

- 1.4 -- 1.4 -

809886/0702809886/0702

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

Die bei 35⁰C gemessenen Stein-Hall-Viskositäten der erhaltenen Klebstoffe sind in der nachstehenden Tabelle VI angegeben.The Stein-Hall viscosities of the adhesives obtained, measured at 35 ^{° C., are given in Table VI below.}

TABELLETABEL VIVI Stein-Hall-Viskosität (sStein-Hall viscosity (s 5h5h 1010 bstoffmaterial FeststoffSolid OhOh 3333 3131 gehalt (%)salary (%) 3838 3737 3636 AA. 16,716.7 3636 BB. 16,816.8

Man stellt eine einlagige Wellpappe von Standardqualität unter Anwendung verschiedener Maschinengeschwindigkeiten bis zu der Maximalgeschwindigkeit der eingesetzten Wellpappenherstellungsvorrichtung von 210 m/min her. Man
bestimmt die Pappenfestigkeit mit Hilfe einer üblichen
Nadelhaftungspriif vorrichtung (Pin Adhesion Tester) . Die
erhaltenen .Bindungsfestigkeiten sind in der nachstehenden Tabelle VII angegeben.A single-ply corrugated cardboard of standard quality is produced using various machine speeds up to the maximum speed of the corrugated cardboard making device used of 210 m / min. Man
determines the strength of the board with the help of a standard
Pin Adhesion Tester. the
The bond strengths obtained are given in Table VII below.

TABLE VII

Geschwindigkeit der Wellpappenherstellungsvorrichtung (m/min)Corrugator speed (m / min)

Bindungsfestigkeit (kPa) Klebstoff A Klebstoff BBond strength (kPa) Adhesive A Adhesive B

100 150 180 200 210100 150 180 200 210

119,6
111,8
107,9
107,9
98_r1119.6
111.8
107.9
107.9
98 _r 1

127,5 118,7 116,7 114,7 109,8127.5 118.7 116.7 114.7 109.8

809886/0702809886/0702

- 15 -- 15 -

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

EXAMPLE 3

Man bereitet einen trägerfreien Einkomponentenklebstoff im Laboratorium unter Anwendung der in der GB-PS 1 468 792 angegebenen Verfahrensweise, wozu man als Ausgangsmaterial eine Mischung aus 15 Gew.-% B-Stärke und 85 Gew.-% unmodifizierter Weizenstärke einsetzt. Die B-Stärke besitzt einen Proteingehalt von 5,0 Gew.-% und einen Pentosangehalt von 3,5 Gew.-% und enthält Stärkekörnchen folgender Teilchengrößenverteilung: 4,0% mehr als 10μΐη und 85% 2 bisA carrier-free one-component adhesive is prepared in the laboratory using the method described in GB-PS 1,468,792 specified procedure, including a mixture of 15 wt .-% B-starch and 85 wt .-% unmodified as starting material Wheat starch is used. The B starch has a protein content of 5.0% by weight and a pentosan content of 3.5 wt .-% and contains starch granules of the following particle size distribution: 4.0% more than 10μΐη and 85% 2 to

10 6μπι.10 6μπι.

Unter Anwendung der gleichen Methode bildet man aus un— modifizierter Weizenstärke einen Vergleichsklebstoff.Using the same method, unmodified wheat starch is made into a comparative adhesive.

Dann führt man beide Klebstoffe durch Umpumpen in einer Laboratoriumsrohrleitung im Kreislauf, wobei man die Klebstoffe wiederholt auf 50⁰C erwärmt und anschließend auf 10⁰C abkühlt. Die ermittelten Stein-Hall-Viskositäten sind in der nachstehenden Tabelle VIII angegeben.Then, leads both adhesives by pumping in a laboratory in the pipeline circuit, wherein heating the adhesives repeated at 50 ⁰ C and then cooled to 10 ⁰ C. The Stein-Hall viscosities determined are given in Table VIII below.

