Способ изготовления картона-основы для упаковки жидких пищевых продуктов

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4934549/12 (22) 08.05.91 (46) 07.04.93. Бюл, М 13 (71) Украинский научно-исследовательский институт целлюлозно-бумажной промышленности и Производственное обьединение

"Сыктывкарский лесопромышленный комплекс" им. Ленинского комсомола (72) А.В.Макушина, Г.А.Мурзина, О.П.Крамар, У.Л.Островская, Л.П,Pыбалко, М,Ю.Магий, Р,Т.Брежнева, А.Г,Мехедов, $.И.Леонтьев, Ю.Н.Русаков, 3.Н Юркина, В,И.Котова, П,П,Смирнов, C,Ï.LtûãàíoB, fl.В.Осипов и О.С.Осипова (56) Обзорная информация. Производство картонной тары для упаковки молочных продуктов. М;: ВНИПИЭИлеспром. Выпуск 8, 1986.

Научно-реферативный сб. Отчеты о заграничных командировках, N 2, серия 4, 1984, М 140, К 2/13882, ГПНТБ, Москва, Технологический регламент производства продукции на КДМ. Сыктывкарскоголесопромышленного комплекса, 1988.

Изобретение относится к целлюлознобумажному производству и предназначено дЛя использования при изготовлении картона-основы для упаковки жидких пищевых продуктов.

Целью изобретения является повышение прочности поверхности картона-основы при одновременном снижении расхода про- . клеивающих 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, предназна»5U, 1807147 А1 (si)s 0 21 Н 27/10, 21/16//О 21 Н 17:17, 17:28, 17:52 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КАРТОНАОСНОВЫ ДЛЯ УПАКОВКИ ЖИДКИХ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ (57) 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. ченных для упаковки молочных продуктов или соков. Чем выше прочность поверхности картона-основы, тем больше адгезионная (межслойная) и рочность 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 "пюр-пак") уста1807147 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 от.браковку 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 — ради- 20 кальное средство повышения прочности поверхности по Деннисону, однако она не всегда позволяет обеспечить требуемый уровень данного показателя, Поставленная цель достигается тем, что 25 в известном способе, включающем подготовку целлюлозной суспензии, введение в нее проклеивающего вещества на основе димеров алкилкетенов, полиаминоэпихлоргидринового сополимера, формование кар- 30 тонного полотна, обработку его поверхности упрочняющим агентом и сушку, в качестве упрочняющего агента используют смесь окисленного крахмала и проклеивающего вещества на основе диме- 35 ров алкилкетенов при его расходе 0,8 — 1,5 от массы окисленного крахмала.

Пример 1. К водной суспензии сульфатной беленой целлюлозы концентрацией

2,8, размолотой.на лабораторной мельни- 40 цедо степени помола 25 LLIP, добавляют водную суспейзию модифицированных целлюлозных волокон, полученных по способу, описанному в авт. св. М 1612651, размолотых предварительно на дисковой лабораторной 45 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 моди- 50 фицированных 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 55 водный раствор полиаминоэпихлоргидринового сополимера (ПАЭХС) в количестве

0,07 мас.ч. Массу перемешивают в течение

7 мин затем в нее вводят эмульсию проклеивающего гещества на основе димеров алI 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/м, Готовят упрочняющий состав для поверхностной обработки картона следующим образом. В стакан с мешалкой заливают 400 мл воды комнатной температуры, при включенной мешалке засыпают 100 r кукурузного или картофельного крахмала, вводят расчетное количество фермента амилосубтилина, 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 клейстериэованную водную дисперсию крахмала вводят аммоний надсернокислый в количестве

200 мг, предварительно растворив его в 10 мл воды. При работающей мешалке продол-. жают нагрев содержимого стакана до 9697 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 50-60 С, содержащему 100 r окисленного крахмала, полученному после перемешивания, 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 м картона после двухсторонней поверхностной обработки), а также поверхностную впитываемость воды (Кобб о), отдельно по верхней и сеточной стороне образцов, торцовую впитываемость раствора молочной кислоты эа 1 ч при 23 С, сокротивление рааслаиванию по Скотту, прочность поверхности по Деннисону; отдельно по верхней и сеточной сторонам.