TABLE VIII

Klebstoff Feststoff- Stein-Hall-Viskosität (s) gehalt (%) Oh 5h 10h 20hAdhesive solids Stein-Hall viscosity (s) content (%) Oh 5h 10h 20h

Vergleichs
klebstoffComparison
adhesive 18,518.5 3939 3535 3434 3333 erfindungsge
mäßer Kleb
stoffinventive
moderate stickiness
material 18,618.6 3636 3535 3535 3636

In einer Versuchs-Wellpappenherstellungsanlage stellt man eine einseitige Wellpappe unter Verwendung einer gewelltenIn a test corrugated board manufacturing plant, a single-sided corrugated cardboard using a corrugated

Pappe mit einem Flächengewicht von 127 g/m und einerCardboard with a basis weight of 127 g / m and one

- 16 -- 16 -

809886/0702809886/0702

- 16 -- 16 -

Deckpappe mit einem Flächengewictit von 150 g/m her.Covering cardboard with a grammage of 150 g / m.

Unter Anwendung des erfindungsgemäßen Klebstoffs ergeben sich bei verschiedenen Geschwindigkeiten der Wellpappenherstellungsvorrichtung die in der nachstehenden Tabelle IX angegebenen Bindungsfestigkeiten:Using the adhesive of the present invention results in the corrugating apparatus at various speeds the bond strengths given in Table IX below:

TABELLETABEL BEISPIEL 4EXAMPLE 4 IXIX Bindungsfestigkeit
(kPa)Bond strength
(kPa) Geschwindigkeit der
Wellpappenherstellungs
vorrichtung (m/min)Speed of
Corrugated cardboard manufacture
device (m / min) 139,3139.3 100100 141,2141.2 150150 133,4133.4 200200 138,3138.3 250250 119,6119.6 300300

Unter Verwendung einer Mischung aus 20 Gew.-% B-Stärke und 80 Gew.-% unmodifizierter Weizenstärke bildet man einen trägerfreien Einkomponentenklebstoff. Die verwendete B-Stärke enthält 3,5 Gew.-% Proteine und 2,8 Gew.-% Pentosane und enthält Stärkekörnchen, deren Durchmesser zu 4,6 % über ΙΟμίαυηα zu 82% im Bereich von 2 bis 6 μΐη liegt. Als Vergleichsklebstoff verwendet man ein in üblicher Weise aus Maisstärke gebildetes Produkt. Beide Klebstoff werden in einer Laboratoriumsrohrleitung im Kreislauf geführt und wiederholt auf 50⁰C erhitzt und auf 10⁰C abgekühlt. Die zu verschiedenen Zeitpunkten gemessenen Stein-Hall-Viskositäten sind in der nachstehenden Tabelle X angegeben.Using a mixture of 20% by weight of B starch and 80% by weight of unmodified wheat starch, a carrier-free one-component adhesive is formed. The B-starch used contains 3.5 wt .-% proteins and 2.8 wt .-% pentosans and contains starch granules, the diameter of which is 4.6% over ΙΟμίαυηα to 82% in the range from 2 to 6 μm. A product formed in the usual way from corn starch is used as a comparative adhesive. Both adhesives are circulated in a laboratory pipeline and repeatedly ^{heated to 50 °} C. and cooled ^{to 10 ° C.} The Stein-Hall viscosities measured at various times are given in Table X below.

809386/0702809386/0702

TABELLE XTABLE X

Klebstoff Peststoffgehalt (%)Adhesive pesticide content (%)