Пример 2. Волокнистую массу готовят, как в примере 1, однако без добавления модифицированных целлюлозных волокон, а проклеивающее вещество на основе димера алкилкетена и полиаминоэпихлоргидри1807147 новый сополимер вводят в количествах 0,25 и 0,09 мас,ч. соответственно. Упрочняющий агент для поверхностной обработки готовят, как в примере 1, однако к 100 г окисленного крахмала добавляют проклеивающее вещество <а основе ДАК с содержанием сухих веществ 1,5 г.

Пример 3, Подготовка волокнистой массы, как в примере 1, однако модифицированные целлюлозные волокна, полиаминоэпихлоргидриновый 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 r сухих веществ, Пример 4(в промышленных условиях).

Картон-основу изготовляют в двухслойном исполнении. Бумажную массу для каждого иэ слоев готовят следующим образом.

Суспензию сульфатной беленой целлюлозы концентрацией 3,5-4,5 размалывают на дисковых мельницах до степени помола 21-23 LUP, затем в целлюлоэную массу вводят водную суспенэию модифицированных целлюлозных волокон, полученных по способу, описанному в авт,св. N.

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 2427 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 центриклинерах, 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 картоноделательной машине картон-основу массой 335 г/м, 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, выдерляет соответственно 0,23 и 0,10 мас,ч, Упрочняющий состав для поверхностной 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, 50

Пример 7 (для сравнения). Волокнистую.массу готовят, как в примере 1, но модифицированные целлюлоэные волокна, проклеивающее вещество и ПАЭХС вводят в количествах 12, 0,24 и 0,11 мас.ч, соответственно. живают при этой температуре 10 мин, вводят в реактор 1350 г 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 м . Получают з

10 раствор окисленного крахмала концентрацией 4,5-6,0 и температурой 55 — 60 C.

К полученному раствору при работающей мешалке добавляют 110 л эмульсии проклеивающего вещества на основе ДАК, 15 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 ос20 нове ДАК, который перекачивают в расходный бак клеильного пресса картоноделательной машины, Расход упрочняющего агента на поверхностную обработку картона регулируют пу25 тем изменения концентрации и температуры готового рабочего раствора, а также давления между валами клеильного пресса.

Пример 5 (в промышленных условиях).

30 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

35 и 0,12 мас.ч, соответственно, а в качестве

ПАЭХС используется отечественная смола

"Водамин-115", Состав упрочняющего агента для поверхностной обработки картона готовят, как в

40 примере 4, однако проклеивающее вещество на основе ДАК вводят в количестве 1 мас.ч, на 100 мас.ч. окисленного крахмала.

Пример 6 (для сравнения), Волокнистую массу готовят, как в примере 1, однако

45 модифицированные целлюлоэные волокна в массу не вводят, а расход проклеивающего вещества на основе ДАК и ПАЭХС состав1807147

20

30

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

Пример 8 (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.

Пример 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 flAV., ПАЭХС и катионного крахмала составляет 0,26, 0,09 и 0,50 мас,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 им е р11 (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 вЂ” 0,28 мас.ч. и

ПАЭХС вЂ” 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 Деннисону) по примерам 1 — 11 сведены в таблицу, Данные таблицы свидетельствуют о том, что введение в состав упрочняющего агента для поверхностной обработки картона-основы проклеивающего вещества на основе димера алкилкетена в количестве

0,8-1,57ь 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 ф, (пример 6) поверхность картона становится скользкой, что затрудняет переработку картона, а главное затрудняется обеспечение адгеэии 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 0,87, (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 суспенэии, 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 Д от массы окисленного крахмала.

:! 8073 47

l4 1

О е а

I- Ю

1

1

I

I !

z

I

° з

1 2

О

z 1 ! c

1 !

R u

3 О с аС е

С ФЗz R

2 с за

Z Ю Z еае с р О лс а ю

И IC! О е е е х

Э

»

»

z з ос

Р

2 о

С!