Stein-Hall-Viskosität (s) Oh 5h 10h 20hStein-Hall viscosity (s) Oh 5h 10h 20h

erfindungs-inventive

gemäßermore appropriate

Klebstoffadhesive

18,318.3

Vergleichs- 18,1 klebstoffComparative 18.1 adhesive

37 3137 31

3535

2929

3636

2727

EXAMPLE 5

Man bildet im Laboratorium trägerfreie Einkomponentenklebstoffe durch Vermischen von B-Stärke und unmodifizierter Weizenstärke in unterschiedlichen Gewichtsverhältn,issen in kaltem Wasser ohne zu erhitzen. Man gibt Natriumhydroxid und Borax zu sämtlichen Klebstoffsuspensionen. Die verwendete B-Stärke besitzt einen Proteingehalt von 7,0 Gew.-% und enthält 5,0 Gew.-% Pentosane. Die Stärkekörnchen der B-Stärke besitzen einen Durchmesser, der zu 2,5 % über 10μΐη und zu 86 % im Bereich von 2 bis 6 μπι liegt. Die bei diesem Beispiel verwendete unmodifizierte Weizenstärke besitzt einen Proteingehalt von 0,5 Gew.-% und enthält zusätzlich 0,2 Gew.-% Pentosane. Man bestimmt bei sämtlichen hergestellten Klebstoffen die Stein-Hall-Viskosität und die Geltemperatur. Die Zusammensetzungen der Klebstoffzubereitungen und die Analysenergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle XI zusammengestellt.Carrier-free one-component adhesives are formed in the laboratory by mixing B-starch and unmodified wheat starch in different weight ratios in cold water without heating. Add sodium hydroxide and borax to all adhesive suspensions. The used B-starch has a protein content of 7.0% by weight and contains 5.0% by weight of pentosans. The starch granules of the B-strength have a diameter that is 2.5% over 10μΐη and 86% is in the range from 2 to 6 μm. The one with this one Example used has unmodified wheat starch a protein content of 0.5% by weight and additionally contains 0.2% by weight of pentosans. It is determined on all manufactured Adhesives, the Stein-Hall viscosity and the gel temperature. The compositions of the adhesive preparations and the analytical results are summarized in Table XI below.

_ -1 Q _ -1 Q

— IO- OK

809886/0702809886/0702

• ORIGINAL INSPECTED• ORIGINAL INSPECTED

CDCD Klebstoffadhesive StärkemischungStarch blend TABELLE XITABLE XI NaCHAfter Boraxborax Stein-Hall-Stone hall GelteirperaturApplied temperature OO Nr.No. B-Stärke WeizenstärkeB-starch wheat starch Proteine PentosaneProteins pentosans (% d(% d .Mischung).Mixture) Viskositätviscosity (⁰C)( ⁰ C) OOOO (Teile)(Parts) (% der Mischung)(% of the mixture) ( s )(s) COCO 1,01.0 1,01.0 18,518.5 6161 OO 11 20 8020 80 1 P 1 O 1 P 1 O 1,01.0 1,01.0 .21,5.21.5 6262 QQ OO 22 40 6040 60 I , ö I , & I, ö I, &
•3 -ι Ο Λ • 3 -ι Ο Λ 1 01 0 1,01.0 3333 6363 -«J- «J 33 60 4060 40 J, I ^f ' J, I ^ f ' 1,21.2 1,21.2 3535 5959 γ-γ- OO 44th 60 4060 40 4,4 3,14.4 3.1 5454 6161 οοοο 4,4 3,14.4 3.1 •,•, titi 55 80 2080 20 5,7 4,05.7 4.0 mm CTEDCTED

Die in der obigen Tabelle XI angegebenen Viskositäten und Geltemperaturen lassen erkennen, daß sämtliche Mischungen für die Herstellung von Wellpappenklebstoffen geeignet sind, selbst wenn diese nicht durch das übliche Erhitzen hergestellt werden.The viscosities and gel temperatures given in Table XI above indicate that all Mixtures for the production of corrugated cardboard adhesives are suitable, even if these are not through the usual Heating can be produced.

809886/0702809886/0702

Claims

PATENT CLAIMS

1. Mixture with superior water-binding capacity, containing predominantly unmodified starch, for the production of. _F corrugating adhesive having improved stability and stable viscosity at repeated ER- wärmungs-cooling cycles 50-10 ⁰ C and under mechanical load in comparison with an unmodified in the same way from conventional starch hergestelleten adhesive, characterized in that the mixture - from 0 to 90 % By weight of a customary unmodified starch and

809886/0702809886/0702

ORfGtNAt-INSPECTED

- Contains 100 to 10% by weight of a preparation which predominantly contains wheat starch with a grain diameter of substantially less than 10 μΐη and preferably from 2 to 6 μια, which preparation in addition to starch, 1 to 8% by weight of wheat pentosane and 1 to 10% by weight of wheat proteins, each on a dry basis related, contains »

2. Mixture according to claim 1, characterized

characterized in that the starch is contained in the form of ungelatinized granules.

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