В В

2

Са хю ccl

z I- e

1 1

ВRo л

Ф эзз бйа

ВЯЯз

aJxz о аа Z I R4lcE

Ф Я

V I 1 1

I а ю

2 ° се2

1 г с обог*

Cl ° х

Е 1

Ф Осе аб Оса

1-1 oez

u I t- е г е

Х I ! Leal из

40 о

В !

С!

С!

В 4

В

ВЧ м

t4 N

В

В °

14 о о

t4 ВЧ сО

Ъ бч

e Q»tc

3 2

ВО

В аА

N о о

ВЧ

an aa cO о о о

ВЧ . I 1 В б

z 82зo

М

2 Зо 8

88е

Е Я Z о

t4 о ю

lA

СЭ

О D иъ о м о м an о о

4Ч ч

14 N ВЧ

an

44 м

С4

ВЧ

ВЧ о

1

1 !! Л

2ю о !. а C!

1

ВЧ

1 Ъ

° Ч о

С4

ВЧ ВЧ.м

С!

ВЧ

Са аА о ббб

an aA

14 ВЪ б Ъ

Я и

1 б !

О Я аа! с»2 4! !

1 1 ! ! зю» ю

ВЛЗОООЙ ! — — — —1 !, а

1

1 г с з

Яй

22з ехх о» о ю8 з о о

ВЧ

Са

ВФ

Иб ОЭ. о о о о о

СЭ

С!

С!

С! о

С!

СЭ! йзх

ВЭ

С!

В,о

tо о о о

CI

СЭ ззес

СЭ

IA

СЭ

С! м

ВЭ о е о о о о

1 ЗСO Х

В о

1 4

СЭ

В В о

a at

В ЭС аА

С! о ОФ о о о с4

Cl

ФО о

an

Вч

С!.е

ВЧ

Cl, иб ОЭ О

N ° ° t4 о о о

I ю 3

1 аcli

Ic 2e

Я

vze ю ccR

2ee2

° ю

ВЧ о

С! м о

ОЭ

Вч о аА

ВЧ о

В 1

14

В

1 1

c z ю ю 2. ОЯ

eR3

Вч

Itl о

1 1

« а 38с

2 с 2! 22!

В се

g e

-о о

С! о

« о

СЭ о о

С! о

t о о о о о о о

С! о о

1:- -. а 2 а

2 а

Rx x

-т с 2 z

Z e а 2 я

2 лса .СО и

2 а с

Ф Л

2

«и с юб ь с Я

I с

1!

Ф б Э! и

1 и 1!

1 л

Ф ВЭ

1 о! В!

1

В

1

В

В

1

В

1

1

1

1

1

1

1 1

I J 1 о I e 1 о

»co2

1 t4 юе»о 1

uzva 1

1

Х I Е

azoz.

В

° ОЭ ! о

1

1 !

1 О ! !

ОВЕ!Э

1 ГСОЗ ! й2йа

1 !! ! « !

1=. е 1!о

1 tc

72(!о

1,I I О

1!

1, В

I

2 R e ez zaa

zo зее

al.» ах

22йах

2э,хл с Я.з 2 у из зеею»

ЕЗЯ«О е о е

Ra/ u p

2 е о

oez2 z

З О

ЗО С О хо Я е с о,е »а о

С 1 х с

@ au е z

1- Я а

2 Я

eze

u u

»яз

e J» и з ю z

2юю

z e

ЮОО

l a4 С

От хе 2»

«32

2e z а О Ф

a4 V

1- о ю асс и»«3

2 з г z» х8 сй!! й32

0 е ю со л а а»р

И О г ез

Ю х Ф. а яи

h", 2Ф."

z z осз

«z«

a zu е е я и и с а

З 1з v

2 е а е з

«а 3

3 з 2

z e

2 о

З е О

3 и у

1 Z у» з е

Q 4l ВС с за ю з

О С

e z a

О иа сяю охо с aR

»eo р « з с з з !. л з ! 0

С С

О * и е з °

z 3 з е е с

c1 и

О

О г zс и

Я ю к с а е ю z ра

ЗО

» v